Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly carotenoids từ phế liệu tôm sú

Trang 1

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THUC PHAM

LÊ NGỌC AN

KHAO SAT CAC YEU TO ANH HUONG DEN QUA TRINH TRICH LY CAROTENOIDS

TU PHE LIEU TOM SU LUAN VAN TOT NGHIEP KY SU

Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHAM Mã ngành: 08

Người hướng dẫn Ths PHAN THI THANH QUE

Trang 2

Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Truong Dai hoc Can Tho

LOI CAM TA

Dé dat được kết quả học tập như ngày nay, đặc biệt là hoàn thành dé tài nghiên cứu này, tôi xin chân thành cảm ơn đến:

Cô Phan Thị Thanh Quế, người trực tiếp hướng dẫn đề tài, đã tận tình góp ý, giúp đỡ và cung cấp những tài liệu cần thiết cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề

tài

Quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức cũng như kinh nghiệm bồ ích trong suốt quá trình học tập tại trường

Tập thể cán bộ phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã tạo điều

kiện thuận lợi cho tơi hồn thành đề tài nghiên cứu của mình

Các bạn lớp Cơng nghệ thực phẩm khố 28 đã giúp đỡ, góp ý chân thành giúp đề tài tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Cần thơ, ngày 12 tháng 06 năm 2007

Sinh viên thực hiện

Lê Ngọc An

Trang 3

MỤC LỤC Trang LỜI CẢM TẠ - 2 56s SE SE E313 1111111111511 11 1111151111111 1111111111111 xe i MỤC LỤC ii

DANH SACH HINH i

DANH SACH BANG wee

TOM LUGC vi

CHƯƠNG 1: GIGI THIEU 1.1 Dat van dé

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Nguồn nguyên liệu 2.1.1 Tiềm năng thủy sản

2.1.2 Thành phân hoá học của vỏ tôm 2.2 Giới thiệu chung về chất màu

2.2.1 Chất màu là gì 2.2.2 Các chất màu trong thuỷ sản 2.3 Chất màu carotenoids - astaxanthin 2.3.1 Carotenoids 2.3.1.1 Giới thiệu 2.3.1.2 Thành phân óa hoc cua carotenoids trong phề liệu của tôm 2.3.1.3 Tính chất của carotenoids 2.3.1.4 Các biến đổi của carotenoids 2.3.2 Astaxanthin và các ứng dụng 2.3.2.1 Giới thiệu 2.3.2.2 Ứng dụng của astaxanthin

2.4 Qui trình công nghệ trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Phương tiện thí nghiệm

3.1.1 Nguyên liệu — Hóa chất sử dụng 3.1.2 Dụng cụ - thiết bị - 3.2 Phương pháp thí nghiệm . - 3.2.1 Xác định qui trình trích ly carotenoids 3.2.2 Xây dựng đường chuẩn astaxamthin 3.2.3 Thí nghiỆm -««<-«<+<x++ 3.2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hexane trong hon hop

dung môi đến hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm SẮ, àieceeecreeererrrrree 13

3.2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi với mâu đên hiệu

suất trích ly carotenoid$ từ VỎ fƠI SÍ 5 S5 SE EseeEeeexeeeeseree 15 3.2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ trích ly

đến hiệu suất thu hôi carotenoids từ vỏ tôm si

CHUONG 4: KET QUA VA THẢO LUẬN 4.1 Qui trinh trich ly carotenoids ap dung 4.2 Kết quả xây dựng đường chuẩn astaxanthin

Trang 4

Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ

Trang 5

DANH SÁCH HÌNH

Hình Tựa hình Trang

1 Cấu trúc của beta — carotene 5

2 Mau carotenoids cua thuy sản 5

3 _ Sơ đồ biến déi cia carotenoids 6

4 Cấu trúc của astaxanthin 6

5 _ Đồ thị so sánh hiệu quả chống oxy hóa của astaxanthin so với 9 các hợp chất màu khác

6 Sơ đồ quy trình công nghệ trích ly carotenoids bằng hỗn hợp 11 dung môi hữu cơ

7 Sơ đồ bố trí thínghiệm 1 14

Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 15

Sơ đồ bồ trí thí nghiệm 3 17

10 Sơ đồ trích ly và xác định hiệu suất carotenoids từ vỏ tom sti 18

11 Đề thị đường chuẩn astaxanthin 19

12 Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi carotenoids từ vỏ tôm sú ở 20 các tỷ lệ hexane khác nhau trong hỗn hợp dung môi

13 Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi carotenoids từ vỏ tôm sú ở 21 các tỷ lệ dung môi/mẫu 14 _ Đồ thị thể hiện nồng độ của carotenoids theo nhiệt độ và thời 23 gian trích ly 15 Đồ thị biễu diễn hiệu suất thu hồi carotenoids theo nhiệt độ 24 và thời gian trích ly

16 _ Quy trình đề nghị trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú bằng hỗn 26 hgp dung mdi hitu co hexane:IPA

17 Vỏ tôm sú đã sấy khô trước và sau khi nghiền 28

18 Hệ thống Soxtherm 28

19 Sản phẩm carotenoids trước và sau khi pha loãng 28

Trang 6

DANH SÁCH BÁNG

Bảng Tựa bảng Trang

1 Thành phần hóa học của vỏ tôm sú đã sây khô 3 2 Thành phan cia carotenoids trong phế liệu của tôm sti 5

3 Số liệu xây dựng đường chuẩn astaxanthin 19

4 _ Kết quả nồng độ và hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm 20 sú ở các tỷ lệ hexane khác nhau trong hỗn hợp dung môi của

hexane và IPA

5 Kết quả nồng độ và hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm 21 sú ở các tỷ lệ dung môi và mẫu khác nhau

6 _ Kết quả nồng độ trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú bằng hỗn 2 hợp dung môi hexane : IPA ở nhiệt độ và thời gian khác nhau

7 Kết quả hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú bằng hỗn 23 hợp dung môi hexane : IPA ở nhiệt độ và thời gian khác nhau

Trang 7

TÓM LƯỢC

Với mục đích tìm ra những thông số kỹ thuật tối ưu cho công đoạn trích ly

carotenoids từ vỏ tom sti dé hiệu suất thu hồi carotenoids dat cao nhất, đề tài được tiến

hành trên cơ sở nghiên cứu các vấn đề sau:

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hexane trong hỗn hợp dung môi đến hiệu suất

trích ly carotenoids ở 4 mức độ: 50%, 60%, 70%, 80%

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi với mẫu đến hiệu suất trích ly

carotenoids ở 4 mức độ: 8:1, 9:1, 10:1, 11:1

- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu suất thu hồi carotenoids

Mỗi nhân tố được thực hiện ở 4 mức độ như sau:

