Mang sinh hoc sản xuất từ tằm

Chöông 1. TOÅNG QUAN

Chöông 1.
TOÅNG QUAN

GVHD: TS.TRAÀN BÍCH LAM

1

SVTH: TRAÀN THÒ MYÕ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ TƠ TẰM
 Nghề trồng dâu chăn tằm vốn có từ lâu đời, song đến nay chưa có khẳng
đònh chắc chắn nó khởi nguồn từ Trung Quốc hay Ấn Đôä, nhưng nhiều giả
thuyết cho rằng Trung Quốc là nước đầu tiên trên thế giới biết nghề nuôi tằm
bằng lá dâu. Trung Quốc có lòch sử nghề dâu tằm hơn 5000 năm, ngay từ khi nó
ra đời, nó đóng vai trò quan trọng trong đời sống kinh tế của con người. Cho đến
ngày nay, mặc dù các sợi nhân tạo phát triển và có những ưu điểm nhất đònh, có
thời kỳ tưởng chừng như lấn át được sợi tơ tằm làm cho việc sản xuất từ tơ tằm
phần nào bò giảm sút. Song dần dần người ta nhận ra rằng tơ tằm có những đặc
tính quý báu mà không có một loại sợi tổng hợp nào sánh kòp, đó là các tính
chất về độ đàn hồi, độ bền, tính mềm mại, khả năng hấp phụ màu, khả năng
cách nhiệt tốt, khả năng cách điện được tốt, ... tạo ra sản phẩm đa dạng phong
phú, phục vụ yêu cầu về thương mại.
 Tơ tằm không chỉ là nguyên liệu tốt để sản xuất các loại lụa cao cấp, mà
còn là nguyên liệu làm chỉ dù, lốp máy bay, vật liệu cách điện, chỉ khâu khi mổ,
đồ trang sức,... Với những đặc tính q báu đó tơ tằm trước kia cũng như ngày
nay vẫn là mặt hàng xuất khẩu có giá trò kinh tế cao được ưu tiên tuyệt đối.

1.1.1. Quá trình hình thành của con tằm
1.1.1.1 Vòng đời của tằm dâu [1], [4]

 Trong phân loại, họ tằm dâu là loại côn trùng thuộc:
Ngành: Arthropoda
Lớp : Insecta
Bộ
: Lepidoptera
Họ
: Bombycidae
Giống : Bombyx
Loài : Mori
Tên khoa học: Bombyx mori
 Tằm dâu là loại côn trùng biến thái hoàn toàn, trong sự phát triển cá thể để
hoàn thành một thế hệ, nó phải trải qua 4 giai đoạn rõ rệt là: trứng, tằm, nhộng,
ngài. Tùy sự thích nghi lâu đời với những điều kiện khí hậu của các vùng đòa lý
khác nhau mà tằm dâu hình thành nên các hệ tằm: tằm độc hệ ở vùng hàn đới, tằm
lưỡng hệ ở vùng ôn đới và tằm đa hệ ở vùng nhiệt đới.


Giai đoạn đầu tiên là trứng tằm: phôi thai sinh trưởng và phát triển thành
tằm.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

2

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN

Chương 1. TỔNG QUAN



Giai đoạn thứ hai là tằm: tằm lấy chất dinh dưỡng từ lá dâu, trong vòng
đời của tằm dâu đây là giai đoạn duy nhất nhận thức ăn từ bên ngoài vào
để tích lũy chất dinh dưỡng dùng cho cả chu kỳ sống của nó, nên người ta
gọi giai đoạn này là giai đoạn sinh dưỡng.



Giai đoạn thứ ba là nhộng: người ta gọi là giai đoạn biến thái, trong giai
đoạn này tằm đã trưởng thành.



Giai đoạn thứ tư là ngài: là giai đoạn cuối cùng. Giai đoạn này những con
ngài đực và những con ngài cái thành cặp rồi đẻ trứng, sinh ra thế hệ tiếp
theo, nên còn gọi là giai đoạn sinh sản.

Hinh 1.1. Sơ đồ minh họa chu kỳ sống của tằm B.mori
Đường thẳng đứng cho biết sự thay đổi chiều dài của ấu trùng trong suốt thời gian
sinh trưởng. Đường cong cho biết sự thay đổi trọng lượng ấu trùng (----) và tuyến tơ
( _____ ) trong suốt thời gian sinh trưởng
 Thời gian một vòng đời của tằm dâu có thể kéo dài từ 6 dến 8 tuần tùy theo
giống và khí hậu. Ví dụ như các giống đa hệ ở vùng nhiệt đới có vòng đời ngắn
nhất, còn các giống độc hệ ở vùng ôn đới có vòng đời dài nhất.
 Trong pha tằm có 4 lần ngủ và 5 tuổi, 3 tuổi đầu còn gọi là tằm nhỏ, còn 2
tuổi cuối (tuổi 4 và tuổi 5) gọi là tằm lớn. Thời gian từ khi tằm nở đến khi tằm chín

tùy theo giống, khí hậu từng mùa và điều kiện nuôi dưỡng khác nhau, thông thường
vào mùa hè 20 đến 22 ngày, xuân thu từ 25 đến 28 ngày.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

3

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.1.2. Hình thái bên ngoài của tằm [5], [6]. [9]

Toàn thân con tằm là hình ống dài, bao gồm 3 bộ phận chính là: đầu, ngực và
bụng. Mỗi bộ phận chính lại có những bộ phận phụ thuộc. Đầu có mắt, râu (có cảm
giác), miệng; ngực gồm ba đốt và có 3 đôi chân ngực; bụng có 10 đốt và có ba đôi
chân…

Hình 1.2. Hình thái bên ngoài của tằm dâu
I_II_III: Các đốt ngực của tằm
1_10: Các đốt bụng
a: Đầu
b: chân ngực
c: chân bụng
e: chân đuôi
g: gai đuôi
h: chấm đốm

d: lỗ thở

Hình1.3. Các cơ quan bên trong của tằm
1. yết hầu 2. thực quản 3. mạch máu lưng 4. tuyến tơ
5. chuỗi thần kinh bụng
6.Manpighi 7. ruột non 8.ruột già
9.ruột thẳng 10.hậu môn

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

4

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

1.1.2. Tuyến tơ tằm
1.1.2.1 Vò trí, hình thái [4], [5]

 Tuyến tơ có hình ống, màu hơi vàng trong, nằm dưới ống tiêu hóa, bên cạnh
hệ thần kinh. Tuyến tơ nằm từ đầu tằm tới hết đốt bụng thứ 6, có khi tới hết đốt
bụng thứ 7.
 Tuyến tơ chia thành ba phần chính:
Phần nhả tơ:
Còn gọi là phần trước của tuyến tơ. Phần nhả tơ là ống nhỏ ngắn, nằm
gọn ngay đầu tằm. Bộ phận nhả tơ có ống nhả tơ, khu ép hai sợi tơ thành một
và khu chung. Vò trí của phần này nằm dưới thực quản, độ to nhỏ không đều
nhau. Ở tằm tuổi 1÷2, nó chỉ là sợi chỉ nhỏ thẳng. Khi tằm lớn lên thì phần
này cũng lớn lên và cong dần. Đặc điểm của phần này là không có khí quản
phân bố. Bộ phận này có tác dụng điều hòa trong quá trình nhả tơ (không có
tác dụng phân tiết).



