TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ
Khoa Cơ khí - Công nghệ
KHÓA LUẬN
TỐT NGHIỆP
TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu sử dụng chitosan phòng trừ bệnh thán thư hại xoài sau
thu hoạch
NĂM 2012
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của xoài chín 5
Bảng 1.2. Sản lượng xoài trên thế giới từ 2000 - 2005 6
Bảng 1.3. Diện tích và sản lượng xoài ở Việt Nam (2005 – 2010) 8
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của chitosan 14
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu lý hóa 25
Bảng 2.2. Các chỉ tiêu vi sinh vật 25
Hình 2.1. Mẫu xoài bệnh tại nơi được thu thập 27
Hình 2.2. Quy trình phân lập và giám định nấm từ mẫu bệnh 28
Hình 2.3. Giữ ẩm mẫu để phân lập nấm Colletotrichum gloeosporioides gây hại
trên xoài 29
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm xác định ngưỡng gây bệnh Colletotrichum
gloeosporioides trên quả xoài 30
Hình 3.1. Hình ảnh đại thể và vi thể của chủng nấm T2 36
Hình 3.2. Kết quả giải trình tự gen 28S của chủng nấm T2 36
Hình 3.3. Kết quả so sánh mức độ tương đồng của chủng định danh T2 trong
ngân hàng gen 37
Hình 3.4. Bào tử nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 37
Bảng 3.1. Tỷ lệ bệnh ở các nồng độ bào tử khác nhau trên xoài 39
Hình 3.5. Các ngưỡng gây bệnh của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 trên
xoài bằng lây bệnh nhân tạo sau 96h 40
Bảng 3.2. Sự phát triển của vết bệnh trên xoài ở các mức bào tử khác nhau 40
source not found
Hình 3.2. Kết quả giải trình tự gen 28S của chủng nấm T2 Error: Reference
source not found
Hình 3.3. Kết quả so sánh mức độ tương đồng của chủng định danh T2
trong ngân hàng gen Error: Reference source not found
Hình 3.4. Bào tử nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 Error: Reference
source not found
Hình 3.5. Các ngưỡng gây bệnh của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2
trên xoài bằng lây bệnh nhân tạo sau 96h Error: Reference source not found
Hình 3.6. Ảnh hưởng của chitosan đến sinh khối sợi nấm Colletotrichum
gloeosporioides T2 sau 96h nuôi cấy Error: Reference source not found
Hình 3.7. Nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 nuôi cấy trên môi trường
½ PDA lỏng với các nồng độ chitosan khác nhau sau 96h nuôi cấy Error:
Reference source not found
Hình 3.8. Ảnh hưởng của chitosan với các nồng độ khác nhau đến tốc độ
phát triển của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 sau 240h nuôi cấy
Error: Reference source not found
Hình 3.9. Ảnh hưởng của oligochitosan với các nồng độ khác nhau đến tốc
độ phát triển của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 ở thí nghiệm 1 sau
120h nuôi cấy Error: Reference source not found
Hình 3.10. Ảnh hưởng của oligochitosan với các nồng độ khác nhau đến tốc độ
phát triển của nấm Colletotrichum gloeosporioides T2 sau 192h nuôi cấy . Error:
Reference source not found
Hình 3.11. Ảnh hưởng của chitosan đến sự hình thành vết bệnh trên xoài
bằng lây bệnh nhân tạo ở điều kiện in vivo sau 96h Error: Reference source
not found
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
C. gloeosporioides : Colletotrichum gloeosporioides
CT : Công thức
COS : Chitosan oligosaccharide
1.2. Đặc điểm của bệnh thán thư do nấm Collectotrichum gloeosporioides gây hại 11
1.3. Tổng quan về chitosan và oligochitosan 13
1.3.1. Chitosan 13
1.3.1.1. Cấu trúc của chitosan 13
1.3.1.2. Tính chất của chitosan 14
