TRUONG DAI HOC CAN THO
KHOA NƠNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
TRAN HA DIEM
KHAO SAT ANH HUONG CUA DIEU KIEN BAO QUAN VA HE DUNG MOI DEN HIEU SUAT TRICH LY
CAROTENOIDS TU VO TOM SU
LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU’
Chuyén nganh: CONG NGHE THU'C PHAM
Giáo viên hướng dẫn
'Ths PHAN THỊ THANH QUÉ
> Oimswan|_ Cân Thơ, 06/2008 Ế
Trang 2Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cân Thơ
Luận văn tốt nghiệp kèm theo sau đây, với đề tựa là “KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG
CUA DIEU KIEN BAO QUAN VA LOAI DUNG MOI DEN HIEU SUAT TRICH LY CAROTENOIDS TU VO TƠM”, do sinh viên TRẦN HÀ DIỄM thực hiện và
báo cáo, và đã được Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thơng qua Giáo viên hướng dẫn
PHAN THỊ THANH QUE
Cần Thơ, ngày tháng năm 2008 Chủ Tịch Hội Đồng
Trang 3LỜI CÁM TẠ
Chân thành cám ơn
Cơ Phan Thị Thanh Quế, người trực tiếp hướng dẫn đề tài, đã tận tình hướng dẫn,
gĩp ý, cung cấp những tài liệu cần thiết và truyền đạt những kiến thức quý báu giúp
tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp
Tất cả các thầy cơ Bộ Mơn Cơng Nghệ Thực Phẩm - Trường Đại Học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền dat cho tơi những kiến thức và kinh nghiệm bổ ích để hồn thành đề tài luận văn cũng như trang bị cho tơi những kinh nghiệm để bước vào đời Tập thể cán bộ phịng thí nghiệm của Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm đã tạo điều kiện
thuận lợi cho tơi hồn thành đề tài nghiên cứu của mình
Tập thể lớp Cơng nghệ thực phẩm khĩa 29 đã giúp đỡ, gĩp ý chân thành giúp bài
Trang 4Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cân Thơ MỤC LỤC Trang 0 1 ion 0 ii LOD CAM tao 4D iii 01/1 ::-11Ĩ iv Danh sách bang Danh sách hình D58 ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 2 5© S£2EE£2EE££E++EE£EEeExzrxzrxrrxrcrx 1 1.1 Đặt vấn đề «set xE T311 T1E1111 1111111111111 11111111111 1 1.2 Mục tiêu nghiên CỨU - + + + + SE nh ng ng ri 2 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
2.1 Nguồn nguyên liệu 2-5 ©22+++xt2EEtEEEEEEerExerkrsrxerkrrrrerrrrrrree 3 2.2 Thành phần hĩa học của vỏ tơm . -2 ¿ + +s++s+zzx++zxzzeee 3 2.3 Giới thiệu về chất màu + + + k+E £EE+EE+E£EEEeEEEEEEEEEEEEErkererkerkre 4 2.3.1 Khái niệm về chất màầu 2 - 2 °+k E+EeEE+EeEE+EEEEEEEEEEEEerrkerxre 4 2.3.2 Các chất màu cĩ trong thủy sản -¿-sc©+cx+czxcxeerxesree 4 2.4 Giới thiệu về Carotenoids - Astaxanthin 2.4.1 Carotenoids DAL Go ố 5
2.4.1.2 Carotenoids đối với sức khỏe con người -: + 6
2.4.1.3 Carotenoids ngăn chặn sự oxy hĩa như thế nào? 7
2.4.1.4 Các carotenoids tìm thấy trong thủy sản . - 12
2.4.1.5 Thành phần carotenoids trong vỏ tơm phế liệu - 15
Trang 52.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly carotenoids
bằng dung mơi hữu CƠ 2-22 5© ©£2EE+2EEvEEEvrxevrxerreerkrrrxrrrrrrk 21 2.6 Dung mơi trích ly carotenoids từ vỏ tơm phế liệu
2.7 Các loại bao bì bảo quản phế liệu vỏ tơm và dịch trích carotenoids
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1 Phương tiện thí nghiỆm - + + 5+ +2 E3 E*vE*EE*EEeErkrkrkerkrrkrrre 30 3.1.1 Thời gian và địa điểm ¿2-22 +++zxecxxvrxrrxerreerkerrxerrrcrs 30 E2 0 0 30
3.1.3 Hĩa chất c-ccc+-cccrrtrrrtrrrtrrrrrrrrrriiirrrrrrrre 30
3.1.4 Dụng cụ - thiết bị ¿22-5222 xeEEESEEEEEeEEerkrrrkrrkrerkrrrkerrrees 30
3.2 Phương pháp nghiên CỨU - + + +2 + + E*vE*EEeEEekrekreereerkrrkrrre 30 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi và phương pháp loại dung mơi khác nhau đên hiệu suât trích ly carotenoids 31
- 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì, nhiệt độ bảo quản
phê liệu đên hiệu suât trích ly carotenoids theo thời gian bảo quản 33 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hướng của loại bao bì đến sự thay đổi hàm lượng carotenoids theo thời gian bảo QuảH + + ++++++x+s£+*£+seeereereerse 35
CHƯƠNG 4: KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37
4.1 Xây dựng quy trình trích ly carotenoids từ vỏ tơm phế liệu 37 4.2 Kết quả xây dựng đường chuẩn astaxanthin -s- s+¿ 39 4.3 Kết quả ảnh hưởng của các hệ dung mơi và phương pháp loại dung mơi khác nhau đến hiệu suất trích ly carotenoids tit vO tơm sú - - + 40
4.4 Ảnh hưởng của loại bao bì, nhiệt độ bảo quản vỏ tơm sú đến hiệu suất trích
ly carotenoids theo thời gian bảo Quản - + + ++*£+x£+x£+k+sEeeeeeeeereereeree 42
4.5 Ảnh hưởng của loại bao bì chứa đựng dịch trích đến sự thay déi hàm lượng
carotenoids theo thời gian bảo Quải - + + + + + ++*£+x£*x£ek£ekesereereererereerei 46
CHƯƠNG 5§: KÉT LUẬN - ĐÈ NGHỊ .2-2¿© s2 ©5+2xv2zxerxeerxrrrxee 49 5.1 KẾT luận - s93 EE T311 T1EE1 111111111111 1111111111511 1 T11 xe 49 0 nh 4dddQQRĐFLŒẬậẬộ,)) 49 Tài liệu tham khảo . 2 2£©+£+©+E+2E+£+EEEEEEEtEEEEEEEEEEESEEErrkerrrkrrrkee 51 PHU LUC oe 52 Phụ lục A: Cơng thức xác định hiệu suất thu hồi carotenoids 52
Phụ lục B: Kết quả thống kê Anova
Trang 6Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cân Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng Tựa bảng Trang
1 Thành phần dinh đưỡng của tơm si 3
2 Thành phần hĩa học của vỏ tơm sdy khơ (tính theo căn bản khơ) 3 3 Khả năng dập tắt oxy tự do của các loại carotenoids khác nhau 9 4 Tốc độ hấp thu của carotenoids đối với các gốc tự do khác nhau 11 5 Thành phần của carotenoids trong phế liệu tơm sú 15 6 Số liệu xây dựng đường chuẩn astaxanthin 39 7 Kết quả hiệu suất trích ly carotenoids ở các hệ dung mơi khác nhau 41
bằng 2 phương pháp loại dung mơI
8 Kết quả ảnh hưởng của loại bao bì đến hiệu suất trich ly carotenoids 43 theo thời gian bảo quản
9 Kết quả ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất trích carotenoids theo 43 thời gian bảo quản
10 Ảnh hưởng của loại bao bì đến sự thay đổi hàm lượng carotenoids 46
Trang 7
DANH SÁCH HÌNH
Hình Tựa hình Trang 1 Nguyên liệu tơm sú 3 2 _ Các loại thực phẩm chứa carotenoids 5 3 Carotenoids bố trí trong protein Bên trái: trong sự quang hợp của vỉ 7
khuẩn cyanobacterium, carotenoids nằm bên ngồi (màu cam) Bên phải: trong võng mạc mắt (rhodopsin), carotenoids nằm sâu bên trong (màu hồng)
4 _ Cấu trúc hĩa học của beta-carotene 12 5 Cấu trúc hĩa học của Lutein 13 6 Cấu trúc hĩa học của Zeaxanthin 13 7 Cấu trúc hĩa học của Canthaxanthin 14 § Cấu trúc hĩa học của astaxanthin 14 9 Màu carotenoids của thủy sản 14
10 Sơ đồ biến đổi của carotenoids 16
11 Cấu trúc hĩa học của astaxanthin 16 12 Hiệu quả chống oxy hĩa của astaxanthin so với các chất màu khác 19 13 _ Cấu tạo của phan tir isopropyl alcohol (IPA) 2 14 _ Cấu tạo của phân tử hexan 23 15 Cấu tạo phan tir acetone 23 16 _ Cấu tạo phân tử methanol 24
17 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 32 18 So dé bé trí thí nghiệm 2 34 19 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 36
20 Quy trình trích ly carotenoids từ vỏ tơm sú 38
Trang 8Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
21 Đồ thị đường chun astaxanthin 40
22 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hệ dung mơi đến hiệu suất trích ly 41
carotenoids ở 2 phương pháp loại dung mơi
23 Đồ thị biếu diễn hiệu suất trích ly carotenoids theo loại bao bì và ngày 44 bảo quản
24 Đồ thị biếu diễn ảnh hưởng của loại bao bì đến sự thay đổi hàm lượng 47 carotenoids theo thời gian bảo quản
25 Quy trình trích ly carotenoids từ vỏ tơm sú đề nghị 50
Trang 9
TĨM LƯỢC
