Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu hiệu quả bảo quản của màng bao chitosan khối lượng phân tử thấp so với màng bao chitosan khối lượng phân tử cao trên trứng gà tươi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ MỸ HẠNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ BẢO QUẢN CỦA MÀNG BAO CHITOSAN
KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP SO VỚI MÀNG BAO CHITOSAN KHỐI
LƯỢNG PHÂN TỬ CAO TRÊN TRỨNG GÀ TƯƠI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo:

Chính quy

Ngành:

Cơng nghệ Thực phẩm

Khoa:

CNSH - CNTP

Khóa học:

2016 - 2020

Thái Nguyên, năm 2020


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

LÊ MỸ HẠNH
Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ BẢO QUẢN CỦA MÀNG BAO CHITOSAN
KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP SO VỚI MÀNG BAO CHITOSAN KHỐI
LƯỢNG PHÂN TỬ CAO TRÊN TRỨNG GÀ TƯƠI

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo:

Chính quy

Ngành:

Cơng nghệ Thực phẩm

Lớp:

K48 - CNTP

Khoa:

CNSH - CNTP

Khóa học:

2016 - 2020

Người hướng dẫn: TS. Lương Hùng Tiến

Thái Nguyên, năm 2020


i

LỜI CẢM ƠN
Q trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp là giai đoạn quan trọng nhất trong
quãng đời mỗi sinh viên. Khóa luận tốt nghiệp là tiền đề nhằm trang bị cho em
những kỹ năng nghiên cứu, những kiến thức quý báu trước khi lập nghiệp.
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn tới ban giám hiệu trường Đại Học Nông Lâm
Thái Nguyên và ban chủ nhiệm khoa Công nghệ sinh học - Công nghệ thực phẩm
đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất với hệ thống thư viện hiện đại, đa dạng các loại
sách, tài liệu thuận lợi cho việc tìm kiếm, nghiên cứu thơng tin.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn - thầy TS.
Lương Hùng Tiến đã tận tình chỉ dạy và trang bị những kiến thức cần thiết làm nền
tảng giúp em có thể hồn thành được bài khóa luận này.
Bên cạnh đó, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới cô ThS. Phạm Thị
Phương đã tận tình giúp đỡ, định hướng cách tư duy và cách làm việc khoa học. Đó
là những góp ý hết sức q báu khơng chỉ trong q trình thực hiện khóa luận này
mà còn là hành trang tiếp bước cho em trong lập nghiệp sau này.
Sau cùng xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và các anh chị sinh viên
khóa trên đã ln động viên, giúp đỡ em trong q trình làm khóa luận.
Do giới hạn kiến thức và khả năng lý luận của bản thân còn nhiều thiếu sót và
hạn chế, kính mong sự chỉ dẫn và đóng góp của các Thầy, Cơ để bài luận văn của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày.......tháng……năm 2020
Sinh viên

A. actinomycetemcomitans
CS


DDA
E. coli
FAO
HMW
IC50
MIC
MBC
LMW
LSD50
pKa
RWC
S. enterica
S. aureus
S. mutans
S. sobrinus


iii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Tỷ lệ các chất để xây dựng đường chuẩn................................................ 26
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới hao
hụt khối lượng trứng gà tươi (%)........................................................... 29
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới giá trị

pH albumin............................................................................................ 30

Bảng 4.3. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới sự biến

đổi hàm lượng protein trứng gà tươi (%)............................................... 32
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử cao

tới hao

hụt khối lượng trứng gà tươi (%)........................................................... 33
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử cao tới giá trị
pH albumin............................................................................................ 35
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử cao tới sự biến

đổi hàm lượng protein trứng gà tươi (%)............................................... 36
Bảng 4.7. Ảnh hưởng của biện pháp phủ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới
hao hụt khối lượng trứng gà tươi (%)..................................................... 39
Bảng 4.8. Ảnh hưởng của biện pháp phủ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới
giá trị pH albumin.................................................................................. 40
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của biện pháp màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới sự
biến đổi hàm lượng protein trứng gà tươi (%)........................................ 41


iv

DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Cơng thức cấu tạo của chitin...................................................................... 5
Hình 2.2. Cấu trúc của chitosan................................................................................. 6
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn đồ thị đường chuẩn albumin 0,1%................................26
Hình 4.1. Biểu đồ cột biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng
phân tử thấp tới hao hụt khối lượng trứng gà tươi (%)...........................29
Hình 4.2. Biểu đồ cột biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng

phân tử thấp tới giá trị pH albumin trứng gà tươi................................... 31
Hình 4.3. Biểu đồ cột biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng
phân tử thấp tới sự biến đổi hàm lượng protein trứng gà tươi (%).........32
Hình 4.4. Biểu đồ cột biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng
phân tử cao tới hao hụt khối lượng trứng gà tươi (%)............................34
Hình 4.5. Biểu đồ cột biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng
phân tử cao tới giá trị pH albumin trứng gà tươi.................................... 35
Hình 4.6. Biểu đồ cột biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng
phân tử cao tới sự biến đổi hàm lượng protein trứng gà tươi (%)..........37
Hình 4.7. Sơ đồ quy trình bảo quản trứng gà tươi bằng màng sinh học...................42


v

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN............................................................................................................ i
DANH MỤC VIẾT TẮT.......................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG...............................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH................................................................................................. iv
MỤC LỤC................................................................................................................. v
PHẦN 1. MỞ ĐẦU.................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề.......................................................................................................... 1
1.2. Mục tiêu của đề tài............................................................................................. 3
1.2.1. Mục tiêu tổng quát........................................................................................... 3
1.2.2. Mục tiêu cụ thể................................................................................................ 3
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn............................................................................ 3
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài............................................................................. 3
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài............................................................................. 4
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................ 5
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHITOSAN KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CAO.......5

