Nghiên cứu khử khoáng trong thu nhận chitin bằng lên men lactic từ vỏ đầu tôm sú

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU KHỬ KHOÁNG TRONG THU NHẬN CHITIN BẰNG LÊN MEN LACTIC TỪ VỎ ĐẦU TƠM SÚ Ngành: Cơng nghệ sinh học Chuyên ngành: Công nghệ sinh học Giảng viên hướng dẫn : TS Nguyễn Hoài Hương Sinh viên thực MSSV: 0851110242 : Nguyễn Thị Ngọc Thu Lớp: 08DSH2 TP Hồ Chí Minh, 2012 ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Với hiện trạng các nhà máy sản xuất thuỷ sản, đặc biệt là tôm lột vỏ, thải môi trường hàng tấn vỏ tôm là nguồn chất thải gây ô nhiễm môi trường trầm trọng Hơn thế nữa, vỏ tôm là một nguồn tài nguyên quý nếu ta biết cách sử dụng Trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu tái sủ dụng vỏ tôm làm thức ăn gia súc, gia cầm và đặc biệt là thu nhận các hợp chất quý vỏ tôm chitin, carotenoid Các hợp chất này có rất nhiều ứng dụng cuộc sống Vì vậy, em nhận thấy vấn đề thu nhận chitin từ vỏ tôm là việc vô cùng quan trọng hiện Nó vừa giúp cải thiện môi trường mà còn đem lại một nguồn lợi vô cùng lớn cho người Tuy nhiên, các quy trình sản xuất chitin trước thường dùng công nghệ hoá học, vì vậy nó không những không góp phần bảo vệ môi trường mà còn gây hại thêm bởi một lượng lớn các chất hoá học với nồng độ cao thải ngoài môi trường quá trình chế biến Trước thực tiễn trên, em nhận thấy cần phải nghiên cứu thêm về các quy trình thu nhận chitin bằng phương pháp sinh học để tránh các thiệt hại cho môi trường đồng thời thu về nguồn lợi quý từ chitin Do đó, em thực hiện đề tài “Nghiên cứu khử khoáng thu nhận chitin bằng lên men lactic từ vỏ đầu tơm sú” Tình hình nghiên cứu Có rất nhiều công trình nghiên cứu về vấn đề này thế giới, đặc biệt là ở Ấn Độ, Nhật Bản, Anh, Pháp… đều tìm được điểm chung là phương pháp lên men lactic vỏ tôm sẽ thu được nguồn chitin dễ dàng tinh sạch và hiệu suất cao Mục đích nghiên cứu Xác định các thành phần quy trình thu nhận chitin từ vỏ tôm bằng phương pháp lên men lactic với chủng L acidophilus Acid lactic sinh quá trình lên men sẽ loại các ion khoáng nguyên liệu vỏ tôm như: Ca2+, Mg2+, đồng thời các vi khuẩn lactic sẽ phân huỷ mợt phần protein vỏ tơm ĐỜ ÁN TỐT NGHIỆP Nhiệm vụ nghiên cứu Tìm tỉ lệ nước và đường D – glucose thích hợp cho quá trình lên men So sánh phương pháp xử lý vỏ tôm bằng hoá học và bằng sinh học Phương pháp nghiên cứu a Phương pháp luận Trước thực hiện đề tài này, em được biết qua rất nhiều các ứng dụng của chitin – chitosan được ứng dụng cuộc sống và tham khảo nhiều quy trình thu nhận chitin của các tác giả và ngoài nước Em nhận thấy quy trình thu nhận chitin từ vỏ tôm bằng phương pháp lên men lactic vừa an toàn đối với môi trường vửa dễ dàng áp dụng vào cuộc sống Vì vậy em chọn vi khuẩn Lactobacillus acidophilus, một chủng vi khuẩn sản sinh nhiều vi khuẩn lactic vừa thân thiện với người để lên men vỏ tôm thu nhận chitin b Phương pháp xử lý số liệu Sử dụng phần mềm Excel để vẽ đồ thị Sử dụng phần mềm Statghraphics để xử lý số liệu Các kết đạt đề tài Xác định tỉ lệ nước:vỏ tôm và tỉ lệ đường:vỏ tôm thích hợp cho quy trình lên men, từ đó hoàn thiện đề nghị quy trình khử khoáng vỏ đầu tôm sú để sản xuất