Phế liệu tôm chủ yếu là đầu và vỏ tôm. Trong thành phần phế liệu tôm, phần đầu chiếm khoảng 35-45% trọng lượng tôm nguyên liệu, phần vỏ chiếm khoảng 10-15% trọng lượng tôm nguyên liệu. Tuy vậy, tỷ lệ này phụ thuộc giống, loài, giai đoạn sinh trưởng,…
Thành phần chiếm tỷ lệ đáng kể trong đầu, vỏ tôm là Chitin, Protein, canxi carbonat, sắc tố,… tỷ lệ giữa các thành phần này không ổn định, biến động theo đặc
Acid amine OH OH O R R R O OH polyphenol O2 H2O oxydase Phức hợp polymer có màu nâu Tyrosin
Phenylalanine Melanin (màu đen) Tyrosinase
điểm sinh thái, sinh lý, loài. Thành phần Chitin và Protein tương ứng trong vỏ tôm tươi là: 4,5% và 8,05%; trong vỏ tôm khô là 11-27,7% và 23,25-53%
Hàm lượng Chitin, Protein, khoáng chất,… trong phế liệu vỏ tôm thay đổi rất rộng, phụ thuộc vào điều kiện bảo quản, loài, trạng thái dinh dưỡng, chu kỳ sinh sản. Vỏ giáp xác chứa chủ yếu là Protein (30-40%), khoáng (30-50%), Chitin (13-42%).
Theo Mayer (1986), thành phần hóa học của phế liệu tôm như sau: (% Tính theo chất khô tuyệt đối)
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của đầu và vỏ phế liệu tôm [6]
Phế liệu Protein Chitin Lipid Tro Ca Phospho
Đầu 53,5 11,1 8,9 22,6 7,2 1,68
Vỏ 22,8 27,2 0,4 11,7 11,1 3,16
Theo Trang Sỹ Trung: Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu tôm Thẻ chân trắng như sau:
Bảng 1.2 Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm Penaeus vannamei.[29]
STT Chỉ tiêu phân tích Kết quả
1 Độ ẩm (%) 77,5 ± 1,2 2 Hàm lượng tro tổng số * (%) 24,6 ± 0,8 3 Hàm lượng chitin * (%) 18,3 ± 0,9 4 Hàm lượng Protein *(%) 47,4 ± 1,8 5 Hàm lượng Lipid * (%) 4,7 ± 0,3 6 Hàm lượng Astaxanthin *(ppm) 130 ± 13,9
(*): Tính theo chất khô tuyệt đối
Từ các số liệu trên, ta thấy hàm lượng protein là khá cao. Tuy nhiên, protein trong đầu tôm chủ yếu thuộc loại khó tiêu hóa và khó trích ly. Protein đầu tôm thường tồn tại ở 2 dạng chính: protein tự do (có trong nội tạng và cơ gắn với phần thân tôm) và dạng liên kết với Chitin và canxi carbonat.
Chitin: tồn tại dưới dạng liên kết với protein, khoáng và những hợp chất hữu cơ khác, chủ yếu là CaCO3 , chitin là thành phần chính cấu tạo nên lớp vỏ tôm. Chính sự liên kết này đã gây khó khăn cho việc tách chiết và tinh chế.
Canxi: trong đầu tôm, vỏ tôm có chứa một lượng lớn muối vô cơ, chủ yếu là CaCO3.
Astaxanthin: là sắc tố chủ yếu trong vỏ tôm, astaxanthin là dẫn xuất của carotene, thường ở dạng liên kết với acid béo (ester hóa) hay với protein tạo thành một phức hợp chặt chẽ có màu xanh đặc trưng cho tôm. Khi liên kết này bị phá vỡ thì astaxanthin dễ dàng bị oxy hóa thành astaxin.
Ngoài những thành phần kể trên, trong vỏ tôm còn chứa các thành phần khác như: nước, phosphor, lipid, enzyme,…
Enzyme: trong phế liệu tôm có chứa một số loại enzyme, theo Tạp chí Khoa học và công nghệ thủy sản (số 05/1993) thì hoạt độ enzyme của protease đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g đầu tôm tươi. Trong đầu tôm có chứa enzyme tiêu hóa chymotrypsin và một vài loại enzyme khác như alkaline phosphatase, β-N-acetyl glucosaminse, chitinase cũng được ứng dụng nhiều trong thực tế.
Lipid: trong phế liệu tôm chứa một lượng lipid đáng kể, chủ yếu là các acid béo chưa nó bão hòa như eicosapentaenoic (EPA), decosahexaenoic (DHA),… là những acid béo rất có lợi cho sức khỏe con người và có nhiều ứng dụng khác trong y học.
Từ thành phần, tính chất nguồn phế liệu đầu, vỏ tôm, nhận thấy đây là nguồn nguyên liệu phong phú có thể sản xuất được nhiều sản phẩm như: chitin-chitosan, astaxanthin, sản xuất bột đạm.
Do đặc tính mau ươn chóng thối nên với lượng phế liệu tôm lớn như vậy đã gây nên vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trầm trọng và việc chở phế liệu tôm ra khỏi khu vực sản xuất đã gây ra nhiều tốn kém.
Việc giảm bớt phế liệu trong sản xuất nhờ các thiết bị công nghệ mới, nâng cao tay nghề công nhân hay tận dụng các phế liệu này để làm tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp là việc làm cần thiết cho ngành công nghiệp chế biến thủy sản. Việc thu gom nguồn phế liệu trên cần được tiến hành nhanh chóng và phân loại riêng rẽ vì chúng khác nhau về thành phần, khả năng tận dụng và khác nhau về giá trị.
Với phương pháp bóc vỏ bằng tay thì không khó để phân loại riêng từng loại phế liệu như: đầu, vỏ, thịt vụn nhờ công tác tổ chức quản lý sản xuất hợp lý.
Phế liệu đầu tôm có thể được ủ chua để sản xuất thức ăn gia súc dạng lỏng. Dịch lỏng này được thu nhận nhờ quá trình thủy phân protein dưới tác dụng của enzyme. Phần vỏ tôm phải được tách ra khỏi dịch lỏng tôm chua vì phần vỏ tôm là phần không tiêu hóa được. Sau khi ủ chua xong thì cần phải trung hòa bằng NaOH để thu được sản phẩm dùng cho gia súc.
Ứng dụng rộng rãi nhất của phế liệu tôm là dùng để sản xuất bột chăn nuôi gia súc và nuôi thủy sản. Bột tôm được chế biến từ phế liệu tổng hợp bao gồm cả đầu, vỏ, thịt vụn. Chất lượng của bột tôm có thể khác nhau tùy thuộc vào phương pháp chế biến, sử dụng, thành phần của phế liệu, loài tôm đem chế biến.
Thức ăn chăn nuôi chế biến từ phế liệu tôm có chưa nhiều dinh dưỡng và khoáng chất, đặc biệt là có chứa astaxanthin có tác dụng tăng sắc tố cho lòng đỏ trứng gà, tăng màu sắc sặc sỡ của các loài cá cảnh, tăng sắc tố đỏ của các loài chim như hồng hạc.
Để nâng cao chất lượng thức ăn cho chăn nuôi thì cần phải sử dụng phế liệu tôm còn tốt, chưa bị ươn thối, phân hủy. Các phương pháp sản xuất bột tôm cũng có ảnh hưởng lớn đến giá trị dinh dưỡng của bột. Nếu phương pháp chế biến không phù hợp thì có thể ảnh hưởng tới một số acid hữu cơ, lipid, carotenoit, astaxanthin,…