TÁCH CHIẾT GELATIN TỪ DA CÁ BASA potx

- 1 -
TÁCH CHIẾT GELATIN TỪ DA CÁ BASA
Abstract
A gelatin is extracted and produced from a raw fish skin through the steps: a salt
admixing step for admixing a salt (e.g. NaCl, KCl of the like) with a raw fish skin so at to
allow non-collagen substances or portions (including fats and other tissue portions than a
collagen portion) to be removed from the fish skin, while simultaneously degreasing and
deodorizing the skin under the salt effect, a salt removal step for causing the admixed salt and
non-collagen substances or portions to remove from the skin, achieving the fats removal and
deodorization; a collagen extraction step for extracting a collagen (gelatinous) from the
thus-treated skin ; and a filtration step for filtering and refining the extracted collagen so as to
obtain a refined collagen. The refined collagen may be dried and solidified. Thus, since the
inexpensive salt is used for effective removal of non-collagen substances or portions to obtain
a collagen portion, the method itself is simplified and economical. Further, the fish collagen
obtained thereby, be it fluid or dried, is of a highly refined property, i.e. colorless, odorless
and degreased, which is suited for food product elements and various industrial uses.

I, ĐẶT VẤN ĐỀ:
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của ngành nuôi trồng và chế biến thủy sản
xuất khẩu ở nước ta thì một lượng lớn các phế phụ phẩm bị thải ra như đầu, da,
xương…một cách lãng phí dẫn đến ô nhiễm môi trường. Trong khi các phế phẩm ấy
chính là nguyên liệu để tạo ra một chất keo sinh học có nhiều ứng dụng quan trọng đ
ó
là Gelatin. Trong thực phẩm thì Gelatin tạo ra độ nhớt, độ đông, độ chắc cho sản phẩm
hoặc là một thực phẩm ăn kiêng rất tốt. Trong dược phẩm dùng làm vỏ nang bảo vệ
thuốc. Gelatin cũng được dùng trong phim ảnh, mỹ phẩm và ứng dụng trong nhiều lĩnh
vực khác nhau như: keo dán, môi trường cho Vi sinh vật phát triển…
Mục tiêu của đề tài là xây dựng quy trình tách chiết Gelatin từ da cá Basa, sản phẩm
tạo ra an toàn v
ới người sử dụng, rẻ tiền, giảm lượng lớn phế thải tránh ô nhiễm môi
trường và mang thêm một nguồn lợi kinh tế mới.

II, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp nghiên cứu sử dụng:
- Phương pháp phân tích vật lý
- Phương pháp phân tích định lượng
- 2 -
- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm
Xây dựng quy trình nghiên cứu tách chiết Gelatin từ da cá Basa:

III, KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
3.1 THÍ NGHIỆM TẠO MỨC CƠ SỞ
3.1.1 Công đoạn ngâm muối:
Mục đích của công đọan này là khử mùi, mỡ, chất nhầy và muối có tác dụng cắt đứt
các mạch polypeptide của Collagen thành các mạch peptide ngắn hơn và làm cho các
mạch này trở nên lỏng lẻo tạo điều kiệ
n thuận lợi cho công đoạn trích ly sau này. Ta
tiến hành làm thí nghiệm với các yếu tố ảnh hưởng là tỉ lệ da : dung dịch muối và số
ngày ngâm dung dịch muối

Biểu đồ 3.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi khối lượng Gelatin theo tỉ lệ da:dung dịch
NaCl

- Tỉ lệ da cá /
dung dịch NaCl bão
hòa: 1: ( 2
÷ 6)
- Thời gian ngâm
muối:1
÷ 5ngày
Da cá
Rữa sạch

Trích ly bằng nhiệt
Gelatin sản phẩm
Ngâm trong dung dịch muối bão hòa
Cắt nhỏ 0,2 – 0,5 cm
Nghiền mịn
Cô đặc
Sấy khô
Lọc với chất trợ lọc celite

- Nhiệt độ 65
÷ 75
0
C
- Thời gian trích: 4
÷ 6h
- Tỉ lệ da /nước cất là :
1 : (8
÷10)
- 3 -
10.8
11
11.2
11.4
11.6
11.8
12
12.2
12.4
12.6
0246810

