Đặt vấn đề Gần đây màng sinh học chitosan đã và đang được sử dụng rộng rãi để kéo dài thời hạn sử dụng thực phẩm do chitosan là hợp chất tự nhiên không độc, an toàn với người, có khả năng tự phân hủy sinh học và có tính kháng vi sinh vật [25]. Giữa chitosan khối lượng phân tử thấp và chitosan khối lượng phân tử cao, loại chitosan nào có tính kháng vi sinh vật tốt hơn thì vẫn đang là một câu hỏi cần giải đáp. Tính kháng vi sinh vật của chitosan không chỉ phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài (vi sinh vật, tính chất của môi trường, pH, nhiệt độ…), mà còn phụ thuộc vào các yếu tố bên trong (như trọng lượng phân tử, và mức độ polymer hóa và mức độ diacetyl hóa) [56]. Chitosan có khối lượng phân tử thấp được cho là có khả năng kháng khuẩn cao hơn so với chitosan thông thường có khối lượng phân tử cao [21] vì chitosan có khối lượng phân tử thấp có khả năng tan trong nước cao hơn dẫn đến phản ứng tốt hơn với các vị trí hoạt động của vi sinh vật.
Tuy nhiên kết quả nghiên cứu khả năng kháng khuẩn của chitosan phụ thuộc vào khối lượng phân tử là không hoàn toàn tương thích. Chitosan có khối lượng phân tử dưới 300 kDa, tác dụng kháng khuẩn đối với S. aureus tăng khi khối lượng phân tử tăng nhưng tác dụng kháng khuẩn đối với E. coli thì ngược lại [59].
Ngoài hoạt dộng kháng khuẩn, chitosan còn có tác dụng chống nấm đã được chứng minh chống một số loại nấm bao gồm Saccharomyces cerevisiae, Aspergillus niger, Trichophyton rubrum và Candidaspp với nồng độ ức chế tối thiểu MIC là 1,3 mg/ml [50] đồng thời kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan khối lượng phân tử cao có khả năng chống nấm tốt hơn chitosan có khối lượng phân tử thấp. Màng chitosan được sử dụng rộng rãi trong bảo quản thực phẩm như trên đối tượng rau, củ, quả nghiên cứu của Nguyễn Đức Tuân và cộng sự cho thấy với nồng độ dung dịch chitosan 1,5% có thể bảo quản quả bưởi Đoan Hùng trong vòng 90 ngày vẫn cho chất lượng tốt [7]. Trên đối tượng thịt, cá nghiên cứu của Lê Thị Minh Thủy và Trương Thị Mộng Thu cho thấy có thể sử dụng dung dịch chitosan 0,5% bảo quản cá Tra fillet đông lạnh làm giảm đáng kể sự thay đổi chất lượng cá trong suốt 6 tháng m 2 bảo quản [6]. Trên đối tượng trứng gà tươi, có nghiên cứu của Nguyễn Thị Lan và Huỳnh Thái Nguyên sử dụng màng chitosan nồng độ 1 - 1,6% để làm giảm đáng kể sự biến đổi chất lượng trứng gà tươi trong 30 ngày bảo quản ở nhiệt độ thường [1].
Trứng là một sản phẩm thực phẩm cơ bản của con người bởi có nguồn dinh dưỡng đa dạng cùng với khả năng tiêu hóa cao và giá cả phải chăng [47]. Hơn nữa, trứng là thực phẩm có nguồn gốc động vật vừa cung cấp protein, sắt, vitamin A, riboflavin… cho chi phí thấp nhất vừa cung cấp kẽm, canxi cho chi phí thấp thứ hai [20], ngoài ra trứng còn cung cấp khoảng 140 kcal/100g [44] nên trứng là một tiềm năng ẩm thực tuyệt vời. Ở nước ta, do điều kiện khí hậu nóng ẩm đặc biệt là miền Bắc nên trứng dễ bị hư hỏng. Ở nhiệt độ thường (28 - 300C) trứng gà đã bị biến đổi về trọng lượng, chất lượng cũng như biến đổi thành phần dinh dưỡng và giá trị thương phẩm (trứng mốc, trứng loãng lòng, thối vỡ) do tác động của hiện tượng tự phân huỷ, hoạt động của vi sinh vật qua các lỗ khí trên bề mặt trứng gây ra [2].
Do đó, việc sử dụng màng bao trên bề mặt vỏ trứng nhằm hạn chế sự trao đổi không khí và chống sự xâm nhập của vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản đang được nhiều tác giả quan tâm và chú ý. Các kết quả nghiên cứu của Lee và Mahony [39], Bhale và cộng sự [15], Cengiz [16] đã cho thấy việc sử dụng màng bao chitosan khối lượng phân tử thấp trên bề mặt trứng gà tươi có hiệu quả đáng kể trong việc hạn chế sự hao hụt khối lượng và biến đổi chất lượng trứng khi bảo quản ở nhiệt độ thường. Nhưng chưa có nghiên cứu nào chỉ ra rằng màng bao chitosan khối lượng phân tử thấp hay màng bao chitosan khối lượng phân tử cao khi bảo quản trên trứng gà tươi cho chất lượng tốt hơn. Chính vì vậy tôi tiến hành đề tài, “Nghiên cứu hiệu quả bảo quản của màng bao chitosan khối lượng phân tử thấp so với màng bao chitosan khối lượng phân tử cao trên trứng gà tươi”.
Mục tiêu của đề tài 1. Mục tiêu tổng quát Xác định được nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân tử thấp phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi. Xác định được nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân tử cao phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi. Xác định được màng sinh học chitosan cho hiệu quả bảo quản tốt hơn.
