Nghiên cứu bảo quản bơ XM1 sau thu hoạch bằng màng chitosan nano bạc

Đây là phương pháp tổng hợp sử dụng những hợp chất tự nhiên, thân thiện hơn với môi trường nhằm thay thế những chất khử hóa học trong khi hiệu quả hoạt động của hạt nano vẫn được đảm bảo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN BƠ XM1 SAU THU HOẠCH BẰNG MÀNG CHITOSAN – NANO BẠC

Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Thị Thu Hương

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hồng Bích

Mã số sinh viên: 57130272

Khánh Hòa - 2019

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN BƠ XM1 SAU THU HOẠCH BẰNG MÀNG CHITOSAN – NANO BẠC

Giảng viên hướng dẫn: TS Đặng Thị Thu Hương

Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hồng Bích

Mã số sinh viên: 57130272

Khánh Hòa - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu bảo quản Bơ XM1 sau

thu hoạch bằng màng chitosan – nano bạc” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi

và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời

điểm này

Tất cả các dữ liệu, tài liệu tham khảo đã được trích dẫn rõ ràng, đúng quy định,

nếu phát hiện ra có sự sao chép tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm

Khánh Hòa, ngày 20 tháng 7 năm 2019

Trần Thị Hồng Bích

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của Quý

Phòng ban Trường Đại học Nha Trang, khoa Công nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện

tốt nhất cho tôi được hoàn thành đề tài Đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của cô Đặng

Thị Thu Hương đã giúp tôi hoàn thành tốt đề tài Qua đây, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu

sắc đến sự giúp đỡ này

Xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ, giúp đỡ của thầy Nguyễn Công Minh và các

Thầy Cô quản lí phòng thí nghiệm Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện tốt nhất

để tôi thực hiện tốt đề tài trong quá trình nghiên cứu

Cảm ơn anh Trịnh Xuân Mười Giám đốc Công ty Bơ Trịnh Mười, địa chỉ: Số

137 đường Nguyễn Thái Bình, Xã Hòa Thắng, thành phố Buôn Ma Thuột, Đắk Lắk đã

cung cấp nguyên liệu cho đề tài

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và tất cả bạn bè đã

giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Khánh Hòa, ngày 20 tháng 07 năm 2019

Sinh viên

Trần Thị Hồng Bích

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

Đề tài thực hiện trên đối tượng quả Bơ hạt lép XM1, khối lượng từ khoảng 298 –

418 gam/quả, được cung cấp bởi công ty trách nhiệm hữu hạn thương mại và dịch vụ

Bơ Trịnh Mười, Địa chỉ: Buôn Ma Thuột, Đắk Lắk Nghiên cứu tập trung vào việc xác định tỷ lệ phối trộn chitosan – nano bạc và điều kiện bảo quản thích hợp để kéo dài thời gian bảo quản quả bơ XM1 sau thu hoạch Tiến hành chuẩn bị dung dịch nano bạc, dung dịch chitosan, bố trí thí nghiệm tạo màng bao trái cây với mục đích lựa chọn điều kiện bảo quản tốt nhất, kéo dài thời gian bảo quản, hạn chế hao hụt thấp nhất Kết quả nghiên cứu đã tìm ra điều kiện bảo quản bơ XM1 tốt nhất trong phạm vi nghiên

cứu, cụ thể: Bơ XM1 đến thời điểm 21 ngày (kể từ khi thu hoạch) vẫn sử dụng được,

độ ẩm 82,51%, hàm lượng lipid và protein lần lượt là 5,64% và 1,1%, tỷ lệ hao hụt khối lượng là 18,79% Kết quả này đạt được khi điều kiện bảo quản bơ như sau:

- Bơ XM1 thu hoạch sau 5 tháng tính từ khi bắt đầu ra hoa, sau khi thu hoạch

sẽ tiến hành tạo màng bảo quản từ dung dịch chitosan-nano bạc Tính chất của màng bảo quản như sau:

+ Nano bạc được tạo từ dịch chiết xơ dừa (khối lượng xơ dừa 0,5g) và dung dịch bạc nitrat (AgNO 3 )7,5mM với tỷ lệ dịch chiết: AgNO 3 1:20

+ Dung dịch tạo màng: Phối trộn dung dịch chitosan (1% trong acid acetic) với dung dịch nano bạc theo tỷ lệ chitosan: nano bạc 3:1

- Sau khi tạo màng, bảo quản bơ ở điều kiện thường, khi bắt đầu chín đưa bơ vào bảo quản ở nhiệt độ lạnh (2 – 4 0 C)

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ii

LỜI CẢM ƠN iii

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về cây và quả bơ 3

Nguồn gốc và đặc điểm của quả bơ 3

Mùa vụ thu hoạch 5

1.2 Tổng quan về các biến đổi rau quả sau thu hoạch 6

Biến đổi sinh hóa 6

Biến đổi vật lý 6

Biến đổi hóa học 7

1.3 Tổng quan về các phương pháp bảo quản rau quả sau thu hoạch 9

Nguyên lý bảo quản nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm 9

Các phương pháp bảo quản rau quả 10

1.4 Tình hình nghiên cứu bảo quản trái Bơ trên thế giới và Việt Nam 13

Những nghiên cứu trên thế giới 13

Những nghiên cứu trong nước 14

1.5 Tổng quan về Chitin – Chitosan 15

Chitin 15

Chitosan 16

Ứng dụng của Chitosan 18

1.6 Tổng quan về Nano Bạc 20

Giới thiệu về công nghệ Nano 20

Hạt Nano Bạc 21

1.7 Tổng quan về xơ dừa 27

Giới thiệu về xơ dừa 27

Công dụng 28

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 29

2.1 Đối tượng nghiên cứu 29

2.2 Phương pháp nghiên cứu 29

Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 29

Bố trí thí nghiệm 31

Phương pháp đánh giá chất lượng 40

Phương pháp xử lý số liệu 41

Dụng cụ và thiết bị: 41

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42

3.1 Kết quả tạo nano bạc và sản xuất chitosan 42

Kết quả tạo nano bạc 42

Kết quả sản xuất Chitosan 42

3.2 Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan 43

Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan ở nhiệt độ thường 43

Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan ở nhiệt độ lạnh 44

Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan khi kết thúc quá trình bảo quản 45

3.3 Kết quả đánh giá sự hao hụt khối lượng của bơ 49

Kết quả đánh giá sự hao hụt khối lượng của bơ bảo quản ở nhiệt độ thường

49

Kết quả đánh giá sự hao hụt khối lượng của bơ bảo quản ở nhiệt độ lạnh 50

3.4 51

3.5 Kết quả đánh giá hàm lượng nước, lipid và protein của quả bơ trong quá trình bảo quản ở điều kiện lạnh 51

Kết quả đánh giá hàm lượng nước 51

Kết quả đánh giá hàm lượng lipid và protein 52

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC I

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Ý nghĩa

GTTB±ĐLC Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1-1 Ảnh hưởng của hệ dung môi sử dụng đến ứng suất kéo, độ giãn dài giới hạn,

độ trương nở của màng chitosan với độ deacetyl khác nhau 17Bảng 2-1 Dung dịch nano bạc thu được theo tỷ lệ dịch chiết xơ dừa 33Bảng 2-2 Màu sắc của các dung dịch nano bạc ở các nồng độ khác nhau 34Bảng 3-1 Các thông số hóa lí của Chitosan42Bảng 3-2 Điểm đánh giá màu sắc, trạng thái quả Bơ XM1 khi bảo quản ở nhiệt độ thường tương ứng với các điều kiện bao màng khác nhau 43Bảng 3-3 Điểm đánh giá màu sắc, trạng thái quả Bơ XM1 khi bảo quản ở nhiệt độ lạnh tương ứng với các điều kiện bao màng khác nhau 44Bảng 3-4 Điểm đánh giá cảm quan quả Bơ XM1 khi kết thúc quá trình bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường và nhiệt độ lạnh 45Bảng 3-5 Tỷ lệ hao hụt khối lượng (%) của Bơ XM1 ở nhiệt độ thường tương ứng với các điều kiện bao màng khác nhau 49Bảng 3-6 Tỷ lệ hao hụt khối lượng (%) của Bơ XM1 ở nhiệt độ lạnh tương ứng với các điều kiện bao màng khác nhau 50Bảng 3-7 Hàm lượng nước (%) của Bơ XM1 ở nhiệt độ lạnh tương ứng với các điều kiện bao màng khác nhau 51Bảng 3-8 Hàm lượng lipid (%) và protein (%) của quả bơ bảo quản ở nhiệt độ lạnh 52

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Hình 1-1 hình ảnh cây bơ trồng tại vườn (Công ty Trịnh Mười) 3

Hình 1-2 Quả bơ hạt lép XM1 (Công ty Bơ Trịnh Mười) 5

Hình 1-3 Cấu trúc 15

Hình 1-4 Khẩu trang nano bạc 26

Hình 2-1 Hình ảnh quá Bơ XM1 sử dụng trong nghiên cứu 29

Hình 2-2 Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 30

Hình 2-3 Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan 35

Hình 2-4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tạo dung dịch Nano bạc 37

Hình 2-5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tạo màng 38

Hình 3-1 Hình ảnh tạo dung dịch nano Bạc 42

Hình 3-2 Hình ảnh trái bơ sau khi kết thúc quá trình bảo quản ở nhiệt độ thường 46

