Nghiên cứu quy trình tinh chế Chitosan từ phế liệu tôm

Danh mục các bảng
STT Tên Trang

Bảng 3.1 - Các chỉ tiêu chất lượng của Chitosan thô được sản
xuất tại Trung Tâm Chế Biến - Đại Học Nha Trang
41
Bảng 3.2 - Độ hòa tan của Chitosan trong acid acetic ở các
nồng độ khác nhau
42
Bảng 3.3 - Độ hòa tan của Chitosan trong acid citric ở các nồng
độ khác nhau
42
Bảng 3.4 - Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng của mẫu
Chitosan tinh sạch bằng acid acetic
43
Bảng 3.5 - Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng của mẫu
Chitosan tinh sạch bằng acid citric
44
Bảng 3.6 - Kết quả phân tích các chỉ tiêu chất lượng của
Chitosan tinh sạch
45





Danh mục các hình

STT Tên

Trang

Hình 2-1 - Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nồng độ acid acetic thích
hợp
30
Hình 2-2 - Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nồng độ acid citric thích
hợp
31
Hình 2-3

- Sơ đồ bố trí thí nghiệm quy trình tinh sạch Chitosan 32
Hình 2-4 - Sơ đồ bố trí thí nghiệm kiểm tra chất lượng Chitosan

33
Hình 2-5 - Quy trình tinh sạch Chitosan

47

Mục lục

Trang
Lời nói đầu
Chương I: Tổng quan 2
I.1 Tổng quan về Chitosan 3
I.1.1 Tính chất của Chitosan 3
I.1.2 Ứng dụng của Chitosan 3
I.1.2.1 Trong nông nghiệp 4
I.1.2.2 Trong y học 5
I.1.2.3 Trong công nghệ thực phẩm 9
I.1.2.4 Trong sinh học 10

I.1.2.5 Trong các nghành công nghiệp khác 12
I.1.3 Tình hình nghiên cứu Chitin – Chitosan trên
thế giới và ở Việt Nam 14
I.1.3.1 Tình hình nghiên cứu Chitin – Chitosan trên thế giới. 14
I.1.3.2 Tình hình nghiên cứu Chitin – Chitosan ở Việt Nam 15
I.2 Một số quy trình sản xuất Chitosan 16
I.3 Tổng quan về phương pháp tinh chế Chitosan 26
Chương II: Đối tượng nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu 28
II.1 Đối tượng nghiên cứu 29
II.1.1 Nguyên liệu 29
II.1.2 Hóa chất 29
II.2 Phương pháp nghiên cứu 30
II.2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 30
II.2.2 Các phương pháp kiểm tra chất lượng của Chitosan 33
Chương III: Kết quả nghiên cứu và thảo luận 40

III.1 Kết quả kiểm tra chất lượng Chitosan thô 41
III.2 Kết quả xác định nồng độ acid thích hợp để hòa tan Chitosan 42
III.3 Kết quả kiểm tra chất lượng Chitosan tinh sạch 43
III.3.1 Kết quả kiểm tra chất lượng Chitosan tinh
sạch sử dụng dung môi hòa tan acid acetic 1% 43
III.3.2 Kết quả kiểm tra mẫu Chitosan tinh sạch
sử dụng dung môi hòa tan acid citric 5% 44
III.4 So sánh chất lượng của Chitosan tinh sạch với Chitosan thô. 45
Chương IV: Kết luận và đề xuất ý kiến 49
IV.1 Kết luận 50
IV.2 Đề xuất ý kiến 50
Tài liệu tham khảo 51
Phụ lục 53

Lời cảm ơn

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy TS. Trang Sỹ
Trung, người đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án này.
Qua đây cho em được gửi lời cảm ơn chân thành đến:
- Ban giám hiệu Trường Đại Học Nha Trang.
- Ban chủ nhiệm Khoa Chế Biến.
- Các thầy cô trong Khoa Chế Biến.
- Các anh chị phòng thí nghiệm, cùng các bạn sinh viên.
Đã quan tâm, đóng góp ý kiến, tận tình giúp đỡ em hoàn thành
được đồ án này.

- 1 -
Lời Nói Đầu

Là một trong những ngành kinh tế trọng tâm của nền kinh tế quốc dân,
nghành thủy sản đã đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế. Cùng với
nhịp độ phát triển của nền kinh tế trong và ngoài nước ngành thủy sản trong
những năm gần đây đã đạt được những thành tựu đáng kể về nuôi trồng, chế
biến thủy sản cũng như xuất nhập khẩu. Nhưng đi cùng với sự phát triển của
ngành, vấn đề phế liệu trong chế biến thủy sản là một điểm hạn chế do lượng
phế liệu thải ra từ công nghiệp chế biến thủy sản hàng năm là rất lớn. Như ta
đã biết phế liệu tôm là một nguồn cung cấp Chitin – Chitosan phong phú. Vì
vậy ngoài việc dùng phế liệu tôm để chế biến thức ăn chăn nuôi thì chúng ta
còn có thể sử dụng chúng để sản xuất Chitin - Chitosan. Tuy nhiên quá trình
sản xuất Chitin – Chitosan hiện nay còn sử dụng một lượng hóa chất rất lớn,
điều này không những gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường một cách trầm
trọng mà còn làm cho chất lượng của Chitin – Chitosan bị giảm. Vì lý do này
mà em chọn đề tài: “ Nghiên cứu quy trình tinh chế Chitosan từ phế liệu tôm ”

