Nghiên cứu ảnh hưởng độ deacetyl hoá của chitosan đến khả năng ứng dụng vào bảo quản quả xoài “mangifera indical”

i
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
oOo





NGUYỄN CÔNG MINH





NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ DEACETYL
HÓA CHITOSAN ĐẾN KHẢ NĂNG ỨNG
DỤNG VÀO BẢO QUẢN QUẢ XOÀI
(Mangifera indical)





LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT



Chuyên nghành : Công Nghệ Sau Thu Hoạch
Mã nghành : 60.54.10

Người hướng dẫn khoa học : TS Lê Văn Khẩn






Nha Trang - 2009

ii
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình này là của riêng tôi, các kết quả, số liệu trong
luận văn là hoàn toàn trung thực và chưa từng ai công bố trong bất kỳ công trình
nghiên cứu nào khác.

Tác giả

Nguyễn Công Minh

iii
LỜI CÁM ƠN

Xin gỡi lòng biết ơn đến TS Lê Văn Khẩn người đã hướng dẫn khoa
học hết sức tận tình và chu đáo trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành
luận văn này.
Xin chân thành cám ơn quý thầy cô Khoa Chế Biến Thủy Sản Trường
Đại Học Nha Trang đã tận tình hướng dẫn, giảng dạy tôi trong suốt thời
gian học tập.
Xin chân thành cám ơn Ban Giám Hiệu Trường TH Kinh Tế Kỹ Thuật
Tỉnh Bạc Liêu đã giúp đỡ và tạo điều kiện trong suốt quá trình học tập.
Xin chân thành cám ơn thầy cô Phòng Thí Nghiệm Hóa Lý Khoa Chế
Biến Thủy Sản đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học.
Xin chân thành cám ơn thầy cô phòng thí nghiệm trường đại học Bạc
Liêu đã hướng dẫn và tạo điều kiện trong thời gian thực tập thực tập
Xin cảm ơn gia đình bạn bè và đồng nghiệp đã hổ trợ tôi trong thời qua.

iv
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ii
LỜI CÁM ƠN iii
MỤC LỤC iv
DANH TỪ VIẾT TẮT vii
DANH MỤC ĐỒ THỊ, BẢNG BIỂU viii
MỞ ĐẦU 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1. TỔNG QUAN VỀ QUẢ XOÀI 3
1.2. NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA QUẢ XOÀI VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG
TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN QUẢ XOÀI 5
1.2.1. Biến đồi sau thu hoạch của quả xoài 5
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản xoài 8
1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN RAU QUẢ TƯƠI 10
1.3.1. Bảo quản lạnh 10
1.3.2. Bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển 11
1.3.3. Bảo quản bằng hóa chất 11
1.3.4. Bảo quản bằng màng 12

1.4. TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN 12
1.4.1. Tính chất và cấu trúc chitosan 12
1.4.2. Khái quát ứng dụng Chitosan 17
1.4.3. Tổng quan các nghiên cứu trong và ngoài nước 20
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.1.1. Chitosan 28
2.1.2. Quả xoài 28
2.1.3. Hoá chất và vật liệu. 28
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
2.2.1. Phương pháp lấy mẫu 28

v
2.2.2 Chuẩn bị dung dịch chitosan 29
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 29
2.2.4. Phương pháp phân tích và xác định các chỉ tiêu 29
2.3. SƠ ĐỒ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM. 35
2.3.1. Sơ đồ bố trí loại chitosan thích hợp 35
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ chitosan thích hợp 37
2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát loại chitosan và nồng độ chitosan đến
lượng VSV tổng số trên bề mặt quả sau thời gian bảo quản 38
Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39
3.1. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG ĐỘ DEACETYL HÓA CHITOSAN ĐẾN CÁC
CHỈ TIÊU SINH LÝ CỦA QUẢ XOÀI TRONG THỜI GIAN BẢO QUẢN 39
3.1.1. Ảnh hưởng của độ deacetyl hóa chitosan đến tỷ lệ hao hụt khối lượng quả
trong quá trình bảo quản 39
3.1.2. Ảnh hưởng của loại chitosan đến chỉ tiêu cảm quan trong quá trình bảo quản 42
3.1.3. Ảnh hưởng của loại chitosan đến sự biến đổi hàm lượng acid toàn phần
của thịt quả trong thời gian bảo quản 44
3.1.4. Ảnh hưởng của loại chitosan đến sự biến đổi hàm lượng đường tổng số của

quả trong quá trình bảo quản. 45
3.1.5. Ảnh hượng loại chitosan đến sự biến đổi hàm lượng ascorbic acid (vitamin
C) của thịt quả trong quá trình bảo quản. 47
3.1.6. Ảnh hưởng của loại chitosan đến cường độ hô hấp quả trong thời gian bảo
quản. 50
3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG NỒNG ĐỘ CHITOSAN ĐẾN CÁC CHỈ
TIÊU SINH LÝ HÓA CỦA QUẢ XOÀI TRONG THỜI GIAN BẢO QUẢN 52
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến tỷ lệ hao hụt khối lượng của quả
trong quá trình bảo quản 53
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến đổi cảm quan trong thời gian
bảo quản 54

vi
3.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chitosan đến sự biến thiên hàm lượng
acid toàn phần (độ chua) của thịt quả trong quá trình bảo quản 56
3.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch chitosan đến sự biến thiên hàm lượng
đường tổng số của thịt quả trong quá trình bảo quản 58
3.2.5. Ảnh hưởng nồng độ dung dịch chitosan đến sự biến thiên hàm lượng
vitamin C trong quá trình bảo quản 61
3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến cường độ hô hấp của quả trong quá
trình bảo quản 63
3.3. KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG ĐỘ DEACETYL HÓA VÀ NỒNG ĐỘ DUNG
DỊCH ĐẾN LƯỢNG VI SINH VẬT TỔNG SỐ TRÊN BỀ MẶT QUẢ SAU
THỜI GIAN BẢO QUẢN 66
3.4. Kết quả nghiên cứu của độ deacetyl hóa chitosan và các nồng độ chitosan
đến chất lượng quả xoài 69
3.5. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN QUẢ XOÀI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP
BẰNG CHITOSAN 70
3.5.1. Sơ đồ quy trình bảo quản quả xoài bằng màng bao chitosan kết hợp với
nhiệt độ thấp 70

