TRÌNH BÀY ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO, ỨNG DỤNG CỦA CHITIN­CHITOSAN (VỎ TÔM)

II. Nội dung: 1. Khái quát về chitin­chitosan: 1.1. Khái quát nguồn gốc: ­ Chitin­chitosan là những polysaccarit tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất lớn (đứng thứ 2 sau xenllulose). ­ Chitin lần đầu tiên tìm thấy trong nấm bởi nhà khoa học người Pháp Braconot vào năm 1811, nó cũng được tách ra từ biểu bì của sâu bọ và được đặt tên là Chitin, có nghĩa là bao bọc, tức là vỏ bọc của cuộc sống trong tiếng Hy Lạp bởi nhà khoa học người Pháp Odier năm 1823. ­ Chitin được tìm thây schur yếu từ 2 nguồn sau: +) Từ động vật bậc thấp: Chitin là chất hữu cơ có trong vỏ mai (bộ xương ngoài của ĐVKXS), và trong lớp vỏ cutin của loài chân đốt, ngoài ra còn tìm thây trong tế bào ống của loài mực, lớp vỏ bao ngoài của bọ cánh cứng, trong lớp vỏ mai của giáp xác, trong nhện và bướm. +) Từ thực vật bậc thấp: ở 1 số loài nấm và tảo. Trong nấm chitin đóng vai trò như xelulose trong các loài cây. ­ Và chất được khử acecyl từ chitin đã được khám phá bởi Roughet vào năm 1859, nó được đặt tên là Chitosan bởi nhà khoa học người Đức Hoppe Seyler vào năm 1894. 1.2. Khái niệm chitin, chitosan: ­ Chitin là một polyme sinh học rất phổ biến trong tự nhiên và đứng hàng thứ 2 chỉ sau xelulose. Chitin tham gia vào thành phần cấu tạo của vách tế bào nấm, cấu tạo nên bộ xương của vỏ tôm, cua, côn trùng, động vật giáp xác,… Trong các loại nguyên liệu này chitin liên kết chặt chẽ với protein, lipit, các muối vô cơ và sắc tố màu. ­ Chitosan là dẫn xuất của chitin, nó được tạo thành bởi phản ứng điacetyl hóa chitin. Chitosan không phải là 1 đơn chất mà là 1 nhóm sản phẩm của chitin bị loại nhóm acetyl từng phần. ­ Cho đến nay, việc sử dụng chitin­chitosan còn rất ít vì những hợp chất thiên nhiên này dù dồi dào nhưng lại ở các nguồn phân tán rộng, đặc biệt hàm lượng chứa trong các nguồn ấy thường nhỏ, không đạt hiệu quả kinh tế (giá thành điều chế chitosan còn rất đắt). Hơn nữa, cả chitin và chitosan rất khó tan trong các dung môi thông thường và các phản ứng hóa học nhầm

Đề tài: TRÌNH BÀY ĐẶC ĐIỂM, CẤU TẠO, ỨNG DỤNG

CỦA CHITIN­CHITOSAN (VỎ TÔM)

❖ GVGD:   Nguyễn Tử Minh

❖ Người thực hiện:

1 Tôn Nữ Bích Thảo

2 Phạm Thị Thuận

3 Trần Thông

4 Hoàng Văn Hùng

I Đặt vấn đề

II Nội dung chính:

1.Khái quát về chitin­chitosan 2.Cấu trúc, tính chất

3 Ứng dụng

III Kết luận

I Đặt vấn đề:

­ Chitin và chitosan là những polysaccarit có ứng dụng quan trọng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp và môi trường như: sản xuất

glucosamin, chỉ khâu phẫu thuật, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ môi

trường,… Chitin và chitosan được sản xuất từ vỏ giáp xác như tôm,

cua,

­ Ở Việt Nam giáp xác là nguồn nghiên liệu dồi dào chiếm 1/3 tổng sản lượng nghiên liệu thủy sản. Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu tỉ lệ cơ cấu các mặt hàng đong lạnh giáp xác chiếm từ 70­80% công suất chế biến. Việc sản xuất chitosan có nguồn gốc từ vỏ tôm đã mang lại hiệu quả kinh tế cao

­ Sau đây nhóm sẽ trình bày rõ hơn về đặc điểm, cấu tạo, và ứng dụng rộng rãi của chitin­chitosan

II Nội dung:

1 Khái quát về chitin­chitosan:

1.1 Khái quát nguồn gốc:

­ Chitin­chitosan là những polysaccarit tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất lớn (đứng thứ 2 sau xenllulose)

­ Chitin lần đầu tiên tìm thấy trong nấm bởi nhà khoa học người Pháp Braconot vào năm 1811, nó cũng được tách ra từ biểu bì của sâu bọ và được đặt tên là Chitin, có nghĩa là bao bọc, tức là vỏ bọc của cuộc sống trong tiếng Hy Lạp bởi nhà khoa học người Pháp Odier năm 1823

