BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÀI TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN.
ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN
XUẤT COLLAGEN.
GVHD: TH.S Nguyễn Thị Thanh Bình
ĐHTP8ALT – Nhóm 10
TPHCM, ngày 18 tháng 6 năm 2013.

DANH SÁCH NHÓM 10.
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
STT Họ và Tên MSSV Nhiệm vụ
1 Trần Thị Ngọc Thuận 12083941 Power point
2 Nguyễn Thị Minh Ngọc 12083651 Tổng hợp bài
3 Hoàng Thị Hồng Yến 12107371 Nguyên lý sản xuất
4 Lại Thị Hương 12082351 Tổng quan về collagen
5 Phan Thị Thu Hằng 12072051 Quy trình công nghệ
6 Cao Thị Ngọc Thắm 12074711 Gelatin
MỤC LỤC.
SVTH: Nhóm 10 2
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
LỜI MỞ ĐẦU.
SVTH: Nhóm 10 3
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Collagen là một dạng protein cấu trúc sợi dài và hầu hết các chức năng của nó khác
với dạng protein phổ biến là enzym (cấu trúc collagen). Những bó collagen hay còn
gọi là sợi collagen là thành phần chính của thể nền màng tế bào cấu tạo nên hầu hết
các mô và cấu trúc bên ngoài tế bào, nhưng collagen cũng được tìm thấy trong tế bào.
collagen có cường độ kéo đứt lớn và là thành phần chính của gân, sụn, xương, dây

CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ SẢN XUẤT.
SVTH: Nhóm 10 5
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Dựa trên cơ sở tan trong acid acetic của collagen ta có thể ly tâm để tách
collagen ra khỏi phần bã để thu được dung dịch có chứa collagen.
Trong dung dịch muối trung tính cùng với gốc –COOH và –NH
2
collagen tao
thành các hợp chất muối tủa. Do tính chất tủa trong NaCl của collagen nên có thể sử
dụng NaCl để tủa phần dung dịch có chứa collagen và lấy phần tủa bằng phương pháp
ly tâm.
Để thu được collagen sạch tiếp tục hòa tan phần tủa vào acid acetic.
Tính chất protein hòa tan thành dung dịch keo không đi qua màng bán thấm nên sử
dụng màng bán thấm để thu nhận collagen tinh sạch.
Màng bán thấm có tính chất chỉ cho các chất có phân tử nhỏ đi qua còn protein
là đại phân tử sẽ bị giữ lại. Dung dịch rửa sẽ thấm qua màng vào dung dịch keo, trong
khi đó các ion và các phân tử nhỏ sẽ chuyển vào dung dịch rửa có nông độ thấp hơn.
Như vậy thường xuyên thay dung dịch rửa ta sẽ thu được collagen tinh sạch.

Nó bao gồm 3 chuỗi polypeptide (gọi là chuỗi α) cuộn lại với nhau. Mỗi chuỗi α
cuộn thành đường xoắn ốc theo hướng từ phải sang trái với 3 gốc trên một vòng xoắn.
SVTH: Nhóm 10 7
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Ba chuỗi này xoắn lại với nhau theo hướng từ trái sang phải tạo thành đường bộ ba
xoắn ốc.
Hình 2.2 Sự hình thành chuỗi xoắn ốc nội phân tử và giữa các chuỗi polypeptide.
Mỗi chuỗi polypeptide có khối lượng phân tử khoảng 100 kDa, tạo nên tổng khối
lượng phân tử của collagen khoảng 300 kDa. Chuỗi α được cấu tạo bởi khoảng 1000
amino acid. Các chuỗi α khác nhau (α
1
, α
2
và α
3
) ở thành phần amino acid. Sự phân
bố của các chuỗi α
1
, α
2
và α
3
trong các phân tử collagen khác nhau tùy thuộc vào sự
khác nhau về gene.
Collagen không có chứa tryptophan, giàu thành phần glycine, proline và
hydroxyproline, là một trong số ít những protein có chứa hydroxylysine. Nó chứa
khoảng 33% glycine, 12% proline và 11% hydroxyproline. Các amino acid sắp xếp
trong chuỗi xoắn ốc theo các dãy với sự phân bố như sau:
Bảng 2.1 Sự phân bố các amino acid trong chuỗi polypeptide.
Triplet Tỉ lệ

