Điều chế chitinchitosan từ vỏ tôm và nghiên cứu ứng dụng của màng chitosan trong bảo quản táo ta

Lớp 08SHH MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Việt Nam là một quốc gia có biển lớn nằm trong vùng Biển Đông − với chỉ số biển khoảng 0,01 − gấp 6 lần giá trị trung bình của thế giới. Với đƣờng bờ biển dài, lại chứa đựng nhiều nguồn tài nguyên phong phú và đa dạng với trữ lƣợng, quy mô thuộc loại khá, cho phép phát triển nhiều lĩnh vực kinh tế biển quan trọng, đặc biệt trong đó phải nói tới ngành nuôi trồng, khai thác và chế biến thủy sản. Kinh tế biển ngày càng phát triển, phế thải từ các nhà máy chế biến thủy hải sản thải ra cũng ngày càng nhiều. Trƣớc đây, các loại phế thải này chủ yếu dùng để làm thức ăn cho gia súc nên giá trị kinh tế rất thấp và còn gây ra ô nhiễm môi trƣờng khi lƣợng phế thải không đƣợc sử dụng hết. Việc tận dụng phế thải đó vào việc tái sản xuất đang đƣợc nhiều ngƣời quan tâm và đầu tƣ. Qua nhiều nghiên cứu, ngƣời ta đã chứng minh đƣợc trong vỏ của các loài giáp xác nhƣ tôm, cua, mai mực, vỏ côn trùng, ... cũng nhƣ ở một số loài nấm có chứa chitin một polisaccarit mà chính bản thân nó và dẫn xuất của nó có khá nhiều đặc tính quý báu nhƣ: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut, chống viêm, tính hòa hợp sinh học cao và đặc biệt có khả năng tự phân hủy sinh học. Với khả năng ứng dụng rộng rãi của chitin – chitosan mà nhiều nƣớc trên thế giới và cả Việt Nam đã nghiên cứu sản xuất các sản phẩm này. Để góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn phế thải thủy hải sản ở trong nƣớc và ứng dụng sản phẩm đƣợc tạo ra từ nguồn phế thải trong công nghệ thực phẩm, chúng tôi đã chọn đề tài “Điều chế chitinchitosan từ vỏ tôm và nghiên cứu ứng dụng của màng chitosan trong bảo quản táo ta”. 2. Mục đích nghiên cứu Điều chế chitinchitosan từ vỏ tôm. Nghiên cứu ứng dụng của màng chitosan trong bảo quản táo ta. 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 3.1. Đối tƣợng: vỏ tôm, táo ta 3.2. Phạm vi nghiên cứu: Quy mô phòng thí nghiệm Khóa luận tốt nghiệp 3 Khoa Hóa Chế Thị Phương Thảo Lớp 08SHH 4. Phƣơng pháp nghiên cứu 4.1. Nghiên cứu lý thuyết Phân tích và tổng hợp lý thuyết: nghiên cứu cơ sở khoa học của đề tài. Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài. Trao đổi với giáo viên hƣớng dẫn. Dùng toán học thống kê để xử lý kết quả. 4.2. Nghiên cứu thực nghiệm Điều chế chitinchitosan từ vỏ tôm. Nghiên cứu ảnh hƣởng của màng chitosan đến sự thay đổi các chỉ tiêu vật lý, hóa học của táo ta sau khi bảo quản.

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA

- -

ĐIỀU CHẾ CHITIN/CHITOSAN TỪ VỎ TÔM

VÀ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỦA MÀNG

CHITOSAN TRONG BẢO QUẢN TÁO TA

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƯ PHẠM

SVTH: CHẾ THỊ PHƯƠNG THẢO

GVHD: TS TRẦN MẠNH LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Việt Nam là một quốc gia có biển lớn nằm trong vùng Biển Đông − với chỉ số biển khoảng 0,01 − gấp 6 lần giá trị trung bình của thế giới Với đường bờ biển dài, lại chứa đựng nhiều nguồn tài nguyên phong phú và đa dạng với trữ lượng, quy mô thuộc loại khá, cho phép phát triển nhiều lĩnh vực kinh tế biển quan trọng, đặc biệt trong đó phải nói tới ngành nuôi trồng, khai thác và chế biến thủy sản

Kinh tế biển ngày càng phát triển, phế thải từ các nhà máy chế biến thủy hải sản thải ra cũng ngày càng nhiều Trước đây, các loại phế thải này chủ yếu dùng để làm thức ăn cho gia súc nên giá trị kinh tế rất thấp và còn gây ra ô nhiễm môi trường khi lượng phế thải không được sử dụng hết Việc tận dụng phế thải đó vào việc tái sản xuất đang được nhiều người quan tâm và đầu tư

Qua nhiều nghiên cứu, người ta đã chứng minh được trong vỏ của các loài giáp xác như tôm, cua, mai mực, vỏ côn trùng, cũng như ở một số loài nấm có chứa chitin - một polisaccarit mà chính bản thân nó và dẫn xuất của nó có khá nhiều đặc tính quý báu như: kháng khuẩn, kháng nấm, kháng virut, chống viêm, tính hòa hợp sinh học cao và đặc biệt có khả năng tự phân hủy sinh học

Với khả năng ứng dụng rộng rãi của chitin – chitosan mà nhiều nước trên thế giới và cả Việt Nam đã nghiên cứu sản xuất các sản phẩm này

Để góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn phế thải thủy hải sản ở trong nước và ứng dụng sản phẩm được tạo ra từ nguồn phế thải trong công nghệ thực

phẩm, chúng tôi đã chọn đề tài “Điều chế chitin/chitosan từ vỏ tôm và nghiên cứu

ứng dụng của màng chitosan trong bảo quản táo ta”

2 Mục đích nghiên cứu

- Điều chế chitin/chitosan từ vỏ tôm

- Nghiên cứu ứng dụng của màng chitosan trong bảo quản táo ta

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng: vỏ tôm, táo ta

3.2 Phạm vi nghiên cứu: Quy mô phòng thí nghiệm

4 Phương pháp nghiên cứu

4.1 Nghiên cứu lý thuyết

- Phân tích và tổng hợp lý thuyết: nghiên cứu cơ sở khoa học của đề tài

- Nghiên cứu giáo trình và tài liệu tham khảo có liên quan đến đề tài

- Trao đổi với giáo viên hướng dẫn

- Dùng toán học thống kê để xử lý kết quả

4.2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Điều chế chitin/chitosan từ vỏ tôm

