Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - HOÀNG THỊ HÒA Tên đề tài: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU TÔM KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Công nghệ thực Phẩm Lớp : 42 - CNTP Khoa : CNSH - CNTP Khoá học : 2010 - 2014 Giảng viên hướng dẫn : ThS Lương Hùng Tiến Khoa CNSH – CNTP trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên ThS Nguyễn Thị Đoàn Khoa CNSH – CNTP trường ĐH Nông Lâm Thái Nguyên Thái Nguyên, năm 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực Trong trình thực đề tài hoàn thiện luận văn giúp đỡ cám ơn trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Sinh viên Hoàng Thị Hòa LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, cố gắng thân nhận ủng hộ giúp đỡ nhiệt tình gia đình, thầy cô bạn bè Trước tiên xin chân thành cảm ơn tới thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tận tình giảng dạy, truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo ThS Lương Hùng Tiến, tận tình giúp đỡ, định hướng giúp hoàn thành đề tài nghiên cứu suốt trình làm luận văn tốt nghiệp Trong thời gian làm việc với thầy, không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho trình học tập công tác sau Đồng thời xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo ThS Nguyễn Thị Đoàn nhiệt tình giúp đỡ, dạy bảo để hoàn thành tốt luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo anh, chị, bạn bè làm việc phòng thí nghiệm vi sinh khoa CNSH - CNTP trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ thời gian qua Tôi xin cảm ơn chia sẻ niềm vui với gia đình, bạn bè anh, chị người bên tôi, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Dù cố gắng nhiều, xong luận văn tránh khỏi thiếu sót hạn chế Kính mong nhận chia sẻ ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giáo bạn Tôi xin chân thành cảm ơn! Sinh viên Hoàng Thị Hòa DANH MỤC VÀ KÍ HIỆU VIẾT TẮT STT Tên đầy đủ Tên viết tắt L Plantarum NCDN4 Lactobacillus Plantarum NCDN4 DA Degree of acetylation DDA Degree of Dacetylation PE Polyetilen PLT Phế liệu tôm h Giờ S Typhimurium Salmonella Typhimurium MP Meat peptone CPS Centipoise DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học phế liệu tôm 20 Bảng 4.1: Thành phần hóa học nguyên liệu 34 Bảng 4.2: Hàm lượng protein sót lại vỏ tôm sau khử protein 35 Bảng 4.3 : Hàm lượng khoáng sót lại vỏ tôm sau khử khoáng 36 Bảng 4.4: Kết xác định độ DDA chitosan 37 Bảng 4.5: Tính chất chitosan sau tinh 38 Bảng 4.6: Đánh giá chất lượng chitosan 39 DANH MỤC HÌNH Hình 2.1: Chitin có nhiều vỏ tôm Hình 2.2: Công thức cấu tạo chitin Hình 2.3: Công thức cấu tạo chitosan Hình 2.4: So sánh cấu tạo chitin, chitosan cellulose Hình 2.5: Phức Cu2+ với chitin chitosan Hình 3.1: Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan 30 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình tinh chitosan phương pháp sấy đối lưu 31 Hình 3.3: Sơ đồ quy trình tinh chitosan phương pháp sấy đông khô 32 Hình 3.4: Sơ đồ phương pháp đối kháng trực tiếp dịch nuôi cấy lỏng 33 Hình 4.1 : PLT ban đầu 36 Hình 4.2 : PLT sau thủy phân 36 Hình 4.3: Sản phẩm chitin sau lên men 36 Hình 4.4: Chitosan sấy đối lưu 36 Hình 4.5: Chitosan sấy đông khô 38 Hình 4.6: Khả kháng S Typhimurium chitosan 39 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Yêu cầu đề tài 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở nghiên cứu khoa học 2.1.1.Lịch sử nguồn gốc chitin/chitosan 2.1.2 Cấu trúc hóa học chitin/chitosan 2.1.3 Tính chất chitosan 2.1.4 Một số ứng dụng chitin/chitosan dẫn xuất 12 2.1.5 Giới thiệu phế liệu tôm phương pháp thu nhận chitin 17 2.2 Tình hình nghiên cứu nước 24 2.2.