Nghiên cứu tạo màng từ chitosan kết hợp nano bạc và thử nghiệm bảo quản xoài cát Hòa Lộc

IUH1819

BỘ CƠNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU TẠO MÀNG TỪ CHITOSAN
KẾT HỢP NANO BẠC VÀ THỬ NGHIỆM BẢO
QUẢN XỒI CÁT HỊA LỘC.
Tên đề tài:

Mã số đề tài: 171.4241
Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN HUỲNH ĐÌNH THUẤN
Đơn vị thực hiện: VIỆN CƠNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM

Tp. Hồ Chí Minh, ........…


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Chitosan
Chitin là polysaccharide mạch thẳng, được cấu tạo từ các đơn vị acetyl-glucosamine, trong
đó nhóm (-OH) ở C2 của các đơn vị glucose được thay thế bằng nhóm acetyl-amino (NHCOCH3) (Hình 1.1a), vậy chitin có thể gọi poly-(N-acetyl-2-amino-2-deoxi-β-Dglucopyranose) liên kết với nhau bởi các liên kết β-(1→4) glycoside. Chitin là một polymer
sinh học tự nhiên nhiều thứ hai sau cellulose (Rinaudo, 2006)
Chitosan là dẫn xuất deacetyl hoá của chitin. Chitosan được cấu tạo từ các đơn vị Dglucosamin liên kết với nhau bởi các liên kết -(1→4)-glicosid, do vậy chitosan có thể gọi
là poly -(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-glucopyranose hoặc là poly-(1-4)-D- glucosamin (Hình
1.1b).

Hình 1.1. Cơng thức cấu tạo chitosan

Trong lớp vỏ của một số lồi giáp xác (tơm, cua, mực) thành phần chitin chiếm khoảng 20
– 30% (Fereidoon Shahidi*, 1999; Mahmoudi et al., 2011), chitin còn hiện diện trong một
số lồi nấm mốc.
1.2. Tính chất vật lý và hố học của chitosan
Độ deacetyl của chitosan nằm trong khoảng 56% đến 99%, trung bình là 80%, tùy thuộc
vào từng loại giáp sát và phương pháp sản xuất (No & Meyers, 1995); (Hong Kyoon Noa,
2002). Để đánh giá độ deacetyl (DDA) người ta thường dùng phương pháp quang phổ IR
và tính theo một trong các công thức sau:
(1) Domszy and Roberts (1985), DDA = 100 – [(A1655/ A3450) x 100/1,33]
(2) Sabnis and Block (1997), DDA = 97,67 – [26,486 x (A1655/A3450)]
(3) Baxter và cs. (1992), DDA= 100 – [(A1655 / A3450) x 115]
(4) Rout (2001), DDA = 118,883-[40,1647 x (A1655/A3450)]
Trong các công thức trên: A1655 là cường độ hấp phụ tại đỉnh 1655
A3450 là cường độ hấp phụ tại đỉnh 3450
Chitosan không độc, có tính kháng khuẩn và vi sinh vật cao, có khả năng phân huỷ sinh học
nên khơng gây dị ứng và không gây phản ứng phụ, không gây tác hại đến mơi trường.
Là hợp chất cao phân tử có cấu trúc ổn định, có khả năng hấp phụ cao đối với các kim loại,
ở pH < 6,3 chitosan có tính điện dương cao.
Trọng lượng của phân tử chitosan tùy thuộc vào nguồn nguyên liệu và phương pháp sản
xuất, nằm trong khoảng 100 – 1.200 kDa (Q. Li et al., 1992)
Chitosan hịa tan trong các dung dịch acid lỗng có pH < 6,0 như acid acetic, acid formic
và acid lactic. Khả năng hịa tan của chitosan trong các acid vơ cơ rất hạn chế, chitosan có
15


thể hòa tan trong dung dịch hydrochloric acid 1% nhưng khơng hịa tan trong acid sulfuric
và acid phosphoric. Khi pH > 7,0 tính hịa tan của chitosan rất kém. (Rout, 2001).
Trong phân tử chitosan có chứa các nhóm –OH, nhóm -NH2 trên các đơn vị D-glucosamin
có nghĩa chúng vừa là alcohol vừa là amin, vừa là amide. Phản ứng hoá học có thể xảy ra ở
vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, N-, hoặc O-, N.

Mặt khác chitosan là những polimer mà các monomer được nối với nhau bởi các liên kết β(1→4)-glycoside; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các tác nhân hoá học như: acid, base,
tác nhân oxy-hóa và các enzyme.
a) Các phản ứng của nhóm -OH
+ Dẫn xuất sulfate.
+ Dẫn xuất O–acyl của chitin/chitosan
+ Dẫn xuất O–tosyl hoá chitin/chitosan
b) Phản ứng ở vị trí N
+ Phản ứng N-acetyl hố chitosan
+ Dẫn xuất N-sulfate chitosan
+ Dẫn xuất N-glycochitosan (N-hydroxy-ethylchitosan)
+ Dẫn xuất acroleylen chitossan
c) Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N
+ Dẫn xuất O, N–cacboxymethylchitosan
+ Dẫn xuất N, O-cacboxychitosan
+ Phản ứng cắt đứt liên kết β-(1-4) glycoside
d) Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại của chitosan
Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức mà trong đó các ngun tử oxy và
nitơ của nhóm chức cịn cặp electron chưa sử dụng, do đó chúng có khả năng tạo phức với
hầu hết các kim loại nặng và các kim loại chuyển tiếp như: Hg2+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+,
Co2+.... Ví dụ: phức Ni(II) với chitosan có cấu trúc tứ diện với số phối trí bằng hình 2.2.

Hình 1.1. Liên kết của chitin và chitosan
1.3. Khả năng tạo màng của chitosan
Chitosan có khả năng tạo màng sử dụng trong bảo quản thực phẩm như thịt, cá tươi và rau
quả nhằm hạn chế các tác nhân gây hư hỏng bằng phương pháp MAP.
16


Màng chitosan có thể điều chỉnh độ ẩm, thành phần khí quyển trong bao bì, giúp bảo quản
rau quả tươi được lâu hơn và giữ chất lượng được tốt hơn. Trong khi đó đối với bao bì làm

từ PE khả năng trao đổi hơi nước và khơng khí qua màng tương đối kém do vậy mức cung
cấp oxy bị hạn chế đồng thời hơi nước bị ngưng đọng tạo môi trường thuận lợi cho nấm
mốc phát triển.
Tính chất cơ học của màng chitosan tương đối tốt, màng có tính dai, khó xé rách, độ bền
tương đương với một số chất dẻo được dùng làm các loại bao bì truyền thống.
Bao gói rau quả bằng màng chitosan làm chậm q trình lên men tạo ra các sản phẩm
polymer hóa của oquinon, ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, anthocyamin,
flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi hơn và ít bị
thâm.
1.4. Đặc tính ức chế vi sinh vật của chitosan
Chitosan có đặc tính ưu việt hơn các loại hố chất khác dùng trong bảo quản trái cây như:
chống thoát hơi nước, kháng nấm, kháng khuẩn, có khả năng tự phân huỷ sinh học cao,
không gây dị ứng, không gây độc cho mơi trường và con người.
Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan được nghiên cứu trong nhiều tài liệu. Theo những
nghiên cứu trước, hoạt tính kháng khuẩn của chitosan trong mơi trường acid là do sự proton
hóa nhóm -NH2 tại vị trí C2 của D-glucosamine. Chitosan mang điện dương sẽ tạo nối trên
bề mặt tế bào vi khuẩn mang điện âm, phá vỡ màng bằng cách làm thoát những thành phần
chứa bên trong hoặc bằng cách ức chế sự truyền dưỡng chất vào trong tế bào. Trong một
nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan khi bổ sung chitosan vào môi trường ni
cấy, tế bào vi khuẩn sẽ chuyển từ tích điện âm sang tích điện dương. Quan sát trên kính
hiển vi huỳnh quang cho thấy chitosan không trực tiếp hoạt động ức chế vi khuẩn E.coli do
mà là do sự kết tụ lại của các tế bào và sự tích điện dương ở màng của vi khuẩn. Chitosan
N-carboxybutyl, một polycation tự nhiên, có thể tương tác và hình thành poly-electrolyte
với polymer có tính acid trên bề mặt vi khuẩn, do đó làm dính kết một lượng vi khuẩn với
nhau.
Oligochitosan có diện tích tiếp xúc và điện tích dương lớn hơn chitosan nên có hiệu quả
kháng khuẩn cao hơn nhiều lần so với chitosan, các nghiên cứu chế tạo nano oligochitosan
để tăng hoạt tính kháng khuẩn (Qi et al., 2004)
Nhiều kết quả nghiên cứu gần đây chứng minh chitosan có khả năng ức chế sự phát triển
của vi sinh vật. Đặc tính này của chitosan phụ thuộc vào MW và loại vi sinh vật, chitosan có

Mw = 470 kDa ức chế vi khuẩn gram dương rất tốt, như Lactbacillus sp, L. monocytogenes,
B. megaterium, B. cereus, Staphylococcus aureus, L. brevis, L. bulgaris… Trong khi đó
chitosan có Mw = 1,106 kDa mới có ảnh hưởng đối với vi khuẩn gram âm như E.coli,
Pseudomonas fluorescens, Salmonella typhymurium, Vibrio parahaemolyticus… với nồng
độ chitosan 0,1% pH 5,6 có khả năng kháng các loại nấm: Fusarium, Alternaria,
Rhizopus…(Hong Kyoon Noa, 2002). Chitosan có Mw = 5 đến 50 kDa đều kháng tốt vi
khuẩn Staphylococcus aureus và nấm candida albicans. Điều này thể hiện cơ chế kháng
khuẩn khác nhau ở chitosan MW thấp và cao, kết quả cho thấy khả năng này giảm khi khối
lượng tăng tử tăng. Khả năng kháng VSV tăng cao ở pH thấp, và giảm khi có mặt ion Ca2+,
Mg2+. Chitosan cũng là nguyên nhân làm thất thoát các chất trong tế bào và phá hủy vách tế
bào, nồng độ ức chế thấp nhất khoảng 0,03 – 0,25%.

