Nghiên cứu qui trình sản xuất màng chistosan từ phế liệu vỏ đầu tôm và ứng dụng của nó trong bảo quản thủy sản tạo vỏ xúc xích

NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT MÀNG CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU VỎ ĐẦU TÔM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG BẢO QUẢN THỦY SẢN – TẠO VỎ XÚC XÍCH Chitin là một thành phần hữu cơ tự nhiên có giá trị sử d

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-oOo -

NGUYỄN ANH TRINH

NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT

MÀNG CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU VỎ ĐẦU TÔM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG BẢO QUẢN

THỦY SẢN – TẠO VỎ XÚC XÍCH

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

MÃ SỐ NGÀNH: 2 – 11 - 10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 1 NĂM 2003

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -*** -

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên: Nguyễn Anh Trinh Phái: Nam

Ngày tháng năm sinh: 03/07/1965 Nơi sinh: Đà Nẵng Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm

I.TÊN ĐỀ TÀI

Nghiên cứu qui trình sản xuất màng chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm và

ứng dụng của nó trong bảo quản thủy sản – tạo vỏ xúc xích

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

♦ Hoàn thiện qui trình chiết tách chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm

♦ Nghiên cứu qui trình và tìm hiểu một số tính chất cơ lý của màng chitosan

♦ Bước đầu nghiên cứu ứng dụng của màng chitosan trong bảo quản sản phẩm thủy sản và tạo vỏ xúc xích

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: tháng 6 năm 2002

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: tháng 12 năm 2002

V HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

VI HỌ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

VII HỌ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: PGS TS ĐỒNG THỊ THANH THU

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1 CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2

PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG PGS.TS BÙI VĂN MIÊN PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN PGS.TS ĐỒNG THỊ THANH THU

Nội dung và đề cương Luận văn Thạc sĩ đã được thông qua Hội Đồng Chuyên Ngành

Ngày tháng năm PHÒNG QLKH.SĐH CHỦ NHIỆM NGÀNH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

-oOo -

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG

Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS TS NGUYỄN XÍCH LIÊN

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS TS ĐỒNG THỊ THANH THU

Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TP HỒ CHÍ MINH

Ngày tháng 01 năm 2003

Chúng tôi xin chân thành cảm ơn:

Ban giám hiệu Trường Đại Học Bách Khoa Tp HCM

Ban chủ nhiệm cùng toàn thể qúi thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Bách Khoa đã truyền đạt kiến thức và nhiều kinh nghiệm qúi báu cho tôi trong suốt thời gian học tập ở trường

Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm Tp HCM

Ban chủ nhiệm cùng tất cả các bạn đồng nghiệp trong Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm đã tạo nhiều điêàu kiện thuận lợi để tôi thựïc hiện được các nội dung của đề tài đề ra

Đặc biệt với tất cả tấm lòng biết ơn, tôi xin chân thành gởi đến thầy NGUYỄN ĐỨC LƯỢNG và thầy BÙI VĂN MIÊN đã tận tình hướng dẫn, góp ý và sửa chữa để tôi hoàn thành được nội dung của bản luận văn này

Cảm ơn gia đình đã hết sức động viên để tôi hoàn thành được chương trình của bậc học này

NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT MÀNG CHITOSAN

TỪ PHẾ LIỆU VỎ ĐẦU TÔM VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ TRONG

BẢO QUẢN THỦY SẢN – TẠO VỎ XÚC XÍCH

Chitin là một thành phần hữu cơ tự nhiên có giá trị sử dụng cao và các dẫn xuất của chúng đặc biệt là chitosan có nhiều ứùng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp nhẹ, thực phẩm, nông nghiệp, chăn nuôi , y tế, mỹ phẩm …

Đề tài “Nghiên cứu qui trình sản xuất màng chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm và ứng dụng của nó trong bảo quản thủy sản – tạo vỏ xúc xích” là góp phần phát triển ứùng dụng của chitosan trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm

Đề tài được tiến hành dựa trên sự khảo sát một số yếu tố về nồng độ, hoá chất sử dụng, nhiệt độ và thời gian xử lý trên từng đối tượng thí nghiệm, để từ đó rút ra các thông số tối ưu nhằm hoàn thiện các qui trình nghiên cứùu Kết quả chúng tôi có được:

• Qui trình chiết tách chitosan:

Vỏ tôm khô lọai khóang deacetyl hóa chitosan

- Ở quá trình loại khoáng: ngâm vỏ đầu tôm khô trong dung dịch HCl 6% trong thời gian 6 giờ

- Ở quá trình deacetyl hoá: nấu vỏ đầu tôm sau khi loại khoáng trong kiềm 7M

ở nhiệt độ 130oC đến 160oC với thời gian 90 phút

• Qui trình tạo màng chitosan:

Chitosan tạo dung dịch tráng màng màng

Dung dịch chitosan tạo màng với thành phần là 3% chitosan, 5% hỗn hợp PEG và EG (tỷ lệ 1:1) hoà tan trong acetic acid 1,5%, và tạo màng ở nhiệt độ 60oC trong thời gian 120 phút

• Ứng dụng của chitosan:

- Tạo vỏ bọc xúc xích bằng dung dịch chitosan với thành phần 3% chitosan, 10% hỗn hợp PEG và EG (tỷ lệ 1:1) hoà tan trong acetic acid 1,5%, và tạo vỏ xúc xích ở nhiệt độ 64-65oC trong thời gian 35 phút

- Bảo quản thủy sản: dùng dung dịch chitosan 2% để tạo màng bao quanh cá nục nguyên liệu thì giảm được hao hụt khối lượng trong khi làm lạnh đông từ 2 đến 3 lần so với đối chứùng, và hơn 120 ngày sản phẩm thủy sản khô chưa có dấu hiệu hư hỏng

RESEARCHING THE PROCESS TO PRODUCE CHITOSAN MEMBRANE FROM SHRIMP SHELL AND APPLYING CHITOSAN MEMBRANE IN CONSERVATION OF FISHERIES AND MAKING SAUSAGE CASING

Chitin that is a natural organic constituent has had high exchange value The derivative of chitin is specially chitosan, which has had many applications on light industry, food, agriculture, medicine, and cosmetic…

The thesis on “Researching the process chitosan membrane from shrimp shell and applying chitosan membrane in conservation of fisheries and making the sausage casing” participates in develop of application of chitosan in the field of food

The thesis is carried out base in researching some factors on concentration; chemicals, temperature and time of experiments to draw the optimal parameters due

to perfect the researched processes We have the following results:

* Uses of chitosan:

- Making sausage casing: Chitosan (3%) and 10% of mixed additives of PEG and EG (ratio 1:1) are dissolved in a aqueous acetic acid solution, the acetic acid concentration of the solution is 1.5% The solutions are used to make sausage casing for 35 minutes at 64-65oC

- Conservation fisheries: Chitosan is dissolved in an aqueous acetic acid solution at a concentration of 2%, the acetic acid concentration of the solution is 1.5% The solution is used to cover the raw fish to reduce loss of weight during freezing from 2

to 3 times and the dried fish products to expand time of conservation (until now, more than 120 days, the treated products have not had signal of spoilage yet)

Chương 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề .1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tổng quan về chitin và chitosan 3

2.1.1 Lịch sử phát triển 3

2.1.2 Thành phần cấu trúc và tính chất của chitin và chitosan 4

2.1.2.1 Chitin 4

2.1.2.2 Chitosan 5

2.1.3 Mức độ khác nhau của chitin và chitosan 7

2.1.4 Các phương pháp xác định một số tính chất của chitosan 7

2.1.4.1 Một số phản ứng định tính chitosan 7

2.1.4.2 Xác định độ deacetyl hoá của chitosan 7

2.1.4.2.1 Phản ứng với phosphoric acid 7

2.1.4.2.2 Phương pháp phản ứng với ninhydrin 8

2.1.4.2.3 Phương pháp dựa vào hàm lượng nitơ tổng số 8

2.1.4.2.4 Phương pháp đo phổ hồng ngoại 9

2.2 Các phương pháp chiết tách chitin và chitosan 10

2.2.1 Phương pháp của Hackman .10

2.2.2 Phương pháp của Samuer P.Meyers và Keuns Lee .11

2.2.3 Phương pháp của Khoa Chế Biến Thủy Sản Trường Đại Học Thủy sản 12

2.2.4 Phương pháp của Khoa Sinh Hóa Trường Đại Học Cần Thơ 13

2.2.5 Phương pháp thuỷ nhiệt 13

2.2.6 Phương pháp bán thủy nhiệt 14

2.3 Một số nghiên cứu về màng chitosan 14

2.4 Một số ứng dụng của chitin và chitosan 16

2.4.1 Trong công nghiệp thực phẩm 16

2.4.2 Trong mỹ phẩm 17

2.4.3 Trong y học 17

2.4.4 Trong nông nghiệp 18

2.4.5 Xử lý chất thải và nước thải 19

2.4.6 Trong công nghiệp nhẹ 19

2.4.7 Trong một số ngành khác 20

3.2 Vật liệu và Phương tiện nghiên cứu .21

3.2.1 Vật liệu thí nghiệm 21

3.2.2 Hoá chất sử dụng 21

3.2.3 Phương tiện dùng để nghiên cứu 21

3.3 Phương pháp nghiên cứu 22

3.3.1 Hoàn thiện qui trình sản xuất chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm 22

3.3.1.1 Qui trình sản xuất chitosan 22

3.3.1.1.1 Xử lý nguyên liệu 22

3.3.1.1.2 Quá trình loại khoáng 22

3.3.1.1.3 Deacetyl hoá 22

3.3.1.2 Khảo sát một vài thông số của chitosan thu được 23

3.3.1.2.1 Xác định độ acetyl hóa của chitosan 23

3.3.1.2.2 Ảnh hưởng nồng độ acetic acid đến quá trình tan của chitosan 23

3.3.1.2.3 Xây dựng mối liên hệ giữa nồng độ và độ nhớt của dung dịch chitosan23 3.3.2 Hoàn thiện qui trình tạo màng chitosan 23