Tỷ lệ NaCl (da : dd NaCl)
Khối lượng Gelatin
Độ nhớt


Như vây, vào bảng số liệu trên thấy rằng với tỉ lệ da:dung dịch nước cất là 1:3 ngâm
trong 3 ngày là cho kết quả tốt nhất. Ta lấy đây làm kết quả để tiến hành các công
đoạn sau.
3.1.2 Công đoạn trích ly
Ta tiến hành trích ly dung dịch trong dung dịch nước cất ở nhiệt độ cao, công đoạn này
Collagen sẽ bị thủy phân thành Gelatin. Các yếu tố ảnh hưởng đến công đoạn này là tỉ
lệ da:nước cất, thời gian trích ly và nhiệt độ trích ly

Biểu đồ 3.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi khối lượng Gelatin với nhiệt độ trích ly

BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI KHỐI LƯỢNG GELATIN
THEO NHIỆT ĐỘ
125,500
126,000
126,500
127,000
127,500
128,000
128,500
129,000
129,500
0 20406080100
Nhiệt độ (oC)
Khối lượng Gelatin (g)
khối lượng gelatin

- 4 -


Biểu đồ 3.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi khối lượng Gelatin với thời gian trích ly

BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI KHỐI LƯỢNG THEO THỜI
GIAN
12
12.2
12.4
12.6
12.8
13
13.2
13.4
02468
Thời gian (giờ)
Khối lượng Gelatin (g)
Khối lượng gelatin (g)


Theo kết quả trên ở nhiệt độ 75
0
C trong thời gian 6 giờ cho khối lượng Gelatin cao
nhất. Đó là do khi tiến hành trích ly Gelatin ở nhiệt độ cao trong thời gian lâu thì
gelatin sẽ bị thủy phân mạnh mẽ tạo thành Gelatone và Gelatose. Ảnh hưởng đến chất

lượng Gelatin
3.2 KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CÔNG ĐỌAN NGÂM
NACL :[2]
3.2.1 Khảo sát về khối lượng:
Công đoạn này chúng tôi chọn các yếu tố ảnh hưởng là: thời gian ngâm muối, tỉ lệ
da cá/dung dịch NaCl. Các y
ếu tố ảnh hưởng đến công đoạn này được mô tả như sau:


Công đoạn
ngâm muối
Tỉ lệ da
cá/dung
dịch muối
Khối lượng
Gelatin
Thời gian
ngâm
- 5 -
Biểu đồ 3. 4 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi khối lượng Gelatin theo tỉ lệ ngâm
muối và số ngày ngâm
BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI KHỐI LƯỢNG
GELATIN PHỤ THUỘC VÀO TỈ LỆ NGÂM MUỐI VÀ
SỐ NGÀY NGÂM
11.6000
11.8000
12.0000
12.2000
12.4000
12.6000

0123456
thời gian ngâm (ngày)
Khối lượng Gelatin
(g)
1 :2
1:4
1:6

Nhận xét: Dựa vào biểu đồ trên ta nhận thấy hàm lượng gelatin thu được cao ở mức tỉ
lệ là 1: 2 và thấp ở mức tỉ lệ là 1:6. Trong khoảng khảo sát hàm lượng gelatin giảm dần
khi lệ tăng dần.
3.1.2 Xác định độ nhớt:
Biểu đồ 3. 4 : Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt theo tỉ lệ da cá với
nồng độ muối và thời gian ngâm
BIỂU ĐỒ THỂ HIỆN SỰ THAY ĐỔI ĐỘ NHỚT THEO TỈ LỆ NGÂM
MUỐI VÀ THỜI GIAN NGÂM MUỐI
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0123456
Thời gian ngâm (ngày)
Độ nhớt (Cp)
1 :2
1:4
1:6

