5. Điểm mới của đề tài
3.3.1. Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC khi đóng gói
Chúng tôi tiến hành lựa chọn các chất phụ gia bảo quản màng BC khi đóng gói, đồng thời các chất phụ gia cũng là dung dịch, thuốc hỗ trợ trong quá trình trị bỏng. Màng BC sau khi xử lý đƣợc ngâm tẩm trong các dung dịch các chất phụ gia trong 12 giờ.
Chất phụ gia nghiên cứu: Nƣớc muối sinh lý NaCl 0,9%, kháng sinh Berberin clorid 0,1%,, nƣớc sắc lá sim (Rhodomyrtus tomentosa), tinh dầu nghệ (Rhizoma curcumae longa).
Chúng tôi tiến hành kiểm tra khả năng thấm hút của màng BC đối với dung dịch các chất phụ gia, cụ thể:
3.3.1.1. Khả năng thấm hút nước muối sinh lý của màng BC
Nƣớc muối sinh lý có tác dụng sát khuẩn nhẹ, là dung dịch đẳng trƣơng có áp suất thẩm thấu xấp xỉ với dịch trong cơ thể ngƣời.
Bảng 3.4. Khả năng thấm hút nƣớc muối sinh lý của màng BC (g/cm2) Thử
nghiệm
Thời gian (giờ)
2 4 6 8 10 12
Mẫu 1 2,14 2,93 3,74 4,12 4,2 4,24
Mẫu 2 2,25 3,2 4,1 4,43 4,56 4,7
Mẫu 3 2.1 2,86 3,6 3,92 4,23 4,28
M 2,16 2,99 3,81 4,15 4,33 4,41
Sau khi tiến hành ngâm trong 6 giờ màng BC thấm hút đƣợc 3,81g/cm2 nƣớc muối sinh lý, sau 12 giờ thấm hút đƣợc 4,06g/cm2
. Nhận thấy khả năng thấm hút của màng BC đối với dung dịch nƣớc muối sinh lý tƣơng đối tốt.
3.3.1.2. Khả năng thấm hút Berberin clorid 0,1% của màng BC
Berberin clorid đƣợc chiết suất từ cây vàng đắng là một loại kháng sinh có khả năng sát khuẩn cao.
Kết quả khảo sát đƣợc ghi ở bảng sau:
Bảng 3.5. Khả năng thấm hút Berberin clorid 0,1% của màng BC (g/cm2)
Thử nghiệm
Thời gian (giờ)
2 4 6 8 10 12
Mẫu 1 3.01 3,9 4,45 4,57 4,63 4,71
Mẫu 2 3,12 4,15 4,67 4,89 4,92 4,96
Mẫu 3 2,93 4,01 4,43 4,69 4,81 4,85
M 3,02 4,02 4,51 4,71 4,78 4,84
Sau khi tiến hành ngâm trong 6 giờ màng BC thấm hút đƣợc 4,51g/cm2 Berberin clorid 0,1%, sau 12 giờ thấm hút đƣợc 4,84g/cm2. Nhận thấy khả năng thấm của màng BC đối với dung dịch Berberin clorid 0,1% là vƣợt trội hơn hẳn so với dung dịch nƣớc muối sinh lý.
3.3.1.3. Khảo sát khả năng thấm hút nước sắc lá sim của màng BC
Nƣớc sắc lá sim (Rhodomyrtus tomentosa).... có tác dụng làm se khô vết thƣơng, chống nhiễm khuẩn
Bảng 3.6. Khả năng thấm hút nƣớc sắc lá sim của màng BC (g/cm2 )
Thử nghiệm
Thời gian (giờ)
2 4 6 8 10 12
Mẫu 1 2,01 2,87 3,45 3,91 4,02 4,11
Mẫu 2 2,16 3,01 3,89 4,21 4,39 4,48
Mẫu 3 1,98 2,80 3,30 3,73 3,94 4,1
M 2,05 2,89 3,54 3,95 4,11 4,23
Sau khi tiến hành ngâm trong 6 giờ màng BC hút đƣợc 3,54g/cm2 nƣớc sắc lá sim, sau 12 giờ hút đƣợc 4,23g/cm2.
3.3.1.4. Khả năng thấm hút tinh dầu nghệ của màng BC
Tinh dầu nghệ (Rhizoma curcumae longa) chiết suất từ nghệ tƣơi có tác dụng tốt đến sự tái tạo tế bào da, làm cho da chóng lành, ít để lại sẹo.
