PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. Tính cấp thiết
Khoa học và công nghệ nano là một lĩnh vực mới trong những năm gần đây nhưng đã và đang phát triển nhanh chóng vì sự hiệu quả và những ứng dụng rộng rãi của nó trong nhiều ngành như sinh y học, điện tử, vật lí, hóa học. Vật liệu nano với kích thước nanomet siêu nhỏ đã thể hiện nhiều tính chất mới lạ do hiệu ứng kích thước. Hiện nay nhiều nước trên thế giới đang xem công nghệ nano là mục tiêu mũi nhọn để đầu tư phát triển.
Việt Nam là nước đang phát triển, vệ sinh an toàn thực phẩm ở mức rất thấp và chịu sự chi phối của nhiều yếu tố như: môi trường ô nhiễm dẫn đến ô nhiễm vào nông sản và vật nuôi, quy trình sản xuất và chế biến thực phẩm còn nhỏ lẻ, không đáp ứng điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm, hủ tục lạc hậu trong ăn uống hoặc vì lợi nhuận mà sử dụng phụ gia, bảo quản ngoài danh mục bộ y tế, kiểm soát thực phẩm qua biên giới và trên thị trường chưa chặt chẽ…đang gióng lên hồi chuông báo động hơn bao giờ hết. Các thuốc kích thích ở vật nuôi, dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, melanin trong sữa và nước mắm, 3-MCPD trong nước tương, urea, chlor, cloramphenicol, dipterex trong thủy hải sản…, đặc biệt thức ăn và nước uống nhiễm khuẩn đã gây ra nhiều vụ ngộ độc tập thể, nguy hại cho sức khỏe của con người. Khái niệm thực phẩm sạch ở Việt Nam vẫn là xa xỉ đối với người dân, nhất là dân nghèo.
Để chống lại sự nhiễm khuẩn, hiện nay việc sử dụng chất kháng sinh là giải pháp phổ biến để đẩy lùi các bệnh dịch do vi khuẩn gây ra. Tuy nhiên việc sử dụng thuốc kháng sinh cũng có những mặt trái là: do chất kháng sinh tính chọn lọc thấp nên dễ dẫn đến hiện tượng các vi khuẩn có lợi cũng bị tiêu diệt, gây ra trạng thái mất cân bằng khu hệ vi sinh vật, đặc biệt việc sử dụng rộng rãi các loại thuốc kháng sinh dễ dẫn đến nguy cơ kháng thuốc của vi khuẩn và xa hơn nữa là gia tăng tính nguy hiểm của các triệu chứng lâm sàng tạo bởi các loài vi khuẩn. Chính vì vậy, yêu cầu cấp thiết đặc ra hiện nay là phải tìm một chất có khả năng ức chế sinh trưởng của vi khuẩn mà không gây ra hiện tượng nhờn thuốc, không phá vỡ trạng thái cân bằng khu hệ vi sinh vật, không tác dụng phụ, không độc hại, không gây ô nhiễm môi trường.
Chitosan là một polisaccharide tự nhiên, là dẫn xuất từ quá trình khửacetyl của chitin. Chitin là thành phần cấu trúc chính vỏ tôm, cua, là một polimer sinh học có nhiều trong tự nhiên, đặc biệt ở Việt Nam có bờ biển dài, nhiều sông suối. Chitosan không độc, có khả năng tự phân hủy sinh học cao, là chất ăn được. Chitosan mang điện tích dương, có ái lực cao với các axit mang điện tích âm, tương tác với các thành phần polianion của vách tế bào vi sinh vật, kết hợp DNA, gắn kết gây đông tụ, kết tủa tế bào vi khuẩn. Do đó, chitosan có tính kháng khuẩn, kháng nấm rộng, làm con người trẻ lâu, hoạt hóa tế bào cơ thể, gia tăng khả năng miễn dịch, giải độc, bảo vệ gan trong cơ thể. Đặc biệt hạt nano chitosan có kích thước nano, có nhiều ưu điểm như diện tích tiếp xúc và điện tích dương lớn hơn chitosan, do đó có tiềm năng tăng cường hoạt tính sinh học, trong đó có hoạt tính kháng khuẩn. Vì vậy, việc nghiên cứu tạo hạt nano nhằm tăng cường tính kháng khuẩn của chitosan ứng dụng trong bảo quản thực phẩm là vấn đề cấp thiết hiện nay. Ở Việt Nam, Nguyễn Anh Dũng đã sử dụng chế phẩm chitosan để ức chế sinh trưởng của vi khuẩn Escherichia coli, nghiên cứu tạo hạt nano chitosan làm tá chất miễn dịch cho vaccin cúm A H5N1 và xây dựng mô hình thử nghiệm trên động vật. Xuất phát từ đó tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu qui trình tạo hạt và các điều kiện tối ưu nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn của nano chitosan”
1.2. Mục tiêu đề tài
1.2.1. Xây dựng quy trình tạo hạt nano chitosan bằng tripolyphosphate (TPP).
1.2.2. Xác định các điều kiện tối ưu để nâng cao hiệu quả kháng khuẩn của hạt nano chitosan.
1.3.Ý nghĩa khoa học
Tạo hạt nano chitosan nhằm tăng cường hoạt tính kháng khuẩn là hoàn toàn mới tại Việt Nam.
1.4.Ý nghĩa thực tiễn
Thành công của đề tài sẽ đẩy nhanh việc sử dụng vật liệu nano chitosan trong bảo quản, phòng chống nhiễm khuẩn ở thực phẩm ở Việt Nam. Đây là vật liệu an toàn cho sức khỏe con người và phổ biến, giá thành hạ phù hợp với điều kiện kinh tế của nhân dân.
1.5.Giới hạn đề tài
Do thời gian có hạn, thiết bị, hóa chất hạn chế nên tôi chỉ tiến hành nghiên cứu quy trình tạo hạt nano chitosan, bước đầu thử nghiệm trên hai loại vi khuẩn Escherichia coli và Staphylococcus aureus.
