ĐỀ TÀI:TÌM HIỂU VỀ MÀNG BAO
CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN
RAU QUẢ
GVHD : ThS. Dương Văn Trường
Lớp : ĐHTP6ALT
Nhóm SV : Hoàng Trung Nghĩa 10325441
Lâm Thị Y Lành 10330771
Lê Đức Minh 10312451
Nguyễn Hoàng Lân 10366921
TP.HCM, ngày 22 tháng 1 năm 2012
Lời mở đầu
Hiện nay bên cạnh việc thu hoạch các loại rau quả vấn đề chúng ta cần quan tâm hơn hết
là làm sao để bảo quản chúng, để giữ hoàn toàn chất lượng bên trong
Trong việc bảo quản các loại rau quả tươi rất khó khăn, cùng với xu hướng hiện nay là
con người hướng đến sử dụng các sản phẩm, chế phẩm tự nhiện, thân thiện với môi
trường, an toàn cho người sử dụng.
Đây là điều mà có rất nhiều nghiên cứu cũng như ứng dụng vào thực tế, để chúng ta tìm
ra một phương pháp khác thay thế cho cách bảo quản hiện nay, để giảm việc con người
tiếp xúc sử dụng các hóa chất, và phù hợp với xu hướng tiêu dùng an toàn thực phẩm
trên thế giới.
Trong những năm gần đây các cơ quan nghiên cứu Khoa học Nông nghiệp nước ta liên
tục cho ra đời nhiều chế phẩm có tác dụng bảo quản rau tươi đưa lại hiệu quả sử dụng
và kinh tế cao: Giảm được tỉ lệ hư hao, tăng thời gian bảo quản nhằm kéo dài thời gian
thu hoạch và tiêu thụ. Hầu hết các chế phẩm này đều có nguồn gốc sinh học, đơn giản,
dễ sử dụng, sản phẩm được bảo quản bằng các chế phẩm này hoàn toàn không độc hại,
an toàn cho người sản xuất lẫn người sử dụng. Rau quả nói chung là một loại sản phẩm
thực phẩm có tính thời vụ. chính vì thế để đáp ứng cho lưu thông, tàng trữ và sử dụng
thì vấn đề quan trọng nhất đó chính là kéo dài thời gian sử dụng của chúng.
Yêu cầu cơ bản trong bảo quản đó là giữ được trạng thái tự nhiên một cách tốt nhất, tính
chất của rau quả không bị biến đổi trong thời gian bảo quản.
được công bố từ những năm 30 của thế kỷ XX. Những nước đã thành công trong lĩnh
vực nghiên cứu sản xuất chitosan đó là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp. Nhật Bản
là nước đầu tiên trên thế giới năm 1973 sản xuất 20 tấn/năm. Và đến nay đã lên tới 700
tấn/năm, Mỹ sản xuất trên 300 tấn/năm. Theo Know năm 1991 thì thị trường có nhiều
triển vọng của chitin, chitosan là Nhật Bản, Mỹ, Anh, Đức. Nhật được coi là nước dẫn
đầu về công nghệ sản xuất và buôn bán chitin, chitosan. Người ta ước tính sản lượng
chitosan sẽ đạt tới 118000 tấn/năm; trong đó Nhật, Mỹ là nước sản xuất chính [2].
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và ứng dụng của chúng trong
sản xuất phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới mẻ ở nước ta. Vào những năm
1978-1980, trường Đại học Thủy sản Nha Trang đã công bố qui trình sản xuất chitosan
của tác giả Đỗ Minh Phụng đã mở đầu bước ngoặt quan trọng trong việc nghiên cứu,
tuy nhiên chưa có ứng dụng nào thực tế trong sản xuất [3]
1.2. Nguồn gốc:
Chitin được xem là polymer tự nhiên quan trọng thứ hai của thế giới, có nhiều thứ hai
thế giới (chỉ sau xenlulo). Là một polymer động vật được tách chiết và biến tính từ vỏ
các loài giáp xác (tôm, cua, hến, trai, sò, mai mực, đỉa biển…), màng tế bào nấm họ
Zygemycetes, các sinh khối nấm mốc, một số loài tảo …
Chitin có mặt trong vỏ các loài giáp xác, màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes có
trong sinh khối nấm mốc, và một vài loại tảo . Còn chitosan chính là sản phẩm biến tính
của chitin .