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin/chitosan giới 24 2.2.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin/chitosan Việt Nam 24 PHẦN VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 3.1 Vật liệu nghiên cứu 26 3.1.1 Nguyên liệu 26 3.1.2 Enzyme 26 3.1.3 Chủng vi khuẩn 26 3.1.4 Hóa chất 26 3.1.5 Dụng cụ, thiết bị 26 3.2 Địa điểm thời gian nghiên cứu 27 3.3 Nội dung nghiên cứu 27 3.4 Phương pháp nghiên cứu 28 3.4.1 Phương pháp xác định thành phần hóa học phế liệu tôm 28 3.4.2 Phương pháp nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan 30 3.4.3 Phương pháp đánh giá chất lượng chitosan 32 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 4.1 Xác định thành phần hóa học ban đầu phế liệu tôm 34 4.2 Xây dựng quy trình sản xuất chitosan 34 4.2.1 Kết nghiên cứu công đoạn khử protein 34 4.2.2 Kết nghiên cứu công đoạn khử khoáng 35 4.2.3 Kết xác định màu phế liệu tôm sau trình khử khoáng khử protein 36 4.2.4 Kết nghiên cứu công đoạn deacetyl hóa 37 4.2.5 Kết nghiên cứu công đoạn tinh chitosan 37 4.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm chitosan 39 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 5.1 Kết luận 40 5.2 Kiến nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Chitin polysaccharid có mặt tự nhiên nhiều sau Cellulose Nó có vỏ loài giáp xác, màng tế bào nấm thuộc họ Zygemycetes, sinh khối nấm mốc, vài loại tảo…Chitosan sản phẩm biến tính chitin Ở nước ta tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn số sản phẩm đông lạnh Chính vỏ tôm phế liệu nguồn nguyên liệu tự nhiên dồi dào, rẻ tiền có sẵn quanh năm cho việc sản xuất chitin chitosan nước ta Chitosan polyme sinh học ứng dụng rộng rãi nhiều ngành công nghiệp thực phẩm, nông nghiệp, môi trường, y học mỹ phẩm (Hirano,1996) Hiện nay, chitosan sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác (tôm, cua, mực, vi nấm vi khuẩn), nhiều nguồn phế liệu tôm Tuy nhiên, nguồn phế liệu tôm thường chứa lượng lớn protein, khoáng chất màu nên chitosan từ phế liệu tôm dù qua công đoạn khử khoáng khử protein chứa lượng protein khoáng đáng kể chất màu Ngoài ra, độ tan chitosan từ tôm thường không đạt 99%, phần chất không tan chủ yếu chitin trình deacetyl không đạt độ đồng cao Việc nâng cao độ tinh khiết chitosan chiết rút từ phế liệu tôm cho phép mở rộng ứng dụng polyme vào lĩnh vực y học công nghệ sinh học với đòi hỏi tiêu chuẩn chất lượng cao (Knapczyk cộng sự, 1989) Các quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm thường bắt đầu bước sản xuất chitin với việc sử dụng NaOH HCl với nồng độ cao để loại protein khoáng, trình deacetyl NaOH đặc (No Meyer, 1997) Tuy nhiên trình thường không loại bỏ tuyệt đối lượng protein khoáng dù có tăng nồng độ thời gian xử lý Mặt khác, việc tinh chế chitosan số phương pháp đại sử dụng sắc ký điều chế, dùng siêu lọc thường tốn kém, đòi hỏi đầu tư lớn, khó thực quy mô lớn [9] Xuất phát từ thực tế tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm - Đánh giá chất lượng chế phẩm chitosan sản xuất 1.3 Yêu cầu đề tài - Nghiên cứu công đoạn trình sản xuất chitosan 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Ý