BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGUYỄN ĐỨC NHẪN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHẢN ỨNG FENTON
ĐỂ PHÂN TÍCH HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA
CỦA CHITOSAN VÀ CHITOSAN PHÂN TỬ LƢỢNG THẤP ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên Ngành: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN GVHD: TS. HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO
Nha Trang, năm 2013
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 2
MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN 4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 5
DANH MỤC HÌNH 6
LỜI MỞ ĐẦU 9

lipid/FeCl
2
/H
2
O
2.
29
Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT 30
2.1.1. Nguyên vật liệu 30
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.2.1. Đánh giá khả năng áp dụng mô hình phản ứng Fenton trong hệ lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
để phân tích hoạt tính
chống oxy hóa của chitosan và COS. 31
2.2.2. Các phƣơng pháp phân tích 33
2.3. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 41
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42
3.1. KHẢ NĂNG KHỬ GỐC TỰ DO DPPH CỦA CHITOSAN VÀ CÁC COS 42
3.1.1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của chitosan 42
3.1.2. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS1 42
3.1.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS2 43
3.1.4. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS3 45
3.2. TỔNG NĂNG LỰC KHỬ CỦA CHITOSAN VÀ CÁC COS 46
3.2.1. Tổng năng lực khử của chitosan 46
3.2.2. Tổng năng lực khử của COS1 47

THEO MÔ HÌNH PHẢN ỨNG FENTON 54
3.4.1. Khả năng chống oxy hóa lipid của chitosan 54
3.4.2. Khả năng chống oxy hóa lipid của COS1 54
3.4.3. Khả năng chống oxy hóa lipid của COS2 55
3.4.4. Khả năng chống oxy hóa lipid của COS3 56
3.5. SỰ TƢƠNG QUAN GIỮA KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA LIPID THEO MÔ HÌNH PHẢN ỨNG FENTON
VÀ KHẢ NĂNG KHỬ GỐC TỰ DO DPPH 58
3.5.1. Tƣơng quan giữa Fenton và DPPH (mẫu chitosan) 58
3.5.2. Tƣơng quan giữa Fenton và DPPH (mẫu COS1) 59
3.5.3. Tƣơng quan giữa Fenton và DPPH (mẫu COS2) 59
3.5.4. Tƣơng quan giữa Fenton và DPPH (mẫu COS3) 60
3.6. TƢƠNG ĐƢƠNG GIỮA KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA LIPID THEO MÔ HÌNH PHẢN ỨNG FENTON
VÀ PHƢƠNG PHÁP TỔNG NĂNG LỰC KHỬ 61
3.6.1. Tƣơng quan giữa Fenton và tổng năng lực khử (mẫu chitosan) 61
3.6.2. Tƣơng quan giữa Fenton và tổng năng lực khử (mẫu COS1) 62
3.6.3. Tƣơng quan giữa Fenton và tổng năng lực khử (mẫu COS2) 63
3.6.4. Tƣơng quan giữa Fenton và tổng năng lực khử (mẫu COS3) 64
3.7. TƢƠNG QUAN GIỮA KHẢ NĂNG CHỐNG OXY HÓA LIPID THEO MÔ HÌNH PHẢN ỨNG FENTON
VÀ KHẢ NĂNG KHỬ H
2
O
2
65
3.7.1. Tƣơng quan giữa Fenton và phƣơng pháp khử H
2
O
2
(mẫu chitosan) 65
3.7.2. Tƣơng quan giữa Fenton và phƣơng pháp khử H
2

Lời cám ơn chân thành tới TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo đã trực tiếp hƣớng dẫn tận
tình trong suốt thời gian làm thực tập tốt nghiệp.
Xin chân thành cám ơn quý thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Thực phẩm trƣờng
Đại học Nha Trang đã nhiệt tình giải đáp những thắc mắc khó khăn gặp phải trong quá trình
thực hiện đồ án.
Cám ơn cán bộ phòng thí nghiệm các bộ môn Công nghệ Chế biến, Công nghệ Thực
phẩm, Công nghệ Sinh học, Hóa-Vi sinh, viện Công nghệ Sinh học và Môi trƣờng đã tạo
điều kiện cho em hoàn thành đề tài của mình.
Cám ơn sự giúp đỡ của gia đình và bạn bè đã động viên, khích lệ và hỗ trợ trong thời
gian vừa qua.
Nha Trang, tháng 06 năm 2013
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Đức Nhẫn
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 5
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
STT
TÊN BẢNG
TRANG

Bảng 1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của chitosan
73
2
Bảng 2. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS1
73
3
Bảng 3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của COS2
74
4

