Các mẫu nguyên liệu sau khi ép tiến hành khử khống ở điều kiện: nhiệt độ phịng thí nghiệm, thời gian là 0h, 3h,7h và 24h với các axit như HCl, axit formic, axit lactic, và axit formic + axit lactic tỷ lệ 1:2, tất cả axit đều cĩ nồng độ là 0.25M và tỷ lệ giữa nguyên liệu và axit là 1:10. Sau khi khử khống xong tiến hành rửa sạch rồi đem phơi hoặc sấy để cĩ mẫu cĩ độ ẩm khoảng 10% rồi tiến hành chiết protein với NaOH 4% trong 8h ở nhiệt độ 800C. Kết quả đánh giá hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại được thể hiện ở hình 3.9 và 3.10
Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian khử khống đến hàm lượng protein cịn lại
Qua Hình 3.9 và 3.10 cho thấy khi xử lý với axit, bên cạnh quá trình khử khống diễn ra đồng thời quá trình khử protein; hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại cũng chịu sự ảnh hưởng của thời gian khử khống, thời gian khử khống càng dài thì hiệu quả khử protein càng tăng, hàm lượng protein cịn lại thấp. Từ 0h dến 3h tốc độ khử tăng nhanh nhất, càng về sau thì tốc độ khử chậm dần, hiệu quả khử protein cao nhất khi xử lý với axit lactic trong 24h là 51.31%, tương ứng hàm lượng protein cịn lại là 13.25%.
Hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại ở các mốc thời gian 3, 7 và 24h được trình bày tương ứng ở các hình 3.11. 3.12, 3.13, 3.14, 3.15 và 3.16
Hình 3.11. Ảnh hưởng của loại axit đến hiệu quả khử protein trong thời gian 3h
Hình 3.12. Ảnh hưởng của loại axit đến hàm lượng protein cịn lại trong thời gian 3h
Qua kết quả biểu diễn ở hình 3.11 và 3.12 thấy rằng khi xử lý bằng các loại axit khác nhau trong thời gian xử lý là 3h ở nồng độ 0.25M thì loại axit cĩ ảnh hưởng khơng đáng kể đến hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại. Hiệu quả khử của axit lactic là cao nhất 46.76% nhưng sự chênh lệch về hiệu quả khử
protein giữa các loại axit là khơng đáng kể. Tương tự đối với hàm lượng protein cịn lại cũng như vậy, loại axit cũng khơng ảnh hưởng nhiều, mặc dù hàm lượng protein cịn lại ở axit lactic cĩ giá trị thấp nhất, 16.37%.
Hình 3.13. Ảnh hưởng của loại axit đến hiệu quả khử protein trong thời gian 7h
Hình 3.14. Ảnh hưởng của loại axit đến hàm lượng protein cịn lại trong thời gian 7h
Qua kết quả biểu diễn ở hình 3.13 và 3.14 khi xử lý bằng 4 loại axit khác nhau trong thời gian 7h ở nồng độ là 0.25M thì loại axit cĩ ảnh hưởng khơng đáng kể đến hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại. Giữa các loại axit thì axit lactic và axit formic là cĩ sự hiệu quả khử protein chênh lệch nhất nhưng sự chênh lệch về hiệu quả khử protein giữa các loại axit là khơng đáng kể. Axit lactic cĩ hiệu quả khử khống cao nhất 48.10%, thấp nhất là formic 41.51%, Hàm lượng khống cịn lại khi xử lý bằng axit lactic là thấp nhất, 15.12%
Hình 3.15. Ảnh hưởng của loại axit đến hiệu quả khử protein
Qua kết quả biểu diễn ở hình 3.15, 3.16 ta thầy được khi khử khống bằng các loại axit khác nhau trong thời gian 24h nồng độ 0.25M thì loại axit cĩ ảnh hưởng khơng đáng kể đến hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại. Theo kết quả thì khi khử khống bằng axit lactic thì hiệu quả khử protein là cao nhất là 51.31%, cịn với các axit HCl, formic hay formic + lactic thì hiệu quả khử khoảng xấp xỉ nhau khoảng 46%. Hàm lượng protein cịn lại khi khử khống bằng axit lactic là thấp nhất khoảng 13.25% tiếp đến là axit formic + lactic và formic, hàm lượng protein cịn lại khi khử khống bằng axit HCl là cao nhất, 15.69%.
3.2. Kết quả xác định ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu quả khử khống và protein 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu quả khử khống và hàm lượng khống cịn lại.