với mong muốn là từ nguồn Chitosan tinh chế có thể đưa vào ứng dụng nhiều
trong cuộc sống nhiều hơn.
Trong thời gian thực hiện đề tài, dù đã có nhiều có nhiều cố gắng
nhưng bên cạnh việc đạt được một số kết quả thì đề tài của em vẫn còn có rất
nhiều thiếu sót. Kính mong sự đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để
đề tài của em được hoàn thiện hơn.
Nha trang, ngày 20/11/2007
Sinh viên thực hiện
Hà Thành Chung
- 2 -











Chương I:Tổng Quan

- 3 -
I.1 Tổng Quan Về Chitosan
I.1.1 Tính Chất Của Chitosan
Chitosan ở dạng bột, vẩy, màu trắng, vàng nhạt hoặc không màu, có
tính kiềm nhẹ.
Chitosan là hợp chất không màu, có tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong
nước và trong kiềm, hòa tan trong acid loãng tạo thành dung dịch nhờn có

màu trong suốt. Khi hòa tan Chitosan trong dung dịch acid acetic loãng sẽ tạo
thành dung dịch keo dương, nhờ có tính dẫn điện dương mà nó không kết tủa
khi có mặt ion kim loại nặng. Chitosan còn được xem như là một
polymecationic có khả năng bám dính vào bề mặt điện tích âm.
Chitosan phản ứng với acid đậm đặc hình thành muối khó tan.
Chitosan phản ứng với iod và acid sulfuric cho phản ứng màu tím nên người
ta ứng dụng nó để phân tích định tính.
Công thức cấu tạo của Chitosan:

I.1.2 Ứng dụng của Chitosan
Chitosan có rất nhiều tính chất lý học, hóa học và sinh học quan trọng
được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: Công nghiệp, nông nghiệp,
công nghệ sinh học, y học, môi trường và một số nghành công nghiệp khác.
- 4 -
I.1.2.1 Trong Nông Nghiệp
Với tính chất của Chitin – Chitosan và các dẫn xuất của nó, người ta lợi
dụng khả năng của Chitosan để làm thành một màng mỏng bao quanh hạt
giống, giúp cho việc bảo quản được lâu hơn, ngoài ra nó còn có thể mang và
cố định phân bố thuốc trừ sâu khi phun lên cây. Đã có những kết quả tốt khi
sử dụng trên lúa mì, đậu nành ở Pháp, bảo quản táo ở Anh, bảo quản hạt bắp ở
Công Ty Lương Thực TP HCM.
Năm 1987, Bentech đã được cấp bằng sáng chế nhờ phương pháp bao
hạt giống bằng Chitosan.
Kết quả cho thấy, trong vùng đất mà thường bị nấm tấn công vào rễ, thu
hoạch mùa màng được nâng cao đến 20% nếu các hạt giống thu được bao
bằng Chitosan.
Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam đã phối hợp với Trung Tâm
CNSH Thủy Sản cùng tham gia vào nghiên cứu tác dụng thực tiễn của chế
phẩm Chitosan, đối với một số loại hạt dễ mất sức nảy mầm và góp phần vào
thúc đẩy sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng ở ngoài đồng. Qua nghiên

