nghiên cứu ứng dụng enzyme alcalase trong quy trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm

Tính khoa học và thực tiễn của đề tài Thành công của đề tài sẽ được áp dụng tại các cơ sở sản xuất chitin với mục đích tận dụng nguồn protein từ đầu tôm, hạn chế sử dụng hóa chất nhằm g

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME ALCALASE TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT

CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM

Giáo viê n hướng dẫn: TS TRANG SỸ TRUNG Sinh viê n thực hiệ n: ĐÀM XUÂN CƯƠNG

NHA TRANG, 2009

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện đề tài vừa qua, em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của TS Trang Sỹ Trung, đồng thời em cũng nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và quý báu của các thầy, cô trong Viện CNSH & MT và các thầy cô ở phòng thí nghiệm Hóa sinh, phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Sinh học, phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Lạnh, cùng bạn bè trong lớp 47CNSH Mặt khác em cũng nhận được sự động viên của gia đình về mọi mặt,

đã giúp em hoàn thành đề tài

Qua đây cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất về những sự giúp đỡ quý báu này

Sinh viên

Đàm Xuân Cường

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC CÁC BẢNG v

DANH MỤC HÌNH vi

DANH MỤC VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về chitin 3

1.1.1 Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên 3

1.1.2 Cấu trúc phân tử của chitin 3

1.1.3 Tính chất của chitin 4

1.2 Tổng quan về chitosan 5

1.2.1 Cấu trúc phân tử chitosan 5

1.2.2 Tính chất của chitosan 5

1.3 Ứng dụng của chitin – chitosan 6

1.3.1 Ứng dụng trong y học 6

1.3.2 Ứng dụng trong công nghiệp 7

1.3.3 Ứng dụng trong nông nghiệp 8

1.3.4 Ứng dụng trong công nghệ sinh học 9

1.3.5 Trong công nghiệp thực phẩm 9

1.4 Tổng quan về phế liệu Tôm 12

1.4.1 Phế liệu tôm đông lạnh trong quá trình chế biến 12

1.4.1.1 Thành phần phế liệu 12

1.4.1.2 Sản lượng phế liệu tôm đông lạnh 13

1.4.2 Cấu tạo và thành phần hóa học của vỏ tôm 14

1.4.2.1 Cấu tạo vỏ tôm 14

1.4.2.2.Thành phần hóa học của vỏ tôm 15

1.4.3 Các hướng tận dụng phế liệu hiện nay 16

1.4.3.1 Sản xuất chitin – chitosan 16

1.4.3.2 Sản xuất thức ăn chăn nuôi 16

1.4.3.3 Sản xuất caroten – protein 16

1.5 Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitin – chitosan trên Thế giới và Việt Nam .17

1.5.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan trên thế giới 17

1.5.2 Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan trên thế giới 19

1.5.2.1 Quy trình thủy nhiệt Yamasaky và Nacamichi Nhật Bản (1996) .19

1.5.2.2 Quy trình sản xuất chitosan của pháp (1996) 20

1.5.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam 21

1.5.4 Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam 22

1.5.4.1 Quy trình của GVC Đỗ Minh Phụng – Đại học Thủy sản (1980) .22

1.5.4.2 Quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Trung tâm cao phân tử thuộc Viện Khoa học Việt Nam (1996) 23

1.5.4.3 Quy trình sản xuất chitin của xí nghiệp thủy đặc sản Hà Nội 24

1.5.4.4 Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú bằng phương pháp hóa học với một công đoạn xử lý kiềm PGS, TS Trần Thị Luyến – Đại học Thủy sản 25

1.5.4.6 Quy trình sản xuất chitin – chitosan của TS Trang Sỹ Trung - Đại Học Nha Trang 28

1.6 Giới thiệu về enzyme protease và quá trình thùy phân 29

1.6.1 Enzyme protease 29

1.6.2 Protein thủy phân 29

1.6.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 31

CHƯƠNG II : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 33

2.1 Vật liệu nghiên cứu 33

2.1.1 Nguyên liệu đầu tôm 33

2.1.2 Enzyme Protease 33

2.2 Phương pháp nghiên cứu 34

2.2.1 Phương pháp thu nhận mẫu 34

2.2.2 Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân 34

2.2.3 Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân protein đầu vỏ tôm bằng enzyme Alcalase 35

2.2.3.1 Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase tới quá trình thủy

phân: 35

2.2.3.2 Xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân 35

2.2.3.3.Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 36

2.2.3 Quy trình sản xuất chitin – chitosan ứng dụng enzyme Alcalase 37

2.2.4 Các phương pháp kiểm tra chất lượng chitosan 38

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 42

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Thành phần hóa học của phế liệu tôm thẻ 43

3.2 Ảnh hưởng của quá trình thủy phân đến hiệu quả khử protein và khử khoáng 43

3.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase/nguyên liệu đầu vỏ tôm (v/w) đến hiệu khử protein 43

3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân 45

3.2.4 Xác định nhiệt độ thủy phân 47

3.3 Kết quả chất lượng chitosan được sản xuất từ enzyme Alcalase (phương pháp sinh học) và NaOH (theo phương pháp hóa học truyền thống) 49

CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 53

4.1 Kết luận 53

4.2 Đề xuất ý kiến 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng 13

Penaaus vannamei (TS Trang Sỹ Trung) 13

Bảng 1.2 Chất lượng chitin – chitosan thu được theo phương pháp xử lý kiềm một công đoạn 26

Bảng 1.3 Một số chỉ tiêu chất lượng của chitin – chitosan sản xuất theo quy trình Papain 27

Bảng 2.2 Thông số máy đo độ nhớt 40

Bảng 3.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản 43

của phế liệu tôm thẻ chân trắng 43

Bảng 3.2 Trạng thái của mẫu thủy phân 45

Bảng 3.3 Đánh giá chất lượng của chitosan sản xuất theo phương pháp hóa học và sinh học 52

