Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp

BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM




HUỲNH THỊ NGÂN TÂM







NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN
CỦA CHITOSAN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Nha Trang - 2012
BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM



HUỲNH THỊ NGÂN TÂM







NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN
CỦA CHITOSAN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP




ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Giảng viên hướng dẫn:
Ks VŨ LỆ QUYÊN
Th.s NGUYỄN THỊ THANH HẢI



Nha Trang - 2012

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


Họ, tên SV: Huỳnh Thị Ngân Tâm Lớp: 50CB
Ngành: Công nghệ chế biến thủy sản Mã ngành: 102
Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA CHITOSAN
PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP ”
Số trang: 63 Số chương: 03 Tài liệu tham khảo:

NHẬN XÉT:






KẾT LUẬN:


Nha Trang, ngày tháng năm 2012
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Lời cảm ơn
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với cô Vũ Lệ Quyên, cô Nguyễn Thị Thanh Hải,
đã trực tiếp hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Qua đây cho em gửi lời cảm ơn chân thành đến:
- Ban Giám hiệu trường Đại học Nha Trang.
- Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm.
- Các thầy cô trong khoa Công nghệ Thực phẩm.
- Các cán bộ quản lý phòng thí nghiệm, các anh chị trong phòng thí nghiệm cùng
các bạn sinh viên.
Đã quan tâm, đóng góp ý kiến, tận tình giúp đỡ em hoàn thành được đồ án này.














i



Mục lục

Trang
BẢNG CHỮ VIẾT TẮT i
DANH MỤC CÁC BẢNG ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ iii
MỞ ĐẦU iv
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1
1.1.Tổng quan về chitin-chitosan, chitosan phân tử lượng thấp 1
1.1.1. Chitin-chitosan 1
1.1.2. Chitosan phân tử lượng thấp 6
1.1.3. Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitosan và chitosan oligosaccharide 7
1.1.4. ứng dụng của chitosan và chitosan oligosaccharide 8
1) ứng dụng của chitosan 8
2) ứng dụng của chitosan oligosaccharide 16
1.2. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của một số vi sinh vật 16
1.2.1. E.Coli 16
1 2.2. Staphylococcus aureus 17
1.2.3. Salmonella 18
1.2 4. Listeria 19
1.6.Cơ chế kháng khuẩn của chitosan 20
• Đặc tính kháng khuẩn của chitosan 20
• Cơ chế kháng khuẩn của chitosan 20
1.7. Một số nghiên cứu về khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng
thấp 21

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24
2.1 Vật liệu nghiên cứu 24


ii

2.2 Máy móc thiết bị cần sử dụng 25
2.3 Phương pháp nghiên cứu 26
2.4 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 29
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 30
3.1 Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn gram (-) 30
3.1.1 E.Coli 30
3.1.2 Salmonella 35
3.2 Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn gram (+) 39
3.2.1 S.aureus 39
3.2.2 Listeria 43
3.3 So sánh khả năng kháng vi khuẩn Gram(-) và Gram(+) của chitosan 47
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 50
I.Kết luận 50
II.Đề xuất ý kiến 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO 51
PHỤ LỤC


iii


BẢNG CHỮ VIẾT TẮT

STT

Ký hiệu Giải thích
1 VSV Vi sinh vật
2 E.Coli Escherichia coli
3 S.aureus Staphylococcus aureus

4 Salmonella Salmonella typhi
5 Listeria Listeria monocytogenes
6 COS Chitosan olygosaccharide

iv

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Tên bảng Trang

1 Bảng 1: Hàm lượng chitin của một số loại phế liệu thủy sản. 8
2 Bảng 2: Kết quả kháng E.Coli của chitosan và chitosan phân tử lượng
thấp (% E.Coli bị chết).
58
3 Bảng 3: Kết quả kháng S.aureus của chitosan và chitosan phân tử lượng
thấp (% S.aureus bị chết).
58
4 Bảng 4: Kết quả kháng Salmonella của chitosan và chitosan phân tử
lượng thấp (% Salmonella bị chết).
58
5 Bảng 5: Kết quả kháng Listeria của chitosan và chitosan phân tử lượng
thấp (% Listeria bị chết).
59

v


DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

STT

Tên hình Trang

1 Hình 1: Chitosan dạng vảy. 9
2 Hình 2: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan. 11
3 Hình 3: Chitosan phân tử lượng thấp. 12
4 Hình 4: Hình ảnh kết quả kháng E.Coli. 36
5 Hình 5: Biểu đồ kết quả kháng E.Coli của C, C1 ở 60 phút (a), 90 phút
(b), 10 phút (c).
37
6 Hình 6: Biểu đồ kết quả kháng E.Coli của C (a), C1 (b) theo nồng độ và
thời gian.

