Ưng dụng chitin, chitosan

ứng dụng chitin, chitosan trong thực phẩm. ứng dụng trong bảo quản Một số ứng dụng chính của chitin,chitosan,và dẫn xuất trong công nghệ thực phẩm QUY TRÌNH THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM (CUA)

CHÀO MỪNG THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT TRÌNH CỦA NHÓM 3 Chủ đề 1: THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CÁC CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH HỌC TỪ ĐỘNG VẬT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM.  Chất có hoạt tính sinh học: Là những phân tử sinh học không thiết yếu có mặt trong thực phẩm, xúc tác cho một hay nhiều quá trình trao đổi chất nhằm cải thiện sức khỏe con người.  Quy tắc chung: (Thầy đã giảng, các bạn xem lại)  Quy định liều lượng: (Thầy đã giảng, các bạn xem lại) CHITIN- CHITOSAN G -LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU -CẤU TẠO -SO SÁNH VỚI XENLULOSE C Á T H H C T IẾ -QUY TRÌNH -THUYẾT MINH QUY TRÌNH Ụ TRONG CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TÀ N Ứ G D G N IL IỆ K U H T Ả H O A M N Ổ T U Q N A -ĐH NHA TRANG -ĐH ĐÀ NẴNG I/ TỔNG QUAN VỀ CHITIN, CHITOSAN 1. LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CHITIN CHITOSAN  1821, Chitin được Henri Braconnot phát hiện đầu tiên trong cặn dịch chiết từ một loại nấm. Để ghi nhớ nguồn gốc của nó, ông đặt tên chất đó là “Fungine”.  Năm 1823 Odier phân lập được một chất từ bọ cánh cứng mà ông gọi là chitin hay chiton, tiếng Hy lạp có nghĩa là vỏ giáp. Nhưng ông không phát hiện ra Nito có mặt trong đó.  Cuối cùng cả 2 ông đều kết luận chitin có công thức giống xenlulose.  1834, Children đã phát hiện ra sự có mặt của Nito trong chitin.  1859, C. Rouget phát hiện ra một hợp chất mới khi đun nóng chitin trong dung dịch KOH đặc, có tính chất khác với chitin ông gọi là modifed - chitin  1876, Ledderhose thủy phân vỏ tôm hùm bằng dung dịch HCl và nhận được một muối Clorua của amin 6C. Ông đề nghị cấu trúc: CHO. (CHOH)4.CH2NH2.HCl  Từ những năm 1930 đến 1940 có rất nhiều công trình nghiên cứu về chitin và chitosan, và Rammelberg đã xác định một cách chính xác nguồn gốc của chitin.  1951, quyển sách đầu tiên về chitin đã được xuất bản.  1970 hàng loạt nghiên cứu về chitin và chitosan được tiến hành với mục đích ban đầu là tận dụng nguồn phế liệu dồi dào từ việc chế biến thủy sản (vỏ tôm) gây ô nhiễm môi trường.  Tuy nhiên các nhà khoa học đã phát hiện ra, chitin và các dẫn xuất của nó không chỉ giải quyết vấn đề môi trường mà còn mở ra một triển vọng rất lớn trong việc ứng dụng chúng vào sản xuất. Tại trường ĐHNT, 2012 trở đi, các hội thảo, bài báo khoa học nghiên cứu về chitin chitosan phát triển mạnh. Các Thầy cô đi đầu trong nghiên cứu này là Thầy Trang Sĩ Trung và cô Phạm Thị Đan Phượng. 2. CẤU TẠO CHITIN, CHITOSAN Chitin là một polysacharit có đạm bao gồm các gốc N-acetyl-D-glucosamin lên kết với nhau bằng liên kết 1,4- O- glycoside. CHITIN CTPT: (C8H13NO5) n Trong đó chứa 47,29%C ; 6,45%H ; 39,37%O và 6,89%N Về cấu trúc hóa học: chitin cũng tương tự cellulose ngoại trừ nhóm hydroxyl thứ 2 trên nguyên tử cacbon alpha trên phân tử cellulose được thay thế bằng nhóm aceoaminde. Phân bố: Trong thiên nhiên nó phân bố rất rộng (vỏ xương của động vật không xương sống, trong móng chân, sừng, khớp xương của động vật có xương sống trong vỏ tế bào thực vật đều có ít nhiều chi tin). Đặc biệt trong vỏ tôm, cua lượng chi tin rất cao, có tới 10-20% là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất chitin. 