LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, động viên và
khích lệ của nhiều tập thể và cá nhân.
Trước hết tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại
học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Chế biến cùng quý thầy cô đã giảng dạy và
truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong
suốt thời gian học tập tại trường.
Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin gửi đến TS. Trang Sĩ Trung và ThS. Nguyễn
Công Minh - những người đã định hướng và tận tình hướng dẫn, động viên, góp ý
những ý kiến thiết thực, quý giá trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Qua đây, tôi xin chân thành cám ơn đến toàn thể thầy cô và cán bộ Bộ môn
Hóa sinh – Vi sinh thực phẩm, Bộ môn Công nghệ chế biến, Bộ môn Công nghệ
thực phẩm, Bộ môn Kỹ thuật lạnh và Viện công nghệ sinh học và Môi trường –
Trường Đại học Nha Trang, đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành
đề tài này.
Xin cám ơn tất cả những người bạn đã luôn quan tâm, động viên và giúp đỡ
tôi trong quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố mẹ và anh chị em thân
yêu. Những người đã luôn dõi theo và ủng hộ cả vật chất lẫn tinh thần cho tôi được
hoàn thành đề tài này.
Nha Trang, tháng 06 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Hoàng Vân
i
MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii
DANH MỤC CÁC BẢNG iv
2.2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm 31
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu 43
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44
3.1. THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA PHẾ LIỆU VỎ TÔM TRƯỚC
VÀ SAU KHI ÉP 44
3.2. KẾT QUẢ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC KHOẢNG TỐI ƯU
THÍCH HỢP CHO CÔNG ĐOẠN KHỬ KHOÁNG 45
3.2.1. Xác định tỷ lệ phế liệu/dung dịch acid thích hợp 45
3.2.2. Xác định khoảng nồng độ HCl thích hợp 46
3.2.3. Xác định khoảng nhiệt độ thích hợp 47
3.2.4. Xác định khoảng thời gian thích hợp 48
ii
3.3. KẾT QUẢ TỐI ƯU CHO CÔNG ĐOẠN KHỬ KHOÁNG 49
3.4. KẾT QUẢ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC KHOẢNG TỐI ƯU
THÍCH HỢP CHO CÔNG ĐOẠN KHỬ PROTEIN 53
3.4.1. Xác định tỷ lệ phế liệu/dung dịch NaOH thích hợp 53
3.4.2. Xác định khoảng nồng độ thích hợp 54
3.4.3. Xác định khoảng nhiệt độ thích hợp 55
3.4.4. Xác định khoảng thời gian thích hợp 56
3.5. KẾT QUẢ TỐI ƯU CÔNG ĐOẠN KHỬ PROTEIN 57
3.6. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG CỦA
CHITOSAN THU ĐƯỢC 62
3.7. TÍNH TOÁN HIỆU QUẢ MANG LẠI CỦA QUY TRÌNH TỐI ƯU 63
3.8. QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN-CHITOSAN ĐỀ XUẤT 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68
PHỤ LỤC
iii
trắng trước và sau khi ép 44
Bảng 3.2. Kết quả hàm lượng khoáng còn lại ở các chế độ khử khoáng bằng acid
HCl 49
Bảng 3.3. Thí nghiệm ở tâm phương án của công đoạn khử khoáng bằng acid
HCl 49
Bảng 3.4. Thông số tối ưu cho công đoạn khử khoáng 53
Bảng 3.5. Kết quả hàm lượng protein còn lại ở các chế độ khử protein bằng NaOH
58
Bảng 3.6. Thí nghiệm ở tâm phương án của công đoạn khử protein bằng NaOH
58
Bảng 3.7. Kết quả hàm lượng protein và hiệu suất khử protein của các thí nghiệm
tối ưu hóa theo đường dốc nhất 59
Bảng 3.8. Thông số tối ưu cho công đoạn khử protein 61
Bảng 3.9. Chỉ tiêu phân tích chitin thu được từ quy trình tối ưu và quy trình đối
chứng 61