­ Chitin được tìm thây schur yếu từ 2 nguồn sau:

+)  Từ động vật bậc thấp: Chitin là chất hữu cơ có trong vỏ mai (bộ

xương ngoài của ĐVKXS), và trong lớp vỏ cutin của loài chân đốt, ngoài

ra còn tìm thây trong tế bào ống của loài mực, lớp vỏ bao ngoài của bọ cánh cứng, trong lớp vỏ mai của giáp xác, trong nhện và bướm

+)  Từ thực vật bậc thấp: ở 1 số loài nấm và tảo. Trong nấm chitin đóng vai trò như xelulose trong các loài cây

­ Và chất được khử acecyl từ chitin đã được khám phá bởi Roughet vào

năm 1859, nó được đặt tên là Chitosan bởi nhà khoa học người Đức Hoppe Seyler vào năm 1894

1.2 Khái niệm chitin, chitosan:

­ Chitin là một polyme sinh học rất phổ biến trong tự nhiên và đứng hàng thứ 2 chỉ sau xelulose. Chitin tham gia vào thành phần cấu tạo của vách

tế bào nấm, cấu tạo nên bộ xương của vỏ tôm, cua, côn trùng, động vật giáp xác,… Trong các loại nguyên liệu này chitin liên kết chặt chẽ với protein, lipit, các muối vô cơ và sắc tố màu

­ Chitosan là dẫn xuất của chitin, nó được tạo thành bởi phản ứng điacetyl hóa chitin. Chitosan không phải là 1 đơn chất mà là 1 nhóm sản phẩm của chitin bị loại nhóm acetyl từng phần

­ Cho đến nay, việc sử dụng chitin­chitosan còn rất ít vì những hợp chất thiên nhiên này dù dồi dào nhưng lại ở các nguồn phân tán rộng, đặc biệt hàm lượng chứa trong các nguồn ấy thường nhỏ, không đạt hiệu quả kinh tế (giá thành điều chế chitosan còn rất đắt). Hơn nữa, cả chitin và chitosan rất khó tan trong các dung môi thông thường và các phản ứng hóa học nhầm biến tính chúng đều tốn kém và có hiệu suất thấp

2 Cấu trúc, tính chất:

2.1 Cấu trúc:

­ Chitin (C8H13NO5)n là homopolysaccarit, có cấu tạo giống với xellulose, Chitin là polisaccarit mạch thẳng, có thể xem như là dẫn xuất của

xenlulozơ, trong đó nhóm (­OH) ở nguyên tử C(2) được thay thế bằng nhóm axetyl amino (­NHCOCH3). Như vậy chitin là poli

(N­axety­2­amino­2­deoxi­b­D­glucopyranozơ) liên kết với nhau bởi các liên kết b­(C­1­4) glicozit. Trong đó các mắt xích của chitin cũng được đánh số như của glucozơ:

­  Chitosan là dẫn xuất đề axetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH2) thay thế nhóm (­COCH3) ở vị trí C(2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D­glucozamin liên kết với nhau bởi các liên kết b­(1­4)­glicozit, do vậy chitosan có thể gọi là poly b­(1­4)­2­amino­2­deoxi­D­glucozơ

2.2 Tính chất:

­ Chitin:

+) Chất rắn vô định hình, màu trắng đục. Trong tự nhiên tồn tại dưới 3 dậng cấu hình: α,β,γ­chitin; trong đó dạng α­chitin và β­chitin là phổ biến nhất +)  không tan trong nước, acid ­ kiềm loãng và các dung môi hữu cơ, nhưng tan tốt trong axit đặc

+) Bị phân hủy trước khi nóng chảy (đặc tính tiêu biểu của polysaccarit có liên kết hydrogen)

+) Bền với các chất oxy hóa mạnh

+) Trong môi trường kiềm đặc chitin bị deacetyl hóa

 +) Trong môi trường acid đặc nóng sẽ tạo huyền phù chitin hoặc bị thủy phân tạo olygo­chitin, tạo D­glucosamin

­ Chitosan:

+) Chất rắn, xốp nhẹ, hình vảy có thể xay nhỏ theo nhiều kích cỡ khác nhau +) Màu trắng đục, dai hơn chitin, hòa tan trong acid loãng tạo dung dịch keo +) Trong môi trường acid đặc chitosan bị thủy phân tạo D­glucosamin

+) Có khả năng hấp phụ các chất màu

+) Có khả năng tạo màng, có tính chất diệt khuẩn.

