Nghiên cứu một số đặc tính của màng 3D-Nano-Cellulose hấp phụ Berberin định hướng dùng bọc thực phẩm tươi sống

Nội dung text: Nghiên cứu một số đặc tính của màng 3D-Nano-Cellulose hấp phụ Berberin định hướng dùng bọc thực phẩm tươi sống

1. ISSN: 1859-2171 TNU Journal of Science and Technology 202(09): 45 - 52 e-ISSN: 2615-9562 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CỦA MÀNG 3D-NANO-CELLULOSE HẤP PHỤ BERBERIN ĐỊNH HƯỚNG DÙNG BỌC THỰC PHẨM TƯƠI SỐNG Nguyễn Xuân Thành Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 TÓM TẮT Việc sử dụng màng 3D-nano-cellulose (3DNC), một polyme sinh học kết hợp với berberin - chất diệt khuẩn nguồn gốc sinh học để tạo vật liệu có các đặc tính phù hợp cho việc bọc và bảo quản thực phẩm tươi sống là một hướng nghiên cứu mới. Các loại màng 3DNC được tạo ra bởi vi khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường chuẩn (MTC), nước dừa (MTD) và nước vo gạo (MTG) sau xử lý tinh sạch được hấp phụ berberin thu được các màng 3DNC-B đều có các tính chất phù hợp cho sử dụng làm màng bọc và bảo quản thực phẩm tươi sống. Khả năng hút nước của 3 loại màng 3DNC không có sự khác biệt rõ rệt. Các màng 3DNC-B đều bền và ít thấm với nước, dầu ăn ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao. Khả năng cản khuẩn của cả 3 loại màng 3DNC đều tương tự như túi polyetylen (PE). Các màng 3DNC-B có tiềm năng ứng dụng trong bao gói và bảo quản thịt lợn tươi sống; trong đó màng 3DNC-MTC-B và 3DNC-MTD-B có chất lượng cảm quan tốt hơn màng 3DNC-MTG-B. Từ khóa: Berberin; bọc thực phẩm tươi sống; đặc tính; màng; 3D-nano-cellulose (3DNC) Ngày nhận bài: 08/5/2019; Ngày hoàn thiện: 04/6/2019; Ngày đăng: 16/6/2019 STUDY ON SOME PROPERTIES OF BERBERINE ADSORBED 3D-NANO-CELLULOSE MEMBRANES FOR APPLICATION IN FRESH FOOD PACKAGING Nguyen Xuan Thanh Institute of Scientific Research and Applications (ISA), Hanoi Pedagogical University 2 ABSTRACT The use of 3D-nano-cellulose (3DNC) membrane, a biological polymer combined with berberine – an antimicrobial agent to fabricate materials with suitable properties in the packaging and preserving fresh food, is a new research direction. The study results showed that 3DNC membranes produced by Acetobacter xylinum in the standard medium (SM), coconut medium (CM) and rice medium (RM), after adsorbed berberine (B), to obtain the 3DNC-B membranes, all have properties suitable for use as the packaging and preserving fresh food. Water absorption capacities of all 3DNC membranes were not significantly different. The 3DNC-B membranes were durable and less permeable to water, cooking oils at room temperature and high temperature. Bacterial resistance of all 3DNC membranes were similar to nylon bags. 3DNC-B membranes have potential applications in fresh pork packaging and preservation; in which 3DNC-MTC-B and 3DNC-MTD-B membranes had sensory quality better than 3DNC-MTG-B membrane. Keywords: Berberine; fresh food packaging; membranes; properties; 3D-nano-cellulose (3DNC) Received: 08/5/2019; Revised: 04/6/2019; Published: 16/6/2019 Email: nguyenxuanthanh@hpu2.edu.vn Email: jst@tnu.edu.vn 45
2. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 1. Giới thiệu chọn hàng đầu trong số các màng polyme sinh Ô nhiễm thực phẩm đã và đang gây nhiều bức học có khả năng thay thế các polyme từ dầu xúc cho xã hội, đặc biệt là nhiễm vi sinh vật mỏ trong việc bao bọc thực phẩm. Màng sau chế biến - là một trong số các nguyên 3DNC có thể được sản xuất trên nhiều loại nhân chính liên quan tới bệnh về thực phẩm, môi trường dinh dưỡng khác nhau [10], [11], là vấn nạn sức khỏe cộng đồng và là gánh [12], không chứa hemicellulose hoặc lignin nặng kinh tế đối với ngành công nghiệp thực nên có sức căng và độ bền cao; khả năng giữ phẩm. Đóng gói là một trong các khâu cuối và thấm hút nước cao, có tính xốp chọn lọc, trước khi thực phẩm được bảo quản, phân có cấu trúc mạng sợi siêu mịn cỡ nanomet và phối và tiêu dùng. Vì thế, việc đóng gói và vật có độ tinh khiết cao. Màng 3DNC là vật liệu liệu sử dụng để đóng gói thực phẩm có ý rắn, hình sợi, màu trắng, không có mùi vị, nghĩa quan trọng nhằm ngăn ngừa và kiểm không tan trong nhiều dung môi hữu cơ, soát ô nhiễm vi sinh vật sau chế biến. Ngoài không tan trong nước, hình dạng và kích ra, thực phẩm được đóng gói trở nên an toàn thước tùy theo hình dạng và kích thước của hơn, chất lượng được đảm bảo và thuận lợi dụng cụ lên men [11], [13]. 3DNC còn có khả cho việc cung cấp và phân phối [1]. Hiện nay, năng hấp phụ một số chất chức năng như: thực phẩm chủ yếu chỉ được đựng và bao gói Lactoferrin tạo loại bao bì kháng khuẩn có thể bằng các màng polyme có nguồn gốc dầu mỏ ăn được [14]; curcumin có vai trò như cảm như polyetylen (PE). Các loại màng này có biến dán trên bao bì để giám sát thời gian nhược điểm là gây tổn thất chất dinh dưỡng thực của sự hư hỏng tôm [15] và có tính trong quá trình bảo quản và không tiêu diệt chống ung thư [16]; một số hoạt chất kháng các vi sinh vật gây hại trong thực phẩm hay khuẩn như axit sorbic [17], Hơn nữa, xâm nhập từ bên ngoài. Hơn nữa, các màng 3DNC còn được sử dụng như là một thành này thường chứa các chất độc và không có phần trong thực phẩm [13] và như là cơ chất khả năng tự phân hủy, nên lại là nguyên nhân vận tải và phân phối dược chất [8], [9], [10], gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, việc bảo [11]. Việc bảo quản các loại thực phẩm tươi quản thực phẩm thường lạm dụng quá mức sống giàu đạm dễ hư hỏng như: thịt, cá, rau các chất hóa học và đặc biệt là việc sử dụng quả, trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của các chất kháng sinh trong y học vào bảo quản, nước ta đã và đang là những vấn đề được chế biến thực phẩm, đây là một nguyên nhân quan tâm của các nhà sản xuất, chế biến và dẫn đến tình trạng phát tán nhanh tính kháng của các nhà khoa học [4], [6]. Vì vậy việc chế thuốc, là nguy cơ lớn đối với sức khỏe con tạo các loại màng bao có nguồn gốc sinh học người [1], [2], [3]. Đã có một số công trình để bảo quản thực phẩm đã và đang được quan nghiên cứu, tìm kiếm các loại chất bảo quản tâm và nghiên cứu nhiều năm qua. Màng có nguồn gốc sinh học và vật liệu thay thế các 3DNC-B với các đặc tính phù hợp dùng làm polyme dầu mỏ nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi hệ vận tải và phân phối thuốc như giữa 3DNC trường [4], [5]. Trong đó, hướng nghiên cứu và B không có sự hình thành liên kết cộng sử dụng các chất kháng khuẩn có nguồn gốc hóa trị, các sợi cellulose trong cấu trúc màng sinh học trong bảo quản, chế biến thực phẩm bị trương nở khi xử lý màng trong môi trường đang được quan tâm nhiều [1], [6]. Trong số axit hoặc kiềm dẫn đến độ rỗng trong cấu trúc các polyme phân hủy sinh học, màng 3D- của màng giảm, đã được chúng tôi chứng nano-cellulose (3DNC) là vật liệu được tổng minh trong nghiên cứu trước đây [8]. Màng hợp từ vi khuẩn, một loại polyme được sản 3DNC là một polyme sinh học do vi khuẩn xuất từ quá trình lên men vi sinh vật [7], [8], tạo ra được hấp phụ với berberin - hoạt chất [9]. Vì thế, màng 3DNC được xem là lựa được chiết từ thực vật, có tác dụng kháng 46 Email: jst@tnu.edu.vn
3. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 khuẩn, kháng nấm và hoạt tính kháng sinh Hấp khử trùng môi trường ở 113 oC trong 15 chống viêm - chất diệt khuẩn nguồn gốc sinh phút; Lấy môi trường ra khử trùng bằng tia học (kháng sinh thực vật) [18], [19], có thể UV trong 15 phút rồi để nguội; Bổ sung 10% chế tạo màng bọc và bảo quản thực phẩm dịch giống (45,5x106 tế bào/ml) và lắc cho thân thiện với môi trường. Các loại chất bảo giống phân bố đều trong dung dịch; Chuyển quản thực phẩm có nguồn gốc sinh học đang dịch sang dụng cụ nuôi cấy theo kích thước dần thay thế các chất bảo quản hóa học và nghiên cứu, dùng gạc vô trùng bịt miệng dụng chất kháng sinh. Nghiên cứu nhằm đánh giá cụ, đặt tĩnh trong 7-10 ngày ở 28 oC; Thu một số đặc tính của màng 3DNC hấp phụ màng 3DNC thô và xử lý tinh sạch 3DNC berberin (3DNC-B) định hướng dùng bọc trước khi cho hấp phụ với berberin. thực phẩm tươi sống thay thế túi PE. Màng 3DNC hấp phụ berberin (3DNC-B) [8], 2. Phương pháp nghiên cứu [15]: 3DNC tạo ra từ các môi trường nuôi cấy 2.1. Vật liệu và trang thiết bị (3DNC-MTC, 3DNC-MTD, 3DNC-MTG) ở độ dày 0,5 cm được xử lý tinh sạch trước khi Berberin (98%; Sigma-Aldrich, Mỹ); cao nấm cho hấp phụ berberin (ở nồng độ dung dịch men (Sigma-Aldrich, Mỹ); pepton (ECHA, berberin 100 mg/l, nhiệt độ 40 oC, thời gian 2 European Union); các hóa chất khác đạt tiêu giờ) thu được các màng 3DNC hấp phụ chuẩn dùng trong phân tích. Máy khuấy từ gia berberin (3DNC-MTC-B, 3DNC-MTD-B, nhiệt (IKA, Đức); nồi hấp khử trùng (HV- 3DNC-MTG-B) dùng để đánh giá một số đặc 110/HIRAIAMA, Nhật Bản); buồng cấy vô tính của màng ứng dụng cho bọc thực phẩm. trùng (Haraeus, Đức); cân phân tích (Sartorius, Thụy Sỹ); Máy đo quang phổ UV- 2.3. Phương pháp đánh giá một số đặc tính Vis 2450 (Shimadru, Nhật Bản); máy lắc tròn của màng 3DNC và 3DNC-B tốc độ chậm (Orbital Shakergallenkump, 2.3.1. Xác định khả năng hút nước của màng Anh); tủ sấy, tủ ấm (Binder, Đức), một số Xác định khả năng hút nước của màng theo dụng cụ nghiên cứu khác. thời gian bằng việc đặt màng 3DNC-B trên bề Chủng vi khuẩn: Vi khuẩn Acetobacter mặt đông cứng của môi trường thạch và xác xylinum được phân lập [9], [10], [11] và nuôi định khối lượng thay đổi theo thời gian [11]. cấy tại phòng sạch Vi sinh – Động vật, Viện Xác định khả năng hút nước khi màng tiếp Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng - Trường xúc với thực phẩm. Ngâm đĩa petri bằng cồn Đại học Sư phạm Hà Nội 2. 