chitin với Lactobacillus acidophilus Kết cấu ĐATN Đồ án gồm có chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Vật liệu và phương pháp Chương 3: Kết quả và biện luận Chương 4: Kết luận và kiến nghị ĐỒ ÁN TỚT NGHIỆP CHƯƠNG 1: TỞNG QUAN 1.1 Tởng quan Lactobacillus 1.1.1 Giới thiệu về Lactobacillus acidophilus 1.1.1.1 Phân loại Giới: Bacteria Ngành: Firmicutes Lớp: Bacilli Bộ: Lactobacillilales Họ: Lactobacillaceae Chi: Lactobacillus Loài: Lactobacillus acidophilus Vi khuẩn này được mô tả lần đầu tiên công của một bác sĩ là Bruno Oppler và một nhà nghiên cứu dạ dày ruột là Ismar Isidor Boas Tên gọi Lactobacillus acidophilus bắt nguồn từ lacto có nghĩa là sữa, bacillus chỉ hình dáng giống gậy và acidophilus nghĩa là một “acid đằm thắm” (acid loving) L acidophilus là vi khuẩn Gram (+), hình que, không sinh bào tử Nó có khả lên men cả hiếu khí lẫn kỵ khí Trong trường hợp lên men đồng hình, glucose được sử dụng để tạo acid lactic, hoặc tạo thành nhiều sản phẩm khác acid acetic, ethanol, CO2…trong trường hợp lên men dị hình ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1.1.2 Hình thái L acidophilus là trực khuẩn, có kích thước rợng 0,6 - 0,9 µm, dài 1,5 – µm, lên men đồng hình, nhiệt độ phát triển tối ưu là 37 - 42 oC Trong tự nhiên, chúng tồn tại riêng lẻ, tạo thành chuỗi ngắn có khả chuyển động Lên men cellobiose, galactose, lactose, maltose và sucrose Không lên men được mannitol, melezitose, rhamnose, sorbitol, và xylose a b c Hình 1.1 Hình thái L acidophilus a Hình thái khuẩn lạc L acidophilus nằm nghiêng b Hình thái khuẩn lạc L acidophilus c Hình thái tế bào L acidophilus nḥm Gram ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP 1.1.1.3 Đặc điểm sinh lý sinh hóa L acidophilus có thể phát triển ở nhiệt độ cao 45 oC tối ưu là 35 – 40 oC Tính chịu acid của nó từ 0,3 - 1,9 % chuẩn độ acid, với pH tối ưu từ 5,5 - Chúng có những yêu cầu phát triển phức tạp như: áp lực oxygen thấp, có thể lên men carbohydrate, protein và các phần tử bị phá vỡ từ các chất này, một số vitamin và khoáng B-complex, acid nucleic, Mg, Mn, Fe cần cho sự phát triển L acidophilus phát triển ở pH thấp < 3,5 và lên men điều kiện yếm khí L acidophilus sử dụng đường một chất cho sự lên men và sống được ở môi trường phong phú đường Mỗi phân tử glucose trải qua sự lên men L acidophilus tạo lượng là ATPs Ngoài glucose, L acidophilus còn sử dụng aesculin, cellobiose, galactose, lactose, maltose, salicin, sucrose và trehalose cho sự lên men 1.1.1.4 Đặc điểm sinh thái L acidophilus được biết một loài có vai trò probiotic Sự bám dính và khả liên kết với tạo thành một tập đoàn của vi khuẩn lactic là chế hữu hiệu để hạn chế vi khuẩn có hại Khi vi khuẩn lactic vào thể, định cư ở đường ruột, chúng cạnh tranh vị trí gắn kết thành ruột với vi sinh vật có hại, làm hạn chế số lượng tế bào vi sinh vật có hại đường ruột L acidophilus có khả sinh tổng hợp một số chất có khả kháng khuẩn acid lactic, hydrogen peroxide, diacetyl và bacteriocin làm hạn chế sự phát triển của vi khuẩn có hại Ngoài ra, L acidophilus còn có vai trò một chất bổ trợ cho những người không chịu được lactose Chúng tập hợp ở đường tiêu hóa, góp phần chuyển hóa