Phần giữa của tuyến tơ:
Còn gọi là phần dự trữ. Đây chính là phần lớn nhất của tuyến tơ. Khi tằm
nhỏ, phần này hơi cong, tuổi 4÷5 trở đi phát triển và gấp thành hai khúc, chia
thành đoạn trước, đoạn giữa và đoạn sau. Đoạn giữa có khí quản phân bố để
cung cấp oxi, đồng thời có tác dụng cố đònh vò trí của nó.



Phần cuối của tuyến tơ:
Còn gọi là phần phân tiết chất tơ. Là ống có đường kính nhỏ và đều
nhau, là bộ phận dài nhất của tuyến tơ. Nó gấp thành nhiều khúc trong xoang
tằm, có khi gấp thành 50 khúc, chiều dài có khi lên tới 18cm. Tuy nhiên, độ
gấp khúc và chiều dài phần cuối của tuyến tơ còn phụ thuộc vào giống tằm
và điều kiện nuôi dưỡng. Phần cuối của tuyến tơ có phân bố nhiều khí quản
và cơ thòt.



1.1.2.2. Sự sinh trưởng và phát triển của tuyến tơ [4],[5]

 Quá trình phát triển của tuyến tơ trong xoang tằm có thể chia ra thành hai
thời kỳ. Thời kỳ sinh trưởng chậm là lúc tằm nhỏ, tuổi 1÷3, thời kỳ sinh trưởng
nhanh là vào lúc tằm lớn, tuổi 4÷5. Đặc biệt tuổi 5, tuyến tơ sinh trưởng rất nhanh,
nhanh nhất là vào trước lúc tằm chín 3÷5 ngày, lúc này tuyến tơ phát triển mạnh,
chiếm gần như toàn bộ xoang tằm, ép ống tiêu hóa lại.
 Chiều dài của tuyến tơ của tằm tuổi 5 so với tuổi 1 tăng 37,5 lần, chiều rộng
tăng 40 lần. Tốc độ phát triển của tuyến tơ còn phụ thuộc vào hệ thống giống tằm

và điều kiện nuôi dưỡng chúng cũng như các biện pháp kỹ thuật.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

5

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
 Giống độc hệ có tốc độ phát triển tuyến tơ nhanh nhất, sau đó đến giống
lưỡng hệ và đa hệ.
 Tằm được ăn dâu ngon và no đủ thì tốc độ phát triển tuyến tơ nhanh. Vì vậy
trong giai đoạn tằm lớn nhất là tuổi 5 cần phải cho tằm ăn dâu ngon, ăn no đồng
thời tác động lên các biện pháp kỹ thuật để tuyến tơ phát triển tốt.
1.1.2.3. Cấu tạo tuyến tơ [7]

 Gồm ba lớp, lớp ngoài là màng mỏng, trong suốt, không có cấu tạo tế bào, độ
dày mỏng đồng đều, là lớp bao bọc tuyến tơ. Lớp giữa là lớp chủ yếu do hai tế bào
hợp lại thành hình vòng tròn. Lớp trong cùng có cấu tạo tế bào và hình thành màng
mỏng. Như vậy tuyến tơ do hai tầng tế bào tạo nên, độ to nhỏ của tuyến tơ không
đồng đều. Đoạn trước thì tế bào là nhỏ nhất, đoạn cuối tế bào là to nhất. Tuyến tơ
càng phát triển thì độ dày lớp giữa càng mỏng.

Hinh1.4 Tuyến tơ của ấu trùng Bombyx mori đã trưởng thành.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

6

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
 Tuyến tơ tằm được chia thành 4 phần cơ bản:
Nắp đệm: có một cặp cơ quan nhỏ, cơ quan này bao gồm những tế bào
liên kết với nhau thành ống dẫn tơ.


Khu vực tuyến trước: có chiều dài khoảng 4cm và chiều rộng khoảng
0,05÷0,3mm.


Khu vực tuyến giữa: dài khoảng 8cm và rộng khoảng 1,2÷2,5mm. Chất
fibroin được tiết ra từ đây và được chuyển vào phần trung tâm hay còn gọi là
phần dự trữ, tại đây fibroin sẽ được lưu giữ dưới dạng chất nhầy cho đến khi
cần cho quá trình tạo kén. Phần trung tâm không chỉ hoạt động như kho dự trữ
mà chính thành ống của nó tạo ra chất sericin cùng với các sắc tố trong từng
giai đoạn của ấu trùng tạo ra tơ màu.




Khu vực tuyến sau: dài khoảng 20cm và rộng khoảng 0,4÷0,8mm

1.1.2.4. Sự hình thành sợi tơ [5]

 Tế bào tuyến tơ phân tiết ra chất tơ dưới dạng lỏng trong suốt, chứa nhiều
nước và dự trữ chất tơ này trong tuyến tơ. Do sự co bóp của hệ thống cơ của bộ
phận nhả tơ, kết hợp với ma sát và vặn xoắn, chất tơ được nhả ra và biến thành sợi

tơ.
 Khi chất tơ đi qua lỗ nhỏ của màng trong tuyến tơ, được sự co bóp của hệ
thống cơ cùng với sức hút của bộ phận nhả tơ đã tạo thành lực đưa dòch chất tơ từ
xoang tế bào tuyến phía dưới đưa lên phía trên. Nhờ có tác động của hai tuyến
chùm nho tiết ra chất dòch và cơ đập làm cho hai sợi tơ dính lại thành một, qua ống
nhả tơ ra ngoài.
 Cấu tạo của một sợi tơ:
Cắt ngang sợi tơ, ta thấy có hai sợi nhỏ dính vào nhau bao bọc bên ngoài là
một lớp keo. Hai sợi trong là cốt tơ hay còn gọi là fibroin, bao bọc bên ngoài là lớp
keo tơ còn gọi là sericin. Cốt tơ và keo tơ kết hợp với nhau chặt chẽ để tạo thành
sợi tơ.
Từ các phương pháp hóa học, người ta đã đưa ra bằng chứng cho rằng sợi tơ
không phải là cấu trúc đồng nhất mà nó được cấu tạo bởi nhiều sợi thớ nhỏ ở trạng
thái tổ chức cao, bao xung quanh và giữ chúng lại là các vùng có cấu tạo protein
kém hơn. Một vài nghiên cứu đã được tơ gồm có 3 vùng: vùng trung tâm_vùng đònh
hướng tốt với cấu trúc protein tốt từ parallel tới trục sợi; bao xung quanh là vùng
thứ hai với sự đònh hướng kém hơn; vùng thứ ba là lớp mỏng bao bên ngoài có sự
đònh hướng nhỏ nhất. Do đó sự đònh hướng giảm từ tâm sợi tơ ra ngoài, đây là điểm
khác nhau nổi bật giữa chúng với tơ nhân tạo vì tơ nhân tạo có lớp ngoài cùng là
vùng đònh hướng mạnh nhất.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

