Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo nannochloropsis sp

Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG PHẠM THỊ ĐAN PHƯỢNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN CHITOSAN LACTATE TỪ VỎ LỘT XÁC TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (LITOPENAEUS VANNAMEI) VÀ ỨNG DỤNG THU HỒI VI TẢO NANNOCHLOROPSIS SP LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÁNH HÒA, 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG PHẠM THỊ ĐAN PHƯỢNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN CHITOSAN LACTATE TỪ VỎ LỘT XÁC TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (LITOPENAEUS VANNAMEI) VÀ ỨNG DỤNG THU HỒI VI TẢO NANNOCHLOROPSIS SP Ngành đào tạo: Công nghệ chế biến thủy sản Mã số : 9540105 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÒA PGS.TS HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO KHÁNH HÒA, 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi thực Kết nghiên cứu luận án trung thực chưa có cơng bố cơng trình khác Tơi xin chịu trách nhiệm hồn tồn lời cam đoan Tác giả luận án Phạm Thị Đan Phượng ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời tri ân đến Ban giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban lãnh đạo Khoa Công nghệ Thực phẩm, Phòng Đào tạo Sau đại học, Trung tâm Thí nghiệm Thực hành tạo điều kiện cho tơi q trình thực luận án Tơi xin chân thành đến thầy hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Văn Hịa PGS.TS Huỳnh Nguyễn Duy Bảo tận tình truyền đạt kiến thức, hướng dẫn nghiên cứu giúp đỡ cho tơi suốt q trình học tập nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn đến GS Willem Frans Stevens ủng hộ tinh thần, hướng dẫn dành nhiều thời gian để định hướng góp ý cho tơi q trình thực nghiên cứu Tôi chân thành cảm ơn đến PGS.TS Trang Sĩ Trung, TS Nguyễn Công Minh, TS Nguyễn Viết Nam, TS Nguyễn Thị Như Thường, cán kỹ thuật Trung tâm Thí nghiệm Thực hành, em sinh viên khóa 58, 59 Khoa Cơng nghệ Thực phẩm động viên, giúp đỡ tơi q trình học tập nghiên cứu Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ln động viên chia sẻ khó khăn, giúp tơi hồn thành luận án Một lần nữa, tơi xin chân thành cảm ơn tất cả! Khánh Hòa, tháng 04 năm 2023 Tác giả luận án Phạm Thị Đan Phượng iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC ………………………………………………………………………… iii DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG ix DANH MỤC HÌNH .xi TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN xv PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình ni tơm nhiễm mơi trường chất thải q trình ni 1.2 Q trình lột xác tơm thẻ chân trắng 1.2.1.Chu kỳ lột xác tôm thẻ chân trắng 1.2.2 Cấu trúc đầu vỏ tôm chu kỳ lột xác 1.3 Chitosan muối chitosan 10 1.3.1 Cấu trúc chitosan muối chitosan 10 1.3.2 Tính chất chitosan, muối chitosan ứng dụng 16 1.3.3 Phương pháp sản xuất chitosan điều chế muối chitosan 21 1.4 Vi tảo biển 27 1.4.1 Nguồn lợi vai trò vi tảo biển nuôi trồng thủy sản 27 1.4.2 Phương pháp thu hoạch sinh khối vi tảo 32 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Vật liệu nghiên cứu .41 2.1.1.Vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng 41 2.1.2.Vi tảo Nannochloropsis sp 42 2.1.3.Hóa chất dùng nghiên cứu 42 2.2 Phương pháp nghiên cứu 43 2.2.1.Sơ đồ tổng quát nội dung nghiên cứu 43 2.2.2.