Thạc Sĩ Nghiên cứu cắt mạch Chitosan bằng hydroperoxitvà thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của chúng

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu cắt mạch Chitosan bằng hydroperoxitvà thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của chúng

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4
1.1 Tổng quan về chitosan và ứng dụng . 4
1.2. Cơ chế cắt mạch Chitosan v à các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cắt mạch
Chitosan bằng hydroperoxit . 13
1.3. Đặc tính và cơ chế kháng khuẩn của chitosan 16
1. 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính kháng khuẩn của chitosan 18
1.5. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của một số vi sinh vật gây bệnh (E.coli,
V.parahaemolyticus, Staphylococus aureus, Pseudomonas aeruginosa) . 22
1.6.Một số nghiên cứu về cắt mạch chitosan . 26
1.7. Một số nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp . 28
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1. Vật liệu nghiên cứu. 31
2.2. Phương pháp nghiên cứu 31
1. Xác định độ nhớt được thực hiện trên thiết bị nhớtkế quay [phụ lục1] . 31
2.Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 32
2.3. Phương pháp xử lý số liệu[ phụ lục 2,3,4] 39
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41
3.1. Xác định các chế độ cắt mạch chitosan bằng hydroperoxit 41
1. Mô hình hồi quy. 41
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt mạch chitosan . 43
3. Thử nghiệm sản xuất một số sản phẩm chitosan . 46
3. 2. Xác định độ nhớt của chitosan sau khi cắt mạch 49
3.3. Xác định giới hạn pH hoà tan của các loại chitosan . 50
3.4. Khả năng kháng khuẩn của một số loại chitosan. 51
1. Kết quảnghiên cứu trên vi khuẩn Gram (-) 51
2. Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn Gram (+) 79
3. so sánh khảnăng kháng vi khuẩn Gram(-)và Gram(+) của chitosan . 87
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 89
KẾT LUẬN . 89
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN . 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92

MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ng ành chế biến thủy
sản được coi l à ngành m ũi nhọn v à được xem là nhi ệm vụ chiến l ược của nước ta,
hàng năm ngành đ ã đem về hàng triệu USD, l à nguồn ngoại tệ đáng kể trong ngân
sách nhà nước. Theo đến năm đánh giá của FAO thì tính 2000 Việt Nam đứng thứ ba
thế giới về nuôi tôm Sú (105.000tấn) đứng sau Thái Lan (250.000 tấn) và Inđônêxia
(trên 110.000 tấn). Hiện nay tôm là đối tượng rất quan trọng trong lĩnh vực nuôi trồng
và chế biến xuất khẩu thủy sản ở nước ta. Theo Bộ Thủy Sản (2003), tổng sản lượng
tôm nuôi, trong đó đ ại đa số đối tượng nuôi là tôm Sú, đã tăng từ 60.000 tấn (1999)
lên 193.000 tấn (2002), giá trị xuất khẩu đạt hơn 1 tỷ USD. Năm 2005 vừa qua ngành
thuỷ sản đạt trên 2,7 tỉ USD, trong đó mặt hàng tôm đông lạnh chiếm 1,3 tỉ USD với
sản lượng xuất khẩu l à 149.871,8 tấn. Cùng với việc tăng nguồn nguy ên liệu, lượng
phế liệu tôm cũng tăng l ên.
Hiện nay nguồn phế liệu n ày chủ yếu được phục vụ cho công nghệ sản x uất
chitin thô xuất đi nước ngoài. Phần còn lại phục vụ ch o công nghệ sản xuất thức ăn
cho gia súc, gia c ầm. Rất ít nguy ên li ệu được sử dụng trong công nghệ sản xuất
chitosan, oligosaccarite, gluc ogamine, Nguyên nhân ch ủ yếu l à vi ệc ứng dụng
chitosan ở nước ta hiện nay còn rất ít và chưa có hiệu quả. Hơn nữa, các loại chitosan
phân tử lượng thấp phục vụ trong nhiều ứng dụng quan trọng lại chưa có nhiều cơ sở
sản xuất được.
Chitosan được ứ ng dụng rộng rãi trong nhi ều lĩnh vực như công ngh ệ sinh
học, y tế, xử lý nước, mỹ phẩm, nông nghiệp, thực phẩmvà ngành dệt. Tuy nhiên,
chitosan có trọng lượng phân tử lớn do khả năng hoà tan th ấp của nó trong nhiều
dung môi. Điều này đã giới hạn những ứng dụng của nó đặc biệt trong ngành thực
phẩm và y tế. Để cải thi ện khả năng hoà tan và đặc tính sinh học, hoá học và vật lý
nhiều phương pháp đã được tiến hành để sản xuất ra loại chitosan có trọng lượng
phân tử thấp với việc không làm biến đổi cấu trúc hoá học [35], [55], [61], [46].

