Ứng dụng Chitosan trong chế biến và bảo quản rau quả

Chitosan GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
PHỤ LỤC 32
CÁC NGUỒN NGUN LIỆU SẢN XUẤT CHITIN VÀ CHITOSAN 32
34
TÀI LIỆU THAM KHẢO 35
I. Giới thiệu chung về Chitosan:
1. Giới thiệu sơ lược về Chitin:
Chitin là một polysacharide xuất hiện nhiều thứ hai trong thiên nhiên chỉ sau
cellulose, sản phẩm thương mại thường ở dạng rắn. Chitin có mặt trong vỏ các loại giáp
xác (tơm, cua…), nhuyễn thể (sò, ốc…), bộ cánh cứng của cơn trùng, màng tế bào nấm
thuộc họ Zygemycetes, có trong sinh khối nấm mốc và một vài loại tảo.
Chitin có tên khoa học là: poly[-β (1-4) -2 –acetamido -2-deoxy-D-glycopyranose].
Cơng thức cấu tạo của Chitin:
Chitin có cấu trúc tương tự cellulose, khi thay C(2) – nhóm hydroxyl của cellulose
bằng C(2)–acetamido ta sẽ Chitin.
 Cấu trúc mạng tinh thể của Chitin:
Chitin tồn tại ở 3 dạng polymorphic. Hướng sắp xếp của các mạch thay đổi hình
thành 3 dạng cấu trúc , , 
 - Chitin:
- Chitin:
- Chitin:
Trang 1
Hình 1: Cấu trúc của Chitin
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Dạng  - Chitin là bền nhầt và phổ biến nhất. Từ ,  - Chitin có thể chuyển hóa về
dạng  - Chitin
a. fomic
- Chitin  - Chitin
Dd HCl 6M nguội

Dd LiSCN bão hòa
- Chitin  - Chitin
Dạng ,  đều bền trong NaOH 1.25M, HCl 1.25M.
 - Chitin có nhiều ở phần cứng vỏ động vật.
, - Chitin có nhiều ở vùng mềm và dai của động vật.
Trong tự nhiên, dạng liên kết của Chitin thường là phức với protein và
polysaccharic. Liên kết Protein-Chitin được gọi là “ Coralent”.

Chitin thường không tồn tại trong thiên nhiên như một chất riêng biệt mà xuất hiện
dưới dạng phức chất với nhiều chất khác như protein, polysaccharic (kể cả cellulose).
Chitin tinh khiết chỉ có trong vỏ gai (extracellular spine) của những loài khúc tảo, còn lại
là trong phòng thí nghiệm sau quá trình xử lý để lọai các thành phần khác. Thực tế ta chỉ
khảo sát được Chitin dưới dạng hợp chất có chứa Chitin. Ngay cả khi dùng Chitin đã
được làm sạch người ta vẫn không xem nó là một đơn chất vì các mạch polime sẽ chứa
một phần 2-amino-2-deoxy-D-glycopyranose và một lượng đáng kể 2-acetamido-2-
deoxy-D-glycopyranose.
Chitin không hòa tan trong hầu hết các dung môi thông thường nên khả năng ứng
dụng bị hạn chế. Do đó người ta thực hiện quá trình deacetyl hóa Chitin để tạo ra sản
phẩm Chitosan nhằm cải thiện độ hòa tan, tăng khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
2. Chitosan:
 Chitosan có tên khoa học: poly[β- (1-4) -2 - amido -2-deoxy-D-glycopyranose].
 Công thức phân tử: (C
6
H
11
NO
4
)
n

 Trọng lượng phân tử trung bình: 10000 – 50000 dalton
Hình 2: Cấu trúc của Chitosan
 Chitosan là sản phẩm biến tính của Chitin, được tạo thành bằng cách loại các
nhóm acetyl từ phân tử Chitin (quá trình deacetyl).
Trang 2
Chitosan
Hình 3: Chitosan thương phẩm
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Chitosan thương phẩm đã khử 80-85% nhóm acetyl (DD=80-85%)
 Những tính chất chung của Chitosan thương phẩm:
+ Kích thước hạt: 1-3 mm
+ Trọng lượng riêng biểu kiến: 0.15-0.05
+ Độ ẩm: 10%
+ Phần hòa tan trong kiềm và tro: 5%
+ Màu dung dịch: trắng hơi vàng
+ Trọng lượng phân tử: 1,6.10
5
– 3.10
5
g/mol
+ Hàm lượng amin: 7-10%
a. Tính chất vật lý:
Chitosan thương phẩm có dạng
vảy rắn, màu trắng hay vàng nhạt,
không mùi vị.
Nhiệt độ nóng chảy: 309-311
o
C
 Cấu trúc vật lý:
Trang 3

Tách nhóm acetyl
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Cấu trúc của Chitosan thay đổi tùy thuộc cấu trúc của Chitin nguyên liệu và phương
pháp điều chế. Sự khác nhau trong cách sắp xếp các mạch polime trong Chitin sẽ dẫn đến
sự khác nhau tương ứng trong Chitosan. Song người ta cho rằng trạng thái bền vững nhất
của Chitosan tinh chế là một trong những cấu trúc tinh thể đúng của Chitosan. Kết quả
phân tích những sản phẩm thu được bằng cách nấu chảy Chitin trong KOH ở 180
o
C và
bằng cách xử lý với dd NaOH đậm đặc cho thấy là như nhau.
 Tính tan:
Chitosan là một base tạo được các muối với acid do đó hình thành các
polyelectrolyte mà tính tan phụ thuộc vào bản chất của những amino liên quan. Thường
thì acid được cho vào Chitosan đang ngâm nước để tạo thành muối và sự hòa tan tự xảy ra
đồng thời. Ví dụ để có dd 1% thì dùng 1,0g Chitosan trong 50ml nước và cho tiếp thêm
50ml dd acid 2%.
Tính tan của Chitosan trong các dung môi khác nhau như sau:
+ Trong acid vô cơ:
Chitosan tan được trong HCl, HBr, HI, HNO
3
và HclO
4
lõang nhưng cũng có thể tạo
tủa tách riêng được trong dd HCl hoặc HBr khi tăng nồng độ acid. Chitosan cũng hòa tan
được trong H
2
SO
4
ở nhiệt độ phòng. Trong acid H
2