Carotenoids, bên cạnh vai trị tạo màu cịn cĩ nhiều chức năng quan trọng trong các lĩnh vực khác, đặc biệt là cơng dụng chống oxy trong lĩnh vực y dược học, ngày càng được quan tâm nhiều hơn Vì vậy, làm thế nào để thu được hợp chất màu này từ tự nhiên là vấn đề đang được quan tâm
Trong đĩ, vỏ tơm là nguồn nguyên liệu rẻ tiền và là một trong những nguồn carotenoids tự nhiên quan trọng (Sachindra, 2003) Đã cĩ nhiều kết quả nghiên cứu trích ly carotenoids từ vỏ tơm được cơng bố trên thế giới, tuy nhiên ở Việt Nam vấn
đề này cịn khá mới mẽ Với mục đích tìm ra các điều kiện bảo quản để duy trì hàm
lượng carotenoids cịn lại trong nguyên liệu vỏ tơm ban đầu cũng như điều kiện bảo quản sản phẩm dịch trích carotenoids ít bị biến đổi nhất theo thời gian bảo quản, đề tài này được tiến hành nghiên cứu các vấn đề sau đây:
- Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi (Isopropyl alcohol (IPA), acetone, methanol, hỗn hợp dung mơi IPA : hexane và acetone : hexane) và phương pháp loại
dung mơi (ở điều kiện áp suất khí quyền và ở điều kiện chân khơng) khác nhau đến
hiệu suất trích ly carotenoids
- Khảo sát ảnh hưởng của các loại bao bì khác nhau (PE-carton, PA-carton, PE, PA) và nhiệt độ bảo quản (0œ và 10°C) nguyên liệu vỏ tơm đến hiệu suất trích ly
carotenoids theo thời gian bảo quản
- Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì (High Density Polyetylene (HDPE) và chai thủy tỉnh màu) đến sự thay đổi hàm lượng carotenoids theo thời gian bảo quản Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ dung mơi IPA : hexane và phương pháp loại dung mơi bằng hệ thống máy cơ quay chân khơng cho hiệu suất trích ly carotenoids tir vo tơm cao nhất, và nguyên liệu vỏ tơm sú được bảo quản trong bao bì PE-carton ở nhiệt độ 10°C trong tối đa 7 ngày, hàm lượng carotenoids trong vỏ tơm sẽ được duy trì ở mức cao Bao bì thuỷ tỉnh màu bảo quản tốt dịch trich carotenoids, duy trì được hàm lượng carotenoids sau khi trích ly ít bị biến đổi nhất trong 6 ngày bảo quản
Trang 10Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1 Đặt vấn đề
Vùng biển Việt Nam dài hơn 3.260 km thuộc phạm vi ngư trường Trung tây Thái Bình Dương, cĩ nguồn lợi sinh vật phong phú, đa dạng, là một trong những ngư trường cĩ trữ lượng thủy hải sản hàng đầu trong các vùng biển trên thế giới Bên cạnh việc đáp ứng nhu cầu tiêu thụ đang ngày một tăng lên nhanh chĩng cả về số lượng và chất lượng, thuỷ sản hiện nay cịn là một trong những loại sản phẩm xuất khẩu quan trọng hàng đầu của Việt Nam Hàng thuỷ sản xuất khẩu của Việt Nam ngày càng ưa chuộng ở nhiều nước và khu vực Đáng quan tâm trong cơ cầu hàng thuỷ sản xuất khâu, nhĩm sản phẩm tơm vẫn là mặt hàng chủ lực chiếm tỷ lệ ngày càng cao Kim ngạch xuất khẩu thủy sản của Việt Nam niên
vụ 2007 đã đạt được chỉ tiêu 3,6 tỷ USD, trong đĩ, mặt hàng tơm xuất khẩu đã chiếm đến 1,5 tỷ USD, tăng trên 12% so với cùng kỳ năm 2006
Từ các số liệu trên cho thấy bên cạnh các sản phẩm chính thì một lượng các phụ
phẩm hay phế liệu tơm đã được thải ra rất lớn
Phụ phẩm tơm là nguồn carotenoids tự nhiên quan trọng (Shahidi và cộng sự,
1998) Luong carotenoids thay đổi từ 35-153 Iig/g, phụ thuộc vào từng lồi khác
nhau, sắc tố chủ yếu là astaxanthin và các ester của nĩ (Sachindra và cộng sự,
2005) Cho nên, nguồn phế liệu này là nguồn nguyên liệu rất quan trọng cho cơng nghiệp sản xuất carotenoids và các sản phẩm cĩ giá trị khác Do đĩ, việc nghiên cứu và phát triển sản xuất carotenoids nhằm nâng cao giá trị sử dụng nguồn phế liệu này đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế của cơng nghiệp chế biến thủy sản và hạn chế ơ nhiễm mơi trường do phế liệu gây ra
Một trong những phương pháp được coi là hữu hiệu và phổ biến là dùng dung mơi hoặc hỗn hợp dung mơi hữu cơ để trích ly carotenoids (Sachindra và cộng sự, 2001) Sản phẩm thu được của quá trình trích ly là hỗn hợp màu của carotenoids
Ở Việt Nam vấn đề này cịn rất mới mẽ, phần lớn chỉ cĩ tài liệu nĩi về sản xuất
chitin/chitosan mà chưa cĩ hoặc cĩ rất ít tài liệu đề cập đến lĩnh vực trích ly
carotenoids từ phụ phẩm tơm Dựa vào các kết quả nghiên cứu đã được cơng bố
trên thế giới, chúng tơi thực hiện đề tài này nhằm nghiên cứu các yếu tố ảnh
hưởng đến quá trình trích ly carotenoids dé thu được hiệu suất cao nhất, đáp ứng
điều kiện cụ thể ở Việt Nam
Trang 111.2 Mục tiêu nghiên cứu
Với mục đích tìm ra các thơng số kĩ thuật tối ưu cho việc trích ly carotenoids từ vỏ tơm để thu được hiệu suất cao nhất, cũng như tìm ra điều kiện bảo quản thích
hợp nhất cho sản phẩm, đề tài được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu các vấn đề: s* Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi và phương pháp loại dung mơi khác nhau đến hiệu suất trích ly carotenoids
s Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì, nhiệt độ bảo quản nguyên liệu vỏ tơm sú đến hiệu suất trích ly carotenoids theo thời gian bảo quản
$% Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì đến sự thay đổi hàm lượng carotenoids theo thời gian bảo quản
Trang 12Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Can Thơ
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Nguồn nguyên liệu tơm sú
- Tên tiếng Anh: Black Tiger Shrimp
- Tên khoa học: Penaeus monodon Fabricius
Tơm sú, là mặt hàng tơm phổ biến nhất ở Việt Nam, được chế biến dễ dàng, dưới
nhiều dạng sản phẩm khác nhau Hương vị tơm sú ngon và đậm đà hơn các loại
tơm khác
Hình 1 Nguyên liệu tơm sú
Bảng 1 Thành phần dinh dưỡng của tơm sú NăngLượng ChấtĐạm Tổngbéo Chatbéo Cholesterol Sodium Omega-3 bão hịa 95 Kcal 19,2g 0,6 g 0 90mg 185mg 0
2.2 Thành phần hĩa học của vĩ tơm
Nguyên liệu dùng để trích ly carotenoids là phế liệu của các lồi giáp xác Đề
tài nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu là vỏ tơm sú
Trang 132.3 Giới thiệu về hợp chất màu 2.3.1 Khái niệm về chất màu
Theo từ điển Bách Khoa Tồn Thư: chất màu là hợp chất hĩa học khơng độc và
dễ tiêu hố, tạo cho thực phẩm cĩ màu đặc trưng, đẹp, hấp dẫn và cĩ thể cĩ tác dụng kích thích tiêu hố
Chất màu thực phẩm cĩ nhiều loại: các chất màu tự nhiên sẵn cĩ trong nguyên
liệu thực phẩm (màu đỏ của carotenoids từ cà rốt, cà chua, ớt; màu xanh của chất
diệp lục từ lá cây, vv.); cĩ chất màu được tạo ra trong quá trình gia cơng kĩ thuật, nhất là khi gia nhiệt (màu vàng của vỏ bánh mì do phản ứng xảy ra giữa đường và axit amin khi nướng; màu đỏ đen, đỏ nâu, vàng do phản ứng oxi hố chất
tanin của lá chè ở mức độ khác nhau); cĩ các chất màu đưa từ ngồi vào hoặc là
chất màu thiên nhiên (dành dành, hoa hiên, gic ) hoặc chất màu tổng hợp bằng
các phương pháp hố học Chất màu tổng hợp phải đáp ứng các yêu cầu: khơng độc, bền màu, khơng làm mắt mùi, tắt mùi đặc trưng của thực phẩm, khơng đưa
mùi vị lạ vào thực phẩm
Từ năm 1979, các nhà khoa học đã chính thức cơng nhận sự độc hại của chất màu thực phẩm nhân tạo Vì vậy, cơng nghiệp thực phẩm sẽ gặp nhiều khĩ khăn
nếu khơng tìm cách tách chiết các loại chất màu tự nhiên
Trong lĩnh vực sinh học, người ta cho rằng: bất kỳ chất nào thê hiện màu của mơ
hoặc vỏ của động vật hoặc thực vật đều cĩ thể gọi là chất màu Các chất màu
trong carotenoids khơng chỉ đĩng vai trị màu sắc mà cịn cĩ thê là: - Nguồn tiền vitamine
- Chất chống oxy hĩa
- Tăng cường hệ miễn dịch cho cơ thể
2.3.2 Các chất màu trong thủy sản
Cĩ 4 nhĩm chất màu chính được tìm thấy trong thủy sản:
- Carotenoids : đây là chất màu chính tạo sắc màu nâu lục cho thủy sản sống và màu từ vàng tới đỏ cho thủy sản chết Trong tơm, cua thì loại màu carotenoids ở dưới dạng liên két carotene — protein