và phân giải lactose quá trình tiêu hóa thức ăn ở dạ dày và ruột 1.1.1.5 Cơ chế kháng khuẩn của L acidophilus Các nghiên cứu in vitro chỉ rằng vi khuẩn sinh acid lactic có khả ức chế sự phát triển của vi sinh vật truyền nhiễm ở gia cầm Chateau et al (1993) phân lập được 103 chủng Lactobacillus ssp từ hai sản phẩm DFM (cho ăn trực tiếp) thương mại và kiểm tra khả ức chế hai chủng Salmonella Khoảng 47 % ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Lactobacillus của sản phẩm A và 70 % của sản phẩm B có thể ức chế tất cả serotype E coli Ozayabal và Coner (1995) báo cáo rằng chủng thương mại (L acidophilus, L casei vàL faecium) có thể ức chế sự phát triển của của serotype Salmonella Jin et al (1996) phát hiện rằng tất cả 12 chủng Lactobacillus có thể ức chế sự phát triển của chủng Salmonella và chủng E coli Các sản phẩm vi sinh từ Lactobacillus có Bacteriocin, acid hữu và hydroperoxyd Bacteriocin là hỗn hợp của các sản phẩm vi sinh vật có các thành phần protein sinh học chủ động và hoạt động vi sinh (Tag et al, 1976) Các chủng Lactobacillus có ở đường ruột của người và một số động vật thí nghiệm khác sản xuất các chất giống Bacteriocin được gọi là Lactocidin (Vincent et al., 1995) Chất này họat động ở pH - 7,8 và không mẫn cảm với các hoạt động xúc tác Lactocidin thô có các hoạt động ức chế nhiều loại vi khuẩn bao gồm Proteus spp, Salmonelle spp, E.coli và Staphylococcus spp vì Lactocidin có phổ kháng khuẩn rất rộng Cơ chế hoạt động bản của bacteriocin chủ yếu tạo nên những lỗ màng tế bào chất và enzyme được tiết gây trở ngại cho quá trình trao đổi chất của vi khuẩn khác Hoạt tính kháng vi sinh vật nhờ chế biểu diễn hình 1.2 (Cotter et al., 2005) Trong đó Bacteriocin class I (đại diện: Nisin của Lactococcus lactics) gắn vào lớp lipid II, ngăn sự vận chuyển các tiểu đơn vị peptidglycan từ tế bào chất đến vách tế bào, đó ngăn tổng hợp vách tế bào hoặc bám được vào lớp lipid II, các phân tử nisin tạo lỗ xuyên màng tế bào dẫn đến tiêu bào; Bacteriocin class II (đại diện: Sakacin của Lactobacillus sakei) là các peptid lưỡng tính có khả xuyên màng tế bào tạo kênh lỗ màng Lớp III (còn gọi là bacteriolysin lysostaphin) – protein bền nhiệt, tác đợng trực tiếp lên vách tế bào đích ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP Hình 1.2 Cơ chế kháng vi sinh vật nhờ khả sinh bacteriocin Hoạt động đối kháng bởi vi khuẩn lactic có liên quan chặt chẽ với sản phẩm cuối của quá trình trao đổi chất Hàng loạt các sản phẩm phụ của quá trình trao đổi Lactobacillus có khả có hoạt động đối kháng (trong phòng thí nghiệm) Các sản phẩm phụ được biết tới nhiều nhất là các acid hữu acid lactic, acid acetic (Trammer, 1966; Sorrel và speck, 1970) và hydro peroxid (Wheater et al, 1952; Dahiafa và Speck, 1968; Price và Lee, 1970) Các acid acetic, lactic ức chế sự phát triển của nhiều vi sinh vật gây bệnh Gram âm (Sorrel và Speck, 1970; Herrick, 1972; Adams và Hall, 1988) phát hiện các hoạt động của các acid này phụ thuộc vào độ pH Nếu độ pH thấp sẽ tăng mức độ acid ở dạng không hòa tan Khả đối kháng các vi sinh vật gây bệnh ở chủng L acidophilus rất quan trọng đề tài này Vì phải lên men môi trường vỏ tôm chứa