1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Việt Nam là một trong những nước xuất khẩu tôm hàng đầu trên thế giới với hai đối tượng nuôi chính là
tôm sú và tôm thẻ chân trắng, tổng khối lượng sản phẩm tôm sú và tôm thẻ năm 2012 đã đạt trên 480 ngàn tấn,
trong đó lượng tôm thẻ chân trắng đạt trên 130 ngàn tấn và có xu hướng gia tăng. Song song với các sản phẩm
xuất khẩu chính, một lượng đáng kể đầu và vỏ tôm cũng được tạo ra từ các qui trình sản xuất, ước tính lên đến
200 ngàn tấn mỗi năm. Trên đầu và vỏ tôm có chứa một lượng đáng kể protein, chitin, khoáng, protease và
astaxanthin. Do đó, việc xử lý kịp thời và hiệu quả lượng nguyên liệu tôm còn lại không những sẽ góp phần hạn
chế ô nhiễm môi trường mà còn nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh và hiệu quả sử dụng tài nguyên thông
qua việc thu hồi các hợp chất có hoạt tính sinh học.
Ở nước ta việc khai thác nguồn nguyên liệu tôm còn lại mới chỉ tập trung chủ yếu vào chitin và do sử
dụng phương pháp hóa học nên không thu hồi được các hợp chất có giá trị khác như protein và astaxanthin. Bên
cạnh đó,chất lượng chitin vẫn còn nhiều hạn chế và công nghệ sản xuất chitin đã gây ô nhiễm môi trường rất
nghiêm trọng. Vì vậy, để có thể sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu còn lại từ quá trình chế biến tôm, đặc biệt
là với tôm thẻ chân trắng - một đối tượng nuôi mới, đồng thời thúc đẩy sự hình thành và phát triển bền vững
ngành công nghiệp sản xuất các sản phẩm có giá trị gia tăng từ nguồn nguyên liệu này ở Việt Nam cần thiết phải
nghiên cứu công nghệ cải tiến để có thể thu hồi chitin đồng thời với các hợp chất có giá trị sinh học khác và
giảm ô nhiễm môi trường.
Kết hợp phương pháp sinh học với hóa học đang là hướng đi được quan tâm trong thu hồi chitin và các
hợp chất có giá trị từ nguyên liệu giáp xác nhưng để có thể áp dụng vào thực tiễn cần phải nghiên cứu các giải
pháp hỗ trợ để nâng cao hiệu quả đồng thời hiểu rõ hơn về động học quá trình.
Xu thế mới trong cải tiến công nghệ hiện nay là chú trọng khai thác và áp dụng tác nhân vật lý để hỗ trợ
quá trình hóa học và sinh học, trong đó sóng siêu âm đang đặc biệt được quan tâm. Sóng siêu âm là một tác nhân
vật lý "xanh" đã được chứng minh hiệu quả và triển khai ở qui mô công nghiệp trong nhiều lĩnh vực như chế
biến thực phẩm, công nghiệp hóa học, công nghiệp dệt. Do đó nghiên cứu kết hợp xử lý sóng siêu âm trong quá
trình sản xuất chitin, chitosan có thể mở ra một hướng đi mới, giúp cải tiến hiệu quả công nghệ thu hồi chitin,
chitosan hiện có.
Luận án " Tối ưu hóa quá trình thu nhận chitin-chitosan từ phế liệu tôm thẻ chân trắng nhằm nâng
cao hiệu quả và chất lượng sản phẩm" được thực hiện với mục đích nghiên cứu kết hợp phương pháp enzyme,

cũng được thực hiện. Kết quả nghiên cứu động học thu được giúp hiểu rõ hơn đặc điểm cấu trúc của vỏ tôm, bản
chất quá trình khử protein bằng enzyme pepsin đồng thời cung cấp mô hình toán hỗ trợ cho việc mở rộng qui mô
áp dụng cũng như kiểm soát, điều chỉnh quá trình khử protein bằng enzyme.
Các kết quả nghiên cứu tối ưu hóa và động học quá trình deacetyl trong điều kiện dị thể có kết hợp với
sóng siêu âm lần đầu tiên được công bố giúp hiểu rõ hơn tác dụng của hỗ trợ quá trình deacetyl của sóng siêu
âm, đồng thời cung cấp các căn cứ khoa học để mở rộng phạm vi áp dụng sóng siêu âm vào lĩnh vực sản xuất
chitin, chitosan.
Việc áp dụng công nghệ kết hợp (Integrated) giữa phương pháp sinh học, hóa học và vật lý vào quá trình
thu hồi chitin, chitosan và protein cũng lần đầu tiên được đề cập trong luận án. Các qui trình được đề xuất sẽ mở
ra một hướng đi mới trong việc cải tiến công nghệ thu hồi chitin, chitosan hiện có: cho phép nâng cao chất lượng
sản phẩm, thu hồi protein có hoạt tính sinh học, đồng thời tiết giảm đáng kể lượng hóa chất sử dụng và chất thải.
6. Kết cấu của Luận án
Luận án gồm 142 trang nội dung, 19 trang tài liệu tham khảo (242 tài liệu) và 56 trang phụ lục. Nội dung
luận án được trình bày trong 3 chương với 28 bảng biểu và 28 hình ảnh, đồ thị và 13 sơ đồ, qui trình.
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Thành phần và giá trị của nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến tôm xuất khẩu
Nguyên liệu còn lại sau khi chế biến tôm gồm có đầu, vỏ, đuôi và một lượng không đáng kể thịt vụn; Tỷ
lệ giữa các phần thay đổi tùy thuộc vào giống loài, độ tuổi, mùa vụ và phương pháp chế biến tuy nhiên theo số
liệu thống kê tỷ lệ nguyên liệu còn lại so với khối lượng toàn thân tôm dao động khoảng 40-60%.
Mặc dù có sự khác nhau về tỷ lệ các thành phần hóa học ở các loài tôm nhưng protein luôn là thành phần
chiếm tỷ trọng lớn nhất (từ 33-49,8% khối lượng chất khô), tiếp đến là chất khoáng và chitin (tương ứng từ 21,6-
3

