Đồ án tốt nghiệp ứng dụng của chitosan sản xuất từ chitin thu hồi bằng phương pháp lên men lactic

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH H o C ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP hi in M h ỨNG DỤNG CHITOSAN SẢN XUẤT TỪ CHITIN THU HỒI BẰNG PHƯƠNG PHÁP LÊN MEN LACTIC ity C ve ni U Ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC rs ity Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ SINH HỌC of ch Te Lớp: 11DSH03 TP Hồ Chí Minh, 2015 y MSSV: 1151110236 : Nguyễn Thị Thanh Nhật og Sinh viên thực l no Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Hoài Hương Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung đồ án tốt nghiệp tự thân thực Các thông tin thứ cấp sử dụng luận án có nguồn gốc trích dẫn rõ ràng, khơng chép hình thức nào, số liệu trích dẫn trung thực Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm lời cam đoan H o C Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2015 hi Sinh viên h in M ity C U Nguyễn Thị Thanh Nhật ity rs ve ni of ch Te y og l no Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Khóa luận tốt nghiệp hồn thành trường Đại Học Cơng Nghệ TP.HCM Để hồn thành đồ án tốt nghiệp này, trước tiên xin chân thành cảm ơn đến Quý Thầy Cô giảng dạy khoa Công Nghệ Sinh Học – Môi Trường – Thực Phẩm tận tình dạy truyền đạt cho kiến thức kinh nghiệm quý H báu suốt thời gian học tập trường o Đặc biệt, xin chân thành bày tỏ lịng cảm ơn chân thành tới Cơ Nguyễn Hồi C hi Hương, người tận tình hướng dẫn, động viên truyền đạt cho kiến in M thức chuyên nghành suốt thời gian nghiên cứu thực đề tài Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Cô Tuyến công tác Viện Sinh học Nhiệt h C Đới, Cô Ngọc Yên trường Đại học Bách Khoa TpHCM cung cấp cho mẫu ity chitosan thương mại, bạn Vân Hương, Tuyết Mai lớp 11DSH05 cung cấp chủng ni U nấm Aspergillus flavus CĐP1 để tơi thực đồ án ve Tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Thành, thầy Dũng hỗ trợ thiết bị hóa chất, vật rs tư giúp đỡ tơi hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin cảm ơn giúp đỡ nhiệt of thời gian thực đồ án ity tình cộng sự, cảm ơn đến người bạn động viên, giúp đỡ Te Sau cùng, tơi xin kính chúc q Thầy Cơ khoa Công Nghệ Sinh Học – Môi ch Trường – Thực Phẩm thật nhiều sức khỏe, niềm tin để tiếp tục sứ mệnh cao đẹp thành công nghiệp tương lai og l no truyền đạt kiến thức cho hệ mai sau Chúc bạn dồi sức khỏe y Mặc dù cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh Song đồ án nhiều thiếu sót cịn hạn chế kiến thức kinh nghiệm Vì tơi mong nhận đóng góp, phê bình Q Thầy, Cơ giáo Tơi xin chân thành cảm ơn! Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC BẢNG iv DANH MỤC HÌNH vi MỞ ĐẦU H CHƯƠNG TỔNG QUAN o 1.1 Tổng quan tôm sú C hi 1.1.1 Cấu tạo vỏ tôm .6 M 1.2 Tổng quan chitin – chitosan .7 in 1.2.1 Lịch sử phát chitin – chitosan h 1.2.2 Cấu trúc chitin – chitosan C ity 1.2.3 Tính chất chittin – chitosan 10 1.2.4 Ứng dụng chitosan 15 U ni 1.2.5 Ứng dụng chitosan kích thích nảy mầm hạt giống 18 ve 1.2.6 Tình hình sản xuất chitin – chitosan 19 ity rs 1.3 Tổng quan vi khuẩn lactic .23 1.3.1 Khái niệm 23 of 1.3.2 Đặc tính chung 24 Te 1.3.3 Đặc điểm sinh lý – sinh hóa .25 ch 1.3.4 Giới thiệu nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic vào lên men thu hồi chitin 29 l no CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 31 og 2.1 Vật liệu nghiên cứu 31 y 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 31 2.1.2 Thời gian thực 31 2.1.3 Vật liệu 31 2.2 Phương pháp luận 32 2.3 Phương pháp thí nghiệm .33 2.3.1 Thu thập mẫu nguyên liệu 33 i Đồ án tốt nghiệp 2.3.2 Xác định thông số thành phần hóa học nguyên liệu đầu vỏ tôm 34 2.3.3 Quy trình lên men kéo dài 35 2.3.4 Phương pháp tiến hành 37 2.3.5 Khảo sát ảnh hưởng chitosan khả ức chế nấm Aspergillus flavus CĐP1 môi trường nuôi cấy PDA 45 H o 2.3.6 Khảo sát ảnh hưởng chitosan lên khả kích hoạt rễ hạt đậu nành, hạt đậu phộng nồng độ tương ứng 46 C CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 hi 3.1 Xác định thành phần hóa học ngun liệu vỏ tơm 48 M h in 3.2 Thông số hóa học sau q trình lên men lactic thu hồi chitin với tỉ lệ rỉ đường 20% .49 ity C 3.3 Hiệu khử khoáng khử protein trình lên men lactic với tỉ lệ rỉ đường 20 %, mật độ giống 3,16 x 106 cfu/ ml, 10 ngày 50 ni U 3.4 So sánh số đặc tính, tính chất vật lý chitosan từ chitin theo phương pháp lên men lactic chitosan thương phẩm 51 rs ve 3.5 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chitosan lên hoạt tính kháng nấm Aspergillus flavus CĐP1 53 ity 3.6 Khảo sát ảnh hưởng chitosan lên khả kích hoạt nảy mầm hạt đậu tương .58 of Te Kết luận 69 Kiến nghị 69 ch TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 y og l no ii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ATP: Adenosine triphosphate Ctv : cộng tác viên LAB : Lactic Acid Bacteria NSC : ngày sau cấy H o PDA : Potato dextrose agar C hi UV: Ultraviolet M DD: dung dịch h in ity C ity rs ve ni U of ch Te y og l no iii Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Stt Bảng 2.1 Chuẩn bị dung dịch albumin chuẩn 42 3.1 Thành phần hóa học ngun liệu vỏ tơm 48 H 3.2 o C hi 3.3 Trang Các thông số hóa học sau q trình lên men lactic thu hồi chitin chủng L5 vởi tỉ lệ rỉ đường 20% 49 Hiệu khử khống q trình lên men lactic chủng L5, tỉ lệ rỉ đường 20%, mật độ giống 3,16x 106 cfu/ml, 10 M Nội dung 50 h in ngày 3.4 chủng L5, tỉ lệ rỉ đường 20%, mật độ giống 3,16 x 106 50 ity C Hiệu khử protein (%) trình lên men lactic ni U cfu/ml, 10 ngày 3.6 chitosan thương phẩm ity So sánh chitosan điều chế từ phương pháp lên men lactic 51 rs 3.5 ve Ảnh hưởng nồng độ chitosan lên hoạt tính kháng nấm (%) 53 of Ảnh hưởng chitosan đến tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, 3.7 Te khối lượng hạt hạt giống đậu tương mẫu 58 ch chitosan lên men lactic l no Ảnh hưởng chitosan đến tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, 3.8 khối lượng hạt