nhiều dinh dưỡng, nếu L acidophilus có khả đối kháng cao sẽ ức chế các VSV mùi hôi thối quá trình lên men, đồng thời ngăn các VSV có thể gây hại cho sức khoẻ người 1.2 Tổng quan tôm sú nghề nuôi tôm sú Việt Nam 1.2.1 Vị trí phân loại Tôm sú được định loại là: Ngành: Arthropoda ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP Lớp: Crustacea Bợ: Decapoda Họ chung: Penaeidea Họ: Penaeus Fabricius Giống: Penaeus Loài: monodon Tên khoa học: Penaeus monodon Fabricius 1.2.2 Vùng phân bố của tôm sú thế giới Phạm vi phân bố của tôm sú khá rộng, từ Án Độ Dương qua hướng Nhật Bản, Đài Loan, phía đông Tahiti, phía nam châu Úc và phía tây châu Phi (Racek, 1955; Holthuis và Rosa, 1965; Motoh, 1981, 1985) Nhìn chung, tôm sú phân bố từ kinh độ 30 oE đến 155 oE, từ vĩ độ 35 oN đến 35 oN xung quanh các nước vùng xích đạo, đặc biệt là Indonesia, Malaysia, Philippines và Việt Nam Tôm bột, tôm giống và tôm gần trưởng thành có tập tính sống gần bờ biển và vùng ngập mặn ven bờ Khi tôm trưởng thành, chúng di chuyển xa bờ vì thích sống ở vùng nước sâu 1.2.3 Các vùng nuôi tôm chủ yếu tại Việt Nam Theo Tổng cục Thủy sản (Bộ Nông nghiệp - Phát triển nông thôn), năm 2011, cả nước thả nuôi được 656.425 tôm nước lợ, với sản lượng đạt 495.657 tấn, tăng 2,71 % về diện tích và 5,48 % về sản lượng so với năm 2010 Trong đó, diện tích nuôi tôm sú là 623.377 ha, đạt sản lượng 319.206 tấn, bằng 95,81 % năm 2010 Riêng khu vực đồng bằng sông Cửu Long, tổng diện tích thả nuôi tôm là 602.416 (bao gồm 588.419 nuôi tôm sú và 18.498 nuôi tôm thẻ chân trắng), chiếm 91,8 % diện tích nuôi tôm của cả nước Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam cho biết, tổng giá trị xuất khẩu tôm của Việt Nam năm 2011 đạt 2.396 tỷ USD, tăng 13,7 % so với năm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2010 và vượt qua mốc tỷ USD Trong đó, xuất khẩu tôm sú đạt 1,43 tỷ USD, chiếm gần 60 % tổng giá trị, xuất khẩu tôm chân trắng đạt 704 triệu USD, chiếm 29,3 % tỷ trọng, 12 % còn lại là tôm các loại khác Về thị trường xuất khẩu, tôm Việt Nam thâm nhập sâu và các thị trường khác ngoài thị trường trọng điểm truyền thống là Mỹ, Nhật Bản và châu Âu Năm 2010, giá trị xuất khẩu tôm sang thị trường này chiếm 71 % tổng sản lượng xuất khẩu tôm cả nước Sang năm 2011, tỷ trọng này còn 66 % Trong đó, xuất khẩu sang một số thị trường khác Hàn Quốc, các nước Đông Nam Á… và đặc biệt là sang Nga tăng mạnh, xuất khẩu tôm sang Nga tăng 124 % so với năm 2010 Xuất khẩu tôm sang Hàn Quốc tăng 23 %, sang các nước Đông Nam Á tăng 54,7 % Năm 2011, tôm sú giữ vị trí chủ đạo cấu xuất khẩu tôm Việt Nam Tuy nhiên, tỷ trọng về khối lượng và giá trị giảm dần, đặc biệt là các mặt hàng tôm sú sống, tươi hoặc đông lạnh 1.2.4 Các sản phẩm chủ yếu được sản xuất từ tôm sú Tôm tươi được chế biến lạnh đông dưới nhiều dạng sau:  Tôm nguyên còn đầu và còn vỏ  Tôm bỏ đầu: tôm bỏ đầu và còn vỏ  Tôm bỏ đuôi: tôm bỏ đầu, bỏ ruột và bóc một phần vỏ  Tôm xẻ lưng, bóc vỏ đến đốt áp chót  Tôm cánh bướm, bóc vỏ đến đốt áp chót, cắt dọc theo chiều dài sống lưng, xẻ banh  Tôm có đốt đầu được bóc vỏ và cắt theo chiều dài  Tôm bóc nỗn: tơm bỏ đầu, bỏ vỏ và bỏ ṛt  Tơm bóc nỗn  Tơm