Nghiên cứu cắt mạch chitosan bằng hydroperoxitvà thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của chúng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả nêu trong
luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
Tác giả luận văn



Đỗ Thị Liền
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, trước hết tôi xin chân thành cảm ơn GS.TS Trần Thị
Luyến đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báu
cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Các thầy cô giáo và cán bộ phụ trách PTN: Bộ môn Công nghệ Chế biến Thuỷ Sản
– Khoa Công nghệ Chế Biến; Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường Đại học
Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi về hoá chất, dụng cụ và máy móc thiết bị trong suốt
quá trình làm đề tài.
Do những hạn chế về kiến thức của bản thân và điều kiện khách quan nên luận văn
không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được những nhận xét và đóng góp ý kiến
của quý thầy cô và bạn bè để luận văn này hoàn thiện hơn.

Nha Trang tháng 8 năm 2008
Học viên thực hiện


Đỗ Thị Liền
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X

C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4
1.1 Tổng quan về chitosan và ứng dụng 4
1.2. Cơ chế cắt mạch Chitosan và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cắt mạch
Chitosan bằng hydroperoxit 13
1.3. Đặc tính và cơ chế kháng khuẩn của chitosan 16
1. 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính kháng khuẩn của chitosan 18

1.5. Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của một số vi sinh vật gây bệnh (E.coli,
V.parahaemolyticus, Staphylococus aureus, Pseudomonas aeruginosa) 22
1.6. Một số nghiên cứu về cắt mạch chitosan 26
1.7. Một số nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng thấp 28

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31
2.1. Vật liệu nghiên cứu 31
2.2. Phương pháp nghiên cứu 31
1. Xác định độ nhớt được thực hiện trên thiết bị nhớt kế quay [phụ lục1] 31
2.Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 32
2.3. Phương pháp xử lý số liệu [ phụ lục 2,3,4] 39

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 41
3.1. Xác định các chế độ cắt mạch chitosan bằng hydroperoxit 41
1. Mô hình hồi quy. 41
2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình cắt mạch chitosan 43
3. Thử nghiệm sản xuất một số sản phẩm chitosan 46
3. 2. Xác định độ nhớt của chitosan sau khi cắt mạch. 49
3.3. Xác định giới hạn pH hoà tan của các loại chitosan 50
3.4. Khả năng kháng khuẩn của một số loại chitosan. 51
1. Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn Gram (-) 51
2. Kết quả nghiên cứu trên vi khuẩn Gram (+) 79
3. so sánh khả năng kháng vi khuẩn Gram(-) và Gram(+) của chitosan 87
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 89
KẾT LUẬN 89
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 91
TÀI LIỆU THAM KHẢO 92
Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT

Kí hiệu
viết tắt
Diễn giải

DD Độ deacetyl
M
w
Trọng lượng phân tử
v/v Thể tích/ thể tích
w/v Khối lượng/ thể tích
S.aureus Staphylococus aureus
V.parahaemolyticus

Vibrio parahaemolyticus
P.aeruginosa Pseudomonas aeruginosa
VSV Vi sinh vật
MIC Nồng độ ức chế tối thiểu
DP Độ polyme hóa
TSA Môi trường Tryptone Soya Agar
C1 DD75% (gốc) Sản phẩm chitosan ban đầu có độ nhớt 420 mPa.s
C2 DD85% (gốc) Sản phẩm chitosan ban đầu có độ nhớt 391 mPa.s
C3 DD95% (gốc) Sản phẩm chitosan ban đầu có độ nhớt 366 mPa.s
C4 DD75% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 106 mPa.s
C5 DD85% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 103 mPa.s
C6 DD95% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 101 mPa.s
C7 DD75% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 10 mPa.s
C8 DD85% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 10 mPa.s
C9 DD95% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 9 mPa.s
C10 DD75% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 6 mPa.s
C11 DD85% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 6 mPa.s
C12 DD95% Sản phẩm chitosan sau khi cắt có độ nhớt 5 mPa.s

DANH MỤC CÁC BẢNG
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Bảng Nội dung Trang

1.1 Ảnh hưởng của nồng độ H
2
O
2
đến trọng lượng phân tử chitosan
DD 91%
15
1.2 MIC của Chitosan và dẫn xuất đối với một số vi khuẩn 20
3.1 Ma trận quy hoạch thực nghiệm với DD 75% 41
3.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm với DD 85% 41
3.3 Ma trận quy hoạch thực nghiệm với DD 9% 42
3.4 Các chế độ thực nghiệm sản xuất chitosan ngắn mạch từ loại
DD75%
47
3.5 Các chế độ thực nghiệm sản xuất chitosan ngắn mạch từ loại
DD85%
47
3.6 Các chế độ thực nghiệm sản xuất chitosan ngắn mạch từ loại
DD95%
48
3.7 Chế độ sản xuất thử nghiệm một số sản phẩm chitosan phục vụ
nghiên cứu trong đề tài
48
3.8 Độ nhớt của các loại chitosan 49
3.9 Giới hạn pH hòa tan của các loại chitosan 50

Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình

Nội dung Trang

1.1 Công thức cấu tạo của Chitin, Chitosan và Cellulose 5
1.2 Minh họa cơ chế cắt mạch chitosan bằng H
2
O
2
14
1.3 Ảnh hưởng của thời gian và độ deacetyl đến khả năng cắt mạch
chitosan bằng H
2
O
2

15
1.4 Ảnh hưởng của pH đến sự ion hóa của chitosan 19
3.1 Ảnh hưởng của độ DD, nồng độ H
2
O
2,
nhiệt độ và thời gian đến
khả năng cắt mạch chitosan
43
3.2 Kết quả kháng E.coli của C1, C2, C3 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút
(b) và 60 phút (c).
53
3.3 Kết quả kháng E.coli của C4, C5, C6 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút
(b) và 60 phút (c).
53
3.4
Kết quả kháng E.coli của C7, C8, C9 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút (b)
và 60 phút (c).