1.3.1.3. Phương pháp sản xuất chitosan 15
1.3.2. Tổng quan về oligochitosan 16
1.3.2.1. Cấu trúc của oligochitosan 16
1.3.2.2. Tính chất của oligochitosan 16
1.3.2.3. Phương pháp sản xuất oligochitosan 17
1.3.3. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của chitosan và oligochitosan 18
1.3.3.1. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của chitosan 18
1.3.3.2. Hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm của oligochitosan 20
1.4. Những nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài 20
1.4.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước 20
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 22
Chương 2 25
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
2.1. Đối tượng nghiên cứu 25
2.1.1. Chitosan 25
2.1.2. Oligochitosan 25
2.1.3. Nguyên liệu quả 26
2.2. Nội dung nghiên cứu 26
2.3. Phương pháp nghiên cứu 26
2.3.1. Phương pháp thu mẫu nấm bệnh 26
2.3.2. Phương pháp phân lập và giám định nấm Colletotrichum gloeosporioides27
2.3.3. Bố trí thí nghiệm 30
2.3.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian nảy mầm của bào tử nấm
Colletotrichum gloeosporioides trong phòng thí nghiệm 30
2.3.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định ngưỡng gây bệnh của Colletotrichum
TÀI LIỆU THAM KHẢO 57
PHỤ LỤC 58
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa, Việt Nam là một trong
những nước có các sản phẩm rau quả phong phú và đa dạng trên thế giới. Các
sản phẩm rau quả của nước ta không chỉ phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước
mà còn trở thành mặt hàng xuất khẩu được nhiều nước ưa chuộng. Hằng năm,
xuất khẩu rau quả đã góp phần không nhỏ vào việc nâng cao nguồn ngân sách
cho nước ta. Theo thống kê của Tổng cục Hải quan tính đến hết tháng 11/2011
kim ngạch xuất khẩu rau quả của nước ta đạt khoảng 515 triệu USD, tăng 40,6%
so với cùng kỳ năm 2010 và đạt khoảng 109,5% so với kế hoạch xuất khẩu rau
quả năm 2011. Tuy nhiên, việc xuất khẩu rau quả vẫn còn nhiều hạn chế,
nguyên nhân chủ yếu là do tình trạng hư hỏng của rau quả sau khi thu hoạch còn
rất cao, chiếm tới hơn 20% tổng sản lượng .
Cây xoài (Mangifera indica L.) là một trong những loại cây ăn quả điển
hình cho vấn đề này. Do có khả năng thích ứng rộng nên hiện nay cây xoài đã
được trồng ở nhiều nước và vùng lãnh thổ có điều kiện khí hậu á nhiệt đới. Theo
tổ chức FAO, hiện có hơn 95 quốc gia trên toàn thế giới đang trồng và canh tác
loại cây này (FAOSTAT 2010). Là loại cây ăn quả có giá trị dinh dưỡng cao và
có tầm quan trọng về kinh tế, tuy nhiên ở xoài gặp một số bệnh ảnh hưởng tới
năng suất và phẩm chất của quả sau thu hoạch, trong đó bệnh thán thư là một
bệnh thường gặp và gây hại nghiêm trọng nhất đối với xoài, làm mất giá trị thẩm
mỹ đồng thời làm giảm phẩm chất của quả xoài gây tổn thất cho người trồng,
ảnh hưởng đến sức khỏe người sử dụng.
Bệnh thán thư gây hại trên xoài sau thu hoạch chủ yếu do nấm Colletotrichum
gloeosporioides gây ra. Bệnh gây hại phổ biến ở tất cả các vùng trồng xoài trên
thế giới, nấm gây hại trên hoa, lá, quả khi còn trên cây và sau thu hoạch. Sự
phát triển của bệnh trên quả, bệnh nhiễm từ lúc trái non đến thu hoạch, vết
bệnh lúc đầu trên trái có những đốm nhỏ hình tròn có màu nâu hoặc nâu đen
sau lan ra, nhiều đốm kết hợp với nhau thành những đốm lớn hơn lõm vào
quả đối với các bệnh sau thu hoạch trên rau quả nói chung và bệnh thán thư trên
xoài nói riêng.
