Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin chitosan từ vỏ tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
*

KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THU NHẬN CHITINCHITOSAN TỪ VỎ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

Sinh viên thực hiện: PHAN THỊ LOAN

Đà Nẵng – Năm 2018


TÓM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tôm thẻ chân
trắng bằng phương pháp hóa học
Sinh viên thực hiện: Phan Thị Loan
MSSV: 107130105
Lớp 13H2B
Đề tài được nhằm mục đích khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình thu nhận
chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng để chất lượng của sản phẩm, hiệu suất thu nhận
sản phẩm tăng lên cũng như rút ngắn thời gian sản xuất bao gồm quá trình tiền xử lý vỏ
tơm ngun liệu, q trình thủy phân và q trình khử khống. Kết quả cho thấy:
- Phương pháp tiền xử lý vỏ tôm ban đầu tốt nhất giúp giảm thời gian và nâng cao
hiệu suất là vỏ tôm đem đi sấy khơ ở nhiệt độ 50-600C, sau đó đem nghiền nhỏ.
- Quá trình thủy phân thực hiện ở nhiệt độ 600C, nồng độ NaOH 0,8M, tỷ lệ vỏ
tôm/dung môi 1/10, thời gian thủy phân 60 phút đạt hiệu suất 85,83%.
- Q trình khử khống ở điều kiện nồng độ EDTA 0,3M, nhiệt độ phòng, tỷ lệ
nguyên liệu 1/15 thực hiện trong 2 giờ. Kết quả hàm lượng khống cịn lại trong mẫu là
1,26%.
- Các chỉ tiêu chất lượng của chitosan thì chitosan thành phẩm tương tự với

chitosan của cơng ty Protan –Biopolymer.
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương:
+ Chương 1: Tổng quan
+ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
+ Chương 3: Kết quả và thảo luận
+ Chương 4: Kết luận và kiến nghị


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA HÓA

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: Phan Thị Loan
Lớp: 13H2B

Khoa: Hóa

Số thẻ sinh viên: 107130105
Ngành: Công nghệ thực phẩm

1. Tên đề tài đồ án:Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tôm thẻ chân
trắng bằng phương pháp hóa học
2. Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện
3. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

4. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Đặt vấn đề
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
- Chương3: Kết quả và thảo luận
- Chương 4: Kết luận và kiến nghị
- Tài liệu tham khảo
- Phụ lục
5. Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): Không
6. Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
7. Ngày giao nhiệm vụ đồ án:
10/01/2018
8. Ngày hoàn thành đồ án:
30/05/2018
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 05 năm 2018
Trưởng bộ môn

Người hướng dẫn

PGS.TS Đặng Minh Nhật

TS. Nguyễn Thị Trúc Loan


LỜI NÓI ĐẦU
Sau gần 5 tháng thực hiện đề tài “ Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan
bằng phương pháp hóa học”, với sự hướng dẫn của cơ Nguyễn Thị Trúc Loan, em đã
hoàn thành xong đồ án tốt nghiệp của mình.
Để đạt kết quả như vậy, tơi xin gửi lời cảm ơn đến q thầy cơ khoa Hóa trường
Đại học Bách Khoa – Đại học Đà Nẵng nói chung, Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm nói

riêng đã truyền đạt cho tơi kiến thức trong suốt q trình học tập, nghiên cứu. Đây là
hành trang quý báu giúp tôi không chỉ thực hiện tốt đề tài tốt nghiệp mà cịn giúp tơi tự
tin vững bước trên con đường sự nghiệp sắp tới.
Bên cạnh đó, tơi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đên cô Nguyễn Thị Trúc Loan, cô đã
tận tình hướng dẫn, chỉ bảo, khích lệ và động viên tôi trong suốt thời gian làm đề tài.
Nhờ những kiến thức cô truyền đạt, hướng dẫn đã giúp tôi tránh khỏi rất nhiều bỡ ngỡ
trong quá trình thực hiện để làm đề tài.
Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến q thầy cơ phịng thí nghiệm khoa
Hóa trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, phịng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực
phẩm trường Đại học sư phạm kỹ thuật Đà Nẵng, phịng thí nghiệm trường Cao đẳng
lương thực thực phẩm đã tạo điều kiện cho tôi về trang thiết bị, phịng thí nghiệm, giúp
tơi hồn thành đề tài thuận lợi và đúng tiến độ.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong hội đồng bảo vệ tốt nghiệp
đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét đồ án của tôi.
Đà Nẵng, ngày 30 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Loan

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

i


CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu sử dụng
phân tích trong luận văn có nguồn gốc rõ ràng, đã cơng bố theo đúng quy định. Các kết
quả nghiên cứu trong đồ án do tơi tự thực hiện, phân tích một cách trung thực, khách

quan và phù hợp với thực tiễn của Việt Nam. Các kết quả này chưa từng được công bố
trong bất kỳ nghiên cứu nào khác.
Sinh viên thực hiện

Phan Thị Loan

ii


MỤC LỤC
Tóm tắt
Nhiệm vụ đồ án
Lời nói đầu ................................................................................................................... i
Cam đoan ....................................................................................................................ii
Mục lục ..................................................................................................................... iii
Danh sách bảng........................................................................................................... vi
Danh sách hình ảnh....................................................................................................vii
Danh sách các cụm từ viết tắt....................................................................................viii
Mở đầu ........................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 3
1.1. Tổng quan về chitin và chitosan ....................................................................... 3
1.2. Cấu trúc và tính chất của chitin ......................................................................... 3
1.2.1. Cơng thức cấu tạo của chitin....................................................................... 3
1.2.2 Tính chất vật lý của chitin ........................................................................... 4
1.2.3 Tính chất hóa học của chitin ........................................................................ 5
1.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan ..................................................................... 6
1.3.1. Công thức cấu tạo của chitosan .................................................................. 6
1.3.2. Tính chất vật lý của chitosan ...................................................................... 7
1.3.3. Tính chất hóa học của chitosan ................................................................... 8
1.3.4. Một số đặc tính quan trọng đánh giá chất lượng của chitosan ................... 10