57
3.5
Kết quả kháng E.coli của C2, C5, C8, C11 theo nhiệt độ và thời gian xử
lý
60
3.6
Kết quả kháng V. parahaemolyticus của C1, C2, C3 ở thời gian 5 phút
(a), 30 phút (b) và 60 phút (c).
64
3.7
Kết quả kháng V. parahaemolyticus của C4, C5, ở thời gian 5 phút (a),
30 phút (b) và 60 phút (c).
66
3.8
Kết quả kháng V. parahaemolyticus của C7, C8, C9 ở thời gian 5 phút
(a), 30 phút (b) và 60 phút (c).
67
3.9
Kết quả kháng V. parahaemolyticus của C2, C5, C8, C11 ở thời gian 5
phút (a), 30 phút (b) và 60 phút (c).
70
3.10 Kết quả kháng P.aeruginosa của C1, C2, C3 ở thời gian 5 phút (a),
30 phút (b) và 60 phút (c).
72
3.11
Kết quả kháng P.aeruginosa của C4, C5 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút
(b) và 60 phút (c).
74
Click to buy NOW!
P

D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c

k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o

c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e

r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
3.12
Kết quả kháng P.aeruginosa của C7, C8, C9 ở thời gian 5 phút (a), 30
phút (b) và 60 phút (c).
75

3.13
Kết quả kháng P.aeruginosa của C2, C5, C8, C11 ở thời gian 5 phút (a),
30 phút (b) và 60 phút (c).
77
3.14
Kết quả kháng S. aureus của C1, C2, C3 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút
(b) và 60 phút (c).
80
3.15
Kết quả kháng S. aureus của C4, C5, C6 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút
(b) và 60 phút (c).
82
3.16
Kết quả kháng S. aureus của C7, C8, C9 ở thời gian 5 phút (a), 30 phút
(b) và 60 phút (c).
83
3.17
Kết quả kháng S. aureus của C2, C5, C8, C11 ở thời gian 5 phút (a), 30
phút (b) và 60 phút (c).
85
3.18
So sánh khả năng kháng vi khuẩn Gram ( -) và Gram (+) của chitosan
87

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X

C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
1

MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành chế biến thủy
sản được coi là ngành mũi nhọn và được xem là nhiệm vụ chiến lược của nước ta,
hàng năm ngành đã đem về hàng triệu USD, là nguồn ngoại tệ đáng kể trong ngân
sách nhà nước. Theo đến năm đánh giá của FAO thì tính 2000 Việt Nam đứng thứ ba

thế giới về nuôi tôm Sú (105.000 tấn) đứng sau Thái Lan (250.000 tấn) và Inđônêxia
(trên 110.000 tấn). Hiện nay tôm là đối tượng rất quan trọng trong lĩnh vực nuôi trồng
và chế biến xuất khẩu thủy sản ở nước ta. Theo Bộ Thủy Sản (2003), tổng sản lượng
tôm nuôi, trong đó đại đa số đối tượng nuôi là tôm Sú, đã tăng từ 60.000 tấn (1999)
lên 193.000 tấn (2002), giá trị xuất khẩu đạt hơn 1 tỷ USD. Năm 2005 vừa qua ngành
thuỷ sản đạt trên 2,7 tỉ USD, trong đó mặt hàng tôm đông lạnh chiếm 1,3 tỉ USD với
sản lượng xuất khẩu là 149.871,8 tấn. Cùng với việc tăng nguồn nguyên liệu, lượng
phế liệu tôm cũng tăng lên.
Hiện nay nguồn phế liệu này chủ yếu được phục vụ cho công nghệ sản xuất
chitin thô xuất đi nước ngoài. Phần còn lại phục vụ cho công nghệ sản xuất thức ăn
cho gia súc, gia cầm. Rất ít nguyên liệu được sử dụng trong công nghệ sản xuất
chitosan, oligosaccarite, glucogamine,…Nguyên nhân chủ yếu là việc ứng dụng
chitosan ở nước ta hiện nay còn rất ít và chưa có hiệu quả. Hơn nữa, các loại chitosan
phân tử lượng thấp phục vụ trong nhiều ứng dụng quan trọng lại chưa có nhiều cơ sở
sản xuất được.
Chitosan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công nghệ sinh
học, y tế, xử lý nước, mỹ phẩm, nông nghiệp, thực phẩm và ngành dệt. Tuy nhiên,
chitosan có trọng lượng phân tử lớn do khả năng hoà tan thấp của nó trong nhiều
dung môi. Điều này đã giới hạn những ứng dụng của nó đặc biệt trong ngành thực
phẩm và y tế. Để cải thiện khả năng hoà tan và đặc tính sinh học, hoá học và vật lý
nhiều phương pháp đã được tiến hành để sản xuất ra loại chitosan có trọng lượng
phân tử thấp với việc không làm biến đổi cấu trúc hoá học [35], [55], [61], [46].
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
2

