Sau khi tìm và lựa chọn đƣợc các thông số thích hợp trong quá trình xử lý nguyên liệu bằng enzyme, tách protein và khoáng còn lại trong sản phẩm bằng NaOH, HCl. Tiến hành thử nghiệm sản xuất chitin theo quy trình kết hợp phƣơng pháp sinh
học và hóa học (*) .4 :
Nguyên liệu sau khi qua công đoạn xử lý protease (Alcalase) (v/w): 0,2%, thời gian 8h, 55 C. Tiến hành rửa sạch và khử protein bằng xút loãng ở nhiệt độ cao: NaOH 2%, 70 C, thời gian 5h. Sau đó rửa đến trung tính (pH = 7) và tiếp tục khử khoáng bằng HCl loãng 2%, nhiệt độ 70 C, thời gian 5h. Sản phẩm thu đƣợc đem rửa sạch đến trung tính (pH = 7)
Bảng 5.1: Chỉ tiêu chất lƣợng cơ bản của chitin
Chỉ tiêu Chitin* Chitin 1 Chitin 2
Màu sắc Trắng Trắng, sáng Trắng sẫm
Trạng thái Dạng vảy Dạng vảy Dạng vảy
Protein (% vật chất khô) 0,93 ± 0,06 0,9 ± 0,08 3,3 ± 0,6 Tro (% vật chất khô) 0,98 ± 0,07 0,8 ± 0,1 2,8 ± 1,1 Độ ẩm (%) 7,2 ± 0,3 7,9 ± 0,13 13 ± 1,5
Trong đó: Chitin* là chitin thử nghiệm sản xuất, Chitin 1 và Chitin 2 lần lượt là chitin sản xuất từ phương pháp ủ xi lô kết hợp phương pháp hóa học và chitin sản xuất theo phương trình hóa học thông thường , 2008), [4].
Kết quả cho thấy, chitin sản xuất bằng phƣơng pháp sinh học xử lý enzyme kết hợp phƣơng pháp hóa học có chất lƣợng cao hơn so với phƣơng pháp hóa học thông thƣờng và chất lƣợng cũng tốt không kém chitin 1 – chitin sản xuất bằng phƣơng pháp ủ xi lô kết hợp phƣơng pháp hóa học, hàm lƣợng protein và khoáng còn lại ≤ 1%. Mặt khác, so sánh với chỉ tiêu chất lƣợng của chitin Trung tâm Chế biến từ Đại học Nha Trang 5.2
5.2: Chitin* Chitin 3 Pr ) 0,93 ± 0,06 4,5 ) 0,98 ± 0,07 7,5 (%) 7,2 ± 0,3 13,5 . 5 chitin thực nghiệm c Nha Trang.
, chitin sản
xuất hóa học nghiên cứu nhƣ trên đã
đáp ứng đƣợc yêu cầu chất lƣợng của chitin công nghiệp. Khi so sánh với các chỉ tiêu của chitin đạt tiêu chuẩn thị trƣờng Nhật để sản xuất glucosamine [9]:
- Độ tro ≤ 1,5%; - Độ ẩm ≤ 10%; - pH 5-8; - Nitơ tổng (6,0 ± 0,5): <1,5% phù hợp đạt yêu cầu. - Chitin 3.11.
3.11
(chitin 2)
glucosamine : Nồng độ dung dịch HCl là 12N, nhiệt độ 95 C, thời gian 5 giờ và thể tích dung dịch HCl 12N là 16 ml/(10 gam chitin) , 2005) [13].
> 3%
[31].
III.6Ảnh hƣởng của thành phần nguyên liệu đến chất lƣợng chitin
Nguyên liệu sau khi đƣợc thu nhận từ Công ty F17, tiến hành phân riêng theo thành phần nguyên liệu: Đầu và vỏ tôm, đầu tôm, vỏ tôm và phân tích một số chỉ tiêu cơ bản đƣợc trình bày ở Bảng 6.1.