2.1.1. Nguồn gốc và cấu trúc hóa học của chitosan................................................... 5
2.1.2. Tính chất sinh học và độc tính của chitosan.................................................... 6
2.1.3. Đặc tích kháng vi sinh vật của chitosan........................................................... 7
2.1.4. Ứng dụng của Chitosan trong bảo quản trứng............................................... 11
2.2. GIỚI THIỆU VỀ CHITOSAN KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP..................12
2.2.1. Khái niệm về chitosan khối lượng phân tử thấp............................................ 12
2.2.2. Khả năng kháng khuẩn của chitosan khối lượng phân tử thấp.......................13
2.2.3. Khả năng chống oxy hóa của chitosan khối lượng phân tử thấp....................15
2.2.4. Ứng dụng chitosan khối lượng phân tử thấp trong bảo quản.........................17
2.3. GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU TRỨNG.................................................... 18
2.3.1. Tình hình sản xuất trứng trên thế giới........................................................... 18
2.3.2. Tình hình sản xuất trứng ở Việt Nam............................................................ 19


vi

PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....21
3.1. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU, ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU......21
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu.................................................................................... 21
3.1.2. Vật liệu nghiên cứu....................................................................................... 21
3.1.3. Dụng cụ, hóa chất, thiết bị nghiên cứu.......................................................... 21
3.1.4. Địa điểm và thời gian nghiên cứu.................................................................. 22
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU............................................................................ 22
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.................................................................... 22
3.3.1. Phương pháp pha màng................................................................................. 22
3.3.2. Phương pháp nghiên cứu biến đổi chất lượng trứng gà tươi trong quá trình bảo

quản......................................................................................................................... 23
PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................... 28
4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ màng chitosan khối lượng phân tử thấp đến

chất lượng và thời gian bảo quản trứng gà tươi....................................................... 28
4.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới hao hụt
khối lượng trứng gà tươi......................................................................................... 28
4.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới giá trị pH
albumin trứng gà tươi.............................................................................................. 29
4.1.3. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới sự biến
đổi hàm lượng protein trứng gà tươi........................................................................ 31
4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ màng chitosan khối lượng phân tử cao đến
chất lượng và thời gian bảo quản trứng gà tươi....................................................... 33
4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử cao tới hao hụt
khối lượng trứng gà tươi......................................................................................... 33
4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử cao tới giá trị pH
albumin trứng gà tươi.............................................................................................. 34
4.2.3. Ảnh hưởng của nồng độ màng Chitosan khối lượng phân tử cao tới sự biến đổi

hàm lượng protein trứng gà tươi.............................................................................. 36
4.3. Lựa chọn màng chitosan phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi.........................37


vii

4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của biện pháp phủ màng tới chất lượng và thời gian bảo
quản trứng gà tươi................................................................................................... 38
4.4.1. Ảnh hưởng của biện pháp phủ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới hao
hụt khối lượng trứng gà tươi................................................................................... 38
4.4.2. Ảnh hưởng của biện pháp phủ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới giá
trị pH albumin trứng gà tươi.................................................................................... 39
4.4.3. Ảnh hưởng của biện pháp phủ màng Chitosan khối lượng phân tử thấp tới sự
biến đổi hàm lượng protein trứng gà tươi................................................................ 40
4.5. Hồn thiện quy trình công nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng sinh học

chitosan................................................................................................................... 42
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................... 43
5.1. Kết luận............................................................................................................ 43
5.2. Kiến nghị.......................................................................................................... 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................... 44
PHỤ LỤC


1

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Gần đây màng sinh học chitosan đã và đang được sử dụng rộng rãi để kéo dài thời
hạn sử dụng thực phẩm do chitosan là hợp chất tự nhiên khơng độc, an tồn với người,
có khả năng tự phân hủy sinh học và có tính kháng vi sinh vật [25]. Giữa chitosan khối
lượng phân tử thấp và chitosan khối lượng phân tử cao, loại chitosan nào có tính kháng
vi sinh vật tốt hơn thì vẫn đang là một câu hỏi cần giải đáp. Tính kháng vi sinh vật của
chitosan không chỉ phụ thuộc vào các điều kiện bên ngồi (vi sinh vật, tính chất của
mơi trường, pH, nhiệt độ…), mà còn phụ thuộc vào các yếu tố bên trong (như trọng
lượng phân tử, và mức độ polymer hóa và mức độ diacetyl hóa) [56]. Chitosan có khối
lượng phân tử thấp được cho là có khả năng kháng khuẩn cao hơn so với chitosan
thơng thường có khối lượng phân tử cao [21] vì chitosan có khối lượng phân tử thấp có
khả năng tan trong nước cao hơn dẫn đến phản ứng tốt hơn với các vị trí hoạt động của
vi sinh vật. Tuy nhiên kết quả nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ
thuộc vào khối lượng phân tử là khơng hồn tồn tương thích. Chitosan có khối lượng
phân tử dưới 300 kDa, tác dụng kháng khuẩn đối với S. aureus tăng khi khối lượng
phân tử tăng nhưng tác dụng kháng khuẩn đối với E. coli thì ngược lại [59]. Ngồi hoạt
dộng kháng khuẩn, chitosan cịn có tác dụng chống nấm đã được chứng minh chống
một số loại nấm bao gồm Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger, Trichophyton

rubrum và Candidaspp với nồng độ ức chế tối thiểu MIC là 1,3 mg/ml [50] đồng thời
kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan khối lượng phân tử cao có khả năng chống nấm
tốt hơn chitosan có khối lượng phân tử thấp.
Màng chitosan được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm như trên đối
tượng rau, củ, quả nghiên cứu của Nguyễn Đức Tuân và cộng sự cho thấy với nồng độ
dung dịch chitosan 1,5% có thể bảo quản quả bưởi Đoan Hùng trong vòng 90 ngày vẫn
cho chất lượng tốt [7]. Trên đối tượng thịt, cá nghiên cứu của Lê Thị Minh Thủy và
Trương Thị Mộng Thu cho thấy có thể sử dụng dung dịch chitosan 0,5% bảo quản cá
Tra fillet đông lạnh làm giảm đáng kể sự thay đổi chất lượng cá trong suốt 6 tháng


