Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua

Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
MỤC LỤC
BẢN TÓM TẮT .............................................................................................................. 7
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 8
PHẦN I: TỔNG QUAN ................................................................................................. 10
1.1 TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN ................................................................................. 10
1.1.1 Lịch sử phát hiện ................................................................................................. 10
1.1.2. Nguồn gốc ........................................................................................................ 10
1.1.3. Công thức cấu tạo ............................................................................................... 11
1.1.3.1. Cấu trúc hóa học của chitin .................................................................................. 11
1.1.3.2. Cấu trúc hoá học của chitosan và một vài dẫn xuất ................................................. 12
1.1.4. Độ deaxetyl hóa- DD (Degree of deaxetylation) .................................................. 14
1.1.5. Tính chất vật lý của chitosan ............................................................................... 14
1.1.6. Tính chất hoá học của chitin/chitosan ................................................................. 15
1.1.6.1.Các phản ứng của nhóm –OH ............................................................................... 15
1.1.6.2. Phản ứng ở vị trí N .............................................................................................. 15
1.1.6.3. Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N
- Dẫn xuất O,N–cacboxymetylchitosan.
- Dẫn xuất N,O-cacboxychitosan.
- Phản ứng cắt đứt liên kết β-(1-4) glicozit
- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan. .............................................. 16
1.1.6.4. Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp của chitin/ chitosan ....... 16
1.1.7. Tính chất sinh học của chitosan .......................................................................... 17
1.1.8.Độc tính ............................................................................................................... 19
1.1.9. Sản xuất chitosan ................................................................................................ 19
1.1.10. Ứng dụng của chitosan ...................................................................................... 22
1.1.10.1. Các ứng dụng của Chitosan trong công nghệ thực phẩm ........................................ 22
1.1.10.2 Ứng dụng trong y học ......................................................................................... 23
1.1.10.3.Ứng dụng trong các lĩnh vực khác ........................................................................ 24
1.2. ỨNG DỤNG CHITOSAN BẢO QUẢN RAU QUẢ .................................................. 24
1.2.1. Thực trạng vấn đề bảo quản trái cây ở Việt Nam ................................................ 24

1.2.2. Cơ sở khoa học ứng dụng chitosan trong bảo quản trái cây ................................. 25
1.2.2.1.Các quá trình xảy ra khi bảo quản rau quả tươi ........................................................ 25
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 1
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
1.2.2.2 Sự hư hỏng trong quá trình bảo quản ...................................................................... 28
1.2.2.3. Bảo quản rau quả ................................................................................................ 28
1.2.3. Ưu điển của chitosan trong bảo quản trái cây ...................................................... 30
1.2.4. Các nghiên cứu đã đạt được ................................................................................ 31
1.2.4.1. Các nghiên cứu trong nước .................................................................................. 31
1.3 TỔNG QUAN QUẢ CÀ CHUA ................................................................................ 36
1.3.1. Nguồn gốc .......................................................................................................... 36
1.3.2. Hình thái ............................................................................................................. 36
1.3.3. Tình hình sản suất và tiêu thụ cà chua trên thế giới và ở Việt Nam ..................... 37
1.3.4.Thời vụ ................................................................................................................ 39
1.3.5.Giống cà chua ...................................................................................................... 39
1.3.6. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng ......................................................... 39
1.3.7. Tình hình bảo quản và chế biến cà chua .............................................................. 42
1.4 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU ................................................................. 43
1.4.1.Kết luận ............................................................................................................... 43
1.4.2. Hướng nghiên cứu .............................................................................................. 43
PHẦN II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................... 45
2.1. Phương pháp thiết kế thí nghiệm và xử lý số liệu ......................................................... 45
2.2. Phương pháp lấy mẫu phân tích ................................................................................. 45
2.3. Các phương pháp phân tích ....................................................................................... 45
2.3.1. Đánh giá cảm quan ............................................................................................ 45
2.3.2. Chỉ tiêu vi sinh vật tổng số .................................................................................. 47
2.3.3 Chỉ tiêu hóa lý ..................................................................................................... 48
2.3.4.Chỉ tiêu hóa học ................................................................................................... 49
2.4. Đánh giá hiệu quả kinh tế: ......................................................................................... 53
PHẦN III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 54

3.1 .Lựa chọn giống cà chua cho bảo quản ........................................................................ 54
3.2. Xác định độ chín thích hợp cho bảo quản ................................................................... 54
3.3 Chitosan và các nồng độ tạo màng bao ........................................................................ 55
3.4. Khảo sát sơ bộ số lần nhúng chitosan phù hợp cho bảo quản ......................................... 56
3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm .............................................................................................. 56
3.6. Điều kiện bảo quản .................................................................................................. 57
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 2
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
3.6.1. Bảo quản ở nhiệt độ thường ................................................................................ 57
3.6.2. Bảo quản ở nhiệt độ lạnh .................................................................................... 57
3.7. Biến đổi độ cứng của quả trong quá trình bảo quản ...................................................... 57
3.7.1 Biến đổi độ cứng trong mẫu bảo quản thường ...................................................... 58
3.7.2 Biến đổi độ cứng mẫu bảo quản lạnh ................................................................... 59
3.8. Khảo sát sự biến đổi màu sắc quả ............................................................................... 60
3.9.Ảnh hưởng của màng chitosan tới cường độ hô hấp của cà chua .................................... 63
3.10. Biến đổi hàm lượng axit chung trong quá trình bảo quản ............................................ 65
3.11. Biến đổi hàm lượng đường khử trong quá trình bảo quản ............................................ 66
3.12 Hao hụt khối lượng trong quá trình bảo quản ............................................................. 68
3.12.1 Hao hụt khối lượng mẫu bảo quản lạnh ............................................................. 68
3.12.2. Hao hụt khối lượng mẫu bảo quản thường ........................................................ 70
3.13 Biến đổi chất khô hòa tan theo thời gian bảo quản ....................................................... 71
3.13.2. Biến đổi chất khô hòa tan mẫu bảo quản lạnh ................................................... 72
3.14. Xác định vi sinh vật tổng số ..................................................................................... 72
3.15. Kết luận chung ..................................................................................................... 74
3.16. Đánh giá cảm quan mẫu .......................................................................................... 74
3.16.1 Đánh giá cảm quan mẫu bảo quản ở điều kiện thường ...................................... 74
3.16.2 Đánh giá cảm quan mẫu bảo quản ở điều kiện lạnh ............................................ 77
3.17.Chi phí nguyên liệu cho bảo quản .............................................................................. 81
3.18. Xây dựng quy trình bảo quản cà chua bằng chitosan ................................................... 83
3.18.1. Sơ đồ quy trình bảo quản .................................................................................. 83

