Nghiên cứu chế tạo vật liệu biocellulose tự hủy sinh học từ Acetobacter xylinum ứng dụng bọc và bảo quản thực phẩm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Nghiên cứu chế tạo vật liệu biocellulose tự hủy sinh học từ Acetobacter xylinum ứng dụng bọc và bảo quản thực phẩm nghiên cứu chế tạo vật liệu tự hủy sinh học cellulose từ vi khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường nuôi cấy tiêu chuẩn hoặc nước vo gạo để ứng dụng như màng ăn được giúp bọc và bảo quản thực phẩm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu chế tạo vật liệu biocellulose tự hủy sinh học từ Acetobacter xylinum ứng dụng bọc và bảo quản thực phẩm

BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM - HỘI NGHỊ KHOA HỌC QUỐC GIA LẦN THỨ 5 DOI: 10.15625/vap.2022.0085 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU BIOCELLULOSE TỰ HỦY SINH HỌC TỪ Acetobacter xylinum ỨNG DỤNG BỌC VÀ BẢO QUẢN THỰC PHẨM Phạm Thị Lan Hương1, Cao Bá Cường2, Nguyễn Xuân Thành2,* Tóm tắt: Các vật liệu được sử dụng cho đóng gói thực phẩm thường được sản xuất từ nhiên liệu hóa thạch, do đó không thể tái tạo và không thể phân hủy sinh học, là vấn đề nghiêm trọng cho môi trường. Trong nghiên cứu này, vật liệu tự hủy sinh học cellulose vi khuẩn (CVK) được chế tạo thành công từ Acetobacter xylinum trong môi trường chuẩn (MTC) và môi trường nước vo gạo (MTG), có các tính chất phù hợp để bọc và bảo quản thực phẩm. Kết quả ảnh chụp SEM cho thấy vật liệu CVK gồm các sợi cellulose có kích thước nano tạo mạng lưới cấu trúc không gian ba chiều với các sợi đan xen nhau, các sợi trên bề mặt màng có sự đồng nhất. Độ bền kéo đứt và độ giãn dài của vật liệu CVK-MTC lớn hơn vật liệu CVK-MTG. Vật liệu CVK có khả năng tự hủy sinh học và khả năng cản khuẩn tốt, có tiềm năng ứng dụng trong bao bọc và bảo quản thực phẩm. Từ khóa: Acetobacter xylinum, bọc và bảo quản thực phẩm, cellulose vi khuẩn, vật liệu tự hủy sinh học. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Việc sử dụng màng ăn được (edible films) để kiểm soát sự vận chuyển của nước giúp cải thiện chất lượng thực phẩm và kéo dài thời gian bảo quản nhận được sự quan tâm ngày càng tăng của các nhà nghiên cứu và các ngành công nghiệp. Mục đích là tạo ra các nguyên liệu bọc bằng các polyme tự hủy sinh học với các đặc tính đặc hiệu, có thể ăn được cùng với thực phẩm. Màng ăn được có tiềm năng kiểm soát vận chuyển khối lượng giữa thực phẩm và môi trường và giữa các thành phần khác nhau của thực phẩm, như vậy sẽ kéo dài thời gian bảo quản giúp cải thiện chất lượng và tăng thời gian sử dụng của thực phẩm. Chúng thường được làm từ polysaccharid, protein và lipid dùng đơn hoặc kết hợp theo các nghiên cứu của Azeredo và cộng sự (2017), Nguyễn Thúy Hương và Trần Thị Tưởng An (2008), Padrao và cộng sự (2016), Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019), Vilela và cộng sự (2019). Gần đây, đã có nhiều công trình nghiên cứu, tìm kiếm các loại chất bảo quản thực phẩm có nguồn gốc sinh học và vật liệu