2

bảo quản [6]. Trên đối tượng trứng gà tươi, có nghiên cứu của Nguyễn Thị Lan và
Huỳnh Thái Nguyên sử dụng màng chitosan nồng độ 1 - 1,6% để làm giảm đáng kể
sự biến đổi chất lượng trứng gà tươi trong 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường [1].
Trứng là một sản phẩm thực phẩm cơ bản của con người bởi có nguồn dinh
dưỡng đa dạng cùng với khả năng tiêu hóa cao và giá cả phải chăng [47]. Hơn nữa,
trứng là thực phẩm có nguồn gốc động vật vừa cung cấp protein, sắt, vitamin A,
riboflavin… cho chi phí thấp nhất vừa cung cấp kẽm, canxi cho chi phí thấp thứ hai
[20], ngồi ra trứng cịn cung cấp khoảng 140 kcal/100g [44] nên trứng là một tiềm
năng ẩm thực tuyệt vời.
Ở nước ta, do điều kiện khí hậu nóng ẩm đặc biệt là miền Bắc nên trứng dễ bị
0

hư hỏng. Ở nhiệt độ thường (28 - 30 C) trứng gà đã bị biến đổi về trọng lượng, chất
lượng cũng như biến đổi thành phần dinh dưỡng và giá trị thương phẩm (trứng mốc,
trứng lỗng lịng, thối vỡ) do tác động của hiện tượng tự phân huỷ, hoạt động của vi
sinh vật qua các lỗ khí trên bề mặt trứng gây ra [2]. Do đó, việc sử dụng màng bao
trên bề mặt vỏ trứng nhằm hạn chế sự trao đổi khơng khí và chống sự xâm nhập của

vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản đang được nhiều tác giả quan tâm và chú ý. Các

kết quả nghiên cứu của Lee và Mahony [39], Bhale và cộng sự [15], Cengiz [16]

đã cho thấy việc sử dụng màng bao chitosan khối lượng phân tử thấp trên bề mặt
trứng gà tươi có hiệu quả đáng kể trong việc hạn chế sự hao hụt khối lượng và biến
đổi chất lượng trứng khi bảo quản ở nhiệt độ thường. Nhưng chưa có nghiên cứu
nào chỉ ra rằng màng bao chitosan khối lượng phân tử thấp hay màng bao chitosan
khối lượng phân tử cao khi bảo quản trên trứng gà tươi cho chất lượng tốt hơn.
Chính vì vậy tơi tiến hành đề tài, “Nghiên cứu hiệu quả bảo quản của màng bao
chitosan khối lượng phân tử thấp so với màng bao chitosan khối lượng phân tử
cao trên trứng gà tươi”.


3

1.2. Mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Xác định được nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân tử thấp phù
hợp cho bảo quản trứng gà tươi.
Xác định được nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân tử cao phù
hợp cho bảo quản trứng gà tươi.
Xác định được màng sinh học chitosan cho hiệu quả bảo quản tốt hơn.
Xác định được biện pháp phủ màng phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi.
Hồn thiện quy trình công nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng bao chitosan.

1.2.2. Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân
tử thấp tới chất lượng và thời gian bảo quản trứng gà tươi.
Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân

tử cao tới chất lượng và thời gian bảo quản trứng gà tươi.
Lựa chọn màng sinh học chitosan phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi.
Nghiên cứu biện pháp phủ màng phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi.
Hồn thiện quy trình cơng nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng sinh học chitosan.

1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.3.1. Ý nghĩa khoa học của đề tài
Đề tài động viên khích lệ sinh viên tham gia cơng tác nghiên cứu khoa học
Giúp sinh viên có cơ hội tiếp cận với các thao tác kỹ thuật trong thực tế, củng
cố các kiến thức đã học.
Bổ sung kiến thức thông qua hoạt động nghiên cứu thực tiễn, trau dồi kiến
thức bản thân, tích lũy kinh nghiệm thực tế, đồng thời tiếp cận công tác nghiên cứu
khoa học phục vụ cho công việc nghiên cứu và công tác sau này.
Giúp sinh viên củng cố và hệ thống hóa lại kiến thức đã học vào nghiên cứu
khoa học


4

1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Giúp sinh viên có thêm kỹ năng làm việc thực tế sau khi ra trường về quan
sát, chế biến, đánh giá sản phẩm, quản lý chất lượng.
Xây dựng được quy trình cơng nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng
chitosan khối lượng phân tử thấp.
Là cơ sở cho các nghiên cứu bảo quản trứng gà tươi sau này.


5

PHẦN 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHITOSAN KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CAO
2.1.1. Nguồn gốc và cấu trúc hóa học của chitosan
2.1.1.1. Nguồn gốc chitin/chitosan
Về mặt lịch sử, chitin được Braconnot phát hiện đầu tiên vào năm 1811, trong
cặn dịch chiết từ một loại nấm. Ông đặt tên cho chất này là “Fungine” để ghi nhớ
nguồn gốc của nó. Năm 1923, Odier phân lập được một chất từ bọ cánh cứng mà
ông gọi là “chitin” hay “chitine”, tiếng Hy Lạp gọi là vỏ giáp, nhưng ông không
phát hiện ra sự có mặt của nitơ. Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết
luận chitin có dạng cơng thức giống với cellulose. Sự có mặt của nitơ trong chitin đã
được Lassaige chứng minh vào năm 1843, từ đó nhân loại bắt đầu nghiên cứu và
ứng dụng lâu dài hợp chất này và các dẫn xuất của nó [51].
Ở động vật chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng trong vỏ một số động

vật không xương sống như cơn trùng, nhuyễn thể, giáp xác, giun trịn. Hàm lượng
chitin (theo % chất khô) ở động vật giáp xác như tôm, cua (58,85%), côn trùng (20 60%), động vật thân mềm (3 - 26%), giun đốt (20 - 28%), ruột khoang (3 - 30%),
rong biển chứa một lượng nhỏ chitin, nấm có chứa khoảng 45% chitin [12]. Ở động
vật bậc cao, monome của chitin là một thành phần chủ yếu trong mô da giúp cho sự
tái tạo và gắn liền các vết thương ở da. Ở vi sinh vật chitin có trong thành tế bào
nấm, trong sinh khối nấm mốc và một số loại tảo [52].
2.1.1.2. Cấu trúc hóa học của chitosan
a. Cơng thức cấu tạo của chitin
Chitin có cấu trúc là một polyme được tạo thành từ các đơn vị N - acetyl - β - D
- glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết β - 1 - 4 - glucoside.