3.18.2. Thuyết minh quy trình bảo quản ........................................................................ 83
PHẦN IV: KẾT LUẬN .................................................................................................. 85
4.1. Kết luận ................................................................................................................... 85
4.2. Kiến nghị ................................................................................................................. 85
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 86
PHỤ LỤC ..................................................................................................................... 88
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 3
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 1: Hàm lượng chitin trong vỏ một số động vật giáp xác............................................20
Bảng 2: Chỉ tiêu sản xuất mặt hàng cà chua năm 2005 và năm 2010..................................39
Bảng 3: Thành phần các chất hoá học trong cà chua..........................................................40
Bảng 4: Hàm lượng hydrocarbon cà chua (thính theo % chất khô).....................................40
Bảng 5: Các chỉ tiêu đánh giá cảm quan...........................................................................45
Bảng 6: Phiếu cho điểm của phép thử cảm quan...............................................................47
Bảng 7: Đặc tính của chitosan.........................................................................................56
Bảng 8: Biến đổi độ cứng (mẫu bảo quản thường- kg/cm2)...............................................58
Bảng 9: Kết quả mẫu bảo quản thường 0% chitosan, (số 321) sau 20 ngày bảo quản...........74
Bảng 10: Kết quả mẫu bảo quản thường 0.5% chitosan (số 981) sau 20 ngày bảo quản.......74
Bảng 11: Kết quả mẫu bảo quản thường 1.0% chitosan (số 194) sau 20 ngày bảo quản.......75
Bảng 12: Kết quả mẫu bảo quản thường 1.5% chitosan (số 763) sau 20 ngày bảo quản.......75
Bảng 13: Kết quả mẫu bảo quản thường 2.0% chitosan (số 462) sau 20 ngày bảo quản.......76
Bảng 14: Kết quả mẫu bảo quản thường 2.5% chitosan (số 281) sau 20 ngày bảo quản.......76
Bảng 15: Kết quả đánh giá cảm quan mẫu bảo quản thường sau 20 ngày............................77
Bảng 16: Kết quả mẫu bảo quản lạnh 2.5% chitosan (số 648) sau 30 ngày bảo quản...........77
Bảng 17: Kết quả mẫu bảo quản lạnh 2.0% chitosan (số 745) sau 30 ngày bảo quản...........78
Bảng 18: Kết quả mẫu bảo quản lạnh 1.5% chitosan (số 543) sau 30 ngày bảo quản...........79
Bảng 19: Kết quả mẫu bảo quản lạnh 1.0% chitosan (số 263) sau 30 ngày bảo quản...........79
Bảng 20: Kết quả mẫu bảo quản lạnh 0.5% chitosan (số 487) sau 30 ngày bảo quản...........79
Bảng 21: Kết quả mẫu bảo quản lạnh 0% chitosan (số 661) sau 30 ngày bảo quản..............80

Bảng 22: Kết quả đánh giá cảm quan mẫu bảo quản lạnh sau 30 ngày................................80
Bảng 23: Tính giá thành phụ thuộc vào chi phí nguyên liệu chính:.....................................81
Bảng 24: Biến đổi độ cứng theo thời gian bảo quản-kg/cm2 (mẫu bảo quản thường)...........88
Bảng 25: Biến đổi độ cứng theo thời gian bảo quản-kg/cm2 (mẫu bảo quản lạnh)...............88
Bảng 26: Cường độ hô hấp (mg CO2/kg.h)......................................................................88
Bảng 27: Hao hụt khối lượng theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường- % khối lượng)89
Bảng 28: Hao hụt khối lượng theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản lạnh- % khối lượng)..89
Bảng 29: Biến đổi màu sắc theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường-ΔE).................89
Bảng 30: Biến đổi chất khô hòa tan theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường- 0Bx)...90
Bảng 31: Biến đổi chất khô hòa tan theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản lạnh- 0Bx).......90
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 4
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
Bảng 32: Hàm lượng đường khử tổng số theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường- %)91
Bảng 33: Hàm lượng axit tổng số theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường- %)........91
Bảng 34: Lượng vi sinh vật tổng số (cfu/g).......................................................................92
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 5
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ
Hình 1: Cấu trúc hoá học của chitin.................................................................................11
Hình 2: Sắp xếp các mạch trong phân tử chitin.................................................................11
Hình 3: Cấu trúc chitosan (poly b-(1-4)-D- glucozamin)....................................................12
Hình 4: Dẫn xuất N,O- Cacboxymetylchitin.....................................................................12
Hình 5: Dẫn xuất N,O-cacbonxymetylchitosan.................................................................13
Hình 6: Dẫn xuất: N,O-axylchitosan................................................................................13
Hình 7: Dẫn xuất N-metylchitosan..................................................................................13
Hình 8: Cấu trúc chitin,chitosan,xenluloza.......................................................................13
Hình 9: Quá trình deaxetyl hoá........................................................................................14
Hình 10: Phức của chitosan với kim loại..........................................................................16
Hình 11: Sơ đồ sản xuất chitosan ....................................................................................21
Hình 12: Phiếu đánh giá cảm quan..................................................................................46