Đánh giá tiềm sử dụng vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng làm nguyên liệu sản xuất chitin, chitosan 45 2.2.3.Nghiên cứu quy trình sản xuất chitin từ vỏ lột xác tơm thẻ chân trắng 48 iv 2.2.4.Nghiên cứu sản xuất chitosan đề xuất quy trình 52 2.2.5 Nghiên cứu điều chế chitosan lactate đề xuất quy trình 53 2.2.6 Nghiên cứu thu nhận vi tảo Nannochloropsis sp chitosan lactate 59 2.3 Phương pháp phân tích 66 2.4 Phương pháp tính tốn xử lý số liệu 68 2.4.1.Phương pháp tính tốn 68 2.4.2.Xử lý số liệu 69 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 70 3.1 Thực trạng tiềm sử dụng vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng làm nguyên liệu sản xuất chitin, chitosan 70 3.1.1.Thực trạng vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng sở nuôi tôm thâm canh 70 3.1.2.Sản lượng vỏ lột xác tơm thẻ chân trắng theo độ tuổi thu hồi q trình ni thâm canh 71 3.1.3 Thành phần hóa học vỏ lột xác thử nghiệm sản xuất chitin 74 3.2 Nghiên cứu điều kiện sản xuất chitin từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng .78 3.2.1.Thành phần hóa học vỏ lột xác tơm thẻ chân trắng 78 3.2.2.Ảnh hưởng điều kiện khử khoáng đến hiệu suất khử khoáng hiệu suất thu hồi chitin 79 3.2.3.Ảnh hưởng điều kiện khử protein đến hiệu suất khử hiệu suất thu hồi chitin 84 3.3 Nghiên cứu điều kiện sản xuất chitosan đề xuất quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm lột xác 89 3.3.1.Ảnh hưởng điều kiện deacetyl đến hiệu suất thu hồi tính chất chitosan 89 3.3.2.Đề xuất quy trình sản xuất chitosan đánh giá tính chất hóa lý sản phẩm 90 3.4 Nghiên cứu điều kiện điều chế chitosan lactate đề xuất quy trình 96 3.4.1 Ảnh hưởng nồng độ ethanol hỗn hợp dung môi ethanol/nước đến độ trương nở chitosan, độ tan hiệu suất thu hồi chitosan lactate 96 3.4.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm chitosan đến độ trương nở chitosan, độ tan hiệu suất thu hồi chitosan lactate 99 v 3.4.3 Ảnh hưởng nồng độ acid phản ứng đến độ hòa tan hiệu suất thu hồi chitosan lactate 101 3.4.4 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến độ hòa tan hiệu suất thu hồi chitosan lactate 102 3.4.5 Đề xuất quy trình điều chế tính chất hóa lý chitosan lactate 103 3.5 Nghiên cứu ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp chitosan lactate .111 3.5.1 Tính chất thành phần hóa học vi tảo Nannochloropsis sp 111 3.5.2.Ảnh hưởng nồng độ chitosan lactate sử dụng đến hiệu suất lắng 113 3.5.3 Ảnh hưởng kết hợp sử dụng chitosan lactate điều chỉnh pH đến hiệu suất lắng 117 3.5.4 Ảnh hưởng phương pháp thu nhận đến hiệu suất thu hồi chlorophyll-a carotenoids khả sinh trưởng sinh khối vi tảo Nannochloropsis sp 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 126 Kết luận 126 Kiến nghị .126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 vi DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh AA Arachidonic acid AAMPSA Acrylamido 2-metyl propan sulfonic acid Tiếng Việt Arachidonic acid Chất keo tụ AAMPSA ALA Alpha-linolenic acid Alpha-linolenic acid ANOVA Analysis of Variance Phân tích phương sai AOAC Association of Official Hiệp hội nhà hóa phân tích Analytical Chemists thống ARA Arachidonic acid Arachidonic acid EPA Eicosapentaenoic acid