- Pteridines: cĩ vai trị nhỏ so với caro(enoids - Melanin: tạo màu đen cho thủy sản
- Purines: tạo màu bạc của vảy cá
Trang 14Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Can Tho
2.4 Giới thiệu vé carotenoids — astaxanthin
2.4.1 Carotenoids
2.4.1.1 Giới thiệu
Các hợp chất màu tự nhiên, bên cạnh vai trị tạo màu, chúng cũng mang lại nhiều vai trị sinh học quan trọng Trong đĩ phổ biến và quan trọng nhất là carotenoids với nhiều chức năng khác nhau
Năm 1831, Wackenroder đã cơ lập duoc carotene tt carrots va nam 1837,
Berzelius đã gọi màu vàng của những chiếc lá mùa thu là xanthophylls Từ đĩ bắt đầu cho cơng cuộc nghiên cứu carotenoids và phát triển đến tận sau này
Cĩ mặt ở khắp nơi, với nhiều chức năng khác nhau, và những thuộc tính đáng quan tâm nên carotenoids là đối tượng nghiên cứu của nhiều lĩnh vực như hĩa
học, hĩa-sinh học, sinh học, vật lý, dược học và nhiều ngành khoa học khác
Carotenoids là hợp chất màu tan trong dầu, chủ yếu tạo sắc tố cho cây cỏ hoa
trái, các loại rau trái cĩ màu vàng đến đỏ, ở động vật thì carotenoids hiện diện ở
cơ thịt cá hồi, và vỏ, mai của các lồi giáp xác Chúng cũng xuất hiện ở các lồi
vi khuẩn, nắm mốc, nắm men với chức năng chống lại sự nguy hại của ánh sáng
và oxy Ở động vật, carotenoids là chất chống oxy hĩa và hoạt động như một
nguồn vitamin A (Ong and Tee 1992; Britton và cộng sự, 1995) Tuy nhiên,
chúng khơng cĩ khả năng tổng hợp carotenoids mà phải được cung cấp từ thức
ăn (Britton và cộng sự, 1995)
Carotenoids cũng là chất tạo màu cho một số lồi chim như chim hồng hạc, chim
hồng yến, một vài loại cơn trùng và các động vật sống dưới nước như tơm, tơm
#
hùm và cá hơi
Hình 2 Các loại thực phẩm chứa carotenoids
Carotenoids được chia làm hai loại:
- Carotenoids trong cơng thức phân tử cĩ chứa oxy như lutein và zeaxanthin
được gọi là xanthophylls
- Carotenoids khơng chứa oxy trong phân tử (oxy tự do), chỉ chứa carbon va hydro nhu alpha-carotene, beta -carotene va lycopene được gọi là carotenes
Trang 15Tinh chat cia carotenoids
- Khơng tan trong nước, tan trong dầu và dung mơi hữu cơ
- Ơn định trong mơi trường kiềm, nhạy cảm trong mơi trường acid
- Dễ bị ơxi hĩa do các nĩi đơi trong phân tử nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt độ Sự oxy hĩa làm mất màu carotenoids là vấn đề quan trọng được chú ý nhiều trong cơng nghệ chế biến thực phẩm Sự oxy hĩa tăng nhanh khi cĩ sự hiện diện
của sulfite, ion kim loại, độ âm, oxi khơng khí khi oxy hĩa tạo ra H;O;, chất
này làm mắt màu carotenoids
- Chịu được nhiệt độ nấu thơng thường (t <100°C) Cĩ thể ơn định ở nhiệt độ
100°C trong 15 phút
2.4.1.2 Carotenoids đối với sức khỏe con người
- Hoạt động như một chất tiền vitamin A:
Vitamin A cần cho các chức năng sống của cơ thể nĩi chung, cĩ thể được sản
xuất trong cơ thể từ carotenoids, nhất là beta-carotene (Britton và cộng sự, 1995) Beta-carotene cĩ hoạt tính provitamin A mạnh nhất, cĩ nhiều ở các loại trái cây
và rau củ như carrots, rau bina, quả đào, quả mơ và khoai lang (Mangels và cộng sự, 1993) Nguồn carotenoids khác như alpha-carotene (cĩ trong carrots, quả bí ngơ, hạt tiêu màu đỏ và màu vàng) và cryptoxanthin (cĩ trong quả cam, quýt, quả đào, quả xuân đào và đu đủ) cũng cĩ hoạt tính tiền vitamin A
- Carotenoids cĩ vai trị như chất chống oxy hĩa sinh học tiềm năng, bảo vệ các tế bào và mơ chống lại các ảnh hưởng xấu của các gốc tự do và oxy tự do
Lycopene tạo màu đỏ cho cà chua, cĩ hiệu quả đặc thù trong việc dập tắt sự phá
hủy của oxy tự do (Di Mascio và cộng sự, 1989)
Lutein và zeaxanthin, xanthophylls được tìm thấy trong ngũ cốc và trong giống lá
xanh như cải xanh, rau bina được tin tưởng là cĩ chức năng bảo vệ như một chất
chống oxy hĩa đối với võng mạc mắt (Snodderly, 1995)
Astaxanthin, được tìm thấy ở cá hồi, tơm và các lồi hải sản khác, là một
xanthophyll cĩ nguồn gốc tự nhiên với khả năng chống oxy hĩa mạnh (Di
Mascio và cộng sự, 1991)
s* Hiệu quả sinh lý học của carotenoids
Trong tế bào hữu cơ, carotenoids cần thiết cho sự quang hợp Chúng cũng tham gia vào quá trình vận chuyển năng lượng hoặc bảo vệ trung tâm phản ứng chống lại sự tự oxy hĩa Đối với tế bào khơng cĩ sự quang hợp, carotenoids cĩ mối liên hệ với cơ chế ngăn chặn sự oxy hĩa
Trang 16Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Can Thơ
Hinh 3: carotenoids bé trí trong protein Bên trái: trong sự quang hợp của vỉ khuẩn cyanobacterium, carotenoids nằm bên ngồi (màu cam) Bên phải trong
võng mạc mắt (rhodopsin), carotenoids nằm sâu bên trong (màu hồng)
Carotenoids cĩ nhiều chức năng sinh lý học Cấu trúc ở trên của carotenoids cho thấy chúng các khả năng quét các gốc tự do và làm tăng hệ miễn dịch của động vật cĩ xương sống Vì vậy, trong một nghiên cứu về các nhân tố ảnh hưởng đến sức khỏe và bệnh tật của con người, đã chỉ ra rằng cơ thể người nhận vào lượng lớn beta-carotene thì sẽ làm giảm đáng kể sự nguy hiểm của tế bào ung thư phổi Nhưng nghiên cứu cũng bỗ sung rằng, đối với những người hút thuốc lá, sự bổ sung liều lượng lớn beta-carotene cĩ thể làm tăng sự nguy hiểm của tế bào ung
thư Những kết quả tương tự cũng được tìm thấy ở những lồi động vật khác
2.4.1.3 Carotenoids ngăn chặn sự oxy hĩa
Cấu trúc nối đơi của carotenoids tạo nên màu đặc trưng của chúng như màu vàng, màu cam hay màu đỏ Sự khác nhau về màu sắc phụ thuộc chủ yếu vào cĩ bao
nhiêu nối đơi được kết hợp trong phân tử
Ở người và các lồi động vật cĩ vú, carotenoids cĩ khả năng bảo vệ tế bào khỏi sự xâm hại của oxy theo hai cơ chế:
- Dập tắt oxy tự do và làm tiêu tan nguồn nhiệt lượng và
- Quét các gốc tự do để ngăn chặn hoặc kết thúc phản ứng oxy hĩa
Đối với tế bào quang hợp của cây xanh hoặc của tảo hoặc đối với những tế bào
tiếp xúc với mức độ ánh sáng cao, carotenoids cĩ thêm cơ chế bảo vệ là:
- Phản ứng mạnh mẽ với các phân tử bị kích thích (đặc biệt là chlorophyll) và
ngăn cản sự hình thành của oxy tự do
- Lầm tiêu tan nguồn năng lượng thừa bị kích thích quá mức thơng qua chu trình xanthophyll
Trang 17s* Dập tắt oxy tự do
Carotenoids “dập tắt” oxy tự do chủ yếu dựa vào cơ chế vật lý, trong đĩ nguồn
năng lượng dư thừa của oxy tự do được vận chuyển đến cấu trúc chứa nhiều điện
tử của carotenoids Carotenoids bị kích thích bởi nguồn năng lượng thừa này tạo
thành trạng thái hĩa trị ba Car*), sau đĩ cấu trúc được nới lỏng ra tạo thành hĩa
trị 1 (Car) do năng lượng thừa bị mất đi dưới dang nhiệt Bởi vì đây là cơ chế
vật lý (tương phản với cơ chế phản ứng hĩa học), cầu trúc của carotenoids khơng
bị thay đổi và carotenoids cịn lại này bảo vệ chống lại sự hình thành của oxy tự
do
10,*+ lCar ->3O¿ +?Car*
3Car* 3 lCar + heat
Tốc độ hay tỉ lệ phản ứng của bất kì phản ứng hĩa học nào đều được biểu diễn bằng một hằng số khơng đổi, viết tắt là k Phản ứng càng nhanh thì hằng số k
càng lớn Tỉ lệ dập tắt oxy tự do của carotenoids (tỉ lệ carotenoids phản ứng với oxy tự do) cũng được biểu diễn bằng một hằng số khơng đổi, kí hiệu là ky
Giá trị kạ càng lớn, carotenoids phản ứng với oxy tự do càng nhanh, hiệu quả chống oxy hĩa càng mạnh Trong cơ chế vật lý của sự dập tắt các oxy tự do, carotenoids khơng bị phá hủy cấu trúc thì kạ càng lớn, tức là các oxy tự do càng
bị dập tất nhiều hơn bởi cùng một số lượng carotenoids nhất định Giá trị k, thay
đổi ở các mức độ khác nhau, dựa vào điều kiện thí nghiệm (như nhiệt độ, dung
mơi, mức độ nhạy cảm với ánh sáng của carotenoids, phương pháp đo kết quả),
và giá trị kạ chỉ được so sánh trong điều kiện thí nghiệm tiến hành giếng nhau