SO
4
đậm đặc, sự hòa tan xảy ra song
song với sự sulphat hóa và thủy phân Chitin.
+ Trong các acid hữu cơ:
Chitosan hình thành muối tan được trong nước với một nhóm acid hữu cơ. Những
muối monocarboxylic acid lên đến hecxanoic dễ dàng hòa tan trong nước khi hình thành
với maloic acid đến nonane dioic acid dều hòa tan được trong nước. Những nghiên cứu về
muối của Chitosan và các acid aromatic carboxylic cũng cho thấy khả năng tan được
trong nước như Chitosan benzoate, Chitosan o-amino benzoate (Chitosan anthranilate),
Chitosan p-amino benzoate và cũng có một số muối không tan hoặc ít tan trong nước như
Chitosan phenylacetate… Còn muối của Chitosan và acid formic, acid acetic tan rất tốt
trong nước.
+ Trong những dung môi hữu cơ:
Chitosan hòa tan một cách dễ dàng trong hỗn hợp DMF-N
2
O
4
với tỷ lệ N
2
O
4
:
Chitosan =3:1 cho những dd có độ nhớt thấp và không xảy ra một biến đổi hóa học nào
của Chitosan. Đây là dung môi hữu cơ được nghiên cứu đến.
 Tính tương hợp với các dung môi:
Dung dịch Chitosan trong dung dịch acid acetic có thể tạo một thể thống nhất với
các dung môi phân cực mà không gây ra sự tạo tủa Chitosan. Dung dịch acid acetic-
Chitosan có tính tương hợp tốt với rượu như metanol, propanol, butanol, ethylen glycol,
diethylene glycol, aceton, glycol formamide. Những dung dịch acid của Chitosan đều hòa

lẫn được với các lọai nhựa tan trong nước không ion, hồ, dextrin, glucose, saccharose, các
glycol, sorbitol và các lọai dầu mỡ, các parafin, hydrocloric, nitric, formic, citric, và acid
lactic nhưng không hòa tan trong acid sulfuric và các sulphate.
 Bản chất điện ly cao phân tử của Chitosan trong dung dịch acid:
Trong dung dịch acid, những nhóm amin của Chitosan bị proton hóa và thể hiện bản
chất của chất điện ly cao phân tử. Trong dung dịch lõang không có mặt chất điện ly, chỉ
số độ nhớt tăng theo sự tăng nồng độ dung dịch Chitosan. Đây là đặc trưng của những
Trang 4
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
dung dịch chất điện ly cao phân tử và là kết quả của sự tăng kích thước sợi khi pha lõang
dung dịch do lực đẩy tĩnh điện giữa các đọan mạch. Lực đẩy này có thể bị khử mất bằng
cách thêm một chất điện ly trọng lượng phân tử thấp có tác dụng che những phần mang
điện trên mặt polymer. Và đồng thời, chỉ số độ nhớt cũng giảm theo nồng độ Chitosan
cho trước.
 Cấu tạo và kích thước phân tử của những mạch Chitosan trong dung dịch
acid:
Mạch sẽ mềm dẻo khi tăng sức căng ionic của dung dịch vì lực đẩy tĩnh điện giữa
các mạch giảm. Độ dài bền vững phụ thuộc vào sức căng ionic của chất trung gian và
mức độ ion hóa.
Tính mềm dẻo của mạch tăng theo mức độ deacetyl hóa vì khi đó giảm sự tạo liên
kết hydrogen trong phân tử giữa nhóm C(6)-OH và C(2)-NHCOCH
3
. Tính ổn định của
mạch sẽ giảm khi tăng sự deacetyl hóa và tăng theo sự tăng nhiệt độ. Trong dung dịch
Chitosan tồn tại những glycan β-(1- 4) và có cấu tạo xoắn ngẫu nhiên.
Bảng 1: Kích thước phân tử Chitosan trong dung dịch acid
Dung dịch acid Độ dài (A
o
)
CH

3
COOH 0,33M – NaCl 0,3M 30-230
CH
3
COOH 0,167M – NaCl 0,46M 73
CH
3
COOH 0,2M – NaCl 0,1M – Ure 4M 122

b. Tính chất hóa học của Chitosan:
Trong phân tử chitosan có chứa các nhóm chức -OH, nhóm -NH2 trong các mắt
xích D-glucozamin, do đó nó có thể tham gia các phản ứng hóa học đặc trưng cho từng
nhóm chức, tạo ra các dẫn xuất thế.
Mặt khác chitosan là một polime mà các monome được nối với nhau bởi các liên kết
-(1-4)-glucoside; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit, bazơ,
tác nhân oxy-hóa và các enzim thuỷ phân.
Hình 4: Cấu trúc của Chitosan
 Tính acid bazơ:
Chitosan là một bazơ.
Trang 5
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Hằng số K
b
của nhóm amin thu được từ phương trình:
-NH
2
+ H
2
O
⇔

-NH
3
+
+ OH
-
K
b
=
[ ] [ ]
[ ]
2
3
.
NH
OHNH
−
−
−+
Và pK
b
= -logK
b
Trong khi đó hằng số acid liên hợp thu được từ cân bằng :
-NH
3
+
+ H
2
O
⇔

-NH
2
+ H
3
O
+
K
a
=
[ ] [ ]
[ ]
+
++
−
−
3
32
.
NH
OHNH
Và pK
a
= -logK
a
pK
a
của Chitosan phụ thuộc vào mật độ điện tích của polime và mức độ deacetyl
hóa. Giá trị pK
a
có thể thay đổi từ 6,0 đến 6,8.

 Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp:
Trong phân tử Chitosan có chứa các nhóm chức mà trong đó các nguyên tử Oxi và
Nitơ của nhóm chức còn cặp electron chưa sử dụng, do đó chúng có khả năng tạo phức,
phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim loại chuyển tiếp như: Hg
2+
, Cd
2+
, Zn
2+
,
Cu
2+
,Ni
2+
,Co
2+
Tuỳ nhóm chức trên mạch polime mà thành phần và cấu trúc của phức
khác nhau.
Hình 5: Phức Ni(II) chitosan

Sự tạo phức giữa Chitosan và ion kim loại xảy ra chủ yếu nhờ những nhóm amin
đóng vai trò ligant. Do đó mức độ deacetyl hóa Chitosan và nồng độ của những nhóm
amin linh động có ảnh hưởng lớn đến mức độ tạo phức. Kết quả thực nghiệm cho thấy
mức độ hấp phụ những ion chuyển tiếp ở pH7 bởi các dung dịch Chitosan có mức độ
deacetyl hóa khác nhau sẽ khác nhau như sau:
Bảng 2: Mức độ hấp thu kim loại của Chitosan
Chất nền Mức độ hấp phụ của ion kim loại x 10
3
mol.g
-1

Ni (II) Cu (II) Zn (II) Cd (II)
Chitosan [0.55] 3,5 5,3 5,5 6,5
Chitosan [0.03] 2,3 4,8 3,2 4,9
Trang 6
Trong đó là mạng polime.

Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Kết quả cho thấy dung dịch Chitosan có mức độ deacetyl hóa cao ([0.55]) thì mức
độ hấp phụ các ion kim loại sẽ cao và mức độ này tùy thuộc vào từng loại kim loại.
 Phản ứng thủy phân trong môi trường acid:
Trong môi trường acid Chitosan bị thủy phân nhưng mức độ thủy phân phụ thuộc
vào loại acid, nồng độ acid và một số các yếu tố khác như nhiệt độ, thời gian phản ứng.
Những kết quả cho thấy :
a. Trong môi trường H
2
SO
4
, sự thủy phân Chitosan kèm theo quá trình N-
Sulphate hóa, cho sự phân hóa ngẫu nhiên các mạch phân tử
b. Trong môi trường HF, Chitosan cũng bị thủy phân nhưng kém hơn Chitin,
tạo thành hỗn hợp các Oligome sau 19h ở 20
o
C.
c. Trong các môi trường acid khác như HCl, H
3
PO
4
…, Sự thủy phân cũng xảy
ra ở những mức khác nhau
Sự thủy phân Chitosan trong môi trường acid được ứng dụng để điều chế Chitosan

vi tinh thể.
 Phản ứng deamin hóa:
Dưới tác dụng của acid nitric, nhóm amin của Chitosan sẽ bị khử. Vận tốc của quá
trình có thể tính như sau:
W = Kcf.[H
2
NO
2
+
].[-NH
2
]
Trong đó Kcf là hằng số tốc độ cơ bản.
 Phản ứng nitro hóa:
Cho Chitosan tác dụng với HNO
3
trong hỗn hợp của các loại: glacial acetic acid :
acetic anhydric : acid nitric nguyên chất với tỷ lệ:1:1:1,3 trong 5,5h ở nhiệt độ  5
o
C,sau
đó trung hòa bằng dung dịch kiềm loãng. Sản phẩm thu được là muối acid của Chitosan
nitrat.
O
O
O
2
NO
CH
2
ONO

2
O
3
N NH
3
NH
2
CH
2
ONO
2
O
O
O
2
NO
OH
-
 Phản ứng sulphate hóa:
Cho Chitosan tác dụng với hỗn hợp H
2
SO
4
95% và ClSO
3
H 98% ở nồng độ từ 0-
4
o
C, tỉ lệ 1:2 trong 1h, cho sản phẩm ở dạng Zwitter ionic (là liên kết tĩnh điện giữa
C(6)OSO

3
-
và NH
3
+
C(2) trong phân tử) làm tăng tính cứng của chuỗi. Sản phẩm có dạng:
Trang 7
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
O
HO
O
H O
O
O
3
SOCH
2
O
O
CH
2
OSO
3
NH
3
NH
3
 Phản ứng N-acyl hóa:
Ta có thể acyl hóa Chitosan bằng các Carboxylic acid, chẳng hạn như formyl hóa
Chitosan bằng cách đun Chitosan trong HCHO 100% ở 90

o
C.
Trong những trường hợp khác người ta thường cho Chitosan phản ứng với các
carboxylic anhydric trong môi trường là hệ dung môi đồng tướng: CH
3
COOH 10% vol –
Methanol; hoặc hệ: acid acetic : H
2
O : Methanol tỉ lệ 1 : 9 : 40
Chitosan phản ứng với RCOOH tạo:
O
O
CH
2
OH
NH
O
HO
C
R
O
Ngoài ra Chitosan còn có thể tạo các bazo shiff, do tác dụng với các andehyde mạch
thẳng hay vòng tạo các dẫn xuất N-alkylidene Chitosan và N- arylidene Chitosan gel.
c. Phương pháp khảo sát phản ứng định tính chitosan:
Để kiểm tra một chất có phải là chitosan hay không, người ta có thể sử dụng phản
ứng với Kali Bicromat như sau:
+ Cho 1ml dung dịch Kali Bicromat 5% vào 10ml dung dịch chitosan 0.5% trong
dung dịch acid acetic 1%
+ Nếu có xuất hiện kết tủa màu vàng là có chitosan
3. Lĩnh vực ứng dụng:

Hiện nay trên thế giới, Chitin và Chitosan đang ngày càng được sử dụng rộng rãi,
nhất là ở các nước phát triển như châu Âu (48% sản lượng), Mỹ (31%), Nhật Bản (16%)
và Hàn Quốc (5%). Việc sử dụng Chitin và Chitosan đã mang lại giá trị kinh tế to lớn.
Trang 8
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Hình 6: Tình hình sử dụng Chitin và Chitosan trên thế giới
Chitin và Chitosan có thể dễ dàng bị vi khuẩn phân hủy, tức là chúng cũng thân
thiện với môi trường hơn các loại polymer tổng hợp. Hiện nay Chitosan được ứng dụng
trong rất nhiều lĩnh vực như: y học, thực phẩm, nông nghiệp, môi trường…
 Trong Y tế: nguyên liệu sản xuất thuốc điều trị bỏng, viêm loét dạ dày, hạ
cholesterol, trị béo phì, giảm đau, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng, chữa xương
khớp và chống đựợc cả bệnh ung thư
+ Tác nhân hạ cholesterol: chitosan có chức năng hạ cholesterol trong ruột động vật.
Người ta đã tiến hành thí nghiệm với thỏ và thấy khi được cho ăn thức ăn giàu
cholesterol 0.9% trong 39 ngày, lượng cholesterol huyết thanh tăng từ 79 lên 650 mg/ trên
1kg thể trọng. Trong trường hợp với khẩu phần ăn như trên nhưng có bổ sung 2%
chitosan, lượng cholesterol huyết thanh giảm còn 300 mg/1kg thể trọng, trong khi đó
lượng cholesterol có ích (HDL – cholesterol) giảm không đáng kể. Tuy nhiên khi tiêm
chitosan-oligosaccharide vào thỏ thì không thấy hiện tượng giảm cholesterol, điều này
cho thấy sự giảm cholesterol chỉ xảy ra trong ruột động vật. Và từ lâu, một số chuyên gia
ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga cũng đã phát hiện, Chitosan có
thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu cơ tim và bệnh đột quỵ
+ Điều trị béo phì: khi vào đường tiêu hóa,
chitosan có khả năng bao các hạt cầu béo và kéo
chúng thải ra ngoài theo (động vật không tiêu hóa
chitosan) nhờ đó được ứng dụng làm thuốc giảm béo.
Nước ta hiện nay có thuốc Chitozan để giảm béo
Trang 9
31%
48%