Chitosan trọng lượng phân tử thấp có một số đặc tính đặc biệt như kết hợp với
lipid, ngăn cản sự phát triển của u biếu, là tác nhân miễn dịch và có nhiều các ứng
dụng trong y tế. Chitosan có trọng lượng phân tử thấp (5-20kDa) dường như có tác
dụng lên chức năng sinh hoá so với chitosan có trọng lượng phân tử cao hơn. Theo
Kondo và cộng sự, 2000 những chitosan có trọng lượng phân tử khoảng 20 kDa
ngăn ngừa được sự phát triển của bệnh đái tháo đường và biểu hiện ái lực cao với
lipopolysaccharides hơn là chitosan có trọng lượng phân tử 140 kDa. Chitosan có
trọng lượng phân tử thấp trong khoảng 5-10kDa có khả năng ức chế mạnh với nhiều

loại tác nhân gây bệnh bao gồm Fusarium oxyporum, Phomopsis fukushi,
Alternaria alternata . Ikeda và cộng sự, 1995 đã chứng minh rằng chitosan với trọng
lượng phân tử thấp (khoảng 5kDa) ngăn ngừa được sự gia tăng của cholesterol của
chuột khi sử dụng thức ăn đã được bổ sung cholesterol. Suzuki và cộng sự, 1986
[54] đã phát hiện rằng chito-hexamer ngăn chặn sự phát triển của khối u Sarcoma-
180 và Meth-A trong chuột.
Chitosan trọng lượng phân tử thấp đang mở ra nhiều hướng phát triển cho o
ngành công nghệ chế biến thủy sản cũng như nhiều ngành khác. Nghiên cứu mở
rộng khả năng ứng dụng của chitosan góp phần nâng cao giá trị kinh tế của nguồn
phế liệu từ giáp xác có ý nghĩa rất lớn.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu cắt
mạch Chitosan bằng hydroperoxit và thử nghiệm khả năng kháng khuẩn của
chúng” do cô GS.TS. Trần Thị Luyến hướng dẫn
Mục tiêu của đề tài:
- Xây dựng quy trình sản xuất một số loại chitosan có phân tử lượng thấp.
Đồng thời cải thiện độ hoà tan của chitosan ở các giá trị pH cao hơn điểm kết tủa
của chúng, qua đó nghiên cứu ảnh hưởng của độ dài mạch (tương ứng với một số
sản phẩm) đến khả năng kháng khuẩn của vi khuẩn Gram (-) và Gram (+) .
Tính mới của đề tài: Hiện nay ở Việt Nam các nghiên cứu về cắt mạch bằng
phương pháp hoá học còn rất ít đặc biệt đối với H
2
O
2
thì chưa có tác giả nào công
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X

C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
3

bố. Thành công của đề tài sẽ góp phần mở rộng ứng dụng của chitosan trong lĩnh
vực chế biến thực phẩm.
Tính khả thi của đề tài: Hiện nay việc áp dụng chitosan và chitosan ngắn
mạch trong công nghệ sinh học, bảo quản thực phẩm và y tế đang được sự quan tâm
của các nhà khoa cũng như các nhà doanh nghiệp. Chính vì vậy, khả năng áp dụng
của đề tài này là rất cao.

Nội dung của đề tài bao gồm:
- Nghiên cứu xác định chế độ cắt mạch chitosan bằng hdroperoxit và thử
nghiệm sản xuất một số loại chitosan phân tử lượng thấp.
- Nghiên cứu khả năng hoà tan, tính kháng khuẩn của một số sản phẩm
chitosan phân tử lượng thấp.














Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
4

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về chitosan và ứng dụng
 Cấu trúc và tính chất của chitosan
Chitosan là một dẫn xuất của chitin. Trong tự nhiên có ở màng tế bào nấm
mốc thuộc họ Zygemyceces và ở vài loài côn trùng như thành bụng của mối chúa, ở
một vài loại tảo. Ngoài ra nó có nhiều trong vỏ động vật giáp xác như tôm, cua, ghẹ
và mai mực. Vì vậy vỏ tôm cua ghẹ là nguồn nguyên liệu tốt để sản xuất chitin-
chitosan và dẫn xuất của chúng.
- Cấu trúc của chitosan:
Chitosan có cấu tạo hoá học tương tự như cellulose, chỉ khác một nhóm chức

ở vị trí C
2
của mỗi đơn vị D-glucose (thay nhóm hydroxyl ở cellulose bằng nhóm
amino ở chitosan), nhưng tính chất của chúng lại khác nhau. Sự khác biệt về cấu tạo
hóa học của chitin, chitosan và cellulose được chỉ rõ qua công thức cấu tạo của
chúng như sau:


Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
5



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[8],[48]






Trong đó tỷ lệ
n
m
phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa.
Tên hoá học của chitosan là: Poly--(1,4)-D-glucosamin, hay còn gọi là
poly--(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose. Qua đây ta thấy chitosan là một polymer
hữu cơ, có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β- D- Glucosamin liên kết với nhau
bằng liên kết 1- 4 glucoside
Chitosan có công thức phân tử: (C
6
H

11
O
4
N)
n

Phân tử lượng: M
chitosan
=(161,16)
n

- Một số tính chất của Chitosan:
+ Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, ở dạng
vảy có màu trắng trong hay màu hơi vàng. Chitosan thương mại ít nhất phải có mức
DD (degree of deacetylation) hơn 70% và trọng lượng phân tử gần 100.000-
1200.000 Dalton [52].
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của Chitin, Chitosan và Cellulose
O