Các mẫu nguyên liệu sau khi ép được tiến hành khử khống ở điều kiện: nhiệt độ phịng thí nghiệm, thời gian là 0h, 1h, 2h và 3h với các axit HCl, axit formic, axit lactic, và axit formic + axit lactic tỷ lệ 1:2, ở các nồng độ tương ứng là 0.25M, 05M và 1M. Tỷ lệ giữa nguyên liệu và axit là 1:10. Kết quả đánh giá hiệu quả khử khống và hàm lượng khống cịn lại được thể hiện ở như hình 3.17 và 3.18
Hình 3.17. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu quả khử khống khi xử lý với các axit trong thời gian 3h
Từ kết quả trên thấy rằng nồng độ axit ảnh hưởng rất lớn đến khả năng khử khống, khi tăng nồng độ axit thì hiệu quả khử khống tăng rõ rệt. Dựa vào hình 3.17, trong thời gian 3h, ở nồng độ 0.25M thì hiệu quả khử khống của axit HCl đạt 78.09%, axit formic là 77.99%, axit lactic là 80.10% và axit formic + lactic là 78.08% lên đến nổng độ 0.5M thì hiệu quả khử khống của các axit lần lượt tăng lên các giá trị 82.54%, 83.41%, 85.58% và 86.57%. Khi nồng độ axit tăng lên đến 1M thì hiệu quả khử khống rất cao là 91.88%, 93.37%, 93.79% và 95.37%.
Hình 3.18. Ảnh hưỡng của nồng độ axit đến hàm lượng khống cịn lại trong thời gian 3h
Từ hình 3.18 ta thấy nồng độ axit ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng khống cịn lại, khi tăng nồng độ khử khống thì hàm lượng khống cịn lại sẽ giảm dần. Ở nồng độ 0.25M trong 3h thì hàm lượng khống khi xử lý bằng các axit tương ứng là: Axit HCl cịn lại là 8.08%, formic 7.13%, lactic 5.91% và axit formic + lactic là 7.23% nhưng khi tăng nồng độ lên 0.5M thì hàm lượng khống cịn lại giảm xuống 5.10%, 5.36%, 4.74% và 4.17% tương ứng với HCl, axit formic, axit lactic và axit formic + lactic. Khi lên đến nồng độ 1M thì hàm lượng khống cịn lại giảm xuống rất thấp tương ứng HCl, axit formic, axit lactic 2.55%, 2.44%, 2.19% và thấp nhất là formic + lactic 1.66%.
Qua các kết quả nhận được thấy rằng khi tăng nồng độ axit thì hiệu quả khử khống tăng và hàm lượng khống cịn lại giảm.
Kết quả phân tích tương tác giữa các yếu tố (giữa loại axit, thời gian và nồng độ axit) được thể hiện ở các hình 3.19 và hình 3.20
DESIGN-EXPERT Plot
hieu qua khu khoang
X = A: nong do Y = C: acid Design Points C1 HCl C2 Formic C3 Lactic C4 Formic+ Lactic Actual Factor B: thoi gian = 3h C: acid Interaction Graph A: nong do h ie u q u a k h u k h o a n g 0.25 M 0.5 M 1 M 21.0096 39.8072 58.6048 77.4025 96.2001 2 2
Hình 3.19. Kết quả phân tích tương tác giữa loại axit và nồng đơ axit đến hiệu quả khử khống
Kết quả ở hình 3.19 cho thấy sau thời gian 3h, ở nồng độ 0.25M thì hiệu quả khử khống của axit HCl là 75.15%, formic là 77.99%, lactic là 80.10% và formic+lactic là 78.09% nhưng khi tăng nồng độ axit lên 0.5M thì hiệu quả khử khống tăng lên đáng kể lần lượt đạt 82.538%, 83.41%, 85.58% và 86.57% % tương ứng với HCl, formic, lactic và formic+lactic. Khi nồng độ tăng lên đến 1M thì hiệu quả khử khống đạt kết quả rất cao, hiệu quả khử khống cao nhất là axit formic + axit lactic với 95.37%. Từ đĩ cho thấy được khi tăng nồng độ axit thì hiệu quả khử khống sẽ tăng đồng thời giữa các axit khác nhau thì hiệu quả khử khống ở từng nồng độ cũng khác nhau. Tuy nhiên theo một số nghiên cứu nồng độ axit cao sẽ rút ngắn được thời gian khử khống nhưng độ nhớt chitin-chitosan giảm nĩ sẽ làm cắt mạch polysaccharide (mạch này bị phân huỷ khi thuỷ phân) dẫn đến chất lượng của chitin-chitosan sau này bị giảm.