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

­ Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các nhóm chức mà trong đó các nguyên tử Oxi, Nito của nhóm chức còn cặp electron chưa sử dụng, do đó có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng, và kim loại chuyển tiếp như: Hg2+, Cu2+, Ni2+,

Zn2+,  Tùy nhóm chức trên mạch polime mà thnahf phần và cấu trúc phức khác nhau

2.3 Vai trò:

Chất kitin có ở trong vỏ bao bên ngoài cơ thể của một số loài động vật như động vật ngành Chân khớp (châu chấu, bọ ), tôm  Kitin có những chức năng sau:

­ Che chở, bảo vệ cơ thể và nội tạng bên trong

­ Làm chỗ bám cho hệ cơ phát triển

­ Có tác dụng như một bộ xương

­ Sắc tố có trong thành phần của vỏ kitin ở một số loài giúp chúng có thể thay đổi màu sắc bên ngoài cơ thể để phù hợp với màu của môi trường sống, và nhờ vậy có thể tránh khỏi sự phát hiện của kẻ thù

Tuy nhiên, lớp vỏ kitin này gây trở ngại cho sự lớn lên của động vật. Do

đó sau mỗi giai đoạn sinh trưởng, động vật có hiện tượng lột xác để lớn lên. Sau một thời gian lột xác để lớn lên, một lớp vỏ mới được hình thành bao bọc lại cơ thể

Ở rắn cũng có hiện tượng lột xác giống y như thế, nhưng lớp vỏ của rắn là vảy sừng, không phải kitin

3 Ứng dụng:

3.1 Ứng dụng trong nông nghiệp:

a Trong bảo quản hoa quả:

Qua nhiều thí nghiệm, các nhà khoa học đưa ra quy trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần, bằng cách bao màng chitosan

ở nồng đôh 0.25% kết hợp với bao PE, đục 5 lỗ với đương kính 1mm, ghép mí lại bằng máy ép, bảo quản ở 15oC, thì thấy tỉ lệ hao hụt trọng

b Trong nuôi cấy cây trồng:

Chitosan có khả năng kích thích hoạt động của hoạt động kháng

bệnh trong cây. Ngoải ra còn có tác dụng như chất kích thích sinh

trưởng của cây, và trực tiếp tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh do hủy

hoại màng tế bào vi sinh vật. Chitosan phòng trừ các bệnh cây do

các nhóm vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, tuyến trùng, cả virut. Có

thể coi Chitosan như 1 vacxin thực vật

3.2 Ứng dụng trong công nghiệp:

a Trong công nghệ sản xuất nước hoa quả:

Trong nước quả, việc làm trong là yêu cầu bắt buộc. Chitosan là tác nhân tốt loại bỏ đi đục, giúp điều chỉnh axit trong nước quả. Ví dụ, đối với dịch quả táo, nho, chanh, cam,  không cần qua sử lý pectin, sử dụng chitosan

để làm trong

b Trong công nghiệp dệt

c Trong thu hồi protein

3.3 Ứng dụng trong thực phẩm:

­ Sản xuất ra màng mỏng để bao gói thực phẩm

­ Trong bảo quản trứng gà:

Chitosan có khả năng tạo màng, hạn chế mất nước, kháng khuẩn, kháng nấm, nên được sử dụng để làm màng phủ trên bề mặt vỏ trứng nhằm hạn chế trao đổi khí, và chống nhiễm khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản

3.4 Ứng dụng trong y dược:

­ Làm giảm hàm lượng cholesteron trong máu

­ Điều trị viêm loét dạ dày: chitosan  nhờ môi trường axit ở dạ dày tạo thành gel che phủ niêm mạc và phát huy tác dụng bảo vệ niêm mạc

­ Ứng dụng trong điều trị bỏng da

­ Và ứng dụng trong điều chế thuốc: theo một số nhà khoa học thì Chitosan

có khả năng khóng chế sự gia tăng của tế bào ung thư,

­ Từ chitosan vỏ cua, vỏ tôm có thể sản xuất Glucosamin một dược phẩm quý dừng để chửa khớp đang nhập khẩu ở nước ta

­ Da nhân tạo

­ Kem chống khô da

­ Kem dưỡng da ngăn chặn tia cực tím pha hoại da,

3.5 Trong công nghệ in ấn:

­ Dùng làm mực in cao cấp trong công nghệ in

­ Tăng cường độ bám dính của mực in

­ Trong công nghệ môi trường

­ Xử lý nước thải trong công nghệ nhuộm vải

3.6 Ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản:

­ Xử lý nước trong công nghệ nuôi tôm, cá

­ Trong cá sòng xuất khẩu: Chitosan giúp bảo quản cá tươi hơn, kháng khuẩn, diệt các vi sinh vật gây bệnh,  Khả năng kháng khuẩn của chitosan không chỉ trên cá mà có thể trên tôm và các loại thủy sản khác

III Kết luận: