Nghiên cứu sử dụng vi khuẩn lactic để khử khoáng và protein trên đầu và vỏ tôm trong sản xuất chitosan

Sản xuất chitin và chitosan từ đầu vỏ tôm theo phương pháp hóa học để khử tạp chất có nhược điểm là ô nhiễm môi trường, chi phí sản xuất cao, các sản phẩm phụ lẫn với hoá chất nên việc tận dụng gặp nhiều khó khăn… Nghiên cứu này đã thử nghiệm sử dụng 2 chủng vi khuẩn lactic có hoạt tính mạnh là Lactobacillus plantarum VTCC 431 và Lactobacillus bulgaricus VTCC 703 từ Bảo tàng giống chuẩn Việt Nam (VTCC) để khử khoáng và protein trên đầu vỏ tôm. Trong điều kiện lên men kỵ khí, với tỉ lệ vi khuẩn bổ sung 10%, thời gian lên men 132h, pH của môi trường 7.2, kết quả đã khử được hơn 85% protein và khoáng trong đầu vỏ tôm.

Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 1/2016 THÔNG BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VI KHUẨN LACTIC ĐỂ KHỬ KHOÁNG VÀ PROTEIN TRÊN ĐẦU VÀ VỎ TÔM TRONG SẢN XUẤT CHITOSAN STUDY ON USING LACTIC ACID BACTERIA FOR DEMINERALIZATION AND DEPROTEINIZATION OF HEADS AND SHELLS OF SHRIMP IN CHITOSAN PRODUCTION Vũ Ngọc Bội1, Nguyễn Thị Mỹ Trang2, Ngơ Thị Phương Thảo3 Lê Phương Chung4, Hồng Thị Bảo Yến5 Ngày nhận bài: 01/9/2015; Ngày phản biện thơng qua: 11/11/2015; Ngày duyệt đăng: 15/3/2016 TĨM TẮT Sản xuất chitin chitosan từ đầu vỏ tôm theo phương pháp hóa học để khử tạp chất có nhược điểm nhiễm mơi trường, chi phí sản xuất cao, sản phẩm phụ lẫn với hoá chất nên việc tận dụng gặp nhiều khó khăn… Nghiên cứu thử nghiệm sử dụng chủng vi khuẩn lactic có hoạt tính mạnh Lactobacillus plantarum VTCC 431 Lactobacillus bulgaricus VTCC 703 từ Bảo tàng giống chuẩn Việt Nam (VTCC) để khử khống protein đầu vỏ tơm Trong điều kiện lên men kỵ khí, với tỉ lệ vi khuẩn bổ sung 10%, thời gian lên men 132h, pH môi trường 7.2, kết khử 85% protein khống đầu vỏ tơm Kết nghiên cứu cho thấy khả sử dụng vi sinh vật cải tiến quy trình sản xuất chitin chitosan từ đầu vỏ tôm, hạn chế ô nhiễm môi trường, cải thiện chất lượng chitin chitosan Từ khóa: L plantarum VTCC 431, L bulgaricus VTCC 703, vỏ đầu tôm, chitosan, chitin ABSTRACT Some weakpoints of chemical method to remove impurities from heads and shells of shrimp in chitin and chitosan production are environmental pollution, high production costs, by products contain extraneous matters so difficult to retrieve…This study tested the use of two strains of lactic acid bacteria have strong activity, Lactobacillus plantarum VTCC 431 and Lactobacillus bulgaricus VTCC 703 from Vietnam Type Culture Collection (VTCC) to demineralize and deproteinize heads and shells of shrimp In anaerobic fermentation conditions, additional bacteria ratio of 10%, 132 hours fermentation time, pH of 7.2, the results showed that more than 85% protein and mineral were removed from heads and shells of shrimp These results suggested the possibility of using microorganisms in process improvement chitin and chitosan produced from heads and shells of shrimp, limit environmental pollution and improve the quality of chitin and chitosan Keywords: L plantarum VTCC 431, L bulgaricus VTCC 703, heads and shells of shrimp, chitosan, chitin I ĐẶT VẤN ĐỀ Ngành thủy sản nước ta năm gần đạt thành tựu