Đang tải... (xem toàn văn)
Tổng quan màng sinh học Màng sinh học Collagen Chitin Chitosan Các ứng dụng nghiên cứu đã có trên thế giới và Việt Nam Phuong pháp nghiên cứu Sơ đồ nghiên cứu Kết quả và bàn luận về màng sinh học dâu tằm Nghiên cứu ứng dụng triển khai trong quy mô công nghiệp
Chương TỔNG QUAN Chương TỔNG QUAN GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TƠ TẰM Nghề trồng dâu chăn tằm vốn có từ lâu đời, song đến chưa có khẳng đònh chắn khởi nguồn từ Trung Quốc hay Ấn Đôä, nhiều giả thuyết cho Trung Quốc nước giới biết nghề nuôi tằm dâu Trung Quốc có lòch sử nghề dâu tằm 5000 năm, từ đời, đóng vai trò quan trọng đời sống kinh tế người Cho đến ngày nay, sợi nhân tạo phát triển có ưu điểm đònh, có thời kỳ tưởng chừng lấn át sợi tơ tằm làm cho việc sản xuất từ tơ tằm phần bò giảm sút Song người ta nhận tơ tằm có đặc tính quý báu mà loại sợi tổng hợp sánh kòp, tính chất độ đàn hồi, độ bền, tính mềm mại, khả hấp phụ màu, khả cách nhiệt tốt, khả cách điện tốt, tạo sản phẩm đa dạng phong phú, phục vụ yêu cầu thương mại Tơ tằm không nguyên liệu tốt để sản xuất loại lụa cao cấp, mà nguyên liệu làm dù, lốp máy bay, vật liệu cách điện, khâu mổ, đồ trang sức, Với đặc tính q báu tơ tằm trước ngày mặt hàng xuất có giá trò kinh tế cao ưu tiên tuyệt đối 1.1.1 Quá trình hình thành tằm 1.1.1.1 Vòng đời tằm dâu [1], [4] Trong phân loại, họ tằm dâu loại côn trùng thuộc: Ngành: Arthropoda Lớp : Insecta Bộ : Lepidoptera Họ : Bombycidae Giống : Bombyx Loài : Mori Tên khoa học: Bombyx mori Tằm dâu loại côn trùng biến thái hoàn toàn, phát triển cá thể để hoàn thành hệ, phải trải qua giai đoạn rõ rệt là: trứng, tằm, nhộng, ngài Tùy thích nghi lâu đời với điều kiện khí hậu vùng đòa lý khác mà tằm dâu hình thành nên hệ tằm: tằm độc hệ vùng hàn đới, tằm lưỡng hệ vùng ôn đới tằm đa hệ vùng nhiệt đới Giai đoạn trứng tằm: phôi thai sinh trưởng phát triển thành tằm GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN Giai đoạn thứ hai tằm: tằm lấy chất dinh dưỡng từ dâu, vòng đời tằm dâu giai đoạn nhận thức ăn từ bên vào để tích lũy chất dinh dưỡng dùng cho chu kỳ sống nó, nên người ta gọi giai đoạn giai đoạn sinh dưỡng Giai đoạn thứ ba nhộng: người ta gọi giai đoạn biến thái, giai đoạn tằm trưởng thành Giai đoạn thứ tư ngài: giai đoạn cuối Giai đoạn ngài đực ngài thành cặp đẻ trứng, sinh hệ tiếp theo, nên gọi giai đoạn sinh sản Hinh 1.1 Sơ đồ minh họa chu kỳ sống tằm B.mori Đường thẳng đứng cho biết thay đổi chiều dài ấu trùng suốt thời gian sinh trưởng Đường cong cho biết thay đổi trọng lượng ấu trùng ( ) tuyến tơ ( _ ) suốt thời gian sinh trưởng Thời gian vòng đời tằm dâu kéo dài từ dến tuần tùy theo giống khí hậu Ví dụ giống đa hệ vùng nhiệt đới có vòng đời ngắn nhất, giống độc hệ vùng ôn đới có vòng đời dài Trong pha tằm có lần ngủ tuổi, tuổi đầu gọi tằm nhỏ, tuổi cuối (tuổi tuổi 5) gọi tằm lớn Thời gian từ tằm nở đến tằm chín tùy theo giống, khí hậu mùa điều kiện nuôi dưỡng khác nhau, thông thường vào mùa hè 20 đến 22 ngày, xuân thu từ 25 đến 28 ngày GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN 1.1.1.2 Hình thái bên tằm [5], [6] [9] Toàn thân tằm hình ống dài, bao gồm phận là: đầu, ngực bụng Mỗi phận lại có phận phụ thuộc Đầu có mắt, râu (có cảm giác), miệng; ngực gồm ba đốt có đôi chân ngực; bụng có 10 đốt có ba đôi chân… Hình 1.2 Hình thái bên tằm dâu I_II_III: Các đốt ngực tằm 1_10: Các đốt bụng a: Đầu b: chân ngực c: chân bụng e: chân đuôi g: gai đuôi h: chấm đốm d: lỗ thở Hình1.3 Các quan bên tằm yết hầu thực quản mạch máu lưng tuyến tơ chuỗi thần kinh bụng 6.Manpighi ruột non 8.ruột già 9.ruột thẳng 10.hậu môn GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN 1.1.2 Tuyến tơ tằm 1.1.2.1 Vò trí, hình thái [4], [5] Tuyến tơ có hình ống, màu vàng trong, nằm ống tiêu hóa, bên cạnh hệ thần kinh Tuyến tơ nằm từ đầu tằm tới hết đốt bụng thứ 6, có tới hết đốt bụng thứ Tuyến tơ chia thành ba phần chính: Phần nhả tơ: Còn gọi phần trước tuyến tơ Phần nhả tơ ống nhỏ ngắn, nằm gọn đầu tằm Bộ phận nhả tơ có ống nhả tơ, khu ép hai sợi tơ thành khu chung Vò trí phần nằm thực quản, độ to nhỏ không Ở tằm tuổi 1÷2, sợi nhỏ thẳng Khi tằm lớn lên phần lớn lên cong dần Đặc điểm phần khí quản phân bố Bộ phận có tác dụng điều hòa trình nhả tơ (không có tác dụng phân tiết) Phần tuyến tơ: Còn gọi phần dự trữ Đây phần lớn tuyến tơ Khi tằm nhỏ, phần cong, tuổi 4÷5 trở phát triển gấp thành hai khúc, chia thành đoạn trước, đoạn đoạn sau Đoạn có khí quản phân bố để cung cấp oxi, đồng thời có tác dụng cố đònh vò trí Phần cuối tuyến tơ: Còn gọi phần phân tiết chất tơ Là ống có đường kính nhỏ nhau, phận dài tuyến tơ Nó gấp thành nhiều khúc xoang tằm, có gấp thành 50 khúc, chiều dài có lên tới 18cm Tuy nhiên, độ gấp khúc chiều dài phần cuối tuyến tơ phụ thuộc vào giống tằm điều kiện nuôi dưỡng Phần cuối tuyến tơ có phân bố nhiều khí quản thòt 1.1.2.2 Sự sinh trưởng phát triển tuyến tơ [4],[5] Quá trình phát triển tuyến tơ xoang tằm chia thành hai thời kỳ Thời kỳ sinh trưởng chậm lúc tằm nhỏ, tuổi 1÷3, thời kỳ sinh trưởng nhanh vào lúc tằm lớn, tuổi 4÷5 Đặc biệt tuổi 5, tuyến tơ sinh trưởng nhanh, nhanh vào trước lúc tằm chín 3÷5 ngày, lúc tuyến tơ phát triển mạnh, chiếm gần toàn xoang tằm, ép ống tiêu hóa lại Chiều dài tuyến tơ tằm tuổi so với tuổi tăng 37,5 lần, chiều rộng tăng 40 lần Tốc độ phát triển tuyến tơ phụ thuộc vào hệ thống giống tằm điều kiện nuôi dưỡng chúng biện pháp kỹ thuật GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN Giống độc hệ có tốc độ phát triển tuyến tơ nhanh nhất, sau đến giống lưỡng hệ đa hệ Tằm ăn dâu ngon no đủ tốc độ phát triển tuyến tơ nhanh Vì giai đoạn tằm lớn tuổi cần phải cho tằm ăn dâu ngon, ăn no đồng thời tác động lên biện pháp kỹ thuật để tuyến tơ phát triển tốt 1.1.2.3 Cấu tạo tuyến tơ [7] Gồm ba lớp, lớp màng mỏng, suốt, cấu tạo tế bào, độ dày mỏng đồng đều, lớp bao bọc tuyến tơ Lớp lớp chủ yếu hai tế bào hợp lại thành hình vòng tròn Lớp có cấu tạo tế bào hình thành màng mỏng Như tuyến tơ hai tầng tế bào tạo nên, độ to nhỏ tuyến tơ không đồng Đoạn trước tế bào nhỏ nhất, đoạn cuối tế bào to Tuyến tơ phát triển độ dày lớp mỏng Hinh1.4 Tuyến tơ ấu trùng Bombyx mori trưởng thành GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN Tuyến tơ tằm chia thành phần bản: Nắp đệm: có cặp quan nhỏ, quan bao gồm tế bào liên kết với thành ống dẫn tơ Khu vực tuyến trước: có chiều dài khoảng 4cm chiều rộng khoảng 0,05÷0,3mm Khu vực tuyến giữa: dài khoảng 8cm rộng khoảng 1,2÷2,5mm Chất fibroin tiết từ chuyển vào phần trung tâm hay gọi phần dự trữ, fibroin lưu giữ dạng chất nhầy cần cho trình tạo kén Phần trung tâm không hoạt động kho dự trữ mà thành ống tạo chất sericin với sắc tố giai đoạn ấu trùng tạo tơ màu Khu vực tuyến sau: dài khoảng 20cm rộng khoảng 0,4÷0,8mm 1.1.2.4 Sự hình thành sợi tơ [5] Tế bào tuyến tơ phân tiết chất tơ dạng lỏng suốt, chứa nhiều nước dự trữ chất tơ tuyến tơ Do co bóp hệ thống phận nhả tơ, kết hợp với ma sát vặn xoắn, chất tơ nhả biến thành sợi tơ Khi chất tơ qua lỗ nhỏ màng tuyến tơ, co bóp hệ thống với sức hút phận nhả tơ tạo thành lực đưa dòch chất tơ từ xoang tế bào tuyến phía đưa lên phía Nhờ có tác động hai tuyến chùm nho tiết chất dòch đập làm cho hai sợi tơ dính lại thành một, qua ống nhả tơ Cấu tạo sợi tơ: Cắt ngang sợi tơ, ta thấy có hai sợi nhỏ dính vào bao bọc bên lớp keo Hai sợi cốt tơ hay gọi fibroin, bao bọc bên lớp keo tơ gọi sericin Cốt tơ keo tơ kết hợp với chặt chẽ để tạo thành sợi tơ Từ phương pháp hóa học, người ta đưa chứng cho sợi tơ cấu trúc đồng mà cấu tạo nhiều sợi thớ nhỏ trạng thái tổ chức cao, bao xung quanh giữ chúng lại vùng có cấu tạo protein Một vài nghiên cứu tơ gồm có vùng: vùng trung tâm_vùng đònh hướng tốt với cấu trúc protein tốt từ parallel tới trục sợi; bao xung quanh vùng thứ hai với đònh hướng hơn; vùng thứ ba lớp mỏng bao bên có đònh hướng nhỏ Do đònh hướng giảm từ tâm sợi tơ ngoài, điểm khác bật chúng với tơ nhân tạo tơ nhân tạo có lớp vùng đònh hướng mạnh GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN 1.1.2.5 Tính chất sợi tơ tằm [4] Sợi tơ lớn bao gồm lớp sericin, fibroin, parafin, muối vô sắc tố… a) Tính chất vật lý sợi tơ: Tính chòu nhiệt: Tơ tằm có khả chòu nhiệt cao hẳn tơ nhân tạo, len dạ… Tới 110 C tơ tằm chưa bò phân giải, nên bề mặt tơ không thấy có thay đổi Ở 170oC tơ tằm giảm sức dai 15%, giảm độ dãn 20% không phục hồi lượng hút ẩm ban đầu Ở 250÷280 oC, tơ tằm biến thành màu đen, có màu khét o Tính hút ẩm: Tơ tằm có tính hút ẩm cao cao hẳn so với loại sợi tơ hóa học, sợi tổng hợp khác Khả hút ẩm tơ tằm lớn, điều kiện bình thường, tỉ lệ hồi ẩm 11÷16% Tùy theo độ ẩm không khí nơi bảo quản, lượng hút ẩm tơ tằm tăng lên đến 30% Trong loại sợi hóa học, sợi tổng hợp hút khoảng 5% Sức dai độ dài (đàn hồi): Trong loại tơ động vật tơ tằm loại có độ bền độ dãn tơ khác Khi tơ có tỷ lệ hồi ẩm khoảng 6÷8% có sức dai cao Tỷ lệ hồi ẩm tăng độ dai giảm, độ dãn tăng Khi nhiệt độ tăng làm cho độ giãn, sức dai tơ giảm Tỷ trọng tỷ nhiệt tơ: Tỷ trọng tơ khoảng 1,3÷1,45, tùy theo hàm lượng keo chứa tơ khả hút ẩm việc hút chất khí mà thay đổi Tính chất hút không khí: Do cấu tạo tơ tằm có nhiều lớp, nhiều chỗ hổng nên có khả hút chứa không khí (có thể tới 35% thể tích) Do vậy, mặt hàng tơ lụa mùa hè thoáng mát, mùa đông ấm áp b) Tính chất hóa học tơ: Tác dụng với acid: Tác dụng acid tơ không mạnh Tuy sức đề kháng tơ acid cao nhiệt độ tăng làm tơ nhả nở to dần hòa tan Các acid vô HCl, H2SO4, HNO3… có nồng độ đậm đặc hòa tan tơ GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN Tác dụng kiềm tơ: Tác dụng kiềm tơ có tác dụng mạnh tác dụng acid với tơ Dung dòch kiềm loãng có khả hòa tan tơ (chủ yếu keo tơ, cốt tơ fibroin ảnh hưởng) Dung dòch kiềm đặc nhiệt độ cao, thời gian tác động kéo dài