17


Bảng 1.1. Giá trị MIC và MBC ức chế E. coli, S. choleraesuis và S. aureus (µg/ml)
(Du et al., 2009)
E. coli

S. choleraesuis

S. aureus

Mẫu
MIC

MBC

MIC

MBC

117

187

117

187

234

281

Nano chitosan mang Ag+

3

6

3

6

6

12

Nano chitosan mang Cu2+

9

12

9

12

21

24

Nano chitosan mang Zn2+

18

24

18

24

36

48

Nano chitosan mang Mn2+

73

97

73

97

85

97

Nano chitosan mang Fe2+

121

195

121

195

146

195

Ag+

4

8

4

8

8

16

Cu2+

256

512

256

512

448

512

Zn2+

768

1024

768

1024

768

1024

Mn2+

1472

1536

1472

1536

1600

1664

Fe2+

1728

1856

1728

1856

1792

1856

1

2

1

2

2

4

Nano chitosan

Chlortetracycline

MIC MBC

(Du et al., 2009) cũng nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn của những hạt nano chitosan
tripolyphosphate mang nhiều kim loại khác nhau như Ag+, Cu2+, Zn2+, Mn2+ và Fe2+.
Những vi khuẩn được chọn để thử nghiệm là Escherichia coli 25922, Salmonella
choleraesuis ATCC 50020 và Staphylococcus aureus 25923. Nồng độ ức chế tối thiểu
(MIC) và nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (MBC) được tiến hành trong phịng thí nghiệm. Kết
quả được nêu trong bảng 1.1
1.5. Quy trình sản xuất chitosan
Chitosan được sản xuất theo phương pháp hóa học ở nhiệt độ phịng theo kết quả nghiên

cứu của tác giả (Dung, 2011) được trình bày ở Hình 1.3. Điểm nỗi bật của quy trình là
khơng sử dụng dụng nhiệt dẫn đến tiết kiệm chi phí năng lượng, góp phần bảo vệ mơi
trường, giá thành sản xuất thấp và chất lượng sản phẩm tốt do không bị tác động bởi nhiệt
độ.

18


Vỏ tôm
Bồn phản ứng
DD NaOH 4%
Khử protein (8 h)
DD HCl 1%
(HCl/KNO3 = 2/1)

DD NaOH thải
Trung hịa

Khử khống (2 h)

DD HCl thải
Chitin
NaOH 40%
Đề acetyl
(Khuấy trong 4 giờ, để yên trong 24 giờ)

Chitosan
Hình 1.3. Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan
1.6. Kim loại bạc và vai trò của bạc
Sử dụng bạc để ngăn ngừa nhiễm khuẩn đã biết từ thời Hy Lạp và La Mã cổ đại,

Hippocrates, ông tổ của ngành y học hiện đại, đã viết rằng bạc có tính chất ngăn ngừa và
chống lại một số loại bệnh, người Phoenician cổ xưa đã biết dùng những bình bạc để chứa
nước, rượu và dấm nhằm bảo quản chúng lâu hỏng. Thời trung cổ, bạc đã được dùng để
khử trùng nước và thức ăn lưu trữ, điều trị phỏng và vết thương. Đầu những năm 1900,
người ta thường cho đồng tiền bạc vào trong bình sữa để giữ cho sữa tươi lâu (lúc đó tủ
lạnh chưa được phổ biến), thủy thủ tàu viễn dương cũng cho tiền bạc vào thùng nước và
rượu để bảo quản đồ uống. Năm 1920, dung dịch muối bạc được FDA (Food and Drug
Administration của Hoa Kỳ) chấp thuận cho sử dụng làm chất kháng khuẩn.
1.6.1.Cơ chế sát khuẩn của bạc và nano bạc
Mặc dù có nhiều giả thuyết khác nhau nhưng cơ chế chính xác về tính sát khuẩn của bạc
vẫn chưa được hiểu rõ. Một trong số đó là thuyết “oligodynamic effect” phát hiện năm
1893 bởi Swiss KW Nägeli, thuyết này cho rằng tính kháng khuẩn của bạc bắt nguồn từ
hóa tính của của ion bạc Ag+ (muối bạc) hoặc bạc bị oxid hóa thành Ag+, Ion Ag+ tạo liên
kết mạnh với những hợp chất (là thức ăn của vi khuẩn) mà vi khuẩn sử dụng trong q trình
chuyển hóa sinh năng lượng cho chúng, những hợp chất này thường có chứa lưu huỳnh,
nitrogen và oxygen vì vậy vi khuẩn khơng thực hiện được chuyển hóa năng lượng cần thiết,
chúng trở nên bất hoạt và dần dần sẽ chết. Những vi khuẩn thuộc gram âm và dương đều bị
ảnh hưởng bởi cơ chế này.
19


Bạc làm mất hoạt tính của enzyme bằng cách phản ứng với nhóm thiol (SH) tạo thành bạc
sulfide, bạc cũng phản ứng với các nhóm amino-, carboxyl-, phosphate-, imidazole của
enzyme và làm suy giảm hoạt tính của enzyme lactate dehydrogenase và glutathione
peroxidase.
Một hướng giải thích khác: (1) các phân tử nano bạc bám chặt trên bề mặt làm biến đổi đặc
tính của màng tế bào làm suy biến phân tử lipopolysaccharide, tích lũy bên trong màng tế
bào, nguyên nhân làm tăng tính thấm của màng. (2) Nano bạc đâm thủng vào trong tế bào
vi khuẩn, kết quả làm tổn thương DNA. (3) Đặc tính hóa lý có vai trị rất quan trọng trong
tính kháng VSV của nano bạc, phân tử nhỏ hơn 10 nm thì gây độc với E.coli, P.

aeruginosa.
Tóm lại tính kháng khuẩn của nano bạc được giải thích theo một số cơ chế sau:
 Với tính chất xúc tác, nano bạc vơ hiệu hố các enzyme mà vi khuẩn và nấm cần cho
quá trình trao đổi chất của tế bào dẫn đến rối loạn quá trình biến dưỡng của vi khuẩn.
Tác động này làm cho vi khuẩn bị tiêu diệt nhanh chóng.
 Hạt nano bạc liên kết với các nhóm chứa phospho trong phân tử DNA làm rối loạn quá
trình sao chép DNA làm chết vi khuẩn.
 Các hạt bạc nano tương tác với nhóm -SH của các protein, enzyme trên màng tế bào
dẫn đến sự thay đổi hình thái và gia tăng tính thấm của màng. Sự vận chuyển vật chất
qua màng tăng làm vỡ màng tế bào của vi khuẩn.
 Nano bạc giúp tạo ra các oxygen hoạt tính từ trong nước hoặc khơng khí tương tác với
các lipid màng làm tổn thương màng tế bào.
Nhờ có kích thước rất nhỏ (0.1 nm – 100 nm), diện tích bề mặt của nano bạc rất lớn và hiệu
quả hoạt động của nano bạc tăng đáng kể so với hạt bạc có kích thước lớn hơn (micro).
Đây là ưu điểm của hạt nano bạc so với hạt bạc có kích thước lớn hơn và với bạc ion. Theo
tính tốn lý thuyết nano bạc có hoạt tính mạnh hơn ít nhất 20 ngàn lần trên mỗi đơn vị bạc
so những dung dịch keo bạc thơng thường. Vì vậy, người ta có thể sử dụng ít bạc hơn để
đạt được hiệu quả tương đương. Điều này rất có ý nghĩa vì theo EPA (Environmental
Protection Agency), một người chỉ có thể dùng tối đa 350 µg/liều/ngày, nếu nhiều hơn sẽ
bị hiện tượng Argyria hay còn gọi là trúng độc bạc. Nếu dùng 1 – 2 muỗng càphê/ngày (20
ppm) tương đương 100 – 200 µg/ngày (thấp hơn so với khuyến cáo của EPA về hàm lượng
bạc trong nguồn nước cung cấp ở Mỹ). Điều này đảm bảo cho người dùng có thể sử dụng
nano bạc mà không bị hiện tượng Argyria.
1.6.2. Ứng dụng bạc và nano bạc
Tính sát khuẩn của bạc và ion bạc được dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Dược phẩm
Bạc đã được sử dụng khá thành công trong chiến tranh thế giới thứ nhất để ngăn ngừa sự
truyền nhiễm trước khi có kháng sinh, dung dịch bạc nitrat được dùng như dung dịch sát
khuẩn để bôi những vết bỏng nặng và đến những năm cuối thập kỷ 90 được thay thế bằng
kem silver sulfadiazine (SSD Cream). Hiện nay, gạc phủ bạc hoạt hóa (silver-coated

dressing) được dùng kèm với kem SSD chúng có tác dụng giảm đau, thuốc sát trùng Hihi
(Cty dược Quang Minh). Gần đây, bạc được đặc biệt quan tâm vì có phổ sát khuẩn rộng,
khi nó được sử dụng chung với alginate, một loại polymer sinh học tự nhiên chiết xuất từ
rong biển, bạc alginate được điều chế nhằm ngăn ngừa việc nhiễm khuẩn trong quá trình
20