Chitosan có trong vỏ tôm. Ở nước ta, sản phẩm tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn nhất
trong các sản phẩm đông lạnh. Chính vì vậy, vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự
nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin
và chitosan .
ĐHTP06ALT
1
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
Các công trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh, trong vỏ
tôm có chứa 27% chất Chitin, từ chất Chitin này, họ có thể chiết tách thành chất
Chitosan để ứng dụng cho nhiều ngành kinh tế: hoá dược, mỹ phẩm và đặc biệt trong
COCH3) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kết với
nhau bởi các liên kết b-(1-4)-glicozit, do vậy chitosan có thể gọi là poly β-(1-4)-2-
amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc là poly β-(1-4)-D- glucozamin (cấu trúc III).
Hình 3: Cấu trúc chitosan (poly b-(1-4)-D- glucozamin)
Công thức phân tử: (C
6
H
11
O
4
N)
n
Phân tử lượng: M
chitosan
=(161,07)
n
Tuy nhiên trên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao phân tử
chitosan (khoảng 10%). Vì vậy công thức chính xác của chitosan được thể hiện như sau:
m
O
O
H
H
N
HCOCH
3
H
H
O
H
Trong đó tỷ lệ m/n phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa
chế phẩm này còn có tên là PDP: Poly- β - (1 → 4) – D- glucosamin
Hay còn gọi là Poly- β- (1- 4) – 2 – amino – 2- desoxy – D- glucosa
Dưới đây là công thức cấu tạo của các dẫn xuất:
Dẫn xuất N,O- Cacboxymetylchitin:
Hình 5: Dẫn xuất
N,O-
Cacboxymetylchitin
Dẫn xuất N,O-cacbonxymetylchitosan:
Hình 6: Dẫn xuất N,O-cacbonxymetylchitosan
Dẫn xuất: N,O-axylchitosan:
ĐHTP06ALT
4
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
Hình 7: Dẫn xuất: N,O-axylchitosan
Dẫn xuất N-metylchitosan:
Hình 8: Dẫn xuất N-metylchitosan
So sánh cấu trúc chitin, chitosan, xenluloza:
Hình 9: Cấu trúc 1:Chitin , 2: Chitosan , 3: Xenluloza.
1.3.3.Độ deaxetyl hóa- DD (Degree of deaxetylation):
Là tỷ lệ thay thế nhóm (-NHCOCH3) bằng nhóm (-NH2) trong phân tử Chitin
ĐHTP06ALT
5
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
Hình 10: Quá trình deaxetyl hoá
Nếu:
DD < 50%_ chitin
DD ≥ 50%_ chitosan
Các phương pháp xác định:
Dựa vào phổ cộnh hưởng từ hạt nhân proton (H-NMR)
)
- Chitosan thương mại ít nhất phải có mức DD (degree of deacetylation) hơn 70%
- Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ sinh học,
có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể.
Hình 11. cấu tạo của Chitin và Chitosan
1.5.Tính chất hoá học của chitin/chitosan:
- Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH
3
trong các mắt
xích N-axetyl-D-glucozamin và nhóm –OH, nhóm -NH
2
trong các mắt xích D-
glucozamin có nghĩa chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hoá học có
thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-, hoặc dẫn xuất thế
O-, N.
- Mặt khác chitin/chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các
liên kết β-(1-4)-glicozit; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit,
bazơ, tác nhân oxy-hóa và các enzim thuỷ phân
1.5.1.Các phản ứng của nhóm –OH:
-Dẫn xuất sunfat.
ĐHTP06ALT
7
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
-Dẫn xuất O-axyl cuả chitin/chitosan.
-Dẫn xuất O–tosyl hoá chitin/chitosan.
1.5.2. Phản ứng ở vị trí N:
-Phản ứng N-axetyl hoá chitosan.
-Dẫn xuất N-sunfat chitosan.
-Dẫn xuất N-glycochitosan (N-hidrroxy-etylchitosan)
8
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
trong đó là mạng polime
Hình 12: Phức của chitosan với kim loại
1.5.5.Phản ứng đặc trưng khác của chitosan:
Phản ứng Van-Wisselingh: chitosan tác dụng với Lugol tạo dung dịch màu nâu trong
môi trường axit sunfuric có màu đỏ tím
Phản ứng Alternative: tác dụng với axit sunfuric tạo tinh thể hình cầu chitosan sunfat
làm mất màu dung dịch fucsin 1%
Khử amin nhờ: Ba(BrO)
2
, AgNO
3
, N
2
O
2
….