3.5.2. Thuyết minh quy trình 71
3.5.3. Phân tích tính khả thi của qui trình đề xuất. 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73









vii
DANH TỪ VIẾT TẮT

DC : Quả xoài không bao màng chitosan
MC11 : Quả xoài bao màng chitosan 0,5%, 75%DD
MC12 : Quả xoài bao màng chitosan 1,0%, 75%DD
MC13 : Quả xoài bao màng chitosan 1,5%, 75%DD
MC14 : Quả xoài bao màng chitosan 2,0%, 75%DD
MC15 : Quả xoài bao màng chitosan 2,5%, 75%DD
MC21 : Quả xoài bao màng chitosan 0,5%, 85%DD
MC22 : Quả xoài bao màng chitosan 1,0%, 85%DD
MC23 : Quả xoài bao màng chitosan 1,5%, 85%DD
MC24 : Quả xoài bao màng chitosan 2,0%, 85%DD
MC25 : Quả xoài bao màng chitosan 2,5%, 85%DD
MC31 : Quả xoài bao màng chitosan 0,5%, 95%DD
MC32 : Quả xoài bao màng chitosan 1,0%, 95%DD
MC33 : Quả xoài bao màng chitosan 1,5%, 95%DD
MC34 : Quả xoài bao màng chitosan 2,0%, 95%DD

MC35 : Quả xoài bao màng chitosan 2,5%, 95%DD
HHKL : Hao hụt khối lượng.
LDD : Low degree of deacetylation
HDD : High degree of deacetylation
DD : Degree of deacetylation
VSV : Vi sinh vật
CĐHH : Cường độ hô hấp
MA : Modified Atmosphere
CA :Controled Atmosphere





viii
DANH MỤC ĐỒ THỊ, BẢNG BIỂU

Hình 3.1: Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan đến sự hao hụt khối lượng quả
trong thời gian bảo quản 40
Hình 3.2: Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan đến sự biến đổi cảm quan trong thời
gian bảo quản. 42
Hình 3.3: Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan đến sự biến thiên acid toàn phần
của thịt quả trong thời gian bảo quản 44
Hình 3.4. Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan đến sự biến đổi hàm lượng đường
tổng số của quả trong quá trình bảo quản 46
Hình 3.5. Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan đến sự biến đổi hàm lượng đường
tổng số của quả trong quá trình bảo quản 48
Hình 3.6: Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan đến cường độ hô hấp quả trong thời
gian bảo quản. 51
Hình 3.7. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến tỷ lệ hao hụt khối lượng

của quả trong quá trình bảo quản. 53
Hình 3.8. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến đổi cảm quan trong
thời gian bảo quản. 55
Hình 3.9. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến thiên hàm lượng
acid toàn phần trong thời gian bảo quản 57
Hình 3.10. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến thiên hàm lượng
đường tổng số trong thời gian bảo quản 59
Hình 3.11. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến sự biến thiên hàm lượng
vitamin C trong thời gian bảo quản 62
Hình 3.12. Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến cường độ hô hấp của quả
trong quá trình bảo quản 64
Hình 3.13. Đồ thị ảnh hưởng của loại chitosan và nồng độ chitosan đến lượng
VSV tổng số trên bề mặt quả sau thời gian bảo quản 67

1
MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
Hơn 20 năm qua kể từ khi chuyển đổi cơ cấu kinh tế, ngành nông nghiệp
nói chung và nghề trồng cây ăn quả nói riêng cũng đã phát triển cùng với đà tăng
trưởng kinh tế nước nhà. Hiện nay sản lượng thu hoạch trái cây hàng năm rất lớn
nhưng khả năng xuất khẩu lại nhỏ, đó là những hạn chế trong công nghệ bảo
quản và chế biến rau quả của nước ta. Để các loại trái cây thực sự trở thành mặt
hàng có giá trị kinh tế cao thì cần phải có công nghệ bảo quản thích hợp, vì trái
cây và các sản phẩm của trái cây là một nguồn thực phẩm dinh dưỡng và tốt cho
cơ thể, nếu dùng thường xuyên sẽ cung cấp cho chúng ta nhiều chất quan trọng
có tác dụng phòng chống ung thư, lão hoá, phòng các bệnh tim mạch, giảm
cholesterol.
Quả xoài được xem là loại cây ăn trái quan trọng chiếm phần lớn thị phần
trái cây trong nước, là loại có giá trị dinh dưỡng cao tuy nhiên để quả xoài thực

sự là mặt hàng có giá trị kinh tế thì cần phải có công nghệ bảo quản thích hợp vì
trong quả tươi ngoài thành phần dinh dưỡng như vitamin, đường, chất
khoáng…hàm lượng nước cao và hô hấp mạnh nên quả xoài rất dể bị hư hỏng do
điều kiện bảo quản không thuận lợi, có nhiều công trình nghiên cứu để bảo quản
quả trong và ngoài nước với nhiều phương pháp khác nhau. Song hiệu quả tốt
nhất phương pháp bảo quản quả tươi bằng hóa chất, tuy nhiên trên thị trường
xuất hiện nhiều loại hóa chất không rõ nguồn gốc, nên người tiêu dùng không
khỏi băng khoăn về dư lượng hóa chất khi mua trái cây và đặt biệt là trái cây
nhập từ thị trường xa. Để góp phần trở ngại trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu
bảo quản quả xoài bằng hợp chất hữu cơ không độc là chitosan kết hợp với nhiệt
độ thấp với mục đích kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo chất lượng dinh dưỡng
và vệ sinh an toàn thực phẩm cho quả tươi.
Hiện nay, chitosan là một polymer sinh học có nguồn gốc tự nhiên, được
xem là một chất bảo quản có hiệu quả cao, không độc hại cho người sử dụng và

