Nghiên cứu tạo màng chistosan - trà xanh

Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT TẠO MÀNG
CHITOSAN – TRÀ XANH

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7/2014


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT TẠO MÀNG
CHITOSAN – TRÀ XANH

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7/2014

Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

Trường Đại học Công nghiệp Tp. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
VIỆN CÔNG NGHỆ

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MÔN: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

LỚP: DHTP6A

1. Đề tài đồ án: Nghiên cứu tạo màng chitosan – trà xanh.
2. Nhiệm vụ:
- Tổng quan về chitosan, trà xanh và các chất bổ sung
- Tạo ra màng bao chitosan- trà xanh bổ sung chất khác
- Xác định các tính chất của màng tạo ra
- Kiểm tra tính kháng khuẩn của màng tạo ra
3. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 10/03/2014
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 27/06/2014
5. Họ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình

Nội dung và yêu cầu DATN đã được thông qua bộ môn
Ngày ….. tháng 7 năm 2014
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH

Nguyễn Thị Thanh Bình
PHẦN DÀNH CHO VIỆN
Người duyệt (chấm hồ sơ):............................................................
Đơn vị:..........................................................................................
Ngày bảo vệ:.................................................................................
Điểm tổng kết:...............................................................................
Nơi lưu trữ luận án:.......................................................................

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
...............................................................................................................................................

3


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

Tp. Hồ Chí Minh, ngày…. tháng 7 năm 2014
Giáo viên hướng dẫn

Nguyễn Thị Thanh Bình

4


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

5


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

LỜI CẢM ƠN
Sau 4 năm được đào tạo tại trường, chúng tôi đã tích góp được không ít kiến thức bổ
ích về chuyên ngành cũng như kiến thức đời sống. Điều đó có được là do quý thầy cô của
trường đã tận tình chỉ dạy trong những tiết lý thuyết lẫn thực hành. Chúng tôi xin gửi lời
cám ơn chân thành đến tất cả quý thầy/cô trong trường.
Chúng tôi cũng xin cám ơn ban lãnh đạo trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ
Chí Minh, ban chủ nhiệm Viện Công nghệ sinh học và thực phẩm đã tạo điều kiện cho
chúng tôi có thể phát huy khả năng sáng tạo, học hỏi để có thể hoàn thành Đồ án tốt
nghiệp, đặc biệt chúng tôi xin chân thành cám ơn cô Nguyễn Thị Thanh Bình đã tận tình

hướng dẫn để chúng tôi có thể hoàn thành bài báo cáo này.
Cuối lời chúng tôi xin chúc quý thầy/cô trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ
Chí Minh dồi dào sức khỏe, thành công trong công tác và cuộc sống.
Xin chân thành cám ơn!

6


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhu cầu ăn uống là không thể thiếu trong cuộc sống chúng ta, hiện nay ngành công
nghệ thực phẩm đang ngày càng phát triển để đáp ứng các yêu cầu của người tiêu dùng.
Cùng với sự phát triển của ngành thực phẩm thì sự ô nhiễm môi trường càng tăng cao.
Đặc biệt là vấn đề thời gian phân huỷ quá lâu của vật liệu bao gói thực phẩm mà hiện nay
đang được sử dụng phổ biến là PE, vì thế để giảm thiểu tối đa sự ô nhiễm môi trường thì
việc tạo ra túi bao gói thực phẩm có khả năng tự phân huỷ là vấn đề đang được quan tâm
hiện nay. Đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề này, một trong những vật liệu được chọn là
chitosan – dẫn xuất của chitin. Màng chitosan có khả năng kháng khuẩn, kháng nấm,
không sinh độc tố, giữ nước tốt cho sản phẩm trong quá trình bảo quản nhưng màng
chitosan khá đắt nên dùng nó bao gói thực phẩm chưa đem lại hiệu quả kinh tế cao. Việc
nghiên cứu phối trộn chitosan với các chất khác nhằm tạo ra màng chitosan có độ bền cao,
giá thành phù hợp dùng làm bao gói thực phẩm là rất cần thiết. Đã có nhiều nghiên cứu
kết hợp với các polyme tự nhiên để sản xuất màng bảo quản thực phẩm được thực hiện
nhiều như màng chitosan với cenlulose (Lima et al., 2005), chitosan với alginate (da Silva
et al., 2011), chitosan với polyvinyl ancol (Nguyễn Thị Thu Thảo, 2013), v.v... Chitosan
được phối trộn với các chất kháccó thể tạo ra màng một số tính chất mới nên có thể làm
thay đổi một số tính năng của màng chitosan như tính kháng khuẩn, kháng nấm... Vì vậy,