2
O
2
của COS2
78
12
Bảng 12. Khả năng khử H
2
O
2
của COS3
78
13
Bảng 13. Phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số
TBARS của chitosan theo mô hình Fenton trong hệ FeCl
2
/ H
2
O
2
/ lipid.
79
14
Bảng 14. Phân tích khả năng chống oxy hóa lipid dựa vào chỉ số
TBARS của COS1 theo mô hình Fenton trong hệ FeCl
2
/ H
2
O
2


Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 6
DANH MỤC HÌNH
STT
TÊN HÌNH
TRANG
1
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Chitin
11
2
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của Chitosan
12
3
Hình 1.3. Chitosan olygosaccharide
17
4
Hình 1.4. Minh họa cơ chế cắt mạch chitosan bằng H
2
O
2

21
5
Hình 1.5. Cơ chế tác động của gốc tự do đến tế bào
22
6
Hình 1.6. Cơ chế mất màu của DPPH
28
7

12
Hình 2.5. Đƣờng chuẩn DPPH
36
13
Hình 2.6. Phản ứng tạo phức màu xanh dƣơng
37
14
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích tổng năng lực khử của
dung dịch chitosan và COS.
37
15
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm phân tích khả năng khử H
2
O
2
của
dung dịch chitosan và COS
39
16
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chống oxy hóa bằng mô hình
phản ứng Fenton trong hệ Lipid/FeCl
2
/H
2
O
2
.
41
17
Hình 3.1: Khả năng khử gốc tự do DPPH của chitosan ở các nồng

nhau
50
25
Hình 3.9. Khả năng khử H
2
O
2
của chitosan
51
26
Hình 3.10. Khả năng khử H
2
O
2
của COS1
52
28
Hình 3.11. Khả năng khử H
2
O
2
của COS2
53
29
Hình 3.12. Khả năng khử H
2
O
2
của COS3
54

DPPH của COS3
62
38
Hình 3.21. Sự tƣơng quan giữa khả năng chống oxy hóa
lipid theo mô hình phản ứng Fenton và phƣơng pháp tổng
năng lực khử của mẫu chitosan
63
39
Hình 3.22: Sự tƣơng quan giữa khả năng chống oxy hóa
lipid theo mô hình phản ứng Fenton và phƣơng pháp tổng
năng lực khử của mẫu COS1
64
40
Hình 3.23. Sự tƣơng quan giữa khả năng chống oxy hóa
lipid theo mô hình phản ứng Fenton và phƣơng pháp tổng
năng lực khử của mẫu COS2
65
41
Hình 3.24: Sự tƣơng quan giữa khả năng chống oxy hóa
lipid theo mô hình phản ứng Fenton và phƣơng pháp tổng
năng lực khử của mẫu COS3
66
42
Hình 3.25: Sự tƣơng quan giữa khả năng chống oxy hóa
lipid theo mô hình phản ứng Fenton và khả năng khử gốc
tự do H
2
O
2
của mẫu chitosan


Để chống lại sự bội tăng các gốc tự do sinh ra quá nhiều mà hệ thống "chất chống
ôxy hoá nội sinh" không đủ sức cân bằng để vô hiệu hoá, các nhà khoa học đặt vấn đề dùng
các "chất chống ôxy hóa ngoại sinh" (tức là từ bên ngoài đƣa vào cơ thể) với mục đích
phòng bệnh, nâng cao sức khoẻ, chống lão hoá. Các chất chống ôxy hoá ngoại sinh đó đã
đƣợc xác định, đó là beta-caroten, chất khoáng selen, các hợp chất flavonoid, polyphenol.
Các chất ôxy hoá ngoại sinh đó thật không xa lạ, chúng có từ các nguồn thiên nhiên là thực
phẩm nhƣ rau cải, trái cây tƣơi và một số loại dƣợc thảo.và gần đây, các nhà khoa học Mỹ
đã chiết xuất thành công chất chống gốc tự do từ thiên nhiên, nổi bật nhƣ Anthocyanin,
Pterostilbene có trong Blueberry sinh trƣởng ở Bắc Mỹ. Anthocyanin, Pterostilbene có khả
năng tiêu diệt gốc tự do mạnh mẽ, hạn chế sự tổn thƣơng thành mạch, cải thiện lƣu lƣợng
máu lên não, giảm thiểu các triệu chứng của bệnh lý mạch máu não, cải thiện tình trạng đau
đầu, chóng mặt, hoa mắt, mất thăng bằng, mất ngủ, ù tai, rối loạn cảm giác, yếu liệt nửa
ngƣời Đồng thời, các chất chống gốc tự do này giúp bảo vệ và tăng cƣờng hoạt động tế
bào thần kinh, cải thiện trí nhớ, tăng khả năng tập trung, chống căng thẳng/stress
Song hành cùng với sự phát triển của con ngƣời là những nhu cầu sử dụng thực phẩm
có chất lƣợng cao mà đi kèm với nó là những yêu cầu, những đòi hỏi tuyệt đối về nguồn
gốc, chất lƣợng và giá trị của thực phẩm. Để đáp ứng đƣợc những nhu cầu đó thì trong công
nghệ chế biến và bảo quản cần hạn chế những biến đổi, trong đó quá trình oxy hóa gây ra
nhiều ảnh hƣởng đến thực phẩm. Nên việc tìm ra và sử dụng hợp lý các chất chống oxy hóa
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 10
là rất cần thiết.
Hiện nay trong quá trình sản xuất đã sử dụng các chất chống oxy hóa tổng hợp nhƣ:
BHA, BHT, Propyl gallate… Tuy nhiên, các chất chống oxy hóa tổng hợp dù ít hay nhiều
cũng đều có ảnh hƣởng gây hại tới sức khỏe con ngƣời. Vì vậy, tìm kiếm và sử dụng chất
chống oxy hóa từ tự nhiên để hạn chế sự oxy hóa của thực phẩm là rất cần thiết.
Bên cạnh các chống oxy hóa từ tự nhiên nhƣ: Anthocyanin, Pterostilbene, beta-
caroten, chất khoáng selen, các hợp chất flavonoid, polyphenol… còn có một hợp chất
polymer trong tự nhiên nữa cũng có khả năng chống oxy hóa, khử gốc tự do… và quan
trong hơn hết là chúng tồn tại rất nhiều trong tự nhiên, sản lƣợng khoảng lên tới khoảng vài

