Công thức cấu tạo của chitosan
Công thức phân tử (C6H11NO4)n
Phân tử lượng: M=10000 - 500000 Dalton tùy loại giống (trong mỗi mắt xích phân tử của chitosan có chứa nhóm amin nên nó là một polyamin).
Tên hóa học của chitosan là: Poly-β-(1→4)-D-glucosamin Hay còn gọi là:
Poly-β-(1β→4)-2-amino-2-desoxy-D-glucosa
Đặc tính của chitosan: Nguồn gốc thiên nhiên.
Không độc, an toàn cho người trong thức ăn, thực phẩm, dược phẩm.
Có tính hòa hợp cao với cơ thể.
Có nhiều tác dụng sinh học đa dạng: có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, giữ ấm, với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích tăng sinh tế
bào ở người, động vật, thực vật, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng.
1.11.1. Tính chất cơ bản ♠ Tính chất hóa học CH2OH H NH2 OH H H H H H H H H H H H CH2OH CH2OH OH OH NH2 NH2 H H H n
Chitosan là chất trắng, nhẹ, màu trắng ngà, không mùi, khôngvị, hòa tan trong các dung dịch acid loãng có pH= 6-6,5 như acid acetic(CH3COOH).
Chitosan không hòa tan trong nước, acid, kiềm, acol.
Khi hòa tan chitosan trong dung dịch acid CH3COOH loãng tạo thành keo dương, do đó keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt một số ion kim loại nặng như Hg, Pb. Trong khi phần lớn các keo polysacharid có điện tích âm.
Chitosan phản ứng với các acid đậm đặc sinh thành khối khó tan, tác dụng với iod và sulfurid thành phản ứng màu tím. Có thể dùng trong phân tích
định tính chitosan.
♠ Tính chất sinh học
Vật liệu chitosan không đặc trưng dùng an toàn cho người. Chúng có tính hòa hợp với cơ thể con người, có khả năng tự phân hủy sinh học.
Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng, như tính kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh tế bào, có khả năng tăng sinh tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng, có tác dụng cầm máu, chống sưng u.
Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid trong máu, làm to vi động mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết.
Với khả năng thúc đẩy hoạt động của peptid-insulin kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tụy PDP đã dùng để trị bệnh tiểu đường. Nhiều công trình
đã công bố tính kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển của các khối u, ung thư, HIV/AIDS, chống tia tử ngoại, chống ngứa của chitosan.
Chitosan và dẫn xuất của chúng có rất nhiếu ứng dụng trong nông nghiệp, công nghiệp thực phẩm, công nghiệp nhẹ, y học và một số ngành khác.
Ứng dụng trong nông nghiệp và công nghiệp thực phẩm
Chitosan được dùng như một thành phần chính trong thuốc phòng trừ
sâu bệnh (đạo ôn, khô vằn) dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cho lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh. Chitosan không độc hại giữ tác dụng lâu dài trên lá cây làm tăng diệp lục, tăng độ nảy mầm của hạt, tăng khả năng
đâm rễ, thúc đẩy quá trình ra hoa kết quả và làm tăng năng suất thu hoạch của cây trồng.
Chitosan bột có tính tẩy màu mà không hấp thụ mùi và các thành phần khác nên người ta ứng dụng nó vào việc khử màu nước uống ở nồng đô 1 gam chitosan bột cho 100 ml nước uống.
Chitosan dùng để lọc trong các loại nước ép hoa quả, rượu, bia, nước ngọt, và có thể tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm nhờ khả năng làm đông các thể lơ lứng, rắn giàu protein trng nước thải từ quá trình chế biến thịt, rau cải và công nghệ chế biến tôm nhờ khả
năng kết dính tốt các ion kim loại nặng như Hg, Pb… của keo dương chitosan. Vì vậy các ion kim loại nặng thường bị giữ lại mà keo chitosan không bịđông tụ.
Ứng dụng trong y dược
Từ chitosan sản xuất Glucosamin có khả năng xúc tiến thuốc kháng sinh tố và có thể dùng làm nguyên liệu để nuôi vi trùng và chế thuốc
Trong kĩ nghệ bào chế dược phẩm chitosan có thể làm các chất phụ gia như làm tá dược độn, tá dược dính, chất tạo màng viên nang mềm và cứng, chất mang sinh học dẫn thuốc.
Một công ty mỹ đã chế tạo vật dụng thuốc nước và chỉ khâu tự tiêu. Các bác sỹ mỹ khám phá rằng có thể giúp máu đông nhanh hơn và đã chế tạo ra thấu kính tiếp xúc không đặc tinh thị lực từ chitosan giúp quá trình liền sẹo của thị giác.
Ứng dụng trong công nghệ sinh học
Chitosan là nguyên liệu linh hoạt, déo, nó có thể dùng cốđịnh enzyme, là các nhân tố hình thành liên kết hấp phụ, liên kết ion.
Chức năng tạo film của chitosan đã được nhiều tác giả nghiên cứu, chức năng này đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Màng chitosan đã được ứng dụng trong công nghệ sinh học nuôi tế bào Manmalian.
Chitosan kết hợp với Alginat đã được sử dụng để tạo màng Microcapsul để nuôi mô và tế bào vi sinh vật, màng này cho phép tế bào hấp phụ được chất dinh dưỡng và thải sản phẩm trao đổi chất ra môi trường bên ngoài.
Ứng dụng trong một số ngành công nghệ khác
Trong công nghiệp giấy: chỉ cần bỏ 1% chitin tính theo trọng lượng vào bột giấy cũng đã đủ làm tăng sức dẻo dai của giấy, cắt giảm thời gian cần thiết để rút nước ra khỏi bột, để gia tăng số lượng chất sợi trong giấy. Nhờ đó các nhà máy có thể dùng ít chất sợi nhưng vẫn giữ được phẩm chất tốt của giấy. Loại giấy chế tạo bằng chitin dễ in và khó rách hơn bình thường khi bị ướt. Với đặc tính này, chitin có thể được dùng trong việc thay tã lót cho trẻ
em, khăn giấy và bao giấy gói hàng.
Trong công nghiệp: chitosan được dùng để hồ vải, cố định hình in hoa, màu sắc. Ưu điểm là làm cho vải hoa, tơ sợi bền màu, bền sợi, mặt ngoài thì ánh đẹp.
Chitosan là nguyên liệu quan trọng để hồ lên vải chống nước. Hòa tan trong acid acetid loãng 1,5% cùng với acetat nhôm và acid Stearid thì được
hỗn hợp, hỗn hợp này sơn lên vải, khi khô tạo thành màng mỏng chắc, bền, chịu được nước, chống lửa, cách nhiệt, chịu được nầng và chống thối.
Trong mỹ phẩm: chitosan dùng làm chất phụ gia, làm kem bôi mặt, thuốc làm mềm da, làm tăng khả năng sinh học giữa kem, thuốc và da, chế tạo
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU