Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan  GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 1 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan    !"# $%&'() *%&'() +,% /0)1 2,%3()1 4!56#"#) 4$7#"#)&#8##9:;< 4$$%/&#&#8##9;=>%?@A= 4$*BC"#&#:;<6D# 4$+E;&F 4$2GH3&?IJ?@ 4$47#"#/#KLK=A=A):;<M 4*7#"#&#3#8##9;N3 4*$&#O"?I 4**&#8##9; 4*+&#8##9; 4*2&#8##98&?# PB=>% P$Q3&NC;&F P*Q'&NC P+Q'&"FFO/ GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 2 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan RS TSUV Chitosan v chitin l những polysacharid có nhiu ứng dụng quan trọng trong các ngnh công nghiệp, nông nghiệp, y dược v bảo vệ môi trường như: sản xuất glucosamin, chỉ khâu phẫu thuật, thuốc kem, vải, sơn, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ môi trường Chitin v chitosan được sản xuất từ vỏ giáp xác như tôm, cua Ở Việt Nam, giáp xác l nguồn nguyên liệu dồi do chiếm 1/3 tổng sản lượng nguyên liệu thủy sản. Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ cơ cấu các mặt hng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 - 80% công suất chế biến. Hng năm các nh máy chế biến đã thải bỏ một lượng phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70.000 tấn/năm. Việc sản xuất chitosan có nguồn gốc từ vỏ tôm mang lại hiệu quả kinh tế cao v góp phần giải quyết lượng lớn rác thải trong ngnh thực phẩm. Vì khả năng ứng dụng rộng rãi của chitin-chitosan nên nhiu nước trên thế giới trong đó có Việt Nam đã nghiên cứu v sản xuất sản phẩm ny Trong bi tiểu luận ny, chúng tôi tìm hiểu v Chitosan với các tính chất, ứng dụng v sản xuất trong công nghiệp. GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 3 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan  WSXV Y $%&'() Chitin l polisaccarit mạch thẳng, có thể xem như l dẫn xuất của xenlulozơ, trong đó nhóm (-OH) ở nguyên tử C(2) được thay thế bằng nhóm axetyl amino (-NHCOCH 3 ) (cấu trúc I). Như vậy chitin l poli (N-axety-2- amino-2-deoxi-β-D-glucopyranozơ) liên kết với nhau bởi các liên kết β-(C- 1-4) glicozit. Trong đó các mắt xích của chitin cũng được đánh số như của glucozơ: *%&'3() Chitosan l dẫn xuất đ axetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH 2 ) thay thế nhóm (-COCH 3 ) ở v trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kết với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glicozit, do vậy chitosan có thể gọi l poly β -(1-4)- 2-amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc l poly β-(1-4)-D- glucozamin (cấu trúc III). GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 4 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan +,% /0)1 − Chitin v chitosan l những polymer sinh học có khối lượng phân tử lớn. − Chitin có hình thái tự nhiên ở dạng rắn. Mu của vỏ giáp xác hình thnh từ hợp chất của chitin ( dẫn xuất của 4-xeton v 4,4’ di xeton-ß- carotene ). − Còn chitosan l chất rắn vô đnh hình, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ thnh các kích cỡ khác nhau  − Chitosan có thể tan trong Ordimethylactamine (DMA) có chứa 8% lithium choloride hoặc axit hữu cơ như acetic acid, citric acid, chlohydrite acid, không tan trong nước, xút, cồn hoặc các dung môi hữu cơ khác GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 5 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan − Bột chitosan có dạng hơi sệt trong tự nhiên v mu sắc của nó biến đổi từ vng nhạt đến trắng. − Giống như cellulose, chitosan l chất xơ, nhưng không giống chất xơ thực vật, chitosan có khả năng tạo mng, có các tính chất của cấu trúc quang học… − Chitosan có khả năng tích điện dương do đó nó có khả năng kết hợp với những chất tích điện âm như chất béo, lipid v acid mật − Chitosan l chất có độ nhớt cao. Độ nhớt của chitosan phụ thuộc vo nhiu yếu tố như mức độ deacetyl hóa, khối lượng nguyên tử, nồng độ dung dch, độ mạnh của lực ion, pH v nhiệt độ − Tỷ trọng của chitin từ tôm v cua thường l 0.06 v 0.17 g/ml, điu ny cho thấy chitin từ tôm xốp hơn từ cua, từ nhuyn thể xốp hơn từ cua 2.6 lần. Tỷ trọng của chitin v chitosan từ giáp xác rất cao (0.39g/cm3), nó phụ thuộc vo phương pháp chế biến, ngoi ra, mức độ deacetyl hóa cũng lm tăng tỷ trọng của chúng. 2,%3()1 - Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH 3 trong các mắt xích N-axetyl-D-glucozamin v nhóm – OH, nhóm -NH 2 trong các mắt xích D-glucozamin có nghĩa chúng vừa l ancol vừa l amin, vừa l amit. Phản ứng hoá học có thể xảy ra ở v trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-, hoặc dẫn xuất thế O-, N - Mặt khác chitin/chitosan l những polime m các monome được nối với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glicozit; các liên kết ny rất d b cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit, bazơ, tác nhân oxy-hóa v các enzim thuỷ phân. 4!56#"#) 4$7#"#)&#8##9:;< 4$$%/&#J7#"#&#8##9;=>%?@A= Trong sản xuất nước quả, việc lm trong l yêu cầu bắt buộc. Thực tế hiện nay đang sử dụng các chất lm trong như: genatin, bentonite, kali caseinat, tannin, polyvinyl pirovinyl. Chitosan l tác nhân tốt loại bỏ đi đục , giúp điu chỉnh acid trong nước quả. Đối với dch quả táo, nho ,chanh, cam không cần qua xử lý pectin, sử dụng chitosan để lm trong. Đặc biệt nước táo, độ đục có thể giảm tối thiểu chỉ ở mức xử lý với 0.8 kg/m 3 m không h gây ảnh hưởng xấu tới chỉ tiêu chất lượng của nó. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chitosan có ái lực lớn đối với hợp chất pholyphenol chẳng hạn: catechin, GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 6 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan proanthocianydin, acid cinamic, dẫn xuất của chúng, những chất m có thể biến mu nước quả bằng phản ứng oxy hóa. 4$*BC"#&#:;<6D# Chitosan có khả năng lm giảm hm lượng cholesterol trong máu. Nếu sử dụng thực phẩm chức năng có bổ sung 4% chitosan thì lượng cholesterol trong máu giảm đi đáng kể chỉ sau 2 tuần . Ngoi ra chitosan còn xem l chất chống đông tụ máu. Nguyên nhân việc giảm cholesterol trong huyết v chống đông tụ máu được biết l không cho tạo các mixen . Điu chú ý l , ở pH = 6- 6.5 chitosan bắt đầu b kết tủa , ton bộ chuỗi polysacchrite b kết lắng v giữ lại ton bộ lượng mixen trong đó. Chính nhờ đặc điểm quan trọng ny chitosan ứng dụng trong sản phẩm thực phẩm chức năng. 4$+E;&F Whey coi l chất thải của trong công nghiệp sản xuất format , nó có chứa lượng lớn lactose v protein ở dạng hòa tan. Nếu thải trực tiếp ra ngoi nó gây ô nhim môi trường , còn nếu xử lý nước thải thì tốn kém trong vận hnh hệ thống m hiệu quả kinh tế không cao.Việc thu hồi protein trong whey được xem l biện pháp lm tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất format. Whey protein khi thu hồi được bổ sung vo đồ uống, tht băm, v các loại thực phẩm khác. Đã đưa ra nhiu phương pháp khác nhau nhằm thu hồi hạt protein ny v chitosan được coi mang lại nhiu hiệu suất tách cao nhất. Tỷ lệ chitosan để kết bông các hạt lơ lửng l 2,15% (30mg/l); độ đục thấp nhất ở pH 6.0. Nghiên cứu v protein thu được bằng phương pháp ny: Không h có sự khác biệt v giá tr giữa protein có chứa chitosan v protein thu được bằng đông tụ casein hoặc whey protein. Ngoi thu hồi protein từ whey, người ta sử dụng chitosan trong thu hồi các axit- amin trong nước của sản xuất đồ hộp, tht, cá… 4$2GH3&?IJ?