Hình 13: Sơ đồ làm việc của hệ thống đo cường độ hô hấp...............................................52
Hình 14: Sơ đồ bố trí tiến hành thí nghiệm.......................................................................57
Hình 15: Biến đổi độ cứng theo thời gian (mẫu bảo quản thường)......................................58
Hình 16: Biến đổi độ cứng theo thời gian (mẫu bảo quản lạnh)..........................................60
Hình 17: Biến đổi màu sắc theo thời gian.........................................................................61
Hình 18: So sánh biến đổi màu mẫu lạnh và thường..........................................................62
Hình 19: Ảnh hưởng của màng chitosan tới cường độ hô hấp............................................63
Hình 20: Biến đổi hàm lượng axit chung theo thời gian bảo quản......................................65
Hình 21: Biến đổi đường khử theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường)...................67
Hình 22: Hao hụt khối lượng theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản lạnh)........................69
Hình 23: Hao hụt khối lượng theo thời gian bảo quản (Mẫu bảo quản thường)....................70
Hình 24: Biến đổi chất khô hòa tan theo thời gian bảo quản (mẫu bảo quản thường)...........71
Hình 25: Biến đổi chất khô theo thời gian (Mẫu bảo quản lạnh).........................................72
Hình 26: Lượng vi sinh vật tổng số (mẫu bảo quản thường)..............................................73
Hình 27: Lượng vi sinh vật tổng số (mẫu bảo quản lạnh)...................................................73
Hình 28: Sơ đồ quy trình công nghệ bảo quản cà chua bằng chitosan.................................83
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 6
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
BẢN TÓM TẮT
Yêu cầu cơ bản nhất trong bảo quản rau quả là tránh được tổn thất về khối lượng và giữ
được trạng thái tươi cho rau quả, ngoài ra biện pháp bảo quản phải đơn giản và chi phí
đầu tư thấp. Vì thế bảo quản bằng màng bao mang lại nhiều hiệu quả trên. Cà chua là
một loại quả được trồng phổ biến, có giá trị dinh dưỡng nhưng là một loại quả có tuổi
thọ kém, hô hấp đột biến. Chitosan là một polyme động vật được thu từ phế thải của
ngành thuỷ sản, mang nhiều đặc tính phù hợp để bảo quản rau quả. Nghiên cứu này đã
sử dụng chitosan làm màng bao để bảo quản cà chua.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng màng bao chitosan có nồng độ 2% là thích hợp nhất cho việc
bảo quản cà chua ở cả điều kiện thường cũng như điều kiện nhiệt độ lạnh. Ở nồng độ
này màng chitosan có khả năng hạn chế hô hấp của quả tốt nhất, lượng CO
2

thoát ra ít
nhất và quả sau khi bảo quản có trạng thái cảm quan tốt nhất. Độ chín cà chua thích hợp
nhất để bảo quản là độ chín vàng (Breaker), số lần nhúng cà chua vào dung dịch
chitosan để tạo màng tốt nhất là hai lần. Qua những nghiên cứu và phân tích đã xây
dựng được quy trình bảo quản cà chua bằng chitosan.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 7
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
MỞ ĐẦU
Trong công nghệ thực phẩm các sản phẩm của ngành trồng chọt chiếm một tỷ lệ rất lớn,
một đặc trưng cơ bản của chúng là có tính thời vụ, chính vì vấn đề này mà việc bảo
quản các sản phẩm sau thu hoạch có tầm quan trong rất lớn nhất là trong bối cảnh hiện
tại thế giới đang đứng trước nạn thiếu lương thực và an ninh lương thực là vấn đề mà
bất kỳ quốc gia nào cũng phải quan tâm.
Rau quả nói chung sau khi thu hái luôn có các hoạt động sống mà điển hình là quá trình
hô hấp và kết quả của các hoạt động này là sự hao hụt khối lượng và mất giá trị dinh
dưỡng của sản phẩm. Theo ước tính thì sau quá trình vận chuyển và bảo quản rau quả sẽ
mất đi 20-25 phần trăm (theo Kader, 1992). Đây là một tổn thất rất lớn, chính vì thế mà
các nghiên cứu luôn hướng tới mục tiêu giảm tới mức thấp nhất tổn hao khối lượng,
tránh hư hỏng , giữ và phát huy những tính chất quý báu của sản phẩm.
Hô hấp là quá trình diễn ra khi bảo quản rau quả, đó là hàng loạt các phản ứng và quá
trình chín cũng như hư hỏng của rau quả diễn ra nhanh hay chậm phụ thuộc chủ yếu vào
quá trình này. Yếu tố quan trọng và quyết định trực tiếp tới cường độ hô hấp của quả là
thành phần không khí trao đổi với quả, theo đó quả có thể hô hấp hiếu khí hoặc yếm khí
nếu luợng oxi cung cấp không đủ. Hô hấp càng diễn ra mạnh mẽ thì quả chín càng
nhanh, hư hỏng càng nhanh. Như vậy tuổi thọ của rau quả phụ thuộc vào rất nhiều yếu
tố trong đó quan trọng nhất là quá trình hô hấp.
Để kéo dài được thời gian bảo quản của rau quả thì cần phải hạn chế hô hấp hiếu khí và
tránh hô hấp yếm khí tạo ra những sản phẩm trung gian làm hỏng quả. Bảo quản rau quả
tươi trong môi trường khí quyển cải biến (MA_ Modified atmosphere) là một trong rất
nhiều biện pháp hạn chế hô hấp. Đặc điểm của phương pháp là sử dụng màng polyme

có tính thẩm thấu khí chọn lọc để bao bọc bề mặt, cách ly quả tiếp xúc trực tiếp với môi
trường, nhờ đó hô hấp được giảm thiểu.
Đã từ lâu người ta đã biết tới chitosan là một polyme có nguồn gốc động vật mang
nhiều đặc trưng quý giá. Trong đó khả năng thấm khí khi tạo màng, tính diệt khuẩn cao
và không có hại khi sử dụng đặc biệt phù hợp cho bảo quản rau quả tươi.
Cà chua là một loại quả được trồng và sử dụng khá phổ biến ở nước ta. Chúng có tuổi
thọ ngắn do cấu trúc nhiều nước và không có vỏ cứng bảo vệ. Thời vụ thu hái cà chua
kéo dài từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau. Trong thời gian này do thu hoạch cùng lúc
nên giá cà chua rất thấp (có thời điểm chỉ 500 VND một kilogam), đôi khi người nông
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 8
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
dân không muốn thu hái vì giá bán không bù đủ công sức. Nhưng khi trái vụ giá cà chua
lại khá cao, các nhà máy không có cà chua để sản suất. Từ trước tới nay biện pháp bảo
quản cà chua chủ yếu là sản xuất bán sản phẩm (nuớc ép, bột, cà chua cô đặc…) dù
công nghệ đã có nhiều cải tiến song các tính chất quý của cà chua trong các sản phẩm
này đều bị mất đi, đặc biệt là mùi vị và vitamin.
Đứng trước thực tế này đề tài đã nghiên cứu ứng dụng chitosan để tạo màng bảo quản
cà chua, kéo dài thời gian bảo quản và quan trọng nhất là giữ được trạng thái, tính chất
như của rau quả tươi để đáp ứng sử dụng cũng như sản xuất.
Nhiệm vụ chính của đề tài là:
• Đánh giá khả năng bảo quản cà chua bằng màng bao chitosan.
• Tìm ra nồng độ chitosan phù hợp nhất cho bảo quản.
• Xây dựng quy trình tổng quát để bảo quản cà chua bằng chitosan.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 9
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
PHẦN I: TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN
1.1.1 Lịch sử phát hiện
Chitin được Bracannot phát hiện lần đầu tiên vào năm 1811 trong cặn dịch chiết của
một loại nấm và đặt tên là “fungine” để ghi nhớ nguồn gốc tìm ra nó. Năm 1823 Odier

