CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Tổng quan về chitosan
1.2.3. Các tính chất của chitosan
8
Mức độ deacetyl hóa là một đặc tính quan trọng của quá trình sản xuất chitosan bởi vì nó ảnh hưởng đến tính chất hóa lý và khả năng ứng dụng của chitosan sau này. Mức độ deacetyl hóa của chitosan vào khoảng 56 – 99% (nhìn chung là 80%).
1.2.3.2. Trọng lượng phân tử Chitosan
Chitosan làpolymer sinh học có khối lượng phân tử cao.Khối lượng chitin thường lớn h n 1 triệu Dalton trong khi các sản phẩm chitosan thư ng phẩm có khối lượng khoảng 100.000 – 1.200.000 Dalton.
1.2.3.3. Độ nhớt
Độ nhớt là một nhân tố quan trọng để xác định khối lượng phân tử của chitosan.
Chitosan phân tử lượng cao thường làm cho dung dịch có độ nhớt cao.
1.2.3.4. Tính tan
Chitin tan trong hầu hết các dung môi hữu c , trong khi đó chitosan tan trong các dung dịch acid pH dưới 6,0. Các acid hữu c như acetic, formic và lactic thường được sử dụng để hòa tan chitosan. Thường sử dụng nhất là dung dịch chitosan 1% tại pH 4,0.
Chitosan cũng tan trong dung dịch HCl 1% nhưng không tan trong H2SO4 và H3PO4.
1.2.3.5. Tỷ trọng
Trong một số nghiên cứu cho thấy tỷ trọng của chitin và chitosan từ giáp xác rất cao (0,39 g/cm3). Mức độ deacetyl hóa cũng làm tăng tỷ trọng của chitosan.
1.2.3.6. Khả năng kết hợp với nước và khả năng kết hợp với chất béo
Sự hấp thụ nước của chitosan lớn h n rất nhiều so với cellulose hay chitin. Thông thường, khả năng hấp thụ của chitosan khoảng 581 – 1150% (trung bình là 702%),khả năng hấp thụ chất béo của chitin và chitosan trong khoảng 31% -170%, chitosan có khả năng thấp h n rất nhiều so với chitin.
1.2.3.7. Khả năng tạo màng
Chitosan còn có khả năng tạo màng.Màng chitosan được sử dụng nhiều trong bảo quản thực phẩm. Màng chitosan khá dai, khó xé rách, có độ bền tư ng đư ng với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói.
9
Theo nghiên cứu của Fwu Long Mi và Cộng sự (Fwu Long Mi và Cộng sự, 2001;
Fwu Long Mi và Cộng sự, 2003) thì màng chitosan được tạo theo phư ng pháp sau:
Tạo dung dịch chứa hàm lượng chitosan lớn h n 3%, sau đó sấy để giảm bớt nước trong dung dịch. Sau khi sấy cho dung dịch trao đổi ion vào ngâm trong 24 giờ. Cuối cùng sấy cho đến khi màng khô hoàn toàn.
Cũng theo nghiên cứu này cho thấy màng chitosan tạo thành có độ hấp thu dung dịch đệm phosphate pH = 7,4 (tư ng tự với dung dịch nội bào) và tốc độ truyền h i nước rất cao (Fwu Long Mi và Cộng sự, 2001; Fwu Long Mi và Cộng sự, 2003).
1.2.3.8. Hoạt tính sinh học của chitosan
Chitosan là polymer chứa nhóm chức mang điện tích dư ng cho phép gắn kết với các thành phần sinh học mang điện tích âm và có thể tái sinh theo con đường sinh học trên trái đất, có khả năng thủy phân sinh học bằng enzyme trong c thể, tư ng hợp sinh học với các c uan, mô và tế bào động thực vật, kích thích uá trình đông máu và làm lành vết thư ng, tư ng tác chuyên biệt với các thành phần của chất nền ngoại bào và các nhân tố tăng trưởng. Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng giảm cholesterol do liên kết có chọn lọc với các lành axít béo, không gây độc do các sản phẩm sau thủy phân đều là các chất chuyển hoá tự nhiên, không gây đáp ứng miễn dịch trong mô và c uan động vật, có tác dụng hỗ trợ trong điều hòa miễn dịch. Chitosan có thể xử lý tạo nhiều dạng sản phẩm như dạng miếng, màng, tấm xốp, sợi, hạt, bột mịn, bông và gel (Antoni Niekraszewicz, 2005)
Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan và các dẫn xuất của nó đã nhận được sự quan tâm đáng kể trong những năm gần đây. C chế kháng khuẩn của chitosan là nhờ một số c chế sau (Hang Thi Au và Cộng sự, 2012):
Chitosan là một polymer mang điện dư ng, chúng tư ng tác với thành phần polyanion vách tế bào (polysaccharides và protein) của vi sinh vật, kết quả là sự rò rỉ thành phần nội bào do các thay đổi trong tính thấm của hàng rào (barrier),
10
ngăn cản chất dinh dưỡng đi vào tế bào (đặc biệt là chitosan có khối lượng phân tử thấp LMWC).
Chitosan có khả năng kết hợp với DNA nên chitosan có khả năng ức chế tổng hợp RNA và protein.
Chitosan có khả năng gắn kết gây đông tụ, kết tủa tế bào vi khuẩn và dẫn đến chết tế bào. Chitosan cho thấy một phổ kháng khuẩn rộng kháng cả nấm, vi khuẩn gram dư ng và gram âm.
Hoạt tính trong điều trị vết thư ng, chitosan có tác dụng cầm máu, đẩy nhanh quá trình phát triển các tế bào ở vùng mô bị thư ng, tăng cường hoạt động của chitinase và lysozyme, dẫn đến mau lành vết thư ng và giảm nhiễm trùng. Chitosan được báo cáo là bền với dịch mật, dịch tuỵ và nước tiểu nên được dùng trong chỉ khâu phẫu thuật thay thế cho các loại vật liệu khác có thể bị chất dịch trong c thể tấn công và đứt trước khi vết thư ng lành hẳn (Alemdaroğlu Ceren và Cộng sự, 2006). Trong các trường hợp bị bỏng, chitosan có thể tạo thành ở dạng màng xốp hút nước mạnh và giúp cho oxy phân tán qua màng vào mô tổn thư ng rất dễ dàng, tạo điều kiện cho các mô này bình phục nhanh chóng (Trần Thị Nguyệt, 2015).