để tạo ra màng chitosan bảo quản thực phẩm vừa bảo đảm được tính kháng khuẩn, chống
oxi hoá vừa có giá thành hợp lý nên nhóm chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu tạo màng
chitosan – trà xanh”. Màng chitosan – trà xanh được tích hợp yếu tố kháng khuẩn của
chitosan lẫn trà xanh nên hiệu quả ức chế vi sinh vật được nâng cao. Điều này đã được
Dan C Vorna(2012) nghiên cứu, ông đã kết luận rằng khi dùng chitosan tự nhiên thì vi
sinh vật vẫn không được ức chế, màng bao chitosan kết hợp thêm 4% dịch trích trà xanh
thì mang lại hiệu quả kháng khuẩn cao, làm giảm tổng vi sinh vật ban đầu từ 3.2 xuống
2.65 log cfu/cm2 khi bảo quản ở nhiệt độ phòng và giảm từ 3.2 xuống 1-1.5 cfu/cm 2 khi
bảo quản lạnh. Đối tượng nghiên cứu sự xuất hiện của vi sinh vật là các động vật thuỷ sản,
vì thế để khảo sát sự gia tăng của vi sinh vật trong quá trình bảo quản khi dùng màng

7


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

chitosan – trà xanh trong nghiên cứu, chúng tôi chọn cá tra. Cá tra là loại cá được nuôi
rộng rãi ở đồng bằng sông Cửu Long, hiện nay chiếm lĩnh thị trường trong và ngoài nước.
Cá tra có giá trị dinh dưỡng cao, giàu protein, vì thế những sản phẩm làm từ cá tra nếu
không có phương pháp bảo quản tốt thì chúng rất dể bị hư hỏng, ươn thối, đòi hỏi chúng ta
cần có những biện pháp xử lý, bảo quản tốt hơn trong việc làm tươi sản phẩm và kéo dài
thời gian tươi ngon của chúng.
Mục tiêu đặt ra của đề tài nghiên cứu này là:
-

Tạo được màng chitosan trà xanh phối trộn chất khác có tính chất cơ lý tốt và có khả năng
kháng khuẩn áp dụng bảo quản cá tra fillet ướp lạnh.
Để đạt được các mục tiêu trên thì cần thực hiện những nội dung sau:

-

Khảo sát tạo màng chitosan – trà xanh phối trộn chất khác thích hợp về nồng độ và tỉ lệ để
chọn ra màng tốt nhất thông qua xác định các tính chất của màng như: tính chất cơ lý (độ

-

căng đứt, độ kéo giãn), tính thấm nước và độ sáng của màng.
Khảo sát tính kháng khuẩn của màng tạo được trên đối tượng là cá tra fillet ướp lạnh.
Do kiến thức chúng em còn hạn hẹp nên trong quá trình làm thực nghiệm không
tránh khỏi những sai sót, rất mong sự chỉ dẫn của thầy cô, chúng em xin chân thành cám
ơn.

