TCVN 13658:2023 về các yêu cầu kỹ thuật đối với chitosan có nguồn gốc từ tôm

Chitosan là một chất tạo màng sinh học, được tạo ra thông qua quá trình khử oxy hóa chitin - một vật liệu được tìm thấy trong bộ xương ngoài của động vật giáp xác và thành tế bào của nấm. Chất này được dùng trong ngành mỹ phẩm để chăm sóc da, chống lão hóa.

Chitosan là dẫn xuất N-deacetylated của chitin – một Polysaccharid có nhiều trong nấm, nấm men, các động vật không xương sống ở biển và động vật chân đốt. Chất Chitin được dùng để sản xuất ra chitosan. Vì chitin tự nhiên có trong vỏ tôm thường liên kết với protein, lipid, canxi, sắc tố… nên thường phải làm sạch trước khi sử dụng để sản xuất chitosan.

Hai bước chính để làm sạch chitin gồm khử khoáng bằng acid và khử protein bằng kiềm hoặc một enzyme protease. Chitosan liên quan chặt chẽ với chitin, nung nóng chitin trong dung dịch xút đậm đặc, các gốc acetyl bị khử hết và chitin chuyển thành chitosan.

Chitosan có khả năng tạo thành màng mỏng, kết hợp với nước, chất béo, ion kim loại, có tính kháng khuẩn…, vì vậy được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong thực phẩm, nông nghiệp, xử lý môi trường và công nghiệp chế biến, dược phẩm, mỹ phẩm.

Yêu cầu kỹ thuật đối với chitosan có nguồn gốc từ tôm phải đảm bảo ở trạng thái phải dạng bột hoặc dạng vảy. Ảnh minh họa

Cách đầu tiên, sản xuất chitin có liên quan đến các ngành công nghiệp thực phẩm, điển hình là ngành đóng hộp. Sản xuất chitin và chitosan phần lớn dựa vào vỏ tôm và vỏ cua được lấy về từ các nhà máy đóng hộp. Việc sản xuất chitosan từ vỏ động vật giáp xác (được xem như dạng chất thải của ngành công nghiệp thực phẩm) mang tính khả thi rất cao về mặt kinh tế. Cách thứ hai, sản xuất phức hợp chitosan-glucan đi liền với quá trình lên men, tương tự như việc sản xuất axit citric từ nấm aspergillus niger, mucor rouxii và streptomyces bằng cách xử lý kiềm và tạo ra phức hợp trên. 

Chất kiềm loại bỏ protein và đồng thời có thể đẩy nhóm chức acetyl ra khỏi hợp chất chitin. Tùy thuộc vào nồng độ kiềm, một số glycans hòa tan được loại bỏ. Việc sử dụng vỏ động vật giáp xác chủ yếu để loại bỏ protein và hòa tan một lượng lớn calcium carbonate có trong vỏ cua. Hợp chất chitin đã bị khử acetyl sẽ được tạo ra trong dung môi 40% sodium hydroxide ở nhiệt độ 1.200C liên tục 1 tới 3 giờ đồng hồ. Cách xử lý này tạo ra 70% chitosan đã khử acetyl.

Tuy nhiên để tạo ra chất chitosan có nguồn gốc từ tôm đạt được những yêu cầu kỹ thuật về cảm quan, lý hóa thì cần tuân theo hướng dẫn tại Tiêu chuẩn TCVN 13658:2023 chitosan có nguồn gốc từ tôm - các yêu cầu.

Tiêu chuẩn này do Bộ Khoa học và Công nghệ công bố đưa ra các yêu cầu đối với chitosan có nguồn gốc từ tôm, được sử dụng trong ngành thực phẩm, nông nghiệp, xử lý môi trường và công nghiệp chế biến. Tiêu chuẩn này cũng có thể áp dụng đối với chitosan có nguồn gốc từ động vật giáp xác khác.

Theo đó yêu cầu cảm quan đối với chitosan được quy định cụ thể: Về màu sắc yêu cầu phải có màu trắng hoặc vàng nhạt, sản phẩm dạng vảy có độ sáng bóng. Có mùi vị đặc trưng cho sản phẩm, không có mùi lạ, phải ở trạng thái dạng bột hoặc dạng vảy.