- Nghiên cứu ảnh hưởng của màng chitosan đến sự thay đổi các chỉ tiêu vật lý, hóa học của táo ta sau khi bảo quản

5 Cấu trúc khóa luận gồm các phần

Chitin là thành phần cấu trúc chính trong vỏ (bộ xương ngoài) của các động vật không xương sống trong đó có loài giáp xác (tôm, cua) Khi chế biến những loại hải sản giáp xác, lượng chất thải (chứa chitin) chiếm tới 50% khối lượng đầu vào và con số này tính trên toàn thế giới là 5,11 triệu tấn/năm Ngoài ra còn được tìm thấy nhiều trong tế bào, nấm, trong các loài động vật thân mềm và da người

Trong nấm, chitin là một thành phần thiết yếu của bên tường bao quanh và bảo

vệ các tế bào nấm và môi trường Chitin là tham gia vào độ cứng của các thành tế bào Các polymer chitin nguồn gốc sinh học được tổng hợp bởi một hoạt động

enzym gọi là enzym tổng hợp chitin (CHS) Ở nấm men bánh mì, một số hoạt động

CHS tổng hợp chitin trong nội bào địa điểm khác nhau và ở những giai đoạn đặc biệt của loại nấm này vừa chớm nở của đơn bào

Về mặt lịch sử, chitin được Braconnot phát hiện đầu tiên vào năm 1821 trong cặn dịch chiết của một loại nấm Ông đặt tên cho chất này là “Fungine” để ghi nhớ nguồn gốc của nó Năm 1823 Odier phân lập được một chất từ bọ cánh cứng mà ông gọi là chitin hay “chiton”, tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp, nhưng ông không phát hiện ra sự có mặt của nitơ trong đó Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết luận chitin có dạng công thức giống với xenlulozơ

Từ các kết quả nghiên cứu trước đây về chitin, thống kê được hàm lượng chitin

có trong vỏ các loài động vật giáp xác được thể hiện qua bảng sau:

Bảng 1.1 Hàm lượng chitin có trong vỏ các loài động vật giáp xác

Từ bảng trên, ta nhận thấy hàm lượng chitin ở mai mực ống là nhiều hơn cả

Mặt khác, trong mai mực ống lại chứa chủ yếu là β−chitin, do đó mai mực ống được

chọn làm nguồn sản xuất β−chitin Vỏ tôm hồng cũng chứa một lượng α-chitin khá

lớn, do đó để sản xuất α-chitin người ta thường chọn vỏ tôm hồng làm nguyên liệu

b Cấu trúc

Chitin là polisaccarit mạch thẳng, có thể xem như là dẫn xuất của xenlulozơ,

được thay thế bằng nhóm axetyl amino

−glucopyranozo) liên kết với nhau bởi các liên kết β−(1,4) glicozit Trong đó các

mắt xích của chitin cũng được đánh số như của glucozơ

Hình 1.1 Cấu trúc của chitin

1.1.2 Tính chất vật lý

Chitin là tinh thể màu trắng hoặc màu ngà, vô định hình và không mùi Không

tan trong hầu hết các dung môi thông dụng (do chitin có liên kết hidro chặt chẽ

giữa các phân tử nên chitin thể hiện ái lực còn hạn chế đối với hầu hết các dung môi) Chỉ có thể tan trong các dung môi đặc biệt như N, N − dimetylaxetamit có chứa 5 − 10% LiCl, hay một số dung môi đã flo hóa như hexafloaxeton hay hexaflo−2−propanol với mức tan phụ thuộc vào nguồn gốc điều chế Ngoài ra để có thể hòa tan được chitin người ta còn có thể sử dụng một số hệ dung môi khác như: axit fomic – axit dicloaxetic, axit tricloaxetic − dicloetan,

Do chitin có khối lượng phân tử lớn, nên nó dễ bị cắt mạch làm giảm khối lượng trong phản ứng với kiềm đặc ở nhiệt độ cao, có khả năng phân hủy sinh học trong tự nhiên bởi nhiều loài sinh vật, có khả năng sát trùng, kháng khuẩn, kích thích sinh trưởng,

Liên kết hidro giữa các phân tử của β-chitin yếu hơn so với α-chitin nên nó có

ái lực mạnh hơn đối với nước và dung môi hữu cơ Chính vì thế mà β-chitin có thể trương đáng kể trong nước và tan được trong axit fomic hoặc axit axetic loãng

1.1.3 Mật độ điện tử trên nguyên tử Nitơ của mạng tinh thể chitin

Trong chitin mật độ điện tử trên nguyên tử nitơ của mạng polime được xác định bằng phương pháp kinh nghiệm của Zindols cho kết quả như sau:

Bảng 1.2 Mật độ điện tử trên nguyên tử nitơ của α-chitin và β-chitin tính theo

phương pháp Zindols (Vòng* = vòng N−axetyl−D−glucosamin)

một số loài nấm nên chitosan chủ yếu được tạo ra bằng phương pháp nhân tạo nhằm phục vụ cho đời sống, công nghiệp, cho sự nghiệp khoa học kĩ thuật của con người

Chitosan có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị 2−amino−2−deoxy−β−D− glucosamine liên kết với nhau bằng liên kết β− (1−4) glucozit

Hình 1.2 Cấu trúc của chitosan

Chitin và chitosan có cấu trúc tương tự như cellulose, chỉ khác nhóm OH ở vị

chất xơ có nguồn gốc động vật

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 vòng 6 cạnh) còn chitosan có 2 nhóm chức hoạt động là −OH, −NH2, do đó chitosan dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn chitin 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

Chitosan chứa nhiều nhóm –NH2 nên có thể tan trong dung dịch axit Khi tan trong dung dịch axit, chitosan tạo gel có thể tráng mỏng thành màng Ứng dụng tính chất này nên chitosan được dùng để tạo màng không thấm bảo quản trái cây hay dùng hỗ trợ trong điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng (trong môi trường axit của dạ dày, chitosan tạo gel che phủ, bảo vệ niêm mạc)

Một số dẫn xuất của chitosan dạng acetate, ascorbate, lactate, malate và một số dạng khác có thể hòa tan trong nước Chính vì thế mà chitin đã được biến đổi thành chitosan và các dẫn xuất của chitosan để đáp ứng các yêu cầu sử dụng khác nhau trong đời sống

1.2.3 Tính chất sinh học của chitosan

Chitosan không độc, dùng an toàn cho người Chúng có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng tự phân huỷ sinh học

Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u

Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết

Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptit–insulin, kích thích việc tiết

ra insulin ở tuyến tụy nên chitosan đã được dùng để điều trị bệnh tiểu đường Nhiều công trình đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm tăng cường

hệ thống miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển các tế bào u, ung thư, HIV/AIDS, chống tia tử ngoại, chống ngứa… của chitosan

1.2.4 Độc tính của chitosan

Vào năm 1968, K Arai và cộng sự đã xác định chitosan hầu như không độc, chỉ số LD50 =16g/kg cân nặng cơ thể, không gây độc trên súc vật thực nghiệm và người, không gây độc tính trường diễn

Nghiên cứu tiêm chitosan theo đường tĩnh mạch trên thỏ, các tác giả đã kết luận: chitosan là vật liệu hoà hợp sinh học cao, nó là chất mang lý tưởng trong hệ thống vận tải thuốc, không những sử dụng cho đường uống, tiêm tĩnh mạch, tiêm bắp, tiêm dưới da, mà còn sử dụng an toàn trong ghép mô

Dùng chitosan loại trọng lượng phân tử trung bình thấp để tiêm tĩnh mạch, không thấy có tích luỹ ở gan Loại chitosan có DD ≈ 50%, có khả năng phân huỷ sinh học cao, sau khi tiêm vào ổ bụng chuột, nó được thải trừ dễ dàng, nhanh chóng qua thận và nước tiểu, chitosan không phân bố tới gan và lá lách

Nhiều tác giả đã chỉ rõ những lợi điểm của chitosan: tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân hủy sinh học, hòa hợp sinh học không những đối với động vật mà còn đối với các mô thực vật, là vật liệu y sinh tốt làm mau liền vết thương

1.3 Tính chất hóa học và sự khác nhau giữa chitin và chitosan

1.3.1 Tính chất hóa học

xích D−glucozamin có nghĩa chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit Phản ứng

Mặt khác chitin/chitosan là những polime mà các monome được nối với nhau bởi các liên kết β−(1− 4)−glicozit; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit, bazơ, tác nhân oxy hóa và các enzim thuỷ phân

+ Các phản ứng của nhóm –OH

- Dẫn xuất sunfat

- Dẫn xuất O − axyl cuả chitin/chitn

- Dẫn xuất O – tosyl hoá chitin/chitosan

+ Phản ứng ở vị trí N

- Phản ứng N − axetyl hoá chitosan

- Dẫn xuất N − sunfat chitosan

- Dẫn xuất N − glycochitosan (N – hidrroxy − etylchitosan)

- Dẫn xuất acroleylen chitossan

- Dẫn xuất acroleylchitosan

+ Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N

- Dẫn xuất O,N – cacboxymetylchitosan

- Dẫn xuất N,O − cacboxychitosan

- Phản ứng cắt đứt liên kết β – (1− 4) glicozit

Ta xét một số phản ứng cụ thể:

1.3.1.1 Phản ứng axetyl hóa (axyl hóa)

Chitin không tan trong các dung môi thích hợp cho phản ứng axetyl hóa nên phản ứng này chủ yếu xảy ra trong điều kiện dị thể

Phản ứng axetyl hóa hoàn toàn chitin bằng anhidrit axetic (Ac2O) có thể thực

tan trong các dung môi thông thường như α-chitin nhưng trương đáng kể trong nhiều dung môi hữu cơ (methanol) Do đó, nhóm amino tự do có trong β-chitin có

poli-N-axetyl-D-glucosamin Đối với α-chitin trong cùng điều kiện này thì phản ứng axetyl hóa không diễn ra

Phản ứng axetyl hóa có thể xảy ra hoàn toàn mà không có phản ứng phụ khi xử

lý β–chitin ở dạng huyền phù với Ac2O trong piridin dưới tác dụng của xúc tác

4−dimetylaminopiridin (DMAP) Phản ứng này phụ thuộc rất lớn vào nhiệt độ, thời gian, chất xúc tác và đặc biệt là nguyên liệu điều chế chitin

Ngoài ra, còn có các phản ứng axyl hóa khác như: cacbonyl hóa chitin trong môi trường DMAC/LiCl tạo ra các sản phẩm được dùng để sản xuất thuốc diệt cỏ

1.3.1.2 Phản ứng deaxetyl hóa

Nhóm axetyl của chitin có thể loại trừ bằng cách thủy phân với kiềm Phản ứng dùng để điều chế chitosan, chitin tan trong nước từ chitin Tiến hành phản ứng

DD = 0,7÷0,95 Nếu muốn thu được chitosan có mức độ deaxetyl hóa hoàn toàn (Da ≈ 0) phải rửa sạch mẫu rồi xử lý kiềm lặp lại Phản ứng phân hủy mạch chính cũng diễn ra song song với phản ứng deaxetyl hóa Vì vậy, để ngăn chặn sự phân hủy mạch trong quá trình phản ứng deaxetyl hóa thì một số chất chống oxy hóa như:

sự phân hủy mạch polime tốt hơn thiophenol Trong điều kiện đồng thể, phản ứng xảy ra một cách ngẫu nhiên trên mạch chính, khi chitin có DD≈0,5 thì khả năng ưa nước đặc biệt lớn, dẫn đến có khả năng tan được trong nước trung tính Cũng với chitin với DD≈0,5 nhưng nếu được điều chế trong điều kiện dị thể thì lại không tan trong nước (có lẽ do trong mạch có những khối tập trung các nhóm axetyl) Sự phân

bố nhóm axetyl của chitin với DD ≈ 0,5 điều chế trong điều kiện dị thể và đồng thể khác nhau, nên các thông số vật lý và khả năng thủy phân hóa bởi lyozim cũng khác nhau

1.3.1.3 Phản ứng đồng trùng hợp ghép

Chitin là một polime sinh học đặc biệt có nguồn gốc từ thiên nhiên, nhưng tính không tan của nó trong hầu hết các dung môi hữu cơ đã gây cản trở cho việc nghiên cứu và ứng dụng nó Vấn đề đặt ra cho các nhà nghiên cứu khoa học là làm thế nào

để có thể tạo ra các dẫn xuất của chitin để có thể ứng dụng trong khoa học cũng như trong đời sống Do đó, khả năng ghép tổng hợp các polime từ chitin và chitosan