8


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
1.1. Chitosan
1.1.1. Tính chất hóa học
1.1.2. Tính chất vật lí
1.1.3. Cơ chế kháng khuẩn của chitosan
1.1.4. Giới thiệu về màng chitosan và ứng dụng
1.1.5. Các nghiên cứu liên quan đến tạo màng bao gói thực phẩm liên quan đến
chitosan

1.2. Giới thiệu về cây chè
1.2.1. Đặc tính
1.2.2. Thành phần hoá học của lá chè
1.2.2.1. Nước
1.2.2.2. Carbonhydrate
1.2.2.3. Các hợp chất chứa nitrogen
1.2.2.4. Tinh dầu
1.2.2.5. Sắc tố
1.2.2.6. Enzyme
1.2.2.7. Polyphenol
1.2.2.8. Catechin
1.2.3. Cơ chế kháng khuẩn của chè
1.2.4. Các nghiên cứu về tạo màng chitosan kết hợp trà xanh

9


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

1.3. Các chất bổ sung
1.3.1. Alginate
1.3.1.1. Nguồn gốc
1.3.1.2. Cấu tạo – cấu trúc
1.3.1.3. Tính chất
1.3.2. Pectin
1.3.2.1. Nguồn gốc
1.3.2.2. Cấu tạo – cấu trúc
1.3.2.3. Tính chất

1.3.3. Gelatin
1.3.3.1. Nguồn gốc
1.3.3.2. Cấu tạo – cấu trúc
1.3.3.3. Tính chất
1.3.4. Glixerol
1.3.4.1. Nguồn gốc
1.3.4.2. Cấu tạo – cấu trúc
1.3.4.3. Tính chất
1.3.5. Etylene glycol (EG)
1.4. Cá tra
1.4.1. Đặc điểm
1.4.2. Các biến đổi của cá sau khi chết
1.4.2.1. Các biến đổi cảm quan
1.4.2.2. Các biến đổi tự phân giải
10


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

1.4.2.3. Sự phân giải protein
1.4.2.4. Biến đổi do vi sinh vật
1.4.2.5. Sự oxy hóa chất béo
1.4.3. Bảo quản lạnh cá tra
1.5. Màng bao thực phẩm
1.5.1. Màng bao trái cây, rau quả
1.5.2. Màng protein
1.5.3. Màng polysaccharide
1.5.4. Màng lipid

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
2.1.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.1.2. Nguyên liệu
2.1.3. Hoá chất, dụng cụ và thiết bị
2.1.3.1. Hoá chất
2.1.3.2. Dụng cụ
2.1.3.3. Thiết bị
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp trích ly trà xanh
2.2.2. Phương pháp tạo màng chitosan – trà xanh
2.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
2.2.3.1. Phương pháp bố trí thí ngiệm khảo sát chọn chất bổ sung thích hợp
2.2.3.2. Phương pháp bố trí thí ngiệm khảo sát chọn nồng độ chất thích hợp
11


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

2.2.3.3. Phương pháp bố trí thí ngiệm khảo sát chọn tỉ lệ chất thích hợp
2.2.3.4. Phương pháp kiểm tra vi sinh vật trên cá tra khi bảo quản bằng màng tốt nhất
2.2.4. Phương pháp xác định các chỉ tiêu của màng
2.2.2.1. Xác định độ dày màng (I. Leceta và cộng sự, 2013)
2.2.2.2. Xác định tính chất cơ lý của màng (Miguel A. Cerqueira và cộng sự, 2012)
2.2.2.3. Xác định độ thấm ướt của màng (Cup và cộng sự, 1996)
2.2.2.4. Xác định màu sắc của màng (María A. García và cộng sự, 2004)
2.2.5. Phương pháp xác định số vi sinh vật trên cá khi bảo quản bằng màng tối ưu
2.2.6. Phương pháp xử lí số liệu

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định chất bổ sung tối ưu
3.1.1. Xác định tính chất cơ lí của màng
3.1.1.1. Độ căng đứt
3.1.1.2. Độ kéo giãn
3.1.2. Xác định độ thấm ướt của màng
3.1.3. Xác định màu sắc của màng
3.2. Xác định nồng độ tối ưu của chất được chọn
3.2.1. Xác định tính chất cơ lí của màng
3.2.1.1. Độ căng đứt
3.2.1.2. Độ kéo giãn
3.2.2. Xác định độ thấm ướt của màng
3.2.3. Xác định màu sắc của màng
3.3. Xác định tỉ lệ chất tối ưu
12


