Như đã trình bày trong mục 1.1, chitosan là dẫn xuất deacetylate của chitin, là polysacharid nhiều thứ hai sau xenlulo được tìm thấy trong tự nhiên. Chitin là thành phần chính của vỏ các loại giáp xác, có từ nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào chiếm 1/3 tổng sản lượng nguyên liệu thủy sản ở Việt Nam. Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ cơ cấu các mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 - 80% công suất chế biến. Hàng năm các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lượng phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70.000 tấn/năm [42].
Tại Việt Nam đã có nhiều nơi nghiên cứu và sản xuất chitosan như: viện Hóa học, viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghê Quốc gia, khoa Hóa học - Trường Đại học Quốc gia Hà Nội, viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng, viện Nghiên cứu Thủy hải sản II Thành Phố Hồ Chí Minh, trường Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh, viện Công nghệ Hóa học TP. Hồ Chí Minh....Tuy nhiên, các nghiên cứu và sản xuất chitosan mới chỉ dừng lại ở qui mô phòng thí nghiệm. Công ty TNHH MTV chitosan Việt Nam tại Kiên Giang đã nghiên cứu và sản xuất chitosan công nghiệp với sản lượng 5 tấn/năm. Đây là nguồn nguyên liệu tiềm năng nếu việc đưa chitosan vào ứng dụng để sản xuất vải kháng khuẩn thành công. Vì vậy, luận án đã lựa chọn chitosan công nghiệp được sản xuất tại công ty TNHH MTV chitosan Việt Nam làm đối tượng nghiên cứu.
Trong quá trình nghiên cứu đã sử dụng ba loại chitosan dạng vảy được sản xuất từ vỏ tôm, vỏ ghẹ và xương mực. Các mẫu chitosan được ký hiệu là CTS01, CTS02, và CTS03. Chỉ tiêu kỹ thuật của ba mẫu chitosan được trình bày trong bảng 2.2.
Bảng 2.2: Chỉ tiêu kỹ thuật của chitosan nguyên liệu
Mẫu Nguồn gốc Khối lượng phân tử
(MW – kDa)
Mức độ deacetyl hóa (DD - %)
CTS01 Chitosan oligome - vỏ tôm, vỏ ghẹ 69,0 73,6
CTS02 Chitosan polyme - vỏ tôm, vỏ ghẹ 187,0 72,2
CTS03 Chitosan polyme - xương mực 345,0 74,3
Trong thực tế, việc sử dụng chitosan trong công nghiệp dệt gặp một số trở ngại: chitosan công nghiệp không tan trong nước và chỉ tan trong một số dung dịch axit hoặc dung môi nhất định, chưa thuận tiện ngay cho việc sử dụng trong xử lý hoàn tất của ngành dệt. Để thuận tiện hơn trong xử lý hoàn tất ngành dệt người ta có thể cắt mạch để có chế phẩm chitosan với khối lượng phân tử nhỏ hơn dễ dàng hòa tan và dễ ngấm lên vải hơn.
Với mục tiêu ứng dụng trong xử lý kháng khuẩn vải bông, luận án đã ứng dụng kỹ thuật chiếu xạ để cắt mạch phân tử của chitosan cung cấp bởi công ty TNHH MTV
46
chitosan Việt Nam thành các phân đoạn có khối lượng phân tử thấp hơn. Từ các chế phẩm chitosan sau chiếu xạ, luận án đã lựa chọn các chế phẩm chitosan sau để thực hiện các nghiên cứu hoàn tất kháng khuẩn cho vải bông. Chỉ tiêu kỹ thuật của các loại chitosan sử dụng trong nghiên cứu hoàn tất kháng khuẩn vải bông của luận án được nêu trong bảng 2.3:
Bảng 2.3: Chỉ tiêu kỹ thuật của chitosan sử dụng làm chất kháng khuẩn trong nghiên cứu
Mẫu Khối lượng phân tử (MW - kDa) Mức độ deacetyl (DD - %) Hệ số đa phân tán (PDI) CTS02 187,00 72,20 - CTS02-PD1 50,00 75,25 1,73 CTS02-PD6 2,60 77,03 1,38 (a) (b)
Hình 2.2: Mẫu chitosan thương mại (a) và chitosan sử dụng trong nghiên cứu (b)