Chitosan - Công dụng, tính chất và ứng dụng trong trồng trọt và bảo quản thực phẩm

Chitosan là một polysaccharide tự nhiên được chiết xuất từ chitin thông qua quá trình khử acetyl, với tên khoa học là -(1→4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose. Được biết đến nhiều trong ngành công nghiệp và nông nghiệp, chitosan không chỉ là một hợp chất an toàn, thân thiện với môi trường mà còn mang lại nhiều lợi ích to lớn cho cả trồng trọt và bảo quản thực phẩm. Vậy chitosan là gì, và ứng dụng của nó trong đời sống ra sao? Hãy cùng tìm hiểu!

1. Tổng quan về Chitosan

Tên hóa học: -(1→4)-2-amino-2-deoxy-D-glucose
CAS: 9012-76-4
Công thức phân tử: (C₆H₁₁NO₄)ₙ
Khối lượng phân tử: 161,1n

Chitosan là một loại polysaccharide sinh học, thu được từ quá trình khử acetyl của chitin, một chất có sẵn trong vỏ giáp xác như tôm, cua. Với cấu trúc độc đáo, chitosan có khả năng hấp thụ và tương tác với các protein khác nhau, giúp ứng dụng của nó trở nên đa dạng và rộng rãi.

2. Tính chất vật lý và hóa học của Chitosan

Chitosan tồn tại dưới dạng bột hoặc vảy trắng, không có mùi, không vị và không tan trong nước. Tuy nhiên, chitosan dễ dàng hòa tan trong các axit hữu cơ như axit lactic, axit axetic hoặc các axit vô cơ như axit clohydric loãng và axit nitric loãng. Chất này rất bền về mặt hóa học, chịu được nhiệt độ cao và không thay đổi sau khi được khử trùng ở nhiệt độ cao.

3. Công dụng và tính năng nổi bật của chitosan

Chitosan có những tính năng vượt trội, đặc biệt trong việc ứng dụng cho cây trồng và bảo quản thực phẩm:

• Chất điều hòa sinh trưởng cây trồng: Nhóm amino tự do của chitosan có thể liên kết với nhiều loại protein khác nhau, cho phép chitosan hoạt động như một chất mang cho enzyme, kháng nguyên và kháng thể. Nhờ đó, chitosan giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ và tăng cường sức đề kháng.
• Cải thiện chất lượng đất: Chitosan còn giúp hình thành các liên kết với ion kim loại, cải thiện cấu trúc của đất, giúp đất giữ nước tốt hơn và tăng khả năng hấp thu dinh dưỡng.
• Tính năng kháng khuẩn: Chitosan có tính kháng khuẩn tự nhiên nhờ các nhóm amino tích điện dương, dễ dàng bám lên bề mặt thành tế bào vi khuẩn tích điện âm. Điều này tạo ra lớp màng bảo vệ cây khỏi sự xâm nhập của vi khuẩn gây hại.

4. Ứng dụng của chitosan trong trồng trọt

Chitosan được ứng dụng rộng rãi để thúc đẩy sinh trưởng và tăng sức đề kháng của nhiều loại cây trồng:

• Lúa mì và lúa: Sử dụng dung dịch chitosan 0,1% - 0,2% để ngâm hạt trong 24-36 giờ có thể cải thiện tỷ lệ nảy mầm và tăng sức sống của cây con.
• Ngô: Phủ 125-165 mg chitosan mỗi kg hạt giúp tăng tỷ lệ nảy mầm, số lượng hạt và trọng lượng hạt.
• Cà chua, dưa chuột: Xử lý hạt bằng dung dịch chitosan 0,075%-0,1% giúp cải thiện khả năng nảy mầm, tăng khả năng kháng bệnh và chống chịu thời tiết khắc nghiệt.
• Đậu phộng, đậu nành, bông: Xử lý bằng chitosan giúp tăng cường tỷ lệ nảy mầm, sức sống của cây và cải thiện năng suất cây trồng.

Ngoài ra, chitosan còn được sử dụng để điều chỉnh các đặc tính đất, giúp cây trồng phát triển tốt hơn nhờ cấu trúc đất cải thiện, độ bền và khả năng giữ nước tăng cao.

5. Chitosan trong bảo quản thực phẩm

Bên cạnh vai trò là chất điều hòa sinh trưởng, chitosan còn có khả năng kéo dài thời gian bảo quản cho các loại thực phẩm:

• Bảo quản táo, cam, kiwi: Xịt lớp phủ chitosan 1%-2% lên bề mặt quả sau khi thu hoạch giúp kéo dài thời gian bảo quản, giữ độ tươi và hàm lượng dinh dưỡng của quả trong thời gian dài.
• Bảo quản nho, thanh long, đu đủ: Chitosan giúp giảm mất nước, duy trì độ cứng của quả và kéo dài thời gian bảo quản.
• Bảo quản hoa tươi: Chitosan còn được sử dụng làm chất bảo quản tự nhiên cho hoa, ngăn chặn mất nước, giữ độ tươi và cải thiện khả năng kháng khuẩn.

6. Lưu ý khi sử dụng chitosan

• Chitosan tan tốt trong axit axetic, khi sử dụng nên khuấy đều để đảm bảo nồng độ đồng đều.
• Chất lượng của chitosan phụ thuộc vào độ khử acetyl của nó và khối lượng phân tử càng cao thì khả năng hấp phụ càng lớn.
• Tỷ lệ chitosan khi bón vào đất phải được điều chỉnh theo mức độ ô nhiễm kim loại nặng để đạt hiệu quả cao nhất trong việc phục hồi đất.

Kết luận

Chitosan là một hợp chất sinh học tuyệt vời với nhiều công dụng trong việc tăng cường sức khỏe cây trồng và bảo quản thực phẩm. Sử dụng chitosan không chỉ giúp cây trồng phát triển mạnh mẽ mà còn góp phần bảo vệ môi trường nhờ tính an toàn, thân thiện và khả năng phân hủy sinh học của nó. Với tiềm năng ứng dụng ngày càng rộng rãi, chitosan đang trở thành sự lựa chọn tối ưu cho ngành nông nghiệp và bảo quản thực phẩm trong thời đại hiện nay.