Luận án tiến sĩ NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN H2O2BỨC XẠ GAMMA COBAN - 60 ĐỂ CHẾ TẠO OLIGOCHITOSAN (TT)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC HUẾ
ĐẶNG XUÂN DỰ
NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN BẰNG
HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN H
2
O
2
/BỨC XẠ GAMMA
COBAN - 60 ĐỂ CHẾ TẠO OLIGOCHITOSAN
Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý
Mã số: 62.44.01.19
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HOÁ HỌC
HUẾ, NĂM 2015

Công trình được hoàn thành tại: Khoa Hóa, Trường Đại học Khoa học,
Đại Học Huế
Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Nguyễn Quốc Hiến
2. PGS.TS Võ Quang Mai
Phản biện 1: PGS.TS. Ngô Mạnh Thắng
Phản biện 1: PGS.TS. Lê Tự Hải
Phản biện 1: PGS.TS. Phạm Văn Tất
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng cấp Đại học Huế chấm luận án
tiến sĩ họp tại …………………………………………….………………
Vào hồi giờ ngày tháng năm
Có thể tìm hiểu luận án tại:
MỞ ĐẦU
Chitosan và oligochitosan là những polyme có nguồn gốc thiên nhiên được ứng dụng
trong nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống [29], [51], [117]. Chitosan thông thường có
khối lượng phân tử cao chỉ tan trong môi trường axit. Điều này đã hạn chế khả năng ứng
dụng của nó trong nhiều trường hợp [89]. Vì vậy, vấn đề biến tính cắt mạch chitosan nhằm

mở rộng khả năng ứng dụng của loại polyme này là rất cần thiết.
Nhiều phương pháp cắt mạch chitosan khác nhau đã được nghiên cứu và áp dụng. Trong
đó, phương pháp hóa học sử dụng H
2
O
2
và phương pháp chiếu xạ sử dụng tia γCo
60
cắt
mạch chitosan gần đây được tập trung nghiên cứu áp dụng vì cho hiệu suất cao, thân thiện
với môi trường [38], [76] và có khả năng áp dụng với quy mô lớn [32]. Tuy nhiên, nghiên
cứu sử dụng kết hợp hai tác nhân này cho đến nay vẫn còn rất ít và chưa thật sự có hệ thống.
Từ những thông tin trên, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cắt mạch
chitosan bằng hiệu ứng đồng vận H
2
O
2
/bức xạ gamma Coban–60 để chế tạo
oligochitosan”.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. TỔNG QUAN VỀ CHITIN, CHITOSAN, OLIGOCHITOSAN
Chitin có tên khoa học là poly-(2,4)-2-acetamido-2-desoxy-β-D-glucose, thuộc về nhóm
hợp chất polysaccarit.
Chitosan (CTS) là dẫn xuất của chitin, được chế tạo phổ biến bằng cách đề axetyl hóa
một phần từ chitin trong môi trường kiềm đặc.
Oligochitosan còn gọi là chitosan oligosaccarit (COS) là sản phẩm giảm cấp của CTS,
được chế tạo bằng biến tính cắt mạch CTS sử dụng các tác nhân cắt mạch như enzym, hóa
học và bức xạ…
Chitin/CTS và dẫn xuất của chúng có những tính chất quan trọng như: khả năng tương

hợp và phân hủy sinh học, chống oxi hóa, khả năng kháng khuẩn, kháng khối u và khả năng
hấp thụ kim loại nặng… Do vậy, các polyme này đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nông nghiệp, dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm chức
năng, công nghệ sinh học và xử lý môi trường [3], [79], [86]. Đặc biệt, nghiên cứu gần đây
cho thấy CTS tan trong nước rất có triển vọng để ứng dụng trong nghiên cứu in vivo [39],
làm chất ổn định, chất bắt gốc tự do để chế tạo hạt nano kim loại (Au, Ag ).
1
COS được xem là chất kích thích kháng bệnh thực vật hiệu quả vì có những hoạt tính
sinh học đặc biệt khác với CTS thông thường – có khối lượng phân tử (KLPT) cao [110].
1.2. SƠ LƯỢC VỀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ ĐỀ AXETYL VÀ KHỐI
LƯỢNG PHÂN TỬ CHITOSAN
Có nhiều phương pháp xác định độ đề axetyl (ĐĐA) của CTS như: phân tích nguyên tố,
dùng phổ UV, IR và NMR… Phương pháp phổ
1
H-NMR được cho là rất chính xác trong
việc tính ĐĐA [56]. Tuy nhiên, phương pháp dùng phổ IR tính ĐĐA lại được sử dụng khá
phổ biến. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, nhanh, cho kết quả khá chính xác và
chi phí thấp hơn so với phương pháp phổ
1
H-NMR [18]. Trong luận án này, chúng tôi sử
dụng phương pháp phổ IR để tính ĐĐA cho các mẫu CTS.
KLPT trung bình của CTS thường được xác định bằng phương pháp đo độ nhớt và
phương pháp sắc kí gel thấm qua (GPC). Hiện nay, xác định KLPT của CTS bằng GPC
được sử dụng tại nhiều trung tâm nghiên cứu về vật liệu polysaccarit tự nhiên trong khu vực
châu Á và trên thế giới. Trong luận án này KLPT của CTS và dẫn xuất được đo bằng
phương pháp GPC.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP BIẾN TÍNH CẮT MẠCH CHITOSAN
Hiện nay nhiều phương pháp biến tính cắt mạch CTS đã được áp dụng bao gồm: phương
pháp hóa học, phương pháp sinh học sử dụng các enzym, phương pháp siêu âm, phương
pháp chiếu xạ

