Đặt vấn đề Việt Nam có khí hậu nóng ẩm rất thuận lợi cho nấm mốc phát triển. Nấm mốc là nguyên nhân chính gây hư hỏng các sản phẩm lương thực, thực phẩm, rau quả đặc biệt là làm hư hỏng quả sau thu hoạch. Trong đó có ba chủng nấm mốc xuất hiện rất phổ biến, gây hư hỏng trên cam quýt và táo đó là Penicillium digitatum, Alternaria sp, Penicillium expansum [6]. Chúng gây ra bệnh mốc lục cam quýt, thối đen cam quýt, nhất là giai đoạn tồn trữ sau thu hoạch, gây nhiều thiệt hại về kinh tế cho con người.
Có rất nhiều công trình nghiên cứu và các biện pháp nhằm ngăn chặn sự phát triển của nấm mốc trên nông sản sau thu hoạch đã được công bố như bảo quản trái cây sau thu hoạch bằng sulfitsodium (Na2SO3) hoặc làm chậm quá trình chín của quả bằng cách sử dụng một số hóa chất như nitrat bạc (AgNO3) [6]. Tuy nhiên các hóa chất nói trên đều là các hóa chất có thể gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng nếu sử dụng với liều lượng quá mức cho phép. Đặc biệt các sản phẩm xử lý bằng hóa chất gặp phải rào cản rất nghiêm ngặt khi xuất khẩu sang các nước EU, Nhật, Mỹ [24]. Gần đây một xu hướng đang được phát triển trên thế giới là sử dụng các chất bảo quản có nguồn gốc tự nhiên hoặc sinh học để bảo quản nông sản.
Bạc từ lâu đã được sử dụng trong điều trị bệnh y tế do thuộc tính kháng khuẩn tự nhiên của nó. Nano bạc là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có đặc tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi, không có hại cho sức khỏe con người với liều lượng tương đối cao, ổn định ở nhiệt độ cao, chi phí cho quá trình sản xuất thấp [46]. Ngoài ra nó cũng không gây phản ứng phụ, liều lượng không gây độc cho con người và vật nuôi khi nhiễm lượng nano bạc bằng nồng độ diệt khuẩn (< 100ppm) [57]. Khả năng kháng khuẩn của nano bạc nhờ vào các ion Ag+, ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican, thành phần cấu tạo nên thành tế bào của vi sinh vật và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế bào dẫn đến làm tê liệt n 2 vi sinh vật [56].
Do động vật không có thành tế bào vì vậy chúng không bị tổn thương khi tiếp xúc với ion này. Chitosan là một polysaccharide tuyến tính, là sự kết hợp ngẫu nhiên của β(1- 4)-D glucosamine và N-acetyl-D glucosamine. Chitosan thương mại có nguồn gốc từ vỏ tôm và mai mực [46]. Nó có khả năng tự hòa hợp và tự phân hủy sinh học, độc tính thấp, kháng khuẩn, kháng nấm, hoạt tính sinh cao.
Chitosan ức chế vi sinh vật là do liên kết giữa ion mang điện tích dương vs ion âm của tế bào vi sinh vật, làm thay đổi tính thấm của màng tế bào. Vì vậy chitosan được ứng dụng nhiều trong việc bảo quản, chế biến nông sản, ví dụ như bảo quản thực phẩm và các loại hoa quả và rau [8], các loại thịt cá [17], lọc trong nước quả. Chitosan có khả năng kháng vi sinh vật tuy nhiên khả năng kháng nấm mốc của chitosan trong thực tế là tương đối thấp do đó để tăng hoạt tính kháng khuẩn của chitosan cần kết hợp chitosan với một vật liệu có khả năng kháng khuẩn tốt hơn (nano bạc). Mặt khác chitosan có đặc tính tạo gel nên giúp cho việc cố định nano bạc trên bề mặt của chúng và ngăn không cho nano bạc thấm sâu vào các lớp bên trong của quả do đó chúng tôi tiến hành đề tài “nghiên cứu khả năng kháng nấm mốc của chế phẩm phối hợp Chitosan - Nano bạc”.
Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 1. Mục tiêu của đề tài - Xác định được nồng độ ức chế tối thiểu của chế phẩm phối hợp Chitosan - Nano bạc đối với nấm mốc Penicillium digitatum, Penicillium expansum, và Alternaria sp. Yêu cầu của đề tài - Xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) của nano bạc đối với nấm mốc Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Alternaria sp. - Xác định MIC của Chitosan đối với nấm mốc Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Alternaria sp.
- Xác định MIC của chế phẩm phối hợp Chitosan - Nano bạc đối với nấm mốc Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Alternaria sp. n 3 - Theo dõi thời gian kháng nấm mốc Penicillium digitatum, Penicillium expansum, Alternaria sp của chế phẩm phối hợp Chitosan - Nano bạc. Ý nghĩa của đề tài 1. Ý nghĩa trong khoa học - Đánh giá được sự tác động của chitosan, nano bạc và chế phẩm phối hợp Chitosan - Nano bạc ở các nồng độ khác nhau lên khả năng kháng nấm mốc.
Từ đó là cơ sở để xác định nồng độ tác động hiệu quả nhất lên nấm mốc. Ý nghĩa trong thực tiễn - Ứng dụng chế phẩm Chitosan - Nano bạc trong chế tạo vật liệu kháng khuẩn, bảo quản các loại quả có múi, táo, xoài, hay các sản phẩm động vật. n 4 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Tổng quan về nano bạc đạm 2.
Khái niệm công nghệ nano Công nghệ nano là ngành công nghệ liên quan đến việc thiết kế, phân tích, chế tạo và ứng dụng các cấu trúc, thiết bị và hệ thống bằng việc điều khiển hình dáng, kích thước trên quy mô nanomet [7]. Ở kích thước nano, vật liệu sẽ có tính năng đặc biệt mà vật liệu khác không có được đó chính là do sự thu nhỏ kích thước và việc tăng diện tích bề mặt ngoài. Phân loại vật liệu nano Vật liệu nano là vật liệu trong đó có ít nhất một chiều có kích thước nano mét. Về trạng thái vật liệu, người ta chia thành ba trạng thái: rắn, lỏng, khí.
Vật liệu nano được tập trung nghiên cứu hiện nay chủ yếu là vật liệu dạng rắn, sau đó mới đến lỏng và khí. Về hình dáng vật liệu, người ta phân ra thành các loại sau [9]: - Vật liệu không chiều là vật liệu mà ba chiều đều có kích thước nano, ví dụ: chấm lượng tử, đám nano, hạt nano… - Vật liệu một chiều là vật liệu trong đó hai chiều có kích thước nano, ví dụ: dây nano, ống nano,… - Vật liệu hai chiều là vật liệu trong đó một chiều có kích thước nano, ví dụ: màng mỏng,… (Chiều ở đây có nghĩa là chiều chuyển động không bị hạn chế bởi kích thước của phần tử tải điện). Ngoài ra còn có vật liệu có cấu trúc nano hay nanocomposite trong đó chỉ có một phần của vật liệu có kích thước nm, hoặc cấu trúc của nó có các phần không chiều, một chiều, hai chiều đan xen lẫn nhau. Cơ sở khoa học của công nghệ nano Công nghệ nano dựa trên 3 cơ sở chính: - Chuyển tiếp từ tính chất cổ điển đến tính chất lượng tử: Khác với vật liệu khối, khi ở kích thước nano thì các tính chất lượng tử được thể hiện rất rõ ràng.