2
không gây ô nhiễm môi trường nên đã được sử dụng bảo quản thuỷ sản và rau
quả. Tuy nhiên vẫn chưa có nghiên cứu nào về ứng dụng chitosan bảo quản quả
xoài, đây là một loại quả nhiệt đới, mau chín ở nhiệt độ thường, biến màu làm
giảm giá trị cảm quan và giá trị kinh tế. Hầu như chưa có công trình nào nghiên
cứu về ảnh hưởng độ Deacetyl hoá trong quá trình bảo quản quả xoài. Chính vì lý
do đó tôi chọn đề tài Nghiên cứu ảnh hưởng độ deacetyl hoá của chitosan đến
khả năng ứng dụng vào bảo quản quả xoài “Mangifera indical” làm đề tài
nghiên cứu khoa học.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
- Kéo dài thời gian bảo quản quả xoài ở nhiệt độ nghiên cứu.
- Xây dựng qui trình bảo quản quả xoài trên cơ sở sử dụng màng bao
chitosan có độ deacetyl hóa khác nhau (75 %, 85 % và 95 %) nhưng có khối
lượng phân tử tương đương nhau kết hợp với nhiệt độ thấp.
3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

- Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản (độ deacetyl hóa, nồng độ của
chitosan và nhiệt độ bảo quản) đến sự hao hụt khối lượng, cường độ hô hấp, chất
lượng cảm quan, chất lượng dinh dưỡng (đường tổng số, acid toàn phần, hàm
lượng vitamin C), vi sinh vật tổng số của xoài trong quá trình bảo quản.
- Xác định thời gian bảo quản của quả xoài
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU
Quá trình nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản quả xoài sẽ khẳng
định tính kháng khuẩn, làm giảm cường độ hô hấp từ đó quá trình tự chính cũng
như hư hỏng chậm lại nên thời gian bảo quản quả xoài kéo dài, đồng thời mở
rộng khả năng ứng dụng của chitosan trong lĩnh vực nông sản thực phẩm.





3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. TỔNG QUAN VỀ QUẢ XOÀI [9]
Cây xoài có tên tiếng Anh là Mango, tên khoa học là Mangifera indical,
thuộc họ đào lộn hột (Anacardiaceae). phần lớn các tác giả cho rằng nguồn gốc
của cây xoài ở miềng đông Ấn Độ và một số vùng giáp ranh như Myanmar,
Malaysia từ đó lan khắp thế giới sớm nhất là Lào, Campuchia, Việt Nam, Trung
Quốc và các nước thuộc vùng Đông Nam Á khác.
Ở Việt Nam, Lào, Campuchia hiện có nhiều cây dại cùng loài với xoài ăn
được như Mangifera duperreana, M. langenifera. Cho nên theo một số tác giả
thì bán đảo Đông Dương cũng có thể là quê hương của một số giống xoài
Hiện nay xoài được trồng hầu hết các nước thuộc vùng nhiệt đới của

Châu Á, Châu Phi, Châu Mỹ…
Ở nước ta xoài được coi là loại trái cây quí vì chúng ăn ngon, được nhiều
người ưa thích và thường được bán giá cao so với loại cây trái khác, chúng được
trồng suốt từ bắc chí nam, nhưng tập trung chủ yếu ở các tỉnh phía nam (Tiềng
Giang, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Bến Tre và một số tỉnh ven biển Nam Trung
Bộ…), các tỉnh Bắc Bộ và Đông Bắc Bộ trồng ít vì ở đây ra hoa của xoài trùng
với trùng với mùa đông lạnh, nhiệt độ thấp, có mưa phùn tạo độ ẩm không khí
cao nên đậu trái kém, hiệu quả kinh tế thấp, những năm gần đây do thu được hiệu
quả kinh tế cao nên diện tích trồng xoài ngày một gia tăng nhất là các tỉnh phía
nam.
Phân loại
Tên khoa học: Mangifera indical
Giới: Plantae
Bộ: Sapindales
Họ: Anacardiacea
Chi: Mangifera


4
Sâu bệnh
Trên cây xoài thường có một số một số sâu bệnh hại như:
- Sâu đục trái (Deanlois albizonalis).
- Sâu đục ngọn, chồi (Chlumetia transversa).
- Sâu đục ngọn chồi (Dudua abrobola).
- Rệp bông.
- Bù lạch (Scirtothrip dorsalis).
- Bò vò voi đục cành.
- Rầy bông xoài (Idioscopus clypialis).
- Ruồi đục trái (Bactrocera dorsalis).
- Sâu đục hột (Sternochetus mangiferae).

