báo cáo đề tài xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng chitosan

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ









BÁO CÁO NGHIỆM THU







XỬ LÝ BẢO QUẢN CHỐNG MỐC
CHO TRE BẰNG CHITOSAN







T.S. Vũ Thị Lâm An
Th.S. Tăng Thị Kim Hồng

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 03/ 2010
ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ









BÁO CÁO NGHIỆM THU

XỬ LÝ BẢO QUẢN CHỐNG MỐC
CHO TRE BẰNG CHITOSAN



Chủ nhiệm đề tài Chủ nhiệm đề tài



T.S. Vũ Thị Lâm An Th.S. Tăng Thị Kim Hồng



Cơ quan quản lý Cơ quan chủ trì

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 03/ 2010
MỤC LỤC

Danh sách các chữ viết tắt iii
Bảng quyết toán kinh phí đợt 1 iv
Bảng quyết toán kinh phí đợt 2 v
Tóm tắt vi
Summary ix


Phần I: TỔNG QUAN
3 Cơ sở để lựa chọn chitosan cho xử lý bảo quản gỗ
1.
2. Tình hình nghiên cứu chitosan cho việc xử lý bảo quản gỗ ở nước ngoài 3
3. Tình hình nghiên cứu chitosan trong nước 4
4. Tính cấp thiết của đề tài 5
Ý nghĩa và tính mới về khoa học và thực tiễn 6
5.

Phần II: NỘI DUNG THỰC HIỆN
A. Nội dung giai đoạn I 7
4.1. Khả năng kháng mốc của 5 loại tre (tre Tầm Vông, tre Gai, tre Lồ ô, tre Mỡ, và
tre Mạnh Tông) được xử lý bằng chitosan kết hợp chất xúc tác theo phương
pháp tẩm ngâm 11
4.2. Khả năng kháng mốc của 5 loại tre (tre Tầm Vông, tre Gai, Lồ ô, tre Mỡ và tre
Mạnh Tông) được tẩm theo phương pháp tẩm áp lực 22
B. Nội dung giai đoạn II 34

.1. Khảo nghiệm quy trình xử lý chống mốc từ tre nguyên liệu 35
3
3.2. Thử nghiệm khả năng kháng mốc của chi tiết sản phẩm tre khi sơn bằng dung
dịch sơn được pha trộn bổ sung bằng chitosan 3
6
.3. Đề xuất quy trình xử lý tre chống mốc cho tre bằng chitosan 38
3
i
3.4. So sánh hiệu quả kinh tế của xử lý bảo quản chống mốc tre bằng chitosan với
chất bảo quản khác 3
8
4. Kết quả 38
5. Đề xuất quy trình xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng chitosan theo phương
pháp tẩm ngâm và tẩm áp lực 40
6. So sánh hiệu quả kinh tế của xử lý bảo quản quản chống mốc tre bằng chitosan
với chất bảo quản khác 42
Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận 46
Kiến nghị 47
TÀI LIỆU THAM KHẢO 48
Phụ lục
ii
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
VIẾT TẮT THUẬT NGỮ TIẾNG VIẾT
KS Kali sorbate
NB Natri benzoate
NT Nghiệm thức
DDG Điểm đánh giá

iii

BẢNG QUYẾT TOÁN KINH PHÍ ĐỢT I
Đề tài : “Xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng chitosan”
Chủ nhiệm: TS. Vũ Thị Lâm An
ThS. Tăng Thị Kim Hồng

Cơ quan chủ trì: Đại học Nông Lâm
Thời gian đăng ký: 11/2008 đến 11/2009
Tổng kinh phí được duyệt: 226.000.000 đồng
Theo thông báo số: 223 /TB-SKHCN ngày 11 tháng 11 năm 2008 số tiền: 150.000.000 đ
TT Nội dung Kinh phí Trong đó
(x1000đ) Ngân sách
(x1000đ)
Nguồn khác
(x1000đ)
Ghi chú
I Kinh phí được cấp 150.000 150.000 0

II Kinh phí quyết toán
trong năm
150.000 150.000 0
1. Công chất xám 24.000
2. Công thuê khoán 49.500
3. Nguyên, nhiên, vật
liệu, dụng cụ, phụ
tùng, văn phòng
phẩm
39.541,2
4. Thiết bị 8.500
5. Xét duyệt, giám
định, nghiệm thu

9.624 TƯ: 3.480.000 đ
6. Đánh máy, in ấn tài
liệu,
0,835
7. Chi phí điều hành 18.000

Tổng 150.000,2

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI THƯ KÝ ĐỀ TÀI THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
iv
BẢNG QUYẾT TOÁN KINH PHÍ ĐỢT II
Đề tài: “Xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng chitosan”

Chủ nhiệm: TS. Vũ Thị Lâm An
ThS. Tăng Thị Kim Hồng
Cơ quan chủ trì: Đại học Nông Lâm
Thời gian đăng ký: 11/2008 đến 11/2009
Tổng kinh phí được duyệt: 268.000.000 đồng
Theo thông báo số: 244 /TB-SKHCN ngày 04 tháng 12 năm 2009 số tiền: 53.000.000 đ và
23.000.000 đ đợt cuối (nhận sau khi kết thúc đề tài)
TT Nội dung Kinh phí Trong đó
(x1000đ) Ngân sách
(x1000đ)
Nguồn khác
(x1000đ)
Ghi chú
I
1.
2.
Kinh phí được cấp

