Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.doc

Viết đề tài giá sinh viên – ZALO:0973.287.149-TEAMLUANVAN.COM
Tải tài liệu tại kết bạn zalo : 0973.287.149
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
TRẦN THỊ HIỀN
“ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM PHỐI HỢP CHITOSAN - NANO BẠC
TRONG BẢO QUẢN CAM”
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Công nghệ sau thu hoạch
Khoa : CNSH - CNTP
Lớp : K43 - CNSTH
Khóa học : 2011 - 2015
Giáo viên hƣớng dẫn : ThS. Lƣơng Hùng Tiến
Thái Nguyên, năm 2015

i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng số liệu và các kết quả nghiên cứu trong luận văn này
là hoàn toàn trung thực và chưa hề sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thiện luận văn mọi sự giúp đỡ đều
đã được cám ơn và các trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc.
Sinh viên
Trần Thị Hiền

ii
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin chân thành cảm ơn ban giám hiệu nhà trường Đại Học
Nông Lâm Thái Nguyên, các phòng ban liên quan, Ban chủ nhiệm khoa CNSH &
CNTP, cùng toàn thể các thầy cô trong khoa CNSH & CNTP, cùng các thầy cô giáo
khác đã giảng dạy, hướng dẫn tôi để tôi có những kiến thức như ngày hôm nay.
Trong suốt thời gian thực tập tại phòng thí nghiệm khoa CNSH & CNTP,
bên cạnh sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo
bộ môn để có thể hoàn thành tốt khóa luận này. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc
và chân thành tới Ths. Lương Hùng Tiến - giảng viên khoa CNSH & CNTP -
Trường Đai Học Nông Lâm Thái Nguyên, người đã hướng dẫn tận tình và giúp đỡ
tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện bài khóa luận của mình.
Ngoài ra, trong quá trình thực hiện khóa luận tôi còn nhận được rất nhiều sự
động viên và giúp đỡ từ gia đình, bạn bè, người thân và các bạn trong tập thể lớp.
Tôi xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó.
Trong suốt quá trình thực hiện báo cáo, mặc dù tôi đã làm việc và nỗ lực hết
mình song không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi mong nhận được sự đóng góp
của thầy cô, bạn bè để báo cáo hoàn thiện hơn.
Thái Nguyên, ngày.......tháng…….năm 2015
Sinh viên
Trần Thị Hiền

iii
DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Giá trị dinh dưỡng của 100g cam tươi (theo nutritiondata.self.com) ........ 5
Bảng 2.2. Sản lượng cam năm 2011 của một số nước trên thế giới (FAO)............... 7
Bảng 2.3: Hàm lượng chitin có trong một số động vật giáp xác [L14] .................. 20
Bảng 2.4: Số nguyên tử bạc trong một đơn vị thể tích............................................. 30
Bảng 2.5: Số nguyên tử và năng lượng bề mặt của hạt nano bạc ............................ 34
Bảng 4.1: Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới hàm lượng acid hữu cơ tổng số
trong quá trình bảo quản cam (Đv: %) ................................................... 46
Bảng 4.2: Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới hàm lượng chất khô tổng số
trong quá trình bảo quản cam (Đv: Bx).................................................. 47
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới lượng đường tổng số trong quá
trình bảo quản cam (Đv: %) ................................................................... 48
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới tỷ lệ hư hỏng trong quá trình bảo
quản cam (Đv: %)................................................................................... 49
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới hàm lượng
acid hữu cơ tổng số trong quá trình bảo quản cam................................. 50
Bảng 4.6: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới hàm lượng
chất khô tổng số trong quá trình bảo quản cam (Đv: Bx) ...................... 51
Bảng 4.7: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới hàm lượng
đường tổng số trong quá trình bảo quản cam (Đv: %) ........................... 52
Bảng 4.8: Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới tỷ lệ hư
hỏng trong quá trình bảo quản cam (Đv: %) .......................................... 53
Bảng 4.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng acid hữa cơ tổng số trong quá
trình bảo quản cam (Đv: %) ................................................................... 54
Bảng 4.10: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng chất khô tổng số trong quá trình
bảo quản cam (Đv: %)............................................................................ 55
Bảng 4.11: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng đường tổng số trong quá trình
bảo quản cam .......................................................................................... 56
Bảng 4.12: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tỷ lệ hao hụt trong quá trình bảo quản cam
57

iv
DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1: Cấu trúc hóa học của chitin...................................................................... 21
Hình 2.2: Cấu trúc hóa học của chitosan.................................................................. 21
Hình 2.3: Hiện tượng cộng hưởng plasmon của hình cầu........................................ 32

v
DANH MỤC VIẾT TẮT
ĐC Đối chứng
CĐ1 Chế độ 1
CĐ2 Chế độ 2
CT1 Công thức 1
CT2 Công thức 2
CT3 Công thức 3
CT4 Công thức 4
CT5 Công thức 5
Đv Đơn vị

vi
MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề........................................................................................................ 1
1.2. Muc đích đề tài ................................................................................................ 2
1.3. Mục tiêu đề tài ................................................................................................. 2
1.4. Ý nghĩa của đề tài............................................................................................ 2
1.4.1. Ý nghĩa khoa học.......................................................................................... 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn .......................................................................................... 2
PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................................ 3
2.1. Giới thiệu chung về cam.................................................................................. 3
2.1.1. Nguồn gốc cam............................................................................................. 3
2.1.2. Các giống cam trồng ở nước ta hiện nay...................................................... 3
2.1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả cam ................................................................... 4
2.1.4. Giá trị công nghiệp và dược liệu .................................................................. 5
2.1.5. Giá trị kinh tế của cây cam........................................................................... 6
2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam ở Việt Nam và trên thế giới .................... 6
2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam trên thế giới ........................................... 6
2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam tại Việt Nam......................................... 7
2.3. Bảo quản cam sau thu hoạch ........................................................................... 7
2.3.1. Sự biến đổi của cam sau thu hoạch .............................................................. 7
2.3.2. Các bệnh sau thu hoạch của cam................................................................ 10
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình bảo quản cam..................................... 12
2.3.4. Các phương pháp bảo quản cam................................................................. 15
2.4. Tổng quan về chitosan................................................................................... 19
2.4.1. Nguồn gốc của Chitin và chitosan.............................................................. 19
2.4.2. Cấu trúc hóa học của chitosan.................................................................... 20
2.4.3. Tính chất cơ bản của chitosan .................................................................... 21
2.4.4. Đặc tinh kháng vi sinh vật của chitosan và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt
động kháng khuẩn của chitosan............................................................................ 25

vii
2.4.5. Ứng dụng của chitosan ............................................................................... 26
2.5. Giới thiệu chung về nano bạc........................................................................ 28
2.5.1. Giới thiệu về công nghệ nano..................................................................... 28
2.5.2. Giới thiệu về bạc kim loại .......................................................................... 29
2.5.3. Giới thiệu về hạt nano bạc.......................................................................... 31
2.6. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước ................................................... 37
2.6.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ............................................................. 37
2.6.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ............................................................... 37
PHẦN 3. ĐỐI TƢỢNG, NÔI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 39
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu................................................................. 39
3.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu.............................................................................. 39
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu.................................................................................... 40
3.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu ................................................................. 40
3.3. Nội dung nghiên cứu ..................................................................................... 40
3.4. Phương pháp nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi......................................... 41
3.4.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm................................................................... 41
3.4.2. Phương pháp theo dõi................................................................................. 42
PHẦN 4 KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN .................................................................. 46
4.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới nguyên liệu ................ 46
4.1.1. Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới hàm lượng acid hữu cơ tổng số
trong quá trình bảo quản cam ............................................................................... 46
4.1.2. Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới hàm lượng chất khô tổng số trong
quá trình bảo quản cam......................................................................................... 47
4.1.3. Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới hàm lượng đường tổng số trong
quá trình bảo quản cam......................................................................................... 48
4.1.4. Ảnh hưởng của các chế độ tiền xử lý tới tỷ lệ hư hỏng trong quá trình bảo
quản cam............................................................................................................... 49
4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới quá
trình bảo quản cam ............................................................................................... 50

viii
4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới hàm lượng
acid hữu cơ tổng số trong quá trình bảo quản cam............................................... 50
chất khô tổng số trong quá trình bảo quản cam.................................................... 51
đường tổng số trong quá trình bảo quản cam ....................................................... 51
4.2.4. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm (chitosan và nano bạc) tới tỷ lệ hư hỏng
trong quá trình bảo quản cam ............................................................................... 52
4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian bảo quản cam.................. 53
4.3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng acid hữa cơ tổng số trong quá trình
bảo quản cam........................................................................................................ 54
4.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng chất khô tổng số trong quá trình bảo
quản cam............................................................................................................... 54
4.3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hàm lượng đường tổng số trong quá trình bảo
quản cam............................................................................................................... 55
4.3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới tỷ lệ hao hụt trong quá trình bảo quản cam... 56
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ.................................................................... 58
5.1. Kết luận.......................................................................................................... 58
5.2. Kiến nghị ....................................................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 59

PHẦN 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cam là một trong những cây ăn quả đặc sản lâu năm của Việt Nam bởi giá trị
dinh dưỡng và kinh tế cao. Trong thành phần cam có chứa nhiều vitamin C, vitamin
A, canxi, acid folic, chất xơ và có chứa tinh dầu mang mùi thơm…. Vì vậy cam là
nguồn bổ sung dinh dưỡng cho cơ thể. Cam có thể dùng ăn tươi, làm mứt, nước giải
khát, chữa bệnh như ngăn ngừa bệnh tim mạch, phòng bệnh ung thư vì chúng giàu
chất chống oxy hóa (Phạm Thị Thanh Nhàn, 2011) [8].
Trong những năm gần đây, diện tích và sản lượng cam ở nước ta ngày càng
mở rộng, tăng sản lượng nhưng giá trị của cam lại thấp do nhiều yếu tố như: sản
lượng thu hoạch lớn nhưng giá trị lại tập trung vào thời gian ngắn gây hiện tượng
mất giá hay chưa có phương pháp bảo quản giai đoạn sau thu hoạch hợp lý …. Điều
này gây thiệt hại lớn tới giá kinh tế, giảm thu nhập cho người nông dân.
Chitosan là Polysaccharide sinh học thu được từ quá trình deacetyl hóa chitin
được sản xuất từ đầu, vỏ tôm, cua, mực…là phụ phẩm của ngành thủy sản. Chitosan
là chất không độc, an toàn cho người, có khả năng tự phân hủy sinh học, thân thiện
với môi trường. Chitosan thể hiện nhiều đặc tính đáng chú ý như có khả năng tạo
màng thấm khí trên bề mặt quả giúp giữ ẩm độ trên bề mặt quả, giữ cho quả màu
sắc đẹp, cảm quan tốt, tính kháng khuẩn. Chitosan giúp cố định nano bạc trên bề
mặt quả làm gia tăng hiệu quả kháng vi sinh vật, tránh các hạt bạc nano đâm xuyên
vào thịt quả.
Nano bạc là các hạt bạc có kích thước từ 1nm đến 100nm, hạt bạc nano có
diện tích bề mặt riêng rất lớn nên hạt bạc có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với
vật liệu khối do khả năng giải phóng nhiều ion bạc hơn. Ngoài tính khử khuẩn, nano
bạc còn có khả năng chống nấm, khử mùi có khả năng phát xạ tia hồng ngoại đi xa,
chống tĩnh.. Nano bạc có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác
nhau hay các polymer tự nhiên như chitosan, cellulose... (Đặng Văn Phú và cs,
2008)[9].

Phối hợp chitosan-nano bạc sẽ tạo ra chế phẩm có tính kháng khuẩn, ổn định,
an toàn, thân thiện với môi trường để sử dụng trong bảo quản các loại quả sau thu
hoạch nhằm gia tăng thời gian bảo quản, nâng cao chất lượng cảm quan, tăng thu
nhập cho nông dân.
Tuy nhiên việc nghiên cứu sử dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano trong
bảo quản trái cây nói chung và cam nói riêng vẫn còn mới lạ, vì vậy tôi tiến hành
thực hiện đề tài “Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo
quản cam”
1.2. Muc đích đề tài
Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.
1.3. Mục tiêu đề tài
- Nghiên cứu các chế độ tiền xử lý cam trước khi tiến hành bảo quản
- Nghiên cứu xác định nồng độ phối chế thích hợp của chế phẩm chitosan và
nano bạc.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới thời gian bảo quản.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
1.4.1. Ý nghĩa khoa học
Xác định được nồng độ phối chế thích hợp của chế phẩm chitosan và nano bạc đồng
thời xác định được thời gian bảo quản cam khi sử sử dụng chế phẩm phối hợp trên.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Việc sử dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam sẽ
giúp gia tăng thời gian bảo quản cam giai đoạn sau thu hoạch. Ngoài ra còn làm đa
dạng về các phương pháp bảo quản trái cây nói chung và cam nói riêng.

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Giới thiệu chung về cam
2.1.1. Nguồn gốc cam
Cam có tên khoa học là Citrus sinensis Osbeck thuộc họ Rutaceae, giống
Citrus và loài sinenis. Là loài cây ăn quả cùng họ với bưởi. Nó có quả nhỏ hơn quả
bưởi, vỏ mỏng, khi chín thường có màu da cam, có vị ngọt hoặc hơi chua. Loài cam
là một cây lai được trồng từ xưa, có thể lai giống giữa loài bưởi (Citrus maxima) và
quýt (Citrus reticulata). Nó là cây nhỏ, cao đến khoảng 10m, có cành gai và lá
thường xanh dài khoảng 4 - 10 cm (Đường Hồng Dật, 2003)[4].
Nhiều kết quả nghiên cứu cho rằng cam có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới và cận
nhiệt đới Đông Nam Á, trong đó sự phát triển của một số loài cam quýt cũng như
những loài cùng họ được phần bố từ biên giới Đông Bắc của Ấn Độ qua Miến Điện
và một vùng phía nam của đảo Hải Nam.
Cam quýt thuộc họ Rutaccac (có khoảng 130 giống), họ phụ Aurantioideae
(có khoảng 33 giống), tộc Citreae (khoảng 28 giống), tộc phụ Citrinae. Tộc phụ
Citrinae có khoảng 13 giống, trong đó có 6 giống quan trọng là Citrus, Poncicus,
Fortunella, Eremocitrus và Clymenia. Đặc điểm chung của 6 giống này là cho trái
có tép (phần ăn được trong múi) với cuống thon nhỏ, mọng nước.
Giống Citrus được chia làm 2 nhóm nhỏ là Eucitrus và Papela. Nhóm Papela
có 6 loài, thường dùng làm gốc ghép, hay lai với các loài khác và đã lai tạo được
nhiều giống lai nổi tiếng được trồng ở các nước.
Ở Việt Nam, theo thống kê bước đầu đã có trên 80 giống cam, được trồng ở
các nhà vườn, trong các trang trại, trung tâm nghiên cứu, các giống này thường gọi
theo tên các địa phương chúng sinh sống. Ví dụ cam Vinh ( Xã Đoài), cam Sơn
Kết... hoặc theo hương vị, chua ngọt như cam mật, cam đường (Phạm Thị Thanh
Nhàn, 2011)[8].
2.1.2. Các giống cam trồng ở nước ta hiện nay
2.1.2.1. Cam Vinh (Xã Đoài)

Cam Vinh có 2 dạng: quả tròn và quả tròn dài. Dạng tròn dài có năng suất cao
hơn. Khối lượng quả trung bình khoảng 180 – 200g, quả chín vàng có 10 – 12 múi.
Quả có hương thơm hấp dẫn. Cây cao khoảng 3 – 4m lá to, rộng, màu nhạt, tán cách
mặt đất khoảng 70 – 1000cm (Đường Hồng Dật, 2003)[1].
2.1.2.2. Cam sành
Ở Việt Nam, cam sành được trồng ở tất cả các vùng trồng cây có múi. Sản
lượng cam sành ở miền Nam cao hơn miền Bắc. Ở các tỉnh phía Bắc, cam sành
thường được mang theo tên địa phương trồng nhiều. Đáng chú ý là các vùng cam
sành Hàm Yên (Tuyên Quang), Bắc Quang (Hà Giang), Bố Hạ (Bắc Giang), Yên
Bái. Sản lượng cam sành phía Bắc nhiều nhất là ở Hàm Yên, Bắc Quang (Đường
Hồng Dật, 2003)[1], (Nguyễn Hữu Đống và cs, 2003)[4].
2.1.2.3 Cam Canh
Giống cam canh được trồng ở vùng Canh, ngoại thành Hà Nội, Quả nặng
khoảng 100g, màu vàng đỏ. Vỏ quả rất mỏng, mịn, sát chặt với múi, lằn những khía
múi ra ngoài vỏ quả. Mỗi quả có 11 – 13 múi, màng múi mỏng, tép nhỏ, ruột cũng
vàng nhỏ, rất ngọt. Cây cam trồng 5 năm có thể cho tới 100 quả, 8 năm cho 1000
quả trên 1 cây (Nguyễn Hữu Đống và cs, 2003)[4].
2.1.2.4. Cam mật
Là giống cam được trồng phổ biến, trái được dùng để xuất khẩu và tiêu thụ nội
địa. Có giá trị kinh tế cao, được bà con các tỉnh vùng Đồng bằng sông Cửu Long ưa
thích. Phần lớn các miệt vườn vùng Tây Nam bộ trồng loại cam này (Đường Hồng
Dật, 2003)[1].
2.1.2.5. Cam dây
Là giống cam được trồng phổ biến tại vùng đồng bằng sông Cửu Long và
vùng Đông Nam Bộ. Ở tỉnh Tiền Giang, cam dây chiếm khoảng 80% diện tích
trồng cam quýt của tỉnh (Nguyễn Hữu Đống và cs, 2003)[4].
2.1.3. Giá trị dinh dưỡng của quả cam
Cam là loại quả chứa nhiều thành phần dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, nhất
là vitamin C, các loại đường như glucose, fructose, các loại khoáng,....

Bảng 2.1. Giá trị dinh dƣỡng của 100g cam tƣơi (theo nutritiondata.self.com)
Thành phần Giá trị dv
Carbohydrate 179 kJ 2%
Calories Fat 4,2 kJ
Protein 13,4 kJ
Water 86,7 g 86,7%
Protein & Amino Acid 0,9g 2%
Vitamin A 225 UI
Vitamin C 53,2 mg
Vitamin D 53,2 mg
Vitamin E 0,2 mg
Vitamin
Niacin 0,3 mg
Folate 30,0 mcg
Choline 8,4 mg
Calcium 40,0 mg
Iron 0,1 mg
Magnesium 10,0 mg
Mineral Phosphorus 14,0 mg
Potassium 181 mg
Fats & Fatty Total Omega-3 fatty acids 7,0 mg
Acids Total Omega-6 fatty acids 18,0 mg
Sterol 0,0 mg 0 %
2.1.4. Giá trị công nghiệp và dược liệu
Vỏ cam có chưa tinh dầu. Tinh dầu được lấy từ vỏ, lá, hoa được dùng trong công
nghiệp thực phẩm và công nghiệp mỹ phẩm. Tinh dầu cam có giá trị dinh dưỡng khá
cao trên thị trường quốc tế (1 kg tinh dầu cam quýt có giá trị trên dưới 300 USD).
Nhiều nước trên thế giới, từ thời xa xưa người ta đã dùng các loại quả cam,
quýt, chanh... để làm thuốc chữa bệnh. Ở thế kỷ XVI, các thầy thuốc Trung Quốc,

Ấn Độ đã dùng quả cam, quýt để phòng bệnh dịch hạch, chữa bệnh phổi, bệnh chảy
máu dưới da. Ở Mỹ, vào những năm ba mươi của thế kỷ XX, các thầy thuốc dã
dùng cam, quýt kết hợp với isulin để chữa bệnh đái tháo đường. Ở Nga, bắt đầu từ
thế kỷ XI, các loại cây ăn quả có múi đã được dùng để phòng ngừa và chữa trị bệnh
trong y học dân gian. Ở nước ta, nhân dân đã dùng cây, lá và hoa của các loại cây ăn
quả có múi để phòng chữa và chữa bệnh từ thời xa xưa (Nguyễn Hữu Đống và cs,
2003)[4].
2.1.5. Giá trị kinh tế của cây cam
Cây cam là cây ăn quả có múi thuộc loại lâu năm, nhanh cho thu hoạch. Nhiều
loại cây có thể cho thu hoạch từ năm thứ 2 sau khi trồng. Ở nước ta 1 ha cam có thời
kỳ 8 tuổi, năng suất trung bình có thể đạt 16 tấn, với giá bán cam hiện nay người
trồn cam có thể thu nhập tới 200 triệu đồng (Đường Hồng Dật, 2003)[1].
Vụ cam năm 2011, tổng diện tích cam sành có chất lượng tốt đạt 2.325,7 ha,
trong đó diện tích cho thu hoạch đạt 2.150,4 ha, tăng so với năm 2010 là 88,10 ha.
Năng suất bình quân đạt 12 - 13 tấn quả/ha. Sản lượng đạt 28 – 30 ngàn tấn quả.
Sản lượng tuy không tăng so với năm 2010 những chất lượng và độ đồng đều cao
hơn, vì vậy giá bán ra thị trường cũng cao hơn mọi năm và tổng số tiền thu được từ
cây cam khoảng 120 tỉ đồng (Đường Hồng Dật, 2003)[1].
Sản lượng một số cây ăn quả đạt khá, trong đó sản lượng cam năm 2013 ước
tính đạt 530,9 ngàn tấn, tăng 1,7% so với năm 2012 (theo báo cáo của bộ nông
nghiệp 2013).
2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam ở Việt Nam và trên thế giới
2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam trên thế giới
Cam chiếm phần lớn sản lượng trái cây họ cam quýt trên thế giới, chiếm hơn
một nửa sản lượng cam quýt toàn cầu vào năm 2004, sản xuất cam quýt thế giới và
tiêu thụ đã tăng mạnh kể từ giữa những năm 1980.
Brazil là nước sản xuất lớn nhất thế giới của cam, sản xuất khoảng 1/3 sản
lượng của thế giới. Niên Vụ 2009 – 2010, sản lượng cam thế giới đạt 52,2 triệu tấn,
trong đó Brazil 17,74 triệu tấn, Mỹ 7,4 triệu tấn, các nước thuộc EU 6,5 triệu tấn,

Trung Quốc 6,35 triệu tấn, Việt Nam 600,000 tấn. Lượng cam tham gia thị trường
thế giới khoảng 3,8 triệu tấn, trong đó Mỹ 525,000 tấn, EU 240,000 tấn, Trung
Quốc 185,000 tấn, Việt Nam nhập khẩu 60,000 tấn từ Trung Quốc và Mỹ.
Bảng 2.2. Sản lƣợng cam năm 2011 của một số nƣớc trên thế giới (theo FAO)
STT Quốc gia Sản lƣợng (tấn)
1 Brazil 19.811.064
2 Hoa Kỳ 8.078.480
3 Trung Quốc 6.013.829
4 Ấn Độ 4.571.000
5 Mexico 4.079.678
2.2.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam tại Việt Nam
Ở nước ta, cây cam được trồng khắp 3 miền Bắc - Trung - Nam với nhiều
giống cam ngon như cam Sành, cam Vinh, cam mật, cam canh, cam đường,...(Phạm
Văn Duệ, 2006)[2].
Năng suất cam quýt của Việt Nam tương đương với các nước trong khu vực
khoảng 7 - 10 tấn/ha đới với cam nhưng vẫn thấp hơn nhiều so với các nước trên
thế giới như Mỹ, Brazil có năng suất 30 - 40 tấn/năm.
2.3. Bảo quản cam sau thu hoạch
2.3.1. Sự biến đổi của cam sau thu hoạch
Cam thuộc nhóm quả rất dễ bị tổn thương cấu trúc tế bào thịt quả khi nhiệt độ
trên 30o
C. Khi gặp nhiệt độ cao, cấu trúc tế bào thịt quả dễ bị tổn thương, vi sinh
vật dễ dàng xâm nhập và gây giảm chất lượng, giảm giá trị dinh dưỡng.
Vi sinh vật gây thối hỏng trên quả cam chủ yếu là do nấm mốc (mốc xám
Penicillium glaucum và mốc xanh penicillium digitatum, mốc xanh biển Pencillium
italicum) vi sinh vật gây thối cuống. Trong một số trường hợp, quả cam không bị
hỏng do nấm mốc hoặc do thôi cuống nhưng lại bị mất nước dẫn đến quả cam
không còn căng mọng, vỏ nhăn nheo. Sau một thời gian ngắn, hàm lương đường,
vitamin C, acid, và một số hợp chất khác có mặt trong cam cũng bị mất đi dẫn đến
mất hương vị vốn có (Nguyễn Mạnh Khải và cs, 2006)[6].
2.3.1.1. Biến đổi vật lý (Trần Thế Tục, 1983)[12]

Trong môi trường bảo quản, cam sẽ xảy ra một số biến đổi vật lý như: sự bay
hơi nước, sự giảm khối lượng tự nhiên. Các hiện tượng này làm giảm trọng lượng
của cam, dẫn tới khô héo, gây rối loạn sinh lý và giảm khả năng kháng khuẩn, kết
quả làm cam bị thối rữa và hư hỏng.
a) Sự bay hơi nƣớc
Sự bay hơi nước phụ thuộc vào yếu tố:
- Yếu tố nội tại
 Mức độ háo nước của hệ keo trong tế bào, phân tử keo trong nguyên sinh
chất: hệ keo có tính háo nước sẽ giữ được nước tốt hơn, giúp cam ít mất nước và
tươi lâu hơn
 Cấu tạo và trang thái của mô bao cái: cam có câu trúc vỏ dày, chắc thì hạn
chế mất nước hơn các loại trái mềm, vỏ mỏng.

 Đặc điểm và mức độ bị tổn thương cơ học: cam nguyên vẹn, không bị tổn
thương thì lượng nước mất đi ít hơn. Những quả non hay bị thương tật do va chạm
về cơ học và nấm bệnh có khả năng mất nước nhiều hơn. Những vết thương nhỏ vài
cm2
trên quả cam có thể làm tăng sự mất nước lên tới 3 - 4 lần. Sự mất nước cũng khác
nhau ở các giai đoạn trong quá trình tồn trữ, ở giai đoạn đầu và giai đoạn bắt đầu hư
hỏng sự mất nước tăng, giai đoạn giữa giảm. Sự bay hơi nước ảnh hưởng đến cả tính
chất cảm quan và chất lượng cam, quá trình này được thể hiện thời gian dài
- Yếu tố bên ngoài
 Giống khác nhau, độ già chín khác nhau thì biến đổi khác nhau. Cam quá
chín làm tăng lượng ẩm thoát ra vì khi cam quá chín quá trình già hóa của hệ keo,
làm giảm tính háo nước.

 Bên cạnh đó sự bay hơi nước còn phụ thuộc vào các yếu tố môi trường như:
độ ẩm, nhiệt độ của môi trường bảo quản, tốc độ chuyển động không khí, cách abo
gói, thời gian và phương pháp bảo quản, tồn trữ.

Độ ẩm giảm, nhiệt độ tăng đều làm cho sự mất ẩm tăng lên. Dó đó trong thực
tế tồn trữ, để làm giảm sự mất nước của cam, người ta thường áp dụng các biện

pháp như: hạ nhiệt độ, tăng độ ẩm và giảm tốc độ chuyển động của không khí trong
kho bảo quản. Bên cạnh đó, áp dụng các phương pháp bảo quản kết hợp.
b) Sự giảm khối lƣợng tự nhiên
Sự giảm khối lượng tự nhiên bao gồm: sự bay hơi nước chiếm 75 - 85%, sự
tổn hao các chất hữu cơ trong quá trình hô hấp là 15 - 25%. Trong bất cứ điều kiện
tồn trữ nào, không thể tránh khỏi sự giảm khối lượng tự nhiên. Tuy nhiên, khi tạo
được điều kiện tồn trữ tối ưu có thể giảm đến tối thiểu sự giảm khối lượng này.
c) Sự sinh nhiệt
Lượng nhiệt sinh ra trong rau quả khi tồn trữ là do hô hấp, 2/3 lượng nhiệt này
tỏa ra môi trường xung quanh, còn lại tham gia vào quá trình trao đổi chất bên
trong, quá trình bay hơi nước và một phần dự trữ ở dạng năng lượng hóa học. Sự
sinh nhiệt làm cho nhiệt độ ngày càng tăng, dẫn đến cường độ hô hấp mạnh. Khi
nhiệt độ và ẩm độ tăng tới mức thích hợp cho sự phát triển của vi sinh vật thì lượng
nhiệt sinh ra lại tăng thêm, một phần do hô hấp của rau quả, một phần do vi sinh
vật. Đó là nguyên nhân làm cam nhanh hỏng.
2.3.1.2. Biến đổi sinh lý, sinh hóa (Phạm Thị Thanh Nhàn, 2011)[8]
a) Quá trình hô hấp
Biến đổi sinh lý, sinh hóa là quá trình sống diễn ra trong quả trước và sau khi
thu hái. Trong đó, hô hấp là một quá trình quan trọng nhất trong cả quá trình sống
của cam.. Hô hấp là hấp thụ khí oxy nhằm đốt cháy đường và acid để giải phóng ra
khí cacbonic và nhiệt.
Cam thuộc nhóm quả có hô hấp không có đỉnh biến. Tuy nhiên, diễn biến
cường độ hô hấp của quả cam sau khi thu hái trên cây có diễn biến như đường hô
hấp của nhóm quả hô hấp đột biến. Điều này giải thích là lý do xảy ra một vài rối
loạn sinh lý diễn ra trong quả cam sau thu hái.
b) Sự biến đổi thành phần hóa học
Trong thời gian bảo quản, hầu hết các thành phần hóa học đều bị biến đổi do
tham gia vào quá trình hô hấp hoặc do hoạt động của enzyme.

- Glucid: là thành phần thay đổi lớn nhất trong quá trình tồn trữ cũng như
trong quá trình sinh trưởng, phát triển của quả. Hàm lượng tinh bột giảm do quá
trình đường hóa dưới tác dụng của các enzyme nội tại mà chủ yếu là phosphorylase.
Tổng lượng khi đó tăng lên và đường trong quá trình chín không chỉ do đường hóa
tinh bột mà còn do sự thủy phân hemicellulose. Khi bị thủy phân, hemicellulose tạo
thành các đường xylose, manose, galactose và arabinose.
- Pectin: chiếm 1/3 tổng chất khô của quả cam. Trong quá trình chín, enzyme
protopectinase hoạt động mạnh, phân hủy protopectin thành pectin hòa tan làm yếu
dần các mối liên kết giữa các tế bào và quả cam bị mềm. Khi trái chín, tách hẳn khỏi
nhau, quả bị nhũn và cấu trúc bị phá hủy.
- Acid: Hàm lượng acid hữa cơ giảm do tham gia vào quá tình hô hấp và
decarboxyl hóa, khi đó các acid hữu cơ bị phân hủy tạo ra aldehyde và khí cacbonic.
Tổng số các acid hữu cơ trong cam giảm cùng với sự giảm lượng tinh bột và sự tăng
lượng đường, vì vậy làm tăng trị số pH và làm tăng vị ngọt của cam.
- Màu sắc: có sự thay đổi đáng kể, sự thay đổi này sẽ tăng dần từ màu xanh
sang vàng hay cam trong suốt thời gian bảo quản, đó là do sự giảm chlorophyll và
tăng lượng carotenoid.
- Hàm lượng vitamin C: Giảm đáng kể trong quá trình tồn trữ do quá trình khử
vì các mô bị phá hủy tạo điều kiện cho sự xâm nhập của oxy.
- Hương thơm được tạo ra do các chất bay hơi tổng hợp trong quá trình chín
của trái bao gồm rượu, aldehyde, ester,…
2.3.2. Các bệnh sau thu hoạch của cam (Nguyễn Hữu Đống và cs, 2003)[4]
a) Thối do mốc xanh và mốc ghi
Đây là bệnh gây hại nghiêm trọng cho cam, quýt và các quả có múi khác.
Dấu hiệu đầu tiên của sự thối hỏng là một phần quả bị mềm nhũn, mọng nước. Ở
nhiệt độ phòng, mốc xanh phát triển chậm hơn so với ở điều kiện nhiệt độ thấp so
với mốc ghi. Hiện nay chưa tìm ra chính xác chủng vi sinh vật nào là nguyên nhân
gây nên bệnh thối này của cam, quýt, tuy nhiên đã xác định được trạng thái bào tử
của chúng, đó là penicillium italicum (mốc xanh) và penicillium digitatum (mốc

ghi). Bào tử penicillium digitatum màu xanh, bao phủ bởi sợi nấm màu trắng trong
khi đó bào tử mốc ghi có màu xanh o-liu, và cũng được bao quanh bởi màng sợi
nấm trắng, nhiệt độ giới hạn đối với loại bệnh này là 70
C.
b) Bệnh thối nâu.
Loại bệnh này có tên khoa học là Phytophthora citrophthora, phổ biến ở hầu
khắp các vùng trồng cam, quýt. Dấu hiệu đầu tiên của loại bệnh này là phần bị
nhiễm bệnh sẽ mất màu sáng, mở rộng nhanh chóng và những chỗ nhiễm sẽ nhanh
chóng chuyển thành màu nâu hoặc màu nâu xám. Những quả bị nhiễm thường vẫn
duy trì độ cứng và độ dai. Mốc trên bề mặt quả khó có thể nhận biết, nhưng khi nấm
đã phát triển, có thể quan sát thấy bằng mắt thường.
Loại bệnh này hiếm được tìm thấy ngoại trừ khi trời mưa hoặc sau khi trời
mưa. Các quả ở phần thấp của cây dễ bị nhiễm bệnh hơn các quả ở phần trên cao.
c) Bệnh thối cuống do phomopsis
Bệnh thối cuống gây nên tổn thất nghiêm trọng cho cam, quýt, đặc biệt là ở vùng
khí hậu nóng ẩm. Nhiệt độ phù hợp cho sự phát triển này của bệnh này khoảng 23 đến
240
C, nhiệt độ thấp nhất 100
C. Những quả bị nhiễm thường xuất hiện các triệu chứng
như: mềm, mỏng quả, vỏ chuyển thành màu nâu sáng. Tuy nhiên, những cùi thối
thường không bị mất màu. Sợi nấm đôi khi xuất hiện trên bề mặt quả.
Phomopsis citri là nguyên nhân gậy nên loại bệnh này. Trong điều kiện thời
tiết ẩm ướt, các bào tử sẽ thâm nhập vào một vài tế bào vỏ quả, sau đó sẽ phát triển
thành hệ nấm và sẽ chết khi quả chuyển sang trạng thái chín.
d) Bệnh thối cuống do Diplodia
Bệnh thối cuống được biết đến từ rất sớm. Triệu chứng của loại bệnh này cũng
tương tự như bệnh thối cuống do Phomopsis citric gây ra, nhưng chúng có thể phát
triển được ở tất cả các tổn thương có trên bề mặt của quả. Tuy nhiên những tổn
thương do thối Diplodia thường có màu nâu tối hơn so với những tổn thương do
Phomopsis gây ra. Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của loại này là khoảng 20 -
300
C. Ở điều kiện nhiệt độ này, quả có thể bị hư hỏng hoàn toàn chỉ sau 3 - 4 ngày
bảo quản.

e) Bệnh thối cuống do Alternaria
Những thối hỏng do bệnh này gây ra lại bắt đầu nằm sâu trong lòng quả và
không thể quan sát được. Thông thường nó bắt đầu xuất hiện tại núm cuống khi quả
còn cứng. Sau khi bảo quản trong thời gian dài, hoặc để trên cây lâu quá, nấm sẽ
phát triển trong các mô mao quản của lõi hoặc của lớp cùi bên trong. Sự thối cuống
hiếm khi xuất hiện trên bề mặt của quả, mặc dù trong lõi quả và lớp cùi đã bị thối.
Mức độ hư hỏng phụ thuộc hoàn toàn vào tình trạng sinh lý của quả. Chính vì
vậy khi xử lý quả cùng với 2,4-dichlorophenoxy acetic acid sẽ có tác dụng trì hoãn
mức độ hư hỏng. Chủng vi sinh vật nào là nguyên nhân gây nên hiện tượng thối
hỏng vẫn chưa được biết. Tuy nhiên, dạng bào tử của chúng là Alternaria citri
f) Bệnh nẫu chua
Nẫu chua là bệnh phổ biến ở hầu khắp các vùng trồng cây có múi trên thế giới.
Nó xuất hiện trên các quả được bảo quản, được vận chuyển trong giai đoạn chín và chín
quá mức. Những quả bị thối do loại bệnh này gây ra thường có vị chua, nhão bét.
Nguyên nhân gây nên bệnh này là do chủng Galactomyces geotrichum (dạng
bào tử là Geotrichum candidum). Dạng bào tử rất phổ biến trong đất vườn, nơi mà
mùa vụ trước, loại bệnh này đã xuất hiện. Những quả khi thu hái bị rơi xuống đất
nên loại bỏ khỏi khối quả bởi vì những tổn thương rất dễ bị nhiễm loài nấm gây
bệnh này.
Nẫu chua không thể phát triển được ở nhiệt độ dưới 50
C, nhiệt độ mà có thể
bảo quản tốt nhất cho cam và quýt.
2.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình bảo quản cam (Phạm Thị Thanh Nhàn,
2011)[8]
Các quá trình sinh lý sinh hóa vẫn diễn ra đối với cam sau thu hoạch. Do đó,
việc bảo quản được đặt ra nhằm duy trì sự sống của chúng cũng như vẫn giữ được
giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan trong thời gian tồn trữ. Người ta thấy rằng,
trong quá trình bảo quản thì tất cả các yếu tố nội tại nguyên liệu và các yếu tố ngoại
cảnh đều có ảnh hưởng tới thời gian bảo quản cam.

Đối với yếu tố ngoại cảnh thì nhiệt độ, độ ẩm và thành phần khí quyển tồn trữ
là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến thời gian tồn trữ của trái.
a) Nhiệt độ
Nhiệt độ là các yếu tố của môi trường có ảnh hưởng quyết định nhất đến quá
trình của cam khi tồn trữ. Nhiệt độ càng cao thì quá trình trao đổi chất xảy ra càng
mạnh được thể hiện qua cường độ hô hấp. Theo định luật Van’t Hoff, khi tăng nhiệt
độ lên 100
C thì tốc độ phản ứng tăng lên khoảng 2 lần. Cường độ hô hấp tăng sinh
ra nhiều nhiệt lượng và thúc đẩy quá trình hư hỏng của cam.
Như vậy để tồn trữ cam được lâu thì cần phải hạ thấp nhiệt độ tồn trữ. Ở nhiệt
độ thấp sẽ làm giảm tốc độ các phản ứng hóa học, làm nguyên sinh chất của tế bào
co lại, làm giảm tính thẩm thấu của màng tế bào và từ đó giảm khả năng trao đồi
chất. Vì vậy làm giảm hoạt động của các quá trình sinh lý sinh hóa trong cam, ức
chế sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời gian bảo quản.
b) Độ ẩm tƣơng đối
Độ ẩm tương đối của không khí trong môi trường bảo quản có ảnh hưởng tới
tốc độ bốc hơi nước của cam.
Độ ẩm môi trường thấp, tạo môi trường không thuận lợi cho vi sinh vật phát
triển, nhưng làm tăng cường độ hô hấp và tốc độ bay hơi nước dẫn đến giảm khối
lượng tự nhiên và khô héo bề mặt ngoài của cam.
Ngược lại, khi độ ẩm tương đối cao thì tốc độ bay hơi nước và cường độ hô
hấp giảm nên cam ít mất nước hơn và bảo quản tốt hơn, tuy nhiên lại tạo điều kiện
cho vi sinh vật phát triển gây hư hỏng.
Khi bảo quản cam, để chống thoát hơi nước và kéo dài thời gian bảo quản, cần
duy trì độ ẩm tương đối của môi trường bảo quản trong khoảng 80 - 90%.
Thành phần khí quyển tồn trữ
Thành phần của khí quyển tồn trữ có ảnh hưởng quan trọng đến cường độ hô
hấp, hay nói khác đi là có ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất bên trong cam. Mỗi
loại khí có trong môi trường bảo quản đều ảnh hưởng thời gian bảo quản.

- Oxy (O2): là thành phần tham gia chủ yếu vào quá trình hô hấp hiếu khí.
Hàm lượng oxy càng cao thì cường độ hô hấp càng tăng và ngược lại. Khi hàm
lượng oxy giảm xuống mức cho phép thì hô hấp hiếu khí ngừng, thay vào đố là hô
hấp yếm khí tạo ra rượu và các chất khác.
- Khí cacbonic (CO2): Chủ yếu tác động lên quá trình hô hấp của cam cũng
như của vi sinh vật. Đối với cam, CO2 ức chế quá trình hô hấp, từ đó hạn chế các
quá trình phân giải hóa sinh. Còn với vi sinh vật, CO2 làm chậm quá trình hoạt động
của và phát triển của chúng, vì vậy có thể hạn chế được một phần nguy cơ gây bệnh
của vi sinh vật.
c) Sự thông gió và làm thoáng khí
Thông gió là quá trình quan trọng là chuyển động đảo trộn không khí trong
phòng và thay đổi không khí trong phòng bằng không khí ngoài trời nhằm đảm bảo
sự tăng đồng đều về nhiệt độ và độ ẩm tại mọi điểm trong phòng, tránh hiện tượng
tăng nhiệt và độ ẩm cục bộ, đồng thời ức chế sự phát triển của nấm bệnh.
Tuy nhiên, nếu thông gió quá nhiều thì khối lượng tự nhiên của cam giảm
nhiều và nồng độ O2 cao sẽ làm tăng quá trình chín. Vì vậy, cần thông gió hợp lý để
đảm bảo điều kiện tồn trữ tối ưu.
d) Hóa chất bảo quản
Khi sử dụng hóa chất bảo quản phù hợp, hoa quả có thể bảo quản được dài
ngày ngay cả nhiệt độ bình thường. Hóa chất được sử dụng phải đáp ứng được
những yêu cầu sau:
- Diệt được vi sinh vật ở liều lượng thấp dưới mức gây nguy hiểm cho người.
- Không tác dụng tới các thành phần trong trái cây để dẫn tới biến đổi màu
sắc, mùi vị làm giảm chất lượng sản phẩm.
- Không tác dụng với vật liệu làm bao bì hoặc dụng cụ thiết bị công nghệ.
- Dễ tách ra sản phẩm khi cần sử dụng.
e) Bao bì

Bao bì cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới quá trình bảo quản. Ngoài
tác dụng đóng gói, giúp trái cây không bị va đập, nó còn có tác dụng trực tiếp tới sự
biến đổi của trái cây.
Các yếu tố cần chú ý khi sử dụng bao bì để chứa đựng:
- Độ bền cơ học của bao bì có thể bảo vệ sản phẩm.
- Độc tính của nguyên liệu làm bao bì
- Nhu cầu thị trường và nhu cầu của các hoạt động vận chuyển, chất dỡ….về hình
dạng, kích thước, trọng lượng…đảm bảo cho hoạt động bao gói và chất dỡ cơ học.
2.3.4. Các phương pháp bảo quản cam (Phạm Thị Thanh Nhàn, 2011)[8]

Bảo quản ở nhiệt độ thấp

Bảo quản ở nhiệt độ thấp là phương pháp thường được ứng dụng nhiều nhất.
Bảo quản lạnh là cách tốt nhất để hạn chế các hư hỏng sinh lý vào bệnh lý trên nông
sản. Nhiệt độ làm giảm hô hấp và các hoạt động trao đổi chất khác, giảm thoát hơi
nước, giảm sự sản sinh cũng như tác động của các vi sinh vật.
Chúng ta cần xác định nhiệt độ bảo quản lạnh phù hợp đối với từng đối tượng
khác nhau để nâng cao chất lượng bảo quản. Ví dụ như cam bảo quản được 1 - 2
tuần trong điều kiện 12 - 130
C và 6 - 7 tuần trong điều kiện 40
C, xoài 2 - 3 tuần ở
100
C , nho 4 - 6 tuần trong điều kiện 40
C (Phạm Thị Thanh Nhàn, 2011)[8].
Tuy nhiên nhiệt độ thấp cũng có một vài tác hại: gây đóng băng nước trong
dịch bào, gây hư hỏng lạnh, tăng cường sự thoát hơi nước từ nông sản, làm mất khả
năng chín sau, khả năng nảy mầm và trao đổi chất.
Khi chọn nhiệt độ bảo quản phải chọn khoảng nhiệt độ cao hơn nhiệt độ đóng
băng của nước trong dịch bào để duy trì các hoạt động sinh lý của nông sản. Trước
khi bảo quản, cam được chọn theo độ chín, kích thước, hư hỏng… sau đó ngâm cam
trong nước sô đa khoảng 10 - 15 phút rồi rửa lại bằng nước sạch và để ráo nước.
Khi cam đã ráo ta tiến hành xử lý hóa chất, bọc màng sáp, … tiếp đến xếp cam vào
và đưa đi bảo quản tại kho lạnh.

Bảo quản cam bằng phƣơng pháp xử lý nƣớc nóng


Là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao của nước hay hơi nước để xử lý cam
trước khi đưa vào bảo quản. Phương pháp này dựa trên nguyên tắc: nhiệt trên bề
mặt quả nhỏ hơn nhiệt độ tại ngưỡng tổn thương có thế tiêu diệt hoặc trì hoãn sự
phát triển của mầm bệnh nấm. Xử lý nhiệt có lợi về giá thành, thiết bị đơn giản,
không để lại hóa chất sau khi xử lý. Với những quả có múi thường sử dụng nước ấm
để xử lý. Ngâm cam trong nước 480
C trong 2 - 4 phút được đề nghị để tiêu diệt
bệnh chớm của Phycophchora sp từ quả thu hoạch vài ngày sau khi trời mưa.

Bảo quản cam bằng hóa chất

Sau khi thu hái cam được lau sạch sẽ rồi mới xử lý bằng hóa chất. Hóa chất
thường dung là Topxin-M.
Cách tiến hành: Trước tiên nhúng cam vào nước vôi bão hào, vớt ra để ráo
nước trong không khí. Khi đó CO2 trong khí quyển sẽ tác dụng với Ca(OH)2 tạo
thành màng CaCO3 bao quanh cam làm hạn chế bay hơi nước, hạn chế hô hấp, ngăn
cản vi sinh vật xâm nhập. Sau đó nhúng cam vào dung dịch Topxin-M 0,1% và vớt
ra để ráo. Khi đã ráo nước, cam được gói từng quả bằng giấy mềm hoặc đựng trong
túi polyethylene dầy 0.04mm. Xếp cam vào sọt và đưa đi bảo quản ở nơi thoáng mát
ở nhiệt độ thường hoặc lạnh.

Bảo quản cam bằng chế phẩm BQE-15

Màng bán thấm đang là xu thế hiện nay trên thế giới trong việc bảo quản các
loại quả, màng bán thấm có tác dụng bảo quản và tạo bóng cho bề mặt quả. Dung
dịch tồn tại ở dạng nhũ thể tương Emulsion (có thể ăn được Edible coating hoặc
không ăn được) cho quả vừa nhằm tác dụng bảo quản vừa mạng tính thẩm mỹ rất
cao (tạo bề mặt bóng đẹo cho quả, tăng sức hấp dẫn cho người tiêu dùng). Dung
dịch coating được tạo ra từ vật liệu như lipid (acid béo, monoglixerin,…), protein
(đạm ngô, gluten bột mì, protein đậu tương, protein của sữa) và các polysaccarit
(cellulose, tinh bột, pectin,…).
Bên cạnh đó, việc sử dụng màng coating cũng sẽ tạo ra một sự thay đổi môi
trường khí quyển xung quanh để đạt tới trạng thái như trong quá trình bảo quản CA
hay MA do đó nó có khả năng cho thấm khí oxy có giới hạn, hạn chế sự bay hơi

nước và ngăn chặn sự xâm nhập của vi sinh vật, cũng như không cho ánh sáng mặt
trời xuyên qua vào sản phẩm. Môi trường MA được tạo ra nhờ quá trình coating có
thể bảo vệ thực phẩm ngay tức thời được đánh giá thông qua quá trình vẫn chuyển
nó tới nơi bán lẻ và tới tay người tiêu dùng.
BQF-15 dạng thể sữa bán lỏng, màu nâu vàng, nhạt, thành phần chính là keo
PE kích thước rất nhỏ (trung bình 50mm), chất chỉ thị sữa anionic, tan một phần
trong nước, độ nhớt nhỏ hơn 200 cp (ở 230
C), pH 8.5 - 9.5, hợp chất không bay hơi
24.5 - 25.5, khối lượng riêng 0.97 - 0.99, nhiệt độ cháy 1490
F (tương đương 650
C),
không ổn định ở trạng thái sâu, thời gian bảo quản 12 tháng.
BQF-15 sử dụng để tạo màng bán thấm trực tiếp cho các loại cam, quýt, bưởi.
Chất lượng quả hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu của FDA (Mỹ) sood 21 CFR, mục
175.105 và Euro Dir 90/128/EEc chấp nhận để bọc màng bán thấm (coating) cho
rau quả tươi. Theo nguyên lý tạo màng rất mỏng trên bề mặt quả nhằm cho thấm
khí O2 có giới hạn từ không khí vào bề mặt quả để hạn chế cường độ hô hấp của
quả. Hạn chế bay hơi nước của quả để giữ được độ tươi, giảm hao hụt khối lượng,
ngăn cản vi sinh vật tiếp xúc với quả để giảm tỉ lệ thối hỏng của quả. Ngoài ra hình
thức quả bên ngoài tươi đẹp, bóng, hấp dẫn người tiêu dùng. Dễ sử dụng (chỉ cần
khăn thấm lau trên mặt quả cam là được), không độc hại và chi phí rẻ. Cam có thể
bán tại các siêu thị lớn trên các thành phố và được xuất khẩu mang lại giá trị cao.
Tại Việt Nam, kết quả nghiên cứu ứng dụng công nghệ bọc màng bán thám
(coating) bằng BQF-15 (xuất xứ Mỹ) kết hợp với MAP cho cam được triển khai từ
2005 - 2008 tại Hà Giang, Tuyên Quang, Hòa Bình, Vĩnh Long, Hà Nội…cho thấy
thời gian bảo quản kéo dài từ 2 - 3 tháng, tỉ lệ tổn thất 5 - 8%, chất lượng quả cứng,
đẹp, bóng, chi phí 288.000 đ/tấn, lợi ích mang lại cho cam vượt qua thời gian quy
định để có giá bán cao hơn.

Bảo quản cam bằng màng chitosan

Đây là sản phẩm và quy trình công nghệ do cán bộ khoa học của Viên nghiên
cứu cây ăn quả miền Nam và Viện nghiên cứu và Phát triển Công Nghệ Sinh học
(Trường Đại Học Cần Thơ) nghiên cứu thành công trong việc bảo quản các loại quả

tươi sau thu hoạch. Chitosan được chiết xuất từ vỏ tôm thành một dạng dung môi
lỏng có tác dụng tạo thành màng mỏng phủ trên bề mặt vỏ quả nhằm ngăn chặn sự
mất nước và xâm nhập của nấm bệnh. Với cam các tác giả khuyến cáo quy trình bảo
quản cam bằng cách bao màng chitosan ở nồng độ 0,25% kết hợp với bao
Polyethylene (PE) có đục lỗ với đường kính 1mm được ghép mí bằng máy ép vào
bảo quản ở nhiệt độ lạnh 120
C có thể bảo quản được tới 8 tuần.

Bảo quản cam bằng khí quyển điều chỉnh (A.A.Kader, 1993)[14]

Phương pháp này bao gồm các điều kiện bảo quản như khí quyển cải biến
(MA - Modified Atmosphere), khí quyển kiểm soát (CA - Controlled
Atmosphere)…Cam được bảo quản trong môi trường khí quyển điều chỉnh mà
thành phần nồng độ các chất khí như O2. CO2, N2…được điều chỉnh và kiểm soát
sao cho phù hợp với mục đích bảo quản nghĩa là hàm lượng khí CO2 tăng lên, hàm
lượng O2 giảm đi để hạn chế quá trình hô hấp và thời gian bảo quản sẽ được kéo
dài. Để nâng cao hiệu quả bảo quản, phương pháp này thường sử dụng các vật liệu
bảo quản là các màng chất dẻo có tính thấm khí như PE. LDPE, PP, ULDPE,
xelophan…gọi chung là phương pháp bao gói khí quyển điều chỉnh (MAP).
Sự không cân bằng về thành phần không khí CO2, O2, N2 khi bảo quản có thể
gây mất mùi nhưng điều này có thể hạn chế, ngăn cản bằng cách làm thoáng quả.
Bảo quản cam ở 12 tuần ở 10
C với thành phần khí ở 0% hay 5% CO2 và 15%
O2, sau đó để một tuần ở 210
C sẽ duy trì được mùi vị tốt hơn và tạo chấm đen ít hơn
so với bảo quản ở không khí bình thường (Boralhon, 1994).
Nhưng theo (Hardenburg, 1990) nếu ở mức CO2 từ 2 - 5% đặc biệt kết hợp với
5 hay 10% O2 thì mùi vị của cam bị mất. Điều này cũng trùng hợp với kết quả của
(Anon, 1968 và Sealand, 1991) cho thấy thành phần không khí bảo quản 5%và 10%
O2 sẽ làm ảnh hưởng đến mùi vị của cam và cam sẽ thối hỏng.
Theo Kader (1993) ở thành phần khí 5 - 10% O2 và 0 - 5% CO2 có khả năng
làm chậm quá trình già hóa và duy trì độ rắn của quả, tuy nhiên không làm giảm

được thối hỏng. Trên 15% CO2 sẽ gây mùi vị do có sự tích lũy các sản phẩm lên
men.
2.4. Tổng quan về chitosan
2.4.1. Nguồn gốc của chitin và chitosan
Chitin được Bracannot phát hiện lần đầu tiên vào năm 1811 trong cặn dịch
chiết của một loại nấm và đặt tên là “fungine” để ghi nhớ nguồn gốc tìm ra nó. Năm
1823 Odier đã phân lập được một chất từ bọ cánh cứng và ông gọi là chitin hay
“chitine” có nghĩa là lớp vỏ nhưng ông không phát hiện sự có mặt của nitơ. Cuối
cùng cả Bracannot và Odier đều cho rằng cấu trúc của chitin giống cấu trúc của
cellulose (Trang Sĩ Trung, 2008)[11].
Năm 1929 Karrer đun sôi chitin 24h trong dung dịch KOH 5% và đun tiếp 50
phút ở 160o
C với kiềm bão hòa và ông đã thu được sản phẩm có phản ứng màu đặc
trưng của thuốc thử, chất đó chính là chitosan. Việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu
trúc, tính chất lý hóa của chitosan đã được công bố từ những năm 30 của thế kỷ XX.
Chitin là một polysaccharide tự nhiên quan trọng với số lượng lớn đứng thứ
hai sau cellulose. Chitin tồn tại trong động vật, một số loại nấm (Trang Sĩ Trung,
2008)[11].
Trong động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của một số động
vật không xương sống như: Côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn. Trong
động vật bậc cao monomer của chitin là thành phần chủ yếu trong mô da, nó giúp
cho sự tái tạo và gắn liền các vết thương ở da.
Ngoài ra chitin còn có trong màng tế bào nấm họ Zygemycetes, các sinh khối
nấm mốc, một số loại tảo... Trong nấm men Saccharomyces cerevisiae chitin chiếm
5% trọng lượng khô của thành tế bào. Hầu hết chitin nằm giữa các sẹo chồi, chỉ một
phần nhỏ phân bố ở phần khác trên thành tế bào (Trang Sĩ Trung, 2008)[11].
Trong các loài thủy sản đặc biệt là vỏ tôm, cua, mực hàm lượng chitin khá cao
khoảng 3 - 41% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ của chúng là nguồn nguyên liệu
quan trọng để sản xuất chitin (Trang Sĩ Trung, 2008)[11].

Bảng 2.3: Hàm lƣợng chitin có trong một số động vật giáp xác [L14]
STT Phân loại
Hàm lƣợng chitin theo trọng lƣợng
(%)
1 Đầu tôm 11
2 Vỏ tôm 27
3 Vỏ tôm phế thải hỗn hợp 12-18
4 Vỏ tôm hùm 37
5 Càng cua tuyết 24
6 Chân cua tuyết 32
7 Mai mực ống 30-35
8 Đỉa biển 34-49
Chitosan là một polysaccharide sinh học với các đơn phân N-acetyl
glucosamine được deacetyl hóa một phần, hiện diện tự nhiên trong vách một số
giống nấm như Mucorales. Tuy nhiên phần lớn chitosan hiện nay được thu nhận và
sử dụng lại chủ yếu từ quá trình deacetyl hóa chitin (Phạm Lê Dũng Và cs,
1997)[3].
2.4.2. Cấu trúc hóa học của chitosan
Chitosan thu được từ quá trình deacetyl hóa chitin, thay thế nhóm N - acetyl
thành nhóm amin ở vị trí C2.
Do quá trình khử acetyl xảy ra không hoàn toàn nên người ta qui ước nếu độ
deacetyl hóa (degree of deacetylation) DD > 50% thì gọi là chitosan, nếu DD <
50% gọi là chitin (Phạm Lê Dũng vá cs, 1997)[3].
Chitosan có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị 2-amino-2-deoxy-P-D-
glucosamine liên kết với nhau bằng liên kết P-(1 -4) glucozit.
Công thức cấu tạo của chitin và chitosan:

Hình 2.1: Cấu trúc hóa học của chitin
Hình 2.2: Cấu trúc hóa học của chitosan
Tên gọi khoa học: Poly(1-4)-2-amino-2-deoxy-P-D-glucose; poly(1-4)- 2-
amino-2-deoxy-P-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.
2.4.3. Tính chất cơ bản của chitosan
2.4.3.1. Tính chất vật lý của chitosan
a) Đặc tính bề ngoài
- Là một chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau.

- Chitosan có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi vị.
b) Mức độ acetyl hóa
Quá trình deacetyl bao gồm quá trình loại bỏ acetyl khỏi chuỗi phân tử chitin
và hình thành phân tử chitosan với nhóm amin hoạt động hóa học cao. Mức độ
deacetyl là một đặc tính quan trọng của quá trình sản xuất chitosan vì nó ảnh hưởng
đến tính chất hóa lý và khả năng ứng dụng của chitosan sau này (Đào Tố Quyên và
cs)[10]. Mức độ deacetyl hóa của chitin vào khoảng trên 50% thì gọi là chitosan,
nhỏ hơn 50% gọi là chitin. Khi ở mức độ acetyl hóa thấp, chitosan có khả năng hút
ẩm lớn hơn (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
c) Trọng lượng phân tử
Chitosan là polymer sinh học có khối lượng phân tử cao. Chitosan thương
phẩm có khối lượng khoảng 100.000 - 1.200.000 Dalton, phụ thuộc vào quá trình
chế biến và loại sản phẩm. Trọng lượng phân tử khác nhau dẫn đến đặc tính của
từng loại chitosan khác nhau, người ta thường phân loại chitosan dựa vào trọng
lượng phân tử. Khối lượng chitosan có thể xác định bằng phương pháp sắc kí, phân
tán ánh sáng hoặc đo độ nhớt (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
d) Độ nhớt
Độ nhớt là yếu tố quan trọng để xác định khối lượng phân tử của chitosan
Chitosan phân tử lượng cao thường làm cho dung dịch có độ nhớt cao. Quá trình
chế biến ảnh hưởng và quyết định đến độ nhớt của (Trang Sĩ Trung, 2008)[11].
e) Tính tan
Chitin tan hầu hết trong các dung môi hữu cơ, trong khi đó chitosan tan trong
các dung dịch acid, dung dịch đệm có pH dưới 6 (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
Các acid hữu cơ như acid acetic, acid formic, acid lactic thường để hòa tan
chitosan. Ở pH cao, có thể xảy ra hiện tượng kết tủa hoặc đông tụ, nguyên nhân là
do hình thành hỗn hợp ply_ion với chất keo anion. Tuy nhiên tính tan của dung dịch
còn bị ảnh hưởng bởi mức độ acetyl hóa (Schuzezyk Henryk và cs, 2000)[19].
f) Tỷ trọng
Tỷ trọng của chitin từ tôm và cua thường là 0,06 và 0,17g/ml, điều này cho

thấy chitin từ tôm xốp hơn cua. Như vậy do loài giáp xác hoặc phương pháp chế
biến, mức độ acetyl hóa ảnh hưởng lớn đến tỷ trọng của chitosan (R.Das và cs)[18].
g) Khả năng kết hợp với nước (WBC) và khả năng kết hợp với chất béo (FBC)
Khả năng kết hợp với nước của chitosan lớn hơn rất nhiều so với cellulose
hay chitin. Thông thường, khả năng hấp thụ nước của chitosan khoảng 581 -
1150% (trung bình là 702%) phụ thuộc vào từng sản phẩm. Quá trình sản xuất
chitosan có nhiều giai đoạn, thay đổi thứ tự sản xuất cũng ảnh hưởng đáng kể đến
khả năng giữ nước và giữ chất béo (R.Das và cs)[18].
Khả năng kết hợp với chất béo của các chế phẩm chitosan trong khoảng 370,2
- 665,4%.
2.4.3.2. Tính chất hóa học
Chitosan chứa nhiều nhóm -NH2 nên có thể tan trong dung dịch acid. Khi tan
trong dung dịch acid, chitosan tạo gel có thể tráng mỏng thành màng. Ứng dụng
tính chất này nên chitosan được dùng để tạo màng không thấm bảo quản trứng, trái
cây hay dùng hỗ trợ trong điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng (tro ng môi trường
acidcủa dạ dày, chitosan tạo gel che phủ,bảo vệ niêm mạc) (Singh Dinesh.K và cs,
2000)[20].
Trong phân tử chitin/chitosan có chứa các nhóm -OH, -NHCOCH3 trong các
mắt xích N-axetyl-D-glucozamin và nhóm -OH, nhóm -NH2 trong các mắt xích D-
glucozamin có nghĩa chúng vừa là ancol vừa là amin, vừa là amit. Phản ứng hóa
học có thể xảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O -, dẫn xuất thế N-, hoặc
dẫn xuất thế -O, -N (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
Mặt khác chitin/chitosan là những polyme mà các monomer được nối với
nhau bởi các liên kết ß-(1-4)-glycozit, các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất
hóa học như: acid, bazơ, tác nhân oxy - hóa và các ezyme thủy phân.
Ngoài ra chitosan còn có khả năng hấp thụ tạo phức với các ion kim loại
chuyển tiếp của chitin-chitosan. Trong phân tử chitin/chitosan và một số dẫn xuất
của chitin có chứa các nhóm chức mà trong đó các nguyên tử oxy và nitơ của nhóm
chức còn có cặp electron chưa sử dụng, do đó chúng có khả năng tạo phức,

phối trí với hầu hết các kim loại nặng và các kim loại chuyển tiếp như: Hg2+
,
Cd2+
, Cu2+
, Ni2+
, Co2+
... Tùy nhóm chức trên mạch polime mà thành phần và cấu
trúc của phức khác nhau (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
Hơn nữa chitosan và các ion kim loại như Ag+, Cu2
+, Ni2
+,.. có tính chất
khử trùng và diệt khuẩn, sau khi chitosan liên kết với các ion kim loại nhờ oxy hay
nitơ, các liên kết ràng buộc làm tăng cường hoạt tính kháng khuẩn, đây là một tính
chất tốt, sẽ thuận lợi cho các ứng dụng trong nông nghiệp, y tế công nghiệp cũng
như công nghiệp thực phẩm (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
2.4.3.3. Tính chất sinh học
Chitosan không độc, dùng an toàn cho người. Chúng có tính hoà hợp sinh học
cao với cơ thể, có khả năng tự phân huỷ sinh học (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: tính kháng nấm, tính kháng
khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào,
có khả năng nuôi dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng, tác dụng cầm
máu, chống sưng u (Mosbay.M và cs, (1998)[14].
Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, hạ
huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết (Singh Dinesh.K và cs,
2000)[20].
Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptit - insulin, kích thích việc tiết
ra insulin ở tuyến tụy nên chitosan đã được dùng để điều trị bệnh tiểu đường. Nhiều
công trình đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống
miễn dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển các tế bào u, ung thư,
HIV/AIDS, chống tia tử ngoại, chống ngứa... của chitosan (Singh Dinesh.K và cs,
2000)[20].
2.4.3.4. Độc tính của chitosan
Vào năm 1968, K. Arai và cộng sự đã xác định chitosan hầu như không độc,
chỉ số LD50 = 16g/kg cân nặng cơ thể, không gây độc trên súc vật thực nghiệm và
người, không gây độc tính trường diễn (Singh Dinesh.K và cs, 2000)[20].
Dùng chitosan loại trọng lượng phân tử trung bình thấp để tiêm tĩnh mạch,

không thấy có tích luỹ ở gan. Loại chitosan có DD ~ 50%, có khả năng phân huỷ
sinh học cao, sau khi tiêm vào ổ bụng chuột, nó được thải trừ dễ dàng, nhanh chóng
qua thận và nước tiểu, chitosan không phân bố tới gan và lá lách (Inui Horoshi,
1997)[13].
Nhiều tác giả đã chỉ rõ những lợi điểm của chitosan: tính chất cơ học tốt,
không độc, dễ tạo màng, có thể tự phân hủy sinh học, hòa hợp sinh học không
những đối với động vật mà còn đối với các mô thực vật, là vật liệu y sinh tốt làm
mau liền vết thương (Inui Horoshi, 1997)[13].
2.4.4. Đặc tinh kháng vi sinh vật của chitosan và các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt
động kháng khuẩn của chitosan
2.4.4.1. Đặc tính kháng vi sinh vật
Gần đây những nghiên cứu về tính kháng khuẩn của chitosan đã chỉ ra rằng
chitosan có khả năng ức chế sự phát triển của vi sinh vật (Singh Dinesh.K và cs,
2000)[20]:
a. Khả năng kháng virus, kháng nấm
Khả năng kháng virus:
Chitosan ức chế hệ thống sinh sản của virus thực vật đã được nghiên cứu,
mức độ ngăn cản sự truyền nhiễm virus khác nhau theo trọng lượng phân tử của
chitosan, có nhiều nghiên cứu kết luận rằng chitosan có khả năng kháng lại virus
khoai tây, thuốc lá, dưa chuột,. . .
Khả năng kháng nấm:
Hoạt tính kháng nấm của chitosan được chứng minh qua các nghiên cứu với
nhiều loại nấm khác nhau: Saccharomycodes ludwigii, Pseudomonas fragi,
Candida, Zygosaccharomyces bailii, Pyricularia grisea,...
Sự ức chế và làm ngưng hoạt động của nấm men, nấm mốc phụ thuộc vào
nồng độ chitosan, pH, nhiệt độ, đặc điểm dinh dưỡng.
b. Khả năng kháng vi khuẩn
Chitosan có khả năng ức chế sự phát triển của rất nhiều vi khuẩn như E.coli,
Samonella, Vibiro parahaemolyticus, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus,
Staphylococcus aureus,...

Ngoài ra các thí nghiệm cũng cho thấy có rất nhiều ion kim loại có thể ảnh
hưởng đến đặc tính kháng khuẩn của chitosan như: K+, Na+, Mg2+
, Ca2+
...
Nói chung các kết luận cơ chế chính xác về hoạt động kháng khuẩn của
chitosan vẫn chưa được nghiên cứu và công bố rõ ràng, những cơ chế chính đã
được đề xuất như sau:
- Tương tác giữa các ion tích điện dương trên các phân tử chitosan và các điện
tích âm trên màng tế bào vi sinh vật dẫn đến thay đổi trong cấu trúc màng tế bào,
thay đổi khả năng thẩm thấu gây rò rỉ protein và các thành phần khác trong tế bào,
làm giảm chức năng sinh lý và sinh hóa của vi khuẩn dẫn đến mất khả năng bảo vệ,
trao đổi chất của tế bào.
- Chitosan đóng vai trò như chất chọn lọc liên kết với các ion kim loại, sau đó
ức chế các chất độc và sự phát triển của vi khuẩn.
- Chitosan liên kết với nước, ức chế các enzyme khác nhau.
- Chitosan thâm nhập vào bào tương của các vi khuẩn và thông qua các liên
kết với DNA, ngăn cản sự tổng hợp RNA và protein.
- Chitosan tạo thành một lớp cao phân tử không thấm nước trên bề mặt tế bào
làm thay đổi tính thấm của tế bào ngăn các chất dinh dưỡng vào tế bào .
- Chitosan có liên kết với các điện tích âm trong tế bào, làm chúng kết dính
thành từng mảng, gây nhiễu loạn các hoạt động sinh lý của các vi sinh vật dẫn đến
phá hủy tế bào.
2.4.5. Ứng dụng của chitosan
2.4.5.1. Ứng dụng trong công nghệ thực phẩm
- Trong công nghệ thực phẩm chitosan có tác dụng ổn định màu, mùi vị của
thực phẩm.
- Trong bảo quản thực phẩm, chitosan dùng để sản xuất màng mỏng bao gói
thực phẩm, thay thế cho PE.
- Màng chitosan tạo thành có tính kháng khuẩn, kháng nấm và hạn chế tổn
thất chất dinh dưỡng cho thực phẩm. Tuy nhiên giá thành màng chitosan còn cao
- Trong công nghệ sản xuất nước quả: Trong sản xuất nước quả việc bảo quản
là yêu cầu bắt buộc. Chitosan là tác nhân tốt loại bỏ độ đục và giúp điều

chỉnh acid trong nước quả.
- Do có khả năng giữ nước, làm dẻo các mắt xích trong chuỗi peptid, chitosan
còn làm tăng tính dòn, dai nên chúng được thay thế hàn the trong sản xuất thực
phẩm.
2.4.5.2. Ứng dụng trong y học
- Chitosan là tác nhân hạ cholesterol: Đã có rất nhiều nghiên cứu chứng minh
khả năng giảm cholesterol và mỡ trong máu của chitosan (Singh Dinesh.K và cs,
2000)[20]. Trong một nghiên cứu đã chứng minh chitosan hạ 5,8 - 42,6% lượng
cholesterol trong huyết tương và 15,1 - 35,1% trong cơ thể.
- Trong lĩnh vực dược phẩm chitosan được sử dụng như chất mang an toàn, có
khả năng phóng thích thuốc dần dần vào trong cơ thể làm kéo dài tác dụng của
thuốc và chitosan còn làm chất mang để gắn các enzyme trong sản xuất và điều trị
(Đào Tố Quyên và cs)[10],..
2.4.5.3. Ứng dụng trong mỹ phẩm
Chitosan là loại polymer tích điện dương tự nhiên duy nhất có khả năng
chuyển thành dạng nhớt khi hòa tan trong môi trường acid. Nhờ tính chất này mà
chitosan được ứng dụng trong sản phẩm chăm sóc tóc. Ngoài ra còn được sử dụng
trong sản phẩm chăm sóc da, do có tính bảo vệ, giữ độ ẩm, tạo màng trên da đồng
thời gắn kết với các dưỡng chất cần thiết tạo điều kiện cho các chất này hoạt động
tích cực trên da (Weast R.C và cs, 1988 – 1989)[21].
2.4.5.4. Ứng dụng trong môi trường
- Chitosan có khả năng hấp thụ kim loại nặng trong xử lý nước thải: Chitosan
tích điện dương nên kết hợp với các polymer đa điện tích điện âm, tạo phức với các
ion kim loại và kết tủa. Ngoài ra chitosan còn hấp phụ các chất phóng xạ.
- Giảm mùi hôi khó chịu trong nước thải.
Chitosan còn xử lý vết dầu loang, thu hồi protein và khoáng từ nước thải nông
nghiệp.
Ngoài ra chitosan còn có tác dụng trong các ngành khác như (Weast R.C và
cs, 1988 – 1989)[21]:

+ Trong nông nghiệp: Bảo quản quả, hạt, sử dụng như thành phần chính trong
các thuốc diệt khuẩn.
+ Làm tăng độ bền cơ học và độ mịn của giấy, tăng chất lượng in trên giấy do
thấm mực in tốt.
2.5. Giới thiệu chung về nano bạc
2.5.1. Giới thiệu về công nghệ nano
2.5.1.1. Vật liệu nano
Vật liệu nano là vật liệu trong đó ít nhất một chiều có kích thước cỡ nano mét
(1nm = 1Ơ9
m). Đây là đối tượng nghiên cứu của khoa học nano và công nghệ
nano, nó liên kết hai lĩnh vực trên với nhau. Tính chất của vật liệu nano bắt nguồn
từ kích thước của chúng, vào cỡ nanômét, đạt tới kích thước tới hạn của nhiều tính
chất hóa lý của vật liệu thông thường. Kích thước của vật liệu nano trải một khoảng
từ vài nm đến vài trăm nm phụ thuộc vào bản chất vật liệu và tính chất cần nghiên
cứu (N.Kader, 2004)[16].
2.5.1.2. Phân loại vật liệu nano
Có rất nhiều cách phân loại vật liệu nano. Sau đây là một cách phân loại dựa
vào hình dáng vật liệu (Nguyễn Hoàng Hải)[5]:
- Vật liệu không chiều là vật liệu mà ba chiều đều có kích thước nano, ví dụ:
chấm lượng tử...
- 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.
2.5.1.3. Cơ sở khoa học của công nghệ nano
a. 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 các thăng
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
như một đại nguyên tử, nó có các mức năng lượng giống như một nguyên tử.
b. Hiệu ứng bề mặt:
Cùng một khối lượng nhưng khi ở kích thước nano chúng có diện tích bề mặt
lớn hơn rất nhiều so với khi chúng ở dạng khối. Điều này, có ý nghĩa rất quan trọng
trong các ứng dụng của vật liệu nano có liên quan tới khả năng tiếp xúc bề mặt của
vật liệu, như trong các ứng dụng vật liệu nano làm chất diệt khuẩn. Đây là một tính
chất quan trọng làm nên sự khác biệt của vật liệu có kích thước nanomet so với vật
liệu ở dạng khối [15].
c. Kích thước tới hạn:
Kích thước tới hạn là kích thước mà ở đó vật giữ nguyên các tính chất về vật
lý, hóa học khi ở dạng khối. Nếu kích thước vật liệu mà nhỏ hơn kích thước này thì
tính chất của nó hoàn toàn bị thay đổi. Nếu ta giảm kích thước của vật liệu đến kích
cỡ nhỏ hơn bước sóng của vùng ánh sáng thấy được (400 - 700 nm), theo Mie hiện
tượng "cộng hưởng plasmon bề mặt" xảy ra và ánh sáng qua n 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 các quy tắc lượng tử. Mỗi vật liệu đều
có những kích thước tới hạn khác nhau và bản thân trong một vật liệu cũng có
nhiều kích thước tới hạn ứng với các 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 (Nikolaj L.Kildeby và cs, 2005)[17].
2.5.2. Giới thiệu về bạc kim loại
Cấu hình electron của bạc: 1s2
2s2
2p6
3s2
3p6
3d10
4s2
4p6
4d10
5s1

Bán kính nguyên tử bạc: 0,288 nm
Bán kính ion bạc: 0,23 nm
Bảng 2.4: Số nguyên tử bạc trong một đơn vị thể tích (Nikolaj L.Kildeby và cs,
2005)[17].
Kích thƣớc của hạt nano Bạc (nm) Số nguyên tử chứa trong đó
1 31
5 3900
20 250000
2.5.2.1. Tính chất vật lý
+ Bạc là kim loại chuyển tiếp, màu trắng, sáng, dễ dàng dát mỏng, có tính dẫn
điện và dẫn nhiệt cao nhất và điện trở thấp nhất trong các kim loại.
+ Nhiệt độ nóng chảy là 961.930
C.
2.5.2.2. Tính chất hóa học
+ Bạc có ký hiệu là Ag, số nguyên tử 47 thuộc phân nhóm IB trong bảng tuần
hoàn các nguyên tố hóa học, bạc có khối lượng phân tử là 107.868 (đơn vị C).
+ Cấu hình electron [Kr]4d10
5s1
, có số oxi hóa là +1 và +2, phổ biến nhất là
trạng thái oxi hóa +1.
Trong tự nhiên, bạc tồn tại hai dạng đồng vị bền là Ag-107(52%) và Ag-
109(48%). Bạc không tan trong nước, môi trường kiềm nhưng có khả năng tan
trong một số acid mạnh như acid nitric, sufuric đặc nóng .v.v.
Ngày nay những thuộc tính quý của kim loại này được thể hiện tối đa khi
chúng được chế tạo bằng công nghệ nano. Và trên thị trường cũng đã xuất hiện
nhiều sản phẩm chứa nano bạc như băng gạc y tế, nước tẩy trùng bề mặt, hay hiện
diện ngay trong gia đình bạn như tủ lạnh, máy giặt .v.v.
Bạc nano là vật liệu có diện tích bề mặt riêng rất lớn, có những đặc tính độc
đáo sau:
- Tính khử khuẩn, chống nấm, khử mùi, có khả năng phát xạ tia hồng ngoại đi xa,
chống tĩnh.

