Nghiên Cứu Khoa Học Về Tạo Màng Từ Chitosan Biến Tính Ứng Dụng Làm Bao Bì Thực Phẩm

Tài liệu nghiên cứu Tạo màng từ chitosan biến tính với một số anhydride và aldehyde ứng dụng làm bao bì thực phẩm, tổng hợp lý thuyết và thực hành, cung cấp kiến thức chuyên sâu

• Tác giả: Đoàn Hồng Trúc
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Vinh Tiến
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học Và Thực Phẩm
• Đề tài: Tạo Màng Từ Chitosan Biến Tính Ứng Dụng Trong Bao Bì Thực Phẩm
• Loại tài liệu: báo cáo tổng kết
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan về nguyên liệu
• 1.2. Tổng quan về chitosan
• 1.3. Tổng quan về nguồn gốc chitosan
• 1.4. Tính chất của chitosan
• 1.5. Ứng dụng của chitosan
• 1.6. Tổng quan về sản xuất màng chitosan
• 1.7. Tổng quan về Anhydride acetic
• 1.8. Tổng quan về anhydride aenzoic
• 1.9. Tổng quan về vanillin
• 1.10. Tổng quan về cinamaldehyde
• 2. CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP TIẾN HÀNH
• 2.1. Vật liệu và thiết bị
• 2.2. Thiết bị sử dụng
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Sơ đồ quá trình nghiên cứu
• 2.5. Quy trình thực hiện
• 2.6. Phổ hồng ngoại FTIR - Fourier Transform Infrared Spectroscopy
• 2.7. Xác định độ ẩm, độ hấp thụ nước, độ tan trong nước của màng
• 2.8. Khảo sát sự giải phóng chất dùng để biến tính vào trong dung dịch cồn 50% theo thời gian
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Phân tích cấu trúc hoá học thông qua phổ FTIR
• 3.2. Phổ FTIR của màng Cs biến tính bằng anhydride acetic (Ac:Cs)
• 3.3. Phổ FTIR của màng Cs biến tính bằng anhydride benzoic (Be:Cs)
• 3.4. Phổ FTIR của màng Cs biến tính bằng cinnamaldehyde (Cin:Cs)
• 3.5. Phổ FTIR của màng Cs biến tính bằng vanillin (Va:Cs)
• 3.6. So sánh phổ FTIR ở các chất khác nhau
• 3.7. Độ ẩm, khả năng hấp thụ nước và khả năng hoà tan trong nước
• 3.8. Khảo sát sự giải phóng chất dùng để biến tính vào trong dung dịch cồn 50% theo thời gian
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Màng Chitosan Biến Tính Ứng Dụng

Nghiên cứu về màng chitosan biến tính đang thu hút sự quan tâm lớn do tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm. Nhu cầu tìm kiếm các giải pháp bao bì thân thiện với môi trường và có khả năng bảo quản thực phẩm hiệu quả ngày càng tăng. Chitosan, một polysaccharide tự nhiên, nổi lên như một ứng cử viên sáng giá. Tuy nhiên, chitosan nguyên chất có một số hạn chế, như độ bền cơ học thấp và dễ tan trong nước. Do đó, quá trình biến tính chitosan được thực hiện để cải thiện các tính chất này, mở ra những ứng dụng chitosan đầy hứa hẹn trong lĩnh vực bao bì thực phẩm. Nghiên cứu này tập trung vào việc tạo ra màng chitosan biến tính bằng cách sử dụng các chất biến tính khác nhau và đánh giá ảnh hưởng của chúng đến tính chất của màng. Mục tiêu cuối cùng là phát triển một loại vật liệu bao bì có khả năng kéo dài thời gian bảo quản và đảm bảo an toàn thực phẩm.

1.1. Chitosan Vật Liệu Tiềm Năng Cho Bao Bì Sinh Học

Chitosan là một polysaccharide mạch thẳng, được cấu tạo từ các mắt xích D-glucosamine liên kết với nhau. Ưu điểm nổi bật của chitosan là khả năng phân hủy sinh học, tương thích sinh học, không độc hại và có nguồn gốc từ tự nhiên (vỏ tôm, cua...). Màng chitosan có khả năng ngăn khí tốt, giúp bảo quản thực phẩm tươi lâu hơn. Tuy nhiên, màng lại dễ tan trong nước và có cơ tính chưa cao, cần biến tính để khắc phục. Nghiên cứu này tập trung vào việc cải thiện các tính chất này thông qua việc biến tính chitosan bằng các anhydride và aldehyde.

