Nghiên cứu ứng dụng enzyme alcalase trong quy trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm

  • Số trang: 70 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 23 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

y o c u -tr a c k .c TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME ALCALASE TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM Giáo viê n hướng dẫn: TS. TRANG SỸ TRUNG Sinh viê n thực hiệ n: ĐÀM XUÂN CƯƠNG Lớp: 47 CNSH NHA TRANG, 2009 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k i LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực hiện đề tài vừa qua, em đã nhận được sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của TS. Trang Sỹ Trung, đồng thời em cũng nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình và quý báu của các thầy, cô trong Viện CNSH & MT và các thầy cô ở phòng thí nghiệm Hóa sinh, phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Sinh học, phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Lạnh, cùng bạn bè trong lớp 47CNSH. Mặt khác em cũng nhận được sự động viên của gia đình về mọi mặt, đã giúp em hoàn thành đề tài. Qua đây cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất về những sự giúp đỡ quý báu này. Sinh viên Đàm Xuân Cường .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k ii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................i MỤC LỤC ......................................................................................................... ii DANH MỤC CÁC BẢNG ..................................................................................v DANH MỤC HÌNH ...........................................................................................vi DANH MỤC VIẾT TẮT...................................................................................vii MỞ ĐẦU ............................................................................................................1 CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU ..............................................................3 1.1. Tổng quan về chitin................................................................................3 1.1.1. Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên ..................................................3 1.1.2. Cấu trúc phân tử của chitin ..............................................................3 1.1.3. Tính chất của chitin..........................................................................4 1.2. Tổng quan về chitosan ...........................................................................5 1.2.1. Cấu trúc phân tử chitosan.................................................................5 1.2.2. Tính chất của chitosan......................................................................5 1.3. Ứng dụng của chitin – chitosan ..............................................................6 1.3.1. Ứng dụng trong y học ......................................................................6 1.3.2. Ứng dụng trong công nghiệp ...........................................................7 1.3.3. Ứng dụng trong nông nghiệp...........................................................8 1.3.4. Ứng dụng trong công nghệ sinh học.................................................9 1.3.5. Trong công nghiệp thực phẩm..........................................................9 1.4. Tổng quan về phế liệu Tôm..................................................................12 1.4.1. Phế liệu tôm đông lạnh trong quá trình chế biến.............................12 1.4.1.1. Thành phần phế liệu.................................................................12 1.4.1.2. Sản lượng phế liệu tôm đông lạnh............................................13 1.4.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của vỏ tôm.....................................14 1.4.2.1. Cấu tạo vỏ tôm.........................................................................14 1.4.2.2.Thành phần hóa học của vỏ tôm................................................15 1.4.3. Các hướng tận dụng phế liệu hiện nay............................................16 1.4.3.1. Sản xuất chitin – chitosan ........................................................16 1.4.3.2. Sản xuất thức ăn chăn nuôi ......................................................16 .