cứu người ta thấy rằng xử lý Chitosan nồng độ 2% có khả năng kéo dài thời
gian sống và duy trì sức nảy mầm cao của hạt giống cà chua và hạt giống đậu
cua ve sau thời gian bảo quản 9 – 12 tháng trong điều kiện môi trường bình
thường.
Từ nghiên cứu ảnh hưởng của Chitosan vi lượng nên một số chỉ tiêu
sinh lý, sinh hóa của mạ lúa CR 203 trong điều kiện nhiệt độ thấp của Lê Thu
Hiền và Lê Thị Lan Anh kết quả cho thấy Chitosan vi lượng làm tăng hàm
lượng diệp lục tổng số từ 13.5 – 43.9 % và hàm lượng Nitơ tăng lên 14.9%,
tăng amylase lên 71.3%, catalase lên 16.4 – 24%, peraxydaza lên 10.5 –
23.8%. Qua nghiên cứu về sinh trưởng mạ lúa CR 203 cho thấy cây mạ được
- 5 -
xử lý Chitosan có khả năng chống rét ở nhiệt độ 5 – 8
o
C, nhiệt độ này cây mạ
vẫn phát triển tốt.
I.1.2.2 Trong y học
Trong lĩnh vực y tế, những ứng dụng tiềm năng của Chitin, Chitosan,
Gucosamine và các dẫn xuất của nó rất nhiều, ngày nay với sự phát triển của
y học thì chúng càng được ứng dụng rộng rãi. Một số đã được đưa vào ứng
dụng như: Chỉ khâu tự tiêu, da nhân tạo, thấu kính tiếp xúc, thuốc chữa bệnh
viêm loét dạ dày – tá tràng, bào chế dược phẩm, khả năng miễn dịch, chống
sự phát triển của khối u, chống nhiễm khuẩn và cầm máu…
Học Viện Nghiên Cứu Biển thuộc Trường Đại Học Delaware đã nghiên
cứu thành công việc sử dụng Chitin làm chỉ khâu phẫu thuật nhờ phát hiện ra
một số dung môi đặc biệt, chất này có thể hòa tan ra một tỷ lệ phần trăm lớn
Chitin ở điều kiện nhiệt độ thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer.
Công ty sản xuất sợi Nhật Bản đã sử dụng kết quả nghiên cứu này để sản xuất
các loại chỉ khâu tự tiêu dùng cho phẫu thuật.
Dùng làm mỏng polymer sinh học:
Hiện nay trên thế giới ngày càng sử dụng hợp chất cao phân tử vào mục

đích chữa bệnh.
Đã có rất nhiều thuốc chữa vết thương, vết bỏng nông diện hẹp, nhưng
đối với vết thương, vết bỏng sâu, rộng thì việc che phủ và điều trị vẫn còn khó
khăn. Phòng Polymer Dược Phẩm – Viện Hóa Học đã nghiên cứu màng
polymer sinh học để chữa liền vết thương, vết bỏng và dùng trong phẫu thuật
phá da.
Màng polymer được nghiên cứu trên fibrolasts và tế bào lòng mạch, đó
là 2 yếu tố đóng vai trò quan trọng trong quá trình liền vết thương đặc biệt ở
giai đoạn sớm.
- 6 -
Từ nghiên cứu phương pháp tạo màng với nhiều mẫu khác nhau, đã xây
dựng được quy trình tạo màng theo sơ đồ sau:
















(PDP là một dẫn xuất của Chitin)
Kết quả bước đầu cho thấy màng polymer sinh học thu được có những

tính năng cần thiết để điều trị vết thương. Màng trong suốt có độ mềm, dẻo và
đàn hồi. Màng có tác dụng tốt trên tế bào, không gây độc cho tế bào biểu mô,
có tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn làm vết thương mau lành.
Qua nghiên cứu người ta thấy rằng sử dụng màng polymer sinh học đã
hạn chế đáng kể số lần thay băng, tiết kiệm thuốc nhanh khỏi bệnh và giảm sự
đau đớn của bệnh nhân.

Tiệt trùng
Nguyên liệu PDP 1
Dung dịch PDP 1
Dung dịch PDP 1 đã
xử lý
Quá trình tạo màng
Phụ gia
Màng
Màng sinh
học vô trùng
Đóng gói
Hòa tan
Đổ khuôn
- 7 -
Dùng làm thấu kính tiếp xúc:
Ở Mỹ Revlon Bave Hing đã được cấp bằng sáng chế của Đại Học
Wasington là sản xuất ra thị trường một thấu kính tiếp xúc không có tính chất
quang học từ dẫn xuất của Chitin. Các nhà nghiên cứu nghĩ rằng nó có thể
giúp cho việc làm sẹo hóa các giác mạc bị tổn thương.
Dùng làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày – tá tràng:
Khoa Dược – Trường Đại Học Y Dược TP HCM đã nghiên cứu như
sau từ Chitin – Chitosan điều chế ra các loại gel : Gel Chitosan, gel Chitosan
+ Al(OH)

3
, gel Chitin.
Gel Chitosan: Hòa tan Chitosan trong dung dịch HCl 15% sau đó thêm
dung dịch NaOH để cho pH = 8 – 8.5, rửa với nước và sấy khô.
Gel Chitosan + Al(OH)
3
: Hòa tan Chitosan trong dung dịch HCl 15%
sau đó thêm dung dịch NaAlO
2
(8.6 g/l) để có gel Chitosan + Al(OH)
3
rửa với
nước và sấy khô.
Gel Chitin: Do Chitin có tính chất khó điều chế trực tiếp tạo gel, nên
phải áp dụng phương pháp từ gel Chitosan tạo gel Chitin bằng cách cho gel
Chitosan tác dụng với anhydrit acetic.
Qua nghiên cứu tác dụng đối với điều trị viêm loét dạ dày – tá tràng của
ba loại gel trên cho thấy ba loại gel trên thì: Gel Chitosan + Al(OH)
3
cho tác
dụng tốt nhất nó có tác dụng bảo vệ tế bào và chống loét. Tuy nhiên đối với
gel Chitosan có tác dụng tốt và gel Chitosan hoàn toàn là hợp chất thiên nhiên
vì không chứa Al(OH)
3
nên sẽ tránh nguy cơ tác dụng phụ bởi Al(OH)
3
còn
đối với gel Chitin thì ít có tác dụng hơn.
Dùng bào chế dược phẩm:
Trong công nghệ bào chế dược phẩm, Chitosan có thể làm các chất

