chitosan bảo quản hoa quảSản phẩm trái cây của nước ta, đặc biệt trái cây của các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long cỏ nhiều lợi thế về chủng loại, sản lượng và chất lượng của trái cây miền nhiệt đới nhưng việc bảo quản để xuất khẩu vào các thị trường lớn như Nhật, Mỹ, EU... chưa ngang tầm với sản lượng thu hoạch hàng năm. Hiện nay, nước ta chỉ có một số doanh nghiệp lớn và các siêu thị có phương thức tồn trữ trái cây ở nhiệt độ lạnh. Còn lại đa số các vựa thu mua trái cây cũng như nông dân đều thu hoạch và bán trái cây theo tập quán, không có quy trình bảo quản sau thu hoạch. Điều này gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm và hiệu quả kinh tế. Có nhiều nguyên nhân trong vấn đề này, trong đó việc bảo quản chưa được đầu tư về công nghệ và hệ thống thiết bị bảo quản một cách tương xứng với doanh nghiệp có thương hiệu trái cây xuất khẩu. Thời gian gần đây vấn đề này được các nhà vườn rất quan tâm và các công trình nghiên cứu bảo quản trái cây sau thu hoạch cũng đang cho những kết quả khả quan. Rau quả chúng ta có sản lượng rất cao nhưng về mặt chất lượng thì rất kém như thường được thu hoạch khi chưa đến thời điểm thu hoạch, đa số trái cây thường không qua khâu kiểm tra chất lượng và vệ sinh an toàn thực phẩm.. .Trong đó chỉ một số lượng trái tươi đủ tiêu chuẩn phẩm cấp được phân loại bảo quả ở kho lạnh có nhiệt độ và độ ẩm thích hợp cho từng loại trái. Đáng chú ý, hiện do nước ta có rất ít các kho bảo quản nên chí phí bảo quản trong các khâu thu hái, bao gói và vận chuyển lạnh để xuất khẩu rất cao. Sự hư hỏng trong quá trình hảo quản rau quả do các nguyên nhân sau đây: do hiện tượng chín sinh lý tự nhiên và hiện tượng nhiễm bệnh. Đồng thời các yếu tố như vi sinh vật thâm nhập từ môi trường bên ngoài và cường độ hô hấp của quả nếu hô hấp càng mạnh mẽ thì quá trình chín càng chóng xảy ra và thời hạn bảo quả càng bị rút ngắn. Rau quả trong quá trình bảo quản bị mất nước và bị tổn thương cơ học. Bệnh cũng gây tổn thương tạo điều kiện cho nhiễm vi sinh vật thử cấp càng gây hư hỏng nhanh chóng hơn. Thuốc bảo vệ thực vật sử dụng bừa bãi dẫn đến giảm giá trị cảm quan và không an toàn. Vì vậy tìm đuợc phương pháp bảo quản rau quả sau thu hoạch đơn giản và tiết kiệm là nhiệm vụ trước mắt quan trọng để đẩy mạnh xuất khẩu rau quả. Cà chua là loại rau màu được trồng và sử dụng khá phổ biến ở nước ta. Chúng có tuổi thọ ngắn do cấu trúc nhiều nước và không có vỏ cứng bảo vệ. Thời vụ thu hái cà chua kéo dài từ tháng 11 đến tháng 2 năm sau. Trong thời gian này do thu hoạch cùng lúc nên giá cà chua rất thấp (có thời điểm chỉ 500 VND một kilogam), đôi khi người nông dân không muốn thu hái vì giá bán không bù đủ công sức. Nhưng khi trái vụ giá cà chua lại khả cao, các nhà máy không có cà chua để sản suất. Từ trước tới nay biện pháp bảo quản cà chua chủ yếu là sản xuất bán sản phẩm (nuớc ép, bột, cà chua
