1
S KHOA HC VÀ CÔNG NGH TP.HCM
TRUNG TÂM THÔNG TIN VÀ THNG KÊ KH&CN
BÁO CÁO PHÂN TÍCH XU HƯNG CÔNG NGH
Chuyên đề:
XU HƯỚNG NGHIÊN CU VÀ NG DNG POLYMER
SINH HC TRONG CÔNG NGHIP THC PHM
Biên soạn: Trung tâm Thông tin và Thống kê Khoa học và Công nghệ
Vi s cng tác ca:
PGS.TS. Ngô Đăng Nghĩa
Nguyên Viện trưng Viện sinh học i trường Đai học Nha Trang
TS. Lê Minh Hùng
Viện Cơ điện Nông nghiệp ng nghsau thu hoạch
TS. Hoàng Xuân Tùng
- Trường Đai học ch Khoa TP.HCM
TP.H Chí Minh, 07/2018
2
MỤC LỤC
I. TNG QUAN NGHIÊN CU VÀ NG DNG POLYMER SINH HC
TRONG CÔNG NGHIP THC PHM TRÊN TH GII VÀ TI VIT NAM. . 1
1. Khái nim và phân loi polymer sinh hc ................................................................ 1
2. Tình hình nghiên cu ng dng polymer sinh hc trong bo qun thc
phm ................................................................................................................................... 9
3. PHÂN TÍCH XU HƯNG NGHIÊN CU VÀ NG DNG POLYMER
SINH HC TRONG CÔNG NGHIP THC PHM TRÊN CƠ S S LIU
SÁNG CH QUC T ..................................................................................................... 17
1. Tình hình công b ng chế v nghn cu và ng dng polymer sinh hc trong
công nghip thc phm theo thi gian ............................................................................ 17
2. Tình hình công b ng chế v nghn cu và ng dng polymer sinh hc trong
công nghip thc phm theo quc gia ............................................................................. 18
3. Tình hình công b ng chế v nghn cu và ng dng polymer sinh hc trong
công nghip thc phm theo c hưng nghiên cu .................................................... 18
4. Các đơn v dn đu s hu sáng chế v nghn cu ng dng polymer sinh
hc trong công nghip thc phm ................................................................................... 19
5. Sáng chế tiêu biu ......................................................................................................... 19
6. Kết lun .......................................................................................................................... 20
III. KT QU NGHIÊN CU NG DNG POLYMER SINH HC
TRONG CÔNG NGHIP THC PHM. ................................................................... 21
1. Các nghiên cu v polymer sinh hc ti trường Đại hc Nha Trang ................ 21
2. ng dng màng polymer sinh hc trong bo qun trái cây sau thu hoch ..... 22
3. Nghiên cu và ng dng vt liu phân hy sinh hc trong sn xut bao bì. ...... 28
1
XU HƯỚNG NGHIÊN CU VÀ NG DNG POLYMER
SINH HC TRONG CÔNG NGHIP THC PHM
**************************
I. TNG QUAN NGHN CU VÀ NG DNG POLYMER SINH
HC TRONG CÔNG NGHIP THC PHM TRÊN TH GII TI
VIT NAM.
1. Khái niệm và phân loại polymer sinh học
Polymer (hay còn gi đại phân t) các phân t đưc to thành t các đơn
v nh hơn là các monome. Polymer thưng dng mch thng vi nhiu hình
dng khác nhau. Oligome có s ợng các monome ít hơn, từ 2 đến 20. Mt phân
t được xem như đại phân t khi khối lượng phân t ca ln hơn 10.000
g/mol.
Polymer sinh học các đi phân t ngun gc t sinh vt. Khi các sinh
vật đó là các đng thc vt bin, ta có các polymer sinh hc bin.
Các polymer sinh hc được chia làm 4 nhóm chính: nucleotid, protein,
carbohydrat và lipid.
Trong các loi polymer hin nay, polymer Polysaccharide mt loi
polymer đặc bit quan trng ngun gc t các sinh vt bin. Trong s đó,
phi k đến các cht ngun gc t rong biển như alginat, agar carageenan.
Các polymer này ph ng dng rt rộng ngày càng ý nghĩa trong các
nghiên cu và ng dng thuộc lĩnh vực y sinh học và dược phm.
