Trích ly chitin

MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Lời cảm ơn ii Mục lục 1 Danh Mục Những Từ Viết Tắt 3 Danh Mục Bảng, Hình, Sơ Đồ..………………………………………………... 4 MỞ ĐẦU…………………………………………………………………….............7 Chương1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ………………………………………...8 1.1 Lịch sử và nguồn gốc chitin, chitosan:…………………………………….. 8 1.1.1 lịch sử phát hiện chitin, chitosan: 8 1.1.2 Nguồn gốc của Chitin: 9 1.2 khái niện chitin, chitosan: 11 1.3 Cấu trúc của chitin, chitosan: 11 1.3.1 Cấu trúc của chitin: 11 1.3.2. Cấu trúc của chitosan: 12 1.4 Điều chế chitin, chitosan: 13 1.4.1 Điều chế chitin: 13 1.4.1.1. Phương pháp Hackman.............................................. .........................15 1.4.1.2. Phương pháp WISTLER và BENILLER 16 1.4.1.3. Phương pháp ROSEMAN 17 1.4.2 Điều chế chitosan: 18 1.4.2.1. Phương pháp của Nguyễn Hoàng Hà[9]: 19 1.4.2.2. Phương pháp của Đặng Văn Luyến 20 1.4.2.3. Phương pháp bán thủy nhiệt của Nguyễn Hữu Đức[11]: 22 1.4.2.4. Điều chế chitosan theo phương pháp hóa sinh 22 1.5 Tính chất của chitin, chitosan:[10]………………………………………… 23 1.5.1 Tính chất của chitin: 23 1.5.2. Tính chất của Chitosan 24 1.5.2.1. Độ deacetyl (DD) 24 1.5.2.2. Dung môi và tính tan ... 26 a.Trong acid vô cơ 26 b. Trong acid hữu cơ 27 c. Tính tương hợp với các dung môi 27 1.5.2.3. Thuỷ phân bằng acid 28 1.5.2.4. Phản ứng nitrat hoá 28 1.5.2.5. Phản ứng photphat hoá 29 1.5.2.6. Phản ứng sulfat hoá 29 1.5.2.7. Phản ứng alkyl hoá khử 29 1.5.2.8. Phản ứng khử nhóm amin và cắt mạch bằng HNO2 29 1.5.2.9. Tính tạo phức 30 Chương 2. Nghiên Cứu Ứng Dụng 31 2.1 Ứng dụng trong nông nghiệp: 31 2.1.1: Ứng dụng trong bảo quản hoa quả [6]: 31 2.1.2 Ứng dụng trong nuôi cấy cây trồng : 32 2.2 Ứng dụng trong công nghiệp : 32 2.2.1 Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước hoa quả : 32 2.2.2 ứng dụng trong công nghiệp dệt : 33 2.3 Ứng dụng trong thực phẩm : 34 2.3.1 Ứng dụng trong bảo quản trứng gà [3] : 36 2.3.2 Ứng dụng trong bảo quản cá sòng: 36 2.4 Ứng dụng trong y dược: 40 2.4.1 Làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu:[8] 40 2.4.2 Điều trị viêm loét dạ dày:[8] 40 2.4.3 Ứng dụng trong điều trị bỏng da:[2] 40 2.4.4 Ứng dụng để điều chế thuốc: 41 Chương3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ……43 3.1 Xác định thành phần vỏ tôm: 43 3.1.1 Định lượng nước: 43 3.1.2. Quá trình khử khoáng 43 3.1.3Quá trình loại bỏ protein: 44 3.1.4. Quá trình tẩy màu (loại bỏ astaxanthin):.......................................... .........44 3.1.5. Điều chế chitin: 44 3.2 Điều chế chitosan: 45 Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49 4.1 KẾT LUẬN 49 4.2. KIẾN NGHỊ 49 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......50 LỜI CẢM ƠN Như một quy luật của cuộc sống “học đi đôi với hành”. Học không chỉ để nâng cao kiến thức mà còn vận dụng vào thực tiễn cuộc sống. Học tập là một quá trình lâu dài mà cô, thầy chính là người truyền đạt kiến thức trong toàn bộ quá trình học tập của mỗi chúng ta. Thầy cô đã truyền đạt cho chúng ta những kiến thức quý báu không những về chuyên môn mà còn về kiến thức xã hội giúp chúng em làm quen dần với một môi trường mới không còn là môi trường đại học mà môi trường làm việc ở các nhà máy, công ty, xí nghiệp Với những kiến thức này làm nền tảng để chúng em vận dụng vào cuộc sống và công việc sau khi ra trường. Chính vì những công lao to lớn ấy chúng em xin gởi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Trung Tâm Công Nghệ Hóa Học cùng thầy cô trong tổ bộ môn Hóa Dầu, đặc biệt là cô Nguyễn Thị Trâm Châu, người luôn cận kề giúp đỡ động viên và trang bị cho chúng em tư liệu cũng như thực tế để hoàn thành bài báo cáo này . Vì thời gian hạn hẹp và vốn kiến thức còn hạn chế nên cuốn báo cáo này sẽ nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong sự chỉ bảo và đóng góp ý kiến của thầy cô và các bạn để cuốn báo cáo được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn. DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT COS : Chitosan Olygo Saccharite DD : Độ Deacetyl NOCC : N-O Carboxymethy PE : Polythylene SOR : Sorbital dạng lỏng SB : Sodium Benzoate bột TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam VLDDTT : Viêm loét dạ dày tái tràng WBC : Khả năng kết hợp với nước DANH MỤC BẢNG - HÌNH - SƠ ĐỒ Bảng 1.1 Thành phần chất hữu cơ trong loài động vật chân đốt………. 10 Bảng 1. 2 Hàm lượng chitin trong vỏ một số loại giáp xác ở nước ta ..... 14 Bảng 1.3: Một số thông số đặc trưng của chitin và chitosan ………....... 32 Bảng 2.1: Thành phần và nồng độ các chất trong nước thải ngành dệt nhuộm..37 Bảng2.2: Quy trình bảo quản cá sòng tươi nguyên liệu sau khi đánh bắt bằng dung dịch Chitosan 2% hoặc COS 0,2% ………………………………… 42 Bảng 3.1. Thành phần vỏ tôm ...................................................................... 49 Bảng 3.2. Một số chỉ tiêu của chitosan được điều chế từ chitin khi chiếu xạ vi sóng ở 8 phút với các công suất khác nhau.............................................. 51 Bảng 3.3. Một số chỉ tiêu của chitosan được điều chế từ chitin khi chiếu xạ vi sóng ở công suất 600 W với các thời gian khác nhau ………………….. 52 Hình 1.1 Cấu trúc mạch polyme của chitin và cellulose ....................................12 Hình 1.2 Cấu trúc phân tử chitin trong không gian ……………………. 12 Hình 1.3 Cấu trúc của chitosan ………………………………………….. 13 Hình 1.4 Cấu trúc phân tử chitosan trong không gian ………………… 13 Hình 1. 5 Thành phần hóa học của vỏ tôm ……………………………… 14 Hình1. 6 Phổ IR của Chitin (A) và Chitosan (B) ……………………… 20 Hình 2.1 ứng dụng của chitosan trong bảo quản hoa quả....................... .33 Hình 2.2 cá sòng được bảo quản bằng chitosan ………………………... 40 Hình2.3 Ứng dụng của chitosan để điều chế thuốc …………………….. 45 Sơ đồ 1.1 Quy trình điều chế chitin bằng phương pháp Hackman …… 16 Sơ đồ 1.2: Quy trình điều chế chitin theo phương pháp Wistler và Beniller.. 18 Sơ đồ1.3 Quy trình điều chế chitin theo phương pháp Roseman …….. 19 Sơ đồ1. 4 Quy trình điều chế chitosan theo phương pháp của Nguyễn Hoàng Hà ……………………………………………… 21 Sơ đồ 1. 