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI KHOA TP – MT – ĐD -***** - KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM THU NHẬN CHITIN - CHITOSAN TỪ VỎ TÔM ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN RAU QUẢ GVHD: NGUYỄN THỊ THU HẰNG NHÓM SVTH: NHÓM LỚP: 14DSP1 NIÊN KHÓA: 2014 – 2018 ĐỒNG NAI, THÁNG 12 NĂM 2017 DANH SÁCH SINH VIÊN STT Họ tên Mã sinh viên Đặng Thị Thuý 1406887 Trần Mỹ Cương 1407211 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ ĐỒNG NAI CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA TP (MT - ĐD) NHIỆM VỤ KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Tên khóa luận: “Thu nhận chitin chitosan từ vỏ tôm ứng dụng bảo quản hoa quả” Lớp: 14DSP1 Nhiệm vụ khóa luận: Thực quy trình tách chitin, chitosan từ vỏ tôm Đánh giá chất lượng chitosan thu Thử nghiệm quá trình bảo quản… màng chitosan Mục đích thí nghiệm; chuẩn bị trang thiết bị, dụng cụ hóa chất; Cách tiến hành thí nghiệm; Kết đo, tính toán; Nhận xét kết luận Ngày giao: Ngày hoàn thành đồ án: Họ tên giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Thị Thu Hằng Biên Hòa, ngày 12 tháng năm 2017 Trưởng khoa Giảng viên hướng dẫn TS Trần Thanh Đại NGUYỄN THỊ THU HẰNG LỜI CÁM ƠN Trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, tìm hiểu hồn thành khóa luận ngồi cố gắng thân, chúng tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cô khoa công nghệ thực phẩm - môi trường đặc biệt với dẫn giáo viên hướng dẫn cô Nguyễn Thị Thu Hằng Chúng em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: - Quý thầy cô Khoa Thực phẩm - Môi trường Điều dưỡng, trường đại học công nghệ Đồng Nai tạo điều kiện giúp đỡ chúng tơi hồn thành tốt khóa luận - Cơ Nguyễn Thị Thu Hằng người trực tiếp dẫn, góp ý kiến, tận tình hướng dẫn chúng em suốt thời gian hồn thành khóa luận - Gia đình, người thân động viên giúp đỡ tạo điều kiện cho chúng tơi suốt thời gian làm khóa luận Trong thời gian làm việc với Cô, không ngừng tiếp thu kiến thức bổ ích mà học tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu khoa học nghiêm túc, hiệu Đây điều cần thiết cho quá trình học tập công tác sau Chúng xin chân thành cảm ơn! NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thái độ làm việc: Trình bày: Điểm số: Biên Hòa, ngày … tháng … năm 2017 Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Thị Thu Hằng MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Sản phẩm trái nước ta, đặc biệt trái các tỉnh Đồng Bằng Sông Cửu Long cỏ nhiều lợi về chủng loại, sản lượng chất lượng trái miền nhiệt đới việc bảo quản để xuất vào các thị trường lớn Nhật, Mỹ, EU chưa ngang tầm với sản lượng thu hoạch hàng năm Hiện nay, nước ta có số doanh nghiệp lớn các siêu thị có phương thức tồn trữ trái nhiệt độ lạnh Còn lại đa số các vựa thu mua trái nông dân đều thu hoạch bán trái theo tập quán, khơng có quy trình bảo quản sau thu hoạch Điều gây ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng sản phẩm hiệu kinh tế Có nhiều nguyên nhân vấn đề này, việc bảo quản chưa đầu tư về công nghệ hệ thống thiết bị bảo quản cách tương xứng với doanh nghiệp có thương hiệu trái xuất Thời gian gần vấn đề các nhà vườn quan tâm các công trình nghiên cứu bảo quản trái sau thu hoạch cho kết khả quan Rau có sản lượng cao về mặt chất lượng thì thường thu hoạch chưa đến thời điểm thu hoạch, đa số trái thường không qua khâu kiểm tra chất lượng vệ sinh an tồn thực phẩm Trong số lượng trái tươi đủ tiêu chuẩn phẩm cấp phân loại bảo kho lạnh có nhiệt độ độ ẩm thích hợp cho loại trái Đáng ý, nước ta có các kho bảo quản nên chí phí bảo quản các khâu thu hái, bao gói vận chuyển lạnh để xuất cao Sự hư hỏng