đã phân lập được một chất từ bọ cánh cứng và ông gọi là chitin hay “chitine” có nghĩa là
lớp vỏ. Nhưng không phát hiện sự có mặt của Nitơ. Cuối cùng cả Bracannot và Odier
đều cho rằng cấu trúc của chitin giống cấu trúc của xenluloza[21].
Năm 1929 Karrer đun sôi chitin 24h trong dung dịch KOH 5% và đun tiếp 50 phút ở
160ºC với kiềm bão hòa ông thu đựơc sản phẩm có phản ứng màu đặc trưng với thuốc
thử, chất đó chính là Chitosan[21].
Việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc, tính chất lý hoá ứng dụng của chitosan đã
được công bố từ những năm 30 của thế kỷ XX. Những nước đã thành công trong lĩnh
vực nghiên cứu sản xuất chitosan đó là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp. Nhật Bản
là nước đầu tiên trên thế giới năm 1973 sản xuất 20 tấn/năm. Và đến nay đã lên tới 700
tấn/năm, Mỹ sản xuất trên 300 tấn/năm. Theo Know năm 1991 thì thị trường có nhiều
triển vọng của chitin, chitosan là Nhật Bản, Mỹ, Anh, Đức. Nhật được coi là nước dẫn
đầu về công nghệ sản xuất và buôn bán chitin, chitosan. Người ta ước tính sản lượng
chitosan sẽ đạt tới 118000 tấn/năm; trong đó Nhật, Mỹ là nước sản xuất chính[14].
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và sản xuất chitin, chitosan và ứng dụng của chúng trong
sản xuất phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới mẻ ở nước ta. Vào những năm
1978-1980, trường Đại học Thủy sản Nha Trang đã công bố qui trình sản xuất chitosan
của tác giả Đỗ Minh Phụng đã mở đầu bước ngoặt quan trọng trong việc nghiên cứu,
tuy nhiên chưa có ứng dụng nào thực tế trong sản xuất [7].
1.1.2. Nguồn gốc
Chitin được xem là polymer tự nhiên quan trọng thứ hai của thế giới, có nhiều
thứ hai thế giới (chỉ sau xenlulo). Là một polymer động vật được tách chiết và biến tính
từ vỏ các loài giáp xác (tôm, cua, hến, trai, sò, mai mực, đỉa biển…), màng tế bào nấm
họ Zygemycetes, các sinh khối nấm mốc, một số loài tảo …
Các công trình nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh, trong vỏ
tôm có chứa 27% chất Chitin, từ chất Chitin này, họ có thể chiết tách thành chất
Chitosan để ứng dụng cho nhiều ngành kinh tế: hoá dược, mỹ phẩm và đặc biệt trong
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 10
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
ngành dược phẩm, chất Chitosan đã hỗ trợ đắc lực trong việc bào chế ra rất nhiều sản

phẩm thuốc chữa được nhiều loại bệnh khác nhau.[3]
1.1.3. Công thức cấu tạo
1.1.3.1. Cấu trúc hóa học của chitin
Chitin là polisaccarit mạch thẳng, có thể xem như là dẫn xuất của xenlulozơ, trong đó
nhóm (-OH) ở nguyên tử C(2) được thay thế bằng nhóm axetyl amino (-NHCOCH3)
(cấu trúc I). Như vậy chitin là poli (N-axetyl-2-amino-2-deoxi-β-D-glucopyranozơ) liên
kết với nhau bởi các liên kết b-(C-1-4) glicozit. Trong đó các mắt xích của chitin cũng
được đánh số như của glucozơ:
Hình 1: Cấu trúc hoá học của chitin
Phụ thuộc vào nguồn gốc đặc điểm từng vùng, chitin xuất hiện với hai loại cấu trúc đặc
trưng, gọi là dạng α và dạng β. Sự khác nhau giữa hai dạng này được nhận biết bằng các
phương pháp phổ nghiệm như phổ hồng ngoại, phổ NMR chụp trạng thái rắn kết hợp
với XRD. Một dạng thứ ba kém phổ biến hơn là γ-chitin, nhưng xuất phát từ các số liệu
phân tích, người ta vẫn cho rằng dạng thứ ba chỉ là một loại khác trong cấu trúc của α-
chitin.
α-chitin phổ biến nhất trong tự nhiên, nó có mặt trong vỏ tôm, trong các loài nhuyễn thể
thức ăn của cá voi, trong dây chằng (tendon) và vỏ của tôm hùm và cua cũng như trong
biểu bì của các loại côn trùng … Hiếm hơn là dạng β-chitin, được tìm ra trong protein
của mực ống[5]
Hình 2: Sắp xếp các mạch trong phân tử chitin
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm
β chitinα chitin γ chitin
11
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
1.1.3.2. Cấu trúc hoá học của chitosan và một vài dẫn xuất
Chitosan là dẫn xuất đề axetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH2) thay thế nhóm (-
COCH3) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucozamin liên kết với
nhau bởi các liên kết b-(1-4)-glicozit, do vậy chitosan có thể gọi là poly β-(1-4)-2-
amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc là poly β-(1-4)-D- glucozamin (cấu trúc III).
Hình 3: Cấu trúc chitosan (poly b-(1-4)-D- glucozamin)

Công thức phân tử: (C
6
H
11
O
4
N)
n
Phân tử lượng: M
chitosan
=(161,07)
n
Tuy nhiên trên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao phân tử
chitosan (khoảng 10%). Vì vậy công thức chính xác của chitosan được thể hiện như sau:
m
O
OH
H
N HCOCH
3
H
H
O
H
H
CH
2
OH
O
OH

H
NH
2
H
H
O
H
H
CH
2
OH
n
Trong đó tỷ lệ m/n phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa
chế phẩm này còn có tên là PDP: Poly- β - (1 → 4) – D- glucosamin
Hay còn gọi là Poly- β- (1- 4) – 2 – amino – 2- desoxy – D- glucosa
Dưới đây là công thức cấu tạo của các dẫn xuất:
• Dẫn xuất N,O- Cacboxymetylchitin:
Hình 4: Dẫn xuất N,O-
Cacboxymetylchitin
• Dẫn xuất N,O-
cacbonxymetylchitosan:
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 12
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
Hình 5: Dẫn xuất N,O-cacbonxymetylchitosan
 Dẫn xuất: N,O-axylchitosan:
Hình 6: Dẫn xuất: N,O-axylchitosan
 Dẫn xuất N-metylchitosan:
Hình 7: Dẫn xuất N-metylchitosan
 So sánh cấu trúc chitin, chitosan, xenluloza:
Hình 8: Cấu trúc chitin,chitosan,xenluloza