5 Quy trình điều chế chitosan theo phương pháp của Đặng Văn Luyến ………………………………………………... 22 Sơ đồ1. 6 Quy trình điều chế chitosan theo phương pháp bán thủy nhiệt.. ….23 Sơ đồ1. 7 Quy trình điều chế chitosan theo phương pháp hóa sinh…….. 24 Sơ đồ 2.1: Bố trí thí nghiệm bảo quản cá sòng bằng nước đá kết hợp với nhúng dung dịch chitosan và COS ............................................................... 35 Sơ đồ 2.2 quy trình thu hồi protein 38 Sơ đồ 2.3: Bố trí thí nghiệm bảo quản cá sòng bằng nước đá kết hợp với nhúng dung dịch chitosan và COS 41 Sơ đồ2.4: Quy trình điều chế glucosamine 44 MỞ ĐẦU Chitosan là polysacharid nhiều thứ hai sau cellulose tìm thấy trong tự nhiên.Sản phẩm chitin - chitosan đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế [2,3,6,8 ]. Chitin có ứng dụng làm da nhân tạo và là nguyên liệu trung gian cho các chất quan trọng như chitosan, glucosamin và các chất có giá trị khác. Chitosan có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y dược và bảo vệ môi trường như: sản xuất glucosamin, chỉ khâu phẫu thuật, thuốc kem, vải, sơn, chất bảo vệ hoa quả, bảo vệ môi trường[11]…Với khả năng ứng dụng rộng rãi của chitin – chitosan mà nhiều nước trên thế giới và cả Việt Nam đã và đang nghiên cứu sản xuất các sản phẩm này.Giáp xác là nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào chiếm 1/3 tổng sản lượng nguyên liệu thủy sản ở Việt Nam. Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ cơ cấu các mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 - 80% công suất chế biến. Hàng năm các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lượng phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70.000 tấn/năm[1]. Việc sản xuất chitosan có nguồi gôc từ vỏ tôm đã mang lại hiệu quả kinh tế cao. Với khả năng ứng dụng rộng rãi của chitin – chitosan trong cuộc sống như vậy.Từ những vấn đề trên nhóm nghiên cứu chúng tôi quyết dịnh chọn đề tài “Nghiên cứu tìm hiểu ứng dụng chitin, chitosan”làm đồ án tốt nghiệp. Chương1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU Lịch sử và nguồn gốc chitin, chitosan: 1.1.1 lịch sử phát hiện chitin, chitosan: Danh từ “chitin” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “tunic” hay “envenlopen” đó có nghĩa là lớp vỏ ngoài hay sự bao bọc. Chitin đã được phát hiện bởi Henri Braconnot vào năm 1811[5]. Lần đầu tiên ông phân lập được chitin như một hợp chất không tan trong kiềm của một số loại nấm. Hợp chất do Braconnot phân lập được còn lẫn rất nhiều tạp chất nhưng ông khẳng định đây không phải là gỗ. Đến năm 1823, Odier đã cô lập được chitin từ cánh cứng của con bọ cánh cứng và cũng phân lập được chitin khi loại khoáng vỏ cua. Từ đó, Odier cho rằng đây là hợp chất cơ bản trong vỏ giáp xác và côn trùng. Vào năm 1834, Children phát hiện sự có mặt của nitơ trong chitin, 9 năm sau đó tức năm 1843 sự tồn tại của nitơ trong chitin đã được Lassaigne chứng minh một lần Đến năm 1859, C.Rouget phát hiện ra một hợp chất mới khi đun hoàn lưu chitin trong dung dịch KOH đặc, có tính chất khác với chitin, ông gọi nó là “modified chitin”. Năm 1876, Ledderhose thuỷ phân vỏ tôm hùm bằng dung dịch HCl và nhận được một muối Clorua của amin 6C. Ông đề nghị cấu trúc CHO.(CHOH)4.CH2NH2.HCl Năm 1894, Winterstein phát hiện ra khi xử lý nấm với H2SO4 hay NaOH rồi thuỷ phân trong HCl thì đều thu được cùng loại mono saccharide và acid acetic. Tuy nhiên, ông ta vẫn gọi hợp chất này là “celulose”. Cũng trong năm này, khi đun chitin trong dung dịch KOH ở 1800C, Hope – Seyler thu được một hợp chất mới có số nguyên tử giống như trong chitin và gọi nó là chitosan. Năm 1912, Brach và Furth nhận thấy tỉ lệ acid acetic và glucosamin là 1:1, ông gọi nó là “polyme mono acetyl glucosamin”. Năm 1928, Meyer và Mark dựa trên phổ nhiễu xạ tia X kết luận rằng chitin và chitosan nằm ở dạng liên kết β(1( 4) giữa các mắc xích pyranoz. Từ những năm 1930 đến 1940 có rất nhiều nghiên cứu vế chitin và chitosan, khoảng 50 phát minh được đăng ký. Với những nghiên cứu của mình, Purchase và Braum chứng minh được chitin là một polysaccharide của glucossamime bằng cách thuỷ phân chitin theo nhiều cách khác nhau, hay với nghiên cứu của Rammelberg đã xác định một cách chính xác nguồn gốc của chitin. Vào năm 1948, Matsusshima cũng đã có một phát minh sản xuất glucossamine từ vỏ cua. Năm 1950, người ta đã sử dụng tia X để phân tích nhằm nghiên cứu sâu hơn sự hiện diện của chitin trong nấm và trong thành tế bào. Và đến năm 1951, quyển sách đầu tiên viết về chitin đã được xuất bản. Bấy giờ, người ta đã phát hiện tiềm năng của các polyme thiên nhiên này. Nhưng sự cạnh tranh của các loại polyme tổng hợp nên đã kìm hãm sự phát triển thương mại của chitin và chitosan. Cho đến năm 1970, hàng loạt nghiên cứu về chitin và chitosan được tiến hành với mục đích ban đầu là tận dụng nguồn phế liệu dồi dào từ việc chế biến thuỷ sản (vỏ tôm) nhằm tránh gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã phát hiện ra các tính chất đặc biệt của chitin và các dẫn xuất của nó không những giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường mà còn mở ra một triển vọng rất lớn trong việc ứng dụng chitin và các dẫn xuất của chúng vào sản xuất. Vào năm 1978, một hội nghị đầu tiên nói về chitin và chitosan diễn ra tại Mỹ và thu hút được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học trên thế giới. Hiện nay, những nghiên cứu về chitin và chitosan đã đạt những thành công nhất định. Tại Nhật, một chương trình nghiên cứu dài hơn 10 năm cũng bắt đầu khởi động. Trung Quốc, tuy là nước bắt đầu nghiên cứu chậm hơn so với những nước khác nhưng lại đang phát triển rất nhanh trong lĩnh vực này. 1.1.2 Nguồn gốc của Chitin: Chitin được tìm thấy chủ yếu ở hai nguồn sau đây: Từ động vật bậc thấp. Chitin là chất hữu cơ chủ yếu trong vỏ mai ( bộ xương ngoài của động vật không xương sống). Theo Richard, chitin được tìm thấy trong lớp vỏ cutin của loài chân đốt. Ngoài ra, Chitin còn được tìm thấy trong tế bào ống của loài mực, ở lớp vỏ bao ngoài của loài Bọ cánh cứng, trong lớp vỏ mai của loài giáp xác, trong loài nhện và bướm. Chitin thường có khoảng 25 đến 50% trên lượng khan của lớp cutin, thành phần khác chủ yếu là protein và calci carbonat. Nguồn  Tỉ lệ phần hữu cơ trong trọng lượng khan    Chitin %  Protein %   Lớp Nhện. Buthus (Bò Cạp) Juygale (nhện) Lớp công trùng. Châu chấu 2 cánh cứng Periplameta Lớp bọ cánh cứng Pyliscus Loài Bướm. Boubyx (con tằm ấu trùng) Loài tôm cua. Cencer Eugagurus  31,9 38,2 23,7 35,0 37,4 44,2 71,4 69,0  68,1 61,8 76,3 - 62,6 55,8 13,3 31,0   Từ thực vật bậc thấp. Nguồn gốc của chitin trong thực vật giới hạn ở một số loài nấm và tảo. Trong nấm chitin đóng vai trò như cenlulose trong các loài cây. Người ta đưa các giả thiết khác nhau về sự hiện diện của chitin hoặc cenlulose làm cơ sở cho mối quan hệ phát sinh giữa các nhóm của giống nấm đặc biệt là phycomecetus. Qua phân tích bằng tia X, Frey đã xác nhận rằng chitin và cenlulose không hiện diện đồng thời. Chitin hiện diện trong tảo xanh, bằng phương pháp vi hóa học Roelofsen và Hoette đã tìm thấy chitin trong nấm men, Kreger cũng thu được chitin trong một số loài nấm men bằng nhiễu xạ tia X. Chitin không hiện diện một mình trong lớp vỏ ngoài của loài nấm mà nó được liên kết với những thành phần khác. Lượng chitin được tinh chế từ một số loài nấm thồng thường từ 3% - 5%. 1.2 khái niện chitin, chitosan: Chitin là một polyme sinh học rất phổ biến trong tự nhiên và đứng hàng thứ hai chỉ sau celluloze. Chitin tham gia vào thành phần cấu tạo của vách tế bào nấm, cấu tạo nên bộ khung xương của vỏ tôm, cua, côn trùng, các động vật giáp xác...Trong các loại nguyên liệu này, chitin liên kết chặt chẽ với protein, lipid, các muối vô cơ (CaCO3) và các sắc tố màu (astarene, astaxanthin, canthaxanthin, lutin...). Chitosan là dẫn xuất của chitin, nó được tạo thành bởi phản ứng deacetyl hoá chitin. Khi chitin được xử lý với các chất kiềm đậm đặc ở nhiệt độ cao (1200C) trong dung dịch, nó sẽ bị loại nhóm acetyl và bị phân huỷ khác nhau để cho ra một sản phẩm là chitosan. Vậy chitosan không phải là một đơn chất mà nó là một nhóm sản phẩm của chitin bị loại nhóm acetyl từng phần (Attila E, Pavlath and Dominic W. S. Wong, 1996) 1.3 Cấu trúc của chitin, chitosan: 1.3.1 Cấu trúc của chitin: Chitin là một dạng polysaccharide gồm các tiểu phân N-acetyl-D– Glucosamine kết hợp lại với nhau theo liên kết β(1( 4). Liên kết của chitin là poly[β-(1→ 4)- 2-acetamido-2- deoxy- D- glucopyranose]. Chitin có cấu trúc tinh thể và nó cấu tạo thành một mạng lưới sợi hửu cơ. Vì thế mà chitin làm tăng độ bền , độ cứng và là điểm tựa cho các sinh vật (Riccardo, 1996). Chitin có công thức phân tử là: (C8H13O5N)n. Trong đó có chứa 47,29%C; 6,45%H; 39,37%O và 6,89%N Về cấu trúc hoá học của chitin cũng tương tự như celluloze ngoại trừ nhóm hydroxyl thứ hai trên nguyên tử carbon alpha (Cα) trên phân tử celluloze được thay thế bằng nhóm acetoamide. Cũng nhờ vào cấu trúc này mà việc ứng dụng của chitin vào xử lý nước thải nhà in nhuộm là một việc rất có triển vọng 1.3.2. Cấu trúc của chitosan: Chitosan là một poly[β-(1→ 4)- 2-amino-2- deoxy- D- glucopyranose]. Cả chitin và chitosan đều là copolymer, tỉ lệ giữa 2 nhóm monomer này cũng là tỉ lệ giữa nhóm amino và nhóm acetamido và được gọi là độ deacetyl (DD) của sản phẩm. Nếu DD>60%, đó là chitosan, ngược lại là chitin.
Cấu trúc của phân tử chitosan trong không gian có hình xoắc ốc, mỗi đơn vị cơ bản có 2 mắc xích D- glucosamin. Chiều dài mỗi đơn vị cơ bản là 10,34 A0 (theo 1.4 Điều chế chitin, chitosan: 1.4.1 Điều chế chitin: Chitin trong tự nhiên thường không tồn tại ở dạng tự do mà kết hợp với những chất khác như: protein, khoáng chất, lipit, màu. Do đó, cần phải dùng những tác nhân mạnh để tách các chất này ra khỏi chitin. Những phương pháp này có thể gây ra sự phân hủy một phần chitin, khó mà thu được sản phẩm nguyên vẹn, không bị phân huỷ.
Có rất nhiều phương pháp khác nhau để tinh chế chitin nhưng thông dụng nhất là: phương pháp cô lập chitin của Hackman, phương pháp Wistler – Beniller và phương pháp Roscman[1]. Nhưng không có một chuẩn mực nào chung cho các quá trình, thường người ta đi qua các bước: loại khoáng, loại protein, khử màu. Trong đó thì quá trình loại khoáng và loại protein có thể đổi trật tự cho nhau tuỳ theo nghiên cứu. Nguyên liệu  Khối lượng (g)  Chitin (g)  Hàm lượng(%)   Vỏ hến  80  0,39 ± 0,01  0,48   Vỏ ốc  80  0,99 ± 0,02  1,24   Vỏ cua đồng  80  18,65 ± 0,27  18,2   Vỏ tôm đồng  80  24,05 ± 0,15  30,0   Vỏ tôm biển  80  26.52 ± 0,24  33,1   Loại khoáng Để loại khoáng, các nhà nhiên cứu đã sử dụng rất nhiều tác nhân như HCl, H2SO4, HNO3, CH3COOH...Nhưng HCl được sử dụng nhiều nhất do loại khoáng gần như triệt để và không gây phản ứng phụ đáng kể. 2 H+ + CaCO3 (r) ( Ca2+ + CO2 + H2O Loại protein Rất nhiều tác nhân đã được sử dụng để loại protein như NaOH, NaHCO3, KOH, K2CO3...Tác nhân ưa chuộng nhiều nhất là NaOH do tính phổ biến của nó. Hiện nay, do yếu tố môi trường được chú ý nhiều hơn nên người ta đang phát triển các qui trình sử dụng men và vi sinh vật.
Phương trình thủy phân Protein Khử màu Trong vỏ của các loại giáp xác có chứa các phần tử mang màu, chủ yếu là carotenoid. Các phần tử này không liên kết với protein hay khoáng chất nên không bị loại trong các quá trình loại khoáng và protein. Để trích màu, người ta dùng ethanol hay aceton hoặc dùng các chất oxy hoá như H2O2, KMnO4...để huỷ màu. Sau đây là một số phương pháp cụ thể điều chế chitin. Phương pháp Hackman Vỏ tôm được làm sạch bằng cách cạo và rửa dưới vòi nước chảy rồi sấy khô trong lò sấy ở nhiệt độ 100oC. Lượng dung là 220 g được ngâm trong 2 L HCl 2N trong 5 giờ ở nhiệt độ phòng, rồi rửa kỹ với nước và sấy ở 100oC (trọng lượng còn khoảng 91,3 g). Sau đó nghiền thành bột, bột nhuyễn này được trích trong bình cầu và lắc mạnh trong 48 giờ với 0,5 L HCl 2N, ly tâm bỏ phần lỏng, phần rắn được rửa kỷ, và tiếp tục được chiết bằng cách lắc mạnh trong 12 giờ với 0,5 L NaOH 1N ở 100oC, quy trình ly trích trong dung dịch kiềm được thực hiện 3 lần, sau đó phần rắn được thu hồi và rửa nhiều lần với nước cho đến khi trung tính. Cuối cùng rửa với ethanol và ether, rồi sấy khô, chitin thu được có khối lượng 37,4g, hiệu suất là 17%, có dạng bột màu vàng, Hàm lượng N đo được là 6,8% so với lý thuyết là 6,89%.
