Tìm hiểu sơ lược về chitosan
Tên hóa học của Chitosan: Poly-(1-4)-D-glucozamin, hay còn gọi là Poly- (1-4)-2-amino- 2-desoxy-D-glucoza. Công thức phân tử của Chitosan: [C6H11O4N]n ; Phân tử lượng: M=(161,07)n
Chitosan là một polymer sinh học được điều chế từ chitin- một thành phần quan trọng của vỏ tôm, cua. Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin nó lại tan được trong dung dịch acid.
Cả chitin và chitosan đều có nhiều ứng dụng trong công nghiệp và cuộc sống, đặc biệt là trong chế biến và bảo quản thực phẩm
Một số ứng dụng của chitosan:
-Chitosan có khả năng ức chế hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.Coli.
-Một số dẫn xuất của Chitosan diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài. Có thể bảo quản các loại thực phẩm tươi sống, đông lạnh khi bao gói chúng bằng các màng mỏng dễ phân hủy sinh học và thân thiện với môi trường.
-Chitosan là làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Vì nó có khà năng ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn
- Chitosan còn được sử dụng làm màng bao gói sinh học trong dược phẩm, bào chế dược phẩm, làm thuốc chữa bỏng, giảm đau, thuốc hạ cholesterol, thuốc chữa bệnh dạ dày, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng, chữa xương khớp và chống đựợc cả bệnh ung thư...Theo một số nhà khoa học thì Chitosan có khả năng khống chế sự gia tăng của tế bào ung thư.
- Và với tính năng tạo màng, hạn chế mất nước. kháng khuẩn, kháng nấm, chitosan được nghiên cứu và ứng dụng thành công trong lĩnh vực bào quản nhiều loại thực phẩm. lĩnh vực đã và đang được nghiên cứu gần đây nhất là bảo quản trứng gà tươi thương phẩm. Các nghiên cứu trong bảo quản trứng gồm có: sử dụng dung dịch chitosan riêng rẽ (dạng hòa tan trong dung dịch acid acetic) và sử dụng chitosan ở dạng kết hợp với các phụ gia khác nhằm tăng hiệu quả bảo quản của chitosan trên đối tượng trứng tươi.
3.2.1.Vật liệu nghiên cứu:
Chitosan được lựa chọn là chitosan được sản xuất bằng phương pháp hóa học. Các thông số kỹ thuật của bột Chitosan như sau:
- Độ ẩm : 10% - Hàm lượng Ca2+ : 0,01% - Độ deacetyl (DD) : 86-89% - Độ tan (trong CH3COOH 1%): > 99% - Hàm lượng chitosan : 90-92%
- Trọng lượng phân tử : 0,8-1,2 triệu Dalton - Hàm lượng protein : <1%
- Phụ gia: Sorbitol dạng lỏng (SOR), Sodium Benzoate bột (SB) tinh khiết dùng cho thực phẩm. 3.2.2. Quy trình:
+ Nguyên liệu:
Là loại trứng gà dùng để chế biến ăn tươi hoặc dùng làm nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thực phẩm. Trứng gà tươi sau khi gà đẻ không quá 24 giờ, không rạn nứt, không có khuyết tật và đạt tiêu chuẩn TCVN 1858:1986
+ Lựa chọn, phân loại:
- Yêu cầu trứng không quá 24 giờ sau khi gà đẻ và đạt yêu cầu kỹ thuật của trứng gà tươi thương phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 1858:1986.
- Loại bỏ các quả trứng bị rạn nứt do va chạm trong quá trình vận chuyển, quá bẩn hoặc khuyết tật về hình dáng, màu sắc.
+ Làm sạch:
Trứng gà tươi
Lựa chọn, phân loại
Làm sạch Bọc màng Làm khô tự nhiên Trứng gà bọc màng chitosan Bảo quản Chuẩn bị dung dịch bọc màng
Trứng gà sau lựa chọn, phân loại tiến hành làm sạch nhẹ nhàng bề mặt bằng khăn mềm ẩm với mục đích là loại bỏ những vết bẩn trên bề mặt vỏ và tiến hành tạo màng.
+ Chuẩn bị dung dịch bọc màng
Bột chitosan được hòa tan với nồng độ 1,5% trong dung dịch acid acetic 1% có bổ sung 0,05% Sorbitol hoặc 1% Sodium Benzoate và tiến hành lọc sạch để loại bỏ các phần không tan có trong bột chitosan.
+ Tạo màng:
Cách tạo màng thích hợp nhất là dùng miếng xốp sạch nhúng vào dung dịch chitosan đã pha sẵn và quét lên bề mặt trứng sao cho dung dịch bọc màng phủ đều lên vỏ trứng hay cũng có thể nhúng trứng vào dung dịch đã chuẩn bị sẵn sau 15 giây rồi lấy ra. Để khô tự nhiên và tiến hành hai lần lập lại.
+ Làm khô và bảo quản:
Sau khi bọc màng, trứng được làm khô tự nhiên trên giá đựng trứng. Sau đó bảo quản ở nhiệt độ thường ở những nơi khô ráo, thoáng mát.
3.2.3. Kết quả:
Tác dụng bảo quản khá tốt đối với đối tượng trứng gà tươi thương phẩm trước 24 giờ sau khi đẻ. Có thể duy trì hạng chất lượng loại A (mức thấp nhất cho phép trứng tươi lưu hành trên thị trường) đến 15-20 ngày sau khi đẻ khi bảo quản ở nhiệt độ thường. Trong khi, trứng gà tươi không qua bọc màng chỉ duy trì hạng chất lượng ở mức A không quá 5 ngày, đồng thời các chỉ tiêu chất lượng khác (hao hụt khối lượng, chỉ số màu lòng đỏ trứng) đều có biến đổi lớn hơn so với trứng có xử lý màng bọc chitosan.