38% và từ 13,5-20% khối lượng chất khô). Như vậy, nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến tôm là nguồn
nguyên liệu quan trọng để thu nhận protein và chitin.
Trên đầu tôm có chứa một hệ gồm nhiều loại enzyme khác nhau trong đó một lượng đáng kể là enzyme
protease. Hệ enzyme protease trên đầu tôm bao gồm cả endoprotease và exoprotease, có hoạt lực tương đương
một số protease thương mại tuy nhiên chúng rất dễ bị tổn thất theo lượng protein hòa tan. Đối với tôm thẻ chân
trắng (Penaeus vannamei), hệ protease hoạt động mạnh ở 60
o

phương thức tạo sóng, ) mà các tác động trên có thể xảy ra với các mức độ khác nhau. Với cơ chế tác động đa
chiều, sóng siêu âm có thể thay đổi cấu trúc không gian của các chất tham gia phản ứng (nguyên liệu, enzyme)
và tăng cường sự tiếp xúc giữa các chất tham gia phản ứng nhờ đó có tác dụng đẩy nhanh tốc độ và rút ngắn
đáng kể thời gian phản ứng.
4

Việc nghiên cứu và ứng dụng sóng siêu âm để đẩy nhanh tốc độ phản ứng hóa học, nâng cao hiệu suất
tách chiết các chất có hoạt tính sinh học với các hệ dị thể (rắn - lỏng) đang rất được quan tâm vì sóng siêu âm có
khả năng xúc tiến các phản ứng hóa học, giúp giảm nhẹ điều kiện phản ứng (nhiệt độ, thời gian, lượng hóa chất
sử dụng), tiết kiệm chi phí đồng thời còn cho phép giữ và/hoặc cải thiện chất lượng sản phẩm. Kết quả của các
nghiên cứu cho thấy tác động hóa học, vật lý và năng lượng hình thành nhờ xử lý sóng siêu âm đã cho phép giảm
thiểu được rất đáng kể lượng hóa chất và chất thải thải ra môi trường, góp phần tạo nên các quá trình công nghệ
"xanh" và chúng hoàn toàn có thể phát triển để đưa vào áp dụng ở qui mô công nghiệp.
1.4. Những vấn đề cần giải quyết đối với công nghệ sản xuất chitin, chitosan ở Việt Nam
Nguyên liệu dùng để sản xuất chitin chủ yếu là phần đầu tôm và vỏ tôm từ qui trình chế biến tôm sú và
tôm thẻ chân trắng xuất khẩu. Tại các doanh nghiệp chế biến tôm, đầu tôm luôn được tách ra khỏi thân từ rất
sớm, sau khi tiếp nhận (trừ sản phẩm tôm nguyên con); còn vỏ tôm sẽ được tách ra ở các giai đoạn muộn hơn,
tùy thuộc vào đặc điểm của sản phẩm. Tuy nhiên, sau đó chúng lại được nhập chung và lưu giữ khá lâu (thường
từ 4-8h) ở nhiệt độ phòng trong khu vực chứa phế liệu trước khi được vận chuyển đến các cơ sở sản xuất chitin
hoặc thức ăn gia súc. Lúc này đầu và vỏ tôm thường đã có dấu hiệu hư hỏng rất rõ: chảy dịch, mùi hôi và biến
màu. Thói quen xử lý này đã làm giảm hiệu quả thu hồi các sản phẩm hữu ích đồng thời gây ô nhiễm môi
trường.
Công nghiệp sản xuất chitin, chitosan của nước ta hiện tại còn đơn giản và chưa được đầu tư đúng mức.
Các cơ sở sản xuất đa phần tập trung ở khu vực miền Tây Nam bộ và Đồng bằng sông Cửu Long nhưng có qui
mô nhỏ, khoảng 2000 tấn sản phẩm/năm và chủ yếu sử dụng phương pháp hóa học; phương pháp sinh học kết
hợp với hóa học chỉ mới được một vài cơ sở triển khai thăm dò ở qui mô nhỏ. Các cơ sở sản xuất chitin hiện nay
đều sử dụng acid HCl trong công đoạn khử khoáng và NaOH để khử protein. Nồng độ HCl sử dụng thường nằm
trong khoảng 4-6% và xử lý ở nhiệt độ thường trong thời gian khoảng 1 ngày. Nồng độ của dung dịch NaOH
nằm trong khoảng 4-5%, ở nhiệt độ thường hoặc có gia nhiệt, thời gian trong khoảng 1 ngày. Quá trình khử
protein chỉ được gia nhiệt khi yêu cầu chất lượng của chitin cao còn hầu hết là xử lý ở nhiệt độ thường. Dịch thu

cơ bản và sự biến đổi của nguyên liệu khi lưu giữ trong điều kiện được mô phỏng theo thực tế tại các doanh
nghiệp chế biến tôm.
Qui trình thu nhận chitin và protein được nghiên cứu riêng cho phần đầu và phần vỏ tôm theo hướng
khai thác khả năng kết hợp phương pháp enzyme với phương pháp hóa học và vật lý. Quá trình khử khoáng
được thực hiện chủ yếu bằng phương pháp hóa học với HCl theo hướng hạn chế ảnh hưởng của môi trường acid
đến mạch polysaccharide của chitin. Quá trình khử protein chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp sinh học:
đối với phần đầu tôm sẽ khai thác hệ enzyme protease có sẵn trên nguyên liệu; còn đối với phần vỏ sẽ sử dụng
enzyme pepsin bổ sung từ bên ngoài. Mục tiêu là xác lập được chế độ tự thủy phân và xử lý pepsin tối ưu, cho
phép thu nhận dịch thủy phân có hoạt tính chống oxy hóa và loại tối đa lượng protein trên phần rắn. Quá trình
deacetyl để chuyển chitin thành chitosan sẽ được thực hiện trong điều kiện dị thể với NaOH. Công đoạn tiền xử
lý chitin và khả năng kết hợp sóng siêu âm sẽ được tập trung nghiên cứu nhằm cải tiến quá trình deacetyl truyền
thống. Bên cạnh đó các thông số động học của quá trình thủy phân protein trên vỏ tôm dưới xúc tác của pepsin
và deacetyl khi có sóng siêu âm cũng được khảo sát.
Dựa vào các kết quả nghiên cứu 3 công đoạn chính đã thu được kết hợp với kế thừa kết quả nghiên cứu
của các tác giả đi trước, qui trình sản xuất chitin, chitosan áp dụng công nghệ kết hợp sẽ được đề xuất. Sản phẩm
chitin, chitosan thu nhận từ qui trình đề xuất sẽ được đặc trưng tính chất thông qua việc xác định các chỉ tiêu liên
quan đến độ tinh sạch, khối lượng phân tử, độ acetyl/deacetyl, đặc điểm cấu trúc (phổ nhiễu xạ tia X, phổ FT-IR
và phổ NMR) và một số tính chất lý-hóa quan trọng; Sản phẩm thủy phân protein sẽ được đánh giá khả năng
chống oxy hóa thông qua đánh giá khả năng kiểm soát gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử.
Mức độ nâng cao chất lượng sẽ được đánh giá dựa vào tiêu chuẩn chất lượng chitin, chitosan thương mại
do các công ty có uy tín công bố, cụ thể là công ty AxioGen (Ấn Độ) và công ty Ensymm (Đức). Hiệu quả quá
trình được đánh giá chủ yếu ở khía cạnh môi trường, dựa vào khả năng tiết giảm lượng hóa chất sử dụng so với
qui trình hiện đang được áp dụng trong thực tiễn trên cùng đối tượng tôm thẻ chân trắng.
6