39
7 Hình 7: Hình ảnh kết quả kháng Salmonella. 39
8 Hình 8: Biểu đồ kết quả kháng Salmonella của C, C1 ở 60 phút (a), 90
phút (b), 120 phút (c).
42
9 Hình 9: Biểu đồ kết quả kháng Salmonella của C (a), C1 (b) theo nồng độ
và thời gian.
44
10 Hình 10: Hình ảnh kết quả kháng S.aureus. 45
11 Hình 11: Biểu đồ kết quả kháng S.aureus của C, C1 ở 60 phút (a), 90
phút (b), 120 phút (c).
47
12 Hình 12: Biểu đồ kết quả kháng S.aureus của C (a), C1 (b) theo nồng độ
và thời gian.
49
13 Hình 13: Hình ảnh kết quả kháng Listeria. 50
14 Hình 14: Biểu đồ kết quả kháng Listeria của C, C1 ở 60 phút (a), 90 phút
(b), 120 phút (c).
51
15 Hình 15: Biểu đồ kết quả kháng Listeria của C (a), C1 (b) theo thời gian. 53
16 Hình 16: Biểu đồ so sánh khả năng kháng khuẩn của C (a), C1 (b) ở 120
phút trên bốn chủng VSV nghiên cứu.
54


vi
LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia ven biển Đông Nam Á, có 3260 km bờ biển từ Móng
Cái đến Hà Tiên và là vùng biển nhiệt đới nên Việt Nam có một tiềm năng phong phú về
nguồn lợi thủy sản. [1]

Là một trong những ngành kinh tế trọng tâm của nền kinh tế quốc dân, ngành thủy
sản đã góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế. Cùng với nhịp độ phát triển của nền
kinh tế trong và ngoài nước, ngành thủy sản trong những năm gần đây đã đạt được những
thành tựu đáng kể về nuôi trồng, chế biến thủy sản cũng như xuất nhập khẩu. Nhưng đi
cùng với sự phát triển của ngành, vấn đề phế liệu trong chế biến thủy sản là một điểm hạn
chế do lượng phế liệu thải ra từ công nghiệp chế biến thủy sản hàng năm là rất lớn. Nếu
không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vì vậy
những yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh mà chủ yếu là vỏ tôm, cua, ghẹ đang
ngày càng trở nên cấp bách. Đây là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất chitin -
chitosan và chitosan phân tử lượng thấp. Do vậy việc nghiên cứu và phát triển sản xuất
chitin-chitosan và chitosan phân tử lượng thấp là rất quan trọng để nâng cao giá trị sử
dụng phế liệu này và làm sạch môi trường.
Chitosan là một polysaccharide có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua, ghẹ. Đặc tính của
chitosan là không tan trong nước, có thể hòa tan trong acide nhẹ và có khả năng kháng
khuẩn cao. Hiện chitosan đang được các nhà công nghệ chế biến nghiên cứu sử dụng
trong nhiều lĩnh vực công nghệ. Trong công nghệ sau thu hoạch, chitosan được sử dụng
làm màng bao bên ngoài của các các loại trái cây như xoài, chôm chôm,… để hạn chế sự
thoát hơi nước và kháng khuẩn. Vì thế khi nhúng chitosan bên ngoài trái cây sẽ tạo cho
trái cây có cảm quan đẹp bóng, giúp kéo dài thời gian bảo quản trái cây. Trong lĩnh vực
chế biến thủy sản, chitosan được dùng để xử lý thịt, cá, tôm nhằm hạn chế sự hao hụt
khối lượng trong quá trình cấp đông cũng như hạn chế sự phát triển của VSV gây hư
hỏng sản phẩm, không những thế thủy sản sẽ có chất lượng cảm quan tốt hơn
Từ chitosan, Thái Viết Chiêu đã nghiên cứu thủy phân chitosan thành chitosan
phân tử lượng thấp với mục đích nâng cao khả năng kháng khuẩn và tăng khả năng hòa
tan của chitosan, từ đó mở rộng phạm vi ứng dụng của chitosan.


vii
Hiện nay các hóa chất bảo quản thực phẩm như hàn the, Urea bị cấm sử dụng
trong lĩnh vực xuất khẩu thủy sản, thì đây là một con đường mới để chúng ta nghiên cứu

và áp dụng trong thực tế sản xuất. Tuy vậy, hiện nay các công trình nghiên cứu ứng dụng
chitosan và chitosan phân tử lượng thấp trong các lĩnh vực của đời sống còn rất ít. Chính
vì vậy, tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử
lượng thấp” với mục tiêu đánh giá khả năng kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng
thấp để ức chế một số VSV gây bệnh .
Trong thời gian thực hiện đề tài, mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng bên cạnh việc
đạt được một số kết quả thì đề tài của em vẫn còn có rất nhiều thiếu sót. Kính mong sự
đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Nha Trang, ngày 10/07/2012.
Sinh viên thực hiện
Huỳnh Thị Ngân Tâm





1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về chitin-chitosan, chitosan phân tử lượng thấp và ứng dụng.
1.1.1 Chitin-chitosan.
• Chitin
- Công thức phân tử: [C
8
H
13
O
5
]
n