7

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
1.1.2.5. Tính chất của sợi tơ tằm [4]

Sợi tơ lớn bao gồm lớp sericin, fibroin, ngoài ra còn parafin, muối vô cơ
và sắc tố…
a) Tính chất vật lý của sợi tơ:
 Tính chòu nhiệt:

Tơ tằm có khả năng chòu nhiệt cao hơn hẳn tơ nhân tạo, len dạ… Tới
110 C tơ tằm chưa bò phân giải, nên bề mặt của tơ không thấy có sự thay đổi.
Ở 170oC tơ tằm giảm sức dai 15%, giảm độ dãn 20% và không phục hồi
được lượng hút ẩm ban đầu. Ở 250÷280 oC, tơ tằm biến thành màu đen, có
màu khét.
o

 Tính hút ẩm:

Tơ tằm có tính hút ẩm rất cao và cao hơn hẳn so với các loại sợi tơ hóa
học, sợi tổng hợp khác. Khả năng hút ẩm tơ tằm rất lớn, trong điều kiện bình
thường, tỉ lệ hồi ẩm 11÷16%. Tùy theo độ ẩm không khí nơi bảo quản, lượng
hút ẩm của tơ tằm có thể tăng lên đến 30%. Trong khi các loại sợi hóa học,
sợi tổng hợp chỉ hút được khoảng 5%.
 Sức dai và độ dài (đàn hồi):

Trong các loại tơ động vật thì tơ tằm là loại có độ bền và độ dãn của tơ
khác nhau. Khi tơ có tỷ lệ hồi ẩm khoảng 6÷8% thì có sức dai cao nhất. Tỷ lệ
hồi ẩm càng tăng thì độ dai giảm, độ dãn tăng. Khi nhiệt độ tăng cũng làm
cho độ giãn, sức dai của tơ giảm.
 Tỷ trọng và tỷ nhiệt của tơ:

Tỷ trọng của tơ khoảng 1,3÷1,45, tùy theo hàm lượng keo chứa trong tơ
và khả năng hút ẩm cùng việc hút các chất khí mà thay đổi.

 Tính chất hút không khí:

Do cấu tạo tơ tằm có nhiều lớp, nhiều chỗ hổng nên có khả năng hút và
chứa không khí khá hơn (có thể tới 35% thể tích). Do vậy, mặt hàng tơ lụa về
mùa hè thoáng mát, mùa đông ấm áp.
b) Tính chất hóa học của tơ:
 Tác dụng với acid:

Tác dụng của acid đối với tơ không mạnh lắm. Tuy sức đề kháng của tơ
đối với acid khá cao nhưng nếu nhiệt độ tăng sẽ làm tơ nhả và nở to hơn và
dần hòa tan. Các acid vô cơ như HCl, H2SO4, HNO3… có nồng độ đậm đặc
đều có thể hòa tan tơ.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

8

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
 Tác dụng của kiềm đối với tơ:

Tác dụng của kiềm đối với tơ có tác dụng mạnh hơn tác dụng của acid
với tơ. Dung dòch kiềm loãng cũng có khả năng hòa tan tơ (chủ yếu là keo tơ,
còn cốt tơ fibroin thì ít ảnh hưởng). Dung dòch kiềm đặc ở nhiệt độ cao, thời
gian tác động kéo dài thì tơ bò tan nhiều.
 Tác dụng của các loại muối đối với tơ:

Các loại muối của Fe, Cu, Al, Ba, … khi tơ hút vào thì làm tăng trọng

lượng, giảm độ dai. Dung dòch muối ăn NaCl 2% ngâm 7 ngày tơ bò tan.
 Tác dụng oxy hóa không khí và tác dụng ánh sáng đối với tơ tằm:

Tính chòu đựng của keo tơ đối với không khí tương đối cao. Trong đó lớp
keo tơ bên ngoài thường kém bền vững hơn lớp keo tơ bên trong. Tơ sau khi
tẩy chuội, lớp keo tơ bên ngoài bò mỏng hay mất dần đi thì khả năng bảo vệ
cốt tơ và chống oxy hóa cũng giảm đi.
Dưới tác động của ánh sáng, đặc biệt là tia tử ngoại làm cho hàng tơ lụa
bò xấu đi, vì các acid amin trong tơ lụa hấp thụ tia tử ngoại, giảm lực liên kết
giữa các phân tử, gây tác hại cho cốt tơ.
Lớp keo tơ bên ngoài có tác dụng phản xạ ánh sáng, nó làm yếu tác
dụng của các tia sáng tới lớp cốt tơ. Cho nên chính lớp keo tơ có tác dụng
bảo vệ fibroin chống lại nhiệt, chống oxy hóa, chống nấm mốc và chống ánh
sáng hủy hoại tơ.

1.1.3. Hóa học fibroin [7], [8]
 Trong thành phần của tơ tằm, ngoài fibroin và sericin là những
protein_thành phần chính của tơ tằm, tơ tằm còn chứa một số chất hòa tan trong
ete, trong rượu etylic và các chất màu tự nhiên (thường là màu vàng). Sau khi
đốt cháy, tơ để lại một lượng tro nhất đònh. Lượng tạp chất tro không cố đònh mà
thay đổi trong một lượng giá trò rộng tuỳ thuộc vào giống và điều kiện nuôi tằm.


Thành phần chung được thống kê như sau:
Fibroin

: 70÷80%

Sericin

: 20÷30%

Tạp chất tan ete

: 0,4÷0,6%

Tạp chất tan trong rượu : 1,2÷3,3%
Chất khoáng

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

: 1,0÷1,7%

9

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
 Fibroin thuộc về lớp scleroprotein, trong đó thành phần nguyên tố của nó
gồm:
C : 48÷49%
H : 17,35÷18,85%
N : 4,21÷8,65%
O : 26,0÷27,9%
1.1.3.1. Phân tử lượng của fibroin [10]

Vấn đề trong việc xác đònh khối lượng phân tử của fibroin luôn gặp nhiều khó
khăn trong việc làm tinh khiết và đồng nhất các mẫu đo. Hơn nữa, do fibroin không
tan trong các dung môi thông thường. Và kết quả là giá trò khối lượng phân tử của

fibroin có một khoảng giới hạn rộng lớn tùy thuộc vào từng phương pháp khảo sát.
Ví dụ như theo phương pháp xác đònh bằng áp suất thấm lọc dùng
Cupriethylendiamin để hoà tan có kết quả là 33.000Da. Theo phương pháp đo độ
nhớt và chiết quang của dung dòch thu được khi cho fibroin hoà tan vào LiSCN có
kết quả là 55.000Da; 103.000Da bằng phương pháp đònh lượng (Cys) 2; với phương
pháp siêu ly tâm cho kết quả 400.000Da… Tuy nhiên với những phát hiện gần đây
bằng cách hòa tan phần chiết của tuyến tơ dùng ure hay dung dòch guanidine_HCl
cho kết quả về khối lượng phân tử nằm trong một khoảng hẹp là 350.000
÷370.000D. Qua đó ta thấy hai phương pháp xác đònh thẩm thấu và phương pháp đo
độ nhớt có sự sai biệt rất lớn so với các kết quả sau này là do có tạo ra sự thủy
phân cục bộ trong khi hòa tan fibroin bằng các dung môi đặc biệt. Kết quả thu được
từ việc nghiên cứu dùng hiện tượng chuyển điện gel, lọc gel, dữ liệu phân tích từ
phép phân tích sa lắng thì phân tử fibroin được hình thành từ chuỗi lớn và ba chuỗi
nhỏ cùng kiên kết với nhau bởi các cầu nối disunfua. Khối lượng phân tử tương ứng
của chúng là 280.000Da và 26.000Da. Như vậy có thể kết luận rằng trọng lượng
phân tử của fibroin là 400.000D cho cấu trúc bậc bốn và 103.000Da cho trạng thái
cấu trúc bậc một.
1.1.3.2. Thành phần acid amin [10]