2.3. Các phương pháp phân tích đã áp dụng
Các phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu là các phương pháp thường qui kết hợp với các
phương pháp hiện đại: phương pháp phân tích sắc ký lỏng cao áp (HPLC); Phương pháp xác định phân tử lượng
trung bình độ nhớt của polymer thông qua đo độ nhớt nội và phương trình Mark-Houwink-Sakurada (MHS); Phổ
nhiễu xạ tia X; Phổ hấp phụ quang phổ hồng ngoại (FT-IR); Phổ proton cộng hưởng từ hạt nhân (H

Thành phần khoáng K và Cu trong đầu và vỏ tôm thẻ chân trắng có sự chênh lệch không lớn, trong khi thành
phần Na, Ca và Fe lại có sự khác biệt đáng kể. Các kim loại nặng phát hiện thấy chủ yếu nằm ở phần đầu tôm
(Cd, As và Pb) nhưng đều có hàm lượng dưới mức cho phép dùng trong thực phẩm, trên vỏ tôm chỉ phát hiện
thấy Pb với hàm lượng tương đương trên phần đầu. Hàm lượng Se và Hg ở cả 2 phần đều nằm dưới giới hạn
phát hiện.
7

Cỏc phõn tớch trờn cho thy bờn cnh chitin, lng protein trờn v v u tụm cn c u tiờn thu hi
vi ch x lý thớch hp duy trỡ giỏ tr sinh hc v cn cú ch x lý riờng u v v tụm nõng cao
hiu qu thu hi chitin v protein.
3.2. Thu hi chitin v dch thy phõn protein cú hot tớnh sinh hc t u tụm th chõn trng
3.2.1. nh hng ca thi gian lu gi n s bin i ca u tụm
Cht lng ca phn u tụm cũn li sau quỏ trỡnh ch bin tụm th chõn trng xut khu suy gim
nhanh theo thi gian lu gi nhit phũng (27-30
o
C), hm lng baz nit bay hi tng liờn tc theo thi
gian v gn t mc gii hn khụng cho phộp s dng lm thc phm sau 4h (28,70,5 mg/100g so vi mc gii
hn l 30mg/100g); Cựng vi s bin i xu v cht lng cũn cú s hao ht ỏng k v khi lng tng v
hao ht protein (tng ng 5,081,26% v 15,590,44% sau 4h). Vic x lý sm phn u tụm, khụng mun
hn 4h, s giỳp hn ch mc tn tht, bin i cht lng v ụ nhim mụi trng.
Thời gian chờ (h)
0 2 4 6 8
Tỷ lệ hao hụt so với ban đầu (%)
0
5
10
15
20
25
Hàm lợng bazơ nitơ bay hơi (mg/100g)

o
C) n s hao ht khi lng, hao ht
protein v hm lng baz nit bay hi ca phn u tụm th chõn trng
3.2.2. Nghiờn cu ch thu hi protein v chitin t u tụm th chõn trng
Kt qu thu c ng vi mu 0h Hỡnh 3.2 v Hỡnh 3.3 cho thy ch cn s dng lc c hc ỏnh
o mnh u tụm trong 2 phỳt v lc qua rõy cú mt li 1mm ó cú th phõn riờng u tụm thnh 2 phn: phn
dch protein v phn v giỏp ca u tụm (c gi tt l v u). Phn dch thu c cú cha trờn 70% lng
protein ca ton b u tụm v phn v u ch chim 7,45 1,89% so vi tng khi lng u tụm v cú hm
lng protein trờn 20% (so vi khi lng cht khụ).
Thời gian (h)
0 1 2 3 4
Hiệu suất thu hồi Nitơ (%)
30
40
50
60
70
80
90
100
Tỷ lệ thu nhận sản phẩm có hoạt tính
chống oxy hóa (%)
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2

8
10
12
14
16
18
20
22
Hiệu quả khử protein (%)
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
HL Protein ở tỷ lệ NL:Nớc1:0
HL Protein ở tỷ lệ NL:Nớc 1:1
HL Protein ở tỷ lệ NL: Nớc 1:2
HQK Protein ở tỷlệ NL:Nớc 1:0
HQK Protein ở tỷ lệ NL: Nớc 1:1
HQK Protein ở tỷ lệ NL:Nớc 1:2
a
a
a
b

kh nng kh gc t do DPPH cao nht (Hỡnh 3.5). Khi kộo di thi gian thy phõn sau 2h, hiu qu thu hi
protein v kh nng kh protein ca mu cú t l nc b sung 1:1 khụng cũn tng ỏng k v kh nng chng
oxy húa cú xu hng gim.

Thời gian (h)
0 1 2 3 4
Lợng DPPH bị khử (M/g nguyên liệu)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
a
b b bcd
bcde bcde
bcdef
cdef
def ef
bcdefbcdef
f
bc
bcd
A