Xuất phát từ những yêu cầu đó và được sự đồng ý của bộ môn Cơ sở công
nghệ, khoa Cơ khí công nghệ, trường Đại học Nông Lâm Huế cùng với sự hướng
dẫn của thầy giáo ThS. Lê Thanh Long, tôi thực hiện đề tài: “ Nghiên cứu sử
dụng chitosan phòng trừ bệnh thán thư hại xoài sau thu hoạch” với mục tiêu:
- Phân lập nấm Colletotrichum gloeosporioides gây bệnh thán thư trên
xoài.
- Ứng dụng chế phẩm chitosan và oligochitosan kháng nấm Colletotrichum
gloeosporioides gây bệnh thán thư trên xoài sau thu hoạch.
2
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1. Cây xoài
1.1.1. Nguồn gốc, phân loại
1.1.1.1. Nguồn gốc
Cây xoài (Mangifera indica L.) thuộc:
Ngành thực vật hạt kín: Angiospermes
Lớp hai lá mầm: Dicotyledonae
Phân lớp hoa hồng: Rosidae
Bộ bồ hòn: Sapindales
Họ đào lộn hột: Anacardiaceae
Xoài cùng họ với sấu, muỗm, cóc, đào lộn hột…
Cây xoài (Mangifera indica L.) thuộc chi Mangifera, là cây ăn quả có giá
trị kinh tế cao được trồng rộng rãi ở nhiều nơi và trở thành sản phẩm hàng hoá
quan trọng trên thế giới. Chi Mangifera thuộc họ Anacardiaceae (đào lộn hột),
trong họ này có khoảng 100 chi và gần 1200 loài phân bố chủ yếu ở vùng nhiệt
đới và một số ở vùng ôn đới. Ở nước ta có 18 chi, 56 loài, phần lớn là cây
hoang dại, trong đó một số cây đã được trồng và có ý nghĩa kinh tế lớn như:
sơn, xoài, trám, cóc, sấu, đào lộn hột, xoan nhừ, dâu da xoan… Theo
chín khoảng 100 – 105 ngày.
- Xoài Bưởi: Đây là giống cũng được trồng nhiều ở huyện Cái Bè (Tiền
Giang). Quả có vỏ dày, khối lượng quả trung bình 250 – 350 gam nên chịu được
vận chuyển. Phẩm chất quả kém hơn xoài cát, thịt quả nhão, ngọt vừa phải và có
mùi nhựa thông.
- Xoài Tượng: Đây là giống xoài có quả rất lớn: có quả nặng 700 – 800
gam, cây ra hoa sớm nên tháng 3 đã cho thu hoạch. Quả chín màu vàng nhạt ửng
xanh, vỏ quả trơn bóng, thịt quả màu vàng nhạt, ít xơ, vị chua, thường dùng sử
dụng ăn xanh.
- Xoài Thanh Ca: Trồng nhiều ở Nha Trang (Khánh Hoà), Bình Định. Đây
là giống xoài ngon, ra hoa và quả chín nhiều đợt trong năm. Quả hình trứng
nặng trung bình 350 – 580 gam, vỏ bóng, có màu vàng tươi, thịt quả ít xơ, nhiều
nước, nhiều bột, ăn ngon, thơm.
4
- Xoài Thơm: Trồng nhiều ở Tiền Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ. Khối lượng
quả 250 – 300 gam, thịt quả vàng, thơm dày, thơm, ngọt. Vỏ quả xanh đậm
(giống Thơm đen) hoặc xanh nhạt (giống Thơm trắng). So với xoài cát, giống
này cho năng suất cao và ổn định qua các năm. Xoài Thơm cho trung bình 150 –
200 kg quả/cây, quả cho năng suất cao.
- Xoài trứng Yên Châu: Được trồng nhiều ở Yên Châu và Mai Sơn (Sơn
La). Quả tròn, bé, quả nặng trung bình 150 – 220 gam, chín vào cuối tháng 5
đầu tháng 6, khi chín vỏ quả có màu xanh vàng, vỏ dày nên chịu được vận
chuyển. Thịt quả màu vàng đậm, nhiều nước, ngọt đậm và thơm ngon. Nhược
điểm là quả bé, hạt lớn nên tỷ lệ ăn được thấp.