1.2. Ứng Dụng Chitosan Trong Bảo Quản Thực Phẩm Tổng Quan

Màng chitosan có khả năng bảo quản thực phẩm do đặc tính kháng khuẩn và chống oxy hóa. Chitosan có thể ức chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng, giúp kéo dài thời gian bảo quản của rau quả, thịt cá và các sản phẩm khác. Ngoài ra, màng chitosan còn có khả năng tạo lớp màng bảo vệ, ngăn chặn sự tiếp xúc của thực phẩm với oxy và các tác nhân gây oxy hóa. Nghiên cứu này sẽ khảo sát các ứng dụng chitosan để bảo quản thực phẩm bằng cách tạo màng chitosan biến tính có khả năng kháng khuẩn cao.

II. Thách Thức Giải Pháp Cải Thiện Màng Chitosan Biến Tính

Mặc dù chitosan có nhiều ưu điểm, nhưng việc ứng dụng màng chitosan trong bao bì thực phẩm còn gặp nhiều thách thức. Độ bền cơ học thấp, khả năng chịu nước kém và tính thẩm thấu cao là những hạn chế cần khắc phục. Để giải quyết những vấn đề này, các nhà khoa học đã tập trung vào việc biến tính chitosan bằng nhiều phương pháp khác nhau. Việc biến tính có thể cải thiện đáng kể các tính chất của màng chitosan, đồng thời mở rộng phạm vi ứng dụng chitosan trong bao bì. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng các anhydride và aldehyde để biến tính chitosan, đánh giá sự thay đổi về cấu trúc hóa học và tính chất của màng sau khi biến tính.

2.1. Hạn Chế Của Màng Chitosan Truyền Thống Cần Khắc Phục

Màng chitosan truyền thống có một số hạn chế như độ bền cơ học kém, dễ bị rách hoặc nứt khi chịu lực tác động. Khả năng chịu nước của màng chitosan cũng không cao, dễ bị hòa tan hoặc biến dạng khi tiếp xúc với nước. Điều này làm hạn chế khả năng ứng dụng của màng chitosan trong bao bì thực phẩm có độ ẩm cao. Ngoài ra, tính thẩm thấu của màng chitosan đối với một số chất khí cũng cần được cải thiện để đảm bảo khả năng bảo quản thực phẩm tốt hơn. Vì vậy cần biến tính chitosan để cải thiện các tính chất này.

2.2. Phương Pháp Biến Tính Chitosan Tổng Quan Các Kỹ Thuật

Có nhiều phương pháp biến tính chitosan khác nhau, bao gồm biến tính hóa học, biến tính vật lý và biến tính enzyme. Biến tính hóa học thường sử dụng các chất phản ứng hóa học để thay đổi cấu trúc của chitosan, cải thiện tính chất của nó. Biến tính vật lý sử dụng các phương pháp như chiếu xạ, xử lý nhiệt hoặc ép đùn để thay đổi cấu trúc và tính chất của chitosan. Biến tính enzyme sử dụng các enzyme để cắt mạch hoặc gắn các nhóm chức vào chitosan. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp biến tính hóa học với anhydride và aldehyde để tạo màng chitosan biến tính.

2.3. Vai Trò Của Anhydride Aldehyde Trong Biến Tính Chitosan

Anhydride và aldehyde là những chất biến tính tiềm năng cho chitosan. Chúng có thể phản ứng với nhóm amine (-NH2) trên mạch chitosan, tạo ra các liên kết mới và thay đổi cấu trúc của chitosan. Việc lựa chọn anhydride và aldehyde phù hợp có thể cải thiện độ bền cơ học, khả năng chịu nước, tính kháng khuẩn và các tính chất khác của màng chitosan. Nghiên cứu này sẽ khảo sát sự thay đổi của cấu trúc hoá học và tính chất khi sử dụng anhydride acetic, anhydride benzoic, cinnamaldehyde và vanillin để biến tính chitosan.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Tạo Màng Chitosan Biến Tính Hiệu Quả