Thời gian (h)
0 1 2 3 4
Mức độ hấp phụ quang học ở bớc sóng 700nm
0.04

khoỏng 34,230,2% % (khi lng cht khụ) s c tip tc x lý thu chitin. Da vo kt qu nghiờn cu
ca cỏc tỏc gi i trc, ch x lý tip theo cho phn v u c xut l: x lý HCl 0,25M trong 12h
nhit phũng v x lý vi NaOH 1% trong 8h 70
o
C. Chitin thu c sau x lý vi ch xut cú cú hm
lng protein v khoỏng u thp hn 1% (0,59 0,17% v 0,450,12%, tng ng).
Túm li, thc hin ch t thy phõn iu kin thớch hp (t l NL:nc l 1:1, thi gian thy phõn
2h nhit 60
o
C v pH t nhiờn) ng thi kt hp vi s dng lc c hc ỏnh o v lc cho phộp thu
hi dch thy phõn protein cú hot tớnh chng oxy húa cựng vi chitin t u tụm th chõn trng ti mt cỏch
hiu qu: hiu sut thu hi nit t khong 86,191,67%, t l thu nhn sn phm cú hot tớnh chng oxy húa
khong 4,090,12%, ng thi gim c trờn 90% lng nguyờn liu cn x lý húa cht khi thu hi chitin. Tuy
nhiờn cn cú thờm cỏc nghiờn cu ton din hn v hot tớnh sinh hc ca dch thy phõn protein thu c cng
nh tỡm kim cỏc gii phỏp tinh ch thng mi húa sn phm thy phõn protein.
3.3. Thu hi chitin v dch thy phõn protein cú hot tớnh sinh hc t v tụm th chõn trng
3.3.1. Thit lp ch x lý vi HCl
Kt qu theo dừi s bin i hm lng khoỏng v lng khoỏng cũn li trờn v tụm theo thi gian x lý
vi HCl Hỡnh 3.6 cho thy quỏ trỡnh kh khoỏng ch yu din ra trong 2h u, vi khong 96% lng khoỏng
c loi b, khong thi gian sau 2h ch kh thờm mt lng khoỏng khụng ỏng k, tc kh khoỏng dn
t n giỏ tr gii hn sau 10h, ng thi, ó cú khong 30% lng protein b loi b cựng vi khoỏng; hm
lng protein v khoỏng cũn li ln lt l 32,26% v 2,61% (so vi khi lng cht khụ). Khi 96% khoỏng cú
9

trong vỏ tôm đã bị khử pH của hệ cũng đạt đến sự ổn định (dao động quanh giá trị pH=1,77±0,06). Do đó, chế
độ khử khoáng được lựa chọn như sau: xử lý với dd HCl 0,25M ở nhiệt độ phòng trong 2h với tỷ lệ dd HCl:vỏ
tôm là 4:1(v/w).
Thêi gian (h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
Hµm lîng kho¸ng cßn l¹i (%)

khoáng còn lại xuống dưới mức 1%, đáp ứng yêu cầu của chitin chất lượng cao.
Nång ®é Pepsin bæ sung (U/g protein)
0 5 10 15 20 25 30 35
HiÖu qu¶ khö (%)
0
20
40
60
80
100
120
HQK protein tõ qu¸ tr×nh xö lý víi Pepsin
HQK kho¸ng tõ qu¸ tr×nh xö lý víi Pepsin
HQK protein tæng
HQK kho¸ng tæng

Hình 3.7: Ảnh hưởng của nồng độ pepsin đến hiệu quả khử protein và khử khoáng

A

B

Hình 3.8: Ảnh chụp SEM (20kV) vỏ tôm trước (A) và sau khi xử lý với dung dịch HCl 0,25M trong 2h (B)
10

Ảnh chụp cấu trúc vỏ tôm sau khi xử lý với HCl bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM) ở Hình 3.8 cho
thấy sau khi xử lý với acid HCl vỏ tôm có cấu trúc xốp hơn với sự xuất hiện nhiều khoảng trống; Điều này đã
giúp cho các phân tử pepsin có điều kiện xâm nhập, tiếp xúc sâu hơn vào cấu trúc của vỏ tôm.
3.3.3. Tối ưu quá trình xử lý với pepsin
Tiến hành xử lý số liệu thực nghiệm ở Bảng 3.8 bằng phương pháp mặt đáp ứng trên phần mềm DX

Trong đó: 

là hiệu quả khử protein dự đoán; X
1
, X
2
, X
3
lần lượt là giá trị mã hóa của biến nhiệt độ, tỷ lệ enzyme
và thời gian.
Trong Phương trình (3-2), hàm mục tiêu tỷ lệ nghịch với biến bình phương của nhiệt độ, bình phương
của tỷ lệ enzyme và bình phương của thời gian do đó có đồ thị biểu diễn là dạng mặt parabol lồi và sẽ tồn tại giá
trị cực đại của hàm mục tiêu. Các kết quả phân tích thống kê thu được chứng tỏ giữa hàm hồi qui thu được và
các biến độc lập có mức độ phù hợp và tương quan cao: hệ số tương quan (R-square) và hệ số tương quan hiệu
chỉnh (R square-adjusted) đều trên 0,99; giá trị p của kiểm định mức độ không phù hợp lớn hơn 0,47. Với hệ số
tương quan dự đoán, Pred-R
Squared
, bằng 0,958 Phương trình (3-2) có thể dự đoán chính xác 95,8% kết quả so với
thực nghiệm. Kết quả ở Bảng 3.9 cũng cho thấy không có sự khác biệt đáng kể giữa kết quả tính toán từ Phương
trình (3-2) với kết quả thu được từ thực nghiệm. Điều này một lần nữa khẳng định độ tin cậy của phương trình
hồi qui đã thu được và hoàn toàn có thể sử dụng Phương trình (3-2) để kiểm soát, điều khiển và dự đoán hiệu
quả khử protein đạt được khi áp dụng quá trình xử lý vỏ tôm bằng pepsin vào thực tiễn.
Bảng 3.8: Kết quả thực nghiệm theo mô hình Box-Behnken
N
o

X
1
,
o

0
41,89
9
0
-1
-1
41,08
2
1
-1
0
65,30
10
0
1
-1
58,57
3
-1
1
0
45,64
11
0
-1
1
57,11
4
1
1

1
46,77
15
0
0
0
73,76
8
1
0
1
85,55 *
Số liệu trình bày là trung bình cộng của 3 lần lặp
Bảng 3.9: Hiệu quả khử protein của pepsin theo phương trình hồi qui và theo thực nghiệm

STT

Điều kiện
Hiệu quả khử protein (%)
Từ thực nghiệm
*

Từ phương trình
1

= 15U/g.pro; X
3
=15h
89,87 ± 0,19
89,52
4
X
1
=40
o
C ; X
2
= 15U/g.pro; X
3
=16h
90,22 ± 0,14
89,74
5
X
1
=40
o
C ; X
2
= 20U/g.pro; X
3
=16h
93,29 ± 0,16
92,48
*


Thêi gian (h)
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Hµm lîng protein cßn l¹i (%)
5
10
15
20
25
30
35
8 10 12 14 16
6
7
8
9
10
11
Kh«ng tiÒn xö lý Pepsin
TiÒn xö lý Pepsin víi sãng siªu ©m
a
b
bc
cde bcd
def
def
fg
g
fg


a
(%)
Tỷ lệ thu hồi chế
phẩm có hoạt tính
chống oxy hóa
b
(%)
Khả năng chống oxy hóa
dd chế phẩm có nồng độ 1mg/ml
So với dd BHA (1mg/ml) (%)
64,2±2,7
3,52±1,54
DPPH
(mM)
TNLK
(OD
700nm
)
DPPH