thay thế các polyme dầu mỏ, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Sử dụng các chất kháng khuẩn có nguồn gốc sinh học trong bảo quản, chế biến thực phẩm đang được quan tâm nhiều được chỉ ra bởi Padrao và cộng sự (2016), Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019). Trong số các polyme phân hủy sinh học, cellulose vi khuẩn (CVK) là vật liệu được tổng hợp từ vi khuẩn, một loại polyme được sản xuất từ quá trình lên men vi sinh vật (VSV) được đề cập đến trong các nghiên cứu của Azeredo và cộng sự (2017), Nguyễn Thúy Hương và Trần Thị Tưởng An (2008), Padrao và cộng sự (2016), Vilela và cộng sự (2019). Vì thế, CVK được xem là lựa chọn hàng đầu trong số các 1 Trường THPT Kim Anh, Hà Nội 2 Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 * Email: nguyenxuanthanh@hpu2.edu.vn
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 767 polyme sinh học có khả năng thay thế các polyme từ dầu mỏ trong việc bao bọc thực phẩm. CVK có thể được sản xuất từ nhiều loại môi trường dinh dưỡng khác nhau theo mô tả của Islam và cộng sự (2017), Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019), có khả năng giữ và thấm hút nước cao, có tính xốp chọn lọc, có cấu trúc mạng sợi siêu mịn cỡ nanomet và độ tinh khiết cao. CVK có thể làm chất mang giúp cố định Lactococcus lactic thu nhận Bacteriocin để ứng dụng trong bảo quản thịt tươi sơ chế tối thiểu theo nghiên cứu của Nguyễn Thúy Hương và Trần Thị Tưởng An (2008). CVK còn có khả năng hấp phụ một số chất như lactoferrin tạo loại bao bì kháng khuẩn có thể ăn được theo nghiên cứu của Padrao và cộng sự (2016). Mục đích nghiên cứu này nhằm chế tạo vật liệu tự hủy sinh học cellulose từ vi khuẩn Acetobacter xylinum trong môi trường nuôi cấy tiêu chuẩn hoặc nước vo gạo để ứng dụng như màng ăn được giúp bọc và bảo quản thực phẩm. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu và trang thiết bị nghiên cứu Chủng vi sinh vật: Vi khuẩn Acetobacter xylinum được phân lập từ dịch chè xanh lên men và được nuôi cấy tại Phòng Vi sinh - Động vật, Viện Nghiên cứu Khoa học và Ứng dụng - Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2. Các loài vi khuẩn Staphylococcus haemolyticus, Escherichia coli, nấm mốc và chế phẩm vi sinh Sagi Bio được cung cấp bởi Viện Công nghệ Môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Hóa chất: Cao nấm men (Mỹ); pepton (European Union); các hóa chất khác (diamoni photphat, acid citric, amoni sulfat,...) đạt tiêu chuẩn dùng trong phân tích. Trang thiết bị: Kính hiển vi điện tử quét SEM (6510 LV JOEL, Nhật Bản); Thiết bị đo cơ lý vạn năng (ZWICK, Đức); Máy khuấy từ gia nhiệt (IKA, Đức); Nồi hấp khử trùng (HV-110/HIRAIAMA, Nhật Bản); Buồng cấy vô trùng (Haraeus, Đức); Cân phân tích (Sartorius, Thụy Sỹ); Tủ sấy, tủ ấm (Binder, Đức). Môi trường nuôi cấy theo các nghiên cứu của Hestrin & Schramm (1954), Islam và cộng sự (2017), Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019): Môi trường chuẩn (MTC) gồm các chất trong nước cất với % về khối lượng như glucose (2 %), pepton (0,5 %), diamoni photphat (0,27 %), cao nấm men (0,5 %), acid citric (0,115 %); Môi trường nước vo gạo (MTG) gồm nước gạo chứa glucose (2 %), pepton (1 %), diamoni photphat (0,05 %), amoni sulfat (0,05 %). 