Tải bản đầy đủ

Thu nhận CHITIN, CHITOSAN từ vỏ tôm để ứng dụng làm màng bao sinh học trong bảo quản thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU
--------

ĐỀ TÀI KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

THU NHẬN CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM ĐỂ ỨNG
DỤNG LÀM MÀNG BAO SINH HỌC TRONG BẢO QUẢN
THỰC PHẨM

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thị Nga
Hướng dẫn

: Ts. Nguyễn Thị Minh Nguyệt
Ts. Đặng Thu Thủy

Vũng Tàu, tháng 07 năm 2013



TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU

KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Chủ biên: Nguyễn Thị Nga

Ký tên

Phối hợp:

Ký tên

GVHD:

Ts. Nguyễn Thị Minh Nguyệt

Ký tên

Ts. Đặng Thu Thủy

Ký tên

Xác nhận đã chỉnh sửa theo ý kiến hội đồng
Cán bộ phản biện 1

Cán bộ phản biện 2

BÀ RỊA-VŨNG TÀU - NĂM 2013

Chủ tịch Hội đồng



LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành bài báo khoa học này, lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn Ban
Giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa hóa học và công nghệ thực phẩm cùng các
thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện tốt cho em làm bài báo này tại phòng thí nghiệm
trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới 2 cô giáo hướng dẫn: Ts. Nguyễn Thị Minh
Nguyệt và Ts. Đặng Thu Thủy là những người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và tạo
điều kiện cho em hoàn thành bài báo này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Minh Nhựt phụ trách phòng thí nghiệm

thực phẩm đã giúp đỡ và hướng dẫn cho em trong quá trình làm các thí nghiệm tại
phòng thí nghiệm.
Em xin cảm ơn thầy Vương của Viện Công nghệ Thực phẩm và Sinh học, trường
Đại học Công nghiệp Tp.HCM đã giúp đỡ và hướng dẫn em trong quá trình em phân
tích mẫu tại trường Đại học Công nghiệp Tp.HCM
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ động viên và
tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình làm bài báo này.
Tuy nhiên vì kiến thức thực tế còn hạn hẹp do đó trong quá trình thực hiện bài đồ
án tốt nghiệp khó có thể tránh được thiếu sót. Em rất mong được sự đóng góp của các
thầy cô và bạn bè để có thêm về kiến thức chuyên môn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Vũng Tàu, tháng 07 năm 2013
Sinh viên

Nguyễn thị Nga


Nghiên cứu khoa học 2013
MỞ ĐẦU
 Lý do chọn đề tài
Chitin là một polysaccharide đứng thứ hai về lượng trong tự nhiên chỉ sau
cellulose.[3] Chitin và các sản phẩm của chúng hiện nay được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực như: y học, sản xuất mỹ phẩm, bảo quản nông sản, xử lý môi
trường.[5] Ngoài ra khi ta khử acetylene trong hợp chất chitin sẽ tạo thành chitosan
là đơn vị cao phân tử của glucosamine, là một chất có ứng dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp nhẹ, thực phẩm, nông nghiệp. Việc nghiên cứu và tách chiết
chitin từ vỏ giáp xác đã được thực hiện hơn một thế kỷ nay.
Hiện nay, tôm là mặt hàng chế biến chủ lực của ngành thuỷ sản Việt Nam, chủ
yếu là tôm đông lạnh. Theo báo cáo của Bộ thuỷ sản, sản lượng tôm năm 2010 là
693,3 nghìn tấn, tuỳ thuộc vào sản phẩm chế biến và sản phẩm cuối cùng, phế liệu
tôm có thể lên tới 40 – 70% khối lượng nguyên liệu.[8] Tương ứng với sản lượng
tôm hàng năm sẽ có khối lượng phế liệu khổng lồ gồm đầu và vỏ tôm được tạo ra.
Hiện nay, ở nước ta nguồn phế liệu đầu và vỏ tôm chưa được tận dụng trên quy mô
lớn. Tình trạng trên đặt ra yêu cầu cấp bách cho các nhà khoa học công nghệ, cho
ngành thuỷ sản là phải sử dụng hợp lý và hiệu quả lượng phế liệu tôm rất lớn do các
nhà máy chế biến thuỷ sản tạo ra hàng ngày để sản xuất ra sản phẩm có giá trị cao chitin – chitosan.
Việc bảo quản các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm dễ hư hỏng như: thịt, cá,
rau quả …trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta là một trong những vấn đề
đã và đang được quan tâm của các nhà sản xuất, chế biến và của các nhà khoa học
thực phẩm. Chính vì vậy nên làm màng bao sinh học để bảo quản thực phẩm bằng
màng bao sinh học từ chitosan đã và đang được quan tâm và nghiên cứu nhiều năm
qua.
 Mục tiêu đề tài
- Thu nhận chitin – chitosan từ vỏ tôm, đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng của
bán thành phẩm thu được.
- Thử nghiệm chế tạo màng bao sinh học ở quy mô phòng thí nghiệm từ nguồn
chitosan tách chiết được.
- Tối ưu các yếu tố ảnh hưởng đến tính kéo đứt của màng chitosan thu nhận từ
vỏ tôm
- Khảo sát tác dụng của màng chitosan khi bảo quản táo xanh Mỹ.