3.3.2.1 Thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch chitosan tạo màng 24

3.3.2.2 Thí nghiệm xác định chất phụ gia tạo màng 24

3.3.2.3 Thí nghiệm xác định tỷ lệ của chất phụ gia tạo màng 24

3.3.2.4 Thí nghiệm xác định nhiệt độ, thời gian tạo màng 25

3.3.3 ỨÙng dụng của màng chitosan trong bảo quản thủy sản và tạo vỏ xúc xích.25 3.3.3.1 Tạo vỏ bọc xúc xích 25

3.3.3.1.1 Thí nghiệm xác định chất phụ gia tạo vỏ xúc xích 25

3.3.3.1.2 Thí nghiệm xác định tỷ lệ chất phụ gia tạo vỏ xúc xích 26

3.3.3.1.3 Thí nghiệm xác định thời gian tạo vỏ xúc xích 26

3.3.3.1.4 Thử nghiệm nhồi xúc xích vào vỏ chitosan 26

3.3.3.2 Bảo quản thủy sản 26

3.3.3.2.1 Thực hiện thí nghiệm đối với cá đông lạnh 26

3.3.3.2.2 Thực hiện thí nghiệm đối với cá khô 27

3.4 Phương pháp thực hiện 27

3.4.1 Phương pháp đo độ nhớt 27

3.4.2 Phương pháp xây dựng phương trình hồi qui 28

3.4.3 Phương pháp đo lực chịu phá vỡ 28

3.4.4 Phương pháp đo độ dày 28

3.4.5 Phương pháp đo màu 28

3.4.6 Phương pháp đo độ thoát ẩm .28

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 Hoàn thiện qui trình sản xuất chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm 30

4.1.1 Qui trình sản xuất chitosan 30

4.1.1.1 Xử lý nguyên liệu 30

4.1.1.2 Quá trình loại khoáng .30

4.1.1.3 Loại sắc tố và deacetyl hóa 32

4.1.2 Khảo sát một vài thông số của chitosan thu được 35

4.1.2.1 Xác định độ acetyl hóa của chitosan 35

4.1.2.2 Ảnh hưởng nồng độ acetic acid đến quá trình tan của chitosan 36

4.1.2.3 Độ nhớt dung dịch chitosan 37

4.1.3 Hoàn thiện công nghệ sản xuất chitosan 38

4.1.3.1 Qui trình sản xuất chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm 38

4.1.3.2 Thử nghiệm sản xuất ở qui mô nhỏ 40

4.1.3.3 Sơ bộ tính chí phí cho sản phẩm chitosan 40

4.2 Nghiên cứu qui trình tạo màng chitosan 41

4.2.1 Xác định nồng độ dung dịch chitosan tạo màng 41

4.2.2 Xác định các chất phụ gia tạo màng 43

4.2.3 Xác định nồng độ chất phụ gia tạo màng 46

4.2.4 Xác định thời gian, nhiệt độ trong quá trình hình thành màng 48

4.2.5 Xây dựng qui trình tạo màng 48

4.3 ỨÙng dụng của màng chitosan trong tạo vỏ xúc xích và bảo quản thủy sản 51

4.3.1 Tạo vỏ bọc xúc xích 51

4.3.1.1 Xác định chất phụ gia sử dụng: 51

4.3.1.2 Xác định tỷ lệ của chất phụ gia sử dụng: 53

4.3.1.3 Xác định thời gian tạo vỏ: 54

4.3.1.4 Xây dựng qui trình tạo vỏ xúc xích 56

4.3.1.5 Thử nghiệm nhồi nhũ tương xúc xích vào vỏ 57

4.3.2 Bảo quản thủy sản 59

4.3.2.1 Xác định độ hao hụt trọng lượng khi làm đông lạnh sản phẩm thủy sản 59

4.3.2.2 Theo dõi thời gian bảo quản của sản phẩm khô thủy sản 62

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 66

Bảng 2.1: Hàm lượng chitin của một số loài thủy sản 5

Bảng 2.2: Một vài thông số kỹ thuật của chitin và chitosan thương phẩm 6

Bảng 2.3: Tỷ lệ % nitơ toàn phần trong chitin tính theo lý thuyết .8

Bảng 2.4: Tỷ lệ % nitơ toàn phần trong chitosan tính theo lý thuyết .9

Bảng 4.1: Định mức trong công đoạn xử lý nguyên liệu 30

Bảng4.2: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian nấu đến quá trình deacetyl hoá .33

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian nấu đến quá trình loại sắc tố .34

Bảng 4.4: Một vài thông số kỹ thuật của chitosan thử nghiệm 40

Bảng 4.5: Tiêu tốn nguyên vật liệu cho qui trình sản xuất thử nghiệm chitosan 40 Bảng 4.6: Sơ bộ tính chi phí nguyên vật liệu cho 1,25 kg chitosan 41

Bảng 4.7: Aûnh hưởng của nồng độ dung dịch chitosan đến sự hình thành màng 41 Bảng 4.8: Aûnh hưởng của các chất phụ gia đến sự hình thành màng .44

Bảng 4.9: Aûnh hưởng của nồng độ chất phụ gia đến sự hình thành màng 46

Bảng 4.10: Aûnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến sự hình thành màng .48

Bảng 4.11: Aûnh hưởng của các chất phụ gia đến quá trình tạo vỏ xúc xích 51

Bảng 4.12: Aûnh hưởng của tỷ lệ chất phụ gia đến quá trình tạo vỏ xúc xích 53

Bảng 4.13: Aûnh hưởng của thời gian đến quá trình tạo vỏ xúc xích 55

Bảng 4.14: Aûnh hưởng của tỷ lệ dung dịch chitosan đến % hao hụt trọng lượng của cá nục sau cấp đông 59

Bảng 4.15: Thời gian hư hỏng sớm nhất của sản phẩm khô cá (ngày) 62

Bảng 4.16: Thời gian hư hỏng sớm nhất của sản phẩm khô mựïc (ngày) 62

MỤC LỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1: Qui trình sản xuất chitin của Hackman 10

Sơ đồ 2.2: Qui trình sản xuất chitin của Samuer P.Meyers và Keuns Lee 11

Sơ đồ 2.3: Qui trình sản xuất chitosan của Đỗ Minh Phụng 12

Sơ đồ 2.4: Qui trình sản xuất chitosan của Trần Liên Chi 13

Sơ đồ 2.5: Qui trình sản xuất chitosan theo phương pháp thủy nhiệt 13

Sơ đồ 2.6: Qui trình sản xuất chitosan theo phương pháp bán thủy nhiệt 14

Sơ đồ 4.1: Qui trình sản xuất chitosan đề nghị 38

Sơ đồ 4.2: Qui trình tạo màng chitosan đề nghị 49

Sơ đồ 4.3: Qui trình tạo vỏ xúc xích đề nghị 57

MỤC LỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 4.1: Ảnh hưởng của nồng độ acid HCl và thời gian ngâm đến khả năng loại khoáng của vỏ tôm 31 Biểu đồ 4.2: Thời gian tan của chitosan trong acid ở các nồng độ khác nhau 36 Biểu đồ 4.3: Mối quan hệ giữa nồng độ và độ nhớt của dung dịch chitosan 37 Biểu đồ 4.4: Aûnh hưởng của nồng độ dung dịch chitosan đến lực chịu phá vỡ của màng .42 Biểu đồ 4.5: Aûnh hưởng của chất phụ gia đến lực chịu phá vỡ của màng 44 Biểu đồ 4.6: Aûnh hưởng của nồng độ chất phụ gia đến lực chịu phá vỡ của màng46 Biểu đồ 4.7: Aûnh hưởng của chất phụ gia đến lực chịu phá vỡ của vỏ xúc xích 51 Biểu đồ 4.8: Aûnh hưởng của tỷ lệ chất phụ gia đến lực chịu phá vỡ của vỏ bọc xúc xích 53 Biểu đồ 4.9: Aûnh hưởng của thời gian gia nhiệt đến lực chịu phá vỡ của vỏ bọc xúc xích 55