Bảng 3.10. Chỉ tiêu chất lượng cơ bản của chitosan thu được từ quy trình tối ưu và
quy trình đối chứng 62
Bảng 3.11. Đơn giá của phế liệu vỏ tôm và hóa chất 63
Bảng 3.12. Lượng hóa chất và phế liệu sử dụng để sản xuất ra 1kg chitosan theo quy
trình tối ưu 64
Bảng 3.13. Lượng hóa chất và phế liệu sử dụng để sản xuất ra 1kg chitosan theo quy
trình đối chứng 64
v
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin 9
Hình 1.2. Sự sắp xếp của chuỗi polymer của α-chitin, β-chitin và γ-chitin 10
Hình 1.3. Chitosan và glucosamine tạo thành từ sự thủy phân chitin 11
Hình 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ HCl đến hiệu suất quá trình khử khoáng 46
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất quá trình khử khoáng 47
Hình 3.4. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình khử khoáng 48
Hình 3.5. Kết quả bố trí thí nghiệm tối ưu khử khoáng 52
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ phế liệu/dung dịch NaOH đến hiệu suất quá trình
khử protein 53
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ đến hiệu suất quá trình khử protein 54
Hình 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất quá trình khử protein 55
vi
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất quá trình khử protein 56
Hình 3.10. Kết quả bố trí thí nghiệm tối ưu công đoạn khử protein theo hiệu suất
khử protein 60
Hình 3.11. Quy trình sản xuất chitin-chitosan đề xuất 65
1
LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Là một trong những ngành kinh tế trọng tâm của nền kinh tế quốc dân, ngành
Thuỷ sản đã đóng góp một phần không nhỏ vào sự phát triển của nền kinh tế. Cùng
với nhịp độ phát triển của nền kinh tế trong và ngoài nước, ngành Thuỷ sản trong
những năm gần đây đã đạt được những thành tựu đáng kể về nuôi trồng, chế biến
thuỷ sản cũng như xuất nhập khẩu. Nhưng đi cùng với sự phát triển của ngành, vấn
đề phế liệu trong chế biến thuỷ sản là một điểm hạn chế do lượng phế liệu thải ra từ
công nghiệp chế biến thuỷ sản hàng năm là rất lớn. Phế liệu tôm là một nguồn cung
cấp chitin và chitosan rất phong phú. Vì vậy, ngoài việc dùng phế liệu tôm để chế
biến thức ăn chăn nuôi thì chúng ta còn có thể sử dụng chúng để sản xuất chitin và
chitosan mang lại giá trị kinh tế cao.
Tuy nhiên quá trình sản xuất chitin và chitosan hiện nay chủ yếu dùng
3
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ NGUỒN PHẾ LIỆU TÔM VÀ CÁC HƯỚNG TẬN
DỤNG
1.1.1. Nguồn phế liệu tôm
Sự phát triển rất nhanh của ngành chế biến thủy sản đã góp phần lớn vào việc
nâng cao giá trị xuất khẩu của nước ta, hàng triệu tấn thủy sản đã được xuất khẩu
hàng năm. Tuy nhiên, quá trình chế biến các sản phẩm thủy sản cũng tạo một lượng
lớn phế liệu.
Phế liệu tôm chủ yếu là đầu và các mảnh vỏ, ngoài ra còn phải kể đến phần
thịt vụn do bóc nõn không cẩn thận, một số tôm bị hư 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. Phần đầu tôm càng xanh 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% trọng lượng tôm.
Theo thống kê của Trung tâm Nghiên cứu Chế biến Thủy sản, Đại học Nha
Trang sản thì lượng phế liệu năm 2004 tại Việt Nam ước tính khoảng 45.000 tấn phế
liệu, năm 2005 ước tính khoảng 70.000 tấn/năm [3]. Đến năm 2008, các nhà máy chế
biến thủy sản xuất khẩu chế biến khoảng 200.000 tấn tôm/năm, quá trình chế biến
tôm tạo ra một lượng phế liệu (đầu, vỏ) khoảng 100.000 tấn [8].
