KẾT HỢP Ủ XI LÔ BẰNG ACID FORMIC ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM ppt

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
31
KẾT HỢP Ủ XI LÔ BẰNG ACID FORMIC ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUI TRÌNH
SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM
IMPROVING THE EFFICIENCY OF CHITIN PRODUCTION PROCESS FROM SHRIMP WASTE BY
USING FORMIC ACID ENSILAGE
Trang Sĩ Trung
1
, Phạm Thị Đan Phượng
1
,
Nguyễn Công Minh
1
,
Ngô Thanh Lĩnh
2
1
Trường Đại học Nha Trang
2
Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, tỉnh Cà Mau
Tóm tắt
Ứng dụng ủ xi lô bằng acid formic đã loại được 83,1% protein và 66,1% khoáng từ phế liệu tôm
trong quá trình chế biến chitin. Tiếp tục khử protein bằng enzyme alcalase và khử khoáng bằng acid
lactic cho phép thu được sản phẩm chitin, chitosan có chất lượng tốt, đặc biệt chitosan có độ nhớt
cao. Bên cạnh đó, qui trình mới cho phép thu được dịch ủ có giá trị dinh dưỡng cao, có thể sử dụng
trong chế biến thức ăn gia súc. Hơn nữa, qui trình kết hợp ủ xilô giảm đáng kể nhiễm môi trường so
với qui trình hóa học truyền thống.
Từ khóa: Phế liệu tôm, ủ xilô, acid formic, chitin, chitosan, giảm ô nhiễm môi trường.
Abstract
Application of ensilage treatment can remove 83,1% of protein and 66,1% of minerals from
shrimp waste in chitin production. Then continuing treatment the semi-processed waste with enzyme

alcalase treatment and lactic acid treatment can produce chitin and chitosan with good quality,
especially chitosan had high viscosity. In addition, this new way of treatment can produce the silaging
liquid contains high nutritional values and can be used for feed production. Furthermore, the new
process combining ensilage can reduce significantly pollution compared with traditional chemical
process.
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Việt Nam là một trong những quốc gia
chế biến và xuất khẩu các sản phẩm về tôm
lớn trên thế giới. Chế biến tôm chiếm tỷ trọng
cao trong kim ngạch xuất khẩu thủy sản nhưng
ngành công nghiệp này cũng tạo ra một lượng
phế liệu lớn, khoảng 200.000 tấn/năm. Trong
phế liệu tôm, chứa rất nhiều thành phần có giá
trị như chitin, protein, khoáng và chất màu.
Tuy nhiên, phế liệu tôm hiện nay chủ yếu
được sử dụng để thu hồi chitin bằng qui trình
hóa học, sử dụng một lượng lớn hóa chất
(NaOH, HCl,…), không kiểm soát tốt qui trình,
không tận thu các thành phần có giá trị khác
như protein, chất màu. Hơn nữa nước thải của
qui trình hóa học chứa một lượng các chất
hữu cơ (protein, lipid), dư lượng hóa chất lớn,
làm tăng chi phí xử lý và gây ô nhiễm môi
trường. Để duy trì và phát triển bền vững
ngành sản xuất chitin từ phế liệu tôm cần phải
tìm ra một phương pháp nhằm hạn chế sử
dụng hóa chất, thu hồi thêm các thành phần có
giá trị ngoài chitin.
Ủ xilô bằng acid (acid ensilage) là một
phương pháp được sử dụng rất phổ biến trong