nghĩa khoa học: Xác định đánh giá chế độ khử protein, khử khoáng, khử màu, deacetyl hóa trình tinh chitosan - Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu tạo sản phẩm đặc thù từ phế liệu thủy sản vỏ tôm Giải phần lượng phế thải vỏ tôm nhà máy chế biến thủy sản Đáp ứng phục vụ đào tạo thực tập tay nghề cho sinh viên ngành công nghệ thực phẩm 30 Công thức: Hàm lượng khoáng (%) = ( W3 − W1) ×100 ( W2 − W1) Trong đó: - W1: Khối lượng cốc sau sấy - W2: Khối lượng cốc mẫu chưa nung - W3: Khối lượng cốc mẫu sau nung 3.4.2 Phương pháp nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan Hình 3.1: Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan 31 3.4.2.1 Xác định chế độ khử protein Quá trình thực theo sơ đồ hình 3.1 đến hết công đoạn lên men, sau xác định hàm lượng protein sót 3.4.2.2 Xác định chế độ khử khoáng Quá trình thực theo sơ đồ hình 3.1 đến hết công đoạn lên men, sau xác định hàm lượng khoáng sót 3.4.2.3 Xác định chế độ khử màu Lớp vỏ cứng bên vỏ tôm có chứa chất màu chủ yếu astaxanthin, xuất dạng phức chất với chất vô vơ protein Quá trình khử màu thực song song với trình loại protein loại khoáng 3.4.2.4 Xác định chế độ deacetyl hóa Tiến hành deacetyl hóa chitin (hình 3.1) NaOH 40%, 1210C, 40 phút, tỉ lệ NaOH 40% bã chitin 10/1 3.4.2.5 Xác định chế độ tinh chitosan Chitosan tinh theo hai phương pháp: - Phương pháp 1: ngâm nhiệt độ thường sấy đối lưu Hình 3.2: Sơ đồ quy trình tinh chitosan phương pháp sấy đối lưu 32 - Phương pháp 2: ngâm 80oC sấy đông khô Hình 3.3: Sơ đồ quy trình tinh chitosan phương pháp sấy đông khô 3.4.3 Phương pháp đánh giá chất lượng chitosan 3.4.3.1 Xác định mức deacetyl hóa chitosan Mức độ acetyl hóa (DA) chitosan xác định phương pháp đo quang (OD) [14] Cách tiến hành sau: pha chitosan nồng độ 120mg/l dung dịch HCl 0,1M Dung dịch thu đem đo OD bước sóng 201nm, xác định giá trị mật độ quang A, đối chứng dung dịch acid HCl 0,1M Độ acetyl mẫu (m mg chitosan V lít dung dịch) tính theo công thức: DA = (161.1 A.V – 0.0218m) / (3.3615m – 42.1.A.V) (%), Mức độ deacetyl tính theo công thức: DDA = 100 - DA (%) Trong đó: DA: Mức độ acetyl hóa A: Mật độ quang đo dung dịch chitosan V: lít dung dịch HCl 0,1M m: mg chitosan DDA: Mức độ deacetyl hóa chitosan 3.4.3.2 Xác định độ nhớt dung dịch chitosan Sử dụng máy đo độ nhớt “Dial reading Viscosity” để đo độ nhớt chitosan Cách tiến hành sau: 33 Cân 1g chitosan hòa tan 100ml acid acetic 1%, dung dịch chitosan 1% đem xác định độ nhớt, chọn tốc độ trục quay 50 vòng/phút, độ nhớt tính theo công thức: η = a.20 Trong đó: η: Độ nhớt, cps a: số đo 20: hệ số máy 3.4.3.3 Xác định khả kháng vi sinh vật chế phẩm chitosan thu Phương pháp xác định hoạt tính kháng vi sinh vật chitosan Hoạt tính kháng vi sinh vật chitosan thực theo phương pháp nuôi cấy đối kháng dịch lỏng thực theo phương pháp mô tả trước có hiệu chỉnh để phù hợp [21], cụ thể sau: 0,1ml vi sinh vật hoạt hóa 24h, định lượng mật độ vi sinh vật 0,4ml chitosan nồng độ, kiểm chứng đệm acetate Eppendorf chứa 0.5ml MP Dịch đối kháng, nuôi nhiệt độ thích hợp (37oC) Sau 24 giờ, xác định sống sót vi sinh vật Hình 3.4: Sơ đồ phương pháp đối kháng trực tiếp dịch nuôi cấy lỏng 34 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Xác định thành phần hóa học ban đầu phế liệu tôm Vỏ tôm sau thu mua xác định số thành phần theo phương pháp trình bày mục 3.4.1 Kết phân tích trình bày