Phương pháp chiếu xạ được xem là kỹ thuật hữu hiệu để cắt mạch chitosan trên quan
điểm thân thiện với môi trường [38] và ít gây ra sự thay đổi trong cấu trúc chính của phân tử
CTS [27].
1.4. CÔNG NGHỆ BỨC XẠ BIẾN TÍNH CẮT MẠCH CHITOSAN
Công nghệ bức xạ nghiên cứu các hiệu ứng vật lý, hóa học và sinh học khi bức xạ truyền
năng lượng cho vật chất.
Nguồn bức xạ phổ biến hiện nay là nguồn gamma phát ra từ đồng vị phóng xạ Cobalt -
60 và Cesium-137.
Trong luận án này, chúng tôi sử dụng nguồn bức xạ γCo
60
để cắt mạch bức xạ CTS. Cơ
chế cắt mạch bức xạ đã được Ulanski nghiên cứu khá chi tiết [100]. Theo đó, gốc hydroxyl
tạo ra trong quá trình phân ly bức xạ là tác nhân chính gây ra sự cắt mạch CTS.
2
1.5. HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN
Hiệu ứng đồng vận (synergistic effect) được định nghĩa là sự tương tác đồng thời của hai
tác nhân phản ứng lớn hơn tổng tương tác của các thành phần riêng rẽ [32].
Hiệu ứng đồng vận được ứng dụng khá rộng rãi trong hóa học khi nghiên cứu khả năng
kết hợp của các tác nhân lên cùng đối tượng phản ứng nhằm thu được hiệu suất tổng cộng
cao hơn khi thực hiện sự tác động riêng rẽ từng tác nhân lên đối tượng phản ứng.
1.6. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CẮT MẠCH CHITOSAN
COS và CTS KLPT thấp có nhiều ứng dụng nên việc nghiên cứu chế tạo các loại vật liệu
này vẫn là hướng nghiên cứu hấp dẫn trong những năm gần đây. Trong nước có 5 công
trình, thế giới có 7 công trình là những nghiên cứu tiêu biểu gần với luận án.
Qua phân tích các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, chúng tôi nhận thấy những
vấn đề sau đây cần được tiếp tục nghiên cứu:
1. Nghiên cứu giảm thời gian đề axetyl hóa chitin,
2. Nghiên cứu độ trương nước bão hòa của CTS,
3. Nghiên cứu hiệu ứng đồng vận của bức xạ γCo
60

và H
2
O
2
cắt mạch CTS ở dạng trương
và dạng dung dịch,
4. Nghiên cứu bảo vệ nhóm amin và hạn chế sự oxi hóa mở vòng trong quá trình cắt mạch,
5. Nghiên cứu tăng nồng độ CTS phản ứng trong dung dịch,
6. Nghiên cứu ảnh hưởng của suất liều đến tốc độ cắt mạch CTS,
7. Nghiên cứu độ ổn định của sản phẩm cắt mạch sau quá trình chiếu xạ.
CHƯƠNG 2
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM
2.1. MỤC TIÊU
Chế tạo COS và CTS KLPT thấp áp dụng hiệu ứng đồng vận của bức xạ γCo
60
và H
2
O
2
ở dạng trương và dạng dung dịch.
2.2. NỘI DUNG
- Nghiên cứu chế tạo CTS nguồn cho quá trình chiếu xạ với mục tiêu giảm thời gian đề
axetyl hóa, tiết kiệm hóa chất,
3
- Tăng nồng độ CTS trong dung dịch chiếu xạ, nghiên cứu hiệu ứng đồng vận tia γCo
60
và
H
2
O

2
cắt mạch CTS có ĐĐA ~70% và 90% chưa được công bố. Tính hiệu suất cắt mạch bức
xạ (G
s
) nhằm đánh giá hiệu quả sử dụng năng lượng bức xạ,
- Nghiên cứu độ trương nước bão hòa (ĐTNBH) của CTS để áp dụng cho quá trình chiếu xạ
CTS ở dạng trương,
- Nghiên cứu chế tạo CTS KLPT thấp bằng tác dụng đồng vận của bức xạ γCo
60
/H
2
O
2
và
khảo sát một số yếu tố có ảnh hưởng đến quá trình cắt mạch như nồng độ H
2
O
2
, suất liều
bức xạ, nhằm lựa chọn các thông số ban đầu cho quá trình cắt mạch CTS ở dạng trương dễ
thu hồi sản phẩm,
- Nghiên cứu hiệu ứng đồng vận tia γCo
60
và H
2
O
2
cắt mạch CTS ở dạng trương đối với CTS
có ĐĐA ~70 - 90% chưa được công bố,
- Nghiên cứu chế tạo COS và CTS KLPT thấp bằng H

2
O
2
sử dụng phương pháp trực tiếp và
gián đoạn nhằm bảo vệ nhóm amin và hạn chế khả năng oxi hóa mở vòng glucopyranose,
- Nghiên cứu hoạt tính kháng khuẩn, chống oxi hóa và gia tăng khả năng kích kháng bệnh
trên động vật của sản phẩm CTS cắt mạch.
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp IR
- Phương pháp sắc kí gel thấm qua (GPC)
- Phương pháp phổ UV-vis
- Phương pháp nhiễu xạ tia X
- Phương pháp phân tích khối lượng
2.4. THỰC NGHIỆM
2.4.1. Chế tạo chitosan nguồn từ chitin
2.4.2. Cắt mạch chitosan nguồn bằng hydro peroxit
2.4.3. Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan bằng chiếu xạ dung dịch
2.4.4. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan ở dạng trương
2.4.5. Khả năng chế tạo oligochitosan bằng H
2
O
2
trong dung dịch
2.4.6. Ứng dụng sản phẩm cắt mạch chitosan
4
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. CHẾ TẠO CHITOSAN NGUỒN TỪ CHITIN
Hình 3.1 cho thấy sự thay đổi ĐĐA của CTS theo thời gian đề axetyl hóa. Kết quả là
CTS có ĐĐA ~ 83%, dễ dàng thu được sau khoảng 3 giờ phản ứng trong điều kiện 90°C, tỉ

lệ CTS: NaOH 50% = 1:10 (w/v). Sau 3 giờ, ĐĐA của CTS thay đổi không đáng kể.
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian đề axetyl đến ĐĐA của CTS
Hình 3.2. CTS có ĐĐA 79% (a); 84% (b); 95,5% (c) chế tạo từ chitin
Để thu được CTS có ĐĐA ≥ 90% cho nghiên cứu, chúng tôi tiến hành bằng hai cách
sau:
Cách 1: Sau 180 phút phản ứng ở 90°C, ngừng đun và để hỗn hợp nguội dần đến 12 giờ,
CTS thu được có ĐĐA ≈ 95%.
Cách 2: Thực hiện phản ứng đề axetyl hóa lần 2 với CTS có ĐĐA ≈ 83% ở điều kiện phản
ứng như lần 1, thời gian phản ứng là 30 phút. CTS thu được có ĐĐA ≈ 96%.
Trong luận án này CTS có ĐĐA ≈ 79%, 84%, và 95,5% được chúng tôi chế tạo theo
cách 1 nhằm tiết kiệm thời gian và hóa chất.
3.2. CẮT MẠCH CHITOSAN NGUỒN BẰNG HYDRO PEROXIT
Do CTS nguồn có KLPT lớn, độ nhớt cao nên để chế tạo được dung dịch COS có nồng
độ khoảng 5%, cao hơn các công bố trước đây (1-3%) [32], chúng tôi đã cắt mạch CTS
5
bằng H
2
O
2
để giảm KLPT và độ nhớt. Điều kiện phản ứng là: pH = 9, CTS/H
2
O
2
2% = 1/10
(w/v), thời gian phản ứng là 22, 35 và 40 giờ tương ứng với các loại CTS có ĐĐA 95,5%;
84% và 79% [7]. Kết quả thu được ghi ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Sự thay đổi KLPT, ĐĐA và PI của CTS nguồn cắt mạch bằng hydro peroxit
CTS ban đầu Thời gian CTS giảm cấp
ĐĐA,% M
w