đã thu hút sự quan tâm của cả thế giới như một phương pháp mới và lý thú để cải biến khả năng ứng dụng của chitin Tuy nhiên, phản ứng ghép đồng trùng hợp

polime lên chitin và chitosan chưa được nghiên cứu nhiều, do đó chưa có một hệ thống thương mại lớn ứng dụng chitin/chitosan ghép đồng trùng hợp polime

Sản phẩm đồng trùng hợp ghép từ chitin/chitosan có các tính chất khác nhau phụ thuộc vào bản chất chitin/chitosan (mức độ deaxetyl hóa, khối lượng phân tử trung bình, ) và đặc điểm cấu trúc phân tử (loại mạch nhánh, độ mạch nhánh, vị trí gắn mạch nhánh vào mắt xích của chitin/chitosan, ) cũng như điều kiện phản ứng đồng trùng hợp ghép Sản phẩm của đồng trùng hợp ghép polime lên chitin/chitosan được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: xử lý nước, hấp phụ các cation kim loại, trong y học, nông nghiệp, chế biến thực phẩm, xúc tác cho phản ứng tạo vòng càng

1.3.1.4 Phản ứng ankyl hóa

2−hydroxyetyl−chitin (glycol−chitin) là một dẫn xuất tan trong nước trung tính

đã được thương mại hóa Glycol−chitin được điều chế bằng cách xử lý chitin kiềm với etylenoxit Vì phản ứng này diễn ra trong môi trường kiềm mạnh nên phản ứng N−deaxetyl hóa cũng diễn ra đồng thời Deaxetyl hóa glycol−chitin bằng kiềm mạnh thu được glycol−chitosan

Một dẫn xuất tan trong nước khác nữa của chitin là dihidroxy propyl−chitin được điều chế bằng phản ứng giữa chitin kiềm và 3−clopropan−1,2−diol (glyxerol α−monoclohydroxyl) trong môi trường isopropanol

1.3.1.5 Phản ứng tạo bazơ Schiff

Nhóm amino tự do ở chitosan phản ứng với andehit tạo thành bazơ Schiff Phản ứng loại này được tiến hành trong dung dịch nước của axit axetic với methanol và

dễ dàng đạt đến DS =1

Glutarandehit là một diandehit thường được dùng để liên kết ngang với chitosan dùng cho mục đích cố định enzyme Liên kết ngang với glutarandehit làm tăng khả năng hấp phụ ion kim loại nặng của chitosan và được sử dụng làm màng bán thấm

1.3.1.6 Phản ứng thủy phân đề polime hóa

a Phương pháp hóa học:

nhóm amin của các gốc deaxetyl glucosamine hình thành 2,5−anhydro−D−mantozơ,

sau đó tạo 2,5−anhydro−D−manitol bằng cách dùng NaBH4 Các phân tử HNO2 tấn công vào các nhóm amino của các gốc deaxetylglucosamin sau khi đã tách liên kết gluco gần kề

Tuy nhiên, các phương pháp thoái biến axit không đặc trưng lắm do quá trình thủy phân tiến hành một cách lộn xộn, kích thích một số lượng lớn các monome và vấn đề loại bỏ axit khó khăn, không kinh tế Xử lý hóa học, dùng axit mạnh là một phương pháp nhanh, phổ biến để sản xuất các chitoligome, nhưng không thuận lợi ở chỗ giá thành cao, năng suất thấp và lượng axit thừa gây ô nhiễm môi trường

b Phương pháp vật lý

Sự bức xạ là một phương pháp hữu hiệu để depolime tạo ra các oligome Các tia

nhau, thời gian khác nhau thì chitosan có khối lượng phân tử thấp điều chế được có

c Phương pháp dùng enzyme

Phương pháp dùng enzym là rất quan trọng vì khi xử lý bằng phương pháp này thì cho phép quá trình depolime xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng hơn phương pháp hóa học và phương pháp vật lý

Các chitin/chitosan có độ tan cao được sản xuất bằng chitinase, chitosanase, gluconase, lipase và một vài protease Ngoài ra, các enzyme không đặc trưng như lyozym, cellnase, papain, pectinase cũng được dùng để điều chế chitin/chitosan có

độ tan cao, trong đó papain được quan tâm đặc biệt bởi nguồn gốc thực vật của nó

1.3.2 Một số điểm khác nhau giữa chitin và chitosan

Bảng 1.3 Một số điểm khác nhau giữa chitin và chitosan

Nguồn gốc Thiên nhiên Nhân tạo

Công nghệ chế

tạo

(hóa chất, nước rửa, nhân công, thiết bị)

có nồng độ cao

không nguy hiểm nhưng thời gian xử lý lâu, một lượng lớn axit và kiềm phế thải không sử dụng được gây ô nhiễm ở môi trường

Khi xử lý chitin trong môi trường kiềm thì nhóm axetamit trong đại mạch phân

tử chitin bị thay thế bởi nhóm amino do phản ứng deaxetyl hóa, do đó chitin sau khi

xử lý có độ deaxetyl hóa trung bình ≈ 0,1 Mặt khác, song song với quá trình loại bỏ muối khoáng thì mạch chitin cũng bị thủy phân, cắt mạch tạo ra mạch có khối lượng phân tử trung bình thấp hơn ban đầu

a Điều chế chitin keo

Do tính không tan trong hầu hết các loại dung môi, nguyên liệu đầu trong một phản ứng hóa học có sự tham gia của chitin là bột chitin mịn Bột chitin mịn được gọi là chitin keo và nó được điều chế bằng cách: hòa tan chitin và axit HCl đậm đặc rồi rót dung dịch vào nước Chitin kết tủa thành một loại vật liệu bột có thể phân tán vào nước Và do xử lý bằng axit nên ta thu được bột chitin có khối lượng phân tử trung bình thấp hơn ban đầu do quá trình thủy phân depolime hóa

b Điều chế chitin tan trong nước (water soluble chitin – WSC)

Chitin không tan trong nước nhưng có thể hòa tan trong dung dich nước của NaOH được gọi là chitin kiềm Khi ngâm chitin vào dung dịch NaOH đặc và xử lý với tinh thể nước đá vụn thì tạo thành dung dịch chitin kiềm Trong điều kiện này, phản ứng deaxetyl hóa diễn ra nhanh trong dung dịch Một mẫu dung dịch chitin kiềm với nồng độ NaOH 10% để ở nhiệt độ phòng trong 70 giờ sẽ cho chitin với DD≈0,5 tan hoàn toàn trong nước trung tính Với DD lớn hoặc nhỏ hơn 0,5 thì chitin sẽ không tan hoàn toàn và dẫn đến tạo thành gel trương Với chitin có DD≈0,45÷0,5 thì độ tan trong nước là tốt nhất