TNLK

0,13±0,01
0,1640±0,015
46,79±4,19
46,02±1,67
a
So với lượng nitơ trong nguyên liệu ban đầu;
b
So với khối lượng nguyên liệu ban đầu.

o
) theo thời gian xử lý với pepsin ở điều kiện nhiệt độ
40
o
C, pH2, nồng độ enzym 0.42g/L, với P là lượng protein còn lại theo thời gian (g), P
o
là lượng protein ở
thời điểm ban đầu (g)
Số liệu ở Bảng 3.11 cho thấy có sự thay đổi đột ngột của hằng số vận tốc ở các giai đoạn khử protein,
giá trị của hệ số vận tốc khử protein ở các giai đoạn 1 (0-2h), giai đoạn 2 (2-8h) và giai đoạn 3 (8-24h) lần lượt là
k
1
= 7,2.10
-2
, k
2
=3,05.10
-2
, k
3
=6,510
-3
(phút
-1
). So với giai đoạn 1, hệ số vận tốc ở giai đoạn 2 đã giảm một nửa và
ở giai đoạn 3 chỉ còn khoảng 1/10. Sự thay đổi đột ngột về hằng số vận tốc của phản ứng chứng tỏ có sự khác
nhau về mức độ liên kết giữa protein và chitin giữa các lớp trong cấu trúc vỏ tôm. Động học quá trình loại
protein bằng NaOH cũng có xu hướng tương tự, tuy nhiên, có sự khác nhau về thời điểm xảy ra sự thay đổi và
độ lớn của giá trị hằng số vận tốc. Trong trường hợp khử protein với NaOH, kết quả nghiên cứu của Percot
(2003) cho thấy hệ số vận tốc khử thay đổi tại mốc thời gian 30 phút và 8h đồng thời hệ số vận tốc ở giai đoạn 1


0,72 ± 0,09
2,10 ± 0,04
2,68 ± 0,05
k
2
(10
-3
phút
-1
)

3,05 ± 0,57
3,12 ± 0,16
1,52 ± 0,08
k
3
(10
-4
phút
-1
)

6,50± 0,01
0,48 ± 0,10
1,53 ± 0,27
*
Số liệu trình bày là kết quả của 3 lần lặp;
**
Kết quả theo công bố của tác giả (Percot, 2003)

  

 



 (Phương trình 3-10)
3.5. Nâng cao hiệu quả deacetyl trong điều kiện dị thể
3.5.1. Tác dụng hỗ trợ của công đoạn tiền xử lý
13

Đồ thị ở Hình 3.27 cho thấy quá trình tiền xử lý đã có tác dụng tăng cường khả năng deacetyl rất đáng
kể. Độ deacetyl của các mẫu được tiền xử lý với nước nóng và sóng siêu âm cao hơn gần 20% so với mẫu không
được tiền xử lý khi cùng được deacetyl theo cách truyền thống với NaOH 60% (w/w) trong 3h. Tuy nhiên không
có sự khác biệt có ý nghĩa về độ deacetyl đạt được giữa 02 cách thức tiền xử lý đã thực hiện (p>0,05).
MÉu
DD (%)
50
60
70
80
90
100
ChiÕu siªu ©m
Ng©m níc nãng
Kh«ng xö lý
a
a
b


(%)
Không xử lý
90,09
95,85
74,12
Xử lý với nước nóng
88,68
95,05
71,58
Xử lý với sóng siêu âm
90,13
95,97
72,74
3.5.2. Đánh giá khả năng hỗ trợ quá trình deacetyl của sóng siêu âm
Đồ thị ở Hình 3.30 cho thấy sóng siêu âm có mức độ ảnh hưởng khác nhau đến độ deactyl và độ hòa tan
trong dải nồng độ khảo sát (35-65%, w/w). Tác động của sóng siêu âm đến độ deacetyl thể hiện rõ rệt khi nồng
độ NaOH ≤45%. Khi nồng độ NaOH sử dụng ≤45%, DD của mẫu được deacetyl trong điều kiện có sóng siêu âm
cao hơn rất đáng kể (p<0,05) so với mẫu đối chứng, không có sóng siêu âm, và giá trị DD đạt được tỷ lệ thuận
với sự gia tăng nồng độ nhưng khi nồng độ NaOH ≥50% sự ảnh hưởng của sóng siêu âm và nồng độ thể hiện
không rõ rệt, độ deacetyl ở các mẫu chênh lệch không đáng kể (p>0,05). Trong cùng điều kiện về nồng độ và
thời gian, độ hòa tan của mẫu được deacetyl trong điều kiện có sóng luôn cao hơn đáng kể so với mẫu đối chứng.
Tuy nhiên, mức độ ảnh hưởng giảm theo chiều tăng của nồng độ và khi nồng độ NaOH=65% thì không có sự
14

khác biệt đáng kể (p>0,05). So với độ deacetyl, sóng siêu âm có ảnh hưởng lớn hơn đến độ hòa tan, mức độ ảnh
hưởng được duy trì ngay cả khi nồng độ NaOH = 60%.
Nång ®é NaOH (%, w/w)
35 40 45 50 55 60 65
§é Deacetyl (%)
20

f h hi ij
j
ijhg

Hình 3.30: Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và phương thức deacetyl đến độ deacetyl và độ hòa tan của
mẫu sau 6h xử lý ở 80
o
C.
Các chữ cái khác nhau biểu hiện sự khác nhau có ý nghĩa về mặt thống kê với p<0,05
Tính chất của chitosan thu được trong điều kiện deacetyl có và không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm
(80
o
C, 4h, NaOH=60%, w/w) được đặc trưng bằng phổ nhiễu xạ tia X và phổ FT-IR. Kết quả phân tích phổ
nhiễu xạ tia X ở Hình 3.31 cho thấy có sự dịch chuyển nhẹ góc phản xạ tại vị trí 020, từ 2θ=9,54
o
sang
2θ=10,08
o
kèm theo sự giảm nhẹ về mức độ kết tinh ở chitosan được deacetyl sau 4h trong điều kiện có siêu âm
so với chitosan được deacetyl theo cách truyền thống (độ rắn tổng 71,38% so với 72,81%, tương ứng).