2. CẤU TẠO CHITIN, CHITOSAN Được tạo thành từ phản ứng deacetyl hóa chitin. Có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị 2aminio-2-deoxy-B-D-glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết B-1,4 glucoside CHITOSAN Là sản phẩm biến tính của chitin. CTPT:(C6H11O4N)n Là một loại bột không màu hoặc màu vàng nhạt có tính kiềm nhẹ, không hòa tan trong nước, cũng không hòa tan trong dung dịch có tính kiềm, hòa tan trong axit acetic loãng, làm thành dung dịch nhờn, trong suốt. Chitosan có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y dược và bảo vệ môi trường. Trong y dược: từ chitosan vỏ tôm, cua có thể sản xuất Glucosamin – một dược chất quý đang phải nhập khẩu ở nước ta để sản xuất dạng dược phẩm tương tự có tên Glusivac (dùng trong điều trị bệnh khớp và giảm béo). Ngoài ra còn sản xuất các loại dược liệu khác nhau như chỉ phẫu thuật tự hoại, chotooligosaccharite, da nhân tạo, … cũng được nghiên cứu sản xuất từ chitin – chitosan. 3. Sự khác nhau giữa chitin, chitosan và cellulose Qua cấu trúc của chitin và chitosan ta thấy chitin chỉ có 1 nhóm chức hoạt động là OH (H ở nhóm hidroxyl bậc 1 linh động hơn H ở nhóm hidroxyl bậc 2 trong vòng 6 cạnh) Còn chitosan có 2 nhóm chức hoạt động là NH2 và OH) do đó dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn chitin Cellulose không có sự có mặt của nito. =>Trong thực tế các mạch chitin-chitosan đan xen nhau,vì vậy tạo ra nhiều sản phẩm đồng thời,việc tách và phân tích chúng vì thế vô cùng phức tạp. II. THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM (CUA) Những nội dung chính cần nắm: 1. Nguyên tắc: Dùng PP hóa học khử đi các tạp chất cacbonatcanxi, protit, dầu mỡ, sắc tố ta thu được chitin có màu trắng không hòa tan trong nước, kiềm, axit loãng và các dung môi hữu cơ như ete, rượu…. Chitin đun nóng trong HCl đậm đặc thì thủy phân thành glucosamin: 85.5% d-glucosamin và 22,5% axit acetic. Chitin đun nóng trong kiềm đặc, khử gốc axetyl thu được chitosan sinh thành khối muối khó tan, tác dụng với iot và axit sunfuric thành phản ứng màu tím có thể dùng trong phân tích định tính chitosan. Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan: Vỏ tôm cua dùng làm nguyên liệu sản xuất chitosan ngoài thành phần chitin ra còn có các protite chất béo, cacbonate canxi, sắc tố,..... Thành phần Nước Tro H3PO4 NH4OH Protide Chất béo Chitin Cao Muối Hàm lượng % 11 35.5 6.1 0.03 25.2 22.1 1.8 21.3 0.5 2. QUY TRÌNH THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM (CUA) Rửa HCl Nấu xút KMnO4 Rửa Xút đặc Na2S2O3 Rửa Rửa Giải thích quy trình: 1. Xử lý nguyên liệu: liệu  Tôm cua nguyên liệu còn tươi (nếu tôm cua đã thối rữa thì chất lượng của chitin rất kém).  