hạt giống mẫu chitosan thương 61 y og phẩm Ảnh hưởng chitosan đến tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, 10 3.9 khối lượng hạt hạt giống mẫu chitosan thương 63 phẩm 11 3.10 So sánh nồng độ chitosan 2,0g/l mẫu chitosan lên men iv 65 Đồ án tốt nghiệp mẫu chitosan thương phẩm lên tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, khối lượng hạt hạt đậu tương H o C hi h in M ity C ity rs ve ni U of ch Te y og l no v Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Stt Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo chitin 1.2 Công thức cấu tạo chitosan 10 H o 1.3 C hi Trang Quy trình tổng quát thu nhận chitin sản xuất chitosan từ vỏ đầu tơm 1.4 20 Quy trình sản xuất chitin, chitosan từ nguyên liệu vỏ đầu tôm phương pháp túy hóa học Robert, đại M Nội dung 21 in h học Nottingham Trent ( 1998) C 1.6 Con đường lên men glucose 27 2.1 Sơ đồ xử lý vỏ tôm trước thí nghiệm ve 33 2.2 2.3 10 2.4 11 3.1 ity 1.5 ni Quy trình lên men vỏ tôm thu nhận chitin Bhaskar, viện nghiên cứu công nghệ thực phẩm Ấn Độ, 2010 22 U rs 34 of liệu ity Sơ đồ tóm tắt thí nghiệm xác định thành phần nguyên Te Quy trình lên men phương pháp lên men lactic sử 36 ch dụng rỉ đường đậu phộng dung dịch chitosan nồng độ 47 Kết thu hồi chitin – chitosan từ vỏ tôm phương y og l no Sơ đồ thí nghiệm kích hoạt nảy mầm hạt đậu nành, hạt pháp lên men lactic sử dụng rỉ đường 52 Kết tản nấm Aspergillus flavus mơi trường PDA 12 3.2 có bổ sung chitosan sau ngày ủ có chitosan pH =5,5 mẫu chitosan lên men lactic vi 54 Đồ án tốt nghiệp Kết tản nấm Aspergillus flavus môi trường PDA 13 3.3 có bổ sung chitosan sau ngày ủ có chitosan pH =5,5 55 mẫu chitosan thương phẩm Kết tản nấm Aspergillus flavus môi trường PDA 14 3.4 có bổ sung chitosan sau ngày ủ có chitosan pH =5,5 56 H mẫu chitosan thương phẩm o Biểu đồ thể ảnh hưởng chitosan đến tỷ lệ nảy C 3.5 hi 15 mầm, chiều dài rễ, khối lượng hạt hạt giống đậu tương 59 in M mẫu chitosan lên men lactic 3.6 Ảnh hưởng chitosan đến kích thích nảy mầm hạt h 16 59 ity C giống đậu tương mẫu chitosan lên men lactic Biểu đồ thể ảnh hưởng chitosan đến tỷ lệ nảy 3.7 U 17 mầm, chiều dài rễ, khối lượng hạt hạt giống đậu tương 61 ni ve mẫu chitosan thương phẩm Ảnh hưởng chitosan đến chiều dài rễcủa hạt giống đậu ity 3.8 rs 18 tương mẫu chitosan thương phẩm 62 of Biểu đồ thể ảnh hưởng chitosan đến tỷ lệ nảy 3.9 Te 19 mầm, chiều dài rễ, khối lượng hạt hạt giống đậu tương Ảnh hưởng chitosan đến chiều dài rễ hạt giống đậu tương mẫu chitosan thương phẩm 64 y og 3.10 l no 20 ch mẫu chitosan thương phẩm 63 Ảnh huởng chitosan mẫu lên men lactic tới khả kích hoạt nảy mầm hạt đậu phộng mẫu chitosan lên 21 3.11 22 3.12 67 men lactic Ảnh huởng chitosan mẫu lên men lactic tới khả kích hoạt nảy mầm hạt đậu phộng mẫu chitosan thương vii 68 Đồ án tốt nghiệp Within groups 7.09597E8 Total (Corr.) 1.49232E11 1.18266E8 Multiple Range Tests for MW by Mw.MAU Method: 95.0 percent LSD Mw.MAU Count Mean Homogeneous H o