 Sơ đồ 1.1 Quy trình điều chế chitin bằng phương pháp Hackman 1.4.1.2. Phương pháp WISTLER và BENILLER Lọc vỏ tôm được rửa sạch, sấy khô trong lò sấy chân không ở 50oC. Dùng 500g xây nhuyễn rồi ngâm trong dung dịch NaOH 10% ở nhiệt độ phòng trong 3 ngày, dung dịch kiềm được thay đổi hang ngày. Những hạt đã được loại protein được rửa với nước rồi nghiền với ethanol 95%, cho đến khi phần nước lọc gần như không màu ( thao tác này dung khoảng 6 L ethanol 95%). Phần rắn lại tiếp tục đem nghiền với khoảng 1 L acetone, 2,5 L ethanol và 0,5 L ether, sau đó lọc những hạt thu được gần như không màu, sấy khô ở áp suất kém và được ngâm trong dung dịch HCl 37%, ở 20oC trong 4 ngày. Những hạt trương phồng được ly tâm tách ra ở 0oC và rửa với nước ở 0oC cho đến khi hết acid. Hiệu suất là 20% (100g) hàm lượng N là 7,1%
 1.4.1.3. Phương pháp ROSEMAN Vỏ tôm được khử Ca giống như phương pháp Hackman ở trên. Cân 100g được lắc rung cơ học trong 18 giờ với 100mL dung dịch acid formic đặc (90%) ở nhiệt độ phòng. Lọc lấy phần bã, rửa kỷ với nước và được xử lý trong 2 giờ với dung dịch NaOH 10%. Đem lọc, phần bã thu được có màu trắng, rửa dưới vòi nước đến khi trung tính, sau đó rửa vài lần với ethanol và ether, rồi sấy khô dưới áp suất kém, hiệu suất khoảng 50% - 60%, hàm lượng N là 8,5%, hàm lượng acetyl là 19,2%.
 1.4.2 Điều chế chitosan: Phương pháp điều chế chitosan bao gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: Những phần tử vô cơ thường bị loại do tác dụng của acid vô cơ loãng hoặc enzyme hòa tan muối vô cơ. Giai đoạn 2: Protein và các hợp chất hữu cơ khác bị loại do tác dụng của kiềm hoặc enzyme protease. Giai đoạn 3: Dùng dung dịch NaOH 40% - 60% và các muối của nó hoặc enzyme protease để deacetyl hóa thu được chitosan.
 Độ tinh khiết của Chitosan có thể được kiểm tra bằng cả hai phương pháp hóa học (Cho Chitosan hòa tan hoàn toàn trong dung dịch CH3COOH 1%, nếu Chitosan tan càng nhiều thì chứng tỏ nó có độ tinh khiết càng cao) và phương pháp vật lí (Đo phổ IR, H-NMR).Sau đây là một số phương pháp điều chế chitosan. 1.4.2.1. Phương pháp của Nguyễn Hoàng Hà[9]: Vỏ tôm được làm sạch, nghiền nhỏ, cho vào lò nguyên liệu cùng với nước theo tỉ lệ 1:1, nấu sôi trong 1 – 2 giờ, lọc thu được vỏ tôm sơ chế. Vỏ tôm sơ chế được để nguội 60 – 65oC rồi thủy phân đạm bằng dung dịch HCl 10% theo tỉ lệ 2 kg nguyên liệu: 1 L dung dịch HCl, trong 2 – 5 giờ, hoặc enzyme protease (1 kg nguyên liệu : 0,3 – 0,5g protease) ở 40oC – 70oC, trong 0,5 – 3 giờ. Sau đó cho vào dung dịch HCl 10%, ở nhiệt độ phòng, trong 2–6 giờ thu được phức chitin protein. Tiếp theo tiến hành thủy phân phức chitin protein bằng dung dịch NaOH 10% theo tỉ lệ 5 kg nguyên liệu: 1 L NaOH ở nhiệt độ thường, trong 2 – 3 ngày thu được chitin thô. Chitin thô được tẩy màu bằng nước Javel công nghiệp theo tỉ lệ 1 kg chitin :
 1 L nước Javel công nghiệp. Sau 30 phút thu được chitin tinh khiết. Cuối cùng chuyển hóa chitin thành chitosan bằng dung dịch NaOH 40% ở 110 – 130oC, trong 3 – 8 giờ, rửa, lọc, sấy khô thu được chitosan. 1.4.2.2. Phương pháp của Đặng Văn Luyến Vỏ tôm được nghiền nhỏ, phơi khô, cho vào dung dịch NaOH 3% (tỉ lệ 1 kg nguyên liệu: 4 L NaOH) tiến hành phản ứng ở 90oC trong 2 – 4 giờ, sau đó rửa sạch, sấy khô. Tiếp tục cho vào dung dịch HCl 0,6N ( theo tỉ lệ 1 kg nguyên liệu: 4 L dung dịch HCl ) phản ứng tiến hành ở 20 – 30oC, trong 4 – 6 giờ. Tiến hành lọc, rửa, sấy khô vỏ tôm ( quá trình này được lặp đi lặp lại 3 – 4 lần để tách hết Ca và protein). Hiệu suất tách chitin là 10 – 15% so với vỏ tôm khô.
 Tiếp theo cho chitin vào dung dịch NaOH 40% ( theo tỉ lệ 1 kg chitin: 1 L NaOH) thay đổi đột ngột nhiệt độ của huyền phù chitin trong dung dịch NaOH 40% từ 5 – 100oC bằng cách tăng rồi giảm đột ngột nhiệt độ từ 2 – 3 lần. Sau đó để huyền phù chitin ở 30oC trong 2 – 5 ngày. Cuối cùng, tiến hành phản ứng chuyển hóa chitin thành chitosan ở 70oC – 100oC, trong 1 – 3 giờ, Lọc, rửa, sấy khô. Dung dịch NaOH thu hồi để xử lý vỏ tôm ban đầu. 1.4.2.3. Phương pháp bán thủy nhiệt của Nguyễn Hữu Đức[11]: Vỏ tôm được rửa sạch, loại bỏ phần thịt thừa, sấy khô và xay nhỏ, sau đó ngâm trong dung dịch HCl 12% trong 6 giờ, lọc, rửa sạch và sấy khô. Tiếp tục cho nó vào dung dịch NaOH 15 M trong 1 giờ, sau đó lọc rửa kỷ, sấy khô. Hiệu suất đạt khoảng 70%.