MỤC LỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 2.1: Công thức cấu tạo của chitin 4

Hình 2.2: Công thức cấu tạo của chitosan 5

Hình 4.1: Nguyên liệu vỏ đầu tôm khô 39

Hình 4.2: Quá trình loại khoáng 39

Hình 4.3: Quá trình deacetyl hoá 39

Hình 4.4: Sản phẩm chitosan 39

Hình 4.5: Chitosan tạo màng 50

Hình 4.6: Màng chitosan 50

Hình 4.7: Tạo vỏ bọc xúc xích 58

Hình 4.8: Tách vỏ bọc xúc xích 58

Hình 4.9: Sản phẩm vỏ bọc xúc xích 58

Hình 4.10: Nhũ tương thịt được nhồi vào vỏ bọc chitosan 58

Hình 4.11: Sản phẩm xúc xích thịt trong vỏ bọc chitosan 57

MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CAP Cellulose acetate phthalate

HPMCP Hydroxy propyl methyl cellulose phthalate

LSD Least Significant Different

Họ và tên: NGUYỄN ANH TRINH

Ngày tháng năm sinh: ngày 3 tháng 7 năm 1965

Nơi sinh: Đà Nẵng

Địa chỉ liên lạc: 229/76 Lê Quang Định, Phường 7, Quận Bình Thạnh

Điện thoại: 5101842

Quá trình đào tạo:

9 Năm 1984 – 1989: bậc đại học, ngành Công Nghệ Chế Biến Thủy Sản, trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang

9 Năm 1994: Tham gia khoá huấn luyện ngắn hạn về “Nuôi thủy sản kết hợp” tại AIT, Thái Lan

9 Năm 1997: Tham gia khoá huấn luyện ngắn hạn về “Bảo quản sau thu hoạch” tại Viện Kỹ thuật King MongKut, Thái Lan

9 Năm 1999: Tham gia khoá huấn luyện ngắn hạn về “Chế biến thịt giá thấp” tại CMRC, Bắc Kinh, Trung Quốc

9 Năm 2000 – 2003: bậc cao học, ngành Công Nghệ Thực Phẩm, trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM

Quá trình công tác:

9 Năm 1989 – 1997: cán bộ giảng dạy tại khoa Thủy Sản, trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

9 Năm 1997 – nay: cán bộ giảng dạy tại khoa Công Nghệ Thực Phẩm, trường Đại Học Nông Lâm Tp.HCM

Chương 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Chitin là một polysaccharide thiên nhiên, tuy đã được khám phá từ lâu nhưng dường như không được người ta chú ý đến trong một thời gian dài Trong những năm gần đây, vấn đề chitin đã được các nhà khoa học quan tâm đến, trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu chitin, chitosan ở các lĩnh vực khác nhau Việc tìm ra công nghệ chiết tách chitin đã có ở những năm 30 của thế kỷ này Đặc biệt vào những năm 60 đã có nhiều sách, tài liệu, đề tài nghiên cứu về phương pháp chiết rút, cấu tạo, tính chất, ứng dụng … của chitin và chitosan

Sản xuất chitin, chitosan đã có lúc ước tính lên đến 1.600 triệu tấn trên toàn thế giới Hai nước đi đầu là Nhật và Mỹ, tiếp đến là các nước Trung Quốc, Aán Độ, Pháp … Riêng ở Việt Nam, Trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang bắt đầu chiết tách chitin, chitosan từ năm 1978 và những năm gần đây, đề tài này đã và đang được nghiêân cứu trên cả nước Tuy nhiên việc nghiên cứu ứng dụng chitosan trong bảo quản nông sản thực phẩm vẫn chưa nhiều, nhất là trong lĩnh vực bảo quản thủy sản

Việc chế biến và xuất khẩu tôm ở Việt Nam đã phát triển một cách nhanh chóng trong một thập kỷ rưỡi qua Sản phẩm tôm đông lạnh chiếm gần 70.000 Tấn/năm, trong đó lượng vỏ đầu tôm có thể từ 40-50% sản lượng tôm đánh bắt, chế biến, [6] đó là một lượng phụ phẩm rất lớn của ngành chế biến tôm, mà hiện nay ở nước ta vẫn xem là phế liệu, chỉ sử dụng một phần làm thức ăn gia súc Do đó nghiên cứu chiết suất và ứùng dụng chitin, chitosan từ nguyên liệu vỏ đầu tôm là việc làm rất thiết thực, nó giải quyết được vấn đề xử lý phụ phẩm ở các xí nghiệp chế biến thủy hải sản, từ nguồn phế liệu có giá trị thấp để trở thành một sản phẩm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm có giá trị cao

Từ những vấn đề trên, chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu qui trình sản

xuất màng chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm và ứng dụng của nó trong bảo quản thủy sản - tạo vỏ xúc xích” nhằm góp phần phát triển ứng dụng của chitosan trong lĩnh

vực công nghệ thực phẩm

1.2 Nội dung nghiên cứu

Để thực hiện đề tài trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu 3 nội dung cơ bản sau:

9 Hoàn thiện qui trình chiết tách chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm

9 Nghiên cứu qui trình và tìm hiểu một số tính chất cơ lý của màng chitosan

9 Bước đầu nghiên cứu ứng dụng màng chitosan trong bảo quản sản phẩm thủy sản và tạo vỏ xúc xích

Các nghiên cứu trên được tiến hành tại Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trung tâm phân tích của Trường Đại Học Nông Lâm và Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM

Số liệu thu được từ các thí nghiệm nghiên cứu, được chúng tôi xử lý thống kê bằng phần mềm STATGRAPHIC để xác định các sai biệt giữa các nghiệm thức, từ đó đánh giá những kết quả một cách khách quan

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ CHITIN VÀ CHITOSAN

2.1.1 Lịch sử phát triển

Danh từ chitin theo tiếng Hy Lạp nghĩa là lớp áo vỏ ngoài hay sự bao bọc, được đề nghị bởi Odier vào năm 1832 khi tác giả tách được một polysaccharide từ cánh cứng của bọ da Tuy nhiên, polysaccharide này được phát hiện bởi Braconnot (một giáo sư về lịch sử tự nhiên, giám đốc vườøn Bách thảo và là thành viên của viện Hàn lâm Khoa học Nancy, Pháp) vào năm 1811 với tên gọi là“ Fungi” Chitin rất phổ biến trong tự nhiên, nó được phát hiện ở trong động vật lẫn thực vật, nó tham gia vào thành phần cấu tạo thành tế bào nấm (chiếm 3-5% trọng lượng tươi), cấu tạo bộ khung xương của vỏ tôm, sam, cua, côn trùng Chitosan được tổng hợp ngoài nguồn nguyên liệu chính từ chitin trong tự nhiên ra nó còn được tổng hợp bằng cách nuôi cấy vi sinh vật

Tới năm 1859, Rouget lần đầu tiên phát hiện ra chitosan (dẫn suất chitin) khi ông đun sôi chitin trong KOH đậm đặc [24]

Năm 1878 Ledderhose đã viết nên phương trình phản ứng thủy phân giữa glucosamine với acetic acid hình thành chitin

Năm 1894 Gilson đã xác định sựï hiện diện của glucosamine

Năm 1ê898 Van Wisseling lần đầu tiên viết một cách tổng quan về chitin Năm 1906 Von Furth và Russo đã chỉ ra rằng chitosan hình thành muối tinh thể vớùi acid và bị kết tủa từ dung dịch acid bởi những tác nhân kết tủa là kiềm

Quá trình nghiên cứu về chitin, chitosan thực sự bắt đầu có hệ thống vào năm đầu của thế kỷ 20, như vào năm 1950 chitosan được mô tả một cách rõ ràng như một polymer của glucosamine và cấu trúc của chitin cũng được nghiên cứùu, nhữõng cuốn sách đầøu tiên về chitin được xuất bản trong thập kỷ 50, và cho đến ngày nay chitin, chitosan là tên gọi quen thuộc hầu hết các nhà hoá - sinh… Hội nghị khoa học đầu tiên ở vùng Châu Á Thái Bình Dương đã được tổ chức tại trường Đại Học Kebangsaan vào năm 1994 rất quan tâm đến tiềm năng sản xuất và ứùng dụng của chitin và chitosan của các nước Đông Nam Á

Động lực chính cho sự phát triển và ứng dụng chitosan là nó được điều chế dễ dàng từ nguồn nguyên liệu loại bỏ, phong phú trong tự nhiên, hạn chế được ô nhiễm môi trường, không độc đối với con người và có khả năng tự phân hủy sinh

cao có thể lên đến 25 μm mà vẫn có khả năng lấy ra được nên nó được ứng dụng khá tốt trong màng bao thực phẩm

2.1.2 Thành phần cấu trúc và tính chất của chitin và chitosan

2.1.2.1 Chitin

Việc nghiên cứu thành phần của chitin được tiến hành dựa trên sự thủy phân bằng chlohydric acid đậm đặc, kết quả thu được sản phẩm kết tinh mà Ledderhose đặt tên là D-glucosamine và khi thủy phân bằng acid loãng thì thu được đơn vị acetamido-2 deoxy-D-glucose, đây là đơn vị cấu trúc thật sự của chitin Ngoài ra, Reynold kiểm tra quá trình thủy phân chitin bằng enzyme của một chủng