Hình 3-3 Hình ảnh trái bơ sau khi kết thúc quá trình bảo quản ở nhiệt độ lạnh 47

Hình 3-4 Hình ảnh trái bơ bổ đôi sau 21 ngày bảo quản ở nhiệt độ lạnh 48

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

Cây bơ có mặt ở Việt Nam từ những năm 1940 và phát triển mạnh nhất ở tỉnh ĐăkLăk nhờ vào điều kiện khí hậu, đất đai thích hợp [7] Bơ là loại trái cây có giá trị dinh dưỡng rất cao, được nhiều người tiêu dùng trong nước cũng như thế giới ưa chuộng và sử dụng Tuy nhiên, cây bơ có tính thời vụ, do đó xảy ra hiện tượng “lúc được mùa thì giá rẻ, lúc không được mùa thì giá cao nhưng số lượng ít và chất lượng không đảm bảo” Bên cạnh đó, bơ là loại quả hô hấp đột biến nên quá trình chín của quả đến nhanh, gây chín đồng loạt trong thời gian ngắn, dễ dẫn đến hư hỏng Như vậy,

bơ chỉ tiêu thụ chủ yếu trong nước, tỷ lệ xuất khẩu và chế biến thấp, hiệu quả kinh tế

từ quả bơ chưa cao, từ đó đòi hỏi chúng ta phải tìm ra những phương pháp bảo quản và

xử lý để nâng cao chất lượng sản phẩm trong tương lai

Nano bạc là những hạt bạc có kích thước nhỏ, tính theo đơn vị nanomet (0,1 nm – 100 nm), diện tích bề mặt tổng cộng của bạc nano lớn và hiệu quả hoạt động của bạc nano tăng đáng kể so với hạt bạc có kích thước lớn hơn (micro) Bạc và các hợp chất của bạc thể hiện tính độc đối với vi khuẩn, virus, tảo và nấm, tuy nhiên bạc không thể hiện tính độc với con người Bên cạnh đó, các nhà khoa học còn chứng minh các hạt nano bạc sẽ được giải phóng ra khỏi cơ thể theo thời gian Tổng hợp “xanh” nano là một khái niệm mới về quá trình tổng hợp hạt nano kim loại Đây là phương pháp tổng hợp sử dụng những hợp chất tự nhiên, thân thiện hơn với môi trường nhằm thay thế những chất khử hóa học trong khi hiệu quả hoạt động của hạt nano vẫn được đảm bảo [15] Ngày nay ta kết hợp giữa dung dịch chitosan và dung dịch nano bạc để tạo màng cho thực phẩm, đặc biệt là trái cây sau khi thu hoạch Chitosan có khả năng tạo màng trên bề mặt quả giúp giữ độ ẩm trên bề mặt quả, giữ cho quả căng mọng, có màu sắc đẹp, giá trị cảm quan tốt Chitosan giúp cố định nano bạc trên bề mặt quả làm tăng

hiệu quả kháng vi sinh vật Đó là lí do chọn đề tài: “Nghiên cứu bảo quản bơ XM1 sau thu hoạch bằng màng chitosan – nano bạc”

Mục tiêu của đề tài

Xác định tỷ lệ phối trộn chitosan – nano bạc và điều kiện bảo quản thích hợp để kéo dài thời gian bảo quản bơ XM1 sau thu hoạch

Nội dung đề tài

- Xác định thành phần hóa học cơ bản của bơ XM1

- Tạo dung dịch nano bạc

- Sản xuất chitosan theo quy trình có sẵn

- Tạo màng chitosan – nano bạc ở các tỷ lệ phối trộn khác nhau

- Bảo quản bơ ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau (nhiệt độ thường, nhiệt độ lạnh 2 – 40C)

- Đánh giá chất lượng của bơ theo thời gian và điều kiện bảo quản

Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học:

Đề tài cung cấp dữ liệu khoa học về tỷ lệ phối trộn chitosan – nano bạc và điều kiện bảo quản thích hợp để tăng khả năng tạo màng kháng khuẩn, kháng nấm, vi sinh vật, cho quả bơ XM1

Ý nghĩa thực tiễn:

Thành công của đề tài góp phần kéo dài thời gian bảo quản, nâng cao giá trị kinh tế cho bơ XM1và là cơ sở để ứng dụng màng chitosan – nano bạc cho quả bơ Việt Nam

Do mới đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học nên bản thân chưa tích lũy được nhiều kinh nghiệm, kiến thức còn hạn chế nên không thể tránh khỏi thiếu sót trong quá trình nghiên cứu Kính mong Quý thầy cô và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được hoàn thiện hơn

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về cây và quả bơ

Nguồn gốc và đặc điểm của quả bơ

Quả bơ là một loại quả có nguồn gốc từ tỉnh Puebla, Mexico được phát hiện từ hàng trăm triệu năm trước đó Cây bơ được người Pháp đưa vào trồng ở nước ta vào những năm 1940, hiện nay cây bơ được trồng ở nhiều tỉnh, thành trong cả nước, tập trung nhiều ở các tỉnh Lâm Đồng, Bà Rịa – Vũng Tàu, Đồng Nai, ĐăkLăk, Phú Thọ,

Hình 1-1 hình ảnh cây bơ trồng tại vườn (Công ty Trịnh Mười) Quả bơ có danh pháp khoa học là Persea americana, thuộc họ Laraceace, bộ

Laurales Quả bơ có kích thước, trọng lượng khác nhau tùy vào mỗi loại giống: hình quả lê, hình oval, hình tròn, vỏ quả bơ có giống thì sần sùi, giống thì láng mịn, màu sắc vỏ biến đổi từ màu xanh sáng, xanh vàng hoặc tím đến tím sẫm khi quả chín Thịt quả thường có màu vàng kem, vàng sáng hoặc vàng bơ, tuy nhiên lại có giống bơ gần

vỏ thì có màu xanh sáng bên trong có màu vàng [22]

 Giá trị dinh dưỡng của quả bơ

Quả bơ chứa 73% nước, 15% chất béo, 8,5% carbohyđrate (chủ yếu là chất xơ)

và 2% protein, chứa hơn 14 loại vitamin và khoáng chất bao gồm canxi, sắt, đồng, magiê, phospho, kali, natri, kẽm, mangan và selen [22]

Quả bơ cũng rất giàu chất chống oxy hoá, có tác dụng ngăn ngừa hình thành các gốc tự do gây ung thư, đục thuỷ tinh thể, lão hóa da, giúp duy trì làn da săn chắc Bơ còn là nguồn folate rất quan trọng đối với phụ nữ trong độ tuổi sinh nở và đặc biệt quan trọng đối với thai kỳ ở những tuần đầu tiên vì 75% trẻ sơ sinh bị nứt đốt sống là

do thiếu folate từ trong bụng mẹ

Bơ là một trong rất ít loại quả không có cholesterol, bơ giàu chất béo hơn các loại quả khác rất nhiều, chủ yếu là chất béo đơn không bão hòa, đây là loại chất béo tốt cho cơ thể giúp làm giảm hàm lượng cholesterol Quả bơ có chứa hàm lượng protein cao nhất so với các loại quả khác, cao gần như tương đương với sữa Ngoài ra, quả bơ còn có hàm lượng muối thấp, giàu chất xơ, có hàm lượng lutein cao, có chất carotenoid tự nhiên giúp mắt sáng và duy trì một làn da đẹp Ăn bơ còn có hữu ích cho việc giảm cân vì dễ mang lại cảm giác no bụng

 Giới thiệu sơ lược về bơ XM1 (Bơ Xuân Mười 1):

Bơ XM1 (Hình 1-2) là giống bơ hạt lép do anh Trịnh Mười - Giám đốc công ty

Bơ Trịnh Mười lai tạo và được Sở Nông Nghiệp tỉnh Đăk Lăk đặt tên vào năm 2012 Giống bơ này bắt đầu được trồng vào năm 2012 tại Đăk Lăk, sau 3 năm thì cho quả bói ( năng suất 50kg) năm thứ 4 năng suất tăng lên 80 – 100kg và tới năm thứ 6 đạt tới 200kg

Hình 1-2 Quả bơ hạt lép XM1 (Công ty Bơ Trịnh Mười)

Ưu điểm: Dễ dàng tiêu thụ trong nội địa với hình dáng cảm quan bắt mắt, da và dáng đẹp nên người tiêu dùng rất thích

Nhược điểm: Giống bơ này nhanh chín, vỏ lại mỏng, lúc chín long hạt nên hạn chế trong việc xuất khẩu

Mùa vụ thu hoạch

 Mùa vụ thu hoạch

Mùa vụ thu hoạch bơ có sự khác nhau về giống và các địa phương Cây bơ có thể ra hoa trong suốt khoảng thời gian từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau Nhưng vụ thu hoạch chính là vào khoảng tháng 6 đến tháng 8, với những giống chín sớm thì từ tháng

3 đến tháng 5, giống chín muộn thì từ tháng 9 đến tháng 10 Hiện nay, ở nước ta những vùng trồng bơ để thu hoạch gồm các tỉnh phía Bắc như Phú Thọ, Mộc Châu thu hoạch vào tháng 9 – 10 Ở miền Trung, đặc biệt là Quảng Trị cho vùng bơ thu hoạch tháng 8 – 10, một số nơi miền Đông Nam Bộ như huyện Long Khánh, Định Quán của tỉnh Đồng Nai cho bơ thu hoạch vào tháng 4 – 5 [22]

