Nghiên Cứu Sản Xuất Chitosan Từ Vỏ Tôm Sú

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA THUỶ SẢN DƯƠNG THỊ THANH HỒNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHITOSAN TỪ VỎ TÔM SÚ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN 2010 i Đề tài: “Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú” sinh viên Dương Thị Thanh Hồng thực báo cáo ngày 18/05/2010 hội đồng chấm luận văn thông qua Luận văn chỉnh sửa hoàn chỉnh giáo viên hướng dẫn phê duyệt Cần Thơ, ngày 27 tháng 05 năm 2010 Giáo viên hướng dẫn Ths LÊ THỊ MINH THỦY i TÓM LƯỢC Đề tài “Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú” thực nhằm mục đích tận dụng nguồn phế liệu vỏ tơm sú để sản xuất chitosan sản phẩm ứng dụng nhiều lĩnh vực mang lại hiệu kinh tế cho ngành Thủy sản, góp phần tạo hướng cho việc tận dụng nguồn phế liệu Để nghiên cứu quy trình thích hợp trích ly chitosan từ vỏ tôm sú với thông số kỹ thuật tối ưu có ảnh hưởng đến tiêu chất lượng chitosan thành phẩm, thí nghiệm tiến hành khảo sát: Thời gian ngâm HCl nồng độ HCl xử lý tối ưu để khử khống vỏ tơm sú; Thời gian ngâm NaOH nồng độ NaOH xử lý tối ưu để khử protein vỏ tôm sú Từ kết thí nghiệm cho phép rút thơng số kỹ thuật tối ưu cho quy trình trích ly chitosan từ vỏ tôm sú sau: Thời gian thích hợp cho việc khử khống vỏ tơm sú với dung dịch HCl 48 tương ứng với nồng độ HCl 4%; Thời gian thích hợp cho việc khử protein vỏ tôm sú với dung dịch NaOH tương ứng với nồng độ NaOH 8% ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đề tài luận văn tốt nghiệp em gặp khơng khó khăn nhiều mặt, nhờ động viên gia đình, giúp đỡ thầy bạn lớp em hồn thành đề tài “Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú” Qua em xin chân thành cảm ơn: Cô Lê Thị Minh Thủy tận tình hướng dẫn, dạy truyền đạt cho em kinh nghiệm quý báo suốt khoảng thời gian thực đề tài luận văn tốt nghiệp Q thầy môn Dinh Dưỡng Chế biến Thủy Sản trường Đại Học Cần Thơ giảng dạy truyền đạt kiến thức bổ ích cho em suốt thời gian học tập trường Các cán hướng dẫn phòng thí nghiệm tạo điều kiện thuận lợi cho em q trình thực tập phịng thí nghiệm Cảm ơn bạn lớp Chế Biến Thủy Sản chia sẻ giúp đỡ suốt thời gian học tập thực đề tài Chân thành cảm ơn TP Cần Thơ, ngày 14 tháng năm 2010 Dương Thị Thanh Hồng iii CAM KẾT KẾT QUẢ Tôi xin cam kết luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn cấp khác TP Cần Thơ, ngày 14 tháng năm 2010 Dương Thị Thanh Hồng MỤC LỤC TÓM LƯỢC ii LỜI CẢM ƠN iii CAM KẾT KẾT QUẢ .iv MỤC LỤC v DANH SÁCH BẢNG vi DANH SÁCH HÌNH vii KÝ HIỆU VIẾT TẮT viii PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.3 Nội dung nghiên cứu PHẦN II: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu nguồn nguyên liệu tôm sú 2.1.1 Đặc điểm sinh học tôm sú 