Streptomyces griseus và bằng điện di đã tìm ra 2 loại enzym tham gia thủy phân

chitin là chitinase và chitobiase, trong đó các chitinase sẽ tham gia thủy phân chitin thành 2 acetamido-2 deoxy- D-glucose

Chitin có cấu trúc dạng tinh thể không đặc trưng Chúng được cấu tạo từ một tập hợp những phần tử nối với nhau bằng nối hydrogen và hình thành một hệ thống mạng sợi, nó có độ kết tinh cao do gốc – NHCOCH3 ở C2 (carbon số 2) làm tăng liên kết hydro giữa các mạch và trong mạch Hơn thế nữa, chitin rất hiếm thấy ở trạng thái tự do mà thường liên kết với protein bởi nối cộng hóa trị dưới dạng chitin-protein phức hợp Công thức hoá học của chitin là (C8H13NO5)n

Cấu trúc của chitin gần giống như cấu trúc của cellulose Chúng là một biopolymer và là sự liên kết của chuỗi gồm các đơn vị 2 acetamido – 2ø deoxy – D- glucose nối với nhau bởi mối liên kết β(1,4) glucoside [10]

Chitin không tan trong nước, acid loãng hoặc base loãng nhưng tan trong acid vô cơ đặc như HCl, H2SO4, H3PO4 (78 ÷ 79% ) Trong HCl đậm đặc, quá trình thủy phân chitin xảy ra bắt đầu từ nối glucoside và tiếp đó là sự loại bỏ các nhóm acetyl Chính vì có nhược điểm khó tan trong các dung môi hữu cơ loãng và nước nên chitin

CH2OH CH2OH O

CH2OH CH 2 OH NHCOCH3

H

ít được ứng dụng nhiều, sau này người ta có thể xử lý chitin qua công đoạn đặc biệt sẽ tạo ra dẫn suất chitin có khả năng tạo màng và sợi tốt

Hàm lượng chitin có trong một số loài thủy sản được xác định bởi Đỗ Đình Rãng và Phạm Đình Cường (2000) Hàm lượng đó được trình bày ở bảng sau:

Bảng 2.1: Hàm lượng chitin của một số loài thủy sản.[4]

Nguyên liệu Hàm lượng chitin (%) Vỏ hến

Vỏ ốc Vỏ cua đồng Vỏ tôm đồng Vỏ tôm biển

0,48 1,24 23,80 30,00 33,10

2.1.2.2 Chitosan

Chitosan là một polysaccharide gồm các phân tử D-β(1,4) glucosamine, chứa một lượng tối đa 30% các nhóm acetyl Chitosan được điều chế từ sự khử acetyl của chitin bằng cách xử lý với dung dịch KOH hay NaOH đậm đặc [12]

Chitosan ở thể rắn, màu trắng ngà, không mùi, không vị Chitosan có nhiệt độ nóng chảy là 3090C ÷ 3110C Không tan trong nước, kiềm và acid đậm đặc nhưng chỉ tan trong môi trường acid loãng (pH = 6-6,6), tan tốt trong dung dịch acetic acid loãng 0,5 ÷ 1,5% tạo thành một dung dịch keo trong suốt và có khả năng tạo màng rất tốt

Công thức hoá học của chitosan (C6H11NO4)n, với n nằm trong khoảng

700-4500

Trên mỗi mắt xích của phân tử chitosan có 3 loại nhóm chức, các nhóm chức

CH2OH CH2OH O

chitosan Bản chất điện ly được thể hiện khi các nhóm amin của chitosan bị proton

hoá trong dung dịch acid Trong dung dịch acid loãng không có chất điện ly, độ nhớt

cũng tăng theo nồng độ của chitosan và kích thước của mạch phụ thuộc vào sức căng

ionic của chất trung gian và mức độ ion hoá Tính mềm dẻo của mạch tăng theo mức

độ deacetyl hoá vì khi đó giảm liên kết hydrogen trong phân tử chitosan

Chitosan có tác dụng kháng vi khuẩn khá tốt, nhất là trên các vi khuẩn gây

bệnh như E coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa và tác dụng diệt

nấm nhất là nấm Candida albicans [17] Ngoài các tính năng trên của chitosan, nó

còn được xem là nguồn nguyên liệu vô cùng quí giá để cho ra các dẫn suất chitosan

rất hấp dẫn trong các lĩnh vực thực phẩm, dược phẩm, sinh học và bảo vệ môi

trường

Chitosan có khả năng hấp thu đáng kể một lượng lớn nước Có 2 chỉ số quan

trọng nhất của chitosan là mức độ deacetyl hoá (DD) và trọng lượng phân tử trung

bình Độ deacetyl hoá (DD) là độ chuyển hóùa chitin thành chitosan Thông thường

các chitosan có độ deacetyl hoá 85 -–95%, đặc biệt sản phẩm chitosan có độ

deacetyl hoá khoảng 45 – 55% tan tốt trong nước nên được gọi là chitin tan Trọng

lượng phân tử trung bình của chitosan là một đại lượng có ý nghĩa thống kê, nó được

xác định thông qua độ nhớùt của dung dịch chitosan, có giá trị biến đổi từ 10.000 –

500.000 tùy theo mỗi loại chitosan khác nhau Hai chỉ số này ảnh hưởng trựïc tiếp

đến các tính chất hoá lý, hoạt tính sinh học và ứùng dụng của chitosan

Bảng 2.2: Một vài thông số kỹ thuật của chitin và chitosan thương phẩm (được sản

xuất tại công ty Kate International, 14/1909, Kaf villa, Chullickal, Kochi-682005,

Kerala, India) [22]

Thông số kỹ

100-200 với DD > 80%

> 200 với DD < 80 %

2.1.3 Mức độ khác nhau của chitin và chitosan

Trong thực tế, không có sản phẩm nào chiếm 100% chitin hoặc chứa 100% chitosan, do đó để đánh giá mức độ khác biệt của chitin và chitosan người ta dùng khái niệm độ acetyl hoá (DA) hoặc độ deacetyl hoá (DD) Thực chất đây là sự khác nhau do hàm lượng nhóm – NHCOCH3 và nhóm NH2 trong chitin và chitosan Nếu sản phẩm có độ DA lớn hơn 50%, (DD nhỏ hơn 50%) là sản phẩm chitin còn nếu ngược lại là chitosan

2.1.4 Các phương pháp xác định một số tính chất của chitosan

2.1.4.1 Một số phản ứng định tính chitosan [27]

Để kiểm tra chất đó có phải là chitosan hay không người ta có thể dùng một trong hai phản ứng sau để định tính nhanh chitosan (Nguyễn Hữu Đức và Võ Thị Tường Khanh , 1997)

+ Phản ứng với KMnO4: Cho 0,1ml KMnO4 vào 10ml dung dịch chitosan 0,5% trong dung dịch acetic acid 1%, dung dịch từ màu tím sang màu vàng nhạt

+ Phản ứng với Kali Cromat: Cho 1ml Kali cromat 5% vào 10ml dung dịch chitosan 0,5% trong dung dịch acetic acid 1% xuất hiện kết tủa màu vàng

2.1.4.2 Xác định độ deacetyl hoá của chitosan

Có 4 phương pháp nhằm để xác định độ deacetyl hoá của chitosan đó là phương pháp dựa vào phản ứng với phosphoric acid, phản ứng ninhydrin, phương pháp dựa vào hàm lượng % đạm tổng số và phương pháp đo phổ hồng ngoại

2.1.4.2.1 Phản ứng với phosphoric acid [27]

Nguyên lý: Khi chitosan tác dụng H3PO4 đặc ở nhiệt độ cao, gốc acetyl có trong chitosan sẽ bị tách ra dưới dạng acetic acid và định lượng bằng NaOH 0,1N theo phương pháp định phân thể tích Độ deacetyl hoá được tính theo công thức

DD (%) =

m

V k.