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của chitin 4

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của chitosan 5

Hình 1.3 Phế liệu đầu và vỏ tôm 15

Hình 2.1 Tối ưu hóa quá trình thủy phâm bằng enzyme Alcalase 34

Hình 2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến quá trình thủy phân 35

Hình 2.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân protein 36

Hình 2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 36

Hình 2.5 Quy trình sản xuất chitosan ứng dụng enzyme Alcalase 37

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ E/S đến % protein khử được 44

Hình 3.2 Ảnh hưởng của thời gian đến % protein được khử 46

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến % protein được khử 47

Hình 3.4 Ảnh hưởng các yếu tố đến % protein được khử 49

DANH MỤC VIẾT TẮT

NL: Nguyên liệu PLT: Phế liệu tôm E/S: tỷ lệ enzyme trên cơ chất

DH: Hoạt độ của enyme TL: Tỷ lệ

MỞ ĐẦU

1.Tính cấp thiết của đề tài

Xuất khẩu thủy sản của Việt Nam đã phát triển mạnh trong những năm gần đây và trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo công ăn việc làm và tăng thu nhập cho hàng triệu người dân ven biển và tạo nguồn thu ngoại tệ đáng kể cho đất nước Năm 2006 kim ngạch xuất khẩu thủy sản đã qua mốc 3 tỷ đạt 3,31 tỷ USD, tăng gần 600 triệu USD so với năm 2005, trong đó mặt hàng tôm truyền thống chiếm vị trí đầu bảng xấp xỉ 1,5 tỷ USD, chiếm 44,3 % tổng kim ngạch xuất khẩu Năm 2007 kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt gần 3,8 tỷ USD, tăng 12% so với năm 2006 Cùng với sự gia tăng khối lượng tôm xuất khẩu thì một lượng lớn phế liệu của ngành chế biến tôm thải ra Phế liệu này có thể chiếm tới

40 ÷ 60% trọng lượng của tôm nguyên liệu và nó có chứa các thành phần có giá trị như protein, chitin, asthaxanthin Theo ước tính thành phần của protein trong đầu tôm thẻ chiếm khoảng 10% trọng lượng tươi và như thế cứ sản xuất 1 kg Chitin thì sẽ thải hồi 2 kg protein Ngoài ra, còn chứa đáng kể asthaxanthin (>

100 ppm) Lượng protein và asthaxanthin này rất có giá trị nếu được tận dụng vào việc chế biến thức ăn gia súc

Chitin và dẫn xuất của nó chitosan được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong công nghiệp thực phẩm mà còn trong công nghiệp dược, mỹ phẩm, xử lý nước thải và trong nông nghiệp Thông thường, quy trình sản xuất chitin – chitosan từ phế liệu tôm bao gồm quá trình khử protein, khử khoáng và tẩy trắng

Theo phương pháp truyền thống phế liệu tôm được khử protein bằng base mạnh, dịch protein thu được sau quá trình thường thải bỏ do có nồng độ hóa chất cao nên gây lãng phí rất lớn cho công nghệ sản xuất chitin – chitosan, đồng thời cũng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng Do đó, thu hồi một phần protein từ phế liệu tôm bằng enzyme thủy phân là một việc làm hết sức cần thiết

Xuất phát từ yêu cầu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng

dụng enzyme Alcalase trong quy trình sản xuất Chitin từ phế liệu tôm”

2 Mục đích của đề tài

Xác định các điều kiện thích hợp để khử protein từ phế liệu tôm thẻ chân

trắng (Penaeus vannamei) bằng enzyme Alcalase nhằm giảm thiểu hóa chất sử

dụng, giảm ô nhiễm môi trường, đồng thời đưa enzyme Alcalase vào quy trình sản xuất chitin – chitosan

3 Tính khoa học và thực tiễn của đề tài

Thành công của đề tài sẽ được áp dụng tại các cơ sở sản xuất chitin với mục đích tận dụng nguồn protein từ đầu tôm, hạn chế sử dụng hóa chất nhằm giảm ô nhiễm môi trường Việc sản xuất chitosan có chất lượng cao và ứng dụng vào các lĩnh vực đặc biệt đang là mối quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong

và ngoài nước Đề tài cũng là nguồn tài liệu hữu ích phục vụ cho công tác nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực này

4 Nội dung của đề tài

Xác định thông số tối ưu cho quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease: tỷ lệ enzyme/nguyên liệu, pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân Đồng thời chúng tôi cũng đề xuất quy trình ứng dụng enzyme vào quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm

So sánh chất lượng chitin – chitosan sản xuất từ quy trình ứng dụng enzyme với quy trình hóa học truyền thống

CHƯƠNG I

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Tổng quan về chitin 1.1.1 Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên

Chitin là Polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cenllulose và chúng

cả động vật và thực vật

Trong giới động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các

vỏ một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn

Trong giới thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm Zygemycethers và một số tảo Chlorophiceae

Trong động vật Thủy sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực, hàm lượng chitin khá cao từ 14 - 35% so với trọng lượng khô Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin – chitosan và các sản phẩm từ chúng

1.1.2 Cấu trúc phân tử của chitin

Chitin là polysaccharite có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn

Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối glucoside và hình thành một mạng các sợi có tổ chức Chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn nối với nhau bởi các cầu nối đẳng trị (Coralente)

Qua nghiên cứu về sự thủy phân chitin bằng enzyme hay HCl đậm đặc thì người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một Polymer được tạo thành từ các đơn vị N-Acetyl-β-D-Glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết β-1,4 glucoside