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k iii 1.4.3.3. Sản xuất caroten – protein........................................................16 1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitin – chitosan trên Thế giới và Việt Nam ...................................................................................................................17 1.5.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan trên thế giới ....17 1.5.2. Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan trên thế giới ................19 1.5.2.1. Quy trình thủy nhiệt Yamasaky và Nacamichi Nhật Bản (1996) .............................................................................................................19 1.5.2.2. Quy trình sản xuất chitosan của pháp (1996)............................20 1.5.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam .....21 1.5.4. Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam .................22 1.5.4.1. Quy trình của GVC Đỗ Minh Phụng – Đại học Thủy sản (1980) .............................................................................................................22 1.5.4.2. Quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Trung tâm cao phân tử thuộc Viện Khoa học Việt Nam (1996).................................................23 1.5.4.3. Quy trình sản xuất chitin của xí nghiệp thủy đặc sản Hà Nội ...24 1.5.4.4. Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú bằng phương pháp hóa học với một công đoạn xử lý kiềm PGS, TS Trần Thị Luyến – Đại học Thủy sản...............................................................................................25 1.5.4.6. Quy trình sản xuất chitin – chitosan của TS. Trang Sỹ Trung Đại Học Nha Trang ..............................................................................28 1.6. Giới thiệu về enzyme protease và quá trình thùy phân..........................29 1.6.1. Enzyme protease............................................................................29 1.6.2. Protein thủy phân ...........................................................................29 1.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân...............................31 CHƯƠNG II : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP ..............................................33 2.1. Vật liệu nghiên cứu ..............................................................................33 2.1.1. Nguyên liệu đầu tôm......................................................................33 2.1.2. Enzyme Protease............................................................................33 2.2. Phương pháp nghiên cứu......................................................................34 2.2.1. Phương pháp thu nhận mẫu............................................................34 2.2.2. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân ............................34 2.2.3. Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân protein đầu vỏ tôm bằng enzyme Alcalase ...........................................................35 .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k iv 2.2.3.1. Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase tới quá trình thủy phân: ....................................................................................................35 2.2.3.2. Xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân ...........................35 2.2.3.3.Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân ........36 2.2.3. Quy trình sản xuất chitin – chitosan ứng dụng enzyme Alcalase ....37 2.2.4. Các phương pháp kiểm tra chất lượng chitosan ..............................38 2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu..............................................................42 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ...................................................43 3.1. Thành phần hóa học của phế liệu tôm thẻ.............................................43 3.2. Ảnh hưởng của quá trình thủy phân đến hiệu quả khử protein và khử khoáng ........................................................................................................43 3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase/nguyên liệu đầu vỏ tôm (v/w) đến hiệu khử protein ................................................................................43 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân ..........................45 3.2.4. Xác định nhiệt độ thủy phân ..........................................................47 3.3. Kết quả chất lượng chitosan được sản xuất từ enzyme Alcalase (phương pháp sinh học) và NaOH (theo phương pháp hóa học truyền thống)............49 CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN........................................53 4.1. Kết luận ...............................................................................................53 4.2. Đề xuất ý kiến ......................................................................................53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................54 PHỤ LỤC .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k v DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng..............13 Penaaus vannamei (TS. Trang Sỹ Trung) ..........................................................13 Bảng 1.2. Chất lượng chitin – chitosan thu được theo phương pháp xử lý kiềm một công đoạn ...................................................................................................26 Bảng 1.3. Một số chỉ tiêu chất lượng của chitin – chitosan sản xuất theo quy trình Papain ...............................................................................................................27 Bảng 2.2. Thông số máy đo độ nhớt ..................................................................40 Bảng 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản ....................................43 của phế liệu tôm thẻ chân trắng .........................................................................43 Bảng 3.2. Trạng thái của mẫu thủy phân............................................................45 Bảng 3.3. Đánh giá chất lượng của chitosan sản xuất theo phương pháp hóa học và sinh học ........................................................................................................52 .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k vi DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin ................................................................4 Hình 1.2. Công thức cấu tạo của chitosan ............................................................5 Hình 1.3. Phế liệu đầu và vỏ tôm.......................................................................15 Hình 2.1. Tối ưu hóa quá trình thủy phâm bằng enzyme Alcalase......................34 Hình 2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến quá trình thủy phân...............................35 Hình 2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân protein ..................36 Hình 2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân ...............................36 Hình 2.5. Quy trình sản xuất chitosan ứng dụng enzyme Alcalase .....................37 Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ E/S đến % protein khử được ........................44 Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian đến % protein được khử .............................46 Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến % protein được khử...............................47 Hình 3.4. Ảnh hưởng các yếu tố đến % protein được khử..................................49 .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k vii DANH MỤC VIẾT TẮT NL: Nguyên liệu PLT: Phế liệu tôm E/S: tỷ lệ enzyme trên cơ chất Nts: Nitơ tổng số DH: Hoạt độ của enyme TL: Tỷ lệ .