2.2. Phương pháp nghiên cứu Chế tạo vật liệu CVK Lên men thu CVK từ 2 môi trường nuôi cấy (MTC, MTG) gồm các bước theo Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019): Chuẩn bị môi trường; Hấp khử trùng môi trường ở 121 oC trong 15 phút; Lấy môi trường ra khử trùng bằng tia UV trong 15 phút rồi để nguội; Bổ sung 10 % về thể tích dịch giống A. xylinum và lắc cho giống phân bố đều trong dung dịch; Chuyển dịch sang dụng cụ nuôi cấy theo kích thước nghiên cứu, dùng gạc vô trùng bịt miệng dụng cụ, đặt tĩnh trong 5-7 ngày ở 28 oC; Thu vật liệu CVK thô ở độ dày 0,3 cm tạo ra từ các môi trường nuôi cấy (CVK-MTC, CVK-MTG) được xử lý tinh sạch để dùng
768 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM trong nghiên cứu. Vật liệu được xử lý tinh sạch bằng cách hấp màng trong dung dịch NaOH 3 %, nhiệt độ 121 oC trong thời gian 15 phút bằng nồi hấp khử trùng, sau đó vớt màng ngâm màng dưới vòi nước chảy khoảng 1 giờ đến khi màng trắng trong. Đánh giá các đặc tính của vật liệu Cấu trúc của vật liệu CVK: Cấu trúc bề mặt của vật liệu được xác định bằng kính hiển vi điện tử quét SEM theo các nghiên cứu của Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019), Vilela và cộng sự (2019): Mẫu được sấy ở 40 oC trong thời gian 20 phút, sau đó phủ một lớp platin mỏng và đặt vào buồng soi mẫu của thiết bị. Sử dụng kính hiển vi điện tử SEM (6510 LV JOEL, Nhật Bản). Độ bền cơ học của vật liệu CVK: Độ bền kéo đứt và độ giãn dài của màng được đánh giá theo phương pháp ASTM D882 theo mô tả của Padrao và cộng sự (2016), Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 1862-2 (2010), Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019) và sử dụng thiết bị đo cơ lý vạn năng (ZWICK, Đức). Độ bền kéo đứt là đặc tính chịu được lực kéo đứt vật liệu (Lực cực đại trên một đơn vị diện tích mặt cắt ngang ban đầu trong chiều dài đo); còn được gọi là ứng suất kéo cực đại; được biểu thị bằng megapascals (MPa). Độ giãn dài là biến dạng dài (sự tăng chiều dài) của mẫu thử; được tính bằng % chiều dài mẫu thử ban đầu (đơn vị mm). Khả năng cản khuẩn của vật liệu CVK: Thử khả năng cản khuẩn của màng CVK bằng phương pháp khuếch tán trên trên môi trường thạch đĩa theo mô tả của Nguyễn Thúy Hương và Trần Thị Tưởng An (2008), Nguyễn Xuân Thành (2019). Sử dụng công thức tạo môi trường thạch tiêu chuẩn gồm glucose 5 %, MgSO4.7H2O 0,5 %, pepton 1,25 %, (NH4)2SO4 0,75 %, thạch Agar 5 %, KH2PO4 0,5 % và 250 ml nước cất 2 lần đun sôi. Dùng máy rung siêu âm rung trong 5 phút cho thành phần dinh dưỡng tan đều rồi đun sôi. Chia thạch dinh dưỡng vào các đĩa petri với độ dày bản thạch là 0,5 cm. Chọn màng CVK chứa 50 % hàm lượng nước, bản 1: CKV-MTC, bản 2: CVK-MTG, bản 3: gạc vô khuẩn. Bào tử nấm, vi khuẩn Staphylococcus