Trong đó, n: thay đổi tùy thuộc từng loại nguyên liệu
Ví dụ: Tôm thẻ: n = 400 – 500
Tôm hùm: n = 700 – 800
Cua: n = 500 – 600
- Phân tử lượng trung bình của chitin = (203,09)
n
[2]
Chitin-chitosan là polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cellulose, chúng
được tạo ra trung bình 20g/năm/m
2
bề mặt trái đất. Đây là một loại phân tử đã tồn tại trên
trái đất từ rất lâu với hóa thạch thuộc kỷ Oligocene cách đây 24,7 triệu năm ( Stankiewicz
et al.1997 ). Lịch sử của chitin bắt đầu bằng sự phát hiện của một giáo sư người Pháp,
Henri Braconnot năm 1811 đăng trên tạp chí khoa học Ann. Chim. Phys. ( Paris ) với tựa
đề “Sur la nature des champignons ” ( Tạm dịch: Các nghiên cứu về bản chất của các loài
nấm ); trong đó, ông mô tả một loại vật liệu không hòa tan trong kiềm từ các loại nấm
bậc cao mà ông đặt tên là “fungine”. Hai mươi năm sau, Odier tách chiết được một phân
đoạn tương tự từ vỏ côn trùng mà ông đặt tên là Chitin theo gốc từ Hy Lạp có nghĩa là vỏ
bọc. Sinh tổng hợp của chitin trong sinh quyển rất lớn từ các loài động thực vật khác
nhau. Chỉ tính riêng cho các loài giáp xác trong thủy quyển, ước tính khối lượng chitin
sinh tổng hợp mỗi năm khoảng 2,3x10
9
tấn ( Jeuniaux et al.,1993 ).[3]
Chitin ít khi ở dạng tự do mà luôn liên kết với protein dưới dạng phức hợp,
cacbonat canxi và nhiều hợp chất hữu cơ khác, gây khó khăn cho việc tách chiết. Chitin
là một polysaccharide được cấu tạo bởi các monosaccharide liên kết với nhau bằng cầu
nối 1,4 - glucozide. Chitin có cấu trúc hóa học giống cellulose và có thể xem là một dẫn
xuất của cellulose với nhóm acetamido ở cacbon số 2. Chitin đóng vai trò là thành phần
tạo nên độ cứng chắc của vỏ giáp xác. Hàm lượng chitin biến đổi theo từng loại nguyên

2

liệu, trong đó phế liệu mực ( nang mực ống ) có hàm lượng chitin cao nhất, tiếp theo là
tôm sú và tôm thẻ.[3]

Phế liệu cua, ghẹ Phế liệu tôm sú
(Penaeus monodon)
Phế liệu
mực
Nguồn
Cua xanh
(Callinectes)

Ghẹ chấm
(Portunus
trituberculatus)

Đầu Vỏ Nang mực
ống
Hàm lượng
chitin (%)
12,9 17,1 34,9 36,5 75-80

Bảng 1: Hàm lượng chitin của một số loại phế liệu thủy sản [3]

3

• Chitosan


Hình 1: Chitosan dạng vảy

Công thức phân tử của chitosan [C
6
H
11
O
4
N]
n

Phân tử lượng trung bình của chitosan = (161,07)
n

Chitosan là một dẫn xuất của chitin được hình thành khi tách nhóm acetyl (quá
trình deacetyl hóa chitin) khỏi chitin nên chitosan chứa rất nhiều nhóm amino. Chitosan
được phát hiện lần đầu tiên bởi Rouget vào năm 1859. Công thức cấu tạo của chitosan
gần giống như chitin và cellulose, chỉ khác là chitosan chứa nhóm amin ở cacbon thứ
2.[2],[3]









4

Sự khác nhau về công thức cấu tạo giữa chitin, chitosan được thể hiện ở hình sau:


Hình 2: Công thức cấu tạo của chitin và chitosan

• Một số tính chất của chitosan
- Chitosan ở dạng bột có màu trắng ngà, còn ở dạng vẩy có màu trắng hay hơi
vàng.
- Chitosan không hòa tan trong nước, kiềm, cồn.
- Chitosan tan tốt trong các acid hữu cơ thông thường như: acid formic, acide

acetic, acide propionic, acid citric, acide lactic…Khi hòa tan chitosan trong môi trường
acid loãng tạo thành keo dương, nhớt và trong suốt. Đây là một điểm rất đặc biệt của
chitosan vì đa số các keo polysaccharide tự nhiên tích điện âm. Chitosan tích điện dương
sẽ có khả năng bám dính bề mặt các ion tích điện âm, có khả năng tạo phức với các ion
kim loại và tương tác tốt với các polymer tích điện âm… , nhờ đó mà keo chitosan không
bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như Pb, Hg,…
- Chitosan kết hợp với aldehyde trong điiều kiện thích hợp, hình thành gel, đây là
cơ sở để bẫy tế bào, enzyme.