 1.4.2.4. Điều chế chitosan theo phương pháp hóa sinh * Nguyên liệu Vỏ tôm: Được rửa sạch, sấy khô và đem xay thành bột. Vi sinh vật: Có 2 loại giống chính là Bacillus và Pseudomonas. Ngoài ra còn có một số loài vi khuẩn khác như: Micrococus radiatus, Flavobacterium aurantiacus, Mycobacterium cyaneum… Enzym protease tư nhiên như Bromelin. * Phương pháp điều chế Quá trình điều chế thực hiện qua 2 giai đoạn:\ Giai đoạn 1: Dùng vi khuẩn giống bacillus để hòa tan muối vô cơ như calci carbonat. Giai đoạn 2: Dùng bromelin để phân giải nối peptid của chitin và protein. Hiệu suất điều chế là 28,2%
 1.5 Tính chất của chitin, chitosan:[10] 1.5.1 Tính chất của chitin: Chitin là một chất rắn vô định hình, màu trắng, có cấu trúc tương tự như cenlulose. Trong tự nhiên, chitin tồn tại dưới 3 dạng cấu hình: α, β, γ- chitin; nhưng phổ biến nhất là α-chitin, β-chitin. Do cấu hình của chitin khác nhau, dẫn đến chúng có một số tính chất khác nhau nhưng nhìn chung chitin có các tính chất sau: Cả celluloze và chitin đều là những tinh thể cao, chúng chỉ tan trong một số dung môi đặc biệt. Chitin bị phân hủy trước khi nóng chảy, đây là đặc tính tiêu biểu của polysaccharid có liên kết hydrogen. Điều này cần thiết để hoà tan chitin và chitosan trong một hệ thống dung môi riêng biệt để truyền tính năng. - Trong dung dịch HCl, chitin có độ triền quang thay đổi từ [α]20 = -1407 đến [α]26 = +560 bởi sự thủy phân. - Chitin là một polymer rất kỵ nước, không tan trong nước và trong hầu hết các dung môi hữu cơ, acid loãng. Nhưng nó lại tan tôt trong HCl đặc, H2SO4 đặc, H3PO4 78 – 97%, axit formic khan và tan trong hexafluoro isopropanol, hexafluoro aceton, chloro alcol dưới sự có mặt của dung dịch acid vô cơ và dimetylacetamid chứa 5% litiumchlorid (George A.F. Roberts, 1992). * Sự thủy giải chitin Sự thủy giải bằng acid Ledderhose thu được từ sự thủy giải chitin trong dung dịch acid một sản phẩm dạng tinh thể mà ông gọi là glusosamine vào năm 1876. Năm 1902, một phương pháp thủy giải nhẹ nhàng hơn tạo nên 2 – acetamiddo–deoxy–D–glucose. Như vậy cấu trúc và thành phần chính của chitin đã được cô lập. 2–acetamiddo–2– deoxy–D–glucose hydrochloride đã được tách rời với hiệu suất 60 – 70% do sự thủy phân chitin từ cua với acid chlohidric đặc. Sự thủy giải bằng enzyme Với chế phẩm enzyme từ một ốc sên, Hackman đã thu được một lượng 44% tinh thể 2 – acetamido – 2 – deoxy – D – glucose và chỉ 0,5% 2 – amino – 2 – deoxy – D – glucose từ chitin. Trong thí nghiệm tương tự với một enzyme H. Pomatia, tinh thể 2 – acetamido – 2 deoxy – D – glucose thu được từ chitin của nấm men và tôm hùm với lượng tương ứng là 50% và 80%. 1.5.2. Tính chất của Chitosan Ở trạng tự nhiên chitosan là chất rắn, xốp nhẹ, hình vảy có thể xay nhỏ theo nhiều kích cở khác nhau. Chitosan có màu trắng hoặc vàng nhạt, không mùi không vị ( theo Riccardo, 1996). 1.5.2.1. Độ deacetyl (DD) Một trong những chỉ số quan trọng của chitosan là độ deacetyl hoá (DD) hoặc độ acetyl hoá (DA = 100- DD). Chitosan có độ DD khác nhau dẫn đến sự khác nhau về khối lượng phân tử, độ nhớt, khả năng hoà tan trong acid... Một số phương pháp xácđịnh độ deacetyl. Hiện có nhiều phương pháp để xác định DD và sau đây là những phương pháp phổ biến nhất. Phương pháp xác định phổ hồng ngoại Khi khảo sát phổ IR của chitin và chitosan, các nhà nghiên cứu nhận thấy dao động hấp thu của nhóm –OH không phụ thuộc vào DD trong khi ở nhóm amide I có hiện tượng này (Lưu Văn Chính, 2001). Từ đó các nhà nghiên cứu đưa ra nhiều công thức thực nghiệm tính DD của sản phẩm. Các công thức này khá lặp lại về kết quả và phù hợp với kết quả của phương pháp chuẩn độ keo DD = 100 – (A1655/A3450) x 115 Trong đó: A1655: diện tích phần phổ hấp thu do dao động của nhóm amide I A3450: diện tích phần phổ hấp thu do dao động của nhóm -OH 115: hệ số thực nghiệm Hoặc DD = 100 x (1-A1655/A3450/1,33) Ngoài ra trong một số tài liệu khác, người ta cũng đề cập đến công thức sau: DD = 97,67 – 26,486 x (A1655/A3450) Phương pháp phản ứng với ninhydrin Nhóm amino của chitin và chitosan có khả năng phản ứng với ninhydrin tạo ra hợp chất khử và amoni. Hai hợp chất này phản ứng với nhau tạo hợp chất mang màu. Định độ hấp thu màu bằng phương pháp quang phổ UV, từ đó xác định DD. Phương pháp xác định độ keo Phương pháp này dựa trên phương pháp định lượng độ keo do Terayama dùng để phân tích các hợp chất đa điện tích trong dung dịch nước. Dung dịch của một anionic đã biết nồng độ được mang đi tác dụng với dung dịch chitosan trong HCl, dùng methylen blue để xác định điểm cuối. Phương pháp chưng cất với acid phosphoric Khi tác dụng với acid phosphoric ở nhiệt độ cao, gốc acetyl trong chitosan sẽ bị tách ra dưới dạng acid acetic và định lượng bằng NaOH theo phương pháp chuẩn độ thể tích. Cách tiến hành như sau: cho 0,3g vào dung dịch chứa 50ml H2O và 50ml H3PO4 85%, tiến hành chưng cất với nhiệt độ tăng dần 10C trong 1 phút cho đến 1600C, duy trì nhiệt độ này trong 60 phút, định lượng dịch chưng cất bằng dd NaOH 0.1N với chất chỉ thị màu PP. Độ deacetyl được tính theo công thức: DD = 100 – 2.03V/m Với 2.03: hệ số liên quan đến phân tử lượng của chitin tính theo lý thuyết. V: thể tích thực chuẩn độ mẫu m: khối lượng mẫu thử đã dung Dựa vào Nitrogen toàn phần. DD =
Trong đó : c là N toàn phần (được xác định bằng phương pháp kjeldahl) d là hàm lượng N của chitin theo lý thuyết a là độ giảm khối lượng. Ngoài các phương pháp trên người ta còn sử dụng các phương pháp khác để xác định DD như: phổ NMR, định phân acid-base, sắc ký khí, phương pháp thuỷ phân bằng acid và phân tích bằng HPLC,… 1.5.2.2. Dung môi và tính tan Chitosan là một bazơ, dễ tạo muối với các acid, hình thành những chất điện ly cao phân tử (polyelectrolyt) có tính tan phụ thuộc vào bản chất của các anion có liên quan. Quá trình hoà tan chitosan có thể xảy ra hai giai đoạn : hình thành muối và hoà tan muối. Tuy nhiên, thường cho acid và chitosan đã ở dạng huyền phù trong nước để hai quá trình xảy ra đồng thời. Tính tan của muối chitosan phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, mức độ deacetyl hoá, tổng lượng acid có mặt và nhiệt độ dung dịch. a.Trong acid vô cơ Chitosan tan được trong HCl, HBr, HI, HNO3, và HClO4 loãng nhưng cũng có thể tách riêng được trong dung dịch HCl hoặc HBr khi tăng nồng độ acid. Chitosan tan rất ít trong H3PO4 đậm đặc, sự hoà tan xảy ra song song với sự sulfat hoá và thuỷ phân chitosan. Chitosan tan được trong các dung dịch axit loãng là do sự proton hoá của nhóm amin tự do. Hằng số phân ly Kb của một nhóm amin được xác định dựa trên cân bằng sau: -NH2 + H2O
- NH3+ + OH-
và pKb = -logKb Hằng số phân ly của axit liên hợp tương ứng được rút ra từ cân bằng: -NH3+ + H2O
-NH2 + H3O+
và pKa = -logKa Sự thay đổi giá trị pKa có thể được tính toán dựa trên phương trình của Katchasky (Robert 1992).
trong đó:
- độ chênh lệch thế năng tĩnh điện giữa bề mặt polyion và bề mặt qui chiếu. α- độ phân ly. kT- hằng số Boltzman’s.