haemolyticus, Escherichia coli được trang lên các bản thạch. Đậy nắp đĩa petri và để ở không khí thoáng mát. Sau đó quan sát vi sinh vật phát triển sau 2 ngày, 4 ngày. Khả năng phân hủy sinh học của vật liệu CVK: Phân hủy sinh học của vật liệu CVK phụ thuộc vào thành phần của vật liệu này. CVK có bản chất là cellulose, là một polisaccarit có cấu trúc dạng sợi cơ bản không phân nhành, không xoắn, hợp thành từ mắt xích β-1,4-glicozit. CVK là cellulose sinh học duy nhất được tổng hợp không chứa ligin hay hemicellulose. Vì vậy, vật liệu CVK có khả năng phân hủy sinh học tạo sản phẩm cuối cùng là CO2, H2O. Thử nghiệm 1: Vật liệu CVK tươi và vật liệu CVK khô được đặt trong môi trường rác thải sinh hoạt. Tiến hành theo dõi qua 10 ngày, quan sát sự biến đổi màu sắc, trạng thái, độ bền, hiện tượng nấm mốc của vật liệu. Để đối chứng kết quả thí nghiệm, tiến hành thí nghiệm sử dụng chế phẩm vi sinh phân hủy chất thải hữu cơ Sagi Bio đối với vật liệu CVK. Thành phần chế phẩm Sagi Bio gồm: Vi khuẩn và xạ khuẩn ưa nhiệt, mật độ vi sinh vật hữu ích > 108 CFU/g chế phẩm. Thử nghiệm 2: Dùng 3 cốc thủy tinh loại 500 ml, cốc 1 chứa vật liệu CVK dạng khô, cốc 2 chứa vật liệu giấy (dạng cellulose thực vật), cốc 3 chứa vật liệu nilon. Cốc 2, 3 dùng làm đối chứng. Cân 7 g vật liệu cho vào mỗi cốc, dùng
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 769 bơm tiêm hút 7 ml nước cất phun đều cho ẩm vật liệu, tiếp tục dùng bơm tiêm hút 7 ml chế phẩm vi sinh Sagi Bio phun và trộn đều lên vật liệu. Đậy 3 cốc bằng khăn xô tránh bụi bẩn rồi đưa vào tủ ủ nhiệt, cài đặt nhiệt độ ủ là 42 oC. Tiến hành theo dõi và chụp ảnh 3 ngày 1 lần, đồng thời phun chế phẩm để bổ sung. Khả năng bao bọc và bảo quản thực phẩm của màng CVK được tiến hành theo các nghiên cứu của Nguyễn Thúy Hương và Trần Thị Tưởng An (2008), Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019): Lựa chọn mẫu thực phẩm giàu protein (mẫu thịt đỏ), mẫu quả, mẫu rau. Mỗi loại gồm 3 mẫu, mẫu 1 không được bao bằng vật liệu gì, để tự nhiên trong môi trường; mẫu 2 được bao bằng màng CVK; mẫu 3 bao bằng vật liệu polyme dùng bao thực phẩm thông thường khác (túi nylon). Các thí nghiệm được tiến hành ở cùng điều kiện môi trường như nhau. Nhiệt độ môi trường từ 20-25 oC, thời gian quan sát sau 4, 8, 12, 24 giờ. Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần (n = 3), độ ẩm môi trường 80 %. Theo dõi mẫu đến khi một trong các mẫu có hiện tượng hỏng như: có mùi, có nấm mốc, màu sắc biến đổi,… Sử dụng màng CVK thử làm vật liệu gói kẹo, làm vật liệu nướng bánh ở nhiệt độ lò 280 oC để thử khả năng thẩm thấu, khả năng chịu nhiệt của vật liệu CVK. 2.3. Xử lý số liệu Các số liệu được phân tích xử lý thông qua phần mềm Microsoft Excel 2010 và được biểu diễn dưới dạng “số trung bình ± độ lệch chuẩn” ( ̅ ± SD). Những khác biệt được coi là có ý nghĩa thống kê khi giá trị p nhỏ hơn 0,05. Mỗi công thức đo lặp lại ít nhất 3 lần. 