Đợt 2
Đợt cuối
139.480
53.000
23.000
76.000
53.000
23.000
60
TƯ: 3.480.000 đ
II Kinh phí quyết toán 139.480 53.000 60
1. Công chất xám 0.000
2. Công thuê khoán 45.330
3. Nguyên, nhiên, vật
liệu, dụng cụ, phụ
tùng, văn phòng
phẩm

6.270

4. Thiết bị 4.500
5. Xét duyệt, giám
định, nghiệm thu

18.883

6. Đánh máy, in ấn tài
liệu

0.800

7. Chi phí điều hành 3.800

Tổng 139.583

CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI THƯ KÝ ĐỀ TÀI THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
v
TÓM TẮT
Đề tài: “Xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng chitosan” đã được thực
hiện để đánh giá hiệu quả chống mốc của tre được xử lý bằng chitosan trong điều
kiện phòng thí nghiệm và thực địa nhằm đưa ra phương pháp bảo quản mới cho tre
bằng chitosan có thể áp dụng ở qui mô công nghiệp. Đề tài được thực hiện theo 2
giai đoạn.
Ở giai đoạn 1, chúng tôi tiến hành thử nghiệm khả năng kháng nấm mốc
trên 5 loại tre được xử lý bằng chitosan trong điều kiện phòng thí nghiệm. 5 loại
tre bao gồm: tre Tầm Vông (Thyrsostachys siamensis), Mạnh Tông
(Dendrocalamus asper), tre Gai (Bambusa stenostachya), Lồ ô (Bambusa
procera) và tre Mỡ (Bambusa arundinacea) là những loại tre được chọn nghiên
cứu; trong đó tre Tầm Vông là loại tre đặc ruột và các loại tre còn lại là tre rỗng
ruột. Bảy loại nấm mốc dùng cho thử nghiệm được chúng tôi phân lập và định
danh từ các mẫu tre bị nhiễm mốc: Aspergillus niger (A. niger), A. flavus, A.
oryzae, A. sp, Trichoderma sp, Mucor sp, Penicillium sp. Trong giai đoạn này, các
mẫu tre sau khi chà vỏ và cắt theo kích thước tương ứng cho từng thí nghiệm
(chiều dài 150 mm X đường kính ống tre) đã được xử lý bằng phương pháp tẩm
ngâm (thời gian tẩm ngâm được khảo sát 1, 2 và 3 ngày) với chitosan ở các mức
3,0%; 4,5%; 6% (v/v) kết hợp với kali sorbate (KS) ở các nồng độ 0,5; 1; 1,5%
(w/v) (Thí nghiệm 1A) hoặc với natri benzoate (NB) ở các nồng độ 0,5; 1; 1,5%
(w/v) (Thí nghiệm 1B) hoặc được xử lý bằng phương pháp tẩm áp lực (thời gian
nén áp lực 30, 45, 60 phút và áp lực tẩm ở 3 mức 2 kG/cm
2

; 4kG/cm
2
; 6 kG/cm
2
)
với chitosan ở các mức nồng độ 1,0%; 1,5%; 2% (v/v) kết hợp với KS 0,3; 0,5;
0,7% (w/v) (Thí nghiệm 2A) hoặc với NB 0,3; 0,5; 0,7% (w/v) (Thí nghiệm 2B).
Tre sau khi được xử lý đã được cấy hỗn hợp bào tử nấm mốc và kết quả kháng
mốc của tre được đánh giá qua tỷ lệ nấm mốc mọc trên diện tích bề mặt mẫu tre
trong thời gian theo dõi 7 tuần dựa theo tiêu chuẩn châu Âu EN113. Qua đó tìm ra
vi
các thông số công nghệ thích hợp và xây dựng phương trình tương quan giữa các
thông số này để đề xuất quy trình xử lý tre trong thực tiễn.
Thử nghiệm kháng mốc cho 5 loại tre bằng chitosan kết hợp với chất xúc
tác trong điều kiện phòng thí nghiệm được đúc kết như sau: xử lý tre bằng
chitosan kết hợp với KS cho kết quả kháng mốc rất tốt trong cả hai phương pháp
tẩm ngâm và áp lực. Sự kết hợp NB với chitosan để bảo quản kháng mốc cho 5
loại tre khảo nghiệm đều cho kết quả không hữu hiệu hoặc cho khả năng kháng
mốc rất thấp. Kết quả thử nghiệm kháng mốc trên các loại tre được xử lý chitosan
kết hợp với KS hoặc NB đều tương tự nhau trên từng nghiệm thức khảo sát, đặc
biệt là giữa các loài tre rỗng ruột (tre Gai, Lồ ô, tre Mỡ và Mạnh tông).
Ở giai đoạn 2, dựa vào các nghiệm thức bảo quản chống mốc hữu hiệu, sự
không khác biệt (hoặc khác biệt không đáng kể) về kết quả giữa các loại tre trong
điều kiện thí nghiệm và trên cơ sở lựa chọn các thông số công nghệ thích hợp
chúng tôi đã tiến hành quy trình thử nghiệm trong điều kiện thực địa trên 2 loại
tre: tre Tầm vông (đặc ruột) và Mạnh tông (loại rỗng ruột).
Kết quả kháng mốc của tre nguyên liệu Tầm vông và Mạnh tông được tìm
thấy 2 nghiệm thức hữu hiệu ở phương pháp tẩm ngâm: NT1 (nồng độ chitosan là
6%; chất xúc tác KS 1,5% và thời gian ngâm là 1 ngày; NT2: 4,5% chitosan, KS:
0,5% và thời gian ngâm 2 ngày). Đối với phương pháp tẩm áp lực, cũng xác định