Hình 3.31: Phổ nhiễu xạ tia X của chitosan được deacetyl trong điều kiện có (A) và không có sự hỗ trợ của
sóng siêu âm (B) với [NaOH]=60% ở 80
o
C, 4h. Hình 3.32: Phổ FT-IR của chitosan được deacetyl với [NaOH]=60% (w/w) ở 80
o
C trong 4h trong điều kiện

Lin (counts)
2THETA
A
B
3448.70
2922.26
1657.23
1421.75
1380.14
1321.87
1262.14
1154.35
1082.15
1030.95
896.01
798.13
773.65
669.51
630.70
612.42
583.04
543.54
531.02
500600700800900100012001400160018002000230026002900320035003800
Wavenumber cm-1
40 45 50 55 60 65
Transmittance [%]
15

Phổ FT-IR của chitosan được deacetyl trong điều kiện có và không có sóng siêu âm ở Hình 3.32 có các

0
20
40
60
80
B

Thêi gian (phót)
0 60 120 180 240 300 360
DD (%)
0
20
40
60
80
100
C

Thêi gian (phót)
0 60 120 180 240 300 360
DD (%)
0
20
40
60
80
100
D

Thêi gian (phót)

45
50
60
35
40
45
50
60
1
18,58
44,53
173,58
271,19
311,32
78,58
196,35
252,32
355,94
416,37
2
54,41
63,81
51,87
49,23
59,66
55,58
50,62
42,19
37,62
37,51


tốc deacetyl lại có xu hướng giảm khi có mặt sóng siêu âm và/hoặc khi nồng độ NaOH sử dụng cao hơn, ngoại
trừ trường hợp [NaOH]=35%. Số liệu cũng cho thấy quá trình deacetyl diễn ra rất chậm sau 4 giờ và đặc biệt ở
nồng độ NaOH ≤35% thì hầu như không diễn ra, kể cả khi có mặt sóng siêu âm.
Phản ứng deacetyl trong điều kiện có và không có sóng siêu âm đều tuân theo phương trình giả bậc nhất,
có dạng dX/dt = k* X, với X là độ deacetyl ở thời điểm t và k là hệ số vận tốc deacetyl; tuy nhiên giá trị của hệ
số vận tốc k thay đổi theo nồng độ NaOH, sự tham gia của sóng siêu âm và thời gian với xu hướng tương tự như
đã quan sát được ở vận tốc deacetyl nêu trên (Bảng 3.17)
Bảng 3.17: Hệ số vận tốc deacetyl (phút
-1
) (x10
3
)
a
Giai
đoạn
b

Chế độ deacetyl
Nồng độ NaOH (%) (w/w)
Không có sóng siêu âm
Xử lý với sóng siêu âm
35
40
45
50
60
35
40
45

0,39
1,35
1,29
0,34
0,17
4
0,07
1,27
0,53
0,42
0,22
0,04
0,52
0,82
0,44
0,22
a
Giá trị biểu diễn là giá trị trung bình của 3 lần lặp;
b
Giai đoạn: 1 (0-15 phút); 2 (15-60 phút); 3 (60-240 phút); 4 (240 -360 phút)

Như vậy, sóng siêu âm (37kHz, 35W) giúp cho quá trình deacetyl được đẩy nhanh và diễn ra đồng đều
hơn, cải thiện đáng kể độ hòa tan nhưng không làm thay đổi bản chất của quá trình deacetyl và không có ảnh
hưởng đáng kể nào đến các liên kết hóa học trong phân tử chitosan so với khi deacetyl theo cách truyền thống.
3.5.4. Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ và thời gian đến độ deacetyl và độ hòa tan trong điều kiện
deacetyl dị thể với sóng siêu âm
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (70-80
o
C), thời gian (2-6h), nồng độ (40-60%) theo mô hình
yếu tố hai mức ở Bảng 3.19 và Bảng 3.20 cho thấy tất cả các biến đơn và biến tương tác giữa nồng độ với nhiệt

10,138
5,069
0,001
X
3

26,731
13,365
0,001
X
1
X
3

-1,967
-0,984
0,004
X
2
X
3

-9,017
-4,509
0,001

Bảng 3.20: Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng
của các nhân tố đến độ hòa tan (



X
1
X
3

-6,300
-3,150
0,005
X
2
X
3

-3,650
-1,825
0,031

X
1
: Nhiệt độ (
o
C); X
2
:Thời gian (h); X
3
:Nồng độ (%);
Mối quan hệ toán học biểu diễn sự tương quan giữa các biến độc lập đến độ deacetyl (


) (%) và độ hòa


+ 5,55 X
1
+2,925 X
2
+26,325 X
3
- 3,154 X
1
X
3
- 1,825 X
2
X
3
(Phương trình 3-12)
Kết quả phân tích ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ và thời gian đến hai hàm mục tiêu độ deacetyl và độ
hòa tan bằng phương pháp mặt đáp ứng cho thấy để thu được sản phẩm có độ deacetyl trên 70% và độ hòa tan
trên 85% thì chế độ deacetyl phải thực hiện ở nồng độ NaOH≥ 50%, thời gian không dưới 4h ở nhiệt độ 80
o
C.
3.5.5. Tối ưu quá trình deacetyl
Tiến hành xử lý số liệu thực nghiệm thu được ở Bảng 3.21 bằng phương pháp mặt đáp ứng trên phần
mềm MINITAB 16.1 thu được phương trình hồi qui cho hàm mục tiêu độ deacetyl (


) (%) và hàm mục tiêu độ
hòa tan (



- 0,5100X
2
2
-1,2175X
1
X
2
(Phương trình 3-14)
Bảng 3.21: Kết quả thực nghiệm theo mô hình Central Composite

X
1
: Nồng độ (%); X
2
:Thời gian (h)
Kết quả kiểm định thống kê được tóm tắt ở Bảng 3.23 cho phép khẳng định độ tin cậy của Phương trình
(3-13) và Phương trình (3-14). Hai phương trình này có thể giải thích 97,85% và 95,76% số liệu thực nghiệm thu
được đối với hàm mục tiêu độ deacetyl và độ hòa tan, tương ứng.
Bảng 3.23: Kết quả kiểm định thống kê phương trình hồi qui (3-13) và (3-14), (p=0,05)
Hệ số kiểm định
Hàm mục tiêu
Độ deacety 


, %)
Độ hòa tan 


, %)
PRESS

50
60
50
50
60
Thời gian (h)

0
1652, 00
1652,00
1652,00
1652,00
1652,00
2
592,61
539,12
-
-
-
4
468,53
404,21
-
-
-
6
421,82
361,84
473,26
439,90

, %
X
2
, h
DD
(%)
Độ hòa tan

(%)
1
-1
-1
78,31
91,56
8
0
0
80,89
93,65
2
+1
-1
85,41
100,00
9
+1
0
87,13
100,00
3