70o. Pha môi trường thạch agar 2%. Khi thạch Môi trường nuôi cấy [7], [9], [10], [11]: Môi đã có độ đông cứng bề mặt, đặt màng 3DNC trường chuẩn (MTC) gồm glucose (20 g), đã được làm khô và được cân lên bề mặt thạch. pepton (5 g), diamoni photphat (2,7 g), cao Cân lại màng để xác định lượng nước hút được nấm men (5 g), axit citric (1,15 g), nước cất 2 sau những khoảng thời gian thí nghiệm. lần (1000 ml); môi trường nước dừa già 2.3.2. Xác định tính thấm của các màng (MTD) gồm glucose (20 g), pepton (10 g), 3DNC-B với nước, dầu ăn ở nhiệt độ thường diamoni photphat (0,5 g), amoni sulfat (0,5 và nhiệt độ cao g), nước dừa già (1000 ml); môi trường nước Xác định tính thấm của các loại màng 3DNC- vo gạo (MTG) gồm glucose (20 g), pepton B bằng cách sử dụng các màng như các phễu (10 g), diamoni photphat (0,5 g), amoni sulfat lọc với nước hoặc dầu ăn. Thí nghiệm được (0,5 g), nước vo gạo (1000 ml). bố trí như hình 2, 3 và 4. Đổ 5 ml nước hoặc 2.2. Phương pháp tạo 3DNC và 3DNC-B dầu ăn vào phễu kín được tạo thành từ các Lên men thu màng 3DNC từ 3 môi trường loại màng 3DNC-B hoặc giấy thấm ở nhiệt độ gồm các bước [11]: Chuẩn bị môi trường; thường hoặc ở 80 oC. Quan sát quá trình thẩm Email: jst@tnu.edu.vn 47
4. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 thấu của nước hoặc dầu ăn qua màng ở phía và mùi của mẫu thí nghiệm để đánh giá chất trong của bình tam giác. lượng thịt. Mẫu 1: Bọc bằng màng PE; Mẫu 2.3.3. Xác định khả năng ngăn cản vi sinh vật 2: Bọc bằng màng 3DNC- MTC-B; Mẫu 3: của màng 3DNC và 3DNC-B trên thạch đĩa Bọc bằng màng 3DNC-MTG-B; Mẫu 4: Bọc bằng màng 3DNC-MTD-B. Dùng phương pháp vi sinh để xác định khả năng ngăn cản vi sinh vật của màng. Xác định 2.4. Xử lý thống kê khả năng cản khuẩn của màng 3DNC, 3DNC- Các số liệu được phân tích, xử lý thông qua B bằng việc theo dõi sự cản vi khuẩn, nấm phần mềm Excel 2010 và được biểu diễn dưới mốc mọc trên môi trường dinh dưỡng thạch dạng số trung bình ± độ lệch chuẩn. Kiểm đĩa. Thí nghiêm được thực hiện trên môi định giả thiết về giá trị trung bình của hai mẫu trường thạch như ở bảng 1 [11]. bằng cách sử dụng test thống kê. Những khác Bảng 1. Thành phần tạo môi trường thạch dinh dưỡng biệt được coi là có ý nghĩa thống kê khi giá trị STT Thành phần Hàm lượng p < 0,05. 1 Nước cất 250 ml 3. Kết quả và bàn luận 2 Glucose 5 g 3.1. Chế tạo các loại màng 3DNC và 3DNC-B 3 MgSO4.7H2O 0,5 g 4 Pepton 1,25 g Các loại màng 3DNC được tạo ra bởi vi 5 (NH4)2SO4 0,75 g khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường 6 Thạch agar 5 g chuẩn (MTC), nước dừa (MTD) và nước vo 7 KH2PO4 0,5 g gạo (MTG) sau xử lý tinh sạch được minh Hòa tan hỗn hợp trong nước cất 2 lần rồi đun họa trên hình 1. Dựa trên đánh giá cảm quan sôi trong khoảng 3 phút (khuấy đều hỗn hợp các màng 3DNC như trên hình 1 cho các kết trong quá trình đun). Chia hỗn hợp vào các quả như sau: Màng 3DNC-MTC có màu trắng đĩa petri với độ dày bản thạch là 0,5 cm. Môi trong; Màng 3DNC-MTD có màu trắng đục trường và các đĩa petri đều đã được khử ngả nâu nhạt nhẹ; Màng 3DNC-MTG có màu trùng. Đĩa 1: Để mở (đối chứng); Đĩa 2: Gạc trắng đục. Kết quả đánh giá cảm quan này vô khuẩn; Đĩa 3: Đậy bằng PE; Đĩa 4: Đậy cũng phù hợp với các nghiên cứu trước đây bằng màng 3DNC-MTC; Đĩa 5: Đậy bằng của các tác giả khác [6] và nghiên cứu của màng 3DNC-MTD; Đĩa 6: Đậy bằng màng chúng tôi [11]. 