- Bệnh thán thư (Colletotrichum gloesporioides).
- Bệnh thối trái (Diplodia natalensis).
- Bệnh đốm đen vi khuẩn (Xanthomonas campestris pv
manghiferaeindicae).
- Bệnh phấn trắng (Oidium mangiferae).
- Bệnh hồ móng (Capnodium citri).
Thu hoạch
Xoài từ khi đậu trái đến khi thu hoạch thường 2,5 – 3,5 tháng năng suất
trái/cây sẽ tăng dần từ năm cho trái đầu tiên đến 5 năm thì ổn định. Không nên
thu hoạch quá sớm vì trái xoài thường cho phẩm chất kém khi dú, ngược lại cũng
không nên thu hoạch trái đã vàng trên cây vì dễ bị sâu bệnh vì ruồi đục trái và
bệnh thúi cuống trái, đồng thời cũng khó vận chuyển và bảo quản. Nên hái trái đã
già, da láng, màu trái đã sáng ra, núm trái đầy ngang với núm cuống. Sau khi hái
để hạn chế nấm bệnh gây hại có thể ngâm trái trong nước nóng 52
0
C trong 15
phút. Sau đó ngâm thêm 3 phút trong dung dịch 2 – 3% NaB
4
O
7
. sau khi nhúng
xong vớt trái ra hong khô trong mát, xếp trái vào thùng các tong hoặc thùng nhựa
chuyên dùng, xếp trái thành từng lớp tối đa không quá 5 lớp, dưới đáy thùng lót
rơm sạch, lá chuối khô hay giấy xốp

5
Giá trị dinh dưỡng và sử dụng
Xoài được xem là loài cây ăn trái quan trọng chiếm phần lớn thị phần trái
cây trong nước, được sử dụng rộng rãi từ trái xanh đến trái chín. Trái xoài bổ
dưỡng hơn cả cà rốt vì ngoài carotene, tiền sinh tố C, giúp cho người mới ốm

khỏi mau lại sức, tăng đề kháng, chóng đói, thèm ăn.Thành phần dinh dưỡng của
xoài ngoài vitamine C còn có vitamine A, carbohydrat (13,2 – 20%), protein (0,3
– 0,8%), lipit (0,1 – 0,2%), chất xơ (0,6 – 0,7%) và các chất như calxium, lân
Tỷ lệ chất khô chiếm 17,4%, đường chiếm 15,4%. sucroze là đường chủ yếu
trong trái xoài chín.
1.2. NHỮNG BIẾN ĐỔI CỦA QUẢ XOÀI VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH
HƯỞNG TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN QUẢ XOÀI
1.2.1. Biến đồi sau thu hoạch của quả xoài
Trong quá trình tồn trữ quả xoài tươi, các biến đổi về mặt vật lý, sinh lý,
sinh hoá xảy ra có liên quan chặt chẽ và phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của quả
xoài: giống cây, điều kiện trồng, độ già chín khi thu hái và những yếu tố kỹ thuật
trong quá trình tồn trữ.
1.2.1.1. Biến đổi vật lý
Rau quả sau khi thu hoạch để trong môi trường bảo quản xảy ra một số
biến đổi vật lý có thể dẫn đến giảm chất lượng cũng như khối lượng của quả.
- Sự bay hơi nước
Sự bay hơi nước là một quá trình vật lý, tùy thuộc vào mức độ háo nước
của hệ keo trong tế bào, cấu tạo và trạng thái của mô bào che chở (chiều dày và
độ chắc của vỏ…). Ngoài ra, sự bay hơi nước còn phụ thuộc vào đặc điểm và
mức độ dập cơ học, độ ẩm và nhiệt độ của môi trường xung quanh, tốc độ chuyển
động của không khí, độ chín của quả xoài và phương pháp tồn trữ. Tuy nhiên, có
thể giảm sự bay hơi nước của xoài trong quá trình tồn trữ bằng cách tạo được
điều kiện tồn trữ tối ưu như: bảo quản ở nhiệt độ thấp, bao gói trong túi hoặc
màng bao Polyetylen…[22].


6
- Sự giảm khối lượng tự nhiên
Đây là sự giảm khối lượng của xoài do bay hơi nước và tổn hao các chất
khô trong quá trình hô hấp. Trong bất cứ phương pháp tồn trữ nào, không thể

tránh khỏi sự giảm khối lượng tự nhiên, tuy nhiên khi tạo được điều kiện tồn trữ
tốt thì có thể giảm thiểu quá trình này [7], [22].
Cũng như sự bay hơi nước, khối lượng xoài giảm đi trong thời gian tồn trữ
dài ngày và phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giống, điều kiện trồng, thời gian tồn trữ,
mức độ xây xát, độ chín và phương pháp bảo quản xoài.
- Sự sinh nhiệt
Sự sinh nhiệt cũng là một quá trình vật lý xảy ra trong thời gian bảo quản
xoài. Tất cả lượng nhiệt sinh ra trong thời gian tồn trữ xoài là do hô hấp. Hai
phần ba lượng nhiệt này tỏa ra môi trường xung quanh, còn một phần ba được
dùng vào các quá trình trao đổi chất trong tế bào, quá trình bay hơi nước và một
phần dự trữ ở dạng năng lượng hóa học. Trong quá trình bảo quản, xoài có thể
đồng thời thực hiện hai dạng hô hấp: hô hấp hiếu khí và hô hấp yếm khí. Khi hô
hấp hiếu khí thì năng lượng sinh ra gấp 24 lần so với hô hấp yếm khí. Tuy nhiên,
để hạn chế sự sinh nhiệt trong quá trình bảo quản xoài bằng cách kìm hãm sự hô
hấp hiếu khí, đó không phải là biện pháp tốt, vì sẽ gây ra rối loạn sinh lý cho xoài
do rượu etylic và các sản phẩm trung gian khác sinh ra trong quá trình hô hấp
yếm khí.
Có thể tính lượng nhiệt do xoài tỏa ra khi tồn trữ bằng cách gần đúng theo
lượng CO
2
sinh ra trong quá trình hô hấp.