100− Trong đó:

k = 2,03: Hệ số liên quan đến phân tử lượng của chitin tính theo lý thuyết

V: sai biệt về thể tích NaOH 0,1N định lượng mẫu thử và mẫu trắng (ml)

m: Khối lượng mẫu thử đã dùng (g)

2.1.4.2.2 Phương pháp phản ứng với ninhydrin [7]

Nguyên lý: Một trong những tính chất hóa học của nhóm amin có trong nhóm chitosan là tác dụng với ninhydrin vì thế có thể đo độ deacetyl hoá bằng cách cho chitosan tạo màu với ninhydrin và định lượng bằng phương pháp đo quang phổ

+ Đo độ hấp thu ở bước sóng 565 nm bằng máy đo quang phổ UV – VIS hiệu Seconmam

+ Tiến hành đo độ hấp thu ở hai thời điểm 15 phút và 30 phút sau khi thực hiện phản ứng

+ Mỗi mẫu làm phản ứng đo 3 lần sau đó tính theo công thức:

DD =

a

b x 99%

Trong đó:

a: Nồng độ dung dịch chitosan thử khi đo

b: Nồng độ dung dịch chitosan chuẩn mà ở đó độ hấp thụ của nó bằng với độ hấp thu của dung dịch thử

2.1.4.2.3 Phương pháp dựa vào hàm lượng nitơ tổng số [13]

Nguyên lý Khi chitin chuyển hoá thành chitosan, gốc acetyl chuyển thành gốc amin làm ảnh hưởng đến % nitơ tổng số Dựa vào sự thay đổi % nitơ tổng số, ta tính được DD (%)

Bảng 2.3: Tỷ lệ % nitơ toàn phần trong chitin tính theo lý thuyết (kí hiệu là a)

Tính trong 1 mạch của phâân tử chitin (C8H13NO5)n có:

Nguyên tố Số nguyên tử trong 1 mạch Tính ra đơn vị Oxi Tỉ lệ % của nitơ trong mạch

Bảng 2.4: Tỷ lệ % nitơ toàn phần trong chitosan tính theo lý thuyết (kí hiệu là b)

Tính trong 1 mạch của phâân tử chitosan ( C6H11NO4 ) n có:

Nguyên tố Số nguyên tử trong 1 mạch Tính ra đơn vị Oxi Tỉ lệ % của nitơ trong mạch

a c

−

− x 100%

Trong đó:

c: Hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitosan đem kiểm nghiệm

a: Hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitin tính theo lý thuyết

b: Hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitosan tính theo lý thuyết

2.1.4.2.4 Phương pháp đo phổ hồng ngoại [2]

Phổ IR được đo trên máy FTIR – 8101M SHIMADZU, mẫu đo (1-2mg) được ép viên

DD của chitin được tính theo công thức:

33 1

1 1

Trong đó:

DD: mức độ deacetyl hoá (%)

A1655: Giá trị hấp phụ của peak carboxyl

A3450: Giá trị hấp phụ của peak hydroxyl

Trong 4 phương pháp trên thì phương pháp phản ứng với phosphoric acid và phương pháp dựa trên % hàm lượng nitơ tổng số là dễ thực hiện ở điều kiện Việt Nam, chi phí thực hiện cho 2 phương pháp này thấp

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH CHITIN VÀ CHITOSAN

Trong thiên nhiên, chitin hiếm khi tồn tại riêng rẻ mà thường kết hợp với các hợp chất khác Để ly trích được chitin ở dạng tinh khiết chúng ta phải sử dụng các phương pháp hoá học Thông thường vỏ giáp xác (tôm, cua, ghe)ï được nấu sôi trong dung dịch NaOH trong 1 giờ, sau đó tẩy calcium trong dung dịch HCl loãng bằng cách ngâm qua đêm, thu được chitin và nó sẽ được deacetyl hoá để tạo chitosan trong dung dịch NaOH đậm đặc (40-50%) ở nhiệt độ sôi, có thể làm chitosan tinh khiết hơn bằng cách lặp lại nhiều lần sau khi rửa nước

Các nhà khoa học đã đưa ra nhiều phương pháp chiết tách chitin, đồng thời xác định các đặc tính, hàm lượng chitin ở một số loài giáp xác khác nhau và đã nghiên cứu ứng dụng của chúng vào các ngành công nghiệp khác nhau

2.2.1 Phương pháp của Hackman [19]

Vỏ tôm tươi Rửa sạch, sấy khô vỏ tôm ở 100oC Ngâm vỏ tôm khô trong HCl 2N, ở nhiệt độ phòng trong 5 giờ

Rửa sạch, làm khô ở 100oC

Nghiền bột Lắc với HCl 2N trong 48 giờ

Ly tâm Nấu dung dịch kiềm ở 100oC trong thời gian 12 giờ

Rửa sạch, ly tâm Làm khô Sản phẩm bột màu kem

Sơ đồ 2.1: Qui trình sản xuất chitin của Hackman

Vỏ tôm hùm được cạo rửa sạch dưới vòi nước và làm khô ở 100oC, sau đó ngâm 220g vỏ khô trong 2 lít HCl 2N trong 5 giờ ở nhiệt độ phòng Rửa sạch và làm khô ở 100oC, thu được trọng lượng là 91,3g và đem nghiền thành bột mịn và ly trích với 500ml HCl 2N, lắc mạnh trong 48 giờ Chất cặn được rửa sạch dưới nước và ly trích với 500ml NaOH 1N, lắc mạnh trong 12 giờ ở 100oC Sau đó ly trích tách chất cặn, rửa kỹ lần lượt với nước, ethanol ether và được làm khô trong bình hút ẩm

Chitin thu được theo phương pháp này thường có hàm lượng nitơ thấp hơn 6,9% cần có cho một polymer 2 acetamido-2 deoxy- D-glucose Chitin nguyên chất cũng có thể thu được bằng cách tách kết tủa của dung dịch nguyên liệu thô với acid HCl đậm đặc nhưng nó có sự thu ngắn đáng kể về chiều dài phân tử

2.2.2 Phương pháp của Samuer P.Meyers và Keuns Lee [20]

Vỏ tôm ướt Rửa sạch và làm khô Xay nhuyễn, sàng Tách protein: NaOH 3,5%, 2 giờ ở 65oC

Lọc, rửa sạch Tách vô cơ: HCl 1N, 30 phút ở nhiệt độ phòng

Lọc, rửa sạch và tẩy màu Rửa sạch, làm khô Chitin

Sơ đồ 2.2: Qui trình sản xuất chitin của Samuer P.Meyers và Keuns Lee

Trước khi sử dụng, vỏ tôm đông lạnh được làm tan giá ở nhiệt độ phòng, rửa sạch và sấy khô bằng lò sấy không khí cưỡng bức ở 60oC trong 24 giờ, sau đó vỏ

Vỏ tôm được tách protein bằng cách khuấy đều với dung dịch kiềm loãng 3,5% theo tỷ lệ w:v = 1:10 trong thời gian 2 giờ ở nhiệt độ 65oC, phần còn lại sau đó được rửa và lọc

Việc loại bỏ chất vô cơ được tiến hành bằng cách khuấy đều vỏ tôm liên tục với acid HCl 1N theo tỷ lệ w:v = 1:10 trong thời gian 30 phút ở nhiệt độ phòng, rửa sạch vỏ tôm đến khi pH của nước rửa đạt trung tính và lọc

Phần thu sau khi rửa, được cho tác dụng với aceton nguyên chất để tẩy màu sau đó nó đượïc rửa sạch và làm khô ở 60oC trong 6 giờ

2.2.3 Phương pháp của Khoa Chế Biến Thủy Sản, Trường Đại Học Thủy sản (Đỗ Minh Phụng) [11]

Rửa sạch vỏ tôm, phơi khô Ngâm vỏ tôm khô trong HCl 5%, 48 giờ ở nhiệt độ phòng

Rửa sạch Thủy phân bằng NaOH 8% ở 100oC, 2 giờ

Rửa sạch, tẩy màu, sấy khô Tẩy gốc acetyl bằng NaOH 40% ở 80oC, 24giờ

Chitosan

Sơ đồ 2.3: Qui trình sản xuất chitosan của Đỗ Minh Phụng

Vỏ tôm rửa sạch, phơi khô, ngâm HCl 5% trong 48 giờ Rửa sạch và nấu vớùi dung dịch kiềm 8% ở 100oC trong 2 giờ Rửa sạch và tẩy màu với KMnO4 1% trong

H2SO4 10% với thời gian 60 phút Khử màu lần hai bằng Na2S2O3 trong 15 phút, rửa sạch thu được chitin Tẩy gốc acetyl của chitin bằng NaOH 40% ở 80oC trong 24 giờ, rửa thu được chitosan

2.2.4 Phương pháp của Khoa Sinh Hóa, Trường Đại Học Cần Thơ (Trần Liên Chi, 1994) [12]

Rửa sạch vỏ tôm, phơi khô Ngâm vỏ tôm khô trong HCl 12%, 6 giờ ở nhiệt độ phòng Tẩy màu bằng H2O2 25% trong dung môi NaOH

Rửa sạch, sấy khô Thủy phân bằng NaOH 15M ở 150oC, 1 giờ

Rửa sạch, sấy khô Chitosan

Sơ đồ 2.4: Qui trình sản xuất chitosan của Trần Liên Chi

Các phương pháp trên có nhược điểm là thời gian sản xuất kéo dài, quá trình xử lý phức tạp Về sau đã xuất hiện một số công trình nghiên cứu để nhằm cải thiện qui trình sản xuất và tiết kiệm hoá chất, rút ngắn thời gian, thậm chí thực hiện các phản ứng ở được nhiệt độ phòng Gần đây một số tác giả người Nhật đã đề nghị phương pháp điều chế chitosan không qua giai đoạn điều chế chitin là phương pháp thủy nhiệt

2.2.5 Phương pháp thuỷ nhiệt

Vỏ tôm khô Tách vô cơ bằng HCl 2M ở 120oC trong 1giờ Khử protein và deacetyl hoá bằng NaOH 15M ở 150oC trong 1 giờ