1.1.2. Giá trị dinh dưỡng
Xoài là loại quả quý của vùng nhiệt đới, quả xoài giàu chất dinh dưỡng, đặc
biệt hàm lượng Vitamin A vượt xa các loại quả khác, theo kết quả nghiên cứu
của các nhà khoa học Trung Quốc thì hàm lượng Vitamin A trong 100 gam thịt
quả giống xoài Hoa tím (Trung Quốc) tương đương với 200g sữa bò, hoặc 250g
cá diếc, hoặc 50g thịt lợn hay thịt bò.
8 Nigeria 730 Nigeria 850
9 Brazil 538 Brazil 730
10 Ai cập 299 Ai cập 380
Các nước còn
lại của thế giới
597 4128
Toàn thế giới 24700 27966
Ấn Độ là nước đứng đầu trong 10 nước sản xuất xoài lớn trên thế giới từ
năm 2000 đến năm 2005, với sản lượng 10,5 – 10,8 triệu tấn. Các nước có sản
lượng xoài cao trong khu vực là Trung Quốc (3,2 – 3,7 triệu tấn) và cũng là
nước có tăng trưởng về sản lượng xoài nhanh nhất trong khu vực, từ hàng thứ 6
(năm 1985) lên hàng thứ 2 sau Ấn Độ từ năm 2000 – 2005. Thứ đến là sản xuất
xoài của Thái Lan đứng hàng thứ 5 năm 1995 lên hàng thứ 3 năm 2000 – 2005
với sản lượng 1,8 triệu tấn.
Đến năm 2005, sản lượng xoài trên thế giới ước lượng khoảng 28 triệu
tấn. Trong thời kỳ 1996 đến 2005, tốc độ tăng trưởng sản lượng hàng năm của
xoài là 2,6%. Mười nước đứng đầu chiếm 85% sản lượng xoài trên thế giới.
Trong đó Ấn Độ chiếm 38,6% từ năm 2003 đến 2005 với sản lượng 10,8 triệu
tấn.
6
Xoài xuất khẩu trên thị trường chủ yếu dưới dạng quả tươi, chịu vận
chuyển kém, khó bảo quản, vì vậy số lượng xoài trao đổi trên thị trường thế giới
còn hẹp. Mặc dù lượng xoài lưu thông trên thế giới chỉ bằng 3% sản lượng sản
xuất ra, nhưng số lượng tăng đáng kể so với 20 năm trước. Về mặt phân phối,
Mexico, Brazil, Peru, Ecuador và Haiti là những nước cung cấp chính cho thị
trường các nước Bắc Mỹ. Ấn Độ và Pakistan lại chiếm lĩnh thị trường Tây Á.
Các nước vùng Đông Nam Á nhập khẩu xoài từ Philippines và Thái Lan. Liên
minh Châu Âu nhập khẩu xoài từ các nước Nam Mỹ và Châu Á .
Năm 2005, xuất khẩu xoài trên thế giới đạt 912853 tấn, trị giá 543,10 triệu
USD. Trong 10 nước xuất khẩu xoài hàng đầu thế giới, Ấn Độ thay thế Mexico
2008 67000 541600
2009 68800 554000
2010 71100 574000
Diện tích và sản lượng xoài trong cả nước trong những năm gần đây tăng từ
51600 ha với sản lượng 367800 tấn (năm 2005) lên 71100 ha (năm 2010) tăng
1,4 lần diện tích và sản lượng đạt 574000 tấn (tăng 1,6 lần).
Nhìn chung đồng bằng sông Cửu Long là nơi sản xuất xoài hàng hóa lớn
nhất nước ta. Từ đây, xoài được mang đi tiêu thụ khắp cả nước. Do sản lượng
xoài nước ta chưa nhiều nên chỉ đáp ứng một phần nhu cầu nội địa, trong đó các
tỉnh miền Bắc là một thị trường lớn, phần lớn xoài tiêu thụ ở đây từ các tỉnh
miền Nam đưa ra.