1.4. Ứng dụng của chitin – chitosan ....................................................................... 12
1.4.1. Ứng dụng chitosan trong ngành công nghệ thực phẩm.............................. 13
1.4.2. Ứng dụng trong ngành nông nghiệp.......................................................... 13
1.4.3. Ứng dụng trong ngành y học-dược học..................................................... 13
1.4.4. Ứng dụng trong những ngành công nghiệp khác ....................................... 14
1.5. Giới thiệu về nguồn nguyên liệu thu nhận chitin- chitosan .............................. 15
1.5.1. Nguồn thu nhận chitin-chitosan từ vỏ các lồi giáp xác ( tơm, cua, mực).. 15
1.5.2. Nguồn thu nhận chitin, chitosan từ vi sinh vật .......................................... 15
1.5.3. Nguồn thu nhận chitin từ côn trùng .......................................................... 15
1.6. Công nghệ sản xuất chitin-chitosan ................................................................. 15
iii


1.6.1. Thủy phân protein .................................................................................... 16
1.6.2. Khử khoáng .............................................................................................. 18
1.6.3. Deacetyl hóa............................................................................................. 20
1.3. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin-chitosan trên thế giới và ở Việt Nam ..... 20
1.3.1. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin-chitosan trên thế giới ...................... 20
1.3.2. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin- chitosan ở Việt Nam...................... 21
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................... 23
2.1. Đối tượng, thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng ............................................. 23
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................... 23
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng....................................................... 23
2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu ............................................................. 24
2.2.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 24
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 24
2.3. Bố trí thí nghiệm ............................................................................................. 28
2.3.1 Khảo sát giai đoạn tiền xử lý vỏ tôm nguyên liệu ...................................... 28
2.3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn thủy phân protein bằng dung
dịch NaOH ......................................................................................................... 29

2.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến giai đoạn khử khống bằng acid EDTA
........................................................................................................................... 30
2.3.4. Giai đoạn deacetyl hóa ............................................................................. 31
2.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................... 31
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN..................................... 32
3.1 Phương trình đường chuẩn của dung dịch protein chuẩn .................................. 32
3.2. Thành phần hóa học cơ bản của vỏ tơm ........................................................... 32
3.3. Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến hiệu suất thủy phân protein................ 33
3.4. Xác định các thông số tối ưu cho quá trình thủy phân protein bằng dung dịch
NaOH .................................................................................................................... 34
3.3.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến hiệu suất thủy phân
protein................................................................................................................ 34
3.3.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất thủy
phân protein ....................................................................................................... 35
3.5. Xác định các thơng số cho q trình khử khống bằng dung dịch EDTA ........ 37
iv


3.5.1. Kết quả xác định ảnh hưởng của nồng độ EDTA đến hàm lượng khống
cịn lại trong mẫu chitin...................................................................................... 37
3.5.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung mơi đến hàm lượng
khống cịn lại trong mẫu chitin ......................................................................... 38
3.5.3. Kết quả ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hàm lượng khống cịn lại
trong mẫu chitin ................................................................................................. 39
3.6. Đánh giá hiệu suất thu hồi và chất lượng chitosan thành phẩm thu được ......... 40
3.6.1. Hiệu suất thu hồi chitin-chitosan .............................................................. 40
3.6.2. Đánh giá chất lượng chitosan thành phẩm ................................................ 41
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................................... 46
1. Kết luận ............................................................................................................. 46
2. Kiến nghị ........................................................................................................... 46

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

v


DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1. 1 Nồng độ tối thiểu của CTS để ức chế các loài vi khuẩn khác nhau ............ 11
Bảng 1. 2 Các điều kiện để thủy phân protein trong quá trình sản xuất chitin từ các
nguồn phế liệu khác nhau .......................................................................................... 17
Bảng 1. 3 Các điều kiện để khử khống trong q trình sản xuất chitin từ các nguồn
phế liệu khác nhau .................................................................................................... 18
Bảng 2. 1 Thí nghiệm xây dựng đường chuẩn ............................................................ 25
Bảng 3. 1 Thành phần hóa học cơ bản của vỏ tơm ..................................................... 32
Bảng 3. 2 Các điều kiện điều chế chitin từ vỏ tôm ..................................................... 40
Bảng 3. 3 Hiệu suất thu hồi thành phẩm (%) .............................................................. 40
Bảng 3. 4 Mối tương quan giữa nồng độ chitosan và thời gian lưu trong phương pháp
đo độ nhớt bằng nhớt kế Ubelloge ............................................................................. 42
Bảng 3. 5 Độ acetyl hóa của chitosan (%) .................................................................. 43
Bảng 3. 6 So sánh một số chỉ tiêu chất lượng của chitosan ......................................... 44

vi


DANH SÁCH HÌNH ẢNH
Hình 1. 1 Cấu tạo của chitin ........................................................................................ 4
Hình 1. 2 Cấu tạo của chitosan .................................................................................... 6
Hình 1. 3 Công thức so sánh cấu tạo của chitin, chitosan, cellulose ............................ 7
Hình 1. 4 Chuỗi phản ứng của chitosan và các dẫn xuất ............................................... 8
Hình 1. 5 Phức Ni (II) của chitin và chitosan ............................................................... 9