bảng 4.1 Bảng 4.1: Thành phần hóa học nguyên liệu Thành phần Hàm lượng (%) Độ ẩm 75,43 Hàm lượng protein/ chất khô tổng số 43,49 Hàm lượng khoáng/ chất khô tổng số 27,47 Kết cho thấy phế liệu tôm ban đầu có tỷ lệ protein khoáng sót lại từ thịt tôm cao Các thành phần enzyme Alcalase, vi sinh vật thủy phân trình lên men thu chitin, từ cho phép loại bỏ protein khoáng 4.2 Xây dựng quy trình sản xuất chitosan 4.2.1 Kết nghiên cứu công đoạn khử protein Tiến hành thủy phân PLT enzyme Alcalase 1% với pH=9, nhiệt o độ 60 C, thời gian 165 phút; kết thúc trình thủy phân tháo tách dịch thủy phân thu bã vỏ tôm, sau lên men bã vỏ tôm L.Plantarum NCDN4 với thông số: nhiệt độ 300C, thời gian ngày, pH=6, tỉ lệ tiếp giống 20% (v/w), tỉ lệ dung dịch glucose nồng độ 12,5% 20% (v/w) Xác định hàm lượng protein bã vỏ phương pháp kjendahl trình bày mục 3.4.1.2 Kết thu sau: 35 Bảng 4.2: Hàm lượng protein sót lại vỏ tôm sau khử protein Mẫu Hàm lượng protein/chất khô tổng số (%) Nguyên liệu 43,49 Sau thủy phân 15,09 Sau lên men 7,98 Kết nghiên cứu cho thấy sau trình thủy phân protein enzyme Alcalase hàm lượng protein giảm từ 43,49% xuống 15,09% Trong nghiên cứu sử dụng enzyme Alcalase protease kiềm Alcalase xúc tác cho phản ứng phân cắt liên kết peptit phân tử protein tạo thành axit amin hòa tan nước axit amin tách khỏi vỏ tôm trình tách dịch thủy phân Do mà làm giảm lượng protein vỏ tôm Bên cạnh tận dụng dịch thủy phân protein làm thức ăn cho gia súc Quá trình lên men L.Plantarum NCDN4 hàm lượng protein giảm từ 15,09% xuống 7,98%, tượng trình lên men sản sinh axit lactic khử khoáng đồng thời làm mềm liên kết protein chitin tạo điều kiện cho số protease hoạt động làm thúc đẩy trình thủy phân (Bower Hietala, 2008) 4.2.2 Kết nghiên cứu công đoạn khử khoáng Trong vỏ loài giáp xác chitin liên kết với protein khoáng theo lớp tạo nên độ cho lớp vỏ Quá trình loại bỏ khoáng, chủ yếu muối canxi thực môi trường axit Trong quy trình sản xuất chitin truyền thống, trình tách khoáng tiến hành giai đoạn, lượng khoáng vỏ loại bỏ tác dụng axit clohydric (HCl) nồng độ cao, hiệu tách khoáng cao nhiên chất lượng chitin bị ảnh hưởng đáng kể [6] Mặt khác, sử dụng axit HCl tạo nguồn nước thải có hại Trong nghiên cứu sử dụng L.Plantarum NCDN4 lên men (sinh axit lactic) để khử khoáng điều kiện sau : - pH dịch lên men: - Tỷ lệ rỉ đường: 20% (v/w) - Tỷ lệ giống: 20% (v/w) - Thời gian lên men: ngày 36 Kết thúc trình lên men đem lọc rửa bã, sấy đến khối lượng không đổi Hàm lượng khoáng xác định phương pháp nung trình bày mục 3.4.1.3 Kết phân tích trình bày bảng 4.3 Bảng 4.3 : Hàm lượng khoáng sót lại vỏ tôm sau khử khoáng Mẫu Hàm lượng tro/chất khô tổng số (%) Nguyên liệu 27,47 Sau khử khoáng 10,44 Kết nghiên cứu cho thấy sử dụng L.Plantarum NCDN4 để khử khoáng không làm giảm phẩm chất chitin, bên cạnh khắc phục hạn chế so với việc khử khoáng axit vô mạnh, tiết kiệm lượng chế độ khử khoáng nhiệt độ thấp (300C) Trong số quy trình sử dụng HCl khác cần nhiệt độ cao cụ thể “quy trình thủy nhiệt Yamasaky Nacamichi, Nhật Bản” nhiệt độ 1200C 4.2.3 Kết xác định màu phế liệu tôm sau trình khử khoáng khử protein Hình 4.1 : PLT ban đầu Hình 4.2 : PLT sau thủy phân Hình 4.3: Sản phẩm chitin sau lên men 37 Màu sắc chitin/chitosan yếu tố quan trọng để đánh giá chất lượng chitin/chitosan Nhìn vào hình 4.1 cho thấy màu sắc PLT ban đầu có màu nâu đỏ, từ hình 4.2 hình 4.3 ta