Yêu cầu về lý - hóa đối với chitosan được quy định: Đối với chỉ tiêu độ ẩm khi dùng cho thực phẩm thì yêu cầu không lớn hơn 10% khối lượng. Dùng cho các ngành khác không lớn hơn 12% khối lượng.

Về chỉ tiêu độ pH của dung dịch 10 g/L khi dùng cho thực phẩm yêu cầu từ 6,5 đến 9,0 g/L; Dùng cho các ngành khác yêu cầu từ 6,5 đến 9,0 g/L.

Về chỉ tiêu độ nhớt của dung dịch 10 g/L trong axit acetic 1 % ở 25 °C, mPa·s thì nhà sản xuất phải tự công bố. Độ khử acetyl không nhỏ hơn 80% dùng cho thực phẩm và nhà sản xuất tự công bố khi dùng cho các ngành khác.

Hàm lượng tro tổng số không lớn hơn 80% dùng cho thực phẩm và 3,0 % dùng cho các ngành khác. Hàm lượng chất không tan trong axit không lớn hơn 0,5% dùng cho thực phẩm và 1,0% dùng cho các ngành khác.

Về phương pháp thử để xác định các chỉ tiêu cảm quan tiêu chuẩn hướng dẫn nên lấy một lượng mẫu thích hợp cho vào đĩa sứ trắng và tiến hành đánh giá từng chỉ tiêu cảm quan trong môi trường đủ ánh sáng, không mùi.

Khi đánh giá màu sắc theo TCVN 12752 (ISO 11037) về phân tích cảm quan - hướng dẫn đánh giá cảm quan màu sắc của sản phẩm. Đánh giá mùi theo TCVN 12747 (ISO 5496) về phân tích cảm quan - Phương pháp luận - Hướng dẫn ban đầu và huấn luyện người đánh giá để phát hiện và nhận biết mùi. Đánh giá trạng thái bằng cách quan sát với mắt thường.

Xác định độ ẩm, theo TCVN 9934 (ISO 1666) về tinh bột - xác định độ ẩm - phương pháp dùng tủ sấy. Xác định độ pH nên cân 10 g phần mẫu thử, chính xác đến 1 mg, cho vào bình định mức dung tích 1 L, thêm nước đến vạch. Khuấy hỗn hợp bằng máy khuấy từ trong 1 h, sau đó đo pH của dung dịch thử theo TCVN 10035 (ISO 11289) về thực phẩm đã qua xử lý nhiệt đựng trong bao bì kín - xác định pH. Xác định độ nhớt, theo ASTM D 2196-15 về phương pháp thử đối với các tính chất lưu biến của vật liệu phi Newton bằng nhớt kế quay).

Xác định độ khử acetyl, theo TCVN 13658:2023 hướng dẫn nên sử dụng dung dịch axit phosphoric 85 % để cắt mạch đồng trùng hợp (copolymer) của D-glucosamin và N-acetyl-D-glucosamin trong mẫu thử. Đo độ hấp thụ của mẫu thử trong dài bước sóng từ 190 nm đến 220 nm và tại bước sóng 203 nm. Định lượng N-acetylglucosamin trong mẫu thử từ đường chuẩn của đạo hàm bậc một độ hấp thụ của N-acetylglucosamin ở bước sóng 203 nm theo nồng độ của N-acetylglucosamin, từ đó xác định mức khử acetyl của mẫu thử. Sử dụng thuốc thử loại tinh khiết phân tích, nước sử dụng là nước khử ion hoặc nước có chất lượng tương đương, trừ khi có quy định khác.

Xác định hàm lượng tro tổng số, theo TCVN 9939 (ISO 3593) về tinh bột - xác định hàm lượng tro. Xác định hàm lượng chất không tan trong axit, theo tiêu chuẩn TCVN 13658:2023. 

Yêu cầu về bao gói thì sản phẩm phải được đóng gói trong bao bì kín khí và không thấm nước. Việc ghi nhãn sản phẩm theo quy định hiện hành. Sản phẩm được bảo quản ở nơi khô, sạch, ở điều kiện nhiệt độ thích hợp. Sản phẩm được vận chuyển bằng các phương tiện đảm bảo an toàn và không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.