Nghiên cứu này sử dụng quy trình tạo màng chitosan bằng phương pháp đúc dung dịch (solvent casting). Chitosan được hòa tan trong dung dịch acid acetic loãng, sau đó các chất biến tính (anhydride hoặc aldehyde) được thêm vào với các tỷ lệ khác nhau. Hỗn hợp được khuấy đều và đổ lên bề mặt phẳng, sau đó để khô tự nhiên hoặc sấy ở nhiệt độ thấp để tạo thành màng chitosan biến tính. Các tính chất của màng được đánh giá bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phổ hồng ngoại FTIR, đo độ ẩm, độ hấp thụ nước, độ tan trong nước và khả năng giải phóng chất biến tính.

3.1. Quy Trình Tạo Màng Chitosan Biến Tính Bằng Phương Pháp Đúc Dung Dịch

Phương pháp đúc dung dịch (solvent casting) là một quy trình tạo màng chitosan đơn giản và phổ biến. Đầu tiên, chitosan được hòa tan hoàn toàn trong dung dịch acid acetic loãng để tạo thành dung dịch chitosan. Sau đó, các chất biến tính (anhydride hoặc aldehyde) được thêm vào dung dịch chitosan với các tỷ lệ mol khác nhau. Hỗn hợp được khuấy đều để đảm bảo sự phân tán đồng nhất của các chất biến tính. Cuối cùng, dung dịch chitosan biến tính được đổ lên bề mặt phẳng (ví dụ: đĩa petri) và để khô tự nhiên hoặc sấy ở nhiệt độ thấp để tạo thành màng chitosan biến tính.

3.2. Đánh Giá Tính Chất Màng Phổ FTIR Độ Ẩm Khả Năng Hấp Thụ

Để đánh giá hiệu quả của quá trình biến tính, các tính chất của màng chitosan biến tính cần được xác định và so sánh với màng chitosan nguyên chất. Phổ hồng ngoại FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) được sử dụng để phân tích cấu trúc hóa học của màng và xác định sự có mặt của các nhóm chức mới sau khi biến tính. Độ ẩm, độ hấp thụ nước và độ tan trong nước được đo để đánh giá khả năng chịu nước của màng. Khả năng giải phóng chất biến tính được xác định để đánh giá tính an toàn thực phẩm của màng chitosan biến tính.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Ảnh Hưởng Của Biến Tính Lên Màng

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc biến tính chitosan bằng anhydride và aldehyde đã có ảnh hưởng đáng kể đến các tính chất của màng. Phổ FTIR cho thấy sự xuất hiện của các peak mới, chứng tỏ các chất biến tính đã phản ứng thành công với chitosan. Độ ẩm, độ hấp thụ nước và độ tan trong nước của màng chitosan biến tính đều giảm so với màng chitosan nguyên chất, cho thấy khả năng chịu nước của màng đã được cải thiện. Khả năng giải phóng chất biến tính cũng được kiểm soát, đảm bảo tính an toàn thực phẩm của màng.

4.1. Phân Tích Cấu Trúc Hóa Học Màng Chitosan Biến Tính Bằng FTIR

Phổ FTIR là một công cụ quan trọng để phân tích cấu trúc hóa học của màng chitosan biến tính. Phổ FTIR cho thấy sự thay đổi về vị trí và cường độ của các peak đặc trưng cho các nhóm chức trong chitosan. Sự xuất hiện của các peak mới cho thấy rằng các chất biến tính (anhydride hoặc aldehyde) đã phản ứng với các nhóm amine (-NH2) trên mạch chitosan, tạo ra các liên kết mới. Phân tích phổ FTIR giúp xác định loại liên kết được hình thành và đánh giá mức độ biến tính của chitosan.

4.2. Độ Ẩm Hấp Thụ Nước Độ Tan Đánh Giá Khả Năng Chịu Nước

Độ ẩm, độ hấp thụ nước và độ tan trong nước là các thông số quan trọng để đánh giá khả năng chịu nước của màng chitosan biến tính. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc biến tính chitosan bằng anhydride và aldehyde đã làm giảm đáng kể độ ẩm, độ hấp thụ nước và độ tan trong nước của màng. Điều này chứng tỏ rằng quá trình biến tính đã làm tăng tính kỵ nước của màng chitosan, cải thiện khả năng chịu nước của nó.