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng tôm sú 2.2 Khái quát chung chitin, chitosan 2.3 Chitosan 2.3.1 Cấu tạo chitosan 2.3.2 Tính chất chitosan 2.4 Ứng dụng chitosan 2.4.1 Ứng dụng nông nghiệp 2.4.2 Ứng dụng y dược 2.4.3 Ứng dụng công nghệ sinh học 2.4.4 Ứng dụng công nghiệp thực phẩm 2.4.5 Ứng dụng số lĩnh vực khác 2.5 Nghiên cứu chitosan nước 2.5.1 Ngoài nước 2.5.2 Trong nước 2.6 Một số quy trình cơng nghệ sản xuất chitin – chitosan 10 2.6.1 Ngoài nước 10 2.6.2 Trong nước 13 PHẦN III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .15 3.1 Phương tiện 15 3.1.1 Nguyên liệu 15 3.1.2 Hóa chất 15 3.1.3 Thiết bị dụng cụ 15 3.2 Phương pháp nghiên cứu .15 3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu 15 3.2.2 Quy trình dự kiến trích ly chitosan từ vỏ tôm sú 16 3.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 18 3.2.4 Cơng thức tính tốn 20 3.2.4.1 Độ lệch chuẩn: Sử dụng hàm STDEV(number1;[number2] ;…) phần mềm Microsoft Excel để tính độ lệch chuẩn .20 3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu 21 PHẦN IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .22 4.1 Thành phần hóa học ngun liệu vỏ tơm sú 22 4.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm HCl nồng độ HCl xử lý đến hiệu khử khống vỏ tơm sú .23 4.3 Ảnh hưởng thời gian ngâm NaOH nồng độ NaOH xử lý đến hiệu khử protein vỏ tôm sú 24 4.4 Kết xác định độ deacetyl hóa độ nhớt sản phẩm chitosan 26 4.5 Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú đề xuất .28 4.6 Dự tính chi phí sản xuất 1kg chitosan từ vỏ tôm sú 29 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .30 5.1 Kết luận 30 5.2 Kiến nghị 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO .31 PHỤ LỤC A 32 PHỤ LỤC B 33 PHỤ LỤC C 37 DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng tôm sú Bảng 3.1: Phân tích thành phần nguyên liệu 15 Bảng 4.1: Kết phân tích thành phần ngun liệu vỏ tơm sú .22 Bảng 4.2: Kết phân tích hàm lượng khống cịn lại vỏ tơm sú sau xử lý chế độ thời gian nồng độ HCl khác 23 Bảng 4.3: Kết phân tích hàm lượng protein cịn lại vỏ tơm sú sau xử lý chế độ thời gian nồng độ NaOH khác 24 Bảng 4.4: Kết phân tích độ nhớt loại chitosan 26 Bảng 4.5: Kết phân tích độ deacetyl loại chitosan .26 Bảng 4.6: Chi phí sản xuất 1kg chitosan từ vỏ tôm sú .29 Bảng 4.7: Giá thành loại chitosan phân tích 29 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Tơm sú Hình 2.2: Chitin, Chitosan, Cellulose Hình 2.3: Phản ứng tạo chitosan từ chitin Hình 2.4: Cơng thức cấu tạo chitosan Hình 2.5: Quy trình thủy nhiệt Yamasaki Nakamichi (Nhật Bản) 10 Hình 2.6: Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm hùm Hackman 11 Hình 2.7: Quy trình sản xuất chitosan Pháp 12 Hình 2.8: Quy trình sản xuất chitosan Trung tâm Cao phân tử - Viện