tách chiết và xác định một số tính chất đặc trưng của collagen từ da cá tra (pangasius hypophthalmus)

Kết quả sản xuất thử theo quy trình đề xuất và xác định một số tính chất đặc trưng của sản phẩm collagen ...72 3.6.1.. Xác định một số tính chất của collagen sản xuất theo quy trình tìm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ CÚC

TÁCH CHIẾT VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA COLLAGEN TỪ DA CÁ TRA

(Pangasius hypophthalmus)

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Nha Trang - 2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

NGUYỄN THỊ CÚC

TÁCH CHIẾT VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƯNG CỦA COLLAGEN TỪ DA CÁ TRA

(Pangasius hypophthalmus)

Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch

Mã số: 60 54 01 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TS NGUYỄN ANH TUẤN

Nha Trang – 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả

nêu trong luận văn là trung thực, chưa được ai công bố trong bất kỳ công trình nào

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Cúc

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin gửi tới Ban Giám Hiệu, Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm cùng toàn thể Thầy cô Trường Đại học Nha Trang lòng biết ơn, sự kính trọng và niềm tự hào được học tập, nghiên cứu tại Trường trong những năm qua

Với tất cả lòng kính trọng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy Nguyễn Anh Tuấn và thầy Nguyễn Thế Hân đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường, Trung tâm Thực hành thí nghiệm trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện nghiên cứu tại đây Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn tới chị Nguyễn Như Thường và chị Đào Thị Ngà đã tận tình giúp đỡ tôi thực hành thí nghiệm trong quá trình nghiên cứu

Với tất cả sự kính trọng và lòng chân thành, tôi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình

và bạn bè đã luôn ủng hộ tôi về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Cúc

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ viii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Ý nghĩa của đề tài 3

3.1 Ý nghĩa khoa học 3

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 4

1.1 Nguồn nguyên liệu da cá tra 4

1.1.1 Đặc điểm sinh học của cá tra 4

1.1.2 Tình hình nuôi trồng và xuất khẩu cá tra 6

1.2 Tổng quan về collagen 9

1.2.1 Giới thiệu chung về collagen 9

1.2.2 Thành phần cấu tạo và cấu trúc phân tử collagen 9

1.2.3 Phân loại collagen theo cấu trúc 13

1.2.3.1 Collagen dạng sợi 14

1.2.3.2 Collagen không phải dạng sợi 16

1.2.4 Tính chất của collagen 17

1.2.4.1 Sự hút nước của collagen 17

1.2.4.2 Sự tương tác của collagen với acid và kiềm 18

1.2.4.3 Một số đặc điểm chất lượng của collagen 19

1.2.5 Ứng dụng của Collagen 20

1.2.5.1 Ứng dụng trong thực phẩm 20

1.2.5.2 Ứng dụng trong y dược 20

1.2.5.3 Ứng dụng trong mỹ phẩm 21

1.3 Các phương tách chiết collagen 22

1.3.1 Nguyên lý chung 22

1.3.2 Nguyên lý tách chiết collagen bằng acid 24

1.3.3 Tách chiết bằng enzyme 24

1.4 Tình hình nghiên cứu collagen 26

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 26

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 28

1.5 Một số quy trình sản xuất collagen 29

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng nghiên cứu 32

2.1.1 Da cá tra 32

2.1.2 Hoá chất 32

2.1.3 Máy móc thiết bị 33

2.2 Nội dung nghiên cứu 33

2.2.1 Nghiên cứu các tính chất đặc trưng của da cá tra 33

2.2.2 Nghiên cứu quy trình tách chiết collagen từ da cá tra 33

2.2.3 Xác định một số tính chất của collagen thu được từ quy trình nghiên cứu 33

2.3 Phương pháp nghiên cứu 34

2.3.1.Phương pháp chung 34

2.3.2.Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm: 34

2.3.3.Phương pháp phân tích 34

2.4 Bố trí thí nghiệm 35

2.4.1 Bố trí quy trình tổng quát tách chiết collagen từ da cá tra 35

2.4.2 Bố trí lấy mẫu và xử lý mẫu 36

2.4.3 Bố trí thí nghiệm xác định các tính chất đặc trưng của da cá tra 36

2.4.5 Bố trí thí nghiệm tối ưu hoá công đoạn chiết collagen bằng phương pháp bề mặt đáp ứng 41

2.4.6 Bố trí thí nghiệm xác định thông số cho công đoạn kết tủa collagen 45

2.4.6.1 Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ muối NaCl cho công đoạn kết tủa collagen 46

2.4.6.2 Bố trí thí nghiệm xác định thời gian tủa cho công đoạn kết tủa collagen 47

2.4.7 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme/ cơ chất và thời gian thuỷ phân tới khả năng bắt gốc tự do DPPH của dịch thuỷ phân collagen 48

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 50

3.1 Kết quả thí nghiệm xác định các tính chất của da cá tra 50

3.1.1 Thành phần hoá học 50

3.1.2 Các thông số nhiệt lý của da cá tra 50

3.2 Kết quả tối ưu hoá công đoạn khử tạp chất phi collagen bằng phương pháp bề mặt đáp ứng 51

3.2.1 Kết quả xác định mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu hiệu suất khử protein phi collagen (PPC) 52

3.2.2 Kết quả xác định mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu hiệu suất khử lipit 54

3.2.3 Kết quả xác định mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu mức độ tổn thất collagen56 3.2.4 Tìm thông số tối ưu cho công đoạn khử tạp chất phi collagen 58

3.3 Kết quả tối ưu hoá công đoạn chiết collagen bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm .60

3.3.1 Kết quả xác định mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu hiệu suất thu hồi collagen60 3.3.2 Kết quả xác định mô hình hồi quy cho hàm mục tiêu độ nhớt collagen 63

3.3.3 Tìm thông số tối ưu cho công đoạn chiết collagen 65

3.4 Kết quả xác định thông số cho công đoạn kết tủa collagen .67

3.4.1 Kết quả xác định nồng độ muối NaCl cho công đoạn kết tủa collagen 67

3.4.2 Kết quả xác định thời gian tủa cho công đoạn kết tủa collagen 69

3.5 Đề xuất quy trình sản xuất collagen từ da cá tra 71

3.6 Kết quả sản xuất thử theo quy trình đề xuất và xác định một số tính chất đặc trưng của sản phẩm collagen 72

3.6.1 Hiệu suất thu hồi và thành phần hoá học của collagen từ da cá tra 73

3.6.2 Kết quả quét phổ UV-Vis của sản phẩm collagen 73

3.6.3 Kết quả xác định nhiệt độ biến tính sản phẩm collagen 74

3.6.4 Kết quả thành phần acid amin 75

3.6.5 Kết quả ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme/ cơ chất và thời gian thuỷ phân đến khả năng khử gốc tự do của dịch thuỷ phân collagen 76

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 78

I Kết luận 78

II Đề xuất ý kiến: 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ANOVA : Phân tích phương sai

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Tình hình sản xuất và tiêu thụ cá tra đến ngày 30/8/2012 7

Bảng 1.2: Xuất khẩu cá tra Việt Nam 7 tháng đầu năm 2012 8

Bảng 1.3: Phân loại collagen 15

Bảng 2.1: Các mức nghiên cứu của biến thực theo biến mã hoá 39

Bảng 2.2: Ma trận thực nghiệm công đoạn khử TCPC của biến mã hoá và biến thực 40

Bảng 2.3 Các mức nghiên cứu của biến độc lập theo biến mã hoá ở công đoạn chiết collagen 43

Bảng 2.4: Ma trận thực nghiệm công đoạn chiết theo biến mã hoá và biến thực 44

Bảng 3.1: Thành phần hoá học của da cá tra sau xử lý cơ học 50

Bảng 3.2: Thông số nhiệt lý của da cá tra 51

Bảng 3.3: Điều kiện tối ưu công đoạn khử tạp chất phi collagen 59

Bảng 3.4: Kết quả tiên đoán thông số tối ưu công đoạn khử tạp chất phi collagen (theo phần mềm DX 8) 59

Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm tối ưu công đoạn khử tạp chất phi collagen theo tiên đoán và thực nghiệm 60

Bảng 3.6: Điều kiện tối ưu công đoạn chiết collagen 66

Bảng 3.7: Kết quả tiên đoán thông số tối ưu công đoạn chiết collagen 66

Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm tối ưu công đoạn chiết collagen theo tiên đoán và thực nghiệm 66

Bảng 3.9 Thành phần acid amin của collagen từ da cá tra 75

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ SƠ ĐỒ

Hình 1.1: Cá tra nuôi tại đồng bằng sông Cửu Long 5

Hình 1.2: Cấu trúc của tropocollagen 9

Hình 1.3: Sự tham gia của hydroxyproline vào liên kết hydro giữa các chuỗi polypeptide 10