quá trình hảo quản rau các nguyên nhân sau đây: tượng chín sinh lý tự nhiên tượng nhiễm bệnh Đồng thời các yếu tố vi sinh vật thâm nhập từ mơi trường bên ngồi cường độ hô hấp hô hấp mạnh mẽ thì quá trình chín chóng xảy thời hạn bảo bị rút ngắn Rau quá trình bảo quản bị nước bị tổn thương học Bệnh gây tổn thương tạo điều kiện cho nhiễm vi sinh vật thử cấp gây hư hỏng nhanh chỏng Thuốc bảo vệ thực vật sử dụng bừa bãi dẫn đến giảm giá trị cảm quan khơng an tồn Vì tìm đuợc phương pháp bảo quản rau sau thu hoạch đơn giản tiết kiệm nhiệm vụ trước mắt quan trọng để đẩy mạnh xuất rau Cà chua loại rau màu trồng sử dụng khá phổ biến nước ta Chúng có tuổi thọ ngắn cấu trúc nhiều nước khơng có vỏ cứng bảo vệ Thời vụ thu hái cà chua kéo dài từ tháng 11 đến tháng năm sau Trong thòi gian thu hoạch lúc nên giá cà chua thấp (có thời điểm 500 VND kilogam), người nông dân không muốn thu hái vì giá bán không bù đủ công sức Nhưng trái vụ giá cà chua lại khả cao, các nhà máy khơng có cà chua để sản suất Từ trước tới biện pháp bảo quản cà chua chủ yếu sản xuất bán sản phẩm (nuớc ép, bột, cà chua đặc ) dù cơng nghệ có nhiều cải tiến song các tính chất quý cà chua các sản phẩm đều bị đi, đặc biệt mùi vị vitamin Trong hướng nghiên cứu công nghệ bảo quản sau thu hoạch trái cây, rau nói chung cà chua nói riêng thì việc kéo dài thời gian bảo quản quan trọng giữ trạng thái, tính chất rau tươi quan tâm Chitosan polyme sản xuất từ đầu tơm, vỏ tơm, mai mực phụ phế phẩm ngành chế biến thủy sản Chitosan thể nhiều đặc tính đáng ý có khả tạo màng thấm khí, khả diệt khuẩn cao khơng hại cho người tiêu dùng sử dụng gói rau tươi, sử dụng đặc biệt phù họp cho bảo quản rau tươi Do người ta nghiên cứu sử dụng chitosan làm màng bao bảo quản rau vì vừa thân thiện với mơi trường vừa an tồn thực phẩm 1.2 Mục đích yêu cầu nghiên cứu 1.2.1 Mục đích - Thực quy trình sản xuất chitin, chitosan phương pháp hoá học - Thử nghiệm bảo quản… chitosan thu 1.2.2 Yêu cầu - Sản phẩm đạt các tiêu đưa - Thu các sản phẩm dạng bột - Bảo quản hoa thời gian lâu chitosan 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Vỏ đầu tôm 1.4 Ý nghĩa đề tài Chitin polysaccharied đứng thứ hai về lượng tự nhiên sau cellulose Chitin các sản phẩm chúng ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực như: y học, sản xuất mỹ phẩm, bảo quản nơng sản, xử lý mơi trường… Ngồi khử acetylene hợp chất chitn tạo thành chitosan đơn vị cao phân tử glucosamine, chất có ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp nhẹ, thực phẩm, nông nghiệp Việc nghiên cứu tách chiết chitin từ vỏ giáp xác thực kỷ Hiện nay, tôm mặt hàng chế biến chủ lực nghành thủy sản Việt Nam, chủ yếu tôm đông lạnh Theo báo cáo Bộ thủy sản, lượng tôm năm 2010 693.3 nghìn tấn, tùy thuộc vào sản phẩm chế biến sản phẩm cuối mà phế liệu lên tới 40 – 70% khối lượng nguyên liệu CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan chitin-chitosan 2.1.1 Chitin 2.1.1.1 Lịch sử nguồn gốc chitin, chitosan: 2.1.1.1.1 lịch sử phát chitin, chitosan: Danh từ “chitin” bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp “tunic” hay “envenlopen” có nghĩa lớp vỏ hay bao bọc Chitin phát Henri Braconnot vào năm 1811[5] Lần ông phân lập chitin hợp chất không tan kiềm số loại nấm Hợp chất Braconnot phân lập