1.2. Tổng quan về chitin - chitosan
1.2.6. Ứng dụng của chitosan trong thực phẩm
1.2.6.1. Chất làm trong - Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước 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 nhƣ: genatin, bentonite, kali caseinate, tannin, polyvinyl pirovinyl. Chitosan là tác nhân tốt loại bỏ đi đục, giúp điều chỉnh acid trong nước quả.
Chitosan được sử dụng như tác nhân lọc các chất lơ lửng trong nước quả. Sử dụng dung dịch chitosan 2% trong acid acetic 7% giúp làm giảm độ đục hiệu quả hơn so với sử dụng bentonite và gelatin. Đối với nước táo, khi sử dụng dung dịch chitosan hòa tan trong acid malic 2%, người ta nhận thấy rằng độ đục giảm đáng kể khi tăng lượng chitosan sử dụng từ 0,1 – 0,7 g/l nước quả. Tuy nhiên, khi tăng lên đến 1 g/l thì độ đục tăng lên, điều đó đƣợc giải thích là do sự bão hòa về tính chất hấp phụ của chitosan.
Chitosan còn được dùng để điều chỉnh độ chua của nước quả. Imeri và Knorr (1998) đã nghiên cứu chitosan nồng độ 1,2% trong 2% acid ascorbic đối với nước ép cà rốt và táo, kết quả cho thấy chitosan làm giảm đáng kể lượng acid của dịch ép.
Nghiên cứu đã chỉ ra rằng chitosan có ái lực lớn đối với hợp chất pholyphenol chẳng hạn: catechin, proanthocianydin, acid cinamic, những chất mà có thể biến màu nước quả bằng phản ứng oxy hóa.
1.2.6.2. Bảo quản trứng gà tươi
Ở nhiệt độ thường, trứng gà tươi bọc màng chitosan nồng độ 1,5% có bổ sung 0,05% Sodium Benzoate hoặc 1% Sorbitol có khả năng duy trì hạng chất lƣợng ở mức A đến 15 - 20 ngày sau khi đẻ.
Trong khi đó, trứng gà tươi không qua bọc màng chỉ duy trì hạng chất lượng ở mức A không quá 5 ngày sau khi đẻ. Đồng thời các chỉ tiêu chất lƣợng khác (hao
Trang 31
hụt khối lƣợng, chỉ số màu lòng đỏ trứng) đều có biến đổi lớn hơn so với trứng có xử lý màng bọc chitosan. Kết quả nghiên cứu của PGS.TS Trần Thị Luyến (Trường ĐH Nha Trang) và Th.S Lê Thanh Long (Trường ĐH Nông Lâm Huế) đã cho thấy màng bọc không tạo cảm giác khác lạ cho người sử dụng so với trứng gà tươi thương phẩm cùng loại về chất lượng cảm quan bề mặt.
Phương pháp tạo màng trên vỏ được các nhà khoa học thực hiện như sau:
trứng gà tươi sau khi gà đẻ không quá 24 giờ, không rạn nứt, không có khuyết tật và đạt tiêu chuẩn TCVN 1858 : 1986. Sau đó tiến hành lau sạch và nhúng trong dung dịch bao màng chitosan đƣợc chuẩn bị gồm hỗn hợp dung dịch lọc bao gồm chitosan 1,5% pha trong dung dịch acetic acid 1% bổ sung thêm SB 0,05%, hoặc SOR 1%. Tiếp theo để khô tự nhiên và bảo quản ở nhiệt độ thường nơi khô ráo thoáng mát.
1.2.6.3. Sử dụng trong thực phẩm chức năng
Chitosan có khả năng làm giảm hàm lƣợng cholesterol trong máu. Nếu sử dụng thực phẩm chức năng có bổ sung 4% chitosan thì lƣợng cholesterol trong máu giảm đi đáng kể chỉ sau 2 tuần. Ngoài ra chitosan còn đƣợc xem là chất chống đông tụ máu. Nguyên nhân việc giảm cholesterol trong máu và chống đông tụ máu đƣợc biết là do không cho tạo các mixen. Điều chú ý là ở pH = 6 – 6,5 chitosan bắt đầu bị kết tủa, toàn bộ chuỗi polysaccharide bị kết lắng và giữ lại toàn bộ lƣợng mixen trong đó. Chính nhờ đặc điểm quan trọng này chitosan đƣợc ứng dụng trong sản phẩm thực phẩm chức năng.
1.2.6.4. Thu hồi protein
Whey đƣợc coi là chất thải trong công nghiệp sản xuất phomat, nó có chứa một lƣợng lớn lactose và protein ở dạng hòa tan. Nếu thải trực tiếp ra ngoài sẽ gây ô nhiễm môi trường, còn nếu xử lý nước thải thì tốn kém do vận hành hệ thống dẫn đến hiệu quả kinh tế không cao. Việc thu hồi protein trong whey đƣợc xem là biện pháp làm tăng hiệu quả kinh tế của sản xuất phomat. Whey protein khi thu hồi được bổ sung vào đồ uống, thịt băm và các loại thực phẩm khác. Nhiều phương pháp khác nhau đã đƣợc đƣa ra nhằm thu hồi protein và chitosan đƣợc coi là
Trang 32
mang lại nhiều hiệu suất phân tách cao nhất. Tỷ lệ chitosan để kết bông các hạt lơ lửng là 2,15% (30 mg/l); độ đục thấp nhất ở pH 6,0. Nghiên cứu về protein thu được bằng phương pháp này: không hề có sự khác biệt về giá trị giữa protein có chứa chitosan và protein thu đƣợc bằng đông tụ casein hoặc whey protein.