Kết quả khảo sát đƣợc ghi ở bảng sau:
Bảng 3.7. Khả năng thấm hút tinh dầu nghệ của màng BC (g/cm2 )
Thử nghiệm
Thời gian (giờ)
2 4 6 8 10 12
Mẫu 1 2,09 2,98 3,61 4,03 4,11 4,16
Mẫu 2 2,21 3,11 4,05 4,37 4,54 4,61
Mẫu 3 2,04 2,80 3,59 3,85 4,02 4,14
M 2,11 2,96 3,75 4,08 4,22 4,30
Sau khi tiến hành ngâm trong 6 giờ màng BC hút đƣợc 3,75g/cm2 tinh dầu nghệ , sau 12 giờ hút đƣợc 4,30g/cm2.
Kết quả khảo sát khả năng thấm hút của màng BC đối với các chất phụ gia đƣợc thể hiện ở đồ thị sau:
Đồ thị 3.1. Biểu thị khả năng thấm hút các chất phụ gia của màng BC
Nhƣ vậy, khả năng thấm hút của màng BC đối với chất phụ gia là berberin clorid 0,1% là tốt nhất, sau đó là nƣớc muối sinh lý, và đối với nƣớc sắc lá sim, tinh dầu nghệ là tƣơng đƣơng nhau. Tuy nhiên việc sử dụng các chất phụ gia từ thực vật sẽ làm giảm chi phí bảo quản màng BC kéo theo giá thành chế phẩm màng BC sẽ giảm xuống và có thể sử dụng rộng rãi để làm chất phụ gia bảo quản màng BC trên quy mô công nghiệp.
3.3.2. Hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm thí nghiệm
Quy trình công nghệ và lựa chọn phƣơng pháp đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm đã đƣợc tiến hành nghiên cứu rất nhiều trƣớc khi đƣa vào quy mô sản xuất công nghiệp nhƣ kết quả nghiên cứu của sinh viên Trần Thị Hậu 2012, [7], đã đƣa ra quy trình công nghệ gồm 5 bƣớc, nhƣng trong đề tài này tiến hành lựa chọn quy trình công nghệ đóng gói màng BC trên quy mô phòng thí nghiệm gồm 6 bƣớc cơ bản sau:
0 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 g/cm2 t NaCl becberin clorid nước sắc lá sim tinh dầu nghệ
Bước 1. Xử lý màng
Từ mục 2.2.3 xử lý màng sau lên men, màng BC sau khi đã xử lí có khả năng ngăn cản vi khuẩn, khả năng thấm hút nƣớc tốt, màu trắng trong, mùi thơm của nƣớc dừa, màng dai, pH trung tính, vì vậy đáp ứng đƣợc yêu cầu trong điều trị bỏng nên tôi quyết định chọn phƣơng pháp xử lí màng BC theo các bƣớc cụ thể nhƣ sau:
Bảng 3.8. Các bƣớc xử lý màng BC
STT Các bƣớc xử lý Kết quả
1 Rửa lại bằng nƣớc máy nhiều lần
Loại bỏ bớt acid acetic và các thành phần dƣ thừa từ môi trƣờng, màng có màu vàng, mùi hơi chua
2
- Ngâm màng BC trong dung dịch muối NaCl 0,7N, trong 12 giờ
- Rửa nƣớc và đun sôi 3 lần
- Làm chết và sạch vi khuẩn.
- Loại bớt muối và chất dƣ thừa
3
- Cho màng BC vào dung dịch NaOH 0,5N tới khi màng chuyển sang màu trắng trong.
- Rửa lại bằng nƣớc máy nhiều lần
- Loại bỏ chất dƣ thừa, làm trắng màng, kiềm hóa bề mặt sợi
cellulose. Màng có màu trắng trong, mùi khét, giảm độ cứng và dai. - Giảm bớt nồng độ kiềm
4
Trung hòa bằng acid citric loãng và kiểm tra pH, rửa sạch lại nhiều lần bằng nƣớc máy.
Màng có màu trắng đục và có mùi kiềm.
5
- Ngâm trong cồn 700 , kiểm tra nếu còn
kiềm tiếp thì lại tiếp tục trung hòa. - Rửa nƣớc và đun sôi màng 3 lần, mỗi lần đung sôi từ 2 - 3 phút.