O

O

O

O

CH
2
OH

OH

OH

CH
2
OH
NH
2
NHCOCH
3

n

m

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C

h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r

a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
6

+ Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nước, trong dung dịch
kiềm nhưng 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
+
,…
+ Chitosan phản ứng với hỗn hợp hai acid đậm đặc là chlosylformic và
sunfuric theo tỉ lệ 2:1 ở 20-40
o
C trong 2 giờ tạo muối chitosan- 6- sunfate khó tan.
Đặc biệt chất này không tan trong eteretylic
+ 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.
+ 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
)[53].
+ Chitosan có tính kháng nấm, kháng khuẩn cao.
+ Trên mỗi mắc xích của phân tử chitosan có ba nhóm chức, các nhóm chức
này có khả năng kết hợp với chất khác tạo ra các dẫn xuất có lợi khác nhau của
chitosan (O-acetylchitosan, N-acetylchitosan, N-phatylchitosan).
+ 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.
 Khái quát ứng dụng của chitosan
Do tính chất không tan trong nước mà Chitin ít được sử dụng trực tiếp.
Nhưng từ nó trải qua nhiều giai đoạn xử lý hóa chất có thể điều chế dẫn xuất như
Glucosamine, Chitosan …Thì nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.
: - Trong nông nghiệp:
Chitosan được sử dụng để bọc các hạt giống nhằm mục đích ngăn ngừa sự
tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng tăng cường khả năng nẩy
mầm của hạt. Ngoài ra Chitosan còn được dùng làm chất kích thích sinh trưởng cây
trồng, thuốc chống bệnh đạo ôn, khô vằn cho lúa [26],[32],[49].
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
7

Ngày nay, chitosan còn được dùng làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn cho
tôm, cá, cua để kích thích sinh trưởng và làm thức ăn tăng trưởng cho gà, không độc
hại.
Người ta ít sử dụng Chitin làm phụ gia thực phẩm vì Chitin không hòa tan

trong nước, các dung dịch acid loãng hay kiềm. Hơn nữa Chitin có tác dụng kháng
khuẩn yếu hơn Chitosan, nó không có tác dụng kháng nấm như Chitosan (Chitosan
có cấu trúc giống như các polyamin, đó là các polymer có tính kháng nấm đặc hiệu)
- Trong y học:
Đây là ứng dụng quan trọng nhất, mang lại hiệu quả kinh tế cao của chitosan,
đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm. Do khả năng kháng khuẩn và
tạo màng nên chitosan được ứng dụng phối hợp với một số thành phần phụ liệu
khác để tạo da nhân tạo, màng sinh học, chất nền cho da nhân tạo, chỉ khâu phẫu
thuật, mô cấy ghép chống nhiễm khuẩn và cầm máu[43].
Chitosan dùng làm hoạt chất chính để chữa bệnh như: Thuốc điều trị liền vết
thương, vết phỏng, vết mổ vô trùng, thuốc bổ dưỡng cơ thể: Hạ lipid và cholesterol
trong máu, thuốc chữa bệnh đau dạ dày, tiểu đường, xưng khớp, viêm khớp, viêm
xương, loãng xương, chống đông tụ máu, kháng nấm, kháng khuẩn, điều trị suy
giảm miễn dịch, có khả năng hạn chế sự phát triển của tế bào u, tế bào ung thư và
chống HIV.
Ngoài ra, chitosan còn được dùng làm phụ gia trong kỹ nghệ bào chế dược
phẩm: Tá dược độn, tá dược dính, tá dược dẫn thuốc, màng bao phim, viên nang
mềm, nang cứng… dùng làm chất mang sinh học để gắn thuốc, tạo ra thuốc
polymer có tác dụng chậm kéo dài.
- Trong công nghiệp:
Các kỹ nghệ làm giấy, chế biến gỗ, điện tử, mực in, phim ảnh: Chitosan dùng
làm phụ gia để tăng cường chất lượng sản phẩm.
Trong công nghiệp giấy, do cấu trúc tương tự cellulose nên chitosan được
nghiên cứu bổ sung vào làm nguyên liệu sản xuất giấy. Chitosan làm tăng độ bền
dai của giấy, đồng thời việc in trên giấy cũng tốt hơn[31].
Click to buy NOW!
P
D
F
-

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
8

Trong công nghiệp dệt, dung dịch chitosan có thể thay hồ tinh bột để hồ vải.
Nó có tác dụng làm sợi tơ bền, mịn, bóng đẹp, cố định hình in, 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, sản xuất vải cold.
Trong hoá mỹ phẩm: Chitosan được sử dụng để sản xuất kem giữ ẩm chống

khô da, làm mềm da do tính chất của chitosan là có thể cố định dễ dàng trên biểu bì
của da nhờ các nhóm NH
4
+
. Các nhóm này liên kết với tế bào sừng hoá của da, nhờ
vậy mà các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng
da ngăn ngừa tia cực tím
Trong công nghiệp xử lý nước, nhờ khả năng làm đông tụ các thể rắn lơ lửng
giàu protein và nhờ khả năng kết dính tốt với các ion kim loại như: Pb
2+
, Hg
+
,…do
đó chitosan được sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy
chế biến thực phẩm[37],[43]
- Trong công nghiệp thực phẩm:
Do bản chất là một hợp chất polymer tự nhiên không độc và rất an toàn đối với
thực phẩm với những tính chất khá đặc trưng như khả năng kháng khuẩn, chống ẩm,
tạo màng, có khả năng hấp phụ màu mà không hấp phụ mùi, hấp phụ một số kim
loại nặng,…nên chitosan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ sản xuất và
bảo quản thực phẩm. Trong đó, nhiều kết quả nghiên cứu đã được công bố trên thế
giới về khả năng kết hợp của chitosan với các loại vật liệu tạo màng khác nhau để
tạo ra các màng bao cũng như khả năng kéo dài thời gian bảo quản của nhiều đối
tượng rau quả, thịt, nước quả [31][37],43] [52],[53]. Chitosan dùng để lọc trong các
loại nước quả ép, bia rượu vang, nước giải khát…
. Ở Việt Nam, chitosan đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất chả giò,
bánh cuốn, bánh su sê… với vai trò như một chất phụ gia thực phẩm.
Là một polyme dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng nên
Chitosan được đưa vào ứng dụng rộng rãi trong thực phẩm.
- Trong công nghệ sinh học: Dùng để cố định enzyme và các tế bào vi sinh

vật, làm chất mang sử dụng trong sắc ký chọn lọc.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
9