Chitosantrọng lượng phân tửthấp có một sốđặc tính đặc biệt như k ết hợp với
lipid, ngăn c ản sựphát triển của u biếu, là tác nhân mi ễn dịch và có nhi ều các ứng
dụng trong y tế. Chitosan có tr ọng lượng phân tửthấp (5-20kDa) dường như có tác
dụng lên chức năng sinh hoá so v ới chitosan có tr ọng lượng phân tửcao hơn. Theo
Kondo và cộng sự, 2000 những chitosan có tr ọng lượng phân t ửkhoảng 20 kDa
ngăn ngừa được sựphát triển của bệnh đái tháo đư ờng và biểu hiện ái lực cao v ới
lipopolysaccharides hơn là chi tosan cótr ọng lượng phân tử140 kDa. Chitosan có
trọng lượng phân tửthấp trong khoảng 5-10kDa có khảnăng ức chếmạnh với nhiều
loại tác nhân gây b ệnh bao g ồm Fusarium oxyporum , Phomopsis fukushi ,
Alternaria alternata . Ikeda và cộng sự, 1995 đã chứng minh rằng chitosan với trọng
lượng phân tửthấp (khoảng 5kDa) ngăn ngừa được sựgia tăng của cholesterol của
chuột khi s ửdụng thức ăn đ ã được bổsung cholesterol. Suzuki và cộng sự, 1986
[54] đã phát hiện rằng chito-hexamer ngăn chặn sựphát triển của khốiu Sarcoma-180 và Meth-A trong chuột.
Chitosan trọng lượng phân t ửthấp đang m ởra nhi ều hướng phát triển cho o
ngành công ngh ệchếbiến thủy sản cũng như nhiều ngành khác. Nghiên c ứu m ở
rộng khảnăng ứng dụng của chitosan góp phần nâng cao giá tr ịkinh tếcủa nguồn
phếliệu từgiáp xác có ý nghĩa rất lớn.
Xuất phát từ những lý do tr ên, tôi ti ến h ành th ực hiện đề t ài “ Nghiên c ứu cắt
mạch Chitosan bằng hydroperoxitvà th ử nghiệm khả năng kháng khuẩn của
chúng”do cô GS.TS. Trần Thị Luyến hướng dẫn
Mục tiêu của đề tài:
-Xây d ựng quy trình sản xuất m ột s ố loại chitosan có phân tử lượng thấp.
Đồng thời cải thiện độ hoà tan của chitosan ở các giá trị pH cao hơn đi ểm kết tủa
của chúng, qua đó nghiên c ứu ảnh hưởng của độ dài mạch (tương ứng với một số
sản phẩm) đến khả năng kháng khuẩn của vi khuẩn Gram (-) và Gram (+) .
Tính mới của đềtài: Hiện nay ởViệt Nam các nghiên c ứu vềcắt m ạch bằng
phương pháp hoá h ọc còn rất ít đ ặc biệt đối với H2O2

bố. Thành công c ủa đềtài s ẽgóp ph ần m ởrộng ứng dụng của chitosan trong l ĩnh
vực chếbiến thực phẩm.
Tính khảthi c ủa đềtài: Hiện nay vi ệc áp d ụng chitosan và chitosan ng ắn
mạch trong công nghệsinh học, bảo quản thực phẩm và y tếđang được sựquan tâm
của các nhà khoa c ũng như các nhà doanh nghi ệp. Chính vì v ậy, khảnăng áp dụng
của đềtài này là rất cao.
Nội dung của đề tài bao gồm:
-Nghiên c ứu xác đ ịnh ch ếđ ộc ắt m ạch chitosan bằng hdroperoxit và th ử
nghiệmsản xuất một số loại chitosan phân tử lượng thấp.
-Nghiên c ứu khả năng hoà tan, tính kháng khuẩn của m ột s ố sả n ph ẩm
chitosan phân tử lượng thấp.