Trước khi ngâm axit cần phải bỏ tạp chất dùng nước rửa sạch, nếu nguyên liệu không thể tiến hành chế biến ngay thì cần phải rửa sạch phơi để bảo quản. 2. Ngâm acid  Ngâm acid để khử bỏ cacbonat canxi, photphat canxi trong nguyên liệu.  Ngâm acid có thể dùng HCl công nghiệp, nồng độ tùy theo nguyên liệu, thường vỏ tôm dùng 5%, vỏ cua đồng dùng 10%, vỏ cua biển 10-15%.  Trong quá trình ngâm thường xuyên khuấy, phát hiện thấy nguyên liệu chưa mềm mà không thấy bọt nổi lên thì chứng tỏ acid không đủ, nên cho thêm vào.  Lúc nguyên liệu đã mềm, bọt không nổi lên nữa thì quá trình ngâm acid có thể kết thúc, thời gian tùy vào nguyên liệu mà quyết định.  Ngâm xong vớt ra dùng nước để khử sạch acid. 3. Nấu xút Sau khi ngâm acid vỏ tôm có màu đỏ, thành phần chủ yếu là protid, chitin, và một ít chất béo. Để loại bỏ protid và chất béo thì phải nấu sôi với xút có nồng độ 8-10%. Trong quá tình nấu, protid bị xút phân giải, chất béo bị xà phòng hóa và hòa tan trong dung dịch xút, ngoài ra một phần sắc tố cũng bị phá hoại. Thời gian dài ngắn tùy theo nguyên liệu thường thì 12h. Nguyên liệu sau nấu sôi với xút mềm lại và màu sắc nhạt hơn, vớt ra dùng nước rửa sạch xút (để rút ngắn thời gian rửa và tiết kiệm nước nên cho vào một ít acid loãng để trung hòa bớt xút) 4. Oxh tẩy màu.  Sắc tố chủ yếu trong vỏ tôm cua là astacin.  Người ta dùng KMnO4 để tẩy màu, khuyết điểm lớn nhất của nó là thành phẩm vẫn có màu vàng nhạt.  Nguyên nhân: do MNO2 tồn tại mà Mn4+ tồn tại là do trong quá trình Oxh khử, KMnO4 không khử hết được hoặc Mn2+ bị không khí Oxh, đặc biệt là trong điều kiện acid không đủ do đó sự tồn tại của acid và bước rửa sau lúc oxh có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề đảm bảo chất lượng. Quá trình làm: Vỏ tôm cua sau khi nấu xút đem rửa sạch, ép khô, rồi cho dung dịch acid 3-5%, có nồng độ 1% KMnO4, ngâm từ 1-2h. Sau đó vớt ra dùng nước rửa sạch KMnO4. Nếu yêu cầu về màu sắc không cao thì có thể giảm bước này. Thực nghiệm chứng minh: sản phẩm như thế thì màu sắc tương đối đậm, nhưng những tính năng khác thì không có thay đổi gì 5. Khử Nguyên liệu sau khi xử ký bằng KMnO4 thì tiến hành khử mới loại bỏ hết màu tím của KMnO4. Chất khử có thể dùng acid oxalic, Na2S2O3, thường dùng Na2S2O3 nồng độ 1,5%. Trong quá trình khử phải luôn luôn khuấy để màu bay được đều đặn, khử cho đến lúc màu tím của KMnO4 mất hết thì thôi, thời gian từ 5-10 phút, vớt ra làm khô ta được bán thành phẩm chitin. 6. Tẩy gốc axetyl Như trên đã nói chitin qua bước xử lý bằng xút đậm đặc 40%. Tẩy gốc axetyl ta được chitosan. Nhiệt độ lúc xử lý với xút có ảnh hưởng rất lớn đến màu sắc của thành phẩm. Nhiệt độ nấu ( 0C Thời gian ) (giờ) Màu của thành phẩm Hòa tan trong trong acid axetic 8% 20 140 Trắng Hòa tan 30 120 Trắng Hòa tan 40 22 Vàng nhạt Hòa tan 60 22 Vàng nhạt Hoà tan 80 22 Vàng Hòa tan 100 3 Nâu Hòa tan Từ kết quả của bảng trên ta thấy rằng nhiệt độ nấu dưới 30oC thì màu sắc đẹp, thời gian quá dài, nhiệt độ nấu tăng lên 100oC thì chỉ cần 3h màu sắc kém. Do đó, trong sản xuất, nếu muốn sản phẩm có màu sắc đẹp thì nên nấu ở nhiệt độ thấp, nếu yêu cầu về màu sắc không cao thì có thể nấu ở nhiệt độ cao hơn. Nói chung trong sản xuất, nấu ở nhiệt độ 60-80oC thì thời gian 20-24h. Phương pháp kiểm nghiệm gốc axetyl:  Lấy một miếng chitin đem rửa sạch xút rồi cho vào dung dịch acid axetyl (3-5%), nếu hòa tan thì gốc axetyl đã bị khử hết. Chitin sau khi đã tẩy hết gốc axetyl thì vớt ra, dùng nước rửa sạch xút, làm khô ta được chitosan.  