lẫn nhiều tạp chất ông khẳng định gỗ Đến năm 1823, Odier cô lập chitin từ cánh cứng bọ cánh cứng phân lập chitin loại khoáng vỏ cua Từ đó, Odier cho hợp chất vỏ giáp xác côn trùng Vào năm 1834, Children phát có mặt nitơ chitin, năm sau tức năm 1843 tồn nitơ chitin Lassaigne chứng minh lần Đến năm 1859, C.Rouget phát hợp chất đun hoàn lưu chitin dung dịch KOH đặc, có tính chất khác với chitin, ông gọi “modified chitin” Năm 1876, Ledderhose thuỷ phân vỏ tôm hùm dung dịch HCl nhận muối Clorua amin 6C Ông đề nghị cấu trúc CHO.(CHOH)4.CH2NH2.HCl Năm 1894, Winterstein phát xử lý nấm với H 2SO4 hay NaOH thuỷ phân HCl thì đều thu loại mono saccharide acid acetic Tuy nhiên, ông ta gọi hợp chất “celulose” Cũng năm này, đun chitin 10 các mắt xích N-axetyl-D-glucozamin nhóm -OH, nhóm -NH2 các mắt xích Dglucozamin có nghĩa chúng vừa ancol vừa amin, vừa amit Phản ứng hoá học xảy vị trí nhóm chức tạo dẫn xuất O-, dẫn xuất N-, dẫn xuất O-, N Mặt khác chitin/chitosan polime mà các monome nối với các liên kết (3-(l-4)-glicozit; các liên kết dễ bị cắt đứt các chất hoá học như: acid, bazo, tác nhân oxy-hóa các enzyme thuỷ phân 2.2.2.3 tính chất sinh học chitosan Vật liệu chitosan có nguồn gốc tự nhiên, khơng độc, dùng an tồn cho người Chúng có tính hòa hợp sinh học cao với thể, có khả tự phân huỷ sinh học Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như: có khả hút nước, giữ ẩm, tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích phát triển tăng sinh tế bào, có khả ni dưỡng tế bào điều kiện nghèo dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u Chitosan ức chế các vi khuẩn gram dương, gram âm mà nấm men nấm mốc Khả kháng khuẩn chitosan phụ thuộc vài yếu tố loại chitosan sử dụng (độ deacetyl, khối lượng phân tử), pH mơi trường, nhiệt độ, có mặt số thành phần thực phẩm Khả kháng khuẩn chitosan d n xuất nghiên cứu số tác giả, chế kháng khuẩn giải thích số trường hợp Mặc dù chưa có giải thích đầy đủ cho khả kháng khuẩn tất các đối tượng vi sinh vật, hầu hết đều cho khả kháng khuẩn liên quan đến mức độ hấp phụ chitosan lên bề mặt tế bào Trong đó, chitosan hấp phụ lên bề mặt vi khuẩn gram âm tốt vi khuẩn gram dương Một số chế giải thích sau: Nhờ tác dụng nhóm NH chitosan lên các vị trí mang điện tích âm màng tế bào vi sinh vật, tới thay đổi tính thấm màng tế bào làm cho quá trình trao đổi chất qua màng tế bào bị ảnh hưởng Lúc này, vi sinh vật nhận các chất dinh dưỡng cho phát triển bình hường glucose dẫn đến cân bên bên màng tế bào cuối d n đến chết tế bào Chitosan ngăn cản phát triển vi khuẩn có khả lấy các ion kim loại quan trọng Cu 2+, Co2+, Cd2+ tế bào vi khuẩn nhờ hoạt động các nhóm amino chitosan tác dụng với các nhóm anion bề mặt thành tế bào.Như vi sinh vật bị ức chế phát triển cân liên quan đến các ion quan trọng Điện tích dương nhóm NH 3+ glucosamine monomer pH< 6,3 tác động lên các điện tích âm thành tế bào vi khuẩn, dẫn đến rò rỉ các phần tử bên màng tế bào Đồng thời gây tương tác sản phẩm quá trình 26 thuỷ phân có khả khuếch tán bên tế bào vi sinh vật với ADN dẫn đến ức chế mARN tổng hợp protein tế bào Ngoài ra, chitosan có tác dụng làm giảm cholesterol lipid máu, làm to vi động mạch hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết Chitosan chất thân mỡ có khả hấp thụ dầu