Phương pháp điều chế chitosan từ vỏ tôm

2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM

2.1 Phương pháp điều chế chitosan từ vỏ tôm

Chitosan được sản xuất từ vỏ tôm theo phương pháp chiết tách hóa học như trong trường hợp điều chế chitosan dùng trong y học [4]. Có thể lặp lại phản ứng deaxetyl hóa một vài lần để làm sạch chitosan thu được sau mỗi lần deaxetyl hóa nhằm thu được sản phẩm có độ DD cao như mong muốn. Quy trình điều chế được trình bày trên hình 9. Tuy nhiên, chitosan trong nghiên cứu này là sản phẩm deaxetyl hóa chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc, vì quá trình khử axetyl hóa lặp lại làm tăng chi phí sản xuất trong thực tế. Thực nghiệm tiến hành như sau:

Bước 1. Làm sạch vỏ tôm bằng cách loại bỏ chân, rác protein khác, rửa sạch và làm khô tự nhiên.

Bước 2. Loại tạp chất vô cơ (khử khoáng): cho 1 kg vỏ tôm vào bình thủy tinh dung tích 10 lít, thêm vào 5 lít dung dịch HCl 10% đến ngập, đảo đều, ngâm trong 12 giờ. Vớt ra và rửa bằng nước đến pH = 7, vỏ tôm thu được có mầu hồng nhạt và mềm do đã bị loại tạp chất vô cơ.

Bước 3. Loại protein (khử protein): vỏ tôm được cho vào bình phản ứng dung tích 500 ml, trang bị máy khuấy và sinh hàn hồi lưu, thêm vào 200 ml NaOH 3% đến ngập, đun ở 90 - 100C trong 2 giờ. Dung dịch có mầu nâu đỏ chứa protein bị loại ra. Lặp lại quá trình trên một vài lần để loại bỏ hết tạp chất. Phần còn lại được vớt ra và rửa nhiều lần đến pH = 7, thu được chitin có mầu trắng phớt hồng.

Bước 4. Loại chất màu (khử màu): toàn bộ lượng chitin bán thành phẩm thu được chứa chất màu astaxanthin được ngâm trong 500 ml dung dịch KMnO4 1% trong các khoảng thời gian nhất định và rửa bằng acid oxalic 1% nhiều lần cho đến khi sản phẩm có mầu trắng hoàn toàn, rửa bằng nước đến pH = 7, sấy khô. Lượng chitin thu được có đặc tính gần giống như chitin sản xuất theo quy trình công nghiệp được dùng để điều chế chitosan.

Nhặt rác, thịt, chân, càng, rửa sạch

xxix

Dung dịch axit loãng Loại muối vô cơ Lặp lại vài lần

Loại protein Dung dịch NaOH loãng

(90-100C trong 2 giờ) Rửa sạch nhiều lần NaOH 40% (90-1000C trong 2 giờ) Deaxetyl hóa l ( ặp lại nhiều lần) Rửa, sấy Vỏ tôm Vỏ tôm sạch

Vỏ tôm đã loại tạp chất vô cơ

Vỏ tôm đã loại các tạp chất

Chitin

Chitosan tinh chế Chitosan dạng vẩy

Hình 9. Điều chế chitosan từ vỏ tôm [4]

Bước 5. Deaxetyl hóa chitin thành chitosan: Các mầu chitin có trọng lượng khoảng 50 gam được đưa vào bình phản ứng dung tích 500 ml có trang bị khuấy từ, bổ sung khoảng 200 ml NaOH 50% cho đến ngập. Gia nhiệt đến 100C, khuấy mạnh trong 2 giờ. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ dung dịch NaOH và rửa sạch sản phẩm bằng nước cất cho đến pH = 7, sấy khô ở 40C trong tủ sấy chân không thu được chitosan. Sản phẩm được đóng vào túi PE và bảo quản trong bình hút ẩm cho đến khi sử dụng.