Hình 1.4: Cấu trúc xoắn ba của collagen 12

Hình 1.5: Sự sắp xếp của tropocollagen tạo thành vi sợi collagen trong cơ thể 13

Hình 1.6: Một số dạng collagen trong cơ thể 13

Hình 1.7: Sự sắp xếp của collagen dạng sợi 14

Hình 1.8: Sự sắp xếp của một số loại collagen không tạo cấu trúc sợi 16

Hình 1.9: Quá trình tách chiết collagen bằng enzyme pepsin 26

Hình 3.1: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian xử lý tới hiệu suất khử PPC 54

Hình 3.2: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian xử lý tới hiệu suất khử lipit 56

Hình 3.3: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian xử lý tới mức độ tổn thất collgen 58

Hình 3.4 : Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic và thời gian chiết tới hiệu suất chiết collgen 62

Hình 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ acid acetic và thời gian chiết tới độ nhớt collgen 65

Hình 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ NaCl tới quá trình kết tủa collagen 68

Hình 3.7: Ảnh hưởng của thời gian tủa tới quá trình kết tủa collagen 70

Hình 3.8: Collagen trước và sau khi sấy 72

Hình 3.9: Bột collagen sau khi nghiền 73

Hình 3.10: Phổ UV-Vis của collagen từ da cá tra 73

Hình 3.11: Đường cong nhiệt độ biến tính của collagen từ da cá tra 74

Hình 3.12 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme/ cơ chất (a) và thời gian thuỷ phân (b) tới hoạt tính bắt gốc tự do DPPH 76

Sơ đồ 2.1: Quy trình nghiên cứu dự kiến 35

Sơ đồ 2.2: Lấy mẫu (A) và xử lý mẫu (B) da cá tra 36

Sơ đồ 2.3: Xác định các tính chất đặc trưng của da cá tra 36

Sơ đồ 2.4: Quá trình nghiên cứu công đoạn khử tạp chất phi collagen 38

Sơ đồ 2.5: Quá trình nghiên cứu công đoạn chiết collagen 43

Sơ đồ 2.6: Quá trình nghiên cứu công đoạn kết tủa collagen 45

Sơ đồ 2.7: Bố trí thí nghiệm tìm nồng độ NaCl cho công đoạn kết tủa collagen 46

Sơ đồ 2.8: Bố trí thí nghiệm tìm thời gian tủa cho công đoạn kết tủa collagen 47

Sơ đồ 2.9: Bố trí thí nghiệm tìm tỷ lệ enzyme/ cơ chất cho quá trình thuỷ phân 48

Sơ đồ 2.10: Bố trí thí nghiệm tìm thời gian cho quá trình thuỷ phân 49

Sơ đồ 3.1: Quy trình sản xuất collagen đề xuất 71

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Collagen là protein có nhiều nhất trong động vật có xương sống, chiếm khoảng 30% tổng lượng protein của cơ thể Collagen là thành phần tạo cấu trúc chủ yếu của xương, sụn, da, gân, dây chằng, mạch máu, răng, giác mạc và nhiều bộ phận khác của động vật có xương sống

Collagen được biết đến như là vật liệu sinh học quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, trong đó chủ yếu là các ngành y dược, mỹ phẩm và thực phẩm Collagen được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm để làm màng bao gói ăn được như làm vỏ bao xúc xích, làm màng bao gói thực phẩm ăn liền Collagen thủy phân thành gelatin cũng được ứng dụng nhiều trong sản xuất thực phẩm

và y học Trong ngành y dược collagen, gelatin được ứng dụng để điều trị bệnh cao huyết áp, bệnh viêm khớp xương mãn tính, làm gạc băng bó vết thương, ứng dụng trong kỹ thuật nuôi cấy mô để tái tạo da, xương và làm mạch máu nhân tạo…[22, 23] Trong ngành công nghiệp mỹ phẩm, các sản phẩm và phương pháp trẻ hóa làn da bằng collagen đang rất được ưa chuộng và ngày càng phổ biến trên thế giới Ngoài ra, các sản phẩm thủy phân từ collagen có nhiều ứng dụng khác như làm phụ gia sản xuất thực phẩm chức năng, là nguồn các peptide có hoạt tính sinh học[32]

Collagen có thể được tách chiết từ nhiều nguồn nguyên liệu như da, xương của

bò, heo; da, xương, vây, vảy của các loài cá nước ngọt và nước mặn; da gà; da mực và râu bạch tuộc… Các nhà khoa học trên thế giới còn chỉ ra rằng, trong số các nguồn nguyên liệu nêu trên thì nguồn nguyên liệu còn lại từ ngành công nghiệp chế biến cá là tốt nhất bởi vì nguồn nguyên liệu này cho hiệu suất tách chiết collagen cao Hơn nữa collagen sản xuất từ nguồn nguyên liệu còn lại của ngành công nghiệp chế biến cá không có mối nguy từ các bệnh truyền nhiễm như bệnh lở mồm long móng ở bò, heo hay bệnh bò điên Đồng thời collagen sản xuất từ cá không gặp phải những rào cản tín ngưỡng khi tiêu thụ ở những quốc gia có tín ngưỡng không sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ bò, heo [22]

Trong ngành công nghiệp chế biến cá, sản phẩm phile chỉ chiếm khoảng 30% trọng lượng thân cá, phần còn lại chủ yếu là da và xương chiếm đến 70% (trong đó da chiếm khoảng 5-7%) [10] Ở nhiều nước trên thế giới, da cá được xem là nguồn nguyên liệu cho sản xuất collagen Tuy nhiên ở nước ta hiện nay, da cá tra mới chỉ

được cấp đông và xuất khẩu cho các công ty nước ngoài với mức giá chưa tới 0,5

USD/kg Trong khi đó, collagen nhập khẩu có mức giá từ 25-30 USD/kg Với mức giá này, nếu sản xuất thành công collagen từ da cá tra sẽ mang lại lợi nhuận đáng kể cho các cơ sở chế biến Như vậy, việc gia tăng giá trị sử dụng cho nguồn nguyên liệu còn lại của ngành công nghiệp chế biến cá tra là cần thiết, vừa giải quyết được vấn đề môi trường vừa làm tăng giá trị kinh tế cho cá tra nuôi trồng ở Đồng bằng Sông Cửu Long nói riêng và ở Việt Nam nói chung

Các nhà nghiên cứu trên thế giới đã tách chiết được collagen từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau, collagen từ mỗi nguồn nguyên liệu khác nhau sẽ có các đặc tính riêng của nó Việc xác định tính chất đặc trưng của collagen sản xuất từ nguồn nguyên liệu cụ thể là cần thiết và quan trọng cho đánh giá chất lượng collagen thành phẩm Đồng thời nó cũng là cơ sở để lựa chọn nguồn collagen phù hợp mỗi ứng dụng

cụ thể Trên thế giới đã có rất nhiều công trình khoa học xác định được các tính chất đặc trưng của nhiều loại collagen khác nhau Tuy nhiên, ở Việt Nam mới chỉ bước đầu nghiên cứu tách chiết collagen từ da cá tra, các nghiên cứu xác định các tính chất đặc trưng của loại collagen này còn rất hạn chế

Vì vậy, việc thực hiện đề tài “Tách chiết và xác định một số tính chất đặc trưng của collagen từ da cá tra” là cấp thiết, phục vụ tốt cho việc sử dụng da cá tra để sản xuất ra sản phẩm giá trị gia tăng

2 Mục tiêu của đề tài

Đề tài thực hiện với những mục tiêu như sau:

Xuất phát từ mục tiêu đề tài, nội dung nghiên cứu được giới hạn như sau:

1 Xác định tính chất của nguyên liệu da cá tra bao gồm: thành phần hóa học (ẩm, protein, khoáng, lipid, collagen) và một số thông số nhiệt lý (khối lượng riêng –

ρ, điểm băng - Tf, nhiệt dung riêng trên và dưới điểm băng – Cpa & Cpb, hệ số dẫn nhiệt trên và dưới điểm băng – ka & kb)

2 Tối ưu hóa hai công đoạn: khử thành phần tạp chất phi collagen và chiết collagen trong quy trình sản xuất collagen từ da cá tra nuôi tại Việt Nam

3 Xác định một số tính chất của collagen sản xuất theo quy trình tìm được (nhiệt độ biến tính - Td, bước sóng hấp thụ cực đại - max, thành phần acid amin)

4 Đánh giá khả năng bắt gốc tự do DPPH của dịch collagen thuỷ phân

3 Ý nghĩa của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

phần hóa học cơ bản và các tính chất nhiệt lý của da cá tra, quy trình công nghệ tách chiết và một số tính chất của collagen chiết từ da cá tra Những kết quả này sẽ là cơ sở cho những nghiên cứu và ứng dụng sau này

3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài thực hiện thành công sẽ có những ý nghĩa thực tiễn như sau:

 Cung cấp qui trình sản xuất collagen từ da cá tra phù hợp với điều kiện ở Việt

Nam, làm cơ sở để triển khai sản xuất thực tế tại các doanh nghiệp chế biến cá tra Nhờ đó nâng cao được giá trị sử dụng, giá trị kinh tế của nguồn nguyên liệu còn lại da

cá tra và làm tăng hiệu quả kinh tế cho ngành chế biến thủy sản

 Đáp ứng nhu cầu sử dụng nguyên liệu da cá tra để sản xuất sản phẩm giá trị gia tăng