- Kiềm dƣ sẽ tan trong cồn, sau khi trung hòa pH: 7
- Loại bỏ bớt muối natri acetat, các chất dƣ thừa. Màng trắng, hơi đục và không có mùi.
Bước 2. Diệt khuẩn lần một (hấp vô trùng)
màng thì sẽ tiến hành diệt khuẩn lần một trong nồi hấp khử trùng Tommy (nhật) với nhiệt độ khử trùng là 1100C trong 10 phút.
Bước 3. Tẩm chất phụ gia
Đây là bƣớc cải tiến so với các nghiên cứu trƣớc đây đã thực hiện, các chất phụ gia tôi tiến hành ngâm tẩm màng BC gồm có: Nƣớc muối sinh lý, kháng sinh Berberin clorid 0,1%, nƣớc sắc lá sim (Rhodomyrtus tomentosa), tinh dầu nghệ (Rhizoma curcumae longa). Cụ thể nhƣ sau:
Hình 3.13. Màng BC đƣợc tẩm Berberin clorid 0,1%
Màng BC đƣợc tẩm với dung dịch Berberin clorid 0,1% có màu vàng nhạt
Hình 3.14. Màng BC đƣợc tẩm tinh dầu nghệ
Hình 3.15. Màng BC đƣợc tẩm nƣớc sắc lá sim.
Màng BC đƣợc tẩm với nƣớc sắc lá sim có màu vàng nâu
Các chất phụ gia tiến hành ngâm tẩm màng BC trƣớc khi đem ra sử dụng sẽ kéo dài thời gian bảo quản màng BC ( từ 1 đến 2 tháng) và thuận tiện cho việc sử dụng màng BC trong điều trị bỏng.
Bước 4. Sấy
Tôi tiến hành sấy màng ở các mức nhiệt độ khác nhau, sau đó tiến hành khảo sát khả năng thấm hút nƣớc, chất phụ gia bảo quản, kiểm tra lực kéo cơ học của các mẫu màng sấy ở các mức nhiệt độ nhƣ: 400C, 500C, 600C. Tôi nhận thấy màng sấy ở 500C có khả năng thấm hút nƣớc, chất phụ gia và lực kéo cơ học tốt nhất, và tính chất màng không bị thay đổi nhiều. Kết quả này phù hợp với kết quả của tác giả Huỳnh Thị Ngọc Lan và Lô Bảo Khánh [8],[10] cho rằng màng sấy ở 500C là tốt nhất. Vì vậy tôi tiến hành sấy màng ở 500C để đƣa vào bảo quản ở các quy trình tiếp theo.
Bước 5. Diệt khuẩn lần 2 (chiếu xạ UV)
Màng BC sau khi sấy thì tiến hành diệt khuẩn lần 2 bằng cách chiếu xạ trực tiếp tia uv trên bề mặt màng trong 15 phút, trong box cấy vô trùng.
Bước 6. Đóng gói bằng máy hút chân không
Đóng gói bằng máy hút chân không chuyên dụng AMERA V100 và dùng túi nilon dùng cho máy hút chân không (15×20cm) để đóng gói màng BC. Quy trình đóng gói phải đảm bảo vô trùng.
Chúng tôi lựa chọn phƣơng pháp đóng gói theo màng BC trong phòng thí nghiệm theo 6 bƣớc, quá trình đóng gói này có những ƣu nhƣợc điểm là:
Ưu điểm:
Quy trình đơn giản dễ thực hiện, không tốn kém phù hợp với quy mô phòng thí nghiệm
Về cơ bản không làm thay đổi tính chất của màng
Màng BC sau khi đóng đáp ƣng đƣợc các yêu cầu là một màng sinh học ứng dụng để trị bỏng
Màng BC đã đƣợc ngâm tẩm các chất phụ gia đặc biệt các dịch chiết từ thực vật có thể sử dụng trực tiếp cho bệnh nhân bị bệnh và an toàn với ngƣời sử dụng, nguồn nguyên liệu liệu tiến hành ngâm tẩm màng BC đều có tác dụng ngăn cản khả năng vi khuẩn và mau lành vết thƣơng.
Nhược điểm:
Màng sau khi xử lí thƣờng bị mỏng đi
Không tiết kiệm đƣợc thời gian sản xuất màng: tổng thời gian của cả quy trình kéo dài hơn 24 giờ.