Bảng 6.1: Chỉ tiêu hóa học cơ bản của đầu tôm và vỏ tôm thẻ chân trắng
Đầu tôm Vỏ tôm
Độ ẩm (%) 80,3 ± 1,4 76,5 ± 1,2
Hàm lƣợng tro (%) 22,4 ± 0,6 27,1 ± 0,4 Hàm lƣợng protein (%) 50,2 ± 1,9 23,9 ± 1,2
Kết quả phân tích cho thấy, trong phế liệu tôm thẻ chân trắng hàm lƣợng protein ở đầu tôm cao hơn rất nhiều so với vỏ tôm. Hàm lƣợng protein ở đầu tôm chiếm gần 51% trong khi đó vỏ chỉ chiếm gần 24%. Tuy nhiên, hàm lƣợng khoáng trong vỏ tôm cao hơn trong đầu tôm khoảng 4%. Bảng 6.1 cũng cho thấy hàm lƣợng khoáng trong vỏ tôm thẻ chân trắng thấp hơn hàm lƣợng khoáng trong vỏ tôm sú với tỷ lệ khoáng chiếm là 31,2 ± 0,84% (Trần Thị Luyến, 2000), [15] và 30% (Y. Su và cộng sự, 2008) [43]. Phân tích này cho thấy cần phải có những nghiên cứu và điều chỉnh theo hƣớng giảm nhẹ chế độ khử khoáng trong quy trình sản xuất chitin từ vỏ tôm thẻ chân trắng so với vỏ tôm sú để có đƣợc chế độ xử lý phù hợp với đối tƣợng này [5].
Sau khi phân riêng theo thành phần nguyên liệu, tiến hành sản xuất chitin theo quy trình
.4.
- Với điều kiện khử protein thích hợp b ng ezyme Alcalase ở nhiệt độ 55 C, tỷ
lệ (v/w): 0,2%, thời gian 8h (v/w): 1/1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-
70 5h.
- /nguyên l
70 5h.
Chitin sau khi phơi nắng tự nhiên, đánh giá cảm quan và đem phân tích các chỉ tiêu hóa học cơ bản.
III.6.1 Đánh giá cảm quan chitin thu đƣợc từ các thành phần nguyên liệu ban đầu
Chitin sau khi sản xuất theo quy trình (*) theo các thành phần nguyên liệu ban đầu: đầu tôm, đầu và vỏ tôm (tỷ lệ 1:1), vỏ tôm, tiến hành đánh giá cảm quan cho sản phẩm nhƣ Bảng 6.2 bên dƣới.
Bảng 6.2: Đánh giá cảm quan cho chitin từ các thành phần nguyên liệu ban đầu
Chỉ tiêu Chitin theo các thành phần nguyên liệu
Đầu tôm Đầu và vỏ tôm Vỏ tôm
Màu sắc Hồng hồng, hơi sẫm
tối Trắng hơi pha ít hồng
Trạng thái Khô, sạm, cứng, dai Mềm, xốp nhẹ, dai Mềm, tơi xốp, nhẹ, dai
Mùi Hầu nhƣ không mùi Hầu nhƣ không mùi Hầu nhƣ không mùi
III.6.2 Chỉ tiêu hóa học cơ bản của chitin từ các thành phần nguyên liệu ban đầu
Sau khi tiến hành đánh giá cảm quan cho chitin theo các thành phần y mẫu chitin kiểm tra các chỉ tiêu hóa học cơ bản.
Kết quả nghiên cứu ảnh hƣởng của thành phần nguyên liệu đến chất lƣợng của chitin đƣợc trình bày ở Hình 3.12, Hình 3.13.
Hình 3.12: Hàm lƣợng protein còn lại của chitin đƣợc sản xuất theo thành phần nguyên liệu ban đầu
(a,b (p<0,05)
b
a
Hình 3.13: Hàm lƣợng khoáng còn lại của chitin đƣợc sản xuất theo thành phần nguyên liệu ban đầu
c (a,b
(p<0,05)
Kết quả Hình 3.12 và 3.13 cho thấy, sau khi sản xuất chitin
từ các thành phần nguyên liệu ban đầu, hàm lƣợng protein, khoáng còn lại trong chitin từ nguyên liệu đầu tôm là cao nhất (tƣơng ứng là 1,18% ± 0,06; 1,15% ± 0,06) và thấp nhất là chitin từ nguyên liệu vỏ tôm (tƣơng ứng là 0,86% ± 0,06; 0,93% ± 0,05). Điều này cho thấy cùng một chế đ
. Ngoài ra, hàm lƣợng protein, khoáng còn lại trong chitin từ nguyên liệu đầu và vỏ tôm cũng rất thấp (tƣơng ứng là 0,98% ± 0,07; 0,97% ± 0,06). Tuy nhiên,
3.13). b
(a) (b)
(a) (b) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong sản xuất chitin, việc thực hiện công đoạn khử khoáng sau khi tách protein thì sản phẩm chitin cuối cùng sẽ có hàm lƣợng khoáng còn lại thấp hơn so với sản phẩm chitin trong quy trình bắt đầu bằng công đoạn tách khoáng. Điều này có thể giải thích là HCl sẽ có tác dụng tốt hơn đối với mẫu phế liệu đã qua công đoạn tách protein, HCl sẽ tiếp xúc tốt hơn với các chất khoáng có trong phế liệu, hòa tan vào trong dung dịch , 2010) [12]. Do đó, có thể lý giải vì sao chitin từ nguyên liệu đầu tôm có hàm lƣợng khoáng cao, vì hàm lƣợng protein ban đầu khá cao, cùng một chế độ xử lý nhƣ nhau nhƣng hiệu quả khử protein vẫn không triệt để, protein vẫn còn lại tƣơng đối cao nên gây cản trở phần nào cho quá trình khử khoáng.