khoa học Việt Nam 13 Hình 2.9: Quy trình sản xuất chitin Xí nghiệp Thủy đặc sản Hà Nội 14 Hình 3.1: Sơ đồ quy trình dự kiến trích ly chitosan từ vỏ tơm sú .16 Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 18 Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 19 Hình 3.4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 20 Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn hàm lượng khống cịn lại vỏ tơm sú sau xử lý chế độ thời gian nồng độ HCl khác 23 Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn hàm lượng protein cịn lại vỏ tơm sú sau xử lý chế độ thời gian nồng độ NaOH khác 25 Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn độ deacetyl độ nhớt loại chitosan 27 Hình 4.4: Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tơm sú với thông số khảo sát 28 ctv DD TB VNĐ w/v KÝ HIỆU VIẾT TẮT Cộng tác viên Độ deacetyl Trung bình Việt Nam đồng Khối lượng nguyên liệu/thể tích 4.4 Kết xác định độ deacetyl hóa độ nhớt sản phẩm chitosan Bảng 4.4: Kết phân tích độ nhớt loại chitosan Loại chitosan Độ nhớt (Cp) Mẫu 195±7,57a Mẫu 78±7b Mẫu 39±5d Chitosan vỏ tôm sú 46±4c Bảng 4.5: Kết phân tích độ deacetyl loại chitosan Loại chitosan DD (%) Mẫu 98,20±2,56a Mẫu 93±2,77b Mẫu 78,50±2,88d Chitosan vỏ tôm sú 86,70±2,54c Ghi chú: Những chữ khác cột (a, b, c, d) biểu thị khác biệt có ý nghĩa thống kê mẫu mức ý nghĩa 5% Những chữ giống biểu thị khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê 250 Độ nhớt (Cp) a Độ deacetyl (%) 200 150 a b 100 b c d d c 50 Mẫu Mẫu Mẫu Chitosan vỏ tơm sú Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn độ deacetyl độ nhớt loại chitosan Trong q trình sản xuất chitosan cơng đoạn deacetyl hóa chitin cơng đoạn quan trọng định đến chất lượng chitosan thành phẩm Dựa theo thơng số tối ưu chọn thí nghiệm ta thu chitin, deacetyl hóa chitin thu chitosan Qua đồ thị Hình 4.3 cho thấy độ deacetyl độ nhớt chitosan sản xuất từ vỏ tơm sú chiếm vị trí thứ mẫu đem so sánh Với độ deacetyl 86,70% độ nhớt 46 Cp cho thấy chất lượng chitosan thu thí nghiệm tốt hẳn chitosan mẫu (độ deacetyl 78,50% độ nhớt 39 Cp) bán thị trường Trong thực tế nhu cầu sử dụng thiên độ deacetyl thiên độ nhớt tùy theo trường hợp cụ thể nhà sản xuất chọn chế độ xử lý tương ứng có nhu cầu sản xuất chitosan khác 4.5 Sơ đồ quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú đề xuất Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tơm sú với thơng số tối ưu lựa chọn Hình 4.4 Nguyên liệu Rửa Ngâm HCl HCl 4% τ : 48h Nhiệt độ phịng w/v = 1/2,5 Rửa trung tính Ngâm NaOH NaOH 8% τ : 2h T = 100oC w/v = 1/2,5 Rửa trung tính Chitin Deacetyl hóa NaOH 40% τ : 24h T = 80oC w/v = 1/1 Rửa trung tính Sấy Chitosan Hình 4.4: Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú với thông số khảo sát 4.6 