tơ bò tan nhiều Tác dụng loại muối tơ: Các loại muối Fe, Cu, Al, Ba, … tơ hút vào làm tăng trọng lượng, giảm độ dai Dung dòch muối ăn NaCl 2% ngâm ngày tơ bò tan Tác dụng oxy hóa không khí tác dụng ánh sáng tơ tằm: Tính chòu đựng keo tơ không khí tương đối cao Trong lớp keo tơ bên thường bền vững lớp keo tơ bên Tơ sau tẩy chuội, lớp keo tơ bên bò mỏng hay dần khả bảo vệ cốt tơ chống oxy hóa giảm Dưới tác động ánh sáng, đặc biệt tia tử ngoại làm cho hàng tơ lụa bò xấu đi, acid amin tơ lụa hấp thụ tia tử ngoại, giảm lực liên kết phân tử, gây tác hại cho cốt tơ Lớp keo tơ bên có tác dụng phản xạ ánh sáng, làm yếu tác dụng tia sáng tới lớp cốt tơ Cho nên lớp keo tơ có tác dụng bảo vệ fibroin chống lại nhiệt, chống oxy hóa, chống nấm mốc chống ánh sáng hủy hoại tơ 1.1.3 Hóa học fibroin [7], [8] Trong thành phần tơ tằm, fibroin sericin protein_thành phần tơ tằm, tơ tằm chứa số chất hòa tan ete, rượu etylic chất màu tự nhiên (thường màu vàng) Sau đốt cháy, tơ để lại lượng tro đònh Lượng tạp chất tro không cố đònh mà thay đổi lượng giá trò rộng tuỳ thuộc vào giống điều kiện nuôi tằm Thành phần chung thống kê sau: Fibroin : 70÷80% Sericin : 20÷30% Tạp chất tan ete : 0,4÷0,6% Tạp chất tan rượu : 1,2÷3,3% Chất khoáng GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM : 1,0÷1,7% SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương TỔNG QUAN Fibroin thuộc lớp scleroprotein, thành phần nguyên tố gồm: C : 48÷49% H : 17,35÷18,85% N : 4,21÷8,65% O : 26,0÷27,9% 1.1.3.1 Phân tử lượng fibroin [10] Vấn đề việc xác đònh khối lượng phân tử fibroin gặp nhiều khó khăn việc làm tinh khiết đồng mẫu đo Hơn nữa, fibroin không tan dung môi thông thường Và kết giá trò khối lượng phân tử fibroin có khoảng giới hạn rộng lớn tùy thuộc vào phương pháp khảo sát Ví dụ theo phương pháp xác đònh áp suất thấm lọc dùng Cupriethylendiamin để hoà tan có kết 33.000Da Theo phương pháp đo độ nhớt chiết quang dung dòch thu cho fibroin hoà tan vào LiSCN có kết 55.000Da; 103.000Da phương pháp đònh lượng (Cys) 2; với phương pháp siêu ly tâm cho kết 400.000Da… Tuy nhiên với phát gần cách hòa tan phần chiết tuyến tơ dùng ure hay dung dòch guanidine_HCl cho kết khối lượng phân tử nằm khoảng hẹp 350.000 ÷370.000D Qua ta thấy hai phương pháp xác đònh thẩm thấu phương pháp đo độ nhớt có sai biệt lớn so với kết sau có tạo thủy phân cục hòa tan fibroin dung môi đặc biệt Kết thu từ việc nghiên cứu dùng tượng chuyển điện gel, lọc gel, liệu phân tích từ phép phân tích sa lắng phân tử fibroin hình thành từ chuỗi lớn ba chuỗi nhỏ kiên kết với cầu nối disunfua Khối lượng phân tử tương ứng chúng 280.000Da 26.000Da Như kết luận trọng lượng phân tử fibroin 400.000D cho cấu trúc bậc bốn 103.000Da cho trạng thái cấu trúc bậc 1.1.3.2 Thành phần acid amin [10] Công thức hóa học fibroin là: C15H23N5O6 Fibroin sợi gồm nhiều chuỗi dài aminoacid song song với kết nối với theo chiều dọc liên kết peptid, liên kết theo chiều ngang liên kết hydro Glycine (R=H), alanine (R=CH3_), serine (R=CH2OH_) tyrosine (R=CH2C6H4OH_) acidamin quan trọng có mặt chuỗi GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM 10 SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Thò Châm, Giáo trình dâu tằm tơ_KT nuôi trồng, NXB Nông nghiệp, 