DESIGN-EXPERT Plot
hieu qua khu khoang
X = A: nong do Y = B: thoi gian Design Points B1 0h B2 1h B3 2h B4 3h Actual Factor C: acid = Lactic B: thoi gian Interaction Graph A: nong do h ie u q u a k h u k h o a n g 0.25 M 0.5 M 1 M 21.0096 39.6865 58.3634 77.0403 95.7172
Hình 3.20 . Kết quả phân tích sự tương tác giửa thời gian và nồng độ axit đến hiệu quả khử khống
Qua hình 3.20 ta thấy thời gian khử khống và nồng độ axit đều ảnh đến hiệu quả khử khống. Khi thời gian tăng hoặc nồng độ tăng thì hiệu quả khử khống tăng mạnh, nhưng mức độ tăng giửa các mốc thời gian 0h – 1h, giữa 1h – 2h vả giữa 2h – 3h là khơng giống nhau khi xử lý cùng một loại axit và giữa các loại axit với nhau. Thời gian khử khống dài kết hợp với nồng độ axit cao thì hiệu quả khử khống cĩ kết quả rất cao, như ở nồng độ 1M thời gian khử khống là 3h thì hiệu
quả khử khống đạt rất cao là 93.79%. Ở nồng độ axit thấp và thời gian ngắn thì hiệu quả khử khống đạt hiệu quả khơng cao như nồng độ axit là 0.25M và thời gian là 1h thì hiệu quả khử khống đạt 51.36% thấp hơn nhiều so với khử khống ở nồng độ 1M thời gian 3h.
Tuy nhiên việc khử khống ở nồng độ cao thời gian quá dài sẽ gây hiện tượng cắt mạch chitin, làm giảm độ nhớt của chitosan và ảnh hưởng đến chất lượng chitin thu được sau này
3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu quả khử protein và hàm lượng protein cịn lại protein cịn lại
Kết quả đánh giá hiệu quả khử protein khi xử lý với các loại axit ở các nồng độ và thời gian khác nhau được trình bày ở hình 3.21
Hình 3.21. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hiệu quả khử protein trong thời gian 3h
Dựa vào hình 3.21 cho thấy nồng độ của axit axit dùng cho khử khống cũng ảnh hưởng đến khả năng khử protein, khi tăng nồng độ axit thì hiệu quả khử protein càng tăng. Cụ thể với axit HCl, khử trong 3h với nồng độ là 0.25M thì hiệu quả khử protein là 37.44%, axit formic là 36.85%, lactic 38.75% và formic + lactic là
40.79%. Tăng nồng độ lên 0.5M thì hiệu quả khử protein cũng tăng lên tương ứng với axit HCl, axit formic, lactic và formic + lactic là 38.14%, 40.20%, 41.37% và 43.20%. Khi lên đến nồng độ 1M thì hiệu quả khử protein tăng lên lần lượt là 41.41%, 42.84%, 45.71% và 44,38.
Qua kết quả đạt được ở trên thấy được nồng độ axit cũng ảnh hưởng tới hiệu quả khử protein, khi tăng nồng độ axit thì hiệu quả khử tăng nhưng mức độ tăng chậm.
Hình 3.22. Ảnh hưởng của nồng độ axit đến hàm lượng protein cịn lại trong thời gian 3h
Từ hình 3.22 thấy rằng nồng độ axit cĩ ảnh hưởng đến hàm lượng protein cịn lại, khi tăng nồng độ axit thì hàm lượng protein cịn lại sẽ giảm dần nhưng giảm nhẹ. Ở nồng độ 0.25M trong 3h thì hàm lượng khống khi xử lý bằng các axit tương ứng là: Axit HCl cịn lại là 19.22%, formic 19.96%, lactic 18.23% và axit formic + lactic là 17.62% nhưng khi tăng nồng độ lên 0.5M thì hàm lượng khống cịn lại giảm xuống tương ứng là HCl cịn 18.37%, formic 17.93%, lactic 17.02% và axit formic + lactic là 15.17%. Khi lên đến nồng độ 1M thì hàm lượng khống cịn lại giảm xuống rất thấp tương ứng là HCl 17.03%, formic là 16.33%, lactic 14.57% và thấp nhất là formic + lactic 14.27%.. Từ các kết quả trên ta thấy được khi xử lý với axit ngồi mục đích khử khống thì axit cịn cĩ tác dụng khử đi một phần nào protein
• Kết quả phân tích tương tác giữa các yếu tố (giữa loại axit, thời gian và nồng độ axit) được thể hiện ở các hình 3.23 và hình 3.24
DESIGN-EXPERT Plot hieu qua khu protein X = A: nong do Y = B: thoi gian Design Points B1 0h B2 1h B3 2h B4 3h Actual Factor C: acid = Lactic B: thoi gian Interaction Graph A: nong do h ie u q u a k h u p ro te in 0.25 M 0.5 M 1 M 23.3129 29.0667 34.8206 40.5744 46.3283
Hình 3.23. Kết quả phân tích sự tương tác giữa thời gian và nồng độ axit đến hiệu quả khử protein
Kết quả hình 3.23 cho thấy thời gian khử khống và nồng độ axit đều ảnh đến hiệu quả khử protein. Khi thời gian tăng hoặc nồng độ tăng thì hiệu quả khử protein tăng, thời gian khử khống dài kết hợp với nồng độ axit cao thì hiệu quả khử
protein cĩ kết quả cao, với thời gian là 1h và các nồng độ là 0.25M, 0.5M, 1M thì hiểu quả khử protein tương ứng là 31.45%, 33.48%. 35.78%, khi tăng thời gian lên 3h với các nồng độ tương tự thì hiệu quả khử protein tăng rõ rệt là 38.75%, 41.37% và 45.70%. Đều này chừng tỏ rằng thời gian và nịng độ ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả khử protein, muốn hiệu quả khử protein tăng thì ta tăng đồng thời thời gian khử khống và nồng độ axit. Tuy nhiên phải chú ý thời gian và nồng độ thích hợp để khơng ảnh hưởng đến chất lượng chitin thu được.