- Không có hại cho sức khỏe con người với liều lượng tương đối cao, không
có phụ gia hóa chất.
-Có khả năng phân tán ổn định trong các loại dung môi khác nhau (trong các
dung môi phân cực như nước và trong các dung môi không phân cực như
benzene, toluene).
- Độ bền hóa học cao, không bị biến đổi dưới tác dụng của ánh sáng và các
tác nhân oxy hóa khử thông thường.
-Chi phí cho quá trình sản xuất thấp.
-Ổn định ở nhiệt độ cao.
2.5.3. Giới thiệu về hạt nano bạc
Hạt nano bạc là các hạt bạc có kích thước từ 1 nm đến 100 nm. Do có diện
tích bề mặt lớn nên hạt nano bạc có khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với các vật
liệu khối do khả năng giải phóng nhiều ion Ag+ hơn.
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 (Nguyễn Hoàng
Hải)[5].
2.5.3.1. Tính chất lý học 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 - 460 nm (Nikolaj
L.Kildeby và cs, 2005)[17]. 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 và dịch về phía
bước sóng dài. Kích thước hạt nano bạc phụ thuộc vào các yếu tố trong quá trình
chế tạo hạt nano bạc.
Với cùng một điều kiện, phương pháp chế tạo khác nhau thì đỉnh hấp thụ của
hạt nano bạc cũng khác nhau.
Với cùng một 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 (Nguyễn Hoàng Hải)[5]

Tính chất quang học của hạt nano bạc trong thủy tinh làm cho các sản phẩm
từ thủy tinh có các màu sắc khác nhau. Các hiện tượng đó bắt nguồn từ hiện tượng
cộng hưởng Plasmon bề mặt (surface plasmon resonance) là hiện tượng khi hạt ở
kích thước nano, các điện tử tự do trong hạt nano bạc tương tác với trường điện từ
ngoài dẫn đến sự hình thành các dao động đồng pha với một tần số cộng hưởng
nhất định. Các hạt nano bạc sẽ hấp thụ mạnh photon tới ở đúng tần số cộng hưởng
này.
Hình 2.3: Hiện tƣợng cộng hƣởng plasmon của hình cầu
(Nguyễn Hoàng Hải)[5]
Kim loại có nhiều điện tử tự do, các điện tử tự do này sẽ dao động dưới tác
dụng của điện từ trường bên ngoài như ánh sáng. Thông thường các dao động bị
dập tắt nhanh chóng bởi các sai hỏng mạng hay bởi chính các nút mạng tinh thể
trong kim loại khi quãng đường tự do trung bình của điện tử nhỏ hơn kích thước.
Nhưng khi kích thước của hạt nano bạc nhỏ hơn quãng đường tự do trung bình thì
hiện tượng dập tắt không còn nữa mà điện tử sẽ dao động cộng hưởng với ánh sáng
kích thích. Do vậy, tính chất quang của hạt nano bạc có được do sự dao động tập
thể của các điện tử dẫn đến từ quá trình tương tác với bức xạ sóng điện từ. Khi dao
động như vậy, các điện tử sẽ phân bố lại trong hạt nano bạc làm cho hạt nano bạc bị
phân cực điện tạo thành một lưỡng cực điện. Do vậy xuất hiện một tần số cộng
hưởng phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng các yếu tố về hình dáng, độ lớn của hạt
nano bạc và môi trường xung quanh là các yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất.

Sử dụng kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM_transmission electron
microcope) để quan sát hình dạng và kích thước hạt nano bạc và sử dụng thiết bị đo
phổ hấp thụ UV-VIS để quan sát hiệu ứng cộng hưởng plasmon của hạt nano bạc.
Ngoài ra, mật độ hạt nano bạc cũng ảnh hưởng đến tính chất quang. Nếu mật
độ loãng thì có thể coi như gần đúng hạt tự do, nếu nồng độ cao thì phải tính đến
ảnh hưởng của quá trình tương tác giữa các hạt.
b) Tính chất điện
Bạc là một kim loại dẫn điện tốt nhất trong các kim loại. Bạc có mật độ điện
tử tự do cao nên điện trở của bạc rất nhỏ.
Đối với vật liệu bạc ở dạng khối, các lý thuyết về độ dẫn được tính toán dựa
trên cấu trúc vùng năng lượng của chất rắn. Điện trở của kim loại do tán xạ của điện
tử lên các sai hỏng trong mạng tinh thể và tán xạ với dao động nhiệt của nút mạng
(photon). Tập thể các điện tử chuyển động trong kim loại (dòng điện I) dưới tác
dụng của điện trường (U) có liên hệ với nhau thông qua định luật Ohm: U = IR,
trong đó R là điện trở của kim loại. Định luật Ohm cho thấy đường I-U là một
đường tuyến tính (Nguyễn Hoàng Hải)[5].
Khi kích thước của vật liệu giảm dần, hiệu ứng lượng tử do giam hãm làm rời
rạc hóa cấu trúc vùng năng lượng. Hệ quả của quá trình lượng tử hóa này đối với hạt
nano bạc là I-U không còn tuyến tính nữa mà xuất hiện một hiệu ứng gọi là hiệu
ứng chắn Coulomb (Coulomb blockade) làm cho đường I - U bị nhảy bậc với giá trị
mỗi bậc sai khác nhau một lượng e/2C đối với U và e/RC đối với I. Trong đó e là
điện tích của điện tử, C và R là điện dung và điện trở khoảng nối hạt nano với điện
cực.
c) Tinh chất nhiệt
Nhiệt độ nóng chảy Tm của vật liệu phụ thuộc vào mức độ liên kết giữa các
nguyên tử trong mạng tinh thể. Trong tinh thể, mỗi một nguyên tử có một số các
nguyên tử lân cận có liên kết mạnh gọi là số phối vị. Các nguyên tử trên bề mặt vật
liệu sẽ có số phối vị nhỏ hơn số phối vị của các nguyên tử ở bên trong nên chúng có
thể dễ dàng tái sắp xếp để có thể ở trạng thái khác hơn. Như vậy, khi kích thước của
hạt nano giảm, nhiệt độ nóng chảy sẽ giảm (Nguyễn Hoàng

Hải)[5].
d) Hiệu ứng bề mặt
Khi hạt bạc có kích thước nanomet, các số nguyên tử nằm trên bề mặt sẽ
chiếm tỉ phần 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 nm khác biệt so với vật liệu bạc ở dạng khối. Sự tăng
cường khả năng diệt khuẩn bạc là một ví dụ của hiệu ứng bề mặt. Hiệu ứng bề mặt
luôn có tácdụng với tất cả các giá trị của kích thước, hạt càng bé thì hiệu ứng càng
lớn và ngược lại. Vật liệu ở bất cứ kích thước nào cũng có hiệu ứng bề mặt, ngay cả
vật liệu khối truyền thống cũng có hiệu ứng bề mặt, chỉ có điều hiệu ứng này nhỏ
thường bị bỏ qua (Nguyễn Hoàng Hải)[5].
Bảng 2.5: Số nguyên tử và năng lƣợng bề mặt của hạt nano bạc (Nikolaj
L.Kildeby và cs, 2005)[17].
Đƣờng kính hạt nano
10 5 2 1
(nm)
Số nguyên tử 30.000 4.000 250 30
Tỉ số nguyên tử
20 40 80 90
bề mặt (%)
Năng lượng bề mặt
4,08x1011
8,16x1011
2,04x1012
9,23x1012
(erg/mol)
Năng lượng bề
mặt/Năng lượng 7.6 14,3 35,3 82,2
tổng (%)
Do hạt nao bạc có kích thước nhỏ hơn 2G nm chỉ có một bề mặt plasmon duy nhất
nên trong phổ UV-VIS của chúng chỉ xuất hiện 1 đỉnh duy nhất. Người ta xử dụng
tính chất này để xác định hình dạng của hạt nano bạc (Nikolaj L.Kildeby và cs,
2005)[17].
2.5.3.1. Cơ chế diệt khuẩn của hạt nano bạc (Nguyễn Hoàng Hải)[5]

Các đặc tính kháng khuẩn của nano bạc bắt nguồn từ tính chất hóa học của các
ion Ag+
. Ion này có khả năng liên kết mạnh với peptidoglican là thành phần cấu tạo
nên thành tế bào của vi khuẩn và ức chế khả năng vận chuyển oxy vào bên trong tế
bào dẫn đến làm tê liệt vi khuẩn. Do động vật không có thành tế bào nên chúng ta
không bị tổn thương khi tiếp xúc với ion này.
Một số cơ chế khác: Sau khi Ag+
tác động lên lớp màng bảo vệ của tế bào vi
khuẩn gây bệnh nó sẽ đi vào bên trong tế bào và phản ứng với nhóm sunfuahydrin-
SH của enzyme chuyển hóa oxy và vô hiệu hóa men này dẫn đến ức chế quá trình
hô hấp của tế bào vi khuẩn. Ngoài ra ion bạc còn có khả năng liên kết với các base
của DNA và trung hòa điện tích của gốc phosphate do đó ngăn chặn quá trình sao
chép DNA.
Các hạt nano bạc có kích thước từ 1 - 1Gnm thì thể hiện tác động rất mạnh đối
với vi khuẩn. Do ở kích thước nhỏ thì khả năng tác động và thâm nhập của hạt nano
bạc qua lớp màng của vi khuẩn là rất tốt. Vì thế, tác dụng diệt khuẩn ở bên trong cơ
thể vi khuẩn là rất hiệu quả. Đồng thời, ở kích thước nano thì diện tích bề mặt của
hạt nano là lớn hơn rất nhiều so với khối hạt của nó. Cho nên khả năng tương tác
với vi khuẩn thông qua việc tiếp xúc bề mặt tăng lên. Nếu kích thước của hạt nano
bạc càng nhỏ thì càng tốt, vì kích thước càng nhỏ thì đặc tính diệt khuẩn đã nêu trên
là rất lớn.
Khi các hạt nano kim loại ở kích thước 5nm chúng sẽ có khả năng gây nên
hiệu ứng điện tử tức là sự biến đổi cấu trúc điện tử của bề mặt. Do đó, khả năng
hoạt động của bề mặt hạt nano được tăng cường mạnh mẽ. Kích thước hạt nano
giảm thì phần trăm tiếp xúc của các phân tử tương tác tăng lên.
Các hạt nano bạc thường có hình khối, số lượng các mặt hình khối cho thấy
khả năng tác dụng với vi khuẩn ở mức độ cao hay thấp. Số lượng mặt càng nhiều
thì khả năng diệt khuẩn càng cao. Đồng thời, trong quá trình sử dụng hạt nano bạc
thường ở trong dung dịch phân tán. Nơi mà một lượng nhỏ ion bạc đã được che dấu
và đóng góp một phần cho khả năng diệt khuẩn của phân tử nano bạc.

Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.doc

Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.doc

Similar to Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.doc (20)

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149

More from DV Viết Luận văn luanvanmaster.com ZALO 0973287149 (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Ứng dụng chế phẩm phối hợp chitosan-nano bạc trong bảo quản cam.doc