0
0
85,98
97,13
13
0
0
84,94
95,78
7
0
0
86,12
97,45
14
0
0
85,76
96,76
18

Bảng 3.25 cho thấy phân tử lượng trung bình độ nhớt của sản phẩm chitosan (M
v
) phụ thuộc vào điều kiện
deacetyl (nhiệt độ, thời gian, nồng độ và điều kiện có/không có sự hỗ trợ của sóng siêu âm).
Trong cùng 6h xử lý với NaOH có nồng độ 60% (w/w) phân tử lượng trung bình độ nhớt của chitosan
thu được khi deacetyl ở 70
o
C cao hơn đáng kể so với ở 80
o

thời gian khi deacetyl ở nhiệt độ 80
o
C với dung dịch NaOH 50% và 60%, tương ứng. Dựa vào hai phương trình
này có thể xác định được thời gian deacetyl cần thực hiện để thu chitosan có phân tử lượng trung bình độ nhớt
thỏa mãn yêu cầu.



= 2,8501 - 0,0404*t (Phương trình 3-15)



= 2,7767 - 0,0388*t (Phương trình 3-16)
Như vậy, với 04 phương trình hồi qui thu được (từ Phương trình (3-13) đến (3-16)) có thể kiểm soát quá
trình deacetyl ở 80
o
C với sóng siêu âm tần số 37kHz để thu chitosan có độ deacetyl, phân tử lượng và độ tan
theo yêu cầu.
3.6. Đề xuất qui trình thu nhận chitin, chitosan và protein theo công nghệ cải tiến và đánh giá lợi ích
3.6.1. Qui trình thu nhận chitin, chitosan và protein theo công nghệ cải tiến đề xuất
Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu đã thu được trong quá trình thực hiện luận án có thể khẳng định
phương pháp thu hồi chitin, chitosan có sử dụng kết hợp phương pháp enzyme, phương pháp hóa học và vật lý
có thể áp dụng để cải tiến công nghệ thu hồi chitin, chitosan từ nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến tôm
19

thẻ chân trắng xuất khẩu. Qui trình thu hồi chitin, chitosan và protein dựa trên công nghệ này được đề xuất ở
Hình 3.39, Hình 3.40 và Hình 3.41.
Đầu tôm tươi sau khi đưa ra khỏi dây chuyền sản xuất sẽ được bổ sung lượng nước sạch theo tỷ lệ 1:1
(w/v), trộn đều và tiến hành tự thủy phân ở pH tự nhiên trong 2h ở nhiệt độ 60
o

Sấy
Lọc
(Đường kính lỗ lọc khoảng 1mm)
Thu sản phẩm

Hình 3.39: Qui trình thu nhận chitin và protein
từ phần đầu tôm thẻ chân trắng đề xuất

Vỏ tôm tươi
Xử lý HCl 0,25M trong 2h, ở nhiệt độ
phòng, tỷ lệ ddHCl:NL=4:1(v/w)
Rửa sạch, vắt ráo
Thủy phân ở pH =2, trong 14h ở 40
o
C
Dung dịch pepsin
(20U/g protein)
Phân riêngDịch thủy phân
Sấy
Xử lý với NaOH 1%, trong 8h ở
70
o
C, tỷ lệ ddNaOH:NL=2:1 (v/w)
Rửa trung tính
Phơi khô
Chitin
Bã
Ép ráo
Thu sản phẩm
Chiếu siêu âm

o
C trong vòng 60 phút và làm ráo trước khi
trộn đều với dung dịch NaOH có nồng độ đã xác định theo tỷ lệ 1:15 (w/v) và thực hiện deacetyl theo thời gian
đã tính toán được. Sóng siêu âm có tần số 37kHz với mức năng lượng 35W được chiếu trong suốt thời gian
deacetyl và nhiệt độ được duy trì ở 80
o
C bằng bộ phận ổn nhiệt. Sau khi kết thúc quá trình deacetyl, chitosan
được ngâm, rửa sạch đến trung tính, làm khô đến độ ẩm <10% và bảo quản trong bao bì kín, ở nơi khô ráo.

Ngâm nước nóng 60
o
C trong 60 phút
Ngâm, rửa đến trung tính
Làm khô
Chitosan
Chitin
Chiếu siêu âm tần số 37kHz
Làm ráo
Xác định yêu cầu về độ deacetyl,
phân tử lượng và độ hòa tan của sản
phẩm chitosan
Deacetyl ở 80
o
C
Căn cứ vào Phương trình (3-12),
(3-13) , (3-14) hoặc (3-15)
Xác định chế độ deacetyl phù hợp
(Thời gian, nồng độ NaOH)
Mục đích sử dụng chitosan


>90
97,01±0,85
94,32±0,29
Độ ẩm (%)
<10
8,70±0,79
8,07±0,56
Phân tử lượng trung bình độ nhớt (M
v
, kDa)
-
1652
1232
Hàm lượng kim loại nặng (ppm)
≤ 15
0,29
Tạp chất không tan (%)
<1
<1
aa
Dung môi NaOH 40%, có bổ sung ure, sau 72h ở nhiệt độ 6-10
o
C;
b
: Công bố của Cty AxioGen, Ấn Độ.
Bên cạnh đó, nhờ hạn chế việc xử lý nguyên liệu với HCl ở nồng độ cao và nhiệt độ cao nên chitin sản
xuất theo qui trình đề xuất có mạch polysaccharide ít bị ảnh hưởng, phân tử lượng trung bình độ nhớt cao (1232

Trắng hoặc vàng
Trắng
Trắng
Tro (%)
-
<0,5
-
0,66±0,05
Protein (%)
-
<0,3
<1
0,55±0,05
Độ deacetyl (%)
-
66-99,8
90-95
84,84±1,22
Độ ẩm (%)
-
<10
<8
8,7±0,7
Khối lượng phân tử (kDa)
-
< 4000
-
404,21
Mật độ khối (g/cm
3

6,89±0,5
Độ nhớt động học (Dung dịch 1% trong axit 1%) (cP)
-
20 - 1600
-
1209±103
Asenic (ppm)
ND
**

<2
<2
ND
Cadmium (ppm)
ND
<0,2
<0,2
ND
Chì (ppm)
≤10,15
<1
<1
0,22
Thủy ngân (ppm)
ND
<0,05
<0,05
ND
Tổng số vi khuẩn (cfu/g)
<50,000