thấp áp dụng mô hình phản ứng Fenton.
 Phân tích hoạt tính chống oxy hóa của chitosan và chitosan phân tử lƣợng
thấp dựa vào khả năng khử gốc tự do DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử H
2
O
2
.
 Phân tích mối tƣơng quan giữa hoạt tính chống oxy hóa áp dụng theo mô
hình phản ứng Fenton với khả năng khử DPPH, tổng năng lực khử và khả năng khử
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 11
H
2
O
2.Chƣơng 1: TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHITIN
Chitin là một polymer sinh học rất phổ biến trong tự nhiên, chỉ đứng sau cellulose,
chúng đƣợc tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m
2
bề mặt trái đất. Trong tự nhiên chitin tồn
tại cả ở động vật, thực vật.

Đối với cơ thể động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của vỏ một số
động vật không xƣơng sống nhƣ: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn. Trong thế
giới thực vật chitin có ở thành tế bào của một số nấm và tảo nhƣ nấm Zygemycether, một số
tảo Chlorophiceae, nấm bất toàn (Fugiimperfecti), tảo khuẩn (Phycomycetes),
Trong động vật thủy sản đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ và xƣơng mực hàm lƣợng

chất cần thiết. Chitin hòa tan trong dung dịch đặc nóng của các muối: thioxianat Liti
(LiSCN), thioxianat Canxi Ca(SCN)
2
, tạo thành dung dịch keo. Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Chitin
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 12
1.2. TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN
Chitosan là một polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β – D
Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β – 1,4 Glucozit. Có công thức phân tử là
[C
6
H
11
O
4
N]
n
với phân tử lƣợng : Mchitosan = (161.07)
n
. [6].

Hình 1.2 : Công thức cấu tạo của Chitosan

Trong thực tế thƣờng có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao phân tử chitosan
khoảng 10%. Vì vậy công thức chính xác của phân tử chitosan nhƣ sau [7].

CH

Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 13
Deacetyl Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với iod trong
môi trƣờng H
2
SO
4
cho phản ứng màu tím, phản ứng này có thể dùng để phân tích định tính
chitosan. Keo chitosan là một keo dƣơng nên có tính kháng khuẩn, kháng nấm. Chitosan là
một polymer mang điện tích dƣơng nên đƣợc xem là một polycationic có khả năng bám
dính vào bề mặt các điện tích âm. Chính vì vậy mà chitosan có thể tƣơng tác với các
polymer có điện tích âm nhƣ alginic và tạo lƣới gel dẻo bền nhờ lực liên kết tĩnh điện. [4].