Thời gian (phút): 90, 120, 150,180 Nhiệt độ (°C): 75, 80, 85, 90

Kết quả nghiên cứu cho thấy với tỷ lệ 70% hexane trong hỗn hợp dung môi của hexane và IPA, tỷ lệ dung môi và mẫu là 10:1 và ở nhiệt độ 80°C trong thời gian 120 phút sẽ là điều kiện tối ưu cho việc trích ly carotenoids để hiệu suất thu hồi

Trang 8

CHƯƠNG I1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam là một quốc gia ven biển ở Đông Nam Á có nguồn lợi thủy hải sản vô cùng phong phú, cùng với điều kiện tự nhiên thuận lợi cho phép việc đây mạnh khai thác và nuôi trồng thủy hải sản Trong đó giáp xác là nguồn nguyên liệu dồi dào chiếm 30% + 35% tông sản lượng nguyên liệu ở Việt Nam

Những năm gần đây, mặt hàng tôm xuất khâu ngày càng gia tăng Bên cạnh sản phẩm chính thì những phụ phẩm bị loại ra trong quá trình chế biến tôm như đầu, mai, vỏ tôm chiếm số lượng lớn Nguồn phế liệu này là nguồn cho protein, chitin/chitosan va carotenoids, chủ yếu là astaxanthin quan trọng

Hiện tại, một lượng nhỏ phụ phẩm từ tôm được dùng làm thức ăn cho gia súc hay sử

dụng như các nguồn phân bón hữu cơ và một phần sản xuất chitin (chitosan) Tuy nhiên còn một lượng lớn đang bị bỏ phí, điều này không chỉ làm mắt giá trị của nó mà còn là tác nhân gây ô nhiễm môi trường

Phụ phẩm của tôm là nguồn carotenoids ty nhién quan trọng (Shahidi và cộng sự,

1998) Luong carotenoids chiém tir 35 + 153ug/g tuỳ theo giống, trong đó chất màu chi yéu 1A astaxanthin và dang este của nó Vì vậy, việc thu hồi chat mau carotenoids từ vỏ tôm không những tạo ra sản phẩm mới có chất lượng cao mà còn có thể nâng cao được giá trị kinh tế từ quá trình nuôi trồng và chế biến thuỷ hải sản nói chung cũng như tôm nói riêng Mặt khác, do những phụ phẩm của tôm chưa được chú ý nhiều nên nó là dạng nguyên liệu rẻ tiền để trích ly carotenoids

Ngày nay, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu được tiến hành thử nghiệm để tìm ra phương pháp thu hồi carotenoids tốt nhất từ vỏ tôm, một trong những phương pháp được coi là hữu hiệu và phổ biến là dùng dung môi hoặc hỗn hợp dung môi hữu cơ để trích ly (Sachindra và cộng sự, 2001) Một vài dung môi được cho phép dùng trong công nghệ thực phẩm là acetone, benzyl alcohol, hexane, isopropyl alcohol (IPA), ether dầu hỏa, ethyl acetate, Sản phẩm của quá trình trích ly là hỗn hợp màu của carotenoids

Ở Việt Nam, vấn đề này còn rất mới mẽ, phan lớn chỉ có tài liệu nói về sản xuất chitin

(chitosan) mà chưa có hoặc có rất ít thông tin đề cập đến lĩnh vực trích ly carotenoids

từ phụ phẩm tôm bằng dung môi hữu cơ Dựa trên các tài liệu nghiên cứu được của nhiều nước trên thế giới, trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu quá trình trích ly carotenoids bằng hỗn hợp dung môi hữu cơ (hỗn hợp dung môi được lựa chọn là hexane và isopropyl alcohol) để tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi carotenoids từ vỏ tôm sú

Trang 9

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục đích của thí nghiệm là tìm ra các điều kiện tối ưu cho quá trình trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú để có được hiệu suất thu hồi cao nhất Từ đó đề tài tiến hành với các nội dung nghiên cứu sau:

Trang 10

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Nguồn nguyên liệu

2.1.1 Tiềm năng thuỷ sản

Bên cạnh nguồn cá biển vô cùng phong phú thì biển Việt Nam còn có nhiều nguồn lợi tự nhiên như trên 1600 loài giáp xác, sản lượng cho phép khai thác từ 50 + 60 nghìn

tắn/năm, một số loài có giá trị kinh tế cao như: tôm hùm, cua, ghẹ, khoảng 2.500 loài

thân mềm trong đó có ý nghĩa kinh tế cao nhất là mực và bạch tuột cho phép khai thác từ 60 + 70 nghìn tắn/năm

Tổng sản lượng 9 tháng đầu năm 2003 đạt 1.980 nghìn tấn bằng 19,55% kế hoạch năm, tăng 9,14% so với cùng kỳ năm 2002 Trong đó sản lượng khai thác thuỷ sản đạt 1.167 nghìn tấn, sản lượng nuôi trồng thủy sản đạt 813 nghìn tấn Giá trị xuất khẩu toàn ngành đạt 1.626 tỷ USD bằng 70,72% kế hoạch và tăng 11% so với cùng kỳ năm

200

Những số liệu trên cho thấy được phần nào về tìm năng thủy sản cũng như công suất chế biến xuất khâu của nước ta Điều đó chứng tỏ một lượng phế liệu thủy sản không nhỏ đã bị bỏ đi, theo số liệu thống kê hàng năm có khoảng 70.000 tắn (NMES, 2003) 2.1.2 Thành phân hóa học của vỏ tôm

Nguyên liệu dùng để trích ly carotenoids là phế liệu của các loài giáp xác Trong đề tài nghiên cứu này, nguyên liệu sử dụng chủ yếu là vỏ tôm sú

Bảng 1: Thành phần hoá học của vỏ tôm sú đã sấy khô Thành phần Phần trăm (%)* Protein 39,42 + 0,49 Chitin 19,92 + 0,37 Lipid 3,79 + 0,08 Astaxanthin 31,98 + 1,37

* tinh dua trén can ban khé

Nguon: Seafood: chemistry, processing technology and quality edited by Fereidoon Shahidi and J.Richard Botta

Phé ligu ctia cdc loài giáp xác chứa nhiều thành phan có giá trị như: protein, chitin và một lượng chất màu, chủ yếu là màu carotenoids Tuy lượng chất màu trong phế liệu các loài giáp xác chiếm một lượng nhỏ nhưng lượng phế liệu của giáp xác thải ra lại rất lớn Do đó, việc thu hồi chất màu từ phế liệu của chúng là một tiềm năng lớn cần được quan tâm Trong đó, vỏ tôm hiện nay là nguồn nguyên liệu chính trong sản xuất carotenoids

Trang 11

Trong nguyên liệu, carotenoids ở dạng liên kết với protein, do đó để tách được carotenoids thì phải cắt đứt liên kết này bằng cách làm biến tính protein

2.2 Giới thiệu chung về chất màu 2.2.1 Chất màu là gì

Trong sinh học người ta cho rằng: bất kỳ chất nào thê hiện màu của mô hoặc vỏ của