bóc nỗn, xẻ lưng  Tơm bóc nỗn khơng ngun vẹn  Tơm bóc nỗn và cắt cánh bướm: tơm boc nỗn được cắt dọc theo chiều dài đến đớt ći cùng ĐỜ ÁN TỐT NGHIỆP Có thể nghiên cứu để VSV lên men từ các loại đường khác rẻ hơn, mật rỉ đường, để giảm giá thành sản suất Ngoài ra, đề tài này chỉ chú trọng phần chitin vỏ tôm mà không quan tâm đến một hợp chất không phần quan trọng: caroteniod Nếu quá trình lên men ta có thể trích ly cả hợp chất này sẽ thu về một khoảng lợi nhuận không nhỏ cho nhà sản xuất 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu là sách: [1] Nguyễn Văn Mùi (2007), Thực hành hoá sinh học, NXB đại học quốc gia Hà Nội [2] Phạm Văn Tình (2005), Kỹ thuật nuôi tôm sú, NXB nông nghiệp Tài liệu là bài báo tạp chí: [3] S Bautista-Ban˜osa, A.N Herna´ ndez-Lauzardo, M.G Vela´ zquez- del Valle, M Herna´ ndez-Lo´ pez , E Ait Barka, E Bosquez-Molina, C.L Wilson (2005) Chitosan as a potential natural compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities, USA [4] Luis A Cira, Sergio Huerta, George M Hall, Keiko Shirai (2001) Pilot scale lactic acid fermentation of shrimp wastes for chitin recovery, a Departamento de Biotecnologia, Univ ersidad Autonoma Metropolitana, Mexico, D.F Av San Rafael Atlixco No 186 Col Vicentina C.P 09340 Mexicob Department of Chemical Engineering, Loughborough University, UK [5] Hermann Ehrlich, Petros G Koutsoukos , Konstantinos D Demadis , Oleg S Pokrovsky Part II Decalcification, Principles of demineralization: Modern strategies for the isolation of organic frameworks, Micron 4D, 2009, Germany [6] Maria Hayes Chapter 4: Chitin, Chitosan and their Derivatives from Marine Rest Raw Materials: Potential Food and Pharmaceutical Applications, , Chitin, Chitosan and Chitooligosaccharides, Ireland [7] Nicole Krueziger Keppy, Michael W Allen, Ph.D The Biuret Method for the Determination of Total Protein Using an Evolution Array 8-Position Cell Changer, Thermo Fisher Scientific, Madison, WI, USA [8] Pradip Kumua Dutta, Joydeep Dutta, VS Tripathi (2004) Chitin and chitosan: Chemistry, properties and applications, Department of Chemistry, Motilal Nehru National Institute of Technology, Allahabad 211 004 [9] A Khanafari, R Marandi, Sh Sanatei (2007) Recovery of chitin and chitosan from shrimp waste by chemical and microbial methods, Department of 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Microbiological Sciences, Islamic Azad University, North of Tehran branch, Iran, Department of Environmental Engineering, Islamic Azad University, North of Tehran branch, Iran [10] Bhaskar Narayan, Suresh Puthanveetil Velappan, Sakhare Patiram Zituji, Sachindra Nakkerike (2009) Yield and chemical composition of fractions from fermented shrimp biowaste, India [11] Kandra Prameela, Ch Murali Mohan, P.V Smitha, K.P.J Hemalatha (2010) Bioremediation of shrimp biowaste by using natural probiotic for chitin and carotenoid production an alternative method to hazardous chemical method, Department of Biotechnology, GITAM Institute of Technology, Rushikonda, GITAM University, Visakhapatnam 530 045, India Department of Biochemistry, College of Science and Technology, Andhra