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của chitin

Chitin có màu trắng, không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng

và các dung môi hữu cơ khác như rượu, ete …

Chitin hòa tan được trong dung dịch đậm đặc nóng của muối

keo

màu cho chitin

Chitin khó hòa tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora Điều này có thể

Khi đun nóng trong dung dịch HCl đậm đặc thì chitin sẽ bị phân hủy hoàn toàn thành 88,5% D-Glucosamin và 11,5% acid acetic, quá trình thủy phân bắt

Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan

Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại ở bước sóng:  = 884÷ 890 nm

1.2 Tổng quan về chitosan

Chitosan là một Polymer hữu cơ được tạo thành từ chitin khi deacetyl hóa chitin bằng kiềm đặc

1.2.1 Cấu trúc phân tử chitosan

Chitosan là một Polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β-1-4 glucoside

β-D-Hình 1.2 Công thức cấu tạo của chitosan

Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với

phân tích định tính chitosan

Loại chitosan có trọng lượng phân tử trung bình (M) từ 200.000 đến 400.000 hay được dùng nhiều nhất trong y tế và thực phẩm

Trong tạp chí Khoa học và Công nghệ Thuỷ sản (2003) quy định:

Chitin cần chứa một lượng tro tối thiểu < 2% và độ ẩm < 10%

Chitosan phải có hàm lượng tro tối thiểu < 1% và hàm lượng các chất không tan là < 0,5% Chitosan có thể hòa tan trong acid acetic loãng 1% và được phân thành 3 loại theo độ nhớt là:

 Giới hạn protein: Phản ứng Biure âm tính

 Hàm lượng tro toàn phần < 1%

1.3 Ứng dụng của chitin – chitosan 1.3.1 Ứng dụng trong y học

 Tạo chỉ khâu phẫu thuật, tự hủy

Trường Ðại học Delaware Mỹ đã chế tạo thành công chỉ phẫu thuật tự hủy

từ chitosan, nhờ phát hiện ra một dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan chitosan

ở nhiệt độ thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer

Chống sự phát triển khối u

Theo một số nhà khoa học thì chitosan có khả năng khống chế sự gia tăng của tế bào ung thư Qua thí ngiệm thực hiện trên 60 bệnh nhân tuổi từ 35 – 76

của nhóm các bác sĩ Bệnh viện K Hà Nội vào năm 2003 đã chứng minh, chitosan

có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư

 Sản xuất băng chống bỏng, da nhân tạo, chống viêm

Da nhân tạo có nguồn gốc từ chitin được gọi là Beschitin w, nó giống như một tấm vải và được bọc ốp lên vết thương, chỉ một lần đến khi khỏi hẳn Tấm Beschitin bị phân hủy sinh học từ từ cho đến khi hình thành lớp biểu bì mới Nó

có tác dụng giảm đau, giúp các vết sẹo, vết bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng

và chống nhiễm trùng

Thuốc kem Pokysan là một trong những công trình nghiên cứu, ứng dụng

vật liệu chitin – chitosan từ dư phẩm của ngành chế biến thủy, hải sản (vỏ tôm, cua, mai mực) của tập thể cán bộ khoa học nữ Phòng, Polymer dược phẩm (Viện Hóa học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) Thuốc kem Pokysan có tác

dụng kháng khuẩn, kháng nấm, đặc biệt là chủng nấm Candila albicans, không

gây dị ứng và tác dụng phụ, có khả năng cầm máu, chống sưng u, kích thích tái tạo biểu mô và tế bào da để làm mau liền các vết thương, vết bỏng, chóng lên da non và giảm bớt đau đớn cho người bệnh

 Ngăn ngừa bệnh tim

Một số chuyên gia ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga cũng đã phát hiện, chitosan có thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu

cơ tim và bệnh đột quỵ

 Sản xuất thuốc chữa bệnh khớp, bệnh béo phì

Điển hình trên thị trường dược hiện nay là loại thuốc chữa khớp làm từ vỏ

tôm có tên Glucosamin đang được thịnh thành trên toàn thế giới So với sản

phẩm cùng loại thì Glucosamin có ưu thế hơn, do sản xuất từ nguồn vỏ tôm tự nhiên nên sản phẩm ít gây phản ứng, không độc hại và không bị rối loạn tiêu hoá cho người bệnh

1.3.2 Ứng dụng trong công nghiệp

 Sản xuất mỹ phẩm

Chitosan được sử dụng để sản xuất kem chống khô da do tính chất của

nhóm này liên kết với các tế bào sừng hóa của da, nhờ vậy mà các nhà khoa học

đã nghiên cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng

Hiện nay, các hãng mỹ phẩm trên thế giới đã ứng dụng thành phần chitosan vào hàng loạt các sản phẩm của mình Chúng ta có thể tìm thấy chất này trong các sản phẩm kem đánh răng, kem chống nắng, phấn mắt, nước súc miệng, kẹo chewing – gum Riêng hãng mỹ phẩm Wella đã dùng chitin – chitosan trong ít nhất 15 sản phẩm bảo vệ tóc, hãng Shiseido, thương hiệu nổi tiếng có mặt nhiều năm tại thị trường Việt Nam cũng đã dùng chất này trong 13 sản phẩm

mỹ phẩm của hãng

 Xử lý nước thải

Nhờ khả năng là đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein, và nhờ khả năng kết dính tốt các ion kim loại như: Pb, Hg… do đó chitosan được sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm

Tại Nhật Bản, năm 1975, chitosan đã được đưa vào làm chất xúc tác để xử

lý nước thải Công nghệ xử lý nước thải bằng các vật liệu có sử dụng chitosan cũng đang được một số nhà khoa học Trường Ðại học Nha Trang nghiên cứu và bước đầu đã có kết quả khả quan