động vật hoặc thực vật đều có thể gọi là chất màu Ngày nay, có trên 600 loại chất

màu đã được nhận diện Màu sắc không chỉ đóng vai trò là chất màu mà còn có thé 1a: + Nguồn tiền vitamin

+ Chất chống oxy hoá

+ Nâng cao hệ thống miễn dịch

+ Cần cho sự phát triển bình thường của gia súc

2.2.2 Các chất màu trong thủy sản

Có 4 nhóm chất màu chính được tìm thấy trong thủy sản:

- Carotenoids: day là chất màu chính tạo sắc màu nâu lục cho thủy sản sống và màu từ vàng tới đỏ cho thủy sản chết Trong tôm, cua thì loại màu carotenoids ở dạng carotenoprotein va crustacyanin (hydroxy — beta — caroten)

- Pteridines: có vai trò nhỏ so với carotenoids - Melanin: tạo màu đen của thủy sản

- Purines: tạo màu bạc của vậy cá

2.3 Chat mau carotenoids - astaxanthin 2.3.1 Carotenoids 2.3.1.1 Giới thiệu Thuật ngữ carotenoids là tên chung của một nhóm chất màu, được tìm thấy ở động vật và cả thực vật: - Ở thực vật: carotenoids có trong các loại rau quả có màu từ vàng đến đỏ như cà rốt, cà chua, bí đỏ,

-6 động vật: đặc biệt là các loài thủy sản (cá, tôm, cua, ) thì carotenoids hiện diện ở

Trang 12

Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cân Thơ

Công thức cấu tao cua beta - caroten:

: ’

ger Hình 1: Cấu trúc của beta - caroten

Các carotenoids tìm thấy trong thủy sản như:

+ Lutein: màu vàng xanh y ,

+ Tuna xanthin: màu vàng

+ Beta — carotene: màu cam

+ Doradexanthin: màu vàng + Zeaxanthin: màu vàng cam + Canthaxanthin: màu đỏ cam + Astaxanthin: màu đỏ + Erichinenone: màu đỏ

Hình 2: Màu caroftenoids của thủy sản

2.3.1.2 Thành phân hóa học của carotenoids trong phế liệu của tôm

Bảng 2: Thành phần của carotenoids trong phế liệu tôm sú Carotenoids Phân 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 không xác định khác

Nguôn: Seafood: chemistry, processing technology and quality edited by Fereidoon Shahidi and J.Richard Botta 2.3.1.3 Tinh chat cia carotenoids

- Không tan trong nước, tan trong dầu và dung mơi hữu cơ - Ơn định trong môi trường kiềm, nhạy cảm với môi trường acid

- Dễ bị oxy hoá do các nối đôi trong phân tử nhạy cảm với ánh sáng và nhiệt độ cao Su oxy hod lam mat mau carotenoids là vấn đề quan trọng được chú ý nhiều trong

thực phẩm Sự oxy hoá carotenoids tăng nhanh khi có sự hiện diện của sulfite, ion kim

loại, độ ẩm, oxy không khí, Khi oxy hoá tạo ra H;O¿, chất này làm mất màu carotenoids Do đó, chúng có tính chống oxy hố, làm vơ hoạt oxy độc thân sinh ra do tiếp xúc với ánh sáng

Trang 13

- Chịu được nhiệt độ nấu thông thường (t < 100°C) Có thé ổn định ở nhiệt độ 100°C trong 15 phút

2.3.1.4 Các biến đổi của carotenoids

Cis isomers Carotenoids bi phan

(thay đổi màu) BS huỷ (mất màu) id Anh sang % Carotenoids Vàng, cam, đỏ + Nhiét d6 cao

Cis isomer a arotenoids bi phan

(thay đổi màu) huỷ (mất màu)

Hình 3: Sơ đồ biến đổi của carotenoids

Trong phế liệu của các loài giáp xác thì chất màu chủ yếu của carotenoids là

astaxanthin (chiếm 86% - 98% carotenoids) Do đó, việc trích ly carotenoids cũng có

ý nghĩa như trích ly astaxanthin 2.3.2 Astaxanthin và các ứng dụng 2.3.2.1 Giới thiệu 9 | DH LJ LY cee > HO 1 Astaxanthin

9 4,2 diigdrosy 44! dilew Saree}

Trang 14

Astaxanthin là một carotenoids giống như nhiều carotenoids, astaxanthin là một chất

màu có thể tan trong chất béo Astaxanthin có thể tìm thấy trong tảo, nấm men, cá hồi,

nhuyễn thể, tôm, các loài giáp xác và ở lông vũ của một số loài chim Giáo sư Basil 'Weedon là người đi dau trong việc tìm ra cấu trúc của astaxanthin

Công thức phân tử của astaxanthin thi trong tự như beta-caroten nhưng nó phức tạp hơn Astaxanthin có 13 nối đôi trong khi beta-caroten chỉ có 7 nối đôi nên khả năng chống oxy hoá của nó cũng cao hơn beta-caroten

Astaxanthin không giống một số carotenoids Trong cơ thể người, nó không chuyển thành vitamin A, cũng như nhiều vitamin A là chất độc cho cơ thể người khi sử dụng với hàm lượng lớn nhưng astaxanthin thì không Astaxanthin rất có ích trong việc chống sự oxy hóa, khả năng đó gấp mười lần so với beta - caroten

Astaxanthin là thành phần dinh dưỡng tự nhiên, nó có thé tìm thấy như một dạng thực phẩm bồ sung có ích cho con người, động vật và thủy sản Việc sản xuất astaxanthin thương mại có thể lấy từ nguồn tự nhiên và nguồn tổng hợp FDA đã công nhận

astaxanthin là chất màu thực phẩm chuyên biệt được sử dụng cho thức ăn động vật và

thủy sản

Ngày nay, hầu hết astaxanthin thương mại được dùng cho thủy sản được sản xuất từ nguồn hóa học dầu mỏ với doanh thu hàng năm trên 200 triệu $ và giá bán của Ikg

astaxanthin tinh khiết là 2000$, còn 1kg astaxanthin ty nhién 14 7000$

2.3.2.2 Ứng dụng của astaxanthin a Trong nông nghiệp

Do nhu cầu và việc sản xuất những loài giáp xác quan trọng ngày càng gia tăng một

cách đáng kể Giá trị của tôm hùm dựa trên sự thu hút bên ngoài và chất lượng của sản

phẩm đóng vai trò rất quan trọng trong việc đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng Hầu hết các loài giáp xác chứa một phức hop cua carotenoid trong vỏ cũng như trong máu, mắt, tuyến ruột giữa và buồng trứng

Carotenoids, astaxanthin đỏ được xác nhận là chất màu chủ yếu được tách ra từ tôm Penaceus (Katayama và cộng sự, 1971)