thấy thủy phân protein enzyme Alcalase trình lên men khử khoáng L.Plantarum NCDN4 màu sắc PLT cải thiện đáng kể, lúc đầu PLT có màu nâu đỏ sau chuyển dần sang màu hồng, sau trình khử khoáng ta thu chitin có màu trắng phớt hồng Hiện tượng lớp vỏ cứng bên vỏ tôm có chứa chất màu chủ yếu astaxanthin, xuất dạng phức chất với chất vô protein Vì khử khoáng khử protein loại bỏ chất màu 4.2.4 Kết nghiên cứu công đoạn deacetyl hóa Sau trình khử protein khử khoáng ta thu chitin, rửa chitin tới nước rửa có pH = Tiến hành deacetyl chitin NaOH 40% nhiệt độ 121oC khoảng 40 phút với thời gian tăng nhiệt hạ nhiệt tổng 3h, tỉ lệ NaOH 40%/bã chitin 10/1 Deacetyl hóa chitin ta thu chitosan đem rửa nước đến pH nước rửa 7, sấy chitosan đến khô (50oC, 24h) thu chitosan thô Xác định độ deacetyl hóa chitosan theo phương pháp đo quang (OD) trình bày mục 3.4.3.1 Kết thể bảng 4.4 Bảng 4.4: Kết xác định độ DDA chitosan Mẫu DDA (%) Chitosan 93 Kết bảng 4.4 cho thấy độ DDA chitosan >90%, dự đoán khả kháng khuẩn tốt chế phẩm Kết phù hợp với nghiên cứu tác giả Trang Sỹ Trung [9] 4.2.5 Kết nghiên cứu công đoạn tinh chitosan Quá trình tinh chitosan thực theo hai phương pháp: Phương pháp 1: Sấy đối lưu Chitosan thô ngâm nước nhiệt độ thường, sau hòa tan hoàn toàn vào dung dịch acid acetic 1%, tiến hành lọc để loại bỏ tạp chất; dung dịch sau lọc kết tủa NaOH 10%, pH = 8; kết tủa thu rửa trung tính, đem ly tâm 9000 vòng/phút thu chitosan kết tủa , tiến hành sấy kết 38 tủa phương pháp sấy đối lưu tủ sấy (nhiệt độ 50oC ngày) thu chitosan CA1 Phương pháp 2: sấy đông khô Chitosan thô ngâm nước nhiệt độ 800C, sau hòa tan hoàn toàn vào dung dịch acid acetic 1%, tiến hành lọc để loại bỏ tạp chất; dung dịch sau lọc kết tủa NaOH 10%, pH = 8; kết tủa thu rửa trung tính, đem ly tâm 9000 vòng/phút thu chitosan kết tủa , tiến hành sấy kết tủa phương pháp sấy đông khô (nhiệt độ -20oC ngày) thu chitosan CA2 Chitosan sau tinh đem xác định độ DDA, độ nhớt, tính chất cảm quan Kết thể bảng 4.5, hình 4.4 hình 4.5 Bảng 4.5: Tính chất chitosan sau tinh 92,8 Độ nhớt (cps) 1430 Chitosan CA1 93 1358 Chitosan CA2 93,3 1003 Tính chất Mẫu Chitosan thô DDA (%) Tính chất cảm quan Trắng đục, hình vảy, giòn Trắng, cứng giòn Trắng, mềm xốp Hiệu suất thu hồi (%) 99,5 99,46 Hình 4.4: Chitosan sấy đối lưu Hình 4.5: Chitosan sấy đông khô Kết nghiên cứu cho thấy sau trình tinh chitosan có màu trắng sáng so với chitosan thô, loại bỏ phần chất không tan (chủ yếu chitin trình deacetyl không đạt độ đồng cao) Độ DDA không 39 thay đổi đáng kể so với chitosan thô ban đầu Độ nhớt giảm đáng kể sovới chitosan thô ban đầu Điều giải thích chitosan cấu tạo liên kết β-(1,4)-glucozit, liên kết dễ bị cắt đứt tác nhân axit, kiềm, mà trình tinh có sử dụng hai tác nhân để tinh Hiệu suất thu hồi chitosan lớn 4.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm chitosan Chất lượng chitosan đánh giá DDA, độ nhớt khả kháng vi sinh vật Ta thu kết sau: Bảng 4.6: Đánh giá chất lượng chitosan Mẫu DDA (%) Độ nhớt (cps) Chitosan 93 1358 Nồng độ kháng S Typhimurium (ppm) ≥ 500 kết (+) kết (-) Hình 4.6: Khả kháng S Typhimurium chitosan Qua bảng 4.6 cho thấy chế phẩm chitosan thu có độ DDA > 90%, nồng độ kháng ví khuẩn S Typhimurium ≥ 500ppm, chế phẩm bảo quản thực phẩm 40 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận + Thành phần hóa học phế liệu tôm: Độ ẩm 75,43%; Hàm lượng protein 43,49%; Hàm