5

- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với iod
trong môi trường H
2
SO
4
cho phản ứng màu tím, phản ứng này có thể dùng để phân tích
định tính chitosan.[3],[4]

1.1.2. Chitosan phân tử lượng thấp



Hình 3: Chitosan phân tử lượng thấp

Chitosan phân tử lượng thấp thu được bằng quá trình thủy phân chitosan trạng thái
rắn bằng hydroperoxit. Tùy theo từng điều kiện, chế độ thủy phân mà các chitosan phân
tử lượng thấp này có khối lượng phân tử khác nhau (số n khác nhau).
Tốc độ hấp thụ của chitosan oligosaccharide trong cơ thể con người là gần 100%

và hoạt động sinh học, chức năng của nó gấp hàng chục lần của chitosan.
Chitosan olygosaccaride có thể được sử dụng như một tác nhân trị đái tháo đường
vì nó làm tăng dung nạp glucose, bài tiết insulin và giảm chất béo trung tính.
Chitosan oligosaccharide liên kết với chất béo dư thừa và ức chế sự hấp thụ chất
béo, hỗ trợ khả năng miễn dịch, giảm lượng đường trong máu, kiểm soát huyết áp, ngăn
chặn táo bón, xóa Pb và các kim loại nặng ra khỏi cơ thể và tăng cường sự hấp thụ canxi,
ngăn ngừa bệnh tim và giảm nồng độ acid uric máu.



6

1.1.3. Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitosan oligosaccharide.
Việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc, tính hất lý hóa, 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 là: Nhật, Mỹ, Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp. [5], [6], [7]
Nhật Bản là nước đầu tiên trên thế giới sản xuất 20 tấn/năm (1973), đến nay là 700
tấn/năm. Mỹ sản xuất trên 300 tấn/năm. Theo Know thì năm 1991 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. [5], [6]
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu và sản xuất chitin - chitosan và ứng dụng của chúng
trong sản xuất phục vụ đời sống là tương đối mới mẻ. Vào những năm 1978 - 1980,
trường Đại học Thủy Sản Nha Trang đã công bố quy 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 trong thực tế sản xuất. [4], [6], [8]
Hiện nay nhiều cơ sở khoa học đang nghiên cứu sản xuất chitosan như: Trường
Đại học Nha Trang, Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, Trung tâm nghiên cứu
polymer - Viện Khoa Học Việt Nam, Viện Hóa thuộc Viện Khoa Học Việt Nam tại
Thành Phố Hồ Chí Minh, Trung tâm Công nghệ và sinh học Thủy sản- Viện nghiên cứu

môi trường thủy sản 2,…Trong đó, các kết quả công bố gần đây của các nhà khoa học
thuộc trường Đại học Nha Trang đã đi sâu nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất ở
bước cao hơn theo hướng giảm thiểu sử dụng hóa chất trong xử lý, ứng dụng công nghệ
enzyme.
Đáng kể nhất là các công trình của Trần Thị Luyến và các cộng sự đã sử dụng
enzyme papain, chitinase và vi khuẩn lactic trong công nghệ sản xuất chitosan. Những
kết quả này đã góp phần đáp ứng yêu cầu cấp bách xử lý phế liệu thủy sản, giảm thiểu
nguồn ô nhiễm môi trường ở nước ta và trước những yêu cầu khắt khe về chất lượng
chitin-chitosan trên thị trường hiện nay.
Như vậy, với tính ưu việt của chitosan như khả năng kháng khuẩn, kháng nấm,
chống mất nước trong quá trình bảo quản, dễ rửa trôi trước khi đưa thực phẩm vào chế


7

biến, dễ tiêu hủy, đặc biệt dễ hòa hợp và không gây độc đối với người sử dụng, chitosan
ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong ngành thực phẩm. Với những tính chất của nó,
có thể chitosan còn rất nhiều những ứng dụng tiềm ẩn mà các nhà khoa học đang nghiên
cứu, khám phá.
Năm 1996, nhóm tác giả Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điền, Trịnh
Đức Hưng, Đặng Lan Hương thuộc Viện hóa học các hợp chất hữu cơ, Trung tâm Khoa
học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã nghiên cứu điều chế chế phẩm bảo quản thực
phẩm BQ - 1 từ hỗn hợp dung dịch 1,5% chitosan (trong dung dich acid acetic loãng) và
0,5% hỗn hợp các chất tự nhiên có tác dụng chống oxy hóa và thối rữa thực phẩm, đồng
thời đã thử nghiệm khả năng bảo quản trứng gà tươi ở nhiệt độ thường. Theo nhóm tác
giả này, sau 12 ngày trứng gà đã qua xử lý BQ-1 vẫn giữ nguyên phẩm chất của trứng gà:
lòng đỏ tươi đều, còn nguyên vẹn, mùi tươi trong khi mẫu đối chứng đã vữa hoàn toàn.
[5], [6]
Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện Hóa học các hợp chất
tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã diều chế được chế

phẩm BQ-1 với nguyên liệu chính là chitosan có tác dụng bảo quản quả tươi (cà chua,
nho, vải, chuối,…) rất tốt. Chế phẩm này có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của
một số nấm men, vi sinh vật Gram (-) trên các loại hoa quả. Từ kết quả nhận được, Châu
Văn Minh tiếp tục thử nghiệm khả năng bảo quản thực phẩm tươi sống của BQ-1 (thịt bò,
thịt lợn, trứng gà tươi). Nhờ khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây thối của
chế phẩm BQ-1 đã kéo dài thời gian sử dụng của sản phẩm trong một thời gian nhất định.
[6]
1.1.4. Ứng dụng của chitosan và chitosan olygosaccharide
1) Ứng dụng của chitosan
• Trong nông nghiệp
- Chitosan được sử dụng để bọc nang các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự
tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định phân bón, thuốc trừ
sâu, tăng cường khả năng nảy mầm của hạt.