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Cấu trúc của vật liệu CVK Quan sát các cấu trúc dạng sợi của vật liệu CVK-MTC CVK-MTG trên ảnh chụp SEM các mẫu ở Hình 1 cho thấy vật liệu CVK gồm các sợi cellulose có kích thước nano tạo mạng lưới cấu trúc không gian ba chiều với các sợi đan xen nhau, các sợi trên bề mặt màng có sự đồng nhất. Hình 1. Ảnh chụp SEM của vật liệu CVK-MTC và CVK-MTG Với màng CVK tạo từ MTC (CVK-MTC), gồm các sợi có cấu trúc ổn định, có kích thước đều nhau, đan xen tạo kích thước lỗ màng tương đương nhau. Trong khi, với loại màng CVK tạo ra từ MTG (CVK-MTG), gồm các sợi có sự khác biệt so với CVK-MTC,
770 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM kích thước lỗ màng thay đổi, sợi màng có liên kết lỏng lẻo hơn, có nhiều điểm đứt gãy hơn. Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019). 3.2. Độ bền cơ học của vật liệu CVK Độ bền kéo đứt (MPa) và độ giãn dài (%) được xác định theo phương pháp phân tích ASTM D882 theo TCVN 1862-2-2010 (ISO 1924-2-2008). Bảng 1. Độ bền cơ học của vật liệu CVK-MTC va CVK-MT (( ) ,n ) Chỉ số CVK-MTC CVK-MTG Độ bền kéo đứt (MPa) 67,79 ± 5,76 26,25 ± 4,38 Độ giãn dài (%) 5,10 ± 2,27 3,18 ±1,15 Kết quả ở Bảng 1 cho thấy giá trị về độ bền kéo đứt và độ giãn dài của vật liệu CVK- MTC đều lớn hơn vật liệu CVK-MTG. Kết quả này cũng phù hợp với kết quả chụp mẫu SEM, do vật liệu CVK-MTC có cấu trúc sợi đều và không bị đứt gãy, bề mặt màng mịn hơn. Tuy nhiên, giá trị về độ bền kéo đứt và độ giãn dài của CVK-MTC và CVK-MTG trong nghiên cứu này đều nhỏ hơn so với nghiên cứu của Nguyễn Xuân Thành và cộng sự (2019). Điều này có thể được giải thích là do độ dày màng thô của các vật liệu CVK dùng trong nghiên cứu này (0,3 cm) nhỏ hơn so với ở nghiên cứu trước đây (0,5 cm). Có lẽ quá trình sinh tổng hợp tạo vật liệu CVK không chỉ làm cho màng CVK dày lên theo thời gian mà mật độ các sợi cũng tăng lên. 3.3. Khả năng cản khuẩn của vật liệu CVK Hình 2. Khả năng cản khuẩn của vật liệu CVK và gạc vô khuẩn theo thời gian
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 771 Vi khuẩn và nấm mốc phát triển nhanh ở môi trường chất dinh dưỡng trên thạch đĩa, thường sau 1 đến 2 ngày thì nấm mốc đã phát triển. Do đó, để đánh giá khả năng cản khuẩn của các vật liệu CVK, chúng tôi tiến hành bọc các màng vật liệu trên đĩa petri có môi trường dinh dưỡng dạng thạch, theo dõi sự phát triển nấm mốc. Trong điều kiện bề mặt bản thạch dinh dưỡng được trải vi sinh vật là các chủng vi khuẩn S. haemolyticus, E. coli, nấm mốc qua 2 ngày và 4 ngày thử nghiệm thu được kết quả ở Hình 2 cho thấy: ở ngày đầu tiên, chủng vi khuẩn mọc chậm, từ ngày thứ 2, vi khuẩn và nấm mốc lên nhanh do đã thích nghi môi trường. Quan sát trên bề mặt bản thạch cho kết quả: khi lật màng CVK-MTC, CVK- MTG thấy điểm tiếp giữa màng và môi trường thạch không xuất hiện vi khuẩn và nấm mốc; trong khi lật lớp gạc vô trùng cho thấy có vi khuẩn và nấm mốc phát triển. Kết quả thu được cho thấy vật liệu CVK cản khuẩn tốt. 3.4. Khả năng phân hủy sinh học của vật liệu CVK Về kết quả thử nghiệm 1 khi