Với vỏ tôm do hàm lƣợng protein thấp nên cùng một chế độ xử lý nhƣ nhau, hiệu quả khử protein tốt dẫn đến hiệu quả khử khoáng tốt.
S chitin (P. semisulcatus)
0
Alcalase 0,5%) (A. Maryam Mizani , 2007) [36].
[12].
Nhƣ vậy, với thành phần nguyên liệu ban đầu khác nhau với cùng một quy trình sản xuất cho sản phẩm chitin có chất lƣợng không đồng đều. Đặc biệt là chitin từ đầu tôm có chất lƣợng không tốt: khô sạm, cứng, , hàm lƣợng protein và khoáng còn tƣơng đối cao. Sản xuất từ thành phần nguyên liệu là đầu tôm, vỏ tôm, vỏ và đầu tôm cho chất lƣợng tốt nhất là chitin từ vỏ tôm: màu trắng , mềm, xốp nhẹ, dai. Hàm lƣợng tro và protein là thấp nhất. Chitin từ đầu và vỏ tôm cũng cho sản phẩm có chất lƣợng tốt, hàm lƣợng tro và protein đều thấp. Vì vậy, để sản xuất chitin từ thành phần nguyên liệu ban đầu khác nhau, cần có cách xử lý riêng phù hợp tƣơng ứng theo thành phần hóa học có trong nguyên liệu để quá trình tách khoáng, protein có hiệu quả cao
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
KẾT LUẬN
Qua kết quả nghiên cứu một số kết luận đƣợc rút ra nhƣ sau: - : + : * 0,2% * 55 C * 8h. + : * Khử khoáng còn lại bằng HCl 2%, 5h, 70 C * Khử protein còn lại bằng NaOH 2%, 5h, 70 C
- Chitin có màu trắng đẹp, hàm lƣợng protein và còn lại thấp (0,93% ± 0,06; 0,98% ± 0,07). . - . màu trắng sáng, đẹp, hàm lƣợng protein và khoáng thấp nhất (0,86 ± 0,06; 0,93 ± 0,05).
Nhƣ vậy, nghiên cứu quy trình sản xuất chitin bằng phƣơng pháp sinh học kết hợp hóa học trên cho chất lƣợng
thị trƣờng Nhật để sản xuất glucosamine. Hạn chế đƣợc
ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
- chitin
.
- Nghiên cứu tận thu protein và astaxanthin trong dịch ủ enzyme protease trong quá trình xử lý.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt
1. Cao Thị Nhỏ, 2005, Nghiên cứu thu hồi astaxanthin và protein trong quá trình tách chitin từ phế liệu vỏ đầu tôm, ứng dụng các phụ gia trong chế biến thức ăn chăn nuôi, Luận văn tốt nghiệp, Đại học thủy sản, Nha Trang.
2. Đặng Văn Luyến, 1995, “Chitin/Chitosan”. Các bài giảng và báo cáo chuyên đề, tập 2, tr 27-35.
3. Đỗ Minh Phụng – Đặng Văn Hợp, 1997, Phân tích kiểm nghiệm sản phẩm thủy sản,
Đại học Thủy sản, Nha Trang.
4. Ngô Thanh Lĩnh, 2008, Nghiên cứu kết hợp phương pháp ủ xi lô trong công nghệ sản xuất chitin – chitosan từ phế liệu đầu vỏ tôm, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Nha Trang.
5. Ngô Thị Hoài Dƣơng, Trang Sĩ Trung, Phạm Thị Đan Phƣợng, Kết hợp xử lý sơ bộ bằng acid formic trong quy trình chế biến phế liệu tôm để nâng cao chất lượng chitin – chitosan, Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản số 04/2008.