Cần lưu ý, lượng CO
2
có thể sinh ra do hô hấp yếm khí và các quá trình
dehydratcacbon thường xảy ra khi bảo quản xoài.
Để giảm sự sinh nhiệt trong quá trình tồn trữ xoài, cần phải duy trì các
thông số nhiệt độ, độ ẩm trong kho. Khi nhiệt độ, độ ẩm tăng lên đến mức độ

C
6
H
12
O
6
+ 6O
2


6CO
2
+ 6H
2
O + 282.10
4
(J) (1)
C
6
H
12
O
6

2C
2
H
5
OH + 2CO
2

+ 11,7.10
4
(J) (2)

7
thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn và nấm mốc thì lượng nhiệt sinh ra rất
nhiều, một mặt do hô hấp của xoài, mặt khác do hô hấp của vi sinh vật. Đó là
điều kiện dẫn đến hư hỏng quả xoài nhanh chóng [22].
1.2.1.2. Biến đổi hoá học
Trong thời gian bảo quản, hầu hết các thành phần hóa học của quả đều bị
biến đổi do tham gia hô hấp hoặc do hoạt động của enzym [22].
Đường là thành phần chủ yếu tham gia vào quá trình hô hấp nên hàm
lượng giảm đáng kể. Tuy nhiên, xoài là loại quả chứa nhiều tinh bột lúc còn
xanh, khi bảo quản mặc dù tham gia quá trình hô hấp nhưng lượng đường không
giảm mà còn tăng. Đó là do khi quả chín, lượng tinh bột chuyển thành đường với
tốc độ cao hơn tốc độ giảm đường do hô hấp.
Hoạt động của các enzym có tác dụng trực tiếp phân giải các chất glucid:
hemicellulose bị thủy phân thành cellulose và pentose; protopectin bị thủy phân
thành pectin hòa tan, pectin tiếp tục bị thủy phân thành pectic acid và methanol
làm cho quả mềm dần.
Hàm lượng acid giảm trong quá trình chín nên pH của quả sẽ tăng làm cho
quả trở nên ngọt hơn. Acid tham gia vào quá trình hô hấp và các phản ứng tạo
mùi vị đặc trưng cho quả chín.
Các sắc tố: carotenoit được tổng hợp tạo ra màu sắc đặc trưng cho quả
chín. Chlorophyl bị phân hủy bởi enzym nên màu xanh bị giảm đi. Tốc độ biến
đổi các thành phần hóa học tỷ lệ thuận với cường độ hô hấp.
1.2.1.3. Biến đổi sinh hoá
Hô hấp là quá trình sinh học cơ bản xảy ra trong quả khi bảo quản xoài
tươi. Về bản chất hóa học, hô hấp là quá trình oxy hóa chậm các chất hữu cơ
phức tạp. Dưới tác dụng của enzym, các chất này phân hủy thành các chất đơn

giản hơn và giải phóng năng lượng. Người ta thấy rằng, hầu hết các chất đều có
thể tham gia vào quá trình hô hấp, nhưng chủ yếu vẫn là các chất đường, nhất là
đường đơn. Các chất không phải đường tham gia trực tiếp vào chu trình hô hấp
tạo nên các chất trung gian, không qua khâu chuyển hóa thành đường [7], [22].

8
Quá trình hô hấp có sự tham gia của oxy gọi là hô hấp hiếu khí, sản phẩm
cuối cùng của dạng hô hấp này là CO
2
, hơi nước và năng lượng. Khi lượng O
2

của môi trường không đủ cung cấp để tiến hành hô hấp hiếu khí thì sẽ xảy ra hiện
tượng hô hấp yếm khí – hô hấp không có sự tham gia của O
2
và sản phẩm tạo ra
cuối cùng là rượu etylic, CO
2
và giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt [7].
Đồng thời, khi hô hấp hiếu khí còn tích tụ các hợp chất trung gian của quá
trình hô hấp không hoàn toàn như: acetic acid, lactic acid, aldehyde… Các chất
này với liều lượng lớn sẽ gây ảnh hưởng lớn đến tế bào của xoài trong thời gian
bảo quản. Qua quá trình nghiên cứu hô hấp của quả, người ta thấy sự biến đổi
cường độ hô hấp quan hệ rất mật thiết với động thái sinh trưởng và chín quả.
Nhìn chung, xoài tươi được thu hoạch khi còn xanh để đưa vào bảo quản, lúc đầu
cường độ hô hấp giảm dần, nhưng đến một thời điểm nào đó cường độ hô hấp lại
tăng lên và tạm thời đạt đến giá trị cao nhất, sau đó từ từ giảm xuống. Hiện tượng
đó gọi là “hô hấp đột biến”, có thể nói “hô hấp đột biến” là một bước ngoặc trong
đời sống của quả, là thời điểm mà ở đó sự phát triển và sự chín của quả đã kết
thúc. Nguyên nhân của hô hấp đột biến cho đến nay vẫn chưa được nghiên cứu

đầy đủ, nhưng vẫn có một số quan điểm nhằm giải thích hiện tượng nói trên [19].
1.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian bảo quản xoài
Nhiệt độ là yếu tố chủ yếu của môi trường có ảnh hưởng lớn nhất đến quá
trình sống của rau quả tươi. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ thì cường độ hô hấp của
rau quả tăng có giới hạn.
Khi tăng nhiệt độ từ 5 – 20
0
C thì cường độ hô hấp của rau quả tăng rất
nhanh. Sau đó, tiếp tục tăng nhiệt độ thì cường độ hô hấp không tăng nữa. Khi
giảm nhiệt độ xuống dưới 5
0
C, cường độ hô hấp giảm nhiều, nhưng nhiệt độ gần
đến điểm đóng băng thì cường độ hô hấp chậm lại. Do đó, muốn kéo dài thời
gian bảo quản người ta thường bảo quản rau quả ở nhiệt độ thấp và tùy từng loại
rau quả mà chọn nhiệt độ bảo quản thích hợp.
Có một số loại rau quả khi bảo quản ở nhiệt độ thấp thì quá trình sinh lý bị
rối loạn và sau đó dấm sẽ không chín. Nhiệt độ bảo quản còn tùy thuộc vào mức

9
độ già chín của rau quả. Cùng một loại quả, quả chín bảo quản ở nhiệt độ thấp
hơn quả già.
Ví dụ: Cà chua: xanh: 10 – 12
0
C; chín: 1
0
C.
Cam: xanh: 4 – 6
0
C; chín: 1 – 2
0