đáng kể nuôi trồng, chế biến xuất thực trở thành ngành kinh tế trọng điểm, đóng góp phần khơng nhỏ vào phát triển kinh tế đất nước Trong đó, ngành chế biến thủy sản ln giữ vai trị chủ đạo đóng TS Vũ Ngọc Bội, ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang KS Ngô Thị Phương Thảo: Trường Cao đẳng Nghề - Nha Trang ThS Lê Phương Chung, Hồng Thị Bảo Yến: Viện Cơng nghệ sinh học Môi trường - Trường Đại học Nha Trang TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 11 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản góp tỷ trọng lớn kim ngạch xuất thủy sản Theo phát triển chế biến thủy sản, vấn đề lớn, quan tâm phế liệu từ cơng nghiệp chế biến, có phế liệu từ chế biến tôm xuất Nguồn phế liệu không xử lý hay tận dụng cách hiệu gây ô nhiễm môi trường Trong phế liệu tơm có chứa protein, astaxanthin, chitin, chất hữu ích Do đó, ngồi việc dùng phế liệu tôm để chế biến thức ăn chăn nuôi, sử dụng chúng để sản xuất chitin chitosan mang lại giá trị kinh tế cao (Trần Thị Luyến, 1995) Chitin dẫn xuất chitosan polysaccharid mạch thẳng Chitin tồn động vật thực vật Ở động vật thủy sản, chitin có nhiều vỏ tơm, cua ghẹ… (Trần Thị Luyến cộng sự, 2005) Vì vậy, vỏ tơm, cua ghẹ nguyên phế liệu dồi để sản xuất chitin-chitosan Hiện nay, công nghệ sản xuất chitin chitosan chủ yếu theo phương pháp hóa học dùng HCl, NaOH để khử protein khống chất Nhược điểm cơng nghệ gây nhiễm mơi trường, ăn mịn thiết bị, chi phí sản xuất cao, chưa tận thu thành phần có giá trị protein, chất màu từ phế liệu thủy sản Nhiều nghiên cứu thực nhằm cải thiện quy trình, hạn chế nhược điểm, tăng hiệu suất thu hồi thành phần có ích, sử dụng vi sinh vật hỗ trợ giải pháp nhiều nhà nghiên cứu quan tâm (Trang Sĩ Trung, 2008) Lên men lactic kỹ thuật phát triển từ lâu đời người ứng dụng sớm bảo quản chế biến thực phẩm (sữa lên men, thịt lên men, rau lên men, sản phẩm đồ uống…) nhiều lĩnh vực khác y dược, hóa chất chăn ni (Nguyễn Trọng Cẩn cộng sự, 2006) Trong điều kiện có mặt nguồn chất carbohydrat (saccharose, glucose, fructose, tinh bột ngô, tinh bột sắn…), vi khuẩn lactic lên men carbohydrat tạo thành acid lactic sản sinh enzyme protease Acid lactic tác dụng với phần canxicacbonat 12 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 1/2016 vỏ tôm để tạo thành lactatcanxi dạng khơng hịa tan (Nguyễn Đức Lượng, 2001) Phản ứng gần tương ứng với trình khử khống HCl phương pháp hóa học Đồng thời hệ enzyme protease thủy phân phần protein có vỏ tơm làm tăng q trình khử protein khỏi vỏ đầu tơm Vì việc sử dụng vi khuẩn lactic q trình lên men khử khống protein vỏ đầu tôm hứa hẹn nâng cao hiệu sản xuất chitin, chitosan hạn chế ô nhiễm môi trường II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Vi khuẩn giống: sử dụng hai chủng vi khuẩn lactic: L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 Bảo tàng giống chuẩn Việt Nam (VTCC), Đại học Quốc gia Hà Nội cung cấp Nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng: đầu vỏ tôm thẻ chân trắng thu nhận bàn chế biến Công ty Cổ phần Nha Trang Seafoods - F17 Vỏ đầu tôm sau thu nhận, rửa sạch, vận chuyển Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang, đông lạnh bảo quản -200C để dùng dần trình nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 2.1 Phương pháp xử lý mẫu: Trước tiến hành nghiên cứu, nguyên liệu đầu tôm rửa sạch, xay nhỏ máy xay với kích cỡ ngun liệu từ 4÷6 mm, trộn đều, cân cho vào túi polymer (1000g/túi) bảo quản đông nhiệt độ -200C để dùng cho trình nghiên cứu 2.2 Phương pháp phân tích: - Xác định hàm lượng ẩm phương pháp sấy khô nhiệt độ 105oC theo TCVN 3700 - 1990 - Xác định hàm lượng khoáng phương pháp nung 5500C theo TCVN 4588 - 1988 - Xác định hàm lượng protein lại phương pháp Microbiuret Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 1/2016 - Xác định mật độ tế bào vi khuẩn phương pháp đo OD bước sóng 600 nm kết hợp phương pháp đếm khuẩn lạc (Trần Linh Thước, 2007) - Xác định hiệu suất khử khống khử protein dựa cơng thức Rao cộng (2000) ● Các số liệu xử lý vẽ đồ thị phần mềm MS EXCEL 2010 III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Thành phần hóa học đầu tơm thẻ chân trắng Kết phân tích thành phần hóa học đầu vỏ tơm thẻ chân trắng trình bày bảng Bảng Thành phần hóa học đầu vỏ tôm thẻ chân trắng STT Chỉ tiêu Đơn vị đo Hàm lượng (*) Hàm lượng protein % 48,6 ± 1,3 Hàm lượng khoáng % 25,2 ± 0,6 Hàm lượng lipid % 5,8 ± 0,3 Chitin % 17,9 ± 0,5 *Kết tính theo hàm lượng chất khơ tuyệt đối Kết phân tích cho thấy đầu tơm chứa thành phần protein, khống, lipid chitin Trong protein chiếm hàm lượng lớn (48,6%) - kết nghiên cứu cao sơ với thành phần proetin đầu vỏ tôm thẻ chân trắng mà Trang Sĩ Trung phân tích năm 2008 Sự khác biệt mùa vụ thời điểm lấy mẫu Hàm lượng lipid (5,8%) cao nhiều so với hàm lượng lipid có phần vỏ tơm (4,7%) Nhân giống vi khuẩn Chủng giống L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 hoạt hóa mơi trường MRS agar Khuẩn lạc đặc trưng cho L plantarum VTCC 431 có hình trịn, nhẵn, mịn, Hình Ảnh hưởng thời gian nuôi đến sinh trưởng vi khuẩn L plantarum VTCC 431 màu trắng sữa Quan sát vi khuẩn L plantarum VTCC 431 kính hiểu vi thấy L plantarum VTCC 431 trực khuẩn Gram dương, có dạng hình que nhỏ, khơng sinh bào tử, khơng di động Khuẩn lạc đặc trưng cho L bulgaricus VTCC 703 phẳng, vàng, đường kính ÷ - mm, khuẩn lạc già trở nên sậm màu Vi khuẩn L bulgaricus VTCC 703 trực khuẩn Gram dương, hình que dài, mảnh, thường xếp thành chuỗi dài, khơng có khả di động Tiến hành nhân giống mơi trường MRS lỏng lắc 150 vịng/phút Sau khoảng thời gian 2, 4,…, 30h, tiến hành xác định mật độ tế bào dịch nuôi cấy, kết thể hình sau Hình Ảnh hưởng thời gian ni đến sinh trưởng vi khuẩn L bulgaricus VTCC 703 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 13 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Kết nuôi cấy chủng vi khuẩn cho thấy 20h đầu q trình ni, chủng vi khuẩn phát triển chậm Bắt đầu từ thứ 20 trở đi, vi khuẩn bắt chuyển sang pha sinh trưởng phát triển nhanh Từ nuôi từ 28h đến 30h, mật độ tế bào đạt cao nhất, vi khuẩn cuối pha log, đầu pha ổn định Đây thời điểm vi khuẩn sinh tổng hợp enzyme mạnh nhiều hợp chất có hoạt tính mạnh khác Sau 30h nuôi cấy vi khuẩn chuyển sang pha ổn định Vì vậy, dịch vi khuẩn sử dụng trình lên men khử protein khống đầu tơm thí nghiệm nhân giống dừng q trình ni thời gian từ 28 ÷ 30h nuôi cấy Số 1/2016 Sử dụng vi khuẩn L plantarum