chế biến phế liệu thủy sản tại các nước phát
triển (Guillou, Khalil và Adambounou, 1995;
Fegbenro và Bello-Olusoji, 1997; Bower và
Hietala, 2008). Quá trình acid hóa cho phép
giảm nhanh pH đến mức ổn định nhằm ức chế
THÔNG BÁO KHOA HỌC
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
32
vi sinh vật gây thối, tạo môi trường thuận lợi
cho các enzyme nội tại hoạt động, đồng thời
cũng tạo điều kiện cho vi khuẩn lactíc có mặt
trong nguyên liệu phát triển, thúc đẩy quá trình
tự thủy phân. Acid thường được sử dụng trong
quá trình ủ có thể là acid hữu cơ: acid formic,
acid acetic, acid propionic, hoặc acid vô cơ:
acid sunphuric, acid hydrocloric, acid
photphoric. Tuy nhiên, acid formic thường
được sử dụng vì có thể ủ ở pH cao (pH 4,5) so
với các acid vô cơ thì cần pH thấp hơn (pH 2
đối với acid sunphuric). Bên cạnh đó, xử lý
bằng acid formic thì dịch ủ thu được có chất
lượng cao và không cần trung hòa khi sử dụng
làm thức ăn cho gia súc (Bower và Hietala,
2008). Đối với phế liệu tôm, sản phẩm của quá
trình ủ xilô chứa protein, lipid, khoáng, acid
amin và acid béo, có giá trị dinh dưỡng cao rất
phù hợp để sử dụng chế biến thức ăn gia súc
(Fegbenro và Bello-Olusoji, 1997).
Nhằm nâng cao hiệu quả qui trình sản
xuất chitin từ phế liệu tôm, hạn chế sử dụng

hóa chất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường,
nghiên cứu kết hợp phương pháp ủ xilô bằng
acid formic trong qui trình sản xuất để đã được
thực hiện.
II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu
Phế liệu đầu vỏ tôm sú (Penaeus
monodon) được thu nhận tại Công ty Thủy hải
sản Minh Phú, Cà Mau. Đầu vỏ tươi được thu
nhận và cấp đông tại nhà máy sau đó được
vận chuyển về phòng thí nghiệm và bảo quản
ở - 20
o
C cho đến khi sử dụng. Các hóa chất
sử dụng ở dạng phân tích (PA).
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát
Nguyên liệu đầu vỏ tôm sau khi loại tạp
chất, để ráo nước được trộn với acid formic, rỉ
đường, các chất phòng thối, muối theo các tỷ lệ
nghiên cứu và ủ xi lô. Sau quá trình ủ, bã ủ
được tiếp tục khử protein alcalase với tỷ lệ
enzyme/phế liệu: 0,2% (v/w), nhiệt độ 55
0
C,
trong thời gian 8 giờ, pH=8,5 (Trang Sĩ Trung
và cộng sự, 2009). Khử khoáng bằng acid
lactic ở nồng độ 1%, 2%, 3%, thời gian 4, 8, 12
h. Mẫu chitin được deacetyl bằng NaOH 70%
thời gian 8 giờ, nhiệt độ 80

o
C thu được
chitosan. Phần dịch ủ được đánh giá các thành
phần cơ bản. Ngoài ra, để chống thối, nâng cao
chất lượng dịch ủ, NaCl được bổ sung ở mức
1%, natri benzoat được bổ sung ở mức 0,2%
và chitosan ở mức 0,1% so với nguyên liệu.
Phế liệu tôm
Khử khoáng bằng
acid lactic
Deacetyl
Chitosan
Chitin
Khử protein và khoáng
bằng phương pháp ủ xi lô
Ép
Bã ủ
Dịch ủ
Khử protein
bằng alcalsae
Đánh giá
chất lượng
Hình 1. Quy trình sản xuất chitin
kết hợp với phương pháp ủ xi lô
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
33
0
10
20
30

40
50
60
70
80
90
0 0,5 1 1,5 2
Tỷ lệ HCOOH/phế liệu (%)
Hiệu suất khử khoáng, protein (%)
Protein
Khoáng
2.2.2. Phương pháp phân tích
Hàm lượng khoáng được xác định theo
phương pháp của AOAC, 1990. Hàm lượng protein
được xác định bằng phương pháp MicroBiuret
(Hein và cộng sự, 2004). Độ deacetyl xác định
bằng phương pháp quang phổ. Độ nhớt được xác
định bằng nhớt kế Brookfield. Độ đục được đo
bằng máy HACH.
Hiệu suất khử protein (DP (%)) và khử
khoáng (DA (%)) được xác định dựa trên công
thức của Rao và cộng sự (2000).
DP (%) = [(P
0
*O)-(P
R
*R)]*100/(P
0
*O)
DA (%) = [(A