1.3.3 Ứng dụng trong nông nghiệp

Trong nông nghiệp Olygoglucosamin ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau cải, đậu cô ve và các rau khác, có tác dụng làm tăng năng suất, tăng khả năng kháng bệnh, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trường và thực hiện chương trình rau sạch, rau an toàn

Chế phẩm Oligoglucosamin có ảnh hưởng tích cực tới sinh trưởng và năng suất của ngô Với nồng độ phun thích hợp là 40 ppm, số lần phun là 3 lần/vụ, liều lượng phun là 300 l/ha, năng suất sau khi sử dụng tăng 20% so với đối chứng (Theo nghiên cứu của Đại học Nông nghiệp I Hà Nội)

Chitosan được sử dụng để bọc nang các hạt giống nhằm ngăn ngừa sự tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định thuốc trừ sâu, phân bón, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt Hiện nay chế phẩm Olygoglucosamin và Olygochitin đang được nghiên cứu tại Đại học Nha Trang

Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và các nguyên tố vi lượng lên các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của lúa mạ, ở nhiệt độ thấp thì kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng nitơ tổng số, đồng thời các Enzyme như amylase, catalase hay peoxidase cũng tăng lên Ngoài

ra trong nông nghiệp cũng sử dụng chitosan để bảo quản thực phẩm, trái cây, do dịch keo chitosan (keo dương) có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một

số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả

Ngày nay, chitosan còn được sử dụng làm nguyên liệu bổ sung vào thức

ăn cho tôm, cua, cá để kích thích sinh trưởng

Chimexla một sản phẩm sản xuất từ chitosan được sản xuất bởi tập thể cán

bộ khoa học nữ Phòng Polymer dược phẩm (Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) được dùng trong nông nghiệp, không độc hại, an toàn cho người nông dân và môi trường xung quanh, kích thích cây phát triển, nhanh ra rễ, hoa, lá, tạo nhiều diệp lục tố, chống bệnh đạo ôn, khô vằn cho lúa

1.3.4 Ứng dụng trong công nghệ sinh học

Làm chất mang (Carrier) để cố định enzyme và cố định tế bào Trong công nghệ sản xuất rượu, làm sạch nước, sản xuất đường nghịch đảo mang lại hiệu quả kinh tế cao Trường Đại học Nha Trang đã nghiên cứu phối trộn

chitosan và Alginat để làm chất mang cố định tế bào Saccaromyces cerevisiae để

lên men rượu từ Glucose Kết quả đã làm tăng độ bền của các hạt gel icrocapsule

và tăng chu kỳ lên men

Hiện nay trên thế giới đã thành công trong việc sử dụng chitosan làm chất mang để cố định enzyme và tế bào Enzyme cố định đã cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzyme trong công nghiệp, y học và khoa học phân tích Enzyme

cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác Nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả, sử dụng enzyme cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao Chitosan thỏa mãn yêu cầu đối với một chất mang có phân tử lượng lớn

1.3.5 Trong công nghiệp thực phẩm

PGS, TS Trần Thị Luyến cũng nghiên cứu vật liệu chitosan từ rất sớm

Các nghiên cứu về chitosan của cô được các doanh nghiệp áp dụng rộng rãi và

đã xuất khẩu chitosan, cùng các sản phẩm từ vật liệu này Trong đó nổi bật nhất

là sản phẩm màng mỏng chitosan dùng để bao gói thực phẩm Ngoài chitosan, PGS, TS Trần Thị Luyến đã nghiên cứu chế biến thành công Surimi (cũng được chiết suất từ vỏ tôm, cua) để làm hương vị (cho gia vị như bột tôm, cua ) Sản phẩm này đã được chào bán ở Hàn Quốc… Vật liệu chitosan còn được chế tạo thành thực phẩm bổ dưỡng, có tác dụng hạ huyết áp, giảm cholesterol và lipid trong máu, chống béo phì, phòng chống u và ung thư, đặc biệt là tăng cường miễn dịch cho cơ thể, có thể dùng cho các bệnh nhân bị nhiễm HIV/AIDS bị suy giảm hệ miễn dịch

Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh, khoa CNTP của Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh đã nghiên cứu tạo ra một lớp màng vỏ bọc chitosan, đây được xem như là một loại bao bì có tính năng bảo vệ và có thể sử dụng như thực phẩm mà không hề ảnh hưởng đến môi trường chung quanh Đặc biệt sản phẩm có thể sử dụng để bọc các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như cá, thịt

Cách tạo màng vỏ bọc như sau: Chitosan thu được từ vỏ tôm đem nghiền nhỏ bằng máy để nhằm mục đích gia tăng bề mặt tiếp xúc Pha dung dịch chitosan 3% trong dung dịch acid acetic 1,5% Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG – EG 10% (tỷ lệ 1: 1) và trộn đều để yên một lúc để loại bột khí Sau đó đem

inox được nâng nhiệt bằng hơi nước nóng đun sôi) Để khô vỏ trong vòng 35 phút rồi tách vỏ Lúc này ta được vỏ bóng có màu vàng, ngà, không mùi vị, đó là lớp màng vỏ bọc chitosan có những tính năng mới ưu việt

Từ trước đến nay, việc bảo quản các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm,

dễ hư hỏng như thịt, cá trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta là một trong những vấn đề đã và đang được các nhà sản xuất, chế biến và các nhà khoa học quan tâm, nên sau khi vỏ bọc chitosan từ vỏ tôm được hoàn thành, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ngay đến việc dùng màng bọc chitosan từ vỏ tôm này để làm

vỏ bọc xúc xích

Do vậy những vỏ bọc đầu tiên ra đời được chế tạo để nhốt xúc xích, những sản phẩm đầu tiên có chiều dài 460 mm, đường kính 25 mm Các vỏ bọc này khi cho hỗn hợp nguyên liệu xúc xích vào thì dùng máy nhồi quay tay Khi

nhồi hỗn hợp nguyên liệu vào vỏ bọc xong thì buộc lại ở hai đầu Do trong thành phần có những chất phụ gia nên lớp chitosan này đã kết dính các mao mạch của

vỏ tôm lại với nhau, với áp lực của máy nhồi tay, vỏ bọc không bị nứt, mà tiếp tục bám sát vào nguyên liệu bên trong tạo thành những hình xúc xích xinh xắn

Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu chitosan được dùng để bảo quản đóng gói thức ăn, để bảo quản hoa quả tươi vì nó tạo màng sinh học không độc

Người ta đã tạo màng chitosan trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, dưa chuột, ớt chuông, dâu tây, cà chua, quả vải, xoài, nho Vỏ bọc thực phẩm bằng màng chitosan đã được phép sử dụng ở Canada và Mỹ từ lâu

Chitosan là một Polymer dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học

đa dạng, chitosan đã được đưa vào thành phần trong thức ăn: Sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt… Nhật bản đã có những sản phẩm ăn kiêng có chứa chitosan để làm giảm cholesterol và lipid trong máu, giảm cân nặng, chống béo phì, dùng để tránh nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tiểu đường (bánh mỳ, khoai tây chiên, dấm, nước chấm ) đã có bán rộng rãi trên thị trường

Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (USEPA) đã cho phép chitosan không những được dùng làm thành phần thức ăn, mà còn dùng cả trong việc tinh chế nước uống Năm 1983, Bộ thuốc và thực phẩm (USFDA) đã chấp nhận chitosan được dùng làm chất phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm Nhiều cuộc hội nghị quốc tế về chitosan đã khẳng định tác dụng điều trị và tính an toàn của chitosan

Chitosan đã được tổ chức y tế thế giới đánh giá cao, gọi là “ yếu tố thứ sáu của sự sống con người ” và đã chính thức được Tổ chức Y tế Thế giới cho phép dùng trong y học và thực phẩm Nhiều tác giả đã gọi chitosan là vật liệu của thế

kỷ 21 Chitosan sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm

Chitin có tính tẩy màu mà không hấp thụ mùi và các thành phần khác, nên

nó được ứng dụng vào việc khử màu thức uống (đồ uống nước trái cây) Nghiên cứu của một nhóm sinh viên trường HCM cho thấy bảo quản bưởi bằng màng chitosan trong vòng 3 tháng, bưởi vẫn tươi, không bị úng vỏ

Ðặc tính diệt khuẩn của chitin được thể hiện trên các mặt sau đây:

Khi tiếp xúc với thực phẩm, chitosan sẽ:

vi sinh vật sẽ bị chết do sự mất cân bằng liên quan đến các ion quan trọng (Muzzarelli, 1977)

 Ngăn chặn, phá hoại chức năng màng tế bào

 Gây ra sự rò rỉ các phần tử bên trong tế bào

 Gây ra sự tổ hợp của polyelectrolyte với Polymer mang tính chất acid trên bề mặt tế bào vi khuẩn

Như vậy việc dùng chất chitosan bao bọc quanh bề mặt thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự hư hỏng do khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của nó

1.4 Tổng quan về phế liệu Tôm 1.4.1 Phế liệu tôm đông lạnh trong quá trình chế biến 1.4.1.1 Thành phần phế liệu

Phế liệu tôm chủ yếu là đầu và các mảnh vỏ, ngoài ra còn phải kể đến phần thịt vụn, một số tôm bị hỏng Tuỳ theo giống loài, phương pháp gia công chế biến mà lượng phế liệu có thể lên đến 60% sản lượng khai thác được Ví dụ tôm càng xanh, phần đầu tôm chiếm khoảng 60% khối lượng toàn bộ, với tôm sú thì đầu chiếm khoảng 40% so với khối lượng toàn bộ Đối với sản phẩm tôm bóc nõn và rút ruột mất mát theo vỏ và đuôi khoảng 25% Theo Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thuỷ sản (số 2 năm 2005) thì trong công nghiệp chế biến thuỷ sản, các dạng chính của tôm đông lạnh như sau:

 Tôm tươi còn vỏ, đầu (nguyên con) cấp đông IQF hoặc Block

 Tôm vỏ bỏ đầu cấp đông IQF hoặc Block

 Tôm bóc vỏ, bỏ chỉ lưng cấp đông IQF

 Tôm bóc vỏ, còn đốt đuôi cấp đông IQF

 Tôm dạng sản phẩm định hình, làm chín

 Tôm bóc vỏ, đóng hộp

Qua đó phần lớn tôm được đưa vào chế biến dạng bóc vỏ bỏ đầu Và như vậy, phế liệu chính là đầu tôm và vỏ tôm Phần đầu thường chiếm khoảng 35 – 45% trọng lượng của tôm nguyên liệu, phần vỏ chiếm từ 10 – 15% Tỷ lệ này phụ thuộc vào giống loài, giai đoạn sinh trưởng, mùa vụ, phương pháp gia công chế biến…Theo TS Trang Sỹ Trung trường Đại học Nha Trang ta sẽ có bảng số liệu sau:

Bảng 1.1 Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng

Penaaus vannamei (TS Trang Sỹ Trung)

1.4.1.2 Sản lượng phế liệu tôm đông lạnh

Tôm là nguồn Thuỷ sản dồi dào và có giá trị kinh tế cao nhưng việc khai thác, đánh bắt phụ thuộc rất lớn vào điều kiện tự nhiên và mang tính mùa vụ vì vậy ngoài đánh bắt tự nhiên người ta còn đẩy mạnh theo hướng nuôi trồng đảm bảo cung cấp nguyên liệu một cách thường xuyên cho các nhà máy chế biến Thủy sản xuất khẩu Giáp xác là nguồn nguyên liệu Thủy sản dồi dào chiếm từ