phụ gia như là làm tá dược độn, tá dược dính, chất tạo màng, viên nang, chất
mang sinh học dẫn thuốc… do một số đặc tính ưu việt của nó.
- 8 -
Viện Hóa Học Và Xí Nghiệp Dược Phẩm TW2 đã tiến hành nghiên cứu
thăm dò ứng dụng Chitosan làm tá dược dính trong một số công thức thuốc
viên có dược chất dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng.
Qua nghiên cứu trên viên Vitamin Chitin cho thấy khi xát hạt ướt bằng
Chitosan có kết quả tốt.
Chitosan có khả năng tạo màng phim, nó thích hợp để bao các viên có
thành phần trung tính và acid nhẹ. Với các loại viên hơi kiềm, Chitosan làm
giảm tốc độ hòa tan của dược chất, Chitosan dễ tạo tủa với phần lớn các chất
màu tổng hợp, Chitosan có khả năng tạo màng mềm.
Đặc tính miễn dịch, chống khối u:
Chitin – Chitosan và các olygomere của nó có đặc tính miễn dịch. Hiện
nay chưa có một chỉ dẫn nào nói về tính chất kháng nguyên của Chitin ở trong
cơ thể mà nó có mặt. Qua nghiên cứu ở các động vật, Chitin – Chitosan có tác
dụng kích thích tế bào, có nhiệm vụ miễn dịch đối với các tế bào khối u và
các tác nhân gây bệnh. Sự bảo vệ có hiệu quả của các hợp chất này đã được
quan sát thấy ở chuột được tiêm staphylococus aureus. Những nghiên cứu giờ
đây hướng vào các olygomere của glucosamine và N- axetyl glucosamine mà
nó cũng có tính chất của polymer tương ứng nhưng nó có ưu điểm là tan trong
nước và rất dễ hấp thụ.
 Đặc tính làm giảm cholesterol:
Năm 1980, Sugano và cộng sự đã chứng minh đặc tính làm giảm
cholestorol của Chitosan trên chuột bạch và nó không gây tác dụng phụ.
Khoa Dược - Trường Đại Học Y Dược TP HCM đã nghiên cứu sử
dụng Chitosan và olygomereChitin để sản xuất một số chế phẩm hạ
cholesterol trong máu, có thể dùng riêng biệt hoặc kết hợp một số chất khác
dưới dạng chế phẩm như thuốc, thực phẩm, nước giải khát… mức cholesterol
- 9 -

giảm tới 20 – 30 % sau khi dùng 20 ngày không gây độc hại cho cơ thể, mức
độ ảnh hưởng chỉ tác động khi vượt quá 18g/ngày/1kg thể trọng.
I.1.2.3 Trong công nghiệp thực phẩm
Màng mỏng Chitosan dùng trong thực phẩm:
Chitosan không hòa tan trong nước, kiềm, alcol và ceton nhưng tan
trong dung dịch axit loãng, Chitosan tạo trạng thái keo. Dung dịch keo này
khi bao phủ trên mặt sản phẩm sẽ tạo thành một lớp màng bảo vệ bán thấm.
Các phương pháp dùng Chitosan bảo quản quả tươi dựa trên tính chất này, lớp
màng bảo vệ này có thể hạn chế sự bay hơi nước của rau quả, giảm bớt cường
độ hô hấp.
Phương pháp sử dụng màng Chitosan đã cho kết quả tốt ở Anh, Úc khi
bảo quản táo và một số rau quả ôn đới khác trong thời gian từ 5 – 6 tháng.
Phòng Polymer Dược Phẩm - Viện Hóa Học- Trung Tâm Khoa Học
Tự Nhiên Và Công Nghệ Quốc Gia đã nghiên cứu công nghệ bảo quản rau
quả.
Chế phẩm dùng để bảo quản rau quả là PDP, nó là một dung dịch trên
cơ sở Chitosan, PDP không độc, có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng tạo
màng, ức chế sự phát triển các loại vi khuẩn và nhiều loại nấm.
Bảo quản quả tươi bằng PDP: Quả tươi đã lựa chọn sau đó nhúng vào
dung dịch khử trùng 1%, sau đó vớt ra để ráo và tiếp tục nhúng vào dung dịch
PDP trong 1 phút, vớt ra để ráo cho khô màng polymer tạo thành.
Kết quả này cho thấy khi dùng PDP sẽ kéo dài thời gian bảo quản rau
quả tươi, hạn chế quá trình hô hấp, làm chín quả chậm, ít nhăn héo, lâu bị mất
màu và hương vị, ngăn cản vi khuẩn và nấm xâm nhập, giảm tốc độ mất nước.
Lọc trong nước ép quả tươi bằng PDP: Quả chín đem xay ép lấy nước sau đó
lọc thô để loại bỏ bã quả, đem xử lý nước quả lọc bằng PDP, lọc tủa đã kết
tủa khỏi nước quả.
- 10 -
Kết quả cho thấy khi dùng PDP sẽ làm tăng khả năng kết tụ của thịt quả
và những chất vô định hình khác làm cho việc lọc tủa dễ dàng hơn. Sau khi xử