Nếu muốn chế thành bột thì đem chitosan hòa vào acid acetic 2-5%, lọc bỏ tạp chất rồi cho kiềm lỏng vào dung dịch kiềm nhẹ, lúc đó chitosan kết tủa lắng xuống, phân ly, dùng nước rửa sạch, làm khô ta được chitosan dạng bột. III/ ỨNG DỤNG CHITIN, CHITOSAN TRONG THỰC PHẨM  Trong công nghiệp: từ chitosan có thể chế tạo nhiều sản phẩm có giá trị cao như:  Vải chitosan có khả năng diệt khuẩn.  Mực in ấn có độ bám dính cao.  Sản xuất sơn chống thấm và chống mốc.  Trong nông nghiệp: chitosan được sử dụng để bảo quản quả, hạt mang lại hiệu quả cao (thời gian bảo quản gấp 3 lần). Trong CNMT: chitosan được dùng trong xử lý nước thải công nghiệp rất hiệu quả: Xử lý nước thải nhuộm vải. Xử lý nước đầm hồ. Trong CNSH:dùng làm chất mang cố định enzyme và cố định tế bào. Trong CNTP: chitin,đặc biệt là chitosan là những hợp chất polyme tự nhiên an toàn có: khả năng kháng nấm,kháng khuẩn. chống oxy hóa. tạo màng,tạo gel. hấp thụ màu,làm trong… Một số ứng dụng chính trong CNTP ỨD trong tạo màng,chống biến nâu,mất nước kháng nấm,bảo quản trái cây,rau. ỨD trong kháng khuẩn, kháng nấm, chống OXH trong BQ,CB thịt, cá, đậu phụ, bánh mì ỨD làm chất keo tụ tạo bông để làm trong trong công nghệ sản xuất nước quả. Một số ứng dụng chính của chitin,chitosan,và dẫn xuất trong công nghệ thực phẩm được trình bày ở bảng dưới đây: Ứng dụng Đối tượng Loại Dạng Tạo màng,chống biến nâu,chống mất nước,hạn chế hao hụt trọng lượng,kháng nấm,bảo quản rau,quả. Dâu Vải Nhãn Na Xoài,thanh long,cà rốt cắt lát Rau diếp Thịt bò tẩm gia vị Xúc xích heo Xúc xích gà surimi Chitosan Chitosan Chitosan Chitosan Chitosan Dung dịch Dung dịch Dung dịch Dung dịch Dung dịch Chitosan Chitosan Chitosan oligoglucosa min Chitosan Chitosan Chitosan Chitosan Chitosan Chitosan Chitosan Dung dịch Dung dịch Màng Bột Kháng khuẩn,kháng nấm, chống oxy hóa trong bảo quản,chế biến thịt,cá,đậu phụ,bánh mì. Chitosan là chất trợ lắng,làm trong trong công nghệ sản xuất nước quả và rượu. Cá Mực một nắng Trứng gà Nước táo ép Đậu phụ Bánh mì Nước táo,nước vải,nước cà chua,rượu.. Dung dịch Dung dịch Dung dịch Dung dịch Dung dịch Dung dịch Dung dịch 1. Ứng dụng chitosan trong tạo màng,chống biến nâu,mất nước,kháng nấm,bảo quản trái cây, rau: Chitosan có khả năng tạo màng rất tốt (màng bán thấm),do đó làm thay đổi thành phần các chất khí trong môi trường bảo quản. => Ứng dụng màng chitosan làm màng bao: tạo ra rào cản hạn chế sự cung cấp oxy trên bề mặt rau quả và hàm lượng CO2 bên trong màng tăng lên => quá trình hô hấp của rau quả bị ức chế,hạn chế biến nâu rau quả Màng chitosan còn có tính kháng khuẩn,kháng nấm=> sự hư hỏng của rau quả do vsv sẽ giảm đi. Ứng dụng trong bảo quả các loại rau quả như vải,dâu,xoài,chuối,táo,cà rốt. Bưởi bảo quản bằng màng chitosan sau 2 tháng Chuối mau bị mốc khi bảo quản bằng cách thông thường Chuối tươi lâu nhờ sử dụng chế phẩm sinh học chitosan để bảo quản Trái cây