NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG CANXI CHLORUA và CHITOSAN TRONG VIỆC THU hồi PROTEIN từ DỊCH THẢI máu cá TRA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CANXI CHLORUA VÀ CHITOSAN TRONG VIỆC THU HỒI PROTEIN TỪ DỊCH THẢI MÁU CÁ TRA Giáo viên hướng dẫn : TS. Trang Sỹ Trung Sinh viên thực hiện : Đặng Văn Hạnh MSSV : 47134132 Nha Trang, 2008 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 1 LỜI CẢM ƠN Trước hết em xin gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến TS. Trang Sĩ Trung – người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn và động viên em trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp. Em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Công Minh đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn em trong quá trình tiến hành nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Và lời cảm ơn chân thành xin được gửi tới các thày cô trong khoa Chế biến, các thày cô trong bộ môn Hóa sinh – Vi sinh đã tạo điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành nghiên cứu của mình. Em xin gửi lời biết ơn chân thành đến Cao học viên Mã Huy và các bạn sinh viên, các anh chị trong nhóm cộng sự do TS. Trang Sĩ Trung hướng dẫn đã giúp đỡ em trong quá trình nghiên cứu tại phòng thí nghiệm. Sau cùng, xin cảm ơn cha mẹ đã nuôi dưỡng, dạy bảo và động viên ủng hộ con trong suốt quá trình học tập. Với kiến thức và và tầm nhìn còn nhiều hạn chế, chắc chắn bài luận văn này vẫn không tránh khỏi thiếu sót. Rất mong Quý thày cô và các bạn góp ý và sửa chữa. Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 04 tháng 7 năm 2009 Sinh viên thực hiện đề tài ĐẶNG VĂN HẠNH Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN a MỤC LỤC b DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT f DANH MỤC CÁC HÌNH g DANH MỤC CÁC BẢNG i CHƯƠNG I 1 TỔNG QUAN 1 I.1. TỔNG QUAN VỀ CÁ TRA 1 I.1.1 Phân loại 1 I.1.2 Phân bố 2 I.1.3. Hình thái, sinh lí 3 I.1.4. Đặc điểm dinh dưỡng 3 I.2.QUY TRÌNH CHẾ BIẾN CÁ TRA TẠI NHÀ MÁY 6 I.2.1. Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm cá tra fillet đông IQF tại công ty cổ phần NAM VIỆT (NAVICO), An Giang 6 I.2.2. Thuyết minh quy trình 7 I.3. TÌNH HÌNH XUẤT KHẨU CÁ TRA/BASA 12 I.4. VẤN ĐỀ NƯỚC THẢI CHẾ BIẾN THỦY SẢN TẠI VIỆT NAM HIỆN NAY VÀ THỰC TRẠNG XỬ LÍ Ô NHIỄM 13 I.4.1. Vấn đề nước thải chế biến thủy sản tại Việt Nam 13 I.4.2. Thực trạng xử lí ô nhiễm nước thải chế biến thủy sản 15 I.5. THỰC TRẠNG NƯỚC THẢI TRONG NGÀNH CHẾ BIẾN CÁ TRA/BASA 16 I.5.1. Nước thải nhà máy chế biến cá Tra/Basa 16 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 3 I.5.2. Các biện pháp xử lí nước thải chế biến cá Tra/Basa trong thực tế 18 I.6. TỔNG QUAN VỀ MÁU CÁ 19 I.6.1. Vai trò của máu 19 I.6.2. Thành phần hóa học của máu cá 20 I.6.2.1. Nước 20 I.6.2.2. Protein 20 I.6.2.3. Nitơ phi protein 22 I.6.2.4. Glucid 23 I.6.2.5. Các chất vô cơ 23 I.6.2.6. Lipid 24 I.7. CÁC THÀNH PHẦN HỮU HÌNH TRONG MÁU CÁ 25 I.7.1. Hồng cầu 25 I.7.2. Bạch cầu 26 I.7.3. Tiểu cầu 27 I.8. CÁC PHƯƠNG PHÁP THU HỒI PROTEIN HÒA TAN TRONG DUNG DỊCH 28 I.8.1. Khái quát chung về protein 28 I.8.1.1.Khả năng hidrad hóa của protein 30 I.8.1.2. Khả năng hòa tan của protein: 30 I.8.2. Các phương pháp thu hồi protein trong dung dịch 31 I.8.2.1. Kết tủa protein bằng cách nâng nhiệt độ 31 I.8.2.2. Kết tủa protein bằng muối 32 I.8.2.3. Kết tủa protein bằng các non-ionic Polymer 33 I.8.2.4. Kết tủa protein bằng các dung môi hữu cơ 35 I.8.2.5.Kết tủa protein bằng ion kim loại 36 I.8.2.6. Kết tủa theo phương pháp điểm đẳng điện 36 I.9. KHÁI QUÁT VỀ SỰ KEO TỤ VÀ TẠO BÔNG 37 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 4 I.9.1. Tính bền