@ Chitosan đã được xử lý đặc biệt để tạo ra dạng mng rỗng. Với việc điu chỉnh tốc độ thẩm thấu (lượng chất lỏng đi qua mng khoảng 1 m 3 / 1h). Mng ny được sử dụng trong hệ thống phản ứng đòi hỏi không dùng nhiệt độ không quá cao. Việc phân tách ny chỉ loại đi nước, kết quả l hm lượng ethanol có thể lên đến 80 %. 4$47#"#/#KLK=A=A=Z:;<M Lớp mng không độc bao quanh bên ngoi bao ton bộ khu cư trú từ b mặt khối nguyên liệu nhằm hạn chế sự phát triển vi sinh vật b mặt- một nguyên nhân chính gây thối hỏng thực phẩm. GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 7 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan N- O carboxymethy (NOCC) được xử lý đặc biệt từ phản ứng của chitosan v monochloroacetic acid trong điu kiện kim, NOCC b hòa tan trong dung dch ở pH >6 hoặc pH <2. Mng NOCC dẻo có thể tạo thnh ngay trong dung dch nước đó. Lớp mng ny có tính thấm chọn lọc các khí như oxy, cacbon dioxide m còn có khả năng phân tách hỗn hợp khí như: ethylene, ethane, acetylence. Nghiên cứu v tính độc tố của NOCC cho thấy ở nồng độ 50.000 ppm có thể gây chết chuột trong 14 ngy . Tương tự như vậy, các nghiên cứu ở thỏ cũng chỉ ra rằng: con đường chính để loại đi các polymer trong máu l thông qua con đường nước tiểu . Tuy nhiên không có dẫn chứng đáng chú ý hơn được nhắc tới nữa. Quả táo được nhúng hoặc phun bởi mng NOCC có thể giữ độ tươi hơn 6 tháng v độ acid trong khoảng 250 ngy nếu ở điu kiện bảo quản lạnh. Mng ny mang lại cho quả độ bóng sáng nhưng trong v không nhớt khi cầm. Chúng d dng loại đi bằng rửa với nước, NOCC cũng có hiệu quả đối với bảo quản các loại trái cây khác như lê, đo, mận. Lê được xử lý với NOCC tỷ lệ b mắc hỏng tht cùi v thối ít hơn sao với lê ở không khí có tỷ lệ oxygen l 1-2%. Viện bảo vệ v chăm sóc sức khỏe Canada đã chứng minh rằng việc sử dụng NOCC trên quả , khi sử dụng không cần phải rửa v lột vỏ trước khi ăn. Bởi vì NOCC vẫn chứa lượng amin tự do, nó có thể có nhiu ở tính chất chitosan v ứng dụng trong chữa lnh vết thương đang lên da non, giảm hm lượng cholesterol trong máu. Mng chitosan cũng có lợi ích lớn với việc lm cứng tht quả, ổn đnh axit. Điu ny được chỉ ra bởi nó lm giảm lượng anthocyanin chứa trong quả. Nấm l thủ phạm chính d gây thối quả nhất trong khi đó ưu điểm của chitosan nó có thể kháng nấm . Thêm vo đó , mng chitosan gần giống như GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 8 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan môi trường bên ngoi m không gây ra nguyên nhân hô hấp k khí, nó có thể hấp thu chọn lọc tới oxy nhiu hơn l carbonic. Có các kiểm tra trên hạt tiêu xanh, khoai tây, c rốt , củ cải , hnh tây. Trong những sản phẩm đó chỉ có khoai tây v hạt tiêu xanh có phản ứng lại với mng. Không lm giảm sự mất hạt, lm chậm lại sự lão hóa đồng thời ngăn chặn thối cũng đã tìm thấy ở, củ cải, c rốt, măng tây được phủ mng. Chất mng ny cũng có thể gây hại đến các loại quả bằng cách lm tăng khả năng thối hỏng. Việc sử dụng 2%(w/v) mng chitosan cho hạt tiêu xanh lm giảm việc thối, giảm nâu, tăng CO 2 v lm giảm O 2 bên trong mng. Trong khi đó nó cũng không có hiệu quả với quả , củ có hơi nước b mất thông qua các sẹo trên củ như khoai tây. Tuy vậy lớp mng ny giảm tỷ lệ nâu hóa trong hơn 12 ngy của quá trình bảo quản. Ngoi việc sử dụng một mình mng chitosan, hiện nay ở Việt Nam có sự kết hợp giữa bảo quản bởi mng chitosan v PE. Quy trình bảo quản trái quýt đường có thời gian tồn trữ đến 8 tuần. Với phương pháp ny, phẩm chất bên trong trái như: hm lượng đường, hm lượng vitamin C luôn ổn đnh, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, mu