 Các chỉ tiêu chất lượng khi thu hoạch

Các chỉ tiêu của bơ khi thu hoạch: da láng, cứng, màu xanh, hạt nhỏ lỏng, một lớp vỏ mỏng khô bọc quanh hạt và bóc ra dễ dàng, quả không bị sâu thối, dập nát, quả chưa chín hoàn toàn nhưng các chất dinh dưỡng đã tích lũy đầy đủ bên trong quả

Người thu gom thử độ già của trái bơ sau khi cây bơ ra hoa được 4 tháng Lấy mẫu quả tại nhiều vị trí khác nhau với nhiều kích cỡ khác nhau trên cùng một cây bơ Trên một cây bơ, người thu gom có thể thu hoạch từ 2 đến 3 lần do độ già của bơ trên cây là khác nhau [4]

1.2 Tổng quan về các biến đổi rau quả sau thu hoạch

Biến đổi sinh hóa

Trong quá trình phát triển rau quả luôn luôn có quá trình trao đổi chất, đó là quá trình đồng hóa và dị hóa Khi còn ở trên cây mẹ, rau quả lấy chất dinh dưỡng, nước, khoáng chất từ đất, lấy CO2 từ không khí và nhờ ánh sáng mặt trời để tổng hợp nên các thành phần hữu cơ trong tế bào – đó là quá trình đồng hóa Đồng thời để cung cấp năng lượng cho hoạt động sống, những chất được tạo thành sẽ bị phân giải, giải phóng năng lượng thông qua quá trình hô hấp – đó là quá trình dị hóa Khi rau quả chưa được thu hái thì quá trình tổng hợp các chất xảy ra nhiều hơn Sau khi rau quả đã tách khỏi cây mẹ thì chủ yếu là quá trình phân giải các chất tích lũy được khi rau quả còn trên cây mẹ Như vậy, hô hấp là quá trình sinh học cơ bản xảy ra trong rau quả khi bảo quản tươi

Về bản chất hóa học, hô hấp là quá trình oxy hóa chậm các chất hữu cơ phức tạp Dưới tác dụng của enzyme các chất này phân hủy thành chất đơn giản hơn và giải phóng năng lượng Người ta thấy rằng hầu hết các chất đều có thể tham gia vào quá trình hô hấp (trừ protein), nhưng chủ yếu vẫn là các chất đường – nhất là đường đơn Các chất không phải đường tham gia trực tiếp vào chu trình hô hấp tạo nên các chất trung gian, không qua khâu chuyển hóa thành đường [4]

Cường độ hô hấp là một chỉ tiêu quan trọng được dùng để đánh giá mức độ hô hấp được xác định chủ yếu bằng lượng O2 hấp thụ hoặc lượng CO2 tạo ra của 1 đơn vị khối lượng nông sản trong một đơn vị thời gian [27]

Biến đổi vật lý

Sự bay hơi nước [6]

Sự bay hơi nước tùy thuộc vào mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, cấu tạo và trạng thái của mô bao che (chiều dày và độ chắc của vỏ, của lớp sáp, lớp phấn ngoài vỏ, .) đặc điểm và mức độ bị dập cơ học, độ ẩm và nhiệt độ của môi trường

xung quanh, tốc độ chuyển động của không khí, độ chín của rau quả, cách bao gói, thời hạn và phương pháp tồn trữ, cùng các yếu tố như cường độ hô hấp và sự sinh ra nước Sự thoát hơi nước cũng thay đổi theo thời gian bảo quản: Sau khi thu hoạch thì mất nước mạnh, khi quả càng chín thì cường độ hô hấp giảm, tốc độ thoát hơi nước chậm lại

Để hạn chế sự thoát hơi nước trong rau quả, người ta thường áp dụng một số biện pháp như hạ thấp nhiệt độ, sử dụng màng bao thực phẩm, tăng độ ẩm môi trường

và giảm tốc độ chuyển động của dòng khi trong kho bảo quản

 Sự giảm khối lượng tự nhiên [6]

Sự giảm khối lượng tự nhiên của rau quả trong quá trình bảo quản là do sự bay hơi nước và tổn hao chất hữu cơ khi hô hấp Sự hao hụt khối lượng trong thời gian tồn trữ phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giống, vùng khí hậu, điều kiện chăm sóc, mùa và công nghệ tồn trữ cũng như mức độ nguyên vẹn của nguyên liệu, kỹ thuật bảo quản và thời gian bảo quản Do đó, khi tạo được điều kiện bảo quản thích hợp có thể hạn chế

sự giảm khối lượng đến mức tối thiểu

 Sự sinh nhiệt [6]

Lượng nhiệt sinh ra trong quá trình bảo quản là do hoạt động hô hấp của nông sản Trong đó hai phần ba lượng nhiệt tỏa ra môi trường xung quanh, một phần ba được dùng vào các quá trình trao đổi chất trong tế bào, quá trình bay hơi nước, một

phần dự trữ ở dạng năng lượng hóa học ATP (Adenosine Triphosphate)

Như vậy, cần ổn định nhiệt độ và độ ẩm trong kho trong quá trình bảo quản rau quả Ngay ở nhiệt độ bảo quản tối ưu, nhiệt độ rau quả vẫn có thể tăng Khi nhiệt độ và

độ ẩm bảo quản tăng sẽ dẫn đến cường độ hô hấp tăng tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn và nấm mốc phát triển nhanh chóng Đó là điều kiện dẫn đến hư hỏng nhanh chóng

Biến đổi hóa học

Glucid luôn là thành phần có thay đổi lớn và mạnh nhất trong khi tồn trữ cũng như trong quá trình sinh trưởng và phát triển của rau quả tươi Tùy theo loại rau quả và điều kiện sinh lý, cũng tùy theo thời gian và nhiệt độ bảo quản, tốc độ biến đổi của gluxit cũng khác nhau [6]

Rau quả có hàm lượng nước cao nên xu hướng thoát hơi nước rất nhiều, lượng nước có trong nông sản hầu như phụ thuộc vào thời điểm thu hoạch Đường đa bị thủy phân thành đường đơn, đường đơn này tham gia vào quá trình hô hấp để tạo năng lượng duy trì sự sống của nông sản

Cellulose và hemicellulose: Chiếm khoảng 0,2 – 2,8% trong rau (cải bắp 1,5%, măng 3%) Các phân tử cellulose rất bền vững, chỉ bị thủy phân trong môi trường acid hoặc dưới tác động của enzyme cellulase Đóng vai trò quan trọng là các chất xơ giúp tăng cường nhu động ruột, hỗ trợ tiêu hóa [27]

Chất pectin chứa một phần ba chất khô của thành tế bào sơ cấp của rau quả Trong quá trình chín, protopectin chuyển thành pectin hòa tan, làm cho liên kết giữa các tế bào và giữa các mô yếu đi và rau quả bị mềm Khi quá trình chín xảy ra, các chất pectin bị phân huỷ đến acid pectic và metanol làm cho rau quả bị nhũn và cấu trúc

bị phá hủy

Các chất màu thay đổi rõ nhất trong quá trình chín Thường clorofin dần dần giảm đi trong khi carotin dần dần tăng lên để trở thành chất màu chính của quả chín Tuy nhiên, trong chuối tiêu, carotin không đổi trong quá trình chín, còn trong cam carotin bắt đầu tăng dần khi trên vỏ không còn màu xanh

Hàm lượng tanin giảm đi trong quá trình chín và giảm ngày càng nhanh làm thay đổi vị chát của quả

Hương thơm được sản sinh do các chất bay hơi được tổng hợp trong quá trình chín của quả và gồm có các aldehyde, rượu, este, lacton, tecpen và hợp chất lưu huỳnh

Vitamin C giảm mạnh trong quá trình bảo quản, đặc biệt là các loại rau quả không bảo quản được lâu, trong quá trình quả chín, vitamin C của quả giảm đi nhanh hơn do các quá trình khử trong mô bị phá hủy và không khí xâm nhập [4]

Hàm lượng vitamin B1 ổn định Vitamin B2 không bền, dễ bị phân hủy khi gia nhiệt, khi có ánh sáng, dễ dàng bị oxi hóa khử Vitamin A caroten thường tổn thất nhiều trong quá trình chế biến [27]

Các hợp chất polyphenol chủ yếu bao gồm các chất tannin tạo vị chát ở nhiều loại rau quả Thông thường quả chứa khoảng 0,1 – 1% tannin và thành phần này dễ bị oxy hóa dưới tác dụng của enzyme polyphenoloxydase và chuyển tannin thành

flobafen có màu nâu sẫm, đen hay vàng xám Các hợp chất polyphenol còn tác dụng với oxide sắt tạo màu nâu, với muối thiếc cho màu hồng, tạo kết tủa đen khi bị đun nóng và khi tác dụng với protein sẽ tạo các tannat không tan [6]