8

- Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và các nguyên tố vi lượng lên một số chỉ
tiêu sinh lý, sinh hóa của lúa mạ ở nhiệt độ thấp thì kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan
vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng ni tơ tổng số, đồng thời hàm lượng
các enzyme như amylase, catalase, peroxidase cũng tăng lên.
- Năm 1987, Bentech đã được cấp bằng sáng chế nhờ phương pháp bao hạt giống
bằng chitosan. Kết quả cho thấy, trong vùng đất mà thường bị nấm tấn công vào rễ, thu
hoạch mùa màng được nâng cao đến 20% nếu các hạt giống thu được bao bằng chitosan.
Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam đã phối hợp với Trung Tâm Công Nghệ
Sinh Học Thủy Sản cùng tham gia vào nghiên cứu tác dụng thực tiễn của chế phẩm
chitosan, đối với một số loại hạt dễ mất sức nảy mầm và góp phần vào thúc đẩy sự sinh
trưởng và phát triển của cây trồng ở ngoài đồng. Qua nghiên cứu người ta thấy rằng xử lý
chitosan nồng độ 2% có khả năng kéo dài thời gian sống và duy trì sức nảy mầm cao của
hạt giống cà chua và hạt giống đậu cô ve sau thời gian bảo quản 9 – 12 tháng trong điều

kiện môi trường bình thường.[4], [9]
• Trong công nghiệp thực phẩm
- Chitosan được sử dụng để bảo quản thực phẩm, trái cây do dịch keo chitosan
(keo dương) có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một số nấm men, vi sinh vật
Gram (-) trên các loại hoa quả.
- Chitosan được sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh,
làm đông thực phẩm.
- Chitosan được sử dụng như một polymercationit trong sản xuất agarose chất
lượng cao từ agar có chất lượng kém.
- Chitosan có tính tẩy màu mà không hấp thụ mùi và các chất khác nên nó được
ứng dụng vào việc khử màu đồ uống.
- Do chitosan có tính diệt khuẩn, do đó nó được tạo thành màng mỏng để bao gói
thực phẩm chống ẩm mốc, chống mất nước.
- Màng mỏng chitosan dùng trong thực phẩm: Chitosan không hòa tan trong
nước, kiềm, alcol và cetol nhưng tan trong dung dịch axit loãng, chitosan tạo trạng thái
keo. Dung dịch keo này khi bao phủ trên mặt sản phẩm sẽ tạo thành một lớp màng bảo vệ


9

bán thấm. Các phương pháp dùng chitosan bảo quản quả tươi dựa trên tính chất này, lớp
màng bảo vệ này có thể hạn chế sự bay hơi nước của rau quả, giảm bớt cường độ hô hấp.
Phương pháp sử dụng màng Chitosan đã cho kết quả tốt ở Anh, Úc khi bảo quản táo và
một số rau quả ôn đới khác trong thời gian từ 5 – 6 tháng.
Phòng Polymer Dược Phẩm -Viện Hóa Học- Trung Tâm Khoa Học Tự Nhiên Và
Công Nghệ Quốc Gia đã nghiên cứu công nghệ bảo quản rau quả. Chế phẩm dùng để bảo
quản rau quả là PDP, nó là một dung dịch trên cơ sở Chitosan, PDP không độc, có hoạt
tính sinh học cao, có tác dụng tạo màng, ức chế sự phát triển các loại vi khuẩn và nhiều
loại nấm. Bảo quản quả tươi bằng PDP: Quả tươi đã lựa chọn sau đó nhúng vào dung
dịch khử trùng 1%, sau đó vớt ra để ráo và tiếp tục nhúng vào dung dịch PDP trong 1

phút, vớt ra để ráo cho khô màng polymer tạo thành.
Kết quả này cho thấy khi dùng PDP sẽ kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi,
hạn chế quá trình hô hấp, làm chín quả chậm, ít nhăn héo, lâu bị mất màu và hương vị,
ngăn cản vi khuẩn và nấm xâm nhập, giảm tốc độ mất nước. Lọc trong nước ép quả tươi
bằng PDP: Quả chín đem xay ép lấy nước sau đó lọc thô để loại bỏ bã quả, đem xử lý
nước quả lọc bằng PDP, lọc tủa đã kết tủa khỏi nước quả.
Kết quả cho thấy khi dùng PDP sẽ làm tăng khả năng kết tụ của thịt quả và những
chất vô định hình khác làm cho việc lọc tủa dễ dàng hơn. Sau khi xử lý thu được nước
quả trong, giữ nguyên màu và mùi vị của các quả dùng, thời gian bảo quản lâu hơn.[4],
[9]
• Trong y học
- Trong dược phẩm, chitosan được sử dụng làm chất tạo màng, tạo dính để tạo
viên nang bao bọc thuốc hoặc làm tá dược hay các chất mang sinh học dẫn thuốc.
- Da nhân tạo có nguồn gốc từ chitin được gọi là Beschitin.W, nó giống như một
tấm vải và được bọc ốp lên vết thương, chỉ một lần đến khi khỏi hẳn. Tấm Beschitin.W bị
phân hủy sinh học từ từ cho đến lúc hình thành lớp biểu bì mới. Nó có tác dụng giảm đau,
giúp các vết sẹo, bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng và chống nhiễm trùng. Ở Việt Nam,
Đại học Dược Hà Nội cũng đã chế tạo thành công loại màng này và bước đầu ứng dụng
có hiệu quả.