ND
ND
ND
Nấm men và nấm mốc (cfu/g)
<1000
<100
<100
ND
*
KXĐ: Không xác định;
**
ND: Không phát hiện;
a
: Công bố của Cty AxioGen, Ấn Độ,
b
: Công bố của Cty Ensymm, Đức.
3.6.3. Đánh giá hiệu quả của các qui trình theo công nghệ đề xuất
Các thông số cơ bản liên quan đến công đoạn khử khoáng, khử protein và deacetyl khi thực hiện quá
trình thu nhận chitin, chitosan và protein theo qui trình đề xuất và qui trình thực tế được tổng hợp ở Bảng 3.28
Số liệu tổng hợp cho thấy chất lượng chitin sản xuất theo qui trình đề xuất được cải thiện hơn so với qui
trình thực tế, thể hiện ở các điểm sau: (1) Độ tinh sạch cao hơn (hàm lượng protein và khoáng còn lại trên chitin
sản xuất theo qui trình đề xuất đều <1% trong khi ở qui trình thực tế hàm lượng protein và tro của chitin từ phần
đầu lại >1% ; (2) Độ acetyl và phân tử lượng trung bình độ nhớt cao hơn.
Sản xuất theo qui trình đề xuất còn có ưu điểm nổi bật là cho phép thu hồi protein ở dạng có hoạt tính
sinh học cùng với giảm thiểu rất đáng kể lượng hóa chất sử dụng và lượng chất thải hình thành (nhờ giảm lượng
22

protein và hóa chất trong dịch thải ở công đoạn khử protein và khoáng), cụ thể: tỷ lệ sản phẩm có hoạt tính
chống oxy hóa có thể thu nhận vào khoảng 3,52±1,54 và 4,09±0,12%; Lượng HCl đậm đặc giảm 75,67 và
96,26%; Lượng NaOH khan giảm 86,67 và 97,95%, tương ứng với nguyên liệu vỏ tôm và đầu tôm. Qui trình đề

959,58
735,6
Độ acetyl (%)
97,01±0,85
94,32±0,29
88,17±1,54
83,44±0,57
Tỷ lệ thu nhận (%)
d

6,85 ± 0,09
3,84 ± 0,18
6,66±0,13
2,89 ± 0,11
Thời gian xử lý (h)
c

24
22
36
36
Lượng acid HCl đậm đặc (L)
77,33
8,59
317,8
229,52
Lượng NaOH khan (kg)
18
2
135

Phân tử lượng trung bình độ nhớt (kDa)
404,21
253,32
Độ deacetyl (%)
84,84±1,22
82,12±1,23
Độ hòa tan (%)
99,03±0,1
96,84±1,15
Hiệu suất thu hồi sau tinh sạch (%)
95,47±0,91
88,76±1,43
Lượng NaOH khan (kg)
41,10
39,96
Thời gian xử lý (h)
4
10
a
Chitosan được deacetyl trong điều kiện có sóng siêu âm ở 80
o
C với [NaOH]=60% trong 4h;
b
Mẫu được sản xuất lại dựa theo qui trình
thực tế;
c
Số liệu được tính trong điều kiện có tiền xử lý Pepsin với sóng siêu âm;
d
So với khối lượng nguyên liệu ban đầu.
Điều này có được là do ở qui trình đề xuất đã bổ sung công đoạn đánh đảo và lọc kết hợp với khai thác


9,5

1,9
Lượng chitosan tinh sạch tăng thêm (kg)

-

5,2
Lượng protein có thể thu hồi (kg)

83,4

46,7
Lượng sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa (kg)

40,9

35,2
Lượng NaOH khan có thể tiết giảm (kg)

77, 5

117,0
Lượng HCl đậm đặc có thể tiết giảm (L)

220,9

240,5
Thời gian có thể rút ngắn (h)

chống oxy hóa và chitin một cách hiệu quả từ phần đầu tôm thẻ chân trắng thông qua khai thác hệ enzyme
protease nội tại và đánh đảo: nhiệt độ 60
o
C, pH tự nhiên trong 2h, tỷ lệ nước:NL 1:1 (v/w).
2. Đã tối ưu hóa được chế độ xử lý vỏ tôm thẻ chân trắng bằng enzyme pepsin và động học của quá trình khử
protein như sau:
- Chế độ xử lý tối ưu: tỷ lệ pepsin: cơ chất là 20U/g protein, thời gian thủy phân 16h, nhiệt độ 40
o
C,
pH=2;
- Quá trình khử protein trên vỏ tôm bằng pepsin tuân theo phương trình giả bậc nhất và protein trong vỏ
tôm có cấu trúc theo lớp. Hiệu quả khử protein (DP) và vận tốc khử (r) trong 2h đầu tuân theo phương
trình toán học như sau:
 


 

    




    


    




thành phần khoáng và kim loại nặng của đầu và vỏ tôm thẻ chân trắng nuôi trồng tại khu vực Khánh Hòa
như sau:
- Đối với tôm thẻ chân trắng (cỡ 60÷160 con/kg) phần đầu và phần vỏ chiếm trung bình 38,70±6,46 (%)
so với khối lượng tôm nguyên con, trong đó tỷ lệ từng phần tương ứng là 27,50±3,93 và 11,21±2,63
(%);
- Đối với tôm thẻ chân trắng (cỡ 81÷120 con/kg) phần đầu và vỏ có hàm lượng protein, khoáng và chitin
tương ứng là: 44,39±1,84 và 26,11±1,15%; 26,66±1,63 và 25,61±1,79%; 11,40±1,69 và 27,37±1,16%;
hàm lượng acid amin chiếm khoảng 50% và 30%, tương ứng, so với hàm lượng acid amin của phần thịt;
thành phần khoáng phong phú, gồm: Ca, Na, K, Fe, Cu, và Zn; và hàm lượng các kim loại nặng thường
gặp (Pb, As, Cd, Hg, Se) đều dưới ngưỡng cho phép dùng trong thực phẩm.
KIẾN NGHỊ
Trên cơ sở của các nghiên cứu đã thực hiện, cần tiếp tục:
1. Nghiên cứu chế độ thu nhận dịch protein có hoạt tính sinh học từ đầu và vỏ tôm thẻ chân trắng nhằm tạo ra
các sản phẩm có thể thương mại hóa.
2. Nghiên cứu tác động của sóng siêu âm đến quá trình deacetyl đối với chitin được thu hồi từ các nguồn
nguyên liệu giáp xác khác.
3. Triển khai công nghệ thu nhận chitin, chitosan theo hướng cải tiến đã thu được ở qui mô lớn để thu thập các
thông số cần thiết cho việc áp dụng vào thực tiễn.