 Công thức hóa học của fibroin là: C15H23N5O6.
 Fibroin là sợi gồm nhiều chuỗi dài aminoacid song song với nhau và được kết
nối với nhau theo chiều dọc bằng liên kết peptid, liên kết theo chiều ngang bằng
liên kết hydro. Glycine (R=H), alanine (R=CH3_), serine (R=CH2OH_) và tyrosine
(R=CH2C6H4OH_) là những acidamin quan trọng có mặt trong chuỗi

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

10

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN

Chương 1. TỔNG QUAN

Hình 1.5. Cấu tạo hóa học fibroin

Hình 1.6 Cấu trúc của fibroin
 Với các phương pháp phân tích ngày càng tinh vi (phương pháp sắc ký,
phương pháp nihidrin…) đã đem đến kết quả phân tích về thành phần của các acid
amin gần chính xác. Thế nhưng hiện nay vẫn còn một số acid amin như serine,
threonine có hàm lượng khi phân tích vẫn vấp phải sai số từ 3÷5%. Nguyên nhân là
do cấu trúc của các acid amin này rất dễ bò phá hủy cục bộ trong lúc khảo sát.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

11

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
Bảng 1.1 Thành phần các acid amin có trong fibroin:
Amino acid

Tỉ lệ phần trăm

Glycine

44,4

Alanine

26,4

Serine

13,5

Tyrosine

13,2

Threonine

1,6

Leucine isomers

0,9

Lysine

0,3

Histidine

0,07

Phenyl alanine

1,5

Arginine

0,7

Fibroin chứa hàm lượng lớn cao các acid amin như glycine, alanine,
serine, tyrosine. Trong đó, glycine và alanine chiếm tới 80÷85% tổng hàm
lượng acid amin.


Trong phân tử fibroin, tổng số nhóm acid trung bình nhiều gấp 2÷3 lần
tổng số nhóm bazơ, acid aspartic nhiều hơn acid glutamic và hàm lượng
arginine lớn hơn rất nhiều so với lysine và histidine.


Các phương pháp nghiên cứu trước đây không tìm thấy sự hiện diện của
cystine trong phân tử fibroin. Mặc dầu hàm lượng acid amin cystine là rất
nhỏ nhưng chúng có vai trò quan trọng trong việc hình thành cấu trúc bậc
cao của fibroin nhờ vào cầu nối disunfua.


Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng lượng glycine, serine, tyrosine và các
acid amin khác cũng tăng nhanh trong những ngày cuối trước khi diễn ra quá
trình nhả tơ.


Người ta đã khám phá ra rằng trong mô nắp đệm, β _decarbxylase có
khả năng chuyển acid aspartic thành α_ alanine bởi vì có một lượng acid
aspartic đáng kể trong hemolymph ở ấu trùng trưởng thành. Ngoài ra các mô

(như nắp đậm, cơ ruột…) chuyển pyruvate thành α_ alanine thông qua phản
ứng chuyển tiếp acid glutamic và ketoglutarate.


GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

12

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
Trong fibroin còn có cả chất béo, acid béo của những lipit này gồm 2
hoặc 3 liên kết đôi kết hợp với nhau trong phân tử. Các acid béo liên kết với
nhau đóng vai trò như những mắc xích liên kết phân tử fibroin, giúp chúng ở
vào đúng vò trí chính xác.


1.1.3.3. Cấu trúc mạch polypeptid của fibroin [10]

 Dựa vào những kết quả nghiên cứu từ sự thủy phân fibroin (chủ yếu thủy
phân bằng các enzym chymotrysine và trypsine) cho thấy mạch polypeptid của
fibroin có những đoạn dài chỉ cấu tạo từ các gốc glycine và alanine; glycine và
serine nằm nối tiếp nhau. Còn các acid amin khác có trong thành phần của fibroin
chỉ tập trung ở những đoạn mạch nhất đònh. Mạch polypeptid của fibroin có đặc
điểm là ít phân nhánh, có cấu trúc 3 pha như sau:
Pha I: được tạo từ 59 gốc acid amin chiếm khoảng 60% trọng lượng phân
tử fibroin :


Gly_Ala_Gly_Ala_Gly_[ Ser_Gly_ (Ala_Gly)2 ]8_Ser_Gly_Ala_Ala_Gly_Tyr.
Pha II: chiếm khoảng 30% trọng lượng phân tử fibroin được tạo nên bởi
các gốc như alanine, glycine, valine, tyrosine của các octanpeptid hay
tetrapeptid. Chẳng hạn như:


Gly_Ala_Gly_Ala_ Gly_Ala_Gly_Tyr
Gly_[ Gly3_Ala2_Val ]_Tyr
Gly_Ala_Gly_Tyr
Pha III: chiếm khoảng 10% trọng lượng phân tử fibroin gồm các gốc acid
amin trội tính acid và các acid amin có mạch bên cồng kềnh.


 Tuy nhiên khi nghiên cứu về đồ thò quang tuyến của fibroin, nhiều nhà
nghiên cứu xem nó là hệ thống 2 pha: pha tinh thể (ứng với pha I) và pha vô đònh
hình (ứng với cả hai pha I và pha II)
Ở pha tinh thể: các đoạn mạch của chúng có độ đònh hướng cao hơn rất
nhiều do chúng có chứa gốc acid amin alanine, glycin, serine như ở sơ đồ
sau:


GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

13

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
Vì nhánh của đoạn này rất ngắn và đơn giản nên chúng dễ nằm sát với

nhau tạo thành một khối liên kết chặt chẽ gọi là cấu trúc vi thể. Các mạch
polypeptid của fibroin liên kết với nhau theo chiều ngang chủ yếu bằng lực
liên kết hydro phát sinh ra giữa nhóm _CO_NH_ và lực liên kết
Vanderwaals.
Ở pha vô đònh hình: các đoạn mạch có cấu tạo từ những acid amin
dicacboxylic, vì thế mạch polypeptid không thẳng, vả lại chúng có nhiều
nhánh nên tất nhiên chúng khó nằm sát với nhau và kém đònh hướng. Sự
mềm dẻo của tơ là nhờ vào lực liên kết Vanderwaals giữa các cấu trúc gấp
nếp β .


Như vậy ở những đònh hướng của tơ, mạch polypeptid chứa chủ yếu
nhóm hydroxyl. Còn các nhóm chức như cacboxyl, phenol và amin thì có chủ
yếu ở phần vô đònh hình của fibroin.