30 – 35% tổng sản lượng nguyên liệu ở Việt Nam Trong công nghiệp chế biến Thuỷ sản xuất khẩu, tỷ lệ cơ cấu các mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 – 80% công suất chế biến Hàng năm các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lượng phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70.000 tấn Riêng ở tỉnh Khánh Hòa lượng phế liệu này vào khoảng 2257 tấn/năm Theo số liệu thống kê năm 1999 phế liệu giáp xác trên toàn Thế giới khoảng 5,11 triệu tấn/năm Ở địa bản tỉnh Khánh Hòa trong những năm gần đây mặt hàng tôm đông lạnh được đẩy mạnh nhất là ở các

xí nghiệp chế biến Thủy sản như: Xí nghiệp Đông lạnh Nam Trung Bộ, Xí nghiệp Đông lạnh Việt Long, Xí nghiệp Đông lạnh Việt Thắng, Xí nghiệp Đông lạnh Nha Trang

Việc tiêu thụ một số lượng lớn tôm nguyên liệu của các nhà máy chế biến Thủy sản đã thải ra một lượng lớn phế liệu trong đó phế liệu vỏ, đầu tôm là chủ yếu Các loại phế liệu này nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường và nếu đem xử lý chất thải thì chi phí sẽ rất lớn

Ngày nay đã có rất nhiều hướng nghiên cứu sử dụng phế liệu tôm để sản xuất các chế phẩm có giá trị trong đó quan trọng nhất là việc sản xuất chitin – chitosan từ vỏ giáp xác

1.4.2 Cấu tạo và thành phần hóa học của vỏ tôm 1.4.2.1 Cấu tạo vỏ tôm

Lớp ngoài cùng của vỏ tôm có cấu trúc chitin – protein bao phủ, lớp vỏ này thường bị hóa cứng khắp bề mặt cơ thể do sự lắng đọng của muối Calci và các hợp chất hữu cơ khác nằm dưới dạng phức tạp do sự tương tác giữa protein

và các chất không hòa tan

Vỏ chia làm 4 lớp chính:

 lớp biểu bì

Lớp biểu bì (epicuticle): Những nghiên cứu cho thấy lớp màng nhanh chóng bị biến đỏ bởi Fucxin, có điểm pH = 5,1 không chứa chitin Nó khác với các lớp vỏ còn lại, bắt màu với Anilin xanh Lớp epicuticle có lipid vì thế nó cản trở tác động của acid ở nhiệt độ thường trong công đoạn khử khoáng bằng acid hơn là các lớp bên trong Màu của lớp này thường vàng rất nhạt có chứa Polyphenoloxidase và bị hóa cứng bởi Puinone-tanin Lớp epicuticle liên kết với một số màng mỏng bên ngoài cản trở hòa tan ngay cả trong môi trường acid đậm đặc do nó có chứa các mắt xích paratin mạch thẳng

Lớp màu

Lớp màu: Tính chất của lớp này do sự có mặt của những thể hình hạt của vật chất mang màu giống dạng melanin Chúng gồm những túi khí hoặc những không bào Một vài vùng xuất hiện những hệ thống rãnh thẳng đứng có phân nhánh, là con đường cho Calci thẩm thấu vào

 Lớp Calci

Lớp calci hóa: Lớp này chiếm phần lớn vỏ, thường có màu xanh trải đều khắp, chitin ở trạng thái tạo phức với Calci

 Lớp không bị Calci hóa

Lớp không bị calci hóa: Vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo thành bởi một phần tương đối nhỏ so với tổng chiều dày bao gồm các phức chitin – protein bền vững không có Calci và Quinone

Hình 1.3 Phế liệu đầu và vỏ tôm 1.4.2.2.Thành phần hóa học của vỏ tôm

 Protein: Thành phần protein trong phế liệu tôm thường tồn tại ở hai

dạng:

 Dạng tự do: Dạng này là phần thịt tôm từ một số tôm bị biến đổi được

vứt lẫn vào phế liệu hoặc phần thịt còn sót lại trong đầu và nội tạng của đầu tôm

Nếu công nhân vặt đầu không đúng kỹ thuật thì phần protein bị tổn thất vào phế liệu nhiều làm tăng định mức tiêu hao nguyên vật liệu, mặt khác phế liệu khó xử

lý hơn

 Dạng phức tạp: Ở dạng này protein không hòa tan và thường liên kết với

chitin, Calci Carbonate, với lipid tạo lipoprotein, với sắc tố tạo arotenoit… như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm

protein- Chitin: Tồn tại dưới dạng liên kết bởi những liên kết đồng hóa trị với

các protein dưới dạng phức hợp chitin – protein; liên kết với các hợp chất khoáng

và các hợp chất hữu cơ khác gây khó khăn cho việc tách và chiết chúng

 Calci: Trong vỏ, đầu tôm và vỏ ghẹ có chứa một lượng lớn muối vô

gây khó khăn cho quá trình khử khoáng

 Sắc tố: Trong vỏ tôm thường có nhiều loại sắc tố nhưng chủ yếu là

Astaxanthin

 Enzyme: Theo tạp chí Thủy sản (số 5/1993) hoạt độ enzyme protease

của đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g tươi Các enzyme chủ yếu là enzyme của nội tạng trong đầu tôm và của vi sinh vật thường trú trên tôm nguyên liệu

Ngoài thành phần chủ yếu kể trên, trong vỏ đầu tôm còn có các thành phần khác như: Nước, Lipid, Phospho…

1.4.3 Các hướng tận dụng phế liệu hiện nay 1.4.3.1 Sản xuất chitin – chitosan

Do chitin – chitosan là những thành phần có giá trị mới được phát hiện và sản xuất trong mấy năm gần đây, mặt khác chitin – chitosan đang được ứng dụng nhiều trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống Vì vậy phần lớn phế liệu tôm được bán cho các xí nghiệp, cơ sở sản xuất chitin – chitosan với giá thành tương đối cao khoảng 1500 – 2000 đ/kg vỏ tôm khô