1.3 Tổng quan về các phương pháp bảo quản rau quả sau thu hoạch

Nguyên lý bảo quản nguyên liệu và sản phẩm thực phẩm

Rau quả tươi sau khi thu hái được lưu trữ trong điều kiện môi trường khí quyển bình thường, chất lượng của chúng sẽ giảm dần và tiến tới hư hỏng hoàn toàn do thối rửa Thời gian từ lúc thu hái tới khi rau quả bị hư hỏng dài hay ngắn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau như: giống, loại rau quả, thời gian thu hái điều kiện môi trường, Nguyên nhân trực tiếp cơ bản dẫn đến sự hư hỏng, thối rữa rau quả đó là hiện tượng chín và hiện tượng nhiễm bệnh

Chín là một trong những giai đoạn phát triển sinh lý bình thường trong chu kỳ sinh học của một cơ thể sống Đó là: sinh ra - lớn lên - chết Rau quả tươi sau khi thu hái vẫn tiếp tục quá trình sống như còn ở trên cây mẹ, tức là vẫn tiếp tục biến đổi theo chiều hướng tất yếu của chu kỳ sinh học nói trên Quá trình chín của rau quả phụ thuộc vào cường độ hô hấp, quá trình hô hấp của rau quả sau khi thu hái xảy ra với cường độ càng cao thì hiện tượng chín càng nhanh chóng xảy ra Điều đó đồng nghĩa với thời hạn bảo quản của rau quả càng bị rút ngắn

Thực tế cho thấy quả càng chín bao nhiêu thì càng trở nên mềm, sức chịu đựng tác động cơ học càng kém là do trong quá trình chín enzyme protopectinase hoạt động mạnh, phân hủy protopectin (là chất gắn kết tế bào với nhau) thành pectin hòa tan, làm yếu dần mối liên kết giữa các tế bào thậm chí làm cho các tế bào tách hẳn khỏi nhau dẫn đến hiện tượng chảy thành dịch lỏng Vì vậy sức đề kháng bệnh lý của quả chín kém hơn nhiều so với quả chưa chín, đó là cơ hội tốt cho các loại vi sinh vật phát triển gây thối rữa hư hỏng nhanh chóng Như vậy để kéo dài thời hạn bảo quản nguyên liệu rau quả trước hết cần thực hiện theo nguyên tắc thứ nhất là kìm hãm sự hoạt động sống tức là ức chế cường độ hô hấp, từ đó kìm hãm tốc độ chín và nảy mầm Sự hư hỏng, thối rữa của rau quả sau khi thu hái xảy ra chủ yếu là do nguyên nhân nhiễm bệnh Trong nhiều trường hợp cho dù nguyên liệu được hạn chế quá trình chín đến mức tốt nhất, nhưng khi vi sinh vật nhất là nấm mốc có điều kiện hoạt động tốt thì chúng sẽ gây bệnh dẫn đến thối rữa hư hỏng đáng kể Như vậy nguyên tắc thứ hai để kéo dài

thời hạn bảo quản rau quả là: ức chế sự hoạt động, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật

Như vậy thực chất của các phương pháp bảo quản là sự điều chỉnh các quá trình sinh học xảy ra trong rau quả tươi cũng như trong vi sinh vật Khi thay đổi điều kiện môi trường sẽ tác động đến các yếu tố vật lý, hóa học dẫn tới tiêu diệt hay ức chế hoặc bảo toàn quá trình sống của rau quả [13]

Các phương pháp bảo quản rau quả

Dựa trên những nguyên lý sinh học, giáo sư Nikitin chia các phương pháp bảo quản thành 3 nhóm:

- Nhóm thứ nhất bao gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý bảo quản toàn sự sống – Bioza (Boisis) Thời gian bảo quản rau quả phụ thuộc vào khả năng tự đề kháng bệnh lý và độ bền của từng loại quả khi quá trình sống của chúng được duy trì bình thường Với phương pháp bảo quản theo nguyên lý này, rau quả được giữ nguyên trạng thái sống bình thường mà không cần tác động bất cứ giải pháp xử lý nào, ngoài một vài tác động hạn chế cường độ sống nhằm giảm mức phân hủy thành phần dinh dưỡng do hô hấp và giảm tổn hao khối lượng tự nhiên do bay hơi nước

- Nhóm thứ hai bao gồm các phương pháp dựa trên nguyên lý tiềm sinh – Anabioza – tức là làm chậm, ức chế hoạt động sống của nguyên liệu và vi sinh vật Nhờ đó, làm chậm thời gian hư hỏng thối rữa của rau quả Trong thực tế, để ức chế hoạt động sống của nguyên liệu cũng như vi sinh vật, cần có sự can thiệp của một số yếu tố vật lý và hóa học Đó là các biện pháp: bảo quản ở nhiệt độ lạnh, lạnh đông, cô đặc, sấy, điều chỉnh thành phần khí quyển, muối chua, dầm giấm, Đặc điểm chung của phương pháp này là tạo ra môi trường không thuận lợi cho hoạt động sống của nguyên liệu và vi sinh vật, nhờ vậy kìm hãm được cường độ của các quá trình sinh học xảy ra trong nguyên liệu cũng như trong vi sinh vật

- Nhóm thứ ba là nhóm các phương pháp dựa trên nguyên lý phi tiềm sinh Abioza Đó là phương pháp loại bỏ sự sống trong nguyên liệu cũng như vi sinh vật Đình chỉ sự sống trong nguyên liệu tức là ngăn chặn mọi tác động dẫn đến phân giải thành các thành phần hóa học do các hoạt động của quá trình sinh học xảy ra trong tế bào sống Khi không còn hoạt động (đã chế biến thành sản phẩm), nguyên liệu mất

hoàn toàn tính kháng khuẩn và trở thành môi trường phát triển tốt cho vi sinh vật Trong trường hợp này, muốn giữ sản phẩm khỏi hư hỏng thì phải tiêu diệt hoàn toàn hoặc ức chế tối đa hoạt động sống của vi sinh vật có trong sản phẩm Những phương pháp bảo quản thuộc nhóm này gồm: thanh trùng nhiệt, thanh trùng bằng dòng điện cao tần, các phương pháp bảo quản bằng hóa chất hoặc bằng kháng sinh, dùng tia phóng xạ, tia cực tím, [13]

1.3.2.1 Bảo quản ở điều kiện thường

Để tồn trữ ngắn ngày rau quả tươi, người ta thường dùng kho bảo quản ở nhiệt

độ thường hay để nguyên liệu trong phòng với điều kiện bình thường mà không dùng các biện pháp xử lý nào khác ngoại trừ việc thông gió, nên chi phí cho việc bảo quản này thấp hơn so với các phương pháp khác

Có thể dùng biện pháp thông gió tự nhiên hay cưỡng bức Tuy nhiên việc thông gió tự nhiên đạt hiệu quả không cao, do vậy cần thông gió cưỡng bức để không khí thổi đều qua rau quả, giúp nhiệt độ trong kho bảo quản giảm và không khí được thông thoáng hơn [6]

1.3.2.2 Bảo quản ở nhiệt độ lạnh

Nguyên lý: Làm lạnh là một quá trình mà trong đó nhiệt độ của thực phẩm được làm giảm đến giữa -10C đến 80C Quá trình này được thực hiện để hạ thấp tốc độ biến đổi hóa sinh và vi sinh Do đó, kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm tươi và chế biến

Hiện nay phương pháp bảo quản lạnh được sử dụng phổ biến Khi nhiệt độ môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế tốc độ của quá trình sinh hóa và sinh lý xảy ra trong rau quả cũng như vi sinh vật Điều này giúp kéo dài thời hạn bảo quản rau quả tươi mà vẫn giữ được giá trị cảm quan và dinh dưỡng Tuy nhiên một số

vi sinh vật chịu lạnh vẫn có thể tồn tại và gây hư hỏng nếu bảo quản dài ngày [6]

1.3.2.3 Bảo quản bằng hóa chất

Hiện nay trong quá trình bảo quản rau quả và thực phẩm chế biến, người ta thường sử dụng một số loại hóa chất như chất chống oxy hóa, chất chống mốc, kháng sinh, hút ẩm, nhằm kéo dài thời gian bảo quản thực phẩm

Khi sử dụng hóa chất phù hợp cho rau quả có thể bảo quản được vài ngày ngay

cả ở nhiệt độ bình thường Tuy nhiên nếu kết hợp xử lý hóa chất với bảo quản ở nhiệt

độ lạnh thì khả năng bảo quản tăng lên rất nhiều [6]

1.3.2.4 Bảo quản rau quả bằng màng Chitosan

Chitosan được sản xuất từ chitin (chitin sau khi tách chiết được deacetyl hóa với kiềm hoặc được enzyme hóa bằng một chủng enzyme đặc biết sẽ cho chitosan), chitin

có nhiều trong vỏ tôm, mai cua,

Chitosan khi tạo thành màng có những tính chất như: Thấm khí chọn lọc, có tính kháng vi sinh vật và có tính tự phân hủy

Cách sử dụng chitosan để bảo quản một số loại rau quả tươi: Trước tiên người

ta tạo ra dung dịch chitosan bằng cách hòa tan chitosan nguyên liệu vào môi trường acid acetic Có thể bổ sung thêm chất phụ gia để tăng tính kháng nấm hoặc để tăng cường khả năng tạo màng của dung dịch chitosan

Quả tươi, sau khi thu hái, được phân loại, làm sạch rồi nhúng vào dung dịch chitosan đã chuẩn bị sẵn trong thời gian thích hợp, sau đó được vớt ra làm khô để tạo màng chitosan