Dự tính chi phí sản xuất 1kg chitosan từ vỏ tơm sú Bảng 4.6: Chi phí sản xuất 1kg chitosan từ vỏ tôm sú Nguyên liệu STT hóa chất Số lượng Đơn vị Đơn giá Thành tiền (VNĐ) (VNĐ) Vỏ tôm sú 10 kg 5.000 50.000 HCl 6% 0,5 lít 48.000 24.000 NaOH 6% 1,1 kg 72.000 79.200 NaOH 40% kg 72.000 72.000 Khác 15.000 Tổng 240.200 (VNĐ) Bảng 4.7: Giá thành loại chitosan phân tích STT Loại chitosan Mẫu Mẫu Mẫu Chitosan vỏ tơm sú Gía thành (VNĐ) 600.000 600.000 600.000 240.200 (*) Giá thành chitoan sản xuất từ vỏ tơm sú chưa bao gồm chi phí sản xuất Bảng 4.7 cho thấy chitosan sản xuất từ vỏ tôm sú có giá thành sản phẩm (240.200 đ/kg) rẻ nhiều so với loại chitosan có thị trường chất lượng nó hẳn mẫu PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Vỏ tôm sú nguồn nguyên liệu dồi chưa sử dụng có hiệu Việc sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú tận dụng hữu ích nguồn phế liệu này, đồng thời góp phần đa dạng hoá sản phẩm chitosan Từ kết thí nghiệm thu thập rút kết luận tổng quát sau: - Thời gian thích hợp cho việc khử khống vỏ tơm sú với dung dịch HCl 48 tương ứng vời nồng độ HCl 4% - Thời gian thích hợp cho việc khử protein vỏ tôm sú với dung dịch NaOH tương ứng vời nồng độ NaOH 8% - Chitosan thành phẩm có độ deacetyl 86,70%, độ nhớt 46 Cp, giá thành rẻ so với loại chitosan bán thị trường chất lượng không thua 5.2 Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu hạn chế nên nghiên cứu hết yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chitosan Do từ kết nghiên cứu trên, tơi xin có kiến nghị sau: - Khảo sát ảnh hưởng nồng độ NaOH, nhiệt độ thời gian xử lý đến độ deacetyl độ nhớt chitosan - Nghiên cứu thu hồi hóa chất cịn lại, thu hồi chất màu từ dịch thải để góp phần hạ giá thành sản phẩm, nâng cao hiệu kinh tế giảm thiểu ô nhiễm môi trường - Nghiên cứu sản xuất chitosan theo phương pháp sinh học để giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trường phương pháp hóa học tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu: Nước Attaya Kungsuwan, Mukku Shrinivas Rao, Suwalee Chandrkrachang and Willem F Stevens Biocatalytic conversion of shrimp biowaste into chitin and chitosan A poster paper presented at the 2nd Asia Pacific Marine Biotechnology Conference 7-10 May 1997 Darmadji, P., Izumimoto, M Effect of chitosan in meat preservation Meat Science 38, 1994 El Ghaouth, A., Arul, J., Ponnamapalam, R and Boulet, M Chitosan coating effect on storability and quality of fresh strawberries Journal of Food Science 56, 1991 Hirano,S., 1996 Chitin biotechnology application Biotechnology Annual Review, 2, 237-258 Kim, W K., Thomas, R L., 2007 Antioxidative activity of chitosan with varying molecular weight Food chemistru, 101, 208-213 Trong nước Bùi Văn Miên, Nguyễn Anh Trinh Nghiên cứu