1


Nghiên cứu khoa học 2013
 Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết về nguyên liệu, chitin – chitosan.
- Nghiên cứu quá trình khử khoáng và tách protein trong vỏ tôm để thu được
chitin.
- Nghiên cứu quá trình deacetyl chitin để tạo ra chitosan.
- Nghiên cứu tối ưu các yếu tố ảnh hưởng đến tính kéo đứt của màng chitosan
thu nhận từ vỏ tôm.
- Nghiên cứu quá trình bảo quản táo xanh bằng màng chitosan.
- Nghiên cứu các biến đổi của táo trong quá trình bảo quản.
 Trình tự nghiên cứu
Để đạt được các mục tiêu và nội dung nghiên cứu trên chúng tôi tiến hành theo
các trình tự như sau:
- Nghiên cứu tài liệu, sách báo và tra cứu thông tin về nguyên liệu, quá trình
điều chế ra chitin – chitosan và ứng dụng của chúng trong cuộc sống cũng như khoa
học.
- Tiến hành thực nghiệm tách chiết chitin từ nguyên liệu vỏ tôm.
- Deacetyl chitin để thu chitosan , dùng phổ IR để xác đ ịnh mức độ deacetyl.
Xác định một số chỉ tiêu của chitosan thu nhận được.
- Tìm hiểu các yếu tố có ảnh hưởng đến sự tạo màng . Thực nghiệm và chọn ra
các yếu tố có ảnh hưởng đến tính ch ất của màng. Tiến hành tối ưu các yếu tố này v ới
mục tiêu xác định được các thông số kỹ thuật cần thiết cho việc chế tạo ra màng bao
sinh học có tí nh kéo đứt tốt.
- So sánh khả năng ứng dụng của màng trên sản phẩm táo qua khảo sát một số
chỉ tiêu như trạng thái cảm quan , sự hao hụt khố i lượng, hàm lượng vitamin C , hàm
lượng đư ờng khử, đường tổng, hàm lượng các acid hữu có trong mẫu táo sau thời
gian bảo quản giữa mẫu táo có và không có bọc màng chitosan.

2


Nghiên cứu khoa học 2013
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Chitin và chitosan
1.1.1. Nguồn gốc và sự tồn tại của chitin – chitosan trong tự nhiên
Chitin – chitosan là một polysaccharide tồn tại trong tự nhiên với sản lượng rất
lớn đứng thứ hai sau cellulose. Trong tự nhiên chitin tồn tại trong cả động vật.
Chitin – chitosan là polysaccharide có đạm không độc, có khối lượng phân tử
lớn. Cấu trúc của chitin là tập hợp các monosaccharide (N-acetyl-D-glucosamine)
liên kết với nhau bởi các cầu nối glucoside và hình thành một mạng các sợi có tổ
chức. Hơn nữa chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối bởi
các liên kết đồng hóa trị với các protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác [4].
Về mặt lịch sử, chitin được Braconnot phát hiện đầu tiên vào 1821, trong cặn
dịch chiết từ một loại nấm. Ông đặt tên cho chất này là “Fungine” để ghi nhớ nguồn
gốc của nó. Năm 1823 Odier phân lập một chất từ bọ cánh cứng mà ông gọi là
chitin hay “chiton”, tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp, nhưng ông không phát hiện
ra sự có mặt của nitơ trong đó. Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết luận
chitin có dạng công thức giống như cellulose [3].
1.1.2. Chitin
1.1.2.1. Khái niệm
Trong động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một
số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn.
Trong động vật bậc cao monomer của chitin là một thành phần chủ yếu trong mô da
nó giúp cho sự tái tạo và gắn liền các vết thương ở da. Ngoài ra chitin có ở thành tế
bào nấm họ Zygenmycetas, sinh khối nấm mốc, một số loại tảo... Trong động vật
thủy sản đặc biệt là tôm, cua, ghẹ, hàm lượng chitin khá cao, từ 14 – 35% so với
trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ là nguồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất
chitin – chitosan và các sản phẩm từ chúng [4].
Chitin có khối lượng phân tử lớn.
Mchitin = (203,09)n [4].
Công thức phân tử chitin: (C8H13O5N)n [9].
Tùy thuộc vào loại nguyên liệu để chiết tách chitin mà giá trị n sẽ thay đổi
như sau:
Với tôm thẻ:
n = 400 - 500
Với tôm hùm:
Với cua:

n = 700 - 800
n= 500 - 600

3


Nghiên cứu khoa học 2013
Qua nhiều nghiên cứu về sự thuỷ phân chitin bằng enzyme hay acid HCl đậm
đặc thì người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các
đơn vị N-acetyl--D-glucosamine liên kết với nhau bởi liên kết β-(1-4)
glucoside.[9].
Công thức cấu tạo chitin được thể hiện dưới hình sau:

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin [9]
Tên gọi: Poly(1-4)-2-acetamido-2-deoxy-D-glucopyranose
Chitin có cấu trúc tinh thể rất chặt chẽ và đều đặn. Bằng phương pháp nhiễu
xạ tia X, người ta có thể chứng minh được chitin tồn tại ở 3 dạng cấu hình: α, β, γ –
chitin [ 9].
Các dạng này của chitin chỉ do sự sắp xếp khác nhau về hướng của mỗi mắt
xích (N-acetyl-D-glucosamin) trong mạch.
Có thể biểu diễn mỗi mắt xích này bằng mũi tên chỉ nhóm –CH2OH, phần
đuôi chỉ nhóm –NHCOCH3, thì các cấu trúc α, β, γ - chitin được mô tả như sau:

α – chitin

β - chitin

γ – chitin

α– chitin có cấu trúc các mạch được sắp xếp ngược chiều nhau đều đặn, nên
ngoài liên kết hydro trong một lớp và hệ chuỗi, nó còn có liên kết hydro giữa các
lớp do các chuỗi thuộc lớp kề nhau nên rất bền vững. Do các mắt xích sắp xếp đảo