mỡ cao hấp thu đến gấp 6-8 lần trọng lượng Chitosan phân tử có điện tích dương nên có khả gắn kết với điện tích âm acid béo acid mật tạo thành chất có phân tử lớn khơng bị tác dụng các enzyme tiêu hóa không bị hấp thụ vào thể mà thải ngồi theo phân qua làm giảm mức cholesterol LDLcholesterol, acid uric máu nên giúp ta tránh các nguy bệnh tim mạch, bệnh gút, kiểm soát tăng huyết áp giảm cân Với khả thúc đẩy hoạt động các peptid, insulin, kích thích việc tiết insulin tuyến tụy nên chitosan dùng để điều trị bệnh tiểu đường Nhiều công trình công bố khả kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn dịch thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế phát triển các tế bào u, ung thư, HIV/AIDS * Chitosan chống tia tử ngoại, chống ngứa 2.2.3 Ứng dụng chitin - chitosan 2.2.3.1 Ứng dụng chitosan ngành công nghệ thực phẩm Chất làm - Ứng dụng công nghiệp sản xuất nước quả: Trong sản xuất nước quả, việc làm yêu cầu bắt buộc Thực tế sử dụng các chất làm như: gelatin, bentonite, kali caseinat, tannin, polyvinyl pyrovinyl chitosan tác nhân tốt loại bỏ độ đục, giúp điều chỉnh acid nước Đối với dịch táo, nho, chanh, cam không cần qua xử lý pectin, sử dụng chitosan để làm Đặc biệt nước táo, độ đục giảm tối thiểu mức xử lý với 0,8 kg/m3 mà không hề gây ảnh hưởng xấu tới tiêu chất lượng Nghiên cứu chitosan có ái lực lớn với các polyphenol catechin, proanthocyanydin, acid cinamic, d n xuất chúng; chất mà biến màu nước phản ứng oxy hóa 2.2.3.2 Sử dụng thực phẩm chức năng Chitosan có khả làm giảm hàm lượng cholesterol máu Nếu sử dụng thực phẩm chức có bổ sung 4% chitosan thì lượng cholesterol máu giảm đáng kể sau tuần Ngồi chitosan xem chất chống đơng tụ máu Nguyên nhân việc giảm cholesterol huyết chống đông tụ máu biết ngăn không cho tạo các micelle Điều ý là, pH = 6- 6,5 chitosan bắt đầu bị kết tủa, toàn chuỗi polysacchride bị kết lắng giữ lại toàn lượng micelle Chính nhờ đặc điểm quan trọng chitosan ứng dụng sản phẩm thực phẩm chức 2.2.3.3 Phân tách rượu- nước 27 Chitosan xử lý đặc biệt để tạo dạng màng rỗng Với việc điều chỉnh tốc độ thẩm thấu (lượng chất lỏng qua màng khoảng 1m2/giờ ) Màng sử dụng hệ thống phản ứng đòi hỏi khơng dùng nhiệt độ quá cao Việc phân tách loại nước, kết hàm lượng ethanol lên đến 80 % 2.2.3.4 Ứng dụng làm màng bao (bảo quản hoa quả) Lớp màng không độc bao toàn khu cư trú từ bề mặt khối nguyên liệu nhằm hạn chế phát triển vi sinh vật bề mặt nguyên nhân gây thối hỏng thực phẩm Màng chitosan có lợi ích lớn với việc làm cứng thịt quả, ổn định acid, làm chậm phản ứng tổng hợp anthocyanin dâu tây để 4oC Sau 31 ngày thịt cứng hơn, độ acid ổn định so với việc sử dụng thuốc diệt nấm Ngồi làm giảm tỷ lệ “nâu hóa” Điều làm giảm lượng anthocyanin chứa Nấm thủ phạm dễ gây thối nhất, ưu điểm chitosan khả kháng nấm Thêm vào đó, màng chitosan gần giống mơi trường bên ngồi mà khơng gây ngun nhân hơ hấp kị khí, hấp thu chọn lọc tới oxy nhiều carbonic Một nghiên cứu khác tỏi hạt tiêu màng chitosan rõ ràng làm giảm tổn thất hạt 13-12oC (độ ẩm tương đối 85%), việc nhúng dung dịch nồngđộ1,5%.Mức độ hô hấp, màu, bị héo, hay bị nhiễm nấm giảm đáng kể Các kiểm tra hạt tiêu xanh, khoai tây, carrot, củ cải, hành tây cho thấy có khoai tây hạt tiêu xanh có phản ứng lại với màng, không làm