Cắt mạch bởi axit, enzim, bức xạ
Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan.
Chitosan tác dụng với Iốt trong môi trường H
2
SO
4
cho phản ứng lên màu tím. Đây là
phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan
1.6.Tính chất sinh học của chitosan:
- Vật liệu Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, dùng an toàn cho người.
- Chúng có tính hòa hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng tự phân huỷ sinh học.
- Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: có khă năng hút nước, giữ ẩm, tính
bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào. Cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào.
+Chitosan có thể ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn do có khả năng lấy đi các ion
kim loại quan trọng như Cu
2+
, Co
2+
, Cd
+
của tế bào vi khuẩn nhờ hoạt động của các
nhóm amino trong chitosan có thể tác dụng với các nhóm anion của bề mặt thành tế bào.
Như vậy vi sinh vật sẽ bị ức chế phát triển do sự mất cân bằng liên quan đến các ion
quan trọng [6].
+ Điện tích dương của những nhóm NH
3+
của glucosamine monomer ở pH< 6.3
tác động lên các điện tích âm ở thành tế bào của vi khuẩn, dẫn đến sự rò rỉ các phần tử ở
bên trong màng tế bào. Đồng thời gây ra sự tương tác giữa sản phẩm của quá trình thuỷ
phân có khả năng khuếch tán bên trong tế bào vi sinh vật với AND dẫn đến sự ức chế
mARN và sự tổng hợp protein tế bào.
+ Chitosan có khả năng phá huỷ màng tế bào thông qua tương tác của những nhóm
NH
3+
với những nhóm phosphoryl của thành phần phospholipid của màng tế bào vi
khuẩn.
- Có tác dụng làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt thực phẩm.
Với hàm lượng 1,5% đã giảm số lượng vi sinh vật trên bề mặt cam là 93%, trên bề mặt
quýt là 96%, trên bề mặt cà chua là 98% v.v.
- Ngoài ra, Chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, làm to vi động
mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết.
ĐHTP06ALT
sử dụng an toàn trên cơ thể người
Để dùng trong y tế và thực phẩm, đã có nhiều công trình nghiên cứu về độc tính của
Chitosan
- Ngay từ năm 1968, K.Arai và cộng sự đã xác định Chitosan hầu như không độc
ĐHTP06ALT
11
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
(almost non- toxic ), chỉ số LD 50 =16g / kg cân nặng cơ thể , không gây độc trên xúc
vật thực nghiệm và người, không gây độc tính
1.8.Tác dụng sinh học đa dạng :
+ Tính kháng nấm .
+ Tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau .
+ Kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào .
+ Có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng .
+ Tác dụng cầm máu
+ Chống sưng u
1.9.Sản xuất chitosan:
1.9.1.Nguyên liệu:
Nguồn nguyên liệu phong phú nhất để sản xuất chitosan là từ phế liệu của ngành thủy
sản: từ vỏ các loài giáp xác (tôm, cua, hến, trai, sò, mai mực, đỉa biển , )
Chitosan có trong vỏ tôm. Ở nước ta có bờ biển dài, lượng thủy sản lớn, ước tính hàng
năm Việt Nam có khoảng 30.000 tấn vỏ tôm phế thải từ các nhà máy tôm đông lạnh, chỉ
riêng ở tỉnh Bạc Liêu mỗi ngày thải ra 35 tấn đầu và vỏ tôm (theo Nguyễn Ngọc
Tú-“Báo cáo tại hội nghị bỏng toàn quốc lần thứ 3”).