VTCC 431, L bulgaricus VTCC 703 xử lý đầu tôm 3.1 Xác định tỉ lệ vi khuẩn bổ sung vào nguyên liệu: Vi khuẩn L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 nhân giống mơi trường MRS Sau tiến hành mẫu thí nghiệm xác định khả lên men khử khống khử protein chúng Quá trình lên men thực nhiệt độ phòng, ngày (144h) pH 7,2 điều kiện kị khí Sau lên men ép tách vỏ, rửa sạch, cân, sấy khô đến độ ẩm 11% tiến hành phân tích hàm lượng protein khống cịn lại Kết thể hình 3, hình 4, hình hình Hình Ảnh hưởng tỷ lệ vi khuẩn L.plantarum bổ sung đến hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm Hình Ảnh hưởng tỷ lệ vi khuẩn L.bulgaricus bổ sung đế hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm Hình Ảnh hưởng tỷ lệ vi khuẩn L.plantarum bổ sung đến hàm lượng protein lại vỏ đầu tơm Hình Ảnh hưởng tỷ lệ vi khuẩn L.bulgaricus bổ sung đến hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tơm Từ kết phân tích cho thấy tỷ lệ dịch vi khuẩn tăng, lượng protein khống cịn lại vỏ đầu tôm thấp Sau ngày bổ sung vi khuẩn L plantarum VTCC 431và L bulgaricus VTCC 703 nhân giống mơi trường MRS hàm lượng protein khống lại mẫu giảm đáng kể Kết vi 14 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG khuẩn L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 trinh lên men sinh enzyme protease acid lactic Enzyme protease sinh thủy phân protein vỏ đầu tôm tạo thành peptid mạch ngắn, acid amin hòa tan vào dịch lên men Còn acid lactic phản ứng với CaCO3 tạo thành Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản lactatcanxi dạng khơng hịa tan (Rao cs, 2001 2005) Vì hàm lượng protein khống cịn lại đầu vỏ tơm giảm đáng kể Từ phân tích cho thấy tỷ lệ dịch vi khuẩn bổ sung vào ngun liệu đầu tơm thích hợp 10% 3.2 Xác định thời gian lên men khử protein khử khoáng Sử dụng chủng L plantarum VTCC 431 Số 1/2016 L bulgaricus VTCC 703 để lên men vỏ đầu tôm với tỉ lệ vi khuẩn bổ sung 10% (v/w) pH 7,2 lên men nhiệt độ phòng với thời gian lên men khác Sau lên men tiến hành ép tách dịch lên men, rửa sấy khô đến độ ẩm 11% Kết phân tích hàm lượng protein khống cịn lại vỏ đầu tơm trình bày hình ÷10 Hình Sự thay đổi hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm theo thời gian lên men vi khuẩn L.plantarum Hình Sự thay đổi hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tôm theo thời gian lên men vi khuẩn L.bulgaricus Hình Sự thay đổi hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tôm theo thời gian lên men vi khuẩn L.plantarum Hình 10 Sự thay đổi hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tơm theo thời gian lên men vi khuẩn L.bulgaricus Kết phân tích cho thấy thời gian lên men có quan hệ nghịch biến với hàm lượng protein khống cịn lại vỏ đầu tơm sau q trình lên men Trong giới hạn nghiên cứu, tăng thời gian lên men hàm lượng protein khống cịn lại đầu vỏ tơm giảm Nhưng cuối q trình lên men, mức độ giảm hàm lượng protein khoáng chất cịn lại vỏ đầu tơm chậm Do để tiết kiệm thời gian mà hiệu khử protein khoáng đạt yêu cầu, nên dừng thời gian lên men giai đoạn 132 h Từ kết phân tích cho phép lựa chọn thơng số thích hợp cho q trình khử khống protein đầu vỏ tôm thể chủng vi khuẩn L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 