1:Chitin , 2: Chitosan , 3: Xenluloza.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 13
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
1.1.4. Độ deaxetyl hóa- DD (Degree of deaxetylation)
Là tỷ lệ thay thế nhóm (-NHCOCH3) bằng nhóm (-NH2) trong phân tử Chitin
Hình 9: Quá trình deaxetyl hoá
Nếu:
DD < 50%_ chitin
DD ≥ 50%_ chitosan
Các phương pháp xác định:
• Dựa vào phổ cộnh hưởng từ hạt nhân proton (H-NMR)
• Phổ hồng ngoại IR
• Chưng cất chitin,chitosan với axit photphoric
• Phản ứng tạo màu với ninhidrin
• Xác định theo Nitơ
1.1.5. Tính chất vật lý của chitosan
-Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.
-Chitosan có tính kiềm nhẹ. Có mầu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không tan trong
nước, dung dịch kiềm và axít đậm đặc nhưng tan trong axít loãng (pH6), tạo dung dịch
keo trong, có khả năng tạo màng tốt.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 14
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
Khi hoà tan trong dung dịch acid acetic loãng sẽ tạo thành dung dịch keo dương, nhờ đó
mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như: Pb
3+
,
Hg
+
,…
- Nhiệt độ nóng chảy 309- 311

o
C.
- Trọng lượng phân tử trung bình: 10.000- 500.000 Dalton (Li, 1997- Onsoyen và
Skaugrud, 1990) tùy loại. Loại PDP có trọng lượng phân tử trung bình (M) từ 200.000
đến 400.000 hay được dùng nhiều nhất trong y tế và thực phẩm. [3]
- Chitosan là một polymer mang điện tích dương nên được xem là một polycationic
(pH<6,5), có khả năng bám dính trên bề mặt có điện tích âm như protein,
aminopolysaccharide (alginate), acid béo và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm
amino (NH
2
)
- Chitosan thương mại ít nhất phải có mức DD (degree of deacetylation) hơn 70%
- Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ sinh học,
có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể.
1.1.6. Tính chất hoá học của chitin/chitosan
- Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH
3
trong các mắt
xích N-axetyl-D-glucozamin và nhóm –OH, nhóm -NH
2
trong các mắt xích D-
glucozamin có nghĩa chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hoá học có
thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-, hoặc dẫn xuất thế
O-, N.
- Mặt khác chitin/chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các
liên kết β-(1-4)-glicozit; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit,
bazơ, tác nhân oxy-hóa và các enzim thuỷ phân
1.1.6.1.Các phản ứng của nhóm –OH
-Dẫn xuất sunfat.
-Dẫn xuất O-axyl cuả chitin/chitosan.

-Dẫn xuất O–tosyl hoá chitin/chitosan.
1.1.6.2. Phản ứng ở vị trí N
-Phản ứng N-axetyl hoá chitosan.
-Dẫn xuất N-sunfat chitosan.
-Dẫn xuất N-glycochitosan (N-hidrroxy-etylchitosan)
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 15
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
-Dẫn xuất acroleylen chitossan.
-Dẫn xuất acroleylchitosa
1.1.6.3. Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N
- Dẫn xuất O,N–cacboxymetylchitosan.
- Dẫn xuất N,O-cacboxychitosan.
- Phản ứng cắt đứt liên kết β-(1-4) glicozit
- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan.
- Chitosan tác dụng với Iốt trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu
tím. Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan
1.1.6.4. Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp của chitin/ chitosan
- Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các nhóm chức
mà trong đó các nguyên tử Oxi và Nitơ của nhóm chức còn cặp electron chưa sử dụng,
do đó chúng có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim
loại chuyển tiếp như: Hg
2+
, Cd
2+
, Zn
2+
, Cu
2+
,Ni
2+

,Co
2+
.... Tuỳ nhóm chức trên mạch
polime mà thành phần và cấu trúc của phức khác nhau.
- Ví dụ: với phức Ni(II) với chitin có cấu trúc bát diện với số phối trí bằng 6, còn phức
Ni(II) với chitosan có cấu trúc tứ diện với số phối trí bằng 4.
trong đó là mạng polime
Hình 10: Phức của chitosan với kim loại
1.1.6.5 Phản ứng đặc trưng khác của chitosan
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 16
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
• Phản ứng Van-Wisselingh: chitosan tác dụng với Lugol tạo dung dịch màu nâu trong
môi trường axit sunfuric có màu đỏ tím
• Phản ứng Alternative: tác dụng với axit sunfuric tạo tinh thể hình cầu chitosan sunfat
làm mất màu dung dịch fucsin 1%
• Khử amin nhờ: Ba(BrO)
2
, AgNO
3
, N
2
O
2
….
• Cắt mạch bởi axit, enzim, bức xạ
• Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan.
• Chitosan tác dụng với Iốt trong môi trường H
2
SO
4

cho phản ứng lên màu tím. Đây là
phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan
1.1.7. Tính chất sinh học của chitosan
- Vật liệu Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, dùng an toàn cho người.
- Chúng có tính hòa hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng tự phân huỷ sinh
học.
- Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: có khă năng hút nước, giữ
ẩm, tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự
phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo
dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u.
-Chitosan không những ức chế các vi khuẩn gram dương, gram âm mà cả nấm men và
nấm mốc. Khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ thuộc một vài yếu tố như loại
chitosan sử dụng (độ deacetyl, khối lượng phân tử), pH môi trường, nhiệt độ, sự có mặt
của một số thành phần thực phẩm. Khả năng kháng khuẩn của chitosan và dẫn xuất của
nó đã được nghiên cứu bởi một số tác giả, trong đó cơ chế kháng khuẩn cũng đã được
giải thích trong một số trường hợp. Mặc dù chưa có một giải thích đầy đủ cho khả năng
kháng khuẩn đối với tất cả các đối tượng vi sinh vật, nhưng hầu hết đều cho rằng khả
năng kháng khuẩn liên quan đến mức độ hấp phụ chitosan lên bề mặt tế bào. Trong đó,
chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn gram âm tốt hơn vi khuẩn gram dương. Một số cơ
chế đã được giải thích như sau:
+Nhờ tác dụng của những nhóm NH
3+
trong chitosan lên các vị trí mang điện âm ở
trên màng tế bào vi sinh vật, dẫn tới sự thay đổi tính thấm của màng tế bào.Quá trình
trao đổi chất qua màng tế bào bị ảnh hưởng. Lúc này, vi sinh vật không thể nhận các
chất dinh dưỡng cơ bản cho sự phát triển bình thường như glucose dẫn đến mất cân
bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào. Cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 17
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
+Chitosan có thể ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn do có khả năng lấy đi các ion