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về chitosan và ứng dụng
 Cấu trúc và tính chất của chitosan
Chitosan là m ột dẫn xuất của chitin. Trong tự nhi ên có ở m àng tế bào nấm
mốc thuộc họ Zygemycecesvà ở vài loài côn trùng như thành bụng của mối chúa, ở
một vài loại tảo. Ngoài ra nó có nhiều trong vỏ động vật giáp xác như tôm, cua, ghẹ
và mai m ực. Vì v ậy vỏtôm cua gh ẹ là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất chitin -chitosan và dẫn xuất của chúng.
-Cấu trúc của chitosan:
Chitosan có cấu tạo hoá học tương tự như cellulose, chỉ khác một nhóm chức
ở vị trí C
2
của mỗi đ ơn vị D -glucose (thay nhóm hydroxyl ở cellulose bằng nhóm
amino ở chitosan), nhưng tính chất của chúng lại khác nhau. Sựkhác biệt về cấu tạo
hóa học của chitin, chitosan v à cellulose đư ợc chỉ r õ qua công th ức cấu tạo của
chúng như sau:

TÀI LIỆU THAM KHẢO
TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Trọng Bách (2004) , Nghiên cứu sản xuất màng bảo quản thực phẩm từ
chitosan phối hợp phụ liệu, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, ĐH Thủy sản Nha Trang.
2. Hoàng Minh Châu, Nguy ễn Hữu Đức, Nguyễn Ho àng Hà, Nguy ễn Kim H ùng
(1998),Bước đầu nghiên cứu bán tổng hợp một dẫn chất của chitosan từ vỏ tôm
ứng dụng trong kỹ thuật baophim thuốc, Tạp chí hóa học, số 1.
3. Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Trịnh Đức H ưng, Đặng Lan
Hương (1997),Sử dụng chitosan l àm chất bảo quản thực phẩm t ươi sống,Tạp
chí Hóa học, T35, Số 3, tr. 75-78.
4. Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Đi ển, Vũ Mạnh H ùng, Ngô Th ị
Thuận (2000),Tổng hợp và nghiên cứu tác dụng hạ Cholesterol máu của N, N-Trimetylchitosan, Tạp chí Dược học, số 9.
5. Phạm Lê Dũng và CTV (2005),Màng sinh học Vinachitin, Tạp chí hóa học, số
2, tr. 21-27.
6. Nguyễn Hữu Đức, Hồ Thị TúAnh (2005), Bước đầu nghiên cứu tác dụng kháng
khuẩn Helicobacter Polori của chi tosan, tài liệu từ trang web: www.ykhoa.net,
ngày 26/4/2005.
7. Lê Thanh Long (2006),Nghiên cứu sử dụng dung dịch chitosan và phụ liệu để
kéo dài th ời gian bảo quản trứng g à tươi, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại h ọc
Nha Trang.
8. Trần Thị Luyến (1996), Giáo trình Ch ế biến sản phẩm thủy sản có gi á trị gia
tăng, ĐH Thủy sản.
9. Trần Thị Luyến, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và CTV(2000),Hoàn thiện quy trình
sản xuất chitin-chitosan và ch ế biến một số sản phẩm công ng hiệp từ phế liệu
tôm, cua, Đề tài cấp bộ, Trường ĐH Thủy sản Nha Trang.
10. Trần Thị Luyến (2003),Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tômsú bằng phương
pháp hóa h ọc với một công đoạn xử lý kiề m, Tạp chí Thủy sản, Bộ Thủy sản, số 3.