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1 Nguồn nguyên liệu da cá tra

1.1.1 Đặc điểm sinh học của cá tra

Phân loại: Cá Tra là loài cá kinh tế phổ biến ở khu vực châu Á, là một trong 30

loài cá thuộc họ Pangasiidae Họ cá Pangasiidae được phát hiện đầu tiên trong thuỷ

vực nước ngọt ở các quốc gia phụ cận khu vực hạ lưu của Ấn Độ Dương Sự đa dạng thành phần loại của họ cá này tập trung chủ yếu ở khu vực Đông Nam Á Cá Tra có nguồn gốc từ Campuchia, Lào, Thái Lan và Việt Nam Ngoài ra cá Tra được đưa vào nuôi rộng rãi khắp các thuỷ vực nước ngọt Đông Nam Á

Hệ thống phân loại của loài cá Tra được xác định như sau :

Giới: Animalia

Ngành: Chordata

Lớp: Actinopterygii

Bộ: Siluriformes Họ: Pangasiidae Giống: Pangasius Loài: Pangasius hypophthalmus

Các đồng danh của loài cá tra:

Tên loài Pangasianodon hypophthalmus được Rainboth, W.J sử dụng lần đầu

vào năm 1996 để chỉ định cho loài cá tra và sau đó được nhiều tác giả khác sử dụng phổ biến đến nay Tên đặt cho loài này khác nhau theo các nước trong vùng nó phân

bố Ở Campuchia là trey pra (tên Khmer), Lào là pa souay kheo, pa suay, Thái Lan là

pla saa wha, pla suey và Việt Nam là cá tra [7]

Hình 1.1: Cá tra nuôi tại đồng bằng sông Cửu Long

Phân bố: Cá tra phân bố ở lưu vực sông Mê Kông, có mặt ở cả 4 nước Lào,

Campuchia, Thái Lan và Việt Nam Ở nước ta những năm trước đây khi chưa có cá sinh sản nhân tạo, cá bột và cá giống được vớt trên sông Tiền và sông Hậu Cá trưởng thành chỉ thấy trong ao nuôi và ít gặp trong tự nhiên, do cá có tập tính di cư ngược dòng sông Mê Kông để sinh sống và tìm nơi sinh sản tự nhiên Khảo sát chu kỳ di cư của cá tra ở địa phận Campuchia cho thấy cá ngược dòng từ tháng 10 đến tháng 5 và di

cư về hạ lưu từ tháng 5 đến tháng 9 hàng năm

Hình thái, sinh lý: Cá tra là cá da trơn (không vẩy), thân dài, lưng xám đen,

bụng hơi bạc, miệng rộng, có 2 đôi râu dài Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước hơi lợ (nồng độ muối 7-10 ), có thể chịu đựng được nước

có số lượng hồng cầu trong máu nhiều hơn các lòai cá khác Cá có cơ quan hô hấp phụ

và còn có thể hô hấp bằng bóng khí và da nên chịu đựng được môi trường nước thiếu oxy hòa tan Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy của cá tra thấp hơn 3 lần so với cá mè trắng

Đặc điểm dinh dưỡng: Cá tra khi hết noãn hoàng thì thích ăn mồi tươi sống, vì

vậy chúng ăn thịt lẫn nhau ngay trong bể ấp và chúng vẫn tiếp tục ăn nhau nếu cá ương không được cho ăn đầy đủ, thậm chí cá vớt trên sông vẫn thấy chúng ăn nhau trong đáy vớt cá bột Dạ dày của cá phình to hình chữ U và co giãn được, ruột cá tra ngắn, không gấp khúc lên nhau mà dính vào màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục

Dạ dày to và ruột ngắn là đặc điểm của cá thiên về ăn thịt Trong điều kiện thiếu thức

ăn, cá có thể sử dụng các loại thức ăn bắt buộc khác như mùn bã hữu cơ, rễ cây thủy sinh, rau quả và thức ăn có nguồn gốc động vật như tôm tép, cua, côn trùng, ốc, cá

Trong ao nuôi, cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại loại thức ăn khác nhau như: thức ăn tự chế, thức ăn công nghiệp, cám, tấm, rau muống

Đặc điểm sinh trưởng: Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, lúc còn

nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài Cá ương trong ao sau 2 tháng đạt chiều dài từ 12cm (14-15gam) Từ khoảng 2,5 kg trở đi, mức tăng trọng lượng nhanh hơn so với chiều dài cơ thể Cá nuôi trong ao 1 năm đạt từ 1-1,5kg/con (năm đầu), những năm về sau cá tăng trọng nhanh hơn, có khi đạt tới 5-6 kg/năm tuỳ thuộc môi trường sống và lượng thức ăn cung cấp cũng như loại thức ăn…

10-Đặc điểm sinh sản: Cá tra không sinh sản trong ao nuôi, cá có tập tính di cư

sinh sản trên những khúc sông có điều kiện sinh thái phù hợp Trong tự nhiên chỉ gặp

cá thành thục trên sông ở địa phận của Campuchia và Thái Lan Cá sinh sản ở Campuchia, cá bột theo dòng nước về Việt Nam

Tuổi thành thục của cá tra trên sông Mekong 3-4 năm tuổi Cá tra có tập tính di

cư ngược dòng Mùa vụ sinh sản của cá trong tự nhiên bắt đầu từ tháng 5-7 âm lịch hàng năm Trọng lượng cá thành thục lần đầu từ 2,5-3 kg

Cá tra không có cơ quan sinh dục phụ, nếu chỉ nhìn hình dáng bên ngoài thì khó phân biệt được cá đực và cá cái Bắt đầu phân biệt được cá đực cái từ giai đoạn II, các giai đoạn sau, buồng trứng tăng về kích thước, hạt trứng màu vàng, tinh sào có hình dạng phân nhánh, màu hồng chuyển dần sang màu trắng sữa

Trong sinh sản nhân tạo có thể nuôi thành thục và cho đẻ sớm hơn trong tự nhiên,

cá tra có thể tái phát dục 1-3 lần trong một năm

1.1.2 Tình hình nuôi trồng và xuất khẩu cá tra

Cá tra được nuôi trồng rộng rãi ở đồng bằng sông Cửu Long vào đầu những năm 2000, và cho đến nay trải qua hơn 10 năm phát triển cá tra đã trở thành đối tượng nuôi quan trọng và xuất khẩu chủ lực chỉ đứng thứ hai, sau tôm sú Theo Tổng cục Thủy sản, trong năm 2010 diện tích nuôi cá tra đạt 5.400 ha; sản lượng đạt trên 1,141 triệu tấn Trong năm 2011, tổng diện tích nuôi cá tra đạt khoảng 5.430 ha, sản lượng cả

của nền kinh tế, nhu cầu nhập khẩu các sản phẩm cá tra giảm, đồng thời cũng do giá bán cá tra không ổn định, thiếu nguồn vốn… làm cho người dân do dự tiếp tục đầu tư nuôi cho vụ tiếp theo Do đó diện tích nuôi những tháng đầu năm 2012 suy giảm nhẹ Theo báo cáo của Tổng cục Thuỷ sản, tính đến tháng 8 năm 2012 diện tích nuôi và sản lượng thu hoạch cá tra như sau: diện tích nuôi đạt 4.631 ha, diện tích thu hoạch 2.494

ha đạt sản lượng 796.616 tấn, năng suất trung bình đạt 270 tấn/ha Tình hình sản xuất

và tiêu thụ cá tra đến ngày 30/8/2012 tại các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long được thống kê trong bảng 1.1

Bảng 1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cá tra đến ngày 30/8/2012

(ha)

Diện tích đã thu hoạch (ha)

Sản lượng thu (tấn)

Năng suất (tấn/ha)

Năm 2011, xuất khẩu thuỷ sản đạt giá trị 6,1 tỷ USD, tăng 21 % so với năm 2010 trong đó xuất khẩu cá tra chiếm 30 % tổng kim ngạch xuất khẩu đạt giá trị 1,805 tỷ USD tăng gần 26,5 % so với năm 2010 Về thị trường xuất khẩu, năm 2011 cá tra đã được xuất khẩu sang hơn 130 thị trường trên thế giới, trong đó nhóm 10 thị trường lớn nhất nhập khẩu cá tra Việt Nam (chiếm 80 % về giá trị): EU, Mỹ, Asean, Trung Quốc

và Hồng Kông, Mexico, Brazil, Arập Xêut, Úc, Colombia và Nga Theo số liệu thống

kê của Hải quan Việt Nam, trong năm 7 tháng đầu năm 2012 xuất khẩu cá tra đạt 991,172 triệu USD Nhóm thị trường đóng góp nhiều nhất vào giá trị xuất khẩu 7 tháng đầu năm 2012 được liệt kê trong bảng 1.2

Bảng 1.2: Xuất khẩu cá tra Việt Nam 7 tháng đầu năm 2012

GT: Giá trị (triệu USD)