4


Nghiên cứu khoa học 2013
chiều, xen kẽ thuận lợi về mặt không gian và năng lượng. Đây cũng là dạng phổ
biến trong tự nhiên. Có nhiều ở phần cứng vỏ động vật [9].
β, γ - chitin do mắt xích ghép với nhau theo kiểu song song (β- chitin ) và hai
song song một ngược chiều (γ - chitin ), giữa các lớp không có loại liên kết hydro.
Dạng β- chitin cũng có thể chuyển sang dạng α– chitin nhờ quá trình acetyl hoá cho
cấu trúc tinh thể bền vững hơn. Chúng có nhiều ở phần mềm của động vật [9].
1.1.2.2. Tính chất vật lý của chitin
Chitin có màu trắng, cũng giống như cellulose, chitin có tính kỵ nước cao và
không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và các dung môi hữu cơ như ete,
rượu… Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc chặt chẽ, có liên kết trong
và liên phân tử mạnh thông qua các nhóm hydroxyde và acetamide. Tuy nhiên, β –
chitin có tính trương nở với nước cao. Chitin bị hòa tan bởi dung dịch acid đậm đặc
như HCl, H3PO4 và dimethylacetamide chứa 5% lithiumchoride [9].
Chitin có cấu trúc rắn chắc hơn các polymer sinh học khác. Độ rắn cao của
chitin sẽ thay đổi theo từng loại chitin được chiết rút ra từ các nguyên liệu khác
nhau [5].
Chitin tự nhiên có độ deacetyl dao động trong khoảng từ 8 - 12%, phân tử
lượng trung bình lớn hơn 1 triệu Dalton. Tuy nhiên, chitin chiết từ vi sinh vật thì có
phân tử lượng thấp, chỉ khoảng vài chục nghìn Dalton [5].
Khả năng hấp thụ tia hồng ngoại của chitin ở bước sóng:  = 884 - 890µm [5].
1.1.2.3. Tính chất hóa học
Cấu trúc của chitin là tập hợp các monosacharide (N-acetyl-β-D- glucosamim)
có liên kết với nhau bởi các cầu nối glucoside và hình thành các mạng sợi có tổ
chức. Hơn nữa chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn liên
kết đồng hóa trị với các protein, CaCO3, và các hợp chất hữu cơ khác [8].
Chitin tương đối ổn định với các chất oxy hóa, như thuốc tím (KMnO4), nước
oxy già (H2O2), nước javen (NaClO) hay Ca(ClO)2…[9] lợi dụng tính chất này
người ta sẽ khử chitin bằng các chất oxy hóa trên.
Phản ứng thủy phân hoàn toàn xảy ra khi đun nóng chitin trong acid HCl đậm
đặc sẽ thu được glucosamin. Quá trình thủy phân xảy ra đầu tiên ở cầu nối
glucoside sau đó loại nhóm acetyl (-CO-CH3) [9].
(C32H54N4O21)x + 2(H2O)x → (C28H50N4O19)x + 2(CH3COOH)x
Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì chitin sẽ bị mất gốc
acetyl tạo thành chitosan.
Chitin+ n NaOHđđ → chitosan + n CH3COONa
5


Nghiên cứu khoa học 2013
Phản ứng este hóa:
- Chitin tác dụng với HNO3 đậm đặc cho sản phẩm chitin nitrat [5].
- Chitin tác dụng với anhydride sunfuric trong pyridin, dioxan và N,Ndimetylanilin cho sản phẩm chitin sunfonat [5].
Từ thế kỷ trước các nghiên cứu về việc hấp thu, tạo phức với kim loại nặng đã
được thực hiện. Chitin có thể tạo phức với nhiều kim loại như đồng, chì, crom …[5]
1.1.3. Chitosan
1.1.3.1. Khái niệm
Chitosan được xem như là polymer tự nhiên quan trọng nhất. Với đặc tính là
có thể hoà tan tốt trong môi trường acid, chitosan được ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực như thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm ...
Giống như cellulose, chitosan là chất xơ song không giống chất xơ thực vật,
chitosan có khả năng tạo màng, có các tính chất của cấu trúc quang học… [8].
Chitosan là polymer không độc, có khả năng phân hủy sinh học và có tính
tương thích về mặt sinh học. Trong nhiều năm qua, các polymer có nguồn gốc từ
chitin đặc biệt là chitosan đã được chú ý đặc biệt như là một loại vật liệu mới có
ứng dụng đặc biệt trong công nghiệp dược, y học, xử lý nước thải và trong công
nghiệp thực phẩm như là tác nhân kết hợp, gel hóa, hay tác nhân ổn định …[8]
Cấu trúc của chitosan
Chitosan là dẫn xuất đề acetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH2) thay thế
nhóm (-COCH3) ở vị trí C (2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucosamin
liên kết với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glucoside, do vậy chitosan có thể gọi là
poly β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-glucose hoặc là poly β-(1-4)-D- glucosamin (cấu
trúc III) [9].

Hình 1.2. Công thƣ́c cấu tạo của chitosan (poly β -(1-4)-D- glucozamin) [9]
6


Nghiên cứu khoa học 2013
- Công thức phân tử: (C6H11O4N)n [9]
- Phân tử lượng: Mchitosan = (161,07)n [9]
Tuy nhiên, trên thực tế thường có mắt xích chitin đan xen trong mạch cao
phân tử chitosan (khoảng 10%) [9]. Vì vậy công thức chính xác của chitosan được
thể hiện như sau:

Trong đó tỷ lệ m/n phụ thuộc vào mức độ deacetyl hóa. Chế phẩm này còn có
tên là PDP: Poly- β - (1, 4) – D- glucosamin, hay còn gọi là Poly- β - (1- 4) – 2 –
amino – 2- deoxy – D- glucose [9].
Chitosan có cấu trúc rất giống cellulose.

Hình 1.3. Công thức so sánh cấu tạo của chitin, chitosan, cellulose [9]
1. Chitin 2. Chitosan 3. Cellulose
7


Nghiên cứu khoa học 2013
Như công thức ở hình 2.3, thì sự khác biệt duy nhất giữa chitosan và cellulose
là nhóm amin (-NH2) ở vị trí C2 của chitosan thay thế nhóm hydroxyl (-OH) ở
cellulose.
1.1.3.2. Tính chất vật lý của chitosan
Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác
nhau.
Chitosan có tính kiềm nhẹ, có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không
tan trong nước, dung dịch kiềm và acid đậm đặc nhưng tan trong acid loãng (pH =
6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng tốt [4].
Nhiệt độ nóng chảy 309 – 3110C [4].
Khi hoà tan trong dung dịch acid acetic loãng sẽ tạo thành dung dịch keo
dương, nhờ đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại
nặng như: Pb2+, Hg+…[8].
Trọng lượng phân tử trung bình: 10.000- 500.000 Dalton tùy loại. Loại PDP
có trọng lượng phân tử trung bình từ 200.000 đến 400.000 hay được dùng nhiều
nhất trong y tế và thực phẩm [4] .
Do là một polycationic mang điện tích dương (pH<6,5) nên chitosan có khả
năng bám dính trên các bề mặt có điện tích âm như protein, aminopolysaccharide
(alginate), acid béo và phospholipid nhờ sự có mặt của nhóm amino (NH2) [4].
Chitosan có tính chất cơ học tốt, không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân huỷ
sinh học, có tính hoà hợp sinh học cao với cơ thể. [4]
Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, như ức chế
hoạt động của một số loại vi khuẩn như E.coli, diệt được một số loại nấm hại dâu
tây, cà rốt, đậu và có tác dụng tốt trong bảo quản các loại rau quả có vỏ cứng bên
ngoài [3].
1.1.3.3. Tính chất hóa học của chitosan
Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm chức -OH, -NHCOCH3 trong
các mắt xích N-acetyl-D-glucosamin và nhóm –OH, nhóm –NH2 trong các mắt xích
D-glucosamin có nghĩa chúng vừa là alcol vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hoá
học có thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế -OH, dẫn xuất thế N-, hoặc
dẫn xuất thế O, N- [8].
Mặt khác chitin/chitosan là những polimer mà các monomer được nối với
nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glucoside; các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các
chất hoá học như: acid, base, tác nhân oxy-hóa và các enzyme thuỷ phân [8].