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

3.3.1. Xác định tính chất cơ lí của màng
3.3.1. Độ căng đứt
3.3.1.2. Độ kéo giãn
3.3.2. Xác định độ thấm ướt của màng
3.3.3. Xác định màu sắc của màng
3.4. Xác định vi sinh vật trên cá
3.4.1. Tổng vi sinh hiếu khí
3.4.2. Coliform
3.5. Tính chất cảm quan của cá sau một thời gian bảo quản

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

13


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

DANH MỤC BẢNG

14


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

DANH MỤC HÌNH

15


Cơ sở thiết kế nhà máy thủy sản

GVHD: Vũ Thị Hoan

DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Chữ đầy đủ

E. Coli

Escherichia Coli

EC

Epicatechin

ECG

Epicatechin –3 – gallate

EGCG

Epigallocatechin–3 – gallate

EGC

Epigallocatechin

EG

Ethylene glycol

GC

Gallocatechin

PE

Poly etylene

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

VSV

Vi sinh vật

16


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
1.1. Màng bao sinh học
1.1.1. Màng bao trái cây, rau qua
Yêu cầu về màng:
Bất kỳ loại vật liệu được sử dụng cho enrobing (tức là tráng hoặc baobì) khác
nhau để thực phẩm gia tăng thời hạn sử dụng.
Vật liệu cấu tạo nên màng phải có chấp thuận của cục Quản lý dượcvà thực
phẩm(FDA).
Màng phải phù hợp với thực tiễn sản xuất.

Thời gian an toàn để có thể chấp nhận được hương vò kết cấu sau khigỡ bỏ môi
trường tự nhiên của nó(thời hạn sử dụng của màng).
1.1.2. Màng protein
Màng được tạo ra từ các nguồn protein khác nhau như ngô, sữa, đậu nành, lúa
mì.Màng này tiêu huỷ ở nhiệt độ của miệng. Khilựa chọn protein làm màng nên xem
xét mở rộng không chỉ là chọnprotein chức năng và tình trạng an toàn mà điều quan
trọng là một số đông người bị dị ứng với protein. Ví dụ: collagen có thể ép đùn cho
hình dạng mong muốn như mộtvỏ bọc cho các liên kết xúc xích,và collagen thay thế
cho vật liệu truyền thống(có nguồn gốc từ ruột động vật) do nó dễ sản xuất.Nhìn
chung, giá trị của các protein như là các rào cản độ ẩm thấp và cũng không kiểm soát
đầy đủ việc vận chuyển oxy, COvà cácloại khí quan trọng đối với sự ổn định các loại
thực phẩm khác nhau, lợi thế lớn nhất của nó là sự ổn định cấu trúc như vỏ xúc xích.
Việc tạo màngprotein phụ thuộc vào độ pH.
1.1.3. Màng polysaccharide
Gồm alginate, carrageenan, cellulose và các dẫn xuất, dextrin,pectin và tinh bột,
v.v... Hầu hết các polysaccharide có bản chất ưanước, một số polysaccharide như các

17


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
dẫn xuất cellulose dẫn nướcthấp hơn tỷ lệ trung bình polysaccharide và kém hiệu quả
hơn sovới sáp.Thuận lợi chính của màng này là ổn định cấu trúc của nó, khả năng làm
chậm sự trao đổi oxy, nó không có tác dụng trao đổinước. Ví dụ:màng alginate có thể
bảo vệthực phẩm từ quá trình oxy hoá lipid và mùi hôi ban đầu.
1.1.4. Màng lipid