Groups C X 262027 hi M 406441 3 576350 X in h X C ANOVA Table for nhot by mau ity Source Sum of Df Mean P-Value 469.35 0.0000 U Square 4.56995 ve ni Squares Between F-Ratio 2.28498 Within groups 0.0292101 0.00486835 Total (Corr.) groups of Homogeneous og mau Count Mean l no Method: 95.0 percent LSD 1.02108 X 1.72431 X 3 2.75619 y Groups ch Multiple Range Tests for nhot by mau Te 4.59916 ity rs X Đồ án tốt nghiệp ANOVA Table for dohoatan by mau Source Sum of Df Mean Squares Between F-Ratio P-Value 32.23 0.0006 Square 30.0361 15.0181 2.79599 0.465999 Total (Corr.) 32.8321 groups H o Within C groups hi M h in Multiple Range Tests for dohoatan by mau mau Count Mean ity C Method: 95.0 percent LSD Homogeneous 90.8922 X 3 91.8837 X ity rs 87.6089 X ve ni U Groups of D2 Ảnh hưởng nồng độ chitosan đến khả ức chế nấm mẫu Te chitosan lên men sinh học chitosan thương phẩm ch Source F-Ratio P-Value 29.22 0.0000 of Df Mean Squares Square y og Sum l no ANOVA Table for %ucchenam tp1 by nong Between 83.3922 20.848 groups Within groups 7.13465 10 0.713465 Total (Corr.) 14 90.5268 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for %ucchenam tp1 by nong Method: 95.0 percent LSD nong Count Mean Homogeneous Groups 34.8459 X 0.5 H 36.2885 X 39.0784 X o 0.1 C hi 39.7969 XX X 41.2969 h in M Source Sum ity C ANOVA Table for %ucchenam tp2 by nong of Df Mean P-Value 111.36 0.0000 U Squares Square 10 0.393498 Total (Corr.) 14 179.217 of Within groups 3.93498 ity rs groups 43.8205 ve 175.282 ni Between F-Ratio Te Multiple Range Tests for %ucchenam tp2 by nong ch Count Mean Homogeneous og nong l no Method: 95.0 percent LSD Groups y 0.1 34.4666 X 0.5 35.2785 X 41.1926 X 41.6688 XX Đồ án tốt nghiệp X 42.4783 ANOVA Table for % ucchenamthinghiem by nong Source Sum of Df Mean Squares Between F-Ratio P-Value 31.71 0.0000 Square 110.666 27.6666 H groups o 10 0.872382 C Within groups 8.72382 hi Total (Corr.) 119.39 14 M h in Multiple Range Tests for % ucchenamthinghiem by nong Method: 95.0 percent LSD Count Mean Homogeneous Groups ni U ity C nong 33.6448 X 0.5 34.6122 X 37.1331 X 39.8881 X 40.4158 X ity rs ve 0.1 of ch Te y og l no Đồ án tốt nghiệp D2 So sánh nồng độ chitosan : 2,0g/l; 4,0g/l chitosan lên men lactic mẫu chitosan thương phẩm lên khả ức chế nấm Aspergillus flavus Multiple Range Tests for %uchenam2gl by mau Method: 95.0 percent LSD mau Count Mean Homogeneous H Groups o C 3 39.7969 X hi 39.8881 X M h in 41.6688 X Source ity C ANOVA Table for %uchenam2gl by mau Sum of Df Mean ni Within groups 3.60579 0.600966 Total (Corr.) 0.0430 ity rs ve 3.34139 groups of 10.2886 5.56 Square 6.68278 Between P-Value U Squares F-Ratio ch Method: 95.0 percent LSD l no mau Count Mean Homogeneous og Groups 40.4158 X 41.2969 XX 42.4783 X y Te Multiple Range Tests for %uchenam4gl by mau Đồ án tốt nghiệp ANOVA Table for %uchenam4gl by mau Source Sum of Df Mean Squares Between F-Ratio P-Value 4.84 0.0561 Square 6.42599 3.213 Within groups 3.98469 