vững của các chất keo trong dung dịch 38 I.9.2. Tốc độ keo tụ - tạo bông 38 I.10. TỔNG QUAN VỀ CHITOSAN .40 I.10.1. Đặc điểm của chitosan 41 I.10.2. Các ứng dụng của chitosan 42 Trong công nghệ thực phẩm: 42 Trong y học: 42 Ứng dụng trong nông nghiệp 42 Ứng dụng trong sinh học và mỹ phẩm 43 Ứng dụng trong xử lí nước thải 43 Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác 44 I.11. TỔNG QUAN VỀ CANXI CHLORUA 44 I.11.1. Đặc điểm chung của Calci Chlorua 44 I.11.2. Ứng dụng của CaCl 2 46 Trong xử lí nước thải 46 Trong các ngành khác 47 Trong công nghiệp 47 Trong thực phẩm 47 Trong y học 48 I.12.CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THU HỒI PROTEIN HÒA TAN TRONG DỊCH THẢI Ở TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 48 I.12.1. Kết quả nghiên cứu ở Việt Nam 48 I.12.2. Các nghiên cứu trên thế giới 49 CHƯƠNG II 50 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 50 II.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 50 II.1.1. Nguyên liệu chính 50 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 5 II.1.2. Hóa chất sử dụng 51 II.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 52 II.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 52 II.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chi tiết 53 II.2.2.1. Bố trí thí nghiệm thăm dò để khảo sát nhiệt độ thích hợp kết tủa protein trong dung dịch máu cá 53 II.2.2.2. Bố trí thí nghiệm thăm dò để xác định nồng độ CaCl 2 thích hợp nhằm tăng hiệu quả thu hồi protein trong dung dịch máu cá sau nâng nhiệt 53 II.2.2.2. Bố trí thí nghiệm thăm dò để xác định nồng độ chitosan thích hợp nhằm tăng hiệu quả thu hồi protein trong dung dịch máu cá sau khi nâng nhiệt và bổ sung CaCl 2 trợ lắng 55 II.1.4. Phương pháp phân tích 56 II.1.3. Dụng cụ và thiết bị 56 CHƯƠNG III 58 KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 III.1. Kết quả khảo sát nguyên liệu máu cá 58 III.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi protein……………………….61 III.3. Ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2 đến hiệu suất thu hồi protein…………… 63 III.4. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến khả năng keo tụ và tạo bông………67 III.5 Đánh giá kết quả thí nghiệm………………………………………………72 III.5.1. Đánh giá hiệu quả xử lí nước thải, bảo vệ môi trường của đề tài……… 72 III.5.2. Đánh giá chất lượng bột protein thu dc………………………………… 74 III.6. Đề xuất hướng ứng dụng cho chế phẩm bột protein……………………….76 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC i Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 6 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ XK XNK COD BOD 5 SS TCVN IUPAC LD 50 ĐBSCL CBTS VSV Xuất khẩu Xuất nhập khẩu Chemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy hóa học Biochemical Oxygen Demand – nhu cầu oxy sinh hóa Suspendid Solid – Hàm lượng chất rắn lơ lửng Tiêu chuẩn Việt Nam International Union of Pure and Applied Chemistry (Liên hiệp Hóa học Thuần túy và Ứng dụng Quốc tế) Lethal Dose, 50% - Liều gây chết 50% số cá thể thí nghiệm Đồng Bằng Sông Cửu Long Chế Biến Thủy Sản Vi sinh vật Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 7 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cá Tra nguyên liệu 1 Hình 1.2. . Quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm cá tra fillet đông IQF tại công ty cổ phần NAM VIỆT (NAVICO), An Giang. 