Phải đảm bảo đƣợc môi trƣờng vô trùng khi đóng gói màng thành phẩm. Nhƣ vậy, từ những thực tiễn nghiên cứu trên tôi đã hoàn thiện công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm, với ứng dụng bảo quản màng cho việc nghiên cứu điều trị bỏng, làm màng bọc thực phẩm.
Quy trình công nghệ đóng gói màng BC đƣợc thể hiện ở hình 3.18
Hình 3.17. Chế phẩm màng BC sau khi ngâm tẩm chất phụ gia
a b c a. Màng BC tẩm nƣớc sắc lá sim b. Màng BC tẩm tinh dầu nghệ c. Màng BC tẩm berberin clorid 0,1%
Hình 3.18. Sơ đồ quy trình công nghệ đóng gói màng BC Bƣớc 1. Xử lý màng Bƣớc 2. Diệt khuẩn lần 1 Bƣớc 4. Sấy Bƣớc 3. Tẩm phụ gia Bƣớc 5. Diệt khuẩn lần 2 Bƣớc 6. Đóng gói Màng BC thu đƣợc
sau lên men
Tẩy rửa: rửa bằng nƣớc máy Loại bỏ acid acetic bằng NaOH Trung hòa bằng acid citric loãng
Màng BC có màu trắng không mùi Hấp vô trùng Ngâm tẩm chất phụ gia Sấy ở 500C Chiếu xạ UV Đóng gói màng BC bằng máy hút chân không Chế phẩm màng BC
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận
1.1. Đã tiến hành lên men và thu nhận màng BC từ chủng Gluconacetobacter
trên quy mô phòng thí nghiệm và tiến hành xử lý màng BC đạt đƣợc các yêu cầu về mặt vật lý phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo.
1.2. Lựa chọn phƣơng thức đóng gói màng BC bằng phƣơng pháp đóng gói bằng máy hút chân không chuyên dụng AMERA 100.
1.3. Lựa chọn chất phụ gia bảo quản màng BC từ dịch chiết thực vật và hoàn thiện quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm.
2. Kiến nghị
Trên đây là kết quả nghiên cứu về quy trình công nghệ đóng gói màng BC ở quy mô phòng thí nghiệm. Để sản phẩm ứng dụng vào đƣợc thực tiễn cần giải quyết các vấn đề sau:
Tìm ra phƣơng thức đóng gói hiệu quả hơn để có thể ứng dụng rộng rãi trên quy mô công nghiệp.
Tiếp tục nghiên cứu, thử nghiệm thêm các chất phụ gia bảo quản màng và hỗ trợ màng BC trị bỏng hiệu quả nhất.
Nghiên cứu thêm về các dịch chiết thực vật có tác dụng điều trị bỏng trên động vật và trên ngƣời.
Xây dựng sản xuất màng BC trên quy mô công nghiệp nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn và giá thành sản phẩm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
[1]. Nguyễn Lân Dũng, Phạm Văn Ty, Dƣơng Đức Tiến (1980). Vi sinh vật học, tập 1-2, Nxb khoa học kĩ thuật, Hà Nội.
[2]. Nguyễn Thành Đạt, Nguyễn Duy Thảo, Vƣơng Trọng Hào (1990). Thực hành vi sinh vật. Nxb giáo dục, tr. 17-34, 63-74, 89-92.
[3]. Phạm Thị Ngọc Đoài, Nguyễn Thị Diễm Chi (2003), Nghiên cứu tạo màng sinh học trị bỏng từ A.xylinum, Tạp chí dƣợc học.
[4]. Đặng Thị Hồng (2007), Phân lập, tuyển chọn và nghiên cứu một số đặc tính sinh học của vi khuẩnAcetobacter xylinum chế tạo màng sinh học, Luận văn thạc sỹ sinh học ĐHSP Hà Nội.
[5]. Trƣơng Thị Ngọc Hoa, Trƣơng Nguyễn Quỳnh Hƣơng (2007), Đa dạng hóa các môi trường sản xuất Natadecoco từ vi khuẩn Acetobacter xylinum chế tạo màng sinh học, Luận văn thạc sĩ sinh học ĐHSP Hà Nội. [6]. Nguyễn Thúy Hƣơng (2006), Chọn lọc dùng Acetobacter xylinum thích hợp cho các loại môi trường dùng trong sản xuất cellulose vi khuẩn với quy mô lớn.