University, Visakhapatnam 530 045, India [12] Đào Thị Lương, Nguyễn Thị Anh Đào, Nguyễn Thị Kim Quy, Trần Thị Lệ Quyên, Dương Văn Hợp, Trần Quốc Việt, Ninh Thị Len, Bùi Thị Thu Huyền (2010) Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn lactic dùng chế biến và bảo quản thức ăn thô xanh và phụ phẩm nông nghiệp cho gia súc nhai lại, Viện Vi sinh vật và CNSH - Đại học Quốc Gia Hà Nội, Viện Chăn nuôi [13] Ths Thạch Thanh, Ks Tăng Minh Khoa, Ks Phạm Văn Quyết, Ts Nguyễn Văn Hòa, (2005) Nghiên cứu ứng dụng nước biển nhân tạo sản xuất giống tôm sú (Penaeus monodon) qua hệ thống lọc sinh học tuần hoàn, khoa Thủy sản, Trường Đại Học Cần Thơ Tài liệu là luận văn, luận án [14] Đặng Tiến Đông (2010) Sản xuất chitin – chitosan từ vỏ tôm, Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ thành phố Hồ Chí Minh, thành phố Hồ Chí Minh [15] Bùi Đức Tài (2008), Thiế kế kỹ thuật thiết bị sản xuất chitin suất 0,5 tấn/mẻ, khoa khí, trường đại học Nha Trang, Nha Trang [16] Trần Thị Hoài Thanh (2007), Khảo sát qui trình sản x́t sớ sản phẩm tôm đông lạnh công ty TNHH thực phẩm Amanda Đề xuất biện pháp nâng cao chất lượng và tận dụng phế liệu 60 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP [17] Đỗ Như Ý (2011), khảo sát quy trình chế biến tơm sú đông lạnh công ty cổ phần đầu tư thương mại thủy sản INCOMFISH, trường ĐH Hùng Vương, thành phớ Hờ Chí Minh 61 ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam là công trình nghiên cứu thực sự của cá nhân tôi, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Hoài Hương, được thực hiện dựa sở nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm, trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp.HCM Tất cả các kết quả và số liệu là trung thực, hoàn toàn không chép và chưa được công bố dưới bất kỳ hình thức nào Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này Ngày tháng năm 2012 Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Ngọc Thu i ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô ngành Công nghệ Sinh học, Khoa Môi Trường và Công nghệ Sinh học trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghệ Tp Hồ Chí Minh giảng dạy và trang bị cho em những kiến thức bản suốt năm Đại học Con xin cảm ơn mẹ ba nuôi dạy khôn lớn, ủng hộ, động viên, tạo mọi điều kiện cho yên tâm học tập Em xin gởi lời cám ơn chân thành nhất đến Cô TS Nguyễn Hoài Hương tận tình quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ em rất nhiều quá trình hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em cảm ơn Thầy Nguyễn Văn Thành, Thầy Nguyễn Trung Dũng tạo điều kiện cho em tiến hành thực nghiệm nội dung của đồ án này Cám ơn các bạn khoá 08 và 09DSH động viên, ủng hộ và nhiệt tình giúp đỡ em từ trước tới Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2012 Nguyễn thị Ngọc Thu ii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về Lactobacillus 1.1.1 Giới thiệu về Lactobacillus acidophilus 1.1.1.1 Phân loại 1.1.1.2 Hình thái 1.1.1.3 Đặc điểm sinh lý sinh hóa 1.1.1.4 Đặc điểm sinh thái 1.1.1.5 Cơ chế kháng khuẩn của L acidophilus 1.2 Tổng quan về tôm sú và nghề nuôi tôm sú tại Việt Nam 1.2.1 Vị trí phân loại 1.2.2 Vùng phân bố của tôm sú thế