Trong vài kết quả nghiên cứu được cơng bố, người ta so sánh tỉ lệ dập tắt oxy tự
do của các loại carotenoids khác nhau bằng việc đo mức độ ồn định của phản ứng (Di Mascio và cộng sự, 1989; Di Mascio và cộng sự, 1990; Di Mascio và cộng
sự, 1991)
Tác giả đưa ra các giá trị hằng số như sau:
Trang 18Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
Bảng 3 Khả năng dập tắt oxy tự do của các loại carotenoids khác nhau
Hop chat! Số nối đơi Số vịng trong Hằng số đập tắt Tốc đơ carbon-carbon” phân tử kg (L mol" s') dập tất Lycopene 11 0 3,1 x 10"° 103 Gamma- 11 1 2,5 x 109 83 carotene Astaxanthin 11) 2 2,4 x 109 80 Canthaxanthin 11 (2) 2 2,1x 10° 70 Alpha-carotene 10 2 1,9x 10!° 63 Beta-cartene 11 2 14x 10° 47 Bixin 9 (2) 0 1,4 x 10!9 47 Zeaxanthin 11 2 1,0 x 1019 33 Lutein 10 2 0,8 x 109 27 Crytoxanthin 11 2 0,6 x 109 20 Crocin 7(2) 0 0,11 x 10° 3,7 Alpha- nc? nc 0,03 x 10'° 1,0 tocopherol Lipoic acid n.c n.c 0,0138 x 1019 0,46 Glutathione nc n.c 0,00024.x 10'° 0,008
' Loai carotenoids (cht in nghién)
?Số nối đơi carbon (nằm trong dấu ngoặc đơn)
3 n.c.: khơng so sánh vì khơng phải hợp chat carotenoids
Dựa vào dữ liệu trên, tác giả kết luận rằng: khả năng dập tắt oxy tự do của các
loại carotenoids là dựa vào số nối đơi và cấu trúc vong ionone cua beta-carotene (cĩ liên quan đến carotenoids) lại khơng cĩ hiệu quả Các carotenoids với nối đơi ở vị trí carbon 4 hoặc 4' (oxo) — astaxanthin, canthaxanthin khơng làm cho khả
năng dập tắt oxy tự do tăng đáng kế so với beta-carotene Tác giả đưa ra giả thiết
là do sự duỗi ra của hệ thống nối đơi
Trang 19Phần lớn các carotenoids được khảo sát ở trên cĩ hằng số dập tắt oxy tự do trong khoảng 10'9L mol s?, điều đĩ nĩi lên rằng tốc độ của phản ứng này gần như bị
giới hạn bởi sự khuếch tán ánh sáng Dưới những điều kiện thí nghiệm,
carotenoids xuất hiện dập tắt các oxy tự do một cách hiệu quả hơn alpha-
tocopherol và lycopene 14 hợp chất dập tắt hiệu quả nhất (gấp khoảng 100 lần so v6i alpha-tocopherol)
Ý nghĩa quan trọng của chất chống oxy hĩa trong cơ thể sống là sự kết hợp của nhiều nhân tố Chẳng hạn, trong phương pháp đo lường bằng phản ứng hĩa học thì tocopherol và thiols cĩ tốc độ dập tắt oxy tự do chậm hơn nhưng trong các mơ
sinh học tự nhiên thì chúng lại cĩ sự hiệu lực cao hơn so với carotenoids (Di Mascio và cộng sự, 1989; Di Mascio và cộng sự, 1990; Di Mascio và cộng sự,
1991)
Tính tan được của các chất chống oxy hĩa, tức là các chất chống oxy hĩa cĩ khả năng hút nước được mong đợi sẽ đem lại kết quả trong mơi trường nội bào và ngoại bào (như plasma, cerebrospinal), trong khi các chất chống oxy hĩa tan trong chất béo đĩng vai trị quan trọng trong các tế bào giàu lipid như các loại màng Những thơng số khác (khả năng oxy hĩa khử của phân tử hoặc của ion, một phần áp suất oxy, nồng độ ion, độ nhớt, cấu trúc phức tạp của tế bào) cũng gây ảnh hưởng đến hoạt động của chất chống oxy trong cơ thé Tam quan trong của chất chống oxy trong cơ thể sống cịn phụ thuộc vào loại phản ứng, như chất chống oxy hĩa tan trong chất béo cĩ tác dụng yếu hơn chất chống oxy hĩa tan trong nước trong việc phá hủy gốc hydroxyl
Trong cơ chế sinh học, carotenoids được mong đợi sẽ sử dụng khả năng chống oxy hĩa của chúng một cách hiệu quả trong mơi trường chất béo, vì bản thân chúng cĩ thể tan được trong chất béo Mơi trường như vậy được tìm thấy phổ
biến ở màng tế bào, nơi chứa phần lớn các chất béo
Kết quả thử nghiệm cho thấy, hiệu quả chống lại oxy tự do mạnh nhất là
lycopene, theo sau là astaxanthin, beta-carotene, và canthaxanthin (Tinkler và
cộng sự, 1994) Kết quả này cũng được đồng ý trong cơng bố trước đĩ về khả
năng dập tắt oxy tự do của carotenoids (Di Mascio và cộng sự, 1989; Di Mascio và cộng sự, 1990; Di Mascio và cộng sự, 1991; Conn và cộng sự, 1991)
s* Quét các gốc tự do
Carotenoids cĩ thê phản ứng với các gốc tự do theo nhiều cách Một cách là các gốc tự do thu nhận các electron tự do do các electron này di chuyên ra khỏi các
phân tử của chúng Cách khác là các gốc tự do tự gắn nĩ vào các phân tử khác
tạo cặp đơi cho các electron tự do, tạo thành cấu trúc khép Trong những trường
Trang 20Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
hợp đĩ, đặc điểm dư electron của carotenoids sẽ thu hút các gốc tự do, vì vậy
tránh cho các tế bào khác (lipids, proteins, DNA) khoi sự xâm hại của các gốc tự
do
Một nghiên cứu về động học của phản ứng carotenoids và các gốc tự do đã được
báo cáo bởi Mortensen và cộng sự (1997) Phản ứng của carotenoids với các gốc tự do đã được giám sát bởi kĩ thuật tốc độ cao (Mortensen và cộng sự, 1997) Tác
giả đã đưa ra hằng số tốc độ quét các gốc tự do của carotenoids như sau:
Bảng 4 Hằng số tốc độ quét các gốc tự do của carotenoids khác nhau
Carotenoids Hằng số tốc độ quét các gốc tự do của cdc carotenoids khác nhau
NOz GS: CHaSO;' HOCH;CH;S'
107L mol's! 10°Lmolls' 10ẺLmolls' 10ẺLmol!s! Canthaxanthin 1,2+0,1 6,1 40,2 10,3 0,1 1,5+0,1 Astaxanthin 1,3+0,1 6,6 + 0,2 9,4+0,1 1,5+0,1 Lutein 1,6 +0,1 2,4 + 0,2 9,2+0,1 1,0+0,1 Zeaxanthin 2,140,1 2,5 + 0,2 9,9+0,1 1,7+0,1 Lycopene 1,9+0,1 4.8+0,4 12,6+0,1 1,6+0,1 Thứ tự của những hằng số tỉ lệ này cĩ thể tĩm tắt như sau:
mercaptoethanol thiyl (HOCH,CH.S’) > methanesulfonyl (CH;SO.’) > glutathione thiyl (GS’) > nitrogen dioxide (NO2)
Co ché phản ứng cũng khác nhau Ví dụ, gốc nitrogen dioxide (NO¿z) cĩ thể hấp
thu electron từ carotenoids, kết quả tạo thành một cation carotenoid (mang điện tích dương) (Mortensen và cộng sự, 1997)
NO; + Car > NOy + Car*
Khả năng phản ứng của các loại carotenoids với gốc (NOz) như sau:
(Lycopene = zeaxanthin) > lutein > (astaxanthin = canthaxanthin)
Géc mercaptoethanol thiyl! HOCH;CH;S) cộng vào ban than no cac electron du
cla carotenoids, tao thành cấu trúc khép với những electron tự do nằm trên phân
tử carotenoids (Mortensen và cộng sự, 1997)
HOCH2CH2S: + Car > [HOCH;CH;S—Car]
Trang 21Tắt cả phản ứng của 5 loại carotenoids với gốc mercaptoethanol thiyl đều xảy ra rất nhanh Trong một nghiên cứu tương tự, cho thấy rằng carotenoids phản ứng theo một cách khác với gốc thiyl (sulfur) (RS) Khả năng phản ứng của các carotenoids với RS được xếp như sau:
(Astaxanthin = canthaxanthin = zeaxanthin = lycopene) >lutein
Lutein c6 số nối đơi kém hơn so với 4 loại carotenoids cịn lại nên phản ứng của nĩ cĩ phần chậm hơn
Lycopenez Zeaxanthin >lutein > (astaxanthin = canthaxanthin)
Carotenoids phản ứng với các gốc thiyl khác, gốc glutathione thiyl (GS) tạo thành cấu trúc khép bằng quá trình tương tự- cộng vào gốc tự do (Mortensen và cộng sự, 1997) Trong trường hợp này, trình tự phản ứng như sau:
Astaxanthin > canthaxanthin > lycopene > (zeaxanthin = lutein)
Theo nghiên cứu, gốc thiyl thir ba- géc methanesulfonyl thiyl (CH3SO2), phản
ứng phức tạp hơn, gốc thiyl tạo thành cấu trúc khép trung gian, sau đĩ phân ly
thành gốc carotenoids mang hĩa trị dương (Mortensen và cộng sự, 1997):
CH3SO0; + Car > [CH3SO2—Car] > CH3SOz + Car* Trinh ty cdc carotenoids phản ứng với gốc CH3SO, là:
Lycopene > canthaxanthin > zeaxanthin > (astaxanthin = lutein)
Trong tất cả các phương pháp hĩa học được sử dụng để nghiên cứu trong đề tài
trên, theo đĩ phản ứng nhanh nhất hay chậm nhất thì tốc độ phản ứng của các
loại carotenoids khác nhau khơng quá 2.5 lần (Mortensen và cộng sự, 1997) 2.4.1.4 Các carotenoids tìm thấy trong thủy sản
® Tuna xanthin: màu vàng ® Erichinenone: màu đ Doradexanthin: mu vng
 Beta-caroten: mau cam