3DNC-MTG; Đĩa 7: Đậy bằng màng 3DNC- MTC-B; Đĩa 8: Đậy bằng màng 3DNC-MTD- B; Đĩa 9: Đậy bằng màng 3DNC-MTG-B. Để các đĩa thạch ở nhiệt độ phòng. Sau đó quan sát lượng vi khuẩn, nấm mốc sinh ra trên bản thạch sau 3 ngày. 3DNC-MTC 3DNC-MTD 3DNC-MTG 2.3.4. Khả năng bảo vệ thực phẩm của màng Hình 1. 3DNC tạo ra bởi Acetobacter xylinum 3DNC-B trong môi trường nuôi cấy khác nhau Khả năng bảo vệ thực phẩm được xác định Các loại màng 3DNC sau tinh sạch cho hấp bằng việc dùng màng 3DNC-B bọc thực phụ với berberin ở nồng độ 100 mg/l, trong phẩm và theo dõi sự biến đổi màu sắc và mùi điều kiện 40 oC, sau 2 giờ và tỷ lệ kích thước của thực phẩm. Thịt lợn tươi sống được lựa 1 dm2 màng (dài 1 dm và rộng 1 dm) với độ chọn để tiến hành thí nghiệm. Bọc mỗi miếng dày 0,5 cm trong 1 lít dung dịch. Dựa vào kết thịt có khối lượng 100 g trong mỗi tấm màng, quả sử dụng máy quang phổ UV-Vis 2450 đo để ở nhiệt độ phòng. Sau mỗi thời gian 6 OD ban đầu, OD sau hấp phụ với berberin và tiếng, tiến hành xác định sự thay đổi màu sắc phương trình đường chuẩn của berberin (1-6 48 Email: jst@tnu.edu.vn
5. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 µg/ml) [8], [19], chúng tôi đã tính được lượng Một trong những tiêu chí quan trọng để có thể berberin đã được hấp phụ vào các loại màng sử dụng màng 3DNC-B làm màng bọc thực 3DNC (2,4 mg/dm2). Như vậy, berberin đã phẩm là chúng phải giữ được nước, không được hấp phụ vào các loại màng 3DNC tạo cho nước thấm qua màng. Chúng tôi đã tiến thành màng 3DNC-B. hành thí nghiệm đối chứng giữa các loại màng 3DNC-B và giấy lọc như mô tả ở hình 3.2. Khả năng hút nước của các loại màng 2 thu được kết quả: giấy lọc nước lọc rất 3DNC nhanh, còn các loại màng 3DNC-B thì để sau Khả năng hút nước của màng 3DNC-B theo 24 giờ cũng không thấm được giọt nước nào. thời gian được xác định khi đặt màng trên bề mặt đông cứng của môi trường thạch thông qua khối lượng màng thay đổi trong 2, 4, 6 giờ. Kết quả về khả năng hút nước của màng 3DNC-B được trình bày ở bảng 2 (n = 3). Bảng 2. Khả năng hút nước của màng 3DNC-B 3DNC- 3DNC- 3DNC- Giấy 3DNC-MTC- 3DNC-MTG- 3DNC-MTD- MTD-B MTG-B MTC-B thấm B B B a 0,006 ± 0,001 0,006 ± 0,001 0,006 ± 0,001 Hình 2. Tính thấm nước của 3DNC-B và giấy lọc Sau 2 giờ b 0,019 ± 0,001 0,019 ± 0,001 0,021 ± 0,002 c 0,013 ± 0,002 0,013 ± 0,002 0,015 ± 0,002 Sau 4 giờ b 0,024 ± 0,001 0,024 ± 0,001 0,026 ± 0,002 c 0,018 ± 0,001 0,018 ± 0,002 0,020 ± 0,003 Sau 6 giờ b 0,024 ± 0,001 0,024 ± 0,001 0,026 ± 0,002 3DNC- 3DNC- 3DNC- Giấy c 0,018 ± 0,002 0,018 ± 0,001 0,020 ± 0,003 MTD-B MTG-B MTC-B thấm Ghi chú: a - là khối lượng màng ban đầu diện tích Hình 3. Tính thấm dầu ăn của các 3DNC-B và 1 dm2; b - là khối lượng màng ngâm ở các giờ giấy lọc tương ứng; c = b - a. Kết quả ở bảng 2 cho thấy khả năng hút nước của các loại màng 3DNC-B chủ yếu trong 4 giờ đầu và khả năng hút cao nhất trong 2 giờ đầu tiên trong số các khoảng thời gian khảo sát. Tuy nhiên, sau 4 giờ thì hầu như các loại màng 3DNC-B không còn khả năng hút nước 3DNC- 3DNC- 3DNC- thêm; cụ thể ở thời gian 4 giờ và 6 giờ khối MTC-B MTG-B MTD-B lượng các loại màng 3DNC-B hầu như không Hình 4. Đánh giá khả năng chịu nhiệt của 3 loại thay đổi. Quy luật này cũng đã được chúng màng 3DNC-B tôi chỉ ra trong nghiên cứu trước đây [11]. Kết Chúng tôi tiếp tục tiến hành khảo sát tính quả ở bảng 2 cũng cho thấy các loại màng thấm của các loại màng 3DNC-B với dầu ăn 3DNC-B có khả năng hút nước tương đối đều như mô tả ở hình 3. Kết quả thu được ở thí nhau (0,013-0,018 ở 3DNC-MTC-B hoặc nghiệm này cũng tương tự giống như thí 3DNC-MTG-B; 0,015-0,020 ở 3DNC-MTD- nghiệm về tính thấm của các loại màng B) và không có sự khác biệt có ý nghĩa thống 3DNC-B với với nước. kê giữa ba loại màng (p > 0,05). Khảo sát khả năng chịu nhiệt của 3 loại màng 3.3. Tính thấm của màng 3DNC-B với nước, 3DNC-B bằng dầu ăn ở 80oC được mô tả ở dầu ăn ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao Email: jst@tnu.edu.vn 49
6. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 hình 4. Kết quả thực nghiệm cho thấy các loại Thịt lợn tươi sống sau giết mổ thường giảm màng 3DNC-B đều không bị thay đổi màu chất lượng về cả chất lượng cảm quan và chất sắc, không thấm dầu ăn. lượng vi sinh chỉ sau 12 giờ ở nhiệt độ thường 3.4. Khả năng ngăn cản vi sinh vật của các (bán ở các chợ) và sau 24 giờ ở nhiệt độ mát màng 3DNC hoặc 3DNC-B trên thạch đĩa (bán ở siêu thị). Đồng thời thịt lợn tươi sống để ở nhiệt độ thường lại là môi trường lý tưởng cho sự sinh trưởng và phát triển của các vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm cũng như vi sinh vật gây bệnh [6]. 3DNC-MTC 3DNC-MTG 3DNC-MTD Túi PE 3DNC- 3DNC- 3DNC- Đậy vải màn Không đậy Đậy PE MTC-B MTG-B MTD-B Hình 5. Khả năng cản vi sinh vật của các 3DNC Hình 7a. Bảo vệ thực phẩm của các 3DNC-B 3DNC- Khả năng bảo vệ thực phẩm được xác định MTC-B bằng việc dùng các loại màng 3DNC-B để bọc thịt lợn tươi sống và theo dõi sự biến đổi màu sắc và mùi của thịt. Đối chứng là mẫu thịt lợn được bọc bằng PE và thịt lợn không được bọc. 3DNC- Kết quả được minh họa trên hình 7a. MTD-B Xét về chất lượng cảm quan, dựa trên các chỉ tiêu và yêu cầu cảm quan của thịt lợn (theo TCVN 7046: 2002) [6] chúng tôi có nhận xét 3DNC- sau: Mẫu thịt lợn tươi sống không được bọc MTG-B sau 1 ngày bảo quản có màu sắc, mùi và trạng thái cấu trúc không còn duy trì được so với mẫu đối chứng ban đầu (Thịt lợn tươi sống Hình 6. Khả năng cản vi sinh vật của các 3DNC-B ngay sau giết mổ). Mẫu thịt lợn tươi sống Môi trường chất dinh dưỡng trên thạch đĩa là được bọc bằng PE sau 1 ngày bảo quản, tuy điều kiện để vi khuẩn và nấm mốc phát triển vẫn giữ được mùi đặc trưng nhưng bắt đầu có rất nhanh, thường sau 24 đến 48 giờ thì nấm dấu hiệu ôi và không giữ được màu sắc và mốc đã phát triển. Vì vậy, để nghiên cứu khả trạng thái cấu trúc so với mẫu đối chứng ban năng cản khuẩn của các loại màng 3DNC