1.4.3.2 Sản xuất thức ăn chăn nuôi

Phế liệu tôm được các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi thu mua sản xuất thức ăn chăn nuôi bằng các phương pháp như: Sấy khô bằng nhiệt, lên men lactic

1.4.3.3 Sản xuất caroten – protein

Sắc tố Astaxanthin tuy có hàm lượng ít nhưng rất có giá trị và được ứng dụng nhiều trong đời sống và khoa học do đó nó được bán với giá tương đối cao (200 USD/kg), vì thế ngày nay có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu sản xuất và các ứng dụng Có hai phương pháp chiết rút là phương pháp hóa học (dùng dung

môi để chiết), và phương pháp sinh học (sử dụng nguồn enzyme Trypsin để chiết rút Astaxanthin-protein) Đây là một hướng rất khả thi trong công đoạn tận dụng phế thải từ các công đoạn sản xuất chitin – chitosan theo phương pháp hóa học và sinh học đã và đang được nghiên cứu

1.5 Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitin – chitosan trên Thế giới và Việt Nam 1.5.1 Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan trên thế giới

Từ những năm 30 của thế kỷ này việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc

và tính chất hóa lý và ứng dụng của chitin – chitosan đã được công bố, cho đến nay chitin – chitosan được đưa vào ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong

đó lĩnh vực sinh học và đạt hiệu quả cao

Năm 1971, Allan và cộng sự đã dụng chitosan để kết tủa Agaropectin trong agar – agar và chiết Agarose Somchai đã báo cáo kết quả dùng chitosan để làm giảm phần tử tích điện âm trong Agaropectin và có thể nhận được agar tinh khiết hoặc Agarose

Năm 1972, hãng Kyowa Oid ansd Fat của Nhật lần đầu tiên được đưa vào sản xuất công nghiệp chitin

Năm 1977, Viện kỹ thuật Masachusetts (Mỹ), khi tiến hành xác định giá trị của chitin và protein trong vỏ tôm, cua, đã cho thấy việc thu hồi các chất này rất có lợi nếu sử dụng trong công nghiệp, phần chitin thu được dùng để sản xuất

ra các dẫn xuất khác

Năm 1990, sản lượng chitosan trên thế giới vào khoảng 1200 tấn Hiện nay, đi đầu trong lĩnh vực sản xuất và ứng dụng chitin – chitosan là Nhật đã sản suất 600 tấn trên năm, Mỹ 400 tấn/năm Ngoài ra còn có các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Pháp cũng sản xuất và ứng dụng chitin – chitosan

Nghiên cứu công nghệ sản suất chitin – chitosan phải gắn liền với đặc tính sinh học, hóa học, tính chất lý hóa và ứng dụng trong các lĩnh vực mới có thể giải quyết liên hoàn từ khâu sản xuất đến khâu tiêu thụ nhằm đem lại hiệu quả kinh tế

kỹ thuật Nhiều nước như Nhật, Mỹ, Anh, Hội chitin thuộc cộng đồng Châu Âu (ECCHIS)…đã và đang nghiên cứu một cách có hệ thống và đề cập nhiều nội dung khoa học trong đó có việc ứng dụng chitosan như một chất hấp thụ trao đổi Ion để tinh chế nước giải khát

Ở Mỹ, hàng năm tổng giá trị về các chế phẩm chitin – chitosan sử dụng là

335 triệu USD trong đó có 190 triệu USD thuộc ngành y tế, sau đó là nông nghiệp và mỹ phẩm, một vài công ty ở Mỹ đã nghiên cứu chiết rút chitin – chitoasan từ sự lên men nấm

Hiện nay có khoảng 10 công ty lớn hầu hết ở Nhật, sản xuất chitin – chitosan ở trên thế giới, công ty Protan, BioPolymer, một trong những công ty sản xuất chitin – chitosan đã nghiên cứu ra nhiều sản phẩm có nguồn gốc chitosan sử dụng thích hợp để xử lý nước, khử các ion kim loại độc, bọc hạt và nhiều ứng dụng các trong nông nghiệp

Ngày nay người ta tập trung vào các dẫn xuất của chitin và khả năng ứng dụng của các dẫn xuất này Toàn bộ quá trình hoạt động khoa học của A.AMuzzarelli (Đại học Y Khoa Ancona - Ý) tập trung vào chitin và đãn xuất của nó Ông đã quan tâm nhiều đến dẫn xuất N-cacboxymetyl chitosan, N-cacboxybutyl chitosan và 5-metyl-pyrolidinon chitosan Những chất này dễ hòa tan trong nước tạo màng cho nên nó được ứng dụng phổ biến

Cho đến nay trên thế giới đã có nhiều quy trình sản xuất chitin – chitosan, với nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, nhưng chủ yếu là vỏ tôm, cua, ghẹ

Trước đây người ta đã thử chiết tách chitin từ thực vật biển nhưng nguồn nguyên liệu không đủ để đáp ứng nhu cầu sản xuất Trữ lượng chitin phần lớn có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua Trong một thời gian, các chất phế thải này không được thu hồi mà lại thải ra ngoài gây ô nhiễm môi trường

1.5.2 Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan trên thế giới

Những nhận xét về ưu – nhược điểm của các quy trình sản xuất chitosan dưới đây là nhận xét của PGS, TS Trần Thị Luyến-Trường Đại học Nha Trang