kim loại quan trọng như Cu
2+
, Co
2+
, Cd
+
của tế bào vi khuẩn nhờ hoạt động của các
nhóm amino trong chitosan có thể tác dụng với các nhóm anion của bề mặt thành tế bào.
Như vậy vi sinh vật sẽ bị ức chế phát triển do sự mất cân bằng liên quan đến các ion
quan trọng[16].
+ Điện tích dương của những nhóm NH
3+
của glucosamine monomer ở pH< 6.3
tác động lên các điện tích âm ở thành tế bào của vi khuẩn, dẫn đến sự rò rỉ các phần tử ở
bên trong màng tế bào. Đồng thời gây ra sự tương tác giữa sản phẩm của quá trình thuỷ
phân có khả năng khuếch tán bên trong tế bào vi sinh vật với AND dẫn đến sự ức chế
mARN và sự tổng hợp protein tế bào.
+ Chitosan có khả năng phá huỷ màng tế bào thông qua tương tác của những nhóm
NH
3+
với những nhóm phosphoryl của thành phần phospholipid của màng tế bào vi
khuẩn.
- Có tác dụng làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt thực phẩm.
Với hàm lượng 1,5% đã giảm số lượng vi sinh vật trên bề mặt cam là 93%, trên bề mặt
quýt là 96%, trên bề mặt cà chua là 98% v.v.
- Ngoài ra, Chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, làm to vi động
mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết.
- Chitosan là chất thân mỡ có khả năng hấp thu dầu mỡ rất cao có thể hấp thu đến gấp
6-8 lần trọng lượng của nó. Chitosan nhỏ phân tử có điện tích dương nên có khả năng
gắn kết với điện tích âm của lipid và acid mật tạo thành những chất có phân tử lớn

không bị tác dụng bởi các men tiêu hóa và do đó không bị hấp thu vào cơ thể mà được
thải ra ngoài theo phân qua đó làm giảm mức cholesterol nhất là LDL-cholesterol, acid
uric trong máu nên có thể giúp ta tránh các nguy cơ bệnh tim mạch, bệnh gút, kiểm soát
được tăng huyết áp và giảm cân.
- Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptide- insulin, kích thích việc tiết ra
insulin ở tuyến tuỵ nên Chitosan đã dùng để điều trị bệnh tiểu đường. Nhiều công trình
đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch cơ
thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển các tế bào u, ung thư, HIV/ AIDS.
- Chống tia tử ngoại, chống ngứa.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 18
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
1.1.8.Độc tính
Để dùng trong y tế và thực phẩm, đã có nhiều công trình nghiên cứu về độc tính
của Chitosan và đưa ra các kết luận sau:
- Chitosan hầu như không độc, không gây độc trên xúc vật thực nghiệm và
người, không gây độc tính trường diễn[7].
- Chitosan là vật liệu hoà hợp sinh học cao, nó là chất mang lý tưởng trong hệ
thống vận tải thuốc, không những sử dụng cho đường uống, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp,
tiêm dưới da, mà còn ứng dụng an toàn trong ghép mô.
- Dùng Chitosan với trọng lượng phân tử thấp để tiêm tĩnh mạch, không thấy có
tích lũy ở gan. Loại Chitosan có DD =50 %, có khả năng phân huỷ sinh học cao, sau khi
tiêm vào ổ bụng chuột, nó được thải trừ dễ dàng, nhanh chóng qua thận và nước tiểu,
Chitosan không phân bổ tới gan và lá lách .
- Những lợi điểm của Chitosan: tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có
thể tự phân hủy sinh học, hoà hợp sinh học không những đối với động vật mà còn đối
với các mô thực vật, là vật liệu y sinh tốt làm mau liền vết thương.
- Chitosan không độc hoặc độc tính rất thấp trên xúc vật thực nghiệm và nó có
thể được sử dụng an toàn trên cơ thể người
1.1.9. Sản xuất chitosan
1.1.9.1 Nguyên liệu

Nguồn nguyên liệu phong phú nhất để sản xuất chitosan là từ phế liệu của ngành thủy
sản: từ vỏ các loài giáp xác (tôm, cua, hến, trai, sò, mai mực, đỉa biển ,....)
Chitosan có trong vỏ tôm. Ở nước ta có bờ biển dài, lượng thủy sản lớn, ước tính hàng
năm Việt Nam có khoảng 30.000 tấn vỏ tôm phế thải từ các nhà máy tôm đông lạnh, chỉ
riêng ở tỉnh Bạc Liêu mỗi ngày thải ra 35 tấn đầu và vỏ tôm (theo Nguyễn Ngọc
Tú-“Báo cáo tại hội nghị bỏng toàn quốc lần thứ 3”).
Trữ lượng chitin trong thiên nhiên ước tính 100 tỉ tấn/ năm nhưng lượng tiêu thụ chỉ có
1100-1300 tấn/năm. Điều này chứng tỏ nguyên liệu để khai thác là rất dồi dào [19]. Sản
phẩm tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn nhất trong các sản phẩm đông lạnh. Chính vì
vậy, vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh
năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan. Các công trình nghiên cứu
của nhiều nhà khoa học trên thế giới đã chứng minh, trong vỏ tôm có chứa 27% chất
Chitin, từ chất Chitin này, họ có thể chiết tách thành chất Chitosan
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 19
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
Sản lượng đánh bắt các loài giáp xác trên thế giới là: 6 triệu tấn/năm tạo ra nguồn phế
liệu ổn định là nguyên liệu cho sản xuất chitosan
Trong năm 2007, sản lượng thủy sản cả nước ước đạt 3,9 triệu tấn trong đó khai thác đạt
1,95 triệu tấn, nuôi trồng 1,95 triệu tấn. Dự kiến, năm 2008, tổng sản lượng thủy sản sẽ
đạt 4,1 triệu tấn, trong đó nuôi trồng là 2,15 triệu tấn, khai thác 1,95 triệu tấn [1].
Ngày nay, nghề nuôi tôm và chế biến đông lạnh ở nhiều nước trên thế giới đang phát
triển và nhất là ở Việt Nam. Song song với nó, mỗi năm lại có hàng triệu tấn vỏ tôm bị
vứt bỏ, nhưng bên trong nó lại chứa cả một kho tàng quý báu chất Chitosan- hữu dụng
cho nhiều ngành kinh tế.
Bảng 1: Hàm lượng chitin trong vỏ một số động vật giáp xác
(Theo: Chitosan-Its productinal and potential Zakaria M.B)
1.1.9.2. Quy trình sản xuất
 Nguyên tắc chung sản xuất Chitosan
Trong phế thải thủy sản (vỏ tôm, đầu tôm, mai mực,vỏ cua…) có chứa chủ yếu là:
protein, chitin và chất khoáng trong đó chitin chiếm khoảng 14-35%. Như vậy muốn thu