Loài giáp xác và các loài động vật thủy sinh không thê tạo ra astaxanthin, chỉ có thực

vật và sinh vật đơn bào như vi khuẩn, tảo, nắm mới có thể tổng hợp được carotenoids

Vì vậy astaxanthin phải có sẵn trong môi trường sống tự nhiên hoặc từ thức ăn được chế biến riêng cho thủy sản (Steven.D.M,1948)

Sự thiếu hụt astaxanthin trong chăn nuôi Penaceus monodon được coi là nguyên nhân của bệnh “Hội chứng màu xanh” Sau bốn tuần cho ăn chế độ bao gồm 50ppm

astaxanthin thì hội chứng màu xanh sẽ trở lại sắc màu nâu lục của chúng Sự phân tích

Trang 15

mô của nhóm thí nghiệm đã chứng minh rằng: nhóm được cho ăn astaxanthin sẽ gia tăng carotenoids và có hình dạng bình thường Nếu những con đó được cho ăn thức ăn thị trường không có astaxanthin thì sự gia tăng carotenoids chỉ đạt 14% và có sắc

màu xanh (Menasveta và cộng sự, 1993)

b Trong công nghệ thực phẩm

Trong chế biến thì màu sắc bên ngoài cũng là yếu tố quan trọng thu hút khách hàng và người tiêu dùng

Astaxanthin được coi là chất màu chính trong vỏ và các cơ quan bên trong của các loài giáp xác, nó chiếm từ 86 + 98% của tổng lượng carotenoid và được chứng minh là

có nhiệm vụ trong việc tạo màu sắc hấp dẫn của tôm trong khi chế biến Màu đỏ tạo ra

là do khi gia nhiệt thì protein bị biến tính làm đứt liên kết giữa phức hợp carotenprotein làm phóng thích astaxanthin tự do Màu sắc cuối cùng và sự thắm màu

phụ thuộc vào hàm lượng của astaxanthin lắng đọng lại

Đối với những sản phẩm đặc biệt là sản phẩm có nguồn gốc từ các loài giáp xác bị biến màu do giảm hoặc mất astaxanthin trong quá trình chế biến thì việc bổ sung astaxanthin như một phụ gia sẽ làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm hay nói khác hơn là tăng giá trị kinh tế Mục đích của việc bổ sung chất màu vào thực phẩm nhằm: - Khôi phục lại màu sắc đã bị mắt trong quá trình bảo quản (tiếp xúc với không khí, ẩm, nhiệt độ và các điều kiện bảo quản)

- Điều chỉnh màu sắc tự nhiên của sản phẩm khi màu tự nhiên không đủ để thể hiện mau sac cho sản phẩm

- Gia tăng màu của thực phâm ở mức cần thiết - Làm đồng nhất màu sắc thực phẩm

- Làm thực phẩm có màu hấp dẫn đối với người tiêu dùng

Hiện nay, có một số tài liệu đã chứng minh rằng astaxanthin là một chất an toàn về mặt thực phẩm

c Trong y hoc

Astaxanthin c6 vai tro sinh học đặc biệt quan trọng đối với sức khoẻ con người ¢ Astaxanthin la một tác nhân chống sự oxy hóa

Do trong cấu trúc của astaxanthin có nhiều nối đôi nên nó là một chất chống oxy hoá

hữu hiệu Đặc tính chống oxy hoá của astaxanthin được thể hiện ở chỗ nó ngăn cản sự

Trang 16

Các nghiên cứu cho thấy rằng đặc tính chống oxy hoá của astaxanthin cao gấp 10 lần

so với beta — caroten (Miki, 1991), gấp 100 + 500 lần so với vitamin E (Kurashige và cộng sự, 1990), ngoài ra nó còn cao hơn cả lutein và zeaxanthin

Đặc tính chống oxy hoá của astaxanthin được xem là nguồn lợi lớn cho sức khỏe của con người 3 Š be 6 b0 ° “Oo a Oo se = „ oO q: š es Ẹ of 72 2 S5 5 « #2 ge 4 S = = 8 es = = 8 S 5 a " s < 8 8, S 5ø Fe 8 S08 9 S§ š sẽ <9 858 _ 8 6ø :9 aa S8 ö & = S ag 58 | s § 8 92 2 §: hổ 15 4# <E E5 £23 BF Nguén: http:// www.beta-glucan-info.com/astaxanthin-question-answers.htm

Hình 5: Đồ thị so sánh hiệu quả chống oxy hoá của astaxanthin với các hợp chất màu khác

® Astaxanthin là một tác nhân chống ung thư

Nghiên cứu về đặc tính chống ung thư của astaxanthin đã được tiến hành trên chuột do Takuji Tanaka và cộng sự thực hiện 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

Thêm vào đó, astaxanthin đã kích thích enzyme chuyển hoá chất lạ trong thận của

chuột, đây là quá trình có thể ngăn ngừa chất sinh ung thư (Gradelet và cộng sự, 1996)

® Astaxanthin có vai trò chống đỡ trong hệ thống miễn dịch

Astaxanthin có ảnh hưởng đến chức năng miễn dịch Astaxanthin làm tăng lượng

kháng thể do sự kích thích ở tế bào lá lách ở chuột và tế bào hồng cầu ở cừu (Jyonouchi và cộng sự,1991)

Trang 17

Một phần astaxanthin có thê lưu lại làm giảm đáp ứng miễn dịch thể loãng ở những con chuột già Đặc tính điều biến miễn dịch này không có liên quan đến hoạt tính của tiền vitamin A bởi vì astaxanthin không giống beta — carofen

¢ Astaxanthin phong chống bệnh xơ vữa động mạch và các bệnh có liên quan

Nghiên cứu được thực hiện trên người thấy rằng astaxanthin có thể phòng chống việc hình thành LDL (low density lipoprotein), là nguyên nhân gây nên bệnh xơ vữa động

mạch và các bệnh có liên quan dén tim mach (Miki va cộng sự, 1998) Điều này

chứng tỏ có thể sử dụng astaxanthin để phòng chống bệnh xơ cứng động mạch, bệnh

động mạch vành

® Astaxanthin là chất bảo vệ khỏi ánh sáng

Ánh sáng đặc biệt là tia UV có thể gây ra các phản ứng và sản phẩm của nó là oxy tự

do (Noguchi và Niki; Mc Vean và cộng sự,1999) Lipid, protein, chất màu đều có liên

quan đến cơ chế này

Sự thiệt hại do sự oxy hóa ở mắt, da bởi tia UV ngày một nhiều nên tính chống oxy

hóa của astaxanthin được đề nghị như tác nhân bảo vệ ® Astaxanthin là chất bảo vệ mắt và hệ thống thân kinh