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.
Qua đó phần lớn tôm được đưa vào chế biến dạng bóc vỏ bỏ đầu. Và như
đường cho canxi thẩm thấu vào.
5
- Lớp canxi hóa: Lớp này chiếm phần lớn vỏ, thường có màu xanh trải đều khắp,
chitin ở trạng thái tạo phức với canxi.
- Lớp không bị canxi hóa: Vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo thành bởi một phần
tương đối nhỏ so với tổng chiều dày bao gồm các phức chitin-protein bền vững
không có canxi và quinone.
1.1.2.2. Thành phần hóa học của phế liệu tôm
Nguồn nguyên liệu khác nhau dẫn đến quy trình chiết rút chitin có sự khác
nhau, tùy thuộc vào hàm lượng khoáng và protein có trong phế liệu. Trong các loại
phế liệu thủy sản, vỏ cua có hàm lượng khoáng cao nhất, có thể lên đến trên 50%
nên quá trình loại khoáng khó khăn hơn, trong khi hàm lượng protein trong đầu tôm
khá cao. Ngoài ra, một số loài tôm trong vỏ, đầu có hàm lượng lipid tương đối cao
(trên 10%) thì cần phải lưu ý công đoạn xử lý lipid. Thông thường lượng lipid này
cũng được loại đi trong công đoạn khử protein. Thành phần khoáng của phế liệu
tôm, cua, ghẹ, nang mực chủ yếu là Ca; ngoài ra có P, K, Mg, Mn và Fe.
Trong thời gian gần đây, việc nuôi tôm thẻ chân trắng (Penaaus vannamei)
thương phẩm phát triển mạnh, nguồn phế liệu tôm thẻ trở thành nguồn nguyên liệu
chính để sản xuất chitin. Tương tự như phế liệu tôm sú, thành phần protein trong
phế liệu tôm thẻ tương đối cao, gần 50% (Bảng 1.1).
Bảng 1.1. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu tôm Penaaus vannamei
(Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2007) [9], Crangon crangon và Pandalus borealis
(Synowiecki và cộng sự, 2000)
STT Chỉ tiêu
phân tích
Penaaus
vannamei
Crangon
crangon
0,4
Phế liệu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) có hàm lượng protein cao,
gần tương đương với protein trong phế liệu tôm sú (Penaeus monodon). Ngoài ra,
6
trong phế liệu tôm còn có một lượng astaxanthin đáng kể. Vì vậy, trong quá trình
sản xuất chitin từ phế liệu tôm thẻ cần có biện pháp tận thu protein và astaxanthin
để chế biến thức ăn cho người và gia súc.
Thành phần chiếm tỷ lệ đáng kể trong đầu tôm là protein, chitin, khoáng, sắc tố.
Tỷ lệ các thành phần này không ổn định, chúng thay đổi theo giống, loài, đặc điểm sinh
thái, sinh lý… Thành phần chitin và protein trong vỏ tôm tươi tương ứng là 4,5% và
8,05%, trong vỏ tôm khô là 11–27,5% và 23,3–53,0%.
Hàm lượng chitin, protein, khoáng và carotenoid trong phế liệu vỏ tôm thay
đổi phụ thuộc vào quá trình chế biến cũng như phụ thuộc vào 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%).
Protein: Protein trong phế liệu tôm thường là loại protein không hoà tan do
đó khó tách ra khỏi vỏ, tồn tại dưới 2 dạng [2]:
- Dạng tự do: Dạng này tồn tại trong cơ quan nội tạng và trong các cơ gắn
phần vỏ.
- Dạng phức tạp: Ở dạng này protein không hòa tan và thường liên kết với
chitin, canxi carbonate, với lipid tạo lipoprotein, với sắc tố tạo protein-carotenoid…
như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm.