Eicosapentaenoic acid EtOH Ethanol Etanol CD Circular Dichroism Lưỡng sắc tròn COD Chemical oxygen demand Nhu cầu oxy hóa học CT Chitin Chitin CTAB Cetyltrimetylamoni bromua Chất hoạt động bề mặt (muối amoni bậc 4), chất keo tụ CTAB CTS Chitosan Chitosan CTSs Chitosan lactate salts Muối chitosan lactate DADMAC Diallyl dimethyl ammonium chloride Chất keo tụ DADMAC (muối amoni bậc 4) DD Degree of deacetyl Độ deacetyl DHA Docosa hexaenoic acid Docosahexaenoic acid Dimethyl sulfoxide Chất bảo quản DMSO (hợp chất hữu lưu huỳnh) Deoxyribonucleic acid Phân tử mang thông tin di truyền DMSO DNA ĐBSCL Đồng sông Cửu Long ĐC Đối chứng FFA Free fatty acid Acid béo tự FTIR Fourier Transform Infrared Spectroscopy Quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier vii Từ viết tắt Tiếng Anh HSTH Tiếng Việt Hiệu suất thu hồi HUFA Highly unsaturated fatty acid Acid béo mạch cao khơng bão hịa M MarkNature Nguồn cung cấp từ công ty MarkNature MUFA Monounsaturated fatty acid Acid béo khơng bão hịa đơn mạch Mw Molecular Weight Khối lượng phân tử MWCO Molecular Weight Cut-Off Khối lượng phân tử cắt N Nguồn vỏ lột xác NMR Nuclear Magnetic Resonance Cộng hưởng từ hạt nhân OD Optical Density Mật độ quang học PAC Polyaluminum chloride Chất keo tụ PAC (phèn nhôm) PE Polyethylens Nhựa dẻo PEI Polyme polyethyleneimine Chất keo tụ PEI PGA Poly-glutamic acid Chất keo tụ PGA PSSA Polystyren sulfonic acid Chất keo tụ PSSA PUFA Polyunsaturated fatty acid Acid béo đa mạch khơng bão hịa PVC Polyvinyl Chlorua Nhựa nhiệt dẻo PVC SECMALLS Size Exclusion Chomatography - Multi-Angle Laser Light Scattering Phổ sắc ký kết hợp phân tán ánh sáng tĩnh đa gốc SEM Scanning Electron microscope Kính hiển vi điện tử quét SFA Saturated fatty acid Acid béo bão hòa TBARS Thiobarbituric acid Acid béo thiobarbituric TSS Total Suspended Solids Tổng chất rắn lơ lửng TVB-N Total volatile basic nitrogen Tổng lượng nitơ bazơ bay USD United States dollar Đồng Đơ la UV Ultraviolet Tia cực tím UV-VIS Ultraviolet - Visible Tia cực tím – Khả kiến V Nguồn cung cấp từ công ty Việt Nam Food viii Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt VLX Vỏ lột xác VNF Công ty cổ phần Việt Nam Food XRD X-Ray Diffraction Nhiễu xạ tia X - CODE 31008: Amino acids - Biochrom - Tryptophane – HPLC-FLD Phụ lục 3.2 Thành phần khống cịn lại kim loại nặng chitosan tinh thu từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng Phụ lục 3.3 Phổ FTIR chitin, chitosan tách chiết từ vỏ lột xác tôm chitosan tách chiết từ vỏ tôm chế biến Phụ lục 3.4 Phổ XRD vỏ lột xác (a), chitin (b), chitosan (c) tách chiết từ vỏ lột xác tôm chitosan (d) tách chiết từ vỏ tôm chế biến a Phổ XRD vỏ lột xác b Phổ XRD chitin từ vỏ lột xác c Phổ XRD chitosan từ vỏ tôm lột xác d Phổ XRD chitosan từ vỏ tôm chế biến Phụ lục 3.5 Phổ FTIR chitosan lactate tách chiết từ vỏ lột xác, chitosan lactate tách chiết từ tôm chế biến công ty VNF chitosan lactate thương mại công ty MarkNature Phụ lục 3.6 Phổ XRD chitosan lactate (a) tách chiết từ vỏ lột xác, chitosan lactate (b) tách chiết từ tôm chế biến công ty VNF chitosan lactate (c) thương mại công ty MarkNature a Phổ XRD chitosan lactate từ vỏ tôm lột xác b Phổ XRD chitosan lactate từ chitosan công ty VietNam Food c Phổ XRD Chitosan lactate công ty MarkNature