4.3. Khả Năng Giải Phóng Chất Biến Tính Đảm Bảo An Toàn Thực Phẩm

Khả năng giải phóng chất biến tính từ màng chitosan biến tính vào thực phẩm là một yếu tố quan trọng cần được xem xét để đảm bảo tính an toàn thực phẩm. Nghiên cứu đã khảo sát sự giải phóng anhydride và aldehyde từ màng chitosan biến tính vào dung dịch cồn 50% (mô phỏng môi trường thực phẩm). Kết quả cho thấy rằng lượng chất biến tính giải phóng rất nhỏ và nằm trong giới hạn cho phép, đảm bảo màng chitosan biến tính an toàn cho ứng dụng trong bao bì thực phẩm.

V. Ứng Dụng Thực Tế Màng Chitosan Biến Tính Bảo Quản Rau Quả

Với những ưu điểm vượt trội, màng chitosan biến tính có tiềm năng lớn trong việc bảo quản thực phẩm, đặc biệt là rau quả. Màng có khả năng ngăn chặn sự mất nước, giảm tốc độ hô hấp và ức chế sự phát triển của vi sinh vật, giúp kéo dài thời gian bảo quản và giữ được độ tươi ngon của rau quả. Các nghiên cứu ứng dụng thực tế cho thấy rằng màng chitosan biến tính có thể kéo dài thời gian bảo quản của dâu tây, cà chua và các loại rau xanh khác.

5.1. Kéo Dài Thời Gian Bảo Quản Rau Quả Nghiên Cứu Ứng Dụng

Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả của màng chitosan biến tính trong việc kéo dài thời gian bảo quản rau quả. Ví dụ, một nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng màng chitosan biến tính để bao gói dâu tây có thể giảm tỷ lệ hư hỏng và kéo dài thời gian bảo quản lên đến 7 ngày so với đối chứng không bao gói. Một nghiên cứu khác cho thấy rằng màng chitosan biến tính có thể giảm sự mất nước và duy trì độ tươi ngon của cà chua trong quá trình bảo quản.

5.2. Tiềm Năng Thay Thế Vật Liệu Bao Bì Truyền Thống

Màng chitosan biến tính có tiềm năng thay thế các vật liệu bao bì truyền thống như nhựa polyethylene (PE) và polypropylene (PP), vốn không phân hủy sinh học và gây ô nhiễm môi trường. Chitosan có khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn trong điều kiện tự nhiên, giúp giảm thiểu lượng rác thải nhựa và bảo vệ môi trường. Việc sử dụng màng chitosan biến tính trong bao bì thực phẩm là một giải pháp bền vững và thân thiện với môi trường.

VI. Kết Luận Màng Chitosan Biến Tính Triển Vọng Tương Lai

Nghiên cứu màng chitosan biến tính mở ra nhiều triển vọng trong lĩnh vực bao bì thực phẩm. Việc sử dụng các anhydride và aldehyde để biến tính chitosan đã cải thiện đáng kể các tính chất của màng, tăng khả năng ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Trong tương lai, cần có thêm nhiều nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình tạo màng và mở rộng phạm vi ứng dụng của màng chitosan biến tính trong các lĩnh vực khác.

6.1. Tổng Kết Nghiên Cứu Ưu Điểm Của Màng Chitosan Biến Tính

Màng chitosan biến tính có nhiều ưu điểm so với màng chitosan nguyên chất, bao gồm độ bền cơ học cao hơn, khả năng chịu nước tốt hơn, khả năng kháng khuẩn và chống oxy hóa. Màng cũng có khả năng phân hủy sinh học, an toàn cho thực phẩm và thân thiện với môi trường. Những ưu điểm này làm cho màng chitosan biến tính trở thành một lựa chọn hấp dẫn cho ứng dụng trong bao bì thực phẩm.

6.2. Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Tối Ưu Hóa Mở Rộng Ứng Dụng

Trong tương lai, cần có thêm nhiều nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình tạo màng chitosan biến tính, tìm kiếm các chất biến tính mới và cải thiện các tính chất của màng. Nghiên cứu cũng cần tập trung vào việc mở rộng phạm vi ứng dụng của màng chitosan biến tính trong các lĩnh vực khác như y sinh, nông nghiệp và môi trường. Đặc biệt, nghiên cứu về màng chitosan nano và chitosan oligomer hứa hẹn nhiều tiềm năng trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan về nguyên liệu 1. Tổng quan về chitosan Chitosan là một polysaccharide mạch thẳng, được cấu tạo từ các mắt xích D- glucosamine được kết nối với nhau thông qua liên kết -(14)-glucoside. Nó được tạo thành bằng cách xử lý chitin trong vỏ tôm, giáp xác khác bằng một chất có tính kiềm như là NaOH.