Trung tâm đầu tư chương trình hợp tác của FAO và Ngân Hàng phát triển
châu Á (ADB) thống kê năm 1998, mức tiêu thụ sản phẩm cây ăn quả ở Việt
Nam khoảng 38 kg/người, ngang bằng với một số nước trong khu vực nhưng
thấp hơn các nước châu Á và Mỹ La tinh. Trong cơ cấu tiêu thụ, xoài được xếp
vào loại chủ yếu cùng với chuối, dứa, cam. Đây là một mức tiêu thụ sản phẩm
khá lớn của người dân Việt Nam.
1.1.5. Các loại bệnh sau thu hoạch thường gặp ở xoài và biện pháp xử lý
1.1.5.1. Các bệnh sau thu hoạch thường gặp ở xoài
Trên xoài thường xuất hiện một số loại bệnh, trong đó, bệnh thán thư do
nấm Colletotrichum gloeosporioides là bệnh gây hại quan trọng nhất đối với
xoài sau thu hoạch. Quả bị bệnh lúc đầu chỉ xuất hiện các chấm nâu nhỏ, sau đó
phát triển thành các đốm thối đen lõm trên mặt vỏ quả, quả bị chín ép hoặc thối
khi bảo quản.
Bệnh thối quả do nấm Diplodia natalensis là bệnh gây hại phổ biến trong điều
kiện nóng ẩm của mùa mưa. Bệnh hại quả trong thời kỳ bảo quản và vận chuyển
làm thối phần thịt quả chỗ gần cuống hoặc ở chỗ vỏ bị xây xát hay bầm dập.
Ngoài ra bệnh thối Alternaria do nấm Alternaria alternate và bệnh thối
8
Aspergillus (còn gọi là bệnh thối đen) do nấm Aspergillus spp gây ra khi quả
o
C thường gây tổn thương lạnh làm cho quả chuyển
màu, thịt mềm, mùi vị không đặc trưng như chín bình thường .
- Phương pháp xử lý bằng nước nóng
Xử lý nhiệt là một biện pháp vật lý được ứng dụng ngày càng rộng rãi vì nó
có khả năng ức chế sự phát triển của nấm bệnh và làm giảm ảnh hưởng của tổn
thương lạnh trên quả xoài. Tuy nhiên, phương pháp xử lý bằng nhiệt sẽ ít nhiều
có ảnh hưởng đến sinh lý quả xoài được xử lý. Nếu nhiệt độ và thời gian xử lý
không thích hợp có thể gây ra hiện tượng rộp hay phồng vỏ quả và có thể ảnh
hưởng đến chất lượng bên trong của quả.
Ở Philippines người ta đã xử lý nước nóng 55
o
C trong 10 phút đối với xoài, có
thể hạn chế nấm thán thư. Theo Quimio và Seggell (1963), đối với xoài xử lý nước
9
nóng có hiệu qủa nhất ở nhiệt độ 53 – 55
o
C trong 5 phút hay 50
o
C trong 10 – 15
phút, sẽ làm giảm mức độ hư hỏng rõ rệt trên xoài .
Có thể kết hợp phương pháp xử lý nước nóng với hóa chất ở nồng độ cho
phép đối với xoài sau thu hoạch để đạt hiệu quả tiêu diệt vi sinh vật cao. Khoa
Nông nghiệp trường Đại học Cần Thơ đưa ra khuyến cáo sử dụng nước nóng
48
o
C có chứa 1000 ppm thuốc trừ nấm Benomyl và 14% CaCl
2
trong 5 phút có
thể giữ được giống xoài Cát Hòa Lộc và xoài Thơm trong 18 ngày ở 30
+ Bảo quản xoài bằng kỹ thuật tạo màng phủ bề mặt: Chế phẩm tạo màng
được pha chế từ nhiều nguyên liệu khác nhau nhưng đều là các hợp chất tự
nhiên như chitosan, nhựa cây, sáp động vật, sáp thực vật như sáp Carnauba, sáp
ong, nhựa cánh kiến, sáp tổng hợp polyethylene, parafin, các polysaccarit,
protein, Trong thực tế, đa số các chế phẩm đều có ít nhất hai thành phần tạo
màng trở lên và có bổ sung thêm các chất phụ gia như chất dẻo hoá, chất chống
bọt, chất nhũ hoá nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tạo màng.