Chitosan

Sơ đồ 2.5: Qui trình sản xuất chitosan theo phương pháp thủy nhiệt

Ở Việt Nam, phương pháp thủy nhiệt đã được Nguyễn Hữu Đức và các cộng sự áp dụng và có sửa đổi về điều kiện phản ứng gọi phương pháp bán thủy nhiệt (1994)

2.2.6 Phương pháp bán thủy nhiệt

Vỏ tôm khô Tách vô cơ bằng HCl 3,5M ở nhiệt độ phòng, trong 6 giờ Khử protein và deacetyl hoá bằng NaOH 15M ở 150oC trong 1 giờ

cơ lại kéo dài 6 giờ Do đó, tuỳ theo từng trường hợp mà ta có thể dùng hợp lý cho mỗi phương pháp để có thể điều hoà trong sản xuất

2.3 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ MÀNG CHITOSAN [8,21,23,25,26,29,30]

Hiện nay theo một số tài liệu cho biết thì chỉ có 3 phương pháp tạo màng đó là phương pháp nhúng, quét và phun Trong 3 phương pháp trên thì phương pháp tạo màng bằng phun có hiệu quả hơn, lớp màng đồng đều, mau khô và có khả năng cơ giới hoá

Màng được làm từ chitosan có 2 đặc tính mong muốn cao trong công nghệ thực phẩm đó là sự phân hủy sinh học và có độ thoát oxy thấp Hiện nay những đặc tính có lợi của màng chitosan được mở rộng như sứùc kéo căng, độ dẻo, độ thoát khí và phân hủy trong môi trường

Màng chitosan pha vớùi epichlorohydrin trong kiềm sẽ cải thiện đượïc sứùc co giãn rất gần màng tổng hợïp như polyethylene, polypropylene dùng trong màng bao

goùi Nghieđn cöùùu ñaõ chư ra raỉng maøng chitosan coù tróng löôïng phađn töû caøng cao thì caøng deê bò gioøn gaõy ngay cạ khi cho theđm chaât laøm dẹo

Trong vòeđc táo maøng bao goùi thöïïc phaơm coù theơ raĩc hoaịc phun dung dòch chitosan leđn tređn maøng toơng hôïïp Chitosan cuõng coù khạ naíng táo aùo bạo quạn traùi cađy, phun dung dòch N-O-carboxymethyl chitosan (laø moôt daên xuaât khi chitosan töông taùc vôùùi acid monochoracetic) leđn traùi cađy, nhö taùo coù theơ giöõ töôi tređn 6 thaùng [23]

Maøng cụa chitin vaø chitosan coù theơ ñöôïc söû dúng ñeơ phađn taùch vaø thu hoăi sạn phaơm Maøng phađn taùch laø maøng chitosan coù theơ phađn taùch nöôùc ra khoûi nhöõng chaât höõu cô, noù coù theơ ñöôïc duøng trong cođng ngheô alcohol, laøm giaøu theđm ethanol trong cođng nghieôp leđn men vaø chöng caât Maøng chitosan ôû dáng xô roêng cho nöôùùc maø khođng cho chaât khaùc ñi qua, nhö laøm loái nöôùc trong ethanol cụa maøng hoên hôïp chitosan polyacrylonitrile [28]

Maøng chitosan coù theơ ñöôïc duøng laøm ñạo ngöôïc söï thaơm thaâu, maø coù theơ quan tróng laø trong vieôc öùùng dúng taùch muoâi Maøng chiotosan ñaõ ñöôïc nghieđn cöùu trong vieôc taùch nhöõng dung dòch coù nhöõng chaât bay hôi nhö NH3, uric acid, creatinic acid

Trong vieôc nghieđn cöùùu öùùng dúng laøm tinh khieât nöôùùc, maøng hoên hôïp cellulose ñöôïc hình thaønh khi söû dúng dung dòch 0,5% chitosan vôùùi 15%

chitosan-polyethylene glycerol (PEG) [30]

Maøng chitosan cuõng ñöôïïc nghieđn cöùu bôûi hai nhaø khoa hóc Kab Keun Kim vaø

Ik Joong Kang thuoôc Boô mođn Hoaù Kyõ Thuaôt Tröôøng Ñái hóc Kyungwon, Haøn Quoâc veă vaân ñeă loái nhöõng kim loái naịng trong nhöõng loø phạn öùùng taùi sinh Nghieđn cöùùu cụa caùc taùc giạ ñaõ cho thaây naíng suaẫt haâp thu kim loái naịng trong nöôùc thại cụa maøng chitosan cao hôn so vôùùi heô thoâng taùi sinh oơn ñònh tröôùùc ñađy, thôøi gian trao ñoơi

lôùùn nhaât cụa maøng trong quaù trình lieđn túc ñöôïc xaùc ñònh laø 4 giôø [21]

Söï thaơm thaâu vaø phađn taùch CO2 qua maøng chitosan cuõng ñöôïïc nghieđn cöùùu bôûi caùc nhaø khoa hóc Nhaôt Bạn Akira Ito, Makoto Sato, Tomotoshi Anma thuoôc Boô mođn Kyõ Thuaôt Vaôt Lieôu vaø Hoaù Hóc Tröôøng Ñái Hóc Niigata, Japan Caùc taùc giạ cuõng ñaõ neđu leđn nhöõng yeâu toâ ạnh höôûng ñeân ñoô thaâm cụa CO2 qua maøng nhö noăng ñoô acetic acid, nhieôt ñoô quaù trình táo maøng… [29]

Ngoài ra các nhà khoa học S Ogawa, E A Decker và D.J McClements thuộc Bộ môn Khoa Học Thực Phẩm Trường Đại Học Massachusetts đã nghiên cứu ứng dụng màng chitosan – lecithin để cải thiện tính ổn định của nhũ tương thực phẩm: chitosan được cho thêm vào hệ thống để tạo ra nhũ tương thứ cấp có chứa những giọt nhỏ được áo bởi màng chitosan – lecithin [25]

Tiến sĩ Susheela Mathew và tiến sĩ Mukundan của Bộ môn Dinh Dưỡng Sinh Học tại Viện Kỹ Thuật Thủy Sản CIFT ở Kochi đã phát triển sản phẩm màng mới được làm từ collagen của bóng cá và chitosan từ vỏ tôm và được gọi là “da nhân

tạo” dùng trong việc chữa trị và cũng có những ứng dụng trong nha khoa [26]

Chitosan có thể xem như một dẫn chất của cellulose được thay thế nhóm –OH

ở C2 (cellulose) bởi nhóm –NH2 (chitosan), mà nhiều dẫn chất của cellulose như ethylcellulose (EC), methylcellulose (MC), cellulose acetate phthalate (CAP), hydroxypropyl methylcellulose phthalate (HPMCP) đã được sử dụng rộng rãi như chất tạo phim trong kỹ thuật bao phim thuốc

Một số tác giả của Khoa Dượïc Trường Đại Học Y Dược Tp.HCM đã nghiên cứu bán tổng hợïp một dẫn chất của chitosan là N-phtalyl chitosan có “tính chất tạo phim tan ở ruột” nhờ vào tính thích hợïp cho phản ứùng acyl hoá của nhóm amin và hydroxyl tự do của chitosan [8]

2.4 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA CHITIN VÀ CHITOSAN [14, 23, 24]

2.4.1 Trong công nghiệp thực phẩm

Chitin, chitosan và những dẫn xuất của nó được ứùng dụng nhiều trong phụ gia thực phẩm, trong tác nhân bao gói và chế biến nước uống Khi dùng thựïc phẩm có chứa chitosan sẽ có tác dụng giảm béo phì do làm giảm lượng cholesterol và các acid béo Khi bị cắt đứt thành những chuỗi polymer nhỏ hơn chitin dạng kết tinh có thể sử dụng như chất phụ gia để tăng mùi vị thực phẩm Chitosan và chitin có thể cung cấp chấát xơ trong khẩu phần ăn một cách an toàn, nghiên cứùu cho biết động vật phát triển bình thường khi tiêu thụ 10% chitin có trong khẩu phần thứùc ăn Chitosan có thể làm đông những chất thu hồi như chất tạo bông trong việc tạo kết tinh đường từ syrup [23]

Chitin gây ấn tượng mạnh trong ổn định nhũ tương như thực phẩm dùng tráng miệng có chứa chitin thì có thể được làm đông hay rã đông mà không bị bể

Chitosan và muối của nó được dùng như chất tinh luyện nước ép từ trái cây như nước táo, cà rốt, chất này làm thay thế chất cũ như Silicasol, gelatin…

Trong bảo quản thực phẩm, chitosan được ứng dụng nhiều nhờ vào đặc tính không độc của nó nên được sử dụng làm màng bao gói thực phẩm, bảo quản quả tươi, giảm sự mất nước của thực phẩm Các nhà khoa học Mỹ đã nghiên cứu đưa ra một hợp chất bảo quản tốt chất lượng thịt tươi bằng N-carboxy methyl chitosan