C.
Khi chọn nhiệt độ bảo quản cần xem xét vào tính chất của từng loại quả,
giai đoạn sinh lý của chúng và việc duy trì sự ổn định của nhiệt độ bảo quản là
yếu tố quyết định đến thời gian cũng như chất lượng quả.
Độ ẩm không khí ảnh hưởng rất nhiều đến thời gian bảo quản. Nếu bảo
quản trong môi trường có độ ẩm không khí thấp, vỏ bên ngoài của rau quả sẽ héo
do nước từ quả sẽ bay hơi mạnh làm tăng cường độ hô hấp và quả bị giảm trọng
lượng, thay đổi hình dáng bên ngoài (héo, nhăn), nguyên sinh chất co rút có thể
gây rối loạn quá trình sinh lý, sinh hóa, khả năng tự đề kháng thấp, quả sẽ mau
hỏng. Nếu bảo quản trong môi trường có độ ẩm tương đối cao thì hạn chế sự bay
hơi nước và cường độ hô hấp giảm, nhưng dễ gây ra hiện tượng ngưng tụ nước
trên bề mặt quả, tạo điều kiện thuận lợi cho VSV hoạt động.
Độ ẩm không khí còn chịu ảnh hưởng của tốc độ chuyển động của không
khí trong môi trường bảo quản. Để thời gian bảo quản rau quả kéo dài thì độ ẩm
không khí tối ưu là 80 – 90%.
Thành phần không khí trong môi trường ảnh hưởng trực tiếp đến sự trao
đổi chất. Trong quá trình hô hấp, nếu nồng độ O
2
tăng thì cường độ hô hấp tăng
và quá trình trao đổi chất xảy ra mạnh. Khi nồng độ O
2
giảm, CO
2
tăng thì sẽ hạn
chế quá trình trao đổi chất, do đó kéo dài thời gian bảo quản nhưng [CO
2
]

10%.
Nếu [CO

2
]>10%, rau quả sẽ hô hấp yếm khí lên men rượu, ức chế tế bào sống và
làm cho rau quả chóng hư hỏng.
Ngoài việc tăng nồng độ CO
2
, giảm nồng độ O
2
, người ta còn dùng các
loại khí để bảo quản rau quả. Ví dụ: bảo quản rau quả trong môi trường 3% O
2
+
97% N
2
hoặc 100% N
2
đều cho kết quả tốt. Đây chính là nguyên lý của phương
pháp điều chỉnh khí quyển CA (Controlled Atmosphere) và bảo quản trong môi
trường khí quyển cải biến MA (Modified Atmosphere).

10
Việc thông gió và thoáng khí ảnh hưởng đến thời gian bảo quản do nó ảnh
hưởng trực tiếp đến nhiệt độ, độ ẩm không khí và thành phần không khí trong
môi trường bảo quản.
Người ta thường áp dụng thông gió tự nhiên cho các kho bảo quản có sức
chứa không quá lớn từ 250 – 500 tấn. Đối với các kho có sức chứa lớn hoặc
nguyên liệu xếp chồng cao phải tiến hành thông gió cưỡng bức bằng các thiết bị
thổi khí.
Trong quá trình bảo quản, nước trong rau quả tươi sẽ bay hơi dần, mức độ
bay hơi phụ thuộc vào các yếu tố:
- Mức độ già chín của rau quả: rau quả càng non thì sự bay hơi nước xảy

ra càng nhanh, rau quả càng mau héo do hệ keo giữ nước chưa hoàn thiện, khả
năng giữ nước yếu. Khi rau quả quá chín, hệ keo bị lão hóa, khả năng giữ nước
cũng kém đi, do đó rau quả cũng mau bị héo. Trong bảo quản nên thu hoạch rau
quả trong giai đoạn già chín là thích hợp nhất.
- Trạng thái của tế bào vỏ: vỏ càng dày, càng chắc thì hạn chế sự bay hơi
nước. Sự dập nát do xây xát hay do côn trùng gây nên đều ảnh hưởng đến sự bay
hơi nước. Ví dụ: tổn thương 1cm
2
bề mặt rau quả thì sự bay hơi tăng lên 3 – 4 lần.
- Sự bao gói: rau quả được bao gói sẽ có thời gian bảo quản dài hơn do
hạn chế được quá trình bay hơi nước.
1.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN RAU QUẢ TƯƠI
1.3.1. Bảo quản lạnh
Thực phẩm nói chung, rau quả nó iriêng được bảo quản ở môi trường có
nhiệt độ từ 20 ÷ 24
o
C đến nhiệt độ gần điểm đóng băng của dịch bào trong
nguyên liệu gọi là bảo quản lạnh.
Môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế cường độ của
các quá trình sinh lý – sinh hóa xảy ra trong rau quả cũng như trong vi sinh vật.
Điều đó đảm bảo kéo dài thời hạn bảo quản rau quả tươi. Phương pháp bảo quản
lạnh được sử dụng rất phổ biến trên thế giới hiện nay, vì đây là phương pháp
chắc chắn nhất, ít ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm nhất và thời hạn bảo quản