0
*O)-(A
R
*R)]*100/(A
0
*O)
Trong đó:
- P
0
, P
R
: Hàm lượng protein (g/g) tương ứng
của mẫu trước và sau xử lý
- A
0
, A
R
: Hàm lượng khoáng (g/g) tương
ứng của mẫu trước và sau xử lý
- O, R: Khối lượng (g) tương ứng của mẫu
trước và sau xử lý.
Số liệu báo cáo là trung bình của 3 lần lặp
lại. Kết quả phân tích bằng phần mền Execl, sử
dụng ANOVA, giá trị p < 0,05 được xem là có ý
nghĩa về mặt thống kê
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu
Phế liệu tôm có các thành phần chính là chitin,
protein, khoáng (chủ yếu là muối canxi), lipid và
chất màu. Thành phần hoá học của phế liệu tôm sú

được xác định và trình bày ở Bảng 1.
Bảng 1. Các thành phần hóa học
cơ bản của phế liệu tôm
Chỉ tiêu phân tích
Hàm lượng
Hàm lượng protein(%)
45,6 ± 2,2
Hàm lượng tro tổng số (%)
28,9 ± 0,54
Hàm lượng chitin(%)
19,1 ± 0,9
Hàm lượng lipid (%)
4,4 ± 0,4
Hàm lượng chất màu (ppm)
143 ± 8,2
Kết quả cho thấy trong phế liệu tôm sú, thành
phần protein chiếm tỷ trọng lớn nhất (45,6%), tiếp
đến là khoáng (28,9%) (Bảng 1). So với tôm thẻ
chân trắng, hàm lượng khoáng trong phế liệu tôm
sú (Penaeus monodon) cao hơn so với tôm thẻ
chân trắng (Penaeus vannamei) nhưng hàm lượng
protein lại thấp hơn (tương ứng là 24,6 và 47,4 %).
Thành phần chitin trong phế liệu tôm sú chiếm tỷ lệ
19,1 %, cao hơn so với tôm thẻ chân trắng chỉ đạt
18,3 % (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2007). Từ
những phân tích thành phần trên cho thấy, ngoài
chitin trong phế liệu còn chứa một lượng lớn
protein, khoáng nên qui trình chế biến phế liệu tôm
cần quan tâm thu hồi các thành phần có giá trị này.
3.2. Ảnh h ưởng của các yếu tố đến hiệu suất

khử
khoáng và kh ử protein trong công đoạn ủ xi lô
3.2.1. Ảnh h ưởng của tỷ lệ acid formic nguy ên liệu
Tỷ lệ acid/phế liệu là một thông số quan trọng
trong quá trình ủ xilô. Kết quả nghiên cứu về ảnh
hưởng của tỷ lệ acid/phế liệu đối với quá trình khử
protein và khoáng được trình bày ở Hình 2.
Hình 2. Hiệu suất khử protein và khử khoáng
theo tỷ lệ HCOOH/phế liệu
Bổ sung acid với tỷ lệ acid/phế liệu từ 0,5%
đến 2% đều cho thấy sự tăng lên rõ rệt hiệu
suất khử protein và khoáng so với mẫu không
bổ sung (đối chứng). Khi tăng tỷ lệ acid bổ sung
từ 0,5 lên 2% thì hiệu suất khử protein tăng
không đáng kể (tương ứng là 78,5% và 80,1 %).
Tuy nhiên, hiệu suất khử khoáng lại tăng tỷ lệ
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
34
thuận với lượng acid sử dụng. Cụ thể, hiệu suất
khử khoáng chỉ đạt 51,4% khi sử dụng tỷ lệ acid
0,5 %, nhưng khi tỷ lệ này tăng lên 2 % thì hiệu
suất khử khoáng đạt 66%. Đối với các mẫu bổ
sung acid ở các tỷ lệ acid/phế liệu là 1, 1,5 % thì
hiệu suất khử khoáng gần tương đương với các
giá trị tương ứng là 59,7 và 60,9%. Các mẫu đối
chứng và xử lý ở tỷ lệ acid/phế liệu 0,5% thì
khối ủ sau 3 ngày có mùi hôi và dịch ủ có màu
hơi đen. Kết quả phân tích cũng cho thấy các
mẫu đối chứng và xử lý ở tỷ lệ acid/phế liệu
0,5% có hàm lượng đạm NH