Tác dụng bảo quản của màng chitosan: Màng tạo ra có khả năng kháng vi sinh vật, hạn chế sự trao đổi O2 và CO2 với môi trường xung quanh tạo ra được môi trường O2 và CO2 phù hợp, do hạn chế hô hấp nên cũng hạn chế được việc sinh ra etylen, hạn chế quá trình bay hơi nước

Khi dùng màng bao chitosan để bảo quản cần chú ý đến độ dày của lớp màng,

độ dày của màng phụ thuộc vào từng loại rau quả, nếu màng dày quá thì dễ sinh ra hô hấp yếm khí, rau quả có hình dạng không đẹp gồ ghề và xù xì [4]

1.3.2.5 Bảo quản bằng cách bao gói

Bảo quản bằng cách bao gói giúp hạn chế sự mất ẩm ở bề mặt, giữ nguyên liệu được tươi lâu hơn Do đó, hạn chế được sự rối loạn về mặt sinh lý bởi sự mất ẩm tự nhiên Phương pháp này cũng hạn chế tốc độ hô hấp, bảo vệ nguyên liệu tránh tiếp xúc với tác nhân bất lợi của môi trường như ánh sáng, không khí,

Ngoài ra, phương pháp bảo quản này cũng làm giảm sự tấn công của sâu bọ, côn trùng,

sự nhiễm bẩn, nấm bệnh., giảm được các va chạm cơ học, tránh tổn thương về mặt vật

lý tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình bảo quản và chuyên chở [4]

1.4 Tình hình nghiên cứu bảo quản trái Bơ trên thế giới và Việt Nam

Những nghiên cứu trên thế giới

 Trên thế giới đã có rất nhiều các công trình nghiên cứu khoa học về bảo quản

bơ khác nhau và nhìn chung thì có một số phương pháp cơ bản như sau:

Theo Peter J Hofmann và cộng sự (2005) bảo quản bơ trong môi trường có điều chỉnh nồng độ các chất khí (CA/MA) là phương pháp bảo quản có hiệu quả nhưng lại tốn kém Ngoài ra tác giả này cũng đã sử dụng hóa chất để kìm hãm quá trình chín (ripening exhibitor) - phương pháp này có sự tham gia của hóa chất nên tạo tâm lý không tốt cho người tiêu dùng và giá thành cũng tương đối cao [38]

Phương pháp bảo quản lạnh được sử dụng nhiều do dễ áp dụng và ít tốn kém Thực phẩm nói chung, rau quả nói riêng được bảo quản ở môi trường có nhiệt độ từ 20 – 240C đến nhiệt độ gần đóng băng của dịch bào trong nguyên liệu gọi là bảo quản lạnh Nhiệt độ môi trường bảo quản càng thấp thì càng có tác dụng ức chế cường độ của các quá trình sinh lí, sinh hóa xảy ra trong rau quả Điều đó đảm bảo kéo dài thời gian bảo quản rau quả tươi Phương pháp này được sử dụng phổ biến trên thế giới hiện nay, vì đây là phương pháp chắc chắn nhất, ít ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản Bảo quản lạnh mang lại hiệu quả cao, được sử dụng rộng rãi cho nhiều loại trái cây Tùy theo đặc tính của từng loại trái cây (nhiệt đới hay ôn đới) mà áp dụng các nhiệt độ bảo quản thích hợp khác nhau

 Theo Zauberman và Marcelle P Jobin-Decor (1995) thì giống bơ Hass bảo quản ở 20C trong 4 tuần tốt hơn bảo quản ở 50C và 80C, thậm chí có thể bảo quản lên đến 5 tuần mà không bị tổn thương lạnh [35]

ngày với cách xử lý trước đó là nhúng bơ trong 0,5% Benomyl ở 500C trong 3 phút [36]

 Theo Kosiyachinda, S And R E Yong (1975) xử lý trái bơ với ethylen ngay sau khi thu hoạch thì có thể bảo quản ở 20C trong 53 ngày với chất lượng ăn chấp nhận được [37]

O Feygenberg el at (2005) đã bảo quản bơ bằng cách kết hợp giữa màng bao (coating) với bảo quản lạnh ở 50C trong 3 tuần và ở 200C trong 8 ngày đều cho kết quả tốt [39]

 Màng bao (coating) là một trong những phương pháp bảo quản được ứng dụng nhiều cho rau và quả Nó làm giảm sự mất hơi nước, hạn chế quá trình hô hấp và kìm hãm quá trình chín của quả Có rất nhiều màng bao được sử dụng như: polyethylene (PE), polystyrene Nhưng gần đây người ta chú ý đến việc sử dụng những màng bao sinh học Loại màng bao này vừa có thể ăn được, vừa bảo vệ trái cây khỏi các tác nhân gây bệnh cũng như trì hoãn các quá trình chín sau thu hoạch Một số màng sinh học được sử dụng trong bảo quản rau quả như: màng gluten, protein của sữa, gelatin, tinh bột, màng cellulose, và hiện nay màng chitosan được sử dụng khá rộng rãi do nó

có tính dai, đa dạng và có khả năng tự phân hủy [39]

Những nghiên cứu trong nước

Nguyễn Thị Xuân Mai (2018) đã thực hiện đề tài “Xây dựng các phương pháp bảo quản quả bơ sau thu hoạch” Kết quả là kéo dài thời gian bảo quản quả bơ gấp hai lần bình thường với chi phí thấp và vật liệu dễ đặt mua với chi phí bảo quản 6.000 – 7.000 đồng/kg, kéo dài thời gian bảo quản bơ ở nhiệt độ thường đến 9 ngày, giảm 15% tổn thất sau thu hoạch, mang lại lợi nhuận trung bình từ 11.000 – 20.500 đồng/kg tùy theo giá thị trường [9]

PGS.TS Nguyễn Quang Vinh – Viện Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường, trường Đại học Tây Nguyên đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu và ứng dụng các chế phẩm chiết xuất từ cây quế và cây chiêu liêu trong bảo quản trái bơ và chanh dây tại tỉnh Đắk Lắk” Kết quả thu được như sau: đã tạo ra được chế phẩm bảo quản quả bơ

và chanh dây từ cao chiết vỏ chiêu liêu và vỏ quế kết hợp với chất tạo màng chitosan

và gum arabic Chế phẩm đạt các tiêu chuẩn về bảo quản theo quy chuẩn Việt Nam (QCVN 4-12:2010/BYT) Khi sử dụng chế phẩm này để bảo quản bơ có thể kéo dài 4

ngày ở điều kiện nhiệt độ là 280C so với đối chứng (thời gian bảo quản là 12 ngày) và

ở 80C là 27 ngày [28]

Nguyễn Văn Toàn và cộng sự (2016) đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của 1-methylcyclopropene đến quá trình sinh tổng hợp ethylene của quả bơ sau thu hoạch” Kết quả đạt được là nồng độ dung dịch 1 – MCP thích hợp nhất nhằm ức chế quá trình sinh tổng hợp ethylene của quả bơ sau thu hoạch là 500ppb Kéo dài thời gian bảo quản quả bơ sau thu hoạch lên đến 27 ngày (xử lý 1-MCP 500ppb trong 1 phút và kết hợp bảo quản điều kiện nhiệt độ 80C và độ ẩm không khí 80 – 85% ) so với bảo quản truyền thống chỉ được 5 – 7 ngày [12]

1.5 Tổng quan về Chitin – Chitosan

Chitin

Chitin là polime hữu cơ phổ biến trong tự nhiên chỉ đứng sau Cenlulose Chitin

ít khi ở dạng tự do mà luôn liên kết với protein dưới dạng phức hợp, cacbonat canxi và nhiều hợp chất hữu cơ khác, gây khó khăn cho việc tách chiết.Chitin là một polysaccharide được cấu tạo bởi các monosaccharit liên kết với nhau bằng cầu nối 1,4 – glucozit và có cấu trúc hóa học học giống cenlulose [14]

Công thức phân tử là (C8H13O5N)n

Phân tử lượng: MChitin = (203,07)n

Hình 1-3 Cấu trúc

Chitin là thành phần quan trọng của vỏ giáp xác, chiếm khoảng 14-35% trọng lượng khô của vỏ giáp xác

Trong thế giới thực vật, chitin có ở dạng tế bào họ nấm Zygomycetes, một số

tảo Chlrophyceae ở địa y (lichen) Tất cả các loại nấm, tảo, nang khuẩn, nấm bất toàn (Fogimperfeccti) đều có thành tế bào là chitin thay cho xenlulose

Trong thế giới động vật, chitin là thành phần cấu trúc quan trọng của hệ như lông, da, trong vỏ bao của một số loài động vật không xương sống như: côn trùng, nhiễm thể, giáp xác, giun tròn Chitin được xem là chất tạo xương hữu cơ Ngoài ra ở động vật bậc cao thì chitin còn có trong khớp xương và móng chân [16]

Tính chất của chitin [16]

Chitin có màu trắng, cũng giống cenlulose, chitin có tính kỵ nước cao và không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và trong các dung môi hữu cơ như rượu, este Chitin hòa tan được trong dung dịch acid đậm đặc như HCl, H3PO4 và dimethylacetamide chứa 5% lithium chloride

Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đặc thì chitin bị khử mất gốc acetyl tạo thành chitosan Khi đun nóng chitin trong dung dịch HCl đặc thì chitin sẽ bị thủy phân tạo thành các phân tử glucosamin có hoạt tính sinh học cao

Chitosan

Chitosan là một dẫn xuất của chitin được hình thành khi tách nhóm acetyl khỏi chitin nên chitosan chứa rất nhiều nhóm amino Chitosan thường ở dạng vẩy hoặc dạng bột có màu trắng ngà Công thức cấu tạo của chitosan gần giống như chitin và cenlulozơ chỉ khác là chitosan chứa nhóm amin ở cacbon thứ 2 [14]

Công thức phân tử: (C6H11O4N)n

Phân tử lượng: MChitosan = (161,07)n

Tính chất của Chitosan:

- Tính chất hóa, lý:

+ Chitosan là một chất rắn, xốp, nhẹ, ở dạng bột có màu trắng ngà, ở dạng vẩy

có màu trắng trong hay màu hơi vàng

+ Chitosan có tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong nước, trong kiềm nhưng tan tốt trong các acid hữu cơ thông thường như acid fomic, acid acetic, acid propionic, acid citric, acid lactic, sẽ tạo thành một dung dịch keo nhớt trong suốt [10],[14]

Khả năng tạo màng của Chitosan [14]

Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt Tính chất cơ lý của màng chitosan như

độ chịu kéo, độ rắn, độ ngấm nước, phụ thuộc vào phân tử lượng và độ deacetyl hóa của chitosan Chitosan độ deacetyl cao có ứng suất kéo và độ giãn dài giới hạn cao hơn màng chitosan độ deacetyl thấp, tuy nhiên chúng có độ trương nở thấp hơn

Ngoài ra, tính chất của màng chitosan phụ thuộc rất nhiều vào dung môi sử dụng hòa tan chitosan để tạo màng Độ rắn (crystallinity) của màng chitosan cũng phụ thuộc vào dung môi sử dụng

Bảng 1-1 Ảnh hưởng của hệ dung môi sử dụng đến ứng suất kéo, độ giãn dài giới hạn,

độ trương nở của màng chitosan với độ deacetyl khác nhau

Dung môi Ứng suất kéo(N/m 3 ) Độ giãn dài giới

hạn(%)

Độ trương nỡ(%)

Chitosan

độ deacetyl thấp

Chitosan

độ deacetyl cao

Chitosan

độ deacetyl thấp

Chitosan

độ deacetyl cao

Chitosan

độ deacetyl thấp

Chitosan

độ deacetyl cao

(Nguồn Trang Sỹ Trung và cộng sự, 2010).

Ngoài ra, chitosan còn có khả năng chống oxy hóa Khả năng chống oxy hóa của chitosan phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lượng và độ nhớt của chitosan

Chitosan có độ nhớt thấp thì có khả năng chống oxy hóa cao Chitosan có độ deacetyl cao thường hấp phụ màu tốt [3]

Ứng dụng của Chitosan

1.5.3.1 Ứng dụng trong nông nghiệp

Với vai trò kháng vi khuẩn, kháng nấm, kháng virus, kháng một số côn trùng thì chitosan được ứng dụng trong kiểm soát các bệnh hại, giúp xử lí hạt giống và là thuốc trừ sâu sinh học Hạn chế được vi sinh vật gây hại và kích thích vi sinh vật có ích phát triển trong đất

Chitosan với khả năng hạn chế thoát hơi nước thì trong nông nghiệp nó còn được dùng với vai trò cố định phân bón qua lá và tăng sức chống sự khô hạn

Bên cạnh đó chitosan còn được dùng làm thực phẩm tăng trưởng cho gà, vì khi thêm 10% chitosan vào thức ăn của chúng thì giúp chúng có thêm sức khỏe cơ thể phát triển nhanh hơn, không gây độc hại và không để lại hậu quả sau này [16]

1.5.3.2 Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm

Trong công nghệ thực phẩm hiện nay, chitosan là một hợp chất polyme tự nhiên rất an toàn Nó có các tính chất đặc trưng như khả năng kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxy hóa, tạo màng, tạo gel, hấp phụ màu, làm trong, Vì thế chitosan được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ sản xuất

Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt, màng chitosan là màng bán thấm Màng bao chitosan sẽ tạo ra rào cản hạn chế sự cung cấp oxy trên bề mặt rau quả tươi, hàm lượng CO2 tăng lên bên trong màng bao dẫn đến ức chế quá trình hô hấp của rau quả

và hạn chế được sự biến nâu của quả tươi Bên cạnh đó sự hư hỏng rau quả do vi sinh vật gây nên cũng được giảm hẳn đi nhờ vào tính kháng khuẩn và kháng nấm của chitosan Khi sử dụng chitosan tạo màng cho trái cây nó ngăn cản sự thoát ẩm ra bên ngoài môi trường nên hạn chế sự mất hơi nước và hao hụt khối lượng trong thời gian bảo quản

Nhờ khả năng hạn chế nước thoát qua màng nên trong quá trình bảo quản thực phẩm lạnh và lạnh đông chitosan được sử dụng để khắc phục hiện tượng mất nước

Trong bảo quản thịt và các sản phẩm từ thịt thì hư hỏng dễ dàng xảy ra do vi sinh vật và quá trình oxy hóa lipid, đây là 2 yếu tố mà chitosan có thể hạn chế được vì chitosan có tính kháng nấm và hạn chế quá trình oxy hóa lipid [14]

1.5.3.3 Ứng dụng trong công nghiệp dệt

Chitosan với tính chất không tan trong nước được sử dụng để hồ lên vải và chống ẩm vải, bên cạnh đó ngoài khả năng chống thoát nước thì khi sử dụng chitosan thì còn có ưu điểm chống bắt lửa để sản xuất đồ bảo hộ lao động, chống mục vải và còn được dùng làm bao bì chống ẩm, [16,19]

1.5.3.4 Ứng dụng trong y học

Với tác dụng kháng nấm, kháng khuẩn chitosan được nghiên cứu ứng dụng trong việc điều trị viêm loét dạ dày với kết quả khả quan nhờ vào khả năng ức chế sự

phát triển của một số chủng vi khuẩn, đặc biệt là chủng Helicobacter pylori – đó là

một trong những tác nhân quan trọng, chitosan còn tạo màng gel trong môi trường acid

dạ dày giúp bảo vệ niêm mạc dưới tác dụng của các tác nhân gây viêm loét dạ dày Tiếp đến là một thành công quan trọng mà ta cần nhắc đến đó là khả năng dịch chuyển insulin vào trong cơ thể người qua đường miệng, đó là phương pháp thuận lợi cho bệnh nhân bị tiểu đường [14,20]

Trong y học chitosan còn được ứng dụng vào chữa bỏng, làm lành vết thương, tạo ra kính sát tròng, ngoài ra còn được ứng dụng trong kỹ thuật bào chế dược phẩm, làm thuốc giảm đau, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng [14,16]

1.5.3.5 Ứng dụng trong một số ngành khác

Trong mỹ phẩm: Với tính chất an toàn, không gây độc hại cho con người nên chitosan được ứng dụng làm chất tẩy trang và nó hoàn toàn phù hợp với đặc tính tan trong acid hữu cơ nên làm các acid hữu cơ trở nên nhớt hơn dễ dàng lau chùi khỏi bề mặt

Trong công nghệ môi trường: Nhờ vào khả năng làm đông tụ các thể rắn lơ lửng

và kết dính tốt với các ion kim loại như Pb, Hg, do đó được ứng dụng trong xử lý nước thải công nghiệp rất hiệu quả như công nghiêp nhuộm vải, công nghiệp nuôi tôm,

cá và từ các nhà máy chế biến thực phẩm [10]

Công nghệ sinh học: Cố định enzyme và các tế bào vi sinh vật, làm chất màng trong sắc kí chọn lọc [16]

1.6 Tổng quan về Nano Bạc

Giới thiệu về công nghệ Nano

1.6.1.1 Khái niệm công nghệ Nano

Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet (nm) Ranh giới giữa công nghệ nano và khoa học nano đôi khi không rõ ràng, tuy nhiên chúng đều có chung đối tượng là vật liệu nano [5]

1.6.1.2 Vật liệu Nano

Vật liệu nano là loại vật liệu có cấu trúc hạt, các sợi, các ống, các tấm mỏng,

có kích thước khoảng 1nm đến 100nm Vật liệu nano là đối tượng nghiên cứu của khoa học nano và công nghệ nano, liên kết hai lĩnh vực với nhau [8]

Tính chất vật liệu nano bắt nguồn từ kích thước của chúng rất nhỏ bé có thể so sánh với các kích thước tới hạn của nhiều tính chất hóa lí của vật liệu Do đặc điểm về kích thước mà vật liệu nano nằm giữa tính chất lượng tử của nguyên tử và tính chất khối của vật liệu Đối với vật liệu khối, độ dài tới hạn của các tính chất rất nhỏ so với

độ lớn của vật liệu, nhưng đối với vật liệu nano thì điều đó không đúng nên các tính chất khác lạ bắt đầu từ nguyên nhân này [8,11]

Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước nanomet Về trạng thái của vật liệu, người ta chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng và khí Hiện nay người ta tập trung nghiên cứu vật liệu rắn là chủ yếu [25]