Hình 2.1. Cơng thức cấu tạo của chitin


6

Chitosan thu được từ q trình diacetyl hóa chitin, thay thế nhóm N-acetyl
thành nhóm amin ở vị trí C2. Do q trình acetyl hóa xảy ra khơng hồn tồn nên
người ta quy ước nếu độ diacetyl hóa (degree of deacetylation) (DDA), DDA > 50%
thì gọi là chitosan, nếu DDA < 50% thì gọi là chitin.
Chitosan có cấu trúc tuyến tính từ đơn vị 2 - deoxy - β - D - glucosamine liên
kết với nhau bằng liên kết β - (1 - 4) - glucozit.
b. Cấu trúc hóa học của Chitosan

Hình 2.2. Cấu trúc của chitosan
Tên gọi khoa học: Poly(1-4)-amino-2deoxy-β-D-glucose; poly(1-4)-amino2deoxy- β-D-glucopyranose.
Công thức phân tử: [C6H11O4N]n
Phân tử lượng: Mchitosan = (161,07)n
Trong thực tế các mạch chitin - chitosan đan xen nhau, vì vậy tạo ra nhiều sản
phẩm đồng thời, việc tách và phân tích chúng rất phức tạp [31].
2.1.2. Tính chất sinh học và độc tính của chitosan
Chitosan là hợp chất tự nhiên khơng độc, dùng an tồn cho người, có tính hịa
hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học [25]. Chitosan có
nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: có khả năng hút nước, giữ ẩm, tính kháng
nấm, tính kháng khuẩn, với nhiều chủng loại vi sinh vật khác nhau, kích thích sự
phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện ngèo
dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u [58].
Hsieh và cộng sự (2007) chỉ ra rằng chitosan là chất thân lipid có khả năng hấp
thụ dầu mỡ cao, chúng có thể hấp thụ 6 - 8 lần trọng lượng phân tử. Chitosan phân tử
lượng nhỏ có điện tích dương nên có khả năng gắn kết với điện tích âm của lipid và


7

acid tạo thành những chất có phân tử lượng lớn khơng bị tác dụng bởi men tiêu hóa.
Do đó khơng bị hấp phụ vào cơ thể mà được thải ra ngoài làm giảm cholesterol,

acid uric trong máu nên tránh được nguy cơ bệnh tim mạch, bệnh gut, kiểm soát
được tăng huyết áp và giảm cân. Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptide insulin, kích thích việc tiết ra insulin ở tuyến tụy nên chitosan đã được dùng để điều
trị bệnh tiểu đường. Nhiều cơng trình nghiên cứu đã cơng bố khả năng kháng đột
biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch cơ thể, tăng cường bạch cầu,
hạn chế sự phát triển các tế bào u, ung thư, HIV/AIDS, chống tia tử ngoại, chống
ngứa… của chitosan.
Vào năm 1968, Arai và cộng sự đã xác định chitosan hầu như không độc, chỉ
số LSD50 = 16g/kg cân nặng cơ thể, không gây độc lên súc vật thực nghiệm và
người, khơng gây độc tính trường diễn. Dùng chitosan loại trọng lượng phân tử
trung bình thấp để tiêm tĩnh mạch khơng thấy có tích lũy ở gan. Loại chitosan có
DDA = 50% có khả năng phân hủy sinh học cao, sau khi tiêm vào ổ bụng chuột, nó
được thải trừ dễ dàng, nhanh chóng qua thận và nước tiểu, chitosan khơng phân bố
tới gan và lá lách [22].
2.1.3. Đặc tích kháng vi sinh vật của chitosan
Chitosan có khả năng kháng nhiều loài vi sinh vật như vi khuẩn Gram âm, vi
khuẩn Gram dương, nấm mốc và nấm men. Khả năng kháng khuẩn của chitosan được
cho là do tương tác tĩnh điện giữa các polycation của chitosan với các ion âm trên màng
tế bào vi sinh vật. Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của chitosan đối với vi khuẩn Gram
âm và Gram dương từ 100 - 2000ppm [30]. Nghiên cứu khả năng kháng một số vi sinh
vật gây hư hỏng thực phẩm của chitosan cho thấy, nấm men bị loại bỏ hồn tồn khi
tăng thêm 0,3g chitosan trên mỗi lít nước ép táo đóng chai tiệt trùng được lưu trữ tại
0

7 C. Số lượng vi khuẩn lactic tăng với tốc độ chậm hơn. Tuy nhiên sự gia tăng số lượng
vi khuẩn thấp hơn so với đối chứng [40]. Chitosan sử dụng để xử lý nước ép trái cây
kết quả cho thấy chitosan ức chế nấm men nhưng không ức chế E. coli O157:H7 [36].
Tuy nhiên, Niamah (2012) cho rằng chitosan ở nồng độ 0,2 - 1g/l trong nước ép táo có
thể ức chế sự tăng trưởng của một số vi khuẩn, nấm mốc và nấm

8

men gây hư hỏng nước ép táo. Gần đây phức chitosan arginine cho thấy hoạt động
kháng khuẩn E. coli O157 trong nước cốt gà [38].
Nghiên cứu hiệu quả kháng nấm mốc gây hư hỏng quả của chitosan nồng độ
0,5; 1; 1,5 và 2% cho thấy chitosan có tác dụng kháng nấm ở các giai đoạn phát
triển khác nhau (sự tăng trưởng của sợi nấm, sự nảy mầm của bào tử) của cả
Colettochitrum musae phân lập từ chuối, Colettochitrum gloeosporioides phân lập
từ đu đủ và thanh long [57]. Kết quả này cũng tương tự như kết quả của BautistaBaños et al (2004) cho rằng sự tăng trưởng của sợi nấm và sự này mầm của bảo tử
nấm Fusarium, Penicillium, và Rhizopus bị ức chế bởi chitosan. Tuy nhiên so với
Penicillium và Rhizopus thì Fusarium là nấm nhạy cảm nhất. Việc giảm tối đa trọng
lượng khô của sợi nấm và ức chế hình thành bào tử được quan sát thấy ở chitosan
nồng độ 2% đối với Colettochitrum musae phân lập từ chuối, Colettochitrum
gloeosporioides phân lập từ đu đủ và thanh long [57]. Hiệu ứng tương tự cũng được
chứng minh trong các nghiên cứu trước đây về Fusarium oxysporum phân lập từ đu
đủ [13]. Các nghiên cứu khác cũng đã chỉ ra rằng chitosan kích thích hình thành bào
tử của Penicillium digitatum [13], và Colettochitrum gloeosporioides [14].
2.1.3.1. Những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng kháng vi sinh vật của chitosan
Tính kháng vi sinh vật của chitosan không chỉ phụ thuộc vào các điều kiện bên
ngồi (vi sinh vật đích, tính chất của mơi trường, pH, nhiệt độ, vv), mà cịn phụ
thuộc vào các yếu tố bên trong (như trọng lượng phân tử, và mức độ polymer hóa và
mức độ diacetyl hóa) [56].
Trọng lượng phân tử: Nhiều nhà nghiên cứu đã thông báo rằng hoạt tính kháng
khuẩn của chitosan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử. Nghiên cứu của Hwang (1998)
khảo sát khả năng kháng E. coli của chitosan có trọng lượng phân tử từ 10000 - 170000
Dalton cho rằng chitosan có trọng lượng phân tử lớn hơn 30000 Dalton có hiệu quả diệt
E. coli cao nhất. Chitosan có khối lượng phân tử thấp được cho là có khả năng kháng
khuẩn cao hơn so với chitosan thơng thường có khối lượng phân tử cao [23] vì chitosan
có khối lượng phân tử thấp có khả năng tan trong nước cao hơn dẫn đến phản ứng tốt
hơn với các vị trí hoạt động của vi sinh vật. Tuy nhiên kết quả