, kDa PI (giờ) ĐĐA, % M
w
, kDa PI
79,0 183 4,35 40 72,0 48,7 4,21
84,0 163 3,77 35 80,3 50,0 3,72
95,5 138 3,62 22 91,0 49,0 3,64
Bảng 3.1 cho thấy CTS bị cắt mạch theo thời gian kèm theo quá trình giảm ĐĐA. Độ
giảm ĐĐA lần lượt là 4,2%; 4,4% và 8,8% tương ứng với thời gian cắt mạch là 22, 35 và 40
giờ. Các loại CTS thu được (hình 3.3) có KLPT ~ 50 kDa.
Hình 3.3. CTS nguồn ĐĐA 72% (a); 80,3% (b) và 91,0 % (c)
3.3. HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN CHẾ TẠO OLIGOCHITOSAN BẰNG CHIẾU XẠ
DUNG DỊCH
3.3.1. Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan đối với chitosan có độ đề axetyl ~ 91%
Hình 3.4. Sự phụ thuộc KLPT của CTS-91 trong dung dịch 5% theo liều xạ và thời gian
phản ứng (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Hình 3.4 cho thấy với suất liều 1,33 kGy/h tốc độ cắt mạch CTS có ĐĐA ~ 91%
(CTS-91) của tia γCo
60
là nhanh hơn so với H
2
O
2
0,5%. Khi liều xạ lớn hơn 7 kGy, KLPT
của CTS-91 cắt mạch bằng tác dụng đồng vận của tia γCo
60
/H
2
O
2
0,5% suy giảm hầu như

không đáng kể. COS thu được ở liều xạ ~ 7 kGy. Hiệu ứng đồng vận (D, %) được đánh giá
6
dựa trên độ suy giảm khối lượng phân tử (ĐSGKLPT) do các tác nhân phản ứng gây ra và
được trình bày ở bảng 3.2. Kết quả cho thấy hiệu ứng đồng vận giảm dần khi tăng liều xạ.
Bảng 3.2. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-91 trong dung dịch 5% bằng tia γCo
60
và H
2
O
2
0,5%
Mẫu CTS
ĐSGKLPT, % = (M
w0
- M
w
)×100/ M
w0
2,2 kGy
(1,7 giờ)
7,6 kGy
(5,7 giờ)
15,1 kGy
(11,4 giờ)
19,8 kGy
(14,9 giờ)
A (H
2
O
2

0,5%)* 7,8 25,1 34,1 49,2
B (tia γCo
60
) ** 14,5 33,3 48,0 59,4
C (A & B) ** 54,1 79,8 88,2 90,4
Hiệu ứng đồng vận D (%)
D = [C-(A+B)] 31,8 21,4 6,1 -
* Mẫu không chiếu xạ; ** Mẫu chiếu xạ (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Cơ chế cắt mạch CTS hiệu quả bằng kết hợp đồng vận (tia γCo
60
và H
2
O
2
) có thể được
giải thích là do có sự phân li bức xạ của nước và H
2
O
2
dưới tác dụng của tia γCo
60
hình
thành gốc tự do hydroxyl (
•
OH)

có tính oxy hóa mạnh làm tăng hiệu quả cắt mạch CTS. Cơ
chế này đã được Ulanski và cộng sự đề xuất [100]:
γ ray - • • +
2 aq 2 2 2 3

γ ray
•
2 2
H O e , H , OH, H O , H , H O (3.1)
H O 2 OH (3.2)
→
→
Trong quá trình chiếu xạ e
-
aq
và H
•
có thể phản ứng với H
2
O
2
.
- • -
aq 2 2
• •
2 2 2
e + H O OH + OH (3.3)
H + H O OH + H O (3.4)
→
→
Cũng theo Ulanski và cộng sự gốc
•
OH là tác nhân bắt hydro, làm đứt liên kết glycosit tạo
thành phân tử CTS có KLPT thấp hơn.
FT-IR của sản phẩm cắt mạch CTS-91 (hình 3.5) xuất hiện hầu hết các pic đặc trưng

của CTS-91 ban đầu. Điều này chứng tỏ sản phẩm cắt mạch thu được có các nhóm cấu tạo
chính hầu như không thay đổi so với CTS ban đầu. Kết quả xác định ĐĐA bằng phổ FT-IR
cho thấy COS tạo thành ở 7,6 kGy có ĐĐA giảm khoảng 2%.
Qua nghiên cứu cắt mạch CTS-91 cho thấy COS với M
w
< 10 kDa có thể chế tạo hiệu
quả bằng hiệu ứng đồng vận tia (γCo
60
và H
2
O
2
0,5%) ở liều thấp ~7 kGy. COS thu được có
độ phân tán PI ≈ 1,3; có các nhóm cấu tạo chính hầu như không khác biệt so với CTS ban
đầu. ĐĐA của COS thu được ở 7 kGy giảm không đáng kể.
7
Hình 3.5. Phổ FT-IR của CTS-91 (a) và sản phẩm cắt mạch bằng chiếu xạ dung dịch
CTS-91 5%, H
2
O
2
0,5% ở liều xạ 2,2 kGy (b); 7,6 kGy (c); 15,1 (d) và 19,8 kGy (e)
3.3.2. Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan đối với chitosan có độ đề axetyl ~ 80,3%
Hình 3.6. Sự phụ thuộc KLPT của CTS-80 cắt mạch trong dung dịch 5% theo liều xạ và
thời gian phản ứng (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Hình 3.6 cho thấy sự kết hợp giữa tia γCo
60
và H
2
O