Hình 1.7 Sơ dồ sắp xếp các mạch polypeptid của fibroin.
a_ phần vi tinh thể
b_ phần vô đònh hình
1.1.3.4. Tính chất hóa học của fibroin

Fibroin không hòa tan trong rượu etylic, ete etylic, ete dầu hỏa, sunfua cacbon
và các dung môi hữu cơ khác. Thực tế, fibroin không có hoà tan trong nước nhưng
không thể xem nước là chất trơ đối với fibroin vì khi tiếp xúc với nước thì fibroin sẽ
hút một lượng nước nhất đònh và bò trương nở khoảng 30 ÷40%. Fibroin có khả
năng hòa tan trong các dung môi hữu cơ và vô cơ mà cellulose bò hòa tan nhưng
fibroin dễ hòa tan hơn nhiều và cũng hòa tan được nhiều dung môi hơn, có sự khác
biệt như vậy là do fibroin của tơ không có cấu trúc mắt lưới.
 Tác dụng của acid:

Fibroin có khả năng hòa tan trong các acid như H 2SO4, HCl, HNO3,

HCOOH.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

14

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
 Tác dụng của kiềm:

Fibroin hòa tan trong NaOH và KOH ở nhiệt độ cao. Đặt biệt, trong
dung dòch NaOH và glucose hoặc glycerin, sericin bò tách ra mà không hòa
tan fibroin. Ngoài ra, fibroin còn hòa tan tốt trong dung dòch amoniac lỏng.
Dưới tác dụng của kiềm, fibroin cũng như các protid khác dễ thủy phân cho
các sản phẩm trung gian từ polypeptid đến peptid và các sản phẩm cuối cùng
như acid amin. Trong tất cả các loại kiềm thì NaOH có tác dụng fibroin là
mạnh hơn cả, trong dung dòch NaOH 5 ÷7%. Ở nhiệt độ sôi tơ sẽ bò phá hủy
trong vòng vài phút.
 Tác dụng của muối:

Trong dung dòch muối loãng của NaCl, NaNO3, vẫn giữ nguyên tính chất
của nó như ở trong nước, trong một số dung dòch đậm đặc như CaCl 2, BaCl2,
LiCl, LiBr, ZnCl2, Mg(NO)2, CaCS2, fibroin bò trương nở mạnh và tan dần
cho dung dòch nhớt. Muối được sử dụng phổ biến là LiBr, LiI, LiCNS và
dung dòch ethylendiamine đồng CuEn. Dung môi tốt nhất có lẽ là LiCNS vì
dung dòch này trung tính và có khả năng hòa tan không gây ra liên kết peptid
hydrosis, trong khi LiBr, LiI gây ra phản ứng acid mạnh trong dung dòch, còn
CuEn gây kết tủa alkaline.

 Tác dụng của enzym:

Sericin có thể tách ra khỏi fibroin bằng enzym proteolytic; papain là
một trong số các enzym thường dùng, nó làm suy biến sericin khi được ủ
trong điều kiện pH và nhiệt độ thích hợp với các chất xúc tác như potassium
cyanide hoặc acid ascorbic. Có thể tách sericin ra khỏi fibroin bằng enzym là
do sợi fibroin rất bền với enzym tác dụng thủy phân. Nhưng bên cạnh đó,
enzym thuỷ phân lại dễ dàng tác dụng với fibroin hòa tan. Sự trái ngược này
có thể giải thích được là do độ kết tinh của fibroin dạng sợi rất cao, chúng
ngăn cản sự thẩm thấu của các enzym cấu trúc của chúng. Tuy nhiên, độ bền
của các enzym thủy phân chỉ có tính chất tương đối khi nó chưa phá hủy bởi
các tác nhân khác thì tuy hơi chậm nhưng vẫn bò thuỷ phân dưới tác dụng
của các enzym đặc hiệu.
 Tác động của chất oxy hóa:

Fibroin rất nhạy cảm với các tác dụng của các chất chống oxy hóa.
Chẳng hạn, khi gia công lâu trong dung dòch HMnO4 ở nhiệt độ cao, thì nó sẽ
bò đứt mạch tạo thành amoniac, acid oxalic, các acid mạch thẳng (acid
formic, acid caproic) và các acid mạch vòng như acid benzoic. Trong điều
kiện dòu hơn, tuy không xảy ra các biến đổi sâu sắc như vậy nhưng chất oxy
hóa nhóm rượu bậc nhất hoặc làm biến mất các nhóm amin.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

15

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

1.1.4. Hóa học sericin [7], [8]
 Sericin là thành phần protein thiên nhiên có trong tằm ít được nghiên cứu.
Cũng giống như fibroin khối lượng phân tử của chúng có một khoảng giới hạn
rộng tùy thuộc vào giống tằm và phương pháp tách. Nói chung, sericin có thành
phần như sau:
C : 44,32 ÷46,29%
H : 5,72 ÷6,42%
N : 14,64 ÷19,46%
O : 30,35 ÷32,5%
S

: 0,15%

 Sericin (hay còn gọi là “silk gum”) có ở bề mặt tơ thô, chiếm khoảng
15÷25%, phụ thuộc vào dạng của tằm và nơi sống của chúng. Nó có thể bò thủy
phân bởi acid vô cơ, chủ yếu là các acid sunfuric hình thành nên hỗn hợp có ít
nhất là 12 acid amin. Các acid amin chủ yếu có trong đó là alanine, tyrosine,
glycine, leusine. Sericin được phát hiện bởi Cramer 1865 thu được bằng cách
thủy phân sericin với sunfuric.
 Theo Mosher sericin có thể chia nhỏ thành 3 thành phần riêng biệt và chúng
phân biệt với nhau bởi tính tan được, khả năng kháng enzym và khả năng
chuyển thể thành dầu hay chất béo.
Sericin A hòa tan dễ dàng trong nước nóng và hòa tan một phần trong
nước lạnh. Enzym proteolytic thủy phân nó một cách dễ dàng và acid hay
kiềm biến đổi sericin thành pepton. Sericin cũng không dễ dàng chuyển
thành dầu hay chất béo và dễ bắt màu khi nhuộm.


Sericin B khó hòa tan hơn trong nước sôi và chống lại sự thủy phân của

enzym proteolytic. Khi đốt nóng nước lên khoảng 24 o F dưới áp suất thấp thì
những phần tử nhỏ này sẽ mềm ra và keo trở lại. Sericin B dễ chuyển thành
dầu và chất béo. Trong khi nhuộm, sericin B hiện trong dung dòch nước sau
khi nhuộm. Acid và kiềm có thể chuyển những phần nhỏ sericin B này thành
sericin A.


Sericin C là thường ở trong cùng của keo tơ, không hòa tan trong các
dung môi thông thường đặc biệt chống chòu lại với enzym và kém chuyển
thành dòch.


GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

16

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

1.1.4.1. Khối lượng phân tử sericin

Sprague đã công bố một dãy trọng lượng phân tử từ 20.000 ÷200.000Da của
các polypeptid khác nhau chiết từ vùng phía trước của khu vực trung tâm. Sprague
cho rằng sericin gồm ít nhất 3 polypeptid có trọng lượng phân tử sericin là
130.000÷220.000Da.
Kết quả nghiên cứu khác của Gamo cho thấy các giá trò về trọng lượng phân
tử sericin là 80.000÷310.000Da cho 5 polypeptide được tiết ra ở 5 vùng của tuyến
tơ. Mặc dầu acid amin phân tích trên các chuỗi khác nhau là tương tự nhau (kết quả

tính toán trên tất cả toàn bộ sericin) nhưng chúng vẫn không liên hệ rõ ràng đến
các thành phần acid amin của các bộ phận của sericin có trong kén đã được hòa tan
trong nước nóng.
1.1.4.2. Thành phần acid amin của sericin

Sericin là một loại keo protein, chiếm khoảng 25% trọng lượng kén, hòa tan
được trong nước nóng. Cũng giống như fibroin, thành phần hóa học của sericin
gồm đa số các acid amin phân tử nhỏ như glycine, alanine, tyosine…




Thành phần acid amin của sericin tơ tằm được xác đònh trong bảng sau:

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

17

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

Bảng 1.2 Thành phần acidamin trong sericin [số gốc/1000gốc]
Thành phần
các acidamin

B.Mori

Gly

Ala
Val
Leu
Ile
Ser
Thr
Asp
Glu
Lys
Arg
His
Tyr
Pro
Trp
Met

Kén
127
55,1
26,8
7,2
5,5
319,7
82,5
138,4
58
32,6
28,6
13
34

5,7
_
0,5

(Cys)2
Phe

1,4
4,3

A.tussah
A.pernyi A.mylitta
Kén
Kén
149,9
149,1
27,8
27,3
11,9
7,9
9,9
5,5
8
3,9
226,3
232,1
149,6
131,6
122,5
141,5

67,4
60,3
14,7
20,1
54,5
61,1
25
24,1
49,2
43,3
19,1
10,9
_
_
1,3
_

Tuyến
147
43
36
14
7
373
87
148
34
24
36
12

26
7
_
_
5
3

1,8
6

_
24,7

Sericin giàu serine, glycine và acid apartic, riêng 3 acid amin này đã chiếm
3 tổng số gốc acid amin trong sericin. Số gốc phần phân cực gấp 3 lần số gốc
phần phân cực. Có khoảng 60% nhóm hydroxyl, 30% nhóm acid và 10% nhóm
bazơ. So với fibroin, sericin giàu hơn về hàm lượng cystine. Hàm lượng cystine
thay đổi tùy thuộc vào nguồn thu nhận sericin (kén hay tuyến tơ), phương pháp
trích và các giống tằm khác nhau.

2

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

18

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

1.1.4.3. Các tính chất của sericin

Sericin không tan trong rượu, ete, aceton, xăng, và các dung môi tương tự
khác, sericin hòa tan được trong nước, trong dung dòch acid và trong kiềm. Khác
với fibroin, sericin có khả năng hòa tan được trong nước là do cấu tạo hóa học
của chúng. Hàm lượng các nhóm có cực và các nhóm có khả năng hydrat hóa
cao, các mạch polypepit sắp xếp kém chặt chẽ, lực liên kết giữa chúng yếu, độ
hoà tan của sericin trong nước phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ. Ở nhiệt độ nhỏ
hơn 90oC nó mới bò trương nở và bắt đầu bò hòa tan ở nhiệt độ trên 90 oC. Ở
100oC sericin có thể bò tách hoàn toàn ra khỏi tơ, nhưng phải gia công liên tiếp
nhiều giờ tại nhiệt độ này. Tốc độ khử keo (tách sericin) sẽ tăng lên rất nhanh
nếu nâng nhiệt độ lên trên 100oC chẳng hạn sericin sẽ bò khử hoàn toàn khỏi tơ
trong vòng một giờ ở 110oC.


Khác với fibroin, sericin không bền dưới tác dụng của các enzym thủy phân.
Sericin có đặc điểm là rất dễ bò keo hóa, mức độ keo hóa càng mạnh khi dung
dòch chứa nồng độ sericin càng cao. Mặc dầu lưỡng tính, nhưng do tính acid trội
hơn hẳn (pI=4) nên giống acid yếu do đó sericin rất dễ hòa tan trong các dung
dòch có tính kiềm.


GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

19

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN

Chương 1. TỔNG QUAN

1.2. MÀNG POLYME SINH HỌC
1.2.1. Một số khái niệm
Vật liệu sinh học (Biomaterial): là các chất liệu được sử dụng để tạo các
công cụ y tế hoặc sản phẩm chữa bệnh, cấy ghép.


Màng polyme sinh học là các vật liệu sinh học do các phần tử sinh học sắp
xếp một cách có trật tự tạo thành mạng lưới ổn đònh và vững chắc.




Vật liệu tạo màng: polysaccarit, protein ...

1.2.2. Một số vật liệu tạo màng [2], [3]
1.2.2.1. Collagen

 Collagen là một loại protein có trong cơ thể người và động vật chiếm số
lượng nhiều nhất (20-30% tổng lượng protein). Collagen là thành phần của mô
liên kết, hỗ trợ về cấu trúc da, xương, gân, dây chằng và mạch máu. Chúng
đóng vai trò trung tâm trong cấu trúc ma trận cao phân tử là chất keo giữ các
mô liên kết lại với nhau.

 Collagen còn tham gia vào nhiều cơ quan trong cơ thể như giác mạc hoặc
các trung tâm thần kinh của não… Khi bò thương hoặc khi về già, collagen bắt
đầu yếu đi, mất dần tính đàn hồi và dễ bò mềm nhũn.

 Nguồn khai thác: ngày nay việc khai thác collagen được tiến hành bằng

cách chiết các phân tử collagen từ da bò.

 Cấu tạo: collagen là một protein cấu tạo từ các acid amin có công thức bậc I
sau:
– Gly – Pro – R – Gly – OPro – R – Gly – Pro – R
R: là các acid amin khác.

 Các ứng dụng của các sản phẩm có nguồn gốc collagen đang được nghiên
cừu và ứng dụng:
 Kính tiếp xúc mềm (contachen): được dùng để chữa tật cận thò, viễn thò

và loạn thò. Kính tiếp xúc mềm này sẽ giúp mắt đạt được thò lực 20/20.
 Ghép mạch máu: dùng các vật liệu có nguồn gốc sinh học như collagen

trong việc cấy ghép vi mạch máu chữa các bệnh phình mạch máu, hẹp
mạch, máu đóng cục trong mạch.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

20

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
 Phương pháp chữa bệnh chống ung thư: sử dụng các sản phẩm collagen

từ bò được tạo ra để đưa vào tác nhân chống ung thư vào hệ tuần hoàn đến
các khối u. Tại đây chúng làm tắt nghẽn các mạch máu chảy vào nuôi khối u
vì vâïy sẽ cắt nguồn nuôi dưỡng chúng phát triển.