Các loại sáp và chất béo là những màng cổ nhất được biết đến.Trong hầu hết
các loại sáp có nguồn gốc tự nhiên, monoglycerideacetyl hoá tổng hợp có đặc tính
tương tự và được sử dụng với sự cho phép của FDA trong các màng đựơc sử dụng
trong thịt, cá vàgia cầm. Ban đầu, lớp phủ lipid đã được áp dụng bằng cách đơngiản đổ
paraffin nóng chảy hoặc sáp trên trái cây họ cam quýt. Quátrình này dần dần nhường
chỗ cho lớp chất liệu dày phủ trên mặtbằng cách áp dụng số lượng nhỏ sáp khác nhau
thông qua nhúnghoặc phun.Lớp bề mặt kỵ nước bề mặt trái cây nó bảo vệ chốnglại sự
hư hỏng trong quá trình vận chuyển.
1.1.5. Tính chất và các yêu cầu đối với màng bao (theo tiêu chuẩn nào)
1.1.5.1. Lực bền kéo căng
Là lực để bẻ gãy vật liệu trên một đơn vị diện tích. Màng PE có lực bền kéo từ
100-200 kp/cm2.
1.1.5.2. Lực bền xé rách
Rất quan trọng và có ảnh hưởng đến mục tiêu sử dụng cuối cùng của một số
mẫu vật liệu làm bao bì. Giá trị này là một hướng dẫn cho biết khả năng chịu các ứng
dụng của màng mỏng khi vận hành một vài thiết bị. Màng PE có lực bền xé cao.
1.1.5.3. Tính chịu được độ ẩm
Là yếu tố rất quan trọng khi cần xác định tính thích hợp của màng nhựa khi
đóng gói nhiều loại sản phẩm. Một vài sản phẩm cần được bảo vệ từ không khí ẩm bên
ngoài, một vài sản phẩm khác thì đòi hỏi phía bên trong không được phép bốc hơi
xuyên qua bao bì. Có một vài phương pháp xác định giá trị này, phương pháp đơn giản

18


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình

nhất là kéo căng một mẫu màng trên một vật có chứa nước, rồi đặt trong phòng kho có
chứa chất hút ẩm để chất này hấp thu hơi nước truyền qua màng. Lượng nước có trong
vật chứa được trước và sau thời gian kiểm nghiệm và giá trị tốc độ truyền hơi nước
hoặc tốc độ truyền hơi ẩm được diễn tả bằng lượng nước tính bằng gam khuếch tán
qua 1m2 màng trong 24 giờ.
1.2. Chitosan
1.2.1. Tính chất hóa học

Hình 1.1.Công thức cấu tạo của chitosan
Tên gọi khoa học: Poly(1-4)-2-amino-2-deoxy-β-D-glucose; poly(1-4)-2amino-2-deoxy-β-D-glucopyranose.
Công thức phân tử: [C6H11O4N]n
Phân tử lượng: Mchitosan = (161.07)n
Trong phân tử chitosan có chứa nhóm chức -OH, -NH 2 trong các mắt xích Dglucozamin có nghĩa chitosan vừa là ancol, vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hóa học
có thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-, dẫn xuất thế N-.
Mặt khác chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các
liên kết β-(1-4)-glicozit, các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hóa học như:
axit, bazo, tác nhân oxy hóa và các enzym thủy phân.
Chitosan thu được bằng phản ứng deacetyl hóa chitin, biến đổi nhóm N-acetyl
thành nhóm amin ở vị trí C2.

19


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
Do quá trình khử deacetyl xảy ra không hoàn toàn nên người ta qui ước nếu độ
deacetyl hóa (degree of deaceylation) DD > 50% thì gọi là chitosan, nếu DD < 50% thì