Hình 1. 6 Phản ứng N-acyl hóa của chitosan ................................................................ 9
Hình 1. 7 Phản ứng depolyme hóa của chitosan ......................................................... 10
Hình 1. 8 Quýt ngọt được bao màng chitosan ............................................................ 13
Hình 1. 9 Ứng dụng của chitosan trong may mặc ....................................................... 14
Hình 1. 10 Quy trình thu nhận chitin-chitosan ........................................................... 16
Hình 2. 1Vỏ tơm ........................................................................................................ 23
Hình 3. 1 Đồ thị đường chuẩn của protein chuẩn ....................................................... 32
Hình 3. 2 Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến hiệu suất thủy phân protein theo thời
gian............................................................................................................................ 33
Hình 3. 3 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH đến hiệu suất thủy phân protein................ 35
Hình 3. 4 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thủy phân protein .......... 36
Hình 3. 5 Ảnh hưởng của nồng độ EDTA đến q trình khử khống ......................... 37
Hình 3. 6 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi đến q trình khử khống........ 38
Hình 3. 7 Ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến q trình khử khống .................... 39
Hình 3. 8 Dung dịch chitosan 1% với dung mơi acid acetic 1% ................................. 41
Hình 3. 9 Mối tương quan giữa nồng độ và độ nhớt của chitosan ............................... 42
Hình 3. 10 Giá trị pH thay đổi khi thêm 0,1M NaOH (ml) để chuẩn độ với HCl 0,1M
.................................................................................................................................. 43
Hình 3. 11 Mẫu trước khi chuẩn độ............................................................................ 43
Hình 3. 12 Mẫu trước khi chuẩn độ.......................................................................... 43
Hình 3. 13 Chitosan thành phẩm ................................................................................ 45

vii


DANH SÁCH CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

ANOVA: Analysic of variance
DDA: Degree of deacetylation
EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid

viii


MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, ngành công nghiệp chế biến thủy sản là một trong
những ngành cơng nghiệp có sự phát triển vượt bậc và đóng góp một phần không nhỏ
vào việc phát triển nền kinh tế đất nước. Bên cạnh việc chế biến ra các mặt hàng thủy
sản có chất lượng cao, đảm bảo vệ sinh an tồn toàn thực phẩm phục vụ cho xuất khẩu
và tiêu thụ trong nước thì lượng phụ phế phẩm thủy sản gây ô nhiễm môi trường nghiêm
trọng.
Theo hiệp hội Chế biến và Xuất Khẩu thủy Sản Việt Nam (VASEP) cho biết, kim
ngạch xuất khẩu tôm năm 2017 đạt 3.8 tỷ USD. Theo tính tốn của ĐH Thủy sản Nha
Trang thì khoảng 400 ngàn tấn tôm xuất khẩu hằng năm, lượng phế liệu, đầu, râu, vỏ
tôm sẽ khoảng 70.000 tấn [37]. Nguồn phế liệu này chủ yếu dùng làm thức ăn chăn nuôi
hay làm phân bón nên hiệu quả kinh tế rất thấp. Trong khi đó vỏ tơm là một nguồn
ngun liệu tiềm năng để sản xuất chế phẩm chitin-chitosan.
Chitin-chitosan là những polysaccharide tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất
lớn đứng thứ hai sau cellulose. Với những hoạt tính sinh học đa dạng như tương hợp
sinh học (Biocompatible), phân hủy sinh học (Biodegradable), kháng khuẩn, nấm, kháng
oxi hóa, hoạt tính giảm cholesterol, tăng cường hệ thống miễn dịch, và hoạt tính kháng
ung thư [17]. Chính vì vậy, chitin-chitosan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:
thực phẩm, công nghệ sinh học, y học, môi trường và nông nghiệp (Hirano, 1996;
Rinaudo, 2006).
Hiện nay, những nghiên cứu về chitin-chitosan đã đạt được những thành công
nhất định. Đi đầu trong lĩnh vực này là các quốc gia: Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc, Pháp…
Có nhiều phương pháp để thu nhận chitin-chitosan có thể kể đến là phương pháp hóa
học, phương pháp sinh học, cũng có thể kết hợp phương pháp hóa học và sinh học.
Thơng thường thì sử dụng phương pháp hóa học vì có ưu điểm nhanh, đơn giản, dễ thực

hiện [17].
Tuy nhiên với những cơ sở sản xuất chitin- chitosan thương mại hiện nay sử dụng
nhiều tác nhân hóa học (NaOH, HCl) có nồng độ cao, thời gian kéo dài khiến cho sản
phẩm bị depolyme hóa, giảm độ nhớt và khối lượng phân tử của sản phẩm kéo theo chất
lượng sản phẩm giảm rõ rệt, không hiệu quả về giá trị kinh tế. Vì vậy, muốn sản phẩm
chitin có được sự đồng nhất hơn về các đặc tính lý hóa cũng như ít ảnh hưởng đến mơi
trường thì cần phải áp dụng những tác nhân hóa học nhẹ hơn và thân thiện với mơi
trường. Một trong những acid hữu cơ có độ khử khống tốt, ít tác động đến mạch chitin
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

1


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

trong quy trình khử khống cũng như ít gây ơ nhiêm mơi trường có thể kể đến là EDTA.
Việc dùng EDTA thay thế cho một số tác nhân hóa học thơng thường (HCl) là rất cần
thiết.
Mặt khác nhiều nghiên cứu hiện nay vẫn chưa nghiên cứu kỹ quá trình tiền xử lý
nguyên liệu ban đầu. Chính vì vậy, việc nghiên cứu sâu hơn trong vấn đề tiền xử lý
nguyên liệu ban đầu để tăng hiệu suất thủy phân protein cũng như rút ngắn thời gian,
đồng thời khảo sát ảnh hưởng của các giai đoạn trong q trình thu nhận chitin-chitosan
có chất lượng thương mại là hết sức cần thiết.
Xuất phát từ những thực tế trên, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Khảo sát các điều
kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học”
nhằm tìm ra một quy trình sản xuất chitin-chitoan cho hiệu suất cao, rút ngắn thời gian
tiến hành và nâng cao chất lượng sản phẩm thu được.
❖ Mục đích nghiên cứu của đề tài:

- Xác định thành phần hóa học của vỏ tơm thẻ chân trắng.
- Khảo sát ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý nguyên liệu vỏ tôm đến hiệu suất
thủy phân protein.
- Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến q trình thủy phân protein và q trình khử
khống.
- Đánh giá chất lượng chitin-chitosan thành phẩm.
❖ Mục tiêu nghiên cứu:
- Tìm ra được phương pháp tiền xử lý nguyên liệu vỏ tơm.
- Xây dựng được quy trình thu nhận chitin-chitosan cho hiệu suất cao và chất lượng tốt.
❖ Đối tượng nghiên cứu: Vỏ tôm thẻ chân trắng thu nhận từ công ty Xuất Nhập Khẩu
Miền Trung- Đà Nẵng.
❖ Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp hóa học, phương pháp xử lý số liệu như Excel,
Minitab, ANOVA,…
❖ Nội dung bài báo cáo: gồm 4 chương
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
- Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Chương 4: Kết luận và kiến nghị

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

2


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Tổng quan về chitin và chitosan
Chitin – chitosan là những polysaccharide tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất
lớn đứng thứ hai sau cellulose [1]. Trong tự nhiên chitin tồn tại trong cả động vật và
thực vật. Ở động vật thủy sản, chitin tồn tại rất nhiều, đặc biệt là ở vỏ tơm, cua, ghẹ….
Vì vậy, chúng là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất chitin- chitosan. Chitin
– chitosan là polysaccharide có đạm khơng độc, có khối lượng phân tử lớn. Cấu trúc của
chitin là tập hợp các monosaccharide (N-acetyl-D-glucosamine) liên kết với nhau bởi
các cầu nối glucoside và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Hơn nữa chitin tồn tại
rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối bởi các liên kết đồng hóa trị với các
protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác [2].
Chitin lần đầu tiên được Giáo sư khoa học tự nhiên, giám đốc vườn thực vật thuộc
Viện hàn lâm khoa học của TP Nensi (Pháp) – Henri Braconnot phát hiện năm 1811 khi
nghiên cứu thành phần của nấm và ông đặt tên là “fungin”. Năm 1823, A.Odier điều chế
chitin từ cánh bọ cánh cứng và đặt tên là “chitin” (Tiếng Hy-Lạp. citwu- nghĩa là áo).
Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết luận chitin có dạng cơng thức giống
như cellulose [1].
Cịn chitosan lần đầu tiên phát hiện năm 1859 bởi nhà khoa học C.Rouget, cũng
từ thời điểm này giới khoa học bắt đầu nghiên cứu thực nghiệm và sử dụng những
polymer này. Những cơng trình đầu tiên ở Nga, liên quan tới việc điều chế chitin được
thực hiện dưới sự chỉ đạo của Viện sĩ P. Sorugin những năm 1934-1935. Các thử nghiệm
sử dụng chitosan được F. Cadov thực hiện năm 1941.
1.2. Cấu trúc và tính chất của chitin
1.2.1. Cơng thức cấu tạo của chitin
Chitin có cấu tạo mạch thẳng, có thể xem là dẫn xuất của cellulose. Cấu trúc hóa
học của chitin giống của cellulose. Trong đó nhóm –OH ở nguyên tử C-2 được thay
bằng nhóm acetyl amino (-NHCOCH3). Đơn vị cấu tạo cơ bản của chitin là N-acetyl-βD-glucosamin liên kết với nhau bởi các liên kết β-1,4-glycosid [17].
Chitin có khối lượng phân tử:
Mchitin= (203,09)n
Công thức phân tử chitin: [C8H13O5N]n
Tên gọi: Poly-β-(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose; Poly-β-(1-4)-2acetamido-2-deoxy-β-D-glucose.

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

3


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

Hình 1. 1 Cấu tạo của chitin [28]
Về mặt cấu trúc hóa học, chitin cũng tương tự như cellulose ngoại trừ nhóm
hydroxyl thứ hai trên nguyên tử carbon alpha trên phân tử cellulose được thay thế bằng
nhóm aectoamide. Cũng nhờ vào cấu trúc này mà việc ứng dụng chitin vào xử lý nước
thải, in nhuộm là một việc rất có triển vọng.
Chitin có cấu trúc tinh thể rất chặt chẽ và đều đặn. Bằng phương pháp nhiễu xạ
tia X, người ta có thể chứng minh được chitin tồn tại ở 3 dạng cấu hình: α- chitin, βchitin, γ – chitin [3],[24].
Các dạng này của chitin chỉ do sự sắp xếp khác nhau về hướng của mỗi mắt xích (Nacetyl-D-glucosamin) trong mạch.
Có thể biểu diễn mỗi mắt xích này bằng mũi tên chỉ nhóm –CH2OH, phần đi chỉ
nhóm –NHCOCH3, thì các cấu trúc α, β, γ - chitin được mô tả như sau:

Trong số 3 trạng thái tinh thể của chitosan, phổ biến và bền vững nhất là α-chitin,
trong phân tử có các liên kết đơi song song, chính nhờ các liên kết hydro. Phân tử βchitin và γ - chitin kém bền vững và ít gặp hơn [13].
1.2.2 Tính chất vật lý của chitin
Chitin có màu trắng hay màu trắng phớt hồng, dạng vảy hoặc dạng bột, không
mùi, không vị, kết tinh ở dạng tinh thể vơ định hình. Khơng tan trong nước, trong mơi
trường kiềm, acid lỗng và các dung mơi hữu cơ như ete, rượu…Nhưng tan trong các
dung dịch acid vô cơ đặc, dung dịch anhidride formic, dung dịch đặc nóng của muối
litium thioxianat litium (LiSCN) và calcium thioxianat (Ca(SCN)2) tạo thành dung dịch
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