giảm khối lượng thực phẩm, làm chậm lại lão hóa Khả ngăn chặn quá trình hư thối tìm thấy carrot, củ cải, măng tây phủ màng Chất màng gây hại đến các loại cách làm tăng khả thối hỏng Việc sử dụng 2% (w/v) màng chitosan cho hạt tiêu xanh làm giảm hư thối, giảm nâu, tăng CO2 làm giảm O2 bên màng [12] Trong khơng có hiệ u với các quả, củ có nước bị thông qua các sẹo củ khoai tây Tuy lớp màng giảm tỷ lệ nâu hóa 12 ngày quá trình bảo quản Ngoài việc sử dụng màng chitosan để bảo quản , Việt Nam có kết hợp bảo quản màng chitosan PE Quy trình bảo quản trái quýt đường với thời gian tồn trữ đến tuần Đó bảo quản trái cách bao màng chitosan nồng độ 0,25% kết hợp với bao polyethylene có đục lỗ với đường kính lỗ mm ghép mí lại máy ép Sau đó, bảo quản nhiệt độ 12oC Với phương pháp này, phẩm chất bên trái như: hàm lượng đường, hàm lượng vitamin C ổn định, tỷ lệ hao hụt trọng lượng thấp, màu sắc vỏ trái đồng đều đẹp 28 2.2.4 Nguồn thu nhận chitin- chitosan Chitin – chitosan chiết xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau: phế liệu thủy sản, vi nấm, vi khuẩn nhiên nguồn nguyên liệu để sản xuất chitin – chitosan phế liệu thủy sản, đặc biệt vỏ tôm, ghẹ, mực Tùy theo nguyên liệumà hàm lượng chitin biến đổi khác nhau, nang mực có hàm lượng chitin cao tôm sú tôm thẻ STT Thành phần Trong vỏ tơm tươi Tròng vỏ tơm khơ (% khối lượng) Muối khoáng (%) 12,25 45,16 Protein (%) 8,05 23,25 Chitin ( %) 4,50 27,50 Sắc tố (%) Chưa xác định Chưa xác định Độ ẩm (%) 75 Bảng thành phần hoá học của vỏ tôm Phế liệu tôm từ các sở chế biến phần phế thải đầu, vỏ, chân đuôi tôm Trong thành phần tôm, phần đầu chiếm khoảng 35 = 45% khối lượng, phần vỏ, chân đuôi chiếm khoảng 10 -15% Như nói trên, thành phần hóa sinh vỏ tơm gồm có chitin, protein, chất khoáng, lipid, các sắc tố Tỷ lệ các thành phần không ổn định mà thay đổi các giống, loài, đặc điểm, sinh thái, sinh lý giai đoạn phát triển tôm 2.2.5 Tổng quan táo 2.2.5.1 Nguồn gốc cấu tạo táo Cây táo loại thân gỗ thuộc họ Hoa hồng (Rosaceae), chi Malus, loài M domestica Trong chi Malus có khoảng 30 – 35 lồi chủ yếu sống châu Âu Bắc 29 Mỹ Cây táo tây có nguồn gốc Trung Á, v n lồi táo dại tổ tiên táo tây mọc vùng Tổng sản lượng táo tây năm 2005 toàn giới 55 triệu tấn, trị giá khoảng 10 tỷ đô la Mỹ Trong đó, sản lượng Trung Quốc chiếm 35% Mỹ nước có sản lượng táo cao thứ nhì, chiếm 7,5% tổng sản lượng giới Thổ Nhĩ Ky, Pháp, Italia, Iran nước xuất táo hàng đầu Trái hình tròn màu sắc tùy loại táo như: táo Gala màu đỏ th m, táo Klever fruits có màu cam vàng, táo xanh mỹ có màu xanh, táo Fuji Mỹ có màu vàng xen lẫn các chấm đỏ hồng đến đỏ đậm 2.2.5.2 Các thành phần hoá học táo Năng lượng 100 g táo 229 Kj (54 Kcal) Bảng 1.3 Các thành phần hóa học của táo Thành phần Hàm lượng (100g) Thành phần Hàm lượng (100g) Nước 84,3 Chất xơ 2,1 Protein 0,3 Acid hữu 0,6 Lipid 0,4 Vitamin 1,2 Carbonhydrat 10,8 Chất khoáng 0,3 2.2.6 Một số phương pháp sản xuất chitosan 2.2.6.1 Quy trình sản xuất chitosan kỹ sư Đỗ Minh Phụng Nguyên liệu vỏ tôm khô khử khoáng HCl 6N với tỷ lệ w/v=1/2.5 Ở nhiệt độ phòng, sau 48 đem rửa trung tính, đun NaOH 8% với tỷ lệ w/v=1/2.5 Ở nhiệt độ phòng, sau 48 đem rửa trung tính, đun 30 NaOH 8% với tỷ lệ w/v=1/1.5, nhiệt độ 100 oC, sau khử protein đem rửa trung tính Tiến hành