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 1 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Xuất khẩu thủy sản của Việt Nam đã phát triển mạnh trong những năm gần đây và trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo công ăn việc làm và tăng thu nhập cho hàng triệu người dân ven biển và tạo nguồn thu ngoại tệ đáng kể cho đất nước. Năm 2006 kim ngạch xuất khẩu thủy sản đã qua mốc 3 tỷ đạt 3,31 tỷ USD, tăng gần 600 triệu USD so với năm 2005, trong đó mặt hàng tôm truyền thống chiếm vị trí đầu bảng xấp xỉ 1,5 tỷ USD, chiếm 44,3 % tổng kim ngạch xuất khẩu. Năm 2007 kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt gần 3,8 tỷ USD, tăng 12% so với năm 2006. Cùng với sự gia tăng khối lượng tôm xuất khẩu thì một lượng lớn phế liệu của ngành chế biến tôm thải ra. Phế liệu này có thể chiếm tới 40 ÷ 60% trọng lượng của tôm nguyên liệu và nó có chứa các thành phần có giá trị như protein, chitin, asthaxanthin. Theo ước tính thành phần của protein trong đầu tôm thẻ chiếm khoảng 10% trọng lượng tươi và như thế cứ sản xuất 1 kg Chitin thì sẽ thải hồi 2 kg protein. Ngoài ra, còn chứa đáng kể asthaxanthin (> 100 ppm). Lượng protein và asthaxanthin này rất có giá trị nếu được tận dụng vào việc chế biến thức ăn gia súc. Chitin và dẫn xuất của nó chitosan được ứng dụng rộng rãi không chỉ trong công nghiệp thực phẩm mà còn trong công nghiệp dược, mỹ phẩm, xử lý nước thải và trong nông nghiệp. Thông thường, quy trình sản xuất chitin – chitosan từ phế liệu tôm bao gồm quá trình khử protein, khử khoáng và tẩy trắng. Theo phương pháp truyền thống phế liệu tôm được khử protein bằng base mạnh, dịch protein thu được sau quá trình thường thải bỏ do có nồng độ hóa chất cao nên gây lãng phí rất lớn cho công nghệ sản xuất chitin – chitosan, đồng thời cũng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Do đó, thu hồi một phần protein từ phế liệu tôm bằng enzyme thủy phân là một việc làm hết sức cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng enzyme Alcalase trong quy trình sản xuất Chitin từ phế liệu tôm”. 2. Mục đích của đề tài Xác định các điều kiện thích hợp để khử protein từ phế liệu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) bằng enzyme Alcalase nhằm giảm thiểu hóa chất sử .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 2 dụng, giảm ô nhiễm môi trường, đồng thời đưa enzyme Alcalase vào quy trình sản xuất chitin – chitosan. 3. Tính khoa học và thực tiễn của đề tài Thành công của đề tài sẽ được áp dụng tại các cơ sở sản xuất chitin với mục đích tận dụng nguồn protein từ đầu tôm, hạn chế sử dụng hóa chất nhằm giảm ô nhiễm môi trường. Việc sản xuất chitosan có chất lượng cao và ứng dụng vào các lĩnh vực đặc biệt đang là mối quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong và ngoài nước. Đề tài cũng là nguồn tài liệu hữu ích phục vụ cho công tác nghiên cứu chuyên sâu về lĩnh vực này. 4. Nội dung của đề tài Xác định thông số tối ưu cho quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease: tỷ lệ enzyme/nguyên liệu, pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân. Đồng thời chúng tôi cũng đề xuất quy trình ứng dụng enzyme vào quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm. So sánh chất lượng chitin – chitosan sản xuất từ quy trình ứng dụng enzyme với quy trình hóa học truyền thống. .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 3 CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Tổng quan về chitin 1.1.1. Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên Chitin là Polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cenllulose và chúng 2 được tạo ra trung bình 20g/năm/m bề mặt trái đất. Trong tự nhiên chitin tồn tại ở cả động vật và thực vật. Trong giới động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các vỏ một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn. Trong giới thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm Zygemycethers và một số tảo Chlorophiceae. Trong động vật Thủy sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực, hàm lượng chitin khá cao từ 14 - 35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin – chitosan và các sản phẩm từ chúng. 1.1.2. Cấu trúc phân tử của chitin Chitin là polysaccharite có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối glucoside và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn nối với nhau bởi các cầu nối đẳng trị (Coralente) với các protein, CaCO3 và các hợp chất hữu cơ khác ... Qua nghiên cứu về sự thủy phân chitin bằng enzyme hay HCl đậm đặc thì người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một Polymer được tạo thành từ các đơn vị N-Acetyl-β-D-Glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết β-1,4 glucoside. .