 Các thành phần thay thế trong tai: một họ các ống lọc máu bằng oxi trên

cơ sở collagen có khuynh hướng làm giảm sự tích lũy chất lỏng kinh niên
trong tai. Điều này đặc biệt quan trọng cho trẻ em hay bò mủ trong tai và
nhiễm trùng. Các ống bằng collagen này sau đó sẽ bò cơ thể hấp thu, không
cần phải lấy ra.
1.2.2.2. Chitin

 Chitin là một loại polysacharit được tìm nhiều thấy trong vỏ tôm cua, vỏ các
loại côn trùng, thành tế bào vi khuẩn và cả da người. Trữ lượng chitin trong
thiên nhiên chỉ đứng sau xenllulo, ước tính 100 tỉ tấn /năm. Hằng năm thế giới
tiêu thụ khoảng 1130÷1300 tấn chitin.

 Chitin là tên gọi của chuỗi poly N_acetyl_D_glucosmin (NADG). NADG là
thành phần của mô, da, rất cần thiết cho quá trình làm lành vết thương. Khả
năng này được bác só J. F. Prudden (Mỹ) phát hiện. Một trong những ứng dụng
quan trọng của chitin là làm màng sinh học chữa vết bỏng. Chitin đã được
thương mại hóa trên thò trường quốc tế, được sản xuất ở Nhật. Các đặc tính của
màng Chitin:
 Bảo vệ vết thương, có thể thẩm thấu khí và hơi nước, chống nhiễm

khuẩn.
 Cung cấp dần NADG để gắn liền vết thương không chỉ chữa bỏng mà

cho cả chỉnh hình, mất da và viêm loét lâu ngày.
 Màng Chitin có khả năng hòa hợp sinh học cao và thúc đẩy việc gắn liền

vết thương. Sau hai tuần, màng Chitin ở vết thương bò phân hủy sinh học
hoàn toàn.
 Màng Chitin rất hữu ích trong việc chữa các vết thương diện rộng và

tương đối sâu như bỏng toàn thân trên 50% diện tích da, làm lành các vết
thương hoại tử da. Mặt khác, màng Chitin làm tăng độ bền các vết thương,
vết thương không bò co kéo, không tạo ra sẹo lồi, không nhăn nhúm, nhiều
trường hợp không hoặc ít để lại sẹo lồi nhìn thấy được.
1.2.2.3. Chitosan

 Lần đầu tiên Chitosan được Rouget phát hiện vào năm 1859 khi đun sôi
chitin với dung dòch KOH đặc.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

21

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

 Về phương diện hóa học, Chitosan chỉ là một dẫn xuất của Chitin khi mức
độ acetyl hóa tiến gần đến 0.

 Chitosan thường ở dạng rắn hay bột, màu trắng kem, không mùi, không vò.
Chitosan không tan trong nước, không tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ,
không tan trong kiềm, tan một phần trong acid. Trong chuỗi mắc xích phân tử
Chitosan có chứa nhóm amin nên nó là một polyamin. Chitosan còn được xem
là như là một polyme catinit có khả năng bám dính vào bề mặt tích điện âm và
khả năng tạo phức với nhiều ion kim loại.

 Các ứng dụng của chitosan:

 Trong kỹ nghệ bào chế dược phẩm, Chitosan được dùng làm chất phụ

gia, làm tá dược độn, tá dược chính, chất tạo màng, viêm nang mềm và
cứng, chất mang sinh học dẫn thuốc do một số tính ưu việt của nó.
 Thuốc kem chữa bỏng Chitosan: không gây tác dụng phụ, không gây dò

ứng, có khả năng kích thích tế bào biểu mô để tạo điều kiện cho vết thương
liền nhanh, không bò nhiễm trùng, không để lại sẹo.
 Bảo vệ rau quả tươi: chitosan tạo màng polyme sinh học bao bọc quả để

làm giảm tốc độ mất nước, ngăn cản vi khuẩn và nấm xâm nhập, hạn chế
quá trình hô hấp làm quả chín chậm, ít bò nhăn héo, lâu bò mất màu và hương
vò. Chitosan còn dùng để làm tăng khả năng kết tủa thòt quả và những chất
vô đònh hình trong nước quả ép, giúp việc lọc bỏ tủa dễ hơn.
 Ngoài ra Chitosan còn có ứng dụng trong các lónh vực khác như hấp thu

kim loại, xử lý nước thải…

1.2.3. Một số nghiên cứu và ứng dụng của màng polyme sinh học hiện
nay [2], [3]
1.2.3.1. Trong công nghiệp

 Môi trường ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng mà trong đó có nguyên nhân
không nhỏ là do bao nilon không phân hủy được. Ở Việt Nam, năm 1990 mức
tiêu thụ nhựa đạt 0,5kg/người, hiện nay mỗi năm cả nước tiêu thụ khoảng
800000 tấn chất dẻo các loại, dự kiến đến năm 2005 lên tới 1,3 triệu tấn. Do đó
yêu cầu cấp bách hiện nay là tìm được loại vật liệu thay thế các loại polyme
thay thế thông thường, vừa giữ được tính chất cần thiết của polyme vừa có khả
năng phân hủy được.

 Với bước đầu nghiên cứu, tiến só Phạm Ngọc Lân và nhóm nghiên cứu
polymer (Đại Học Hà Nội) đã triển khai đề tài cấp bộ “Chế tạo polymer tự
phân hủy sử dụng làm bao bì và màng che phủ cho đất công nghiệp”.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

22

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN

 Những nghiên cứu này cho phép tạo ra loại polymer có các mầm phân hủy
tinh bột. Trong phương pháp này, tinh bột được biến tính để tăng tính kỵ nước,
sau đó nghiền cán trộn với polyetylen, chất antioxylant, đưa độ ẩm của chúng
thấp hơn 1% để tạo mầm phân hủy. Khi màng này được chôn xuống đất, vi sinh
vật sẽ tấn công tinh bột, antioxydant sẽ phản ứng với muối kim loại có trong
đất tạo ra các peroxyt phá hủy mạch polymer, quá trình này tiếp tục cho đến
khi polymer bò phân hủy hoàn toàn. Tinh bột chế tạo polymer tự phân hủy có
thể từ ngô khoai sắn gạo có sẵn ở Việt Nam. Nếu chế tạo thành công, polymer
tự phân hủy từ tinh bột có giá thành rẻ, tính khả thi cao. Trong giai đoạn thử
nghiệm, tiến só Lân cho biết: polymer tự phân huỷ từ tinh bột có giá thành đắt
hơn sản phẩm thông thường khoảng 5%, một mức giá mà người tiêu dùng Việt
Nam có thể chấp nhận được so với tính năng sản phẩm.

 Ứùng dụng trong công nghệ thực phẩm: dùng chủ yếu trong lónh vực bao bì
thực phẩm chẳng hạn dùng làm màng phim bao bọc quanh viên kẹo (vừa có
khả năng bảo vệ các đặc tính đặc trưng của kẹo vừa có thể ăn được).
1.2.3.2. Trong y học

 Sản xuất màng da nhân tạo chữa các tổn thương về da từ chitin. Sản phẩm
này có tên là Vinachitin. Đây là công trình của nhóm các nhà khoa học nghiên
cứu ứng dụng tạo màng chitin từ nguyên liệu là vỏ tôm cua thông qua phương
pháp lên men Lactobacilus acidophilus.