giới 1.2.3 Các vùng nuôi tôm chủ yếu tại Việt Nam 1.2.4 Các sản phẩm chủ yếu được sản xuất từ tôm sú iii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2.5 Các phương pháp xử lý vỏ tôm thải hiện 10 1.3 Tổng quan về chitin – chitosan 11 1.3.1 Cấu trúc chitin - chitosan 11 1.3.2 Tính chất hoá học của chitin - chitosan 12 1.3.3 Tình hình sản xuất chitin – chitosan hiện 14 1.3.3.1 Các quy trình sản xuất cổ điển 14 1.3.3.2 Quy trình sản xuất chitin hiện đại 16 1.3.4 Ứng dụng của chitin – chitosan 17 1.3.4.1 Ứng dụng công nghiệp 17 1.3.4.2 Ứng dụng nông nghiệp 19 1.3.4.3 Ứng dụng y sinh học 19 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 21 2.1 Vật liệu nghiên cứu 21 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 21 2.1.2 Thời gian thực hiện 21 2.1.3 Giống vi sinh vật 21 2.1.4 Thiết bị và dụng cụ 21 2.1.4.1 Nguyên liệu và hoá chất 21 2.1.4.2 Thiết bị 24 iv ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1.4.3 Dụng cụ 24 2.2 Phương pháp luận 25 2.2.1 Mục đích 25 2.2.2 Nội dung nghiên cứu 25 2.3 Phương pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Nội dung 1: xác định các thông số về thành phần hoá học của nguyên liệu vỏ tôm 29 2.3.2 Nội dung 2: khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nước đối với quá trình lên men vỏ tôm bằng L acidophilus 30 2.3.3 Nội dung 3: khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường đối với quá trình lên men vỏ tôm bằng L acidophilus 32 2.3.4 Nội dung 4: so sánh phương pháp khử protein và khoáng bằng phương pháp lên men lactic với phương pháp hoá học 33 2.3.4.1 So sánh hiệu suất khử khoáng của quy trình thí nghiệm với quy trình phương pháp hoá học 34 2.3.4.2 So sánh hiệu suất xử lý protein của quy trình thí nghiệm với quy trình từ phương pháp hoá học 35 2.4 Phương pháp tiến hành 35 2.4.1 Xác định độ ẩm của mẫu cần phân tích 35 2.4.2 Xác định hàm lượng khoáng mẫu phân tích 36 2.4.3 Xác định lượng acid lactic sinh quá trình lên men 37 2.4.4 Xác định hàm lượng nitơ amin có dịch sau lên 37 v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.4.5 Xác định hàm lượng protein hoà tan dịch sau lên men bằng phương pháp Bradford 38 2.4.6 Xác định hàm lượng nitơ tổng số có vỏ tôm sau lên men 39 2.4.7 Xác định hàm lượng nitơ tổng có dịch sau lên men 41 2.4.8 Xác định lượng đường khử còn lại sau quá trình lên men bằng phương pháp DNS 41 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 43 3.1 tôm Nội dung 1: xác định thành phần hoá học của nguyên liệu vỏ đầu 43 3.2 Nội dung 2: khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nước đối với quá trình lên men vỏ tôm bằng L acidophilus 44 3.2.1 Xác định lượng acid lactic sinh sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ nước 44 3.2.2 Xác định hàm lượng protein hoà tan dịch lên men sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ nước bằng phương pháp Bradford 45 3.2.3 Xác định hàm lượng nitơ amin có dịch lên men sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ nước 46 3.2.4 Xác định hàm lượng nitơ tổng có dịch sau lên men 47 3.3 Nội dung 3: khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường đối với quá trình lên men vỏ tôm bằng L acidophilus 