1.2.1. Ứng dụng chitosan trong ngành công nghệ thực phẩm
Diệt khuẩn: Do chitosan có tính chất diệt khuẩn và có khả năng tạo màng tốt nên chitosan được dùng để sản xuất các màng mỏng để bao gói thực phẩm chống ẩm mốc, chống mất nước.
Đặc tính diệt khuẩn của chitosan được thể hiện trên các mặt sau:
- Khi tiếp xúc với thực phẩm chitin – chitosan sẽ lấy đi từ các vi sinh vật này các ion thiết yếu, ví dụ như ion Cu2+. Như vậy vi sinh vật sẽ bị chết do sự mất cân bằng liên quan đến các ion thiết yếu.
- Phá hoại chức năng màng tế bào. Gây ra sự rò rỉ các phần bên trong tế bào.
Như vậy việc dùng chất chitosan bao bọc quanh bề mặt thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự hư hỏng do khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của nó.
Chất phụ gia: Chitosan có thể thay thế hàn the làm chất phụ gia bảo quản tốt cho giò và bánh cuốn ở nhiệt độ phòng và bảo quản tốt đến 26 ngày ở T= 800C. Trong chế biến bảo quản giò thì lượng Chitosan được dùng tốt nhất là 2,5 g/kg thịt và được đưa vào ở giai đoạn xay nhuyễn cùng với muối và gia vị trước khi cho nước mắm của quy trình sản xuất giò truyền thống.
Trong chế biến bảo quản bánh cuốn thì lượng Chitosan được dùng tốt nhất là 24 g dung dịch 3,5% cho 1 kg bột nước và được đưa vào ở giai đoạn trước khi tráng bánh. Sản phẩm giò và bánh cuốn có phụ gia chitosan giá thành phù hợp với an toàn sức khoẻ [15].
1.2.2. Ứng dụng trong ngành nông nghiệp
Dùng như một thành phần chính trong thuốc trừ nấm bệnh. Chitosan phòng trừ được các bệnh cây do các nhóm vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, tuyến trùng và cả virút.
Có thể coi chitosan như một loại vắc-xin thực vật. Ở ta hiện nay hoạt chất chitosan đăng ký với với nhiều tên thương mại như Olicide, Thumb, Stop... phòng trừ nhiều loại bệnh do nấm, vi khuẩn và tuyến trùng cho lúa và nhiều cây trồng khác.
Chitosan là các polymer glucosamine có ảnh hưởng đến chuyển hóa và sinh học phân tử của tế bào thực vật. Các mục tiêu di động là màng tế bào và nhiễm sắc thể trong nhân. Chitosan sẽ tác động lên màng tế bào, nhiễm sắc thể, DNA, các kinase, các phản ứng oxy hóa…Do đó, chitosan còn dùng làm chất kích thích sinh trưởng, tăng năng suất cây trồng, Trong sản xuất rượu vang, chitosan được sử dụng để tinh lọc, ngăn ngừa hư hỏng sản phẩm.
Từ 1986, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (Environmental Protection Agency) đã cho phép dùng chitosan rộng rãi trong nông nghiệp [11].
1.2.3. Ứng dụng trong ngành y học-dược học
- Chitosan có khả năng thúc đẩy quá trình đông máu. Các muối chitosan có được từ pha trộn chitosan với axit hữu cơ như axit succinic hoặc lactic sẽ tác dụng với màng tế bào hồng cầu, tiểu cầu khiến sự hình thành cục máu đông được nhanh chóng hơn.
- Chitosan cũng có tác dụng giảm đau do khả năng ngăn chặn xung động ở các mút tận cùng các dây thần kinh cảm giác.
- Chitosan có tính nhầy dính (mucoadhesive) nên được sử dụng để đưa thuốc vào cơ thể qua da, như sử dụng với miếng dán insulin.
- Chitosan cũng có thể được kết hợp với các vật liệu khác tạo thành những composite dùng trong y khoa.
- Chitosan là một tá dược quan trọng dùng để độn, dẫn thuốc, màng bao phim, viên nang mềm, nang cứng, làm chất mang thuốc giúp thuốc tác dụng chậm kéo dài..