sợi của các
phân tử
collagen.
SVTH: Nhóm 10 9
a
b
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Các chuỗi collagen sắp xếp song song theo chiều dọc tạo thành các sợi với tính
chu kỳ nhất định. Chúng được sắp xếp so le nhau một khoảng 67 nm và có một
khoảng trống khoảng 40 nm giữa những phân tử liền kề nhau.
Nhờ vào cấu trúc có thứ bậc, độ bền vốn có của các chuỗi xoắn ốc được chuyển sang
các sợi collagen, cung cấp cho các mô độ cứng, độ đàn hồi và những đặc tính cơ học
riêng biệt.
Hình 2.5 Hình ảnh của bó sợi (a) và sợi (b) collagen.
Sợi collagen là các tổ hợp có cấu trúc bán kết tinh của các phân tử collagen. Các
vi sợi kết hợp tạo nên sợi lớn hơn. Các sợi collagen được sắp xếp với những cách thức
kết hợp và mức độ tập trung khác nhau trong các mô khác nhau để cung cấp các đặc
tính khác nhau của mô.
2.3 . Phân loại collagen:
Tính đến thời điểm hiện tại, có 42 loại chuỗi polypeptide được nhận dạng. Chúng
được mã hóa bởi 41 loại gene khác nhau, tạo thành 27 loại collagen. Họ collagen được
phân loại thành những phân họ khác nhau dựa vào sự tổ hợp của các siêu phân tử [4].
SVTH: Nhóm 10 10
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Hình 1.8 Một vài dạng sinh học của collagen.
Hiện tại, có ít nhất khoảng 13 loại collagen đã được trích chiết. Chúng khác nhau về
chiều dài của chuỗi xoắn ốc cũng như bản chất và kích cỡ của những phần không xoắn
ốc.
Bảng 2.2 Kết cấu chuỗi và sự phân bố của các loại collagen trong cơ thể người.
Loại collagen Kết cấu chuỗi Phân bố

α1(VI) α2(VI) α3(VI)
Da, cơ tim
VII
(α1(VII))
3
Da, phổi, sụn, giác mạc, nhau
VIII Chưa biết Tạo ra từ tế bào màng trong
IX
α1(IX) α2(IX) α3(IX)
Sụn
X
(α1(X))
3
Sụn
XI
α1(XI) α2(XI) α3(XI)
Sụn, đĩa đệm cột sống, dịch thủy tinh
XII
(α1(XII))
3
Gân, dây chằng
XIII Chưa biết Da, xương
Hơn 90% collagen trong cơ thể là các collagen loại I, II, III và IV. Những bệnh
tật liên quan đến collagen là do sự khuyết tật về gene ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp,
sự sắp xếp cũng như các quá trình khác trong sự sản sinh collagen một cách bình
thường.
SVTH: Nhóm 10 11
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
2.4. Thành phần các acid amin có trong collagen:
Mỗi loại collagen gồm có hàng nghìn cấu trúc amino acid, chủ yếu gồm có glycine,

sẽ tiến hành như sau:
Nếu xử lý trong điều kiện nhiệt độ cao và có nước thì keo dễ tiếp tục biến đổi thành
Do đó nếu muốn sản xuất gelatin thì ta phải khống chế nhiệt độ thích hợp cho chất
lượng của gelatin được đảm bảo
SVTH: Nhóm 10 13
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
2.5.3. Các tính chất khác của collagen:
- Khả năng tạo nhũ tương:
Là một protein không tan, collagen có thể có ít dấu hiệu cho thấy là một chất nhũ
hóa. Tuy nhiên, thực ra collagen có nguồn gốc từ da sống được xử lý và biến tính ở
mức độ khác nhau có thể là một chất nhũ hóa tốt hơn sữa gầy.
- Khả năng hòa tan:
Collagen tan trong glycerin, acid acetic, ure nhưng không tan trong nước lạnh.
Collagen cũng đã được phân chia thành bốn lớp trên cơ sở tính hòa tan trong các dung
dịch đệm khác nhau: tan trong muối trung tính, tan trong acid, tan trong kiềm, và
không tan trong kiềm.
- Sự biến tính:
Dưới tác dụng của các chất hóa học như acid, base, muối, các dung môi alcohol,
và các tác nhân vật lý như khuấy trộn cơ học, nghiền, tia cực tím các cấu trúc bậc
hai, ba và bậc bốn của protein bị biến đổi làm cho các liên kết hydro, các cầu nối
disunfit, các liên kết ion bị phá vở nhưng không phá vỡ liên kết peptide, tức là cấu
trúc bậc một vẫn giữ nguyên, protein sẽ thay đổi tính chất so với ban đầu. Đó là hiện
tượng biến tính protein. Sau khi bị biến tính, protein thường có các tính chất sau:
• Độ hòa tan giảm do làm lộ các nhóm kị nước vốn ở bên trong phân tử protein.
• Hoạt tính sinh học ban đầu mất đi.
• Tăng độ nhạy đối với sự tấn công của enzyme protease do làm xuất hiện các
liên kết peptide ứng với trung tâm hoạt động của protease.
• Tăng độ nhớt nội tại.
• Mất khả năng kết tinh.
- Tính kị nước:

Từ gelatin đã trở nên phổ biến từ những năm 1700, được bắt nguồn từ tiếng Latinh
gelatus, nghĩa là màng hay chất làm đông. Hiện nay có nhiều cách khác nhau để
định nghĩa gelatin.
 Thành phần hóa học của gelatin:
Phân tử gelatin bao gồm:
- 85.90% protein
- 0.52% muối khoáng
- 8.13% nước
Thành phần protein trong gelatin có gần đầy đủ các loại acid amin, ngoại trừ
tryptophan và cystein chỉ đôi khi tìm thấy dạng vết. Tỉ lệ giữa các acid amin có thể
khác nhau, phụ thuộc vào nguyên liệu và phƣơng pháp sản xuất. Các acid amin liên
kết với nhau theo liên kết peptide tạo thành phân tử gelatin.
Mặc dù có gần đủ các loại acid amin nhưng gelatin không phải là một hệ protein hoàn
chỉnh. Khi so sánh với hệ protein trứng hay sữa thì gelatin có một hệ protein không
hoàn chỉnh và chưa cân đối.
Gelatin có nguồn gốc từ thịt, cá, thực vật.
Khi dùng gelatin trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, tính chất công nghệ là của
gelatin là yếu tố được quan tâm hàng đầu. Các tính chất này ảnh hưởng tới chất lượng
sản phẩm, khả năng ứng dụng của gelatin vào các loại sản phẩm khác nhau. Vì vậy
cần phải nghiên cứu đầy đủ, sâu sắc các tính chất công nghệ của gelatin nhằm nâng
cao khả năng ứng dụng của gelatin.
SVTH: Nhóm 10 15
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
 Tính chất vật lí:
Gelatin là chất rắn dạng miếng, vảy, bột hoặc hạt, không mùi, không vị, trong
suốt, có màu từ vàng nhạt đến màu trắng. Ở nhiệt độ và độ ẩm bình thường, gelatin
chứa từ 912% ẩm và có tỉ trọng riêng từ 1.3 - 1.4. Các hạt gelatin rắn khi ngâm trong
nước sẽ hút nước và trương nở.
Gelatin được điều chế ở điều kiện nhiệt độ cao, các nhóm amide bị thuỷ phân và
cấu trúc chuỗi xoắn ốc collagen bị phá huỷ. Cấu trúc của gelatin không có trật tự và

Da cá Basa
Rửa
Xử lý
Bã
Xay nhỏ
Acetic 0.5%
Cặn
Trích ly
Lọc
Ly tâm
Nacl
Kết tinh
Collagen
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
3.2 . Thuyết minh quy trình:
Quy trình trên được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm.
 Nguyên liệu:
- Xuất xứ: da cá Basa được mua từ Công ty TNHH Thuỷ Sản Bình An (Binh An
Seafood Joint Stock Company), Lô 2.17, Khu Công Nghiệp Trà Nóc II, TP.
Cần Thơ.
- Da cá được tách ra bằng phương pháp cơ học ở nhà máy. Sau khi mua về, ta
rửa sạch bằng nước, loại bỏ sơ bộ các phần mỡ còn sót lại trên da và tồn trữ ở
khoảng -20
0
C cho đến khi sử dụng.
 Rửa:
Da cá được đem đi rửa sạch bằng nước thường.
Mục đích: loại bỏ tạp chất, đất, cát còn lẫn trong da, ảnh hưởng đến sản phẩm
trong quá trình chế biến.
 Xử lý:

với dung dịch có nồng độ 0,5 M của các acid citric và acetic. Với mỗi loại acid,
collagen được trích theo phương pháp toàn phần (A) và từng phần (B).
- Phương pháp toàn phần (A): da cá được trích trong dung dịch acid một lần duy
nhất ứng với các mốc thời gian 24, 48 và 72 h.
- Phương pháp từng phần (B): da cá được tiến hành trích qua nhiều lần, mỗi lần
24 h, sau đó lượng collagen thu được ở các lần trích được gộp lại để tính hiệu
suất.
Mục đích: trích chiết hết thành phần cần thiết để tạo sản phẩm, tạo điều kiện
cho quá trình lọc.
 Lọc: Sau khi trích ly thu được dịch lọc.
Mục đích: làm sạch dịch sau khi trích ly, tạo điều kiện cho quá trình ly tâm.
 Ly tâm: dịch lọc được đem đi ly tâm để tách dịch lọc.
Mục đích: tách lấy phần chất rắn cần thiết, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình
kết tinh.
 Kết tinh:
Collagen kết tinh (collagen hòa tan trong acid) được tách ra bằng phương pháp ly tâm
với vận tốc 5.000 vòng/phút trong 90 phút, sử dụng máy ly tâm Hermle Z 200A. Để
thu được collagen tinh khiết hơn, phần collagen kết tinh được hòa tan lại trong acetic
acid 0,5 M và kết tinh lại theo các bước miêu tả ở trên. Quá trình kết tinh lại được lặp
lại 2 lần.
Mục đích: hoàn thiện sản phẩm theo yêu cầu.
 Collagen thành phẩm: đạt chất lượng theo yêu cầu.
 Thiết bị:
− Cân hai số
− Máy xay Philips HR 1361
− Máy đo độ ẩm Sartorius MA 35
− Máy ly tâm Hermle Z 200A
− Máy so màu CR - 300
− Máy đo độ nhớt Brookfield HDBV – II
− Máy quang phổ Varian Carry

Hàm lượng imino acid, đặc biệt là hydroxyproline, phụ thuộc vào nhiệt độ môi
trường sống của cá và nó có ảnh hưởng lên sự bền nhiệt của collagen. Collagen có
nguồn gốc từ các loài cá sống trong môi trường nước lạnh có thành phần
hydroxyproline thấp hơn so với những loài sống ở vùng nước ấm. Các imino acid,
proline và hydroxyproline, có trong các liên kết hydrogen giữa các chuỗi. Các liên kết
này góp phần làm ổn định cấu trúc chuỗi xoắn ốc của collagen.
Cá Basa là loài cá sống ở vùng nước ấm nên có chứa nhiều hydroxyproline nên
nhiệt độ biến tính cao.
3.3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của collagen:
 Độ tuổi của động vật:
Độ tuổi của cá ảnh hưởng đến các mô liên kết cũng như số lượng, chất lượng của
các protein cơ bản của nó. Số lượng liên kết trong collagen gia tăng theo độ tuổi.
 Chế độ ăn uống:
Ở một số loài cá, lượng collagen và số lượng liên kết trong nó gia tăng cùng với
sự thiếu thốn thức ăn. Theo nghiên cứu, những con cá thiếu ăn sẽ sản sinh ra nhiều
collagen, đặc biệt là collagen có nhiều liên kết, hơn là những con được ăn uống đầy
đủ.
 Thành phần amino acid:
SVTH: Nhóm 10 20
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Khả năng bền nhiệt của collagen liên quan đến thành phần amino acid (proline và
hydroxyproline). Thành phần amino acid càng cao thì cấu trúc chuỗi xoắn ốc của
collagen càng ổn định.
 Sự hình thành sợi của collagen:
Collagen có thể kết hợp lại tạo thành sợi dưới những điều kiện sinh lý học. Những
loại collagen khác nhau với những cấu trúc khác nhau của các chuỗi xoắn ốc ảnh
hưởng đến thời gian và mức độ tạo sợi. Những quy trình điều chế khác nhau của cùng
một loại collagen cũng cho những đáp ứng và điều kiện khác nhau trong quá trình tạo
sợi. Sự tái tạo sợi của collagen chịu ảnh hưởng của loại collagen, phương pháp trích ly
và điều kiện trong quá trình tạo sợi (chất đệm, nhiệt độ và nồng độ protein,…).