(Nguồn: Hiệp hội CB&XKTS Việt Nam – VASEP) Sản phẩm cá tra xuất khẩu chủ yếu ở dạng phile, trong đó phần thịt cá sử dụng trong sản phẩm phile chỉ chiếm khoảng 30 % trọng lượng thân cá, phần còn lại chủ yếu là da và xương chiếm đến 70 % (trong đó da chiếm khoảng 5-7 %) [10] Và nhìn vào các con số về sản lượng thu hoạch trong những năm gần đây (năm 2010 là 1,141 triệu tần và năm 2011 là 1,195 triệu tấn) có thể thấy rằng lượng nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến cá tra là rất lớn Trong đó, da cá được nhiều nước trên thế giới xem là nguồn nguyên liệu giàu collagen (thay thế cho nguồn nguyên liệu truyền thống từ da các loài động vật trên cạn) cho ngành công nghiệp sản xuất collagen Và với hơn 130 thị trường nhập khẩu sản phẩm cá tra sẽ hứa hẹn ngành công nghiệp chế biến cá tra còn tiếp phát triển Do đó nguồn nguyên liệu da cá tra cho ngành công nghiệp sản xuất collagen là khả thi và dồi dào

1.2 Tổng quan về collagen

1.2.1 Giới thiệu chung về collagen

Collagen là protein tham gia tạo cấu trúc phổ biến nhất trong tất cả các loại động vật Trong cơ thể người, collagen chiếm 1/3 tổng lượng protein, chiếm 3/4 khối lượng của da (tính theo khối lượng khô) và là thành phần phổ biến nhất của mạng lưới ngoại bào [29] Collagen có tác dụng tạo ra tính ổn định cơ học, tính đàn hồi và sức bền cho các mô liên kết như gân, dây chằng, xương và mạng lưới ngoại bào Trong gân và dây chằng, collagen có tác dụng truyền lực từ cơ sang xương và tích trữ năng lượng đàn hồi Nhờ vậy, cơ thể có thể vận động, di chuyển một cách nhịp nhàng và uyển chuyển Trong xương, collagen tạo thành mạng lưới cho sự kết bám của các phân

tử canxi photphat, trong thận nó tạo thành hệ thống lọc hoàn hảo Collagen còn là chất nền hữu cơ trong xương và men răng giúp chúng chống lại sự rạn nứt Bên cạnh các chức năng cơ học, collagen ở giác mạc và thủy tinh thể có tác dụng truyền ánh sáng, duy trì thị lực [12]

1.2.2 Thành phần cấu tạo và cấu trúc phân tử collagen

Đơn vị cấu trúc cơ bản của collagen là tropocollagen Mỗi phân tử tropocollagen

có chiều dài khoảng 300 nm, đường kính khoảng 1,5 nm, bao gồm ba chuỗi polypeptid (ba chuỗi α) xoắn lại với nhau tạo thành cấu trúc xoắn ba (Hình 1.2) Ba chuỗi này gắn kết với nhau chủ yếu nhờ vào các liên kết hydro giữa các nhóm –CO và –NH kế liền nhau trên mạch polypeptid [29]

Phân tử tropocollagen có thể là một homotrimer bao gồm ba chuỗi α giống nhau như collagen loại II, III hoặc có thể là một heterotrimer bao gồm hai hoặc ba loại chuỗi

α khác nhau như collagen loại I, V Chuỗi α được ký hiệu theo công thức chung là αn(N), trong đó N là chữ số La Mã cho biết loại collagen và n là số hiệu của chuỗi α

Ví dụ, công thức của collagen I là [α1(I)]2α2(I), của collagen II là [α1(II)]3…

Hình 1.2: Cấu trúc của tropocollagen

Mỗi chuỗi polypeptide có khoảng 1050 amino acid, trong đó khoảng 33 % là glycine, 25 % là proline và hydroxyproline Trình tự amino acid trong mỗi chuỗi polypeptid của collagen có điểm đặc trưng là sự lặp lại của bộ ba amino acid Gly-X-Y, trong đó X thường là proline, Y thường là hydroxyproline hoặc hydroxylysine Sự lập lại trình tự này xảy ra ở tất cả các loại collagen, tuy nhiên có thể bị gián đoạn ở những vị trí xác định trong những đoạn xoắn ba của loại collagen không hình thành cấu trúc sợi [12] Collagen có bản chất là protein, tuy nhiên thành phần acid amin của nó có nhiều khác biệt so với các loại protein khác Trong collagen có nhiều glycine, proline, alanine và có rất ít hoặc không có cysteine và tryptophan Hơn nữa collagen còn có hai loại acid amin thường không tồn tại trong các protein khác đó là: hydroxyproline và hydroxylysine Trong tất cả các loại protein chỉ có duy nhất collagen có chứa nhiều hydroxyproline (collagen của động vật có vú có hàm lượng hydroxyproline trên 10%),

do đó hàm lượng collagen thường được xác định gián tiếp thông qua hàm lượng hydroxyproline Hàm lượng các imino acid bao gồm: proline và hydroxyproline thay đổi tuỳ theo từng loài và môi trường sống của chúng Collagen từ cá có hàm lượng các imino acid thấp hơn collagen từ động có vú, collagen từ cá sống trong môi trường nước lạnh có hàm lượng imino acid thấp hơn collagen từ cá sống trong môi trường nước ấm Các imino acid đóng góp vào sự ổn định cấu trúc xoắn của collagen Nhóm hydroxyl của hydroxyproline đóng vai trò quan trọng vào sự bền vững của cấu trúc xoắn Nó hình thành liên kết giữa các chuỗi thông qua hai liên kết hydro: một liên kết với một phân tử nước làm cầu nối trung gian và một liên kết khác trực tiếp với nhóm cacbonyl của chuỗi kế bên Liên kết giữa các chuỗi α của collagen với sự tham gia của hydroxyproline được thể hiện trong hình 1.3

Hình 1.3: Sự tham gia của hydroxyproline vào liên kết hydro giữa các chuỗi polypeptide

Trình tự Gly-Pro-Hyp đóng góp nhiều nhất vào sự ổn định cấu trúc xoắn ốc của phân tử collagen Nghiên cứu gần đây trên trình tự Gly-X-Hyp và Gly-Pro-Y để tìm ra các acid amin trên các vị trí X và Y đem lại sự ổn định tốt nhất cho phân tử collagen Kết quả là các acid amin tạo ra sự ổn định cao nhất khi ở vị trí X là: Pro, Glu, Ala, Lys, Arg, Gln, và Asp; các acid amin tạo ra sự ổn định cao nhất khi ở vị trí Y là: Hyp, Arg, Met, Ile, Gln, và Ala; các acid amin ít ổn định ở cả hai vị trí X và Y là các acid

năng ổn định nhiệt cho collagen Nghiên cứu của Rosenbloom và Sakikabara (1973)

sự bền nhiệt này là do nhóm hydroxyl của Hyp hướng ra phía bề mặt ngoài cấu trúc xoắn ốc, không tham gia vào liên kết hydro bên trong cấu trúc nên nhóm này sẽ tham gia hình thành liên kết hydro nhờ cầu nối trung gian là phân tử nước (Privalov, 1982) Lúc này nhóm hydroxyl đóng vai trò liên kết các phân tử nước nội và ngoại phân tử thành những cầu nước liên tục nhau (Bella và cộng sự, 1994, 1995) [13]

Hydroxylysine được tìm thấy trong collagen với tỷ lệ khá thấp khoảng 6-20 gốc/1000 acid amin, tuy nhiên nó đóng vai trò quan trọng vào sự ổn định cấu trúc cho collagen Sự ổn định này nhờ vào khả năng tạo liên kết ngang của hydroxylysine cho collagen thông qua liên kết cộng hóa trị

Proline và glycine là những amino acid quan trọng để hình thành các vòng xoắn Proline giúp hình thành cấu trúc xoắn của mỗi chuỗi α nhờ vào cấu trúc vòng là nguyên nhân tạo ra những chỗ vặn trên sợi peptide Glycine là amino acid nhỏ nhất và không có mạch bên nên chỉ có glycine mới đủ nhỏ để có thể cuộn vào bên trong lõi cấu trúc xoắn

Do đó, sự lặp lại của bộ ba amino acid Gly-X-Y trong mỗi chuỗi polypeptid cho phép hình thành cấu trúc xoắn ba với acid amin glycine cuộn vào bên trong lõi xoắn ốc còn các acid amin X và Y lộ ra phía bề mặt ngoài (Hình 1.4) [29]

Hình 1.4: Cấu trúc xoắn ba của collagen

Ngoài ra, collagen cũng chứa một số carbohydrate như glucose và galactose Các đường này liên kết với hydroxylisine trong chuỗi polypeptide bằng liên kết O-glycosidic Collagen của một số loài cá và động vật không xương sống còn chứa một lượng nhỏ các đường arabinose, xylose và ribose [32]

Một đặc điểm quan trọng về thành phần cấu tạo của phân tử collagen đó là số lượng các acid amin có tính acid (aspartic và glutamic) và số lượng các acid amin có tính bazơ (lysine và arginine) gần như bằng nhau Vì vậy khi ở trong những điều kiện sinh lý khác nhau thì collagen vẫn giữ được trạng thái cân bằng về điện [18]