[7]. Trần Thị Hậu (2012), Xây dựng và lựa chọn phương thức đóng gói, bảo quản màng BC tạo ra từ chủng Acetobacter, Khóa luận tốt nghiệp ĐHSP Hà Nội 2.
[8]. Huỳnh Thị Ngọc Lan, Nguyễn Văn Thanh (2006). Nghiên cứu các đặc tính màng cellulose vi khuẩn từ Acetobacter xylinum sử dụng làm màng trị bỏng. Số 361, Tạp chí dƣợc học số 361, 2006.
[9]. Nguyễn Thị Nguyệt, Nghiên cứu vi khuẩn Acetobacter xylinumcho màng Bacterial cellulose làm mặt nạ dưỡng da. Luận văn Thạc sỹ sinh học ĐHSP Hà Nội, 2008.
[10]. Lô Thị Bảo Khánh (2011), Nghiên cứu xử lý và bảo quản màng BC từ chủng vi khuẩn Acetobacter xylinum BNH2, Luận văn thạc sĩ sinh học ĐHSP Hà Nội.
[11]. Chu Văn Mẫn (2003), Ứng dụng tin học trong sinh học, Nxb ĐHQG Hà Nội.
[12]. Đinh Thị Kim Nhung (1996), Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn Acetobacter và ứng dụng chúng trong lên men acidacetic theo phương pháp chìm, Luận án Tiến sỹ Sinh học. Trƣờng Đại học Tổng hợp Hà Nội.
[13]. Đinh Thị Kim Nhung, Dƣơng Minh Lam (2012), “Nghiên cứu định danh chủng vi khuẩn BHN2_21 có khả năng tạo màng Bacterial cellulose (BC) phân lập được từ mẫu bia Hà Nội”, Kỷ yếu toàn văn Hội nghị Khoa học lần 8, ĐHKHTN- ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh ngày 9 và 10 tháng 11, năm 2012.
[14]. Đinh Thị Kim Nhung, Nguyễn Thị Thùy Vân, Hoàng Thị Thảo (2011), “Nghiên cứu vi khuẩn Acetorbacter xylinum sinh tổng hợp màng Bacterial cellulose ứng dụng trong điều trị bỏng”, Tạp chí Y học thảm họa và bỏng, ISSN 1859-3461 Số 2, tr 122-127.
[15]. Trần Nhƣ Quỳnh (2009), Nghiên cứu một số đặc tính vật lý của màng BC từ Acetobacter xylinum, ứng dụng trong điều trị bỏng, Luận văn thạc sĩ sinh học ĐHSP Hà Nội.
[16]. Đặng Hùng Thắng (1999), thống kê và ứng dụng, Nxb Giáo dục, tr. 214-267.
[17]. Trần Linh Thƣớc (2006). Phương pháp phân tích vi sinh vật. Nxb giáo dục, 2006, tr. 1- 29, 40- 69.
[18]. Nguyễn Thị Thùy Vân (2009). Nghiên cứu đặc tính sinh học và khả năng tạo màng Bacterial cellulose của vi khuẩn Acetobacter xylinum phân lập từ một số nguồn nguyên liệu ở Việt Nam, Luận văn Thạc sỹ khoa học sinh học, trƣờng ĐHSP Hà Nội.
TIẾNG ANH
[19]. Alaban C.A (1967), Studies on the optimum condition for ‘nata de coco’ bacterium or ‘nata’ formation in coconut water, The Philippnie Agriculturist 45, pp. 490-515.
[20]. Bworn (2007), E. Bacterial cellulose/ Thermoplastic nanocomposites. Master of science in chemical engineering, Washington state university. [21]. Chung Y, Shyu Y (1999), The effect of pH, salt, heating and freezing on
the physical properties of bacterial cellulose - nata, Int. Journal of Food sci. And Tech. 34,p. 23-26.
[22]. Nguyen Van Thanh et al (2005), study on preparation bacterial cellulose from A. Xylinum for treating burns and wounds, Proceedings of the 4-th Indochina Conf. On Pharmaceutical Sciences, Nov. 10-13, Univ. Of Medicine and Pharmacy of Ho Chi Minh city, Viet Nam.
[23]. Frateur J, (1950), Essai Sur la systematique des Acetobacter, La cellule, (Vol. 53), pp. 278-398.
[24]. Jonas, R. & Frarad, L,F (1998), Production and application of microbial cellulose. Polymer Degradation and Stability, pp59, 101-106.