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 4 Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin  Công thức phân tử [C8H13O5N]n n: Thay đổi tùy thuộc từng loại nguyên liệu, chẳng hạn: Ở tôm thẻ: n = 400 - 500 Ở tôm hùm: n = 700 - 800 Ở cua: n = 500 - 600  Phân tử lượng: MChitin = (203,09)n 1.1.3. Tính chất của chitin Chitin có màu trắng, không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và các dung môi hữu cơ khác như rượu, ete … Chitin hòa tan được trong dung dịch đậm đặc nóng của muối ThioxianatLiti (LiSCN) và muối Thioxianat Calci Ca(SCN)2 tạo thành dung dịch keo. Chitin ổn định với các chất oxy hóa khử như: KMnO4, NaClO, H2O2, Ca(ClO)2 … lợi dụng tính chất này người ta sử dụng các chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin. Chitin khó hòa tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora. Điều này có thể do nhóm acetamit (-NHCOCH3) ngăn cản sự tạo thành các phức chất cần thiết. Khi đun nóng trong dung dịch HCl đậm đặc thì chitin sẽ bị phân hủy hoàn toàn thành 88,5% D-Glucosamin và 11,5% acid acetic, quá trình thủy phân bắt đầu xảy ra ở mối nối Glucoside, sau đó là sự loại bỏ nhóm acetyl (-CO-CH3). (C32H54N4O21)x+2(H2O) = (C28H50N4O19)x + 2(CH3-COOH)x .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 5 Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan. Đun nóng Chitin + nNaOH (đậm đặc) Chitosan + nCH3COONa Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại ở bước sóng:  = 884÷ 890 nm. 1.2. Tổng quan về chitosan Chitosan là một Polymer hữu cơ được tạo thành từ chitin khi deacetyl hóa chitin bằng kiềm đặc. 1.2.1. Cấu trúc phân tử chitosan Chitosan là một Polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β-DGlucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β-1-4 glucoside. Hình 1.2. Công thức cấu tạo của chitosan Công thức phân tử [C6H11O4N]n Phân tử lượng: MChitosan = (161,07)n 1.2.2. Tính chất của chitosan Chitosan ở dạng bột có màu trắng ngà, còn ở dạng vẩy có màu trắng hay hơi vàng. Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước và kiềm nhưng hòa tan trong acid acetic loãng tạo thành dung dịch keo dương, nhớt và trong suốt, nhờ đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng như Pb, Hg … .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 6 Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với Iod trong môi trường H2SO4 phản ứng cho màu tím, phản ứng này có thể dùng để phân tích định tính chitosan. Loại chitosan có trọng lượng phân tử trung bình (M) từ 200.000 đến 400.000 hay được dùng nhiều nhất trong y tế và thực phẩm. Trong tạp chí Khoa học và Công nghệ Thuỷ sản (2003) quy định: Chitin cần chứa một lượng tro tối thiểu < 2% và độ ẩm < 10%. Chitosan phải có hàm lượng tro tối thiểu < 1% và hàm lượng các chất không tan là < 0,5%. Chitosan có thể hòa tan trong acid acetic loãng 1% và được phân thành 3 loại theo độ nhớt là:  Độ nhớt thấp từ 200 đến 800 Centipoaz.  Độ nhớt trung bình 800 đến 2000 Centipoaz.  Độ nhớt cao từ 2000 trở lên. Đối với Chitosan sử dụng trong y học theo dược điển Việt Nam phải có giới hạn:  Giới hạn Calci < 0,03%  Giới hạn protein: Phản ứng Biure âm tính.  Hàm lượng tro toàn phần < 1%. 1.3. Ứng dụng của chitin – chitosan 1.3.1. Ứng dụng trong y học  Tạo chỉ khâu phẫu thuật, tự hủy Trường Ðại học Delaware Mỹ đã chế tạo thành công chỉ phẫu thuật tự hủy từ chitosan, nhờ phát hiện ra một dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan chitosan ở nhiệt độ thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer. Chống sự phát triển khối u Theo một số nhà khoa học thì chitosan có khả năng khống chế sự gia tăng của tế bào ung thư. Qua thí ngiệm thực hiện trên 60 bệnh nhân tuổi từ 35 – 76 .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 7 của nhóm các bác sĩ Bệnh viện K Hà Nội vào năm 2003 đã chứng minh, chitosan có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư.  