Xác định được biện pháp phủ màng phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi. Hoàn thiện quy trình công nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng bao chitosan. Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân tử thấp tới chất lượng và thời gian bảo quản trứng gà tươi. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ màng sinh học chitosan khối lượng phân tử cao tới chất lượng và thời gian bảo quản trứng gà tươi.
Lựa chọn màng sinh học chitosan phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi. Nghiên cứu biện pháp phủ màng phù hợp cho bảo quản trứng gà tươi. Hoàn thiện quy trình công nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng sinh học chitosan. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.
Ý nghĩa khoa học của đề tài Đề tài động viên khích lệ sinh viên tham gia công tác nghiên cứu khoa học Giúp sinh viên có cơ hội tiếp cận với các thao tác kỹ thuật trong thực tế, củng cố các kiến thức đã học. Bổ sung kiến thức thông qua hoạt động nghiên cứu thực tiễn, trau dồi kiến thức bản thân, tích lũy kinh nghiệm thực tế, đồng thời tiếp cận công tác nghiên cứu khoa học phục vụ cho công việc nghiên cứu và công tác sau này. Giúp sinh viên củng cố và hệ thống hóa lại kiến thức đã học vào nghiên cứu khoa học m 4 1. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Giúp sinh viên có thêm kỹ năng làm việc thực tế sau khi ra trường về quan sát, chế biến, đánh giá sản phẩm, quản lý chất lượng.
Xây dựng được quy trình công nghệ bảo quản trứng gà tươi bằng màng chitosan khối lượng phân tử thấp. Là cơ sở cho các nghiên cứu bảo quản trứng gà tươi sau này. m 5 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHITOSAN KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ CAO 2.
Nguồn gốc và cấu trúc hóa học của chitosan 2. Nguồn gốc chitin/chitosan Về mặt lịch sử, chitin được Braconnot phát hiện đầu tiên vào năm 1811, trong cặn dịch chiết từ một loại nấm. Ông đặt tên cho chất này là “Fungine” để ghi nhớ nguồn gốc của nó. Năm 1923, Odier phân lập được một chất từ bọ cánh cứng mà ông gọi là “chitin” hay “chitine”, tiếng Hy Lạp gọi là vỏ giáp, nhưng ông không phát hiện ra sự có mặt của nitơ.
Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết luận chitin có dạng công thức giống với cellulose. Sự có mặt của nitơ trong chitin đã được Lassaige chứng minh vào năm 1843, từ đó nhân loại bắt đầu nghiên cứu và ứng dụng lâu dài hợp chất này và các dẫn xuất của nó [51]. Ở động vật chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng trong vỏ một số động vật không xương sống như côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác, giun tròn. Hàm lượng chitin (theo % chất khô) ở động vật giáp xác như tôm, cua (58,85%), côn trùng (20 - 60%), động vật thân mềm (3 - 26%), giun đốt (20 - 28%), ruột khoang (3 - 30%), rong biển chứa một lượng nhỏ chitin, nấm có chứa khoảng 45% chitin [12].
Ở động vật bậc cao, monome của chitin là một thành phần chủ yếu trong mô da giúp cho sự tái tạo và gắn liền các vết thương ở da. Ở vi sinh vật chitin có trong thành tế bào nấm, trong sinh khối nấm mốc và một số loại tảo [52]. Cấu trúc hóa học của chitosan a. Công thức cấu tạo của chitin Chitin có cấu trúc là một polyme được tạo thành từ các đơn vị N - acetyl - β - D - glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết β - 1 - 4 - glucoside.
Công thức cấu tạo của chitin m 6 Chitosan thu được từ quá trình diacetyl hóa chitin, thay thế nhóm N-acetyl thành nhóm amin ở vị trí C2. Do quá trình acetyl hóa xảy ra không hoàn toàn nên người ta quy ước nếu độ diacetyl hóa (degree of deacetylation) (DDA), DDA > 50% thì gọi là chitosan, nếu DDA < 50% thì gọi là chitin. Chitosan có cấu trúc tuyến tính từ đơn vị 2 - deoxy - β - D - glucosamine liên kết với nhau bằng liên kết β - (1 - 4) - glucozit. Cấu trúc hóa học của Chitosan Hình 2.
Cấu trúc của chitosan Tên gọi khoa học: Poly(1-4)-amino-2deoxy-β-D-glucose; poly(1-4)-amino- 2deoxy- β-D-glucopyranose. Công thức phân tử: [C6H11O4N]n Phân tử lượng: Mchitosan = (161,07)n Trong thực tế các mạch chitin - chitosan đan xen nhau, vì vậy tạo ra nhiều sản phẩm đồng thời, việc tách và phân tích chúng rất phức tạp [31]. Tính chất sinh học và độc tính của chitosan Chitosan là hợp chất tự nhiên không độc, dùng an toàn cho người, có tính hòa hợp sinh học cao với cơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học [25]. 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 vi sinh vật khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện ngèo dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u [58].
Hsieh và cộng sự (2007) chỉ ra rằng chitosan là chất thân lipid có khả năng hấp thụ dầu mỡ cao, chúng có thể hấp thụ 6 - 8 lần trọng lượng phân tử. Chitosan phân tử lượng nhỏ có điện tích dương nên có khả năng gắn kết với điện tích âm của lipid và m 7 acid tạo thành những chất có phân tử lượng lớn không bị tác dụng bởi men tiêu hóa. Do đó không bị hấp phụ vào cơ thể mà được thải ra ngoài làm giảm cholesterol, acid uric trong máu nên tránh được nguy cơ bệnh tim mạch, bệnh gut, kiểm soát được tăng huyết áp và giảm cân.