Trữ lượng chitin trong thiên nhiên ước tính 100 tỉ tấn/ năm nhưng lượng tiêu thụ chỉ có
1100-1300 tấn/năm. Điều này chứng tỏ nguyên liệu để khai thác là rất dồi dào [19]. Sản
phẩm tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn nhất trong các sản phẩm đông lạnh. Chính vì
vậy, vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh
năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan. Các công trình nghiên cứu
của nhiều nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh, trong vỏ tôm có chứa 27% chất
noh72 vào những biến đổi của nhóm OH qua phân tử copolymer và khả năng tạo nhóm
–NH
2
Trên mỗi mắc xích của phân tử chitosan có 3 nhóm chức, các nhóm chức này có khả
năng kết hợp với chất khác để tạo ra các dẫn xuất có lợi khác nhau của chitosan (O-
caylchitosan, N-acetylchitosan, N-phatylchitosan)
Trong phế thải thủy sản (vỏ tôm, đầu tôm, mai mực,vỏ cua…) có chứa chủ yếu là:
protein, chitin và chất khoáng trong đó chitin chiếm khoảng 14-35%. Như vậy muốn thu
được chitin ta cần loại bỏ protein và khoáng chất sau đó deaxetyl hóa chitin thu được
chitosan. [4]
ĐHTP06ALT
STT Phân loại Hàm lượng chitin theo trọng lượng (%)
1 Đầu tôm 11
2 Vỏ tôm 27
3 Vỏ tôm phế thải hỗn hợp 12-18
4 Vỏ tôm hùm 37
5 Càng cua tuyết 24
6 Chân cua tuyết 32
7 Mai mực ống 30-35
8 Đỉa biển 34-49
13
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
Hình13 : Sơ đồ sản xuất chitosan
Nguyên liệu:
Vỏ tôm, cua, mực từ các nhà máy đông lạnh được thu gom và sử lý sơ bộ bằng cách rử
sạch, sấy khô và nghiền nhỏ.
Loại bỏ protein:
Protein được loại bỏ bằng nhiều biện pháp khác nhau, có thẻ loại bỏ bằng phương pháp
sinh học (dùng enzim), hoặc bằng phương pháp hóa học (dùng kiềm hoặc axit),cơ học.
+ Dùng phương pháp sinh học:
Muối vô cơ (chủ yếu là CaCO
3
) thường được loại ra bằng việc sử dụng axit HCl loãng
có kết hợp đun sôi ở 120ºC trong khoảng 1-2 giờ .
Deaxetyl hóa:
Sau khi tách tạp chất, chất vô cơ, protein ta thu được chitin
Sử dụng dung dịch NaOH đặc để deaxetyl hóa chitin thu được chitosan, tùy thuộc vào
mức độ deaxetyl mà ta thu được các chế phẩm chitosan có độ DD khác nhau, quá trình
này được khống chế bằng nồng độ NaOH (15M), nhiệt độ (150ºC) và thời gian 1-1,5
giờ [8]
1.9.3.Một số cơ sở đang nghiên cứu và sản xuất chitin-chitosan ở Việt Nam:
- Trung tâm chế biến trường đại học thủy sản Nha Trang: sản xuất chitin chất lượng cao.
- Viện khoa học Việt Nam kết hợp với xí nghiệp hủy sản Hà Nội: sản xuất chitin ứng
dụng trong nông nghiệp.
- Trung tâm công nghệ sinh học và sinh học thủy sản phối hợp với đại học y dược thành
phố Hồ Chí Minh, phân viện khoa học Việt Nam, viện khoa học nông nghiệp Việt Nam.
1.10. Ứng dụng của chitosan:
Chitosan được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực:
- Trong y tế: nguyên liệu thuốc chữa bệnh, tá dược, vật liệu y sinh
- Trong mỹ phẩm: kem dưỡng da, kem chống tia tử ngoại UV
ĐHTP06ALT
15
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
- Trong thực phẩm: bảo quản rau quả, trái cây, phụ gia thực phẩm
- Trong công nghiệp: xử lý nước thải, nước sinh hoạt
- Trong nông nghiệp: làm phân bón cho rau sạch
1.10.1. Các ứng dụng của Chitosan trong công nghệ thực phẩm:
Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu Chitosan được dùng để bảo quản đóng gói thức ăn,
để bảo quản hoa quả tươi vì nó tạo màng sinh học không độc. Người ta đã tạo màng
Chitosan trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, quả kiwi, dưa chuột, ớt chuông, dâu
ĐHTP06ALT
16
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
cà chua, quả vải, Xoài, nho
Vỏ bọc thực phẩm bằng màng Chitosan đã được phép sử dụng ở Canada và Mỹ từ lâu .