 Tình hình nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chitosan
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.
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. 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 mở đầu bước ngoặt quan trọng trong việc
nghiên cứu, tuy nhiên chưa có ứng dụng nào thực tế trong sản xuất.
Hiện nay nhiều cơ sở khoa học đang nghiên cứu sản xuất chitosan như:
Trường Đại học Thủy sản Nha Trang, Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh,
Trung tâm nghiên cứu polymer - Viện khoa học Việt Nam, Viện hoá 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 thuỷ sản 2,…Trong đó, các kết quả công bố
gần đây của các nhà khoa học thuộc trường Đại học Thủy sản 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[9], ], [10], [11,[13]14],[15]
Đáng kể nhất là các công trình nghiên cứu của Trần Thị Luyến và các cộng
sự đã sử dụng enzym papain, chitinase và vi khuẩn Lactic trong công nghệ sản xuất
chitosan. Những kết qủa đó đã góp phần đáp ứng yêu cầu cấp bách xử lý phế liệu
tôm đông lạnh và trước những yêu cầu khắt khe hơn về chất lượng của chitin,
chitosan trên thị trường đầy tiềm năng hiện nay.
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
10

Chitosan đang được các nhà khoa học trong nước và trên thế giới quan tâm

nghiên cứu để nâng cao và mở rộng khả năng ứng dụng của nó.
Viện Hoá học các hợp chất thiên nhiên - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và
Công nghệ Quốc gia, Học viên Quân y - Bộ Quốc phòng và Khoa hoá, Đại học
Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội phối hợp cùng nghiên tác dụng hạ
cholesterol trong máu của N,N,N-Trimethylchitosan (TMC). Theo tác giả tác dụng
hạ cholesterol của TMC là do trong phân tử của nó có chứa nhóm –N
+
(CH
3
)
3
, các
nhóm này có khả năng kết hợp với Cl
-
của acid béo có trong muối mật và được đào
thải ra khỏi cơ thể[3].
Tác giả Lê Văn Thảo và cộng sự thuộc bệnh viện U Bướu Hà Nội đã tiến
hành nghiên cứu sử dụng chế phẩm chitosan mang thuốc điều trị trên 60 bệnh nhân
mắc nhiều loại ung thư. Kết quả tất cả 60 bệnh nhân đều có thể trạng chung tốt, ăn
được ngủ ngon, trọng lượng cơ thể không thay đổi trước và sau điều trị. Đặc biệt giá
trị bạch cầu có giảm nhưng trong giới hạn cho phép còn hồng cầu và tiểu cầu không
có sự thay đổi. Đồng thời nhóm nghiên cứu cũng đã ghi nhận sự giảm cholesterol
trong máu những bệnh nhân nói trên.
Hoá trị và xạ trị là hai trong số các phương pháp quan trọng nhất trong điều
trị ung thư. Tuy nhiên, nhược điểm của các liệu pháp này là làm giảm lượng hồng
cầu, bạch cầu trong cơ thể dẫn tới sự suy sụp thể trạng của bệnh nhân. Các bác sĩ
bệnh viện U Bướu Hà Nội vừa cho biết, chế phẩm chitosan có thể giảm thiểu tối đa
các tác dụng phụ này. Và đưa ra kiến nghị sử dụng nó để hổ trợ điều trị bệnh ung
thư bằng hoá trị và xạ trị.
Chitosan cũng được ứng dụng trong việc điều trị viêm loét dạ dày. Năm

1983, Marshall và Warren phát hiện một loại vi khuẩn hiện diện trong niêm mạc dạ
dày có tên là Helicobacter pylori có mối liên hệ với bệnh viêm loét dạ dày- tá tràng.
Vì vậy mà vấn đề diệt trừ H.pylori là một liệu pháp quan trọng trong điều trị viêm
loét. Tuy số lượng thuốc dùng trong điều trị có khá nhiều, đa dạng và có nhiều tiến
bộ trong điều trị nhưng việc nghiên cứu tìm ra thuốc mới, đặc biệt từ các hợp chất
thiên nhiên nhằm khắc phục các tác dụng phụ do thuốc là hoá chất tổng hợp vẫn
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
11

