Khảo sát ảnh hưởng chất tạo liên kết ngang đến tính chất màng chỉ thị Pva/Chitosan/Anthocyanin

 Tạp chí Khoa học công nghệ và Thực phẩm số 11 (2017) 9-15 
9 
KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CHẤT TẠO LIÊN KẾT NGANG ĐẾN 
TÍNH CHẤT MÀNG CHỈ THỊ PVA/CHITOSAN/ANTHOCYANIN 
Võ Thúy Vi*, Đặng Tấn Hiệp, Phan Thị Xuân, Đặng Thanh Phong, 
Nguyễn Văn Hòa 
Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm Tp.HCM 
*
Email: vivt86@cntp.edu.vn 
Ngày nhận bài: 07/12/2016; Ngày chấp nhận đăng: 07/02/2017 
TÓM TẮT 
Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm như pH, độ ẩm, thành phần dinh 
dưỡng, oxygen Sự thay đổi pH trong thực phẩm chủ yếu là do vi sinh vật phát triển hoặc các 
phản ứng xảy ra làm biến đổi màu mùi và thời gian sử dụng thực phẩm. Nghiên cứu tạo màng 
chỉ thị giúp phát hiện sự biến đổi của thực phẩm trước khi sử dụng là một hướng nghiên cứu 
mới hiện nay. Màng chỉ thị được tổng hợp từ polyvinylalcohol (PVA) và chitosan ở tỷ lệ 35: 65 
với hàm lượng chất chỉ thị anthocyanin chiếm 25% tổng thể tích màng giúp màng thay đổi màu 
sắc khi tiếp xúc ở các môi trường pH khác nhau. Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của chất tạo 
liên kết ngang natri tripolyphotphat được khảo sát nhằm tăng độ bền và giảm khả năng trương 
nước cho màng chỉ thị. Tính chất đổi màu theo pH và cấu trúc bề mặt, thành phần màng được 
đánh giá thông qua phổ hồng ngoại FI-IR và kính hiển vi điện tử quét SEM. 
Từ khóa: PVA, Chitosan, FT-IR , chất tạo liên kết ngang, anthocyanin. 
1. MỞ ĐẦU 
Anthocyanin là hợp chất màu thiên nhiên thuộc nhóm flavonoid có nhiều trong thực vật 
thường đóng vai trò làm chất chỉ thị màu. Anthocyanin trong bắp cải tím có sự đổi màu từ đỏ 
đến tím, xanh theo pH tạo điều kiện thuận cho việc nhận biết sự thay đổi pH thực phẩm. Màng 
chỉ thị được tổng hợp từ polyvinylalcohol (PVA) và polymer tự nhiên chitosan (CS) với sự phối 
trộn anthocyanin (ATH) giúp màng có nhiều tính chất như khả năng phân hủy sinh học, khả 
năng kháng khuẩn, khả năng làm màng chỉ thị [1-3]. 
Chất tạo liên kết ngang như natri tripolyphotphat, glyoxal giúp liên kết một chuỗi polymer 
này với một chuỗi polymer khác tạo mạch polymer tổng hợp có liên kết bền vững, tăng độ bền 
màng và giảm khả năng hấp thu nước [4,5]. Natri tripolyphotphat hay tripolyphotphat (TPP) có 
công thức phân tử Na5P3O10, là muối natri của polytriphotphat penta anion. TPP có khả năng 
hình thành ether hay ester nối liên kết giữa các nhóm hydroxyl (–OH) trên cùng một phân tử 
hay giữa nhiều phân tử polymer với nhau. Trong bài báo này, hàm lượng TPP thêm vào được 
khảo sát để đánh giá tính chất cơ lý của màng chỉ thị PVA/CS/Anthocyanin như độ bền kéo, độ 
biến dạng và khả năng trương nước. Chất lượng màng tổng hợp được đánh giá qua phổ FT-IR 
để xác định tương hóa học giữa các thành phần tạo màng và qua kính hiển vi điện tử quét SEM 
để đánh giá bề mặt màng. 