- điện tích electron. Khi α = 1, polymer trở nên trung hoà điện tích và thế năng tĩnh điện bằng 0. Ngoại suy giá trị pKa tại α = 1 sẽ giúp chúng ta ước lượng được hằng số phân ly riêng của các nhóm ion, pK0. Giá trị này ước tính được khoảng 6,5, giá trị này hoàn toàn độc lập với độ DA, trong khi giá trị pKa thì phụ thuộc rất lớn vào yếu tố này. pKa được gọi là pKa riêng của chitosan. Như vậy, tính tan của chitosan phụ thuộc vào mức độ phân ly và phương pháp deacetyl hoá của nó. b. Trong acid hữu cơ Chitosan hình thành muối tan được trong nước với phần lớn các acid hữu cơ. Các muối của monocarboxylic acid như chitosan benzoat, chitosan-o- aminobenzoat (chitosan antranilat), chitosan aminobenzoat, chitosan phenyl acetat tan tốt nhưng chitosan hydrocinnamat tan rất ít và chitosan -p- methonycinnamat thì không tan. Còn muối của chitosan và acid formic, acid acetic tan rất tốt trong nước. Ngoài ra, chitosan còn tan rất dễ dàng trong hỗn hợp DMF- N2O2 với tỷ lệ N2O4 : chitosan là 3:1, cho dung dịch có độ nhớt nhỏ. Đây là dung môi hữu cơ duy nhất của chitosan được biết đến. c. Tính tương hợp với các dung môi Chitosan tan tốt trong một số rất ít các dung môi hữu cơ, chitosan trong dung dịch acid acetic có thể thống nhất với các dung môi phân cực mà không gây ra một sự tạo tủa nào. Dung dịch của acid acetic – chitosan có tính tương hợp tốt với các rượu như methanol, propanol, butanol, ethylenglycol, dietylenglycol, aceton và formalamid. Những dung dịch acid của chitosan đều hoà lẫn được các nhựa tan trong nước không ion, hồ, dextrin, saccaro, sorbitol và các loại dầu mỡ, các parafin, hydrochloric, nitric, formic, citric, acid lactic nhưng không tan trong acid sulfuric và các sulfat. 1.5.2.3. Thuỷ phân bằng acid Trong môi trường acid, chitin – chitosan đều bị thuỷ phân. Khả năng bị thuỷ phân phụ thuộc vào các nhóm thế trong chitin theo thứ tự sau: -NHCOCH3 < -OH < -NH2 Mức độ thuỷ phân phụ thuộc vào loại acid, nồng độ acid, nhiệt độ và thời gian phản ứng. Các kết qủa nghiên cứu cho thấy trong môi trường H2SO4, sự thuỷ phân chitosan luôn kèm theo quá trình O<N – sulfate hoá, cho sự cắt mạch phân tử chitosan một cách ngẫu nhiên. Trong dung dịch HCl, chitosan bị cắt mạch nhưng không như trong dung dịch H2SO4. HCl thủy phân chitosan sản phẩm cuối cùng chủ yếu là monomer, dimer, trimer. Trong môi trường khác như HF, H3PO4 chitosan vẫn bị thủy phân nhưng ở mức độ khác nhau. Trong dung dịch CH3COOH, sự thuỷ phân chitosan ở nhiệt độ thường xảy ra là không đáng kể. 1.5.2.4. Phản ứng nitrat hoá Chitosan tương tự celluloze có đặc tính tạo nitrat. Tuy nhiên, hỗn hợp HNO3 – H2SO4 được dùng làm tác nhân để điều chế celluloze nitrat lại không thích hợp cho chitosan vì H2SO4 gây phản ứng cắt mạch chitosan. Có hai hướng điều chế chitosan nitrat như sau: - Chitosan phản ứng với HNO3 loãng. - Chitosan tác dụng với hỗn hợp của acid acetic loãng: anhydric acetic: acid nitric nguyên chất ở nhiệt độ thấp hơn 50C theo tỉ lệ 1:1:1:3. Sản phẩm thu được từ hai quá trình trên đều là muối acid của chitosan nitrat, có mức độ thế là 1.65 dưới tác dụng của kiềm loãng sẽ chuyển sang chitosan nitrat có hàm lượng O-nitrat không đổi, thường thực hiện trong aceton 50%.
1.5.2.5. Phản ứng photphat hoá Phản ứng photphat hóa xảy ra khi cho chitosan tác dụng với 15 phần pyridine và 5 phần phosphorus axychlorid ở 400C trong 5 giờ. Sản phẩm có hàm lượng P là 24%. Có hai phương pháp điều chế ester phosphat của chitosan: - Dựa trên phương pháp điều chế celluloze phosphat, gia nhiệt chitosan với hổn hợp acid phosphoric và ure. Thường dùng một chất lỏng trơ để xúc tiến phản ứng như DMF, toluen. - Thực hiện phản ứng của chitosan với pentoxid P ở nhiệt độ từ 0 → 50C. Trong đó, chitosan đã được hoà tan trước trong methan sulphonic acid. 1.5.2.6. Phản ứng sulfat hoá Quá trình sulfat hoá xảy ra bằng cách xử lý chitosan, tái tạo tủa, chuyển hoá dung môi thông qua chuỗi: nước → ethanol → ethanol nguyên chất → di ethylether → DMF và phức SO3- DMF trong lượng thừa DMF, phản ứng được duy trì ở nhiệt độ phòng. Sản phẩm tạo thành một nhóm N-sulphate và O-sulphate. Chitosan–NH2 +O3S-O-CH = N(CH3)2 → Chitosan–NH–SO2OH + HCON(CH3)2 1.5.2.7. Phản ứng alkyl hoá khử Phản ứng này dùng để điều chế các dẫn xuất N- alkyl của chitosan. Tổng quát, phản ứng xảy ra như sau:
Trong đó, giai đoạn đầu xảy ra chậm, giai đoạn thứ hai xảy ra nhanh với sự có mặt của NaCNBH, ở pH = 4. 1.5.2.8. Phản ứng khử nhóm amin và cắt mạch bằng HNO2 Acid nitrơ được được sử dụng để thực hiện phản ứng deamin hoá và depolymer hoá chitosan, phản ứng xảy ra càng mạnh khi có mặt của AgNO3. Khi thực hiện phản ứng depolymer hoá chitosan ở nhiệt độ phòng bằng HCl 3M thì cần 160 giờ. Trong khi đó nếu dùng HNO2 thì chỉ cần 5 phút ở nhiệt độ phòng. Tuy nhiên để thực hiện tốt phản ứng deamin hoá chitosan, người ta thay bằng anhydrid N2O3. Cơ chế phản ứng như sau: trước hết hình thành ion diazonium, ion này phân hủy tạo ion carbonium, gây ra sự cắt mạch. 1.5.2.9. Tính tạo phức Trong môi trường acid, chitosan bị proton hoá nên nó phản ứng được với các polyanion tạo phức. Khi pH > 4, nó tạo phức được với các hợp chất màu và kim loại nặng. Các nhà khoa học giả thuyết rằng do đôi electron tự do của nhóm amin đã giúp chitosan tạo được liên kết cho nhận với các đối chất. Tuy nhiên, còn phải xem xét tới các hiện tượng đơn giản như hấp phụ, tương tác tĩnh điện và sự trao đổi ion. Bên cạnh đó, môi trường nhóm chức amin cũng làm tăng hiệu lực phức của chitosan. Sự tạo phức giữa chitosan và các ion kim loại nói chung rất khác nhau. Cấu trúc của phức chất theo đó cũng ít được công nhận. Tuy nhiên, phức chất giữa chitosan và đồng, nikel đã được rất nhiều nhà nghiên cứu xác định và chỉ ra ion Cu(II) hoặc Ni(II) là ion trung tâm, một ligand là nhóm –NH2, 2 ligand còn lại là nhóm –OH ở C3 và C6. Tuy nhiên, ligand thứ tư vẫn có hai ý kiến trái ngược nhau, một ý kiến cho rằng đó là một phân tử nước, một ý kiến cho rằng đó là Og nối giữa 2 vòng D – Glucoz. Theo Tanja Becker, Michael Schlaak và Henry Strasdeit (2000), khả năng hấp phụ của chitosan đối với từng ion kim loại như sau: Cu(II) > Cd(II) ≈ Ni(II) > Pb(II)[18] Thông số  Chitin  Chitosan   Tên hoá học  Polyacetylaminglucoza  Polyaminoglucoza   Công thức phân tử  (C8H13O5N)n  (C6H11O4N)n   Trọng lượng phân tử  (203)n  (161)n   Hàm lượng nitơ lý thuyết  6,9%  8,7%   Hàm lượng nitơ thực tế  6% - 7%  7% - 8,4%   Mứcđộ deacetyl hoá  10% - 15%  80% - 90%   Độ ẩm  < 10%  <10%   Độ tro  <2%  <1%   Hàm lượng protein  <0,5%  0,3%   CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG 2.1 Ứng dụng trong nông nghiệp: 2.1.1: Ứng dụng trong bảo quản hoa quả [6]: Hiện nay, chỉ có một số doanh nghiệp lớn và các siêu thị có phương thức tồn trữ trái cây ở nhiệt độ lạnh. Còn lại, đa số các vựa thu mua trái cây cũng như nông dân đều thu hoạch và bán trái cây theo tập quán, không có qui trình bảo quản sau thu hoạch. Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế. Để khắc phục tình trạng này, Trường Đại học Cần Thơ đã và đang thực hiện một số công trình nghiên cứu về bảo quản trái cây sau thu hoạch. Những nghiên cứu này sẽ góp phần mở hướng phát triển mới cho thị trường trái cây . Qua nhiều thí nghiệm, các nhà khoa học [6] đã đưa ra 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 (PE) đục 5 lỗ với đường kính mỗi lỗ 1 mm và ghép mí lại bằng máy ép. Sau đó, bảo quản ở nhiệt độ 120C. 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. Ngoài trái quýt đường, các nhà khoa học cũng nghiên cứu thêm qui trình bảo quản trái quýt hồng (quýt Tiều) bằng cách bảo quản trong bao PE (nhưng chỉ đục 3 lỗ, mỗi lỗ 1 mm) và bảo quản ở nhiệt độ lạnh (150C). qui trình này cho phép thời gian tồn trữ kéo dài đến 9 tuần.