6 Hình 1.3. Cá Tra fillet đông lạnh 8 Hình 1.4. Công thức cấu tạo chung của protein 28 Hình 1.5. Công thức cấu tạo của chitosan 41 Hình 2.1. Dịch thải máu cá khi tiếp nhận tại Nha Trang 50 Hình 2.2. Dịch thải máu cá sau cấp đông ở nhiệt độ - 20 o C 50 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 52 Hình 2.4.Bố trí thí nghiệm thăm dò để khảo sát nhiệt độ thích hợp kết tủa protein trong dung dịch máu cá 53 Hình 2.5. Bố trí thí nghiệm thăm dò để xác định nồng độ CaCl 2 thích hợp nhằm tăng hiệu quả thu hồi protein trong dung dịch máu cá sau nâng nhiệt 54 Hình 2.6. Bố trí thí nghiệm thăm dò để xác định nồng độ chitosan thích hợp nhằm tăng hiệu quả thu hồi protein trong dung dịch máu cá sau khi nâng nhiệt và bổ sung CaCl 2 trợ lắng 55 Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi protein 61 Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2 đến hiệu suất thu hồi protein 64 Hình 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ CaCl 2 đến chiều cao cột kết tủa trong 66 Hình 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến hiệu suất thu hồi protein 68 Hình 3.5. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan đến chiều cao cột kết tủa 70 Hình 3.6. Hiệu quả xử lí nước thải của đề tài 73 PHỤ LỤC i Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 8 Hình 3.7. Dịch thải máu cá sau khi nâng nhiệt ở 65 o C, bổ sung Chitosan ở các nồng độ 0 ppm, 50 ppm, 75 ppm, 100ppm, 125 ppm và để lắng trong 30 phút v Hình 3.8. Dịch thải máu cá sau khi nâng nhiệt ở 65 o C, bổ sung CaCl 2 5ppm và bổ sung chitosan ở các nồng độ 0 ppm, 25 ppm, 50 ppm, 75 ppm, 100ppm, 125 ppm và để lắng trong 10 phút v Hình 3.9. Màu sắc dịch thải máu cá sau khi nâng nhiệt ở 65 o C, bổ sung CaCl 2 5ppm và bổ sung chitosan ở các nồng độ 50 ppm, 75 ppm, 100ppm vi Hình 3.10. Thao tác đo chiều cao cột kết tủa vi Hình 3.11. Sản phẩm bột protein thô thu được vii Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m 9 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Bảng phân loại các loài cá thuộc họ Pangasiidae (họ cá Tra) 2 Bảng 1.2 - Thành phần thức ăn trong ruột cá Tra ngoài tự nhiên 4 Bảng 1.3. Thành phần dinh dưỡng của cá Tra 4 Bảng 1.4. So sánh thành phần acide amine không thay thế trong protein cá Tra với một số nguồn protein khác 5 Bảng 1.5. Lượng nước thải trên một đơn vị sản phẩm tại một số nhà máy chế biến thủy sản 14 Bảng 1.6. Kết quả phân tích nước thải tại một số xí nghiệp CBTS Việt Nam 15 Bảng 1.7. Một số thông số phân tích dịch thải máu cá Tra tại nhà máy chế biến thuộc công ty cổ phần Nam Việt 17 Bảng 1.8. Dịch thải máu cá tại một số nhà máy chế biến thủy sản 17 Bảng 1.9. Thành phần các hợp chất chứa nitơ có trong máu và huyết tương của một số loài cá (100cc) 22 Bảng 1.10. Hàm lượng một số chất vô cơ trong máu cá chép 24 Bảng 1.11. Đặc điểm hồng cầu của một số loại cá 26 Bảng 1.12. Giá trị pH i của một số loại protein 37 Bảng 1.13. Một số tính chất của canxi chlorua 46 Bảng 3.1. Các đặc trưng hóa lí của nguyên liệu 58 Bảng 3.2. Các chỉ tiêu hóa lí của nước rửa surimi 59 Bảng 3.3. Thành phần acid amin trong dung dịch máu cá 60 Bảng 3.4. Các chỉ tiêu hóa lí của bột protein 74 Bảng 3.5. Thành phần acid amin trong bột protein từ máu cá Tra 75 Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m Click to buy NOW! P D F - X C h a n g e V i e w e r w w w . d o c u - t r a c k . c o m . VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN    ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CANXI CHLORUA VÀ CHITOSAN TRONG VIỆC THU HỒI PROTEIN TỪ DỊCH THẢI. 42 Trong y học: 42 Ứng dụng trong nông nghiệp 42 Ứng dụng trong sinh học và mỹ phẩm 43 Ứng dụng trong xử lí nước thải 43 Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác 44 I.11. TỔNG QUAN VỀ CANXI CHLORUA. Calci Chlorua 44 I.11.2. Ứng dụng của CaCl 2 46 Trong xử lí nước thải 46 Trong các ngành khác 47 Trong công nghiệp 47 Trong thực phẩm 47 Trong y học 48 I.12.CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THU HỒI PROTEIN