điều trị vết thương, đặc biệt là đối với bệnh nhân bỏng. Rất nhiều dạng dung dịch hay dạng
keo có chứa bạc được thương mại hóa để điều trị nhiều loại bệnh khác nhau.
Thực phẩm
Hiện nay trên thị trường đã có sản phẩm thương mại chứa nano bạc với vai trị chính là sát
khuẩn được ứng dụng như nước rửa rau quả Microdyn và thậm chí bạc cịn có mặt trong tủ
lạnh sát khuẩn của Samsung, Daewoo. Bạc còn được xem như là một chất phụ gia thực
phẩm thuộc nhóm màu trang trí với mã số E174.
Lĩnh vực khác
Nano bạc còn được ứng dụng làm nước tẩy trùng bề mặt (ASAP), nước khử mùi hôi cơ thể
(Shiseido), quần áo chống khuẩn tự làm sạch, bình sữa kháng khuẩn của hãng Mummy
(Hàn quốc)…
1.6.3. Điều chế nano bạc
Hiện nay, có nhiều phương pháp đã được báo cáo để tổng hợp hạt nano bạc như sử dụng
chất hóa học, vật lý, hóa lý và sinh học. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm, vấn
đề chung là chi phí, khả năng mở rộng, kích thước hạt và phân bố kích thước. Trong số các
phương pháp hiện có, các phương pháp hóa học đã được sử dụng chủ yếu để sản xuất hạt
nano bạc. Phương pháp hóa học cung cấp một cách dễ dàng để tổng hợp Ag-NP trong dung
dịch (Tran & Le, 2013).
1.6.3.1. Phương pháp khử hóa học
Phương pháp này sử dụng các tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại. Đây là
phương pháp từ dưới lên. Tác nhân khử ion kim loại Ag+ thành Ag0 là các chất hóa học
như: Sodium Borohydride NaBH4, sodium citrate, Ethanol, Ethylene Glycol, acid citric,
acid acsorbide, hydrogen, hydrogen peroxide, formaldehyde và các dẫn xuất của nó…phổ

biến trong số này là sodium citrate (Kim et al., 2006); (Augustine & Rajarathinam, 2012).
Các nghiên cứu trước đây cho thấy rằng việc sử dụng một chất khử mạnh như Borohydride,
kết quả là các hạt nhỏ mà một phần là hạt monodispersed, nhưng tạo thành các hạt phân bố
lớn hơn thì khó kiểm sốt. Sử dụng một chất khử yếu như citrate, dẫn đến tốc độ khử chậm
hơn, nhưng sự phân bố kích thước trong phạm vi hẹp (El-Nour et al., 2010).
Cơ chế phản ứng sử dụng sodium citrate làm tác nhân khử ion Ag+ theo Augustine và
Rajarathinam (2012): 4Ag+ + Na3C6H5O7 + 2H2O → 4Ag0 + C6H5O7H3 + 3Na+ + H+ + O2↑
Tổng hợp hạt nano bằng phương pháp khử hóa học thường được thực hiện trong sự hiện
diện của chất ổn định để ngăn ngừa tích tụ các chất keo khơng mong muốn (Sharma et al.,
2009). Có nhiều loại chất ổn định khác nhau được sử dụng trong điều chế hạt nano bạc để
đạt được sự kiểm sốt tốt nhất về kích thước, phân bố, hình dạng, độ ổn định và khả năng
hịa tan của các hạt nano bạc (Venkatesham et al., 2014). Các chất ổn định thường được sử
dụng là polyvinyl pyrrolidone (PVP) (Link et al., 1999); (Tan et al., 2003), polyvinyl
alcohol (PVA) (Abdul Kareem & Anu Kaliani, 2011), polyaniline (Bouazza et al., 2009) và
polyethylene glycol (PEG) (Tan et al., 2003). Bên cạnh đó, các polymer tự nhiên đã được
sử dụng trong điều chế của nano bạc vì nó khơng độc hại và tương thích sinh học. Trong đó
tinh bột (Hu et al., 2008) và chitosan (Hettiarachchi & Wickramarachchi, 2011) được sử
dụng làm chất ổn định trong điều chế các hạt nano kim loại.

21


1.6.3.2. Phương pháp khử vật lý
Là phương pháp dùng các tác nhân vật lý như điện tử, sóng điện từ năng lượng cao như tia
gamma, tia tử ngoại, tia laser khử ion Ag+ thành nguyên tử Ag0 (Bogle et al., 2006); (Shin
et al., 2004); (Huang et al., 1996); (Abid et al., 2002). Phương pháp vật lý có thể cho phép
sản xuất số lượng lớn các hạt nano bạc trong một q trình duy nhất. Đây cũng là phương
pháp hữu ích nhất để sản xuất nano bạc dạng bột. Tuy nhiên, chi phí đầu tư ban đầu cho các
thiết bị cần được xem xét (Tran & Le, 2013).
1.6.3.3. Phương pháp khử hóa lý

Đây là phương pháp trung gian giữa hóa học và vật lý. Nguyên lý là dùng phương pháp
điện phân kết hợp với siêu âm để tạo hạt nano. Phương pháp điện phân thơng thường chỉ có
thể tạo được màng kim loại mỏng. Trước khi xảy ra sự hình thành màng, các nguyên tử kim
loại sau khi được điện hóa sẽ tạo các hạt nano bám lên điện cực âm. Lúc này người ta tác
dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt nano kim loại sẽ rời khỏi điện
cực và đi vào dung dịch (Zhu et al., 2000).
1.6.3.4.Phương pháp sinh học
Trong quá trình tổng hợp sinh học của hạt nano bạc thì các chất khử và chất ổn định được
thay thế bởi các phân tử khơng độc (protein, carbohydrate, chất chống oxy hóa...) được sản
xuất bởi các sinh vật sống, bao gồm vi khuẩn, nấm, nấm men và thực vật. Các hệ thống
thực vật rẻ hơn, chẳng hạn như sả, Aloe vera, rong biển, cỏ linh lăng, chè, cây neem, mù
tạt, safeda, hoa sen, Tulsi đã được thăm dò cho sự tổng hợp của nano bạc (Wei et al.,
2015).
1.6.3.5. Chế tạo keo nano bạc theo phương pháp chiếu xạ gamma
Khi chiếu xạ dung dịch muối AgNO3 thì quá trình khử ion kim loại thành nguyên tử kim
loại sẽ diễn ra bởi các sản phẩm phân ly bức xạ của nước có khả năng phản ứng cao, đặc
biệt là electron solvat hoá (e-aq) và gốc tự do H, OH. Phản ứng phân ly bức xạ nước được
tóm tắt như sau:
H2O ^^^ e-aq, H, OH, H2O2, H2, H3O+
Trong đó: e-aq có hiệu suất phân ly bức xạ G (e-aq) = 0,28 mol/J, thế oxi hóa-khử
E0(H2O/e-aq) = - 2,78 V và gốc tự do H có G(H) = 0,06 mol/J, E0(H+/ H) =- 2,3V là hai
tác nhân chính khử ion kim loại thành nguyên tử kim loại, E0(Ag+/Ag0) = - 1,8V. Khi chiếu
xạ dung dịch muối bạc phản ứng xảy ra như sau:
Ag+

+

e-aq



Ag0

Ag+

+

H



Ag0

Ag0

+

Ag+



Ag+2

Ag+2 +

e-aq (H)

+

 Ag02 

H+
Ag+n  Ag0n

Gốc tự do OH có G(OH) = 0,29 mol/J là tác nhân oxi hóa mạnh, làm cản trở q
trình khử ion bạc thành bạc nguyên tử. Vì vậy, các chất có khả năng bắt gốc tự do OH
thường là các alcol như iso-propanol, etanol, metanol... được bổ sung vào dung dịch trước
khi chiếu xạ.
R2CHOH (RCH2OH) + OH (H)  R2CO (RCHOH) + H2O (H2)
22


Gốc tự do của các ancol có thế oxi hóa-khử (E0) trong khoảng - 2,1 đến - 1,8 V tuỳ thuộc
vào dạng phối tử, tiếp tục khử bạc ion ở dạng cụm liên kết có thế oxi hóa-khử cao hơn
E0(Ag+n/Ag0n) ~ 0,8V góp phần phát triển kích thước và hình thành hạt nano bạc
R2CO (RCHOH) + Ag+n  Ag0n + R2CO (RCOH) + H+
Khi nồng độ chất bắt gốc tự do thích hợp (đủ lớn) phản ứng chỉ xảy ra một chiều tạo Ago .
Nếu nồng độ chất bắt gốc tự do °OH nhỏ cịn xảy ra q trình:
Ago + OH  OH- + Ag+
Khi nồng độ chất bắt gốc tự do nhỏ còn xảy ra hiện tượng khâu mạch hoặc cắt mạch các
polymer là chất ổn định nano bạc.
Bạc ion khi bị khử bởi bức xạ sẽ tạo các hạt nguyên tử, các hạt này phát triển và có xu
hướng kết tụ hình thành dạng cụm chứa nhiều nguyên tử và cuối cùng là giai đoạn phát
triển kích thước tạo hạt bạc. Để hạn chế sự kết tụ tạo thành hạt lớn, các polymer với vai trò
là chất ổn định được bổ sung đồng thời vào dung dịch muối bạc. Các chất ổn định có các
nhóm chức ái lực cao với bạc ion như -NH2, -COOH, -OH và phải dễ hịa tan trong nước,
khơng hoặc khơng đáng kể phản ứng khử bạc ion trước khi chiếu xạ. Chitosan tan trong
nước được sử dụng làm chất ổn định nano bạc chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ (Phu et
al., 2010b).
1.7. Cơ chế ổn định hạt nano bạc của chitosan

Phân tử chitosan chứa các nhóm chức như -OH vị trí C-3 và C-6, và -NH2 vị trí C-2 rất linh
động và ái lực cao với ion kim loại nên thích hợp sử dụng làm chất ổn định chế tạo kim loại
nano. Gần đây đã có nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng chitosan vừa làm chất khử vừa là
chất ổn định để chế tạo nano bạc theo phương pháp thủy nhiệt. Kết quả nhận được là đã
nghiên cứu chế tạo keo nano bạc có kích thước trung bình hạt bạc nhỏ hơn 10 nm, ổn định
tốt trong khoảng pH rộng bằng phương pháp chiếu xạ Co-60, sử dụng chitosan với vai trò
vừa làm chất ổn định vừa là chất bắt gốc tự do (Chen et al., 2007) và (Long et al., 2007).
Hiệu ứng ổn định keo nano bạc và khả năng bắt gốc tự do OH của chitosan được trình bày
tóm tắt như sau: trong dung dịch lỏng Ag+ tạo phức với chitosan thơng qua liên kết với
nhóm amin (NH2Ag+), khi chiếu xạ, tác nhân e-aq và H sẽ khử Ag+ thành Ag0, sau đó Ag0
hấp thụ Ag+ tạo thành Ag2+, quá trình tiếp diễn tạo Agn+ và tạo hạt nano bạc ổn định trên
cấu trúc mạng chitosan. Do cấu trúc mạng cồng kềnh và lớp chitosan bao phủ, trên bề mặt
hạt bạc tích điện dương (-NH3+) nên gây ra lực đẩy tĩnh điện và hiệu ứng ức chế không gian
làm hạn chế sự kết tụ của các hạt bạc (Chen et al., 2007). Ngồi ra chitosan cịn thể hiện là
chất bắt gốc tự do OH tạo thành gốc tự do chitosan có khả năng khử bạc ion dạng cụm liên
kết, góp phần quan trọng cho q trình phát triển hình thành hạt nano bạc. Theo (Chen et
al., 2007), tiến trình khử bạc ion, phản ứng bắt gốc tự do OH và khử ion bạc bằng liên kết
tạo nano bạc như sau:

NH2 +
Ag
NH2

NH2 +
Ag
NH2

NH2 +
Ag
NH2

-

e aq
Ag

+

,H

.

NH2 +
Agn
NH2

NH2 +
Agn
NH2

NH2+ e aq , H
Agn
R
NH2

.

.

Agn



OH + RC5H5O(OH)3(NH2)CH2OH  RC5H5O(OH)3(NH2)CH2OH + H2O
23


Agn+ + RC5H5O(OH)3(NH2)CH2OH  Agn + R’C5H5O(OH)3(NH2)CH2OH
Hình 2.4.Cơ chế ổn định keo nano bạc bằng chitosan
Theo đánh giá của Temgire và Joshi (Temgire & Joshi, 2004) thì phản ứng bắt gốc tự do
của alcohol bậc 1, bậc 2 sẽ sinh ra một lượng nhất định aldehyde hoặc ketone, nhưng
alcohol bậc 3 hoặc alcohol mạch nhánh thì khơng bị oxi hóa thành ketone. Kết quả nghiên
cứu của Choi (Won-Seok Choia, 2002) và Panacek (Panacek A., 2006) về tính kháng vi
khuẩn S. aureus và E. coli của nano bạc cho thấy, hoạt tính sát khuẩn của nano bạc ngồi
sự phụ thuộc vào kích thước trung bình hạt, loại vi sinh vật cịn tuỳ thuộc vào chất ổn định
keo nano bạc.
1.8. Giới thiệu xồi
Cây xồi có tên tiếng Anh là Mango, tên khoa học là Mangifera indical, thuộc họ đào lộn
hột (Anacardiaceae). phần lớn các tác giả cho rằng nguồn gốc của cây xồi ở miền đơng Ấn
Ðộ và một số vùng giáp ranh như Myanmar, Malaysia từ đó lan khắp thế giới sớm nhất là
Lào, Campuchia, Việt Nam, Trung Quốc và các nuớc thuộc vùng Ðông Nam Á khác.
Ở Việt Nam, Lào, Campuchia hiện có nhiều cây dại cùng lồi với xồi ăn duợc như
Mangifera duperreana, M. langenifera. Cho nên theo một số tác giả thì bán đảo Ðơng
Dương cũng có thể là quê hương của một số giống xoài Hiện nay xoài duợc trồng hầu hết
các nuớc thuộc vùng nhiệt đới của Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ…
Ở nuớc ta xoài được coi là loại trái cây q vì chúng an ngon, đuợc nhiều nguời ưa thích và
thuờng đuợc bán giá cao so với loại cây trái khác, chúng duợc trồng suốt từ bắc chí nam,
nhưng tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía nam (Tiền Giang, Ðồng Tháp, Vĩnh Long, Bến Tre
và một số tỉnh ven biển Nam Trung Bộ…), các tỉnh Bắc Bộ và Ðơng Bắc Bộ trồng ít vì ở
đây ra hoa của xồi trùng với trùng với mùa đơng lạnh, nhiệt độ thấp, có mưa phùn tạo độ

ẩm khơng khí cao nên đậu trái kém, hiệu quả kinh tế thấp, những năm gần dây do thu đuợc
hiệu quả kinh tế cao nên diện tích trồng xồi ngày một gia tăng nhất là các tỉnh phía nam.
1.8.1. Phân loại
Tên khoa học: Mangifera indical
Giới: Plantae
Bộ: Sapindales
Họ: Anacardiacea
Chi: Mangifera
1.8.2. Sâu bệnh
Trên cây xồi thuờng có một số một số sâu bệnh hại như:
- Sâu đục trái (Deanlois albizonalis).
- Sâu đục ngọn, chồi (Chlumetia transversa).
24


- Sâu đục ngọn chồi (Dudua abrobola).
- Rệp bông.
- Bù lạch (Scirtothrip dorsalis).
- Bò vò voi dục cành. - Rầy bơng xồi (Idioscopus clypialis)
- Ruồi đục trái (Bactrocera dorsalis).
- Sâu đục hột (Sternochetus mangiferae).
- Bệnh thán thu (Colletotrichum gloesporioides).
- Bệnh thối trái (Diplodia natalensis).
- Bệnh dốm den vi khuẩn (Xanthomonas campestris pv manghiferaeindicae).
- Bệnh phấn trắng (Oidium mangiferae).
- Bệnh hồ móng (Capnodium citri).
1.8.3. Thu hoạch
Xồi từ khi đậu trái dến khi thu hoạch thuờng 2.5 – 3.5 tháng năng suất trái/cây sẽ tăng dần
từ năm cho trái dầu tiên đến 5 nam thì ổn định. Khơng nên thu hoạch q sớm vì trái xồi
thuờng cho phẩm chất kém khi dú, nguợc lại cũng không nên thu hoạch trái đã vàng trên

cây vì dễ bị sâu bệnh vì ruồi dục trái và bệnh thúi cuống trái, đồng thời cũng khó vận
chuyển và bảo quản. Nên hái trái đã già, da láng, màu trái đã sáng ra, núm trái đầy ngang
với núm cuống. Sau khi hái để hạn chế nấm bệnh gây hại có thể ngâm trái trong nuớc nóng
52oC trong 15 phút. Sau đó ngâm thêm 3 phút trong dung dịch 2 – 3% NaB4O7. Sau khi
nhúng xong vớt trái ra hong khô trong mát, xếp trái vào thùng các tông hoặc thùng nhựa
chuyên dùng, xếp trái thành từng lớp tối da khơng q 5 lớp, duới dáy thùng lót rơm sạch,
lá chuối khô hay giấy xốp.
1.8.4. Giá trị dinh duỡng và sử dụng
Xoài được xem là loài cây ăn trái quan trọng chiếm phần lớn thị phần trái cây trong nuớc,
được sử dụng rộng rãi từ trái xanh đến trái chín. Trái xồi bổ duỡng hơn cả cà rốt vì ngoài
carotene, tiền sinh tố C, giúp cho nguời mới ốm khỏi mau lại sức, tăng đề kháng, chóng
đói, thèm ăn.Thành phần dinh duỡng của xồi ngồi vitamine C cịn có vitamine A,
carbohydrat (13.2 – 20%), protein (0.3 – 0.8%), lipit (0,1 – 0.2%), chất xơ (0.6 – 0.7%) và
các chất như calxium, lân...Tỷ lệ chất khô chiếm 17.4%, duờng chiếm 15.4%. sucroze là
duờng chủ yếutrong trái xồi chín.
1.8.5. Những biến đổi của quả xoài và các yếu tố ảnh huởng trong q trình bảo quản
quả xồi
1.8.5.1. Biến đổi sau thu hoạch của quả xồi
Trong q trình tồn trữ quả xồi tươi, các biến đổi về mặt vật lý, sinh lý, sinh hố xảy
ra có liên quan chặt chẽ và phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của quả xồi: giống cây, điều
kiện trồng, độ già chín khi thu hái và những yếu tố kỹ thuật trong quá trình tồn trữ.
a) Biến đổi vật lý
Rau quả sau khi thu hoạch để trong môi truờng bảo quản xảy ra một số biến đổi vật lý có
thể dẫn đến giảm chất luợng cũng như khối luợng của quả.
25


- Sự bay hơi nuớc
Sự bay hơi nuớc là một quá trình vật lý, tùy thuộc vào mức độ háo nuớc của hệ keo trong tế
bào, cấu tạo và trạng thái của mô bào che chở (chiều dày và độ chắc của vỏ…). Ngồi ra,

sự bay hơi nuớc cịn phụ thuộc vào đặc diểm và mức dộ dập cơ học, độ ẩm và nhiệt độ của
môi truờng xung quanh, tốc dộ chuyển dộng của khơng khí, độ chín của quả xồi và
phương pháp tồn trữ. Tuy nhiên, có thể giảm sự bay hơi nuớc của xồi trong q trình tồn
trữ bằng cách tạo được điều kiện tồn trữ tối uu như: bảo quản ở nhiệt dộ thấp, bao gói trong
túi hoặc màng bao Polyetylen…(Hà Văn Thuyết và Trần Quang Bình, 2000).
- Sự giảm khối lượng tự nhiên
Ðây là sự giảm khối luợng của xoài do bay hơi nuớc và tổn hao các chất khơ trong q
trình hơ hấp. Trong bất cứ phương pháp tồn trữ nào, không thể tránh khỏi sự giảm khối
luợng tự nhiên, tuy nhiên khi tạo duợc điều kiện tồn trữ tốt thì có thể giảm thiểu quá trình
này (Quách Định, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa, 1996).
Cũng nhu sự bay hơi nuớc, khối luợng xoài giảm đi trong thời gian tồn trữ dài ngày và phụ
thuộc vào nhiều yếu tố: giống, điều kiện trồng, thời gian tồn trữ, mức độ xây xát, độ chín
và phương pháp bảo quản xoài.
- Sự sinh nhiệt
Sự sinh nhiệt cũng là một quá trình vật lý xảy ra trong thời gian bảo quản xoài. Tất cả
luợng nhiệt sinh ra trong thời gian tồn trữ xồi là do hơ hấp. Hai phần ba luợng nhiệt này
tỏa ra mơi truờng xung quanh, cịn một phần ba đuợc dùng vào các quá trình trao đổi chất
trong tế bào, quá trình bay hơi nuớc và một phần dự trữ ở dạng năng luợng hóa học. Trong
q trình bảo quản, xồi có thể đồng thời thực hiện hai dạng hơ hấp: hơ hấp hiếu khí và hơ
hấp yếm khí. Khi hơ hấp hiếu khí thì năng luợng sinh ra gấp 24 lần so với hô hấp yếm khí.
Tuy nhiên, để hạn chế sự sinh nhiệt trong q trình bảo quản xồi bằng cách kìm hãm sự hơ
hấp hiếu khí, dó khơng phải là biện pháp tốt, vì sẽ gây ra rối loạn sinh lý cho xồi do ruợu
etylic và các sản phẩm trung gian khác sinh ra trong q trình hơ hấp yếm khí.
Cần lưu ý, luợng CO2 có thể sinh ra do hơ hấp yếm khí và các q trình dehydratcacbon
thuờng xảy ra khi bảo quản xồi.
Ðể giảm sự sinh nhiệt trong q trình tồn trữ xồi, cần phải duy trì các thơng số nhiệt độ,
độ ẩm trong kho. Khi nhiệt dộ, độ ẩm tăng lên đến mức độ thích hợp cho sự phát triển của
vi khuẩn và nấm mốc thì luợng nhiệt sinh ra rất nhiều, một mặt do hơ hấp của xồi, mặt
khác do hơ hấp của vi sinh vật. Ðó là điều kiện dẫn dến hư hỏng quả xồi nhanh chóng (Hà
Văn Thuyết và Trần Quang Bình, 2000).