Sản xuất băng chống bỏng, da nhân tạo, chống viêm Da nhân tạo có nguồn gốc từ chitin được gọi là Beschitin. w, nó giống như một tấm vải và được bọc ốp lên vết thương, chỉ một lần đến khi khỏi hẳn. Tấm Beschitin bị phân hủy sinh học từ từ cho đến khi hình thành lớp biểu bì mới. Nó có tác dụng giảm đau, giúp các vết sẹo, vết bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng và chống nhiễm trùng. Thuốc kem Pokysan là một trong những công trình nghiên cứu, ứng dụng vật liệu chitin – chitosan từ dư phẩm của ngành chế biến thủy, hải sản (vỏ tôm, cua, mai mực) của tập thể cán bộ khoa học nữ Phòng, Polymer dược phẩm (Viện Hóa học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Thuốc kem Pokysan có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, đặc biệt là chủng nấm Candila albicans, không gây dị ứng và tác dụng phụ, có khả năng cầm máu, chống sưng u, kích thích tái tạo biểu mô và tế bào da để làm mau liền các vết thương, vết bỏng, chóng lên da non và giảm bớt đau đớn cho người bệnh.  Ngăn ngừa bệnh tim Một số chuyên gia ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga cũng đã phát hiện, chitosan có thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu cơ tim và bệnh đột quỵ.  Sản xuất thuốc chữa bệnh khớp, bệnh béo phì Điển hình trên thị trường dược hiện nay là loại thuốc chữa khớp làm từ vỏ tôm có tên Glucosamin đang được thịnh thành trên toàn thế giới. So với sản phẩm cùng loại thì Glucosamin có ưu thế hơn, do sản xuất từ nguồn vỏ tôm tự nhiên nên sản phẩm ít gây phản ứng, không độc hại và không bị rối loạn tiêu hoá cho người bệnh. 1.3.2. Ứng dụng trong công nghiệp  Sản xuất mỹ phẩm Chitosan được sử dụng để sản xuất kem chống khô da do tính chất của + chitosan là có thể cố định dễ dàng trên biểu bì của da nhờ các nhóm -NH4 . Các .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 8 nhóm này liên kết với các tế bào sừng hóa của da, nhờ vậy mà các nhà khoa học đã nghiên cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng + cách ngăn các chất lọc tia cực tím với các nhóm -NH4 . Hiện nay, các hãng mỹ phẩm trên thế giới đã ứng dụng thành phần chitosan vào hàng loạt các sản phẩm của mình. Chúng ta có thể tìm thấy chất này trong các sản phẩm kem đánh răng, kem chống nắng, phấn mắt, nước súc miệng, kẹo chewing – gum... Riêng hãng mỹ phẩm Wella đã dùng chitin – chitosan trong ít nhất 15 sản phẩm bảo vệ tóc, hãng Shiseido, thương hiệu nổi tiếng có mặt nhiều năm tại thị trường Việt Nam cũng đã dùng chất này trong 13 sản phẩm mỹ phẩm của hãng.  Xử lý nước thải Nhờ khả năng là đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein, và nhờ khả năng kết dính tốt các ion kim loại như: Pb, Hg… do đó chitosan được sử dụng để tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm. Tại Nhật Bản, năm 1975, chitosan đã được đưa vào làm chất xúc tác để xử lý nước thải. Công nghệ xử lý nước thải bằng các vật liệu có sử dụng chitosan cũng đang được một số nhà khoa học Trường Ðại học Nha Trang nghiên cứu và bước đầu đã có kết quả khả quan. 1.3.3. Ứng dụng trong nông nghiệp Trong nông nghiệp Olygoglucosamin ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau cải, đậu cô ve và các rau khác, có tác dụng làm tăng năng suất, tăng khả năng kháng bệnh, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi trường và thực hiện chương trình rau sạch, rau an toàn. Chế phẩm Oligoglucosamin có ảnh hưởng tích cực tới sinh trưởng và năng suất của ngô. Với nồng độ phun thích hợp là 40 ppm, số lần phun là 3 lần/vụ, liều lượng phun là 300 l/ha, năng suất sau khi sử dụng tăng 20% so với đối chứng (Theo nghiên cứu của Đại học Nông nghiệp I Hà Nội). Chitosan được sử dụng để bọc nang các hạt giống nhằm ngăn ngừa sự tấn công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định thuốc trừ sâu, phân bón, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt. Hiện nay chế phẩm Olygoglucosamin và Olygochitin đang được nghiên cứu tại Đại học Nha Trang. .