Bên cnh các loài rong bin ln (macroalgae), hin nay các polysaccharide
t vi to bin (marine microalgae) đang được chú ý vì tính đa dạng ca chúng.
Trong môi trường bin, còn mt ngun sn sinh các polysaccharide đáng
chú ý na vi khun. Các polysaccharide ngoi bào t vi khun (microbial
exopolysaccharides) đang được các nhà khoa hc chú ý s ng phong phú
các loi vi khun các chất chúng sinh ra đ tn ti trong những điu kin
khc nghiệt như ở các vùng biển sâu, vùng địa cc vùng có đ mui rt cao,...
2
1.1 Các polymer sinh học trong biển
1.1.1 Agar
Agar là mt loại keo ưa nước được tách chiết t mt s loài rong bin thuc
ngành rong đỏ. không tan trong nước lạnh nhưng tan trong nước nóng.
Dung dch 1,5% agar khi làm lạnh đến khong nhiệt độ 32-430C s to gel
gel này s ng chy 850C. Agar mt polysaccharid cu to t các
monome là galactose trong đó các gốc b suphat hóa mức độ khác nhau.
Agar xut x t Nht Bn. T xưa đến nay, agar được sn xut bán
i dng lng (nóng) hoc dng gel (ngui). T thế k 18, sn xuất agar được
công nghip hóa to ra sn phm khô, tiếng Nht gi kanten. Mc vy
tên gi agar li xut x t Lai. Các nước nói tiếng Pháp B Đào Nha
gi là gelose.
Cấu trúc Agar
Hiện nay, người ta đã xác nhận được agar cu to t hai phân đon, agarose
và agaropectin. Sau đây ta sẽ xét chi tiết cu trúc ca tng phân đoạn.
Agarose
- Agarose cu to mch thng bi các gc β-D-galactopyranose ni
vi 3,6-anhydro-L-galactose qua các liên kết 1-3 liên kết 1-4. Hai monome
này liên kết luân phiên với nhau. Độ bn ca các liên kết 1-3 1-4 khác nhau
đối vi các tác nhân enzym và hóa hc.
- Liên kết 1,3 α d b phân ct bi các enzym to thành các
neoagarobiose. Trong khi đó các liên kết 1,4 β d b phân ct bi acid to ra
các agarobiose. Khối lượng phân t của agarose khi chưa phân cắt khong
120.000 Dalton tương ứng 800 gốc đường đơn hexose.
Agaropectin
Agaropectin là phân đoạn có kh ng tạo gel yếu trong nước.
Cho đến nay, chưa xác định hoàn toàn cu trúc ca nó. Người ta cho rng
được to bi liên kết luân phiên gia D-glactose L-galactose tt c các
nhóm phân cc tìm thy trong phân t agar.
3
Các gc L-galactose-6-sulfate và D-glactose-4-sulfate là các gc cha
sulfate ch yếu ca agar. Tn ti một lượng nh 3,6-anhydro-L-galactose. Các
ng nh này ph thuc vào ngun gc rong, mùa v phương pháp tách
chiết.
nh chất Agar
Agar có các tính cht quan trng sau:
Agar loi polymer sinh hc kh năng tạo gel ln nht trong môi
trường nước cho gel chc hơn các loại polymer khác vi cùng
nồng độ.
Agar kh năng to gel với môi trường nước mà không cn thêm
bt k tác nhân to gel nào. Đây là điểm khác biệt căn bản ca agar.
Gel agar có th tn ti trong mt di rng ca pH t 5 đến 8.
Agar độ bn nhit cao, cho phép chịu được chế đ thanh trùng
trên 1000C.
Dung dch 1,5% agar to gel nhiệt độ t 32 đến 430C và nóng
chy 850C. Đây là tính cht duy nht ca agar so vi c cht to
gel khác.
Gel agar không mùi v l và không cn dùng các ion to gel v
gắt như kali, canxi.
Agar tính c định mùi ca thc phm lâu dài trên gel nên
tính tương thích mùi và làm dậy mùi thc phm pha vào.
Gel agar tính thun nghch rt tốt khi làm đông đun nóng chy
nhiu ln mà vn gi đưc tính cht.
Gel agar trong sut, d nhum màu do đó th làm màu cho
thc phm.
Gel agar ổn định, không kết ta khi có mặt các ion dương.