11
cũng dài nhất. Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là hao tốn năng lượng,
tốn chi phí ban đầu để xây kho.
1.3.2. Bảo quản trong môi trường thay đổi thành phần khí quyển
1.3.2.1. Bảo quản trong môi trường có kiểm soát khí quyển CA
Đây là phương pháp bảo quản rau quả tươi trong môi trường khí quyển có

các thành phần không khí như O
2
, CO
2
được chủ động điều chỉnh chính xác khác
với khí quyển bình thường. Mục đích của phương pháp này là làm giảm hoạt
động hô hấp và các phản ứng trao đổi chất bằng cách tăng hàm lượng CO
2
và
giảm hàm lượng O
2
nhằm kéo dài thời gian bảo quản và giữ chất lượng của sản
phẩm. Mặc dù phương pháp này cho thấy tính ưu việt của nó trong bảo quản rau
quả nhưng giá thành chi phí cao nên không được sử dụng rộng rãi và thường áp
dụng cho các loại sản phẩm có giá trị kinh tế cao.
1.3.2.2. Bảo quản quả tươi trong môi trường khí quyển cải biến MA
Đây là phương pháp bảo quản rau quả trong môi trường có thành phần khí
quyển thay đổi. Ở phương pháp này, sản phẩm thường được bao gói trong các
loại bao bì bằng các vật liệu như PE, PVC, màng sinh học…Quá trình hô hấp của
rau quả sẽ tiêu thụ O2 và thải ra CO2 làm hàm lượng O2 giảm dần, hàm lượng
CO2 tăng dần, giúp ức chế sự hô hấp và sự phát triển của một số vi sinh vật.
Ngoài ra do sản phẩm được bao bọc trong bao bì nên cũng góp phần làm giảm
được sự mất trọng lượng do bốc hơi nước. Để tránh hiện tượng hô hấp yếm khí
thì việc lựa chọn bao bì và tính thấm của chúng cũng cần được đặc biệt lưu ý.
1.3.3. Bảo quản bằng hóa chất
Hiện nay để bảo quản rau quả tươi người ta vẫn thường dùng một số hóa
chất với những liều lượng khác nhau để kéo dài thời gian bảo quản. Các hóa chất
được sử dụng có thể là các chất có khả năng ức chế sự sinh trưởng, các chất ức
chế sự phát triển của vi sinh vật. Sự kết hợp của 2 phương pháp xử lý hóa chất
với làm lạnh sẽ làm tăng hiệu quả của việc bảo quản trái cây. Tuy nhiên xử lý

hóa chất có thể làm biến đổi phần nào chất lượng của rau quả, tạo mùi vị không
tốt và có thể gây hại cho sức khỏe con người.

12
1.3.4. Bảo quản bằng màng
Hiện nay người ta thường dùng màng Chitosan để bảo quản quả tươi.
Nguyên lý của phương pháp là màng Chitosan được tạo thành trên bề mặt quả có
tác dụng ức chế hô hấp, giữ lại khí CO
2
, giảm thiểu lượng ethylen và kiềm hãm
sự biến màu của quả trong khi bảo quản. Tuy nhiên, trong khi sử dụng Chitosan
để bảo quản quả tươi cần đặc biệt lưu ý tới các đặc tính sinh học của từng loại
quả cũng như các yêu cầu về thời hạn bảo quản, mục đích bảo quản để lựa chọn
chế độ xử lý đúng.
1.4. TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN
1.4.1. Tính chất và cấu trúc chitosan
Chitosan là một dẫn xuất của chitin. Trong tự nhiên, chất chitosan rất hiếm
và chỉ có ở màng tế bào nấm mốc thuộc họ Zygemyceces và ở vài loài côn trùng
như thành bụng của các mối chúa, ở một vài loại tảo. Ngoài ra nó có nhiều trong
vỏ động vật giáp xác 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 tạo hoá học của chitosan tương tự với 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.
Tên hoá học của chitosan là: Poly--(1,4)-D-glucosamin, hay còn gọi là
poly--(1,4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose.
Công thức cấu tạo:

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[11]:
O

O

O

CH
2
OH
OH

NH
2
O

O

OH

CH
2
OH

NH
2
O

O

OH

CH
2
OH

NH
2

13

Trong đó tỷ lệ
n
m
phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa.
 Tính chất hoá, lý 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-
1,200,000 Dalton [49].
- Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hoà tan trong nước, trong kiềm nhưng
hoà tan trong acetic acid loãng (pH = 6,0 – 6,5) sẽ tạo thành một dung dịch keo
nhớt trong suốt. Chitosan khi hoà tan trong dung dịch acetic acid 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 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
) [46], [59].
 Tính chất sinh học của màng chitosan [55]
- Chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, an toàn khi sử dụng làm
thực phẩm, dược phẩm và có khả năng tự phân hủy sinh học [23].
- Nhiều công trình đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm
tăng cường hệ thống miễn dịch cơ thể, hạn chế sự phát triển các tế bào ung thư
của chitosan và các oligomer của nó [52], [58].
- Chitosan có khả năng hút nước, giữ ẩm, kháng khuẩn, kháng nấm.
O

O

O

O

O

CH
2
OH
OH

OH

CH
2

OH
NH
2
NHCOCH
3

n

m


14
- Chitosan có khả năng liên kết với protein, lipit nên có tác dụng làm giảm
cholesterol và lipit trong máu [3].
- Chitosan thúc đẩy hoạt động của các peptide – insulin, kích thích tiết
insulin ở tuyến tụy nên chitosan dùng để trị bệnh tiểu đường.
- Chitosan kích thích sự phát triển của tế bào nên có khả năng nuôi dưỡng
tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng [5]
 Tính chất của màng chitosan với độ deacetyl hóa khác nhau
Tính chất của chitosan phụ thuộc rất nhiều vào độ tinh khiết, độ deacetyl
hóa, phân tử lượng và độ rắn. Chitosan có độ tinh khiết càng cao thì càng dễ tan,
màu sắc dung dịch hòa tan có độ trong cao, có tính kết dính cao và được ứng
dụng vào nhiều lĩnh vực hơn. Độ deacetyl hóa là một thông số quan trọng, đặc
trưng cho tỷ lệ giữa 2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose với 2-amino-2-
deoxy-D-glucopyranose trong phân tử chitosan. Khả năng thấm nước của màng
chitosan có độ deacetyl hóa thấp thì cao hơn so với màng chitosan có độ deacetyl
hóa cao [56], [57]. Phân tử lượng của chitosan cũng là một thông số quan trọng,
nó quyết định tính chất của chitosan như khả năng kết dính, tạo màng, tạo gel,
khả năng hấp phụ chất màu [56]. Độ rắn của chitosan phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như nguồn gốc chitin, độ deacetyl hóa, phân tử lượng và thường có 2 peak chính

ở khoảng 9-10
0
và 20
0
quét khi xác định bằng nhiễu xạ tia X.