8


Nghiên cứu khoa học 2013

a. Các phản ứng của nhóm –OH [8]
- Dẫn xuất sunfat.
- Dẫn xuất O-acyl của chitin/chitosan.
- Dẫn xuất O–tosyl hoá chitin/chitosan.
b. Phản ứng ở vị trí N [8]
- Phản ứng N-acetyl hoá chitosan.
- Dẫn xuất N-sunfat chitosan.
c.
-

Dẫn xuất N-glycochitosan (N-hidrroxy-etylchitosan).
Dẫn xuất acroleylen chitossan.
Dẫn xuất acroleylchitosan.
Phản ứng xảy ra tại vị trí O, N [8]
Dẫn xuất O, N–cacboxymetylchitosan.
Dẫn xuất N, O-cacboxychitosan.

- Phản ứng cắt đứt liên kết β-(1-4) glucoside
- Chitosan phản ứng với acid đậm đặc tạo muối khó tan.
- Chitosan tác dụng với iod trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu
tím. Đây là phản ứng dùng trong phân tích định tính chitosan.
d. Khả năng hấp phụ tạo phức với các ion kim loại chuyển tiếp

Hình 1.4. Công thƣ́c phức của chitosan với kim loại [8]
9


Nghiên cứu khoa học 2013
Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất của chitin có chứa các nhóm
chức mà trong đó các nguyên tử oxi và nitơ của nhóm chức còn cặp electron chưa
sử dụng, do đó chúng có khả năng tạo phức, phối trí với hầu hết các kim loại nặng
và các kim loại chuyển tiếp như: Hg+, Cd2+, Zn2+, Cu2+, Ni2+, Co2+… tùy nhóm chức
trên mạch polymer mà thành phần và cấu trúc của phức khác nhau [8].
Ví dụ: với ph ức Ni (II) nếu chitin có cấu trúc bát diện có số phối trí bằng 6,
nếu chitosan có cấu trúc tứ diện có số phối trí bằng 4.
e. Các phản ứng đặc trƣng khác của chitosan [9]
- Phản ứng Van-Wisselingh: chitosan tác dụng với lugol tạo dung dịch màu
nâu trong môi trường acid sunfuric có màu đỏ tím.
- Phản ứng Alternative: tác dụng với acid sunfuric tạo tinh thể hình cầu
chitosan sunfat làm mất màu dung dịch fucsin 1%.
- Khử amin nhờ: Ba(BrO)2, AgNO3, N2O2….
- Cắt mạch bởi acid, enzyme, bức xạ.
1.1.3.4. Tính chất sinh học của chitosan
- Vật liệu chitosan có nguồn gốc tự nhiên, không độc, dùng an toàn cho người.
Chúng có tính hòa hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng tự phân huỷ sinh học.
Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: có khả năng hút nước, giữ ẩm,
tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự
phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện
nghèo dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u [4].
- Chitosan không những ức chế các vi khuẩn gram dương, gram âm mà cả
nấm men và nấm mốc. Khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ thuộc một vài yếu
tố như loại chitosan sử dụng (độ deacetyl, khối lượng phân tử), pH môi trường,
nhiệt độ, sự có mặt của một số thành phần thực phẩm. Khả năng kháng khuẩn của
chitosan và dẫn xuất của nó đã được nghiên cứu bởi một số tác giả, trong đó cơ chế
kháng khuẩn cũng đã được giải thích trong một số trường hợp. Mặc dù chưa có một
giải thích đầy đủ cho khả năng kháng khuẩn đối với tất cả các đối tượng vi sinh vật,
nhưng hầu hết đều cho rằng khả năng kháng khuẩn liên quan đến mức độ hấp phụ
chitosan lên bề mặt tế bào. Trong đó, chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn gram âm
tốt hơn vi khuẩn gram dương [4]. Một số cơ chế đã được giải thích như sau:
+ Nhờ tác dụng của những nhóm NH3+ trong chitosan lên các vị trí mang điện
tích âm ở trên màng tế bào vi sinh vật, dẫn tới sự thay đổi tính thấm của màng tế
bào làm cho quá trình trao đổi chất qua màng tế bào bị ảnh hưởng. Lúc này, vi sinh
vật không thể nhận các chất dinh dưỡng cơ bản cho sự phát triển bình
10