4


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

keo, tan được trong hệ dimetylacetamid-LiCl 8%, tan trong hexafluoroisopropyl alcohol
(CF3CHOHCF3) và hexafluoracetone sesquihydrate (CF3COCF3.H2O).
Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại có bước sóng 884-890cm-1 [4].
Là polysaccharide nguồn gốc tự nhiên, có hoạt tính sinh học cao, có tính hịa hợp
sinh học và tự phân hủy trên da, không gây độc hại với người.
Chitin có cấu trúc rắn chắc hơn các polymer sinh học khác. Độ rắn cao của chitin
sẽ thay đổi theo từng loại chitin được chiết rút ra từ các nguyên liệu khác nhau [4].
Chitin tự nhiên có độ deacetyl dao động trong khoảng từ 8- 12%, phân tử lượng
trung bình lớn hơn 1 triệu Dalton. Tuy nhiên, chitin chiết từ vi sinh vật thì có phân tử
lượng thấp, chỉ khoảng vài chục nghìn Dalton [4].
1.2.3 Tính chất hóa học của chitin
Cấu trúc của chitin là tập hợp các monosacharide ( N- acetyl- β-D- glucosamin)
có liên kết với nhau bởi các cầu nối glucoside và hình thành các mạng sợi có tổ chức.
Hơn nữa chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn ln liên kết đồng hóa
trị với các protein, CaCO3, và các hợp chất hữu cơ khác [5].
Chitin ổn định với các chất oxy hố mạnh như thuốc tím (KMnO4); oxy già
(H2O2); nước javen (NaOCl-NaCl)…[3] lợi dụng tính chất này mà người ta sử dụng các
chất oxy hoá trên để khử màu cho chitin.
Phản ứng thủy phân hoàn toàn xảy ra khi đun nóng chitin trong acid HCl đậm
đặc sẽ thu được glucosamin. Quá trình thủy phân xảy ra đầu tiên ở cầu nối glucoside
sau đó loại nhóm acetyl (-CO-CH3) [3].
(C32H54N4O21)x + 2(H2O)x → (C28H50N4O19)x + 2(CH3COOH)x
Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc (40-50%), ở nhiệt độ cao

thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan.

➢ Lợi dụng tính chất này, người ta điều chế chitosan-chất có nhiều ứng dụng trong công
nghệ thực phẩm, là chất trung gian điều chế glucosamine có nhiều ứng dụng trong y
học.
Khi đun nóng với acid HCl đậm đặc, ở nhiệt độ cao thì chitin sẽ bị cắt mạch thu
được glucosamine.

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

5


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

➢
Lợi dụng tính chất này, người ta điều chế ra glucosamine – một loại thuốc có tác
dụng chống thối hóa khớp.
Phản ứng este hóa:
- Chitin tác dụng với HNO3 đậm đặc cho sản phẩm chitin nitrat [4].
- Chitin tác dụng với anhydride sunfuric trong pyridin, dioxan và N,N-dimetylanilin
cho sản phẩm chitin sunfonat [4].
Từ thế kỷ trước các nghiên cứu về việc hấp thu, tạo phức với kim loại nặng đã
được thực hiện. Chitin có thể tạo phức với nhiều kim loại như đồng, chì, crom …[4].
1.3. Cấu trúc và tính chất của chitosan
1.3.1. Công thức cấu tạo của chitosan
Chitosan là một chuỗi polysaccharide bao gồm các đơn vị D-glucosamine liên
kết với nhau bằng các liên kết β-(1-4)-glucoside. Chitosan là một dạng deacetyl hóa của

chitin khi tiến hành nung hỗn hợp gồm chitin và một dung dịch kiềm ở nhiệt độ cao [17].
Tên gọi khoa học: Poly (1-4)-2-amino-2deoxi- β -D-glucose
Công thức phân tử: (C6H11O4N)n
Phân tử lượng: M= (161,07)n

Hình 1. 2 Cấu tạo của chitosan [28]
Trong các dẫn xuất của chitin thì chitosan là một trong những dẫn xuất quan trọng
vì nó có hoạt tính sinh học cao và có nhiều ứng dụng trong thực tế. Việc sản xuất chitosan
tương đối đơn giản, không cần dung mơi, hóa chất độc hại, đắt tiền. Chitosan thu được
bằng phản ứng deacetyl hóa chitin, biến đổi nhóm N-acetyl thành nhóm amin ở vị trí
C2.
Chitosan có cấu trúc rất giống cellulose:

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

6


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

Hình 1. 3 Công thức so sánh cấu tạo của chitin, chitosan, cellulose [3]
1.Chitin 2. Chitosan 3. Cellulose
Như cơng thức ở hình 1.3, thì sự khác biệt duy nhất giữa chitosan và cellulose là
nhóm amin (-NH2) ở vị trí C2 của chitosan thay thế nhóm hydroxyl (-OH) ở cellulose.
Qua cấu trúc của chitin- chitosan ta thấy chitin chỉ có một nhóm chức hoạt động
là –OH (H ở nhóm hydroxyl bậc 1 linh động hơn H ở nhóm hydroxyl bậc 2 trong vịng
6 cạnh) cịn chitosan có 2 nhóm chức hoạt động là –OH, -NH2, do đó chitosan ít kết tinh
hơn so với chitin, dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn chitin. Do q trình deacetyl

hóa xảy ra khơng hồn tồn nên người ta qui ước nếu độ deacetyl hóa (degree of
deacetylation) DDA > 50% thì gọi là chitosan, nếu DDA < 50% gọi là chitin.
1.3.2. Tính chất vật lý của chitosan
Chitosan chính là sản phẩm biến tính của chitin, là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình
vảy, dai hơn chitin, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau. Chitosan có tính kiềm
nhẹ, có màu trắng hay vàng nhạt, khơng mùi vị, không tan trong nước, dung dịch kiềm
và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng (pH = 6), tạo dung dịch keo trong, có khả
năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 – 311 0C [6]. Trọng lượng phân tử trung
bình: 10.000- 500.000 Dalton tùy loại [7].
Do là một polycationic mang điện tích dương nên chitosan có khả năng bám dính
trên các bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide (alginate), acid béo
và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH2) [7].
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