ứng dụng dùng chitosan tạo màng bảo quản cá tươi Khoa Công Nghệ Thực phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm TP HCM, 2003 Lê Thị Minh Thủy, 2009, Bài giảng Công nghệ chế biến dầu, bột cá tận dụng phế liệu, Trường Đại học Cần Thơ Trang Sĩ Trung, 2007, Nghiên cứu kết hợp enzym protease công nghệ sản xuất chitin từ phế liệu đầu vỏ tơm Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản, số Trần Đức Ba Nguyễn Văn Tài, Công nghệ lạnh thủy sản, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 10 Trần Thị Luyến, 2006, Sản xuất chế phẩm kỹ thuật y dược từ phế liệu thủy sản, NXB Nông nghiệp TP.HCM Trang web: http://www.hoahocvietnam.com.vn http://www.google.com.vn http://www.khuyennongvn.gov.vn PHỤ LỤC A Bảng A.1: Kết phân tích hàm lượng ẩm khống ngun liệu vỏ tơm sú KL mẫu (g) 2,2292 2,2133 2,2710 KL mẫu sau sấy (g) 1,8859 1,8663 1,9208 KL mẫu sau nung (g) 0,5582 0,5459 0,5666 Ẩm (%) 15,40 15,68 15,42 Khoáng (%) 29,60 29,25 29,50 Bảng A.2: Kết phân tích hàm lượng protein ngun liệu vỏ tơm sú Thể tích H2SO4 chuẩn độ (ml) Protein (%) 0,2565 9,50 32,65 0,2546 9,25 31,75 0,2576 9,50 32,20 KL mẫu (g) Bảng A.3: Kết phân tích thống kê hàm lượng thành phần vỏ tôm Duncan Test (new.sta) Critical Ranges; p = 050 Critical Range Step Step Step 0,6625 0,6902347 0,705772 Duncan test; Variable: TH (new.sta) Marked differences are significant at p < 05000 {1} {2} {3} {4} M=15,500 M=29,449 M=32,200 M=22,851 A {1} 0,000100344 7,68952E-05 0,000222793 B {2} 0,000100344 0,000226872 0,000222793 C {3} 7,68952E-05 0,000226872 0,000100344 D {4} 0,000222793 0,000222793 0,000100344 PHỤ LỤC B Bảng B.1: Kết phân tích hàm lượng khống cịn lại vỏ tơm sú chế độ thời gian 24h với nồng độ HCl 2%, 4%, 6% Nồng độ HCl 2% 4% 6% KL mẫu (g) 2,4734 2,3542 2,2824 2,1111 2,3606 2,3811 2,2795 2,7319 2,2111 KL mẫu sau nung (g) 0,4397 0,4191 0,4220 0,2835 0,2986 0,2968 0,1983 0,2295 0,2082 Khoáng (%) 17,78 17,80 18,49 13,43 12,65 12,46 8,70 8,40 9,42 TB Khoáng (%) 18,02 12,85 8,84 Bảng B.2: Kết phân tích hàm lượng khống cịn lại vỏ tơm sú chế độ thời gian 36h với nồng độ HCl 2%, 4%, 6% Nồng độ HCl 2% 4% 6% KL mẫu (g) 2,1790 2,6633 2,1368 2,6403 2,3458 2,2433 2,2042 2,2499 2,2771 KL mẫu sau nung (g) 0,2746 0,3084 0,2675 0,1587 0,1578 0,1620 0,1095 0,1076 0,0917 Khoáng (%) 12,60 11,58 12,52 6,01 6,73 7,22 4,97 4,78 4,03 TB Khoáng (%) 12,23 6,65 4,59 Bảng B.3: Kết phân tích hàm lượng khống cịn lại vỏ tơm sú chế độ thời gian 48h với nồng độ HCl 2%, 4%, 6% Nồng độ HCl KL mẫu (g) KL mẫu sau nung (g) 2,3636 2,3492 2,5665 2,5154 2,5252 2,3020 2,4227 2,1597 2,2932 2% 4% 6% Khoáng (%) 0,1887 0,1925 0,1832 0,0325 0,0289 0,0389 0,0215 0,0278 0,0332 TB Khoáng (%) 7,98 8,19 7,14 1,29 1,14 1,69 0,89 1,29 1,45 7,77 1,38 1,21 Bảng B.4: Kết phân tích