DESIGN-EXPERT Plot
hieu qua khu protein X = B: thoi gian Y = C: acid Design Points C1 HCl C2 Formic C3 Lactic C4 Formic+ Lactic Actual Factor A: nong do = 0.5 M C: acid Interaction Graph B: thoi gian h ie u q u a k h u p ro te in 0h 1h 2h 3h 23.3129 28.9211 34.5293 40.1375 45.7457
Hình 3.24. Kết quà phân tích tương tác giữa loại axit và thời gian đến hiệu quả khử protien
Từ kết quả ở hai hình 3.24 cho thấy được giữa loại axit và thời gian khử khống đều ảnh hưởng đến hiệu quả khử protein. Ở nồng độ 0.5M, thời gian khử khống là 1h với axit HCl thì hiệu quả khử protein đạt 32.65%, nhưng với axit formic. Lactic và formic + lactic là 32.86%, 33.48% và 32.61%. Nhưng khi tăng thời gian khử khống lên 2h thì hiệu quả khử khống tăng lên rõ rệt ở tất cả các axit, HCl tăng lên 36.48%, formic, lactic và formic + lactic tương ứng là 37.43%, 38.99% và 38.01%. Khi khử khống trong thời gian 3h giữa các loại axit cũng khác nhau hồn tồn và axit formic + lactic cĩ hiệu quả khử cao nhất bằng 43.20%. Vậy khi tăng thời gian khử khống thì hiệu quả khử protein tăng và tùy thuộc loại axit khử khống mà hiệu quả khử protein khác nhau vì đối với các loại axit axit khác nhau thì cơ chế tác động khác nhau đồng thời giữa các loại axit thì cĩ loại axit mạnh loại axit nhẹ nên hiệu quả khử sẽ khác nhau
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I. KẾT LUẬN
Qua quá trình nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của loại, nồng độ axit và thời gian xử lý đến khả năng khử khống và protein trên vỏ tơm thẻ chân trắng.” cho phép rút ra được một số kết luận sau:
1. Bên cạnh tác dụng khử khống, quá trình xử lý với axit cũng đồng thời khử đi một lượng protein nhất định từ vỏ tơm.
2. Quá trình khử khống và khử protein chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như: loại axit, nồng độ axit, thời gian xử lý….
- Ở nồng độ aixt thấp 0.25M loại axit cĩ ảnh hưởng khơng đáng kể đến hiệu quả khử khống và hiệu quả khử protein cũng như hàm lượng khống cịn lại.
- Ở nồng độ 0.5M và 1M loại axit cĩ ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả khừ khống và protein.
- Hiệu quả khử khống và protein tăng dần theo thời gian xử lý với axit. . Tốc độ khử trong khoảng thời gian xử lý từ 0h – 1h cao nhất, càng về sau tốc độ khử càng chậm lại
II.KIẾN NGHỊ
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/ lượng axit và chất lượng của nguyên liệu ban đầu đến hiệu quả khử khống và protein trên vỏ tơm thẻ chân trắng
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố loại axit, nồng độ, thời gian đến chất lượng của chitin
TÀI LIỆU THAM KHẢO
TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Thị Chuyên (2005), Nghiên cứu khử protein trong vỏ tơm bằng phương pháp lên men lactic trong cơng nghệ sản xuất chitosan, Đồ án tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Nha Trang.
2. Trang Sỹ Trung, Ngơ Thị Hồi Dương, Phạm Thị Đan Phượng (2008), “