được 2 nghiệm thức xử lý kháng mốc rất tốt: NT1 (nồng độ chitosan là 2%; chất
xúc tác KS 0,7%, áp lực nén thuốc là 2kg/cm
2
với thời gian nén là 60 phút; NT2:
chitosan 1,5%, KS 1,5%, áp lực nén là 4kg/cm
2
với thời gian nén là 45 phút).
Thử nghiệm khả năng kháng mốc của chi tiết sản phẩm tre được sơn bằng
sơn QNATECH N158 (là loại sơn nước có chất tạo màng Acrylic copolymer) có
bổ sung dung dịch chitosan, nhận thấy mẫu được sơn có phối trộn với dung dịch
chitosan có nồng độ chitosan 4,5% và chất xúc tác KS 1% (NT1); nồng độ
chitosan 3% và 0,7% KS (NT2) theo tỷ lệ phối trộn 0,5 dung dịch chitosan: 1 sơn
QNATECH N158 : 0,5 nước cho khả năng kháng mốc hữu hiệu đối với phương
vii
pháp phun. Các mẫu được sơn bằng dung dịch sơn có bổ sung dung dịch chitosan
3% và 0,7% với tỉ lệ phối trộn: 1sơn : 0,75 dd chitosan : 0,75 nước theo phương
pháp nhúng cũng cho hiệu lực kháng mốc tốt.
Từ kết quả thực nghiệm, đề tài cũng đã xây dựng được quy trình xử lý bảo
quản chống mốc cho tre bằng Chitosan theo phương pháp tẩm ngâm và tẩm áp lực.
Khi so sánh hiệu quả của việc xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng chitosan với
xử lý bảo quản chống mốc cho tre bằng hoá chất SARPECO 8 và Celbrite T (hai
loại hoá chất đã và đang được sử dụng ở Công ty tre Tầm Vông), chúng tôi thấy
xử lý chống mốc bằng chitosan hiệu quả hơn trên cơ sở tính toán chi phí hoá chất
sử dụng.
viii
Summary
The recent study was carried out to assess the effect of chitosan treatments
in laboratory and field conditions on antifungal effectiveness on bamboo in order
to develop a new conservation of bamboo with chitosan that could be applied in
industrial levels. It was divided into 2 phases.

In the first phase, antifungal ability of bamboo samples of 5 bamboo
species treated with chitosan was investigated under experimental conditions. The
bamboo species were: Tam Vong (Thyrsostachys siamensis), Manh Tong
(Dendrocalamus asper), Gai (Bambusa stenostachya), Lo o (Bambusa procera)
and Mo (Bambusa arundinacea); among them, Tam Vong is male bamboo while
other species are female ones.
Seven fungi were Aspergillus niger (A. niger), A. flavus, A. oryzae, A. sp,
Trichoderma sp, Mucor sp, Penicillium sp, which were isolated from bamboo
infected with different kinds of fungi species. In this phase, bamboo samples were
prepared and treated using soaking (Experiment 1) and vacuum pressure treatment
methods (Experiment 2). In experiments using soaking method, bamboo samples
were soaked in solutions of chitosan 3.0%; 4.5%; 6% (v/v) with potassium sorbate
(KS) 0.5; 1; 1.5% (w/v) (Experiment 1A) or with sodium benzoate (NB) 0.5; 1;
1.5% (w/v) (Experiment 1B) for 1, 2 and 3 days. In experiments using vacuum
pressure, bamboo samples were treated with solutions of chitosan 1.0%; 1.5%; 2%
(v/v) with potassium sorbate (KS) 0.3; 0.5; 0.7% (w/v) (Experiment 2A) or with
sodium benzoate (NB) 0.3; 0.5; 0.7% (w/v) (Experiment 2B) under pressure levels
of 2 kG/cm
2
; 4kG/cm
2
; 6 kG/cm
2
for 30, 45, 60 min.
The treated bamboo samples were inoculated with a spore mixture of 7
fungi species and the ability of the antifungal treatments was evaluated based on
percentage of molding surface on bamboo samples stored at 25-37
o
C and relative
humidity of 75-85% for 8 weeks according to EU standard EN113. As a result,

ix
technical parameters and regression equations were defined in order to establish
treatment steps for applying in real manufacturing conditions.
The results of the first phase showed that bamboo treated with chitosan
combined with KS could resist molding in both treatment methods very well,
while no or very low effects were observed on bamboo samples treated with
chitosan combined with NB. There was no significant difference in antimolding
ability of bamboo samples treated with either KS or NB among the 5 bamboo
species, especially female bamboos (Tam Vong, Manh Tong, Gai, Lo o and Mo).
In the phase 2, based on the effective formulations against molding and the
results showed no differences (or no significant difference) between the species of
bamboo in laboratory test as well leaning on the appropriate parameters, we
selected Tam Vong and Manh Tong for field testing.
The field experiments with round bamboo of Tam Vong and Manh Tong
showed that molding of bamboo could be prevented by treatment with
formulations: NT1: Chitiosan 6%, KS 1.5% and soaking time 1 day; NT2:
Chitiosan 4.5%, KS 0,5% and soaking time 2 days. On the pressure method, there
were two effective formulations: NT1: chitosan 2%, KS 0,7%, pressure
2kg/cm
2

and time 60 minutes; NT2:
chitosan 1.5%, KS 1.5%, pressure 4kg/cm
2
and time 60
minutes.
The testing of mold-resistant for the parts of bamboo furniture painted with
QNATECH N158 (water-based acrylic lacquer) combined with chitosan solution
showed the effective formulations for spraying method were: solution chitosan
concentration of 4.5% and 1% catalyst KS (NT1) chitosan 3% and 0.7% KS (NT2)