được chitin ta cần loại bỏ protein và khoáng chất sau đó deaxetyl hóa chitin thu được
chitosan. [3]
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm
STT Phân loại Hàm lượng chitin theo trọng lượng (%)
1 Đầu tôm 11
2 Vỏ tôm 27
3 Vỏ tôm phế thải hỗn hợp 12-18
4 Vỏ tôm hùm 37
5 Càng cua tuyết 24
6 Chân cua tuyết 32
7 Mai mực ống 30-35
8 Đỉa biển 34-49
20
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
Hình 11: Sơ đồ sản xuất chitosan
• Nguyên liệu:
Vỏ tôm, cua, mực..từ các nhà máy đông lạnh được thu gom và sử lý sơ bộ bằng cách rử
sạch, sấy khô và nghiền nhỏ.
• Loại bỏ protein:
Protein được loại bỏ bằng nhiều biện pháp khác nhau, có thẻ loại bỏ bằng phương pháp
sinh học (dùng enzim), hoặc bằng phương pháp hóa học (dùng kiềm hoặc axit),cơ học.
+ Dùng phương pháp sinh học:
Trong phương pháp này người ta có thể dùng các chế phẩm enzim proteaza hoặc hiện
nay người ta đang nghiên cứu sử dụng các chủng vi vật để phân hủy protein.
Ưu điểm của phương pháp sinh học là sạch, giảm chi phí, tạo những chất thải hữu cơ dễ
phân hủy nhưng lượng protein tách ra không triệt để
+ Phương pháp hóa học:
Protein thường được loại bỏ bằng axit HCl loãng hay sử dụng dung dịch kiền NaOH,
KOH 5%
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm

Nguyên
liệu
NL đã loại
protein
Chitin
Loại
protein
Loại muối
vô cơ, tạp
chất
Chitosan
Deaxetyl
hóa
21
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
Phương pháp này có ưu điển hơn vì tách được triệt để protein song lại tạo ra nhiều chất
thải khó xử lý, tốn năng lượng, không ổn định và làm thay đổi khối lượng phân tử chitin
do mạch bị cắt ngẫu nhiên dẫn đến thay đổi độ nhớt. Trong công nghiệp hiện nay
phương pháp hóa học vẫn được sử dụng rộng rãi và phổ biến hơn cả
+ Phương pháp cơ học:
Nguyên liệu được sấy khô và nghiền sau khi đã tách tạp chất, sau đó dùng quạt gió để
phân loại, phần protein nặng hơn được tách ra khỏi hỗn hợp
Ưu điểm của phương pháp này là có thể thu được lượng protein để tái sử dụng vào việc
khác nhưng nhược điểm chính là tách không chiệt để nên chitin thu được có độ tinh
khiết không cao
• Loại muối vô cơ và tạp chất:
Muối vô cơ (chủ yếu là CaCO3) thường được loại ra bằng việc sử dụng axit HCl loãng
có kết hợp đun sôi ở 120ºC trong khoảng 1-2 giờ .
• Deaxetyl hóa:
Sau khi tách tạp chất, chất vô cơ, protein ta thu được chitin

Sử dụng dung dịch NaOH đặc để deaxetyl hóa chitin thu được chitosan, tùy thuộc vào
mức độ deaxetyl mà ta thu được các chế phẩm chitosan có độ DD khác nhau, quá trình
này được khống chế bằng nồng độ NaOH (15M), nhiệt độ (150ºC) và thời gian 1-1,5
giờ
 Một số cơ sở đang nghiên cứu và sản xuất chitin-chitosan ở Việt Nam
• Trung tâm chế biến trường đại học thủy sản Nha Trang: sản xuất chitin chất lượng
cao.
• Viện khoa học Việt Nam kết hợp với xí nghiệp hủy sản Hà Nội: sản xuất chitin ứng
dụng trong nông nghiệp.
• Trung tâm công nghệ sinh học và sinh học thủy sản phối hợp với đại học y dược
thành phố Hồ Chí Minh, phân viện khoa học Việt Nam, viện khoa học nông nghiệp
Việt Nam.
1.1.10. Ứng dụng của chitosan
1.1.10.1. Các ứng dụng của Chitosan trong công nghệ thực phẩm
Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu Chitosan được dùng để bảo quản đóng gói
thức ăn, để bảo quản hoa quả tươi vì nó tạo màng sinh học không độc. Người ta đã tạo
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 22
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
màng Chitosan trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, quả kiwi, dưa chuột, ớt
chuông, dâu tây, cà chua, quả vải, xoài, nho,...
Là một polyme dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng,
Chitosan đã được đưa vào thành phần trong thức ăn: sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt, ...
Nhật bản đã có những sản phẩm ăn kiêng có chứa Chitosan để làm giảm
cholesterol và lipid máu, giảm cân nặng, chống béo phì, dùng để tránh nguy cơ mắc
bệnh tim mạch, tiểu đường (bánh mỳ, khoai tây chiên, dấm, nước chấm...) đã có bán
rộng rãi trên thị trường .
Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (USEPA) đã cho phép Chitosan không những được
dùng làm thành phần thức ăn, mà còn dùng cả trong việc tinh chế nước uống. Năm
1983, Bộ thuốc và thực phẩm Mỹ (USFDA) đã chấp nhận Chitosan được dùng làm chất
phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm.[14]