Ma trận tinh thể chitosan ba chiều bao gồm sự kết hợp của các liên kết hydro mạnh và lực liên kết của các nhóm chức acetyl (O=C), hydroxyl (-OH) và amine (-NH). Các nhóm chức này liên kết kiểu -NH…O=C và -OH…O=C bằng liên kết hydro [1].1: Cấu trúc Chitosan. Phản ứng deacetyl hoá tạo thành chitosan là quá trình loại bỏ các nhóm acetyl khỏi chitin và thay thế bằng các nhóm amine (-NH2) và mức độ deacetyl hoá (DDA) xác định nồng độ của các nhóm amine tự do trong cấu trúc [2].2: Phản ứng deacetyl hoá Chitin thành Chitosan. Tổng quan về nguồn gốc chitosan Chitosan (Cs) là chitin được deacetyl hoá một phần hoặc hoàn toàn, bao gồm lượng dư 2-acetamono-2-deoxy--D-glucopyranose (GlcNac, A) và 2-animo-2-deoxy--D glucopyranose (GlcN, D), chitin (C8H13O5N)n là một polymer chuỗi dài của một N- Acetylglucosamine, một dẫn xuất của glucose.

Chúng là một dạng polysaccharid mạch thẳng gồm các tiểu phân N-acetyl-D-glucosamine kết hợp lại với nhau theo liên kết β (14) glycoside. Cấu trúc của chitin là poly[β-(14)-2-acetamido-2-deoxy-D- glucopyranose] [1].3: Cấu trúc hoá học của chitin. Chitin, có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp là “chiton” có nghĩa là lớp vỏ ngoài hay sự bao bọc, là một polysaccharide tự nhiên gồm các đơn vị monomers -(14)-N-acetyl-D- glucosamine. Chitin là polymer chứa nitơ, có màu trắng, cứng, không đàn hồi được tìm thấy trong bộ xương ngoài và trong cấu trúc bên trong của động vật không xương sống.

Việc sản xuất chitosan từ vỏ giáp xác là chất thải của ngành công nghiệp thực phẩm giúp tối ưu hoá về mặt kinh tế, giảm thải ô nhiễm môi trường. Nhược điểm của chitin là có ứng dụng hạn chế do có các nhóm acetyl, nhưng thông qua quá trình deacetyl hoá, chitin được chuyển thành chitosan. Trong quá trình deacetyl hóa, nhóm acetyl có trong chitin được chuyển thành nhóm hydroxyl (-OH) và amineo (-NH2). Việc sửa đổi các nhóm này có trong chitosan mở ra khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực.

Có thể sửa đổi cấu trúc của chitosan bằng các phương pháp hóa học. Hầu hết các ứng dụng mới đều tập trung vào các đặc tính và sửa đổi các vật liệu tổng hợp của nó.4: Chitin dạng vảy. Các nguồn cung cấp chitin ở trong tự nhiên: - Động vật: Giáp xác, tôm, cua, vảy cá, nhuyễn thể, … - Côn trùng: Gián, nhện, bọ cánh cứng, kiến, … 4 - Vi sinh vật: Nấm, tảo nâu, bào tử, tảo lục, … Hình 1.55: Nguồn gốc Chitin. Tính chất của chitosan 1.

Tính chất vật lý Chitosan là vảy hoặc bột màu hơi vàng. Mức độ deacetyl hoá đóng vai trò quan trọng đối với Mw của chitosan. Mức độ deacetyl thấp thì trọng lượng phân tử cao, khi đó độ bền cơ học và độ bền hoá học sẽ lớn. Chitosan thuộc loại chất rắn vô định hình và chúng không tan trong nước, do liên kết hidro giữa các phân tử, hình thành từ các phân tử trung tính của chitosan [1].66: Hình dạng của chitosan: dạng vảy (bên trái), dạng bột (bên phải).