Chitosan có khả năng ức chế Staphylococcus aureus, Bacillus cereus, Escherichia
coli, saccharomyces cerevisiae, Rhodotorula glutensis, Botrytis cinerea, Rhizopus
stolonifer, Aspergillus niger. Nồng độ ức chế phụ thuộc vào loại chitosan, loài vi sinh vật,
điều kiện áp dụng, và thƣờng đƣợc sử dụng trong khoảng 0,0075% đến 1,5%. Ngoài ra các
dẫn xuất của chitosan cũng có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn tốt. N-
carboxymethylchitosan ở nồng độ 0,1-5 mg/ml trong môi trƣờng pH 5,4 làm giảm khả năng
sinh độc tố aflatoxin của Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus (Shahidi và cộng sự,
1999).
1.2.1.2. Khả năng tạo màng của chitosan
Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt. Tính chất cơ lý của màng chitosan nhƣ độ
chịu kéo, độ rắn , độ ngấm nƣớc, phụ thuộc nhiều vào phân tử lƣợng và độ deacetyl hóa của
chitosan. Chitosan độ deacetyl cao có ứng suất kéo và độ giãn dài hạn cao hơn màng
chitosan độ deacetyl thấp. Tuy nhiên, chúng có độ trƣơng nở thấp hơn.
Ngoài ra, tính chất của màng chitosan phụ thuộc rất nhiều vào dung môi sử dụng hòa
tan chitosan. Để tạo màng, độ rắn (crystallinity) của màng chitosan cũng phụ thuộc vào
dung môi sử dụng
1.2.1.3. Các tính chất khác của chitosan
Ngoài các tính chất nêu trên, chitosan còn có khả năng chống oxy hóa. Khả năng
chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lƣợng và độ nhớt của
chitosan. Chitosan có độ nhớt thấp thì có khả năng chống oxy hóa cao.
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 15
Hơn nữa, Chitosan có thể gắn kết tốt với lipid, protein, các chất màu. Do chitosan
không tan trong nƣớc nên chitosan ổn định hơn trong môi trƣờng nƣớc so với các polymer
tan trong nƣớc nhƣ alginat, agar. Khả năng tạo phức, hấp phụ với protein, lipid và chất màu
phụ thuộc nhiều vào phân tử lƣợng, độ deacetyl hóa, độ rắn và độ tinh khiết của chitosan và
thƣờng biến động lớn với các mẫu chitosan. Chitosan có độ deacetyl cao thì thƣờng hấp phụ
màu tốt.
1.2.2. Ứng dụng của chitosan
1.2.2.1. Ứng dụng chitosan trong thực phẩm