0.664115 groups H o C Total (Corr.) 10.4107 hi D3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ chitosan lên tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, M khối lượng hạt hạt đậu tương mẫu lên men phương pháp lên men in h lactic mẫu chitosan thương phẩm C Sum of Df Mean U Source ity ANOVA Table for ti le mamtp1 by nong 9.51 0.0007 Square 380.444 ve Between P-Value ni Squares F-Ratio 76.0889 Total (Corr.) 17 476.444 Te 12 8.0 of Within groups 96.0 ity rs groups ch Multiple Range Tests for ti le mamtp1 by nong l no Method: 95.0 percent LSD Count Mean Homogeneous Groups 69.3333 X 0.1 73.3333 XX 74.6667 X 1.0 77.3333 XX y og nong 10 Đồ án tốt nghiệp 5.0 81.3333 XX 2.0 82.6667 X ANOVA Table for cdai retp1 by nong Source Sum of Df Mean Squares H P-Value 144.33 0.0000 Square 10.825 o Between F-Ratio 2.165 C groups hi Within groups 0.18 12 0.015 M 11.005 17 h in Total (Corr.) Multiple Range Tests for cdai retp1 by nong doMethod: 95.0 percent LSD Groups ni U Homogeneous ity Count Mean C nong 4.13333 X 0.1 4.26667 X 0.5 4.33333 X 1.0 4.83333 X 2.0 5.86667 X 5.0 6.06667 X ity rs ve of ch Te of Df Mean Squares Between 0.0136764 F-Ratio Square 0.00273529 21.47 groups Within groups 0.00152899 P-Value 12 0.00012741 11 0.0000 y Sum og Source l no ANOVA Table for khoi luong hat tp1 by nong Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for khoi luong hattp1 by nong Method: 95.0 percent LSD nong Count Mean Homogeneous Groups 0.1 0.29666 X H o hi 0.5 X 0.35333 h in X 0.35 M 2.0 X 0.3 C C 0.36 5.0 0.36146 X X ni U ity 1.0 ANOVA Table for tile mamtp2 by nong ve Sum of Df Mean 527.111 105.422 9.88 of Between Square Total (Corr.) 17 Multiple Range Tests for tile mamtp2 by nong y Method: 95.0 percent LSD nong Count Mean Homogeneous Groups 69.3333 X 0.1 72.0 og l no 12 10.6667 ch Within groups 128.0 0.0006 Te groups 655.111 P-Value ity Squares F-Ratio rs Source XX 12 Đồ án tốt nghiệp 0.5 73.3333 XX 1.0 76.0 2.0 82.6667 X 5.0 84.0 X X ANOVA Table for cdai retp2 by nong H Sum o Source Squares C hi P-Value 20.7028 4.14056 63.16 0.0000 h in groups F-Ratio Square M Between of Df Mean Within groups 0.786667 C 21.4894 17 ity Total (Corr.) 12 0.0655556 ni U Multiple Range Tests for cdai retp2 by nong Count Mean ity Homogeneous rs nong ve Method: 95.0 percent LSD Groups of 4.13333 X 0.1 5.36667 X 0.5 5.9 X 1.0 6.2 X 2.0 7.16667 X 5.0 7.26667 X ch Te y og l no ANOVA Table for khoi luong hattp2 by nong Source Sum Squares of Df Mean F-Ratio Square 13 P-Value Đồ án tốt nghiệp Between 0.0616906 0.0123381 66.93 0.0000 groups Within groups 0.00221204 12 0.00018433 Total (Corr.) 0.0639026 17 H Multiple Range Tests for khoi luong hattp2 by nong o C Method: 95.0 percent LSD hi nong Count Mean M 0.29161 X h Groups in ity C 0.1 Homogeneous 0.29963 X U 0.30625 X rs ve 0.5 ni 7 0.39745 ity 1.0 X of 0.41120 Te 5.0 XX ch 0.43347 l no 2.0 X og y ANOVA Table for tilenaymamthinghiem by nong Source Sum of Df Mean Squares Between 