with the mixing ratio: 0.5 chitosan solution: 1 QNATECH : 0.5 water. For the
dipping method, the effective formulations were NT1 of chitosan 3% and 0.7% KS
with mixing ratio: 1 QNATECH: 0.75 solution chitosan: 0.75 water.
From the experimental results, the project also built the process of bamboo
treatment against mold by Chitosan in both soaking and pressure impregnations.
x
Comparing the economic efficiency of the processing of bamboo (Tam vong)
preservation against mold with chitosan combined with other chemicals like
Celbrite and SARPECO 8 T (two chemicals are being used in the Co. Tam Vong),
on the basis of calculating the cost of chemicals used we see the treatment with
chitosan is more effective than the others.


xi
BÁO CÁO NGHIỆM THU

Tên đề tài: XỬ LÝ BẢO QUẢN CHỐNG MỐC CHO TRE BẰNG CHITOSAN

Chủ nhiệm đề tài: TS. Vũ Thị Lâm An,
và đồng chủ nhiệm: ThS. Tăng Thị Kim Hồng
Cơ quan chủ trì: Đại học Nông Lâm TP. HCM
Thời gian thực hiện đề tài: 12 tháng
Kinh phí được duyệt: 226 triệu đồng
Kinh phí đã cấp đợt 1: 150.000.000 đồng theo TB số: 223/TB-KHCN ngày
11/11/2008
Kinh phí đã cấp đợt 2: 53.000.000 đồng theo TB số: 244/TB-KHCN ngày
04/12/2009

Mục tiêu: Đánh giá hiệu quả chống mốc của tre được xử lý bằng chitosan trong
điều kiện phòng thí nghiệm và thực địa. Trên cơ sở đó đưa ra phương pháp bảo

quản mới cho tre bằng chitosan có thể áp dụng ở qui mô công nghiệp
.

Nội dung:

Nội dung giai đoạn 1: Thử nghiệm khả năng kháng nấm mốc trên 5 loại tre
được xử lý bằng chitosan trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện
- Xác định khả năng chống mốc của tre
trong điều kiện phòng thí nghiệm
- Tìm các thông số công nghệ thích hợp để
đề xuất quy trình xử lý tre trong thực tiễn
- Xây dựng phương trình tương quan
Đã hoàn tất


1
Nội dung giai đoạn 2: Khảo nghiệm quy trình xử lý bảo quản chống mốc cho
tre Tầm Vông, tre Gai và tre Mạnh Tông bằng chitosan tại Công ty tre
Tầm
Vông

Công việc dự kiến Công việc đã thực hiện
- Xác định khả năng chống mốc của tre
nguyên liệu trong điều kiện thực địa
- Xác định khả năng chống mốc của chi
tiết sản phẩm được sơn bằng dung dịch
sơn pha trộn bổ sung bằng chitosan
- Đề xuất quy trình xử lý bảo quản chống

mốc cho tre bằng chitosan
- So sánh hiệu quả kinh tế bảo quản
chống mốc cho tre bằng chitosan với chất
bảo quản khác.
Đã hoàn tất


2
Phần I. TỔNG QUAN

1. Cơ sở để lựa chọn chitosan cho xử lý bảo quản gỗ
Chitosan có cấu trúc hóa học gần giống cellulose nên dễ gắn kết tế bào
cellulose của gỗ. Sự tương tác tĩnh điện giữa chitosan và bề mặt điện cực âm của
cellulose là yếu tố quan trọng cho sự hấp thụ chitosan vào cellulose (Roberts,
1992). Độ pH của dung dịch và độ deacelty hóa của chitosan có mối tương quan
đến khả năng hấp thụ chitosan vào cellulose gỗ (Frederiksen, 2001). Chitosan là
hợp chất sinh học có tính kháng nấm cao và không độc hại cho con nguời và môi
trường (Laflame và ctv, 1999).

Hình 1.1. Công thức hóa học của chitosan
2.
Tình hình nghiên cứu chitosan cho việc xử lý bảo quản gỗ ở nước ngoài
Từ sự nhìn nhận về môi trường trong công nghiệp chế biến gỗ, chitosan đã và
đang được thế giới quan tâm nghiên cứu như một polymer tự nhiên cho việc xử lý
bảo quản gỗ chống lại sự tấn công của nấm mốc. Chitosan là một trong những
chất tiềm năng được sử dụng trong xử lý bảo quản lâm sản
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu sử dụng chitosan cho việc xử lý bảo
quản gỗ và đã cho những kết quả rất khả quan. Có thể kể đến một số công trình
nghiên cứu ở các nước như:
¾ Đề tài nghiên cứu “Xử lý biến tính cho ván nhân tạo bằng hợp phức