b) Biến dổi hố học
Trong thời gian bảo quản, hầu hết các thành phần hóa học của quả đều bị biến dổi do tham
gia hô hấp hoặc do hoạt dộng của enzym (Hà Văn Thuyết và Trần Quang Bình, 2000).
Ðường là thành phần chủ yếu tham gia vào q trình hơ hấp nên hàm luợng giảm đáng kể.
Tuy nhiên, xoài là loại quả chứa nhiều tinh bột lúc còn xanh, khi bảo quản mặc dù tham gia
q trình hơ hấp nhưng luợng đuờng khơng giảm mà cịn tăng. Ðó là do khi quả chín, luợng
tinh bột chuyển thành đuờng với tốc dộ cao hơn tốc độ giảm đuờng do hô hấp.
Hoạt động của các enzym có tác dụng trực tiếp phân giải các chất glucid: hemicellulose bị
thủy phân thành cellulose và pentose; protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan, pectin
tiếp tục bị thủy phân thành pectic acid và methanol làm cho quả mềm dần.
26


Hàm luợng acid giảm trong q trình chín nên pH của quả sẽ tăng làm cho quả trở nên ngọt
hon. Acid tham gia vào q trình hơ hấp và các phản ứng tạo mùi vị đặc trưng cho quả
chín.
Các sắc tố: carotenoid đuợc tổng hợp tạo ra màu sắc đặc trưng cho quả chín. Chlorophyl bị
phân hủy bởi enzyme nên màu xanh bị giảm đi. Tốc dộ biến đổi các thành phần hóa học tỷ
lệ thuận với cuờng độ hơ hấp.
c) Biến đổi sinh hố
Hơ hấp là q trình sinh học co bản xảy ra trong quả khi bảo quản xồi tươi. Về bản chất
hóa học, hơ hấp là q trình oxy hóa chậm các chất hữu cơ phức tạp. Duới tác dụng của
enzyme, các chất này phân hủy thành các chất đơn giản hơn và giải phóng năng luợng.
Nguời ta thấy rằng, hầu hết các chất đều có thể tham gia vào q trình hơ hấp, nhưng chủ
yếu vẫn là các chất đuờng, nhất là đuờng đơn. Các chất khơng phải đuờng tham gia trực
tiếp vào chu trình hơ hấp tạo nên các chất trung gian, không qua khâu chuyển hóa thành
đuờng
Q trình hơ hấp có sự tham gia của oxy gọi là hơ hấp hiếu khí, sản phẩm cuối cùng của
dạng hô hấp này là CO2, hơi nuớc và năng luợng. Khi luợng O2 của môi truờng không đủ
cung cấp để tiến hành hơ hấp hiếu khí thì sẽ xảy ra hiện tuợng hơ hấp yếm khí – hơ hấp

khơng có sự tham gia của O2 và sản phẩm tạo ra cuối cùng là ruợu etylic, CO2 và giải
phóng năng luợng duới dạng nhiệt (Quách Đỉnh, Nguyễn Vân Tiếp, Nguyễn Văn Thoa,
1996).
Ðồng thời, khi hơ hấp hiếu khí cịn tích tụ các hợp chất trung gian của q trình hơ hấp
khơng hồn tồn như: acid acetic, lactic, aldehyde… Các chất này với liều luợng lớn sẽ gây
ảnh huởng lớn dến tế bào của xoài trong thời gian bảo quản.
Qua q trình nghiên cứu hơ hấp của quả, nguời ta thấy sự biến đổi cuờng dộ hô hấp quan
hệ rất mật thiết với động thái sinh truởng và chín quả. Nhìn chung, xồi tươi đuợc thu
hoạch khi cịn xanh để đưa vào bảo quản, lúc đầu cuờng độ hô hấp giảm dần, nhưng đến
một thời điểm nào đó cuờng độ hô hấp lại tăng lên và tạm thời đạt đến giá trị cao nhất, sau
đó từ từ giảm xuống. Hiện tuợng đó gọi là “hơ hấp đột biến”, có thể nói “hơ hấp đột biến”
là một buớc ngoặc trong đời sống của quả, là thời điểm mà ở đó sự phát triển và sự chín
của quả đã kết thúc. Nguyên nhân của hô hấp đột biến cho đến nay vẫn chưa đuợc nghiên
cứu đầy đủ, nhưng vẫn có một số quan điểm nhằm giải thích hiện tuợng nói trên (Châu Văn
Minh, Phạm Hữu Điền, Đặng Lan Phương, 1996).
1.8.5.2. Các yếu tố ảnh huởng dến thời gian bảo quản xoài
Nhiệt độ là yếu tố chủ yếu của mơi truờng có ảnh huởng lớn nhất đến quá trình sống của
rau quả tươi. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ thì cuờng độ hơ hấp của rau quả tăng có giới hạn.
Khi tăng nhiệt độ từ 5 – 200C thì cuờng dộ hơ hấp của rau quả tăng rất nhanh. Sau đó, tiếp
tục tăng nhiệt độ thì cuờng độ hơ hấp khơng tăng nữa. Khi giảm nhiệt dộ xuống duới 50C,
cuờng độ hô hấp giảm nhiều, nhưng nhiệt độ gần đến điểm đóng băng thì cuờng độ hơ hấp
chậm lại. Do đó, muốn kéo dài thời gian bảo quản nguời ta thuờng bảo quản rau quả ở nhiệt
độ thấp và tùy từng loại rau quả mà chọn nhiệt độ bảo quản thích hợp.
Có một số loại rau quả khi bảo quản ở nhiệt độ thấp thì quá trình sinh lý bị rối loạn và sau
đó dấm sẽ khơng chín. Nhiệt dộ bảo quản cịn tùy thuộc vào mức độ già chín của rau quả.
Cùng một loại quả, quả chín bảo quản ở nhiệt độ thấp hơn quả già. Ví dụ: Cà chua: xanh:
10 – 120C; chín: 10C. Cam: xanh: 4 – 60C; chín: 1 – 200C. Khi chọn nhiệt độ bảo quản cần
27

xem xét vào tính chất của từng loại quả, giai đoạn sinh lý của chúng và việc duy trì sự ổn
dịnh của nhiệt độ bảo quản là yếu tố quyết định dến thời gian cũng như chất luợng quả.
Ðộ ẩm khơng khí ảnh huởng rất nhiều đến thời gian bảo quản. Nếu bảo quản trong mơi
truờng có độ ẩm khơng khí thấp, vỏ bên ngồi của rau quả sẽ héo do nuớc từ quả sẽ bay hơi
mạnh làm tăng cuờng độ hô hấp và quả bị giảm trọng luợng, thay đổi hình dáng bên ngồi
(héo, nhan), ngun sinh chất co rút có thể gây rối loạn q trình sinh lý, sinh hóa, khả
năng tự đề kháng thấp, quả sẽ mau hỏng. Nếu bảo quản trong mơi truờng có độ ẩm tương
đối cao thì hạn chế sự bay hơi nuớc và cuờng độ hô hấp giảm, nhưng dễ gây ra hiện tuợng
ngưng tụ nuớc trên bề mặt quả, tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật hoạt động.
Ðộ ẩm không khí cịn chịu ảnh huởng của tốc độ chuyển động của khơng khí trong mơi
truờng bảo quản. Ðể thời gian bảo quản rau quả kéo dài thì độ ẩm khơng khí tối ưu là 80 –
90%.
Người ta thuờng áp dụng thơng gió tự nhiên cho các kho bảo quản có sức chứa không quá
lớn từ 250 – 500 tấn. Ðối với các kho có sức chứa lớn hoặc nguyên liệu xếp chồng cao phải
tiến hành thơng gió cuỡng bức bằng các thiết bị thổi khí.
Trong q trình bảo quản, nuớc trong rau quả tươi sẽ bay hơi dần, mức độ bay hơi phụ
thuộc vào các yếu tố:
- Mức độ già chín của rau quả: rau quả càng non thì sự bay hơi nuớc xảy ra càng nhanh, rau
quả càng mau héo do hệ keo giữ nuớc chưa hoàn thiện, khả năng giữ nuớc yếu. Khi rau quả
quá chín, hệ keo bị lão hóa, khả năng giữ nuớc cũng kém di, do đó rau quả cũng mau bị
héo. Trong bảo quản nên thu hoạch rau quả trong giai doạn già chín là thích hợp nhất.
- Trạng thái của tế bào vỏ: vỏ càng dày, càng chắc thì hạn chế sự bay hơi nuớc. Sự dập nát
do xây xát hay do côn trùng gây nên đều ảnh huởng đến sự bay hơi nuớc. Ví dụ: tổn thương
1cm bề mặt rau quả thì sự bay hơi tăng lên 3– 4 lần.
- Sự bao gói: rau quả đuợc bao gói sẽ có thời gian bảo quản dài hơn do hạn chế đuợc quá
trình bay hơi nuớc.
1.9. Một số bệnh gây hư hỏng sau thu hoạch do nấm gây ra
1.9.1. Bệnh thán thư (do nấm Colletotrichum gloeosporioides)
Là một trong những bệnh hại nguy hiểm nhất trên cây ăn trái. Bệnh do nấm Colletotrichum
gloeosporioides gây ra. Trên quả, bệnh tấn công làm trái bị thối đen. Trên quả lúc đầu chỉ