Trevithuck và Mitton (1999) khái quát rằng vai trò chủ yếu của chất chống oxy hóa trong việc làm giảm stress và các bệnh có liên quan đến mắt và hệ thống thần kinh Astaxanthin là chất chống oxy hoá hiệu quả có thể đi qua màng não (Tso và Lam, 1996), lợi ích chủ yếu của astaxanthin đối với sức khoẻ của mắt và hệ thống thần kinh rất được hứa hẹn

Nghiên cứu hiệu quả chống oxy hoá ở mắt chuột cho thấy rằng astaxanthin có thể cải

thiện các retinal bị tổn hại và nó cũng có hiệu quả tốt trong việc bảo vệ tế bào nhận

kích thích ánh sáng khỏi bị thối hóa ® Astaxanthin và sự lây nhiễm

Trang 18

2.4 Qui trình công nghệ trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú Nguyên liệu Sấy (80°C, 4 — 6g) Nghiền Hexane:IPA: 60%:40% Trích ly ®——— Dung môi:mẫu: 5:1 Số lần trích ly: 3 Ether dầu hỏa——>Dịch trích Rửa (Salin 1%) ị Lọc ị Sấy chân không (40°C) Carotenoids

Hình 6: Sơ đồ qui trình công nghệ trích ly carotenoids bằng hỗn hợp dung môi hữu cơ

Trang 19

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Phương tiện thí nghiệm

Đề tài được tiến hành nghiên cứu và thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học

Cần Thơ từ ngày 26/02/2007 đến ngày 25/05/2007

3.1.1 Nguyên liệu — Hóa chất sử dụng - Nguyên liệu: vỏ tôm sú

- Hóa chất sử dụng:

+ Hexane

+ Isopropyl alcohol (IPA) + Ether dầu hỏa

+ Nước muối sinh lý 5%

3.1.2 Dụng cụ - thiết bị

- Tủ sấy

- Hệ thống Soxtherm, Đức

- Máy quang phổ tử ngoại khả kiến U2800 Hitachi, Nhật Bản - Cối nghiền, cân, ống đong - Phễu chiết - Cốc thủy tỉnh, giấy lọc - Bình tam giác 3.2 Phương pháp thí nghiệm 3.2.1 Xác định qui trình trích ly carotenoids

Carotenoids được trích ly bằng hỗn hợp dung môi hữu cơ gồm hexane và IPA từ vỏ tôm sú đã sấy khô Quá trình trích ly được tiến hành bằng hệ thống Soxtherm, trong đó nguyên liệu và dung môi tiếp xúc trực tiếp với nhau Tùy theo yêu cầu của từng thí nghiệm mà hệ thống Soxtherm được điều chỉnh ở các điều kiện nhiệt độ và thời gian trích ly khác nhau

Dịch trích thu hồi sau quá trình trích ly được tách pha bằng ether dầu hỏa và nước muối sinh lý 5% để loại bỏ phần dung môi phân cực, sau đó đem sấy khô Trong quá trình sấy có bổ sung một lượng dầu hướng dương Kết quả là chúng ta thu được carotenoids trong dầu

3.2.2 Xây dựng đường chuẩn

Trang 20

Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ a Mục đích

Thiết lập mối quan hệ giữa độ hấp thu ánh sáng (A) và nồng độ (C) của dịch trích ly b Phương pháp tiến hành

Chuẩn bị dãy dung dịch astaxanthin chuẩn có nồng độ tăng dần từ 0 + 80ug/ml từ astaxanthin tinh khiết 98% và dầu hướng dương

Đo độ hấp thu ánh sáng (A) của dãy dung dịch astaxanthin vừa chuẩn bị bằng máy quang phổ tử ngoại khả kiến U2800 ở độ dài sóng 485nm

Vẽ đường hồi qui của 5 mức nồng độ trên Phương trình có dang: y = ax +b Với:

y: độ hấp thu ánh sáng của dung dịch ở bước sóng 4§5nm x: nồng độ của dung dich (ug/ml)

3.2.3 Thí nghiệm

3.2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ hexane trong hỗn hợp dung môi đến hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú a Mục đích Tìm ra tỷ lệ hexane tối ưu trong hỗn hợp dung môi để cho hiệu suất trích ly carotenoids cao nhất b Chuẩn bị thí nghiệm - Vỏ tôm sú sau khi mua từ nhà máy về được làm sạch, sấy khô và nghiền nhỏ bằng cối nghiền

- Pha hỗn hợp dung môi của hexane và isopropyl alcohol với các tỷ lệ khác nhau của hexane theo yêu cầu khảo sát: 50%, 60%, 70%, 80%

- Chuẩn bị những hoá chất cần thiết khác như: nước muối sinh lý 5%, ether dầu hỏa c Bồ trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bồ trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố thay đổi là tỷ lệ hexane (nhân té A) trong hỗn hợp dung môi và được khảo sát ở bốn mirc d6 khac nhau: A; = 50%, A» = 60%, A3 = 70%, Ay = 80%

Trang 21

Nguyên liệu

Dung môi : mẫu = 10:1

Trich ly ——+— Nhiệt độ trích ly: 80°C | L—Thời gian trích: 120 phút

Ether dau h6a— Dich trich

Nước muôi sinh |

lý 5%

Đo quang phổ

(485nm)

Hình 7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ad Cách tiễn hành thí nghiệm

- Nguyên liệu vỏ tôm sau khi nghiền được cân định lượng xác định cho mỗi nghiệm

thức là 10g và dung giấy lọc gói lại

- Cho dung môi và mẫu vào ống thủy tỉnh, sau đó lắp vào hệ thống Soxtherm, tiến hành khởi động máy đẻ trích ly với các điều kiện đã bố trí theo sơ đồ hình 7

- Mẫu sau trích ly được đem tách pha bằng ether dầu hỏa và rửa lại bằng nước muối

sinh lý 5%

- Mẫu tiếp tục được sấy dé đuổi hết dung môi

- Mẫu sau khi sấy xong đem pha loãng và đo độ hấp thu của carotenoids bằng máy đo quang phổ tử ngoại khả kiến U2800 Dựa trên đường chuẩn đã xây dựng, chúng ta có

thể xác định được nồng độ của astaxanthin trong dịch trích

- Tính hiệu suất trích ly carotenoids theo công thức (2) ở phần phụ lục

Trang 22

3.2.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi với mẫu đến hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm st a Mục đích thí nghiệm Tim ra tỷ lệ dung môi với mẫu tối ưu cho hiéu suat trich ly carotenoids cao nhất b Chuẩn bị thí nghiệm - Pha hỗn hợp dung môi của hexane và IPA với tỷ lệ của hexane đã tìm được ở thí nghiém 1 - Các bước chuẩn bị khác tương tự thí nghiệm l c Bồ trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bồ trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố thay đổi là tỷ lệ của dung môi với mẫu (nhân tố B) và được khảo sát ở bốn mức độ

khác nhau như sau: B¡ =8: I,Bạ=9:1,Bạ=10:1,B¿= I1: 1 Nguyên liệu Hexane:IPA: TN1 Trích ly ———†———Nhiệt độ trích ly: 80°C | Thời gian trích: 120 phút