được bảo quản bằng màng chitosan Sử dụng chitosan 2% có hiệu quả tốt nhất để kiểm soát sự biến nâu, kéo dài thời gian bảo quản của vãi, nhãn ở 2oC, độ ẩm 90-95%: Chitosan(%) Trước bảo quản Chất khô(%) 23,1 Độ chua(%) 0,14 Vitamin C(mg/100g) 53,6 0 18,9 0,08 38,8 0,5 19,3 0,08 42,9 1,0 21,2 0,11 46,8 2,0 21,7 0,12 50,4 Sau bảo quản  Đối với 1 số loại quả có vỏ mềm như dâu, hồng, cà chua, để tăng độ cứ của vỏ trong bảo quản, chitosan được bổ sung với canxi trong tạo màng  Đối với dâu, pha dung dịch:chitosan 2%/canxi gluconat 5% và nhúng dâu vào, sau đó bảo quản ở 20 độ C, độ ẩm 88% đạt chất lượng tốt trong 3 tuần. Để tăng khả năng cách ẩm của chitosan, thường phối trộn dd chitosan với 5% canxi gluconat hoặc 0,2% vitamin E.  Muối canxi làm tăng tương tác ion giữa các phân tử với các ion khoảng tạo ra các lớp liên kết làm giảm sựu khuếch tán ẩm qua mang  Vitamin E là một chất có tính kị nước nên khi thâm vào màng sẽ làm tăng trở lực của màng làm giảm sự truyền ẩm. o Chitosan còn có hiệu quả trong bảo quản quả cắt lát như thanh long,chuối,xoài,cà rốt..thanh long cắt lát có thể bảo quản trong 7 ngày ở 8 độ C sau khi nhúng chitosan 1%.... o Cần lựa chọn chitosan có độ deacetyl và phân tử lượng phù hợp trong bảo quản vì chúng có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả bảo quản  Ngoài yếu tố độ deacetyl và phân tử lượng của chitosan, nồng độ chitosan sử dụng để tạo màng, dung môi sử dụng để hòa tan chitosan và đặc điểm từng loại rau quả đóng vai trò rất quan trọng trong việc áp dụng thành công chitosan trong bảo quản rau quả. =>Vì vậy, tùy theo từng loại rau quả, mục đích bảo quản mà chọn loại chitosan và chế độ bảo quản khác nhau cho phù hợp 2. Ứng dụng chitosan trong kháng khuẩn, kháng nấm, chống oxi hóa, chống hao hụt trọng lượng trong bảo quản và chế biến thịt, cá, đậu phụ, bánh mì Thịt và các sản phẩm từ thịt rất dễ bị hư hỏng do vi sinh vật và quá trình oxi hóa lipit do đó các chất bảo quản thịt cần phải có cả 2 dặc tính kháng khuẩn và chống oxi hóa lipid. Chitosan có tính kháng khuẩn và hạn chế quá trình oxi hóa lipid nên được dùng để bảo quản thịt nhằm hạn chế quá trình hư hỏng của thịt. đặc biệt chitosan rất phù hợp trong việc ứng dụng để bảo quản các sản phẩm khô, sản phẩm ăn liền. Đối với thủy sản khô khi được nhúng chitosan 2% trong acetic acid 1,5%, làm khô ở 30oC thì có thể bảo quản tốt ở nhiệt độ thường. Ở độ ẩm 26-30%, cá có màng bao chtosan có thể bảo quản trên 130 ngày gấp 1,5 lần so với mẫu đối chứng (83 ngày). Do có tính chất kháng khuẩn và tạo gel nên chitosan cũng được ứng dụng trong quá trình sản xuất đậu phụ để kéo dài thời gian sử dụng hơn 3 ngày so với đậu phụ sử dụng CaCl2 , bổ sung chitosan 2% tăng độ bền gel của đậu phụ. Ngoài ra chitosan cũng được ứng dụng trong sản xuất bánh mì nhờ khả năng kháng nấm và tạo màng bao chống mất nước. Bánh mì bao với chitosan 1% ngăn cản sự truyền ẩm qua bề mặt bánh mì nên tổn thát khối lượng giảm, mềm mại hơn và sự thoái hóa tinh bột chậm hơn so với các mẫu khác trong 36h ở 25oC. =>Thời gian sử dụng bánh mì tăng lên 24h so với bánh mì không bao là 12h. Đối với trứng được ứng dụng khá phổ biến. Chitosan 