16%
5%
USA Europe Japan Korea
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Hình 7: Khả năng kết hợp của Chitosan với chất béo
+ Các vật liệu y sinh học và dược phẩm: Chitin và chitosan có thể kết hợp sinh học
với mô, cơ quan, tế bào,…và có thể được sử dụng trong việc cấy vào mô. Chitin và các
dẫn xuất của nó có thể tiêu đi trong mô động thực vật, nhưng vẫn có thể dẫn đến gia tăng
sự cảm ứng các protein bảo vệ sinh học gồm lysozyme và chitinase. Tốc độ thủy phân
enzyme với chitin cũng được điều khiển bởi cấu trúc của một nhóm N-acetyl và dẫn xuất
của nó. Do những tính chất đặc trưng này, chitin và các dẫn xuất được sử dụng như những
vật liệu y sinh học hay vật liệu để bao gói các loại thuốc tan chậm. Hoạt độ lipoprotein
lipase trong máu tăng lên khi tiêm N, O-sulfate chitosan và hoạt động miễn dịch được
tăng cường khi cấy chitin N-deacetyl một phần vào mô động vật. Film chitosan bao thuốc
(thấm qua được) cũng công dụng nhu các dang con nhộng thương phẩm và chitosan được
sử dụng như vật liệu dùng để cấy giải phóng chậm các loại thuốc chống ung thư. Chitosan
cũng được đưa vào công thức các loại thuốc uống, làm gia tăng sự hấp thu của thuốc vào
máu
+ Vật liệu vá vết thương: Các vết thương ở mô động, thực vật có thể được bao bằng
một tấm màng hay một miếng xốp chitin và chitosan, hoặc dạng bông, dạng bột mịn. Các
vết thương cũng có thể được trị liệu bằng các dung dịch hay kem chitin và chitosan. Kết
quả là sự phát triển của các tế bào ở vùng mô bị thương được kích thích, chitinase và
lysozyme được tăng cường, dẫn đến mau lành vết thương và hạn chế nhiễm trùng. Tại
cuộc chiến Iraq vừa qua, Mỹ cũng đã sử dụng loại băng cứu thương kiểu mới, kỹ thuật
cao, có thành phần cấu tạo bởi chất Chitosan. So với các loại băng thường, tốc độ cầm
máu, tính sát khuẩn và thời gian lành mô khi sử dụng loại băng này có hiệu quả hơn gấp
nhiều lần.
+ Chất chống nghẽn mạch và chống đông máu: dẫn xuất N-octanoyl và N-hexanoyl
của chitosan có chức năng chống nghẽn mạch, chitosan có chức năng cầm máu. Dẫn xuất
sulfate hóa của chitin và chitosan có hoạt tính chống tụ máu. N, O-sulfate chitosan có hoạt

tính chống đông tụ thấp hơn heparin nhưng O-oligosulfate chitin thì cao hơn mặc dù nó
không có nhóm N-sulfate trong phân tử. Nhóm N-sulfate có vai trò quan trọng trong hoạt
tính của heptarin.
Trang 10
Chitosan GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt
+ Theo nghiên cứu của bệnh viện K Hà Nội trên 60 bệnh nhân ung thư đã cho thấy
chitosan là một chất hỗ trợ điều trị tốt thơng qua việc ngăn cản sự gia tăng của tế bào ung
thư.
+ Chữa bệnh khớp: Điển hình trên thị trường dược hiện nay là loại thuốc chữa khớp
làm từ vỏ tơm có tên Glucosamin đang được thịnh hành trên tồn thế giới. So với sản
phẩm cùng loại thì Glucosamin có ưu thế hơn, do sản xuất từ nguồn vỏ tơm tự nhiên nên
sản phẩm ít gây phản ứng phụ, khơng độc hại và khơng bị rối loạn tiêu hố cho người
bệnh (điều này có ý nghĩa rất quan trọng). Nước Mỹ đã tiêu thụ được hơn 1 tỷ viên nang
Glucosamin. Những năm gần đây, loại thuốc chữa khớp này còn đựợc phổ cập rộng ở
nhiều nước, trong đó có Việt Nam. Nước ta cũng có Glusivac đặc trị thối hóa khớp
 Trong Cơng nghiệp: xử lý nước thải và làm trong
nước sinh hoạt
+ Chitosan cationit tạo các phức hợp đa điện ly với
những polymer polyanionic và tạo phức hợp chelate với
các ion kim loại để tạo kết tủa. Các phản ứng này được
ứng dụng để làm trong nước thải ơ nhiễm. Vào năm 1975,
muối chitosan acetate lần đầu tiên được một cơng ty Nhật
giới thiệu như một tác nhân cationit tự nhiên để đơng tụ và loại
các chất thải trong nước cống. Hiện nay hệ thống này vẫn còn
được sử dụng để xử lý nước thải sinh hoạt, tái sử dụng nước
thải (ví dụ nước hồ bơi), thu hồi các protein và khống từ nước
thải cơng nghiệp, bao bọc các hạt béo, phân lập các chất có
hoạt tính sinh học trong nước tiểu và tách các chất độc nội bào
từ dung dịch lỗng.
Chitosan cũng được sử

dụng như một chất hấp
phụ để tách các đồng vị
phóng xạ nguy hiểm từ
nước ơ nhiễm và thu hồi
uranium từ nước biển và
nước ngọt
 Trong nơng nghiệp:
+ Làm phân bón rau sạch: Chitin và chitosan chủ yếu được bón ở dạng bột, dạng
miếng hay dạng dung dịch vào đất nơng nghiệp hay mơi trường ni cấy lỏng. Ngồi ra
dung dịch chitosan có thể được phun lên lá cây.
+ Xử lý hạt giống: hạt giống có thể được nhúng vào dung dịch chitosan lỗng, bao
phủ bề mặt bằng một màng chitin hay chitosan mỏng hay bột mịn. Khi được bao phủ như
vậy, hoạt động của chitinase của hạt được tăng cường trong giai đoạn nảy mầm. Sự tăng
Trang 11
Hình 8: Chitosan tạo phức chelate với kim loại trong xử
lý nước thải
Hình 9: Ứng dụng chitosan trong thực phẩm
Chitosan GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt
cường chitinase trong hạt sẽ làm gia tăng khả năng tự vệ sinh học của hạt qua việc nhiễm
VSV, kết quả là làm cho cây trồng phát triển tốt.
 Trong mỹ phẩm: ngun liệu sản xuất kem dưỡng da, kem chống tia tử ngoại…
+ Kem dưỡng da: CM-chitin và HP-chitosan cationic hòa tan trong nước và bền
trong một khoảng pH rộng, chúng được sử dụng như một thành phần của mỹ phẩm chăm
sóc da. Chitosan, CM-chitosan, HP-chitosan có chức năng tạo độ ẩm cho da, ngăn cản sự
hủy hoại cơ học tóc. Đặc tính giữ độ ẩm tương ứng với dung dịch propylenglycol 20% và
dung dịch hyaluronic lỗng. Những dẫn xuất trên của chitosan có thể ngăn chặn sự nhiễm
khuẩn trên da và hoạt hóa tế bào da dẫn đến sự ngăn chặn sự lão hóa của da. Một số dẫn
xuất Chitosan phức polyelectrolyte –based có tác dụng làm mềm da, kích thích phát triển da non,
do đó được sử dụng như một chất phụ gia trong kem dưỡng da.
+ Dầu gội: Dẫn xuất Chitosan do phản ứng với hợp chất epoxy mạch dài có tính