chitosan và đồng” của Viện nghiên cứu công nghiệp gỗ Beijing, Trung Quốc đã
cho kết quả tích cực về khả năng kháng mốc của ván khi xử lý bằng hợp phức
này.
3
¾ “Nghiên cứu khả năng kháng nấm mốc của gỗ Sồi (Fagus sylvatica) và
gỗ Thông (Pinus sylvestris) được xử lý bằng chitosan với các mức trọng lượng
phân tử khác nhau” của Đại học Alexandria, Ai Cập đã đưa ra kết quả: chitosan có
trọng lượng phân tử thấp có hiệu quả kháng nấm mốc trên gỗ dác của hai loại gỗ
Sồi và gỗ Thông cao hơn chitosan có trọng lượng phân tử cao và trung bình.
¾
Báo cáo khoa học “Hiệu quả của chitosan trong sự kết hợp với các hợp
chất GRAS như là một chất bảo quản gỗ tiềm năng” của trung tâm nghiên cứu
Chế biến gỗ Ensis ở New Zealand đã đưa ra kết luận: gỗ Thông được xử lý bằng
chitosan trong sự kết hợp với chất GRAS cho hiệu quả kháng mốc tốt hơn xử lý
thuần chitosan. Hợp chất GRAS được dùng kết hợp với chitosan làm tăng hiệu
quả hoạt tính sinh học của chitosan và tăng khả năng chống nấm mốc.
¾
“Sử dụng các resin tự nhiên và chitosan trong biến tính gỗ” là một dự án
lớn được thực hiện từ năm 2002 bởi Viện nghiên cứu Sinh học và Kỹ nghệ gỗ của
truờng ĐH Goettingen, CHLB Đức kết hợp với Viện nghiên cứu Lâm nghiệp và
Cảnh quan Norwegian, Na-uy đã đưa ra một số nhận định rất khả quan về xử lý
bảo quản gỗ bằng chitosan.
Hiện nay, ở Na-uy đã triển khai ứng dụng chitosan cho việc xử lý bảo quản gỗ
ở một số xí nghiệp xử lý gỗ và những đơn vị sản xuất kết hợp với viện nghiên cứu
Lâm nghiệp và Cảnh quan Norwegian.
3.
Tình hình nghiên cứu chitosan trong nước
Trong nước, việc sử dụng hoặc nghiên cứu ứng dụng chitosan cho lĩnh vực
chế biến lâm sản, đặc biệt là xử lý bảo quản lâm sản thì chưa có và dường như
chưa được biết đến.

Hầu như các công trình nghiên cứu về chitosan trong nước tập trung ở những
nghiên cứu sản xuất chitosan và ứng dụng chitosan cho các lĩnh vực: y khoa, môi
trường và gần đây là các nghiên cứu ứng dụng chitosan vào việc bảo quản các sản
phẩm nông nghiệp và hải sản. Các nghiên cứu về chitosan ở trong nước có thể kể
qua:
“Bảo quản trứng gà tươi bằng chitosan” của ThS. Lê Thanh Long, Khoa Cơ
khí - Công nghệ, Trường Đại học Nông Lâm Huế.
“Nghiên cứu tạo màng vỏ bọc
chitosan từ vỏ tôm và ứng dụng bảo quản thuỷ sản” của PGS.TS Bùi Văn Miên và
các cộng sự ở trường Đại học Nông Lâm TP.HCM. “Ứng dụng chitosan trong bảo
quản một số loại trái cây nhiệt đới” của ThS. Nguyễn Minh Xuân Hồng.
4
Tóm lại, việc nghiên cứu sử dụng chitosan cho việc bảo quản lâm sản còn rất
mới ở Việt Nam, nhưng trên thế giới đã và đang có nhiều công trình nghiên cứu
cho lĩnh vực này và đã cho ra những nhận định cũng như những kết quả rất khả
quan và có thể ứng dụng trong thực tiễn.
Tính cấp thiết của đề tài
4.
Nguồn nguyên liệu chính trong nước cho công nghiệp chế biến lâm sản ở Việt
Nam hiện nay cũng như trong tương lai là gỗ rừng trồng và các loại tre. Những
loại nguyên liệu này có độ bền tự nhiên thấp, đặc biệt là khả năng kháng nấm mốc
kém. Vì vậy nhất thiết phải qua xử lý và bảo quản trước khi chế biến sử dụng.
Phương pháp bảo quản lâm sản cho hiệu quả cao từ lâu nay là phương pháp
hóa học. Song việc sử dụng những hóa chất bảo quản gỗ đang còn nhiều vấn đề
bàn thảo, nhất là vấn đề tác hại đến môi trường. Khuynh hướng hiện nay là tìm
kiếm những hóa chất vừa hữu hiệu cho bảo quản vừa không hoặc ít ảnh hưởng
đến môi trường.
Lâu nay bảo quản tre theo phương pháp truyền thống như ngâm nước, ngâm
vôi và xông khói được sử dụng trong xây dựng và sản xuất hàng thủ công mỹ
nghệ từ tre của nước ta rất nhiều. Nhưng phương pháp này còn nhiều hạn chế như