Khi tiến hành N−axetyl hóa chitosan đến độ axetyl hóa trung bình ≈0,5 thì cũng thu được WSC Theo nghiên cứu của tác giả Trần Thái Hòa cùng các đồng sự thấy rằng sự hòa tan của chitin (chitosan sau khi deaxetyl) chính là do kích thước hạt của

nó

1.4.2 Điều chế chitosan

Chitosan tự nhiên tồn tại trong thành tế bào của một số loại nấm, được tạo thành nhờ hoạt động của một loại enzyme đã deaxetyl hóa chitin

Hầu hết chitosan thương mại với độ DD khác nhau đều được điều chế bằng

ở 110oC trong thời gian vài giờ Và để có thể thu được chitosan đã deaxetyl hóa hoàn toàn, người ta phải tiến hành phản ứng deaxetyl chitin lặp lại nhiều lần Ngoài phương pháp điều chế chitosan bằng phương pháp xử lý kiềm thì người ta cũng có thể lợi dụng sự hoạt động của một số loại enzyme như chitanase, lyozim có khả năng loại nhóm axetyl của chitin tạo thành chitosan Việc sử dụng công nghệ enzym

để điều chế chitosan sẽ giảm thiểu nguy cơ gây ô nhiễm môi trường do sử dụng nhiều hóa chất có nồng độ cao

1.5 Tình hình nghiên cứu chitin/chitosan ở Việt Nam và trên thế giới [1] [9]

Trữ lượng chitin phần lớn có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua Trong một thời gian, các chất phế thải này không được thu hồi mà lại thải ra ngoài gây ô nhiễm môi trường Năm 1977, Viện kỹ thuật Masachusetts (Mỹ), khi tiến hành xác định giá trị của chitin và protein trong vỏ tôm, cua đã cho thấy việc thu hồi các chất này có lợi nếu sử dụng trong công nghiệp Phần protein thu được sẽ dùng để chế biến thức ăn gia súc, còn phần chitin sẽ được dùng như một chất khởi đầu để điều chế các dân xuất có nhiều dẫn xuất ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp

Việc nghiên cứu sản xuất chitin/chitosan và các ứng dụng của chúng trong sản xuất phục vụ đời sống là một hướng nghiên cứu tương đối mới mẻ ở nước ta Vào những năm 1978 đến 1980, Trường Đại học Thủy sản Nha Trang đã công bố quy trình sản xuất chitin/chitosan của kỹ sư Đỗ Minh Phụng, nhưng chưa có ứng dụng

cụ thể trong sản xuất Gần đây, trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh đang ngày càng cấp bách, trước những thông tin kỹ thuật mới về chitin/chitosan, cùng những tiềm năng thị trường của chúng đã thúc đẩy các nhà khoa học bắt tay vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitin/chitosan ở các bước cao hơn, đồng thời nghiên cứu ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp Hiện nay, ở Việt Nam có nhiều cơ sở khoa học đang nghiên cứu sản xuất chitin/chitosan như: Trường Đại học Nông lâm − Thành hố Hồ Chí Minh; Trung tâm nghiên cứu polime − Viện Khoa học Việt Nam; Viện Hóa thuộc phân Viện

Khoa học Việt Nam tại thành phố Hồ Chí Minh; Trung tâm Công nghệ và sinh học Thủy sản – Viện Nghiên cứu nuôi trồng Thủy sản 2

Ở miền Bắc, Viện Khoa học Việt Nam dã kết hợp với Xí nghiệp Thủy sản Hà Nội sản xuất chitosan và ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp ở đồng lúa Thái Bình

và đã thu được một số kết quả đáng khích lệ

Ở miền Nam, Trung tâm Công nghệ và Sinh học thủy sản phối hợp với một số

cơ quan khác: Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Phân viện Khoa học Việt Nam, Viện Khoa học Nông nghiệp miền Nam, đang nghiên cứu sản xuất và ứng dụng chitin/chitosan trong lĩnh vực nông nghiệp, y dược và mỹ phẩm

Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và các nguyên tố vi lượng lên một số chỉ tiêu sinh hóa của mạ lúa ở nhiệt độ thấp thì kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng nitơ; đồng thời hàm lượng các enzyme như amylaza, catalaza hay peroxidaza cũng tăng lên

Ngày nay chitosan còn được dùng làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn cho tôm, cá, cua để kích thích sinh trưởng

Những ứng dụng của chitin/chitosan và những dẫn xuất của chúng ngày càng phát triển Một số đã đưa vào ứng dụng như là: chỉ khâu tự hủy, da nhân tạo, thấu kính chiết xuất, và một số ứng dụng khác còn đang nghiên cứu như: tác động kích thích miễn dịch, chống sự phát triển của khối u, đặc tính làm giảm cholesterol máu; trị bỏng nhiệt

Da nhân tạo có nguồn gốc từ chitin, nó giống như một tấm vải và được bọc ốp lên vết thương chỉ một lần cho đến khi khỏi Da nhân tạo bị phân hủy sinh học từ từ cho đến lúc hình thành lớp biểu bì mới Nó có tác dụng làm giảm đau, giúp cho các vết sẹo bỏng phục hồi biểu bì một cách nhanh chóng Trường Đại học Dược Hà Nội, Đại học Y Hà Nội, Trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia cũng

đã chế tạo thành công loại da nhân tạo này và bước đầu ứng dụng có hiệu quả Chitin/chitosan và các oligome của nó có đặc tính miễn dịch do nó kích thích các tế bào có tác dụng bảo vệ miễn dịch với các tế bào khối u và các tác nhân gây bệnh

Những nghiên cứu gần đây hướng vào các oligome, N−axetyl−glucosamin và

glucosamine, các chất này có tính chất của polyme tương ứng nhưng lại có ưu thế là tan tốt trong nước do đó dễ dàng được hấp thụ