48 3.3.1 Xác định lượng acid lactic sinh sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ đường 48 vi ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3.3.2 Xác định hàm lượng N - protein hoà tan có dịch lên men sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ đường 49 3.3.3 Xác định hàm lượng N - amin có dịch lên men sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ đường 50 3.3.4 Xác định hàm lượng nitơ tổng có dịch lên men 51 3.3.5 Xác định lượng đường khử còn lại sau quá trình lên men 52 3.4 Nội dung 4: So sánh hiệu quả khử khoáng và khử protein bằng phương pháp lên men lactic với các quá trình hóa học tương đương 54 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 4.1 Kết luận 57 4.2 Kiến nghị 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 vii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DNS: acid dinitro – salisylic HS: hiệu suất KL: khối lượng N: Nitơ NXB: nhà xuất bản PPHH: phương pháp hoá học PPSH: phương pháp sinh học VSV: vi sinh vật viii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần môi trường MRS Bảng 2.2: Chuẩn bị dung dịch albumin chuẩn Bảng 2.3 Phương pháp lập đường chuẩn DNS Bảng 3.1 Thành phần hoá học của vỏ tôm Bảng 3.2 Kết quả hàm lượng đường khử (mg/g) dịch sau lên men Bảng 3.3 Hiệu quả khử khoáng Bảng 3.4 Hiệu quả khử protein ix ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hình thái L acidophilus Hình 1.2 Cơ chế kháng vi sinh vật nhờ khả sinh bacteriocin Hình 1.3 Cơng thứ cấu tạo của chitin Hình 1.3 Cấu tạo của chitin (a) và chitosan (b) Hình 1.4 Quy trình lên men vỏ tôm thu nhận chitin của Bhaskar,viện nghiên cứu cơng nghệ thực phẩm, Ấn Đợ, 2010 Hình 2.1 Sơ đồ xử lý vỏ tôm trước thí nghiệm Hình 2.2 Sơ đờ tóm tắt thiết kế thí nghiệm của toàn bợ đờ án Hình 2.3 Sơ đờ tóm tắt của nợi dung Hình 2.4 Sơ đờ tóm tắt thiết kế thí nghiệm của nội dung nghiên cứu Hình 2.5 Sơ đờ tóm tắt thiết kế thí nghiệm 4.1 Hình 2.6 Sơ đờ tóm tắt thiết kế thí nghiệm 4.2 Hình 3.1 Kết quả % khới lượng acid lactic sinh ở các tỉ lệ nước sau các thời gian lên men Hình 3.2 Kết quả hàm lượng N - protein ở các thời gian của các tỉ lệ nước khác Hình 3.3 Kết quả hàm lượng N - amin ở các thời gian của các tỉ lệ nước khác Hình 3.4 Kết quả hàm lượng N tổng ở các thời gian của các tỉ lệ nước khác x ĐỜ ÁN TỚT NGHIỆP Hình 3.5 Kết quả % khối lượng acid lactic sinh sau các thời gian lên men ở các tỉ lệ đường khác Hình 3.6 Kết quả hàm lượng N - protein ở các thời gian của các tỉ lệ đường khác Hình 3.7 Kết quả hàm lượng N - amin ở các thời gian của các tỉ lệ đường khác Hình 3.8 Kết quả hàm lượng N tổng ở các thời gian của các tỉ lệ đường khác xi ... em thực hiện đề tài ? ?Nghiên cứu khử khoáng thu nhận chitin bằng lên men lactic từ vỏ đầu tôm sú? ?? Tình hình nghiên cứu Có rất nhiều cơng trình nghiên cứu về vấn đề này thế... pháp lên men lactic vỏ tôm sẽ thu được nguồn chitin dễ dàng tinh sạch và hiệu suất cao Mục đích nghiên cứu Xác định các thành phần quy trình thu nhận chitin từ vỏ tôm bằng. .. và còn vỏ  Tôm bỏ đầu: tôm bỏ đầu và còn vỏ  Tôm bỏ đuôi: tôm bỏ đầu, bỏ ruột và bóc một phần vỏ  Tôm xẻ lưng, bóc vỏ đến đốt áp chót  Tôm cánh bướm, bóc vỏ đến