Phân tử tropocollagen còn bao gồm những đoạn không xoắn nằm ở hai đầu mút amino và carboxyl, được gọi là các telopeptide gồm khoảng từ 926 acid amin, không

có trình tự Gly-X-Y Trong cơ thể, liên kết giữa các phân tử tropocollagen được hình thành tại vùng telopeptide (Hình 1.5) Thông thường các liên kết ngang ngoại phân tử được hình thành giữa allysin (nhóm ε-amino của lysine hoặc hydroxylysine được chuyển hoá thành aldehyd) của telopeptid của phân tử này với nhóm ε-amino của lysine hoặc hydroxylysine của phân tử kia Vì vậy phương pháp thường được dùng để tách các phân tử collagen từ các bó sợi có liên kết ngang chặt chẽ đó là dùng các enzym proteolytic như pepsin để phân cắt các telopeptid ra khỏi phân tử collagen (loại

bỏ được các liên kết ngang ngoại phân tử) do đó dễ dàng thu hồi collagen [18]

Hình 1.5: Sự sắp xếp của tropocollagen tạo thành vi sợi collagen trong cơ thể

Trong động vật, collagen có cấu trúc thứ bậc, các phân tử tropocollagen sẽ liên kết lại với nhau để tạo thành vi sợi (microfibril) Các vi sợi là đơn vị cấu trúc để hình thành các sợi, bó sợi lớn hơn và các mạng lưới có trong mô, xương và các màng cơ bản (Hình 1.6) [13]

Hình 1.6: Một số dạng collagen trong cơ thể

1.2.3 Phân loại collagen theo cấu trúc [24, 29]

Trong cơ thể người, tìm thấy 28 loại collagen khác nhau, các dạng và loại collagen được liệt kê trong bảng 1.3 Dựa vào cấu trúc và cách tổ chức sắp xếp các phân tử, collagen được phân chia thành hai nhóm chính: collagen dạng sợi (Fibrillar collagens)

(A): Trình tự acid amin của một chuỗi polypeptide collagen,

(B): Chuỗi polypeptide collagen, (C): Tropocollagen, (D): Vi sợi collagen

và collagen không phải dạng sợi (Non-Fibrillar collagens) Nhóm collagen không tạo thành cấu trúc sợi bao gồm nhiều dạng khác nhau: collagen dạng màng, FACIT collagen (FACIT: Fibril Associated Collagens with Interrupted Triple helices), Collagen chuỗi hạt, collagen chuỗi ngắn, collagen chuyển màng và một số loại collagen khác

1.2.3.1 Collagen dạng sợi

Trong số các loại collagen, collagen dạng sợi là phổ biến nhất, chiếm khoảng 90% tổng lượng collagen trong cơ thể Collagen dạng sợi có đặc điểm là lặp đi lặp lại một dải

có chu kỳ khoảng 64-67 nm (chu kỳ D) Mỗi sợi collagen được tạo thành bởi các phân

tử tropocollagen có chiều dài 300 nm, chiều rộng 15 nm được xếp so le nhau một khoảng D và hai phân tử liên tiếp nhau cách nhau một khoảng cách 40 nm (Hình 1.7)

Hình 1.7: Sự sắp xếp của collagen dạng sợi

Nhóm collagen dạng sợi bao gồm: collagen loại I có nhiều nhất trong da, gân, xương, giác mạc, phổi, mạch máu; collagen loại II là thành phần quan trọng của sụn; collagen loại III có nhiều trong các mô có tính chất đàn hồi như da, phổi, mạch máu; collagen loại V liên kết với collagen loại I, chỉ chiếm một lượng nhỏ và chủ yếu có trong giác mạc; collagen loại XI liên kết với collagen loại II và chiếm một lượng nhỏ trong cấu tạo của sụn Một đặc điểm thường thấy trong các loại collagen dạng sợi đó là trong mỗi chuỗi α có vùng xoắn ốc rất dài và có sự lặp lại liên tục của bộ ba (Gly-X-

Collagen loại XXIV và XXVII mới được tìm thấy, hai loại collagen này liên kết với

collagen loại I và loại II Chúng có đặc điểm khác với các loại collagen dạng sợi khác là

trong phân tử có số bộ ba (Gly-X-Y) ít hơn (n=329) và có một (loại XXIV) hoặc hai (loại

Bảng 1.3: Phân loại collagen

1.2.3.2 Collagen không phải dạng sợi

 Collagen dạng màng

Collagen dạng màng bao gồm các loại IV, VII, XV và XVIII, trong đó phổ biến nhất là collagen loại IV, được tìm thấy tại lớp biên giữa các cơ quan, ở hạ bì, màng trong, mô cơ và tế bào thần kinh Phân tử collagen IV dài hơn phân tử collagen tạo cấu trúc sợi và có một số điểm gián đoạn trong quá trình lặp trình tự (Gly-X-Y) Không giống với các phân tử collagen tạo cấu trúc sợi, phân tử collagen IV không có hai đầu teleopeptid N và C mà thay vào đó là hai đầu 7S và NC1 Các phân tử collagen IV tập hợp lại với nhau nhờ vào sự hình thành liên kết tại hai vùng 7S và NC1, sự tương tác tại các vùng xoắn ốc và tương tác giữa các thành phần khác của màng để hình thành lên cấu trúc mạng lưới (Hình 1.8 A)

Hình 1.8: Sự sắp xếp của một số loại collagen không tạo cấu trúc sợi

Collagen VII có vùng xoắn ốc dài nhất trong số các loại collagen của động vật có xương sống, có chiều dài khoảng 420 nm, có các điểm gián đoạn và ở hai đầu có vùng là NC1 và NC2 Collagen VII được tìm thấy ở vị trí nối liền giữa lớp biểu bì và lớp trung bì,

có chức năng là những sợi neo giữ (Hình 1.8 B)

Collagen loại XV và XVIII bao gồm nhiều đoạn collagen liên kết lại với nhau, chúng còn được gọi là loại hỗn hợp (có nhiều kiểu xoắn ba với nhiều vùng gián đoạn trong phân tử) Cả hai loại này liên kết với màng cơ bản và tham gia liên kết cộng hoá trị với các chuỗi glycosaminoglycan, do đó hai loại này còn được gọi là các proteoglycan

 Collagen chuỗi hạt

Collagen chuỗi hạt (collagen loại VI) là loại collagen khá phổ biến có vai trò quan trọng để duy trì hình dạng các mô Các phân tử collagen loại VI có các vùng xoắn ốc ngắn, chỉ bằng khoảng 1/3 so với các phân tử collagen dạng sợi Các phân tử collagen VI tập hợp lại với nhau tao thành chuỗi hạt, có chu kỳ 110 nm (Hình 1.8 C)

 Collagen chuỗi ngắn

Collagen chuỗi ngắn bao gồm collagen loại VIII và X, có trong tế bào biểu bì và trong sụn Vùng xoắn ba có nhiều chỗ gián đoạn và chỉ có chiều dài bằng một nửa so với collagen sợi Hai loại collagen này còn tham gia hình thành mạng lưới lục giác có trong giác mạc (collagen VIII) và trong sụn (collagen X) (Hình 1.8 D)

 FACIT collagen

Collagen đầu tiên được tìm thấy thuộc nhóm này là collagen loại IX, đây là thành phần quan trọng của các sợi collagen có trong sụn Collagen loại IX liên kết với collagen II và XI Phân tử collagen IX là một heterotrimer α1(IX)α2(IX)α3(IX), có chuỗi α2(IX) liên kết với glycosaminoglycan vì vậy mà collagen IX còn được gọi là proteoglycan Các phân tử collagen IX liên kết trên bề mặt các collagen II và XI trong sụn bằng liên kết cộng hoá trị với các dẫn xuất của lysine

Khác với collagen IX, collagen XVI, XIX và XXII không liên kết với các sợi collagen mà nó phân bố trong nhiều mô khác nhau, ví dụ collagen XXII chỉ nằm ở màng biên giữa các mô Collagen XII liên kết với bề mặt collagen loại I có trong gân, dây chằng, da và giác mạc Collagen XIV, XX và XXI tương tự như collagen XII

1.2.4 Tính chất của collagen

1.2.4.1 Sự hút nước của collagen

Collagen không hòa tan trong nước nhưng hút nước và trương nở làm tăng thể tích nguyên liệu, làm giảm độ bền liên kết trong phân tử collagen Khi hút nước chuỗi cực tính của collagen bị ion hóa nhẹ do tác dụng lực giữa các phân tử (lực Vandervasl)

Cơ chế quá trình hút nước của collagen như sau:

Do nước là phân tử phân cực tác dụng lên liên kết hydro, làm cho mạch vốn có trong kết cấu protein bị suy yếu đi Collagen kết hợp với nước và trương nở làm cho

độ dày tăng dần lên khoảng 25 % nhưng độ dài tăng lên không đáng kể, tổng thể tích của phân tử collagen tăng lên 2÷3 lần