- Chitosan là nguyên liệu để làm vật liệu y sinh như da nhân tạo, màng sinh học, chất nền cho da nhân tạo, …
1.2.4. Ứng dụng trong những ngành công nghiệp khác 1.2.4.1. Xử lý nước thải
Nước thải của hoạt động khai thác mỏ, mạ kim loại, nhà máy điện, chế tạo thiết bị điện và đặc biệt là hoạt động của các tổ hợp nhiên liệu hạt nhân, các cơ sở quốc phòng, v.v...có chứa các kim loại có độc tính cao như crôm, cađimi, chì, thủy ngân, niken, đồng cần được xử lý trước khi thải. Hấp phụ sinh học là phương pháp sử dụng các vật liệu sinh học để tách kim loại hay các hợp chất và các hạt khỏi dung dịch.
Trong những năm gần đây, phương pháp này được đánh giá là một trong những phương pháp hiệu quả về cả kinh tế và kỹ thuật để loại bỏ các kim loại gây nhiễm bẩn nguồn nước mặt và nhiều loại nước thải công nghiệp.
1.2.4.2. Hấp phụ kim loại nặng
Chitosan có khả năng hấp phụ tốt các kim loại nặng. Do đặc tính của nhóm amino tự do trong cấu trúc chitosan được tạo thành khi deacetyl hóa chitin, các phức chelat của nó làm cho khả năng hấp phụ kim loại tăng gấp 5 đến 6 lần so với chitin.
Khi ghép một số nhóm chức vào khung cấu trúc của chitosan sẽ làm tăng khả năng hấp phụ kim loại của chitosan lên nhiều lần.
Chitosan có thể sử dụng như một chất hấp thụ để tách các đồng vị phóng xạ nguy hiểm từ nước bị nhiễm phóng xạ và thu hồi Uranium từ nước biển và nước ngọt [22].
+ Loại bỏ các polymer hiện diện trong nước thải, giảm mùi hôi thối.
+ Ngoài ra, chitosan có thể ứng dụng để xử lý các vệt dầu loang, xử lý nước thải sinh hoạt, thu hồi protein và khoáng từ nước thải nông nghiệp và tách các độc chất từ dung dịch.
1.2.4.3. Công nghệ nhiếp ảnh, dệt và in ấn
- Trong kỹ thuật nhiếp ảnh, chitosan được sử dụng như tác chất tạo ra các acid màu trong gelatin và đóng vai trò như chất hỗ trợ cho quá trình phản xạ ánh sáng.
Phim chitosan có độ nhớt rất cao, không tan trong nước, acid. Độ cứng được cải thiện bằng cách tổng hợp đúc chitosan, rồi xử lý phim bằng dung dịch acid [11].
- Chitosan có thể được dùng làm chất cầm màu trong khi nhuộm và in sợi dệt.
Khả năng kháng khuẩn của chitosan giúp vải có độ bền cao hơn. Có thể thay hồ tinh bột bằng chitosan để hồ vải, nó tác dụng làm tơ sợi mềm, mịn, bóng đẹp, cố định hình in, chịu được acid và kiềm nhẹ [22].
- Trong công nghệ in, chitosan là mực in sinh học (bioprinting), các sản vật in sinh học này khi bỏ đi sẽ tự phân hủy sinh học không độc hại môi trường [11].
- Làm tăng độ bền của giấy: Do có cấu trúc tương tự như cellulose nên chitosan được nghiên cứu bổ sung vào làm nguyên liệu sản xuất giấy. Chitosan làm tăng độ bền dai của giấy, đồng thời việc in trên giấy cũng tốt hơn. Trong sản xuất giấy qua nghiên cứu người ta thấy nếu bổ sung 1% chitosan thì độ bền của giấy tăng lên khi bị ướt.
Hình 1. 7. Ứng dụng của chitosan trong may mặc
Mặc khác chitosan có khả năng tự phân hủy sinh học nên rất thuận tiện cho quá trình tái chế giấy và gây ô nhiễm môi trường.
1.2.4.4.Mỹ phẩm
Chitosan được sử dụng trong sản xuất kem chống khô da, do bản chất chitosan cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi những nhóm NH4+ thường được các nhà khoa học gắn với những chất giữ nước hoặc những chất lọc tia cực tím. Vì vậy chitosan là gạch nối giữa hoạt chất của kem và da [11].