2.4.2 Trong mỹ phẩm

Chitosan dùng làm chất phụ gia, làm kem bôi mặt chống khô da, thuốc làm mềm da, làm tăng khả năng hòa hợp sinh học giữa kem thuốc và da Sở dĩ như vậy là do bản chất của chitosan cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi những nhóm NH4+liên kết với nhóm acid trong cấu tạo lớp tế bào sừng hoá của da, sau khi cố định chitosan còn có nhiều nhóm NH4+ thừa được gắn với những giữ nước hoặc những chất lọc tia cực tím, vì vậy, chitosan là gạch nối giữa hoạt chất của kem và da

2.4.3 Trong y học

Chitin và chitosan có hàng loạt ứng dụng trong vấn đề chăm sóc sức khoẻ cho con người, như thuốc mỡ làm lành vết thương Thuốc mỡ được làm bằng cách cho bột chitin qua lỗ nhỏ dưới áp suất lớn tốc độ lớn thì chitin sẽ bị xé nhỏ, bột chitin được trộn lẫn đều trong mỡ chữa bệnh Chitosan có tác dụng làm tăng nhanh quá trình tái tạo mô, tăng liền vết thương, không gây độc cho tế bào, màng chitosan có tác dụng trong sự chuyển hoá của tế bào ở điều kiện nghèo dinh dưỡng kéo dài, điều này có lợi trong việc điều trị vết thương [14] Các công ty Nhật và Hà Lan đang ứng dụng kỹ thuật này Năm 1991, Viện bào chế Bentech Clackamans đã điều chế thuốc mỡ bôi da có tác dụng hoạt hoá enzym nội tại vùng tổn thương, kích thích tế bào phát triển, vết thương mau lành

Chitosan dùng làm chất phụ gia rất tốt cho kỹ nghệ bào chế dược phẩm (keo kết dính viên, tá dược, chất tạo màng, tạo nang mềm…) Chitosan là chất mang polymer sinh học để gắn thuốc bằng liên kết cơ học hay hóa học nhằm tạo ra thuốc polymer có nhiều tác dụng mới Chitosan được coi là một hệ thống vận tải thuốc khá lý tưởng

Bản thân chitosan và các dẫn chất của nó được dùng làm thuốc chữa bệnh: Thuốc hạ cholesterol trong máu, thuốc chữa các vết thương, vết bỏng, thuốc chữa đau dạ dày, thuốc chống đông tụ máu, thuốc dùng tăng cường miễn dịch cơ thể

Chitosan Oligosaccharide được tạo thành từ phân giải chitosan cao phân tử, là một glucosamine có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất, phạm vi ứng dụng chitosan oligosaccharide trong chữa trị bệnh tim, giảm huyết áp, bệnh tiểu đường, ung thư … không giống như chitosan cao phân tử, chitosan oligosaccharide dễ hấp thu trong ruột, nhanh vào máu.[24]

Chitosan được dùng làm lớp bao bên ngoài viên thuốc con nhộng, làm phần nền trong thành phần thuốc trị bệnh đau bao tử , trung hoà acid tự do trong dạ dày để bảo vệ thành dạ dày

Chitosan là vật liệu cho y khoa rất tốt như: ứùng dụng làm mô ghép, chỉ khâu phẫu thuật tự tiêu Chitosan làm kem chữa bỏng, làm thuốc chữa lành nướu sau khi nhổ răng, băng vết thương, kiểm soát cholesterol trong máu Phòng thí nghiệm Cassenne (Rousel) đã sản xuất và bán ra thị trường loại da nhân tạo Beschitin để trị vết bỏng lớn

Chitin, chitosan đã được dùng làm môi trường nuôi cấy vi khuẩn đường ruột

enterobacter sp để điều chế enzym trong việc điều trị bệnh rối loạn tiêu hoá

Chitosan được phối hợp trong thành phần chất trám răng, làm nhanh lành nướu sau khi nhổ răng Aleksina, Olga A Kiryukhima và các cộng sự đã nghiên cứu được hợp chất điều trị nha chu có sử dụng chitosan

Từ dẫn chất 6-O carboxy methyl chitin, 6-O carboxy ethyl chitosan được sử dụng trong làm kính sát tròng Màng mỏng chitosan có thêm formaldehyde có tác dụng không ảnh hưởng đến tính chất quang học của mắt cũng như gây phản ứng ở mắt

Chitosan được dùng để trị bệnh khối u trong hệ thống tạo huyết, làm giảm đáng kể số lượng tế bào bạch cầu của người bệnh, khi thêm 30% chitosan vào thành của thuốc sau 3 tháng điều trị thì lượng bạch cầu của người bệnh giảm từ 15800 xuống còn 8300 Dẫn chất ester sulfat chitosan có tác dụng chống đông máu

2.4.4 Trong nông nghiệp

Chitosan được dùng một thành phần chính trong thuốc phòng trừ nấm, dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng cho lúa, cây công nghiệp cây ăn quả, cây cảnh

Enzym chitinase có tác dụng như thuốc trừ sâu, chúng hoạt động bằng cách tấn công chitin có trong bộ xương ngoài của sâu bọ Giáo sư Roger Layne của Trường Đại Học Louisiana đã nghiên cứu cô lập tách gene cho chitinase và cấy nó trong một vi khuẩn thông thường E.coli Vi khuẩn này tấn công côn trùng bằng cách giải phóng chitinase để thủy phân chitin có trong bộ xương ngoài của sâu bọ [23]

Chitosan có tác dụng lâu trên lá và cây, làm tăng độ nảy mầm hạt, tăng việc tạo diệp lục tố trong lá, tăng khả năng đâm rễ, thúc đẩy quá trình ra hoa kết quả, làm tăng năng suất cây trồng

2.4.5 Xử lý chất thải và nước thải

Chitosan có khả năng tạo phức với kim loại nhờ vào nhóm amin, nó có thể giữ được nhiều kim loại chuyển tiếp và những kim loại đứng sau kim loại chuyển tiếp do tạo thành phức chất vòng [9] Khả năng của chitosan là giữ kim loại do đặc tính kết nối tạo bông của nó, nên chitosan được ứng dụng trong xử lý nước uống, hồ tắm, nước suối, dòng thải ,nước thải công nghiệp, làm nhựa nhân tạo … , khả năng này của chitosan được ứng dụng nhiều tại Nhật

Chitosan hay các dẫn xuất của nó kết hợp với carbon hoạt tính có thể làm tinh khiết nước uống, chất trùng hợp sinh học này có thể giữ và loại các kim loại nặng như chì, thủy ngân, đồng, kẽm … kiểm nghiệm mẫu nước có dùng chitosan xử lý cho thấy tổng lượng chì nhỏ hơn 10ppb, đạt mức an toàn cho phép của EPA [23]

2.4.6 Trong công nghiệp nhẹ

Chitosan là chất phụ gia rất tốt trong việc xử lý bề mặt giấy, đặc biệt cho giấy cao cấp như giấy ảnh Do công thức hoá học của chitosan và cellulose gần giống nhau, chỉ cần thay thế nhóm -NH2 của chitosan bằng nhóm -OH của cellulose là có thể từ vỏ con cua, con tôm có thể trở thành cây, các nhà công nghiệp giấy có thêm một loại nguyên liệu để làm bột giấy

Công nghiệp dệt: sợi chứa chitosan sẽ làm tăng khả năng giữ ẩm, bền hơn, giặt ít bị nhàu, giữ màu tươi với thuốc nhuộm Chitosan có thể định hình in hoa thay tinh bột làm vải hoa bên màu

Công nghệ in: Làm mực cao cấp

2.4.7 Trong một số ngành khác

Ngoài các công dụng trên, chitosan còn được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như chế biến thức ăn gia súc, công nghệ chế biến gỗ, công nghệ sinh học …

Chế biến thức ăn gia súc: Để tận dụng nguồn protein có trong chất thải của ngành chế biến thực phẩm, người ta đã sử dụng chitosan, vì nó có thể kết bông với protein trong dòng chất thải này Thông thường cho dung dịch có chứa 1% chitosan trong dòng chất thải sẽ thu được chất khô có 0,5-8% chitosan và 30-70% protein Protein tái sử dụng (có chứa bông chitosan) có thể được sử dụng như chất bổ sung trong khẩu phần ăn của gia súc

Trong công nghệ sinh học: Chitosan có tác dụng cố định enzym các tế bào vi sinh vật, chất mang trong sắc ký chọn lọc, cố định tế bào… Hãng Hirano et Al đã tổng hợp được gel chitosan aldehyde có tác dụng cố định enzym và tế bào vi sinh vật bằng cách cho chitosan tác dụng với aldehyde, propylaldehyde … với 10% acetic acid và methanol trong điều kiện nhiệt độ phòng, phản ứng sẽ tạo thành một base schiff giữa amin của chitosan và nhóm aldehyde

Chương 3: VẬT LIỆU & PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Đề tài được tiến hành từ tháng 5-2002 đến 11/2002 tại Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm và Trung tâm phân tích của Trường Đại Học Nông Lâm và Trường Đại Học Bách Khoa Tp.HCM