lý thu được nước quả trong, giữ nguyên màu và mùi vị của các quả dùng, thời
gian bảo quản lâu hơn.
Chitosan được dùng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà
máy chế biến thực phẩm, nhờ khả năng đông tụ của các thể lơ lửng giàu
protein, nhờ khả năng kết dính tốt các loại ion kim loại nặng như chì, thủy
ngân… của keo dương Chitosan và do đó các ion kim loại này bị giữ lại mà
keo Chitosan không bị đông tụ.
Nguyễn Văn Thục và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng Chitosan để tinh
chế và nâng cao chất lượng agar – agar. Kết quả cho thấy khi dùng Chitosan
trong tinh chế và nâng cao chất lượng agar – agar, giúp giải quyết khó khăn
về công nghệ đặc biển là quá trình lọc thực hiện dễ dàng, giải quyết tồn tại
chất lượng agar hiện nay.
I.1.2.4 Trong sinh học
Chitosan được sử dụng khá rộng rãi làm vật liệu cố định enzyme và tế
bào thông quá cầu nối glutaraldehyt hoặc được nhốt trong gel. Tuy nhiên vật
liệu Chitosan còn biểu hiện nhiều nhược điểm về tính chất cơ lý, độ bền hóa
học và hoạt tính enzyme còn thấp. Để khắc phục nhược điểm này nhiều công
trình đã nghiên cứu cho phép sử dụng xạ styren, metyl, metacaylat,
acrylonitrit lên Chitosan, tạo ra những vật liệu compolyme có độ bền cơ lý và
hóa học cao.
Khoa Sinh Học Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP HCM và
Phòng Công Nghệ Bức Xạ - Viện Nghiên Cứu Hạt Nhân Đà Lạt đã nghiên
cứu phép bức xạ compolyme của HEMA (Hydroxy Ethyl Methacrylat) với
Chitosan để cố định enzyme trypsin.
- 11 -
Phương pháp gép compolymer được trình bày như sau: Dung dịch
Chitosan 1.5% được chuẩn bị bằng cách hòa tan trong dung dịch axit acetic
1%, monome HEMA được khuếch tán đều trong dung dịch Chitosan sau đó
được chiếu xạ trong nguồn gama Co 60 ở 30
O

Chitin, compolymer được hình
thành sau chiếu xạ được chiết homopolymer không gép, sau đó xấy chân
không đến trọng lượng không đổi enzyme trypsin được cố định trong gel
Chitosan PHEMA theo sơ đồ sau:















Sau khi khâu mạch và tạo hạt trong dung dịch 2% Sodium
tripolyphotphate pH= 8 trong 1 giờ, các hạt enzyme cố định được lấy ra ngâm
trong dung dịch đệm photphate (pH=8) trong 6 giờ cuối cùng các hạt gel cố
định được lấy ra và phơi khô ở 30
O
C và bảo quản ở 4
o
C.
Dung dịch khâu mạch Chitosan 2% Sodium
tripolyphotphate
Chitosan 1.5% + HEMA