gọi là chitin.
1.2.2. Tính chất vật lí
Chitosan có màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt, tồn tại dạng bột hoặc dạng vảy,
không mùi, không vị, nhiệt độ nóng chảy 309 – 3110C.
Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước, trong kiềm nhưng hòa tan
được trong dung dịch axit hữu cơ loãng như axit acetic, axit formic, axit lactic,... tạo
thành dung dịch keo nhớt trong suốt. Chitosan hòa tan trong dung dịch axit acetic 1 –
1.5%. Độ nhớt của chitosan trong dung dịch axit loãng liên quan đến kích thước và
khối lượng phân tử trung bình của chitosan. Chitosan kết hợp với aldehit trong điều
kiện thích hợp để tạo thành gel, đây là cơ sở bẫy tế bào, enzym. Chitosan phản ứng với
axit đậm đặc, tạo muối khó tan. Chitosan tác dụng với iod trong môi trường H 2SO4 cho
phản ứng lên màu tím.
1.2.3. Cơ chế kháng khuẩn của chitosan
Cơ chế chính xác của hoạt động kháng VSV của chitosan, chitin và các
dẫn xuất của chúng vẫn chưa được biết đến đầy đủ. Tuy nhiên hiện nay có 2 cơ
chế được quan tâm:
Cơ chế thứ nhất:
Chitosan là đại phân tử tích điện dương, trong khi màng tế bào vi sinh vật đa số
tích điện âm, do đó xảy ra tương tác tĩnh điện làm cho màng tế bào vi sinh vật bị hư
hỏng, ngăn cản quá trình trao đổi chất qua màng tế bào, đồng thời làm xuất hiện những
lỗ hỏng trên thành tế bào, tạo điều kiện để protein và các thành phần cấu tạo tế bào của
tế bào bị thoát ra ngoài dẫn đến tiêu diệt vi sinh vật (Shahidi, Arachchi, và Jeon, 1999).
Trong một nghiên cứu khá rộng về tính kháng khuẩn của chitosan từ tôm chống
lại E.coli, Su-il Park thấy rằng nhiệt độ cao và pH acid của thức ăn làm tăng ảnh hưởng

20


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
của chitosan đến vi khuẩn. Nó cũng chỉ ra cơ chế ức chế vi khuẩn của chitosan là do
liên kết giữa chuỗi polymer của chitosan với các ion kim loại trên bề mặt vi khuẩn làm
thay đổi tính thấm của màng tế bào. Khi bổ sungchitosan vào môi trường, tế bào vi
khuẩn sẽ chuyển từ tích điện âm sang tích điệndương. Quan sát trên kính hiển vi huỳnh
quang cho thấy rằng chitosan không trực tiếp hoạt động ức chế vi khuẩn E.coli mà là
do sự kết lại của các tế bào và sự tích điện dương ở màng của vi khuẩn. Chitosan Ncarboxybutyl, một polycationtự nhiên, có thể tương tác và hình thành polyelectrolyte
với polymer acid tính có trên bề mặt vi khuẩn, do đó làm dính kết một lượng vi khuẩn
với nhau. Cũng từ thí nghiệm này, Su-il Park nhận rất nhiều ion kim loại có thể ảnh
hưởng đến đặc tính kháng khuẩn của chitosan như K +, Na+,Mg2+ và Ca2+. Nồng độ lớn
các ion kim loại có thể khiến mất tính chất này, ngoại trừ ảnh hưởng của Na + đối với
hoạt động kháng Staphylococcus aureus. Su-il Park cũng thấy rằng chitosan có thể làm
yếu đi chức năng bảo vệ của thành tế bào nhiều vi khuẩn. Khi sử dụng chitosan, thì
một lượng lớn các ion K+ với ATP bị rò rỉ ở vi khuẩn Staphylococcus aureus và nấm
candida albicans. Cả chitosan phân tử lượng 50kDa và 5kDa đều kháng tốt hai loại trên
nhưng chitosan phân tử lượng 50kDa làm mất nhiều gấp 2-4 lần ion K + với ATP
chitosan 5kDa. Điều này thể hiện cơ chế kháng khuẩn khác nhau ở chitosan khối lượng
phân tử thấp và cao. Hoạt động kháng khuẩn của chitosan phân tử lượng khác nhau đã
được nghiên cứu trên 6 loài vi khuẩn. Và cơ chế kháng khuẩn này đã được chứng minh
dựa trên việc đo tính thấm của màng tế bào vi khuẩn và quan sát sự nguyên vẹn của tế
bào. Kết quả chỉ ra rằng khả năng này giảm khi khối lượng nguyên tử tăng. Và nó tăng
cao ở nồng pH thấp, giảm rõ rệt khi có mặt ion Ca 2+, Mg2+. Nồng độ ức chế thấp nhất
khoảng 0.03-0.25%, thay đổi tùy từng loài vi khuẩn và khối lượng phân tử của
chitosan. Chitosan cũng là nguyên nhân làm thoát các chất trong tế bào và phá hủy
thành tế bào.Tính kháng khuẩn này phụ thuộc vào khối lượng phân tử và loại vi khuẩn.
Đối với vi khuẩn Gram dương, chitosan 470 KDalton có ảnh hưởng đến hầu hết các
loài trừ lactobacillus sp., trong khi với vi khuẩn Gram âm chitosan có khối lượng 1106
KDalton mới có ảnh hưởng. Hoạt tính kháng khuẩn tăng khi gia tăng nồng độ chitosan.