chất hoạt động bề mặt. Các dầu gội hiện nay đều sử dụng do có đặc tính tương hợp tốt với
da đầu, ưu điểm hơn so với Lauryl-ether-sulfate dùng trong sản xuất dầu gội trước đây.
Người ta điều chế bằng cách cho Chitosan phản ứng với 1,2 expoxytetradecane trong acid
acetic 0.1M-methanol tạo sản phẩm có khả năng hoạt động bề mặt, làm giảm sức căng bề
mặt, tạo tính ổn định bọt tốt, hồn tồn khơng gây hại cho da.
+ Các muối hữu cơ của chitosan phân tử thấp hòa tan trong ethanol lỗng và được
sử dụng như một thành phần của keo xịt tóc.
 Trong thực phẩm: hiện nay chitosan được sử
dụng rất phổ biến trong sản xuất thực phẩm. Có thể sử
dụng để thu hút nước và béo (q trình nhũ hóa), q
trình đồng hóa, kết hợp với thuốc nhuộm, q trình đơng
đặc. Chitosan cũng được chứng minh là có khả năng tạo
dạng màng mỏng để sử dụng như là những lớp màng
mỏng hoặc những lớp bao khơng độc hại (có thể ăn
được). Màng bao Chitosan có thể cải
thiện khả năng bảo quản các loại thực
phẩm dễ bị thối rữa bằng cách giảm
lượng khơng khí bên trong bao gói
cũng như giảm q trình thốt hơi
nước.
+ Có thể nhúng trực tiếp thực
phẩm vào dung dịch chitosan pha sẵn
rồi để khơ, tạo thành một lớp màng
mỏng tự nhiên trên bề mặt sản phẩm:
trứng, thịt cá, rau quả, giá đỗ, bánh gạo, nhúng cải bắp trước khi làm kim chi…
+ Hoặc cũng có thể tạo thành màng trước rồi mới cho sản phẩm vào: bánh mì, xúc
xích…
+ Hoặc cho chitosan trực tiếp vào sản phẩm dạng lỏng: xử lý nước quả, làm trong
giấm, bảo quản tàu hũ, đồng hóa sữa, kem và mayonaise, bảo quản mì…
 Trong một số lĩnh vực khác

Trang 12
Chitosan GVHD: Ths. Toõn Nửừ Minh Nguyeọt
+ Lm mụi trng sc ký v c nh: cỏc loi gel N-methylen-chitosan v N-acyl-
chitosan cú th c dựng nh mt mụi trng hp ph trong mụi trng hp ph trong
vic c nh enzyme hay t bo, hay c nh thuc. Cỏc ht chitin v chitosan vi cỏc
kớch thc khỏc nhau ó c bỏn trờn th trng vi cụng dng hp ph cỏc ion kim loi,
ion uranium, kallikrein nc tiu, urokinase v erythropoetin. Chitinase v lysozyme to
thnh phc hp ES vi mt lot cỏc dn xut N-acyl bộo thp ca chitosan. Cỏc dn
xut N-butyryl v N-hexanol khỏng li s thy phõn cỏc enzyme ny v hỡnh thnh cỏc
phc hp ES, iu ny cho thy cỏc dn xut ny rt thớch hp vi vic s dng nh mt
cht hp ph tron sc ký ỏi lc phõn lp v tinh sch enzyme trờn.
+ Húa cht dựng trong phõn tớch: chitosan, HE-chitosan v methyl-chitosan phn
ng theo kiu stoichiomdtrically (húa hc lng phỏp) vi cỏc cht keo polymer anionic
trong dung dch loóng to thnh kt ta trung tớnh. Phn ng ny c ng dng trong
phng phỏp chun cht keo v ó c s dng trong húa phõn tớch. Chitin dng keo,
chitin tỏi to (N-acy chitosan) v dng gel ca nú, CM-chitin v HE-chitin c s dng
nh c cht ca enzyme
+ Mt s cụng ty ó gii thiu sn phm si tng hp cú bao chitin hay chitosan, vi
an tng hp trỏng mt lp chitosan. Nhng sn phm ny cú kh nng gi m, khỏng
khun khỏng nm. Chitin xanthate, alkaline chitin, N-acetylchitosan gels v chitosan c
dựng nh nguyờn liu sn xut si, bụng, film, xp.
II. PHNG PHP SN XUT CHITOSAN :
Chitosan l sn phm Deacetyl húa ca Chitin. Chitin cú th c sn xut t nhiu
ngun nguyờn liu khỏc nhau nh t tụm, cua, cụn trựng cú b cỏnh cng, cỏc loi giỏp
xỏc, nhuyn th (sũ, c), t nmc bit trong v tụm cua, hm lng Chitin cao, t
10-15% nguyờn liu khụ. Trong ú Chitin liờn kt vi Protein, cỏc cht vụ c m ch yu
l CaCO
3
v cỏc cht bộo. Do ú cn phi loi cỏc hp cht ny ra khi Chitin.
Cú 2 phng phỏp sn xut Chitosan l s dng húa cht v Enzym. Phng

phỏp dựng húa cht rt n gin, ớt chi phớ u t nhng nh hng khụng tt n mụi
trng xung quanh. Ngc li, phng phỏp s dng enzym khụng lm ụ nhim mụi
trng, song phc tp v ũi hi chi phớ u t cao. Hin nay trờn th gii, Chitosan phn
ln c sn xut bng húa cht, phng phỏp dựng enzym mi bc u i vo ng
dng mt s nc.Theo thc t nghiờn cu iu ch cho thy nc ta cha th iu
ch Chitin- Chitosan theo phng phỏp sinh hc, do cỏc lý do sau:
+ Hiu sut thu sn phm Chitosan rt thp, mc dự hot tớnh Enzym cao nhng
ch cú mt phn nh Chitin tham gia phn ng do tinh th ca v cao, ch cú nhng
nhúm acetyl ca Chitin nm bờn ngoi mi tip xỳc c vi Enzym.
+ Vic sn xut Chitosan bng Enzym s thnh cụng khi v ch khi Enzym c
phỏ tinh th trc khi cho phn ng deacetyl húa. M thc t, vn cỏc phũng thớ
nghim trong nc cha thc hin c iu ny do thiu thit b mỏy múc.
Trang 13
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
+ Điều chế Chitosan theo phương pháp sinh học bằng cách sử dụng Enzym đòi hỏi
phải có một nguồn cung cấp Enzym thường xuyên và ổn định hay một môi trường nuôi
cấy Enzym thích hợp. Điều này trong nước vẫn chưa thực hiện được.
Bên cạnh những bất lợi của phương pháp sinh học thì phương pháp hóa học lại tỏ ra
có nhiều lợi điểm hơn:
+ Quy trình sản xuất đơn giản, thiết bị rẻ tiền.
+ Hoá chất sử dụng rẻ tiền.
+ Chất lượng sản phẩm cao hơn do có thể thực hiện phản ứng ở nhiệt độ cao hơn.
+ Hiệu suất thu hồi sản phẩm khá cao.
Tuy nhiên phương pháp hoá học cũng có những bất lợi cần quan tâm:
+ Vấn đề xử lý nước thải: phải xử lý nước thải trước khi thải ra môi trường.
+ Vấn đề thu hồi hoá chất.
+ Điều kiệnlàm việc với hóa chất ( NaOH 50%) ở nhiệt độ cao dễ gây ăn mòn thiết
bị, làm giảm chất lượng Chitosan do làm giảm hoạt tính của nhóm chức –NH
2
.