thống kê hàm lượng khống cịn lại vỏ tơm sú Duncan Test (new.sta) Critical Ranges; p = 050 INTERACTION: x Step Step Step Step Step Step Step Step Critical 0,8319 0,8725 0,8983 0,9162 0,9292 0,9391 0,9468 0,9527 Range Duncan test; KHOANG (new.sta) Probabilities for Post Hoc Tests INTERACTION: x {1} 18,02 A a {1} {2} {3} {4} {5} {6} {7} {8} {9} 12,23 7,77 12,85 6,65 1,38 8,84 4,59 1,21 7E-05 4E-05 2E-04 3E-05 2E-05 6E-05 3E-05 2E-05 7E-05 0,138 6E-05 3E-05 2E-04 4E-05 3E-05 6E-05 0,011 6E-05 0.015 7E-05 4E-05 4E-05 3E-05 7E-05 3E-05 2E-05 7E-05 1E-04 2E-04 6E-05 4E-05 2E-04 0,676 6E-05 3E-05 A b {2} 7E-05 A c {3} 4E-05 7E-05 B a {4} 2E-04 0,138 6E-05 B b {5} 3E-05 6E-05 0,011 4E-05 B c {6} 2E-05 3E-05 6E-05 3E-05 7E-05 C a {7} 6E-05 2E-04 0,015 7E-05 1E-04 4E-05 C b {8} 3E-05 4E-05 7E-05 3E-05 2E-04 2E-04 6E-05 C c {9} 2E-05 3E-05 4E-05 2E-05 6E-05 0,676 3E-05 7E-05 7E-05 Bảng B.5: Kết phân tích hàm lượng protein cịn lại vỏ tơm xử lý nồng độ NaOH 4% với chế độ thời gian 1h, 2h, 3h Thời gian 1h 2h 3h KL mẫu (g) Thể tích H2SO4 chuẩn độ (ml) Protein (%) 0,2528 5,50 19,04 0,2646 5,45 18,02 0,2520 5,55 19,27 0,2517 4,35 15,12 0,2653 4,40 14,51 0,2625 4,35 14,50 0,2605 3,30 11,08 0,2615 3,40 11,38 0,2558 3,35 11,46 TB Protein (%) 18,78 14,71 11,31 Bảng B.6: Kết phân tích hàm lượng protein cịn lại vỏ tơm xử lý nồng độ NaOH 6% với chế độ thời gian 1h, 2h, 3h Thời gian 1h 2h 3h KL mẫu (g) Thể tích H2SO4 chuẩn độ (ml) Protein (%) 0,2631 4,15 13,80 0,2545 4,20 14,44 0,2620 4,15 13,86 0,2532 3,00 10,37 0,2610 2,90 9,72 0,2560 3,00 10,25 0,2512 2,05 7,14 0,2567 2,00 6,82 0,2535 2,10 7,25 TB Protein (%) 14,03 10,11 7,07 Bảng B.7: Kết phân tích hàm lượng protein cịn lại vỏ tơm xử lý nồng độ NaOH 8% với chế độ thời gian 1h, 2h, 3h Thời gian KL mẫu (g) Thể tích H2SO4 chuẩn độ (ml) Protein (%) 0,2646 0,2563 0,2620 0,2624 0,2633 0,2625 0,2607 0,2574 0,2585 1,90 2,00 2,10 0,55 0,35 0,40 0,30 0,40 0,45 6,28 6,83 7,01 1,83 1,16 1,33 1,01 1,36 1,52 1h 2h 3h TB Protein (%) 6,71 1,44 1,30 Bảng B.8: Kết phân tích thống kê hàm lượng protein cịn lại vỏ tơm sú Duncan Test (new.sta) Critical Ranges; p = 050 INTERACTION: x Step Step Step Step Step Step Step Step Critical Range 0,6358 0,6668 0,6865 0,7001 0,7101 0,7176 0,7235 0,7281 Duncan test; PROTEIN (new.sta) Probabilities for Post Hoc Tests INTERACTION: x {1} 18,78 {2} {3} {4} {5} {6} {7} {8} {9} 14,71 11,31 14,03 10,11 7,07 6,71 1,44 1,30 2E-04 6E-05 7E-05 4E-05 3E-05 3E-05 2E-05 2E-05 7E-05 0,038 6E-05 4E-05 3E-05 3E-05 2E-05 2E-04 0,001 7E-05 6E-05 4E-05 3E-05 7E-05 6E-05 4E-05 3E-05 3E-05 2E-04 7E-05 6E-05 4E-05 0,249 7E-05 6E-05 2E-04 7E-05 A a {1} A b {2} 2E-04 A c {3} 6E-05 7E-05 B a {4} 7E-05 0,038 2E-04 B b {5} 4E-05 6E-05 0,001 7E-05 B c {6} 3E-05 4E-05 7E-05 6E-05 