được đặt ra. Chitosan là hợp chất được điều chế từ nguồn thiên nhiên, chúng được
ghi nhận có tính bảo vệ niêm mạc. Đặc biệt ở nước ta chitosan cũng đã được nghiên
cứu về tác dụng kháng khuẩn đối với chủng vi khuẩn H.pylori với kết quả khả
quan[6].
Các nhà khoa học Nguyễn Thị Ngọc Tú - Viện Hoá học, Trung tâm Khoa
học và Công nghệ Quốc gia và Lê Thị Hải Yến, Trần Bình Nguyên - Công ty Dược
liệu Trung Ương I hợp tác nghiên cứu tạo ra thuốc polymer có tác dụng chậm kéo
dài.
Các nhà khoa học thuộc Khoa Dược - Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh
nghiên cứu một dẫn chất của chitosan ứng dụng trong kỹ thuật bao phim thuốc[2].
Hiện nay, nước ta cũng đã chế tạo được màng chữa tổn thương về da có tên
là Vinachitin do các ngành khoa học thuộc Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học Tự
nhiên và Công nghệ Quốc gia cùng các bác sĩ Trường Đại học Y khoa Hà Nội - Bộ
y tế phối hợp nghiên cứu. Màng vinachitin được dùng để chữa các vết thương ở
diện rộng và tương đối sâu. Chúng có khả năng hoà hợp sinh học rất cao và thúc
đẩy việc gắn liền vết thương, chúng bị phân huỷ sau hai tuần. Nó có tác dụng bảo
vệ, chống nhiễm trùng, chống mất nước, tăng khả năng tái tạo da và đặc biệt khi vết
thương lành không để lại sẹo[5].
Qua nghiên cứu của Châu Văn Minh và cộng sự thuộc Viện Hoá học các hợp
chất tự nhiên, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia đã điều 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 huỷ 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 được thời gian sử
dụng của sản phẩm trong một thời gian nhất định[4].
Ở Việt Nam, chitosan cũng đã được sử dụng thay hàn the trong sản xuất chả
giò, bánh cuốn, bánh su sê… với vai trò như một chất phụ gia thực phẩm. Sở
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o

c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e

r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m
12

thương mại Hà Nội, Viện dinh dưỡng, Viện Hoá học và Hội khoa học Kỹ thuật an
toàn thực phẩm hợp tác nghiên cứu và sản xuất ra phụ gia chitosan-PDP (có
polyphosphate) dạng bột hoàn toàn thay thế hàn the - một chất tạo độ dẻo dai, giòn
chắc cho thực phẩm xay nghiền đã bị cấm sử dụng do gây ung thư.
Các nhà khoa học Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh thuộc khoa Công
nghệ Thực phẩm trường Đại học Nông lâm đã nghiên cứu dùng chitosan để bảo
quản các thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như cá, thịt…. Nhờ khả năng
hạn chế nước đi qua của lớp màng mỏng chitosan nên đã chống lại được sự mất
nước trong quá trình bảo quản lạnh và lạnh đông thực phẩm. Kết quả nhận được sau
khi kết đông, rã đông thì sự mất nước hao hụt trọng lượng của cá giảm hơn trường
hợp không sử dụng chitosan, đồng thời không làm mất màu, mùi vị của sản phẩm.
Nói về khả năng chống mất nước của chitosan, một bài báo ở Cần Thơ đã
đưa ra cách giải bài toán bảo quản trái cây nói chung và trái xoài nói riêng bằng
cách: Các trái xoài đạt tiêu chuẩn được ngâm trong nước nóng 55
0
C trong 5-10 phút
phối hợp với chất benomyl (diệt nấm), chitosan để giúp trái cây không bị mất nước.
Mới đây nhất, tại Đại học Thủy sản Nha Trang, các kết quả nghiên cứu của
Trần Thị Luyến, Nguyễn Trọng Bách cho thấy chitosan có thể kết hợp với các phụ
liệu tinh bột hồ hóa, sorbitol và PVA (polyvinyl acetate) để tạo màng bao có đặc
tính cơ lý khá tốt (mềm dẻo và độ bền đứt cao) có khả năng đáp ứng yêu cầu bao
gói thực phẩm. Đồng thời khi sử dụng màng bao chitosan tạo thành để bao gói thịt
bò tươi, kết quả cũng cho thấy màng bao chitosan đã làm giảm đáng kể nồng độ vi
sinh vật tổng số trên bề mặt thịt bò khi bảo quản ở nhiệt độ 0-5
0

C[1],[15],[16].
Bên cạnh đó, những ứng dụng của các dẫn xuất chitosan cũng được các
nhiều nhà nghiên cứu quan tâm. Tác giả Trần Thị Luyến và cộng sự đã nghiên cứu
sử dụng olygoglucosamin, một dẫn xuất của chitosan, thay thế NaNO
3
trong bảo
quản xúc xích gà surimi. Kết quả cho thấy, với hàm lượng 0,4% olygoglucosamin
bổ sung vào thành phần phối trộn sản xuất xúc xích gà surimi, sản phẩm vẫn đáp
ứng tốt về chất lượng cảm quan đồng thời đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm cho
người tiêu dùng[17].
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X

C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t

r
a
c
k
.
c
o
m
13

1.2. Cơ chế cắt mạch Chitosan và các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng cắt mạch
Chitosan bằng hydroperoxit
 Cơ chế cắt mạch[30]
Trong qúa trình thủy phân chitosan bằng hydroperoxit, liên kiết glucoside 1,4
trong chuỗi polysaccharide bị bẻ gẫy làm giảm trọng lượng phân tử của chitosan.
Quá trình cắt mạch chitosan diễn ra theo một loạt các phản ứng hóa học. Chitosan
ưu tiên nhận thêm một proton do H
2
O
2
sinh ra để ion hóa nhóm NH
2
trong phân tử
thành NH
3
+


theo phản ứng:
R–NH

2
+ H
+
= R–NH
3
+

H
2
O
2
= H
+
+ HOO
−

Hoặc H
2
O
2
+ R −NH
2
+ H
+
=R −NH
3
+
+ HOO
−
+ H

+
Nồng độ ion H
+
giảm dần làm tăng pH trong suốt quá trình thủy phân. Thêm
vào đó anion hydroperoxit rất linh động, dễ dàng phân phủy tạo ra gốc HO
*
, O
*

và nhóm OH
-
, điều đó có nghĩa H
2
O
2
bị phân hủy liên tục. Quá trình diễn ra theo
phản ứng sau:
HOO
−
→ OH
−
+O
*