+ Chưa có biện pháp tận thu Protein sau khi loại ra khỏi vỏ giáp xác.
Bảng 3: Thành phần hóa học của vỏ các loại giáp xác
Trang 14
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Hình 10: Hiệu suất thu hồi Chitosan từ các nguồn nguyên liệu khác nhau
Trang 15
Hình 11: Hàm lượng chitin trong 7 loài giáp xác
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Hình 12: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Chitosan
Trang 16
Vỏ
tôm,cua
Loại Protein
Tạp chất
Dd NaOH
3.5%
Dd HCl
Loại muối khoáng
(CaCO
3
)
Tạp
chất
Dd NaOH
50%
t=60-120
o
C
Chitin
Nước

Rửa
Deacetyl
hóa
Làm
nguội
Rửa
Nghiề
n
Bột
Chitosa
n
Hòa tan trong
HCl
Kết tủa
chậm
Kết tủa nhanh
Vẩy Chitosan
50-60%
Chitosan
kết tủa
mịn
Chitosa
n
dd keo
Sấy
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Hình 13: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất Chitosan
Trang 17
Chitosan GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt
 Cụ thể người ta tiến hành lần lượt các cơng đoạn sau:

1. Chuẩn bị:
Làm sạch vỏ giáp xác: Phế liệu vỏ giáp xác được thu thập và đun sơi trong 1h để
loại hết các mơ. Vỏ tiếp tục được cho vào lò ở 163
O
C trong 1h, sau đó lấy ra, tách phần
mơ đã sấy khơ còn sót lại trên vỏ, cọ rứa sạch lớp vỏ.
Khử màu: Lớp vỏ cứng bên ngồi của lồi giáp xác có chứa chất màu chủ yếu là
Cardenoid. Thành phần chính là astarene, astaxanthin, canthaxanthin, lutin và β -
carotene. Chúng khơng xuất hiện dưới dạng phức chất với các chất vơ cơ cũng như
protein, vì vậy khử protein và khử khống cũng khơng loại được Cardenoid. Tuy vậy có
thể khử màu bằng chất trích màu như KmnO
4
, NaOCl, SO
2
, NaHSO
3
… Có thể bổ sung
cơng đoạn ngâm vỏ trong dung dịch chất tẩy trắng lỗng trước khi thực hiện q trình đun
sơi.
Làm nguội vỏ giáp xác: Vỏ sau khi đã làm sạch
được đặt trong lò ở 80
o
C trong 48h để phá vỡ cấu trúc
tinh thể của Chitin, nhằm chuyển hầu hết Chitin trong
vỏ thành dạng vơ định hình. Sau 48h, vỏ được lấy ra
khỏi lò và đổ nhanh vào bể chứa Nitơ lỏng (-196
o
C)
để làm nguội. Việc làm nguội nhanh sẽ hạn chế được
sự tái hình thành tinh thể Chitin, làm chúng trở nên vơ

định hình hơn. Ngồi ra trong q trình làm nguội,
nhiệt độ của Nitơ lỏng còn làm cho vỏ trở nên rất
giòn, dễ vỡ, giúp q trình nghiền sau đó sẻ dễ dàng
hơn. Sau khoảng thời gian nhất định, lấy vỏ ra khỏi dd
Nitơ lỏng, nghiền bằng cối và chày. Có thể thay dung
dịch Nitơ lỏng bằng hỗn hợp methanol- nước đá khơ.
2. Loại Protein:
Protein được loại bằng cách nấu với NaOH, nhiệt độ 60-100
o
C. Gần đây các nghiên
cứu mới được thực hiện với một khoảng rộng với các tác nhân như
NaOH, NaHCO
3
, KOH, K
2
CO
3
, Ca(OH)
2
, Na
2
SO
4
, NaHSO
3
,
Ca(SO
4
)
2

, NaPO
4
, Na
2
S. Song NaOH vẫn được dùng thơng dụng
hơn.
Tùy từng loại vỏ mà điều kiện xử lý có thể thay đổi về nồng
độ NaOH, nhiệt độ hoặc thời gian. Với những loại vật liệu dễ khử
protein, có thể dùng Na
2
CO
3
0.1M ở khoảng 100
o
C trong 4h. Đối
với vật liệu khó xử lý, có thể dùng NaOH 5M ở khoảng 100
o
C trong
4h. Tuy nhiên, hầu hết các q trình khử thường dùng NaOH 1N với
một khoảng nhiệt độ và thời gian xử lý (từ 65-100
o
C) trong vòng
0.5-7h.
Tiến hành: Cho hỗn hợp vỏ đã làm nguội vào
dd NaOH 3,5% (tỉ lệ 1:10 w/v) ở 65
o
C. Sau 2h lấy
Trang 18
Hình 14: Nghiền vỏ bằng cối và chày
Chitosan GVHD: Ths. Toõn Nửừ Minh Nguyeọt

phn ni lờn trờn, ra bng nc ct v sy khụ 90
o
C. Ngi ta cú th nh lng xỏc
nh lng protein tỏch ra t v tụm.
3. Loi mui khoỏng:
kh khoỏng cú th dựng cỏc tỏc nhõn acid nh HCl,
HNO
3
, H
2
SO
4
, CH
3
COOH, HCOOH, song ngi ta thng
dựng HCl nhit phũng. Tựy tớnh cht nguyờn liu m thay
i nng acid v thi gian x lý cn thit. Ngoi ra ngi ta
cng nghiờn cu quỏ trỡnh kh EDTA pH kim. Nguyờn liu
c x lý bng EDTA pH9 hoc pH10, sau ú x lý pH3 s
cho sn phm cú khong 15% cht vụ c ch yu l silicat.
Tin hnh: V tụm ó loi protein c cho vo dd HCl
1N (t l 1:15 w/v) 25
o
C trong 2h nhit phũng. Sau 2h ly
phn v ni lờn trờn, ra bng nc ct, sy 90
o
C. V tụm sau
khi ó sy khụ cha ch yu l Chitin.
4. Phn ng deacetyl húa:
Phn ng chớnh trong iu ch Chitosan l deacetyl húa bng dung dch kim.

Dungdch phn ng
cn c gia nhit v
khuy trn u trong
sut thi gian phn
ng.
Tin hnh:
Chitin thu c em
phn ng vi dung
dch NaOH 50% (t l
1:25 w/v) trong lũ
80
o
C trong 96h.Chun
n pH 7.0 vi dd
HCl 1N. Chitosan s
kt ta, ta tin hnh lc
hoc ly tõm, sau ú sy
thu c Chitosan.
5. Tinh sch Chitosan:
Kt ta sau khi ó sy khụ c nghin thnh bt v hũa tan trong dd acid acetic
2% vi t l 1:100 (w/v). Cho dung dch vo cỏc ng thm tớch, t cỏc ng vo dung
dch acid acetic cú nng tng ng trong 24h. Mc ớch ca quỏ trỡnh nhm loi
b cỏc hp cht cú phõn t lng nh ( mui CH
3
COONa, mui Calci, cỏc Protein cú
phõn t lng thp). Sau ú ly dung dch trong ng ra v sy chõn khụng, ta thu
Trang 19
Hỡnh 17: Thc hin phn ng deacetyl húa Chitin
Hỡnh 16: Loi mui khoỏng bng dd
HCl

Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
được Chitosan gần như tinh khiết (Được kiểm nghiệm bằng phương pháp phân tích
HPLC).
Tiến hành thí nghiệm lần lượt với 1g và 10g vỏ tôm ban đầu, sự giảm khối lượng
vỏ tôm khi qua từng công đoạn được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 4: Sự giàm khối lượng vỏ tôm qua từng công đoạn
Khối lượng
vỏ tôm ban
% so với ban đầu
Sau khi lọai
protein
Sau khi lọai
muối khóang
Sau khi lọai
nhóm acetyl
Sau khi thẩm
tích
1 g 67,53 40,46 33,38 19,85
10 g 69,58 33,55 29,78 15,08
Hình 18: Chitosan thu được từ một số loại vỏ giáp xác
Các yếu tố ảnh hưởng đến mức độ deacetyl hóa:
• Nhiệt độ
• Nồng độ dd NaOH
• Thời gian phản ứng
Trang 20
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Từ
đồ
thị
ta

thấy: ở nhiệt độ 120
o
C – dd NaOH 50%, mức độ deacetyl hóa là cao nhất. Ngược lại, ở
nhiệt độ 100
o
C – dd NaOH 40%, mức độ deacetyl hóa là thấp nhất.
Trang 21
Hình 19: Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ NaOH đến
mức độ deacetyl hoá dd Chitin
Tiến hành thí nghiệm khảo sát mức độ deacetyl hóa dd Chitin ở hai chế độ nhiệt độ
100
o
C và 120
o
C, hai nồng độ dd NaOH 40% và 50%. Kết quả thu được biểu diễn bằng
đồ thị như sau
Hình 20: Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ NaOH đến khối
lượng phân tử trung bình của dd Chitosan
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
Một thí nghiệm khác được tiến hành để khảo sát khối lượng phân tử trung bình của
dung dịch Chitosan khi deacetyl hóa Chitin bằng dd NaOH 40% và 50%, nhiệt độ 100
o
C
và 120
o
C, kết quả thu được:
Từ đồ thị ta thấy ở nhiệt độ 120
o
C – dd NaOH 50%, khối lượng phân tử trung bình
của dd Chitosan giảm nhanh nhất. Ngược lại, ở nhiệt độ 100

o
C – dd NaOH 40%, khối
lượng phân tử trung bình của dd Chitosan giảm chậm nhất. Điều này được giải thích là do
nhiệt độ cao, nồng độ NaOH lớn, mức độ deacetyl hóa càng lớn làm khối lượng phân tử
trung bình của dung dịch giảm và ngược lại. Ngoài ra, sự giảm nhanh khối lượng phân tử
trung bình được giải thích là do có sự cắt mạch phân tử Chitosan khi phản ứng với dd
NaOH ở nồng độ cao và nhiệt độ cao.
6. Xác định mức độ deacetyl hóa của chitosan:
Thử độ deacetyl hóa bằng phương pháp hòa tan mẫu sản phẩm trong dung dịch acid
acetic 2%. Xác định độ deacetyl hóa bằng quang phổ hồng ngoại IR. Và đo phân tử lượng
trung bình bằng phương pháp đo độ nhớt kế Ostwald
Hoặc tiến hành xác định mức độ deacetyl hóa chitosan bằng phương pháp đo độ
đạm tổng số:
 Nguyên tắc:
Khi chitin chuyển hóa thành chitosan, gốc acetyl chuyển thành gốc amino làm ảnh
hưởng tới độ đạm tổng số, dựa vào sự thay đổi độ đạm tổng số để tính mức độ deacetyl
hóa (DD). Nếu sản phẩm có độ deacetyl hóa > 50% thì sản phẩm đó là chitosan. Còn
ngược lại là chitin.
 Phương pháp thực hiện:
+ Cân 0.5 g mẫu chitosan cho vào ống Kjedahl, tiếp tục cho vào mỗi ống 10 ml dd
H
2
SO
4
đậm đặc và 5g CuSO
4
(tỉ lệ 1:10)  cho vào máy vô cơ hóa  máy chưng cất
đạm, lượng đạm thu được ở dạng NH
4
+

và đem chuẩn độ bằng H
2
SO
4
0.1N với chất chỉ thị
màu là tashiro  chuẩn đến khi xuất hiện màu xám bền  xác định thể tích H
2
SO
4
đã
chuẩn độ  xác định lượng đạm tổng số bằng công thức
+ Công thức tính lượng Nitơ toàn phần trong mẫu chitosan:
ĐKP
V
ggc
.
100 0014,0
)100/( =
Trong đó: c: Nitơ toàn phần (g/100g)
V: thể tích H
2
SO
4
0.1N dùng để chuẩn độ mẫu thử (ml)
P: trọng lượng mẫu
ĐK: độ khô của mẫu thử (%)
+ Công thức tính độ khô của mẫu chitosan:
1
2
100(%)

m
m
ĐK −=
Trong đó: m
1
: khối lượng mẫu đem sấy ban đầu
m
2
: khối lượng mẫu không đổi sau thời gian sấy (g)
+ Công thức tính độ deacetyl hóa:
Trang 22
Chitosan GVHD: Ths. Toân Nöõ Minh Nguyeät
100.(%)
ab
ac
DD
−
−
=
Trong đó:
c: hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitosan đem kiểm nghiệm
a: hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitin theo lý thuyết
b: hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitosan theo lý thuyết
Với a, b tính được là: a=14/203=6.89 (%); b=14/161=8.69(%)
7. Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm Chitosan:
a. Thử độ tinh khiết:
 Giới hạn polypeptide và acidamin:
Cân chính xác 1g Chitosan nghiền mịn với 50ml nước cất. Đun sôi 10ph, lấy dịch
lọc trong (A). Lấy 5ml dịch lọc A thêm 3 giọt NaOH 10% và 1 giọt CuSO
4

1% lắc đều.
Không có màu xanh tím của phản ứng Urê.
Lặp lại thí nghiệm để có dịch lọc A, cho vào A vài giọt dung dịch Ninhydrin 0.1%,
lắc đều. Dung dịch không có màu xanh tím.
 Độ tro:
Cân chính xác 1g Chitosan trong chén sứ (đã được nung đến khối lượng không đổi).
Nung trong lò ở 650
o
C đến khi được tro trắng và khối lượng không đổi. Cân và xác định
độ tro.
b. Xác định pH:
Cân 10g Chitosan nghiền mịn trong 100ml nước cất đun sôi, để nguội. Lọc lấy nước
trong, đem đi xác định pH bằng máy đo pH.
c. Xác định độ deacetyl hóa của Chitosan:
Chitosan là dẫn xuất deacetyl hóa của Chitin nên việc xác dịnh mức độ deacetyl hóa
là cần thiết. Người ta thường sử dụng phương pháp quang phổ hồng ngoại, mẫu đo được
ép viên với KBr. Độ deacetyl hóa được xác định theo công thức:
100*
33.1
1
*1%
3450
1655