tẩy màu KMnO4 1% mơi trường H2SO4 10% sau rửa khử màu phụ Na 2S2O3 1.5% 15 phút, vớt rửa thu chitin Deacetyl chitin NaOH 40% với tỷ lệ w/n=1/1, nhiệt độ 80 oC sau 24 đem rửa cuối thu chitosan 2.2.6.2 Quy trình sản xuất chitosan xí nghiệp thuỷ sản Hà Nội Nguyên liệu vỏ tôm khô tươi, loại bỏ hết tạp chất, xử lý tách khoáng lần HCl 4%, tỷ lệ w/v=1/2, nhiệt độ phòng 24 vớt rửa trung tính Sau dùng NaOH 2% để tách protein lần với tỷ lệ w/v=1/2.8 nhiệt độ 90-95 o C, sau rửa trung tính tiến hành khử khoáng lần giống lần khử khoáng Sản phẩm đem làm khô thu chitin Chitin thu có độ trắng cao khơng có cơng đoạn tẩy màu Nhưng nhược điểm thời gian sản xuất quy trình kéo dài, nông độ hoá chất polymer trogn môi trường acid dẫn đến độ nhớt giảm 2.2.6.3 Quy trình sản xuất chitosan Pháp Nguyên liệu vỏ tôm đem hấp chín, phơi khơ, ta đem xay nhỏ Khử protein NaOH 3,5% với tỷ lệ w/v=1/10, nhiệt độ 65 oC, sau vớt rửa trung tính, tiếp ngâm HCl 1N với tỷ lệ w/v=1/10, nhiệt độ phòng sau vớt tiến hành tẩy các chất màu hữu aceton với tỷ lệ w/v=1/5, nhiệt độ phòng sau 30 phút vớt rửa tẩy màu lại nước javen (NaOCl + NaCl) 0.135%, tỷ lệ w/v=1/10, nhiệt độ phong sau phút vớit rửa trung tính, thu chitin Sau tiến hành diacetyl chitin NaOH 40% với tỷ lệ w/v=1/4, nhiệt độ 85 oC sau thời gian đem rửa trung tính thu chitosan Quy tình có ưu điểm thời gian sản xuất ngắn, sản phẩm có màu đẹp có hai bước khử sắc tố Tuy nhiên NaOCl chất oxy hoá mạnh, ảnh hưởng đến mạch polymer, độ nhớt sản phẩm giảm rõ rệt, mặt khác aceton có giá đắt tiền, tổn thất nhiều, giá thành sản phẩm cao Chưa kể các yếu tố an tồn sản xuất, cơng nghệ khó áp dụng sản xuất nước ta 31 CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Thời gian thực đề tài 3.2 Nội dung nghiên cứu -Nghiên cứu quy trình tách chitin, chitosan phương pháp hoá học -Thực quy tình tách chitin, chitosan từ vỏ tôm -Đánh giá chất lượng chitosan thu -Thử nghiệm quá trình bảo quản… màng chitosan 3.3 Dụng cụ, thiết bị, hóa chất 3.3.1 Dụng cụ - Erlen 250 ml - Becher 500 ml 250 ml - Nhiệt kế -Bình định mức - Đũa thủy tinh - Nồi, bếp 3.3.2 Thiết bị - Máy sấy - Máy đo PH - Bình hút ẩm -Máy đo độ ẩm -Máy đo quang 3.3.3 Hóa chất - NaOH -HCl - Nước cất 3.4 Phương pháp nghiên cứu 3.4.1 Sơ đồ tách chitin, chitosan từ vỏ tơm phương pháp hố học Quy trình tách chiết chitosan xây dựng sau: 32 Sơ đồ: quy trình công nghệ sản xuất chitosan phương pháp hố học 3.4.2 thuyết minh quy trình 3.4.2.1 Lựa chọn nguyên liệu 3.4.2.2 Rửa sấy Mục đích: nhằm loại bỏ các tạp chất số thịt tơm sót lại vỏ tơm Sấy nhằm làm nước có vỏ tơm để bảo quản vỏ tôm thời gian dài để chuẩn bị cho thí nghiệm Rửa: nước sau rửa lại nước muối Sấy: sấy nhiệt độ 40-50 độ C 3.4.2.3 Nghiền lọc Mục đích: làm nhỏ nguyên liệu để thuận lợi cho các quy trình tiế p theo Nghiền: dùng cối nghiền sứ để nghiền nhỏ nguyên liệu 3.4.2.4 Khử protein 33 Ta tiến hành loại bỏ hoàn toàn protein dung dịch NaOH 5% protein bị kiềm thủy phân thành các amin tự tan loại theo quy trình rửa trôi Lượng NaOH 5% cho vào đến ngập toàn vỏ tôm kiểm tra pH = 11 – 12 để đảm bảo việc loại bỏ protein hoàn toàn Đun nhiệt độ 80 - 85 độ C 2,5 (trong quá trình nấu lưu ý vấn đề trào dung môi tạo bột nhiều mùi bay khó chịu) Sản phẩm sau nung rửa nước thường nước cất đến pH = Tiếp