Hiện nay trên thế giới thành công việc sử dụng chitosan làm chất tan để cố định enzyme và tế bào Enzym cố định đã cho phép mở ra việc sử dụng enzym trong công nghiệp, y học và khoa học phân tích Enzym cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác Nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước hoa quả, sử dụng enzym cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao Chitosan thỏa mãn yêu cầu đối với một chất mang có phân tử lượng lớn, bền vững, không tan

và ổn định với các yếu tố hóa học

Do có cấu trúc tương tự như xenlulozo nên chitosan được nghiên cứu bổ sung vào làm nguyên liệu sản xuất giấy Chitosan làm tăng độ bền dai của giấy, đồng thời việc in trên giấy cũng tốt hơn Trong sản xuất, qua nghiên cứu người ta thấy nếu bổ sung 1% chitosan thì độ bền của giấy tăng lên khi bị ướt hay tăng độ nét khi in Có thể thay hồ tinh bột bằng chitosan để hồ vải, nó có tác dụng làm tơ sợi bền, mịn, bong đẹp, cố định hình in, chịu được axit và kiềm nhẹ Chitosan kết hợp với một số thành phần khác để sản xuất vải chịu nhiệt, vải chống thấm, sản xuất vải col,

Chitosan được sử dụng để sản xuất kem chống khô da do tính chất của chitosan

+

Các nhóm này liên kết với các tế bào sừng hóa của da, nhờ vậy mà các nhà khoa học đã nghiên cứu

sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng Nhờ khả năng làm đông

tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein và nhờ khả năng kết dính tốt các ion kim loại như

Pb, Hg, do đó chitin được sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm Chitosan được sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm

Do chitosan có tính chất diệt khuẩn, do đó nó được tạo thành màng mỏng để bao gói thực phẩm chống ẩm mốc, chống mất nước

Đặc tính diệt khuẩn của chitosan thể hiện trên các mặt sau:

liên quan đến các ion thiết yếu

 Ngăn chặn phá hoại chức năng màng tế bào

Như vậy, việc dùng chitosan bao bọc xung quanh thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự hư hỏng của thực phẩm do khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của nó

1.6 Ứng dụng của chitosan [10]

1.6.1 Bảo quản thực phẩm

Một số dẫn xuất của chitosan diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu

và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên ngoài Có thể bảo quản các loại thực phẩm tươi sống, đông lạnh khi bao gói chúng bằng các màng mỏng dễ phân hủy sinh học và thân môi trường Thông thường người ta hay dùng màng PE để bao gói các loại thực phẩm khô Nếu dùng PE để bao gói các thực phẩm tươi sống thì có nhiều bất lợi do không khống chế được độ ẩm và độ thoáng không khí (oxy) cho thực phẩm Trong khi bảo quản, các thực phẩm tươi sống vẫn

"thở", nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển Màng bao bọc bằng chitin và chitosan sẽ giải quyết được các vấn đề trên Trong thực tế người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại rau quả như đào, dưa chuột, đậu, bưởi v.v Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói

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

1.6.2 Dược phẩm

a Màng sinh học

Nhờ vào tính ưu việt của chitosan, cộng với đặc tính không độc, hợp với cơ thể, tự tiêu huỷ được, nên chitosan đã được ứng dụng rộng rãi và có hiệu quả trong

kỹ nghệ bào chế dược phẩm, làm thuốc chữa bỏng, giảm đau, thuốc hạ cholesterol, thuốc chữa bệnh dạ dày, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng, chữa xương khớp

và chống được cả bệnh ung thư Theo một số nhà khoa học thì chitosan có khả năng khống chế sự gia tăng của tế bào ung thư

Qua thí nghiệm thực hiện trên 60 bệnh nhân tuổi từ 35-76 của nhóm các bác sĩ Bệnh viện K Hà Nội vào năm 2003 đã chứng minh, chitosan có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư Một công trình nghiên cứu thí nghiệm tiêm chitosan với liều 100mg/kg trên da chuột cống, sau đó gây viêm bằng Canageenin chitosan còn có khả năng chống viêm cấp trên mô lành

Tại cuộc chiến Iraq vừa qua, Mỹ cũng đã sử dụng loại băng cứu thương kiểu mới, kỹ thuật cao, có thành phần cấu tạo bởi chất chitosan So với các loại băng thường, tốc độ cầm máu, tính sát khuẩn và thời gian lành mô khi sử dụng loại băng này có hiệu quả hơn gấp nhiều lần Và từ lâu, một số chuyên gia ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga cũng đã phát hiện, chitosan có thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu cơ tim và bệnh đột quỵ

b Thuốc

có tên glucosamin đang được thịnh hành trên toàn thế giới

So với sản phẩm cùng loại thì glucosamin có ưu thế hơn, do sản xuất từ nguồn

vỏ tôm tự nhiên nên sản phẩm ít gây phản ứng phụ, không độc hại và không bị rối loạn tiêu hoá cho người bệnh (rất quan trọng) Nước Mỹ đã tiêu thụ được hơn 1 tỷ viên nang glucosamin Những năm gần đây, loại thuốc chữa khớp này còn được phổ cập rộng ở nhiều nước trong đó có cả nước ta

khác, do có khả năng hoà tan cao, Cr(VI) có thể gây hại cho sự sống của sinh vật hơn Cr(III)

+ Kỹ thuật cổ điển để khử ion kim loại trong nước thải bao gồm các công đoạn như kết tủa, tách qua màng, thẩm thấu ngược, bay hơi và xử lí điện hoá Tuy nhiên, với những cách làm như vậy thì không hiệu quả lắm đối với những nước thải có hàm lượng ion kim loại quá thấp, mà cần phải có kinh tế cao Hiện nay, người ta tìm cách hạ giá thành của qui trình bằng cách cho những vật liệu có khả năng hấp thụ các ion kim loại độc hại Và khâu mạch chitosan là chìa khoá vấn đề

+ Với sự hiện diện của nhóm amino ở vị trí 2 và hydroxyl ở vị trí 3, chitosan dễ hình thành phức chelate với hầu hết các ion kim loại Nhưng chitosan dùng trong công đoạn hấp phụ phải là crosslinked (khâu mạch) chitosan Qui trình crosslinking cũng khá đơn giản, với những tác nhân như glutraldehyde hay epichlorohydrin Gần đây người ta hay dùng sóng gamma dưới sự hiện diện của carbon tetrachloride

Chất kháng khuẩn Lớp bao phủ hạt cây Phân bón

Giấy và phim ảnh Thực phẩm chức

năng/ Y tế

Chất cô đặc tự nhiên Phụ gia thực phẩm bao gồm cả thức ăn vật nuôi

Thực phẩm chế biến (ví dụ: đường tinh luyện) Lọc và xác định

Chất Hypocholesterol (chất giảm béo)

Biomaterial (ví dụ: hấp thu chỉ khâu) Thuốc chống đông hoặc các vật liệu antithrombogenic (Như các dẫn xuất sunfat hóa-chitin)