2001 Lưu Văn Chính người khác, Xác đònh độ acetyl hóa Chitosan phương pháp quang phổ H_NMR IR, Tp chí Hóa Học, 1, 2001, trang 45_48 Phạm Lê Dũng người khác, Màng sinh học Vinachitin, Tạp chí Hóa Học, 2, 2001, trang 21_27 Lê Thò Kim, Nguyễn Hữu Thọ, Giải phẩu sinh lý Kỹ thuật nuôi nhân giống tằm dâu, NXB Nông nghiệp, 1979 Lê Thế Trung, Bỏng _Những kiến thức chuyên ngành, NXB Yhọc, 2003 Tô Thò Tường Vân, Sổ tay KT trồng dâu nuôi tằm , NXB Nông nghiệp, 2001, trang 43 ML.Anson et al, Advances in Protein Chemistry, 6, 1975 Raymond E.Kirk and Donald F.Othmer Encyclopedia of Chemical Technology ,V12, 1964 GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM 64 SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN PHỤ LỤC PHỤ LỤC Hình 1: Độ truyền suốt màng nồng độ khác 5Brix GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM 65 SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN PHỤ LỤC Hình 2: Độ truyền suốt màng nồng độ khác 6Brix GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM 66 SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN PHỤ LỤC Hình 3: Độ truyền suốt màng nồng độ khác 7Brix GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM 67 SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN MỤC LỤC Chương TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TƠ TẰM 1.1.1 Quá trình hình thành tằm .2 1.1.2 Tuyến tơ tằm 1.1.3 Hóa học fibroin [7], [8] 1.1.4 Hóa học sericin [7], [8] 16 1.2 MÀNG POLYME SINH HỌC 20 1.2.1 Một số khái niệm 20 1.2.2 Một số vật liệu tạo màng [2], [3] 20 1.2.3 Một số nghiên cứu ứng dụng màng polyme sinh học [2], [3] 22 1.2.4 Khả ứng dụng màng polymer sinh học [6] 23 Chương 28 NGUYÊN LIỆU .28 & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.1 NGUYÊN LIỆU 29 2.2 CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG 29 2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu .30 2.3.2 Thuyết minh nội dung nghiên cứu 31 2.4 SƠ ĐỒ VÀ THUYẾT MINH QUY TRÌNH 34 2.4.1 Sơ đồ quy trình 34 2.4.2 Thuyết minh quy trình .35 Chương 37 KẾT QUẢ & BÀN LUẬN .37 3.1 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG HOÀ TAN CỦA FIBROIN .38 3.2 KHẢO SÁT ĐỘ NHỚT CỦA DUNG DỊCH SAU KHI HÒA TAN 39 3.3 KHẢO SÁT BỀ DÀY MÀNG 40 3.4 KHẢO SÁT TÍNH CHẤT CƠ LÝ 49 3.4.1.Khảo sát khả chòu lực (ứng suất) .49 3.4.2 Khảo sát độ giãn dài 56 3.5 KHẢO SÁT ĐỘ THẨM THẤU 56 3.6 KHẢO SÁT ĐỘ TRUYỀN SUỐT 57 3.7 CẤU TRÚC VI THỂ 57 3.8 KIỂM TRA KHẢ NĂNG TIÊU DIỆT VI SINH VẬT 59 3.9 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA MÀNG .61 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM ii SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN PHỤ LỤC 65 GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM ii SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ minh họa chu kỳ sống tằmB.mori…………………………………………………….3 Hình 1.2 Hình thái bên tằm dâu……………………………………………………………………………4 Hình 1.3 Các quan bên tằm……………………………………………………………………………….4 Hình1.4 Tuyến tơ ấu trùng Bombyx mori trưởng thành……………………………………6 Hình 1.5 Cấu tạo hóa học fibroin…………………………………………………………………………………………….11 Hình 1.6 Cấu trúc fibroin…………………………………………………………………………………………………….11 Hình 1.7 Sơ dồ xếp mạch polypeptid fibroin……………………………………………….14 Hình 3.1 Đồ thò biểu diễn bề dày phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix……………41 Hình 3.2 Đồ thò biểu diễn bề dày phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix……………42 Hình 3.3 Đồ thò biểu diễn bề dày phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix………… 43 Hình 3.4 Đồ thò biểu diễn bề dày phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix………… 44 Hình 3.5 Bề dày màng phụ thuộc vào độ Brix thể tích dung dòch đem tạo màng 0,1N……………………………………………………………………………………………………………………………….45 Hình 3.6 Bề dày màng phụ thuộc vào độ Brix thể tích dung dòch đem tạo màng 0,2N……………………………………………………………………………………………………………………………….46 Hình 3.7 Bề dày màng phụ thuộc vào độ Brix thể tích dung dòch đem tạo màng 0,3N………………………………………………………………………………………………………………………………46 Hình 3.8 Bề dày màng phụ thuộc vào độ Brix thể tích dung dòch đem tạo màng 0,4N……………………………………………………………………………………………………………………………….47 Hình 3.9 Bề dày màng phụ thuộc vào độ Brix thể tích dung dòch đem tạo màng 0,5N……………………………………………………………………………………………………………………………….47 Hình 3.10 Ứng suất phụ thuộc vào nồng độ NH4OH độ Brix V = 2ml…………… 50 Hình 3.11 Ứng suất phụ thuộc vào nồng độ NH4OH độ Brix V = 2.5ml………….51 Hình 3.12 Ứng suất phụ thuộc vào nồng độ NH4OH độ Brix V = 3ml…………… 52 Hình 3.13 Ứng suất phụ thuộc vào nồng độ NH4OH độ Brix V = 3,5ml…………53 Hình 3.14 Ứng suất phụ thuộc vào nồng độ NH4OH độ Brix V = 4ml…………….54 Hình 3.15 Đồ thò biểu diễn tính chất lý màng theo lý thuyết thực tế ……56 Hình 3.16 Cấu trúc vi thể màng fibroin………………………………………………………………………… 58 Hình 3.17 Cấu trúc vi thể màng chitin……………………………………………………………………………58 Hình 3.18 Đồ thò biểu diễn độ truyền suốt màng trước sau xử lý …………60 GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM iii SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần acid amin có fibroin…………………………………………………………12 Bảng 1.2 Thành phần acidamin sericin [số gốc/1000gốc]………………… ……………….18 Bảng 3.1 Sự biến đổi pH theo độ fibroin hoà tan dung dòch……………………………… 38 Bảng 3.2 Sự thay đổi độ nhớt theo nồng độ NH4OH độ hòa tan 1Brix………39 Bảng 3.3 Bề dày màng phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix…………………………………41 Bảng 3.4 Bề dày màng phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix…………………………………42 Bảng 3.5 Bề dày màng phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix……………………………… 43 Bảng 3.6 Bề dày màng phụ thuộc vào nồng độ NH4OH Brix…………………………………44 Bảng 3.7 Các thông số tính chất lý màng với V = 2ml (thể tích tạo màng) nồng độ khác nhau……………………………………………………………………………………………………………….50 Bảng 3.8 Các thông số tính chất lý màng với V = 2,5 ml (thể tích tạo màng) nồng độ khác nhau……………………………………………………………………………………………………………… 51 Bảng 3.9 Các thông số tính chất lý màng với V = 3ml (thể tích tạo màng) nồng độ khác nhau…………………………………………………………………………………………………………… 52 Bảng 3.10 Các thông số tính chất lý màng với V = 3.5ml (thể tích tạo màng) nồng đô khác nhau…………………………………………………………………………………………………………… 53 Bảng 3.11 Các thông số tính chất lý màng với V = 4ml (thể tích tạo màng) nồng độ khác nhau…………………………………………………………………………………………………………… 54 Bảng 3.12 Các thông số trước sau xử lý……………………………………………………………………61 GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM iv SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN TÓM TẮT LUẬN VĂN Màng polyme từ nguyên liệu tự nhiên, thay cho màng polyme tổng hợp, ngày quan tâm Màng polyme sinh học loại vật liệu có vai trò lớn công nghệ thực phẩm nông nghiệp, y học bảo vệ môi trường Thực đề tài: ” Nghiên cứu chế tạo màng fibroin “ tiến hành khảo sát khả tạo màng từ fibroin_protein tơ tằm với nội dung: tìm hiểu tính chất nguyên liệu, khả hoà tan, trình tạo màng, tính chất ứng dụng màng như: ứng suất, độ truyền suốt, thẩm thấu, phương pháp vô trùng Kết tốt đạt với dung môi hoà tan NH 4OH 0.4N, nồng độ dung dòch tạo màng 7Brix xử lý tia tử ngoại GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM v SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ, việc sản xuất loại màng polyme từ nguyên liệu tự nhiên, gọi màng polyme sinh học, thay cho màng polyme tổng hợp, ngày quan tâm Màng polyme sinh học loại vật liệu đóng vai trò quan trọng nhiều ngành công nghệ thực phẩm , môi trường hay y tế Trên giới có nhiều công trình nghiên cứu chế tạo ứng dụng màng polyme sinh học điều trò vết bỏng, làm màng bao thực phẩm hay màng lọc môi trường Mặc dù vậy, lónh vực mẻ nước ta Vì khuôn khổ luận văn tốt nghiệp chọn đề tài : ” Nghiên cứu chế tạo màng fibroin “ với nội dung nghiên cứu sau: • • • • Tìm hiểu nguyên liệu Khảo sát trình hoà tan Xác đònh tính chất màng Chọn phương pháp trùng Vì thời gian tương đối hạn hẹp với phương tiện thiết bò nhiều hạn chế, tài liệu tham khảo chưa phong phú, nên cố gắng với giúp đỡ thầy cô bạn bè kết khảo sát tránh thiếu sót Chúng mong nhận thêm nhiều ý kiến đóng góp từ quý thầy cô bạn GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN PHỤ LỤC GVHD: TS TRẦN BÍCH LAM SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN [...]... tính kiềm GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM 19 SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN Chương 1 TỔNG QUAN 1.2 MÀNG POLYME SINH HỌC 1.2.1 Một số khái niệm Vật liệu sinh học (Biomaterial): là các chất liệu được sử dụng để tạo các công cụ y tế hoặc sản phẩm chữa bệnh, cấy ghép Màng polyme sinh học là các vật liệu sinh học do các phần tử sinh học sắp xếp một cách có trật tự tạo thành mạng lưới ổn đònh và vững chắc Vật liệu tạo... LIỆU_PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.4.2 Thuyết minh quy trình 2.4.2.1 Xử lý nguyên liệu Giống tằm được cung cấp từ nguồn là công ty tơ tằm dâu Bảo Lộc, Lâm Đồng Tằm được chọn là tằm ăn rỗi ngày thứ 5 (tức là giai đoạn gần lên né để tạo kén) để thu được khối lượng tơ là nhiều nhất và chất lượng nhất Lấy tuyến tơ ở phần bụng dưới của tằm Ngâm tuyến tơ trong nước khoảng 5 phút để tránh tình trạng chúng không bò oxy... chống các yếu tố cơ, lý, hóa, sinh có hại của môi trường tác động tới cơ thể b) Cơ chế lành vết thương Khi da bò thương, các tế bào biểu bì sẽ sinh sản và bò dần ra từ mép da lành che phủ kín dần lớp mô hạt tân tạo và bảo đảm cho sự liền vết thương hoàn thành Quá trình này đòi hỏi một khoảng thời gian khá lâu tùy thuộc vào độ sâu rộng của vết thương c) Vai trò của màng sinh học Trong quá trình phục... phân huỷ từ tinh bột có giá thành đắt hơn sản phẩm thông thường khoảng 5%, một mức giá mà người tiêu dùng Việt Nam có thể chấp nhận được so với tính năng sản phẩm Ứùng dụng trong công