10
- Trường Đại học Delaware đã chế tạo thành công chỉ khâu phẫu thuật tự tiêu từ
chitin, nhờ phát hiện ra một dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan chitin ở nhiệt độ
thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer.
- Dùng làm màng mỏng polymer sinh học: Hiện nay trên thế giới ngày càng sử
dụng hợp chất cao phân tử vào mục đích chữa bệnh. Đã có rất nhiều thuốc chữa vết
thương, vết bỏng nông diện hẹp, nhưng đối với vết thương, vết bỏng sâu, rộng thì việc
che phủ và điều trị vẫn còn khó khăn. Phòng Polymer Dược Phẩm – Viện Hóa Học
đã nghiên cứu màng polymer sinh học để chữa liền vết thương, vết bỏng và dùng trong

phẫu thuật phá da. Màng polymer được nghiên cứu trên fibrolasts và tế bào lòng mạch,
đó là 2 yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình liền vết thương, đặc biệt ở giai đoạn
sớm.
Kết quả bước đầu cho thấy màng polymer sinh học thu được có những tính năng
cần thiết để điều trị vết thương. Màng trong suốt có độ mềm, dẻo và đàn hồi. Màng có tác
dụng tốt trên tế bào, không gây độc cho tế bào biểu mô, có tác dụng kháng nấm, kháng
khuẩn làm vết thương mau lành. Qua nghiên cứu người ta thấy rằng sử dụng màng
polymer sinh học đã hạn chế đáng kể số lần thay băng, tiết kiệm thuốc, nhanh khỏi bệnh
và giảm sự đau đớn của bệnh nhân.
- Dùng làm thấu kính tiếp xúc: Ở Mỹ, Revlon Bave Hing đã được cấp bằng sáng
chế của Đại học Wasington là sản xuất ra thị trường một thấu kính tiếp xúc không có tính
chất quang học từ dẫn xuất của Chitin. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng nó có thể giúp cho
việc làm sẹo hóa các giác mạc bị tổn thương.
- Dùng làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày – tá tràng: Khoa Dược – Trường
Đại học Y Dược Tp.HCM đã nghiên cứu từ chitin – chitosan điều chế ra các loại gel: Gel
chitosan, gel chitosan+ Al(OH)
3
, gel chitin.
Gel chitosan: Hòa tan Chitosan trong dung dịch HCl 15% sau đó thêm dung dịch
NaOH để cho pH = 8 – 8.5, rửa với nước và sấy khô.
Gel chitosan + Al(OH)
3
: Hòa tan Chitosan trong dung dịch HCl 15% sau đó thêm
dung dịch NaAlO
2
(8.6 g/l) để có gel Chitosan + Al(OH)
3
rửa với nước và sấy khô.

11
Gel chitin: Do chitin có tính chất khó điều chế trực tiếp tạo gel, nên phải áp dụng
phương pháp từ gel chitosan tạo gel chitin bằng cách cho gel chitosan tác dụng với
anhydrit acetic.
Qua nghiên cứu, tác dụng đối với điều trị viêm loét dạ dày – tá tràng của ba loại
gel trên cho thấy: Gel chitosan + Al(OH)
3
cho tác dụng tốt nhất, nó có tác dụng bảo vệ tế
bào và chống loét. Tuy nhiên, đối với gel chitosan có tác dụng tốt và gel chitosan hoàn
toàn là hợp chất thiên nhiên vì không chứa Al(OH)
3
nên sẽ tránh nguy cơ tác dụng phụ
bởi Al(OH)
3
, còn đối với gel chitin thì ít có tác dụng hơn.
- Dùng bào chế dược phẩm: Trong công nghệ bào chế dược phẩm, chitosan có thể
làm các chất phụ gia như là làm tá dược độn, tá dược dính, chất tạo màng, viên nang, chất
mang sinh học dẫn thuốc… do một số đặc tính ưu việt của nó. Viện Hóa Học và Xí
Nghiệp Dược Phẩm TW2 đã tiến hành nghiên cứu thăm dò ứng dụng Chitosan làm tá
dược dính trong một số công thức thuốc viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim
loại nặng. Qua nghiên cứu trên viên Vitamin Chitin cho thấy khi xát hạt ướt bằng
Chitosan có kết quả tốt. Chitosan có khả năng tạo màng phim, nó thích hợp để bao các
viên có thành phần trung tính và acid nhẹ. Với các loại viên hơi kiềm, Chitosan làm giảm
tốc độ hòa tan của dược chất, Chitosan dễ tạo tủa với phần lớn các chất màu tổng hợp,
Chitosan có khả năng tạo màng mềm.
- Đặc tính miễn dịch, chống khối u: Chitin – Chitosan và các olygomere của nó có
đặc tính miễn dịch. Hiện nay chưa có một chỉ dẫn nào nói về tính chất kháng nguyên của
Chitin ở trong cơ thể mà nó có mặt. Qua nghiên cứu ở các động vật, Chitin – Chitosan có
tác dụng kích thích tế bào, có nhiệm vụ miễn dịch đối với các tế bào khối u và các tác
nhân gây bệnh. Sự bảo vệ có hiệu quả của các hợp chất này đã được quan sát thấy ở