lượng khoáng 27,47% + Kết nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan: Hàm lượng protein khoáng sót lại sau lên men 7,98% 10,44% DDA chitosan tinh theo phương pháp sấy đối lưu 93%, theo phương pháp sấy đông khô 93,3% + Chất lượng chế phẩm chitosan thu được: DDA > 90%; độ nhớt 1358cps; Nồng độ kháng khuấn S.Typhimurium ≥500ppm 5.2 Kiến nghị - Cần nghiên cứu bước thu nhận sắc tố - Nghiên cứu thu nhận chitin đạt tiêu chuẩn từ bã chitin sau lên men L Plantarum NCDN4 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng việt Huỳnh Nguyễn Duy Bảo, Trần Thị Luyến số cộng (2000), “Hoàn thiện quy trình sản xuất Chitin-Chitosan chế biến số sản phẩm công nghiệp từ phế liệu vỏ tôm cua”, báo cáo khoa học, Đề tài cấp bộ, Nha Trang Lưu Văn Chính, Châu Văn Minh, Phạm Hữu Điển, Vũ Mạnh Hùng, Ngô Thị Thuận (2000), “Tổng hợp nghiên cứu tác dụng hạ Cholesterol máu N,N,N-trimethyl chitosan”, Tạp chí Dược học số 9, mục Phạm Lê Dũng, Trịnh Bình, Lại Thu Hiền cộng (1997), “Vật liệu sinh học từ chitin”, Viện Hóa học – Viện công nghệ sinh học, Trung tâm khoa học tự nhiên công nghệ quốc gia Hà Nội Lê Thanh Hà, Nguyễn Thị Tuyết Mai (2011), “Nghiên cứu ảnh hưởng đặc tính chitosan đến khả kháng khuẩn”, Tạp chí Khoa học Công nghệ 49 (6A), trang 51-57 Đặng Văn Luyến (1995), “Chitin/Chitosan”,Các giảng báo cáo chuyên đề, tập 2, 27-35 Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn (2004), Giáo trình “Sản xuất chế phẩm kỹ thuật y dược từ phế liệu Thủy sản”, nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội Đào Tố Quyên, Nguyễn Thị Lâm, Hà Thị Anh Đào cộng sự, “Nghiên cứu thử nghiệm PDP (chitosan) làm chất phụ gia sản xuất giò lụa, bánh cuốn”, Viện dinh dưỡng, Trung tâm kỹ thuật an toàn vệ sinh thực phẩm Việt Nam Dương Văn Tuyển (2002), “Tuyển tập công trình nghiên cứu khoa học chăn nuôi vịt”, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, Viện Chăn nuôi Việt nam Trang Sĩ Trung (2008), “Nghiên cứu tinh Chitosan từ phế liệu tôm”, Tạp chí KHCN Thủy sản, số 10 Hà Duyên Tư (2009), “Phân tích hóa học thực phẩm” Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 42 Tài liệu tiếng anh 11 A.O ONIFADE, T.O OLUTUNDE (2000), “Protein quality of shrimp waste” Bioresource Technology, 185 – 188 12 Bina B., Mehdinejad M.H., Nikaeen M., Movahedian Attar H., (2009), Effectiveness of chitosan as natural coagulant acid in treating turbid waters Iran.J.Environ, Health, Sci, Eng 6, 247-252 13 Dalev P G., Simeonova L.S.(1992), An enzyme biotechnology for thetotal utilization of leather wastes, Biotechnol Lett Vol 14, pp.531-534 14 Dashang Liu, et al (2006), Determanition of the dgree of acetylation of chitosan by UV spectrophotometry using dual standards Carbohydrate Research 341, 782 – 758 15 Feredoon Shahidi, et al (1999) Food applications of chitin and chitosans Trends in Food science & Technology 10, 37-51 16 Gagne N and Simpson B.K.