bảng Bảng Thơng số thích hợp cho q trình khử khoáng protein dịch vi khuẩn L plantarum VTCC 431và L bulgaricus VTCC 703 STT Yếu tố Nồng độ dịch vi khuẩn/phế liệu Thời gian pH Nhiệt độ phịng Thơng số tối ưu 10% (v/w) 132 h 7,2 300C TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 15 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản 3.3 Xác định chế độ khử khoáng HCl Sau tiến hành lên men khử khoáng protein dịch vi khuẩn, tiến hành khử khống Hình 11 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch HCl đến hàm lượng khống cịn lại đầu vỏ tơm xử lý vi khuẩn L.plantarum Kết trình bày hình 11 hình 12 cho thấy tăng nồng độ HCl sử dụng hàm lượng khống cịn lại đầu tôm giảm mạnh Khi nồng độ HCl 4,0%, hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm xử lý vi khuẩn L plantarum VTCC 431 giảm cịn 0,70% (hàm lượng khống ban đầu vỏ đầu tơm 13,1%); cịn mẫu xử lý Hình 13 Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm xử lý dung dịch HCl 4% (đối với mẫu xử lý vi khuẩn L plantarum) Kết phân tích trình bày hình 13 hình 14 cho thấy mẫu đầu vỏ tôm xử lý dung dịch vi khuẩn L plantarum VTCC 431 với nồng độ HCl sử dụng 4,0%, thời gian khử khoáng dài lượng khống khử nhiều, sau 17h xử lý lượng khống cịn lại đầu vỏ tơm 0,47% (hàm lượng khống 16 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Số 1/2016 lại vỏ đầu tôm acid HCl Kết nghiên cứu khử khống cịn lại HCl trình bày hình 11 12 Hình 12 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch HCl đến hàm lượng khống cịn lại đầu vỏ tôm xử lý vi khuẩn L.bulgaricus vi khuẩn L bulgaricus VTCC 703 hàm lượng khống giảm cịn 1,22% Khi nồng độ HCl sử dụng lớn 4,0% hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tôm giảm không đáng kể so với mẫu xử lý sử dụng nồng độ HCl 4,0% Do vậy, để đảm bảo hiệu chất lượng chitosan thành phẩm sau này, nồng độ HCl 4,0% thích hợp Hình 14 Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm xử lý dung dịch HCl 4% (đối với mẫu xử lý vi khuẩn L bulgaricus) ban đầu lại vỏ đầu tơm 13,1%); cịn mẫu xử lý vi khuẩn L bulgaricus VTCC 703, hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm 0,92% (hàm lượng khống ban đầu cịn lại vỏ đầu tôm 14,65%) Sau 17 h trở lượng khống đầu vỏ tơm giảm khơng đáng kể Thời gian ngắn q trình Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản khử khống khơng triệt để, ngược lại thời gian dài ảnh hưởng đến chất lượng chitin thành phẩm Như thời gian thích hợp cho q trình khử khống 17h Theo Rao cộng (2001 2005) quy trình sản xuất chitin - chitosan từ phế liệu vỏ tơm cơng đoạn khử khống HCl ảnh hưởng nhiều đến kích thước độ nhớt chitosan thu Hầu hết suy giảm trọng lượng chuỗi chitin xảy vài phút sản phẩm hình thành oligosaccharid Từ cho thấy rằng, việc tăng hàm lượng HCl cho hiệu suất khử khoáng cao ảnh hưởng xấu đến chất lượng chitin chitosan thu sau Hình 15 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch NaOH đến hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tơm (đối với mẫu xử lý vi khuẩn L plantarum) Kết trình bày hình 15 hình 16 cho thấy chế độ xử lý, tăng nồng độ NaOH sử dụng lượng protein bị khử nhiều Ở nồng độ NaOH từ 2,0% 4,0%, sau 12 thủy