+ Phương pháp bảo quản trong môi trường khí quyển điều chỉnh CA
10
(Controled Atmosphere): Phương pháp bảo quản rau quả tươi trong môi trường
khí quyển điều chỉnh bằng khí O
2
, CO
2
khác với khí quyển bình thường. Khí O
2
,
CO
2
có tác dụng trực tiếp lên quá trình sinh lý, sinh hóa của rau quả và từ đó ảnh
hưởng đến thời hạn bảo quản của chúng .
+ Phương pháp bảo quản trong môi trường không khí cải biến MA
(Modified Atmosphere): Phương pháp này được thực hiện trong môi trường
khí quyển có tổng nồng độ O
2
và CO
2
vẫn đảm bảo bằng 21% (bằng tổng hàm
lượng O
2
lớn tới năng suất, phẩm chất quả .
- Trên lá: Vết bệnh lúc đầu xuất hiện là những đốm chết hoại nhỏ trên bề
mặt, về sau các đốm loang rộng thành vết riêng biệt có dạng hình tròn hoặc có
góc cạnh. Khi gặp điều kiện ẩm ướt, chúng liên kết lại tạo thành các vết bệnh
lớn, hình dạng không đều đặn, giữa vết bệnh có tâm màu nâu sáng hoặc nâu
xám, bao quanh có viền màu đen hay nâu sẫm, xung quanh vết bệnh có màu
xanh sáng đến xanh vàng nhạt. Trong điều kiện ẩm độ cao và nhiệt độ thích
11
hợp thì trên vết bệnh hình thành các đĩa cành xếp theo hình vòng nhẫn đồng
tâm, còn nếu trong điều kiện khô thì vết bệnh có thể bị khô và để lại những vết
rạn, rách và thủng lá.
- Trên hoa: Vết bệnh là những đốm nhỏ, hình góc cạnh, màu đen. Các vết
bệnh mở rộng, liên kết lại với nhau gây hiện tượng rụng và chết khô hoa, bệnh
gây hại trên hoa, cuống và nhánh hoa.
- Trên thân cành: Bệnh hại chủ yếu trên các cành non mới ra. Ban đầu xuất
hiện các vết đốm màu nâu vàng, nhỏ, sau liên kết với nhau tạo thành vết bệnh có
màu nâu tối. Khi gặp điều kiện ẩm ướt, các vết bệnh mở rộng ra, khi gặp thời
tiết khô vết bệnh bao bọc quanh thân cành làm cành khô héo.
- Trên quả: Vết bệnh trên quả lúc đầu là những chấm nhỏ, màu đen sau lan
rộng thành vết bệnh có màu đen nâu, hình góc cạnh hơi lõm xuống có màu nâu tới
màu đen. Giai đoạn quả non thì triệu chứng thường ở cuống quả, còn ở quả sau
thu hoạch thường vết bệnh lớn, bệnh xuất hiện nhiều ở má quả và đáy của quả.
Nấm Collectotrichum gloeosporioide có phạm vi ký chủ rất rộng gây hại
chủ yếu trên xoài, bơ, hành, chanh, cam, bưởi, quýt, đu đủ, cà phê, ớt, cà chua,
… Ngoài ra, C. gloeosporioides còn tồn tại trên các cây ký chủ thiết yếu như cây
thích, cây muông, cây cúc, cây khoai sọ, cây bạch đàn, cây chuối, cây hồng, cây
long não, cây sầu riêng, cây vải và cây cà rốt.