đƣợc ứng dụng làm màng bao, làm chất kết dính để làm tăng độ ổn định của thức ăn tôm.
1.2.2.3. Ứng dụng chitosan trong xử lý môi trƣờng
Chitosan đƣợc ứng dụng khá phổ biến trong xử lý môi trƣờng nhờ khả nănghấp phụ,
tạo phức với các ion kim loại (Pb, Hg, Cd, Fe, Cu …), các chất màu, khả năng keo tụ, tạo
bông rất tốt với các chất hữu cơ. Do đó, chitin, chitosan đƣợc sử dụng nhƣ là một trong các
tác nhân chình để xử lý nƣớc thải .
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 16
1.2.2.4.Ứng dụng chitosan trong y học và công nghệ sinh học
Chitosan và dẫn xuất có các tính chất quan trọng nhƣ tƣơng thích sinh học cao, tự
phân hủy sinh học, khả năng tạo màng, không độc, có khả năng làm lành vết thƣơng, kháng
khuẩn, kháng nấm và kháng virus nên chúng đƣợc nghiên cứu và triển khai ứng dụng nhiều
trong y học. Hiện nay, chitin và chitosan đã đƣợc nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực kiểm
soát quá trình giải phóng thuốc (drug release control), vận chuyển làm chất mang DNA
trong liệu pháp gene, thuốc giảm béo, thuốc chữa khớp, trị bỏng, da, chỉ nhân tạo, kháng
viêm. Tƣợng tự, trong lĩnh vực công nghệ sinh học, chitin, chitosan và dẫn xuất đƣợc ứng
dụng trong công nghệ nuôi cấy mô tế bào động thực vật, cố định enzyme, cố đinh tế bào,
làm chất mang DNA.
1.2.2.5. Ứng dụng của chitosan trong công nghiệp
Các kỹ nghệ làm giấy, chế biến gỗ, điện tử, mực in, phim ảnh: Chitosan dung làm
phụ gia để tăng cƣờng chất lƣợng sản phẩm. Trong công nghiệp giấy, do cấu trúc tƣơng tự
cellulose nên chitosan đƣợc nghiên cứu bổ sung vào làm nguyên liệu sản xuất giấy.
Chitosan làm tăng độ bền dai của giấy, đồng thời việc in trên giấy cũng tốt hơn [6].
Trong công nghiệp dệt, dung dịch chitosan có thể thay hồ tinh bột để hồ vải. Nó có
tác dụng làm sợi tơ bền, mịn, bóng đẹp, cố định hình in, chịu đƣợc acid và kiềm nhẹ.
Chitosan có thể kết hợp với một số thành phần khác để sản xuất vải chịu nhiệt, vải chống
thấm, sản xuất vải cold.
Trong hoá mỹ phẩm: Chitosan đƣợc sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm chống khô da,
làm mềm da do tính chất của chitosan là có thể cố định dễ dàng trên biểu bì của da nhờ các
nhóm NH
Hình 1.3: Chitosan olygosacchalride
1.3.1. Một số ứng dụng của COS
1.3.1.1. Trong công nghiệp thực phẩm
Ở Mehico, các loại bánh bắp thƣờng đƣợc bảo quản nhân tạo không đảm bảo sức
khỏe con ngƣời. Trong một nghiên cứu sử dụng khả năng kháng nấm của chitosan
oligosaccharide để bảo quản bánh bắp. Ngƣời ta tiến hành phân cắt chitosan bằng
chitosanase trong 2, 4, 8 và 14h. Kết quả cho thấy khả năng kháng nấm Aspergillus của
chitosan oligosaccharide đƣợc phân cắt sau 4h là tốt nhất.Vì thế, chitosan oligosaccharide
có thể đƣợc dùng thay thế các chất bảo quản nhân tạo trong bảo quan bánh bắp cũng nhƣ
các thực phẩm khác. Đối với thực phẩm chức năng, chitosan oligosaccharide có thể sử dụng
làm thành phần trong thực phẩm tốt hơn chitosan và chitin do khả năng tan hoàn toàn trong
nƣớc. Chất này có độ ngọt thấp, năng lƣợng thấp, không gây ra phản ứng phụ, có khả năng
hạ thấp lƣợng mỡ và đƣờng trong máu và tăng cƣờng khả năng của hệ miễn dịch. Chitosan
oligosaccharide không chỉ kích thích sự phát triển của nhóm bacillus mà còn kìm hãm quá
trình sinh sản của vi sinh vật gây bệnh và nắm gây độc trong ruột ngƣời.
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 18
1.3.1.2. Ứng dụng trong mỹ phẩm
Chitosan oligosaccharide phát huy tính năng giữ ẩm hiệu quả trong lĩnh vực này.
Chất này đƣợc sử dụng trong các sản phẩm sữa rửa mặt và kem. Chitosan oligosaccharide
trong thành phần mỹ phẩm không những ngăn ngừa đƣợc sự mất đi độ ẩm của sản phẩm
trƣớc và sau khi sử dụng trên da mà còn dễ dang thâm sâu vào da, mang theo các thành
phần chăm sóc da khác trong sản phẩm và tăng tuần hoàn máu.
Trong lĩnh vực y dƣợc :
Diệt khuẩn gây hại : Chitosan oligosaccharide có khả năng tăng cƣờng hoạt tính diệt
khuẩn so với chitosan.
Ngăn ngừa ung thƣ : chitosan oligosaccharide đóng góp khả năng ngăn ngừa ung thƣ
bằng cách hoạt hóa các tế bào lympho trong cơ thể và điều khiển sự tăng sinh và lan rộng