Ether dầu hỏa———>Dịch trích

Trang 23

d Cách tiến hành thí nghiệm

Thí nghiệm được tiến hành tương tự thí nghiệm 1 với những điều kiện đã bố trí theo sơ đồ hình 8

e Chỉ tiêu theo dõi

Hiệu suất trích ly carotenoids

3.2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ trích ly đến hiệu

suất thu hồi carotenoids từ vỏ tôm sú a Mục đích Tìm ra thời gian và nhiệt độ tối ưu cho hiệu suất trích ly carotenoids cao nhất b Chuan bị thí nghiệm - Pha hỗn hợp dung môi của hexane và IPA với tỷ lệ của hexane đã tìm được ở thí nghiém 1 - Cân khối lượng mẫu và đong dung môi theo tỷ lệ dung môi và mẫu được tìm ra ở thí nghiệm 2 - Các bước chuẩn bị khác tương tự thí nghiệm l c Bồ trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố, hai lần lặp lại và được

khảo sát ở các mức độ như sau

Nhân tố C: nhiệt độ trích ly (°C) C¡ = 75, C¿ = 80, C3 = 85, Cy = 90 Nhân tổ D: thời gian trích ly (phút)

Trang 24

Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Truong Dai hoc Can Tho Nguyên liệu | Hexane : IPA: TN1 Trich ly a - Dung môi : mâu: TN2 1 7 1 ĩ Dị¿¿¿ Dịzz+z Dy234 Di734

Ether dau hỏa ; | Nước muối sinh —— Dich trich ly 5% | Đo quang phổ (485nm) Hình 9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 d Cách tiến hành thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí tương tự thí nghiệm 1 với các điều kiện đã bố trí theo sơ đồ hình 9

e Chỉ tiêu theo dõi

Hiệu suất trích ly carotenoids

Trang 25

CHUONG 4: KET QUA VA THẢO LUẬN

4.1 Qui trinh trich ly carotenoids áp dụng Vỏ tôm sú r Say (80°C, 4 — 6g) r Nghiền Hexane:IPA Dung môi:mẫu Thời gian trích ly Nhiệt độ trích ly v Trích ly ———

Ether dầu hỏa

Nước muôi sinh lý 5% —> Dich trich r Tach pha v Sấy 4— Dầu hướng dương 55°C, 2g30 | Pha loãng Đo quang phố (485nm)

Hình 10: Sơ đồ trích ly và xác định hiệu suất carotenoids từ vỏ tôm sú

Các công đoạn trong trích ly

- Nguyên liệu: vỏ tôm sti thu được từ quá trình chế biến của nhà máy được chuyền về phòng thí nghiệm trong điều kiện giữ lạnh bằng thùng cách nhiệt Sau đó, nguyên liệu

được rửa sạch với nước lạnh để loại bỏ những phần chỉ và thịt tôm còn dính lại trong

vỏ rồi để ráo

- Say: vỏ tôm được sấy ở nhiệt độ 80°C trong thời gian từ 4 + 6 giờ đến khi độ ẩm của vỏ tôm còn lại khoảng 5 + 6% thì ngừng sấy nhằm mục đích:

Trang 26

+ Làm biến tính protein để phá vỡ liên kết carotenoprotein, giúp giải phóng

carotenoids về dang ty do

- Nghién: nham pha vỡ tế bào dé: + Tăng bề mặt tiếp xúc với dung môi

+ Tăng tốc độ thấm dung môi giúp quá trình trích ly được thực hiện nhanh hơn, nâng

cao được hiệu suất trích ly

- Trích ly: để hoà tan carotenoids vào dung môi

- Dịch trích thu được đem đi tách pha bằng ether dầu hỏa rồi rửa lại với nước muối

sinh lý 5% để loại bỏ dung môi phân cực

- Sấy trong ở nhiệt độ 55°C trong thời gian 2 giờ 30 phút nhằm: + Đuổi dung môi còn lại trong dịch trích

+ Loại nitơ hoà tan trong dịch trích

4.2 Kết quả xây dựng đường chuẩn astaxanthin

Bảng 3: Số liệu xây dựng đường chuẩn astaxanthin Độhâpthu Nông độ Mẫu LẶP (@gsam) (ug/mÙ) 1 I 0,002 0 2 0,001 0 2 1 0,103 20 2 0,103 20 3 1 0,212 40 2 0,212 40 4 1 0,326 60 2 0,327 60 5 1 0,451 80 2 0,452 80 8 y =0.0056x - 0.0058 2 & R’ =0.9984 œ x 5 = Qa <a a Oo: a Nồng độ (mcg/ml)

Hình 11: Đồ thị đường chuẩn astaxanthin

Trang 27

4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ hexane (%) trong hỗn hợp dung môi đến hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú

Bảng 4: Kết quá nồng độ và hiệu suất trích ly carotenoids tir vỏ tôm sú ở các tỷ lệ hexane khác nhau trong hỗn hợp dung môi của hexane và IPA Tỷ lệ hexane Nong d6 (ug/ml)* Hiệu suất (Hg/g)* 50% 62,471° 937,065° + 3,000 60% 65,699° 985,489° + 12,000 10% 79,407° 1191,111° + 15,000 80% 60,7824 911,734” + 4.000 F, = 652,29, p = 0,0000

* $6 liéu trung binh 2 lan lap lai tinh dựa trên căn bản khô

a, b, c thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thông kê giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 5% 1400 1200 1000 800 600 it carotenoids (ug/g) éu suai 400 200 Hi 03 50% 60% 70% 80% Tỷ lệ hexane (%)

Hình 12: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi carotenoids tir v6 tom ở các tỷ lệ hexane khác nhau

trong hôn hợp dung môi

Kết quả hiệu suất trích ly carotenoids ở bảng 4 và hình 12 cho thấy:

Khi tỷ lệ hexane tăng từ 50 đến 70% thì nồng độ cũng như hiệu suất thu hồi carotenoids tăng và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05), hiệu suất cao nhất thu được ở tỷ lệ hexane là 70% (1191,111 g/g) do carotenoids 1a hợp chất màu tan trong dầu mà hexane là dung môi hữu cơ không phân cực có khả năng hoà tan carotenoids nên khi tỷ lệ hexane tăng lên thì khả năng hoà tan carotenoids vào dung môi cũng tăng, do đó hiệu suắt trích ly tăng

Trang 28

Nhưng khi tỷ lệ hexane tiếp tục tăng lên 80% thì hiệu suất thu hồi carotenoids lại giảm xuống nhanh, hiệu suất thu hồi thấp hơn so với các nồng độ 50%, 60% và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p <0,05) Do tính ky nước của hexane làm cho khả năng thâm thấu của nó qua lớp màng bao quanh chất màu bị hạn chế