(1993), Use of proteolytic enzymes to facilitate recovery from shrimp wastes, Food Biotechnol,pp 253-263 17 H K No and S P Meyers (1989), “Crawfish chitosan as a coagulant in recovery of organic compounds from seafood processing streams” Journal of Agricultural and Food Chemistry, 37: 580-583 18 Hafdani F.Nejati, Sadeghinia N (2011) A Review on application of chitosan as a Natural Antimicrobial World Academy of Science, Engineering and Technology 74, 257-261 19 Hsyue-Jen Hsieh, et al (2007), Improvement in the properties of chitosan membranes using natural organic acid solutions as solvents for chitosan dissolution Journal of Medical and Biological Engineering 27, 23-28 20 Liu X.F., et al (2001) Antibacterial action of chitosan and carboxymethylated chitosan Journal of Applied Polymer Science 79, 1324-1335 21 Lin Jiang (2009) Comparison of disk difusion, agar dilution, and broth microdilution for antimicrobial susceptibility testing of five chitosan.Fujian Agricultural and Forestry University, China 22 Morimoto M and Shigemasa Y (1997), Charaterization and bioactivities of chitin and chitosan regulated by their degree of deacetylation Kobunshi Ronbunshu 54, 621-631 43 23 Mohamed E.I Badawy and Entsar I.Rabea (2011) A Biopolymer chitosan and its derivatives as promising antimicrobial agents against plant pathogen and their application in crop protection Intermational Journal of Carbohydrate Chemistry, Article ID 460381, 29 pages 24 No H.K., Lee K.S., Meyers S.P (2000), Correlation Between Physicochemical Charactereristics and Binding Capacities of chitosan products Journal of food science 65, 1134-1137 25 Pradip Kumar Dutta, et al Chitin and chitosan: Chemistry, properties and applications Journal of Scientific & Industrial Research 63, 20-31 26 Synowiecki, J., Sikorski, Z.E., Naczk, M and Piotrzkowska, H (1982), Immobilization of Enzymes on Krill Chitin activated by Formaldehyte Biotechnol Bioeng 24, 1871-1876 27 Synowiecki J z and Al-Khateeb N A (2003), “Production, Properties, and Some New Applications of Chitin and Its Derivatives” Critical Reviews in Food Science and Nutrition 43:145-171 28 Y.-S Oh, I.-L Shih, Y.-M Tzeng and S.-L Wang (2000), “Protease produced by Pseudomonas aeruginosa K-187 and its application in the deproteinization of shrimp and crab shell wastes” Enzyme and Microbial Technology, 27: 3-10 PHỤ LỤC Hình 1: Dịch thủy phân Hình 2: Chitosan thô Hình 3: Chitosan thô hòa tan CH3COOH 1% kết tủa NaOH 10% [...]... dung nghiên cứu Nội dung 1: Xác định thành phần hóa học của phế liệu tôm Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm - Nghiên cứu quá trình loại protein - Nghiên cứu quá trình loại khoáng - Nghiên cứu quá trình khử màu - Nghiên cứu quá trình deacetyl hóa - Nghiên cứu quá trình tinh sạch chitosan Nội dung 3: Đánh giá chất lượng sản phẩm chitosan 28 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1... 2.2.2 Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin /chitosan ở Việt Nam Việc nghiên cứu sản xuất chitin /chitosan và các ứng dụng của chúng trong sản xuất phục vụ đời sống là một hướng nghiên cứu tương đối mới mẻ ở 25 nước ta Vào những năm 1978 đến 1980, trường ĐH Thủy sản Nha Trang đã công bố quy trình sản xuất chitin /chitosan của kỹ sư Đỗ Minh Phụng, nhưng chưa có ứng dụng cụ thể trong sản xuất Gần đây trước... bao gồm đầu, vỏ và đuôi tôm Ngoài ra, còn có tôm gãy thân, tôm lột vỏ sai quy cách hoặc tôm bị biến màu Tuỳ thuộc vào loài và phương pháp xử lý mà lượng phế liệu có thể vượt quá 60% khối lượng sản phẩm Có thể lấy tôm càng xanh Macrobrachium rosenbergii làm ví dụ, đầu tôm chiếm tới 60% trọng lượng tôm Đầu tôm sú Penaeus monodon cũng chiếm tới 40% trọng lượng tôm Với sản phẩm tôm lột vỏ, rút chỉ lưng,... xuất Gần đây trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh đang ngày càng cấp bách, trước những thông tin kỹ thuật mới về