2
để cắt mạch CTS có ĐĐA ~ 80,3%
(CTS-80) là rất hiệu quả ở liều xạ < 10 kGy. Các nhóm chức chính cấu tạo nên sản phẩm cắt
mạch CTS-80 phân tích bằng FT-IR (hình 3.7) cho kết quả hầu như không thay đổi so với
CTS-80 ban đầu.
Hình 3.7. Phổ FT-IR của CTS-80 (a) và sản phẩm cắt mạch bằng chiếu xạ trong dung dịch
CTS-80 5%, H
2
O
2
0,5% ở liều xạ 2,6 kGy (b); 5,8 kGy (c); 10,7 (d) và 21,2 kGy (e)
Qua nghiên cứu cắt mạch CTS-80 trong dung dịch chúng tôi nhận thấy: Sự kết hợp H
2
O
2
0,5% với chiếu xạ tia γCo
60
đã làm giảm liều xạ khoảng 5 lần so với phương pháp cắt mạch
8
chỉ bằng chiếu xạ tia γCo
60
. COS có thể chế tạo hiệu quả bằng kết hợp tia γCo
60
và H
2
O
2
cắt
mạch CTS-80 trong khoảng liều xạ < 10 kGy. COS thu được có ĐĐA giảm khoảng 10%.
3.3.3. Hiệu ứng đồng vận chế tạo oligochitosan đối với chitosan có độ đề axetyl ~ 72%

Hình 3.8 cho thấy để chế tạo được COS từ CTS có ĐĐA~72% (CTS-72) cần liều xạ lớn
hơn 17 kGy, cao hơn so với liều xạ cần thiết để chế tạo COS từ CTS-91 (7 kGy) và CTS-80
(9 kGy). Điều này chứng tỏ CTS có ĐĐA thấp khó bị cắt mạch hơn CTS có ĐĐA cao.
Hình 3.8. Sự phụ thuộc KLPT của CTS-72 trong dung dịch 5% theo liều xạ và thời gian
phản ứng (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Hình 3.9. Phổ FT-IR của CTS-72 (a) và sản phẩm cắt mạch bằng chiếu xạ trong dung dịch
CTS-72 5%, H
2
O
2
0,5% ở liều xạ 8,2 kGy (b); 12,3 kGy (c); 16,5 (d) và 21,4 kGy (e)
FT-IR của sản phẩm cắt mạch xuất hiện hầu hết các pic đặc trưng của CTS-72 ban đầu
(hình 3.9). Điều này cho thấy cấu tạo cơ bản của CTS không thay đổi trong khoảng liều xạ
áp dụng.
Qua quá trình nghiên cứu cắt mạch CTS-72 ở dạng dung dịch chúng tôi nhận thấy: COS
chế tạo từ CTS-72 trong dung dịch H
2
O
2
0,5% ở liều xạ ~ 17 kGy có ĐĐA giảm khoảng
12%. Cấu tạo cơ bản của COS không thay đổi so với CTS-72 ban đầu.
9
Hình 3.10. Dung dịch 5% CTS-91 trước khi chiếu xạ (a) và sau chiếu xạ (b)
Hình 3.11. CTS -91 (a), sản phẩm cắt mạch CTS-91 (b), COS thu được từ CTS-91 (c),
CTS-80 (d) và CTS-72 (e)
Hình 3.10 và hình 3.11 cho thấy CTS sau khi cắt mạch chuyển sang màu vàng đậm hoặc
màu nâu. Sự thay đổi màu có thể là do sự tạo thành cấu trúc vòng glucopyranose chưa bão
hòa chứa nhóm cacbonyl hay cacboxyl khi các gốc tự do tái kết hợp [105]. Nhóm cacbonyl
hình thành ở cuối mạch là kết quả của quá trình cắt mạch [95]. CTS cắt mạch càng sâu
cường độ hấp thu ở pic 290 nm càng mạnh.

Hình 3.12. Phổ UV –vis của CTS-91 (a), sản phẩm cắt mạch CTS-91(b), COS thu được từ
CTS-72 (c), CTS-80 (d) và CTS-91 (e) nồng độ 0,1 % (w/v) trong dung dịch axit axetic
0,05%
Từ kết quả cắt mạch CTS trong dung dịch chúng tôi thu được một số nhận xét quan trọng
sau:
10
- Bằng giải pháp cắt mạch CTS nguồn sử dụng H
2
O
2
để giảm KLPT của CTS ban đầu xuống
khoảng 50 kDa, độ nhớt của dung dịch CTS chiếu xạ giảm. Kết quả là lần đầu tiên, chúng
tôi đã chế tạo được dung dịch COS ở nồng độ 5% cao hơn hẳn so với các nghiên cứu trước
đây chỉ từ 1-3%,
- COS có thể chế tạo hiệu quả bằng hiệu ứng đồng vận của tia γCo
60
và H
2
O
2
0,5% ở liều xạ
tương đối thấp dưới 20 kGy,
- Hiệu ứng đồng vận của tia γCo
60
và H
2
O
2
0,5% giảm khi tăng liều xạ,
- Trong dung dịch, tác nhân tia γCo

60
(1,33 kGy/h) cắt mạch hiệu quả hơn so với H
2
O
2
0,5%
trong cùng thời gian phản ứng,
- Hiệu suất cắt mạch bức xạ được gia tăng đáng kể khi có mặt H
2
O
2
0,5% trong dung dịch
chiếu xạ,
- CTS-91 dễ bị cắt mạch bức xạ hơn so với CTS-80 và CTS-72,
- Cắt mạch bằng tia γCo
60
cho độ phân tán KLPT của polyme tương đối thấp hơn so với khi
cắt mạch bằng H
2
O
2
0,5%.
3.4. HIỆU ỨNG ĐỒNG VẬN CẮT MẠCH CHITOSAN Ở DẠNG TRƯƠNG
3.4.1. Xác định một số thông số ban đầu của CTS cắt mạch ở dạng trương
Bảng 3.3 cho thấy độ ẩm của các mẫu CTS giảm dần khi tăng ĐĐA. Độ trương nước bão
hòa (ĐTNBH) của mẫu C70 và C80 lớn hơn đáng kể so với mẫu C90. Khi ĐĐA tăng lên
90% thì ĐTNBH giảm đi rõ rệt.
Bảng 3.3. Độ ẩm và ĐTNBH các mẫu CTS