Vì vậy, ở một tỷ lệ thích hợp của hỗn hợp dung môi phân cực (IPA) và dung môi không phân cực (hexane) thì dung môi phân cực có tác dụng loại nước trong mô, tiếp theo dung môi không phân cực sẽ hoà tan carotenoids Do đó, muốn nâng cao hiệu suất trích ly thì nguyên liệu cần được sấy khô trước khi tiến hành trích ly

Như vậy, ở tỷ lệ 70% hexane sẽ cho hiệu suất trích ly carotenoids cao nhất

4.4 Ảnh hướng của tý lệ dung môi và mẫu đến hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ

tôm sú

Bảng 5: Kết quả nồng độ và hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú ở các tỷ lệ dung

môi và mẫu khác nhau Tỷ lệ dung môi/mẫu Nong d6 (ug/ml)* Hiéu suat (ug/g)* 8:1 44,889° 673,335° + 40,526 9:1 70,815° 1062,220° + 18,106 10:1 81,444" 1221,650° + 6,140 11:1 62,173° 932,599° + 67,972 F, = 129,73, p = 0,0000

* $6 liéu trung binh 2 lan lap lai tinh dựa trên căn bản khô

a, b, c: thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 5% 1400 1200 it carotenoids (ug/g) 600 5 400 & x 200 03 8:1 9:1 10:1 11:1 Tỷ lệ dung môi/mẫu

Hình 13: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi carotenoids từ vỏ tôm ở các tỷ lệ dung môi/mẫu

Trang 29

Kết quả hiệu suất thu hồi carotenoids bảng 5 và hình 13 cho thấy:

Khi tỷ lệ dung môi và mẫu tăng từ 8:1 đến 10:1 thì hiệu suất thu hồi carotenoids tăng và khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) Do ở tỷ lệ dung môi thấp thì lượng dung môi không đủ ngập để hoà tan hoàn toàn carotenoids trong nguyên liệu nên hiệu số trích ly thấp

Tiếp tục tăng tỷ lệ dung môi và mẫu thì hiệu suất thu hồi carotenoids giảm xuống Hiệu suất cao nhất thu được ở tỷ lệ 10:1 (1221,65ug/g) và hiệu suất thu được thấp nhất đối với tỷ lệ §:1 (673,335 ng/g) Hiệu suất carotenoids ở tỷ lệ 11:1 (932,599 ug/g) thấp hơn 6 tỷ lệ 9:1 (1062.22 ug/g), vi khi tỷ lệ dung môi quá cao so với mẫu sẽ làm loãng nồng độ của carotenoids nên dễ bị hao hụt trong các thao tác thí nghiệm tiếp theo

Vì vậy, trong quá trình trích ly carotenoids thì chỉ ở một tỷ lệ dung môi và mẫu thích hợp mới cho hiệu suất thu hồi tối ưu Qua kết quả bảng 5 ta thấy ở tỷ lệ dung môi và

mẫu là 10:1 cho hiệu suất thu hồi carotenoids cao nhất

4.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú

Bang 6: Kết quả nồng độ trích ly carotenoids từ vó tôm sú bằng hỗn hợp dung môi

Trang 30

Bảng 7: Kết quả hiệu suất trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú bằng hỗn hợp dung môi

hexane:IPA ở nhiệt độ và thời gian khác nhau Thời gian (phút) Trung Nhiệt độ bình CC) 90 120 150 180 75 1032,13 1053/71 1209,81 841,05 1034,18” 80 1029,81 1211,96 1108,38 885,36 1058,74? 85 1176,00 899,05 1031,41 702,95 952,35° 90 788,27 825,67 939,33 625,40 794,67 Trung binh 1006,41° 997,59” 1072,23" 763,69” 959,99 a, b, c, d: thê hiện sự khác biệt có ý nghĩa thông kê giữa các nghiệm thức ở mức ý nghĩa 5% F; (thời gian) = 373,88, P = 0,0000 F, (nhiệt độ) = 291,47, P = 0,0000 Z: Nong 46 astaxanthin (g/ml) F, (tương tác) = 44,71, P = 0,0000 X: Nhiệt độ trích ly °C) Y: Thời gian trích ly (phút) Z.= -714.661 + 19,3225X + 1,58255Y — 0,121499X” - 0,0055505Y - 0,00277748XY R? = 72,405 90 4 ® 75 “ở 60 $ 2 # 180 s 30 150 715 80 85 30 90 Nhiệt độ (°C) Thời gian (phút) 190 FI 5 Ning 46 (ug/g) HỆ SER S 160 31— 43.0 & 145 L ¬—— 48.0 = F +— 53.0 ‘3 BOP +— 58.0 gl tấn a= L +—— Fe 100 Fo — 73.0 85 ESS 44+— 78.0 70 75 80 85 90 95 Nhiệt độ (°C)

Hình 14: Đồ thị biểu diễn nồng độ carotenoids theo nhiệt độ và thời gian trích ly

Trang 31

Z = -11619,9 + 289,837X + 23,7382Y — 1,82249X? — 0,832576Y? - 0,0416623XY R? = 72,405 2 1300 on = 1100 3 s 900 Oo 2 700 180 C500 150 80 85 oo 90

Nhiét d6 (°C) Thời gian (phút) Z: Hiệu suất trích ly carotenoids (ug/g) X: Nhiệt độ trích ly (°C) Y: Thời gian trích ly (phút) 210 E : 5 Carotenoids (uss) E 4+— 490.0 — +— 570.0 3 170 F 3— 650.0 S 150F g E 4— 730.0 +— 810.0 ‘=, 130 F +— 890.0 5 110Ƒ 4— 970.0 B 90E 3— 1050.0 Nà YL, +— 1130.0 70 È : ì : 1 : ñ 44— 1210.0 60 65 7 75 80 § 90 95 Nhiét d6 (°C)

Hình 15: Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hoi carotenoids theo nhiệt độ và thời gian trích ly Đồ thị lưới hình 15 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly carotenoids khi tỷ lệ hexane trong hỗn hợp dung môi là 70% và tỷ lệ dung môi và mẫu là 10:1 cho thấy:

Trang 32

được ở nhiệt độ trích ly 80°C (1058,74 ug/g), tiép đến là 75°C (1034,18 g/g) Hiệu suất thấp nhất ở nhiét d6 90°C (794,668 ug/g) Hiệu suất trích ly carotenoids 6 các nghiệm thức đều khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Ở thời gian từ 90 phút (1006,41ug/g) và 120 phút (997,598ug/g) thì hiệu suất thu hồi

carotenoids khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p > 0,05) Tăng thời gian lên 150 phút thì hiệu suất carotenoids đạt cao nhất (1072,23ug/g) do đủ thời gian tiếp xúc giữa hai pha dung môi và nguyên liệu nên dung mơi sẽ hồ tan hoàn toàn dung chất trong nguyên liệu Thời gian tiếp tục tăng lên 180 phút thì hiệu suất trích ly giảm đột ngột xuống mức rất thấp (763,691ug/g), vì thời gian kéo dài cộng thêm sự gia nhiệt nên quá trình oxi hoá xảy ra rất nhanh làm giảm hiệu suất thu hồi carotenoids