2E-04 C a {7} 3E-05 3E-05 6E-05 4E-05 7E-05 0,249 C b {8} 2E-05 3E-05 4E-05 3E-05 6E-05 7E-05 2E-04 C c {9} 2E-05 2E-05 3E-05 3E-05 4E-05 6E-05 7E-05 0,633 0,633 Bảng B.9: Kết phân tích hàm lượng ẩm khống chitosan thành phẩm KL mẫu (g) 2,2165 2,2163 2,2194 KL mẫu sau sấy (g) 1,9705 1,9614 1,9753 KL mẫu sau TB Ẩm (%) TB Khoáng (%) nung (g) 0,0266 11,20 1,30 0,0245 0,0257 Bảng B.10: Kết phân tích hàm lượng protein chitosan thành phẩm KL mẫu (g) Thể tích H2SO4 chuẩn độ (ml) Protein (%) 0,2513 0,50 1,76 0,2549 0,45 1,60 0,2548 0,45 1,68 TB Protein (%) 1,68 PHỤ LỤC C C.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG ẨM I Nguyên tắc: Mẫu cân cho vào cốc xứ (hoặc cốc nhôm) biết trọng lượng, đặt cốc vào tủ sấy nhiệt độ 105OC đến trọng lượng ổn định (khoảng đến giờ) Chênh lệch trọng lượng mẫu trước sau sấy độ ẩm II Dụng cụ thiết bị: - Tủ sấy - Cốc xứ (cốc nhơm) - Kẹp - Cân phân tích III Các bước tiến hành: - Sấy cốc 105OC Cân trọng lượng cốc (T) - Cân khoảng đến 3g mẫu cho vào cốc Ghi trọng lượng mẫu cốc (W1) - Đặt cốc vào tủ sấy 105OC đến trọng lượng không thay đổi (khoảng đến dối với mẫu khô, 24 mẫu ướt) - Tắt tủ sấy, chờ 10 đến 20 phút sau lấy cốc cân (W2) IV Cách tính: - Trọng lượng mẫu ướt: mw = W1 – T - Trọng lượng mẫu khô: m d = W2 – T % Ẩm độ = mw − md ∗ 100 mw Ghi chú: - Khi lấy mẫu (hoặc cốc) từ tủ sấy cân, mẫu phải đặt bình hút ẩm - Mẫu khơ sau cân giữ lại dùng để phân tích tro C.2 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG TRO I Nguyên tắc: Khi đốt nung mẫu nhiệt độ cao, chất hữu có mẫu bị oxy hóa thành chất bay CO2, N2 nước, phần vơ cịn lại tro Q trình hồn tất mẫu có màu trằng xám II Dụng cụ thiết bị: - Bếp đốt điện (250 đến 270OC) - Tủ nung - Tủ sấy - Cốc xứ (cốc nhơm) - Kẹp - Cân phân tích III Các bước tiến hành: - Lấy cốc chứa mẫu khơ sau phân tích ẩm độ đặt lên bếp điện đốt nhiệt độ cao 250 đến 270OC đến khơng cịn thấy khói - Cho cốc vào tủ nung, mở nhiệt độ 560OC (đến mẫu có mẫu có màu trắng xám) - Tắt tủ nung khoảng 30 phút nhiệt độ hạ xuống lấy mẫu đem cân (W3) IV Cách tính: % Tro = W3 − T ∗ 100 md C.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÀM LƯỢNG ĐẠM THÔ I Nguyên tắc: Ở nhiệt độ cao, tác dụng H2SO4 đậm đặc có chất xúc tác, hợp chất hữu bị oxy hóa, carbon hydro tạo thành CO2 H2O, cịn gốc amin bị oxy hóa giải phóng NH3, NH3 tác dụng với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan dung dịch Đây giai đoạn công phá đạm mẫu 2NH3 + H2SO4 → (NH4)2SO4 Trong trình chưng cất, (NH4)2SO4 tác dụng với NaOH dư giải phóng NH3: (NH4)2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2NH3 + H2O Amonia sinh hấp thụ dung dịch axit boric tạo thành tetraborat amon Sau chuẩn độ dung dịch tetraborat amon dung dịch chuẩn H2SO4, NH3 giải phóng xác định lượng nitơ, theo