Sục khí Nitơ
Chiếu xạ Co 60
Ghép compoyme
Compolyme Chitosan - PHEMA
Trypsin
Tạo hạt
- 12 -
Kết quả cho thấy gel Chitosan PHEMA được chế tạo trong điều kiện 10
– 15 % HEMA + 1.5% Chitosan với liều lượng chiếu xạ kgy, bề mặt hạt gel
Chitosan – PHEMA không xuất hiện các vết nứt, cấu trúc bề mặt đồng nhất
ổn định. Hoạt tính enzyme trypsin cố định trong Chitosan PHEMA cho hoạt
tính cao và ổn định.
Qua nghiên cứu người ta còn thấy vật liệu compolyme Chitosan thích
hợp cho cố định hoocmon, thuốc để ứng dụng trong y học vì nó có đặc tính
sinh học của Chitosan và PHEMA.
I.1.2.5 Trong các nghành công nghiệp khác
 Trong công nghiệp dệt:
Chitin – Chitosan dùng trong công nghiệp dệt có ưu điểm làm cho một
số vải hoa, tơ sợi bền màu, bền sợi, chịu sự cọ xát, mặt ngoài ánh đẹp. Ở
Trung Quốc những xưởng dệt kim, nhuộm vải dùng Chitin để hồ vải, cố định
hình, màu sắc. Như vậy, Chitin – Chitosan có thể thay thế được hồ tinh bột để
dùng trong công nghiệp dệt.
Làm vải chịu nước không bắt lửa: Hòa tan Chitosan trong axit acetic
loãng cùng với axetat nhôm và axit stearic thu được hỗn hợp, hỗn hợp này
được đem sơn lên vải, khi khô tạo màng mỏng chắc bền, chịu nước và không
bắt lửa, vải này được sử dụng để sản xuất đồ bảo hộ lao động.
Xuất phát từ tính chất lý hóa của Chitosan Huỳnh Nguyễn Duy Bảo
trường Đại Học Nha Trang đã nghiên cứu sản xuất vải colle bằng cách phối
trộn dịch keo Chitosan 6% với chất phụ gia tạo thành dịch hồ, sau đó đem
dịch hồ nàu đi hồ vải, cán, giặt sạch, làm khô được vải colle. Vải này được

dùng trong may mặc, kết quả cho thấy vải này có màu trắng, khi khô thì cứng,
khi ướt thì mềm mại như vải, không gãy, tạo nếp khi gấp, vải colle sản xuất
bền trong dung dịch xà phòng, nước javen, nước sôi, không bị thoái hóa ở
nhiệt độ cao.
- 13 -
Làm sợi Chitin: Vì Chitin thuộc loại polysaccharide, do đó có thể dùng
nó để sản xuất sợi Chitin theo phương pháp sản xuất sợi keo dính, đây là một
loại sợi nhân tạo, nó có thể dùng với sợi bông, sợi hóa học sản xuất từ nguyên
liệu khác để tăng nguyên liệu cho nghành dệt.
Sợi Chitin được sản xuất bằng cách ngâm Chitosan trong dung dịch
Na
2
SO
4
bào hòa rồi đem kéo sợi. Đem sợi này trộn với sợi cellulose tỷ lệ 30%
thu được sợi Chitin – Cellulose. Khả năng bắt màu tăng khi tăng tỷ lệ sợi
Chitin.
 Trong mỹ phẩm:
Trong mỹ phẩm, Chitosan cũng được ứng dụng khá rộng rãi. Viện Hóa
Học TP HCM đã nghiên cứu sử dụng Chitin – Chitosan để làm keo dưỡng da,
dầu gội đầu.
Dầu gội dầu được tổng hợp như sau: Hàm lượng chất tẩy rửa Sodium
larysulfate 20%, chất tạo nhũ axits stearic 6 -9%, hàm lượng chất làm đặc
sodium cacboxymethyl cellulose 0.5 – 1%, polymer Chitin hoặc Chitosan 0.5
– 1% màu và hương liệu theo cảm quan. Qua nghiên cứu người ta thấy, dầu
gội đầu có chứa polymer Chitin hoặc Chitosan là những chất carbohydrat, nó
sẽ cung cấp glucoza cho máu và chính yếu tố này sẽ giúp cho nang tóc hoạt
động tốt và tóc sẽ phát triển tốt. Ngoài ra Chitin – Chitosan còn có vài trò
quan trọng là tách được những chất dầu và chất bã của tóc, giúp cho da đầu
không ẩm, tóc mềm mại, óng ả, nó còn chống đỡ một số vi khuẩn, ký sinh

trùng trên tóc.
Chitosan được sử dụng để sản xuất kem chống khô da, do bản chất
Chitosan cố định dễ dàng trên biểu bì của da bởi những nhóm NH
4
+
liên kết
với nhóm tế bào sừng hóa của da.
Kem dương da được tổng hợp như sau: Rót dung dịch B gồm sáp ong
5%, sáp parafin 10%, stereat sodium 6%, dầu khoáng 50% và dung dịch A
- 14 -
gồm nước 15%, triethanolmin 15%, glycerin 6%, kalicacbonat 0.3% sau đó
khuấy đảo và cho thêm chitossan vào. Qua nghiên cứu cho thấy kem dưỡng
da Chitosan có khả năng kháng nguyên làm sạch da, kích thích sự phát triển
của tế bào non, làm cho da trẻ hồng hào.
 Trong công nghiệp giấy:
Chitosan có tác dụng làm tăng độ bền của giấy chỉ cần thêm trọng
lượng bằng 1% trọng lượng của giấy sẽ làm tăng độ bền của giấy khi ẩm ướt,
tăng độ nét khi in.
 Trong phim ảnh :
Phim Chitin có độ nét cao, không tan trong nước, axit. Độ cứng được
cải thiện bằng cách tổng hợp đúc Chitosan rồi xử lý phim bằng dung dịch
axit.
I.1.3 Tình Hình Nghiên Cứu Chitin – Chitosan Trên Thế Giới Và ở Việt
Nam
I.1.3.1 Tình hình nghiên cứu Chitin – Chitosan trên thế giới
Từ những năm 30 của thể kỷ XX việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu
trúc, tính chất hóa lý và ứng dụng của Chitin – Chitosan đã được công bố,
Chitin – Chitosan đã được đưa và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, kể
cả lĩnh vực sinh học và đạt được hiệu quả cao.
Năm 1971, Allan và cộng sự đã dùng Chitosan để kết tủa agaropectin

