nhân H2O2
Sau khi nghiên cứu toàn bộ các chế độ thủy phân chitosan ở trạng thái rắn để tạo chitosan phân tử lượng thấp, từ các kết quả đã thu được phù hợp với mục tiêu đề ra, tôi đề xuất quy trình tối ưu sản xuất chitosan phân tử lượng thấp ở trạng thái rắn với tác nhân H2O2 như sau:
Hình 3.16. Đề xuất quy trình tối ưu sản xuất chitosan phân tử lượng thấp ở trạng
thái rắn với tác nhân H2O2
Chitosan
Lọc
Sản phẩm chitosan phân tử lượng thấp Thu rắn
Bỏ dịch
Rửa đến trung tính
Sấy ở nhiệt độ 50oC
NaOH 0.1%, tỷ lệ 1:15, 30oC , thời gian 150 phút
Với quy trình này, sản phẩm chitosan phân tử lượng thấp được đánh giá và so sánh với chitosan ban đầu cho thấy kết quảnhư sau
Bảng 3.2. Thông số chitosan ban đầu và sản phẩm chitosan phân tử lượng thấp
Thông số chitosan
Kết quả
Chitosan ban đầu Chitosan PTLT
Khối lượng phân tử (kDa) 1288 ± 32 152 ± 23
Độ nhớt biểu kiến (cP) 1400 ± 40 83 ± 4.2 Độ deacetyl (%) 96.68 ± 2.2 96.32 ± 3.4 Hàm lượng protein (%) 0.93 ± 0.12 0.78 ± 0.16 Độ đục (FTU) 7 ± 1 4 ± 1 Độ tan (%) 98.87 ± 1.6 98.96 ± 1.36 Hàm lượng ẩm (%) 11.75 ± 0.8 8.77 ± 0.42 Hàm lượng tro (%) 0.68 ± 0.04 0.36 ± 0.02 Kích thước (mm) Dạng vảy 8 Màu sắc Trắng ngà Trắng ngà
Hình ảnh trước và sau khi cắt mạch được thu nhận:
Từ kết quả thu được ở Bảng 3.2. cho thấy, chitosan phân tử lượng thấp sau khi được cắt mạch có các thông số về khối lượng phân tử, độ nhớt, độ đục, hàm lượng protein, hàm lượng khoáng… giảm hơn nhiều so với chitosan ban đầu, sản phẩm chitosan tạo ra có màu sắc trắng sáng. So sánh với các kết quả nghiên cứu của Đỗ Thị Liền năm 2008 và Vũ Lệ Quyên năm 2012 đều cho thấy sự phù hợp về các thông số mà sản phẩm đạt được.
Khi so sánh giữa phương pháp sử dụng tác nhân H2O2 và một số hóa chất khác để sản xuất chitosan phân tử lượng thấp cho thấy, theo nghiên cứu của Zamani và Taherzadeh năm 2010, khi sản xuất chitosan phân tử lượng thấp bằng tác nhân H2SO4 tạo ra chitosan có khối lượng phân tử là 174 (kDa) đạt hiệu suất 82% từ chitosan 1388 (kDa) trong điều kiện thủy phân ở 120oC, nồng độ 72 mM với thời gian 30 phút. Điều kiện này có sự tác động rất lớn bởi nhiệt độ, như vậy sản phẩm tạo thành dễ bị ảnh hưởng về mặt tính chất. Ngoài ra, với nghiên cứu của Kittur và cộng sự năm 2003, Varum và cộng sự năm 2001, các nghiên cứu này đã sử dụng HCl cho quá trình thủy phân chitosan, cách tiếp cận này được cho là tăng khả năng thủy phân nhưng lại dễ xảy ra hiện tượng phá vòng chitosan. Mặt khác, khi thủy phân chitosan bằng các tác nhân H2SO4, HCl hay một số tác nhân hóa học khác phải thực hiện ở trạng thái lỏng, điều này dẫn đến khó khăn cho quá trình tinh sạch sản phẩm và lượng hóa chất tạo ra có nguy cơ ô nhiễm môi trường cao. Như vậy, sản xuất chitosan phân tử lượng thấp bằng tác nhân H2O2 ở trạng thái rắn cho thấy hiệu quả về mặt thu hồi, ít gây ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, giảm thiểu chi phí sản xuất, ít gây ô nhiễm môi trường…
Từ các phân tích trên có thể cho thấy, phương pháp thủy phân chitosan ở trạng thái rắn với tác nhân H2O2 là phương pháp đơn giản và tối ưu cho quá trình sản xuất chitosan phân tử lượng thấp.
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