đầu. Trong khi ở các mẫu được bọc bằng các hoặc 3DNC-B, chúng tôi tiến hành bọc các loại màng 3DNC-B sau 2 ngày bảo quản màng trên đĩa petri có môi trường dinh dưỡng (hình 7b), giữ được mùi và trạng thái cấu trúc dạng thạch, theo dõi sự phát triển nấm mốc. Sau đặc trưng so với đối chứng ban đầu, tuy nhiên 3 ngày, kết quả thu được như ở hình 5 và hình 6 ở mẫu được bọc bằng màng 3DNC-MTC-B chứng tỏ các loại màng 3DNC hoặc 3DNC-B và 3DNC-MTD-B có chất lượng cảm quan đều có khả năng cản khuẩn như túi PE. cao hơn ở mẫu được bọc bằng màng 3DNC- 3.5. Khả năng bảo vệ thực phẩm của các MTG-B. loại màng 3DNC-B 50 Email: jst@tnu.edu.vn
7. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Kinh tế và Kinh doanh, T. 32, S. 1, tr. 66-72, 2016. [4]. Trần Thị Luyến, Lê Thanh Long, “Nghiên cứu bảo quản trứng gà tươi bằng màng bọc chitosan kết hợp phụ gia”, Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, T. 1, tr. 3-11, 2007. Túi PE 3DNC- 3DNC- 3DNC- [5]. S. Bandyopadhyay, N. Saha, U. V. Brodnjak, MTC-B MTG-B MTD-B P. Saha, “Bacterial cellulose based greener Hình 7b. Bảo vệ thực phẩm của các 3DNC-B packaging material: a bioadhesive polymeric film”, Materials Research Express, Vol. 5, No. 11, 4. Kết luận pp. 1-11, 2018. Các loại màng 3DNC được tạo ra bởi vi [6]. Nguyễn Thúy Hương, Trần Thị Tưởng An, khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường “Thu nhận Bacteriocin bằng phương pháp lên men chuẩn (MTC), nước dừa (MTD) và nước vo bởi tế bào Lactococcus lactic cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn và ứng dụng trong bảo gạo (MTG) sau xử lý tinh sạch được hấp phụ quản thịt tươi sơ chế tối thiểu”, Tạp chí Phát triển berberin thu được các màng 3DNC-B đều có Khoa học và Công nghệ, T. 11, S. 9, tr. 100-109, các tính chất phù hợp cho sử dụng làm màng 2008. bọc và bảo quản thực phẩm tươi sống. Khả [7]. S. Hestrin, M. Schramm, “Synthesis of cellulose by Acetobacter xylinum, Preparation of năng hút nước của 3 loại màng 3DNC-B freeze-dried cells capable of polymerizing glucose không có sự khác biệt rõ rệt. Các màng to cellulose”, Biochem J., Vol. 58. No. 2, pp. 345- 3DNC-B đều bền và ít thấm với nước, dầu ăn 352, 1954. ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao. Khả năng [8]. L. Huang, X. Chen, Nguyen Xuan Thanh, H. cản khuẩn của cả 3 loại màng 3DNC-B đều Tang, L. Zhang, G. Yang, “Nano-cellulose 3D- networks as controlled-release drug carriers”, tương tự như túi PE. Các màng 3DNC-B có Journal of Materials Chemistry B (Materials for tiềm năng ứng dụng trong bao gói và bảo quản biology and medicine), Vol. 1, pp. 2976-2984, thịt lợn tươi sống; trong đó màng 3DNC-MTC- 2013. B và 3DNC-MTD-B có chất lượng cảm quan [9]. Nguyen Xuan Thanh, "Isolation of Acetobacter xylinum from Kombucha and tốt hơn màng 3DNC-MTG-B. application of cellulose material produced by Lời cám ơn bacteria from some culture media for drug Xin trân trọng cảm ơn các thành viên và cộng carrier", International Journal of Science and Research (IJSR), Vol. 8, No. 1, pp. 1044-1049, tác viên của nhóm nghiên cứu Kỹ thuật sinh y 2019. dược học (BIPERG), Viện Nghiên cứu Khoa [10]. Nguyễn