Hình 4 Cấu trúc hĩa học của beta-carotene
- Cơng thức phân tử: C¿oHss
Trang 22Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
- Khối lượng phân tử gam: 536.873g/mol
- Ty trong 0.941 + 0.06 g/cm? - Diém nong chay: 180-182°C
- Khong tan trong nudc, tan trong CHC]
- Trong tự nhiên, B-carotene 14 chat c6 hoat tinh provitamin A mạnh nhất
+ Khơng phải là chất chống oxy hĩa mạnh nhưng lại cĩ hiệu lực tốt chống lại các oxy tự do
+ Bồ sung làm giàu phân tử LDL cholesterol 8-carotene chứa đựng khơng làm ảnh hưởng đến các carotenes khác
+ Lam tăng hoạt động của hệ thống miễn dịch
+ Kích thích hoạt động của enzymes phục hồi DNA + Bảo vệ giác mạc mắt chống lại tia UV tốt hơn lycopene ® Lutein: màu vàng xanh
Hình 5 Cấu trúc hĩa học của Lutein
- Cĩ trong ngũ cốc, quả bơ và tạo màu cho lịng đỏ trứng
- Lutein và zeaxanthin là các carotenoids duy nhất ở điểm đen của mắt - Hấp thu nguồn ánh sáng xanh nguy hại
- Bảo vệ điểm đen của mắt khỏi sự thối hĩa và bệnh đục nhân mắt - Cĩ thể bảo vệ cơ thể khỏi bệnh ung thư ruột kết
- Cĩ nhiều ở cải xoăn, rau bina, cải Xoong, ngị tây
® Zeaxanthin: màu vàng cam
Ho
Hình 6 Cấu trúc hĩa học của Zeaxanthin
- Tên gọi khác là: B,B-carotene-3,3'-diol
- Cơng thức phân tử: C¿oHz¿O;
Trang 23- Khối lượng phân tử gam: 568.88 g/mol - Điểm nĩng chảy: 215.5 °C (488.7 K)
- Khơng tan trong nước ® Canthaxanthin: màu đỏ cam
ne
Hình 7 Cấu trúc hĩa học của Canthaxanthin - Cơng thức phân tử C„oHs;O;
- Được tìm thấy ở tảo xanh, vi khuẩn, các lồi giáp xác và các lồi cá như cá chép, cá phèn vàng, seabream và lồi cá biển ăn dược cĩ màu xám
- Ở nước Anh, canthaxanthin được cho phép bổ sung vào thức ăn của gia cầm,
một vài loại xúc xích chính xuất khâu đến Pháp, và thức ăn cho cá hồi Thêm
nữa, EU cho phép bổ sung tối đa là 80 mg/g với astaxanthin trong hỗn hợp thức
ăn cho cá hồi
e Astaxanthin: màu đỏ
Êxe tr ~>t~r~r~>#
Hình 8 Cấu trúc hĩa học của astaxanthin - Tạo màu sắc cho cá hồi, tơm và cua
- Khả năng chống oxy hĩa cao gấp 10 lần so với các carotenoids khác
- Lầm tăng sự sản xuất tế bào bạch cầu và sự giải phĩng cytokine
Hình 9 Màu carotenoids của thủy sản
Trang 24Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
2.4.1.5 Thành phan carotenoids trong vỏ tơm phé liệu
Thành phần chủ yếu của phế liệu tơm (tính theo căn bản khơ): protein (0-35%),
chiún (15-25%), khống (10-15%) và carotenoids (Sachindra, 2003) Hiện nay,
một lượng nhỏ tơm phế liệu được sử dụng làm thành phần thức ăn gia súc và cho việc sản xuất chitin/chitosan Tuy nhiên, một số lượng lớn tơm phế liệu đã bị lãng phí, kết quả khơng những làm mắt các thành phần cĩ giá trị mà cịn làm ơ
nhiễm mơi trường
Bảng 5 Thành phần của carotenoids trong phế liệu tơm sú Carotenoids Phần trăm (%) Astaxanthin 3,95 + 0,15 Astaxanthin monoeste 19,72 + 0,19 Astaxanthin dieste 74,29 + 0,38 Astacene - Lutein - Zeaxanthin 0,62 + 0,05 Các thành phần khơng xác định - (Nguon: Seafood Chemistry, Processing Technology and Quality Edited by Fereidoon Shahidi and J.Richard Botta)
2.4.1.6 Các biến đổi của carotenoids
Trong phế liệu của các lồi giáp xác thì chất màu chủ yếu của carotenoids là astaxanthin (chiếm 86-96 %) Do đĩ, việc trích ly carotenoids cũng cĩ ý nghĩa như trích ly astaxanthin
Trang 25Các biến đối cua Carotenoids
Cis isomers Carotenoids bị phân hủy (mất màu) (thay đổi màu) _ | Ảnh sáng O; Carotenoids Vàng, cam, đỏ + Nhiét d6 cao
Cis isomer a Carotenoids bi phan
(thay déi mau) hủy (mất màu) Hình 10 Sơ đồ biến đỗi của carotenoids 2.4.2 Astaxanthin 2.4.2.1 Giới thiệu X il Ot So I OR nha na na r° oneal ST sp TL aS eT
Hình 11 Cấu trúc hĩa học của astaxanthin
Astaxanthin là nhĩm sắc tố hiện diện trên một số lồi thủy sản, tạo cho cơ, da và
trứng thủy sản cĩ màu vàng, cam hay đỏ Astaxanthin là nguồn sắc tố thiên nhiên
tìm thấy nhiều trên cá hồi (cá cĩ cơ và da màu đỏ), một số lồi giáp xác
Cơng thức phân tử của astaxanthin (cĩ 13 nối đơi) nên khả năng chống oxy hĩa của nĩ cũng cao gấp 10 lần so với beta-caroten (7 nối đơi)
Trong cơ thể người, astaxanthin khơng chuyển thành vitamine A (nhiều
vitamine A là chất độc cho cơ thể khi sử dụng với hàm lượng lớn)
Là thành phần dinh dưỡng tự nhiên, cĩ thể tìm thấy như một dạng thực phẩm
cĩ ích cho con người, động vật và thủy sản Việc sản xuất astaxanthin thương mại cĩ thể lấy từ nguồn tự nhiên và nguồn tổng hợp FDA đã cơng
nhận astaxanthin là chất màu thực phẩm chuyên biệt được sử dụng cho
Trang 26Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
thức ăn động vật và thủy sản
Cĩ nhiều chức năng sinh học đối với sinh vật: khả năng chống oxy hĩa, chống ung thư Ngồi ra hợp chất này cịn cĩ vai trị rất quan trọng trong ngành cơng nghiệp nuơi trồng thủy sản Nếu thiếu astaxanthin, sản lượng và độ sống sĩt của cá và các động vật giáp xác trong trang trại cĩ thể giảm
đáng kể Hơn nữa đặc tính tạo màu của astaxanthin cịn làm cho thịt của cá
hồi và vỏ động vật giáp xác cĩ màu đỏ hồng Màu hồng này là một thuộc
tính cảm quan, liên quan chặt chẽ tới chất lượng và giá trị sản phẩm Cá hồi và các động vật giáp xác khơng tự tổng hợp được astaxanthin mà chúng phải lấy astaxanthin từ các nguồn thức ăn
Đặc biệt, astaxanthin tỏ ra là một chất chống oxy hĩa mạnh hơn beta-carotene
trong cùng số lần khảo sát trong ống nghiệm (Terao, 1989; Miki, 1991; Palozza
va Krinsky, 1992; Lawlor va O'Brien, 1995) Trong khi hiệu quả chắc chắn của
astaxanthin ở các khu nuơi cá và giáp xác đã được thừa nhận từ vài năm trước thì tiềm năng chống oxy hĩa mạnh của nĩ đối với sức khỏe con người chỉ mới được
phát hiện gần đây
#*ˆ Asfaxamhin trong thực phẩm
Astaxanthin xuất hiện trong nguồn thực phẩm của con người, quan trọng là trong
thịt cá hồi, tạo màu hồng đặc trưng (Torrissen and Christiansen 1995) Astaxanthin cũng xuất hiện ở các lồi động vật cĩ vỏ (như các loại tơm và tơm
hùm), trong trứng cá (trứng cá hồi) và trong vài lồi cá khác (Mera
Pharmaceuticals 1999)
Ở cá và các lồi giáp xác, astaxanthin là yếu tố cần thiết cho sự phát triển, đĩng
vai trị như một vitamin, và sự thật, astaxanthin được hấp thu và làm cho cá béo
ra hiệu quả hơn so với các xathophylls cùng loại khác, như canthaxanthin, lutein,
zeaxanthin (Torrissen and Christiansen 1995)
Vi vay, astaxanthin dugc sir dung phổ biến dé bổ sung vào thức ăn cho cá Ở Mỹ,
nĩ được cho phép thêm vào thức ăn của họ cá hồi, với liều lượng tối đa là 80
mg/1kg để tạo cho cá cĩ màu hồng đến màu đỏ cam Bên cạnh việc tạo ra màu
sắc hấp dẫn, astaxanthin cịn cĩ tác dụng bảo vệ chất béo của cá hồi khỏi sự oxy hĩa trong suốt quá trình trữ đơng vì vậy ngăn cản được sự trở mùi và sự ơi hĩa
chất béo (Jensen và cộng sự, 1998)
2.4.2.2 Ứng dụng
s* Trong nơng nghiệp
Trang 27phẩm đĩng vai trị quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu của người tiêu
dùng Astaxanthin chiu trach nhiệm về việc làm tơm hùm biến màu từ xanh sang
hồng trong quá trình đun nấu
Carotenoids, astaxanthin được xác nhận là màu chủ yếu được tác ra từ tơm Penaceus (Katayama và cộng sự, 1971)
Hầu hết các lồi giáp xác chứa một phức hợp của carotenoids trong vỏ cũng như trong máu, mắt, tuyến ruột giữa và buồng trứng Chúng khơng thể tạo ra astaxanthin mà phải được cung cấp bằng con đường thức ăn chế biến riêng
cho thủy sản (Steven.D.M, 1948)
Sự thiếu hụt astaxanthin trong chăn nuơi Penacewus monodon được coi là
nguyên nhân của “Hội chứng màu xanh” Sau bốn tuần cho ăn chế độ bao gồm 50ppm astaxanthin thì hội chứng màu xanh sẽ trở lại màu nâu lục của chúng