H
2
O
2
+ HOO
−

→ HO
*
+ O
2
*-
+ H
2
O
Gốc hydroxyl có khả năng oxy hóa rất mạnh, nó phản ứng với carbohydrates
rất nhanh. Nhóm HO
*
lấy hydro nguyên tử của mạch phân tử chitosan và nước được
hình thành tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thủy phân tạo thành glucosamine
(GlcN)
Phản ứng:
(GlcN)
m
−(GlcN)
n
+ HO
*
→ (GlcN)
m
−(GlcN)
n
+ H
2
O
(GlcN)
m

−(GlcN)
n
+ H
2
O→ (GlcN)
m
+(GlcN)
n
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
14


Hình1.2. Minh họa cơ chế cắt mạch chitosan bằng H
2
O
2
. (a) quá trình phá vỡ
cấu trúc kết tinh, (b)quá trình phân cắt phần không kết tinh
Trong suốt quá trình phản ứng cấu trúc của chitosan không có sự thay đổi.
Mạch chitosan chỉ bị ngắn lại do liên kết glucoside 1,4 bị cắt đứt, còn các nhóm
amino được bảo vệ bởi axit
 Các yếu tố ảnh hưởng tới khả năng cắt mạch chitosan bằng
hydroperoxit[30].
Phản ứng cắt mạch chitosan bằng hydroperoxit phụ thuộc vào nhiều yếu tố,
trong đó đáng kể nhất là:
- Ảnh hưởng của nồng độ hydroperoxit
Theo nghiên cứu của Feng Tian Yu Liu, Keao Hu and Binyuan Zhao khả năng
cắt mạch chitosan tăng dần theo chiều tăng nồng độ hydroperoxit. Nghiên cứu chỉ ra
rằng trọng lượng phân tử của sản phẩm thủy phân chitosan giảm dần khi nồng độ
hydroperoxit tăng. Một lượng nhỏ hydroperoxit cũng có thể làm giảm trọng lượng
phân tử của chitosan. Khi điều kiện phản ứng được giữ không đổi, nồng độ
Click to buy NOW!
P

D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c

k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o

c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e

r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
15

hydroperoxit càng cao thì trọng lượng phân tử càng giảm. Ở nồng độ hydroperoxit
lớn hơn 0,5M sản phẩm tạo thành có thể coi là chitosan có trọng lượng phân tử

thấp.
Bảng 1.1. Ảnh hưởng của nồng độ H
2
O
2
đến trọng lượng phân tử chitosan DD 91%

Chitosan không tan trong nước Chitosan tan trong nước Nồng độ
H
2
O
2
(M)
M
W
(x10
-4
) Hàm lượng (%) M
W
(x10
-4
) Hàm lượng (%)
0 21,7 97 - -
0,1 11,4 87 - -
0,5 4,6 61 3,2 13
1,0 2,2 24 1,9 58
1,5 - - 1,1 67
2,0 - - 0,9 64

- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian: Cũng theo nghiên cứu của Feng

Tian Yu Liu, Keao Hu and Binyuan Zhao và các nhà khoa học trên thế giới cho biết
tốc độ cắt mạch chitosan tăng mạnh khi nhiệt độ và thời gian tăng lên. Chitosan
phân tử lượng thấp đạt được khi nhiệt độ tăng lên đến 40
o
C, chitosan dường như bị
thủy phân hoàn toàn khi nhiệt độ lên 70
o
C và thời gian tăng lên đến 3 giờ.
-Ảnh hưởng của loại chitosan

Hình 1.3. Ảnh hưởng của thời gian và độ deacetyl đến khả năng cắt mạch
chitosan của H
2
O
2

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C

h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r

a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
16

Các loại chitosan khác nhau bị thủy phân khác nhau bởi H
2
O
2
. Theo kết qủa
nghiên cứu của Feng Tian Yu Liu, Keao Hu and Binyuan Zhao thể hiện ở hình 1.3
cho thấy chitosan có độ deacetyl càng cao thì tốc độ thủy phân càng nhanh và quá
trình thủy phân càng triệt để.
Ngoài các yếu tố trên tốc độ và hiệu quả của phản ứng cắt mạch chitosan còn
phụ thuộc vào môi trường phản ứng. Trong môi trường H
+
hoặc OH
-
, H