chitin /chitosan cũng như tiềm năng thị trường của chúng đã thúc đẩy các nhà khoa học của chúng ta bắt tay vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitin /chitosan ở bước cao hơn, đồng thời nghiên cứu các ứng dụng của chúng trong các lĩnh vực sản xuất công nghiệp Hiện nay ở Việt... Bản, đã sản xuất 600 tấn/năm, Mỹ 400 tấn/năm Ngoài ra, còn có các nước như Trung Quốc, Pháp, Ấn Độ cũng đã sản xuất và ứng dụng chitin, chitosan Hiện nay, có khoảng 10 công ty lớn sản xuất chitin – chitosan trên thế giới, hầu hết các công ty này đều ở Nhật Công ty Protan, Biopolymer, một trong những công ty lớn trên thế giới sản xuất chitin – chitosan đã nghiên cứu ra nhiều sản phẩm có nguồn gốc chitosan. .. phẩm tôm lột vỏ, rút chỉ lưng, lượng đuôi và vỏ đuôi của tôm chiếm khoảng 25% trọng lượng tôm Đối với tôm thẻ, lượng phế liệu đầu tôm chiếm 28% và vỏ chiếm 9%, như vậy tổng lượng phế liệu vỏ đầu tôm thẻ là 37% Lượng phế liệu này có thể giảm ít nhiều bằng cách nâng cao hiệu quả lột vỏ nhờ các thiết bị và công nghệ chế biến tốt hơn Giảm lượng phế liệu từ khâu chế biến hoặc tìm giải pháp tái sử dụng chúng... pháp là thời gian lên men kéo dài [28] 2.2 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 2.2.1 Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin /chitosan trên thế giới Trước đây, người ta đã thử chiết tách chitin từ thực vật biển nhưng nguồn nguyên liệu không đủ đáp ứng nhu cầu sản xuất Trữ lượng chitin phần lớn có nguồn gốc từ vỏ tôm, cua Trong một thời gian, các chất phế thải này không được thu hồi mà lại thải ra ngoài... khoa học Việt Nam; Viện Hóa thuộc Phân viện Khoa học Việt Nam tại thành phố Hồ Chí Minh; Trung tâm Công nghệ và Sinh học Thủy sản – Viện nghiên cứu nuôi trồng thủy sản 2 26 PHẦN 3 VẬT LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Vật liệu nghiên cứu 3.1.1 Nguyên liệu Phế liệu tôm được thu mua tại vùng biển Quảng Ninh Sau đó loại bỏ tạp chất, vận chuyển về phòng thí nghiệm 3.1.2 Enzyme Chế phẩm Alcalase... khoảng 45.000 tấn phế liệu, năm 2005 ước tính khoảng 70.000 tấn/năm Trần Thị Luyến (2004) cho biết trong vỏ tôm tươi chitin chiếm khoảng 5% khối lượng, trong vỏ tôm khô khoảng 2040% khối lượng Như vậy hàng năm có thể sản xuất gần 5000 tấn chitosan phục vụ sản xuất trong nước và xuất khẩu, mang lại hiệu quả kinh tế cho ngành Thuỷ sản PLT là những thành phần phế thải từ các cơ sở chế biến tôm bao gồm đầu,... chế biến xuất khẩu thủy sản tiếp tục là động lực thúc đẩy phát triển nuôi trồng thuỷ sản, khai thác thuỷ sản và mang lại nhiều lợi ích kinh tế ngành, nâng cao thu nhập và đời sống lao động nghề cá Tôm được dự kiến đạt khoảng 483 nghìn tấn nguyên liệu để phục vụ cho xuất khẩu khoảng 390.000 tấn năm 2010 Theo thống kê của Trung tâm Nghiên cứu Chế biến Thủy sản, Đại học Thuỷ sản thì lượng phế liệu năm ... học phế liệu tôm Nội dung 2: Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm - Nghiên cứu trình loại protein - Nghiên cứu trình loại khoáng - Nghiên cứu trình khử màu - Nghiên cứu trình. .. Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu quy trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm - Đánh giá chất lượng chế phẩm chitosan sản xuất 1.3 Yêu... vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitin /chitosan bước cao hơn, đồng thời nghiên cứu ứng dụng chúng lĩnh vực sản xuất công nghiệp Hiện Việt Nam có nhiều sở khoa học nghiên cứu sản xuất