Kí hiệu mẫu CTS ĐĐA (%) M

w
(kDa) Độ ẩm (%) ĐTNBH (%)
C90 91 166 13,9 ± 0,3 600 ± 40
C80 83 176 14,0 ± 0,3 1170 ± 50
C70 72 183 19,2 ± 0,4 1060 ± 60
ĐTNBH thấp nhất của CTS có ĐĐA từ 70 - 90% là 600%, tương ứng với tỉ lệ
CTS/H
2
O =1/6. Để quá trình vận hành thiết bị được thuận lợi, CTS không bị tách nước
trước khi chiếu xạ, chúng tôi chọn tỉ lệ CTS/H
2
O =1/5 cho tất cả các thí nghiệm.
3.4.2. Cắt mạch chitosan bằng hiệu ứng đồng vận của H
2
O
2
/tia γCo
60
ở dạng trương và
khảo sát ảnh hưởng của nồng độ, suất liều
11
Hình 3.13. Sự suy giảm KLPT của CTS trương trong nước và trong dung dịch H
2
O
2
theo
liều xạ
Hình 3.13 cho thấy KLPT của CTS trương trong H
2
O

2
giảm nhanh trong khoảng liều xạ
từ 0 đến 7 kGy. Sau đó sự suy giảm KLPT chậm dần khi tăng liều xạ. Trong khi đó, KLPT
của mẫu CTS trương trong nước giảm không đáng kể.
Phổ FT-IR của sản phẩm cắt mạch xuất hiện hầu hết các nhóm đặc trưng như của CTS ban
đầu (hình 3.14). Điều này cho thấy hầu như không có sự thay đổi về cấu tạo cơ bản của sản
phẩm cắt mạch so với CTS ban đầu. Nhóm cacboxyl hình thành đặc trưng cho phản ứng mở
vòng glucopyranose ở pic 1730 cm
-1
[76] không xuất hiện. Điều này cho thấy phản ứng mở
vòng glucopyranose không xảy ra.
Hình 3.14. Phổ FT-IR của CTS ban đầu (a) và sản phẩm cắt mạch CTS ở dạng trương với
H
2
O
2
nồng độ 1% (b), 3% (c), 5% (d) tại liều xạ 10 kGy
Giản đồ XRD của CTS ban đầu và sản phẩm cắt mạch CTS (hình 3.15) cho thấy các sản
phẩm cắt mạch CTS cũng có 2 pic ở 2θ = 10,3
o
và 19,8
o
tương tự như các pic đặc trưng của
CTS ban đầu [45]. Điều này cho thấy cấu trúc tinh thể của CTS cắt mạch hầu như không
thay đổi so với CTS ban đầu ở liều xạ 10 kGy.
12
Hình 3.15. Giản đồ XRD của CTS ban đầu (a) và sản phẩm cắt mạch CTS ở dạng trương
với H
2
O

2
nồng độ 1% (b), 3% (c), 5% (d) tại liều xạ 10 kGy
Phổ UV-vis trên hình 3.16 cho thấy CTS ban đầu hầu như không hấp thụ trong
khoảng bước sóng từ 240-320 nm. Trong khi đó, CTS chiếu xạ có pic ở 299 nm mô tả sự
dịch chuyển n → π
*
của liên kết đôi cacbon-oxi [34], đó là bằng chứng cho thấy sự có mặt
của nhóm cacbonyl (C=O) trong cấu tạo của sản phẩm. Nhóm cacbonyl có thể là sản phẩm
chuyển hóa cuối mạch tại các vị trí C
1
và C
4
khi CTS bị cắt mạch [89].
Hình 3.16. Phổ UV-vis của dung dịch CTS 0,1% có KLPT khác nhau trong dung dịch axit
axetic 0,05%
Bảng 3.4 cho thấy suất liều càng thấp hiệu quả cắt mạch bức xạ càng cao và giá trị PI có
xu hướng giảm khi giảm suất liều. Tuy nhiên, theo chúng tôi suất liều > 1 kGy/h nên được
lựa chọn để áp dụng cho quy mô lớn nhằm tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả sử dụng thiết
bị chiếu xạ.
Bảng 3.4. KLPT và PI của CTS cắt mạch dạng trương trong H
2
O
2
5% ở liều xạ 10 kGy với
suất liều khác nhau
Suất liều, kGy/h 3,6 1,8 0,9 0,45
M
w
, kDa 35,2 28,3 26,9 26,3
PI 2,51 2,41 2,40 2,41

13
Hình 3.17. CTS ban đầu – dạng bột (a), CTS trương trong dung dịch H
2
O
2
5% (b) và CTS
cắt mạch bằng hiệu ứng đồng vận (c)
Từ phân tích kết quả thí nghiệm và so sánh với các tài liệu tham khảo chúng tôi nhận
thấy nồng độ H
2
O
2
5% là phù hợp cho quá trình cắt mạch CTS ở dạng trương. Suất liều
1,33 kGy/h cũng được lựa chọn vì suất liều này được sử dụng phổ biến để chiếu xạ khử
trùng thực phẩm tại Trung tâm VINAGAMMA.
3.4.3. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan có độ đề axetyl ~ 91% ở dạng trương
Hình 3.18. Quan hệ giữa KLPT và liều xạ đối với CTS-91 cắt mạch ở dạng trương trong
nước và dung dịch H
2
O
2
5% (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Hình 3.18 cho thấy H
2
O
2
5% cắt mạch hiệu quả hơn so với tia γCo
60
. Điều đáng chú ý là
CTS ở dạng trương nước có độ suy giảm KLPT theo liều xạ là rất thấp so với khi chiếu xạ

trong dung dịch. Nguyên nhân có thể là do cơ chế cắt mạch của CTS ở trạng thái trương bị
thay đổi do thiếu nước. Ngoài sự phân li bức xạ của nước tạo ra gốc
•
OH đóng vai trò là tác
nhân cắt mạch, phản ứng cắt mạch còn xảy ra do sự tiếp xúc trực tiếp của bức xạ lên chuỗi
phân tử CTS [62], [45].
1 2
R R (3.6)
R R + R (3.7)
hv
•
•
→
→
Ở trạng thái trương khoảng cách giữa các gốc tự do gần nhau hơn so với khoảng cách
của chúng trong dung dịch, vì vậy sự tái kết hợp giữa các gốc tự do tăng lên và do đó mức
độ suy giảm KLPT không đáng kể.
14
Bảng 3.5. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-91 bằng tia γCo
60
và H
2
O
2
5%
Mẫu CTS
ĐSGKLPT, % = (M
w0
- M
w