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 9 Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và các nguyên tố vi lượng lên các chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của lúa mạ, ở nhiệt độ thấp thì kết quả nghiên cứu cho thấy chitosan vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng nitơ tổng số, đồng thời các Enzyme như amylase, catalase hay peoxidase cũng tăng lên. Ngoài ra trong nông nghiệp cũng sử dụng chitosan để bảo quản thực phẩm, trái cây, do dịch keo chitosan (keo dương) có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả. Ngày nay, chitosan còn được sử dụng làm nguyên liệu bổ sung vào thức ăn cho tôm, cua, cá để kích thích sinh trưởng. Chimexla một sản phẩm sản xuất từ chitosan được sản xuất bởi tập thể cán bộ khoa học nữ Phòng Polymer dược phẩm (Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) được dùng trong nông nghiệp, không độc hại, an toàn cho người nông dân và môi trường xung quanh, kích thích cây phát triển, nhanh ra rễ, hoa, lá, tạo nhiều diệp lục tố, chống bệnh đạo ôn, khô vằn cho lúa. 1.3.4. Ứng dụng trong công nghệ sinh học Làm chất mang (Carrier) để cố định enzyme và cố định tế bào. Trong công nghệ sản xuất rượu, làm sạch nước, sản xuất đường nghịch đảo... mang lại hiệu quả kinh tế cao. Trường Đại học Nha Trang đã nghiên cứu phối trộn chitosan và Alginat để làm chất mang cố định tế bào Saccaromyces cerevisiae để lên men rượu từ Glucose. Kết quả đã làm tăng độ bền của các hạt gel icrocapsule và tăng chu kỳ lên men. Hiện nay trên thế giới đã thành công trong việc sử dụng chitosan làm chất mang để cố định enzyme và tế bào. Enzyme cố định đã cho phép mở ra việc sử dụng rộng rãi enzyme trong công nghiệp, y học và khoa học phân tích. Enzyme cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác. Nhất là trong công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả, sử dụng enzyme cố định rất thuận lợi và đạt hiệu quả cao. Chitosan thỏa mãn yêu cầu đối với một chất mang có phân tử lượng lớn. 1.3.5. Trong công nghiệp thực phẩm PGS, TS. Trần Thị Luyến cũng nghiên cứu vật liệu chitosan từ rất sớm. Các nghiên cứu về chitosan của cô được các doanh nghiệp áp dụng rộng rãi và .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 10 đã xuất khẩu chitosan, cùng các sản phẩm từ vật liệu này. Trong đó nổi bật nhất là sản phẩm màng mỏng chitosan dùng để bao gói thực phẩm. Ngoài chitosan, PGS, TS. Trần Thị Luyến đã nghiên cứu chế biến thành công Surimi (cũng được chiết suất từ vỏ tôm, cua) để làm hương vị (cho gia vị như bột tôm, cua... ). Sản phẩm này đã được chào bán ở Hàn Quốc… Vật liệu chitosan còn được chế tạo thành thực phẩm bổ dưỡng, có tác dụng hạ huyết áp, giảm cholesterol và lipid trong máu, chống béo phì, phòng chống u và ung thư, đặc biệt là tăng cường miễn dịch cho cơ thể, có thể dùng cho các bệnh nhân bị nhiễm HIV/AIDS bị suy giảm hệ miễn dịch. Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh, khoa CNTP của Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã nghiên cứu tạo ra một lớp màng vỏ bọc chitosan, đây được xem như là một loại bao bì có tính năng bảo vệ và có thể sử dụng như thực phẩm mà không hề ảnh hưởng đến môi trường chung quanh. Đặc biệt sản phẩm có thể sử dụng để bọc các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như cá, thịt... Cách tạo màng vỏ bọc như sau: Chitosan thu được từ vỏ tôm đem nghiền nhỏ bằng máy để nhằm mục đích gia tăng bề mặt tiếp xúc. Pha dung dịch chitosan 3% trong dung dịch acid acetic 1,5%. Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG – EG 10% (tỷ lệ 1: 1) và trộn đều để yên một lúc để loại bột khí. Sau đó đem 0 dung dịch đã pha quét đều lên một ống inox đã được nâng nhiệt 64 – 65 C (ống inox được nâng nhiệt bằng hơi nước nóng đun sôi). Để khô vỏ trong vòng 35 phút rồi tách vỏ. Lúc này ta được vỏ bóng có màu vàng, ngà, không mùi vị, đó là lớp màng vỏ bọc chitosan có những tính năng mới ưu việt. Từ trước đến nay, việc bảo quản các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng như thịt, cá... trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta là một trong những vấn đề đã và đang được các nhà sản xuất, chế biến và các nhà khoa học quan tâm, nên sau khi vỏ bọc chitosan từ vỏ tôm được hoàn thành, các nhà nghiên cứu đã nghĩ ngay đến việc dùng màng bọc chitosan từ vỏ tôm này để làm vỏ bọc xúc xích. Do vậy những vỏ bọc đầu tiên ra đời được chế tạo để nhốt xúc xích, những sản phẩm đầu tiên có chiều dài 460 mm, đường kính 25 mm. Các vỏ bọc này khi cho hỗn hợp nguyên liệu xúc xích vào thì dùng máy nhồi quay tay. Khi .