 Màng da nhân tạo có tác dụng che phủ tạm thời các vết thương, giảm sự
mất nước và giúp lên nhanh da non, có khả năng thấm khí là tự bong ra khi da
mới được tạo thành.

1.2.4. Khả năng ứng dụng màng polymer sinh học [6]
1.2.4.1. Màng da nhân tạo
a) Da

 Da là một màng mô dai, mềm dẻo che phủ toàn bộ cơ thể người, một cơ
quan có diện tích rộng nhất cơ thể (ở trẻ sơ sinh khoảng 0,25m 2, ở người lớn
khoảng 1,6÷2,0m2). Da so với trọng lượng cơ thể chiếm 4÷6%, nếu kể lớp
mỡ dưới da thì chiếm tới 16÷17,77%.
 Da là tổ chức khá phức tạp, một khối tổng hợp có 3 lớp: biểu bì, trung
bì, hạ bì kết hợp chặt chẽ với nhau thành các tổ chức bao phủ mang tính chun
dãn (về các phía) – nhớt – tạo hình, có các lớp biểu mô, các mô liên kết, các
tuyến, lông và gốc lông, thớ cơ, đầu tận cùng các dây thần kinh, lưới mạch
máu và bạch mạch. Các tế bào biểu bì luôn được thay thế hoàn toàn trong

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

23

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN

Chương 1. TỔNG QUAN
4÷6 tuần như thế da là một trong các loại mô luôn sinh trưởng nhanh của cơ
thể.
 Chiều dày của da: ở mỗi giới, mỗi tuổi và vò trí trên cơ thể chiều dày
của da có khác nhau. Da mỏng hơn ở nữ giới và trẻ em. So với nam thì da nữ
mỏng hơn 12%.
1 . Lớp biểu bì
Là lớp ngoài cùng của da dày 0,07÷1,8 mm, gồm nhiều lớp tế bào biểu
mô xếp dính chặt chẽ với nhau, tối thiểu gồm hai lớp tế bào (lớp mầm và lớp
phủ ngoài sừng hóa), ở nhiều vò trí trên cơ thể, chỗ lớp da dày, lớp biểu bì
gồm tới 6 lớp: lớp mầm, lớp tế bào gai, lớp tế bào hạt chất sừng
Keratohyalin, lớp tế bào trong suốt, lớp tế bào sừng, lớp tế bào sừng rụng
thành vảy.


Lớp biểu bì có nhiệm vụ: bảo vệ cơ thể chống ảnh hưởng có hại của môi
trường bên ngoài và chống sự xâm nhập của vi khuẩn nhờ lớp tế bào sừng
tạo thành một hàng rào sinh học, hàng rào năng lượng, cách điện và cách
nhiệt, giữ nước cho cơ thể. Nếu mất lớp biểu bì thì mất nước qua da sẽ tăng
10÷20 lần hơn bình thường, phần còn lại của da như một màng bán thấm, vi
khuẩn, chất độc xâm nhập vào dễ dàng, thoát mất huyết tương và dòch thể,
điện giải và các chất dinh dưỡng. Lớp biểu bì nhận các cảm giác đau nhờ đó
tránh được các vật nguy hại cho cơ thể.


2 . Lớp trung bì
Tùy vò trí trên cơ thể, chiều dày của trung bì thường lớn từ 15÷40 lần
chiều dày của biểu bì. Trung bì là một lớp xơ rất chắc được cấu tạo về mô
học bởi chất nền tảng (chất gian bào), các tế bào liên kết, bó sợi liên kết và

sợi đàn hồi, các tuyến ống là nang lông, cơ dựng lông, mạch máu, thần kinh.
Trung bì gồm hai lớp: lớp nông (lớp nhú) và lớp sâu (lớp lưới). Vùng tiếp
giữa lớp biểu bì và trung bì có màng nền.
3 . Lớp hạ bì
Là một lớp mô liên kết – mỡ. Các thành phần phụ của biểu bì như gốc
lông, tuyến mồ hôi nằm cả ở hạ bì. Mạng lưới mạch – thần kinh của da cũng
xuất phát từ hạ bì.



Các điểm nêu trên về giải phẫu đi đến kết luận:

Da là một “cơ quan” rất cần thiết cho hoạt đông sống của cơ thể, là một
”tạng” tích cực của cơ thể có mối quan hệ đến chức năng của các hệ cơ quan
và các tạng khác trong cơ thể, da đóng góp trong việc tạo hình và thẩm mỹ con
người.
GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

24

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN


Chương 1. TỔNG QUAN
Da có chức năng bảo vệ cơ thể chống các yếu tố cơ, lý, hóa, sinh có hại
của môi trường tác động tới cơ thể.
b) Cơ chế lành vết thương
Khi da bò thương, các tế bào biểu bì sẽ sinh sản và bò dần ra từ mép da
lành che phủ kín dần lớp mô hạt tân tạo và bảo đảm cho sự liền vết thương
hoàn thành. Quá trình này đòi hỏi một khoảng thời gian khá lâu tùy thuộc vào

độ sâu rộng của vết thương.
c) Vai trò của màng sinh học

 Trong quá trình phục hồi như vậy, vết thương cần phải được che phủ,
tránh bụi và tránh vi sinh vật. Sự phát triển của các vật liệu băng bó sinh học
và tổng hợp bắt đầu nhận ra rằng các vết thương cần một hàng rào bảo vệ
chống sự nhiễm trùng và mất nước, tạo sự đònh hướng tế bào trong việc làm
lành da. Từ đó người ta nghó tới việc các miếng băng dính hay các loại da
thay thế tạm thời


Các loại da thay thế:
 Tạm thời: vật liệu tạo ra để đặt lên vết thương còn mới và để nó tự

liền.
 Bán thường xuyên: vật liệu gắn chặt vào vết thương và từ từ được

thay thế bởi da do cơ thể tổng hợp.
 Lâu dài: vật liệu được tạo ra từ sự hợp nhất của các nguyên liệu tương

tự da hay biểu bì hoặc cả hai và thay thế lâu dài.
Đối với các vết thương diện rộng, nơi da khó liền miệng và dễ bò lở
loét, cần thiết phải có lớp da thay thế. Đây là nhân tố thúc đẩy sự phát triển
của da thay thế lâu dài.


Các giải pháp sinh học đã được thực hiện:
 Da tử thi: phù hợp để làm da tạm thời nhưng dần mất đi tính năng

hàng rào bảo vệ cho nó. Ngoài ra, loại da này không phải luôn có sẵn và

không hiệu quả đối với vết thương sâu.
 Da động vật: dễ khai thác hơn, tuy nhiên do không được cơ thể nuôi

dưỡng nên dễ hủy và tróc ra khỏi vết thương.
 Do hạn chế của da sinh học có sẵn nên việc phát triển công nghệ da

nhân tạo trở nên cần thiết, sử dụng các thành phần linh hoạt, tổng hợp và
kết hợp với nhau.

GVHD: TS.TRẦN BÍCH LAM

25

SVTH: TRẦN THỊ MỸ AN