)×100/ M
w0
3,7 kGy
(2,8 giờ)
8,2 kGy
(6,2 giờ)
12,0 kGy
(9,0 giờ)
15,9 kGy
(12,0 giờ)
22,7 kGy
(17,1 giờ)
A (H
2
O
2
5%)* 5,1 15,7 23,7 27,4 30,2
B (tia γCo
60
)**
i
1,2 3,1 4,3 5,5 8,4
C (A & B) ** 52,2 65,7 71,2 74,5 77,1
Hiệu ứng đồng vận D (%)
D = [C-(A+B)] 45,9 46,9 43,2 41,9 38,5
* Mẫu không chiếu xạ; ** Mẫu chiếu xạ (thời gian, giờ = kGy/1,33);
i
1g CTS/5ml H
2
O

Hình 3.19. Phổ FT-IR của CTS-91(a) và sản phẩm cắt mạch CTS-91 ở dạng trương trong
H
2
O
2
5% tại các liều xạ 8,2 kGy (b); 12,0 kGy (c);15,9 kGy (d) và 22,7 kGy (e)
Bảng 3.5 cho thấy CTS-91 cắt mạch ở dạng trương có hiệu ứng đồng vận đạt cực đại tại
liều xạ ~ 9 kGy. Hình 3.19 cho thấy hầu hết các nhóm đặc trưng của CTS đều xuất hiện
trong FT-IR của sản phẩm cắt mạch. Tuy nhiên, khi liều xạ > 12 kGy chúng tôi nhận thấy
có dấu hiệu xuất hiện nhóm cacboxyl – pic ở 1730 cm
-1
[76]. Điều này cho thấy CTS-91
chiếu xạ ở trạng thái trương trong H
2
O
2
5% với liều xạ > 12 kGy có khả năng xảy ra phản
ứng phá vỡ vòng glucopyranose.
Hình 3.20. CTS-91 ban đầu (a); CTS-91 KLPT thấp (b)
Từ kết quả cắt mạch CTS-91 ở dạng trương chúng tôi nhận thấy: H
2
O
2
5% cắt mạch
CTS-91 hiệu quả hơn so với tia γCo
60
. Hiệu quả cắt mạch CTS-91 bằng tia γCo
60
ở dạng
15

trương nước thấp hơn đáng kể so với khi cắt mạch trong dung dịch. CTS-91 cắt mạch ở
dạng trương có hiệu ứng đồng vận đạt cực đại ở liều xạ khoảng 9 kGy. Khi tăng liều xạ > 12
kGy, CTS thu được có khả năng bị phá vỡ vòng glucopyranose.
3.4.4. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan có độ đề axetyl ~ 80% ở dạng trương
Hình 3.21. Quan hệ giữa KLPT và liều xạ đối với CTS-80 cắt mạch ở dạng trương trong
nước và trong dung dịch H
2
O
2
5% (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Hình 3.21 cho thấy CTS-80 trương trong nước theo tỉ lệ 1g CTS/5ml nước gần như
không bị suy giảm KLPT khi tăng liều xạ tương tự như CTS-91. Phổ FT-IR trên hình 3.22
cho thấy sản phẩm cắt mạch CTS-80 có cấu tạo về cơ bản không thay đổi so với CTS-80
ban đầu.
Hình 3.22. Phổ FT-IR của CTS-80 (a) và sản phẩm cắt mạch CTS-80 ở dạng trương trong
H
2
O
2
5% tại các liều xạ 7,1 kGy (b); 15,5 kGy (c); 20,1 kGy (d) và 22,6 kGy (e)
Qua nghiên cứu cắt mạch CTS-80 ở trạng thái trương chúng tôi nhận thấy hiệu ứng đồng
vận (tia γCo
60
và H
2
O
2
) đã làm gia tăng hiệu quả cắt mạch và đạt giá trị cực đại là ~ 17% ở
liều xạ 20 kGy. Sự kết hợp H
2

O
2
và chiếu xạ tia γCo
60
cho phép chế tạo hiệu quả CTS KLPT
thấp (hình 3.23 b) và COS từ CTS ban đầu (hình 3.23 a) ở dạng trương. ĐĐA của CTS cắt
mạch ở liều xạ 15,5 kGy giảm khoảng 16%.
16
Hình 3.23. CTS-80 ban đầu - 50 kDa (a); CTS-80 KLPT thấp – 11,7 kDa (b)
3.4.5. Hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan có độ đề axetyl ~72% ở dạng trương
Hình 3.24. Quan hệ giữa KLPT và liều xạ đối với CTS-72 cắt mạch ở dạng trương trong
nước và trong dung dịch H
2
O
2
5% (thời gian, giờ = kGy/1,33)
Hình 3.24 cho thấy H
2
O
2
5% cắt mạch CTS-72 khá hiệu quả. Trong khi đó độ suy giảm
KLPT của CTS-72 khi cắt mạch bằng tia γCo
60
là khá thấp. Sự kết hợp đồng vận tia γCo
60
và H
2
O
2
5% cho kết quả không thật sự vượt trội so với cắt mạch bằng H

2
O
2
5%. Hiệu ứng
đồng vận tối đa đạt được khoảng 12% ở 14 kGy. Giá trị này thấp hơn so với hiệu ứng đồng
vận cắt mạch CTS-91 và CTS-80.
Hình 3.25. Phổ FT-IR của CTS-72 ban đầu (a) và sản phẩm cắt mạch CTS-72 ở dạng trương
trong H
2
O
2
5% tại các liều xạ 7,5 kGy (b); 14,0 kGy (c); 20,1 kGy (d) và 22,4 kGy (e)
17
FT-IR trên hình 3.25 cho thấy sản phẩm cắt mạch CTS-72 có cấu trúc chính không thay
đổi so với CTS ban đầu. ĐĐA của CTS-72 cắt mạch ở liều xạ 20 kGy giảm so với CTS ban
đầu khoảng 12%. Độ suy giảm ĐĐA tương đối thấp hơn so với CTS-91 và CTS-80.
Hình 3.26. CTS-72 ban đầu - 47,8 kDa (a); CTS-72 KLPT thấp - 13,3 kDa (b)
Qua thí nghiệm nghiên cứu hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS-72 chúng tôi nhận thấy: Áp
dụng hiệu ứng đồng vận tia γCo
60
và H
2
O
2
5% có thể chế tạo được CTS KLPT thấp khoảng
13 kDa (hình 3.26 b) ở liều xạ khoảng 22 kGy. Tác nhân H
2
O
2
5% cắt mạch khá hiệu quả