cho hiệu quả thấp, đặc biệt ảnh hưởng đến môi trường, đến màu sắc và gây mùi
hôi cho sản phẩm. Vì vậy mà các nhà sản xuất chế biến tre thường dùng phương
pháp bảo quản hóa học cho việc xử lý tre.
Trong phương pháp bảo quản hóa học, Pentachlorophenate Natri (NaPCP) là
hóa chất được ưa chuộng bấy lâu nay, dùng cho xử lý bảo quản sản phẩm gỗ và
tre vì cho hiệu quả chống nấm mốc cao và chi phí thấp. Hiện nay hợp chất NaPCP
đã bị Hiệp hội sức khỏe thế giới (WHO) và ngay cả nước ta nghiêm cấm sử dụng
trong xử lý bảo quản sản phẩm lâm sản. Trước tình hình này, các nhà chế biến sản
phẩm lâm sản rất quan tâm tìm kiếm loại hóa chất khác để thay thế hoặc tìm
những giải pháp xử lý bảo quản khác. Trong chế biến bảo quản gỗ có thể dùng kỹ
thuật sấy khô hoặc biến tính nhiệt hóa gỗ để chống nấm mốc. Song đối với tre,
giải pháp sấy khô vẫn không thể đảm bảo được tính chống nấm mốc, trừ khi phải
xử lý biến tính nhiệt nhưng chi phí cho xử lý nhiệt này rất cao.
5
Cũng có nhiều loại chế phẩm được phép để dùng thay thế NaPCP cho việc
bảo quản lâm sản, đã du nhập vào nước ta rất nhiều, nhưng giá thành xử lý bảo
quản bằng những chế phẩm này rất cao hoặc yêu cầu công nghệ xử lý phức tạp,
hoặc chưa phù hợp với đặc thù sản xuất trong nước. Vì vậy các nhà sản xuất chế
biến tre vẫn còn đang khắc khoải và mong đợi các cơ quan nghiên cứu và các nhà
khoa học trong nước nghiên cứu tìm kiếm ra loại chế phẩm hoặc các giải pháp xử
lý bảo quản tre mới thân thiện với môi trường để họ có thể áp dụng vào thực tiễn
sản xuất, đặc biệt phù hợp với điều kiện và tình hình sản xuất.
Chính vì vậy, nghiên cứu thử nghiệm các chế phẩm sinh học được sản xuất từ
nguồn sẵn có trong nước để dùng trong xử lý bảo quản lâm sản là một trong
những vấn đề cần được quan tâm và rất bức thiết hiện nay ở nước ta.
5.
Ý nghĩa và tính mới về khoa học và thực tiễn
Chitosan có nhiều trong vỏ tôm, cua và các loài giáp xác. Ở Việt Nam, sản
phẩm tôm, cua đông lạnh chiếm sản lượng lớn nhất trong các sản phẩm đông lạnh.
Chính vì vậy, vỏ tôm, cua phế liệu là nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, có sẵn

quanh năm, nên thuận lợi cho việc sản xuất chitosan. Việc nghiên cứu sử dụng
chitosan cho việc bảo quản lâm sản ở Việt Nam rất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Ý nghĩa khoa học
•
Kết quả đề tài sẽ là dữ liệu khoa học cho việc định hướng nghiên cứu sử
dụng chitosan cho xử lý bảo quản lâm sản.
Ý nghĩa thực tiễn
•
- Tìm ra một quy trình xử lý bảo quản tre mới thân thiện với môi trường
nhằm đáp ứng được nhu cầu của các nhà sản xuất chế biến tre trong việc tìm kiếm
hoá chất chống mốc cho tre, an toàn, thay thế cho một số loại hoá chất độc hại
nằm trong danh mục cấm sử dụng như NaPCP, Arsen…
- Việc nghiên cứu ứng dụng chitosan vào mục đích bảo quản chống mốc
cho tre không những mở ra một hướng đi mới trong việc tận dụng các loại phế
phẩm rẻ tiền để xử lý, bảo quản lâm sản, mà còn giúp đa dạng hóa các ứng dụng
của chitosan, nâng cao giá trị kinh tế của nguồn phế liệu vỏ tôm, cua… giải quyết
một lượng lớn phế liệu thủy sản thuộc nhóm động vật giáp xác.
6
Phần II. NỘI DUNG THỰC HIỆN

A. NỘI DUNG GIAI ĐOẠN I
1.
Tên nội dung: Thử nghiệm khả năng kháng nấm mốc trên 5 loại tre được xử
lý bằng chitosan trong điều kiện phòng thí nghiệm
2.
Thời gian và địa điểm: Các thí nghiệm của nội dung được thực hiện từ tháng
12 năm 2008 đến tháng 6 năm 2009 tại phòng Vi sinh và phòng Thí nghiệm Chế
biến lâm sản Đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh.
3.
Vật liệu và phương pháp thực hiện

3.1.
Vật liệu nghiên cứu
3.1.1.
Nguyên liệu tre
Loại tre
¾
Tre Tầm Vông (Thyrsostachys siamensis), tre Mạnh Tông (Dendrocalamus
asper), tre Gai (Bambusa stenostachya), Lồ ô (Bambusa procera) và tre Mỡ
(Bambusa arundinacea) là những loại tre được chọn nghiên cứu. Trong đó, Tre
Tầm Vông là loại tre đặc ruột, các loại tre còn lại là tre rỗng ruột.
Năm loại tre này là những loại tre chính yếu hiện đang được dùng trong chế
biến xuất khẩu sản phẩm nội thất và ngoại thất từ tre ở khu vực phía Nam Việt
Nam. Các cây tre được chọn thí nghiệm là những cây thành thục (trên 3 tuổi) và
được lấy từ vườn tre Tây Ninh, nơi cung cấp nguyên liệu tre cho Công ty tre Tầm
vông.
Mẫu tre cho các thí nghiệm ¾
Các mẫu tre được cắt chọn từ phía đốt trong của cây tre sau khi chà vỏ, có kích
thước tương ứng cho từng thí nghiệm: chiều dài 150 mm x đường kính ống tre.
3.1.2.
Hóa chất
Chitosan: sử dụng chitosan có trọng lượng phân tử thấp (độ deacetyl (DD):
86 – 89 %) để điều chế dung dịch chuẩn dùng cho các thí nghiệm
. Chitosan sử dụng
được cung cấp bởi Trung tâm Nghiên cứu Chế biến, Trường Đại học Thủy sản Nha
Trang.
7
Chất phụ gia: K–Sorbat (KS) và Na-benzoate (NB) được sử dụng kết hợp để
làm tăng tính hoạt hóa sinh học của chitosan cũng như tăng hiệu quả kháng mốc và
là chất an toàn nằm trong danh mục được phép sử dụng. Trên cơ sở giá thành, hiệu
quả, tính thông dụng và đặc biệt dựa vào kết quả nghiên cứu của đề tài “Hiệu quả