Hình 1.1: Phổ nhiễu xạ tia X của các loại chitosan khác nhau

15
a: Phân tử lượng thấp, độ deacetyl hóa trung bình; b: Độ nhớt thấp, độ
deacetyl hóa cao; c: Độ nhớt cao, độ deacetyl hóa trung bình; d: Độ nhớt cao,
độ deacetyl hóa cao [27].
Các tính chất chức năng và tính chất lý hóa của chitosan và màng chitosan
bị ảnh hưởng nhiều bởi độ deacetyl hóa của chitosan:
- Chitosan với độ deacetyl hóa thấp có khả năng hấp thụ nước cao hơn so
với chitosan có độ deacetyl hóa cao. Các loại màng được hình thành từ chitosan
có độ deacetyl hóa thấp cũng thể hiện khả năng hấp thụ nước và khả năng thẩm
thấu cao hơn các loại màng từ chitosan với độ deacetyl hoá cao. Điều này có lẽ là
do chitosan với độ deacetyl hóa thấp có độ rắn thấp hơn [56].
- Khả năng hấp thụ chất béo và chất màu của chitosan có độ deacetyl hoá
cao lại cao hơn chitosan với độ deacetyl hoá thấp. Điều này là do số nhóm amine

tích điện dương trong mạch chitosan có độ deacetyl hoá cao lại nhiều hơn [58].
- Màng chitosan với độ deacetyl hoá cao có độ căng dãn và dẻo dai cao
hơn màng chitosan với độ deacetyl hoá thấp, có lẽ là do độ rắn cao hơn [58] và
do sự hình thành liên kết hydro nội phân tử nhiều hơn [31]. Điều này cũng có thể
giải thích rằng độ trương nở của màng chitosan có độ deacetyl hoá cao lại thấp
hơn độ trương nở của màng chitosan có độ deacetyl hoá thấp. Độ trương nở của
màng chitosan bị ảnh hưởng chủ yếu bởi những nhóm ưa nước trong những vùng
vô định hình của màng và sự hình thành liên kết hydro nội phân tử [31], [56].
- Khả năng kháng khuẩn của chitosan tăng lên theo độ deacetyl hoá của
chitosan. Vì chitosan có độ deacetyl hoá càng cao thì khả năng hòa tan của nó
càng lớn và chitosan tích điện dương càng nhiều trong môi trường acid [56].
 Cơ chế kháng vi sinh vật của màng chitosan
Chitosan không những ức chế các vi khuẩn gram dương, gram âm mà cả
nấm men và nấm mốc [32], [45], [42], [57]. 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
[46]. 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

16
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 [30],
[41]. Trong đó, chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn gram âm tốt hơn vi khuẩn
gram dương [36]. Một số cơ chế đã được giải thích như sau:
- Sự tương tác giữa các phân tử chitosan mang điện tích dương với các
màng tế bào vi sinh vật mang điện tích âm làm thay đổi mật độ điện tích trên vi
sinh vật [55], [57]. 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.
- 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+
, Cu
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 [44].









Hình 1.2: Phản ứng tạo phức giữa ion Cu++ với phân tử chitosan
(Theo Kaminski và Modrjewska, 1997)
- 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
O
CH
2
OH
OH

NH
2

n
+
Cu
2+

N

O
N

O
Cu

+ 2H
+

17
phẩm của quá trình thuỷ phân có khả năng khuyếch tán bên trong tế bào VSV với
ADN 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 [30].
- Chitosan hoạt động như một tác nhân tạo vòng, nó liên kết với các ion
kim loại. Do đó, nó ức chế sự sinh độc tố và sự phát triển của vi sinh vật [27].
- Chitosan gây ra sự tổ hợp của polyelectrolyte với polymer mang tính
chất acid trên bề mặt tế bào vi sinh vật [36].
Như vậy, việc dùng màng chitosan để bảo quản nông sản có thể kéo dài thời
gian sử dụng, giảm sự hư hỏng do khả năng kháng khuẩn, kháng nấm của nó.
1.4.2. Khái quát ứng dụng Chitosan
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
cố định phân bón, thuốc trừ sâu, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt [23],
[27].
Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam và Trung tâm Công nghệ Sinh
học Thủy sản cùng nghiên cứu tác dụng của chitosan đối với một số loại hạt dễ
mất khả năng nẩy mầm và góp phần thúc đẩy sinh trưởng, phát triển của cây
trồng ngoài đồng. Kết quả là có khả năng kéo dài thời gian sống và duy trì khả
năng nẩy mầm tốt của hạt giống cà chua và đậu cô ve sau thời gian bảo quản 9 –
12 tháng trong điều kiện bình thường [10].
Nguyễn Thị Huệ, Lâm Ngọc Thụ thuộc trường Đại Học Khoa Học Tự
Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội và Nguyễn Văn Hoan thuộc trường Đại Học
Nông Nghiệp I đã sử dụng các chất có hoạt tính sinh học cao từ chitin để kích
thích nẩy mầm các hạt lúa giống quốc gia ĐH 60 đã bảo quản từ 19 – 21 tháng và

các hạt này gần như mất hết khả năng nẩy mầm. Đồng thờ, khi sử dụng các chất
có hoạt tính sinh học này còn có khả năng kích thích sự sống của hạt giống cao
hơn, chất lượng cây mầm tốt hơn và góp phần nâng cao giá trị gieo trồng của hạt
giống [12].