Chitin: Tồn tại dưới dạng liên kết với protein, khoáng và nhiều hợp chất hữu
cơ khác, đây là nguyên nhân gây khó khăn cho việc tách và tinh chế chúng.
Canxi: Trong vỏ tôm, đầu tôm, vỏ ghẹ có chứa một lượng lớn muối vô cơ,
chủ yếu là muối CaCO
3
, hàm lượng Ca
1.1.3.1. Sản xuất chitin, chitosan và glucosamine
Ngày nay cùng với khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nhiều nhà
nghiên cứu khoa học đã công cố nhiều công trình nghiên cứu về sản xuất chitin,
chitosan và glucosamin từ phế liệu tôm.
Việc sản xuất chitin, chitosan nhìn chung gồm các công đoạn sau:
- Tách khoáng.
- Tách protein.
- Tẩy màu.
- Deacetyl bằng xút ở nồng độ cao.
Chitosan là dẫn xuất của chitin sau khi thủy phân bằng xút đậm đặc. Nó được
ứng dụng rộng rãi trong việc xử lý nước, trong công nghiệp, nông nghiệp, y dược,
mỹ phẩm…
Glucosamine là sản phẩm thủy phân chitin bằng HCl đặc. Nó được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong y học.
1.1.3.2. Sản xuất thức ăn chăn nuôi [2]
8
Hiện nay có hai phương pháp được áp dụng phổ biến trong sản xuất bột tôm
là phương pháp sấy khô bằng nhiệt và phương pháp ủ xilô.
- Phương pháp sấy khô bằng nhiệt: Phương pháp có ưu điểm là đơn giản, có
thể chế biến nhanh một lượng lớn phế liệu tôm đông lạnh, tính kinh tế cao. Nhược
điểm là chất lượng kém và giá trị dinh dưỡng không cao.
- Phương pháp ủ xilô: Theo phương pháp này người ta sử dụng acid hữu cơ
và vô cơ trong việc ủ nhằm làm tăng tác động của enzyme, khử trùng và hạn chế sự
phát triển của vi sinh vật. Sau khi ủ, tiến hành trung tính bằng các chất kiềm, chất ủ
được làm thức ăn chăn nuôi. Phương pháp này có ưu điểm là chất lượng tốt nhưng
giá thành cao, phức tạp, không kinh tế.
1.1.3.3. Sản xuất bột màu astaxanthin [3]
Thành phần hóa học của phế liệu tôm đặc biệt rất giàu protein nên khi sản
xuất chitin cần phải xem xét thu hồi protein. Bên cạnh đó sắc tố astaxanthin tuy hàm
chiếm tỉ lệ khá cao, từ 14-35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ là
nguồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất chitin-chitosan và các sản phẩm từ chúng.
Trong tự nhiên, chitosan rất hiếm gặp, chỉ có trong vách ở một số lớp vi nấm
(đặc biệt zygomycetes, mucor…) và ở vài loại côn trùng như ở thành bụng của mối
chúa.
Việc nghiên cứu sản xuất chitin-chitosan và các ứng dụng của chúng trong
sản xuất phục vụ đời sống là một vấn đề tương đối mới mẻ và đang được quan tâm
nghiên cứu ở nước ta.
1.2.2. Cấu tạo và tính chất của chitin-chitosan
1.2.2.1. Cấu tạo và tính chất của chitin
Công thức phân tử: (C
8
H
13
O
5
N)
n
, phân tử lượng: M = (203,19)
nHình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin
10
Chitin là polysaccharide 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. Hơn nữa chitin tồn tại rất
hiếm ở trạng thái tự do và hầu như luôn luôn nối với nhau bởi các cầu nối đẳng trị
(Coralente) với các protein, CaCO
- Chitin hòa tan được trong dung dịch acid đậm đặc như HCl, H
3
PO
4
và
dimethylacetamide chứa 5% lithium chloride.