nghệ thực phẩm: dùng chủ yếu trong lónh vực bao bì thực phẩm chẳng hạn dùng làm màng phim bao bọc quanh viên kẹo (vừa có khả năng bảo vệ các đặc tính đặc trưng của kẹo vừa có thể ăn được) 1.2.3.2 Trong y học Sản xuất. .. chặt vào vết thương và từ từ được thay thế bởi da do cơ thể tổng hợp Lâu dài: vật liệu được tạo ra từ sự hợp nhất của các nguyên liệu tương tự da hay biểu bì hoặc cả hai và thay thế lâu dài Đối với các vết thương diện rộng, nơi da khó liền miệng và dễ bò lở loét, cần thiết phải có lớp da thay thế Đây là nhân tố thúc đẩy sự phát triển của da thay thế lâu dài Các giải pháp sinh học đã được thực hiện:... như gân, dây thần kinh Hạn chế sự sinh trưởng của vi khuẩn tại vết thương đó Kích thích sự liền sẹo vết bỏng tại trung bì Màng sinh học có thuộc tính mềm dẻo, dễ gấp lại được trong động tác chi Được khử khuẩn và vô khuẩn không mang nguồn bệnh đến cho vết thương, không gây độc, không gây kháng nguyên Không đắt tiền Dễ cung cấp Bảo quản được lâu, có dạng sản phẩm dễ nhìn 1.2.4.2 Khả năng... trọng của chitin là làm màng sinh học chữa vết bỏng Chitin đã được thương mại hóa trên thò trường quốc tế, được sản xuất ở Nhật Các đặc tính của màng Chitin: Bảo vệ vết thương, có thể thẩm thấu khí và hơi nước, chống nhiễm khuẩn Cung cấp dần NADG để gắn liền vết thương không chỉ chữa bỏng mà cho cả chỉnh hình, mất da và viêm loét lâu ngày Màng Chitin có khả năng hòa hợp sinh học cao và thúc đẩy việc... hủy Khi màng này được chôn xuống đất, vi sinh vật sẽ tấn công tinh bột, antioxydant sẽ phản ứng với muối kim loại có trong đất tạo ra các peroxyt phá hủy mạch polymer, quá trình này tiếp tục cho đến khi polymer bò phân hủy hoàn toàn Tinh bột chế tạo polymer tự phân hủy có thể từ ngô khoai sắn gạo có sẵn ở Việt Nam Nếu chế tạo thành công, polymer tự phân hủy từ tinh bột có giá thành rẻ, tính khả thi... tách ra mà không hòa tan fibroin Ngoài ra, fibroin còn hòa tan tốt trong dung dòch amoniac lỏng Dưới tác dụng của kiềm, fibroin cũng như các protid khác dễ thủy phân cho các sản phẩm trung gian từ polypeptid đến peptid và các sản phẩm cuối cùng như acid amin Trong tất cả các loại kiềm thì NaOH có tác dụng fibroin là mạnh hơn cả, trong dung dòch NaOH 5 ÷7% Ở nhiệt độ sôi tơ sẽ bò phá hủy trong vòng... khả năng bảo vệ các đặc tính đặc trưng của kẹo vừa có thể ăn được) 1.2.3.2 Trong y học Sản xuất màng da nhân tạo chữa các tổn thương về da từ chitin Sản phẩm này có tên là Vinachitin Đây là công trình của nhóm các nhà khoa học nghiên cứu ứng dụng tạo màng chitin từ nguyên liệu là vỏ tôm cua thông qua phương pháp lên men Lactobacilus acidophilus Màng da nhân tạo có tác dụng che phủ tạm thời các vết ... POLYME SINH HỌC 1.2.1 Một số khái niệm Vật liệu sinh học (Biomaterial): chất liệu sử dụng để tạo công cụ y tế sản phẩm chữa bệnh, cấy ghép Màng polyme sinh học vật liệu sinh học phần tử sinh. .. thòt 1.1.2.2 Sự sinh trưởng phát triển tuyến tơ [4],[5] Quá trình phát triển tuyến tơ xoang tằm chia thành hai thời kỳ Thời kỳ sinh trưởng chậm lúc tằm nhỏ, tuổi 1÷3, thời kỳ sinh trưởng nhanh... sâu rộng vết thương c) Vai trò màng sinh học Trong trình phục hồi vậy, vết thương cần phải che phủ, tránh bụi tránh vi sinh vật Sự phát triển vật liệu băng bó sinh học tổng hợp bắt đầu nhận vết