1.3. Tổng quan về chitin và công nghệ sản xuất chitin
1.3.3.2. Sản xuất chitin bằng phƣơng pháp sinh học
Sản xuất bằng phƣơng pháp sinh học đã và đang đƣợc nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Phƣơng pháp sử dụng enzyme protease khử protein, sử dụng vi khuẩn lên men khử khống. Đây là phƣơng pháp có nhiều ƣu điểm nhƣ: Giảm đáng kể lƣợng hóa chất sử dụng, mạch chitin có độ dài tối đa và trọng lƣợng phân tử cao (Shimahara và Takiguchi, 1988), hạn chế sự ảnh hƣởng đến môi trƣờng đặc biệt phƣơng pháp cho phép thu hồi các thành phần có giá trị khác nhƣ protein, astaxanthin. Sử dụng acid lactic trong quá trình sản xuất chitin loại bỏ đƣợc lƣợng protein, khoáng đáng kể, thân thiện với môi trƣờng. Độ deacetyl của chitin và chitosan tƣơng đƣơng với phƣơng pháp hóa học [12]. Ngồi ra nhiều vi sinh vật sinh enzyme có khả năng sinh acid giúp kết hợp q trình khử khống và khử protein trong cùng một bƣớc.
Das và cộng sự đã nghiên cứu sử dụng vi khuẩn Lactobacillus plantarum để
tổng hợp từ nấm Aspergillus niger thay thế NaOH trong khử protein. Tuy nhiên
phƣơng pháp sinh học cho hiệu quả tách protein và khống khơng triệt để. Hàm lƣợng protein còn lại sau khi thủy phân bằng enzyme còn khá cao nên chitin thu đƣợc chƣa đạt tiêu chuẩn chất lƣợng thành phẩm.
Hơn nữa sản xuất chitin theo phƣơng pháp sinh học thời gian sản xuất thƣờng
kéo dài. Sử dụng protease từ Pseudomonas aeruginosa và Bacillus subtilis Y-108,
CCRC 10029, Pseudomonas maltophilia CCRC 10737 có thể loại bỏ đƣợc (lần lƣợt
72%, 88%, 84%, 73%) protein vỏ tôm, ghẹ sau 7 ngày thủy phân [27, 36];
Pseudomonas maltophilia khử đƣợc 82% protein sau 6 ngày (Bustos và Michael,
1994); Pseudomonas aeruginosa K-187 khử đƣợc 82% protein vỏ và đầu tôm sau 5
ngày thủy phân (Hall và Silva, 1998). Hay sử dụng P. matophilia vào việc tách protein từ vỏ tơm đã khử khống, protein còn lại 5% và 8% sau 8 ngày xử lý (Shimahara và
Takiuchi, 1998). Wang (1998) cũng nghiên cứu sử dụng protease từ Pseudomonas
aeruginosa khử protein vỏ tôm cua, vỏ tôm, đầu tôm. Đối với các mẫu bột vỏ tôm cua,
vỏ tôm, đầu tơm tƣơi q trình lên men sử dụng P. aeruginosa khá dài, kết quả khử
protein trên dịch lên men đạt tối đa sau 7, 5, 5 ngày và đạt 48, 55, 60% tƣơng ứng trên
ba loại nguyên liệu. Trên bã lên men sử dụng P.aeruginosa khử protein bột vỏ tôm
cua, vỏ, đầu tôm tƣơi trong 10, 5, 5 ngày đạt hiệu quả 68, 82, 81% tƣơng ứng [37]. Ở Việt Nam, nghiên cứu sử dụng enzyme bromelin từ dứa để kết hợp thủy phân protein và khử khoáng trong sản xuất chitin [5] cho hiệu suất thu hồi chitin đạt 10,1% cao hơn so với phƣơng pháp hóa học 2,7%. Màu sắc của chitin thu bằng phƣơng pháp sinh học đẹp hơn, lƣợng hóa chất sử dụng ít hơn phƣơng pháp hóa học, ít gây ô nhiễm môi trƣờng. Tuy nhiên quy trình đƣợc thực hiện trong 8 ngày, thời gian xử lý của quy trình quá dài ảnh hƣởng đến năng suất sản xuất quy mơ cơng nghiệp. Thêm vào đó chi phí sản xuất do sử dụng enzyme cịn cao. Vì vậy trên thực tế các doanh nghiệp sản xuất chƣa áp dụng phƣơng pháp sinh học vào sản xuất. Hiện nay các cơng trình nghiên cứu sản xuất chitin thƣờng áp dụng kết hợp phƣơng pháp hóa học và phƣơng pháp sinh học để khử protein và khoáng.