1% và 2% trong cid axetic trong bảo quản trứng sau 5 tuần ở 25oC, trứng có chỉ số chất lượng tốt hơn so với mẫu đối chứng. Trứng có thể bảo quản bằng chitosan 3% có phối hợp với 0,25ml glycerol/g chitosan giữ được trứng tươi ít nhất 2 tuần ở 25oC. Tương tự trứng bao bằng chitosan hòa tan trong acid axetic có 2% glycerol hạn chế đáng kể tổn thất khối lượng và kéo dài thời gian bảo quản hơn 8 tuần ở 25oC. Để tăng khả năng kháng nấm dung dịch chitosan dùng để bọc trứng có bổ sung natri benzoat. Trứng được bọc chitosan ở nồng độ 1,5% và 2% có bổ sung thêm 0,05% natri sorbat có tác dụng hạn chế biến đổi chất lượng trứng trong thời gian dài. Ở nhiệt độ thường, trứng gà tươi bọc màng chitosan nồng độ 1,5% có bổ sung 0,05% Sodium Benzoate hoặc 1% Sorbitol có khả năng duy trì hạng chất lượng ở mức A đến 15-20 ngày sau khi đẻ 3. Ứng dụng chitosan làm chất keo tụ tạo bông để làm trong trong công nghệ sản xuất nước quả. Trong công nghệ sản xuất nước quả:hiện tượng nước quả bị đục là do ảnh hưởng của hợp chất phenol chất keo và các chất lơ lửng. Chitosan là một chất keo tụ, tạo bông làm trong rất tốt nên được ứng dụng khá nhiều trong công nghệ sản xuất nước quả. •Chitosan (0,8 kg/m3) có thể làm giảm độ đục của nước táo ép xuống nhiều lần, thậm chí xuống 0, kết quả làm tăng độ trong của nước ép táo lên rất nhiều lần so với dùng một số chất khác làm tác nhân trợ lắng, ổn định độ trong của nước quả. •Chitosan có ái lực tốt đối với các hợp chất polyphenol như cetachin, cinnamic acid…. •Chitosan glutamat có hiệu quả hạn chế những hư hỏng do nấm mốc gây ra trong nước táo (pH 3,4). •Chitosan glutamat (DD= 75-85% ) với nồng độ từ 0,15g/l đã ức chế sự phát triển của tất cả nấm mốc trong nước táo. IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Công nghệ sản xuất chitin chitosan- Trường Đại Học Nha Trang- Thầy Trang Sĩ Trung và các tác giả. ( http://thuvien.ntu.edu.vn/KMETSNAVI/default.aspx?mets _id=2486&dmd_id=23550&locale=vi-VN ) 2. Công nghệ chế biến tổng hợp thủy sản tập 3 – Trường Đại Học Nha Trang- Thầy Đỗ Minh Phụng và cô Trần Thị Luyến. (http://thuvien.ntu.edu.vn/kipos/OpacDetails.aspx?mnuid =143&dmdid=14962 ) 3. Ứng dụng phương pháp sinh học để tổng hợp chitin từ phế liệu chế biến thủy sản- Trường Đại Học Đà Nẵng [...]... hoại, chotooligosaccharite, da nhân tạo, … cũng được nghiên cứu sản xuất từ chitin – chitosan 3 Sự khác nhau giữa chitin, chitosan và cellulose Qua cấu trúc của chitin và chitosan ta thấy chitin chỉ có 1 nhóm chức hoạt động là OH (H ở nhóm hidroxyl bậc 1 linh động hơn H ở nhóm hidroxyl bậc 2 trong vòng 6 cạnh) Còn chitosan có 2 nhóm chức hoạt động là NH2 và OH) do đó dễ dàng tham gia phản ứng hóa học... 85.5% d-glucosamin và 22,5% axit acetic Chitin đun nóng trong kiềm đặc, khử gốc axetyl thu được chitosan sinh thành khối muối khó tan, tác dụng với iot và axit sunfuric thành phản ứng màu tím có thể dùng trong phân tích định tính chitosan Cơ sở kỹ thuật sản xuất chitosan: Vỏ tôm cua dùng làm nguyên liệu sản xuất chitosan ngoài thành phần chitin ra còn có các protite chất béo, cacbonate canxi, sắc tố, ... trong vỏ tôm, cua lượng chi tin rất cao, có tới 