đặt vật liệu CVK trong môi trường rác thải sinh hoạt sau thời gian quan sát 10 ngày, nhận thấy màng CVK tươi dễ dàng bị phân hủy bởi các yếu tố như ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm và vi sinh vật trong môi trường tự nhiên. Màng bị lỗ chỗ, chuyển màu vàng nâu, có nấm mốc mọc trên bề mặt, dễ dàng bị đứt gãy và phân hủy. Màng CVK khô khó phân giải hơn, không bị thay đổi nhiều về trạng thái như màng tươi. Vật liệu CVK dạng khô được đặt ủ trong môi trường chế phẩm vi sinh phân hủy chất thải hữu cơ Sagi Bio. Hút dịch vi sinh theo tỉ lệ 1 ml/1 g vật liệu CVK. Nhỏ đều dịch vi sinh lên bề mặt vật liệu, đưa vào máy ủ ấm ở 42 oC. Kết quả thu được của thử nghiệm 2 sau 2 tuần cho thấy: Vật liệu giấy có hiện tượng bở bục; vật liệu CVK có hiện tượng ngấm dịch, mềm và dễ đứt hơn so với ban đầu thử nghiệm, vật liệu nilon không có thay đổi về hình thái. 3.5. Khả năng bao bọc và bảo quản thực phẩm của vật liệu CVK Kết quả thử nghiệm khả năng bao bọc và bảo quản của vật liệu CVK trên thực phẩm được trình bày ở Hình 3. Hình 3. Vật liệu CVK được ứng dụng để bọc thịt, kẹo, nướng bánh Lựa chọn các mẫu thực phẩm giàu protein (mẫu thịt đỏ). Gồm 3 mẫu, mẫu 1 đối chứng, mẫu 2 được bao bằng màng CVK, mẫu 3 bao bằng vật liệu polyme khác (túi nylon). Các thí nghiệm được tiến hành ở cùng điều kiện như nhau. Kết quả đánh giá cảm quan thu được cho thấy khả năng giữ ẩm thực phẩm của màng CVK tốt nhất; với thực phẩm bảo quản bằng túi nylon, sản phẩm có ngưng tụ hơi nước do vật liệu polyetylen không có khả năng cho thoát hơi nước; trong khi sản phẩm không được bảo quản thì bị khô bề mặt. Sử dụng vật liệu CVK để thử nghiệm làm vật liệu gói kẹo, làm vật liệu nướng bánh bông lan.
772 BÁO CÁO KHOA HỌC VỀ NGHIÊN CỨU VÀ GIẢNG DẠY SINH HỌC Ở VIỆT NAM Đánh giá cảm quan cho thấy sau thời gian 30 ngày, viên kẹo được bao bọc bằng vật liệu CVK để ngoài môi trường không khí (không cần đưa vào túi nylon) không bị chảy nước, vật liệu CVK không bị biến đổi màu sắc so với ban đầu. Thử nghiệm dùng vật liệu CVK đựng bột bánh bông lan đem nướng ở nhiệt độ lò 280 oC, vật liệu CVK không bị thay đổi về hình dáng và màu sắc; trong khi thực phẩm được bao bọc cũng không bị thay đổi về màu sắc, mùi vị. 4. KẾT LUẬN Chế tạo thành công vật liệu tự hủy sinh học CVK-MTC và CVK-MTG có các tính chất phù hợp để dùng như màng ăn được giúp bọc và bảo quản thực phẩm. Ảnh SEM cho thấy vật liệu CVK gồm các sợi cellulose có kích thước nano tạo mạng lưới cấu trúc không gian ba chiều với các sợi đan xen nhau, các sợi trên bề mặt màng có sự đồng nhất. Độ bền kéo đứt và độ giãn dài của vật liệu CVK-MTC lớn hơn vật liệu CVK-MTG. Vật liệu CVK có khả năng tự hủy sinh học và khả năng cản khuẩn tốt, có tiềm năng ứng dụng trong bao bọc và bảo quản thực phẩm. TÀI LIỆU THAM KHẢO Azeredo, H. M. C., Rosa, M. F., Mattoso, L. H. C., 2017. Nanocellulose in bio-based food packaging applications. Ind Crops Prod., 97: 664-671. Hestrin, S. and Schramm, M., 1954. Synthesis of cellulose by Acetobacter