Nghiên cứu khoa học 2013
thường như glucose dẫn đến mất cân bằng giữa bên trong và bên ngoài màng
tế bào và cuối cùng dẫn đến sự chết của tế bào [7].
+ Chitosan có thể ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn do có khả năng lấy đi
các ion kim loại quan trọng như Cu2+, Co2+, Cd2+ của tế bào vi khuẩn nhờ hoạt động
của các nhóm amino trong chitosan có thể tác dụng với các nhóm anion của bề mặt
thành tế bào[4]. Như vậy vi sinh vật sẽ bị ức chế phát triển do sự mất cân bằng liên
quan đến các ion quan trọng.
+ Điện tích dương của những nhóm NH3+của glucosamine monomer ở pH<
6,3 tác động lên các điện tích âm ở thành tế bào của vi khuẩn, dẫn đến sự rò rỉ các
phần tử ở bên trong màng tế bào. Đồng thời gây ra sự tương tác giữa sản phẩm của
quá trình thuỷ phân có khả năng khuếch tán bên trong tế bào vi sinh vật với ADN
dẫn đến sự ức chế mARN và sự tổng hợp protein tế bào [7] .
+ Chitosan có khả năng phá huỷ màng tế bào thông qua tương tác của những
nhóm NH3+ với những nhóm phosphoryl của thành phần phospholipid của màng tế
bào vi khuẩn [7].
- Có tác dụng làm giảm đáng kể số lượng vi sinh vật tổng số trên bề mặt thực
phẩm. Với hàm lượng 1,5% đã giảm số lượng vi sinh vật trên bề mặt cam là 93%,
trên bề mặt quýt là 96%, trên bề mặt cà chua là 98% … [7]
- Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, làm
to vi động mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết [4].
- Chitosan là chất thân mỡ có khả năng hấp thụ dầu mỡ rất cao có thể hấp thu
đến gấp 6-8 lần trọng lượng của nó. Chitosan phân tử có điện tích dương nên có khả
năng gắn kết với điện tích âm của acid béo và acid mật tạo thành những chất có
phân tử lớn không bị tác dụng bởi các enzyme tiêu hóa và do đó không bị hấp thụ
vào cơ thể mà được thải ra ngoài theo phân qua đó làm giảm mức cholesterol nhất
là LDL-cholesterol, acid uric trong máu nên có thể giúp ta tránh các nguy cơ bệnh
tim mạch, bệnh gút, kiểm soát được tăng huyết áp và giảm cân [4].
- Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptid, insulin, kích thích việc
tiết ra insulin ở tuyến tụy nên chitosan đã dùng để điều trị bệnh tiểu đường. Nhiều
công trình đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống
miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển các tế bào u, ung thư,
HIV/AIDS [4].
- Chitosan chống tia tử ngoại, chống ngứa [4].

11


Nghiên cứu khoa học 2013
1.1.4. Ứng dụng của chitin – chitosan
1.1.4.1. Ứng dụng chitosan trong ngành công nghệ thực phẩm
a. Chất làm trong - Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nƣớc quả
Trong sản xuất nước quả, việc làm trong là yêu cầu bắt buộc. Thực tế hiện nay
đang sử dụng các chất làm trong như: gelatin, bentonite, kali caseinat, tannin,
polyvinyl pyrovinyl ... chitosan là tác nhân tốt loại bỏ độ đục, giúp điều chỉnh acid
trong nước quả. Đối với dịch quả táo, nho, chanh, cam không cần qua xử lý pectin,
sử dụng chitosan để làm trong. Đặc biệt nước táo, độ đục có thể giảm tối thiểu chỉ ở
mức xử lý với 0,8 kg/m3 mà không hề gây ảnh hưởng xấu tới chỉ tiêu chất lượng của
nó. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chitosan có ái lực lớn với các polyphenol như
catechin, proanthocyanydin, acid cinamic, dẫn xuất của chúng; những chất mà có
thể biến màu nước quả bằng phản ứng oxy hóa [13].
b. Sử dụng trong thực phẩm chức năng
Chitosan có khả năng làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu. Nếu sử
dụng thực phẩm chức năng có bổ sung 4% chitosan thì lượng cholesterol trong máu
giảm đi đáng kể chỉ sau 2 tuần. Ngoài ra chitosan còn xem là chất chống đông tụ
máu. Nguyên nhân việc giảm cholesterol trong huyết và chống đông tụ máu được
biết là ngăn không cho tạo các micelle. Điều chú ý là, ở pH = 6- 6,5 chitosan bắt
đầu bị kết tủa, toàn bộ chuỗi polysacchride bị kết lắng và giữ lại toàn bộ lượng
micelle trong đó [4]. Chính nhờ đặc điểm quan trọng này chitosan ứng dụng trong
sản phẩm thực phẩm chức năng.
c. Thu hồi protein
Nước Whey được coi là chất thải của trong công nghiệp sản xuất format, nó có
chứa lượng lớn lactose và protein ở dạng hòa tan. Nếu thải trực tiếp ra ngoài nó gây
ô nhiễm môi trường, còn nếu xử lý nước thải thì tốn kém trong vận hành hệ thống
mà hiệu quả kinh tế không cao. Việc thu hồi protein trong whey được xem là biện
pháp làm tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất format. Whey protein khi thu hồi được
bổ sung vào đồ uống, thịt băm, và các loại thực phẩm khác. Đã đưa ra nhiều phương
pháp khác nhau nhằm thu hồi protein này và chitosan được coi mang lại hiệu suất
tách cao nhất. Tỷ lệ chitosan để kết bông các chất lơ lửng là 2,15% (30mg/lit); độ
đục thấp nhất ở pH 6,0. Nghiên cứu về protein thu được bằng phương pháp này:
không hề có sự khác biệt về giá trị giữa protein có chứa chitosan và protein thu
được bằng đông tụ casein hoặc whey protein [4]. Ngoài việc thu h ồi protein từ
whey, người ta sử dụng chitosan trong thu hồi các acid amin trong nước của sản
xuất đồ hộp , thịt, cá …
12