9

nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử
là khơng hồn tồn tương thích. Trọng lượng phân tử tăng làm giảm hoạt tính kháng
E. coli của chitosan [27].
Mức độ diacetyl hóa (DDA): Hiệu quả kháng khuẩn của chitosan cũng phụ
thuộc vào mức độ diacetyl hóa. Mức độ diacetyl hóa cao làm tăng khả năng hịa tan
chitosan và tăng mật độ điện tích do đó cải thiện độ bám dính của chitosan lên các
tế bào vi sinh vật [10]. Mặt khác sự gia tăng DDA có nghĩa là số lượng các nhóm
amin trong chitosan tăng lên, kết quả là trong mơi trường có tính acid làm gia tăng
sự tương tác giữa chitosan và các điện tích âm trên màng tế bào vi sinh vật [24].
Độ pH: Hoạt động kháng khẩn của chitosan bị ảnh hưởng mạnh mẽ bởi pH. Ở
mơi trường có giá trị pH thấp, có khả năng hịa tan chitosan cao và proton trong dung
dịch chitosan cao làm tăng hiệu quả kháng khuẩn [10]. Nghiên cứu của Tsai & Su
(1999) kiểm soát hoạt động kháng khuẩn của chitosan (DDA ≥ 98%) đối với E. coli
ở các giá trị pH khác nhau là 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0 cho rằng chitosan có khả năng

kháng khuẩn tốt nhất ở pH = 5,0 và chitosan có hoạt tính kháng khuẩn kém ở pH =
9,0. Các nhà nghiên cứu khác cũng kết luận rằng chitosan khơng có hoạt tính kháng
khuẩn ở pH = 7,0 do nhóm amin và độ hòa tan của chitosan ở pH này rất kém. Điều
này cho thấy hoạt tính kháng khuẩn cịn phụ thuộc vào bản chất cation của chitosan
[54].
Nhiệt độ: Nhiệt độ cũng có ảnh hưởng đến hoạt tính kháng khuẩn của chitosan.
0

Nhiệt độ cao hơn 37 C làm tăng cường hoạt tính kháng khuẩn của chitosan so với nhiệt
độ lạnh. Tuy nhiên, ảnh hưởng lớn nhất về hoạt động kháng khuẩn là môi trường xung
quanh. Tsai và Su (1999) kiểm tra tác động của nhiệt độ đến hoạt động kháng

E. coli của chitosan cho biết huyền phù tế bào E. coli trong đệm phosphate (pH = 6)
o

có chứa chitosan nồng độ 150 ppm được nuôi ở các nhiệt độ là 4, 15, 25, 37 C trong
các khoảng thời gian khác nhau và định lượng tế bào cịn sống sót. Kết quả là hoạt
0

động kháng khuẩn của chitosan tỷ lệ thuận với nhiệt độ. Ở nhiệt độ 25 và 37 C các tế
bào E. coli đã hoàn toàn bị giết chết trong vòng 1 giờ. Tuy nhiên, ở nhiệt độ thấp hơn
0

0

(4 C và 15 C) số lượng E. coli giảm trong vịng 5 giờ đầu tiên và sau đó ổn định. Các


10

tác giả kết luận rằng hoạt động kháng vi khuẩn giảm do tỷ lệ tương tác giữa
chitosan và các tế bào vi khuẩn ở nhiệt độ thấp thì thấp hơn ở nhiệt độ cao [54].
Vi sinh vật đích: Các vi sinh vật đích cũng có một vai trị quan trọng trong
hiệu quả kháng khuẩn của chitosan. Mật độ điện tích trên bề mặt tế bào vi sinh vật
là một yếu tố quyết định đến lượng chitosan hấp phụ. Lượng chitosan hấp phụ nhiều
rõ ràng sẽ dẫn đến những thay đổi lớn trong cấu trúc và tính thấm của màng tế bào.
Nấm men và nấm mốc thường nhạy cảm nhất, tiếp theo là vi khuẩn Gram dương và
vi khuẩn Gram âm [10].
2.1.3.2. Cơ chế kháng vi sinh vật của chitosan
Mặc dù cơ chế kháng khuẩn chính xác của chitosan chưa được hiểu một cách
đầy đủ, tuy nhiên có 2 cơ chế giải thích khả năng kháng khuẩn của chitosan là: Khả
năng kháng khuẩn của chitosan là do sự tương tác giữa điện tích dương của nhóm