xuất hiện các chấm nâu nhỏ, sau đó phát triển thành các đốm thối đen, lõm trên mặt vỏ quả,
làm quả thối khi bảo quản. Nhiệt độ và ẩm độ là hai trong những yếu tố chủ yếu ảnh hưởng
đến diễn biến của bệnh thán thư, ở ẩm độ cao (trên 80%), trời ấm (nhiệt độ 25 - 260C) nấm
bệnh phát triển mạnh.
1.9.2. Bệnh đốm đen (do nấm Guignaria sp)
Bệnh do nấm Guignaria sp gây ra, tổn hại trên vỏ quả, làm cho vỏ quả vàng nhanh, hạn chế
chất lượng. Nguồn lây lan chủ yếu của bệnh là ở thân, cành. Khi gặp điều kiện thuận lợi
(nhiệt độ, độ ẩm cao) các bào tử nấm sẽ phát tán, xâm nhập, nẩy mầm, bám vào vỏ quả
thông qua các khí khổng hoặc các túi tinh dầu trên vỏ quả để gây hại ngay từ khi quả còn
non có đường kính khoảng 2 – 3 cm.

28


1.9.3. Bệnh thối quả
Bệnh hại quả xảy ra trong quá trình bảo quản và vận chuyển làm thối phần thịt quả ở vị trí
gần cuống hoặc những vị trí có vỏ bị trầy xướt hay bầm dập. Trái cây sau thu hoạch khơng
có cuống cũng rất dễ bị bệnh xâm nhập và lây lan sau 2 - 3 ngày bảo quản.
1.9.4. Bệnh héo quả (do nấm Fusarium sp)
Bệnh do nấm gây ra làm quả bị héo, biến dạng quả xoài. Theo kết quả nghiên cứu bệnh
biến dạng quả xoài gây hại nặng nhất là do nấm Fusarium subglutinans làm giảm năng suất
quả tới 80% (Ploetz, 2006), (Lima et al., 2009)
1.10. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.10.1. Nghiên cứu trong nước
Hiện nay, chitosan được áp dụng trong việc bảo quản cho các loại trái cây như nhãn, cà
chua, chuối, cam, quít,...... Màng zein và chitosan ứng dụng trong bảo quản trứng và một số
loại trái cây có giá trị kinh tế ở đồng bằng sông Cửu Long (Nguyễn Văn Mười, 2009). Kết
quả thí nghiệm thăm dị cho thấy màng chitosan 1% mang lại hiệu quả bảo quản cam và
trong một mức độ nào đó đối với xồi (sau khi thu hoạch được xử lý bằng dung dịch
Na2CO3 1% kết hợp dung dịch benzoat natri 1%, sau đó tiến hành bao màng chitosan 1%,

cho vào bao bì xốp và bảo quản ở nhiệt độ 6 - 8oC thì giữ được chất lượng và giá trị cảm
quan đến ngày thứ 71).
Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh (Miên & Trinh, 2003) đã nghiên cứu tạo màng vỏ bọc
chitosan từ vỏ tôm và ứng dụng bảo quản thủy sản. Dùng dung dịch chitosan 2% trong
dung dịch acid acetic 1,5% để bảo quản thủy sản, tùy theo độ ẩm của cá và mực mà sản
phẩm có thời gian bảo quản khác nhau, độ ẩm càng thấp thời gian bảo quản càng dài, với
độ ẩm 26 - 30%, cá khô bảo quản được 83 ngày, mực khơ giữ được 85 ngày cịn ở độ ẩm
41 - 45% thì cá khơ giữ được 17 ngày, mực khơ được 19 ngày...
Chitosan có độ deacetyl 75% DDA sử dụng bảo quan na tốt hơn chitosan có độ deacetyl
cao (86%; 94% DDA). Quả na được xử lý bằng dung dịch chitosan 1% có độ deacetyl 75%
DDA kết hợp với bao gói màng film PE độ dày 0,04 mm, bảo quản ở 100C làm chậm q
trình chín, giảm cường độ hơ hấp và có thể kéo dài thời gian bảo quản đến 12 ngày mà vẫn
duy trì được giá trị cảm quan và dinh dưỡng (Phương, 2008).
Oligochitosan có cấu tạo từ 3 đến 30 gốc glucosamine liên kết với nhau bằng liên kết 1,4glycosidic có tính chất kháng khuẩn rộng, khi cắt mạch chitosan bằng các phương pháp:
bức xạ, thủy phân bằng enzyme, tác nhân oxy hóa H2O2.  – Oligochitosan được tạo ra
bằng phương pháp oxy hóa sử dụng tác nhân H2O2 (OC-90[ox]) có khối lượng phân tử
thấp nhất (MW = 9.380 Da) có hiệu ứng kháng vi sinh vật hiệu quả ở nồng độ 1%, 1,5%
(Văn Thị Thu Tâm và cs, 2009). Năm 2009, PGS.TS Lê Văn Hòa, Trường Đại học Cần
Thơ và các cộng sự tiến hành nghiên cứu quy trình bảo quản trái quýt đường bằng cách bao
màng chitosan ở nồng độ 0.25% kết hợp với bao Polyethylene (PE) đục 5 lỗ với đường
kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép, bảo quản ở nhiệt độ 120C, thời gian bảo
quản đến 8 tuần vẫn giữ được hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ
hao hụt khối lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp.
Nguyễn Duy Lâm (2010, Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch), thử
nghiệm mơ hình sử dụng dung dịch tạo màng chitosan dùng trong bảo quản bưởi và chuối
tại Hợp tác xã bưởi Năm Roi Mỹ Hịa (huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long (bưởi Năm Roi
29


sau thời gian thu hoạch 1 tháng và chuối sau khi thu hoạch 2 tuần vẫn giữ được màu sắc

tươi xanh, giữ được chất lượng tốt ở điều kiện môi trường bình thường). Dung dịch tạo
màng là một dịch lỏng dạng nhũ tương được phun xịt bao quanh bề mặt rau quả, khi dịch
lỏng khô đi tạo ra một lớp màng mỏng trong suốt trên bề mặt rau quả. Lớp màng mỏng này
sẽ làm giảm khả năng trao đổi khí, từ đó làm chậm q trình chín hoặc lão hóa của sản
phẩm. Dung dịch sinh học chitosan còn được ứng dụng để bảo quản chuối được tạo ra bằng
cách hòa tan 1 g chitosan trong acid acetic 1% có thể ức chế nấm mốc Aspergillus niger, vi
khuẩn gram âm (Pseudomonas aeruginosa) và vi khuẩn gram dương (Staphylo-coccus
aureus), kéo dài thời gian bảo quản của chuối gấp 3 lần so với các mẫu đối chứng (Phạm
Võ Minh Thiện, 2010).
1.10.2. Nghiên cứu ngoài nước
Chitosan dùng làm màng bao bảo quản quả dâu tây và quả mâm xôi (10 và 15 mg/ml) đã
ức chế được mốc xanh và Rhizopus rot, hơn thế nữa khả năng kháng nấm của chitosan
tương đương với hóa chất tổng hợp như ipriodione và thiabendazole (TBZ) (El Ghaouth A.,
1992); (Quantick, 1998). Đối với nấm S. sclerotiorum chitosan ở nồng độ 2 và 4% có khả
năng ức chế nấm tốt hơn iprodione và TBZ (Luna et al., 2001), Trong một báo cáo khác
của El Ghaouth (El Ghaouth et al., 1997), tiến hành bảo quản quả ớt chuông bằng chitosan
nồng độ 10 mg/ml kéo dài thời gian bảo quản lên đến 7 ngày. Chitosan ở nồng độ 1% và
2% đã ức chế sự phát triển của nấm P.expansum trong suốt quá trình bảo quản táo (de
Capdeville et al., 2002). Nếu kết hợp chitosan (0.1%, 0.5% và 1.0%) với hypobaric (0.50
và 0.25 atm) để bảo quản quả anh đào, kết quả sẽ tốt hơn nếu chỉ dùng chitosan
(Romanazzi et al., 2002)
Tác giả Xiao-Fang Li (X.-F. Li et al., 2008) đã nghiên cứu ảnh hưởng của trọng lượng phân
tử và độ deacetyl của chitosan lên khả năng kháng nấm Aspergillus niger, kết quả ở MW 50
kDa, nồng độ 0.1% và pH = 3 có thể ức chế đến 100±1.58 %. Sử dụng màng bao chitosan ở
nồng độ 2 g/l bảo quản táo cắt tươi ở 250C thì thời gian lên đến 10 ngày (Assis & Garrido,
2008). Ở nồng độ này chitosan ức chế tốt sự phát triển của 2 loại nấm gây hư hỏng chủ yếu
trên táo cắt tươi là Penicillium sp. và Alternaria sp.
Nadeem Akhtar (Abbasi et al., 2009) nghiên cứu ảnh hưởng của lớp màng bao chitosan
được chiếu xạ (CHIirr, Mv = 5,14 × 104) và khơng được chiếu xạ (CHIun, Mv = 2,61 ×
105) trong q trình bảo quản trái xoài sau thu hoạch (Mangifera indica L.) cho thấy ở liều