Về hình dáng vật liệu, người ta phân chia thành các loại vật liệu như sau:

- Vật liệu nano không chiều là cả ba chiều đều có kích thước nano, không còn chiều tự do nào cho điện tử, ví dụ: Đám nano, hạt nano

- Vật liệu nano một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, một chiều có điện tử tự do, ví dụ: Dây nano, ống nano

- Vật liệu nano hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, hai chiều có điện tử tự do, ví dụ: Màng mỏng

Ngoài ra còn có vật có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có nano không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau [11,25]

Hạt Nano Bạc

1.6.2.1 Giới thiệu về kim loại Bạc

Bạc là tên một nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu là

Ag, số hiệu nguyên tử là 47, chu kì 5, phân nhóm IB trong bảng tuần hoàn và có cấu hình electron là: [Kr]4d105s1 [11]

Bạc và các hợp chất của bạc thể hiện tính độc đối với vi khuẩn, virut, tảo, nấm; nhưng khác với các kim loại nặng khác (chì, thủy ngân, ) bạc không thể hiện tính độc với con người, do đó nó được ứng dụng thay thế thuốc kháng sinh để diệt nấm mốc, virus, vi khuẩn và nhiều ứng dụng khác trong y học [8]

Đặc tính xúc tác quang của Bạc [11]

Bạc là một kim loại quý, ngoài giá trị thương mại và thẩm mỹ, bạc còn được biết đến bởi tính xúc tác quang của nó Nano bạc có diện tích bề mặt lớn và năng lượng bề mặt cao rất hữu ích cho việc làm xúc tác Khi được làm xúc tác thì các hạt nano bạc được phủ lên các chất mang như silicat phẳng Chúng có tác dụng giữ cho các hạt nano bạc bám trên các chất mang Đồng thời có thể làm tăng độ bền, tính chất xúc tác, bảo vệ chất xúc tác khỏi quá trình nhiệt cũng như kết khối cục bộ giúp kéo dài thời gian hoạt động của chất xúc tác Ngoài ra hoạt tính xúc tác có thể điều khiển bằng kích thước của các hạt nano bạc dùng làm xúc tác

Do hạt nano có số lượng nguyên tử hoạt động trên bề mặt lớn hơn so với kim loại khối nên hạt nano sử dụng trong xúc tác sẽ tốt hơn so với các chất rắn thông thường Một hạt nano với 13 nguyên tử ở cấu hình lớp vỏ ngoài thì có tới 12 nguyên tử trên bề mặt và chỉ một ở phía trong Hạt nano bạc 3nm có chứa khoảng 1000 nguyên

tử thì có 40% tổng số nguyên tử trên bề mặt Hạt có đường kính 150nm chứa khoảng

107 nguyên tử thì có khoảng 1% nguyên tử trên bề mặt

1.6.2.2 Giới thiệu về Nano Bạc

Nano bạc là những hạt bạc có kích thước nano từ 1nm đến 100nm, gần với kích thước của phân tử bạc, có hiệu ứng bề mặt vô cùng lớn Với diện tích bề mặt lớn thì

hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với các vật liệu khối nhờ vào khả năng giải phóng ion Ag+ nhiều hơn [5,8].

Các hạt nano bạc có hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt Hiện tượng này tạo nên màu sắc từ vàng nhạt đến đen cho các dung dịch có chứa hạt nano bạc với các màu sắc phụ thuộc vào nồng độ và kích thước hạt nano [5,11]

Bạc nano là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn và có những tính chất độc đáo như sau:

✓ Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi nhanh chóng, có khả năng phát xạ tia hồng ngoại đi xa, chống tĩnh điện

✓ Không độc, không gây hại cho sức khỏe con người với liều lượng tương đối cao, không có phụ gia hóa chất

✓ Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau (trong các dung môi phân cực như nước và trong các dung môi không phân cực như benzene, toluene)

✓ Có độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các tác nhân oxy hóa khử thông thường

✓ Chi phí cho quá trình sản xuất thấp

✓ Ổn định ở nhiệt độ cao [8,11]

1.6.2.3 Một số tính chất hạt Nano Bạc

Hạt nano kim loại có hai tính chất khác biệt với vật liệu khối là hiệu ứng bề mặt

và hiệu ứng kích thước Do đặc điểm các hạt nano có tính kim loại, nghĩa là có mật độ điện tử tự do lớn thì các tính chất thể hiện có những đặc trưng riêng khác với các hạt không có mật độ điện tử tự do cao [11]

a Tính chất quang

Phổ hấp thụ phân tử cực đại của hạt nano bạc dao động trong khoảng bước sóng

từ 400 – 600nm, phụ thuộc vào kích thước cuả hạt nano bạc Khi kích thước hạt nano bạc tăng thì cường độ đỉnh hấp thụ cực đại tăng và dịch chuyển về phía bước sóng dài Các yếu tố trong quá trình chế tạo và tổng hợp nano bạc quyết định đến kích thước hạt tạo được Khi cùng một điều kiện, phương pháp tổng hợp khác nhau thì đỉnh hấp thụ

cực đại của nano bạc là khác nhau Nhưng khi cùng một phương pháp tổng hợp mà lại thay đổi điều kiện của phản ứng như thời gian, nhiệt độ hay nồng độ chất tham gia phản ứng, thì cũng làm thay đổi phổ hấp thụ phân tử cực đại của hạt nano bạc tạo ra [8].

Tính chất quang học của hạt nano bạc trộn trong thủy tinh làm cho sản phẩm từ thủy tinh có màu sắc khác nhau đã được người La Mã sử dụng từ hàng ngàn năm trước Các hiện tượng đó bắt nguồn từ hiện tượng cộng hưởng plasmon bề mặt do điện

tử tự do trong hạt nano hấp thụ ánh sáng chiếu vào Kim loại có nhiều điện tử tự do, các điện tử tự do này sẽ dao động dưới tác dụng của điện từ trường bên ngoài ánh sáng Nếu quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước của hạt nano thì các dao động sẽ bị dập tắt bởi sự sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể có trong kim loại Nếu quãng đường tự do lớn hơn kích thước của hạt sẽ xảy ra dao động cộng hưởng với ánh sáng kích thích Như vậy, tính chất quang của hạt nano bạc

có được do sự dao động tập thể của các điện tử với các bức xạ sóng điện tử Sự xuất hiện dao động cộng hưởng sẽ phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau nhưng chủ yếu là hình dáng, độ lớn hạt và môi trường xung quanh [8,11]

b Đặc tính diệt khuẩn

Cơ chế diệt khuẩn của nano bạc:

Hạt nano bạc ở kích thước 5 – 15nm có tỷ lệ phần trăm số nguyên tử nằm trên

bề mặt rất lớn (hầu hết các nguyên tử tập trung tại bề mặt của hạt nano bạc) Có một số

ít các nguyên tử nằm phía trong, còn lại đều nằm trên bề mặt ngoài với số lượng lớn và chúng không bị che chắn bởi các lớp, chính vì thế năng lượng bề mặt là rất nhỏ do đó chúng dễ dàng tách ra khỏi lớp bề mặt khiến chúng trở lên linh động hơn Như vậy, nếu như ở vật liệu thông thường (vật liệu khối, không phải kích thước nano) chỉ một số

ít nguyên tử nằm trên bề mặt, còn phần lớn các nguyên tử còn lại nằm sâu phía trong,

bị các lớp ngoài che chắn thì trong cấu trúc của vật liệu nano, hầu hết các nguyên tử đều được nằm trên bề mặt hoặc bị che chắn không đáng kể vì thế mà diện tích bề mặt của vật liệu nano tăng lên rất nhiều so với vật liệu thông thường Với các hạt nano bạc

có kích thước nhỏ, phần lớn các nguyên tử tập trung nhiều tại bề mặt của hạt, chúng sẽ

ít bị cản trở bởi lực hút của hạt nhân, các nguyên tử trở lên linh động hơn do năng lượng bề mặt giảm vì thế các nguyên tử rất dễ tách ra và các hạt nano bạc dễ dàng giải

phóng các ion bạc mang điện dương (Ag+), các ion Ag+ này có tác dụng diệt nấm khuẩn gây bệnh theo cơ chế đặc thù Bên cạnh đó, từ các kết quả thực nghiệm của các công trình nghiên cứu đã cho thấy rằng hiệu quả diệt khuẩn của hạt nano bạc phụ thuộc rất nhiều vào kích thước của chúng

1.6.2.4 Các phương pháp chế tạo hạt Nano Bạc

Về cơ bản, hạt nano bạc cũng có hai phương pháp chính: Phương pháp đi từ trên xuống (top – down), và phương pháp đi từ dưới lên (bottom – up) tương tự như vật liệu nano