Cành bào tử hình thành trên vết bệnh, các lông gai tròn, hơi dài hoặc không
đều, kích thước lớn có thể lên tới 500μm có 1 - 4 vách ngăn, màu nâu thường
nhẹ ở góc và thon nhọn nhẹ ở đỉnh. Bào tử đôi khi cũng sinh ra trên lông gai.
trong thành tế bào của nấm thuộc lớp Zygomycetes, trong chất Chlorophycean của
tảo Chlorella sp. và trong lớp biểu bì các loài côn trùng . Ngoài ra nó có nhiều
trong vỏ động vật giáp xác tôm, cua, ghẹ và mai mực. Vì vậy vỏ tôm cua ghẹ là
nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất chitin – chitosan và dẫn xuất của chúng .
Cấu tạo hoá học của chitosan tương tự với cellulose, chỉ khác một nhóm
chức ở vị trí C
2
của mỗi đơn vị D – glucose (thay nhóm hydroxyl ở cellulose
bằng nhóm amino ở chitosan), nhưng tính chất của chúng lại rất khác nhau… .
Chitosan là một polysaccharide cao phân tử, mạch thẳng, cấu tạo từ các
mắt xích D – glucosamine liên kết với nhau bởi liên kết β-1- 4-glycoside. Ngoài
ra, chitosan cũng được tạo ra từ quá trình deacetyl hóa chitin.
Chitosan là một polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β-D-
glucosamine liên kết với nhau bởi liên kết β-1- 4-glycoside.
Tên hoá học của chitosan là: Poly-β-(1,4)-D-glucosamine, hay còn gọi là
poly- β-(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose.
Công thức cấu tạo:
13
Hình 1.1. Cấu trúc hóa học của chitosan
Công thức phân tử: [C
6
H
11
O
4
N]
n
Phân tử lượng: M
chitosan
= (161,07)
cho phản ứng lên màu
tím. Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan.
Chitosan nóng chảy ở nhiệt độ 309 – 311
o
C.
Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là một
polycationic (pH<6,5), có khả năng bám dính trên những bề mặt có điện tích
âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipid
nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH
2
).
Chitosan thương mại ít nhất phải có mức DD (degree of deacetylation)
14
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 và có khả năng tự phân huỷ sinh
học cao .
1.3.1.3. Phương pháp sản xuất chitosan
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.
Để sản xuất chitin từ phế thải thủy sản, hiện nay có ba phương pháp chủ yếu:
- Phương pháp sinh học
Đối với phương pháp này người ta có thể dùng các chế phẩm enzyme
protease hoặc hiện nay người ta đang nghiên cứu sử dụng các chủng vi sinh vật
để phân hủy protein.
Ưu điểm:
+ Đây là một phương pháp sản xuất sạch và có chi phí thấp.
+ Tạo những chất thải hữu cơ dễ phân hủy.
oligosaccharide từ lactose, chitosan-oligosaccharide từ chitosan… Trong đó,
chitosan oligosaccharide là loại oligosaccharide có nhiều đặc tính sinh học đặc
biệt, là đối tượng được nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước quan tâm.
Oligochitosan hòa tan trong nước do mạch phân tử ngắn và sự có mặt của các
nhóm NH
2
tự do có trong các mắt xích D-glucosamine. Nó được tạo ra từ chitosan
chủ yếu bằng phương pháp thủy phân. Tùy thuộc vào mức độ polymer hóa (degree
of polymerization – DP) của quá trình thủy phân chitosan có thể chia sản phẩm
thủy phân làm hai loại: chitosan có khối lượng phân tử thấp (low molecular weight
chitosan – LMWC) và chitosan oligosaccharide (COS). COS có khả năng hòa tan
tốt hơn LMWC do độ DP thấp hơn tuy nhiên việc phân biệt LMWC và COS thông
qua DP không rõ ràng .
1.3.2.2. Tính chất của oligochitosan
Oligochitosan là chất rắn màu vàng nhạt, có vị đắng đặc trưng.
Chitosan và oligochitosan là các polycation có khả năng kết hợp mạnh mẽ
với các bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid
béo và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH
2
), kết quả từ việc loại
16
Copyright: Tài liệu đại học ©