phân, hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tơm tương ứng 2,49% 0,74% mẫu xử lý chủng Hình 17 Ảnh hưởng thời gian xử lý đến NaOH 4% đến hàm lượng protein lại (đối với mẫu xử lý dịch vi khuẩn L plantarum) Số 1/2016 Sự suy giảm mạch polysaccharid chitin xảy thông qua việc acid HCl thủy phân cắt đứt liên kết glucosid Vì việc tăng cao nồng độ HCl thời gian thủy phân phải đảm bảo hợp lý để tiết kiệm hóa chất giảm thời gian thủy phân, từ giảm chi phí sản xuất đảm bảo vấn đề quan trọng yếu tố không tác động đến việc cắt mạch polysaccharid chitin 3.4 Xác định chế độ khử protein NaOH Sau khử khống protein cịn lại vỏ đầu tôm sau lên men HCl, tiến hành khử protein cịn lại NaOH lỗng Kết khử protein cịn lại NaOH trình bày hình 15 hình 16 Hình 16 Ảnh hưởng nồng độ dung dịch NaOH đến hàm lượng protein lại vỏ đầu tôm (đối với mẫu xử lý vi khuẩn L bulgaricus) L plantarum VTCC 431; mẫu xử lý chủng L bulgaricus VTCC 703 lượng protein lại tương ứng 3,87% 1,01% Khi nồng độ NaOH sử dụng lớn 4,0%, hàm lượng protein khử tăng không đáng kể Do nồng độ NaOH thích hợp để khử protein cịn lại sau lên men 4,0% Hình 18 Ảnh hưởng thời gian xử lý đến NaOH 4% đến hàm lượng protein lại (đối với mẫu xử lý dịch vi khuẩn L bulgaricus) TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 17 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Kết trình bày hình 17 hình 18 cho thấy thời gian dài, hiệu khử protein cao, lượng protein khử nhiều Sau 13h khử protein NaOH 4,0%, hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tơm tương ứng 0,86% 1,07% mẫu xử lý L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 Sau tăng thời gian xử lý 13h hiệu khử protein gần không đổi Nếu thời gian xử lý ngắn 13h, q trình khử protein khơng triệt Do thời gian chọn để khử protein sau lên men NaOH 4,0% 13h Như vậy, q trình khử protein cịn lại đầu vỏ tơm NaOH phụ thuộc lớn vào nồng độ NaOH thời gian Quy luật biến đổi hàm lượng protein tăng Số 1/2016 nồng độ NaOH thời gian thủy phân làm giảm hàm lượng protein cịn lại vỏ đầu tơm Nhiều nghiên cứu cho q trình khử protein NaOH tác động đến cấu trúc mạch polysaccharid chitin so với q trình khử khống acid HCl Do muốn giảm triệt để lượng protein ta phải tăng nồng độ NaOH kéo dài thời gian thủy phân Theo nghiên cứu Lertsutthiwong cộng (2002), trình khử protein thực nhiệt độ phòng, nồng độ NaOH 4% thời gian 21h đủ sản phẩm chitin có hàm lượng protein cịn lại thấp, xấp xỉ 1% Từ kết nghiên cứu cho phép lựa chọn thơng số thích hợp cho q trình khử khống protein đầu tơm sau lên men NaOH trình bày bảng Bảng Thơng số thích hợp cho q trình khử khống protein cịn lại vỏ đầu tơm NaOH 4% STT Yếu tố Thông số tối ưu Nồng độ NaOH 4% Thời gian 13h Nhiệt độ Nhiệt độ phòng (khoảng 300C) Tỷ lệ đầu tôm/dung dịch NaOH IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu cho phép rút số kết luận sau: - Hai chủng vi khuẩn L plantarum VTCC 431 L bulgaricus VTCC 703 hồn tồn có khả khử khống protein vỏ đầu tơm sản xuất chitin – chitosan Trong đó, chủng vi khuẩn L plantarum VTCC 431 có khả khử khống protein vỏ đầu tôm tốt chủng L bulgaricus VTCC 703 - Chế độ lên men khử khoáng protein vỏ đầu tơm thích hợp là: tỉ lệ vi khuẩn bổ sung so với nguyên liệu 10%, thời