Chitosan Và Các Ứng Dụng Của Chitosan

Chitosan là gì?

Chitosan là chất xơ có nguồn gốc động vật. Tiền thân của Chitosan chính là chitin có nhiều trong vỏ của động vật giáp xác, ở động vật thân mềm, côn trùng và một số loại nấm.

Chitosan được tạo thành qua quá trình deacetyl hóa (loại bỏ nhóm –COCH₂ ). Đun sôi chitin trong dung dịch kiềm đặc ở điều kiện thích hợp sẽ thu được chitosan.

Chitosan là một dạng chitin đã bị khử axetyl, nhưng không giống chitin. Nó lại tan được trong dung dịch axit. Chitin là polyme sinh học có nhiều trong thiên nhiên chỉ đứng sau xenluloza. Cấu trúc hóa học của chitin gần giống với xenluloza.

cấu trúc hóa học của chitosan — Cấu trúc hóa học của Chitosan

Đặc tính của Chitosan

Là polysacharide có đạm khôngđộc hại, có khối lượng phân tử lớn.
Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.

Chitosan dạng bột – Chitosan và cách ứng dụng của chitosan

Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị.
Không tan trong nước, dung dịch kiềm và axit đậm đặc nhưng tan trong axit loãng (pH=6), tạo dung dịchkeo trong, có khả năng tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309 – 311^o

Tham khảo chi tiết sản phẩm: Chế phẩm Chitosan dạng lỏng 5%

Chitosan được ứng dụng rất nhiều trong đời sống như trong lĩnh vực sinh học, nông nghiệp, công nghiệp giấy, xử lý nước thải… Chitosan hấp phụ được rất nhiều chất ô nhiễm như: BOD, COD, dầu mỡ, kim loại nặng, phenol và các hợp chất phenol,…

Các ứng dụng của Chitosan

Trong y tế

Chitosan có khả năng hòa hợp và tự phân hủy sinh học.
Độc tính thấp, hoạt tính sinh học cao và đa dạng như kháng khuẩn, kháng nấm, tăng sinh tế bào. Tăng cường miễn dịch của cơ thể với các tác dụng kích thích sản sinh bạch cầu, giảm cholesterol trong máu. Hạn chế sự phát triển của khối u, có tác dụng tốt trên các vết thương, vết bỏng.
Chitosan được nghiên cứu trong lĩnh vực y sinh với mục đích cầm máu cho các vết thương. Dung dịch chitosan được pha vào trong thuốc cầm máu, kết quả cho thấy sau khi cầm máu thì vết thương giảm được sưng tấy và mau liền da

Trong ngành công nghiệp giấy

Chitosan giúp tăng độ bền mà không làm giảm đi độ sáng của giấy. Các loại giấy này dùng làm giấy vệ sinh, giấy in, túi giấy

Trong nhiếp ảnh

Chitosan được ứng dụng trong nhiếp ảnh do khả năng tạo màng trên phim của máy ảnh, không bị mài mòn và làm xước màng chitosan.
Phim chitosan có độ nhớt rất cao, không tan trong nước, axit. Độ cứng được cải thiện bằng cách tổng hợp đúc chitosan, rồi xử lý phim bằng dung dịch axit.

Trong ngành mỹ phẩm

Chitosan được ứng dụng để làm chất tẩy trang do tính an toàn, không độc hại cho người sử dụng. Do khi tiếp xúc với các axit hữu cơ, chitosan làm các axit này trở nên nhớt, dễ dàng chùi ra khỏi bề mặt.
Chitosan được sử dụng trong sản xuất kem chống khô da. Do bản chất chitosan cố định dễ dàng trên biểu bì da bởi những nhóm NH4+ thường được các nhà khoa học gắn với những chất giữ nước hoặc những chất lọc tia cực tím. Vì vậy chitosan là gạch nối giữa hoạt chất của kem và da.

Trong xử lý nước thải

Chitosan được sử dụng rộng rãi như một chất hấp phụ các chất ô nhiễm có trong nước thải. Có rất nhiều nghiên cứu trên thế giới sử dụng chitosan để xử lý nước thải.

Ví dụ như Chung et al., (2005) đã nghiên cứu sử dụng chitosan để hấp phụ độ đục, chất rắn lơ lửng, BOD, COD, NH₃ và PO₄^3-có trong nước thải ao nuôi. Chitosan hấp phụ được 87,7% độ đục, 62,6% SS, 52,3% BOD, 62,8% COD, 91,8% NH₃, 99,1% PO₄^3- và 99,998% vi khuẩn có trong ao nuôi.

Jha et al., (1988) nghiên cứu sử dụng chitosan để hấp phụ cadmium (Cd) ở pH 6,5 và nồng độ ban đầu của Cd là 1,5, 5,0 và 10,0 mg/L và thấy rằng tỷ lệ hấp phụ là rất nhanh chóng ở 4 giờ sau đó hiệu suất giảm đi khi thời gian hấp phụ tăng.

Trong ngành thực phẩm

Trước tình trạng thực phẩm bị tác động bởi yếu tố môi trường nên thời gian bảo quản thực phẩm không lâu. Do đó nhiều loại vật liệu an toàn được nghiên cứu để bảo quản thực phẩm. Trong đó chitosan là một trong những lựa chọn được ưa chuộng. Chitosan được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như chất bảo quản vì các tỉ lệ chống vi khuẩn cao và chống được nhiều loại vi khuẩn khác nhau.
Ngoài ra, sản phẩm này có khả năng tạo màng sử dụng trong bảo quản thực phẩm nhằm hạn chế các tác nhân gây bệnh tâm thần trong các sản phẩm đóng gói. Hay trong áp suất thay đổi của thịt, cá tươi hay đã qua chế biến.

Trong nông nghiệp

Do tính chất kháng nấm và có thể phân hủy sinh học của Chitosan mà sản phẩm này thường được dùng để phủ lên hát giống. Việc này nhằm gây ức thế nấm bệnh gây hại. Ngoài ra còn tăng cường khả năng đề kháng của cây trồng

Dùng như một thành phần chính trong thuốc trừ nấm bệnh (đạo ôn, khô vằn…)
Dùng làm thuốc kích thích sinh trường cây trồng cho lúa, cây công nghiệp, cây ăn quả…

Bảo quản nông sản, rau, củ, quả sau thu hoạch

Khi dùng màng chitosan, dễ dàng điều chỉnh độ ẩm, độ thoáng không khí cho thực phẩm. Nếu dùng bao gói bằng PE thì mức cung cấp oxy bị hạn chế. Nước sẽ bị ngưng đọng tạo môi trường cho nấm mốc phát triển.
Màng chitosan cũng khá dai, khó xé rách. Có độ bền tương đương với một số chất dẻo vẫn được dùng làm bao gói.
Màng chitosan làm chậm lại quá trình bị thâm của rau quả. Rau quả sau khi thu hoạch sẽ dần dần bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị. Rau quả bị thâm là do quá trình lên men tạo ra các sản phẩm polyme hóa của oquinon.
Nhờ bao gói bằng màng chitosan mà ức chế được hoạt tính oxy hóacủa các polyphenol, làm thành phần của anthocyamin, flavonoid và tổng lượng các hợp chất phenol ít biến đổi, giữ cho rau quả tươi lâu hơn