Chitosan đã chính thức được Tổ chức y tế thế giới (WHO) cho phép dùng trong y học
và thực phẩm[15].
N-cacboxymetyl chitosan còn được dùng như antioxidant để bảo quản thực phẩm do
chúng có khả năng kết hợp với kim loại (Fe) là những chất xúc tác của quá trình ôi hóa
dầu mỡ, ngăn cho các sản phẩm chứa dầu mỡ khỏi bị ôi hóa.
Tóm lại, chế phẩm Chitosan được dùng trong thực phẩm
•Dùng để bảo quản thực phẩm, hoa quả, rau tươi...
•Lọc trong các loại nước quả ép, bia, rượu vang, nước giải khát...
•Là thành phần bổ dưỡng đưa vào thực phẩm, thức ăn, bánh kẹo, nước giải khát.
•Dùng làm thuốc bổ dưỡng cơ thể (functional food, functional drug) để giảm
cholesterol máu, lipid máu, hạ huyết áp, giảm cân nặng, chống béo phì, tăng
cường miễn dịch cơ thể, điều trị bệnh tiểu đường, phòng chống u và ung thư.
•Là phụ gia không độc để bảo quản thực phẩm khỏi thiu thối.
1.1.10.2 Ứng dụng trong y học
- Ứng dụng Chitosan trong điều trị bỏng
- Khống chế sự gia tăng của tế bào ung thư.
- Chống viêm cấp trên mô lành.
- Ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu cơ tim và bệnh đột quỵ
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 23
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
- Hạ cholesterol, thuốc chữa bệnh dạ dày, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng, chữa
xương khớp, hỗ trợ chữa bệnh tiểu đường…
- Dược phẩm
1.1.10.3.Ứng dụng trong các lĩnh vực khác
Chitin/chitosan và các dẫn xuất của chúng có nhiều đặc tính quý báu như: có hoạt tính
kháng nấm, kháng khuẩn, có khả năng tự phân huỷ sinh học cao, không gây dị ứng,
không gây độc hại cho người và gia súc, có khả năng tạo phức với một số kim loại
chuyển tiếp như: Cu(II), Ni(II), Co(II)... Do vậy chitin và một số dẫn xuất của chúng
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: Trong lĩnh vực xử lí nước thải và bảo vê
môi trường, dược học và y học, nông nghiệp, công nghiệp, công nghệ sinh học, mỹ

phẩm, công nghệ giấy,dệt…
1.2. ỨNG DỤNG CHITOSAN BẢO QUẢN RAU QUẢ
1.2.1. Thực trạng vấn đề bảo quản trái cây ở Việt Nam
 Vấn đề trong nước:
Hiện nay, ở nước ta chỉ có một số doanh nghiệp lớn và các siêu thị có phương thức tồn
trữ trái cây ở nhiệt độ lạnh. Còn lại, đa số các vựa thu mua trái cây cũng như nông dân
đều thu hoạch và bán trái cây theo tập quán, không có qui trình bảo quản sau thu hoạch.
Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế. Thời
gian gần đây vấn đề này được các nhà vườn rất quan tâm và đặc biệt các công trình
nghiên cứu bảo quản trái cây sau thu hoạch cũng đang cho những kết quả khả quan…
 Vấn đề bảo quản trái cây xuất khẩu:
Sản phẩm trái cây của nước ta, đặc biệt trái cây của các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long
có nhiều lợi thế về chủng loại, sản lượng và chất lượng của trái cây miền nhiệt đới
nhưng việc bảo quản để xuất khẩu vào các thị trường lớn như Nhật, Mỹ, EU… chưa
ngang tầm với sản lượng thu hoạch hàng năm.
Có nhiều nguyên nhân trong vấn đề này, trong đó việc bảo quản chưa được đầu tư về
công nghệ và hệ thống thiết bị bảo quản một cách tương xứng với doanh nghiệp có
thương hiệu trái cây xuất khẩu.
Tại thị trường trong nước từ nhiều năm nay giá bán trái cây vào thời điểm thu hoạch rộ
thường bấp bênh, do sản phẩm cùng chủng loại nhiều vào thời điểm thu hoạch, bình
quân khoảng 2 tháng/vụ, làm cho việc điều tiết tiêu thụ sản phẩm gặp nhiều khó khăn,
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 24
Ứng dụng chitosan trong bảo quản cà chua Trần Đức Vinh
sản phẩm trái cây được tiêu thụ ở dạng tươi là chủ yếu ở tại địa phương và trong nước,
nên thường gây ứ đọng, sản phẩm thường bị hư hỏng. Trong thực tế sản phẩm trái cây
thường được thu hoạch thậm chí khi chưa đến thời điểm thu hoạch, đa số trái cây
thường không qua khâu kiểm tra chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm…Trong đó
chỉ một số lượng trái tươi đủ tiêu chuẩn phẩm cấp được phân loại bảo quả ở kho lạnh có
nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho từng loại trái. Đáng chú ý, hiện do nước ta có rất ít các
kho bảo quản nên chí phí bảo quản trong các khâu thu hái, bao gói và vận chuyển lạnh

để xuất khẩu rất cao. Đây cũng là nguyên nhân hạn chế việc ứng dụng các tiến bộ kỹ
thuật về bảo quản sản phẩm ở các trung tâm phát triển cây ăn quả trong cả nước.
1.2.2. Cơ sở khoa học ứng dụng chitosan trong bảo quản trái cây
1.2.2.1.Các quá trình xảy ra khi bảo quản rau quả tươi
 Quá trình biến đổi vật lý:
 Sự bay hơi nước :
Trong rau quả thì phần chiếm nhiều nhất đó là nước từ 65-95% tùy thuộc vào từng loại
quả. Sau khi thu hái rau quả bị mất hàm lượng nước trong suốt quá trình bảo quản do
tham gia vào quá trình hô hấp hoặc bay hơi vào môi trường. Đây là nguyên nhân chính
làm cho rau quả bị hao hụt khối lượng so với ban đầu. Sự mất nước còn làm tăng khả
năng nhạy cảm với sự biến đổi nhiệt độ và kết quả là làm tăng cường độ hô hấp của quả.
Khi rau quả mất đi 5-10% khối lượng chúng sẽ bị héo và hư hỏng nhanh chóng. Do sự
chênh lệch độ ẩm giữa quả và môi trường. Tốc độ bay hơi phụ thuộc vào:
 Cấu tạo và hình thái của mô che chở: nếu phần vỏ cấu tạo bởi té bào cứng,
chắc,nguyên vẹn sẽ làm giảm tốc độ mất nước
 Điều kiện môi trường: nhiệt độ càng cao, độ ẩm không khí càng thấp thì tốc độ bay
hơi nước càng nhanh
 Tốc độ chuyển động của không khí: càng cao thì nức bay hơi càng nhiều
 Sự giảm khối lượng tự nhiên:
Nguyên nhân là trong quá trình bảo quản quả bị mất nước và mất chất khô do hô hấp.
 Quá trình hóa học:
 Đường: Bị giảm đáng kể do hô hấp, tuy nhiên ở những loại quả mà khi thu hái hàm
lượng đường chưa cao thì trong thời gian bảo quản dường có thể tăng lên do tinh bột
chuyển hóa thành.
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm 25