dính giúp cho việc tạo hình sản phẩm dễ dàng hơn.
- Trong công nghiệp sản xuất rượu bia và nước hoa quả, collagen hydrolysate sử
dụng làm chất làm trong với tỉ lệ 0,002 ÷ 0,15%. Nhờ vậy, sản phẩm khi làm ra
có màu sắc trong suốt và óng ánh.
- Collagen có khả năng hấp thụ nước gấp 5 ÷ 10 lần thể tích của nó nên được sử
dụng trong công nghiệp sản xuất đồ hộp để tránh hiện tượng rỉ nước.
4.2. Trong mỹ phẩm:
Collagen tạo ra một hệ thống nâng đỡ, hỗ trợ các đặc tính cơ học của da như sức
căng, độ đàn hồi, duy trì độ ẩm, làm cho da được mịn màng, tươi tắn và tr• trung.
Collagen giúp duy trì độ ẩm tối ưu cho tế bào. Ngoài ra, collagen còn đảm bảo sắc tố
da, làm sáng màu da. Sự suy giảm về chất lượng, số lượng collagen sẽ dẫn đến da trở
nên khô, mất độ căng, đàn hồi và thúc đẩy quá trình lão hóa của cơ thể. Collagen đóng
vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da, kích thích quá trình tái tạo của làn da,
phục hồi tế bào da bị tổn thương.
SVTH: Nhóm 10 22
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
Chính vì vậy mà collagen được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm như:
kem dưỡng da cao cấp, dầu gội, các sản phẩm dưỡng tóc cũng như các loại sữa tắm…
Collagen hydrolysate là thành phần trong các sản phẩm mặt nạ dưỡng da chúng kết
hợp với các tinh chất trong mật ong, dầu oliu , tinh dầu hoa hồng… có tác dụng dưỡng
ẩm cho da, tái tạo làn da mệt mỏi, bảo vệ da khỏi các tác nhân tia tử ngoại, khói bụi,
hóa chất… Vì thế da được tr• hóa, tươi tắn.
Dưới tác dụng của các tác nhân tia tử ngoại, thuốc nhuộm tóc, thuốc duỗi tóc… tóc dễ
bị tổn thương, ch• ngọn, mất đi v• bóng mượt. Trong các sản phẩm chăm sóc tóc
thường có bổ sung một lượng collagen hydrolysate có tác dụng bảo vệ cho tóc, phục
hồi hư tổn.
Hình 4.2: Tóc bị hư tổn và phục hồi sau khi sử dụng sản phẩm chăm sóc tóc có
chứa collagen hydrolysate.
Collagen còn được dùng điều trị phục hồi: thường được sử dụng trong trường hợp da
bị tổn thương hay trong giai đoạn tái tạo sau khi điều trị nám, mụn trứng cá, sẹo, rạn

- Dung dịch và huyền phù collagen được sử dụng dưới dạng có thể tiêm được
làm thông sự tắc nghẽn động mạch, chữa gãy xương, tái tạo tủy sống, trị đái
dầm, phục hồi chức năng trượt của gân.
- Sự phát triển của tế bào với sự hỗ trợ của collagen trong việc nuôi cấy tế bào
vừa được nghiên cứu gần đây.
- Collagen còn được sử dụng trong sản xuất bao con nhộng cứng và mềm. Nó có
tác dụng bảo vệ thuốc chống những tác nhân có hại như ánh sáng và oxi.
- Viên thuốc với vỏ bao collagen đảm bảo cho bệnh nhân có thể nuốt viên thuốc
một cách dễ dàng.
- Collagen còn được sử dụng để làm ra các gạc vô trùng sử dụng trong giải
phẩu…
- Trong phẫu thuật nội soi, collagen hydrolysate được ứng dụng để bôi vào các
ống nội soi, có tác dụng bôi trơn.
SVTH: Nhóm 10 24
Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình.
- Trong nha khoa, collagen được chế tạo thành các mảnh bọt biển (sponges),
chúng là một tác nhân cầm máu.
Hình 4.4: Collagen hydrolysate trong các mảnh bọt biển sử dụng trong nha khoa.
KẾT LUẬN.
SVTH: Nhóm 10 25