21


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
Tóm lại khả năng kháng khuẩn của chitosan đối với vi khuẩn Gram âm mạnh
hơn so với vi khuẩn Gram dương. Trong khi đó vi khuẩn Gram dương lại nhạy cảm
hơn, có thể là do vi khuẩn Gram âm có lớp màng chắn bên ngoài.
Cơ chế thứ hai:
Các phân tử chitosan khi phân tán xung quanh tế bào vi sinh vật sẽ tạo ra các
tương tác làm biến đổi AND, ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp ARN thông tin và tổng
hợp protein, ngăn cản sự hình thành bào tử, ngăn cản trao đổi chất, hấp thu các thành
phần dinh dưỡng của vi sinh vật…
1.2.4. Giới thiệu về màng chitosan và ứng dụng
Chitosan có khả năng tạo màng dùng để bảo quản thực phẩm.
Tác dụng của màng chitosan:
* Phân huỷ sinh học dễ hơn chitin.
* Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, như ức chế hoạt
động của một số loại vi khuẩn như E.Coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà
rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài.
* Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho
thực phẩm (nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị
ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển).
* Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số
chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói.
* Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau khi

thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do
quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon. Nhờ bao gói bằng
màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần
của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau
quả tươi lâu hơn.
22


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
1.2.5. Các nghiên cứu liên quan đến tạo màng bao gói thực phẩm liên quan đến
chitosan
Tác giả Đống Thị Anh Đào và Châu Trần Diễm Ái (Khoa Công Nghệ Hoá Học
Và Dầu Khí - Trường Đại Học Bách Khoa TpHCM) đã nghiên cứu chế tạo một số
màng bán thấm polysaccaride như CMC, Chitosan dùng bao gói bảo quản nhãn trong
môi trường có nồng độ CO 2 cao hơn môi trường khí quyển. Kết quả là nhãn được bao
gói bằng màng bán thâm vẫn giữ được giá trị thương phẩm sau 45 ngày bảo quản (kéo
dài thời gian bảo quản nhãn lên gấp 3-9 lần so với cùng điều kiện bảo quản không có
bao bì).
Tác giả Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh (Khoa công nghệ thực phẩm
trường Đại Học Nông Lâm) đã nghiên cứu dùng chitosan tạo màng để bao gói thực
phẩm. Màng chitosan có tính kháng khuẩn, tính giữ nước dùng bao gói các loại thực
phẩm tươi sống giàu đạm như cá, thịt... Đồng thời, bổ sung phụ gia là các chất hoá dẻo
(Ethylen Glycol - EG, Polyethylen Glycol - PEG) để tăng tính dẻo dai và đàn hồi cho
màng. Các tác giả đã ứng dụng màng này bao gói xúc xích thì thấy rằng ngoài việc
giúp cho sản phẩm xúc xích có hình dáng đẹp lớp màng chitosan này còn có tác dụng
không làm mất màu và mùi đặc trưng của xúc xích.

Tác giả Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Đặng Lan Hương, Trịnh Đức Hưng,
Hoàng Thanh Hương đã nghiên cứu dùng màng chitosan để bảo quản hoa quả tươi thì
thấy dùng màng chitosan bảo quản thì thời gian bảo quản hoa quả kéo dài hơn so với
hoa quả chỉ được bảo quản lạnh. Kiểm tra số lượng vi sinh vật thì thấy hoa quả được
bảo quản bằng màng Chitosan có khả năng kháng khuẩn rất tốt.
Krasavtsev và các cộng tác viên đã nghiên cứu ứng dụng màng chitosan làm
bao gói để bảo quản cá và các sản phẩm từ cá. Người ta dùng chitosan được chiết rút
từ các nguồn phế liệu thủy sản khác nhau như tôm, cua, ghẹ lần lượt làm màng mỏng
bao gói cá thì thấy màng chitosan chiết rút từ vỏ tôm có độ dày, độ bền kéo, đàn hồi