chuột được tiêm Staphylococus aureus. Những nghiên cứu giờ đây hướng vào các
olygomere của glucosamine và N- axetyl glucosamine mà nó cũng có tính chất của
polymer tương ứng nhưng nó có ưu điểm là tan trong nước và rất dễ hấp thụ.
- Đặc tính làm giảm cholesterol: Năm 1980, Sugano và cộng sự đã chứng minh
đặc tính làm giảm cholestorol của Chitosan trên chuột bạch và nó không gây tác dụng
phụ. Khoa Dược - Trường Đại Học Y Dược TP HCM đã nghiên cứu sử dụng Chitosan


12
và olygomereChitin để sản xuất một số chế phẩm hạ cholesterol trong máu, có thể dùng
riêng biệt hoặc kết hợp một số chất khác dưới dạng chế phẩm như thuốc, thực phẩm,
nước giải khát… Mức cholesterol giảm tới 20 – 30 % sau khi dùng 20 ngày, không gây
độc hại cho cơ thể, mức độ ảnh hưởng chỉ tác động khi vượt quá 18g/ngày/1kg thể
trọng.[4], [9]
• Trong sinh học
Chitosan được sử dụng khá rộng rãi làm vật liệu cố định enzyme và tế bào thông
qua cầu nối glutaraldehyt hoặc được nhốt trong gel. Tuy nhiên vật liệu Chitosan còn biểu
hiện nhiều nhược điểm về tính chất cơ lý, độ bền hóa học và hoạt tính enzyme còn thấp.
Để khắc phục nhược điểm này nhiều công trình nghiên cứu đã cho phép sử dụng xạ
styrene, metyl, metacaylat, acrylonitrit lên chitosan, tạo ra những vật liệu compolyme có
độ bền cơ lý và hóa học cao.
Khoa Sinh Học Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Tp.HCM và Phòng Công
Nghệ Bức Xạ - Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt đã nghiên cứu phép bức xạ
compolyme của HEMA (Hydroxyl Ethyl Methacrylat) với Chitosan để cố định enzyme
trypsin.
Phương pháp ghép compolymer được trình bày như sau: Dung dịch Chitosan
1.5% được chuẩn bị bằng cách hòa tan trong dung dịch axit acetic 1%, monome HEMA
được khuếch tán đều trong dung dịch Chitosan, sau đó được chiếu xạ trong nguồn gama
Co 60 ở 30
o

C, compolymer được hình thành sau chiếu xạ được chiết homopolymer
không ghép, sau đó sấy chân không đến trọng lượng không đổi, enzyme trypsin được cố
định trong gel.
Dung dịch khâu mạch chitosan 2% Sodium tripolyphotphate. Sau khi khâu mạch
và tạo hạt trong dung dịch 2% Sodium tripolyphotphate (pH=8) trong 1 giờ, các hạt
enzyme cố định được lấy ra ngâm trong dung dịch đệm photphate (pH=8) trong 6 giờ,
cuối cùng các hạt gel cố định được lấy ra và phơi khô ở 30
o
C, bảo quản ở 4
0
C. Kết quả
cho thấy gel chitosan PHEMA được chế tạo trong điều kiện 10-15 % HEMA + 1,5%
chitosan với liều lượng chiếu xạ kg, bề mặt hạt gel Chitosan – PHEMA không xuất hiện


13
các vết nứt, cấu trúc bề mặt đồng nhất ổn định. Hoạt tính enzyme trypsin cố định trong
Chitosan PHEMA cho hoạt tính cao và ổn định.
Qua nghiên cứu người ta còn thấy vật liệu compolyme Chitosan thích hợp cho cố
định hoocmon, thuốc để ứng dụng trong y học vì nó có đặc tính sinh học của Chitosan và
PHEMA. [9]
• Trong các ngành công nghiệp khác
- Trong công nghiệp giấy: Do cấu trúc tương tự như cellulose nên chitosan được
nghiên cứu bổ sung vào nguyên liệu sản xuất giấy. Chitosan làm tăng độ bền dai của
giấy, qua nghiên cứu người ta thấy nếu bổ sung 1% chitosan thì độ bền của giấy tăng lên
khi bị ướt, hay tăng độ nét khi in. [4], [9]
- Trong công nghiệp dệt: Có thể thay hồ tinh bột bằng chitosan để hồ vải, nó có tác
dụng làm tơ sợi bền, mịn, bóng đẹp, cố định hình in trên vải rõ nét, chịu được acid và
kiềm nhẹ. Chitosan có thể kết hợp với một số thành phần khác để sản xuất vải chịu nhiệt,
vải chống thấm, vải colle.