của chitosan trong sự kết hợp với các hợp chất GRAS như là một chất bảo quản gỗ
tiềm năng” của Trung tâm Nghiên cứu Chế biến gỗ Ensis ở New Zealand, chúng tôi
chọn hai chất phụ gia này.
Pha chế dung dịch thí nghiệm
-
Dung dịch chuẩn: sử dụng 1,5 g chitosan hòa tan trong 100 ml dung dịch
axit axetic 1,5% để điều chế dung dịch chuẩn.
-
Dung dịch thí nghiệm: từ dung dịch chuẩn pha chế ra các dung dịch ứng
với chất xúc tác và các nồng độ của mỗi lô thí nghiệm.
Đơn pha chế dung dịch thí nghiệm cho từng nghiệm thức được trình bày chi
tiết trong phụ lục 1
Các chủng mốc thử nghiệm
3.1.3.
Bảy loại nấm mốc dùng cho thử nghiệm được phân lập từ nhiều mẫu tre bị
nhiễm mốc và đã được chúng tôi định danh:
1. Aspergillus niger
2. Aspergillus flavus
3. Aspergillus oryzae
4. Aspergillus sp
5. Trichoderma sp
6. Mucor sp
7. Penicillium sp
3.2.
Mô tả thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu quy hoạch thực nghiệm các yếu tố toàn phần.
Các mức thí nghiệm cho các nghiệm thức được dựa trên cơ sở của thí nghiệm sơ bộ
và kết quả các nghiên cứu mà chúng tôi tham khảo. Các nghiệm thức được thực
hiện lặp lại 3 lần, riêng nghiệm thức tại tâm được thực hiện 5 lần trong mỗi lần lặp
lại.

8
Tre sau khi được chuẩn bị theo quy cách đã được xử lý bằng phương pháp tẩm
ngâm với chitosan kết hợp với kali sorbate (KS) (Thí nghiệm 1A), hoặc với natri
benzoate (NB) (Thí nghiệm 1B), hoặc được xử lý bằng phương pháp tẩm áp lực
theo các chế độ tẩm áp lực khác nhau với chitosan kết hợp với KS (Thí nghiệm 2A)
hoặc với NB (Thí nghiệm 2B). Sau đó, cấy hỗn hợp bào tử nấm mốc vào tre đã xử
lý. Kết quả kháng mốc của tre được đánh giá qua tỷ lệ nấm mốc mọc (theo bảng
2.1).
Thí nghiệm 1.1: “Khảo sát các thông số công nghệ (nồng độ của chitosan, chất
xúc tác và thời gian tẩm) ảnh hưởng đến khả năng kháng mốc của 5 loại tre (tre
Tầm Vông, tre Mạnh Tông, tre Gai, Lồ ô và tre Mỡ) được tẩm theo phương pháp
tẩm ngâm thông thường.
Thí nghiệm được tiến hành với các thông số ảnh hưởng:
X
1
: Nồng độ chitosan (v/v) được chọn ở các mức 3,0%; 4,5%; 6% (v/v).
-
- X
2
:
+ Thí nghiệm 1A: Nồng độ chất xúc tác KS (w/v): 0,5%; 1%; 1,5% (w/v)
Thí nghiệm 1B: Nồng độ chất xúc tác NB (w/v): 0,5%; 1%; 1,5% (w/v)
+
- X
3
: Thời gian tẩm ngâm (ngày) được khảo sát ở 3 mức: 1, 2 và 3 ngày.
Thông số đầu ra:
y (Tỷ lệ nấm mốc mọc trên diện tích bề mặt mẫu tre)
-
Số thí nghiệm được xác định theo công thức:

N= 2
k
= 2
3
= 8 nghiệm thức (NT)
Tổng số lô thí nghiệm :
8NT + 1 NT tại tâm + 1 Đối chứng (DC) = 10 lô thí nghiệm (lô TN)
Nghiệm thức tại tâm với các thông số (chitosan: KS: thời gian ngâm) là
(4,5% chitosan: 1% chất xúc tác KS hoặc NB): 2 ngày ngâm).
Số mẫu cho mỗi lô thí nghiệm trên một loại tre: 2 mẫu
Tổng lượng mẫu cho mỗi lần thực hiện thí nghiệm trên một loại tre: (3 lần
lặp lại)
(9 lô TN x 2 mẫu) + (1 lô TN tại tâm x 5 lần x 2 mẫu) = 28 mẫu
9
Thí nghiệm 1.2: Khảo sát các thông số công nghệ (nồng độ của chitosan, chất
xúc tác, thời gian và áp suất tẩm) ảnh hưởng đến khả năng kháng mốc của 5 loại tre
(tre Tầm Vông, tre Mạnh Tông, tre Gai, Lồ ô và tre Mỡ) được tẩm theo phương
pháp tẩm áp lực.
Thông số biến đổi (thông số ảnh hưởng):
X
1
: nồng độ chitosan (v/v) được chọn ở các mức 1,0%; 1,5%; 2% (v/v).
-
-
X
2
:
+ Thí nghiệm 2A: nồng độ chất xúc tác KS (w/v) 0,3%; 0,5%; 0,7% (w/v)
Thí nghiệm 2B: nồng độ chất xúc tác NB (w/v) 0,3%; 0,5%; 0,7% (w/v)
+