Sự phân tích mơ của phịng thí nghiệm đã chứng minh rằng: nhĩm được cho ăn astaxanthin sẽ gia tăng carotenoids và cĩ hình dạng bình thường Nếu những con đĩ được cho ăn thức ăn thị trường khơng cĩ astaxanthin thì sự gia tăng
carotenoids chỉ cĩ 14% và cĩ sắc xanh (Menasveta và cộng sự, 1993) s* Trong cơng nghệ thực phẩm
Astaxanthin được coi là chất màu chính trong vỏ và các cơ quan bên trong của các lồi giáp xác, chiếm 86-98% tổng lượng carotenoids và được chứng minh là
cĩ nhiệm vụ trong việc tạo màu sắc hấp dẫn của tơm khi chế biến Khi gia nhiệt
làm đứt liên kết giữa phức hợp của caroten-protein làm phĩng thích astaxanthin
tự do, tạo màu đỏ cho sản phẩm
Với các sản phẩm cĩ nguồn gốc từ các lồi giáp xác bị biến màu do giảm hoặc mat astaxanthin trong quá trình chế biến thì việc bổ sung astaxanthin như một phụ gia sẽ làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm Mục đích bổ sung chất màu vào thực phẩm:
- Khơi phục lại màu sắc đã bị mất trong quá trình bảo quản (do tiếp xúc với
khơng khí, âm, nhiệt độ và các điều kiện bảo quản)
- Điều chỉnh màu sắc tự nhiên của sản phẩm khi màu tự nhiên khơng đủ đề thé
hiện màu sắc của sản phẩm
- Gia tăng màu của thực phẩm ở mức độ cần thiết
- Làm đồng nhất màu sắc thực phẩm - Lam tăng giá trị cảm quan của thực phẩm
Trang 28Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Can Tho
s* Trong y hoc
Astaxanthin c6 vai tro sinh học đặc biệt quan trọng đối với sức khỏe con người:
> Asfaxanthin là một chất chống oxy hĩa mạnh, cĩ khả năng bảo vệ màng tế
bào và các mơ khỏi bị ton thương
Do trong cấu trúc của nĩ cĩ nhiều nối đơi nên astaxanthin là một chất chống oxy hĩa hữu hiệu Đặc tính chống oxy hĩa này thé hiện ở chỗ astaxanthin ngăn cản sự
hình thành của các gốc tự do bằng cách loại bỏ oxy tự do, trong trường hợp các gốc tự do đã hình thành thì astaxanthin cĩ thẻ liên kết với các gốc tự do đĩ để vơ
hoạt nĩ, nhờ đĩ astaxanthin bảo vệ lipid khỏi sự oxy hĩa
Các nghiên cứu cho thấy: đặc tính chống oxy hố của astaxanthin là cao nhất trong hợp chất carotenoids, cao gấp 10 lần so với beta-caroten (Miki, 1991), gấp
100-500 lần so với vitamine E (Kurashige và cộng sự, 1990)
Vì vậy, với những phát hiện trên cĩ thế đưa tới những liệu pháp chữa trị mới cho nhiều căn bệnh ở người, trong đĩ cĩ ung thư Chẳng hạn, các bác sĩ sẽ sử dụng astaxanthin như là chất vận chuyển các loại thuốc khơng hịa tan đi vào co thé
Nĩ cũng mở ra tiềm năng về một loại chất màu thực phẩm tự nhiên hơn
Đặc tính này được xem là nguồn lợi lớn cho sức khoẻ của con người: 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0.2 0 Astaxanthin phire Glycopen ty nhién Astaxanthin tong Alphatocopherol A-B Caroten Tocotrienole Lutein Beta caroten
Hình 12 Hiệu quả chống oxy hĩa của astaxanthin so với các chất màu khác Astaxanthin, giống như vitamin E, là một chất chống oxy hĩa tan trong chất béo
Vi vậy, astaxanthin được mong đợi đưa vào sử dụng như một chất chống oxy hĩa
trong mơi trường giàu lipid như màng tế bào hoặc các mơ Hai cơng bố khác
Trang 29cũng cho thấy tình trạng thiếu vitamin E, khả năng chống lại sự oxy hĩa của chất béo cĩ thể phục hồi với nguồn thức ăn cĩ chứa astaxanthin (Kurashige và cộng
su, 1990; Miki, 1991)
> Astaxanthin la téc nhân chống ung thư
Nghiên cứu về đặc tính chống ung thư của astaxanthin được Takuji Tanaka và cộng sự tiến hành trên chuột, bằng cách quản lý chế độ ăn astaxanthin đã cho thấy hạn chế được chất sinh ung thư ở bàng quang, khoang miệng và trực tràng của chuột Hơn nữa, astaxanthin kích thích enzyme chuyển hố chất lạ trong thận của chuột, quá trình này cĩ thể ngăn ngừa chất gây ung thư (Gradelet và
cộng sự, 1996)
>_ Asfaxanthin cĩ ảnh hưởng đến chức năng miễn dịch của cơ thể
Astaxanthin làm tăng lượng kháng thể do sự kích thích tế bào lá lách ở chuột và
tế bào hồng cầu ở người (Jyonouchi và cộng sự, 1991)
Một phần astaxanthin cĩ thể lưu lại làm giảm đáp ứng miễn dịch thể lỗng ở
những con chuột già Đặc tính điều biến miễn dịch này khơng liên quan đến hoạt tính của tiền vitamine A vì nĩ khơng giống như beta-caroten
> Astaxanthin phong chong bénh xo vita déng mach và các bệnh cĩ liên quan Nghiên cứu thực hiện trên người, cho thấy astaxanthin cĩ thê chống sự hình thành của LDL (low density lipoprotein), nguyén nhan gây bệnh xơ vữa động
mạch và các bệnh cĩ liên quan đến tìm mạch (MiKi và cộng sự, 1998)
> Astaxanthin la chat bdo vệ khỏi ánh sáng
Ánh sáng, đặc biệt là tia UV cĩ thể gây ra các phản ứng và sản phẩm của nĩ là
các gốc oxy tự do (Noguchi và NiKi; Mc Vean và cộng sự, 1999) Lipid, protein và chất màu đều cĩ liên quan đến cơ chế này
Sự thiệt hại do sự oxy hố mắt, da bởi tia UV ngày càng nhiều nên đặc tính
chống oxy hố của astaxanthin được đề nghị như một tác nhân bảo vệ
> Astaxanthin là chất bảo vệ mắt và hệ thống thân kinh
Trevithuck và Mitton (1999) khái quát rằng vai trị chủ yếu của chất chống oxy hố trong việc làm giảm stress và các bệnh liên quan đến mắt và hệ thần kinh Astaxanthin là chất chống oxy hố hữu hiệu cĩ thể đi qua màng não (Tso và
Lam, 1996), lợi ích chủ yếu của astaxanthin đối với sức khỏe của mắt và hệ thần kinh rất được hứa hẹn
Nghiên cứu hiệu quả chống oxy hố ở mắt chuột cho thấy astaxanthin cĩ thể cải
Trang 30Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
thiện các retinal bị tổn hại và nĩ cũng cĩ hiệu quả tốt trong việc bảo vệ tế bào
nhận kích thích ánh sáng khỏi bị thối hố
> Astaxanthin va sue lay nhiém
Nghiên cứu gần đây cho thấy astaxanthin cĩ thể phịng ngừa và chữa trị hiệu quả các bệnh lây nhiễm Halicobacter ở đường dạ dày- ruột và khoang miệng của động vật hữu nhũ (Alejury và Wadstroem, 1998)
2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly carotenoids bằng dung mơi
Bản chất của quá trình trích ly là sự rút chất hịa tan trong chất lỏng hay chất rắn
bằng một chất hịa tan khác (gọi là dung mơi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các
chất cĩ nồng độ khác nhau
Dung mơi trích ly cần đáp ứng được những yêu cầu:
- Phải cĩ tính hịa tan chọn lọc, tức là hịa tan tốt các chất cần tách mà khơng
được hịa tan hoặc hịa tan rất ít các chất khác Đây là tính chất rất cơ bản khơng
thể thiếu
- Khơng cĩ tác dụng hĩa học với các cầu tử của dung dịch
- Nếu trích ly lỏng yêu cầu khối lượng riêng (ø) của dung mơi khác xa với ø dung dịch
- Khơng phá hủy thiết bị
- Khơng bị biến đổi thành phần khi bảo quản
- Khơng độc khi thao tác, khơng tạo hỗn hợp nơ với khơng khí và khĩ cháy
- Rẻ tiền, dễ kiếm
- Dung mơi phải được tách ra sau quá trình trích ly bằng phương pháp đun nĩng,
chưng cất hoặc sấy Sau khi tách khơng để lại mùi vị lạ và khơng độc cho sản
phẩm
%% Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly
- Thực chất của quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, vì vậy sự chêch lệch
nồng độ giữa hai pha (gradient nồng độ), chính là động lực của quá trình Khi
chênh lệch nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng, thời gian trích ly giảm, được
thực hiện bằng cách tăng tỉ lệ dung mơi so với nguyên liệu
- Với các loại nguyên liệu rắn cần tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung mơi
bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ vật liệu Nĩ cịn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đây quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung mơi và nhiệt độ Tuy nhiên kích thước