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 11 nhồi hỗn hợp nguyên liệu vào vỏ bọc xong thì buộc lại ở hai đầu. Do trong thành phần có những chất phụ gia nên lớp chitosan này đã kết dính các mao mạch của vỏ tôm lại với nhau, với áp lực của máy nhồi tay, vỏ bọc không bị nứt, mà tiếp tục bám sát vào nguyên liệu bên trong tạo thành những hình xúc xích xinh xắn. Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu chitosan được dùng để bảo quản đóng gói thức ăn, để bảo quản hoa quả tươi vì nó tạo màng sinh học không độc. Người ta đã tạo màng chitosan trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, dưa chuột, ớt chuông, dâu tây, cà chua, quả vải, xoài, nho... Vỏ bọc thực phẩm bằng màng chitosan đã được phép sử dụng ở Canada và Mỹ từ lâu. Chitosan là một Polymer dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học đa dạng, chitosan đã được đưa vào thành phần trong thức ăn: Sữa chua, bánh kẹo, nước ngọt… Nhật bản đã có những sản phẩm ăn kiêng có chứa chitosan để làm giảm cholesterol và lipid trong máu, giảm cân nặng, chống béo phì, dùng để tránh nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tiểu đường (bánh mỳ, khoai tây chiên, dấm, nước chấm...) đã có bán rộng rãi trên thị trường. Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (USEPA) đã cho phép chitosan không những được dùng làm thành phần thức ăn, mà còn dùng cả trong việc tinh chế nước uống. Năm 1983, Bộ thuốc và thực phẩm (USFDA) đã chấp nhận chitosan được dùng làm chất phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm. Nhiều cuộc hội nghị quốc tế về chitosan đã khẳng định tác dụng điều trị và tính an toàn của chitosan. Chitosan đã được tổ chức y tế thế giới đánh giá cao, gọi là “ yếu tố thứ sáu của sự sống con người ” và đã chính thức được Tổ chức Y tế Thế giới cho phép dùng trong y học và thực phẩm. Nhiều tác giả đã gọi chitosan là vật liệu của thế kỷ 21. Chitosan sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm. Chitin có tính tẩy màu mà không hấp thụ mùi và các thành phần khác, nên nó được ứng dụng vào việc khử màu thức uống (đồ uống nước trái cây). Nghiên cứu của một nhóm sinh viên trường HCM cho thấy bảo quản bưởi bằng màng chitosan trong vòng 3 tháng, bưởi vẫn tươi, không bị úng vỏ. .d o m o .c C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e w N y bu to k lic c u -tr a c k 12 Ðặc tính diệt khuẩn của chitin được thể hiện trên các mặt sau đây: Khi tiếp xúc với thực phẩm, chitosan sẽ: 2+  Lấy đi từ các vi sinh vật này các ion quan trọng, như ion Cu . Như vậy vi sinh vật sẽ bị chết do sự mất cân bằng liên quan đến các ion quan trọng (Muzzarelli, 1977).  Ngăn chặn, phá hoại chức năng màng tế bào.  Gây ra sự rò rỉ các phần tử bên trong tế bào.  Gây ra sự tổ hợp của polyelectrolyte với Polymer mang tính chất acid trên bề mặt tế bào vi khuẩn. Như vậy việc dùng chất chitosan bao bọc quanh bề mặt thực phẩm có thể kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự hư hỏng do khả năng kháng nấm, kháng khuẩn của nó. 1.4. Tổng quan về phế liệu Tôm 1.4.1. Phế liệu tôm đông lạnh trong quá trình chế biến 1.4.1.1. Thành phần phế liệu Phế liệu tôm chủ yếu là đầu và các mảnh vỏ, ngoài ra còn phải kể đến phần thịt vụn, một số tôm bị hỏng. Tuỳ theo giống loài, phương pháp gia công chế biến mà lượng phế liệu có thể lên đến 60% sản lượng khai thác được. Ví dụ tôm càng xanh, phần đầu tôm chiếm khoảng 60% khối lượng toàn bộ, với tôm sú thì đầu chiếm khoảng 40% so với khối lượng toàn bộ. Đối với sản phẩm tôm bóc nõn và rút ruột mất mát theo vỏ và đuôi khoảng 25%. Theo Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thuỷ sản (số 2 năm 2005) thì trong công nghiệp chế biến thuỷ sản, các dạng chính của tôm đông lạnh như sau:  Tôm tươi còn vỏ, đầu (nguyên con) cấp đông IQF hoặc Block.  Tôm vỏ bỏ đầu cấp đông IQF hoặc Block.  Tôm bóc vỏ, bỏ chỉ lưng cấp đông IQF.  Tôm bóc vỏ, còn đốt đuôi cấp đông IQF.  Tôm dạng sản phẩm định hình, làm chín.  Tôm bóc vỏ, đóng hộp. .d o o .c m C m w o .d o w w w w w C lic k to bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c
- Xem thêm -