6. Nguyễn Hữu Dũng, 2005, Tận dụng phế liệu tôm, Dự án cải thiện chất lƣợng và xuất khẩu thủy sản SEAQID, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
7. Nguyễn Vĩnh Ngọc, 2006, Thuốc điều trị thoái hóa khớp - Khoa xƣơng khớp Bệnh Viện Bạch Mai Hà Nội, Tạp chí Sức khỏe & đời sống, số 964.
8. Phạm Hùng Thắng (2004), “Thiết kế chế tạo thiết bị sản xuất chitin – chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản”. Tạp chí khoa học công nghệ thủy sản số đặc biệt- T22-24. 9. Tiêu chuẩn chất lượng chitin theo thị trường Nhật (có đính kèm).
10. Trang Sĩ Trung, 2008, Nghiên cứu kết hợp phương pháp sinh học để nâng cao hiệu quả cuả quy trình sản xuất Chitin – Chitosan từ phế liệu đầu vỏ tôm, Báo cáo đề tài cấp Bộ, Trƣờng Đại học Nha Trang.
11 , 2009,
, – (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
, 1, 3-9.
12 ,
2010, Chitin – Chitosan từ phế liệu thủy sản và ứng dụng, Nhà xuất bản Nông nghiệp. 13. Trần Thái Hòa, 2005, Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình deacetyl và
14. Trần Thị Luyến – Đỗ Minh Phụng, 1996, Công nghệ chế biến một số sản phẩm dùng trong công nghiệp và dược phẩm – Chế biến tổng hợp thủy sản, Tập 3, Trƣờng Đại học thủy sản.
15. Trần Thị Luyến, 2000, Hoàn thiện quy trình sản xuất chitin-chitosan và chế biến một số sản phẩm công nghiệp từ phế liệu tôm, Báo cáo khoa học, Đề tài cấp bộ. 16. Trần Thị Luyến – Đỗ Minh Phụng – Nguyễn Anh Tuấn, 2003, Sản xuất các chế
phẩm kỹ thuật và y được từ phế liệu thủy sản, Nhà xuất bản Nông nghiệp.
17 , 2004,
c , 2002-33-01-DA, 8-15.
Tài liệu tiếng Anh
18. Adler –Nisen. J., 1986, Enzyme Hydrolysis of Food Proteins, Elsevier Applied Science Pulishers, New York.
19. A.Maryam Mizani, B.Mahmood Aminlari, 2007, A New Process for Deproteinzation of Chitin from Shrimp Head Waste, Proceedings of European Congress of Chemical Engineering (ECCE-6) Copenhagen, 16-20 September. 20. AOAC, 1990. Official Method of Analysis, 15th ed. Arlington, VA: Associaton of
Official Analytical Chemists.
21. Beaney, P., Lizardi-Mendoza, J. And Healy, M., 2005, Comparison of chitins produced by chemical and bioprocessing methods, Journal of Chemical Technology and Biotechnology. 80, pp. 145-150.
22. Braconnot, H., 1811, Sur la nature des champiognons, Ann. Chim. (Paris). 79, pp. 265-304.
23. Chen, J. K. , Shen, C. R. and Liu, C. L., 2010, N-Acetylglucosamine: Production and Applications, Marine Drugs 8, pp. 2493-2516.
24. Emna Soufi Kechaou1, Justine Dumay, Claire Donnay-Moreno, Pascal Jaouen, Jean-Paul Gouygou, Jean-Pascal Bergé, and Raja Ben Amar, 2009, Enzymatic hydrolysis of cuttlefish (Sepia officinalis) and sardine (Sardina pilchardus) viscera using commercial proteases: Effects on lipid distribution and amino acid composition, Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol 107, Issue 2, Pages 158-164.
26. Gilmartin, L. and Jervis, L., 2002, Production of Cod (Gadus morhua) muscle hydrolysates. Influence of combinations of commercial enzyme preparations on hydrolysate peptide size range, J. Agric. Food Chem. 50, pp. 5417-5423.
27. Helenice Duarte De Holanda and Flavia Maria Netto, 2006, Recovery of components from shrimp (Xiphopenaeus kroyeri) processing waste by enzymatic hydrolysis, Journal of Food Science, Vol 71, pp. 298-303.
28. Kamerdpetch, C., Weiss, M., Kasper, C. and Scheper, T., 2007, An improvement of potato pulp protein hydrolysation process by the combination of protease enzyme systems, Enzyme and Microbial Technology. 40, pp. 508-514.
29. Maria Teresa Viana, LusM.Lospez, Zaul Gracía-Esquivel, Elde Mendez, 1996,
The use of silage made from fish and abalone viscera as an ingredient in abalone feed, Aquaclture 140, 78-98.