phản ứng sau: NH3 + H2O → NH4OH + H+ 2NH4OH + 4H3BO3 → (NH4)2B4O7 + 7H2O (NH4)2B4O7 + H2SO4 +5H2O → (NH4)2SO4 + 4H3BO3 Tính % nitơ có mẫu nhân với 6,25 suy % protein thô Chỉ số tùy thuộc vào tỉ lệ hợp chất nitơ có protein, nói cách khác tùy thuộc vào nguồn gốc protein (ví dụ: protein sữa: 6,38; ngũ cốc:5,9; gelatin: 5,55; hạt có dầu: 5,4) Tuy nhiên, người ta thường dùng số chung 6,25 II Dụng cụ hóa chất: - Bộ máy phân tích Kjeldal - Bình chuẩn độ - Bình tam giác - Cân phân tích - Cốc thủy tinh - H2O2 - H2SO4 đậm đặc - Dung dịch H2SO4 0,1N: pha ống chuẩn H2SO4 với nước cất thành 1lít bình định mức - Dung dịch NaOH 40%: pha 400g NaOH tinh thể với nước cất thành lít dung dịch - Dung dịch axit boric: pha hỗn hợp: 20g axit boric khan + 0,0065g Bromocresol green + 0,013g Metyl red với nước cất thành lít dung dịch III Các bước tiến hành: Công phá đạm: - Cân 0,25g mẫu cho vào ống nghiệm Kjeldal, đặt ống vào kệ nhôm - Cho vào ống 10 ml H2O2 10 ml H2SO4 đậm đặc, để yên phút - Đặt kệ nhơm vào phận cơng phá đạm Mở vịi nước bật máy - Chỉnh nhiệt độ mức: 110 OC 20 phút 200 OC 20 phút 300 OC 20 phút 370 OC 20 phút - Tắt máy, khoảng 10 phút sau, tắt nước, lấy kệ đỡ chờ nguội hẳn Nếu dung dịch ống nghiệm có màu trắng q trình cơng phá đạm xảy hồn tồn, cịn màu vàng thêm ml H2O2 lặp lại bước Chưng cất: - Kiểm tra NaOH, nước cất trước chưng cất - Đặt ống nghiệm chứa dung dịch cơng phá đạm (NH4)2SO4 vào vị trí hệ thống chưng cất đạm - Bên hệ thống chưng cất, đặt bình tam giác chứa 10 ml dung dịch axit boric 2% - Bật máy, đợi xuất chữ P bấm nút RUN - Máy chạy khoảng phút, xuất chữ “END” tắt Dung dịch bình tam giác lúc có màu xanh Chuẩn độ: Cho giọt dung dịch H2SO4 0,1N từ ống buret vào bình tam giác lắc đều, nhẹ đến dung dịch vừa chuyển sang màu hồng nhạt dừng lại Ghi thể tích dung dịch H2SO4 0,1N vừa chuẩn độ IV Cách tính: %N= (V − V0 ) ∗ 0,0014 ∗ 100 m %CP = %N * 6,25 (%CP: % protein thơ) Trong đó: - Vo: Thể tích H2SO4 0,1N chuẩn độ mẫu khơng - V: Thể tích H2SO4 0,1N chuẩn độ mẫu phân tích - m: Trọng lượng mẫu (g) - 0,0014: số g nitơ ứng với 1ml H2SO4 0,1N dùng chuẩn độ ... Sấy Chitosan Hình 4.4: Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú với thông số khảo sát 4.6 Dự tính chi phí sản xuất 1kg chitosan từ vỏ tơm sú Bảng 4.6: Chi phí sản xuất 1kg chitosan từ vỏ tôm sú. .. thiết ý nghĩa nay, đề tài ? ?Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú? ?? thực 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu quy trình thích hợp để trích ly chitosan từ vỏ tơm sú Tối ưu hóa thơng số kỹ... tài ? ?Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú? ?? thực nhằm mục đích tận dụng nguồn phế liệu vỏ tôm sú để sản xuất chitosan sản phẩm ứng dụng nhiều lĩnh vực mang lại hiệu kinh tế cho ngành Thủy sản,