Khảo sát hao hụt khối lượng trứng:
Bảng :Hao hụt khối lượng trứng (%) theo thời gian bảo quản bằng màng chitosan Nồng
độ
Thời gian bảo quản (ngày)
0 5 10 15 20 25 30 0 0 0,970 2,185 3,053 4,446 5,843 8,240 1,0 0 0,937 1,976 2,674 4,015 4,858 7,352 1,2 0 0,915 1,878 2,447 3,768 4,334 5,991 1,4 0 0,836 1,453 2,317 3,330 4,132 5,599 1,6 0 0,732 1,371 2,101 3,175 3,964 4,750
Từ kết quả thí nghiệm thu được ở bảng 1 và biểu diễn ở hình 1, chúng tôi nhận thấy rằng: trong 5 ngày đầu bảo quản độ hao hụt khối lượng trứng có tạo màng (0,732% đối với nồng độ chitosan 1,6%) không có sự khác biệt lớn với trứng không tạo màng chitosan (0,970%). Nồng độ chitosan tạo màng cũng không ảnh hưởng lớn đến độ hao hụt khối lượng trứng trong khoảng thời gian này. Điều này có thể được giải thích: do trong thời gian đầu, khi màng bao tự nhiên của vỏ trứng chưa bị phân huỷ nên còn khả năng kháng vi sinh vật, hạn chế sự trao đổi khí và nước với môi trường bảo quản.
Tuy nhiên, khi thời gian bảo quản càng dài thì ảnh hưởng của màng bao đến hao hụt khối lượng trứng càng rõ nét hơn. Sau 30 ngày, trứng được bảo quản bằng màng chitosan nồng độ 1,6% chỉ hao hụt 4,750%, trong khi đó mẫu đối chứng lên tới 8,240%.
Khảo sát sự biến đổi protein trong trứng Nồng
độ
Thời gian bảo quản (ngày)
0 5 10 15 20 25 30 0 12,500 8,636 5,803 2,589 0,428 1 12,500 11,499 10,856 9,042 8,812 8,682 5,554 1.2 12,500 11,658 11,048 9,871 9,188 9,023 8,861 1.4 12,500 11,919 11,385 10,552 10,005 9,526 9,076 1.6 12,500 12,121 11,647 11,152 10,332 9,926 9,574
Kết quả cho thấy: sau 30 ngày bảo quản, hàm lượng protein hoà tan của mẫu đối chứng giảm rõ rệt (sau 20 ngày bảo quản đã giảm 0,428%). Điều này có thể lý luận rằng: trong thời gian bảo quản, sự trao đổi khí, ẩm với môi trường bên ngoài, tạo điều kiện cho sự xâm nhập vi sinh vật làm cho các phản ứng thuỷ phân, phân huỷ protein diễn ra mãnh liệt tạo thành acid amin tự do, NH3, H2S
Với các mẫu trứng được bảo quản bằng màng chitosan thì sự biến đổi hàm lượng protein hoà tan ít hơn. Nồng độ chitosan màng bao cũng ảnh hưởng đến hàm lượng protein hoà tan. Sau 30 ngày, hàm lượng protein hoà tan trong trứng vẫn còn 9,574% (đối với nồng độ chitosan 1,6%).
Khảo sát hàm lượng aminiac trong trứng
Bảng: hàm lượng ammoniac (%) sau 30 ngày bảo quản bằng chitosan Nồng độ chitosan (%) NH3 (%) 0 0,064 1 0,042 1,2 0,03 1,4 0,025 1,6 0,021
Từ bảng trên ta thấy hàm lượng NH3 tăng nhiều sau 30 ngày bảo quản. Mẫu đối chứng có hàm lượng cao nhất (0,064%). Trong khi đó, mẫu trứng được bảo quản bằng màng nồng độ chitosan 1,6% có hàm lượng NH3 thấp nhất (0,021%).
Từ những kết quả trên cho thấy, bảo quản trứng gà tươi với nồng độ chitosan từ 1 – 1,6% không có sự khác biệt lớn, nhưng người ta thường sử dụng là nồng độ chitosan 1,5%
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy màng bọc không tạo cảm giác khác lạ cho người sử dụng so với trứng tươi thương phẩm cùng loại về chất lượng cảm quan bề mặt.
Các bước trên qui trình và thao tác kỹ thuật hoàn toàn thủ công, đơn giản có thể dễ dàng thực hiện trong sản xuất ở qui mô nông trại với chi phí nhân công tăng thêm cho công đoạn bọc màng so với phương pháp bảo quản thông thường không đáng kể.
Dung môi hòa tan cũng như phụ gia tương đối rẻ tiền, thông dụng, đảm bảo yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm nếu sử dụng đúng nồng độ khuyến cáo.
Việc sử dụng và bảo quản chitosan cũng như phụ gia đơn giản.
Ngoài ra, việc nghiên cứu ứng dụng màng chitosan vào mục đích kéo dài thời gian bảo quản trứng gà tươi còn giúp đa dạng hóa các ứng dụng của chitosan, nâng cao giá trị kinh tế của nguồn phế liệu vỏ tôm, cua… giải quyết một lượng lớn phế liệu thủy sản thuộc nhóm động vật giáp xác.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Thị Tuyết , Thương phẩm hàng Việt Nam , NXB Hà Nội , 2005 , 111p 2. Trần Xuân Hiên , Chế biến thực phẩm đại cương , 2005 , 169 p
3. Trần Xuân Ngạch , Nguyên liệu sản xuất thực phẩm , NXB Đà Nẵng , 2007 , 85 p 4. Tạp chí khoa học và công nghệ , Đại học Đà Nẵng , Số 5 (34) – 2009