Làm vải chịu nước không bắt lửa: Hòa tan Chitosan trong axit acetic loãng cùng
với axetat nhôm và axit stearic thu được hỗn hợp, hỗn hợp này được đem sơn lên vải, khi
khô tạo màng mỏng chắc bền, chịu nước và không bắt lửa, vải này được sử dụng để sản
xuất đồ bảo hộ lao động.
Xuất phát từ tính chất lý hóa của Chitosan, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo của trường
Đại học Nha Trang đã nghiên cứu sản xuất vải colle bằng cách phối trộn dịch keo
Chitosan 6% với chất phụ gia tạo thành dịch hồ, sau đó đem dịch hồ này đi hồ vải, cán,
giặt sạch, làm khô được vải colle. Vải này được dùng trong may mặc, kết quả cho thấy
vải này có màu trắng, khi khô thì cứng, khi ướt thì mềm mại như vải, không gãy, tạo nếp
khi gấp, vải colle bền trong dung dịch xà phòng, nước javen, nước sôi, không bị thoái hóa
ở nhiệt độ cao.
Làm sợi Chitin: Vì Chitin thuộc loại polysaccharide, do đó có thể dùng nó để sản
xuất sợi Chitin theo phương pháp sản xuất sợi keo dính, đây là một loại sợi nhân tạo, nó
có thể dùng với sợi bông, sợi hóa học sản xuất từ nguyên liệu khác để tăng nguyên liệu
cho ngành dệt. Sợi Chitin được sản xuất bằng cách ngâm Chitosan trong dung dịch


14
Na
2
SO
4
bão hòa rồi đem kéo sợi. Đem sợi này trộn với sợi cellulose tỷ lệ 30:70 thu được
sợi Chitin – Cellulose. Khả năng bắt màu tăng khi tăng tỷ lệ sợi Chitin. [4], [9]
- Trong mỹ phẩm: Chitosan được sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm cho da, do tính
chất của chitosan là có thể cố định dễ dàng trên lớp biểu bì của da nhờ các nhóm -NH
4
+
,
các nhóm này liên kết với tế bào sừng hóa của da. Nhờ vậy các nhà khoa học đã nghiên

cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng cách ngăn các chất
độc, lọc tia cực tím với nhóm -NH
4
+
. Kem dưỡng da được tổng hợp như sau: Rót dung
dịch B gồm sáp ong 5%, sáp parafin 10%, stereat sodium 6%, dầu khoáng 50% và dung
dịch A gồm nước 15%, triethanolmin 15%, glycerin 6%, kalicacbonat 0.3% sau đó khuấy
đảo và cho thêm chitossan vào. Qua nghiên cứu cho thấy kem dưỡng da Chitosan có khả
năng kháng nguyên làm sạch da, kích thích sự phát triển của tế bào non, làm cho da dẻ
hồng hào.
Chitosan được sử dụng là thành phần của keo xịt tóc, do chitosan là polyamine
(điện dương ) có thể kết hợp với các protein của tóc và nhờ độ keo của nó khi khô sẽ làm
cho tóc cứng, giữ được nếp của tóc.
Chitosan cũng được sử dụng làm dầu gội đầu. Dầu gội dầu được tổng hợp như sau:
Hàm lượng chất tẩy rửa Sodium larysulfate 20%, chất tạo nhũ acid stearic 6 -9%, chất
làm đặc sodium cacboxymethyl cellulose 0,5 – 1%, polymer Chitin hoặc Chitosan 0,5-
1%, màu và hương liệu theo cảm quan. Qua nghiên cứu người ta thấy, dầu gội đầu có
chứa polymer Chitin hoặc Chitosan là những chất carbonhydrat, nó sẽ cung cấp glucoza
cho máu và chính yếu tố này sẽ giúp cho nang tóc hoạt động tốt và tóc sẽ phát triển tốt.
Ngoài ra Chitin – Chitosan còn có vai trò quan trọng là tách được những chất dầu và chất
bã của tóc, giúp cho da đầu không ẩm, tóc mềm mại, óng ả, nó còn chống đỡ một số vi
khuẩn, ký sinh trùng trên tóc. [4], [9]
- Trong phim ảnh: Phim Chitin có độ nét cao, không tan trong nước, axit. Độ cứng
được cải thiện bằng cách tổng hợp đúc Chitosan rồi xử lý phim bằng dung dịch axit.[19]
- Trong nuôi trồng thủy sản: Ngày nay chitosan còn được dùng làm nguyên liệu bổ
sung vào thức ăn cho tôm, cua, cá để kích thích sinh trưởng. [4]