+

amin (NH3 ) ở giá trị pH thấp hơn 6,3 (các pKa của chitosan) và bề mặt tích điện
âm của vi khuẩn. Kết quả là làm thay đổi các đặc tính của màng bán thấm, do đó
gây mất cân bằng thẩm thấu bên trong và bên ngoài dẫn đến ức chế sự tăng trưởng
của vi sinh vật [51]. Chitosan thủy phân peptidoglycan trong thành tế bào vi sinh vật
dẫn đến làm rò rỉ các chất điện giải trong tế bào như các ion kali, và các thành phần
protein có trọng lượng phân tử thấp khác (như protein, axit nucleic, glucoza, và
lactat dehydrogenaza) [23].
Trong nghiên cứu về tính kháng E. coli của chitosan từ vỏ tơm người ta cho
rằng khả năng ức chế vi khuẩn của chitosan là do liên kết giữa chuỗi polyme của
chitosan với các ion kim loại trên bề mặt của vi khuẩn làm thay đổi tính thấm của
màng tế bào. Khi bổ sung chitosan vào môi trường, tế bào vi khuẩn sẽ chuyển từ
điện tích âm sang điện tích dương. Quan sát trên kính hiển vi huỳnh quang cho thấy
chitosan khơng trực tiếp hoạt động ức chế vi khuẩn E. coli mà do sự kết lại của các
tế bào và sự tích điện dương ở màng tế bào của vi khuẩn.
Các hoạt động kháng khuẩn của sáu chitosan và sáu chitosan khối lượng phân
tử thấp với các trọng lượng phân tử khác nhau (MWS) đã được kiểm tra chống lại
bốn vi khuẩn gram âm (Escherichia coli, Pseudomonas fluorescens, Salmonella


11

typhimurium và Vibrio parahaemolyticus) và 7 vi khuẩn gram dương (Listeria
monocytogenes, Bacillus megaterium, Bacillus cereus, Staphylococcus aureus,
Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, and Lactobacillus bulgaricus).
Chitosans cho thấy hoạt động kháng khuẩn cao hơn so với chitosan khối lượng phân
tử thấp, ức chế rõ rệt sự tăng trưởng của hầu hết các vi khuẩn được thử nghiệm mặc
dù với các trọng lượng phân tử khác nhau của chitosan có tác dụng ức chế các vi
khuẩn là khác nhau. Chitosan thường cho thấy tác dụng diệt khuẩn mạnh hơn với vi

khuẩn gram dương so với vi khuẩn gram âm với sự hiện diện của 0,1% chitosan.
Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của chitosan dao động từ 0,05% đến lớn hơn 0,1%
tùy thuộc vào vi khuẩn và khối lượng phân tử của chitosan. Hoạt tính kháng khuẩn
của chitosan bị ảnh hưởng nghịch bởi pH (pH 4,5 - 5,9 đã được kiểm tra) hoạt tính
kháng khuẩn cao hơn ở giá trị pH thấp hơn [32].
2.1.4. Ứng dụng của Chitosan trong bảo quản trứng
Hiện nay chitosan đang được quan tâm nghiên cứu, ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực đời sống. Do chitosan có khả năng tạo màng, hạn chế mất nước, kháng khuẩn,
kháng nấm nên từ lâu chitosan được nhiều tác giả trong và ngoài nước nghiên cứu
ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Trên đối tượng trứng gà tươi thương phẩm,
các kết quả nghiên cứu [15] [16] [39] đã cho thấy việc sử dụng màng bọc chitosan
trên bề mặt trứng gà tươi đã có tác dụng đáng kể biến đổi chất lượng bên trong và
hạn chế hao hụt khối lượng trứng khi bảo quản ở nhiệt độ thường.
Trong nghiên cứu của Võ Hương Thảo (2001), trứng muối xử lý (nhúng)
chitossan ở 3 nồng độ: C’ (1g chitossan, 1g axit lactic, 198g nước), C1 (2g chitosan,
2g axit lactic, 196g nước), C2 (3g chitossan, 3g axit lactic, 194g nước), C3 (4g
0

chitossan, 4g axit lactic, 192g nước), sấy khô ở 50 C trong 30 phút, bảo quản nhiệt
độ phòng. Kết quả ở nồng độ C1, bảo quản được 90 ngày mà trứng vẫn giũa được
giá trị dinh dưỡng cũng như cảm quản [4].
Nghiên cứu của Lê Thị Thiện (2001), trứng tươi làm sạch, lau dung dịch muối 1%
nhúng chitossan nồng độ: 1%, 1,5%, 2% bảo quản ở nhiệt độ phòng. Kết quả sử dụng
chitossan ở 1%, thời gian bảo quản dài nhất so với các mẫu còn lại (hao hụt khối


12

lượng, pH thay đổi không đáng kể, khả năng kháng khuẩn tăng theo nồng độ
chitossan) [5].

Chitosan là một polyme sinh học được điều chế từ chitin, một thành phần quan
trọng của vỏ tơm, cua có nhiều ứng dụng trong bảo quản thực phẩm do khả năng
kháng khuẩn của nó. Ở nhiệt độ thường, trứng gà tươi bọc màng chitosan nồng độ
1,5% có bổ sung 0,05% Sodium Benzoate hoặc 1% Sorbitol có khả năng duy trì
hạng chất lượng ở mức A từ 15 - 20 ngày sau khi đẻ. Trong khi đó, trứng gà tươi
khơng qua bọc màng chỉ duy trì hạng chất lượng ở mức A không quá 5 ngày, đồng
thời các chỉ tiêu chất lượng khác (hao hụt khối lượng, chỉ số màu lịng đỏ trứng) đều
có biến đổi lớn hơn so với trứng có xử lý màng bọc chitosan. Kết quả nghiên cứu
cũng cho thấy màng bọc không tạo cảm giác khác lạ cho người sử dụng so với trứng
tươi thương phẩm cùng loại về chất lượng cảm quan bề mặt [2].
Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chitosan màng bao đến chất lượng trứng trong
bảo quản. Nồng độ chitosan trong màng bao từ 1% đến 1,6%, sau đó tiến hành phân
tích các chỉ tiêu chất lượng (hao hụt khối lượng, hàm lượng protein hoà tan, hàm
lượng amoniac) trong 30 ngày bảo quản. Kết quả nghiên cứu cho thấy, có thể dùng
màng chitosan nồng độ 1÷1,6% để làm giảm đáng kể sự biến đổi chất lượng trứng
gà tươi khi bảo quản ở nhiệt độ thường. Nghiên cứu chỉ ra hồn tồn có thể sử dụng
màng bao chitosan để bảo quản trứng ở quy mô thương mại và công nghiệp [1].
2.2. GIỚI THIỆU VỀ CHITOSAN KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ THẤP
2.2.1. Khái niệm về chitosan khối lượng phân tử thấp
Chitosan khối lượng phân tử thấp thu được bằng quá trình thủy phân chitosan
bằng hydroperoxit. Tùy theo từng điều kiện, chế độ thủy phân để thu được chitosan có
khối lượng phân tử khác nhau. Chitosan khối lượng phân tử thấp được cơ thể người hấp
thụ gần như hoàn toàn, hoạt động sinh học và chức năng của nó gấp hàng chục lần so
với chitosan thơng thường. Nó được sử dụng như một tác nhân trị đái tháo đường vì nó
làm tăng dung nạp glucose, bài tiết insulin và giảm chất béo trung tính. Chitosan khối
lượng phân tử thấp liên kết với chất béo dư thừa và ức chế sự hấp thụ chất béo, hỗ trợ
khả năng miễn dịch, giảm lượng đường trong máu, kiểm soát huyết