Một số phương pháp điều chế hạt nano bạc cụ thể dưới đây:

a Phương pháp khử hóa học

Phương pháp này sử dụng các tác nhân hóa học để khử ion kim loại thành kim loại Để các hạt phân tán tốt trong dung môi mà không bị kết tụ thành đám, người ta sử dụng phương pháp tĩnh điện để làm cho bề mặt các hạt nano có cùng điện tích và đẩy nhau hoặc dùng phương pháp bao bọc bằng chất hoạt hóa bề mặt Các hạt nano tạo thành bằng phương pháp này có kích thước từ 10nm đến 100nm [11]

c Phương pháp khử hóa lý

Phương pháp này là phương pháp trung gian giữa hóa học và vật lý Nguyên lý

là dùng phương pháp điện phân kết hợp với siêu dẫn để tạo hạt nano Phương pháp điện phân thông thường chỉ có thể tạo được màng mỏng kim loại Trước khi xảy ra sự hình thành màng, các nguyên tử kim loại sau khi được điện hóa sẽ tạo hạt nano bám trên điện cực âm Lúc này người ta tác dụng một xung siêu âm đồng bộ với xung điện phân thì hạt nano kim loại sẽ rời khỏi điện cực và đi vào dung dịch [11]

hv

d Phương pháp sinh học

Phương pháp này sử dụng các tác nhân vi rút, vi khuẩn có khả năng khử ion bạc tạo nên nguyên tử bạc kim loại Dưới tác dụng của vi khuẩn, vi rút thì ion bạc sẽ chuyển thành nguyên tử hạt nano bạc kim loại

Các tác nhân sinh học thường là các vi khuẩn, các loại nấm, Phương pháp này đơn giản, thân thiện với môi trường mà lại còn có khả năng tạo ra hạt nano bạc có kích thước khoảng 2 – 5nm [8]

1.6.2.5 Ứng dụng của Nano Bạc

a Ứng dụng trong y học và sức khỏe con người

Trong y học bạc nano ngoài việc sản xuất ra các dung dịch có tính sát trùng cao trên cơ thể con người thì đã tìm ra phương pháp phủ bạc nano lên các dụng cụ y tế để

vô trùng tuyệt đối, đặc biệt là các thiết bị hoạt động bên trong cơ thể khi mổ nội soi, tim, phổi, làm khớp xương nhân tạo, những bộ phận giả,

Thời gian gần đây đã có người tìm thấy được nhiều ưu điểm của việc dùng nano bạc như một chất kháng sinh thiên nhiên hơn so với chất kháng sinh tổng hợp Khi sử dụng kháng sinh tổng hợp sau một thời gian nhiều vi sinh vật gây bệnh sống sót và qua vài đời ở chúng xuất hiện tính đề kháng với các loại kháng sinh Nhưng bạc thì khác, bạc diệt hoàn toàn mầm bệnh theo một cơ chế khác, nó can thiệp vào hoạt động sống của vi khuẩn gây hại để làm chết chúng nên chúng không thể tự thích nghi để chống lại bạc [11]

Khẩu trang nano bạc: Được thiết kế với 3 – 4 lớp gồm 2 lớp vải, một lớp vật liệu tẩm nano bạc và than hoạt tính ở giữa, loại khẩu trang này có khả năng diệt khuẩn, diệt virus, lọc không khí rất tốt Lớp vải tẩm nano bạc có chức năng diệt vi khuẩn, virus, nấm bị giữ lại trên khẩu trang đồng thời có tác dụng khử mùi [5,11]

Vi sinh học

Hình 1-4 Khẩu trang nano bạc

b Ứng dụng nano bạc trong sản xuất hàng tiêu dùng

Nano bạc được ứng dụng khá rộng rãi trong sản xuất hàng tiêu dùng nhờ vào các đặc điểm như sau:

- Nano bạc ở trạng thái keo, không phải dạng ion như thường gặp nên không bị thất thoát khi lau hay rửa sản phẩm Trong khi đó ứng dụng sản phẩm chỉ cần một phần bạc rất nhỏ để kháng khuẩn Khả năng kháng khuẩn có tác dụng suốt quá trình tồn tại của sản phẩm Trong khi đó, bạc nano có trong sản phẩm không thể cao hơn quy định của World Trade Organization (WTO) đã đưa ra Hàm lượng nano bạc tiết ra ngoài dùng diệt khuẩn thấp hơn định mức của WTO ở vào cấp lũy thừa nên rất an toàn khi sử dụng

- Nano bạc ở dạng keo có tính chất làm ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm

Có nghĩa là các sản phẩm màu trắng có thể sẽ có màu vàng be hoặc vàng rượu Tuy nhiên sản phẩm lại không bị ố, ngả vàng tức là không có sự thay đổi màu qua ánh sáng hoặc qua các quy trình giặc giũ [8]

c Ứng dụng trong xúc tác

Nano bạc với diện tích bề mặt lớn và năng lượng bề mặt cao rất hữu ích cho việc làm xúc tác Khi được làm xúc tác thì các hạt nano được phủ lên các chất mang như silica phẳng, chúng có tác dụng giữ cho các hạt nano bạc bám trên các chất mang Đồng thời có thể làm tăng độ bền, tăng tính chất xúc tác, bảo vệ chất xúc tác khỏi quá trình nhiệt cũng như kết khối cục bộ giúp kéo dài thời gian hoạt động của chất xúc tác Ngoài ra, hoạt tính xúc tác có thể điều khiển bằng kích thước của các hạt nano bạc dùng làm xúc tác

Xúc tác nano bạc được ứng dụng trong việc oxi hóa các hợp chất hữu cơ, chuyển hóa ethylen thành ethylen oxit, dùng cho các phản ứng khử các hợp chất nitro, làm chất phụ gia cải tiến khả năng xử lý NO và khí CO của xúc tác FCC Ngoài ra, xúc tác nano bạc còn dùng làm xúc tác trong phản ứng khử thuốc nhuộm bằng NaBH4 [11]

d Ứng dụng trong nông nghiệp

Với khả năng kháng khuẩn cao nano bạc có tác dụng tốt trong việc: Quét sạch bệnh: Xoắn đọt, héo xanh, héo rũ vi khuẩn, Đặc trị nấm Phytopthora, Fusarium

Nano Bạc của Bio Sun còn có khả năng phòng chống đặc hiệu virus gây bệnh trên cây mà các công nghệ khác chưa có được, chống bệnh tiêu điên, lỡ cổ rễ, cháy bạc

lá, chết nhanh, chết chậm, chống vàng lá, tháo đốt,

Ứng dụng nano bạc trong trồng cây dâu tây, bảo quản nông sản,

Phòng trừ bệnh đốm trắng (nấm tắc kè, đốm nâu) trên cây thanh long [21]

1.7 Tổng quan về xơ dừa

Giới thiệu về xơ dừa

Danh pháp khoa học của dừa: Cocos nucifera Thuộc họ Cau: Arecaeae, là thành viên duy nhất trong chi Cocos [1].

Xơ dừa là loại vật liệu nhẹ, có tính đàn hồi cao, có thể nén được để giảm chi phí vận chuyển và có thể trở lại thể tích ban đầu sau khi vận chuyển, cung cấp diện tích bề mặt lớn để hấp thụ các chất ô nhiễm Ngoài ra, xơ dừa có khả năng cung cấp chất dinh dưỡng cho các vi sinh vật

Xơ dừa là chất hữu cơ và có thể tái sử dụng Độ pH của xơ dừa là 5,5 Chất lượng xơ dừa không bị ảnh hưởng nếu độ pH thấp hơn [34]

Thành phần chủ yếu của xơ dừa là cellulose (khoảng 80%) , tanin (khoảng 8,0%) và lignin (khoảng 18%) nên rất khó bị vi sinh vật phân hủy Xơ dừa được nghiên cứu cho thấy có khả năng tách các kim loại nặng hòa tan trong nước nhờ vào cấu trúc nhiều lỗ xốp và thành phần gồm các polymer như cellulose, hemicellulose, pectin, lignin và protein Các polymer này có thể hấp thụ nhiều chất tan đặc biệt là các ion kim loại hóa trị hai [23,26]

Công dụng

Xơ dừa có rất nhiều công dụng: Là nguyên liệu trong sản xuất dung dịch nano bạc nhờ vào hàm lượng các chất polyphenol chủ yếu là tannin và lignin với vai trò là chất khử bạc, còn được dùng trong sản xuất các loại nêm ngủ, vật liệu trang trí nội thất thân thiện với môi trường, làm lớp phủ đồi trọc, bảo vệ các công trình công nghiệp dưới biển bởi độ bền, lâu bị phân hủy trong môi trường nước nặng, cách âm, cách nhiệt, ngoài ra xơ dừa còn được dùng hiệu quả trong việc chế tạo vật liệu hấp phụ trong xử lý môi trường với giá thành rẻ [26]

Xơ dừa được dùng làm dây thừng, chão, thảm, bàn chải, khảm thuyền cũng như làm vật liệu lèn, nó còn được dùng rộng rãi trong nghề làm vườn để làm chất độn trong phân bón [1]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng nghiên cứu

Quả Bơ XM1 (Hình 2-1) được cung cấp bởi công ty trách nhiệm hữu hạn thương mại và dịch vụ Bơ Trịnh Mười Địa chỉ: Buôn Ma Thuột, Đắk Lắk Bơ sau khi hái tại vườn vào buổi sáng sớm sẽ được vận chuyển ngay về Trường Đại học Nha Trang, tiếp nhận bơ vào buổi trưa sau đó tiến hành bao màng bảo quản, trái nguyên vẹn, khối lượng từ khoảng 298 – 418 gam/quả

Hình 2-1 Hình ảnh quá Bơ XM1 sử dụng trong nghiên cứu

2.2 Phương pháp nghiên cứu

Sơ đồ nghiên cứu tổng quát