10-20% là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất chitin 2 CẤU TẠO CHITIN, CHITOSAN Được tạo thành từ phản ứng deacetyl hóa chitin Có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị 2aminio-2-deoxy-B-D-glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết B-1,4 glucoside CHITOSAN Là sản phẩm biến tính của chitin CTPT:(C6H11O4N)n Là một loại bột không màu hoặc màu vàng nhạt có tính... do đó dễ dàng tham gia phản ứng hóa học hơn chitin Cellulose không có sự có mặt của nito =>Trong thực tế các mạch chitin -chitosan đan xen nhau,vì vậy tạo ra nhiều sản phẩm đồng thời,việc tách và phân tích chúng vì thế vô cùng phức tạp II THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM (CUA) Những nội dung chính cần nắm: 1 Nguyên tắc: Dùng PP hóa học khử đi các tạp chất cacbonatcanxi, protit,... không hòa tan trong nước, cũng không hòa tan trong dung dịch có tính kiềm, hòa tan trong axit acetic loãng, làm thành dung dịch nhờn, trong suốt Chitosan có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y dược và bảo vệ môi trường Trong y dược: từ chitosan vỏ tôm, cua có thể sản xuất Glucosamin – một dược chất quý đang phải nhập khẩu ở nước ta để sản xuất dạng dược phẩm tương tự có tên Glusivac...2 CẤU TẠO CHITIN, CHITOSAN Chitin là một polysacharit có đạm bao gồm các gốc N-acetyl-D-glucosamin lên kết với nhau bằng liên kết 1,4- O- glycoside CHITIN CTPT: (C8H13NO5) n Trong đó chứa 47,29%C ; 6,45%H ; 39,37%O... chất béo, cacbonate canxi, sắc tố, Thành phần Nước Tro H3PO4 NH4OH Protide Chất béo Chitin Cao Muối Hàm lượng % 11 35.5 6.1 0.03 25.2 22.1 1.8 21.3 0.5 2 QUY TRÌNH THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM (CUA) Rửa HCl Nấu xút KMnO4 Rửa Xút đặc Na2S2O3 Rửa Rửa Giải thích quy trình: 1 Xử lý nguyên liệu: liệu  Tôm cua nguyên liệu còn tươi (nếu tôm cua đã thối rữa thì chất lượng của... trình ngâm acid có thể kết thúc, thời gian tùy vào nguyên liệu mà quyết định  Ngâm xong vớt ra dùng nước để khử sạch acid 3 Nấu xút Sau khi ngâm acid vỏ tôm có màu đỏ, thành phần chủ yếu là protid, chitin, và một ít chất béo Để loại bỏ protid và chất béo thì phải nấu sôi với xút có nồng độ 8-10% Trong quá tình nấu, protid bị xút phân giải, chất béo bị xà phòng hóa và hòa tan trong dung dịch xút,... có nồng độ 1% KMnO4, ngâm từ 1-2h Sau đó vớt ra dùng nước rửa sạch KMnO4 Nếu yêu cầu về màu sắc không cao thì có thể giảm bước này Thực nghiệm chứng minh: sản phẩm như thế thì màu sắc tương đối đậm, nhưng những tính năng khác thì không có thay đổi gì ... tố, Thành phần Nước Tro H3PO4 NH4OH Protide Chất béo Chitin Cao Muối Hàm lượng % 11 35.5 6 .1 0.03 25.2 22 .1 1.8 21. 3 0.5 QUY TRÌNH THU NHẬN, TÁCH CHIẾT, TINH SẠCH CHITIN, CHITOSAN TỪ VỎ TÔM (CUA)... (CHOH)4.CH2NH2.HCl  Từ năm 19 30 đến 19 40 có nhiều công trình nghiên cứu chitin chitosan, Rammelberg xác định cách xác nguồn gốc chitin  19 51, sách chitin xuất  19 70 hàng loạt nghiên cứu chitin... LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CHITIN CHITOSAN  18 21, Chitin Henri Braconnot phát cặn dịch chiết từ loại nấm Để ghi nhớ nguồn gốc nó, ông đặt tên chất “Fungine”  Năm 18 23 Odier phân lập chất từ bọ cánh