trong agar – agar và chiết agarose. Somchai đã báo cáo kết quả dùng Chitosan
để làm giảm phần tử điện âm trong agaropectin và có thể nhận được agar tinh
khiết hoặc agarose.
Năm 1972, hãng Kyowa Oid Ansd Fat của Nhật Bản lần đầu tiên đưa
vào sản xuất công nghiệp Chitin.
Năm 1977, Viện Kỹ Thuật Masachusetts (Mỹ), khi tiến hành xác định
giá trị của Chitin và protein trong vỏ tôm, cua, đã cho thấy việc thu hồi các
- 15 -
chất này rất có lợi nếu sử dụng trong công nghiệp, phần Chitin thu được được
dùng để sản xuất ra các dẫn xuất khác.
Năm 1990, sản lượng Chitosan trên thế giới vào khoảng 1200 tấn. Hiện
nay đi đầu trong lĩnh vực sản xuất và ứng dụng Chitin – Chitosan là Nhật Bản
với 600 tấn/ năm, Mỹ 400 tấn/ năm. Ngoài ra còn có các nước khác như
Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp…
Nghiên cứu công nghệ sản xuất Chitin – Chitosan phải gắn liền với
nghiên cứu đặc tính sinh học, hóa học, tính chất lý hóa, và ứng dụng trong các
lĩnh vực mới có thể giải quyết liên hoàn từ khâu sản xuất đến khâu tiêu thu
nhằm đem lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật. Nhiều nước như Nhật, Mỹ, Anh đã
nghiên cứu một cách rất có hệ thống và đề cập nhiều nội dung khoa học trong
đó có việc ứng dụng Chitosan như một chất hấp thụ trao đổi ion để tinh chế
nước giải khát.
Ở Mỹ, hàng năm tổng giá trị về các chế phẩm Chitin – Chitosan sử
dụng là 425 triệu USD trong đó 210 triệu USD thuộc nghành y tế, sau đó là
nông nghiệp và mỹ phẩm. Một vài công ty ở Mỹ đã nghiên cứu chiết rút
Chitin – Chitosan từ sự lên men nấm.
Hiện nay có rất nhiều công ty lớn trên thế giới tham gia vào lĩnh vực
sản xuất Chitin – Chitosan và họ đã nghiên cứu ra nhiều sản phẩm có nguồn
gốc Chitosan sử dụng thích hợp để xử lý nước, khử các ion kim loại độc, bọc
hạt và nhiều ứng dụng khác trong nông nghiệp.
I.1.3.2 Tình nghiên cứu Chitin – Chitosan ở Việt Nam

Là nước có nền khoa học kỹ thuật còn kém phát triển, việc nghiên cứu
và sản xuất Chitin – Chitosan và ứng dụng của nó còng tương đối mới mẻ đối
với nước ta. Công trình vào năm 1978 – 1982 của cô Đỗ Minh Phụng tại
Trường Đại Học Thủy Sản là bước khởi đầu của nước ta về lĩnh vực này, tuy
nhiên bước đầu vẫn còn gặp nhiều khó khăn.
- 16 -
Những năm gần đây, trước yêu cầu cấp bách về xử lý tận thu nguồn phế
liệu và những thông tin về kỹ thuật, các nhà khoa học của nước ta bắt đầu
nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất Chitin – Chitosan cũng như các ứng
dụng của nó. Đã có nhiều trường đại học, nhiều cơ quan nghiên cứu như:
Trường Đại Học Tổng Hợp, Đại Học Y Dược Tp – HCM, Phân Viện Khoa
học Việt Nam… cùng nhiều nghiên cứu ở các cơ sở sản xuất khác như: TP
HCM, Cà Mau…
I.2 Một số quy trình sản xuất Chitosan
 Quy trình thủy nhiệt của Yamashaki và Nakamichi (Nhật Bản)