13

áp, ngăn chặn táo bón, loại chì và các kim loại nặng ra khỏi cơ thể, tăng cường sự
hấp thụ canxi, ngăn ngừa bệnh tim và giảm nồng độ acid uric trong máu.
2.2.2. Khả năng kháng khuẩn của chitosan khối lượng phân tử thấp
Một số nghiên cứu của Uchida và cộng sự (1989) cho rằng chitosan được thủy
phân nhẹ bằng chitosanase có khả năng kháng khuẩn tốt hơn là chitosan ban đầu và
oligome của chúng [55]. Cho và cộng sự (1998) đã báo cáo rằng hoạt tính kháng khuẩn
của chitosan với E. coli và Bacillus tăng theo chiều giảm độ nhớt từ 1000 đến 10cP.
Hiệu quả kháng S. aureus là tốt hơn khi sử dụng chitosan có trọng lượng phân tử thấp
so với chitosan có trọng lượng phân tử cao. Trong một nghiên cứu khác với E. coli cho
thấy hiệu quả kháng khuẩn giảm khi trọng lượng phân tử tăng và thích hợp khi trọng
lượng phân tử là 15kDa. Ở nồng độ 0,5% chitosan oligosaccharide có thể ức chế hồn
tồn sự phát triển của E. coli. Chitosan có trọng lượng phân tử là 40kDa ở 0,5% có thể
ức chế được 90% sự phát triển của S. aureus và E. coli và ở 180kDa có thể ức chế hồn
tồn sự phát triển của hai vi khuẩn này ở 0,05% [17]. Trong một nghiên cứu khác của
Jeon và cộng sự (2001) khảng định rằng chitosan khối lượng phân tử thấp có trọng
lượng phân tử lớn hơn 10kDa có hiệu quả hơn trong việc chống lại vi khuẩn gây bệnh
cũng như không gây bệnh [34]. No và cộng sự (2002) đã tiến hành nghiên cứu hoạt tính
kháng khuẩn của chitosan khối lượng phân tử cao và chitosan khối lượng phân tử thấp
với trọng lượng phân tử khác nhau. Chitosan có khối lượng phân tử cao là: 1671, 1106,
746, 470, 224, và 28kDa, chitosan khối lượng phân tử thấp với khối lượng phân tử là
22, 10, 7, 4, 2 và 1kDa. Kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan thể hiện hoạt tính kháng
vi khuẩn Gram dương tốt hơn vi khuẩn Gram âm ở nồng độ chitosan 0,1%. Chitosan
khối lượng phân tử cao thể hiện hoạt tính kháng khuẩn tốt hơn chitosan khối lượng
phân tử thấp [43].

Kết quả cho thấy chitosan có khả năng ức chế sự phát triển của S. mutans và S.
sobrinus (P = 0,001). MIC của chitosan khối lượng phân tử cao (HMW) đối với S.
mutans và S. sobrinus là 0,62 mg/ml và MIC của chitosan khối lượng phân tử thấp
(LMW) đối với S. mutans và S. sobrinus lần lượt là 0,62 mg/ml, 1,25 mg/ml. MBC

của HMW chitosan đối với S. mutans và S. sobrinus lần lượt là 1,25 mg/ml và MBC


14

của LMW chitosan đối với S. mutans và S. sobrinus lần lượt là 1,25 và 2,5 mg/ml.
Mặt khác, chitosan của HMW hiệu quả hơn chitosan LMW. Ngoài ra, S. mutans cho
thấy giá trị MIC và MBC bằng nhau cho cả hai chitosan, nhưng S. sobrinus có khả
năng kháng HMW hơn LMW. Liên quan đến sự kết dinh của màng sinh học,
chitosan đã ức chế sự kết dính của S. mutans và S. sobrinus và hình thành màng sinh
học. Kết quả xét nghiệm ống cho thấy sự kết dính yếu và hình thành màng sinh học
ở nồng độ 0,312 và 0,625 mg/ml, nhưng nồng độ 1,25 và 2,5 mg/ml của cả hai loại
chitosan đều có thể ức chế hồn tồn sự hình thành màng sinh học [9].
Mục đích của nghiên cứu này là đánh giá hoạt tính kháng khuẩn in vitro của
hỗn hợp chitosan khối lượng phân tử thấp (2000 - 30000Da) với mức độ khử acetyl
là 91,5% so với hai mầm bệnh đường miệng đại diện là Actinobacillus
Actinomycetemcomitans và Streptococcus. Nồng độ 0,1% của chitosan khối lượng
phân tử thấp (có nguồn gốc từ exoskeletons của động vật giáp xác biển) đã được sử
dụng để ước tính hoạt động kháng khuẩn. Khoảng 2 đơn vị hình thành một khuẩn
lạc (CFU)/ml A. actinomycetemcomitans đã bị bất hoạt bởi 0,1% chitosan sau 30
phút, trong khi phơi nhiễm 120 phút làm bất hoạt khoảng 4,5 logCFU/ml của sinh
vật này. Ngược lại, mức độ bất hoạt đối với S. mutans nhỏ hơn 0,5 logCFU/ml sau
khi tiếp xúc tới 120 phút [18].
Nghiên cứu của Inger và cộng sự đã chứng minh rằng chitosan có độ nhớt thấp
có hoạt tính kìm khuẩn và diệt khuẩn đối với Staphylococcus epidermidis và hoạt
động này phụ thuộc vào lượng chitosan được thêm vào. Ngồi ra, chitosan có độ
nhớt thấp làm giảm sự hình thành màng sinh học cả khi được thêm vào môi trường
và khi được phủ trên bề mặt polystyrene. Chitosan có độ nhớt thấp có cả tác dụng
kìm khuẩn và diệt khuẩn đối với sự phát triển của sinh vật phù du và hình thành
màng sinh học của Staphylococcus epidermidis phụ thuộc vào nồng độ chitosan.