1.5.2.1 Quy trình thủy nhiệt Yamasaky và Nacamichi Nhật Bản (1996)

Chitosan

Rửa trung tính Khử protein và deacetyl

1.5.2.2 Quy trình sản xuất chitosan của pháp (1996)

 Nhược điểm

Do NaOCl là một chất oxy hóa mạnh, ảnh hưởng đến mạch Polymer do đó

độ nhớt của sản phẩm giảm rõ rệt Mặt khác Aceton rất đắt tiền, tổn thất nhiều và giá thành sản phẩm cao Chưa kể đến các yếu tố an toàn sản xuất, công nghệ này khó áp dụng trong điều kiện của nước ta hiện nay

1.5.3 Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam

Việc nghiên cứu sản xuất chitin – chitosan và các ứng dụng của chúng trong sản xuất, phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới ở nước ta Năm

1978, Đỗ Minh Phụng - trường Đại học Thủy Sản bắt đầu nghiên cứu chiết tách chitin – chitosan

Trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đang ngày càng cấp bách, trước những thông tin khoa học, kỹ thuật mới về chitin – chitosan, cũng như tiềm năng thị trường của chúng, đã thúc đẩy các nhà khoa học nước ta bắt tay nghiên cứu và hoàn thiện quy trình sản xuất chitin – chitosan ở bước cao hơn đồng thời nghiên cứu các ứng dụng của chúng ở các lĩnh vực khác nhau

Gần đây, chitin – chitosan trở thành nhu cầu trong nhiều ngành công nghiệp và có giá trị thì rất nhiều cơ quan nghiên cứu như: Trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, Đại học Tổng hợp Tp Hồ Chí Minh… đã tập trung vào nghiên cứu và ứng dụng công nghệ này Tuy nhiên, chất lượng sản xuất và ứng dụng của nó chưa được đánh giá đầy đủ

Ở phía bắc, viện khoa học Việt Nam đã kết hợp với xí nghiệp Thủy đặc sản Hà Nội sản xuất chitosan và ứng dụng trong nông nghiệp ở đồng lúa Thái Bình và thu được hiệu quả bước đầu

Ở phía nam, Trung tâm Công nghệ và Sinh học Thủy sản kết hợp với một

số cơ quan khác: Đại học Y Dược Tp Hồ Chí Minh, Phân Viện Khoa học Việt Nam, Viện Khoa học Nông nghiệp Miền Nam đã và đang nghiên cứ sản xuất ứng dụng chitosan trong các lĩnh vực: Nông nghiệp, y dược và mỹ phẩm

Năm 1998 – 2000 Trường Đại học Thủy Sản (nay là Đại học Nha Trang)

đã sản xuất thành công chitin – chitosan từ vỏ tôm sú, tôm Mũ nì, vỏ tôm hùm,

vỏ ghẹ Một dự án sản xuất thử nghiệm chitin – chitosan đã hoàn thành năm

2003 Trường Đại học Nha Trang đã chuyển giao công nghệ sản xuất chitin –

chitosan cho một số cơ sở sản xuất Hiện nay một số sản phẩm chitin – chitosan của Trung tâm Chế biến Thủy sản của Trường Đại học Nha Trang đang có uy tín cao, sản phẩm bắt đầu ứng dụng mạnh mẽ vào một số cơ sở sản xuất và nghiên cứu ở nước ra và đang chào hàng đi Thái Lan Sản phẩm chitosan của Trường Đại học Nha Trang đã góp phần giúp giảm nhập khẩu chế phẩm này ở nước ta

1.5.4 Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam 1.5.4.1 Quy trình của GVC Đỗ Minh Phụng – Đại học Thủy sản (1980)

 Ưu điểm: Sản phẩm có chất lượng khá tốt, chitin có màu sắc đẹp

 Nhược điểm: Sử dụng nhiều chất oxy hóa do đó dễ ảnh hưởng đến độ

nhớt của sản phẩm, hơn nữa thời gian xử lý quá dài

1.5.4.2 Quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Trung tâm cao phân tử thuộc Viện Khoa học Việt Nam (1996)

Nhận xét

Sản phẩm chitosan theo quy trình này có màu sắc không đẹp bằng sản phẩm theo quy trình của GVC Đỗ Minh Phụng, thời gian thực hiện quy trình kéo dài, nhiều công đoạn

1.5.4.3 Quy trình sản xuất chitin của xí nghiệp thủy đặc sản Hà Nội

 Ưu điểm: Chitin thu được có độ trắng cao mặc dù không có công đoạn

tẩy màu

 Nhược điểm: Thời gian sản xuất dài, nồng độ hóa chất sử dụng cao kết

hợp với thời gian xử lý dài (công đoạn khử khoáng) làm cắt mạch polymer trong môi trường acid dẫn đến độ nhớt giảm

1.5.4.4 Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú bằng phương pháp hóa học với một công đoạn xử lý kiềm PGS, TS Trần Thị Luyến – Đại học Thủy sản

Ngâm HCl Ngâm HCl

Bảng 1.2 Chất lượng chitin – chitosan thu được theo phương pháp xử lý

kiềm một công đoạn

Bảng 1.3 Một số chỉ tiêu chất lượng của chitin – chitosan sản xuất theo quy

trình Papain

Hàm lượng các chất không tan

Nhận xét

Quy trình Papain cho sản phẩm có độ nhớt cao hơn các quy trình khác

Đặc biệt độ deacetyl, độ tan và hiệu suất quy trình có ưu thế hơn hẳn Nhưng để nâng cao chất lượng chitosan có thể sử sụng enzyme papain thay thế cho NaOH

để khử protein trong vỏ tôm Đặc biệt dịch thủy phân thu được sử dụng cho các mục đích thu hồi protein và tận dụng Điều đó chắc chắn mang lại hiệu quả cao

Tuy nhiên cần nghiên cứu quá trình xử lý tận dụng dịch thủy phân này Cần tiếp tục sản xuất và chiết rút enzyme deacetylase để thay thế hoàn tất cho NaOH đặc trong công đoạn deacety