Khả năng giữ nước của collagen sản xuất từ phụ phẩm thủy sản lớn hơn rất nhiều

so với collagen sản xuất từ phụ phẩm của động vật trên cạn [5]

1.2.4.2 Sự tương tác của collagen với acid và kiềm

Collagen là chất lưỡng tính, nó có thể tác dụng với acid và kiềm, do trên mạch bên của phân tử collagen tồn tại gốc cacboxyl và gốc amin [5]

Trong điều kiện có acid, ion H+ của acid tác dụng với nhóm COO-, điện tích cacboxyl bị ức chế (hình thành acid yếu có độ ion hóa thấp), ngược lại gốc amin bị ion

+

Trong điều kiện có kiềm mạnh thì ngược lại gốc amin bị ức chế

Ngoài ra, acid và kiềm có thể làm cho collagen biến đổi như sau:

1.2.4.3 Một số đặc điểm chất lượng của collagen

Collagen tách chiết từ mỗi loại nguyên liệu khác nhau sẽ có những đặc điểm khác nhau Đối với các nghiên cứu trên thế giới, mỗi loại collagen được mô tả bởi rất nhiều đặc tính Sau đây là một số đặc tính thường được xác định khi nghiên cứu sản phẩm collagen được tách chiết từ nguồn nguyên liệu mới:

 Nhiệt độ biến tính collagen: cho biết thông nhiệt độ mà tại đó cấu trúc xoắn

ba của collagen bắt đầu bị biến đổi thành những cuộn xoắn ngẫu nhiên Do đó, biết được tính chất này sẽ giúp việc ứng dụng collagen được hiệu quả và thích hợp

 Bước sóng hấp thụ cực đại của colllagen: cho biết đặc tính của collagen tách chiết được có phù hợp với đặc tính chung của collagen hay không, đồng thời cũng sơ

bộ đánh giá độ tinh sạch của collagen dựa vào số các peak có trên kết quả quét phổ

 Thành phần acid amin của collagen: là một trong những đặc tính rất quan trọng, không chỉ cho thấy giá trị về mặt dinh dưỡng của collagen mà thành phần acid amin còn là nên tảng để có thể dự đoán các tính chất hoá học, lý học và sinh học của collagen

 Khối lượng phân tử collagen, đây là đặc điểm quan trọng cần xác định đối với sản phẩm collagen tách chiết được, nó là thông số gián tiếp giúp nhận biết mức độ nguyên vẹn của mạch phân tử collagen thu được (bởi vì mỗi phân tử collagen có khối lượng khoảng 300 kDa)

 Phổ hồng ngoại FTIR: phân tích phổ FTIR để làm sáng tỏ cấu trúc xoắn của collagen dựa vào đặc điểm mỗi amide có độ hấp thụ ở bước sóng riêng biệt và từ các amide phát hiện giúp xác định mẫu phân tích có tồn tại cấu trúc xoắn hay không, đây

là điểm đặc trưng của collagen

 Các tính chất sinh học của collagen thuỷ phân như hoạt tính chống oxy hoá, hoạt tính kháng khuẩn, khả năng ức chế enzyme…ngày càng được quan tâm nghiên cứu đối với nhiều loại collagen từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau

Tuy nhiên với những hạn chế về thiết bị và kinh phí, trong nghiên cứu này chỉ lựa chọn một số tính chất quan trọng và cần thiết để mô tả cho sản phẩm collagen tách chiết từ da cá tra như sau:

 Nhiệt độ biến tính collagen

 Bước sóng hấp thụ cực đại

 Thành phần acid amin của collagen

 Hoạt tính chống oxy hoá của dịch collagen thuỷ phân

Collagen còn được sử dụng như là chất gắn kết và làm bền hệ nhũ tương của xúc xích và giăm bông sẽ làm tăng khả năng hấp thụ và lưu giữ ẩm Do đó làm giảm được hao hụt khối lượng trong suốt quá trình chế biến nhiệt

Collagen được ứng dụng rất phổ biến để làm màng bao gói ăn được, đặc biệt là làm vỏ bao xúc xích Nhờ vào cấu trúc có thứ bậc của collagen đã tạo cho lớp vỏ độ bền và độ ổn định trong suốt quá trình chế biến, tuy nhiên vẫn giữ được độ mềm cần thiết cho sản phẩm hoàn thiện Vỏ bao bằng collagen có nhiều ưu điểm hơn so với màng bao bằng ruột động vật Màng bao xúc xích bằng collagen vệ sinh hơn, dễ dàng bảo quản, chất lượng ổn định, dễ dàng tạo màu sắc, dễ dàng tạo kích cỡ và hình dạng theo yêu cầu do đó tạo được độ đồng đều cho sản phẩm

Collagen cũng được sử dụng trong công nghiệp sản xuất rượu vang để loại bỏ các thành phần polyphenol và tanin có trong rượu Những tạp chất này bị kết tủa và được loại bỏ cùng với collagen đã thêm vào [32]

1.2.5.2 Ứng dụng trong y dược

Collagen là protein được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học ứng dụng Có nhiều polymer tự nhiên và nhân tạo được ứng dụng như là các loại vật liệu sinh học, nhưng các tính chất của collagen khác với các tính chất của polymer tổng hợp chủ yếu

ở cách thức nó tương tác với cơ thể Collagen có tính chất hoạt động bề mặt, có khả năng phân huỷ tốt, có tính kháng nguyên yếu và có khả năng tương thích sinh học cao hơn so với các polymer khác như albumin và gelatin [12, 15, 35] Những ứng dụng chính của collagen trong lĩnh vực y dược làm hệ thống vận chuyển thuốc bao gồm :

 Màng mỏng collagen: màng collagen có tác dụng làm màng vận chuyển thuốc, các thành phần thuốc được đưa vào các màng nhờ liên kết hydro và liên kết cộng hoá

trị Các màng collagen được dùng trong điều trị nhiễm trùng mô ví dụ như nhiễm trùng giác mạc…

 Lưới collagen sử dụng trong nhãn khoa: lưới collagen có tác dụng bảo vệ biểu

mô giác mạc khỏi hoạt động chớp mắt của mí mắt, đồng thời nó thúc đẩy quá trình chữa lành biểu mô sau khi cấy ghép giác mạc Dược phẩm được vận chuyển phụ thuộc vào khả năng nạp và giải phóng dược phẩm của lưới collagen Mạng lưới collagen hoạt động như nguồn tích trữ, dược phẩm được đưa vào các kẽ hở của mạng lưới collagen ở trạng thái dung dịch các dược phẩm hoà tan trong nước hoặc dược phẩm được liên kết trực tiếp với mạng lưới collagen Lưới collagen khi được đưa vào trong mắt sẽ tạo ra một lớp dung dịch collagen có khả năng tương thích sinh học và nó có tác dụng bôi trơn bề mặt trong của mắt, làm giảm sự cọ xát của mí mắt với giác mạc,

và thúc đấy quá trình lành biểu mô

 Băng, gạc collagen: các dạng băng gạc collagen rất hữu ích trong điều trị vết bỏng nặng và băng bó vết thương Băng gạc collagen có nhiều ưu điểm như: (1) Có khả năng thấm hút một lượng lớn dịch tiết của mô, bám dính tốt vào vết thương ướt do

đó bảo vệ vết thương khỏi sự lây nhiễm vi sinh vật (2) Gạc collagen có khả năng kết hợp với các thành phần thúc đẩy phát triển tế bào và kết hợp với các hợp chất kháng khuẩn, làm cho quá trình chữa lành vết thương diễn ra nhanh chóng hơn (3) Hơn nữa

để đạt được hiệu quả phục hồi nhanh hơn, gạc collagen được kết hợp với một số thành phần khác như: elastin, fibronectin, và glycosaminoglycan…

 Trong kỹ thuật cây ghép da, collagen được sử dụng là phương tiện vận chuyển các tế bào da được nuôi cấy hoặc là chất vận chuyển các thành phần thuốc cho quá trình thay thế da và điều trị vết bỏng Trong kỹ thuật nuôi cấy da thay thế, màng collagen có tác dụng thúc đẩy sự phát triển của biểu mô

độ tuổi 45, 1/3 trong số tổng lượng collagen của cơ thể có thể bị mất đi Collagen mất đi cũng ảnh hưởng đáng kể đến sự định hình các đường nét trên khuôn mặt, làn da bị chùng nhão, bị chảy, các nếp nhăn xuất hiện ngày càng nhiều

Chính vì vậy mà việc bổ sung collagen đóng vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da, kích thích quá trình tái tạo của làn da, phục hồi tế bào da bị tổn thương, làm tăng khả năng giữ ẩm cho da Do đó collagen được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm như: mặt nạ collagen, kem dưỡng da, sữa tắm…

Đối với tóc, collagen có tác giữ ẩm và bảo vệ tóc khỏi các tác động không có lợi từ môi trường Đồng thời collagen cũng giúp liên kết lớp vẩy trên bề mặt sợi tóc,

do đó làm giảm bớt độ rỗng xốp của tóc, giúp bề mặt sợi tóc mượt mà hơn Collagen được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm chăm sóc tóc như dầu gội và các sản phẩm dưỡng tóc