Các đĩa polystyrene được phủ chitosan làm giảm cả sự hình thành màng sinh học
sớm (6 giờ) và sự hình thành màng sinh học muộn (18 giờ), được quan sát bằng
kính hiển vi điện tử quét [33].


15

Tại trường Đại học Nha Trang một số cơng trình nghiên cứu sử dụng chitosan
oligosaccharide để bảo quản thịt lợn, thịt bị, xúc xích của tác giả Trần Thị Luyến và
cộng sự, (2006) đã chứng minh rằng khả năng kháng khuẩn của chitosan khối lượng
phân tử thấp là đáng kể. Kết quả đã kéo dài thời gian bảo quản của các đối tượng
trên. Tác giả Lê Thị Tưởng (2007) sử dụng chitosan khối lượng phân tử thấp thu
được từ quá trình thủy phân chitosan bằng enzyme hemicellulose để bảo quản sữa
tươi kết quả thu được rất tốt [8].
Chitosan khối lượng phân tử thấp có nhiều ưu việt hơn chitosan khối lượng
phân tử cao, tuy nhiên hiện nay ở nước ta chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu sản
xuất chitosan khối lượng phân tử thấp được ứng dụng trong thực tế, các cơng trình
này mới chỉ áp dụng trong quy mơ phịng thí nghiệm.
2.2.3. Khả năng chống oxy hóa của chitosan khối lượng phân tử thấp
Nghiên cứu của Nehad và cộng sự nhằm mục đích chiết xuất chitin và chitosan
có tiềm năng chống vi khuẩn và chống oxy hóa mạnh mẽ. Chống ba chủng vi khuẩn
Gram âm (Escherichia coli; Klebsiella pneumoniae và Pseudomonas aeruginosa) và
hai vi khuẩn Gram dương (Bacillus subtilis; Micrococcus luteus). Hoạt tính chống
oxy hóa của họ đã được nghiên cứu với DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) ức
chế peroxid hóa axit linoleic [42].
Nghiên cứu quy trình chiết chitin tiêu chuẩn của Francisco và cộng sự thu được
các sản phẩm chitosan tan trong nước thu được thông qua hai phương pháp khác nhau:
(1) N-acetyl hóa với việc bổ sung anhydrid acetic và (2) phản ứng với hydro peroxide.

Cấu trúc hóa học và trọng lượng phân tử của các dẫn xuất chitosan, chitosan tan trong

nước (WSC) và chitooligosacarit (COS), được xác định bởi Fourier Trans form
Infrared Spectroscopy (FT-IR) và sắc ký thẩm thấu gel (GPC). Chitooligosacarit có
trọng lượng phân tử thấp (2,7, 7,4 và 10,4 kg/mol) cho thấy đặc tính chống nấm và
chống oxy hóa cao nhất trong số tất cả các tính chất được thử nghiệm [26].
Mosaddiqur và cộng sự nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan trong điều kiện đồng
ruộng đối với sự phát triển của cây dâu tây, năng suất quả và các hoạt động chống oxy
hóa trong quả dâu tây. Chitosan làm tăng đáng kể sự tăng trưởng của cây và năng


16

suất quả (cao hơn tới 42%) so với đối chứng không được điều trị. Năng suất quả
tăng là do sự tăng trưởng của cây cao hơn, trọng lượng quả riêng và tổng trọng
lượng quả trên cây tăng khi sử dụng chitosan. Đáng ngạc nhiên, trái cây từ thực vật
được phun chitosan có hàm lượng carotenoids, anthocyanin, flavonoid và phenolics
cao hơn đáng kể so với đối chứng không được điều trị. Tổng số hoạt động chống
oxy hóa trong quả của cây được xử lý bằng chitosan cũng cao hơn đáng kể (cao hơn
2 lần) (p <0,05) so với công thức không được điều trị [41].
Nghiên cứu của Koryagin và cộng sự cho thấy, điều trị bằng chitosan có trọng
lượng phân tử khoảng 105kDa, làm giảm hàm lượng huyết tương của các sản phẩm
oxy hóa gốc tự do ở chuột bình thường và được điều trị cho bệnh phóng xạ tủy
xương kích thích q trình phục hồi ở tủy xương và ngoại biên máu [37].
Một loại dẫn xuất chitosan mới sở hữu coumarin đã được tổng hợp để cải thiện
hoạt động chống oxy hóa của chitosan. Các đặc tính chống oxy hóa của chúng đã
được thử nghiệm, bao gồm ức chế hoạt động peroxid hóa lipid, khả năng thải ion
kim loại và hoạt động quét gốc tự do. Dựa trên giá trị của IC50, tính chất ức chế của
các dẫn xuất chitosan được tổng hợp cho thấy sự cải thiện đáng kể so với chitosan.
IC50 của sự ức chế peroxy hóa lipid, khử sắt và hydroxyl (OH) là 0,11/0,13,
0,02/0,04, và 0,09/0,14 mg/ml tương ứng. Kết quả nghiên cứu của Qing và cộng sự

đã chứng minh rằng sự kết hợp giữa chitosan và coumarin đã cải thiện hoạt động
chống oxy hóa của chitosan rõ ràng, và các chất chống oxy hóa hoặc chất tẩy gốc tự
do dựa trên các polyme và coumarin tự nhiên cho thấy các ứng dụng tiềm năng [46].
Trong nghiên cứu của Giuseppina và cộng sự cho thấy, tính hiệu quả của lớp phủ
chitosan trong bảo quản hóa lý (giảm cân, hàm lượng chất rắn hịa tan và tính axit
chuẩn độ) và các đặc tính hóa học (tổng hợp polyphenol, anthocyanin, flavonoid, axit
ascorbic, khả năng chống oxy hóa) của quả sung tươi. Trái sung được xử lý bằng 1%
0

chitosan và 1% axit ascorbic, được bảo quản ở 4 C trong chín ngày và lấy mẫu ba ngày
một lần. Lớp phủ dựa trên chitosan giúp giảm đáng kể việc giảm cân và thay đổi chất
lượng, cải thiện tổng lượng polyphenol, anthocyanin, flavonoid và hoạt tính chống oxy
hóa trong suốt q trình lưu trữ. Hoạt động chất chống oxy hạn chế sự hóa