- Là một polyme dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng, Chitosan đã
được đưa vào thành phần trong thức ăn : sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt,
- Sản phẩm ăn kiêng có chứa Chitosan để làm :
+ Giảm cholesterol và lipid máu.
+ Giảm cân nặng.
+ Chống béo phì.
+ Dùng để tránh nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tiểu đường ( bánh mỳ, khoai tây chiên,
dấm, nước chấm ) đã có bán rộng rãi trên thị trường .
- Liệu pháp y học để điều trị bệnh béo phì đã được đề xuất là chế độ ăn kiêng với các
thức ăn có Chitosan và axit ascorbic ( vitamin C) cho kết quả giảm cân tốt .
- Ứng dụng quan trọng trong gói xúc xích và thủy sản
Từ trước đến nay, việc bảo quản các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng
như thịt, cá trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta là một trong những vấn đề đã
và đang được các nhà sản xuất, chế biến và các nhà khoa học quan tâm, nên sau khi vỏ
bọc chitosan từ vỏ tôm được hoàn thành, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ngay đến việc
dùng màng bọc chitosan từ vỏ tôm này để làm vỏ bọc xúc xích.
+ Các vỏ bọc này khi cho hỗn hợp nguyên liệu xúc xích vào thì dùng máy nhồi quay tay.
Khi nhồi hỗn hợp nguyên liệu vào vỏ bọc xong thì buộc lại ở hai đầu. Do trong thành
phần có những chất phụ gia nên lớp chitosan này đã kết dính các mao mạch của vỏ tôm
lại với nhau, với áp lực của máy nhồi tay, vỏ bọc không bị nứt, mà tiếp tục bám sát vào
nguyên liệu bên trong tạo thành những hình xúc xích xinh xắn. Ngoài việc giúp cho sản
phẩm xúc xích có hình dáng đẹp, lớp vỏ màng chitosan này còn có tác dụng đặc biệt là
không làm mất mầu và mùi đặc trưng của hỗn hợp nguyên liệu xúc xích.
+ Sử dụng vỏ bọc chitosan để bảo quản thủy sản tươi và khô. Đối với cá tươi các tác giả
đã tiến hành xử lý lấy ruột, mang (để nguyên con hoặc filê ) rồi rửa. Sau đó, nhúng cá
trong bảo quản dâu tây [11]
1.10.2 Ứng dụng trong y học:
Chitosan còn có khả năng chống viêm cấp trên mô lành. Băng cứu thương kiểu mới, kỹ
thuật cao, có thành phần cấu tạo bởi chất Chitosan. So với các loại băng thường, tốc độ
cầm máu, tính sát khuẩn và thời gian lành mô khi sử dụng loại băng này có hiệu quả hơn
gấp nhiều lần.
- Và từ lâu, một số chuyên gia ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga
cũng đã phát hiện, Chitosan có thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu cơ tim
và bệnh đột quỵ.
- Nhờ vào tính ưu việt của Chitosan, cộng với đặc tính không độc, hợp với cơ thể, tự
tiêu huỷ được, nên Chitosan đã được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả trong kỹ nghệ
bào chế dược phẩm
+ Làm thuốc chữa bỏng.
+ Giảm đau.
+ Thuốc hạ cholesterol.
+ Thuốc chữa bệnh dạ dày.
+ Chống đông tụ máu.
+ Tăng sức đề kháng.
+ Chữa xương khớp.
- Có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư.
- Thuốc kem Pokysan có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, đặc biệt là chủng nấm
Candila albicans, không gây dị ứng và tác dụng phụ, có khả năng cầm máu, chống xưng
u, kích thích tái tạo biểu mô và tế bào da để làm mau liền các vết thương, vết bỏng,
ĐHTP06ALT
18
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
chóng lên da non và giảm bớt đau đớn cho người bệnh. Ứng dụng vật liệu
chitin/chitosan từ dư phẩm của ngành chế biến thủy, hải sản (vỏ tôm, cua, mai mực) của
tập thể cán bộ khoa học nữ Phòng Pôlyme dược phẩm (Viện Hóa học-Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam). Thuốc đã được thử nghiệm lâm sàng trên 500 bệnh nhân bỏng
trình lắng trong nước
Ứng dụng những tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất các hóa chất có hiệu quả xử lý nước tốt
hơn các loại phèn đơn, phèn kép truyền thống đã sử dụng hàng trăm năm nay.