Nghiên cứu khoa học 2013
d. Phân tách rƣợu - nƣớc
Chitosan đã được xử lý đặc biệt để tạo ra dạng màng rỗng. Với việc điều chỉnh
tốc độ thẩm thấu (lượng chất lỏng đi qua màng khoảng 1m2/giờ ). Màng này được
sử dụng trong hệ thống phản ứng đòi hỏi không dùng nhiệt độ quá cao. Việc phân
tách này chỉ loại đi nước, kết quả là hàm lượng ethanol có thể lên đến 80 % [3].
e. Ứng dụng làm màng bao (bảo quản hoa quả)
Lớp màng không độc bao toàn bộ khu cư trú từ bề mặt khối nguyên liệu nhằm
hạn chế sự phát triển vi sinh vật bề mặt nguyên nhân chính gây thối hỏng thực
phẩm.
Màng chitosan cũng có lợi ích lớn với việc làm cứng thịt quả, ổn định acid,
làm chậm phản ứng tổng hợp anthocyanin trong dâu tây khi để ở 40C. Sau 31 ngày
thịt quả cứng hơn, độ acid ổn định hơn so với việc sử dụng thuốc diệt nấm. Ngoài ra
nó còn làm giảm tỷ lệ “nâu hóa”. Điều này được chỉ ra bởi nó làm giảm lượng
anthocyanin chứa trong quả. Nấm là thủ phạm chính dễ gây thối quả nhất, trong khi
đó ưu điểm của chitosan là khả năng kháng n ấm. Thêm vào đó, màng chitosan gần
giống như môi trường bên ngoài mà không gây ra nguyên nhân hô hấp kị khí, nó có
thể hấp thu chọn lọc tới oxy nhiều hơn là carbonic [12].
Một nghiên cứu khác trên tỏi và hạt tiêu chỉ ra rằng màng chitosan rõ ràng đã
làm giảm tổn thất hạt ở 13-200C (độ ẩm tương đối 85%), bằng việc nhúng dung dịch
nồng độ 1,5%. Mức độ hô hấp, mất màu, bị héo, hay bị nhiễm n ấm giảm đi đáng kể
[12].
Các kiểm tra trên hạt tiêu xanh, khoai tây, carrot, củ cải, hành tây cho thấy ch ỉ
có khoai tây và hạt tiêu xanh có phản ứng lại với màng, không làm giảm sự khối
lượng thực phẩm, làm chậm lại sự lão hóa. Khả năng ngăn ch ặn quá trì nh hư th ối
cũng đã tìm thấy ở carrot, củ cải, măng tây được phủ màng. Chất màng này cũng có
thể gây hại đến các loại quả bằng cách làm tăng khả năng thối hỏng. Việc sử dụng
2% (w/v) màng chitosan cho hạt tiêu xanh làm giảm sự hư thối, giảm nâu, tăng CO2
và làm giảm O2 bên trong màng [12]. Trong khi đó nó cũng không có hiệu qu ả với
các quả, củ có hơi nước bị mất thông qua các sẹo trên củ như khoai tây. Tuy vậy
lớp màng này giảm tỷ lệ nâu hóa trong hơn 12 ngày của quá trình bảo quản.
Ngoài việc chỉ s ử dụng màng chitosan để bảo quản , hiện nay ở Việt Nam có
sự kết hợp giữa bảo quản bởi màng chitosan và PE.
Qui trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần. Đó là bảo
quản trái bằng cách bao màng chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao
polyethylene có đ ục 5 lỗ với đường kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép.
13


Nghiên cứu khoa học 2013
Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ 120C [12]. Với phương pháp này, phẩm chất bên trong
trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng
lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp.
1.1.4.2. Ứng dụng trong nghành công nghiệp khác
a. Trong y dƣợc [4]
Từ chitosan vỏ cua, vỏ tôm có thể sản xuất glucosamin, một dược chất quý
dùng để chữa khớp đang phải nhập khẩu ở nước ta [4]. Ngoài ra còn sản xuất ra
một số chất như:
- Da nhân tạo.
- Kem chống khô da.
- Kem dưỡng da ngăn chặn tia cực tím phá hoại da.
- Dùng làm thuốc chữa bệnh viêm loét dạ dày – tá tràng.
b. Trong công nghiệp [7]
- Vải col dùng cho may mặc.
- Vải chịu nhiệt, chống thấm.
- Vải chitosan dùng cho may quần áo diệt khuẩn trong y tế.
- Làm tăng độ bền của giấy.
- Dùng làm thấu kính tiếp xúc.
c. Trong nông nghiệp [7]
- Bảo quản quả, hạt giống mang lại hiệu quả cao.
- Dùng như một thành chính trong thuốc trừ nấm bệnh (đạo ôn, khô
vằn…).
- Dùng làm thuốc kích thích sinh trưởng cây trồng cho lúa, cây công
nghiệp, cây ăn quả, cây cảnh …
- Không tan trong nước.
- Tan trong acid loãng như acid acetic.
d. Trong các ngành công nghệ khác [3]
- Dùng làm mực in cao cấp trong công nghệ in.
- Tăng độ bám dính của mực in.
- Trong công nghệ môi trường.
- Xử lý nước thải công nghiệp rất hiệu quả.
- Xử lý nước thải trong công nghiệp nhuộm vải.
- Xử lý nước trong công nghiệp nuôi tôm, cá.

14


Nghiên cứu khoa học 2013
e. Trong công nghệ sinh học [3]
Chất mang cố định enzyme và cố định tế bào.
1.1.5. Nguồn thu nhận chitin – chitosan
Chitin – chitosan được chiết xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau: phế
liệu thủy sản, vi nấm, vi khuẩn… tuy nhiên nguồn nguyên liệu chính để sản xuất
chitin – chitosan là phế liệu thủy sản, đặc biệt là vỏ tôm, ghẹ, mực. Tùy theo từng
nguyên liệu mà hàm lượng chitin biến đổi khác nhau, trong đó nang mực có hàm
lượng chitin cao nhất kế đến là tôm sú và tôm thẻ.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học một số phế liệu thủy sản để sản xuất chitin [9]
Nguyên liệu

Thành phần hóa học (%)
Độ ẩm

Protein

Khoáng

Lipid

Chitin

Vỏ cua xanh

4,5

24,0

56,0

2,0

12,9

Vỏ ghẹ chấm

12,9

10,3

57,9

0,3

17,1

Đầu tôm sú

9,1

26,8

29,3

0,5

34,9

Vỏ tôm sú

9,7

42,8

20,8

1,2

36,5

Nang mực

6–8

7–8

0,7 - 1

-

75– 80

Vì thành phần của mỗi nguyên liệu khác nhau nên quy trình chiết xuất chitin –
chitosan cũng khác nhau. Trong nghiên cứu này sử dụng nguyên liệu là vỏ tôm nên
chúng tôi xin tổng quan qua các vấn đề liên quan đến vỏ tôm:
1.1.5.1. Thành phần phế liệu tôm
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của vỏ tôm [9]
STT Thành phần (% khối lượng)