xylinum, 2. Preparation of freeze-dried cells capable of polymerizing glucose to cellulose. Biochem J., 58(2): 345-352. Nguyễn Thúy Hương, Trần Thị Tưởng An, 2008. Thu nhận Bacteriocin bằng phương pháp lên men bởi tế bào Lactococcus lactic cố định trên chất mang cellulose vi khuẩn và ứng dụng trong bảo quản thịt tươi sơ chế tối thiểu. Tạp chí Phát triển Khoa học và Công nghệ, 11(9): 100-109. Islam, M. U., Ullah, M. W., Khan, S., Shah, N., Park, J. K., 2017. Strategies for cost- effective and enhanced production of bacterial cellulose. Int J Biol Macromol., 102: 1166-1173. Padrao, J., Goncalves, S., Silva, J. P., Sencadas, V., Lanceros, M. S., Pinheiro, A. C., Vicente, A. A., Rodrigues, L. R., Dourado, F., 2016. Bacterial cellulose-lactoferrin as an antimicrobial edible packaging. Food Hydrocoll., 58: 126-140. Nguyễn Xuân Thành, 2019. Nghiên cứu một số đặc tính của màng 3D-nano-cellulose hấp phụ berberin định hướng dùng bọc thực phẩm tươi sống. Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên, 202(09): 45-52. Nguyễn Xuân Thành, Trần Thị Lan Dung, Phạm Thùy Dung, Nguyễn Hải Đăng, 2019. Chế tạo màng bọc thực phẩm đa năng thay thế túi nilon từ vật liệu 3D-nano-cellulose và berberin. Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên, 197(04): 45-51. Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 1862-2:2010 (ISO 1924-2:2008) về giấy và cáctông - Xác định tính chất bền kéo. Xuất bản lần 4, Hà Nội.
PHẦN 2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SINH HỌC PHỤC VỤ ĐỜI SỐNG VÀ PHÁT TRIỂN XÃ HỘI 773 Vilela, C., Moreirinha, C., Domingues, E. M., Figueiredo, F. M. L., Almeida, A., Freire, C. S. R., 2019. Antimicrobial and conductive nanocellulose-based films for active and intelligent food packaging. Nanomaterials, 9(7): 1-16. STUDY ON THE FABRICATION OF BIODEGRADABLE CELLULOSE- BASED MATERIAL FROM Acetobacter xylinum FOR APPLICATION TO FOOD PACKAGING AND PRESERVING Pham Thi Lan Huong1, Cao Ba Cuong2, Nguyen Xuan Thanh2,* Abstract. The materials used for food packaging are still produced from fossil fuels, thus non-renewable and also non-biodegradable, which is a serious environmental problem. In this study, biodegradable cellulose-based material (BCM) was successfully fabricated by Acetobacter xylinum from the standard medium (SM) and rice water (RW). BCM has properties suitable for application to food packaging and preserving. The results of SEM images showed that BCM consists of nano-sized cellulose fibers to create a three-dimensional network structure with interwoven fibers, the fibers on the BCM surface with uniformity. Tensile strength and elongation of BCM-SM are greater than BCM-RW. BCM has good biodegradability and antimicrobial ability, has potential application in food packaging and preserving. Keywords: Acetobacter xylinum, bacterial cellulose, biodegradable material, food packaging and preserving. 1 Kim Anh High School, Hanoi 2 Hanoi Pedagogical University 2 * Email: nguyenxuanthanh@hpu2.edu.vn