Vì vậy khi nghiên cứu vật liệu nano chúng ta cần tính tới thăng n 5 giáng ngẫu nhiên. Càng ở kích thước nhỏ thì các tính chất lượng tử càng thể hiện một cách rõ ràng hơn. Ví dụ: một chấm lượng tử có thể được coi là một đại nguyên tử, nó có các mức năng lượng giống như một nguyên tử [7]. - Hiệu ứng bề mặt: Khi vật liệu có kích thước nm, các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ chiếm tỉ lệ đáng kể so với tổng số nguyên tử.
Chính vì vậy các hiệu ứng có liên quan đến bề mặt, gọi tắt là hiệu ứng bề mặt sẽ trở nên quan trọng làm cho tính chất của vật liệu có kích thước nanomet khác biệt so với vật liệu ở dạng khối [7]. - Kích thước tới hạn: Các tính chất vật lý, hóa học của các vật liệu đều có một giới hạn về kích thước. Nếu vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì tính chất của nó hoàn toàn bị thay đổi. Người ta gọi đó là kích thước tới hạn.
Nếu ta giảm kích thước của vật liệu đến kích cỡ nhỏ hơn bước sóng của vùng ánh sáng thấy được (400 - 700nm), theo Mie hiện tượng “cộng hưởng Plasmon bề mặt” xảy ra và ánh sáng quan sát được sẽ thay đổi phụ thuộc vào bước sóng ánh sáng xảy ra hiện tượng cộng hưởng. Hay như tính dẫn điện của vật liệu khi tới kích thước tới hạn thì không tuân theo định luật Ohm nữa. Mà lúc này điện trở của chúng sẽ tuân theo quy tắc lượng tử. Mỗi vật liệu đều có kích thước tới hạn khác nhau và bản thân trong một vật liệu cũng có nhiều kích thước tới hạn ứng với tính chất khác nhau của chúng.
Bởi vậy khi nghiên cứu vật liệu nano chúng ta cần xác định rõ tính chất sẽ nghiên cứu là gì. Chính nhờ những tính chất lý thú của vật liệu ở kích thước tới hạn nên công nghệ nano có ý nghĩa quan trọng và thu hút được sự chú ý đặc biệt của các nhà nghiên cứu [9]. Giới thiệu về hạt nano bạc 2. Hạt nano bạc Hạt nano bạc là các hạt có kích thước từ 1nm đến 100nm.
Do có diện tích bề mặt lớn nên hạt nano bạc có khả năng kháng vi sinh vật tốt hơn so với các vật liệu khối do khả năng giải phóng nhiều ion Ag+ hơn [57]. n 6 Các hạt nano bạc có hiện tượng cộng hưởng Plasmon bề mặt. Hiện tượng này tạo nên màu sắc từ vàng nhạt đến đen cho các dung dịch có chứa hạt nano bạc với các màu sắc phụ thuộc vào nồng độ và kích thước hạt nano. Tính chất lý hóa của hạt nano bạc a.
Tính chất quang - Phổ hấp thụ của hạt nano bạc: Phổ hấp thụ của hạt nano bạc nằm trong khoảng từ 400 - 460nm [54]. Phổ hấp thụ của hạt nano bạc phụ thuộc vào kích thước của hạt nano bạc. Khi kích thước hạt tăng thì cường độ đỉnh tăng về phía bước sóng dài. Kích thước hạt nano phụ thuộc vào các yếu tố trong quá trình chế tạo hạt nano bạc.
Với cùng 1 điều kiện, phương pháp chế tạo khác nhau thì đỉnh hấp thụ của hạt nano bạc cũng khác nhau. Với cùng 1 phương pháp, khi thay đổi điều kiện phản ứng như nồng độ chất tham gia phản ứng, tỉ lệ chất bao phủ, thời gian phản ứng và nhiệt độ phản ứng thì phổ hấp thụ cũng có sự thay đổi. - Hiệu ứng cộng hưởng Plasmon bề mặt: Tính chất quang học của hạt nano bạc trong thủy tinh làm cho các sản phẩm từ thủy tinh có màu sắc khác nhau.