Chitosan không thể hoà tan trong nước nhưng có thể hoà tan trong acid hữu cơ như acid fomic hay acid acetic loãng, sau đó nó trở thành polymer cation do sự proton hoá 5 của các nhóm amine có sẵn trong phân tử. Tuy nhiên chitosan lại không tan trong dung dịch acid acetic đậm đặc, do ở nhiệt độ cao acid acetic đậm đặc có thể gây ra phản ứng khử trùng hợp của chitosan. Khả năng hoà tan của chitosan trong dung dịch acid loãng phụ thuộc vào mức độ deacetyl hoá. Tính chất này có thể được sử dụng để phân biệt giữa chitin và chitosan.

Mức độ deacetyl hoá phải đạt ít nhất 85% để đạt được độ hoà tan mong muốn. Các tính chất của dung dịch chitosan không chỉ phụ thuộc vào độ deacetyl hoá trung bình mà còn phụ thuộc vào sự phân bố các nhóm acetyl dọc theo mạch, nồng độ cũng như loại acid làm dung môi. Phân tử khối Chitosan và các dẫn xuất của nó đang được sử dụng nhiều trong đời sống, những đặc tính của những vật liệu này được phát hiện là phụ thuộc vào DDA, độ kết tinh và Mw của chúng. DDA và Mw của chitosan bị ảnh hưởng rất nhiều bởi các điều kiện phản ứng như nhiệt độ, thời gian và áp suất của quá trình deacetyl hóa chitosan.

Quá trình deacetyl hóa đạt hiệu quả cao bằng cách rửa liên tục sản phẩm trung gian bằng nước trong quá trình xử lý kiềm. Mw trung bình của chitosan là ~500 kDa với 100% DDA. DDA tăng nhanh lên khoảng 68% trong giờ đầu tiên xử lý bằng kiềm (50% NaOH) ở 100oC và tiếp tục tăng dần chậm theo thời gian. Có một số phương pháp được sử dụng để tính Mw, chẳng hạn như tán xạ ánh sáng, sắc ký thấm gel (GPC), và máy đo độ nhớt mao quản.

Phương pháp đo độ nhớt mao quản là phương pháp đơn giản nhất và được sử dụng rộng rãi nhất để xác định Mw của chitosan. Trong quá trình phân tích, máy đo độ nhớt mao quản loại Ubbelohde được sử dụng để đo thời gian chảy của dung dịch chảy qua ống mao dẫn ở 25oC. Các dung dịch có độ nhớt khác nhau của chitosan được sử dụng ở các nồng độ khác nhau từ 0,00125% đến 0,15% trong acid acetic 0,1 M 0,2 M Các dung dịch NaCl. Nhớt kế được đổ đầy mẫu và được cân bằng trong nồi cách thủy ở 25oC.

Thời gian chảy của dung dịch và dung môi được đo để tính độ nhớt tương đối. Phương trình Mark Houwink Sakurada đưa ra dưới đây cung cấp mối quan hệ giữa độ nhớt nội tại (η) và Mw [3]: [η] = K x [Mw]a = 3,04 x 10-5[Mw]1,26 Dựa trên Mw, chitosan được phân loại thành ba loại khác nhau, đó là chitosan khối lượng phân tử thấp (LMWC; <50 kDa), chitosan khối lượng phân tử trung bình 6 (MMWC; 50 – 250 kDa) và chitosan trọng lượng phân tử cao (HMWC; >250 kDa LMWC có khả năng kháng khuẩn và kháng nấm, kháng u, chuyển hóa lipid,. Ngoài ra, Mw cũng đóng một vai trò quan trọng trong các đặc tính lưu biến của biopolymer. Nó tác động trực tiếp đến sự phát triển của vật liệu sinh học dựa trên chitosan.

HMWC được sử dụng trong màng chitosan bậc bốn với đặc tính hòa tan trong nước và loại bỏ gốc tự do [1]. Độ nhớt Chitosan là dẫn xuất đã được deacetyl hóa được biết đến nhiều nhất của chitin, vì một trong những tính chất độc đáo của nó là chitosan có đa chức khi hòa tan trong dung dịch acid (giá trị pKa = 6,0). Do đó, chất tạo màng sinh học này rất hữu ích khi ứng dụng trong công nghiệp và y sinh. Khi hòa tan chitosan trong dung dịch aicd loãng, nó tạo ra một dung dịch nhớt.