CTS-72, độ suy giảm KLPT của CTS-72 không đáng kể khi cắt mạch bằng tia γCo
60
. Hiệu
ứng đồng vận cắt mạch CTS-72 cực đại đạt được tương đối thấp khoảng 12%. Áp dụng hiệu
ứng đồng vận cắt mạch CTS-72 ở trạng thái trương cho hiệu quả cắt mạch không thật sự
vượt trội so với cắt mạch bằng H
2
O
2
5% về mức độ suy giảm KLPT. Tuy nhiên, phương
pháp cắt mạch đồng vận có ưu điểm trong việc giảm độ đa phân tán của polyme cắt mạch.
Hình 3.27. CTS sau khi cắt mạch bức xạ ở dạng trương
Hình 3.28. CTS-80 (a); CTS KLPT thấp cắt mạch từ CTS-72 (b); CTS-80 (c); CTS-91(d)
và COS chế tạo từ CTS-80 (e)
Hình 3.27 và hình 3.28 mô tả hỗn hợp CTS sau khi chiếu xạ cắt mạch ở dạng trương.
CTS-91 cắt mạch có màu sắc tương đối đậm hơn so với CTS-80 và CTS-72 cắt mạch.
Nguyên nhân sự thay đổi màu có thể là do sự hình thành cấu trúc vòng glucopyranose chưa
bão hòa như chúng tôi thảo luận ở phần cắt mạch dung dịch.
18
Qua nghiên cứu hiệu ứng đồng vận tia γCo
60
và H
2
O
2
5% ở dạng trương chúng tôi thu
được một số kết luận quan trọng sau:
- Tác nhân H
2
O

2
5% cắt mạch CTS ở dạng trương hiệu quả hơn so với tia γCo
60
(1,33
kGy/h).
- Cắt mạch CTS bằng tia γCo
60
ở dạng trương cho hiệu quả thấp hơn đáng kể so với khi cắt
mạch bằng chiếu xạ dung dịch.
- Hiệu ứng đồng vận cắt mạch CTS ở trạng thái trương đạt cực đại ở liều xạ khoảng 9, 20 và
14 kGy tương ứng với CTS có ĐĐA ban đầu là 91; 80,3 và 72%
- Hiệu suất cắt mạch bức xạ gia tăng đáng kể khi có mặt H
2
O
2
. Mức độ gia tăng hiệu suất cắt
mạch giảm khi tăng liều xạ.
- CTS KLPT thấp có thể chế tạo hiệu quả bằng kết hợp đồng vận tia γCo
60
và H
2
O
2
5%. Cấu
tạo và ĐĐA của sản phẩm thay đổi không đáng kể so với CTS ban đầu ở liều xạ < 12 kGy.
- Đây là lần đầu tiên quá trình nghiên cứu cắt mạch CTS ở dạng trương được tiến hành. Sản
phẩm CTS KLPT thấp và COS sau chiếu xạ được thu hồi dễ dàng hơn so với chiếu xạ dung
dịch vì vậy rất có triển vọng áp dụng ở quy mô công nghiệp. Ngoài ra, CTS KLPT thấp có
thể được ứng dụng trực tiếp hoặc làm nguyên liệu để chế tạo COS trong dung dịch với liều
xạ thấp.

3.5. KHẢ NĂNG CHẾ TẠO OLIGOCHITOSAN BẰNG H
2
O
2
TRONG DUNG DỊCH
Hình 3.29. Sự phụ thuộc giữa KLPT và thời gian cắt mạch theo phương pháp 1
Hình 3.29 mô tả KLPT CTS giảm khi gia tăng thời gian cắt mạch theo phương pháp tăng
nồng độ H
2
O
2
(1%/1giờ). Kết quả hồi quy thu được phương trình:
M
w
= 34,665×e
-0,349×t

19
Kết quả phân tích thống kê cho thấy ở mức kiểm định nghiêm ngặt mô hình hàm mũ này
mô tả tốt số liệu thực nghiệm. Từ kết quả trên có thể dự đoán phản ứng cắt mạch tuân theo
mô hình động học bậc nhất.
Hình 3.30. Sự phụ thuộc giữa KLPT và thời gian cắt mạch theo phương pháp 2
Hình 3.30 mô tả KLPT CTS giảm khi gia tăng thời gian cắt mạch theo phương pháp cắt
mạch bằng H
2
O
2
5% (cho vào 1 lần). Kết quả hồi qui phi tuyến thu được phương trình:
M
w

= 21,566×t
-0,368
Qua quá trình nghiên cứu cắt mạch CTS bằng H
2
O
2
trong dung dịch chúng tôi nhận thấy:
Với phương pháp 1 – H
2
O
2
được đưa vào từng giai đoạn khác nhau, động học cắt mạch tuân
theo mô hình động học bậc nhất. Khi H
2
O
2
được đưa vào cùng một lúc (theo phương pháp
2) phản ứng không tuân theo mô hình động học bậc nhất. Phương pháp 1 có ưu thế hơn so
với phương pháp 2 về phương diện hiệu quả cắt mạch, bảo vệ nhóm amin và ít làm thay đổi
cấu trúc của sản phẩm. Tuy nhiên, so với phương pháp chiếu xạ áp dụng hiệu ứng đồng vận
của H
2
O
2
và tia γCo
60
thì chế tạo COS bằng phương pháp hóa học có độ suy giảm ĐĐA lớn
hơn.
3.6. ỨNG DỤNG SẢN PHẨM CHITOSAN CẮT MẠCH
3.6.1. Hiệu ứng chống oxi hóa