sinh hoá so với chitosan có trọng lƣợng phân tử cao hơn.
Những chitosan có trọng lƣợng phân tử khoảng 20 kDa ngăn ngừa đƣợc sự phát triển
của bệnh đái tháo đƣờng và biểu hiện ái lực cao với lipopolysaccharides hơn là chitosan có
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 19
trọng lƣợng phân tử 140 kDa. Chitosan có trọng lƣợng phân tử thấp trong khoảng 5-10kDa
có khả năng ức chế mạnh với nhiều loại tác nhân gây bệnh bao gồm Fusarium oxyporum,
Phomopsis fukushi, Alternaria alternate trong máu chuột thí nghiệm giảm rõ rệt so với
nhóm đối chứng. Bên cạnh đó, hàm lƣợng insulin đƣợc tạo thành do sự hiện diện của đƣờng
tăng rõ rệt, mức Chitosan với trọng lƣợng phân tử thấp (khoảng 5kDa) ngăn ngừa đƣợc sự
gia tăng của cholesterol của chuột khi sử dụng thức ăn đã đƣợc bổ sung cholesterol.
Suzuki và cộng sự, 1986 đã phát hiện rằng chito-hexamer ngăn chặn sự phát triển của
khối u Sarcoma-180 và Meth-A trong chuột. Chitosan oligomer cũng nhƣ chitosan thể hiện
khả năng ức chế sự phát triển của nhiều nấm mốc và vi khuẩn và đặc biệt là vi khuẩn gây
bệnh. Hinaro và Nagao đã nghiên cứu về mối quan hệ giữa mức độ polymer hoá (DP) của
chitosan với hiệu quả kháng khuẩn của chitosan. Nghiên cứu kết luận rằng chitosan oligome
(DP 2÷8), nhƣ chitosan trọng lƣợng phân tử thấp, thể hiện khả năng ức chế hiệu quả hơn
chitosan phân tử lƣợng cao đối với hầu hết vi khuẩn gây bệnh nhƣ Fusariumoxyporum,
Phomopsis fukushi, Alternaria alternata và nhiều chủng khác. Kendra cũng đã giải thích
rằng sự hiện diện của một số chitosan oligome có hoạt tính sinh học trên đậu hà lan đã hạn
chế sự phát triển của nấm mốc.
1.3.2. Một số phƣơng pháp sản xuất chitosan phân tử lƣợng thấp
Chitosan đƣợc nghiên cứu thủy phân bằng nhiều phƣơng pháp, có thể sử dụng
phƣơng pháp sinh học hoặc hoá học. Có hơn 30 loại enzyme có thể đƣợc sử dụng để cắt
mạch chitosan. Tuy vậy phƣơng pháp này vẫn còn những hạn chế khi sản xuất ở quy mô
lớn. Chitosan có trọng lƣợng phân tử thấp đạt đƣợc bằng việc depolymer bởi enzyme đã
đƣợc nghiên cứu bởi Nagasawa và cộng sự. Acid hydrochloric đã đƣợc dùng để thuỷ phân
chitosan và sau đó những nổ lực khác trong việc sử dụng acid nitrous, acetic acid, acid
sulfuric và acid hydrofluoric để cắt mạch chitosan cũng đã đƣợc tiến hành. Các tác giả
Allan, Chang, Tanioka và cộng sự 1995, đã sản xuất thành công chitosan có trọng lƣợng

0
C và thu đƣợc sản
phẩm cuối cùng ở dạng bột min, màu trắng và độ ẩm thấp.
1.3.3. Sản xuất Chitosan phân tử lƣợng thấp bằng H
2
O
2

1.3.3.1. Quy trình sản xuất
Chitosan  Thủy phân bằng H
2
O
2
 Lọc Sấy

1.3.3.2. Cơ chế cắt mạch chitosan của H
2
O
2
[11]
Trong qúa trình thủy phân chitosan bằng hydroperoxit, liên kiết glucoside 1,4 trong
chuỗi polysaccharide bị bẻ gẫy làm giảm trọng lƣợng phân tử của chitosan.
Quá trình cắt mạch chitosan diễn ra theo một loạt các phản ứng hóa học. Chitosan ƣu
tiên nhận thêm một proton do H
2
O
2
sinh ra để ion hóa nhóm NH
2
trong phân tử thành NH

+ HOO
-
+ H
+
Nồng độ ion H
+
giảm dần làm tăng pH trong suốt quá trình thủy phân. Thêm vào đó
anion hydroperoxit rất linh động, dễ dàng phân phủy tạo ra gốc HO*, O* và nhóm OH-,
điều đó có nghĩa H2O2 bị phân hủy liên tục. Quá trình diễn ra theo phản ứng sau:
HOO
-
→ OH
-
+ O*
H
2
O
2
+ HOO
-
→ HO* + O
2
*- + H
2
O
Gốc hydroxyl có khả năng oxy hóa rất mạnh, nó phản ứng với carbohydrates rất
nhanh. Nhóm HO* lấy hydro nguyên tử của mạch phân tử chitosan và nƣớc đƣợc hình
thành tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thủy phân tạo thành glucosamine (GlcN). Phản
ứng:
(GlcN)m−(GlcN)n + HO*→ (GlcN)m−(GlcN)n + H