Chất cầm máu(như chitosan) Vận chuyển thuốc, vận chuyển gen Công nghiệp thực

phẩm

+ Loại bỏ các chất nhuộm màu, chất rắn lơ lửng,

+ Chất bảo quản + Ổn định màu sắc + Phụ gia thức ăn gia súc Công nghệ sinh

học

+ Cố định enzyme + Tách protein + Phục hồi tế bào + Bao phủ sắc ký + Cố định tế bào

+ Phân bón + Kiểm soát hóa chất nông nghiệp

+ Thẩm thấu ngược

1.7 Màng chitosan [2] [5]

* Khả năng tạo màng chitosan

Thông thường, người ta hay dùng màng polyethylene (PE) để bao gói các loại thực phẩm khô Nếu dùng PE để bao gói các thực phẩm tươi sống thì có nhiều bất lợi do không khống chế được độ ẩm và độ thoáng không khí (oxy) cho thực phẩm

Trong khi bảo quản, các thực phẩm tươi sống vẫn "thở", nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển

Chitosan có khả năng tạo màng sử dụng trong bảo quản thực phẩm nhằm hạn chế các tác nhân gây bệnh tâm thần trong các sản phẩm đóng gói trong áp suất thay đổi của thịt, cá tươi hay đã qua chế biến

- Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm Nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế, nước

sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển

- Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một

số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói

- Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị Rau quả bị thâm

là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóa của các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn Táo có phủ màng chitosan có thể giữ tươi trong

6 tháng, nó cũng làm chậm quá trình chín chuối hơn 30 ngày, chuối có màu vàng nhạt khác hẳn với màu thâm như bảo quản thông thường

Màng bao bọc bằng chitin và chitosan sẽ giải quyết được các vấn đề của màng

PE Trong thực tế, người ta đã dùng màng chitosan để đựng và bảo quản các loại rau quả như đào, dưa chuột, đậu, bưởi v.v Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách, có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói

Chế phẩm sinh học chitosan được tạo ra bằng cách hòa tan 1g chitosan trong

dịch nguyên) Tùy theo loại trái cây và chủng vi sinh vật gây nhiễm mà pha dung dịch nguyên thành các dung dịch thứ cấp có nồng độ khác nhau để ứng dụng cho việc bảo quản Sau đó, dùng phương pháp phun chế phẩm sinh học chitosan lên bề mặt trái cây Ưu điểm của phương pháp này là kéo dài thời gian bảo quản độ tươi của chuối gấp 3 lần so với các mẫu chuối làm đối chứng (không ứng dụng chế phẩm

sinh học chitosan) Ngoài ra, nhờ dùng phương pháp phun sương lên trái cây nên có thể ứng dụng phương pháp này trên diện rộng và với khối lượng trái cây lớn

* Ưu điểm của màng chitosan

- Dễ phân huỷ sinh học

- Vỏ tôm phế liệu là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện cho việc cung cấp chitin và chitosan

- Tận dụng phế thải trong chế biến thủy sản để bảo quản thực phẩm ở nước ta Thành công này còn góp phần rất lớn trong việc giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường do các chất thải từ vỏ tôm gây ra

B – Quả táo ta [16][17]

1.8 Đặc điểm

Táo ta, còn gọi là táo đường có danh pháp khoa học là Ziziphus mauritiana

Đây là loại cây ăn quả của vùng nhiệt đới, thuộc về họ Táo (Rhamnaceae) Quả là loại quả hạch, khi chín nó mềm, chứa nhiều nước, có vị ngọt Các quả chín vào các khoảng thời gian khác nhau ngay cả khi chỉ trên một cây và có màu lục nhạt khi còn xanh và vàng nhạt khi chín Kích thước và hình dạng quả phụ thuộc vào các giống khác nhau trong tự nhiên cũng như loại được trồng Quả được dùng để ăn khi đã chín hoặc ngâm rượu hay sử dụng để làm đồ uống Nó là một loại quả giàu chất dinh dưỡng và chứa nhiều vitamin C

Hình 1.3 Quả táo ta

Các loài cây này là các loài cây lớn nhanh và phát triển mạnh rễ cái Chúng có thể là loại cây bụi rậm rạp, cao từ 1,2-1,8 m hoặc cây thân gỗ cao từ 3–9 m hay

thậm chí tới 12 m; mọc thẳng hoặc tỏa tán rộng, với các cành rủ xuống và có hoặc không có lông bao phủ, các cành nhánh ngoằn ngoèo, không gai hoặc có các gai nhỏ, thẳng và sắc

Chúng có thể là loại cây thường xanh hoặc không có lá trong vài tuần trong mùa hè nóng bức

Lá so le, hình trứng hoặc elip thuôn dài, kích thước 2,5-6,25 cm, chiều dài 2–

4 cm chiều rộng; dễ phân biệt với táo tàu (Ziziphus jujuba) bởi sự có mặt của các sợi lông tơ dày dặc, mềm như lụa, có màu nâu hay trắng ở mặt dưới cũng như cuống

lá non thì ngắn và có lông Ở mặt trên, chúng có màu xanh lục thẫm, bóng mặt và với 3 gân lá theo chiều dọc, dễ thấy và bị nén xuống cũng như các răng cưa rất rõ nét ở mép lá

Hoa nhỏ, có 5 cánh hoa, màu vàng nhạt, tạo cụm 2-3 hoa trong nách lá

Quả của loại mọc hoang có kích thước dài 1,25-2,5 cm Các loại được nuôi trồng tốt có thể đạt kích thước dài tới 6,25 cm và rộng tới 4,5 cm Quả có thể có dạng hình trứng xuôi, hình trứng ngược, tròn hay thuôn dài; lớp vỏ trơn, bóng hay sần sùi, mỏng nhưng cứng, chuyển từ lục nhạt sang vàng, nếu để chín kỹ sẽ trở thành một trong các màu như cam cháy/nâu đỏ/đỏ một phần hay toàn bộ

Khi chưa chín, lớp cùi thịt có màu trắng, giòn, nhiều nước, vị từ chua tới ngọt,

có tính chất làm se nhẹ, tương tự như ở quả táo tây dại Quả đã chín ít giòn hơn và chuyển dần sang dạng bột; quả quá chín nhăn nhúm, lớp cùi thịt có màu vàng sẫm, mềm, xốp và có mùi thơm Quả chứa một hột cứng Hột chứa 2 hạt hình elip, màu nâu, dài 6 mm