Trong vỏ tôm tươi

Trong vỏ tôm khô

1
2
3
4

Muối khoáng (%)
Protein (%)
Chitin (%)
Sắc tố (%)

12,25
8,05
4,50
Chưa xác định

45,16
23,25
27,50
Chưa xác định

5

Độ ẩm (%)

75

4

Phế liệu tôm từ các cơ sở chế biến là những phần phế thải như đầu, vỏ, chân
và đuôi tôm. Trong thành phần của tôm, phần đầu chiếm khoảng 35 = 45% khối
lượng, phần vỏ, chân và đuôi chiếm khoảng 10 -15%. Như đã nói trên, thành phần
hóa sinh của vỏ tôm gồm có chitin, protein, chất khoáng, lipid, và các sắc tố. Tỷ lệ
giữa các thành phần này không ổn định mà thay đổi giữa các giống, loài, đặc điểm,
sinh thái, sinh lý cũng như giai đoạn phát triển con tôm.
15


Nghiên cứu khoa học 2013
 Protein
Trong phế liệu tôm protein tồn tại ở 2 dạng tự do và phức tạp [9]:
- Dạng tự do: thịt tôm lẫn vào phế liệu tôm hoặc phần thịt và nội tạng còn sót
lại trong vỏ đầu tôm.
- Dạng phức tạp: ở dạng này protein không hòa tan và thường liên kết với
chitin, CaCO3, lipid tạo thành lipoprotein.
 Chitin
Chitin được bao bọc bởi sáu sợi xoắn protein, tồn tại dạng phức hợp chitin –
protein bởi những liên kết đồng hóa trị. Ngoài ra chitin còn liên kết với lipid và các
hợp chất hữu cơ khác [3].
 Sắc tố
Trong phế liệu tôm còn có một lượng astaxanthin đáng kể. Lúc các sinh vật
biển còn sống, astaxanthin tồn tại dạng phức hợp với lipoprotein gợi là cyanin,
nhưng trong quá trình gia nhiệt, protein bị biến tính và astaxanthin bị tách ra nên
màu đỏ cam xuất hiện [9].
 Chất khoáng
Trong vỏ tôm có chứa một lượng muối vô cơ chủ yếu là CaCO3. Bên cạnh đó
vỏ tôm còn còn chứa rất ít Ca3(PO4)2. Hợp chất này trong quá trình khử khoáng dễ
hình thành CaHPO4 khó tan trong HCl. Điều này gây khó khăn cho việc khử
khoáng khi chiết xuất chitin [9].
 Lipid
Ngoài những thành phần chính trên, trong vỏ tôm còn chứa một lượng nhỏ
lipid. Thông thường, lượng lipid này cũng được loại bỏ trong công đoạn khử
protein.
1.1.5.2. Ứng dụng của phế liệu tôm
 Sản xuất chitin, chitosan và glucosamine
Chitin – chitosan có tính ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đã nói trên.
Một hướng khác, từ việc thủy phân chitin bằng HCl đặc ta sẽ thu được
glucosamine[3]. Chất này được ứng dụng trong y học, đặc biệt là bào chế thuốc đặc
trị thoái hóa khớp.
 Sản xuất thức ăn chăn nuôi
Đây là hướng sản xuất phổ biến hiện nay khi việc tận dụng nguồn phế liệu
thủy sản vào sản xuất chitin – chitosan và các hướng khác chưa được sản xuất rộng
rãi. Trong thành phần của bột tôm có chứa acid amin tương tự như acid amin của
đậu nành hay của bột cá, vì vậy rất nhiều thức ăn chăn nuôi hiện nay có chứa bột
16


Nghiên cứu khoa học 2013
tôm. Hiện nay có hai phương pháp chế biến thức ăn chăn nuôi được sử dụng phổ
biến là phương pháp sấy khô bằng nhiệt và phương pháp ủ xilo [4].
 Sản xuất bột màu
Việc tận dụng sắc tố astaxanthin làm chất tạo màu được sử dụng trong nuôi
trồng thủy sản, công nghiệp và thực phẩm. Là một dẫn xuất thuộc nhóm caroteinoid
có nhiều ứng dụng trong cuộc sống, astaxanthin có thể thay thế cho các chất màu
hóa học đang được sử dụng hiện nay [5].
 Sản xuất bột súp và canh
Đầu của các loài tôm nước ngọt có mùi vị rất đặc biệt nên đầu tôm được tận
dụng làm nguyên liệu tạo mùi cho món súp hoặc canh. Việc tận dụng đầu tôm làm
gia vị là một hướng khai thác tận dụng phế liệu của ngành công nghệ thực phẩm.
1.2. Tổng quan về táo
1.2.1. Nguồn gốc và cấu tạo của táo
Cây táo là loại cây thân gỗ thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae), chi Malus, loài M.
domestica. Trong chi Malus có khoảng 30 – 35 loài và chủ yếu sống ở châu Âu và
Bắc Mỹ [20].
Cây táo tây có nguồn gốc ở Trung Á, hiện vẫn còn loài táo dại tổ tiên của táo
tây mọc ở vùng này. Tổng sản lượng táo tây năm 2005 trên toàn thế giới là trên 55
triệu tấn, trị giá khoảng 10 tỷ đô la Mỹ. Trong đó, sản lượng của Trung Quốc chiếm
35%. Mỹ là nước có sản lượng táo cao thứ nhì, chiếm hơn 7,5% tổng sản lượng thế
giới. Thổ Nhĩ Kỳ, Pháp, Italia, và Iran cũng là những nước xuất khẩu táo hàng đầu
[20].
Cây táo tây cao khoảng 3–12 m, tán rộng và rậm. Đến thu cây rụng lá, lá táo
hình bầu dục, rộng 3–6 cm, dài 5–12 cm; đầu lá thắt nhọn với cuống lá khoảng 2–
5 cm. Rìa lá dạng răng cưa [20].
Hoa táo nở vào mùa xuân cùng lúc khi mầm lá nhú. Hoa sắc trắng, có khi pha
chút màu hồng rồi phai dần. Hoa có năm cánh, đường kính 2,5-3,5 cm. Trái chín
vào mùa thu và thường có đường kính cỡ 5–9 cm. Ruột táo bổ ra có năm "múi" chia
thành ngôi sao năm cánh. Mỗi múi có 1-3 hột [20].
Trái hình tròn màu sắc tùy loại táo như: táo Gala màu đỏ thẫm, táo Klever
fruits có màu cam và vàng, táo xanh mỹ có màu xanh, táo Fuji Mỹ có màu vàng xen
lẫn các chấm đỏ hồng đến đỏ đậm [20].