tử. Một vài khi, trong diễn tiến hóa học, một điện tử bị tách rời khỏi nhóm và phân tử đó trở
thành một gốc tự do, với số lẻ điện tử. Do đó, nó không cân bằng, đầy đủ
nên rất bất ổn, dễ tạo ra phản ứng. Nó luôn luôn tìm cách chiếm đoạt điện tử mà nó thiếu từ
các phân tử khác, và lần lƣợt tạo ra một chuỗi những gốc tự do mới, gây rối loạn cho sinh
hoạt bình thƣờng của tế bào. Trong cuộc đời của một ngƣời sống tới 70 tuổi, thì có chừng
17 tấn gốc tự do đƣợc tạo ra nhƣ vậy.
Năm 1954, bác sĩ Denham Harman thuộc Đại học Berkeley, California, là khoa học
gia đầu tiên nhận ra sự hiện hữu của gốc tự do trong cơ thể với nguy cơ gây ra những tổn
thƣơng cho tế bào.Trƣớc đó, ngƣời ta cho là gốc này chỉ có ở ngoài cơ thể.
1.4.2. Định nghĩa chất chống oxy hóa
Chất chống oxy là chất giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa chất khác.
Làm giảm tác dụng của các quá trình oxy hóa nguy hiểm bằng cách liên kết với nhau và với
các phân tử có hại, giảm sức mạnh phá hủy của chúng. Chất chống oxy hóa ngăn quá trình
Chuyên đề tốt nghiệp GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
SVTH: Nguyễn Đức Nhẫn. Lớp 51cb Trang 22
phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy hóa chính
chúng.
1.4.3. Ảnh hƣởng của gốc tự do tới cơ thể [17]
Gốc tự do có tác dụng không tốt cho cơ thể liên tục ngay từ lúc con ngƣời mới sanh
ra và mỗi tế bào chịu sự tấn công của cả chục ngàn gốc tự do mỗi ngày. Ở tuổi trung niên,
cơ thể mạnh, trấn áp đƣợc chúng, nhƣng tới tuổi cao, sức yếu, gốc tự do lấn át, gây thiệt hại
nhiều gấp mƣời lần ở ngƣời trẻ. Nếu không bị kiểm soát, kiềm chế, gốc tự do gây ra các
bệnh thoái hóa nhƣ ung thƣ, xơ cứng động mạch, làm suy yếu hệ thống miễn dịch gây dễ bị
nhiễm trùng, làm giảm trí tuệ, teo cơ quan bộ phận ngƣời cao niên.

nhiều hơn ở sinh vật sống lâu. Ngƣời cao tuổi có nhiều gốc tự hơn là khi ngƣời đó còn trẻ.
Theo các nhà khoa học thì gốc tự do có thể là thủ phạm gây ra tới trên 60 bệnh, đáng
kể nhất gồm có: bệnh vữa xơ động mạch, ung thƣ, Alzheimer, Parkinson, đục thuỷ tinh thể,
bệnh tiểu đƣờng, cao huyết áp không nguyên nhân, xơ gan.
Trong cơ thể có rất nhiều loại gốc tự do, mà các gốc nguy hiểm hơn cả là superoxide,
ozone, hydrogen peroxide, lipid peroxy nhất là hydroxyl radical, một gốc rất phản ứng và
gây ra nhiều tổn thƣơng.
Gốc tự do đƣợc tạo ra bằng nhiều cách. Nó có thể là sản phẩm của những căng thẳng
tâm thần, bệnh hoạn thể xác, mệt mỏi, ô nhiễm môi trƣờng, thuốc lá, dƣợc phẩm, tia phóng
xạ mặt trời, thực phẩm có chất mầu tổng hợp, nƣớc có nhiều chlorine và ngay cả oxygen.
1.4.4. Chất chống oxy hóa [15], [16], [19]
Trong cơ thể, phản ứng oxy hóa tạo ra những gốc tự do. Nhƣng may mắn là cơ thể ta
tạo ra đƣợc mấy loại enzym có khả năng trung hòa gốc tự do và mỗi phân tử enzym có thể
vô hiệu hóa nhiều ngàn gốc. Các enzym đó túc trực trong cơ thể trƣớc khi có phản ứng tạo
ra gốc tự do nên nó kịp thời đối phó với những gốc tự do này. Các enzym chính là
superoxide dismutase (SOD), catalase và glutathione. Mỗi enzym liên hệ vào từng phản ứng
hóa học riêng biệt.
Ngoài ra ta có thể trung hòa gốc tự do bằng cách dùng chất chống oxy hóa
(antioxidant). Các chất này chỉ mới đƣợc nhắc nhở nhiều trong dân chúng cũng nhƣ y giới
khoảng mƣơi năm gần đây. Đã có nhiều khoa học gia để tâm nghiên cứu về công dụng của
chất chống oxy hóa và tây y học cũng đã có thái độ thiện cảm hơn với các chất này.
Trong một cuộc hội thảo của các bác sĩ chuyên môn về tim năm 1995, 90 % tham dự
viên nhận là mình có uống chất chống oxy hoá nhƣng chỉ có 75 % biên toa cho bệnh nhân.
Lý do là nhiều ngƣời vẫn cho là không có đủ dữ kiện xác đáng để khuyến khích bệnh nhân
dùng thêm các chất này. Hiệp Hội Tim Mạch Hoa Kỳ đã khuyến cáo: Một chỉ dẫn thận
trọng và khoa học nhất về vấn đề này là ngƣời dân nên ăn thực phẩm có nhiều chất chống
oxy hóa trong rau, trái cây và các loại hạt, thay vì uống thêm chất antioxidant.
Chất này có khả năng làm mất hoạt tính của gốc tự do tích tụ trong cơ thể, biến
chúng thành những phân tử vô hại, đồng thời cũng có khả năng duy trì cấu trúc và chức
năng của tế bào.