Trang 31và hình dạng của vật liệu khi làm nhỏ cũng cĩ giới hạn vì nếu chúng quá mịn sẽ bị lắng đọng lên lớp nguyên liệu, tắc các ống mao dẫn hoặc bị dịng dung mơi cuốn vào mixen làm cho dung dịch cĩ nhiều cặn, phức tạp cho quá trình xử lí tiếp theo
- Tinh chất của vật liệu cũng làm ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly
- Nhiệt độ cĩ tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phân tử chất hịa
tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung mơi, tuy nhiên
nhiệt độ là yếu tố cĩ giới hạn, vì khi nhiệt độ quá cao cĩ thể xảy ra các phản ứng
khác khơng cần thiết gây khĩ khăn cho quá trình cơng nghệ
- Thời gian trích ly: khi thời gian tăng lên lượng chất khuếch tán tăng, nhưng thời gian phải cĩ giới hạn, khi đã đạt được hiệu suất trích ly cao nhất nếu kéo dai thời
gian sẽ khơng mang lại hiệu quả kinh tế
2.6 Dung mơi trích ly carotenoids từ vỏ tơm sú
Ngày nay, cĩ nhiều phương pháp để tạo ra carotenoids như tổng hợp từ hĩa dầu, trích ly bằng enzyme (enzyme proteolytic) hoặc dùng các dung mơi hữu cơ Một vài dùng mơi được phép dùng trong cơng nghiệp thực phẩm là
acetone, benzyl alcohol, hexane, isopropyl alcohol (IPA), ether dầu hỏa,
ethyl acetate, isopropanol, methanol, methyl ethyl ketone, va ethanol (Food and Drug Regulation, 2005) Sản phẩm của quá trình trích ly là hỗn hợp màu cua carotenoids
Một phương pháp đã được cơng nhận trong việc trích ly carotenoids từ phế liệu tơm là sử dụng hỗn hợp dung mơi (Sachindra và cộng sự, 2001)
“ IPA (isopropyl alcohol)
- Cơng thức: CạHạO
- Khối lượng phân tử: 60,0950
Hình 13 Cấu tạo của phân tử isopropyl alcohol
(http://en.wikipedia.org/wiki/isopropylalcohol)
Trang 32Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Can Thơ
- Isopropyl alcohol cdn cĩ tên thường gọi là 2-propanol, là một chất lỏng khơng
màu, dễ cháy với mùi khĩ chịu Nĩ là đại diện tiêu biểu cho rượu bậc hai
- Hơi isopropyl alcohol nặng hơn khơng khí, cĩ khả năng bốc cháy và bắt lửa trong vùng rất rộng Vì vậy cần bảo quản chúng tránh xa nhiệt và lửa Khi trộn chúng với khơng khí hoặc các tác nhân oxy hĩa khác chúng cĩ thê gây nơ - Độc gấp hai lần ethanol Một số lượng lớn isopropyl alcohol cĩ thé gây độc nếu khơng sử dụng cần thận
- Được sử dụng phổ biến như chất tây rửa và dung mơi trong cơng nghiệp
“ Hexane
- Cơng thức: CaH¡¿
- Khối lượng phân tử: 86,1754
“là Hình 14 Cấu tạo của phân tử hexan
(http://en.wikipedia.org/wiki/Hexane)
- Hexane là một hydrocarbon với cơng thức hĩa hoc 14 CH3(CH2)4CH3
- Hexane thường được sử dụng như một dung mơi trơ trong các phản ứng hĩa
học vì tính khơng phân cực của nĩ Hexane được sử dụng như một dung mơi để
trích ly dầu Ngồi ra, hexane cịn được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành
cơng nghiệp như: dầu mỏ, thuộc da, vat liéu,
“ Acetone
- Cong thirc: C;H,O
- Khối lượng phân tir: 58,0791
wy J
Hình 15 Cấu tạo phan tir acetone
(http://en wikipedia org/wiki/Acetone)
Trang 33- Acetone 14 chất lỏng khơng màu, linh động, dễ bay hơi va dễ bốc cháy, đại diện
cơ bản nhất cho nhĩm ketones Acetone cĩ thể trộn lẫn với nước, ethanol, ether, được tìm thấy trong tự nhiên và một lượng nhỏ trong cơ thể con ngudi
- Trong phịng thí nghiệm, acetone được sử dụng như một dung mơi phân cực trong nhiều phản ứng hữu cơ khác nhau Acetone cĩ thê loại bỏ những chất hữu
cơ khơng tỉnh khiết từ các hợp chất, cĩ khả năng hịa tan chất béo và nhiều hợp
chất khác nhau Vì thế, nĩ là một dung mơi rất quan trọng
Ngồi ra, acetone cịn được dùng để sản xuất plastic, thuốc, và một số hĩa chất khác
“ Methanol
- Cong thite: CH,O
- Khối lượng phan tir: 32,0419
-À
Hình 16 Cấu tạo phân tử methanol
(http:/en.wikipedia.org/wikU/Methanol)
- Methanol là rượu đơn giản nhất của nhĩm alcohol, nhẹ, dễ bay hơi, khơng màu,
dễ cháy và rất độc Ở nhiệt độ phịng nĩ là một chất lỏng phân cực
- Methanol cĩ nhiều cơng dụng như là chất chống đơng, dung mơi, nhiên liệu, và
là chất làm biến tính ethyl alcohol Nĩ cịn được sử dụng cho sản xuất biodiese
- Methanol cịn được sử dụng như một dung mơi trong phịng thí nghiệm Đặc biệt, nĩ rất hữu dụng cho các phương pháp HPLC và UV/VIS
- Methanol là một dung mơi rất độc, vì vậy can can thận khi sử dụng
2.7 Các loại bao bì bảo quản vỏ tơm sú và dịch trích carotenoids
s* Bao bì PE (Polyethylene)
Đặc tính:
- Trong suốt, hơi cĩ ánh mờ, cĩ bề mặt bĩng láng, mềm dẻo
- Chống thắm nước và hơi nước tốt
- Chống thấm khí O;, CO¿, N; và dầu mỡ đều kém
Trang 34Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
- Chịu được nhiệt độ cao (dưới 230°C) trong thoi gian ngắn
- Bị căng phơng và hư hỏng khi tiếp xúc với tỉnh dầu thơm hoặc các chất tẩy như
alcol, aceton, H;O¿
- Cĩ thé cho khí, hương thâm thấu xuyên qua, do đĩ PE cũng cĩ thé hap thu giữ
mùi trong bản thân bao bì, và cũng chính mùi này cĩ thể được hấp thu bởi thực
phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan của sản phẩm
Cơng dụng:
- Lầm túi xách các loại, thùng (can) cĩ thể tích từ 1 đến 20 lít với các độ dày khác nhau
- Sản xuất nắp chai Do nắp chai hap thu mùi nên chai đựng thực phẩm đậy bằng nắp PE phải được bảo quản trong một mơi trường khơng cĩ chất gây mùi
s* Bao bì PA (Polyamide)
PA là loại plastic tạo ra từ phản ứng trùng ngưng của một loại acid hữu cơ và một amin PA cĩ tên thương mại là nylon Hai loại PA quan trọng được dùng làm bao bì cĩ tên thương mại: nylon 6 va nylon 6,6 là polyamide ban tinh thé
Tính chất của nylon: - Tỷ trọng: 1,13
tmax = 220°C, nhiệt độ cĩ thé gay hư hỏng cấu tric nylon
tuịn = -70°C
- Nylon cĩ tính chống thẩm thấu khí, hơi rất tốt
- Nylon cĩ khả năng hấp thụ nước, hơi nước; sự hấp thụ nước sẽ ảnh hưởng xấu
đến tính bền cơ lý, nhưng ảnh hưởng này sẽ mắt đi khi nylon được sấy khơ - Nylon cĩ tính chống thấm khí rất tốt, cĩ thể dùng làm bao bì hút chân khơng
hoặc bao bì ngăn cản sự thấm thấu O¿, hay thốt hương
- Nylon cĩ tính bền cơ lý cao: chịu được va chạm, chống được sự trầy sước, mài
mon và xé rách hoặc thủng bao bì
- Cĩ khả năng hàn dán nhiệt khá tốt, khơng yêu cầu nhiệt độ hàn quá cao; cĩ thể
hàn ghép mí bao bì nylon bằng phương pháp hàn cao tần
- Nylon là polymer cĩ cực, cĩ khả năng in ấn tốt, khơng cần xử lý bề mặt trước
khi in
- Nylon cĩ khả năng ngăn ngừa sự thâm thấu
Trang 35- Màng nylon khơng bị tác động của acid yếu, kiềm yếu nhưng bị hư hỏng đối với acid và kiềm nồng độ cao
- Khơng bị hư hỏng bởi dầu, mỡ
- Màng nylon trong suốt và cĩ độ bĩng bề mặt cao s* Bao bì Carton (bao bì giấy)
Bao bì giấy được sử dụng phổ biến bởi một số tính chất đặc trưng như:
- Tính bền cơ học (tuy khơng cao như các loại vật liệu khác) - Nhẹ
- Dễ hủy, khơng gây ơ nhiễm mơi trường - Tái sinh dé dang
Tuy nhiên chúng cũng cĩ những khuyết điểm như:
- Dễ rách, thấm nước, thấm khí, tính dễ xé rách càng cao khi hàm âm càng cao
- Độ ẩm cho phép đảm bảo tính bền của giấy là 6-7% s* Thủy tỉnh
Đặc tính:
- Tính cứng: thủy tỉnh là chất rắn trong suốt tương đối cứng, khĩ mài mịn và gần
như trơ về mặt hĩa học ở điều kiện thường, dễ bị gãy vỡ dưới tác động của lực, nhiệt Thủy tỉnh khơng cĩ thành phần cố định và khơng cĩ cấu trúc khơng gian đều đặn, nĩ là chất vơ định hình
- Tính truyền sáng: cũng nhờ cĩ cấu tạo đặc biệt này, mà thủy tỉnh trở nên trong suốt, nguyên nhân là do các phân tử thủy tỉnh sắp xếp ngẫu nhiên và rời rạc làm cho ánh sáng cĩ thể lọt qua dễ dàng Độ truyền sáng của thủy tỉnh trong vùng bức
Xạ tử ngoại và hồng ngoại thay đổi tùy theo việc lựa chọn tạp chất
- Màu sắc:
Thủy tỉnh loại thường cĩ màu xanh lục gây nên bởi màu của sắt (II) silicat Các kim loại và ơxít kim loại được bổ sung thêm vào thủy tỉnh trong quá trình sản xuất dé thay đổi màu sắc của thủy tỉnh:
se Mangan cĩ thể thêm vào với một lượng nhỏ để loại bỏ mầu xanh lá cây tạo ra
bởi sắt hay trong một lượng lớn hơn dé cho thiy tinh c6 mau tim amétit
« Sêlen cĩ thể sử dụng với một lượng nhỏ để làm bay màu của kính, hay trong
một lượng lớn hơn để tạo ra màu hơi đỏ
Trang 36Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
¢ Một lượng nhỏ cơban (0,025 đến 0,1%) tạo thủy tỉnh màu xanh đa trời
+ Oxit thiéc và ơxít asen sinh ra thủy tinh màu trắng đục, lần đầu tiên đã được sử
dụng ở Vênidơ dé sản xuất đồ giả sứ
« 2 đến 3% ơxí: đồng sinh ra màu xanh lam Đơng kim loại nguyên chất sinh ra thủy tỉnh mờ cĩ màu đỏ /hẩm, nĩ đơi khi được sử dụng thay thế cho thủy tinh màu hồng ngọc của vàng
¢ Niken, phụ thuộc vào nồng độ sinh ra thủy tinh cĩ màu xanh da trời hay màu tím hoặc thậm chí là màu đen
« Sự bổ sung Zian sinh ra thủy tỉnh cĩ màu nâu vàng
¢ Vang kim loại trong một lượng rất nhỏ (khoảng 0,001%), sinh ra thủy tinh cĩ
màu hơng ngọc thẩm, trong khi một lượng thấp hơn sinh ra màu đỏ nhạt hơn, thơng thường gọi là mau “cranberry”
« Nguyên tố wran (0,1 dén 2%) c6 thé thêm vào để thủy tỉnh cĩ màu vàng phản
quang hay màu xanh lá cây Thủy tỉnh uran nĩi chung là khơng nguy hiểm về phĩng xạ, tuy vậy nếu nĩ ở dạng bột, chẳng hạn như đánh bĩng bằng giấy nhám, và dạng bụi thì nĩ là tác nhân gây ung thư
¢ Hop chất của bạc (thơng thường là ra bạc) cĩ thể sinh ra một khoảng màu
từ đỏ da cam đến vàng Phương thức đốt nĩng và làm lạnh thủy tỉnh cĩ thể cĩ ảnh hưởng đáng kể tới màu sinh ra bởi các chất này Các chất này tham gia vào cấu trúc thủy tỉnh như thế nào hiện nay vẫn chưa được nghiên cứu kỹ Các loại thủy tinh màu khác vẫn thường xuyên được tìm ra
- Khả năng hấp thụ tia tử ngoại và hồng ngoại:
Thủy tỉnh thơng thường khơng cho ánh sáng cĩ bước sĩng nhỏ hơn 400 nm, hay tia cực tím hoặc UV đi qua Cĩ điều này vì sự bổ sung của các hợp chất như
tro sơ đa (cacbonat natri) Thủy tỉnh thuần SiO¿; (cịn gọi là thủy tinh thạch anh)
khơng hấp thụ tia UV và nĩ được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ trong suốt trong khoảng bước sĩng này, mặc dù nĩ đắt hơn thủy tỉnh thường Cĩ thể
pha thêm xêri vào thủy tinh để tăng việc hấp thụ tia cực tím (các bức xạ ion hĩa nguy hiểm về mặt sinh học)
Thủy tỉnh cĩ thé sản xuất đến mức độ tỉnh khiết mà hàng trăm kilơmét thủy
tỉnh vẫn là trong suốt ở bước sĩng hồng ngoại trong các sợi cáp quang Một lượng lớn của sắt được sử dụng trong thủy tỉnh cĩ khả năng hấp thụ nhiệt, chẳng
hạn như các tắm lọc hấp thụ nhiệt cho các máy chiếu phim
Trang 37- Chiết suất: chiết suất của thủy tỉnh cĩ thé thay đổi khi cĩ các thành phần khác
thêm vào Thủy tinh cĩ chứa chì, chẳng hạn như chì tinh thể hay thủy tỉnh đá lửa,
1a ‘ruc 16’ hon vi n6 làm tăng chiết suất và sinh ra sự “lấp lánh” cĩ thể nhận thấy
rõ hơn Việc bổ sung bari cũng làm tăng chiết suất Ơxít thori cho thủy tỉnh cĩ hệ số chiết suất rất cao và nĩ được sử dụng để sản xuất các lăng kính chất lượng
cao
- Nhiệt độ nĩng chảy: như mọi chất rắn vơ định hình, thủy tỉnh khơng cĩ điểm
nĩng chảy nhất định Natri cacbonat nĩi chung được thêm vào để hạ nhiệt độ
nĩng chảy của thủy tỉnh Sự bổ sung sơ đa hay bồ tạt đơi khi cịn hạ nhiệt độ
nĩng chảy xuống thấp hơn
- Độ dẫn điện, dẫn nhiệt của thủy tinh cĩ thể thay đổi khi thêm Bo
s* Bao bì HDPE (High Density Polyethylene)
HDPE cĩ thể được trùng hợp từ ethylene CH;=CH; ở áp suất khí quyền với nhiệt
độ 70°C; hoặc ở áp suất 2750 + 3450 kN/m” ở nhiệt độ 100 + 175°C
Cáu trúc: HDPE cĩ thê cấu tạo bởi đa số các chuỗi polyethylene thắng được sắp xếp song song, mạch thắng của monomer cĩ nhánh rất ngắn và số nhánh khơng nhiễu
Tính chất HDPE cĩ tính cứng vững cao, trong suốt, độ bĩng bề mặt khơng
cao, cĩ mức độ mờ đục cao hơn LDPE (low density polyethylene), cĩ thể chế tạo thành màng đục do cĩ phy gia TiO)
- Khả năng bền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hĩa mềm dẻo là tạ¿= 121°C, nên cĩ thể làm bao bì thực phẩm áp dụng chế độ thanh trùng Pasteur; hoặc làm bao bì
thực phẩm đơng lạnh như thủy sản vì t„¡ạ= -46°C, than= 140 + 180°C
- Ngồi tính chất cứng vững cao HDPE cĩ độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền va cham, bén xé déu cao hon LDPE va LLDPE (linear low density
polyethylene), nhưng vẫn bị kéo dãn, gây phá vỡ cấu trúc của polymer dưới tác
dụng của lực hoặc trọng tải cao - Tính chống thắm nước, hơi nước tốt
- Tính chống thấm chất béo cao hon LDPE va LLDPE
- Tính chống thấm khí, hong cao hon LDPE va LLDPE
- Khả năng in ấn tốt hơn so với LDPE và tương đương với LLDPE
Trang 38Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
Cơng dụng của HDPE
- HDPE cĩ độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học
cao nên được dùng làm vật chứa đựng như các thùng (can) cĩ thể tích từ 1+20 lít
Trang 39CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1 Phương tiện thí nghiệm
3.1.1 Thời gian và địa điển
- Thời gian thực hiện đề tài từ ngày 07/01/2008 đến 12/04/2008
- Thí nghiệm được tiến hành tại phịng thí nghiệm Bộ mơn Cơng nghệ Thực
phẩm - Khoa Nơng nghiệp & SHƯD - Trường Đại học Cần Tho 3.1.2 Nguyên liệu - Vỏ tơm sti 3.1.3 Hĩa chất - Isopropyl alcohol (IPA) - Hexane - Acetone - Methanol - Ether dầu hỏa
- Nước muối sinh lý 5% 3.1.4 Dụng cụ - thiết bị - Tủ sấy - Máy xay thơ, cân, ống đong, ống nghiệm, giấy lọc, cuvet - Hệ thống Soxtherm, Đức - Hệ thống trích ly lỏng rắn - Phễu chiết - Bình cầu - Hệ thống cơ quay chân khơng - Máy Vortex
- Máy quang phổ tử ngoại khả kiến U2800 Hitachi, Nhật Bản
3.2 Phương pháp nghiên cứu
Hỗn hợp dung mơi sử dụng trong nghiên cứu của đề tài là hexane và isopropyl
alcohol (IPA) với tỉ lệ là 70% : 30% và tỉ lệ dung mơi : mẫu là 10:1 trích ly
trong thời gian 120 phút ở 80°C sẽ cho hiệu suất thu hdi carotenoids cao nhất Các thơng số này được thu nhận từ kết quả nghiên cứu của Luận Văn Tốt
Trang 40Luận văn tốt nghiệp khĩa 29-2008 Trường Đại học Cần Thơ
Nghiệp 2007 “ Khảo Sát Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Quá Trình Trích Ly
Carotenoids Từ Vỏ Tơm” — Lé Ngoc An
Các thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 1 hoặc 2 nhân tố, các nhân tố cịn lại
cố định Kết quả thí nghiệm được tính tốn thống kê bằng phần mềm Statgraphic 4.0, kết quả thí nghiệm trước dùng làm cơ sở cho thí nghiệm sau 3.2.1 Thí nghiệm I: Khảo sát ảnh hưởng của các hệ dung mơi và phương pháp loại dung mơi khác nhau đến hiệu suất trích ly carotenoids
a Mục đích thí nghiệm
Xác định hệ dung mơi và phương pháp loại dung mơi cho hiệu suất trích ly carotenoids cao nhất
b Chuẩn bị thí nghiệm
- Vỏ tơm sú sau khi mua từ nhà máy CAFATEX về được làm sạch, sấy khơ và nghiền nhỏ bằng máy xay thơ
- Chuẩn bị các hệ dung mơi cần khảo sát như acetone, methanol, isopropyl alcohol PA), hỗn hợp dung mơi của acetone : hexane va IPA : hexane
- Chuẩn bị những hĩa chất cần thiết khác như: nước muối sinh ly 5%, ether dau hỏa
c Bồ trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hồn tồn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố thay đổi là hệ dung mơi dùng để trích ly (nhân tố A) và phương pháp
loại dung mơi sau trích ly (nhân tố B): - Ai: IPA:hexane - Ay: IPA - A;: Acetone:hexane - Ay: Acetone - As: Methanol Nhân tổ B:
- Bị: phương pháp loại dung mơi bằng hệ thống Soxlhet ở 89°C
- Bo: phương pháp loại dung mơi bằng hệ thống cơ quay trong điều kiện chân
khơng ở áp suất 80kPa, nhiệt độ là 50°C