1.9 Giá trị dinh dưỡng và thành phần hóa học [9]

Năng lượng của quả táo: 52 kcal/100 g

Trong lĩnh vực hoạt động thể chất, các thành phần của táo có lợi cho cơ thể cả trước, trong và sau khi tập thể dục: nước táo cung cấp trung bình 5mg/100g vitamin

C, nhưng có thể từ 2-25 mg tùy thuộc vào sự đa dạng: ở phần ngoài của vỏ và nhiều hơn nữa trong ruột, vì nó có nhiều gấp 4-5 lần các vitamin còn lại chứa trong quả Vitamin khác được tìm thấy trong quả táo: B1, B2, PP, B5, B6, B9, tiền vitamin A

(β-caroten; 0,07 mg/100 g) và vitamin E (0,5 mg/100 g), cũng góp phần để thực hiện điều này

Táo cũng chứa pectin (chủ yếu trong hạt của nó): có tác dụng đẩy cholesterol ra khỏi cơ thể, tốt cho người bệnh tim mạch Pectin trong táo tồn tại dưới hai dạng: dạng protopectin không tan tồn tại chủ yếu ở thành tế bào có lẽ dưới dạng kết hợp với polysacarit araban, dạng hòa tan của pectin tồn tại chủ yếu ở dịch bào Dưới tác dụng của enzyme protopectinaza hoăc khi đun sôi, hay axit (nhưng đối với dịch táo không sử dụng acid để thủy phân), thì protopectin chuyển sang dạng pectin hòa tan Phân tử lượng tách ra từ dịch táo từ 25000-35000 Pectin nói chung là một chuỗi mạch thẳng của D – Galacturonic axit với alpha 1,4 glycosidic liên kết rải rác với L – Rhamnoza Nó được tìm thấy trong thành của tế bào thực vật cùng với hemixenluloza

Pectin hòa tan là một dạng polysaccharit cấu tạo bưởi các gốc galacturonic trong đó có một số góc chức nhóm thế metoxy (CH3) Khi quả đang phát triển protopectin phân tán ở thành tế bào và chiếm tỉ lệ khá cao, tới lúc quả bắt đầu chín, protopectin biến dần sang dạng pectin hòa tan dưới tác dụng của các acid hữu cơ và enzyme protopectinaza trong quả Trong khi bảo quản cũng nhận thấy sự giảm dần của lượng protopectin và tăng dần lượng pectin hòa tan

Táo chín có chứa 2-methylbutanoate, ethyl (C7H14O2) este của axit axetic và rượu isoamyl, với cấu hình khác nhau của các nguyên tử của isoamyl acetate Các este được tạo ra bởi sự xuống cấp của các axit béo chuỗi dài trong quá trình chín của trái cây màng tế bào được oxy hóa

cần dùng 100-250g táo, cơ thể sẽ thải nước không động ở các tế bào mô, giúp thông suốt đường niệu đạo

chân Thịt và vỏ táo xay xát nhuyễn thành loại thức uống giúp dạ dày thải lipid trong thực phẩm, kích thích gan tiết mật giúp nhu động ruột, ngừa táo bón; giúp máu thải chất cholesterol

Nguyên quả (chưa gọt vỏ) (Dinh dưỡng trên 100g táo)

mg

Vitamin B6 : 0,041 mg

Đặc biệt sau các bữa ăn chính, tráng miệng bằng táo tươi sẽ tránh được các

bệnh về răng miệng, chống sâu răng và viêm dạ dày

* Tốt cho ruột và hệ tiêu hóa

Một quả táo còn nguyên vỏ chứa từ 4 - 5gr chất xơ giúp ruột hoạt động tốt Ngoài ra, những người bị bệnh tiêu chảy nên ăn táo vì trong những quả táo có chưa nhiều chất pectin Ăn từ 1-2 quả táo mỗi ngày sẽ giúp tiêu hóa rất tốt, đi cầu dễ

dàng

* Giảm bệnh tim mạch, đột quỵ

Quả táo còn là lựa chọn tối ưu giúp ngừa chứng đột quỵ, nhất là đối với những người cao tuổi Các nhà khoa học đã tìm thấy sự liên quan rõ ràng rằng những người ăn táo đều thường ít bị đột quỵ hơn những người không ăn táo Ngoài ra ăn táo còn làm tăng lượng vitamin C có tác dụng gia tăng sức bền thành

mạch máu và sức đề kháng của cơ thể

* Bảo vệ khớp

Ở những nước có chế độ ăn nhiều rau và hoa quả sẽ rất ít bị viêm khớp Ở những nước phát triển, các loại đồ đóng hộp và đồ ăn nhanh khiến 70% dân số bị mắc viêm khớp Cây táo hấp thụ được chất boron từ đất vì thế những quả táo sẽ

giúp giảm chứng viêm khớp

* Tốt cho phổi

Phổi bị ảnh hưởng bởi khói thuốc, khói bụi, không khí ô nhiễm và phấn hoa gây bệnh hen suyễn và các bệnh về phổi Để bảo vệ phổi, ngoài việc tập thở sâu mỗi ngày, ăn táo hàng ngày cũng rất tốt cho phổi

* Chống lão hóa

Các nhà khoa học đã so sánh 1500mg vitamin C với 1 quả táo nhỏ, kết quả đáng ngạc nhiên là quả táo và lượng vitamin C này có lượng chất chống ôxy hóa như nhau Quả táo tươi có lượng chất chống ôxy hóa gấp 15 lần so với lượng vitamin C

mỗi ngày nên dùng

* Chống béo phì

Có tác dụng tiêu mỡ, giảm cân bởi chất béo trong táo không đáng kể, hầu như không chứa protein nên cung cấp ít calo (trung bình 100 gram chỉ có 60 calo) Và

có hàm lượng malic acit ít và lại phân tán dễ dàng trong cơ thể nên là cách giảm béo

hữu hiệu Ăn mỗi ngày 2 quả có tác dụng giảm béo và chất mỡ dư thừa của cơ thể

1.11 Độc tính

Thành phần hạt táo gồm có amygdalin và glycosides cyanogenic Các hạt này nếu nhai nuốt phải một lượng nhỏ là vô hại Trường hợp duy nhất bị ngộ độc xyanua chết người được báo cáo ở người lớn, nhai và nuốt một tách hạt chiết xuất từ vài chục kg quả Có thể mất vài giờ trước khi các chất độc có hiệu lực vì cyanogenic glycosides được thủy phân trước khi các ion cyanide được tạo ra