522.667 F-Ratio P-Value 14.70 0.0001 Square 104.533 groups 14 Đồ án tốt nghiệp Within groups 85.3333 12 7.11111 Total (Corr.) 17 608.0 Multiple Range Tests for tilenaymam by nong Method: 95.0 percent LSD nong Count Mean Homogeneous H Groups o hi 69.3333 X M 0.1 66.6667 X C 1.0 76.0 2.0 78.6667 XX 5.0 82.6667 h in 74.6667 X 0.5 ity C X ve ni U X ANOVA Table for khoi luong hatthinghiem by nong of Df Mean Squares 0.0291208 0.00582416 41.92 0.0000 Within groups 0.00166741 12 0.00013895 l no og 0.0307882 ch Te groups Total (Corr.) P-Value of Between Square F-Ratio ity Sum rs Source 17 y 15 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for khoi luong hatthinghiem by nong Method: 95.0 percent LSD nong Count Mean Homogeneous Groups 0.30024 X H o 0.31716 XX C 0.5 hi M 0.1 0.33143 X 0.33680 X 0.40320 X ity rs 2.0 ve ni 0.40305 U ity 5.0 X C 1.0 h in of D4 So sánh nồng độ chitosan 2,0 g/l; 5,0 g/l mẫu chitosan lên men Te mẫu chitosan thương phẩm lên tỷ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, khối lượng hạt ch hạt đậu tương Sum of Df Mean Between 1.50 0.2963 Square 32.0 16.0 Within groups 64.0 10.6667 Total (Corr.) groups 96.0 P-Value y Squares F-Ratio og Source l no ANOVA Table for %tilenaymam2g/l by mau 16 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for %tilenaymam2g/l by mau Method: 95.0 percent LSD mau Count Mean Homogeneous Groups 3 H o C 78.666 X 82.666 X hi 82.666 X h in M C ity ANOVA Table for %tilenaymam 5g/l by mau U Source Sum of Df Mean P-Value 0.60 0.5787 ni Square ve Squares 10.6667 5.33333 53.3333 8.88889 ity rs Between F-Ratio groups of Within Te groups ch Total (Corr.) 64.0 og y Method: 95.0 percent LSD mau Count Mean Homogeneous Groups l no Multiple Range Tests for %tilenaymam.5g/l by mau 81.333 X 17 Đồ án tốt nghiệp 82.666 X X 84.0 ANOVA Table for chieudaire2g/l by mau Source Sum of Df Mean H Squares F-Ratio P-Value 54.04 0.0001 Square o 2.88222 C Between 1.44111 0.0266667 hi groups M Total (Corr.) h in Within groups 0.16 3.04222 C ity Multiple Range Tests for chieudaire2g/l by mau Homogeneous 3 6.93333 X 7.16667 X Source P-Value Sum of Df Mean og Squares F-Ratio l no ANOVA Table for khoilluonghat2g/l by mau ch Te 5.86667 X of ity rs Groups ve ni mau Count Mean U Method: 95.0 percent LSD Square y Between 0.0083815 0.00419075 40.15 groups Within groups 0.000626208 0.00010436 Total (Corr.) 0.00900771 18 0.0003 Đồ án tốt nghiệp Multiple Range Tests for khoilluonghat2g/l by mauMethod: 95.0 percent LSD mau Count Mean Homogeneous Groups 0.35333 X 3 H o C X 0.42649 hi X 0.40320 in M h ANOVA Table for khoiluonghat 5g/l by mau Sum C Source of Df Mean P-Value Square U 0.00629455 Within groups 0.00268893 0.0268 rs ve groups 0.00314727 7.02 ni Between ity Squares F-Ratio 0.00044815 0.00898348 of Total (Corr.) ity Te Multiple Range Tests for khoiluonghat 5g/l by mauMethod: 95.0 percent LSD ch Homogeneous l no mau Count Mean Groups 0.36146 X 3 0.40305 XX y og 0.42526 X 19