2.1.2 Ứng dụng trong nuôi cấy cây trồng : Trong số các thuốc trừ bệnh cây tác động theo cơ chế kích kháng hiện nay đáng chú ý là chất Chitosan (còn gọi là oligo - sacarit). Chitosan là một chất hữu cơ cao phân tử được điều chế từ vỏ tôm, cua và một số loài rong biển. Ngoài tác dụng kích thích hoạt động của hệ thống kháng bệnh trong cây, Chitosan còn có tác dụng như một chất kích thích sinh trưởng của cây và trực tiếp tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh do hủy hoại màng tế bào vi sinh vật. Với các tác dụng trên, Chitosan phòng trừ được các bệnh cây do các nhóm vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, tuyến trùng và cả virút. Có thể coi Chitosan như một loại vắc-xin thực vật. Ở ta hiện nay hoạt chất Chitosan đăng ký với với nhiều tên thương mại như Olicide, Thumb, Stop… phòng trừ nhiều loại bệnh do nấm, vi khuẩn và tuyến trùng cho lúa và nhiều cây trồng khác. Thuốc Olicide 9DD chứa 9% chất Chitosan phòng trừ nhiều loại bệnh quan trọng cho nhiều loại cây trồng như bệnh đạo ôn hại lúa, bệnh thán thư hại ớt, bệnh gỉ sắt hại chè. Đặc biệt đối với bệnh chết nhanh hồ tiêu, nhiều bà con trồng hồ tiêu ở Bình Phước, Đăk Nông, Đăk Lăk… đã sử dụng và đánh giá tốt. 2.2 Ứng dụng trong công nghiệp : 2.2.1 Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước hoa 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 : genatin, bentonite, kali caseinat, tannin, polyvinyl pirovinyl..Chitosan là tác nhân tốt loại bỏ đi đục , giúp điều chỉnh acid trong nước quả . Đối với dịch quả táo, nho ,chanh, cam không cẩn 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 đối với hợp chất pholyphenol chẳng hạn : catechin, proanthocianydin, acid cinamic, dẫn xuất của chúng; Những chất mà có thể biến màu nước quả bằng phản ứng oxy hóa. 2.2.2 ứng dụng trong công nghiệp dệt : 2.2.2.1 quy trình :
 Phân loại một số ngành công nghiệp dệt : Dệt và nhuộm vải cotton: Với loại sợi này, thuốc nhuộm hoạt tính hoặc hoàn nguyên trực tiếp được sử dụng ở hầu hết các nhà máy dệt, đó là: nhà máy dệt Thành Công, nhà máy dệt Thắng Lợi, công ty dệt may Gia Định, công ty dệt Sài Gòn. Dệt và nhuộm vải tổng hợp (polyester): thuốc nhuộm phân tán, tiêu biểu là các nhà máy: Thành Công, Thắng Lợi, Sài Gòn… Dệt và nhuộm vải Peco: thuốc nhuộm hoàn nguyên hoặc phân tán: nhà máy dệt Chấn Á. Ươm tơ và dệt lụa: đây là dạng công nghiệp dệt nhuộm mới được phát tiển ở Việt Nam với nguyên liệu chủ yếu là ở trong nước, trừ một số loại hóa chất đặc dụng, đó là điểm khác biệt so với các nhà máy khác là nguyên liệu phải ngập ngoại 100%. Xí nghiệp chế biến tơ Bảo Lộc, nhà máy ươm tơ tự động Đại Lào, Hòa Bình, Bình Minh, Rạng Đông, Xí nghiệp dệt lụa tơ tằm VISIN, xí nghiệp liên doanh VICOTEX. 2.2.2.3 Công nghiệp dệt với vấn đề ô nhiễm môi trường Cùng với sự ra đời hang loạt các công ty dệt nhuộm có vốn đầu tư nước ngoài với những máy móc thiết bị và công nghệ tương đối hiện đại là sự đầu tư đổi mới thiết bị và công nghệ của các doanh nghiệp trong nước. Về phương diện môi trường thì các doanh nghiệp mới ra đời này tuy có khả năng gây ô nhiễm ít hơn các xí nghiệp cũ, nhưng về cơ bản vẫn chưa giải quyết được tình trạng gây ô nhiễm môi trường ( nhất là ô nhiễm nguồn nước do nước thải các loại) và với số lượng ngày càng nhiều như hiện nay thì ngành dệt nhuộm đang thực sự là một trong những nguồn đáng kể gây ô nhiễm môi trường cho khu vực. Các loại phẩm nhuộm thường được sử dụng trong ngành công nghiệp dệt: Phẩm nhuộm phân tán: là phẩm nhuộm không tan trong nước nhưng ở trạng thái phân tán và huyền trọc trong dung dịch, có thể phân tán trên sợi, mạch phân tử nhỏ (nhờ thế dễ phân tán). Có thể có nhiều loại khác nhau như : anthraquinone, nitroanilamine, …được dùng để nhuộm sơ : polyamide, polyester, acetate,… Phẩm nhuộm trực tiếp: dung để nhuộm vải cotton trong môi trường kiềm, thường là muối sulfonat của các hợp chất hữu cơ dạng R – SO3Na. Kém bền với ánh sang khi giặt giũ. Phẩm nhuộm acid: đa số các hợp chất sulfo chứa một hay nhiều nhóm SO3H và một vài dẫn xuất chứa nhóm COOH dung để nhuộm trực tiếp các loại tơ sợi chứa nhóm baz như : len, tơ, polyamide,… Phẩm nhuộm hoạt tính: có công thức tổng quát dạng S – F – T = X, trong đó F: là phân tử mang màu, S: nhóm tan trong nước (SO3Na, COONa), T gốc mang phản ứng (có thể là nhóm clo hay vinyl), X : nhóm có khả năng phản ứng…Thuốc sẽ phản ứng sơ với trực tiếp và sản phẩm phụ là HCl nên cần nhuộm trong môi trường kiềm yếu. Phẩm hoàn nguyên: bao gồm các họ màu khác nhau như : indigo, dẫn xuất anthraquinone, phẩm sulfur, …dùng để nhuộm chỉ, sợi bông, visco, sợi tổng hợp. Ngoài ra, để được mặt hàng vải đẹp, bền màu và thích hợp với nhu cầu, ngoài sản phẩm nhuộm còn có các chất trợ khác như : chất thấm, chất tải (nhuộm phân tán), chất hồ chống mốc, hồ mềm, hồ láng, chất chỉnh pH (CH3COOH, Na2CO3, NaOH), chất giặt, chất điện ly (Na2SO4), chất chống loang màu… Tùy thuộc vào công nghệ nhuộm mà lượng phẩm nhuộm đi vào trong sản phẩm vải nhiều hay ít. Lượng thuốc nhuộm thừa là nguyên nhân gây màu và ô nhiểm nước thải. Thông số ô nhiễm  Dệt nhuộm  Công nghệ dệt lụa tơ tằm Ươm tơ Giũ nhộng   pH COD (mg/l) BOD (mg/l) SS (mg/l) PO4 (mg/l) SO4 (mg/l) Độ màu (pt – Co) N tổng (mg/l) Lưu lượng (m3/ tấn sản phẩm)  2 – 14 60 – 5.000 20 – 3.000 10 – 18.000 < 5 50 – 2.000 40 – 50.000 - 4 – 400  6,5 – 7,5 60 – 100 45 – 70 20 – 30 < 5 < 5 < 20 < 10 80 – 100  6,5 – 7,5 25.000 – 67.000 18.000 – 45.000 350 – 500 1.350 – 2.500 < 5 - 800 – 1.200 2 – 3   2.2.3 ứng dụng trong việc thu hồi protein :[14] 2.2.3.1 Quy trình nghiên cứu :