Nhận Xét
Quy trình này khử khoáng bằng HCl 2M ở t
o

= 120
o
C trong 1 giờ. Sau
đó rửa trung tính làm khô và đồng khử protein, deacetyl bằng NaOH 15M 150
o
C trong 1 giờ.
Kết quả theo các tác giả cho biết khoáng và protein được tách ra triệt để, độ
deacetyl hóa đạt > 70%.
Ưu điểm: Thời gian được rút ngắn triệt để. Giá thành sẽ rẻ do hạn chế
hóa chất. Chitosan có độ tinh khiết cao. Quy trình khá sáng tạo gợi mở cho ta

một hướng mới trong việc kết hợp khử protein và deacetyl.
Nhược điểm: Phải có thiết bị nồi cao áp do gia nhiệt lớn. Màu sắc của
Chitosan sẽ không đẹp, màu vàng do tiến hành ở nhiệt độ cao cộng với chế độ
tẩy màu. Độ nhớt thấp vì tiến hành ở nhiệt độ cao gây đứt mạch nhiều.
- 17 -













 Quy trình Hackman
 Nhận xét
Quy trình này tiến hành khử khoáng chất 2 lần bằng HCl 2N ở nhiệt độ
phòng và khử protein 2 lần bằng NaOH 1N 100
o
C, có xay nhỏ nguyên liệu
sau lần khử khoáng một. Sắc tố được tẩy bằng các dung môi hữu cơ: nước,
etanol, ete.
Quy trình này mất thời gian dài, cồng kềnh, thiết bị phức tạp. Màu sắc
Chitin được tạo thành không đẹp. Quy trình không thể đưa ra sản xuất quy mô
lớn được.

Chất vô cơ HCl 2M 120
O
C, 2h
Rửa trung tính
Sấy khô
Khử protein và đề acetyl hóa bằng NaOH 15M (150
O
C, 1h)
Rửa trung tính
Sấy khô
Chitosan
Nguyên liệu (vỏ tôm)
- 18 -

Rửa, sấy khô ở 120
o
C

Ngâm HCl 2N (Hệ 1W:10V, 5h, t
o
phòng)

Rửa trung tính, làm khô 100
o
C
Xay nhỏ
Ngâm HCl 2N (Hệ 1W:2.5V, 48h, t
o
phòng)
Ly tâm thu phần bã

Rửa trung tính
Vỏ tôm hùm
Ly tâm thu phần bã

Ngâm NaOH 1N (h
ệ 1W: 2.5V, 12h, 100
o
C)

Ly tâm thu phần bã
R
ửa trung tính

Làm sạch bằng cách ly tâm với các chất theo thứ tự nước, etanol, ete
Làm khô
Chitosan bột màu kem
Ngâm NaOH 1N (Hệ 1W : 2.5V, 12h, t
o
phòng)
- 19 -
 Quy trình của Pháp

 Nhận xét
Quy trình này cho Chitosan với chất lượng khá tốt và thời gian xử lý
ngắn gọn nhưng nó sẽ gặp các vấn đề như: Màu của Chitosan sẽ không trắng
mà vàng nhạt vì xử lý kiềm NaOH 40% ở nhiệt độ 85
o
C, như vậy muốn áp
dụng trong in vải hoa sẽ gặp rắc rối. Quy trình cho ra sản phẩm sẽ có giá
thành rất cao do thêm chi phí hấp chín, xay nhỏ, ngâm aceton. Khi đi vào tiến
hành sẽ gặp khó khăn lớn trong việc tiến hành rửa trung tính do nguyên liệu
đã bị xay nhỏ rất khó sửa, hao phí nguyên liệu lớn và khi đến công đoạn rửa
H
ấp chín ph
ơi khô

Vỏ tôm
Ngâm NaOH 3.5% (tỷ lệ 1W: 10V, 2h, 65
o
C)

R
ửa trung tính

Ngâm aceton tỷ lệ 1W : 5V, 1/2h, t
o
phòng
Ngâm NaOH 40% tỷ lệ 1W: 4V, 4h, 85
o
C
Rửa trung tính
Chitosan
Ngâm NaClO 0.315 % tỷ lệ 1W : 10V, 1/10h, t
o
phòng

R
ửa trung tính

Chitin
- 20 -
phơi Chitosan sẽ gặp nhiều khó khăn vì độ nhớt lúc này rất cao, khó tách
nước.
 Quy trình của phân viện vật lý Hà Nội
 Nhận Xét
Trong quy trình này khoáng được khử ngắt quãng 3 lần bằng HCl 4% ở

điều kiện nhiệt độ phòng. Protein, lipid được ngắt quãng bằng NaOH 2% 90 –
95
o
C hai lần. Sắc tố không được khử riêng mà sẽ bị dung dịch NaOH, HCl
khử bớt.
Quy trình sản xuất tương đối mất nhiều thời gian và công kềnh. Quy
trình chỉ có 1 ưu điểm là quá trình khử khoáng, protein ra làm nhiều giai đoạn
để nguyên liệu không phải trực tiếp tiếp xúc với hóa chất nồng độ cao do đó
độ nhớt đảm bảo. Màu sắc của Chitin tạo thành xấu không được trắng do
không được tẩy màu, chất lượng Chitin cũng không được tốt.