Xuân Thành, “Đánh giá sinh khả học và Ứng dụng - Trường Đại học Sư phạm dụng in vivo của famotidine từ vật liệu mạng lưới Hà Nội 2 đã hỗ trợ thực hiện các nội dung 3D-nano-cellulose nạp famotidine được tạo ra từ Acetobacter xylinum trong một số môi trường nuôi nghiên cứu. cấy”, Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Y Dược, T. 34, S. 2, tr. 19-25, 2018. TÀI LIỆU THAM KHẢO [11]. Nguyễn Xuân Thành, “Nghiên cứu một số [1]. Trần Thanh Thủy, Hoa Thị Minh Tú, Phạm đặc tính của mạng lưới 3D-nano-cellulose nạp Thị Thu Phương, Nguyễn Quốc Việt, Bùi Thị curcumin được sản xuất từ vi khuẩn Acetobacter Thanh Mai, Trần Đình Mấn, Lê Thanh Bình, “Tác xylinum”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ dụng kháng khuẩn của màng Polylactic Acid- (Chuyên san Khoa học Nông nghiệp – Lâm nghiệp Nisin”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ Việt Nam, – Y dược) - Đại học Thái Nguyên, T. 184, S. 08, tr. T. 51, S. 6, tr. 729-735, 2013. 83-88, 2018. [2]. Phạm Ngọc Lân, “Túi ni lông tự phân hủy [12]. M. U. Islam, M. W. Ullah, S. Khan, N. Shah, sinh học”, Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Bộ J. K. Park, “Strategies for cost-effective and enhanced production of bacterial cellulose”, Int. J. Công thương, T. 14, tr. 4-5, 2013. Biol. Macromol., Vol. 102, pp. 1166-1173, 2017. [3]. Hoàng Thị Bảo Thoa, “Xu hướng tiêu dùng [13]. H. Ullah, H. A. Santos, T. Khan, xanh trên thế giới và hàm ý đối với Việt Nam”, “Applications of bacterial cellulose in food, Email: jst@tnu.edu.vn 51
8. Nguyễn Xuân Thành Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ ĐHTN 202(09): 45 - 52 cosmetics and drug delivery”, Cellulose, Vol. 23, bacterial cellulose films and anticancer properties No. 4, pp. 2291-2314, 2016. against malignant melanoma skin cancer cells”, [14]. J. Padrão, S. Gonçalves, J. P. Silva, V. Applied Sciences, Vol. 8, No. 7, pp. 1-15, 2018. Sencadas, S. Lanceros-Méndez, A. C. Pinheiro, A. [17]. I. M. Jipa, A. Stoica-Guzun, M. Stroescu, A. Vicente, L. R. Rodrigues, F. Dourado, “Controlled release of sorbic acid from bacterial “Bacterial cellulose-lactoferrin as an antimicrobial cellulose based mono and multilayer antimicrobial edible packaging”, Food Hydrocolloids, Vol. 58, films”, LWT - Food Science and Technology, Vol. pp. 126-140, 2016. 47, No. 2, pp. 400-406, 2012. [15]. B. Kuswandi, Jayus, T. S. Larasati, A. [18]. Nguyễn Kim Cẩn, “Nghiên cứu những cây Abdullah, L. Y. Heng, “Real-time monitoring of chứa berberin trên thế giới và trong nước”, Tạp shrimp spoilage using on-package sticker sensor chí Dược liệu, T. 5, S. 5, tr. 129-138, 2000. based on natural dye of curcumin”, Food [19]. Nguyen Xuan Thanh, L. Huang, L. Liu, A. Analytical Methods, Vol. 5, No. 4, pp. 881-889, M. E. Abdalla, M. Gauthier, G. Yang, “Chitosan- 2012. coated nano-liposomes for the oral delivery of [16]. C. Subtaweesin, W. Woraharn, S. Taokaew, berberine hydrochloride”, Journal of Materials N. Chiaoprakobkij, A. Sereemaspun, M. Chemistry B (Materials for biology and medicine), Phisalaphong, “Characteristics of curcumin-loaded Vol. 2, pp. 7149-7159, 2014. 52 Email: jst@tnu.edu.vn