- Chitin tự nhiên có độ deacetyl dao động trong khoảng từ 8-12%, phân tử
lượng trung bình lớn hơn 1 triệu dalton. Tuy nhiên, chitin chiết rút từ vi sinh vật thì
có phân tử lượng thấp, chỉ khoảng vài chục ngàn dalton. Khi đun nóng chitin trong
dung dịch NaOH đặc thì chitin bị khử mất gốc acetyl tạo thành chitosan.
- Khi đun nóng chitin trong dung dịch HCl đặc thì chitin sẽ bị thủy phân tạo
thành các phân tử glucosamine có hoạt tính sinh học cao. Khi đun nóng chitin trong
HCl đậm đặc tạo thành 88,5% D-glucosamine và 22,5% acid acetic.
Hình 1.3. Chitosan và glucosamine tạo thành từ sự thủy phân chitin
- Độ rắn (crystallinity) của chitin cao và biến đổi tùy theo từng loại chitin.
1.2.2.2. Cấu tạo và tính chất của chitosan [7]
Chitosan là dẫn xuất đề acetyl hoá của chitin. Chitosan được cấu tạo từ các
mắt xích D-glucosamine liên kết với nhau bởi các liên kết β-1,4 glucosiside, do vậy
12
chitosan có thể gọi là poly β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-glucose hoặc là poly β-(1-4)-
D-glucosamin.
Công thức phân tử: (C
6
H
11
O
4
N)
nghiên cứu của Trang Sĩ Trung và cộng sự (2006) cho thấy khả năng hút nước của
chitosan có độ deacetyl hóa thấp (75%) đạt đến 659% cao hơn nhiều so với chitosan
có độ deacetyl hóa cao chỉ đạt 486% (Bảng 1.2).
Bảng 1.2. Tính chất của chitosan có độ DD khác nhau (Trang Sĩ Trung và cộng
sự, 2006)
Chitosan với độ deacetyl khác nhau
Tính chất
75% 87% 96%
Độ nhớt (cP) 111,2 ± 9,5
103,4 ± 7,9
107,3 ± 9,6
Tính thấm nước (%) 659 ± 33
472 ± 35
486 ± 29
Độ tan (%) 99,4 ± 0,1
99,6 ± 0, 3
99,5 ± 0,2
Phân tử lượng và độ nhớt của chitosan
Phân tử lượng của chitosan cũng là một thông số quan trọng, nó quyết định
tính chất của chitosan như khả năng kết dính, tạo màng, tạo gel, khả năng hấp phụ
chất màu, đặc biệt là khả năng ức chế vi sinh vật. Chitosan có phân tử lượng càng
Các tính chất khác của chitosan
Ngoài các tính chất nêu trên, chitosan còn có khả năng chống oxy hóa. Khả
năng chống oxy hóa của chitosan cũng phụ thuộc vào độ deacetyl, phân tử lượng và
độ nhớt của chitosan. Chitosan có độ nhớt thấp thì có khả năng chống oxy hóa cao.
Hơn nữa, chitosan có thể gắn kết tốt với lipid, protein, các chất màu. Do chitosan
không tan trong nước nên chitosan ổn định hơn trong môi trường nước so với các
polymer tan trong nước như alginate, agar. Khả năng tạo phức, hấp phụ với lipid,
protein và chất màu phụ thuộc nhiều vào phân tử lượng, độ deacetyl hóa, độ rắn và
độ tinh khiết của chitosan. Chitosan có độ deacetyl cao thì thường hấp phụ màu tốt.
15
1.3. ỨNG DỤNG CỦA CHITIN-CHITOSAN [11]
1.3.1. Ứng dụng của chitosan trong các ngành công nghệ thực phẩm
Chất làm trong - Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất nước quả
Chitosan là tác nhân tốt loại bỏ đi đục, giúp điều chỉnh acid trong nước quả.