cơng đoạn rửa trung tính nhằm rửa trơi hết muối natri, các amin tự NaOH dư Sấy khô 60 độ C thu chitin thơ 3.4.2.5 Khử khống: Mục đích: Nhằm loại bỏ Canxi khoáng sản phẩm Khử khoáng: Trong vỏ tôm thành phần chủ yếu muối CaCO3, MgCO3 Ca3(PO4)2 nên người ta thường dùng các loại acid HCl, H2SO4 …để khử khoáng Khi khử khoáng, dùng H2SO4 tạo muối khó tan nên sử dụng, người ta dùng HCl để khử khoáng theo các phản ứng sau: MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + CO2 + H2O CaC03 + 2HC1 = CaCl2 + CO2 + H2O Ca3(PO4)2 + 6HC1 = 3CaCl2 + 2H3PO4 Trong quá trình rửa thì muối Cl' tạo thành rửa trơi, nồng độ acid HCL có ảnh hưởng lớn đến chất lượng chitosan thành phẩm, đồng thời có ảnh hưởng lớn đến thời gian hiệu khử khoáng Nếu nồng độ HCL cao rút ngắn thời gian khử khoáng làm cắt mạch có tượng thủy phân các liên kết P- (1-4) glucozit để tạo thành tạo các polymer có trọng lượng phân tử trung bình thấp, có thủy phân triệt để đến glucosamin Ngược lại nồng độ HCL quá thấp thì quá trình khử khoáng không triệt để thời gian xử lý kéo dài ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Sau khử khoáng tiến hành rửa trung tính, cơng đoạn có tác dụng rửa trôi hết các muối, acid dư tan nước Qúa trình rửa kết thúc dịch rửa cho PH = 3.4.2.6 Rửa tẩy màu Mục đích: loại bỏ màu chitin thô Tẩy màu: Chitin thô có màu hồng nhạt có sắc tố astaxanthin Do chitin ổn định với các chất oxy hóa thuốc tím (KMnO4), H2O2 lợi dụng tính chất ngườ i ta sử dụng cá c chấ t nà y để khử màu chitin 3.4.2.7 Rửa sấy 34 Mục đích: nhằm kéo dài thời gian bảo quản chitin Sấy: sau thu chitin thành phẩm ta cần sấy nhiệt độ 60 độ C 3.4.2.8 Q trình dacetyl hố Quá trình điều chế chitin thành chitosan thực chất quá trình deaetyl chitin, chuyển hóa nhóm –NHCOH3 thành nhóm NH2 loại bỏ nhóm –CH3CO, chuyển hóa thành muối natri CH3CƠNa Để quá trình deacetyl thực hồn toàn, người ta sử dụng NaOH đậm đặc 46% thời gian 2,5giờ nhiệt độ 90 - 95 độ C Sau quá trình deacetyl,tiến hành rửa trung tính đến pH =7 Sau rửa, đem sấy khô nhiệ t độ 60 độ C 3.5 Các tiêu đánh giá chất lượng chitosan Chất lượng chitin – chitosan đánh giá thông qua chất lượng chitosan công ty Protan – Biopolymer công ty sản xuất phân phối chitosan lớn giớI (theo tạp chí Thủy sản số 2–1992) Gồm các tiêu sau: - Độ ẩm : 10% - Hàm lượng tro : 1,5% -Chất khơng hòa tan :20% - Độ nhớt : 200Cp - Độ deacetyl : 70% 3.5.1 Các phương pháp phân tích chitosan 3.5.1.1 Sơ lược 3.5.1.2 Nội dung – phương pháp 3.5.1.3 Cách tiến hành 3.5.1.4 Cơng thức tính 3.5.1.5 Tiêu ch̉n cho phép 3.6 Phương pháp bảo quản táo màng bao chitosan Tiến hành tạo màng điều kiện tối ưu nhận thử nghiệm bảo quản táo xanh theo tóm tắt sau: 35 • • ... qua các nhóm hydroxyde acetamide Tuy nhiên, β – chitin có tính trương nở với nước cao Chitin bị hòa tan dung dịch acid đậm đặc HCl dimethylacetamide chứa 5% lithiumchoride Chitin có cấu trúc... 44% tinh thể – acetamido – – deoxy – D – glucose 0,5% – amino – – deoxy – D – glucose từ chitin Trong thí nghiệm tương tự với enzyme H Pomatia, tinh thể – acetamido – deoxy – D – glucose thu từ... cắt mạch HNO2 Acid nitrơ được sử dụng để thực phản ứng deamin hoá depolymer hoá chitosan, phản ứng xảy mạnh có mặt AgNO Khi thực phản ứng depolymer hoá chitosan nhiệt độ phòng HCl 3M thì cần