Collagen là hợp chất đầu tiên được chứng nhận bởi FDA cho phép tiêm vào vết sẹo, nếp nhăn trên da và được xem là một dạng thuốc tiêm làm căng da Collagen ở dạng thuốc tiêm được đưa vào lớp hạ bì để điều chỉnh các nếp nhăn và nếp gấp nhằm khôi phục lại vẻ ngoài căng min, mềm mại và trẻ trung cho làn da Dạng thuốc tiêm collagen làm căng da không có tác dụng vĩnh viễn, nó chỉ có thể có tác dụng kéo dài trong thời gian

khoảng 1 đến 2 năm bởi vì cùng với thời gian collagen sẽ bị cơ thể hấp thụ [12]

1.3 Các phương tách chiết collagen

1.3.1 Nguyên lý chung

Nguyên lý chung: quá trình tách chiết là quá trình sử dụng dung môi thích hợp

để hòa tan chất cần thu nhận ra khỏi nguyên liệu Yêu cầu của quá trình này là khả năng năng hòa tan của dung môi đối với chất cần thu phải là cao nhất để đảm bảo hiệu suất thu hồi sản phẩm, mặt khác khả năng hòa hòa tan của dung môi đối với các chất khác phải là bé nhất để đảm bảo độ sạch và chất lượng cho sản phẩm cần thu

Những yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất chiết và chất lượng của sản phẩm của quá trình chiết cần lưu bao gồm:

- Loại dung môi: mỗi chất tan chỉ có thể tan tốt nhất trong một dung môi xác định Đối với các chất có nguồn gốc sinh học thì đòi hỏi phải có một loại dung môi (đơn chất hoặc hỗn hợp chất) có độ phân cực phù hợp Vì vậy việc chọn dung môi là quan trọng

- Tỷ lệ dung môi so với nguyên liệu (v/w): tỷ lệ này cần đủ lớn để năng suất và hiệu suất chiết mới đảm bảo Tỷ lệ quá lớn sẽ dẫn đến lãng phí dung môi và các chi phí sau chiết sẽ tăng rất nhiều; nếu tỷ lệ quá nhỏ sẽ dẫn đến năng suất và hiệu suất chiết thấp Vì vậy việc xác định tỷ lệ v/w là cần thiết

- Nhiệt độ chiết: Nhiệt độ chiết càng cao thì năng suất chiết và hiệu suất chiết càng lớn bởi vì nhiệt độ càng cao thì tốc độ quá trình khuếch tán của chất tan ra dung môi càng lớn Tuy nhiên, việc sử dụng nhiệt độ chiết phụ thuộc rất nhiều vào bản chất của chất tan, Nhiệt độ phải được lựa chọn sao cho trong suốt quá trình chiết chất lượng của chất tan vẫn được bảo toàn

- Thời gian chiết: Trong quá trình tách chiết xảy ra hiện tượng khuếch tán các chất tan, mà quá trình này tỷ lệ thuận với thời gian Do đó để đảm bảo được hiệu suất tách chiết thì thời gian để thực hiện quá trình phải đủ lớn Tuy nhiên nếu thực hiện quá trình chiết trong thời gian quá dài có thể sự tác động của dung môi tới chất tan và các yếu tố khác ảnh hưởng tới chất lượng của chất tan Vì vậy cần đây là yếu tố quan trọng cần nghiên cứu

- Chế độ khuấy đảo: Quá trình tách chiết có sự tác động cơ học sẽ làm tăng năng suất và hiệu suất chiết do làm tăng vận tốc chuyển động của chất tan và làm tăng quá trình vận chuyển chất tan từ nguyên liệu ra ngoài dung môi Nếu có thể, cần ứng dụng yếu tố này để làm tăng năng suất tách chiết

Đối với quá trình tách chiết collagen, là một loại protein khó tan, việc chọn dung môi cần lưu ý một số vấn đề sau:

- Độ phân cực phù hợp, đảm bảo khả năng hòa tan của collagen

- Có độc tính thấp để không ảnh hưởng xấu lên sản phẩm

- Khả năng hòa tan các chất phi collagen thấp để quá trình tinh sạch sau chiết được thuận lợ và không ảnh hưởng xấu đến CLSP

- Điểm đẳng điện (pI) của collagen tự nhiên trong thủy sản khoảng 6,0  9,0 [24]; sau khi xử lý qua ngâm nước, ngâm acid, kiềm thì pI giảm chỉ còn 6,5  6,8 [5],tại pI thì khả năng hòa tan của collagen sẽ là thấp nhất, vì vậy pH của dung môi chiết phải xa pI của collagen thì khả năng hòa tan sẽ tốt hơn

1.3.2 Nguyên lý tách chiết collagen bằng acid

Cơ chế tách chiết collagen bằng cách dùng acid chủ yếu dựa vào sự thay đổi độ

trên mạch phân tử collagen bị proton hoá thành những nhóm mang điện tích dương, trong khi các nhóm cacboxyl tự do ở trạng thái không mang điện Do đó, trong môi trường acid các phân tử collagen mang điện tích dương Khi đó, các phân tử nước dễ dàng tương tác với các nhóm mang điên dương, làm tăng khả năng hydrat hoá cho collagen, vì vậy collagen dễ dàng hoà tan vào môi trường chiết Hơn nữa, các sợi collagen mang điện tích dương cùng dấu sẽ đẩy nhau, do đó collagen tự giãn mạch và phân ly ra môi trường chiết Phương pháp tách chiết collagen bằng acid được sử dụng rộng rãi, collagen thu được bằng phương pháp này được gọi là “collagen hoà tan bởi acid (ASC)”

Collagen từ tất cả các mô có thể được tách chiết trực tiếp bằng acid hữu cơ (acid acetic, citric, lactic) hoặc acid vô cơ (hydrochloric) Hiệu suất tách chiết collagen phụ thuộc vào loài động vật, mức độ trưởng thành và các yếu tố của quá trình tách chiết Shierka và Sadowska (2007) đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của các loại acid khác nhau tới

khả năng tách chiết collagen từ da cá tuyết Baltic (Gadus morhua) Hiệu suất chiết

collagen bằng các acid ở nồng độ 0,5 M là: acid citric đạt 60%, acid acetic và acid lactic đạt 90% (tính theo hàm lượng hydroxyproline) Trong khi chiết bằng acid HCl 0,15 M thì hiệu suất chỉ đạt 18% Khi tách chiết bằng acid HCl, các nhóm amin tích điện dương của

đó làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm mang điện Kết quả là cấu trúc của sợi collagen trở nên chặt chẽ hơn, khả năng liên kết với nước giảm Vì vậy khả năng hoà tan của collagen bị suy giảm [32]

Từ những ưu điểm của phương pháp tách chiết bằng acid và đặc biệt là bằng các acid hữu cơ, cụ thể là acid acetic như: phương pháp chiết đơn giản, hiệu quả tách chiết cao, ngoài ra acid acetic còn là acid hữu cơ phổ biến, giá thành phải chăng Do vậy, lựa chọn acid acetic làm tác nhân cho quá trình tách chiết collagen từ da cá tra

1.3.3 Tách chiết bằng enzyme

Quá trình tách chiết bằng acid thường cho hiệu suất chiết collagen không cao Do đó

để có hiệu suất chiết cao hơn, enzyme pepsin thường được sử dụng trong quá trình chiết

Emzyme pepsin có khả năng phân cắt peptide đặc hiệu ở vị trí telopeptide của collagen, dẫn tới làm tăng hiệu quả chiết Skierka và Sadowska (2007) đã chỉ ra rằng, dùng pepsin để tách chiết collagen từ da cá tuyết Baltic đã xử lý với acid acetic rút ngắn được thời gian tách chiết xuống còn 24 giờ và hiệu quả tách chiết tăng từ 55% tới 90% Sau khi tách chiết ASC collagen, đem phần nguyên liệu còn lại không tan trong acid (chứa các phân tử collagen có liên kết ngang) tiếp tục tách chiết bằng enzyme pepsin thu đươc collagen Collagen có được theo phương pháp này được gọi là “collagen hoà tan bởi pepsin (PSC)” hoặc “atelocollagen” Quá trình tách chiết collagen bằng enzyme được minh hoạ trên hình 1.9 Sử dụng enzyme là tác nhân hỗ trợ quá trình chiết collagen là một phương pháp tiềm năng vì những lý do sau:

 Các protein phi collagen bị thuỷ phân và dễ dàng loại bỏ trong quá trình kết tủa bằng muối và thẩm tích, cải thiện được độ tinh khiết của collagen

 Thuỷ phân các thành phần protein phi collagen và các telopeptide của collagen làm cho collagen dễ dàng hoà tan trong dung dịch acid, kết quả là làm tăng hiệu quả chiết