2
hơn, khi đó:
RO
2
+ InH ROOH + In*
Gốc In* là gốc kém hoạt động, không thể tƣơng tác với phân tử lipit. Sau đó gốc In
sẽ bị vô hoạt bởi tổ hợp
RO
2
+ InH ROOH + In*
In* + In* In – In
RO* + In
*
ROIn (chất kém hoạt động)
Kìm hãm phản ứng oxy hóa bằng cách vô hoạt các hợp chất chứa kim loại có hoạt
động xúc tác. Các ion kim loại chuyển tiếp là yếu tố xúc tiến quá trình oxy hóa các phản
ứng:
Fe
2+
+ ROOH Fe
3+
+ RO*+ OH*
Fe
3+
+ ROOH Fe
3+
+ RO
2
* + H*
Vì vậy, có thể chọn các chất có khả năng tạo phức với kim loại, qua đó loại trừ đƣợc

chặn sự xâm nhập của oxy rất tốt. Thịt và các sản phẩm từ thịt rất dễ bị hƣ hỏng do vi sinh
vật và quá trình oxy hóa lipid do đó các chất bảo quản thịt cần phải có cả hai đặc tính kháng
khuẩn và chống oxy hóa lipid. Chitosan có tính kháng khuẩn và hạn chế quá trình oxy hóa
lipid nên đƣợc dùng để bảo quản thịt nhằm hạn chế quá trình hƣ hỏng của thịt. Đặc biệt,
chitosan rất phù hợp trong việc ứng dụng để bảo quản các sản phẩm khô, sản phẩm ăn liền.
Sản phẩm thủy sản rất nhạy cảm với sự biến đổi giảm chất lƣợng do sự oxy hóa lipid
của các acid béo chƣa bão hòa, các acid chƣa bão hòa là do sự có mặt với nồng độ cao của
thành phần Hematin và các ion kim loại trong cơ thịt thủy sản. Hơn nữa, chất lƣợng của
thực phẩm thủy sản bị ảnh hƣởng rất lớn bởi sự tự phân giải, sự lây nhiễm và phát triển của
vi sinh vật và sự mất dần chức của protein. Trong suốt quá trình bảo quản đông sự oxy hóa
vẫn xảy ra làm thay đổi màu sắc, mùi vị của cá. Màng chitosan rất quan trọng nhằm hạn chế
sự vận chuyển oxy từ môi trƣờng bảo quản đến thực phẩm.
Kamil và cộng sự (2002) đã nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa của chitosan ở
các nồng độ khác nhau đến thịt cá trích (Clupea harengus) đƣợc bảo quản ở 40C trong 8
ngày. Tác dụng này đƣợc so sánh với các mẫu đối chứng sử dụng chất chống oxy hóa BHA,
BHT.
Các nghiên cứu tƣơng tự của tác giả Kim và Thomas (2007) với việc sử dụng
chitosan với nồng độ (0,2%, 0,5% và 1%) và trọng lƣợng phân tử (30, 90 và 120kDa) đến
việc bảo quản cá hồi. Jeon và công sự (2002) đã nghiên cứu về ảnh hƣởng của 3 độ nhớt
khác nhau của chitosan: 360, 57 và 14cp tƣơng ứng với trọng lƣợng phân tử 1800, 960 và
660kDa đến sự kéo dài thời gian bảo quản cá tƣơi fille đó là: cá tuyết Đại Tây Dƣơng
(Gadus morhua) và cá trích (Clupea harengus) trên 12 ngày bảo quản lạnh ở nhiệt độ 40C.
Tác dụng của chitosan đƣợc so sánh với mãu đối chứng (không có màng bao).[5].
Khả năng chống oxy hóa của chitosan, các tác giả trên điều cho rằng sản phẩm đƣợc
bào màng chitosan có tác dụng giảm đáng kể đến sự oxy hóa lipid, sự phân hủy (nitơ bay
hơi, Trimethylamin, hypoxanthin) và sự phát triển vi sinh vật trên cá. Mẫu sử dụng chitosan
có hiệu quả chống oxy hóa và giữ đƣợc chất lƣợng cá tốt hơn so với mẫu đối chứng. Khả
năng chống oxy hóa của chitosan đến cơ thịt cá phụ thuộc vào trọng lƣợng phân tử và nồng
độ chitosan. Ở nồng độ cao trọng lƣợng phân tử thấp, chitossan có tác dụng chống oxy hóa
cao hơn và ngƣợc lại.