- X
3
: thời gian nén áp lực (phút): khảo sát ở 3 mức 30, 45, 60 phút.
- X
4
: áp lực tẩm được khảo sát áp lực tẩm ở 3 mức: 2 kG/cm
2
; 4kG/cm
2
;
6kG/cm
2
.
Thông số đầu ra:
y là tỷ lệ nấm mốc mọc trên diện tích bề mặt mẫu tre
-
Số thí nghiệm: N= 2
k
= 2
4
= 16 nghiệm thức.
Tổng số lô thí nghiệm:
16 NT + 1 NT tại tâm +1 Đối chứng = 18 lô thí nghiệm (lô TN)
Nghiệm thức tại tâm với các thông số (chitosan: KS: thời gian nén áp lực: áp
lực tẩm) là (1,5% chitosan: 0,5% chất xúc tác KS hoặc NB): 45 phút nén: 4kG/cm
2
).
Số mẫu cho mỗi lô thí nghiệm trên một loại tre: 2 mẫu
Tổng lượng mẫu cho mỗi lần thực hiện thí nghiệm trên một loại tre: (3 lần
lặp lại)

(18 lô TN x 2 mẫu) + (1 lô TN tại tâm x 5 lần x 2 mẫu) = 46 mẫu
3.3.
Phương pháp đánh giá
Các mẫu tre sau khi được xử lý chitosan (theo phương pháp tẩm ngâm và tẩm
áp lực) sẽ được để khô tự nhiên, rồi cho vào từng hộp cấy sẵn nấm mốc và đặt các
hộp này trong môi trường có nhiệt độ từ 25
o
C – 37
o
C và ẩm độ không khí 75 – 85
%. Sau đó tiến hành đánh giá khả năng kháng mốc của các mẫu tre qua việc theo
dõi diễn biến mốc trên bề mặt mẫu tre 1 tuần/lần trong thời gian là 2 tháng.
10
Chỉ tiêu theo dõi
Tỷ lệ % diện tích bề mặt mẫu tre bị nấm mốc phát triển, được xác định dựa theo
bảng cho điểm và đánh giá dựa trên tiêu chuẩn Châu Âu EN 113.
Bảng 2.1: Thang điểm đánh giá tỷ lệ mốc mọc (theo tiêu chuẩn Châu Âu EN 113)
Thang điểm Tỉ lệ mốc mọc (%) Trung bình tỉ lệ mốc mọc (%)
0 0 0
1 1 – 5 3
2 6 – 25 15,5
3 26 - 50 38
4 51 – 75 63
5 76 – 100 88
Chỉ tiêu đạt yêu cầu
Nghiệm thức xử lý có mẫu không bị nấm mốc (có điểm theo bảng đánh giá là
0) hoặc mẫu có tỷ lệ nhiễm dưới 25% (có điểm theo bảng đánh giá là 1 và 2).
3.4.
Xử lý số liệu thực nghiệm: theo chương trình Excel
4.

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1.
Khả năng kháng mốc của 5 loại tre (tre Tầm Vông, tre Gai, tre Lồ ô, tre
Mỡ, và tre Mạnh Tông) được xử lý bằng chitosan kết hợp chất xúc tác theo
phương pháp tẩm ngâm
4.1.1.
Đối với tre Tầm vông
4.1.1.1.
Chitosan kết hợp với chất phụ gia K-sorbate (KS)
Hiệu lực kháng mốc của tre Tầm vông được xử lý bằng chitosan kết hợp với
chất xúc tác K-sorbate trong các nghiệm thức xử lý khác nhau được trình bày trong
đồ thị 4.1a.
11
Đ
ồ thị 4.1a: Tỷ lệ mốc mọc (% ) trên Tre Tầm Vông
sau khi xử lý Chitosan kết hợp K-Sorbate theo
phương pháp ngâm tẩm sau 8 tuần theo dõi
0
10
20
30
40
50
60
70
80
123456789
NT
% Mốc mọc

0 đi
ểm
1 đ
i
ểm
2 đi
ểm
3 đi
ểm
4 đi
ểm
5 đi
ểm

Các nghiệm thức xử lý kháng mốc hữu hiệu
+ Kết quả đánh giá hiệu lực bảo quản chống mốc cho tre ở bảng 3.1.a cho thấy
xử lý tre với nồng độ chitosan 6% kết hợp với chất xúc tác K-Sorbate 1,5% trong
thời gian ngâm 1 ngày (NT4) và 3 ngày (NT8) có khả năng kháng mốc hoàn toàn
(có điểm đánh giá là 0).
+ Thời gian 2 ngày ngâm mẫu với dung dịch có nồng độ chitosan 4,5% với chất
xúc tác KS 1% (NT 8) đã đạt được hiệu lực kháng mốc khá tốt (điểm đánh giá là 1).
+ Xử lý tre Tầm vông với nồng độ chitosan 6% với chất xúc tác KS 0,5% trong
thời gian tẩm 1 ngày (NT2) và 3 ngày (NT6) cho kết quả kháng mốc hữu hiệu (điểm
đánh giá là 2). Tương tự, kết quả này cũng quan sát được ở NT3 và NT7.
Nghiệm thức xử lý kháng mốc không đạt yêu cầu
Chỉ có một nghiệm thức NT1 (chitosan 3% và KS 0,5% trong thời gian tẩm 1
ngày) cho kết quả kháng mốc không đạt yêu cầu.
Phương trình tương quan giữa các yếu tố thí nghiệm đến tỷ lệ mốc mọc
trên tre
12