2
O
2
có tác
động mạnh với chitosan hơn là khi nó đứng một mình.
1.3. Đặc tính và cơ chế kháng khuẩn của chitosan
 Đặc tính kháng khuẩn của chitosan
Sau khi Allan, Kendra và Uchida phát hiện ra khả năng kháng khuẩn của
Chitosan và muối của nó, nhiều nhà nghiên cứu đã tiếp tục đi sâu vào khía cạnh
này. Nhiều công trình đã được công bố và đã tạo cơ sở cho rất nhiều ứng dụng trong
y học và nhiều lĩnh vực khác. Tại Việt Nam, hiện chưa có nghiên cứu chính thức
nào hoặc có rất ít các công trình đề cập đến đề tài này. Chitosan có khả năng ức chế
nhiều loại vi sinh vật khác nhau. Tùy vào đặc tính Chitosan, loại vi khuẩn và điều
kiện nghiên cứu khác nhau, các tác giả đã cho những kết luận khác nhau.
Nghiên cứu của Wang (1992), dung dịch Chitosan (pH 5,5 hoăc 6,5) ở nồng
độ 1-1,5% thì ức chế hoàn toàn S. aureus sau hai ngày. Chang cũng nhận thấy rằng
nồng độ lớn hơn 0,005 % có khả năng ức chế hoàn toàn S. aureus. Điều này cũng
phù hợp với kết quả có được của Darmadji và Izumimoto trong nghiên cứu về tác
dụng của chitosan trong bảo quản thịt. Nhiều nghiên cứu trên một số chủng vi
khuẩn khác cũng cho kết quả tương tự. Simpson và cộng sự cho rằng Bacillus
cereus bị ứu chế hoàn toàn ở nồng độ 0,02% trong khi Escherichia coli và roteus
vulgaris phát triển yếu ở nồng độ 0,005% và bị ức chế hoàn toàn ở nồng độ lớn hơn
0,0075% nhưng Chang lại cho rằng Bacillus creus chỉ cần 0,005% là có thể bị ức
chế hoàn toàn trong khi Darmadji và Izumomoto lại kết luận nồng độ lớn hơn bằng
0,1% cho sự ức chế E. coli. Một nghiên cứu khác tại trường Đại học Thủy sản Nha
Trang (2005) cho thấy ở các nồng độ từ 0,8-2,4% hiệu quả ức chế E. coli khá cao (≥
90%) và chỉ cần chitosan nồng độ 0,08% là ức chế hoàn toàn V.parahaemolyticus
Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
17

parahaemolyticus sau 60 phút còn ở nồng độ 0,8% thì chỉ cần 5 phút. Bên cạnh đó,
các dẫn suất của chitosan cũng đã được đề cập đến trong nhiều nghiên cứu. Sự phát
triển của Aspergillus niger bị ức chế bởi Chitosan nồng độ 0,1-5mg/ml ở pH=5,4

nhưng nồng độ nhỏ hơn 2 mg/ml lại không hiệu quả với sự phát triển của mốc và sự
sản sinh aflatoxin của Aspergillus parasiticus (Fang-1994). Trong nghiên cứu khác,
Cuera phát hiện ra N-cacboxymethyl Chitosan có khả năng giảm sự sản sinh
aflatoxin của Aspergillusflavus và Aspergillus parasiticus đến 90% trong khi sự
phát triển của nấm mốc giảm hơn 50%. Bảo quản táo bằng cách nhúng trong
chitosan, Sarage đã kết luận rằng chitosan có vai trò lớn trong việc giảm sự tác động
của nấm mốc và kéo dài thời gian bảo quản táo khoảng 12 tuần. Nghiên cứu của
Byung và cộng sự cho thấy Cadida albicans bị ức chế lần lượt là 85, 82, 95 và 75%
bởi Chitosan (D70 và D90) và các dẫn xuất là mono(2-methacryloyl) oxyethyl axit
phosphat (Chitosan-g-MAP) và muối vinylsulphuric axit sodium (Chitosan-g-VSS),
còn đối với Trychophyton violeum lần lượt là 55%,70% và 90% (nghiên cứu được
thực hiện ở chitosan môi trường pH =5,75). Như vậy, dù có sự khác nhau giữa kết
quả nghiên cứu của các tác giả nhưng nhìn chung các thí nghiệm điều cho thấy
chitosan và dẫn xuất của nó thể hiện đặc tính kháng khuẩn khá cao đối với vi khuẩn
và nấm mốc.
 Cơ chế kháng khuẩn của chitosan
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. Mặc dù chưa có một giải thích đầy
đủ về 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[29],[34],[61]. Trong đó, chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn Gram (-)
tốt hơn vi khuẩn Gram (+)[35]. 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 như glucose cho sự phát triển bình thường dẫn
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
18

đến mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài màng tế bào. Cuối cùng dẫn đến sự

chết của tế bào. Theo giải thích của một số tác giả thì chính sự tác động giữa
polycation chitosan sẽ liên kết với polyme mang tính axit (polyanion) trên bề mặt tế
bào vi sinh vật tạo nên polyelectrolic đã gây khó khăn trong quá trình trao đổi chất.
- Chitosan có thể cản trở và làm mất cân bằng sự phát triển của vi sinh vật do
có khả năng lấy đi các ion kim lọai đóng vai trò quan trọng trong thành phần
enzyme như Cu
2+
, Co
2+
, Cd
2+
… của tế bào vi sinh vật do sự tạo phức với nhóm NH
2

có trong phân tử chitosan đồng thời các nhóm này 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.
- Ở nồng độ cao bề mặt vi khuẩn có thể bị bao vây gây nên sự bất động các
tế bào và giảm sự phát triển của chúng. Chitosan mạch ngắn hoặc chitosan oligome
xâm nhập vào nội bào gây cản trở quá trình tổng hợp protein và các hợp chất nội
bào khác.
- 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 khuyếch tán bên trong tế bào vi sinh vật gây ức chế
mARN và sự tổng hợp protein tế bào.
- Chitosan có khả năng phá huỷ màng tế bào thông qua tương tác của nhóm

NH
3
+
với những nhóm phosphoryl của thành phần phospholipid của màng tế bào vi
khuẩn. Quan sát dưới kính hiển vi sự phá hủy tế bào S. aureus, sự phân chia của tế
bào bị rối loạn, sự tạo thành tế bào không theo quy luật: Tế bào tạo thành không có
màng hoặc màng tế bào tạo thành rất mỏng gây nên sự rò rỉ các hợp chất nội bào.
1. 4. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính kháng khuẩn của chitosan
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
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m