17


Nghiên cứu khoa học 2013

Hình 1.5. Táo Klever fruits

Hình 1.6. Táo táo gala

Hình 1.7. Táo xanh Mỹ
1.2.2. Thành phần hóa học của táo

Năng lượng trong 100g táo là 229 Kj (54 Kcal) [16].
Bảng 1.3. Các thành phần hóa học của táo
Thành phần

Hàm lƣợng (100g) Thành phần

Nước

84,3

Chất xơ

2,1

Protein

0,3

Acid hữu cơ

0,6

Lipid

0,4

Vitamin

1,2

Chất khoáng

0,3

Carbonhydrat 10,8

Hàm lƣợng (100g)

(Nguồn: TLTK 16)

18


Nghiên cứu khoa học 2013
Bảng 1.4. Thành phần các acid amin của táo
Thành phần

Hàm lƣợng (mg)

Thành phần

Hàm lƣợng (mg)

Arginine

8

Lysine

15

Methionine

6

Glycine

3

Isoleucine

10

Phenylalanine

9

Leucine

16

Threonine

8

Trytophan

2
(Nguồn: TLTK 16)

Bảng 1.5. Các loại vitamin trong táo
Thành phần
Carotene

Hàm lƣợng (mg)
45

Thành phần
Vitamin B6

Hàm lƣợng (mg)
45

Vitamin E

49

Biotin

1-8

Vitamin K

0-5

Acid folic

7

Vitamin B1

35

Vitamin C

12
(Nguồn: TLTK 16)

Bảng 1.6. Các loại khoáng chất có trong quả táo
Thành phần

Hàm lƣợng (mg)

Thành phần

Hàm lƣợng (mg)

Natri

3

Sắt

480

Kali

145

Đồng

100

Magiê

6

Kẽm

120

Canxi

7

Photpho

12

Mangan

65

Clorua

2

Iod

2

Florua

7
(Nguồn: TLTK 16)

Hydrocacbon trong táo chủ yếu là các loại đường, sorbit, tinh bột. [16]
Acid hữu cơ trong táo có khá nhiều về acid hữu cơ nhưng củ yếu là acid malic
(550mg), acid citric(16mg) ngoài ra còn có các cid như: acid oxalic, salycilic acid,
purin. [16]
Các lipid chủ yếu: acid palimitic, acid steric, acid oleic, acid linolic, acid
linoleic. [16]

19


Nghiên cứu khoa học 2013
1.2.3. Các quá trình xảy ra trong khi tồn trữ
Phần lớn những biến đổi của rau quả sau thu hoạch là tiếp tục các biến đổi
trong quá trình phát triển của chúng, nhưng theo chiều hướng phân hủy và tiêu hao
vật chất để sinh năng lượng duy trì quá trì nh sống.
Trong quá trình tồn trữ rau quả tươi, các biến đổi về vật lý, sinh lý, sinh hóa có
quan hệ chặt chẽ và phụ thuộc vào tính chất tự nhiên của rau quả tươi: giống , loài,
điều kiện trồng trọt và chăm sóc, độ chín khi thu hoạch, kỹ thuật thu hái, vận
chuyển và những yếu tố kỹ thuật trong quá trình tồn trữ. [6]
1.2.3.1. Các quá trình vật lý
a. Sự bay hơi nƣớc
Trong quá trình bảo quản rau quả, hiện tượng mất nước luôn có khuynh hướng
xảy ra.
Nguyên nhân chính của quá trình mất nước là do trong rau quả chứa hàm
lượng nước cao. Nước trong rau quả chủ yếu là dạng nước tự do, có thể di động và
bay hơi tạo nên áp suất riêng phần của nước trên bề mặt. Sự chênh lệch áp suất giữa
bề mặt rau quả và môi trường bên ngoài dẫn đến quá trình thoát hơi nước. Khi chưa
qua thu hoạch lượng nước luôn được bù đắp do rễ hút từ đất, còn trong bảo quản,
quá trình hô hấp của rau quả sinh nhiệt và ẩm nên chênh lệch nhiệt ẩm giúp tăng
tốc quá trình bốc hơi ẩm. Sự mất nước này ảnh hưởng không tốt đến quá trình trao
đổi chất, làm giảm tính trương của tế bào, làm mất độ dòn, rau quả bị héo và làm
giảm khối lượng chung [6].
Để giảm sự mất nước của rau quả, người ta thường áp dụng các biện pháp sau:
hạ thấp nhiệt độ, tăng độ ẩm và giảm tốc độ chuyển động của không khí trong kho
bảo quản…
b. Sự giảm khối lƣợng tự nhiên
Sự giảm khối lượng tự nhiên của rau quả trong quá trình bảo quản do bay hơi
nước và tiêu tốn các chất hữu cơ trong khi hô hấp. Sự giảm khối lượng tự nhiên này
không thể tránh khỏi trong bất kỳ điều kiện nào nhưng có thể giảm tối thiểu khi tạo
được điều kiện bảo quản tối ưu.
Khối lượng giảm trong bảo quản phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại và giống
trái, vùng và khí hậu trồng, phương pháp và điều kiện bảo quản, thời gian bảo quản,
thời hạn bảo quản và mức độ bị xây xát của trái [6].
c. Sự sinh nhiệt
Tất cả nhiệt sinh ra trong rau quả tươi khi bảo quản là do hô hấp. Lượng nhiệt
do hô hấp sinh ra chủ yếu tỏa ra môi trường xung quanh, làm tăng nhiệt trong kho.
20


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×