3.2 Vật liệu và Phương tiện nghiên cứu

3.2.1 Vật liệu thí nghiệm

- Vỏ đầu tôm từ Xí Nghiệp Đông Lạnh Cofidec

- Cá tươi, khô cá

3.2.2 Hoá chất sử dụng

- Hydroxyde Natri NaOH

- Hydrochloride acid HCl

- Acetic acid CH3COOH

- Chỉ thị tashiro

- Glycerine C3H8O3

- Polyethylen glycerol (PEG)

- Ethylen glycol (EG)

- Giấy đo pH

- Một số hoá chất khác

3.2.3 Phương tiện dùng để nghiên cứu

3.2.3.1 Các dụng cụ nấu:

- Nồi inox

- Bếp điện , bếp gaz

3.2.3.2 Các thiết bị phân tích:

Một số thiết bị phân tích như bộ chưng cất đạm, máy đo ẩm độ…

3.2.3.3 Các thiết bị đo:

- Nhiệt kế

- Cân điện tử

- Dụng cụ đo độ thoát ẩm của màng

- Máy đo màu: Chroma meter CR-200 (Minolta)

- Máy đo độ nhớt: Viscometer DV-I (Brookfield)

- Máùy đo độ dày: Mega-cheek 5F

Máy đo lực chịu phá vỡ: Penetrometer

3.2.3.4 Các dụng cụ khác:

- Kính tráng màng mỏng

- Dụng cụ tạo vỏ xúc xích

- Tủ sấy

- Tủ đông

- Các dụng cụ thông thường của phòng thí nghiệm: Nhiệt kế, cân, ống đong, bình thủy tinh …

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Hoàn thiện qui trình sản xuất chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm

3.3.1.1 Qui trình sản xuất chitosan

Chúng tôi tiến hành thí nghiệm cơ bản dựa trên phương pháp bán thủy nhiệt của Nguyễn Hữu Đức và Phạm Thị Ngọc Trâm (1994) sau khi tham khảo và phân tích

ưu nhược điểm một vài qui trình của một số tác giả khác Chúng tôi đã có nghiên cứu cải tiến trong điều kiện sản xuất thực tế, đưa ra những thông số thích hợp nhằm hoàn thiện qui trình chiết tách chitosan từ vỏ tôm với hiệu suất cao hơn

Qui trình chiết tách chitosan qua các giai đoạn sau:

3.3.1.1.1 Xử lý nguyên liệu

Từ phế liệu vỏ đầu tôm ban đầu, chúng tôi rửa sạch để loại bỏ tạp chất và phần lớn protein Tách lấy phần vỏ, rửa sạch, phơi khô và tính định mức nguyên liệu cho công đoạn xử lý

3.3.1.1.2 Quá trình loại khoáng

Thực hiện ngâm vỏ tôm đã xử lý ở dạng khô vào trong dung dịch HCl ở các nồng độ từ 2 đến 12% với thời gian từ 3 đến 24 giờ Đối với mỗi đơn vi thí nghiệm, chúng tôi dùng 10g vỏ tôm khô cho 80 ml dung dịch acid và ngâm ở nhiệt độ phòng Sau mỗi thời gian qui định của thí nghiệm, mẫu được lấy ra, rửa sạch đến trung tính và sấy khô

Sau đó thực hiện kiểm tra còn khoáng hay không bằng cách lấy mẫu vỏ tôm ở các nghiệm thức trên cho vào dung dịch HCl 15% nếu thấy xuất hiện bọt khí thì mẫu đó chưa loại khoáng hoàn toàn

3.3.1.1.3 Deacetyl hoá

Thực hiện deacetyl hoá bằng dung dịch NaOH ở các nồng độ từ 5 đến 11M với các khoảng thời gian theo dõi cách nhau 15 phút từ 30 đến 120 phút Nhiệt độ giữ cố định trong khoảng 130oC – 160oC

Sau đó thực hiện kiểm tra độ deacetyl hóa bằng cách: Lấy mỗi mẫu sau khi nấu ở các thời gian trên, đem rửa đến trung tính, cho vào dung dịch acetic acid 1,5% nếu mẫu nào tan hoàn toàn thì mẫu đó có độ deacetyl hoá cao trên 50%, đồng thời xét đến chỉ tiêu màu sắc và phân tích thống kê để chọn ra thông số deacetyl hoá thích hợp nhất

3.3.1.2 Khảo sát một vài thông số của chitosan thu được

3.3.1.2.1 Xác định độ acetyl hóa của chitosan

Dựa vào công thức tính của tác giả Đỗ Thu Thúy (1998)

DD (%)=

a b

a c

−

− x 100

Trong đó:

c : Hàm lượng % nitơ toàn phần trong mẫu chitosan đem kiểm nghiệm

a = 6,89 là % nitơ toàn phần trong mẫu chitin tính theo lý thuyết

b = 8,69 là % nitơ toàn phần trong mẫu chitosan tính theo lý thuyết

3.3.1.2.2 Ảnh hưởng nồng độ acetic acid đến quá trình tan của chitosan

Chúng tôi tiến hành hoà tan chitosan trong acetic acid ở các nồng độ khác nhau của acid, đêå xác định thời gian và mức độ hoà tan của chúng, từ đó chọn ra nồng độ acid nào là thích hợp nhất

Sơ đồ thí nghiệm:

Nồng độ acid (%)

3.3.1.2.3 Xây dựng mối liên hệ giữa nồng độ và độ nhớt của dung dịch chitosan

Chúng tôi tiến hành hoà tan chitosan trong acetic acid (nồng độ acid được xác định ở thí nghiệm trên) tại các tỷ lệ khác nhau từ 0,25% đến 3,25%, đo độ nhớt của dung dịch tại các điểm này để từ đó xây dựng đường cong biểu thị mối liên hệ giữa chúng vớùi nhau

3.3.2 Hoàn thiện qui trình tạo màng chitosan

Tiến hành thử nghiệm tạo màng chitosan trên qui trình dự kiến để xác định các thông số kỹ thuật cho sự hình thành màng

3.3.2.1 Thí nghiệm xác định nồng độ dung dịch chitosan tạo màng

Hoà tan chitosan với các tỷ lệ khác nhau trong dung dịch acetic acid (có nồng

độ được xác định ở thí nghiệm trên) để xác định thông số thích hợp nhất hình thành nên màng Thí nghiệm được lặp lại 3 lần

Sơ đồ thí nghiệm:

Tỷ lệ (%)

Độ dày (μm)

Lực chịu phá vỡ (kG/cm2)

Độ thoát ẩm (mg/cm2.h)

3.3.2.2 Thí nghiệm xác định chất phụ gia tạo màng

Hoà tan chitosan trong dung dịch acetic acid (với thông số là kết quả của hai thí nghiệm trên), thêm vào 5% các chất phụ gia khác nhau để xác định phụ gia nào tạo màng tốt nhất Thí nghiệm được lặp lại 3 lần

Sơ đồ thí nghiệm:

Phụ gia

glycerin

3.3.2.3 Thí nghiệm xác định tỷ lệ của chất phụ gia tạo màng

Hoà tan dung dịch chitosan với chất phụ gia (được xác định trong thí nghiệm trên) ở các nồng độ khác nhau để xác định nồng độ phụ gia tạo màng tốt nhất Thí nghiệm được lặp lại 3 lần

Sơ đồ thí nghiệm:

Nồng độ (%)

Độ dày (μm)

Lực chịu phá vỡ (kG/cm2)

Độ thoát ẩm (mg/cm2.h)

3.3.2.4 Thí nghiệm xác định nhiệt độ, thời gian tạo màng

Hoà tan dung dịch chitosan với các thông số được xác định ở các thí nghiệm trên, tiến hành tạo màng ở các chế độ nhiệt độ, thời gian khác nhau để xác định chế độ tốt nhất Thí nghiệm được lặp lại 3 lần

Sơ đồ thí nghiệm:

3.3.3 ỨÙng dụng của màng chitosan trong bảo quản thủy sản và tạo vỏ xúc xích

3.3.3.1 Tạo vỏ bọc xúc xích

Chúng tôi thực hiện thí nghiệm tạo vỏ bọc xúc xích và đưa vào chế biến xúc xích thịt thử nghiệm để xác định khả năng ứng dụng của màng chitosan

3.3.3.1.1 Thí nghiệm xác định chất phụ gia tạo vỏ xúc xích

Hoà tan chitosan trong dung dịch acetic acid với các chất phụ gia khác nhau ở cùng 1 tỷ lệ (10% so dung dịch chitosan) Lấy 50ml dung dịch đã pha, chúng tôi quét lên ống inox có φ 25mm được làm nóng đến 64-65 oC bằng hơi nước cho đến khô Vỏ xúc xích hình thành được xác định các chỉ tiêu lực chịu phá vỡ, độ dày và nhận xét trạng thái khi tách vỏ Thí nghiệm được bố trí theo kiểu 1 yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên:

Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Phụ gia

Trạng thái khi tách vỏ