Sử dụng trong thực phẩm chức năng
Chitosan có khả năng làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu. Ngoài ra
chitosan còn xem là chất chống đông tụ máu. Nguyên nhân việc giảm cholesterol
trong huyết và chống đông tụ máu được biết là không cho tạo các mixen. Điều chú
ý là ở pH=6-6,5 chitosan bắt đầu bị kết tủa, toàn bộ chuỗi polysaccharide bị kết lắng
và giữ lại toàn bộ lượng mixen trong đó. Chính nhờ đặc điểm quan trọng này
chitosan ứng dụng trong sản phẩm thực phẩm chức năng.
Phân tách rượu-nước
Ứng dụng làm màng bao (bảo quản hoa quả)
Lớp màng không độc bao quanh bên ngoài bao toàn bộ khu cư trú từ bề mặt
khối nguyên liệu nhằm hạn chế sự phát triển vi sinh vật bề mặt (nguyên nhân chính
gây thối hỏng thực phẩm).
1.3.2. Ứng dụng trong các ngành khác
Trong y dược
Từ chitosan vỏ cua, vỏ tôm có thể sản xuất glucosamine - một dược chất quý
nhiễm môi trường, ăn mòn thiết bị.
Quy trình hóa học sản xuất chitin thông thường gồm các công đoạn tách
khoáng, tách protein, tẩy màu. Công đoạn tẩy màu ở các nước nhiệt đới như Việt
Nam thường thực hiện kết hợp với quá trình phơi khô sản phẩm chitin dưới ánh
nắng mặt trời. Chitosan được sản xuất từ chitin qua quá trình tách nhóm acetyl
(deacetylation). Tất cả các công đoạn trên đều được xử lý bằng hóa chất, tùy theo
loại nguyên liệu, công nghệ, và yêu cầu về chất lượng sản phẩm chitin và chitosan
mà các điều kiện xử lý sẽ khác nhau. Sơ đồ tổng quát quá trình sản xuất chitin,
chitosan từ phế liệu thủy sản được trình bày ở Hình 1.5. 17
Hình 1.5. Sơ đồ tổng quát quá trình sản xuất chitin, chitosan từ phế liệu thủy
sản
- Khử khoáng
Trong vỏ tôm, thành phần khoáng chủ yếu là muối CaCO
3
và rất ít
)
2
+ 6HCl = 3CaCl
2
+ 2H
2
PO
4
.
Trong quá trình rửa thì muối CaCl
2
tạo thành được rửa trôi, nồng độ HCl có
ảnh hưởng lớn đến chất lượng của chitosan thành phẩm, đồng thời nó ảnh hưởng
lớn tới thời gian và hiệu quả khử khoáng. Nồng độ HCl cao sẽ rút ngắn được thời
gian khử khoáng nhưng độ nhớt chitin-chitosan giảm nó sẽ làm cắt mạch
polysaccharide (mạch này bị phân huỷ khi thuỷ phân) dẫn đến chất lượng của
chitin-chitosan sau này bị giảm. Ngược lại nếu nồng độ HCl thấp thì thời gian khử
khoáng sẽ tăng nhưng ít bị ảnh hưởng, song nếu như nồng độ HCl quá thấp thì khử
Kh
ử khoáng
Kh
ử protein
T
ẩy m
àu
Chitin
+ Xử lý kiềm loãng để khử protein (Phương pháp 2 giai đoạn xử lý kiềm).
Thuỷ phân protein:
Protein acid amin + peptid hoà tan vào dịch rửa.
Xà phòng tạo thành có tác dụng tẩy rửa và hấp thụ các chất màu trong nguyên liệu.
- Tẩy màu
Trong phế liệu tôm và cua có chứa một lượng lớn chất màu (astaxanthin) vì
vậy để chitin có màu trắng, đẹp thì cần có một công đoạn tẩy màu. Việc tẩy màu
này có thể thực hiện bằng cách phơi dưới ánh sáng mặt trời hoặc xử lý bằng các
chất tẩy màu thông dụng. Theo Roberts (1998) thì phương pháp tẩy màu đơn giản
nhất là sử dụng H
2
O
2
hoặc NaOCl. Tuy nhiên, quá trình tẩy màu bằng hóa chất
Copyright: Tài liệu đại học ©