-Vật liệu hấp phụ sinh học mới và khả năng xử lý kim loại từ 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. Kết tủa hóa học, oxy hóa - khử, lọc cơ học, trao đổi ion, tách
màng, hấp phụ trên vật liệu than là những phương pháp được sử dụng rộng rãi để tách
ĐHTP06ALT
19
Màng Bao Chitosan Trong Bảo Quản Rau Quả GVHD:Th.s Dương Văn Trường
các kim loại nặng khỏi dòng 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. Olin
và Bailey đã đưa ra 12 loại chất hấp phụ có khả năng tách kim loại khỏi các dòng thải
với chi phí thấp. Trong số 12 loại này, chitosan có dung lượng hấp phụ cao nhất đối với
kim loại.
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. Để tạo điều kiện tốt cho quá trình chuyển khối, đồng thời tăng
dung lượng hấp phụ kim loại của chitosan,biến tính chitosan hấp phụ kim loại nặng trên
mạng lưới liên kết mạch thẳng và chéo nhau. Kết quả là đã tạo ra được nhiều loại
chitosan biến tính có dung lượng hấp phụ kim loại cao.
- Volesky, Holan, Wase và Foster cũng đã nghiên cứu một số chất hấp phụ sinh học và
khả năng giữ các nguyên tố phóng xạ như urani, thori. Họ đã nhận thấy khả năng ứng
gian gần đây vấn đề này được các nhà vườn rất quan tâm và đặc biệt các công trình
nghiên cứu bảo quản trái cây sau thu hoạch cũng đang cho những kết quả khả quan…
Vấn đề bảo quản trái cây xuất khẩu:
Sản phẩm trái cây của nước ta, đặc biệt trái cây của các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long
có nhiều lợi thế về chủng loại, sản lượng và chất lượng của trái cây miền nhiệt đới
nhưng việc bảo quản để xuất khẩu vào các thị trường lớn như Nhật, Mỹ, EU… chưa
ngang tầm với sản lượng thu hoạch hàng năm.
Có nhiều nguyên nhân trong vấn đề này, trong đó việc bảo quản chưa được đầu tư về
công nghệ và hệ thống thiết bị bảo quản một cách tương xứng với doanh nghiệp có
thương hiệu trái cây xuất khẩu.
Tại thị trường trong nước từ nhiều năm nay giá bán trái cây vào thời điểm thu hoạch rộ
thường bấp bênh, do sản phẩm cùng chủng loại nhiều vào thời điểm thu hoạch, bình
quân khoảng 2 tháng/vụ, làm cho việc điều tiết tiêu thụ sản phẩm gặp nhiều khó khăn,
sản phẩm trái cây được tiêu thụ ở dạng tươi là chủ yếu ở tại địa phương và trong nước,
nên thường gây ứ đọng, sản phẩm thường bị hư hỏng. Trong thực tế sản phẩm trái cây
thường được thu hoạch thậm chí khi chưa đến thời điểm thu hoạch, đa số trái cây
thường không qua khâu kiểm tra chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm…Trong đó
chỉ một số lượng trái tươi đủ tiêu chuẩn phẩm cấp được phân loại bảo quả ở kho lạnh có
nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho từng loại trái. Đáng chú ý, hiện do nước ta có rất ít các
kho bảo quản nên chí phí bảo quản trong các khâu thu hái, bao gói và vận chuyển lạnh
để xuất khẩu rất cao. Đây cũng là nguyên nhân hạn chế việc ứng dụng các tiến bộ kỹ
thuật về bảo quản sản phẩm ở các trung tâm phát triển cây ăn quả trong cả nước.
2.2.Cơ sở khoa học ứng dụng chitosan trong bảo quản trái cây, rau quả:
2.2.1 Các quá trình xảy ra khi bảo quản rau quả tươi:
Quá trình biến đổi vật lý:
Sự bay hơi nước:
Trong rau quả thì phần chiếm nhiều nhất đó là nước từ 65-95% tùy thuộc vào từng loại
quả. Sau khi thu hái rau quả bị mất hàm lượng nước trong suốt quá trình bảo quản do
tham gia vào quá trình hô hấp hoặc bay hơi vào môi trường. Đây là nguyên nhân chính
ĐHTP06ALT