gian lên men 132 h, pH môi trường 7,2, 18 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG 1/4 (w/v) điều kiện kị khí với hiệu khử 85% protein khống vỏ đầu tơm Phần khống cịn lại vỏ đầu tơm xử lý triệt để dung dịch HCl 4% với tỉ lệ 5/1 (v/w) 17 h lượng protein lại xử lý dung dịch NaOH 4% với tỉ lệ 4/1 (v/w), 13h Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu cơng đoạn deacetyl để hồn thiện quy trình sản xuất chitin - chitosan theo phương pháp sinh học Đồng thời tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện q trình khử khống protein vỏ đầu tơm phương pháp sử dụng vi khuẩn nghiên cứu thu hồi protein bổ sung vào thức ăn chăn ni gia súc Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 1/2016 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn (2006), Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản, Tập I - Nguyên liệu chế biến thủy sản, NXB Nông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Đức Lượng (2001), Công nghệ vi sinh vật, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh Trần Thị Luyến (1995), Nghiên cứu sản xuất chitosan từ vỏ tơm sú phương pháp hóa học với số công đoạn xử lý kiềm, Tạp chí khoa học cơng nghệ thủy sản, Số 2, Trường Đại học Thủy sản, Nha Trang Trần Thị Luyến cộng (2003), Nghiên cứu sản xuất chitosan enzyme papain, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy sản, Số 1, Trường Đại học Thủy sản, Trang 3-8 Trần Linh Thước (2007), Phương pháp phân tích vi sinh vật nước, thực phẩm mỹ phẩm, NXB Giáo dục, Hà Nội Trang Sĩ Trung (2008), Nghiên cứu kết hợp phương pháp sinh học để nâng cao hiệu quy trình sản xuất chitin chitosan từ phế liệu vỏ đầu tôm, Báo cáo đề tài khoa học cấp Bộ, Trường Đại học Nha Trang Tiếng Anh Lertsutthiwong P., Chandrkrachang S., Nazhad M M and Stevens W F (2002), Chitosan as a dry strength agent for paper, Appita Journal 55(3): 208-212 Rao M S., Tuyen M H., Stevens W F and Chandrkrachang S (2001), Deproteination by mechanical, enzymatic and Lactobacillus treatment of shrimp waste for production of chitin Chitin and Chitosan: Chitin and Chitosan in Life Science, Yamaguchi Press, Japan; 301-304 Rao M S., Munoz J and Stevens W F (2000), Critical factors in chitin production by fermentation of shrimp biowaste, Appl Microbiol Biotechnol 54, pp 808-813 10 Rao M S and Stevens W F (2005), Chitin production by Lactobacillus fermentation of shrimp biowaste in a drum reactor and its chemical conversion to chitosan, Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 80, pp 1080-1087 TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 19 ... phân phần protein có vỏ tơm làm tăng q trình khử protein khỏi vỏ đầu tơm Vì vi? ??c sử dụng vi khuẩn lactic q trình lên men khử khống protein vỏ đầu tôm hứa hẹn nâng cao hiệu sản xuất chitin, chitosan. .. Trong đó, chủng vi khuẩn L plantarum VTCC 431 có khả khử khống protein vỏ đầu tôm tốt chủng L bulgaricus VTCC 703 - Chế độ lên men khử khoáng protein vỏ đầu tơm thích hợp là: tỉ lệ vi khuẩn bổ sung... xử lý vi khuẩn L bulgaricus) ban đầu lại vỏ đầu tơm 13,1%); cịn mẫu xử lý vi khuẩn L bulgaricus VTCC 703, hàm lượng khống cịn lại vỏ đầu tơm 0,92% (hàm lượng khống ban đầu cịn lại vỏ đầu tôm 14,65%)