7


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

Chitosan có tính chất cơ học tốt, khơng độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ sinh
học, có tính hồ hợp sinh học cao với cơ thể [7].
1.3.3. Tính chất hóa học của chitosan
Trong phân tử chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NH2 trong các mắt xích Dglucosamin có nghĩa chúng vừa là alcol vừa là amin. Phản ứng hoá học có thể xảy ra ở
vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế -OH, dẫn xuất thế N-, hoặc dẫn xuất thế O, N- [6].
Mặt khác chitosan là những polymer mà các monomer được nối với nhau bởi các
liên kết β-(1-4)-glucoside, các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như:
acid, base, tác nhân oxy-hóa và các enzyme thuỷ phân [5].
Các phản ứng của nhóm –OH [5]: Dẫn xuất sunfat, dẫn xuất O-acyl của chitosan và

dẫn xuất O–tosyl hố chitin/chitosan.
Phản ứng ở vị trí N [5]: Dẫn xuất N-acetyl hoá chitosan, dẫn xuất N-sunfat chitosan,
dẫn xuất N-glycochitosan (N-hidrroxy-etylchitosan), dẫn xuất acroleylen chitossan.
Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N [5]: Dẫn xuất O, N–cacboxymetylchitosan, dẫn xuất
N, O-cacboxychitosan.
Phản ứng cắt đứt liên kết β-(1-4) glucoside
a.Tính chất hóa học chung của chitosan và các dẫn xuất

Hình 1. 4 Chuỗi phản ứng của chitosan và các dẫn xuất
b. Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp
Trong phân tử chitosan và một số dẫn xuất của chitin chứa các nhóm chức mà
trong đó các nguyên tử oxi và nitơ của nhóm chức cịn cặp electron chưa sử dụng, do đó
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

8


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

chúng có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim loại
chuyển tiếp như: Hg+ , Cd2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+, Co2+… tùy nhóm chức trên mạch polymer
mà thành phần và cấu trúc của phức khác nhau [5].
Ví dụ: với phức Ni (II) nếu chitin có cấu trúc bát diện có số phối trí bằng 6, nếu chitosan
có cấu trúc tứ diện có số phối trí bằng 4.

Hình 1. 5 Phức Ni (II) của chitin và chitosan
c. Phản ứng N-acyl hóa của chitosan
Đây là phản ứng giữa anhydide acid với chitosan để điều chế N-acyl chitosan [38].

Hình 1. 6 Phản ứng N-acyl hóa của chitosan
d. Phản ứng alkyl hóa khử
Phản ứng này dùng để điều chế các dẫn xuất N-alkyl của chitosan. Tổng quát,
phản ứng xảy ra như sau:

Trong đó, giai đoạn đầu xảy ra chậm, giai đoạn thứ hai xảy ra nhanh với sự có mặt của
NaCNBH, ở pH = 4.
e. Phản ứng khử nhóm amin và cắt mạch HNO2

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

9


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

Acid nitrơ được sử dụng để thực hiện phản ứng deamin hóa và depolymer hóa
chitosan, phản ứng xảy ra càng mạnh khi có mặt AgNO3.

Hình 1. 7 Phản ứng depolyme hóa của chitosan
1.3.4. Một số đặc tính quan trọng đánh giá chất lượng của chitosan
1.3.4.1. Độ acetyl hóa (DDA)
Q trình deacetyl hóa bao gồm q trình loại nhóm acetyl khỏi chuỗi phân tử
chitin và hình thành phân tử chitosan với nhóm amin hoạt động hóa học cao. Độ deactyl
hóa có thể dùng để so sánh chitin và chitosan vì nó xác định hàm lượng các nhóm amin
tự do có trong chuỗi polyme (DDA > 50% thì gọi là chitosan, nếu DDA < 50% thì gọi
là chitin). Mức độ deacetyl hóa là một đặc tính quan trọng của q trình sản xuất

chitosan, bởi vì nó ảnh hưởng đến tính chất vật lý, hóa học, sinh học của chitosan cũng
như khả năng phân hủy sinh học, tự tổng hợp, tính chất hấp phụ, khả năng tạo hợp chất
chalate với nhiều kim loại. Bên cạnh đó, các ứng dụng của chitosan cũng phụ thuộc rất
nhiều vào độ acetyl hóa. Mức độ deacetyl hóa của chitosan vào khoảng 56-99% (thường
80%) phụ thuộc vào loài giáp xác và phương pháp sử dụng [25],[39].
1.3.4.2. Độ nhớt
Độ nhớt là một nhân tố quan trọng để xác định khối lượng phân tử của chitosan.
Chitosan phân tử lượng cao thường làm cho dung dịch có độ nhớt cao, điều này có thể
khơng mong muốn trong đóng gói cơng nghiệp. Nhưng chitosan có độ nhớt cao thu được
từ phế phẩm của các lồi giáp xác thì rất thuận tiện cho đóng gói.
Một số nhân tố trong quá trình sản xuất như mức độ deacetyl hóa, khối lượng
nguyên tử, nồng độ dung dịch, độ mạnh của lực ion, pH và nhiệt độ ảnh hưởng đến độ
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