chiếu xạ 200 kGy xồi có thể bảo quản trong 4 tuần ở nhiệt độ 150C và độ ẩm 85%. Kết
quả khẳng định lớp màng bao chitosan chiếu xạ có một tiềm năng tuyệt vời để sử dụng bảo
quản sản phẩm tươi duy trì chất lượng và kéo dài thời hạn sử dụng. Tác giả Natarajan
Velmurugan (Velmurugan et al., 2009) cho rằng màng chitosan chứa nano bạc ở các nồng
độ khác nhau: 10 ppm, 50 ppm và 100 ppm (kích thước trung bình hạt nano nằm trong
khoảng 100 – 200 nm) ức chế tốt các nấm: Ophiostoma flexuosum, Ophiostoma tetropii,
Ophiostoma polonicum, và Ophiostoma, ở nồng độ nano bạc 100 ppm, màng chitosan ứng
chế 100% nấm Ophiostoma flexuosum và có khả năng ức chế cao với 3 loại nấm còn lại
được kiểm tra bằng phương pháp khuếch tán thạch trên môi trường MEA agar.
Theo tác giả Honary (Honary et al., 2011), kích thước trung bình hạt nano bạc bị ảnh
hưởng bởi MW của chitosan. Nhóm tác giả nghiên cứu với 3 Mw của chitosan gồm: LMw =
100 kDa, MMw = 400 kDa và HMw = 600 kDa, kết quả cho thấy kích thước trung bình hạt
nano bạc giảm theo thứ tự sau: MMw, LMw và HMw. Sự khác biệt về kích thước trung
bình hạt nano bạc thể hiện khác biệt khá rõ giữa nhóm HMw(dtb = 24 - 31 nm), LMw (dtb =
50 - 70 nm) và nhóm MMw (76 – 97 nm). Jiashen An và cs (2008) dùng màng bao chứa
30


nano bạc (15 – 25 nm) bảo quản Green asparagus (loại rau có giá trị kinh tế cao) ở nhiệt độ
từ 1 – 30C thì kéo dài được 14 – 15 ngày với mà độ hao hụt trọng lượng, hàm lượng acid
ascorbic, thay đổi màu sắc không đáng kể so với ban đầu trong khi ở điều kiện thường thời
gian khoảng 3 – 5 ngày. Tác giả Xinlin Li (Zhang et al., 2011) đã tiến hành nghiên cứu quá
trình bảo quản dưa leo biển (sea cucumber) bằng màng bao chứa nano bạc kết hợp với sấy
lạnh bằng sóng microwave, kết quả cho thấy ở nồng độ nano bạc 0,3 mg/l đã kiểm soát
được 99 % vi khuẩn Bacillus subtilis.
Các tài liệu nghiên cứu đều cho thấy chitosan là hoạt chất sinh học tự nhiên không độc, dễ
phân hủy, thân thiện với mơi trường, có hoạt tính kháng vi sinh vật cao, có khả năng tạo
màng và đặc tính thấm của màng chitosan là ưu điểm để ứng dụng trong nghiên cứu bảo
quản nông sản. Với những ưu điểm quý giá như trên nhưng chitosan lại khơng hịa tan
trong nước mà chỉ hịa tan trong mơi trường có tính acid vì vậy việc ứng dụng chitosan bị

hạn chế. Để khắc phục nhược điểm trên của chitosan thường sử dụng phương pháp đơn
giản là cắt mạch chitosan tạo thành các oligochitosan có khả năng tan trong nước nhưng
hoạt tính kháng vi sinh vật khơng giảm mà cịn tăng lên. Tuy nhiên nếu Mw của chitosan <
50 kDa thì độ nhớt dung dịch chitosan cũng thấp dẫn đến khả năng ổn định hạt nano bạc
không tốt gây ra hiện tượng keo tụ hạt nano bạc (Phu et al., 2010a) và ảnh hưởng đến q
trình tạo màng chitosan nên khơng phát huy tối đa tính chất của nó. OCTS/nAg tạo ra một
cơng nghệ bảo quản nơng sản thực phẩm hồn tồn mới khi kết hợp những ưu điểm của
oligochitosan với nano bạc. Nano bạc có tính ưu việt trong ức chế, kháng vi sinh vật phổ
rộng, không gây độc với người và động vật. Ở Việt Nam chưa có tiêu chuẩn nào quy định
hàm lượng bạc trong thực phẩm, nước sinh hoạt và cả nước thải sinh hoạt... (Quyết định số
46 /2007/QĐ-BYT -Quy định giới hạn tối đa ơ nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm;
TCVN 5502 : 2003 – Nước cấp sinh hoạt, yêu cầu chất lượng; TCVN 6772 : 2000 – Chất
lượng nước, nước thải sinh hoạt giới hạn ô nhiễm cho phép; Thông tư số: 25/2011/TTBYT- Ban hành danh mục hố chất, chế phẩm diệt cơn trùng, diệt khuẩn dùng trong lĩnh
vực gia dụng và y tế được phép đăng ký để sử dụng, được phép đăng ký nhưng hạn chế sử
dụng và cấm sử dụng tại Việt Nam).

31


CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Phương tiện nghiên cứu
2.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Quá trình tiến hành thực nghiệm, thu thập và xử lý số liệu được tiến hành tại:
- Phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng
dụng – Trường Đại học Cần Thơ.
- Phịng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Viện Công nghệ Sinh học và Thực
phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh.
Thời gian thực hiện đề tài từ tháng 04/2017 đến tháng 06/2018
2.1.2 Ngun liệu và hóa chất
2.1.2.1 Ngun liệu

Xồi cát Hịa Lộc được mua ở Ấp Bình, xã Hịa Hưng, huyện Cái Bè, tỉnh Tiền Giang.
Xoài được thu hái trên cùng một vườn, trong cùng một giống và cùng một thời điểm và các
điều kiện chăm sóc như nhau. Chọn những quả đạt độ chín thu hái, kích thước đồng đều
khối lượng 350 – 400gram, khơng có vết trầy xướt, không bị sâu bệnh, không bị tổn thương
cơ học. Đóng thùng cacton và vận chuyển đến nơi thí nghiệm trong vịng 10 giờ.
2.1.2.2. Hóa chất
Chitosan có DDA = 70%Trường Đại học Nha Trang
AgNO3: ( 98%), tinh khiết, Xilong Chemical Co., Trung Quốc
Acid lactic: ( 99%) loại tinh khiết, Xilong Chemical Co., Trung Quốc
C2H5OH: loại tinh khiết, Việt Nam
HCl: (36 - 38%) Xilong Chemical Co., Trung Quốc
FeSO4.7H2O: loại tinh khiết, Shanghai Chemical Co., Trung Quốc
Mơi trường PDA.
Một số các hóa chất cần thiết để phân tích chỉ tiêu theo dõi.
Các hóa chất được mua tại cơng ty Hóa Nam. Địa chỉ: 239/4 Lý Thường Kiệt, Phường 15,
Quận 11, TP. Hồ Chí Minh.
2.1.3. Dụng cụ và thiết bị
2.1.3.1 Dụng cụ
Một số dụng cụ cơ bản dùng trong nghiên cứu:
Bacher (250 ml, 500ml, Đức)
Erlen (50 ml, 250 ml, Đức)
Ống bóp cao su
Pipet (1ml, 5ml, 10ml, Đức)
Buret
Bình định mức (100ml, 250ml, 500ml, Đức)
Đũa thủy tinh
Bình tia
Đĩa Petri ( đường kính 10cm, Trung Quốc)
Que cấy, đèn cồn (Việt Nam)
Ống nghiệm ( đường kính 2cm, Trung Quốc)

32


2.1.3.2 Thiết bị
Thiết bị sử dụng trong nghiên cứu bao gồm:
Brix kế (chiết quang kế)
Thiết bị đo cấu trúc Zwick/Roell.
Thiết bị đo độ dày màng NSK, với độ chính xác 0,01 mm, Japan.
Máy đo quang phổ UV-vis, UV-2401PC, Shimadzu.
Thiết bị quang phổ hồng ngoại (IR).
Máy chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM), JEM1010, JEOL, Nhật Bản
Máy đo phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma (ICP-AES), Perkin Elmer, Optima
5300DV.
Máy đo phổ nhiễu xạ tia X: ADVANCE 8-Brooker, Germany.
Thiết bị đo Brix – saccharometer (Model: RHB-18ATC; 0 – 18% brix)
Thiết bị tạo màng: tấm kính (25 x 50 cm)
Máy khuấy từ (IKA RH basic 2)
Cân phân tích, độ chính xác 10-4 gam.
Nồi hấp tiệt trùng (Model LS-B75L), tủ cấy, tủ sấy
Máy đo màu Colorimeter
Máy khuấy từ METTER TOLEDO AB204, SARTORIUS GP 1503 P
Một số thiết bị cần thiết khác được sử dụng để hỗ trợ nghiên cứu chế tạo, phân tích
mẫu và ni cấy vi sinh vật.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Các phương pháp phân tích
Phương pháp đo phổ hồng ngoại (IR) xác định độ deacetyl của CTS.
Đo phổ nhiễu xạ tia X (XRD): Dùng xác định cấu trúc mạng tinh thể của màng CTS
– nano bạc.
Chụp ảnh hiển vi điện tử truyền qua (TEM): xác định kích thước và phân bố kích
thước trung bình hạt nano bạc.