Độ nhớt của dung dịch chitosan liên quan đến Mw, DDA, nồng độ, pH và nhiệt độ của dung dịch [1]. Độ nhớt của dung dịch chitosan, ở cấp độ phân tử, là thước đo trực tiếp thể tích của các phân tử polyme, lần lượt được điều chỉnh bởi kích thước phân tử hoặc chiều dài mạch. Độ nhớt của dung dịch polyme được đo rộng rãi bằng nhớt kế mao quản và giá trị của nó được sử dụng để xác định Mw trung bình của polyme bằng cách sử dụng phương trình Mark Houwink. Độ nhớt [η] có thể được xác định theo công thức sau [1]: (η − ηs) [η ] = ηsC Độ nhớt và độ chảy của các dung dịch đậm đặc của chitosan với các mức deacetyl hóa khác nhau là khác nhau.

Độ nhớt và tính chất dòng phi Newton của các dung dịch tăng lên khi tăng DDA của chitosan. Mặt khác, muối bổ sung làm giảm độ nhớt và tính chất chảy phi Newton của dung dịch chitosan. Ứng dụng của chitosan Chitosan có ứng dụng trong nhiều trong các lĩnh vực khác nhau, từ lĩnh vực nông nghiệp đến các lĩnh vực công nghệ cao như là công nghệ sinh học và công nghệ nano. Với các nhóm chức như hydroxyl và các nhóm amine, chitosan có thể được sửa đổi bằng các phản ứng hóa học được kiểm soát.

Chúng cũng được sử dụng để thay đổi các đặc tính vật lý của dung dịch. Tùy vào lĩnh vực ứng dụng mà người ta sử dụng chitosan ở các mức độ tinh sạch khác nhau [1].77: Một vài ứng dụng của chitosan. Ứng dụng trong y sinh Hầu hết các mô sống đều mang điện tích âm, nhưng chitosan lại mang điện tích dương nên bị hút vào các mô, da, xương và tóc. Bề mặt bên ngoài của hầu hết các vi khuẩn cũng mang điện tích âm.

Do đó, khả năng liên kết của chitosan là một đặc tính quan trọng đối với tất cả các loại tế bào sống cũng như các ứng dụng y sinh. Ứng dụng y sinh của chitosan cũng phụ thuộc vào các đặc tính sinh học của nó như trong Hình 1. Các hạt chitosan có thể dễ dàng hình thành với nhiều độ xốp và kích cỡ khác nhau. Các hạt của nó thích hợp để phân phối thuốc và cố định enzym và tế bào [4].88: Một số ứng dụng y sinh của chitosan.

Chitosan có đặc tính sinh học đặc biệt, tái tạo mô, kháng khuẩn, chống viêm và cầm máu. Các ứng dụng y sinh của chitosan có liên quan đến các đặc tính quan trọng nhất 8 của nó: tính tương hợp sinh học và khả năng phân hủy sinh học. Tính tương hợp sinh học liên quan trực tiếp đến độc tính tế bào của vật liệu. Phương pháp nuôi cấy tế bào là cách đơn giản và được sử dụng rộng rãi nhất để nghiên cứu cả độc tính và tương tác giữa chitosan với tế bào.

Bao bì thực phẩm Chitosan có các nhóm cationic trên mạch của nó. Nó cho thấy đặc tính kháng khuẩn chống lại vi khuẩn, nấm men, nấm mốc và nấm [5]. Chitosan hoạt động như một chất chống vi khuẩn. Bản chất đa ion (điện tích dương) của chitosan can thiệp vào quá trình trao đổi chất của vi khuẩn bằng cách xếp chồng tĩnh điện (điện tích âm) ở bề mặt tế bào.

Chitosan với Mw thấp sẽ đi vào nhân tế bào và ngăn chặn quá trình phiên mã RNA từ DNA do sự hấp phụ vào các phân tử DNA. Hơn nữa, xử lý bằng chitosan cung cấp khả năng bảo vệ chống lại vi sinh vật.99: Trái cây được và không được bảo quản bằng chitosan. Chitosan có đặc tính tạo màng tuyệt vời hoặc các màng bán thấm khí. Được biết, những loại màng này có độ thấm oxy thấp.