10


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

nhớt của chitosan. Ví dụ, độ nhớt của chitosan giảm khi thời gian khử khoáng tăng. Độ
nhớt của chitosan trong dung dịch acid acetic tăng khi pH của dung dịch này giảm, tuy
nhiên nó lại giảm khi pH của dung dịch HCl giảm. Tương tự như vậy, quá trình loại
protein trong dung dịch NaOH và sự khử trong q trình khử khống cũng làm giảm độ
nhớt của dung dịch chitosan thành phẩm. Ngồi ra, độ nhớt chitosan cịn bị ảnh hưởng
đáng kể bởi các biện pháp xử lý vật lý (nghiền, gia nhiệt, hấp khử trùng…) và hóa học
(xử lý bằng ozon), trừ q trình làm lạnh thì nó sẽ giảm khi thời gian và nhiệt độ xử lý
tăng. Vì vậy, dung dịch chitosan bảo quản ở 4 ºC được cho là ổn định nhất [24].
1.3.4.3. Khối lượng phân tử

Chitosan là một polyme sinh học có khối lượng phân tử cao. Giống như cấu tạo,
khối lượng nguồn nguyên liệu và phương pháp chế biến. Khối lượng chitosan thường
lớn hơn 1 triệu Dalton trong khi các sản phẩm chitosan thương phẩm có khối lượng
100,000-1,200,000 Dalton, phụ thuộc quá trình chế biến và loại sản phẩm. Thơng
thường, nhiệt độ cao, sự có mặt của oxy và sức kéo có thể dẫn đến phân hủy chitosan.
Giới hạn nhiệt độ là 2800C, sự phân hủy do nhiệt độ có thể xảy ra và mạch polyme nhanh
chóng bị phá vỡ, do đó khối lượng phân tử giảm. Nguyên nhân quá trình depolyme là
sử dụng nhiệt độ cao và acid đặc như HCl, H2SO4 dẫn đến thay đổi khối lượng phân tử
[25] [39].
1.3.4.4. Tính tan
Tính tan là một trong những đặc tính quan trọng để đánh giá chất lượng của
chitosan. Trong khi chitin hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ, chitosan lại
tan trong các dung dịch acid lỗng có pH dưới 6,0 [25]. Chitosan nhờ có nhóm amin tự
do nên có năng lượng tự do lớn, tạo điều kiện cho chitosan có thể hịa tan trong các dung
dịch của acid loãng [25]. Các acid hữu cơ như acetic, formic và lactic thường được sử
dụng để hịa tan chitosan. Tính tan của chitosan bị ảnh hưởng của mức độ acetyl hóa, độ
acetyl hóa càng tăng khi độ decaetyl hóa tăng. Ngồi ra, các nhân tố nhiệt độ và thời
gian q trình deacetyl hóa, nồng độ các chất kiềm, việc xử lý sơ bộ, kích thước của các
phân tử cũng ảnh hưởng đến tính tan của dung dịch chitosan [25],[39].
1.3.4.5. Hoạt tính kháng khuẩn
Hoạt tính kháng khuẩn của chitosan và các dẫn xuất đối với một số lồi vi khuẩn
đã được cơng nhận và được xem là một trong những tính chất quan trọng nhất liên quan
trực tiếp đến các ứng dụng sinh học có thể có của chúng [14]. Hoạt tính kháng vi khuẩn
của các hợp chất này chịu ảnh hưởng của một số yếu tố như khối lượng phân tử ( Mw),
DDA, loại vi sinh vật và một số tính chất hóa lý khác [26].
Bảng 1. 1 Nồng độ tối thiểu của CTS để ức chế các loài vi khuẩn khác nhau [14],[26]
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

11


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

Bacterial strain

DDA (%)

Mw (kDa)

MIC (%)a

Escherichia coli

85

12

0,1

Escherichia coli

85

6

0,06

Escherichia coli O-157

90

5-10

0,12

Vibrio parahaemolyticus

75

1-10

0,4

Salmonella typhimurium

75-90

1-10

0,125

Pseudomonas aeruginosa

50-90

5-10

0,25

Micrococcus luteus

90

5-10

0,031

Streptococcus mutans

90

5-10

0,008

Streptococcus faecalis

90

5-10

0,03

Staphylococcus aureus

50-90

1-10

0,125

Bacillus subtilis

75-90

5-10

0,125

MIC là nồng độ thấp nhất của chitosan có thể ức chế hồn tồn sự phát triển của vi sinh
vật
❖ Các cơ chế kháng khuẩn của chitosan
a

Khơng giống như chitin, chitosan sở hữu các nhóm amin tự do trong cấu trúc của
nó. Số nhóm amino này thể hiện vai trị quan trọng trong hoạt tính kháng khuẩn và một
số cơ chế đã được đề nghị mô tả hoạt tính này. Cơ chế được cho là phù hợp nhất giải
thích là do tương tác giữa nhóm mang điện tích dương của chitosan NH3+ và nhóm mang
điện tích âm trên bề mặt màng tế bào vi sinh vật. Sự tương tác tĩnh điện này gây nên
hiệu ứng hoặc là làm thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào, gây mất cân bằng trong
cơ chế và do đó làm giảm sự phát triển của vi sinh vật, hoặc là môi trường acid acetic
gây thủy phân peptidoglycans trong vi sinh vật, dẫn đến sự rò rỉ các chất điện phân bên
trong tế bào như ion kali và các thành phần protein, các hợp chất thấp phân tử khác như
acid nucleic, glucosơ và lactate dehydrogenase làm chết vi sinh vật. Một cơ chế khác
được giải thích đó là do sự kết hợp của chitosan với AND vi sinh vật, dẫn đến ức chế
quá trình tổng hợp protein mRNA và protein thông qua sự thâm nhập của chitosan vào
trong nhân của vi sinh vật (tùy thuộc vào kích thước, khối lượng phân tử của chitosan,
chủ yếu là chitosan có phân tử lượng thấp) [26]. Ngồi ra, hoạt tính tạo chelat của

chitisan cũng đã tước đoạt các kim loại, yếu tố vi lượng hoặc các chất dinh dưỡng cần
thiết cũng được đề xuất như một yếu tố giới hạn sự tăng trưởng của vi khuẩn [14].
1.4. Ứng dụng của chitin – chitosan

SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

12


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

1.4.1. Ứng dụng chitosan trong ngành cơng nghệ thực phẩm
Do chitosan có tính chất diệt khuẩn và khả năng tạo màng tốt nên chitosan được
dùng để sản xuất các màng mỏng để bao gói thực phẩm (edible –coating ).
• Khi sử dụng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, tránh hiện tượng mất
nước trên bề mặt của sản phẩm tươi sống và chế biến, làm giảm tốc độ mất ẩm trong
quá trình sau thu hoạch, lưu trữ, dẫn đến sự hao hụt khối lượng và thay đổi kết cấu,
hương vị và hình dáng [16].
• Màng chitosan cũng có chức năng như một rào cản khí để kiểm sốt sự trao đổi
khí giữa sản phẩm và khơng khí xung quanh, do đó làm giảm cường độ hô hấp và sự hư
hỏng, làm chậm q trình oxi hóa do enzyme, bảo vệ chống lại sự biến nâu và mất cấu
trúc trong quá trình bảo quản [16].
• Với đặc tính khá dai, khó xé rách, có độ bền tốt nên màng chitiosan có thể bảo
vệ sản phẩm khỏi bị hư hại do tác động cơ học, áp suất, độ rung, v.v

Hình 1. 8 Quýt ngọt được bao màng chitosan
Ngồi ra, chitosan cịn được sử dụng trong thực phẩm chức năng, là thành phần
trong các sản phẩm chế biến từ sữa và hoa quả. Hơn nữa, chitosan còn được dùng như

là chất lọc trong các loại nước ép hoa quả, bia, rượu và nước ngọt [18].
1.4.2. Ứng dụng trong ngành nông nghiệp
Chitosan được dùng như một thành phần chính trong thuốc trừ nấm bệnh (đạo
ơn, khơ vằn…) và dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng thực vật, tăng khả năng miễn
dịch cho động vật [18].
1.4.3. Ứng dụng trong ngành y học-dược học
Trong ngành dược, chitosan dùng làm chất phụ gia tốt cho kỹ thuật bào chế dược
phẩm ( keo kết dính viên, chất tạo màng…). Chitosan dùng làm chất mang sinh học để
gắn các thuốc bằng liên kết cơ học hoặc hóa học nhằm tạo ra thuốc polyme có nhiều tác
dụng mới. Chitosan được xem như là một hệ thống vận tải thuốc khá lý tưởng. Ngoài
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

13


Khảo sát các điều kiện thu nhận chitin-chitosan từ vỏ tơm thẻ chân trắng bằng phương pháp hóa học

ra, chitosan và các dẫn xuất của nó cịn được dùng làm thuốc chữa bệnh: thuốc hạ lipid
trong máu, thuốc chữa bệnh đau dạ dày, thuốc chống đông tụ máu, thuốc kháng nấm,
tác dụng tăng cường miễn dịch cơ thể…Chitosan có tác dụng tốt trong điều trị vết thương
bỏng: làm mau lành vết thương, giảm đau, kích thích hệ thống dịch da và không làm
biến dạng bề mặt da.
1.4.4. Ứng dụng trong những ngành công nghiệp khác
1.4.4.1. Xử lý nước thải
Phương pháp hóa lý là phương pháp phổ biến và tiện dụng trong hệ thống xử lý
nước thải của các nhà máy công nghiệp. Tuy nhiên, hạn chế của những phương pháp
này là nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao. Do có nguồn gốc tự nhiên và có khả năng
phân hủy sinh học, chitosan là một chất thay thế rất tiềm năng [15],[18].

1.4.4.2. Hấp phụ kim loại nặng
Chitosan mang điện tích dương kết hợp với các polyme đa điện âm tạo phức với
các ion kim loại và kết tủa. Chitosan có thể sử dụng như một chất hấp thụ để tách các
đồng vị phóng xạ nguy hiểm từ nước bị nhiễm phóng xạ và thu hồi Uranium từ nước
biển và nước ngọt [15],[18].
+ Loại bỏ các polymer hiện diện trong nước thải, giảm mùi hơi thối.
+ Ngồi ra, chitosan có thể ứng dụng để xử lý các vệt dầu loang, xử lý nước thải
sinh hoạt, thu hồi protein và khoáng từ nước thải nông nghiệp và tách các độc chất từ
dung dịch.
1.4.4.3. Công nghệ nhiếp ảnh, dệt và in ấn
+ Trong kỹ thuật nhiếp ảnh, chitosan được sử dụng như tác chất tạo ra các acid màu
trong gelatin và đóng vai trị như chất hỗ trợ cho q trình phản xạ ánh sáng [15],[18].
+ Chitosan có thể được dùng làm chất cầm màu trong khi nhuộm và in sợi dệt. Khả năng
kháng khuẩn của chitosan giúp vải có độ bền cao hơn [15],[18].

Hình 1. 9 Ứng dụng của chitosan trong may mặc
SVTH: Phan Thị Loan- Lớp 13H2B

GVHD: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

14