sắc vỏ trái đồng đu v đẹp. 4*7#"#&#3#8##9;N3 4*$&#O"?I − Từ Chitosan vỏ cua, vỏ tôm có thể sản xuất Glucosamin, một dược chất quý dùng để chữa khớp đang phải nhập khẩu ở nước ta. − Chỉ phẫu thuật tự hoại. − Chito-olygosaccarit. − Da nhân tạo. GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 9 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan − Kem chống khô da. − Kem dưỡng da ngăn chặn tia cực tím phá hoại da. − Dùng lm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dy – tá trng. − Dùng bo chế dược phẩm. − Thuốc giảm béo. 4**&#8##9; − Vải col dùng cho may mặc. − Vải chu nhiệt, chống thấm. − Vải Chitosan dùng cho may quần áo diệt khuẩn trong y tế. − Lm tăng độ bn của giấy. − Dùng lm thấu kính tiếp xúc. − Góp phần tăng tính bn của hoa vải. − Sử dụng trong sản xuất sơn chống mốc v chống thấm. − Dùng lm mực in cao cấp trong công nghệ in. − Tăng cường độ bám dính của mực in. 4*+&#8##9; − Bảo quản quả, hạt giống mang lại hiệu quả cao. − Dùng như một thnh chính trong thuốc trừ nấm bệnh (đạo ôn, khô vằn ). − Dùng lm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng cho lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh… 4*4&#8##98&?# − Xử lý nước thải công nghiệp rất hiệu quả. − Xử lý nước thải trong công nghiệp nhuộm vải. − Xử lý nước trong ngnh nuôi tôm, cá. PB=>% P$Q3&NC;&F Chitin trong tự nhiên thường liên kết với protein. Một vi protein có thể chiết ra theo phương pháp tự nhiên. Vỏ giáp xác thường được nghin v xử lý bằng dung dch NaOH 1- 10% ở nhiệt độ cao 65-100°C để hòa tan protein. Thời gian tiến hnh phản ứng thường từ 0.5 -12h. Xử lý bằng kim kéo di để tiến hnh quá trình khử protein v deacetyl. Để duy trì sự đồng đu trong suốt quá trình phản ứng thì tỉ lệ khối lượng vỏ với dung dch KOH thường 1:10 hoặc 1:15-20 vì tỉ lệ nhỏ nhất có thể dùng l 1:4(w/v). Điu kiện tối ưu của quá trình khử protein l sử dụng dung dch NaOH 3.5% trong 2h ở 65°C, trong điu kiện luôn khuấy v tỉ lệ rắn lỏng l 1:10(w/v). GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 10 [...]... phẩm do đó phải đảm bảo điều kiện phù hợp nhất Sơ đồ sản xuất chitosan GVHD: PGS TS Nguyễn Thị Thu Lan 11 Đề tài: Tìm Hiểu Về Chitosan TÀI LIỆU THAM KHẢO Các trang web: Wikipedia thuocbietduoc.com.vn vnexpress.net chemvn.net GVHD: PGS TS Nguyễn Thị Thu Lan 12 Đề tài: Tìm Hiểu Về Chitosan GVHD: PGS TS Nguyễn Thị Thu Lan 13 ... và chitosan 6.4 Quá trình deacetyl: Deacetyl là quá trình chuyển chitin thành chitosan bằng cách khử nhóm acetyl Thường được tiến hành bằng xử lý KOH hoặc NaOH 40-50% ở 100°C hoặc cao hơn trong 30’ hoặc lâu hơn nữa để khử 1 phần hoặc hoàn toàn nhóm acetyl khỏi polymer đó Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chitosan thành phẩm do đó phải đảm bảo điều kiện phù hợp nhất Sơ đồ sản xuất chitosan. . .Đề tài: Tìm Hiểu Về Chitosan 6.2 Quá trình khử khoáng: Sự khử khoáng thường được tiến hành bằng dung dịch acid HCl (trên 10%) ở nhiệt độ phòng để hòa tan CaCO3 thành CaCl2 Có thể dùng HCl nông độ cao hoặc acid . Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan  GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 1 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan    !"# $%&'() *%&'() +,%. bi tiểu luận ny, chúng tôi tìm hiểu v Chitosan với các tính chất, ứng dụng v sản xuất trong công nghiệp. GVHD: PGS. TS. Nguyn Th Thu Lan 3 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan  WSXV Y $%&'() Chitin. Nguyn Th Thu Lan 5 Đ ti: Tìm Hiểu V Chitosan − Bột chitosan có dạng hơi sệt trong tự nhiên v mu sắc của nó biến đổi từ vng nhạt đến trắng. − Giống như cellulose, chitosan l chất xơ, nhưng