 Phân cắt các telopepetide ra khỏi collagen giúp làm giảm tính kháng nguyên cho collagen, tính kháng nguyên là nguyên nhân chính gây trở ngại cho các ứng dụng

do đó làm tăng tính tan của collagen Tuy nhiên, tách chiết collagen bằng pepsin sẽ có

sự tác động tới tỷ lệ các thành phần của collagen Thông thường, tỷ lệ các chuỗi β và γ của PSC collagen giảm so với ASC collagen Nguyên nhân là do pepsin phân cắt vùng telopeptide có chứa các liên kết ngang, vì vậy các chuỗi β và γ biến đổi thành chuỗi α

Hình 1.9: Quá trình tách chiết collagen bằng enzyme pepsin

1.4 Tình hình nghiên cứu collagen

1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về tách chiết collagen từ rất nhiều loại nguyên liệu bằng cả phương pháp hoá học, phương pháp sinh học và kết hợp giữa phương pháp hoá học và sinh học Đồng thời, đặc tính của các loại collagen tách chiết cũng được xác định rất phong phú không chỉ về cấu trúc, khối lượng phân tử…mà các tính chất hoá sinh học của collagen cũng được nghiên cứu Sau đây là một

số nghiên cứu về collagen trên thế giới:

Takeshi Nagai và Nobutaka Suzuki (1999) đã nghiên cứu “Tách chiết collagen từ phần nguyên liệu còn lại của công nghiệp chế biến cá - da, xương, vây” Các tác giả đã

(A): Quá trình thuỷ phân mô có chứa collagen, (B): Sự phân cắt của pepsin tại vùng telopeptide của collagen, (C): Collagen tan trong pepsin

tách chiết collagen từ da, xương và vây của nhiều loài cá khác nhau và xác định được nhiệt độ biến tính như sau: collagen từ da (25 – 26,5oC), collagen từ xương (29,5 –

30oC) và collagen từ vây (28 – 29,1oC) [33]

Masahiro Ogawa và cộng sự (2003) đã nghiên cứu “Xác định các tính chất hoá

sinh của collagen tách chiết từ xương và vảy của cá trống đen (Pogonia cromis) cận nhiệt đới và cá sheepshead seabream (Archosargus probatocephalus)” Các tác giả đã

tách chiết hai loại collagen là collagen tan trong acid và collagen tan trong enzyme pepsin Collagen hoà tan trong enzyme pepsin thu được bằng cách sử dụng acid acetic kết hợp enzyme pepsin để tách chiết collagen còn loại collagen hoà tan trong acid chỉ

sử dụng acid acetic để tách chiết Các tác giả đã xác định được rằng các loại collagen

L.S Senaratne và các cộng sự (2006) đã nghiên cứu “Tách chiết và xác định các

tính chất đặc trưng của collagen từ da cá lưng nâu toadfish (Lagocephalus glover)”

Đầu tiên các tác giả khử protein phi collagen bằng cách ngâm trong NaOH 0,1 N trong

3 ngày, tiếp theo loại chất béo bằng butyl alcohol 10 % trong 24 h Sau đó da cá được ngâm trong acid acetic 0,5 M trong 3 ngày và tiếp tục được xử lý bằng enzym pepsin trong 48h để tách chiết collagen Cuối cùng dùng dung dịch NaCl để kết tủa thu hồi collagen Kết quả nghiên cứu cho thấy hiệu suất tách chiết là 54,3 % theo khối lượng khô, cấu trúc phân tử của collagen gồm ba chuỗi α1, α2, α3, nhiệt độ biến tính của

Lin Wang và các cộng sự (2008) đã nghiên cứu “Tách chiết và xác định các tính

chất đặc trưng của collagen từ da, vảy và xương của cá biển sâu redfish (Sebastes

mentella)” Các tác giả đã tiến hành khử protein phi collagen trong da bằng NaOH 1M

trong 24 h, khử khoáng trong vảy, xương bằng EDTA 0,5 M và khử chất béo trong xương bằng hexan Các quá trình khử khoáng và loại chất béo thực hiện trong 24 h Sau đó da cá tiếp tục được chiết collagen bằng acid acetic 0,5 M trong 48 h và kết tủa bằng dung dịch NaCl Kết quả cho thấy hiệu suất thu hồi và nhiệt độ biến tính của Collagen từ da, vảy và xương lần lượt là 47,5 %; 6,8 %; 10,3 % và 16,7oC; 17,7oC; 17,5oC [21]

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Ở Việt Nam, nghiên cứu về collagen nói chung và nghiên cứu về collagen có nguồn gốc từ da cá tra chưa được thực hiện nhiều Hiện nay có một số nghiên cứu liên quan tới collagen như sau:

Võ Quốc Văn và Hà Thanh Toàn (2008), trường Đại học Cần Thơ đã thực hiện

đề tài “Nghiên cứu sản xuất gelatin từ da cá Tra” Theo nghiên cứu này, gelatin được sản xuất theo phương pháp hoá học, nồng độ axit thích hợp cho việc thuỷ phân là 0,05

Gelatin từ da cá Tra có ít nhất 14 loại axit amin, trong đó proline chiếm tỷ lệ cao nhất (13,73 %) Gelatin có trọng lượng phân tử nằm trong khoảng từ 95-138 kDa [10] Trần Thị Huyền (2009), thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất collagen

từ da cá Tra” Tác giả đã xác định thành phần hóa học của da cá Tra như sau: ẩm 61,75

%; tro 1,32 % protein 19,62 % và lipit 16,81 % Theo nghiên cứu, da cá Tra được xử

lý thành phần phi collagen bằng NaOH 0,2 M trong thời gian 66 giờ, chiết collagen trong acid acetic 0,37 M trong thời gian 2,5 ngày Collagen được kết tủa bằng NaCl 2,05 M trong 4 phút Kết quả cho hiệu suất thu collagen 31,16 % [3] Năm 2012, tác giả này đã xác định một số tính chất của collagen từ da cá tra như sau: khả năng giữ nước, nhiệt độ biến tính và khối lượng phân tử bao gồm 4 loại protein có khối lượng là

217 kDa, 185 kDa, 156 kDa, và 104 kDa [4]

Trần Thanh Nhãn (2009), trường Đại học Y Dược Tp Hồ Chí Minh đã nghiên cứu “Tối ưu hoá quy trình sản xuất gelatin từ da cá Basa bằng phương pháp dùng enzym” Tác giả đã thuỷ phân da cá bằng alcalase Các thông số của quy trình sản xuất như sau: nồng độ enzym (v/v) 0,05 %, thời gian thuỷ phân: 25 phút, nhiệt độ thuỷ

Qua phần tổng quan cho thấy có nhiều thông tin về da cá, collagen, công nghệ sản xuất collagen cũng như các dẫn liệu được nghiên cứu trên đối tượng khác không phải là cá tra Như vậy cần làm rõ một cách đầy đủ và hệ thống một số vấn đề là:

1 Tính chất của da cá tra Việt Nam

2 Quy trình tách chiết phù hợp đối với da cá tra nuôi trồng ở Việt Nam

3 Một số tính chất của collagen chiết từ da cá tra

Đề tài này hướng đến giải quyết một số tồn tại trên để có thêm dẫn liệu khoa học cho việc ứng dụng da cá tra vào sản xuất sản phẩm giá trị gia tăng

1.5 Một số quy trình sản xuất collagen

Quy trình sản xuất collagen từ da cá tra của Trần Thị Huyền [3]

Sử dụng quy trình của tác giả Trần Thị Huyền để tham khảo và kế thừa một số công đoạn chính trong quá trình tách chiết collagen bao gồm: Xử lý cơ học, Khử tạp chất phi collagen, và kết tủa collagen Ngoài ra, các thông số biên cũng được kế thừa

để tìm thông số tối ưu hoá cho một số công đoạn trong quá trình tách chiết collagen từ

da cá tra

Chiết Collagen bằng acid acetic và tủa bằng NaCl

Sấy lạnh (12±20C, 12h)

Collagen

NaCl 2,05M Thời gian: 4 phút

Xử lý- Rửa nước lạnh

Da cá Tra

Cắt miếng nhỏ

NaOH 0,2M Thời gian: 2,75 ngày

Rửa sạch

Sấy lạnh (12±20C, 12h)

Thời gian: 2,5ngày

Xử lý Butyl alcohol (30%, w/v=1/10, 1ngày)

Rửa sạch

Xử lý NaOH

Quy trình sản xuất colllagen từ da cá đỏ biển sâu của Wang [21]

Quy trình tách chiết collagen từ da cá đỏ biển sâu của được tham khảo và

kế thừa thông số nồng độ NaCl 0,9 M làm thông số cho quá trình kết tủa khi tiến hành nghiên cứu công đoạn chiết collagen Ngoài ra các thông số của quy trình còn được sử dụng để so sánh, bình luận trong suốt quá trình nghiên cứu

Kết tủa collagen

Collagen NaCl 0,9 M

Cạo, rửa loại bỏ tạp chất, cắt nhỏ

Chiết collagen

Ly tâm thu dịch chiết

Ly tâm thu tủa

Thẩm tích

Đông khô

Tỷ lệ 1:10 Khuấy đảo