2.2.3.2 Phương pháp phân tích : -Độ ẩm hàm lượng protein được xác định theophwowng pháp chuẩn của AOAC, 1990. Thành phần acid amin được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC). -Hiệu suất thu hồi : ((Co-Ca)/Co))*100% -Co : hàm lượng protein trong dung dịch nước rửa ban đầu -Ca : hàm lượng protein trong dung dịch sau khi xử lý -Phương pháp xử lý số lieuj :Số liệu báo cáo là trung bình của 3 lần phân tích. Kết quả phân tích thống kê bằng phần mềm Excelvaf SPSS. Gía trị của p<0.05 được xem là là có ý nghĩa về mặt thống kê. 2.3 Ứng dụng trong thực phẩm : 2.3.1 Ứng dụng trong bảo quản trứng gà [3] :      Trứng gà tươi từ lâu được sử dụng như loại thực phẩm giàu dinh dưỡng rẻ tiền trong bữa ăn hằng ngày. Ở nước ta, do điều kiện khí hậu nóng ẩm nên trứng dễ hư hỏng. Trong quá trình bảo quản, quá trình trao đổi khí và ẩm cùng với sự xâm nhập vi sinh vật qua các lỗ khí trên bề mặt vỏ trứng gây nên hao hụt khối lượng và biến đổi các thành phần bên trong trứng. Do đó, việc sử dụng các màng phủ trên bề mặt vỏ trứng nhằm hạn chế trao đổi khí và chống nhiễm khuẩn, kéo dài thời gian bảo quản được nhiều tác giả trong và ngoài nước quan tâm. Thuyết minh quy trình: + Nguyên liệu:      Là loại trứng gà dùng để chế biến ăn tươi hoặc dùng làm nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thực phẩm.      + Lựa chọn, phân loại:      - Yêu cầu trứng không quá 24 giờ sau khi gà đẻ và đạt yêu cầu kỹ thuật của trứng gà tươi thương phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 1858:1986.      - Loại bỏ các quả trứng bị rạn nứt do va chạm trong quá trình vận chuyển, quá bẩn hoặc khuyết tật về hình dáng, màu sắc.      + Làm sạch:      Trứng gà sau lựa chọn, phân loại tiến hành làm sạch nhẹ nhàng bề mặt bằng khăn mềm ẩm với mục đích là loại bỏ những vết bẩn trên bề mặt vỏ và tiến hành tạo màng.      + Chuẩn bị dung dịch bọc màng:      Bột chitosan được hòa tan với nồng độ 1,5% trong dung dịch acid acetic 1% có bổ sung 0,05% SB hoặc 1% SOR và tiến hành lọc sạch để loại bỏ các phần không tan có trong bột chitosan.      + Tạo màng:      Cách tạo màng thích hợp nhất là dùng miếng xốp sạch nhúng vào dung dịch chitosan đã pha sẵn và quét lên bề mặt trứng sao cho dung dịch bọc màng phủ đều lên vỏ trứng.     + Làm khô và bảo quản:      Sau khi bọc màng, trứng được làm khô tự nhiên trên giá đựng trứng. Sau đó bảo quản ở nhiệt độ thường ở những nơi khô ráo, thoáng mát. Kết quả:      - Tác dụng bảo quản khá tốt đối với đối tượng trứng gà tươi thương phẩm trước 24 giờ sau khi đẻ. Có thể duy trì hạng chất lượng loại A (mức thấp nhất cho phép trứng tươi lưu hành trên thị trường) đến 15-20 ngày sau khi đẻ khi bảo quản ở nhiệt độ thường.      - Các bước trên qui trình và thao tác kỹ thuật hoàn toàn thủ công, đơn giản có thể dễ dàng thực hiện trong sản xuất ở qui mô nông trại với chi phí nhân công tăng thêm cho công đoạn bọc màng so với phương pháp bảo quản thông thường không đáng kể.      - Dung môi hòa tan cũng như phụ gia tương đối rẻ tiền, thông dụng, đảm bảo yêu cầu về an toàn vệ sinh thực phẩm nếu sử dụng đúng nồng độ khuyến cáo. - Việc sử dụng và bảo quản chitosan cũng như phụ gia đơn giản. Khả năng ứng dụng: Với chi phí màng bọc hợp lý, khả năng bảo quản tốt, hiệu quả về mặt kinh tế thu được từ phương pháp bảo quản trứng gà tươi đề xuất là hoàn toàn khả thi. Qua tính toán của tác giả[3], cho thấy chi phí sơ bộ nguyên vật liệu tăng thêm cho việc sử dụng màng bọc chitosan cho mỗi quả trứng trong khoảng 15,4-16,9 VNĐ, đây là chi phí có thể chấp nhận được so với giá trị thương phẩm của trứng gà trên thị trường hiện nay. Qua kết quả nghiên cứu thành công đối với trứng gà, người tiêu dùng hoàn toàn có thể hi vọng  kết quả trên có thể áp dụng trên trứng vịt và trứng chim cút để cung cấp cho thị trường những sản phẩm nông sản an toàn và chất lượng cao. 2.3.2 Ứng dụng trong bảo quản cá sòng: Những năm gần đây xuất khẩu thủy sản đóng vai trò quan trọng trong tổng kim ngạch xuất khẩu của Việt Nam. Tuy nhiên, lượng phế liệu thải ra từ các nhà máy chế biến thủy sản lên tới 2.257 tấn/năm. Nếu không có biện pháp xử lý thích hợp sẽ gây ra ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Vì vậy, việc xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh từ vỏ tôm, cua, ghẹ càng trở nên cấp bách. Đây cũng là nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất chitin, chitosan và  Chitosan Olygosaccharide (COS) để nâng cao giá trị sử dụng  phế liệu này và làm sạch môi trường. COS là những sản phẩm thủy phân từ chitosan, COS có hoạt tính sinh học cao có vai trò to lớn trong các ngành y, dược, thực phẩm và nông nghiệp để bảo quản nông sản, kéo dài thời gian sử dụng, giảm hư hỏng do ưu điểm của nó có khả năng kháng khuẩn kháng nấm. Với tình hình hiện nay các hóa chất bảo quản thực phẩm bị cấm sử dụng trong xuất khẩu thủy sản, thì đây là một con đường mới để chúng ta nghiên cứu và áp dụng trong thực tế sản xuất. Chính vì vậy, việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của Chitosan, Chitosan Olygosaccharide (COS) đến một số vi sinh vật gây bệnh trên cá bảo quản bằng nước đá và đề xuất công nghệ bảo quản sau thu hoạch” nhằm mục tiêu xác định nồng độ và khả năng diệt một số loại vi sinh vật gây bệnh cho người trên cá sòng của Chitosan và COS; đồng thời xây dựng qui trình bảo quản cá  sau thu hoạch để bảo vệ sinh và an toàn thực phẩm