Theo bảng 7 cho thấy hiệu suất trích ly carotenoids thu được tốt nhất là ở cặp nhiệt độ

75°C và thời gian trích ly là 150 phút (1209,81ug/g), 80°C ở 120 phút (1211,96ng/g)

hoặc 85°C ở 90 phút (1176,00ug/g) Hiệu suất carotenoids thu được ở 3 nghiệm thức này khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) Khi nhiệt độ và thời gian trích ly càng cao khả năng thu hồi carotenoids càng giảm đặc biệt là đối với nghiệm thức 90C ở thời gian 180 phút (625,402ug/g) hiệu suất thu được là thấp nhất

Trang 33

CHƯƠNG 5: KÉT LUẬN VÀ ĐÈ NGHỊ 5.1 Kết luận

Qua quá trình tham khảo tài liệu và tiến hành thí nghiệm, từ những kết quả thu được chúng tôi bước đầu đã tìm ra những thông số tối ưu cho quá trình trích ly carotenoids từ vỏ tôm sú bằng hỗn hợp dung môi (hexane:IPA) như sau:

- Tỷ lệ thích hợp của hexane trong hỗn hợp dung môi là 70% - Tỷ lệ dung môi/mẫu tốt nhất là 10:1

- Đối với nhiệt độ và thời gian trích ly thì 3 nghiệm thức sau khác biệt không có ý nghĩa thống kê: 75°C ở 150 phút (1209,81ug/g), 80°C ở 120 phút (1211,96 ug/g),

85C ở 90 phút (1176,00ug/g)

Trên cơ sở đó, chúng tôi đưa ra qui trình đề nghị trích ly carotenoids từ vỏ tôm sứ bằng hỗn hợp dung môi hữu cơ hexane:IPA như sau: Vỏ tôm sú r „ Say (D6 am: 5 + 6%) v Nghién Hexane:IPA = 70%:30% Dung môi:mẫu = 10:1 Thời gian trích ly: 120 phút Nhiệt độ trích ly: 80°C r Trích ly ——— Ether dầu hỏa

Trang 34

5.2 Đề nghị

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian sấy và bảo quản nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi carotenoids từ vỏ tôm sti

Trang 36

TAI LIEU THAM KHAO

Tiếng Việt

Phan Thi Thanh Quế (2005) Giáo trình, Công nghệ chế biến thuỷ hải sản

Luận văn tốt nghiệp 2004 “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình loại canxi

(decalcification) trong vỏ tôm sú để sản xuất chitosan” Sinh viên thực hiện Tô Quang Trường

Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Trọng Cẩn, Lê Thế Soạn Công nghệ chế biến thuỷ sản, tập I

Tiếng Anh

Fereidoon Shahidi and J.Richard Botta Seafood: chemistry, processing technology and quality Published by Blackie Academic and Professional in 1994

Trang 37

PHỤ LỤC

Phụ lục A: Các phương pháp phân tích 1 Xác định độ âm

a Định nghĩa

Độ ẩm (còn gọi là thuỷ phần) là phần trăm nước tự do có trong thực phẩm b Phương pháp sấy khô

Nguyên lý: dùng nhiệt độ làm bay hết hơi nước trong thực phẩm Hao hụt trọng lượng nước trước và sau khi sấy đến khối lượng không đổi chính là lượng nước trong thực phẩm cần xác định

Lưu ý: say dén trọng lượng không đổi là sau khi để nguội và cân, lại cho vào tủ say tiếp 30 phút, lấy ra để nguội và cân thì kết quả giữa hai lần sấy và cân liên tiếp không được cách nhau 0,5mg/g mẫu Nếu không thì phải sấy tiếp tục c Dụng cụ - Tủ sấy điều chỉnh được nhiệt độ (100 — 105°C) - Cân phân tích chính xác đến 0,0001g - Bình hút âm, phía dưới có chất hút ẩm (H;SO¿aa, Na;SO¿ khan, CaCl; khang hoặc silicagel) - Cốc thủy tỉnh d Tiến hành

- Lấy một cốc thủy tỉnh đem sấy ở 100 — 105°C cho đến khối lượng không đổi Để nguội trong bình hút 4m và cân ở cân phân tích chính xác đến 0,0001g

- Sau đó cho vào cốc khoảng 5g mẫu đã chuẩn bị sẵn, nghiền nhỏ Cân tất cả ở cân phân tích với độ chính xác như trên Cho tắt cả vào tủ sấy ở 105°C, sấy cho đến trọng lượng không đổi, thường tối thiểu trong 6 giờ

Trang 38

Trong đó:

G: trọng lượng cốc, tính bằng g

G¡: trọng lượng cốc và mẫu trước khi sấy, g G;: trọng lượng cốc và mẫu sau khi say, g

2 Xác định hiệu suất thu hồi carotenoids

Do astaxanthin chiếm tỷ lệ tir 86 — 98% trong carotenoids nén hiéu sudt thu hồi

Trang 39

Phụ lục B: Kết quả thống kê ANOVA 1 Thí nghiệm 1 Nông độ ANOVA Table for Nong do by Ty le hexane Analysis of Variance Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 859.087 3 286.362 652.29 0.0000 Within groups 5.26814 12 0.439012 Total (Corr.) 864.355 15

Trang 40

Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cân Thơ

Table of Means for Hieu suat by Ty le hexane

with 95.0 percent LSD intervals Stnd error Ty le hexane Count Mean (pooled s) Lower limit Upper limit 50 4 937.065 4.96935 929.409 944.721 60 4 985.489 4.96935 977.833 993.145 70 4 1191.11 4.96935 1183.45 1198.76 80 4 911.734 4.96935 904.078 919.39 Total 16 1006.35 Method: 95.0 percent LSD Ty le hexane Count Mean Homogeneous Groups 80 4 911.734 x 50 4 937.065 x 60 4 985.489 x 70 4 1191.11 x 50 - 60 *-48 4238 15.3121 50 - 70 *-254.044 15.3121 50 - 80 *25.3312 15.3121 60 - 70 *-205.62 15.3121 60 - 80 *73.755 15.3121 70 - 80 *279.375 15.3121 * denotes a statistically significant difference 2 Thí nghiệm 2 Nông độ ANOVA Table for Nong do by Ty le dung moi va mau Analysis of Variance Between groups 2866.12 3 955.374 129.73 0.0000 Within groups 88.3748 12 7.36457 Total (Corr.) 2954.5 15

Table of Means for Nong do by Ty le dung moi va mau

Định dạng
Số trang	47
Dung lượng	15,65 MB