Hình 3.31 cho thấy CTS và COS có KLPT càng nhỏ hiệu suất bắt gốc tự do càng cao.
Tại thời gian phản ứng 90 phút, hiệu suất bắt gốc tự do là 69,9; 84,5; 89,2 và 99,3% tương
ứng đối với KLPT CTS và COS là 45,0; 23,4; 9,9 và 4,7 kDa. Nguyên nhân là do các nhóm
–NH
2
và –OH đóng vai trò quyết định hoạt tính chống oxy hóa [113] và trong CTS KLPT
thấp chúng linh động hơn so với trong CTS có KLPT cao.
20
Hình 3.31. Hiệu suất bắt gốc tự do của CTS và COS
3.6.2. Hiệu ứng kháng khuẩn
• Hiệu ứng kháng khuẩn của CTS KLPT thấp chế tạo bằng chiếu xạ
Các mẫu CTS KLPT 30 - 60 kDa được chế tạo bằng phương pháp chiếu xạ γCo
60
CTS
trương trong dung dịch H
2
O
2
5% có hiệu ứng kháng khuẩn tốt với hiệu suất ~ 100%.
• Hiệu ứng kháng khuẩn của CTS KLPT thấp và COS chế tạo bằng phương pháp hóa học
CTS có KLPT M
w
~ 10-15 kDa chế tạo bằng phương pháp cắt mạch hóa học theo bậc có
khả năng kháng khuẩn tốt. Nồng độ CTS KLPT 15 kDa thích hợp để kháng vi khuẩn E. coli
(gram âm) là 300 ppm, vi khuẩn S. aureus (gram dương) là 200 ppm.
3.6.3. Hiệu ứng kích thích tăng trưởng và kháng bệnh trên gà
Khi có bổ sung CTS KLPT 15 ~ kDa (CTSM15) vào thức ăn, gà có sức đề kháng tốt hơn
khi thời tiết thay đổi hoặc khi tiêm vắc-xin phòng dịch. Do ít bị nhiễm bệnh nên gà có tốc
độ lớn ổn định. Kết quả phân tích cho thấy CTSM15 nồng độ 200 - 400 ppm bổ sung vào
thức ăn của gà cho hiệu quả kháng bệnh và tăng trưởng tốt nhất.

KẾT LUẬN CHÍNH CỦA LUẬN ÁN
Đây là công trình đầu tiên ở Việt Nam nghiên cứu một cách có hệ thống về hiệu ứng
đồng vận của tia γCo
60
và H
2
O
2
cắt mạch chitosan với các độ đề axetyl khác nhau: 70, 80 và
90%. Kết quả thu được khi nghiên cứu hiệu ứng đồng vận cắt mạch chitosan ở trạng thái
trương, cắt mạch trong dung dịch với nồng độ 5% chitosan và cắt mạch bằng H
2
O
2
theo bậc
là những kết quả mới chưa được công bố. Luận án đóng góp cho việc phát triển ứng dụng
21
chế tạo dung dịch oligochitosan ở nồng độ cao 5% hướng tới sản xuất với quy mô lớn (trước
đây chỉ 1 - 3%). Từ nội dung nghiên cứu của luận án chúng tôi đạt được một số kết quả sau:
1. Chitosan có độ đề axetyl khá cao 83% đã được chế tạo trong điều kiện NaOH 50%, nhiệt
độ 90°C chỉ sau 3 giờ phản ứng. Độ đề axetyl có thể được gia tăng lên đến 95,5% bằng cách
để nguội hỗn hợp phản ứng sau 12 giờ.
2. Dung dịch oligochitosan 5% được chế tạo bằng kết hợp đồng vận của tia γCo
60
và H
2
O
2
0,5% ở liều xạ thấp dưới 20 kGy. Hiệu ứng đồng vận giảm khi tăng liều xạ. Liều xạ cần để
chế tạo oligochitosan từ chitosan ban đầu có độ đề axetyl là 91, 80 và 72% tương ứng là 7, 9

và 17 kGy. Hiệu suất cắt mạch bức xạ được gia tăng đáng kể khi có mặt H
2
O
2
trong dung
dịch chiếu xạ. Chitosan có độ đề axetyl càng cao thì hiệu suất cắt mạch bức xạ và hằng số
tốc độ cắt mạch bức xạ càng cao. Độ đề axetyl của oligochitosan suy giảm so với chitosan
ban đầu dưới 12% tùy thuộc vào liều xạ.
3. Chitosan khối lượng phân tử 30 – 45 kDa được chế tạo hiệu quả bằng chiếu xạ chitosan
(M
w
~ 91,7 kDa, ĐĐA ~ 91,3%) ở dạng trương trong dung dịch H
2
O
2
trong khoảng liều xạ
thấp 2,5 – 10 kGy. Nồng độ H
2
O
2
5% là phù hợp cho quá trình cắt mạch chitosan ở trạng
thái trương trên phương diện hạn chế sự thay đổi cấu trúc và giảm độ đề axetyl của sản
phẩm. Suất liều càng thấp hiệu quả cắt mạch càng cao.
4. Lần đầu tiên chitosan khối lượng phân tử thấp và oligochitosan được chế tạo bằng hiệu
ứng đồng vận ở dạng trương. Tác nhân H
2
O
2
5% cắt mạch chitosan hiệu quả hơn so với tia
γCo

60
(1,33 kGy/h). Hiệu suất cắt mạch chitosan bằng tia γCo
60
ở trạng thái trương thấp hơn
đáng kể so với trạng thái dung dịch. Chitosan cắt mạch ở dạng trương có hiệu ứng đồng vận
đạt cực đại ở liều xạ khoảng 9, 20 và 14 kGy tương ứng với chitosan ban đầu có độ đề
axetyl khoảng 91, 80 và 72%. Cấu trúc và độ đề axetyl của sản phẩm cắt mạch thay đổi
không đáng kể so với chitosan ban đầu ở liều xạ < 12 kGy.
5. Phương pháp cắt mạch gia tăng nồng độ H
2
O
2
theo thời gian tuân theo mô hình động học
bậc nhất. Phương pháp này có ưu thế hơn so với việc sử dụng H
2
O
2
ở nồng độ cao ngay từ
đầu về mặt hiệu quả cắt mạch cũng như bảo vệ nhóm amin. Tuy nhiên, xét về hiệu quả cắt
mạch thì phương pháp này vẫn kém hơn so với phương pháp sử dụng hiệu ứng đồng vận tia
γCo
60
và H
2
O
2
.
22
6. Chitosan khối lượng phân tử càng nhỏ thể hiện hoạt tính chống oxi hóa càng cao. Hoạt
tính kháng khuẩn của chitosan khối lượng phân tử thấp cao hơn so với oligochitosan.

Chitosan khối lượng phân tử 30 - 60 kDa thể hiện hoạt tính kháng khuẩn tốt với hiệu
suất kháng khuẩn ~100%. Khối lượng phân tử khoảng 15 kDa là phù hợp để gia tăng sức
đề kháng và trọng lượng cho gà. Nồng độ thích hợp để bổ sung vào thức ăn cho gà là
200 - 400 ppm.
23