−=
A
A
DD
Độ N-acetyl hóa được ác định theo công thức:
115*%
3450
1655
A
A
DA =
Với A
1655
: diện tích của đỉnh quang phổ ứng với bước sóng 1655 cm
-1
A
3450
: diện tích của đỉnh quang phổ ứng với bước sóng 3450 cm
-1
d. Xác định độ ẩm:
Sử dụng máy đo độ ẩm SCALTEC SM001.
e. Xác định hàm lượng kim loại nặng.
f. Xác định độ nhớt:
Đo để phản ánh cùng lúc tính tan và tính bị cắt mạch của Chitosan. Dùng Chitosan
thô để đo độ nhớt.
g. Xác định hiệu suất thu sản phẩm ứng với 100g Chitin:
Trang 23
Chitosan GVHD: Ths. Toõn Nửừ Minh Nguyeọt
Ly 10g Chitin m t 9-55% em thc hin phn ng deacetyl húa thu c b

1
g
Chitosan thụ (m A
1
%). T b
1
g ly b
2
g Chitosan thụ (m A
1
%) em hũa tan trong 500ml
acid acetic 2%, khuy tan hon ton, lc ly phn dung dch bờn di mng lc, em kt
ta dung dch thu c bng NaOH 5%, thu kt ta, em lc ra n khi ht kim, sy
thong giú thu c b
3
g Chitosan tinh ( m A
3
%).
Hiu sut H ca quỏ trỡnh xỏc nh theo cụng thc:
045.9
100
**%
2
1
3
m
m
mH =
Vi:
100

%100
*
1
11
A
bm

=
100
%100
*
1
22
A
bm

=
100
%100
*
3
33
A
bm

=
III. ng dng Chitosan trong ch bin v bo qun
rau trỏi
1. Bo qun rau trỏi bng mng bao Chitosan:
a. c im ca mng bao chitosan:

L mt lp mng m bao bc bờn ngoi rau qu
c to thnh bng cỏch nhỳng rau qu vo dung dch chitosan pha sn vi
nng xỏc nh
Mng bao chitosan cú th dựng bo qun cỏc loi rau trỏi ụng lnh, cỏc sn
phm fresh-cut
b. Tỏc dng bo qun ca mng bao chitosan
Kim soỏt thnh phn khụng khớ bờn trong mng bao:
+ Thụng thng ngi ta hay dựng mng PE bao gúi cỏc loi thc phm khụ.
Nu dựng PE bao gúi cỏc thc phm ti sng thỡ cú nhiu bt li do khụng khng ch
c m v thoỏng khụng khớ (oxy) cho thc phm.
+ Trong khi bo qun, cỏc thc phm ti sng vn "th", nu dựng bao gúi bng
PE thỡ mc cung cp oxy b hn ch, nc s b ngng ng to mụi trng cho nm mc
phỏt trin.
+ Chitosan cú kh nng thm chn lc O
2
v CO
2
, trong ú O
2
b hn ch hn so vi
CO
2
nh ú s gii quyt c cỏc vn trờn
Hn ch quỏ trỡnh hụ hp v quỏ trỡnh chớn:
+ Nh kh nng thm chn lc O
2
hn so vi CO
2
nờn t l O
2

bờn trong mng bao
thp hn t l CO
2
, nh ú quỏ trỡnh hụ hp ca rau trỏi b hn ch
Trang 24
Chitosan GVHD: Ths. Toõn Nửừ Minh Nguyeọt
+ T l CO
2
lm cho s sn sinh khớ etylen b hn ch, nh ú lm chm quỏ trỡnh
chớn ca rau trỏi
Hn ch s thoỏt hi nc v m bo cu trỳc sm phm:
+ Do cú cu trỳc mng, mng chitosan cú kh nng hn ch hi nc thm qua, nh
ú hn ch s tht thoỏt hi nc hn ch gim trng lng, m bo cu trỳc ca rau
qu
Lm rau trỏi lõu b thõm, m bo mu sc cho rau trỏi:
+ Rau qu sau khi thu hoch s dn dn b thõm, lm gim cht lng v giỏ tr
+ Rau qu b thõm l do quỏ trỡnh lờn men to ra cỏc sn phm polyme húa ca
oquinon. Nh bao gúi bng mng chitosan m c ch c hot tớnh oxy húa ca cỏc
polyphenol, lm thnh phn ca anthocyamin, flavonoid v tng lng cỏc hp cht
phenol ớt bin i, gi cho mu sc ca rau qu ti lõu hn.
Hn ch gim lng ng v acid:
+ Rau qu b gim lng ng v acid trong quỏ trỡnh bo qun l do cỏc phn ng
hụ hp, s dng ng v acid, gii phúng nng lng.
+ Mng bao chitosan c ch hụ hp nờn cng hn ch gim lng ng v acid
ca rau trỏi trong quỏ trỡnh bo qun.
Mng bao chitosan cú kh nng khỏng nm v vi khun:
+ C ch khỏng nm v vi khun ca chitosan: hin nay ó cú nhiu gi thit v c
ch khỏng VSV ca chitosan nhng cha cú gi thit no gii thớch y . C ch hp lý
nht: chitosan l i phõn t tớch in dng, trong khi mng t bo VSV a s tớch in
õm, do ú xy ra tng tỏc tnh in lm cho mng t bo VSV b h hng, ngn cn quỏ

trỡnh trao i cht qua mng t bo, ng thi lm xut hin nhng l hng trờn thnh t
bo, to iu kin protein v cỏc thnh phn cu to ca t bo b thoỏt ra ngoi tiờu
dit VSV. C ch th hai liờn quan n i tng c bao gúi: khi s dng mng bao
chitosan cho cỏc sn phm fresh-cut, chitosan tip xỳc vi cỏc mụ thc vt v kớch thớch
tit ra cỏc emzyme bo v nh chitinase, chitosanase, -1,3-glucanse, t ú tiờu dit VSV.
C ch ny khụng cũn ỳng trong trng hp s dng mng bao chitosan cho cỏc sn
phm bo qun nguyờn qu, vỡ khi ú chitosan bao bc bờn ngoi lp v thc vt, khụng
cú iu kin tip xỳc vi cỏc mụ thc vt nờn khụng th kớch thớch tit enzyme tiờu dit
VSV. Mt s c ch khỏc c ngh nh: cỏc phõn t chitosan khi phõn tỏn xung
quanh t bo VSV s to ra cỏc tng tỏc lm bin i ADN, nh hng n quỏ trỡnh
tng hp ARN thụng tin v tng hp protein, ngn cn s hỡnh thnh bo t, ngn cn
trao i cht, hp thu cỏc thnh phn dinh dng
+ Cỏc thớ nghim thc t cho thy chitosan cú kh nng c ch hot ng ca mt
s loi vi khun (nh E.Coli). Mt s dn xut ca Chitosan dit c mt s loi nm
hi dõu tõy, c rt, u(nh Botrytis cinerea v Rhizopus stolonifer dõu tõy) v cú tỏc
dng tt trong bo qun cỏc loi rau qu cú v cng bờn ngoi
+ Chitosan cú kh nng khỏng khun tt hn khỏng nm
Trang 25