Phương pháp xác định giá trị độ nhớt đặc trưng: xác định độ nhớt của dung dịch khi
mang tráng màng
Phương pháp đo phổ phát xạ nguyên tử cảm ứng plasma (ICP-AES): cho biết hàm
lượng nano bạc cần xác định.
Phương pháp thử hoạt tính kháng nấm MIC
Phương pháp xác định hàm lượng Vit C bằng phương pháp chuẩn độ bằng Iot
Tính chất cơ học của màng: được đánh giá qua lực kéo đứt, độ giãn dài và mô–đun
đàn hồi của màng. Dùng máy đo cơ lý Astron, phương pháp TPA, mẫu đo kích thước dài
120mm, rộng 20mm, dày 0.02mm, vận tốc kéo 5000mm/s
Khả năng trao đổi hơi nước qua màng: được đánh giá bằng tính thấm hơi nước
(Water Vapor Permeability – WVP) dựa trên phương pháp gia tăng khối lượng của tiêu
chuẩn AFNOR, NF H00-030 (1974) được áp dụng cho vật liệu dạng màng mỏng.
Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng của xoài: acid tổng, độ Brix, đường tổng
2.2.2 Phương pháp thu thập và xử lý kết quả
Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên, lặp lại 3 lần với 1 hay 2 nhân tố thay đổi.
Kết quả của thí nghiệm trước được chọn làm thơng số cố định cho các thí nghiệm sau. Số
liệu được thu thập và xử lý bằng phần mềm Statgraphics Centurion 15.2. Phân tích phương
33


sai (ANOVA) theo kiểm định LSD để kết luận sự sai khác giữa trung bình các thực
nghiệm.
2.3. Bố trí thí nghiệm
2.3.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát
Nghiên cứu được thực hiện với 4 nội dung cơ bản
Nội dung 1 : Nghiên cứu khả
năng tạo màng của Chitosan

Nội dung 2 : Nghiên
cứu tạo nano bạc

Chitosan dd
70%

Nội dung 3 : Nghiên cứu khả năng tạo
màng của Chitosan nano bạc

Nội dung 4 : Nghiên cứu bảo quản xoài,
so sánh các phương pháp bảo quản xồi
Hình 2.1.Sơ đồ bố trí thí nghiệm nội dung cơ bản
2.3.2 Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng tạo màng của
chitosan.
2.3.2.1. Thí nghiệm khảo sát lựa chọn pH thích hợp để tạo màng
Mục đích: Khảo sát khả năng tạo màng của chitosan có độ deacetyl 70% với các giá trị pH
khác nhau. Lựa chọn pH phù hợp để tạo màng.
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 2 nhân tố với ba
lần lặp lại.
Nhân tố A: chitosan độ deacetyl 70%, nồng độ 1%
Nhân tố a: pH
a1: 3.2

a2: 3.4

a3: 3.6

a4: 3.8

a5: 4.0

Số nghiệm thức thí nghiệm: 1 x 5 = 5

Số mẫu thí nghiệm: 5 x 3 = 15 mẫu.

34


Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày ở hình 2.3:
Chitosan bột độ deacetyl
70%, nồng độ 1%

a1

a2

a3

a4

a5

Đo các chỉ tiêu
Tìm giá trị pH thích hợp để tạo màng
Hình 2.2 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo át giá trị pH đến khả năng tạo màng chitosan
Cách tiến hành: Hòa tan lượng chitosan ứng với pH mà ta tiến hành thí nghiệm trong
100ml dung mơi acid acetic 1% ngâm trong 2 ngày dùng máy khuấy từ không gia nhiệt đến
khi chitosan hòa tan tạo dịch, thời gian khuấy khoảng 8h sau đó để ổn định trong 12h rồi đổ
dịch lên đĩa nhựa phẳng hình chữ nhật kích thước 28cm x 19.5cm (tính lượng dung dịch
chính xác ứng với độ dày màng bao mong muốn) sấy nhiệt độ 40oC, thời gian 36h. Khi khơ
bóc màng khỏi đĩa rồi đem đi đo các chỉ tiêu.
Chỉ tiêu theo dõi: Độ dày của màng chitosan được đo bằng thước panme có độ chính xác
0,01 m, đánh giá về cấu trúc bằng phương pháp đo cơ lý, đánh giá tính thấm hơi nước của

màng.
2.3.2.2 Thí nghiệm khảo sát lựa chọn nồng độ thích hợp để tạo màng
Mục đích: Khảo sát khả năng tạo màng của chitosan có độ deacetyl 70% với các nồng độ
chitosan khác nhau. Lựa chọn nồng độ chitosan phù hợp để tạo màng.
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên 2 nhân tố với ba
lần lặp lại.
Nhân tố A: chitosan độ deacetyl 70%.
Nhân tố a: nồng độ % chitosan
a1: 0.5

a2: 0.75

a3: 1.0

a4: 1.25

a5: 1.5

Số nghiệm thức thí nghiệm: 1 x 5 = 5
Số mẫu thí nghiệm: 5 x 3 = 15 mẫu.

35


Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày ở hình 2.3
Chitosan bột độ deacetyl
70%

a1

a2

a3

a4

a5

Đo các chỉ tiêu
Tìm nồng độ thích hợp để tạo màng
Hình 2. 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ chitosan đến khả năng tạo
màng chitosan
Cách tiến hành: Hòa tan lượng chitosan ứng với các nồng độ mà ta tiến hành thí nghiệm
trong 100ml dung môi acid acetic chỉnh pH thu được ở thí nghiệm trên ngâm trong 2 ngày
dùng máy khuấy từ khơng gia nhiệt đến khi chitosan hịa tan tạo dịch, thời gian khuấy
khoảng 8h sau đó để ổn định trong 12h rồi đổ dịch lên đĩa nhựa phẳng hình chữ nhật kích
thước 28cm x 19.5cm (tính lượng dung dịch chính xác ứng với độ dày màng bao mong
muốn) sấy nhiệt độ 40oC, thời gian 36h. Khi khơ bóc màng khỏi đĩa rồi đem đi đo các chỉ
tiêu.
Chỉ tiêu theo dõi: Độ dày của màng chitosan được đo bằng thước panme có độ chính xác
0,01 m, đánh giá về cấu trúc bằng phương pháp đo cơ lý, đánh giá tính thấm hơi nước của
màng.
2.3.3. Thí nghiệm 2: Nghiên cứu tạo keo nano bạc từ AgNO3
Mục đích: Khảo sát nồng độ AgNO3 để tạo hạt nano bạc có kích thước trung bình và ổn
định khơng bị oxy hóa hoặc keo tụ
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hồn toàn ngẫu nhiên một nhân tố với
ba lần lặp lại.
Nhân tố C: AgNO3 (nồng độ M), nồng độ (M) AgNO3 được thay đổi ở 4 mức độ:
C1: 0.001

C2: 0.005

C3: 0.01

C4: 0.015

Số nghiệm thức là: 4
Số mẫu thí nghiệm: 4 x 3 = 12 mẫu
Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình hình 2.11

36


Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tạo nano bạc
Cách tiến hành: AgNO3 ở dạng muối tinh thể được pha ứng với các nồng độ khảo sát. Sau
đó cho 50ml dung dịch AgNO3 vào becker đun sôi và khuấy rồi cho vào từng giọt 5 ml
dung dịch Na3C6H5O7 1%, tiếp tục đun sôi cho đến khi thấy màu vàng nhạt, rồi khuấy
nguội đến nhiệt độ phòng.
Chỉ tiêu theo dõi: Đánh giá sự có mặt của nano bạc trong keo bằng phương pháp chụp UVVis, đánh giá sự phân bố và kích thướt của nano bạc trong keo bằng phương pháp chụp
TEM
Kết quả thu được: Nồng độ AgNO3 thích hợp cho tạo nano bạc
2.3.4. Thí nghiệm 3: Nghiên cứu khả năng tạo màng chitosan nano bạc
2.3.4.1 Thí nghiệm 3.1: Khảo sát hàm lượng nano bạc và thời gian tồn tại của nano
bạc trong dung dịch chitosan
Mục đích: Lựa chọn hàm lượng nano bạc phù hợp để tạo màng với chitosan nồng độ
deacetyl 70% và khảo sát qua thời gian kích thước và mật độ của hạt nano bạc sẽ thay đổi
như thế nào trong dung dịch chitosan. Với hàm lượng nano bạc khác nhau
Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hồn tồn ngẫu nhiên 2 yếu tố với ba
lần lặp lại.
Nhân tố F: hàm lượng keo nano bạc

F1: 50ppm

F2: 75ppm

F3: 100ppm

Nhân tố D: số ngày
D1: 10 ngày

D2: 20 ngày

D3: 30 ngày

Số thực nghiệm: 3 x 3 = 9
37


Số mẫu thí nghiệm: 9 x 3 = 27

2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát hàm lượng nano bạc và thời gian tồn tại của nano bạc
trong dung dịch chitosan
Tiến hành thí nghiệm: Pha dung dịch chitosan theo nồng độ tối ưu 1%. Đồng thời chuẩn
bị dung dịch keo nano bạc theo nồng độ tối ưu đã khảo sát trên thí nghiệm 2. Hút một
lượng nano bạc lần lượt là 50, 75, và 100ppm bằng micropipet ở mỗi nồng độ cho vào
200ml chitosan. Mang 3 mẫu đã chuẩn bị với 3 hàm lượng nano bạc khác nhau lên máy
khuấy từ. Sau đó tạo màng dung dịch nano bạc chitosan.
Chỉ tiêu theo dõi: đánh giá cấu trúc màng như độ dày của màng, độ thấm hơi nước qua
màng. Tính chất cơ học của màng dơ độ chịu lực, độ giãn dài, Mo-đun đàn hồi. Sự phân bố
nano bạc trên màng, sự phân bố đều của chitosan và nano bạc bằng phương pháp chụp
SEM.

Kết quả thu nhận: Tạo được màng chitosan – nano bạc tốt nhất
2.3.4.2 Thí nghiệm 3.2: Thử hoạt tính kháng nấm Colletotrichum và nấm Fusadium
của màng chitosan – nano bạc
Mục đích: Xem khả năng kháng nấm của màng chitosan có độ deacetyl 70%.
Bố trí thí nghiêm: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên 2 nhân tố với ba lần lặp lại.
Nhân tố B: nấm gây hư hỏng quả xoài, gồm 2 loại:
B1: Nấm Fusarium
B2: Nấm Colletotrichum
Nhân tố G: màng chitosan – nano bạc
G1: Lượng nano bạc 50ppm
G2: Lượng nano bạc 75ppm
G3: Lượng nano bạc 100ppm
Số nghiệm thức thí nghiệm: 2 x 3 = 6
Thời gian theo dõi khả năng kháng nấm dự kiến: 7 ngày
38