- 6 -

Như vậy theo kết quả khối lượng và độ nhớt thì ta thấy rằng khi ngâm da cá
với dung dịch NaCl tỉ lệ 1: 2 trong 3 ngày thì cho kết quả tốt nhất. Ta lấy đây làm
thông số tối ưu cho các công đoạn tiếp theo
3.3 XÂY DỰNG TỐI ƯU HÓA CHO CÔNG ĐOẠN TRÍCH LY:
3.2.1 Tối ưu hóa về khối lượng:
Phương pháp thực nghiệm yếu tố toàn phần
Thực hiện nghiên cứu tối ư
u giai đoạn này với 3 yếu tố ảnh hưởng là: Tỉ lệ da :
nước cất, Nhiệt độ và thời gian trích ly,
Làm 8 thí nghiệm với mức cao và mức thấp như sau:
Yếu tố Tỉ lệ da : nước cất
(ml) (X1)
Nhiệt độ
(
0
C) (X2)
Thời gian trích
(giờ) (X3)
Mức cao 1 : 10 75 6
Mức thấp 1 : 8 60 4
Thực hiện mã hóa các biến:
STT X
0
X
1
X
2
X
3
X

1
X
2
X
1
X
3
X
2
X
3
Y
1 1 -1 -1 -1 1 1 1
12,8222
2 1 1 -1 -1 -1 -1 1
13,8065
3 1 -1 1 -1 -1 1 -1
13,1903
4 1 1 1 -1 1 -1 -1
13,7033
5 1 -1 -1 1 1 -1 -1
12,0048
6 1 1 -1 1 -1 1 -1
11,7176
7 1 -1 1 1 -1 -1 1
10,6932
8 1 1 1 1 1 1 1
11,2826
- 7 -
Sau khi tính toán chúng tôi được phương trình hồi quy như sau:

^
y
= 12,40381 – 1,71919*X
2
- 0,97927*X
3

Từ phương trình trên thấy rằng khối lượng tách chiết không phụ thuộc vào tỉ lệ da cá
với nước cất nhưng tỉ lệ nghịch với nhiệt độ và thời gian trích. Đó là do khi ta trích
Gelatin trong thời gian lâu và nhiệt độ cao thì Gelatin sẽ bị thủy phân mạnh mẽ tạo
thành Gelatose và Gelatone.
Tối ưu hóa thưc nghiệm theo đường dốc nhất với bước chuyển δ
j
= 5 với nhiệt độ 75
0
C
trong thời gian 5,5giờ cho kết quả tốt nhất
3.2.2 Xác định độ nhớt:
Biểu đồ 3.5: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt theo thời gian trích
0
1
1
2
2
3
01234567
Thời gian (giờ)
Độ nhớt (Cp)
lượng gelatin (g)

Như vậy theo kết quả khối lượng và độ nhớt thì ta thấy rằng với nhiệt độ
75
0
C trích trong 5,5 giờ thì sản phẩm Gelatin là tốt nhất.
3.3 Kiểm nghiệm gelatin sán phẩm [1][7];
Bảng 3.1 Kiểm nghiệm gelatin sản phẩm
Chỉ tiêu Kết quả Tiêu chuẩn Anh Đánh giá
Độ nhớt của dung dịch 2% 2,0083 Không giới hạn Đạt
pH của dung dịch 10% 6,4 5 – 6,5 Đạt
Độ ẩm 8,49% ≤ 16% Đạt
Độ tro 1,169% ≤ 2% Đạt
- 8 -
3.4 So sánh hiệu suất quy trình thu nhận gelatin bằng muối với một số quy trình
khác:
Bảng 3.10: So sánh hiệu suất các quy trình thu nhận Gelatin
Quy trình Hiệu suất (%)
Thu nhận bằng enzyme Fermgem 22,4
Thu nhận bằng acid và base 18
Thu nhận bằng nước vôi 10,3
Thu nhận bằng muối 28,1
Như vậy, từ kết quả trên thấy rằng hiệu suất thu hồi Gelatin bằng muối khá cao
IV, KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
4.1 Kết luận:
Qua kết quả nghiên cứu, chúng tôi đã tìm được điều kiện thích hợp cho quá trình
thu nhận Gelatin bằng muối như sau:
- Tỉ lệ da cá : dung dịch muối là 1 : 2, Ngâm trong thời gian 72h
- Xác định được nhiệt độ và thời gian tách chiết tối ưu là 75
0
C trong 5,5 giờ