30. Matheson, A.J. and Perry, C. M., 2003, Glucosamine: a review of its use in the manegement of osteoarthritis, Drugs Aging. 20(14), pp. 1041-60.
31. Novikov, N.Y. (2004), Acid hydrolysis of chitin and chitosan, Russian Journal of Applied Chemistry. 3(77), pp. 484-487.
32. Novozyme, 2008, Technical notes for commercial protease – Novozyme Co, Damark.
33. Percot, A., Viton, C., and Domand, A., 2003, Characterization of Shrimp Shells Deproteinization, Biomacromolecules, Vol 4, No 5, American Chemical Society, p1380-1385.
34. Rao S., Munxoz, Stevens, W.F., 2000, Critical factors in chitin production by fermentatin of shrimp biowaste, Appl Microbiol biotechnol, 808-813.
35. Rao, M. S., Tuyen, M. H., Stevens, W. F. and Chandrkrachang, S., 2001,
Deproteination by mechanical, enzymatic and Lactobacillus treatment of shrimp watse for production of chitin, Chitin and Chitosan in Life Science, ed. Uragami, T., Kurita, K., and Fukamizo, T., Yamaguchi, Japan.
36. Rao, M. S., Nyein, K. A., Trung, T. S. and Stevens, W. F., 2007, Optimum parameters for production of chitin and hitosan from Squilla (S. empusa), Journal of Applied Polymer Science. 103, pp, 3694-3700.
37. Rebeca. B, Pena – Vera. MT, Diaz-Castaneda. M., 1991, Production of fish protein hydrolysates with bacterial protease yield and nutritional value, J Food Sci 56, pp. 14-309. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
38. Reginster, J. Y., Deroisy, R., Rovati, L. C., Lee, R. L., Lejeune, E., Bruyere, O., Giacovelli, G., Henrotin, Y., Dacre, J. E. and Gossett, C., 2001, Long – term effects of glucosamine sulphat on osteoarthritis progression: a randomised, placebo-controlled clinical trial, Lancet. 357(9252), pp. 251-6.
39. R. E. Levin, R. Witkowski and Y. Meirong, 1989, Preparation of fish sailage with phosphoric acid and potassium sorbate, Journal of Food Biochemistry 12, 253-259. 40. Rinaudo, M., 2006, Chitin and chitosan: properties and applications, Progress in
Polymer Science. 31, pp. 603-632.
41. Stevens, W. F., 2002, Production and storage of high quality chitosan from shrimp, crab and fungus, Proceedings of the 5rd Asia Pacific symposium & Exhibition, Avances in Chitin Science, Bangkok.
42. Synowiecky, J. And Al-Khateeb, N. A. A. Q., 2000, The recovery of protein hydrolysate during enzymeatic isolation of chitin from shrimp Crangon crangon processing discards, Food Chemistry. 68, pp. 147-152.
43. Y. Xu & C. Gallert & J. Winter, 2008, Chitin purification from shrimp wastes by microbial deproteination and decalcification, Appl Microbiol Biotechnol 79:687–697.
Một số Website 44. http://www.baomoi.com/Thi-truong-Nhat-Ban-Tiem-nang-va-thach-thuc/45/8525560.epi 45. http://www.glucosamine.com.vn/index.php?page=detailsProduct&id=21. 46. http://www.hueuni.edu.vn/hueuni/issue_file/27_bai11.doc. 47. http://news.vibonline.com.vn/Home/Thong-tin-hoi-nhap/9703/Them-23-DN-duoc- phep-xuat-khau-thuy-san-vao-EU. 48. http://phapluattp.vn/20101017104859840p0c1018/dung-vo-tom-xu-ly-bun-thai cong-nghiep.htm. 49. http://satra.com.vn/index.php/vn/tin-tuc/tin-satra/th-trng-nht-bn-mi-quan-tm-ca- doanh-nghip-vit/.
PHỤ LỤC Phụ lục 1: Bảng protein ( C) (%) 1 45 63,5 ± 1,8a 2 50 74,6 ± 1,3b 3 55 81,5 ± 1,1c 4 60 79,8 ± 0,9c 5 65 76,1 ± 1,2b (p<0,05) 2 /S (v/w) (%) 6 0 49,7 ± 1,8a 7 0,05 69,8 ± 1,3b 8 0,1 72,1 ± 1,2b 9 0,15 75,5 ± 0,7c 10 0,2 81,6 ± 0,9d