 Võ Thúy Vi, Đặng Tấn Hiệp, Phan Thị Xuân, Đặng Thanh Phong 
10 
2. THỰC NGHIỆM 
2.1. Tổng hợp màng PVA/CS/ATH 
 Màng PVA/CS/ATH được tổng hợp theo phương pháp bay hơi dung môi. Dung dịch 
chitosan 1% được pha từ chitosan tinh khiết (Sigma – Aldrich, lot số 448877, độ thủy phân là 
80%) trong acid acetic 1% được phối trộn với dung dịch PVA 1% pha từ polyvinyl alcohol 
(Sigma – Aldrich, lot số 341584, khối lượng phân tử 89.000 – 98.000, độ thủy phân là 99%) 
theo tỷ lệ 35:65 ở điều kiện nhiệt độ phòng trong 30 phút. Anthocyanin (ATH) được chiết từ 
bắp cải tím trong hệ dung môi ethanol:nước (50:50) có bổ sung HCl 1% [1,4]. Thể tích ATH 
được thêm vào chiếm 25% về mặt thể tích của dung dịch phối trộn, khuấy 30 phút ở nhiệt độ 
phòng. Chất tạo liên kết ngang 0,1% (TPP) được bổ sung vào hỗn hợp ở giai đoạn cuối, tiếp tục 
khuấy trong 15 phút ở nhiệt độ phòng. Chỉnh pH của hỗn hợp đến 6,10 trước khi đem đi đổ 
khuôn và khuấy thêm 30 phút ở nhiệt độ phòng. Màng được tạo thành bằng cách đổ 50mL ra đĩa 
petri = 120 mm, sấy ở 50oC trong 48 giờ [4,6]. 
2.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất tạo liên kết ngang đến độ bền kéo, độ biến dạng của 
màng 
Ảnh hưởng của chất tạo liên kết ngang tripolyphotphat (TPP) được khảo sát với tỉ lệ phối 
trộn vào màng lần lượt là 2, 4, 6, 8, 10% tổng thể tích màng. Độ bền kéo, độ biến dạng của các 
màng tổng hợp được đo bằng máy độ bền kéo Tensilon AND RTC 1210 – A của Trung tâm 
Nghiên cứu Vật liệu Polymer, Đại học Bách khoa TP.HCM, gồm hệ thống 2 ngàm kẹp mẫu có 
thể di chuyển theo phương thẳng đứng để thực hiện việc kéo mẫu. Vận tốc đo mẫu được chọn là 
50 mm/phút. Mẫu đo có dạng hình chữ nhật có chiều dài 100 mm, rộng 10 mm, bề dày 50 μm. 
2.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất tạo liên kết ngang đến khả năng trương nước của màng 
Khả năng trương nước của màng được kiểm tra bằng cách cắt các mẫu có kích thước 3x3 
cm ngâm trong nước trong các khoảng thời gian lần lượt là: 0,5 phút, 1 phút, 2 phút, 5 phút, 10 
phút, 15 phút và 20 phút. Khả năng hấp thụ nước được tính theo công thức sau: 
100.
m
mm
(%)SI
0
01
Trong đó: SI: chỉ số trương nở của màng (Swelling Index). 
 m1: khối lượng màng sau khi ngâm trong nước. 
 m0: khối lượng màng trước khi ngâm trong nước. 
2.2. Khảo sát sự đổi màu của màng PVA/CS/ATH theo pH 
Màng PVA/CS/ATH sau khi tổng hợp được cắt thành những miếng nhỏ có kích thước 2x2 
cm. Tiến hành ngâm trong những dung dịch đệm có pH khác nhau từ 1 – 14 nhằm khảo sát khả 
năng đổi màu của màng. Ghi nhận sự đổi màu của màng sau 30 giây khảo sát [7]. 
2.3. Phân tích chất lƣợng màng chỉ thị bằng kính hiển vi điện tử quét SEM và phổ hồng 
ngoại FT-IR 
Mẫu màng chỉ thị sau quá trình tổng hợp được đo quang phổ hồng ngoại (FT-IR) trên máy 
EQUINOX 55 của hãng Bruker (Đức) trong khoảng 4000-400 cm-1 nhằm xác định tương tác 
 Khảo sát ảnh hưởng chất tạo liên kết ngang đến tính chất màng chỉ thị PVA/chitosan/... 
11 
hóa học giữa các thành phần tạo màng. Máy hiển vi điện tử quét (SEM) S-4800 của hãng 
Hitachi-Nhật Bản được sử dụng với độ tăng điện áp 5 kV để kiểm tra cấu trúc của màng. 
3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 
3.1. Kết quả tổng hợp màng chỉ thị 
Dung dịch đổ màng sau khi khuấy trộn có màu tím (pH 6,1). Màng sau kh