4.2 Kiến nghị:
- Trong quá trình nghiên cứu do thời gian có hạn nên việc thu thập tài liệu, tìm
hiểu sâu rộng về quy trình sản xuất gelatin còn nhiều thiếu sót.
- Các trang thiết bị trong thí nghiệm còn nhiều hạn chế nên việc thực hiện đề tài
gặp nhiều khó khăn.
Do đó, hướng đề xuất để hoàn thiện đề tài là:
- Phòng thí nghiệm cần được đầu tư các trang thiết bị nhiều hơn để thuận lợi
cho việc nghiên cứu
như: máy xác định phân tử lượng, máy điện ly
4.3 Hiệu quả kinh tế:
Chúng tôi ước tính giá thành của 1kg Gelatin từ da cá Basa theo quy trình trên
- 9 -

Như vậy, để sản xuất ra 1kg Gelatin từ da cá mất khoảng 60 400 đồng. Trong
khi đó giá thành 1kg Gelatin thương mại trên thị trường hiện nay là 100 000 đồng đối
với Việt Nam sản xuất, 160 000 đồng đối với Gelatin do Pháp sản xuất. Điều này mở
ra hướng phát triển mới thị trường tiêu thụ Gelatin, vẫn có thể sản xuất ra Gelatin có
chất lượng tốt nhưng với giá thành rẽ hơn rất nhiề
u so với Gelatin thương mại


Loại nguyên liệu Khối lượng Đơn giá
(đồng)
Thành tiền
(đồng)
NaCl 1,3 kg 7 000/1kg 9100
Da cá tươi 3,6 kg 3000/ 1kg 10800
Điện 10 kW 700 7000
Nước cất 10 lít 2000/lít 20000
Celite 50 g 50.000/kg 2500

Giấy what man 1 25 tờ 25 tờ/5000 5000
Nước rửa dụng cụ 2 m
3
3.000/1m
3
6000
Tổng 60400
- 10 -
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng việt:
[1] Đỗ Minh Phụng – Đặng Văn Hiệp, Phân tích kiểm nghiệm sản phẩm thủy sản,
Đại Học Thủy Sản Nha Trang.1997

[2] Nguyễn Cảnh, Quy hoạch tuyến tính, NXB ĐHQG TP.HCM, 2004.
[3] Lý Nguyễn Bình, Công nghệ protein & enzyme, Đại Học An Giang. 2005.
[4] Phan Thị Thanh Quế, Công nghệ chế biến thủy sản, Đại Học Cần Thơ, 2005.
[5] Trần Thị Luyến – Đỗ Minh Phụng, Công nghệ chế biến một số sản phẩm dùng
trong công nghiệp & dược phẩm Tập 3, Trường Đại Học Thủy Sản Nha Trang,
1996.
[6] Trần Thị Luyến – Đỗ Minh Phụng – Nguy
ễn Anh Tuấn, Sản xuất các chế phẩm
kỹ thuật & y dược từ phế liệu thủy sản, Nhà xuất bản nông nghiệp Tp HCM, 1995.
[7] Võ Hoàng Lâm Trúc, Khảo sát các điều kiện tối ưu của enzyme Fermgen đến
sự thủy phân da cá Basa thành Gelatin, Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
[8] Vũ Trần Tùng, Nghiên cứu thu nhận Gelatin từ da cá Basa – Đồ án tốt nghiệp-
Đại Học Thủy Sản Nha Trang, 2005.
Nước ngoài:
[9] http:// www Collagenline.com
[10] http:// www Collagen4u.com
[11] http:// wikipedia.org/wiki/Collagen

[12] http:// www.gelatin.co.za/gltnl.htlm
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN
Th.S Lê Thị Thu Hương
Đặng Thị Diệu Linh

Nguyễn Thị Bích Lan


XÁC NHẬN CỦA KHOA CN SINH HỌC – MÔI TRƯỜNG