Ngoài thu hồi protein từ whey, người ta sử dụng chitosan trong thu hồi các acid amin trong nước của sản xuất đồ hộp , thịt, cá…
1.2.6.5. Phân tách rượu - nước
Chitosan đƣợc xử lý đặc biệt để tạo ra dạng màng rỗng. Với việc điều chỉnh tốc độ thẩm thấu (lƣợng chất lỏng đi qua màng khoảng 1 m3/h). Màng này đƣợc sử dụng trong hệ thống phản ứng đòi hỏi không dùng nhiệt độ quá cao. Việc phân tách này chỉ loại đi nước, kết quả là hàm lượng ethanol có thể lên đến 80%.
1.2.6.6. Ứng dụng làm màng bao (bảo quản hoa quả)
Lớp màng không độc bao quanh bên ngoài khối nguyên liệu nhằm hạn chế sự phát triển vi sinh vật bề mặt - một nguyên nhân chính gây thối hỏng thực phẩm.
N-O carboxymethy (NOCC) đƣợc xử lý đặc biệt từ phản ứng của chitosan và monochloroacetic acid trong điều kiện kiềm, NOCC có thể hòa tan trong dung dịch ở pH > 6 hoặc pH < 2. Màng NOCC dẻo có thể tạo thành ngay trong dung dịch nước đó. Lớp màng này có tính thấm chọn lọc các khí như oxy, cacbon dioxide mà còn có khả năng phân tách hỗn hợp khí nhƣ: ethylene, ethane, acetylence.
Quả táo được nhúng hoặc phun bởi màng NOCC có thể giữ độ tươi hơn 6 tháng và độ acid trong khoảng 250 ngày nếu ở điều kiện bảo quản lạnh. Màng này mang lại cho quả độ bóng sáng nhƣng trong và không nhớt khi cầm. Chúng dễ dàng loại đi bằng rửa với nước, NOCC cũng có hiệu quả đối với bảo quản các loại trái cây khác nhƣ lê, đào, mận. Lê đƣợc xử lý với NOCC tỷ lệ bị mắc hỏng thịt cùi và thối ít hơn so với lê ở không khí có tỷ lệ oxygen là 1 - 2%. Viện bảo vệ và chăm sóc sức khỏe Canada đã chứng minh rằng việc sử dụng NOCC trên quả, khi sử dụng không cần phải rửa và lột vỏ trước khi ăn. Bởi vì NOCC vẫn chứa lượng amin tự
Trang 33
do, nó có thể có nhiều ở tính chất chitosan và ứng dụng trong chữa lành vết thương đang lên da non, giảm hàm lƣợng cholesterol trong máu.
Màng chitosan cũng có lợi ích lớn với việc làm cứng thịt quả, ổn định acid.
Điều này đƣợc chỉ ra bởi nó làm giảm lƣợng anthocyanin chứa trong quả. Nấm là thủ phạm chính dễ gây thối quả nhất trong khi đó ƣu điểm của chitosan nó có thể kháng nấm. Thêm vào đó, màng chitosan gần giống như môi trường bên ngoài mà không gây ra nguyên nhân hô hấp kỵ khí, nó có thể hấp thu chọn lọc tới oxy nhiều hơn là carbonic.
Ngoài việc sử dụng một mình màng chitosan, hiện nay ở Việt Nam có sự kết hợp giữa bảo quản bởi màng chitosan và PE.
Quy trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến 8 tuần. 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 12oC. Với phương pháp này, chất lượng bên trong trái như: hàm lượng đường, hàm lƣợng vitamin C... luôn ổn định, tỷ lệ hao hụt khối lƣợng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều và đẹp.
1.2.6.7. Bánh mì
Park và cộng sự (2002) đã nghiên cứu tác động của chitosan đƣợc quét trên bề mặt của bánh mì. Kết quả cho thấy chitosan nồng độ 1% trong 1% acid acetic giúp làm giảm sự mất mát về khối lƣợng do màng chitosan có khả năng ngăn không cho nước thoát ra ngoài. Ngoài ra, chitosan còn có tác dụng kháng khuẩn hạn chế sự phát triển của vi sinh vật trên bánh mì.
1.2.6.8. Kim chi
Kim chi có bổ sung chitosan có thể kéo dài thời hạn sử dụng từ 2 – 6 lần so với kim chi bình thường. Bên cạnh đó, chitosan còn có khả năng ngăn chặn sự mềm hóa của kim chi trong quá trình lên men.