23


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
cao nhất. Màng chitosan giúp cho sản phẩm giữ nước rất tốt và giữ được các đặc tính
tự nhiên của sản phẩm.
Attaya Kungsuwan và các cộng tác viên đã nghiên cứu sử dụng dung dịch
chitosan (hoà tan 5g chitosan trong 500 ml axit acetic 1%) làm bao gói bảo quản cá thì
thấy cá có bảo quản bằng màng chitosan kéo dài thời gian bảo quản tới 2 tháng trong
khi cá không được bảo quản bằng màng chitosan thì thời gian bảo quản chỉ kéo dài tối
đa 1 tháng trong cùng một điều kiện bảo quản.
Blaise Ouattara và các cộng sự đã nghiên cứu dùng màng chitosan bao gói thịt
thì có thể ức chế được sự phát triển của các vi sinh vật gây thối rữa nhằm kéo dài thời
gian bảo quản thịt và các sản phẩm từ thịt.
Lopez - Caballero và các cộng sự đã nghiên cứu dùng hỗn hợp chitosan- gelatin
bao gói bảo quản chả cá thì thấy sau 20 ngày bảo quản mùi vị của chả cá hầu như

không biến đổi nhiều và các tính chất khác như độ cứng, độ cô kết, độ mềm dẻo ... hầu
như không đổi.
1.3.Giới thiệu về cây chè
Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis (hay Thea sinensis L.) (1935 - Hội
nghị Quốc tế về thực vật). Cây chè được xếp trong phân loại thực vật như sau:
Ngành Hạt kín

Angiospermae

Lớp

Song tử điệp

Dycotylednae

Bộ

Chè

Theales

Họ

Chè

Theaceae

Chi

Chè

Camellia (Thea)

Loài

Chè

C.sinensis

24


Báo cáo đồ án tốt nghiệp

GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh

Bình
1.3.1. Đặc tính
Thân và cành: cây chè có thân thẳng và tròn, phân nhánh liên tục thành một hệ
thống cành và chồi. Tuỳ theo chiều cao, kích thước của thân và cành mà cây chè được
chia thành 3 loại: cây bụi, cây gỗ nhỏ và cây gỗ vừa. Thân cành và lá tạo thành tán cây
chè; tán chè để mọc tự nhiên có dạng vòm đều.
Hoa chè: hoa chè bắt đầu nở khi cây chè đạt 2-3 tuổi. Hoa mọc từ chồi sinh thực
ở nách lá. Cây chè là một loại thực vật có hoa lưỡng tính, tràng hoa có 5 – 9 cánh màu
trắng hay phớt hồng. Bộ nhị đực của hoa có 100 – 400 cái, trung bình có 200 – 300 cái.
Quả chè: quả chè là loại quả có 1 - 4 hạt, có hình tròn, tam giác hoặc hình
vuông. Quả chè thường mọc thành từng chùm ba, ban đầu có màu xanh của chồi. Khi
tăng trưởng, quả chè cứng dần và chuyển sang màu nâu và nứt ra. Hạt bên trong quả có
thể được dùng để gieo trồng.
Lá chè: lá chè mọc cách nhau trên cành, mỗi đốt có một lá. Hình dạng và kích

thước của lá chè thay đổi tùy theo từng giống.
1.3.2. Thành phần hoá học của lá chè
Thành phần hóa học của cây chè và lá chè:
Bảng 1.1. Hàm lượng các chất trong lá chè tươi
Hàm lương (%
Thành phần

khối lượng chất

Hàm lương (%
Thành phần

khô)
Protein

20-30

khối lượng chất
khô)

Chất béo

4-7

Amino acid

1-5

Acid hữu cơ

<3

Alkaloide

3-5

Khoáng

4-7
<1

Polyphenol

20-35

Chất màu

Carbonhydrate

35-40

Vitamin A, E, C,
25

0.6-1.0