Từ các nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất quy trình thủy phân chitosan bằng enzyme chitinase
Hình 3.5. Quy trình thủy phân chitosan bằng enzyme chitinase
* Giải thích quy trình:
+ Nguyên liệu: Chitosan dạng bột có độ deacetyl trên 80%.
+ Hòa tan: hòa tan chitosan trong dung dịch acid acetic2%. Trước khi thủy
phân, dùng NaOH trung hòa dung dịch về pH 6 và nâng nhiệt độ lên nhiệt độ thích hợp để enzyme hoạt động.
Nồng độ enzyme: 2% so với dung dịch chitosan. pH = 6 t = 94h Chitosan Hòa tan Thủy phân Sản phẩm thủy phân Đun cách thủy Lọc Kết tủa Sấy lạnh COS
Cân 5g chitosan cho vào bình tam giác chứa 100ml dung dịch acid acetic 2%, cho mẫu lắc đều trên thiết bị lắc mẫu 180 vòng/phút, trong thời gian 4h. Sau đó, đem dịch đi lọc để thu được dung dịch chitosan 5% cần dùng. Điều chỉnh pH lên 6 bằng NaOH 10%.
+ Thủy phân: tiến hành thủy phân ở nhiệt độ……., pH trong thời gian…giờ.
Trong quá trình thủy phân, thường xuyên khuấy đảo để tăng cường khả năng tiếp xúc giữa enzyme với cơ chất. Đồng thời thường xuyên theo dõi nhiệt độ và pH để đảm bảo môi trường hoạt động của enzyme ổn định.
+ Đun cách thủy: Sau khi thủy phân, đun cách thủy nhằm đình chỉ hoạt động
của enzyme.
+ Lọc: công đoạn này nhằm loại bỏ các chất không tan, thu được dung dịch đã
được thủy phân hoàn toàn. Dung dịch sau thủy phân đem lọc để xác định khối
lượng các chất không tan. Dịch được lọc qua giấy lọc đã được sấy đến khối lượng
không đổi trước đó. Giấy lọc sau khi lọc được tiếp tục cho vào tủ sấy đến khối lượng không đổi để xác định hàm lượng các chất không tan sau quá trình thủy phân.
+ Kết tủa: Dịch sau khi lọc được đưa về pH trung tính bằng dung dịch kiềm.
Tiến hành bổ sung cồn 99.5%, lắc đều và để trong điều kiện lạnh đông để kết tủa lắng xuống.
+ Ly tâm: Dịch chứa kết tủa được ly tâm ở điều kiện nhiệt độ 200C, 3400 vòng/phút trong 15 phút. Sau đó thu kết tủa dạng keo đem đi sấy.
+ Sấy lạnh: sấy kết tủa dạng keo thu được ở nhiệt độ 300C trong điều kiện chân không để hạn chế quá trình oxi hóa. Sản phẩm dạng rắn, độ ẩm thấp và có màu sang hơn.
COS thu được từ quy trình này có hiệu suất: 62.59%
Đặc điểm của COS thu được: Dạng bột, Màu vàng nhạt, Không mùi, Vị chát, Độ hòa tan: 95%
Tác giả luận văn sử dụng enzyme hemicelullase thương mại thủy phân chitin- chitosan cho hiệu suất thu COS từ 67.0 % ÷ 77.8%. Từ kết quả cho thấy hiệu suất thu hồi COS ở đây chưa phải là cao nhưng cũng không quá thấp. Theo Trần Thị
Luyến sử dụng papain thủy phân chitin-chitosan cho hiệu suất thu COS rất cao từ 95÷97%. Nhưng sử dụng cellulase chiết từ xạ khuẩn thủy phân chitin-chitosan cho hiệu suất thu hồi COS lại rất thấp 52%. Theo Shigemase và al (1994) cho rằng enzyme lysozyme thủy phân chitin- chitosan thu COS 72%. Theo Aiba và Muraki (1996) lipase có thể thủy phân chitin-chitosan thu COS 76% và hemicellulase thủy phân chitin-chitosan thu COS 85%.