3
cao hơn rất nhiều
so với các mẫu xử lý ở tỷ lệ acid từ 1% trở lên
(Hình 1). Hiện tượng khử khoáng xảy ra là được
thực hiện có thể là do lượng acid bổ sung và
lượng acid lactic do hệ vi khuẩn lactic có sẵn
trong nguyên liệu sinh ra. Ngoài ra, quá trình
khử khoáng cũng làm mềm liên kết protein và
chitin, tạo điều kiện cho một số protease hoạt
động làm thúc đẩy quá trình thuỷ phân (Bower
và Hietala, 2008). Ngoài ra, quá trình khử
khoáng và protein có thể do sự tham gia của
các vi sinh vật có mặt trong phế liệu tôm, đặc
biệt là vi khuẩn lactíc. Kết quả này tương tự kết
quả của Rao và cộng sự 2000 khi nghiên cứu
quá trình ủ xilô có bổ sung acid acetic. Quá trình
tự lên men (tự thủy phân) phế liệu tôm thường
đạt hiệu quả cao do sự có mặt của các vi sinh
vật (Woods, 1998).
Từ kết quả nghiên cứu trên, để đảm bảo
hiệu quả và tính kinh tế, tỷ lệ acid formic/phế
liệu thích hợp là 1%.
3.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ rỉ đường/nguyễn liệu
Trong quá trình ủ xi lô, bổ sung đường có
vai trò quan trọng cho hoạt động của vi sinh vật
trong quá trình ủ, tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình khử khoáng và khử protein. Trong thí
nghiệm này, rỉ đường được bổ sung vào phế
liệu tôm ở các tỷ lệ rỉ đường/phế liệu là 2, 4, 6,
8, 10, 12, 14%. Mẫu đối chứng không bổ sung

rỉ đường.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 2 4 6 8 10 12 14
Tỷ lệ rỉ đường/phế liệu (% )
Hiệu suất khử khoáng, protein (%)
Protein
Khoáng
Hình 3. Ảnh hưởng tỷ lệ rỉ đường/phế liệu
đến hiệu suất khử khoáng và khử protein
Sau 3 ngày ủ, khi không bổ sung rỉ đường
hiệu suất khử khoáng và khử protein đạt tương
ứng 40,3% và 64,2%, khối đầu tôm trở nên vụn,
có mùi hôi thối, màu sạm đen. Bên cạnh đó, khi
ép thu dịch thì dịch ủ cũng có màu đen và thối.
Ở tỷ lệ rỉ đường 2%, 4% khả năng khử khoáng
và khử protein có tăng lên, nhưng dịch ủ có màu
đen, mùi hơi thối. Ở tỷ lệ rỉ đường 6%, 8% màu
sắc, mùi có cải thiện hơn. Khi xét đến hiệu suất
khử protein thì bổ sung rỉ đường/phế liệu ở các
mức 2-8% thì không khác biệt đáng kể, trong
khoảng 77-78%. Tuy nhiên, hiệu suất khử

khoáng có tăng lên ở tỷ lệ rỉ đường bổ sung là
8%. Ở tỷ lệ rỉ đường 10%, 12%, 14%, hiệu suất
khử khoáng có xu hướng tăng, tương ứng là
66,8, 67,4, 69,3% và hiệu suất khử protein đạt
trên 82%. Hiệu suất khử khoáng và protein tăng
lên vì rỉ đường là cơ chất rất quan trọng cho quá
trình lên men do vi sinh vật có mặt trong khối ủ
bao gồm vi khuẩn lactíc và các vi khuẩn khác có
khả năng sinh protease. Trong rỉ đường chứa
nhiều thành phần cần thiết cho vi sinh vật sinh
trưởng và phát triển như sucrose (46-54%),
đường khử (6-9%), đạm (tổng N từ 0,45-
2,88%), khoáng (3-4%) và vitamin (Lương Đức
Phẩm, 2004). Việc bổ sung rỉ đường cho phép
giảm nhanh pH đến mức phù hợp để ức chế vi
sinh vật gây thối và tạo điều kiện thuận lợi cho
quá trình tự thủy phân bằng enzyme và vi sinh
vật có sẵn trong nguyên liệu tôm. Vi khuẩn lactic
phát triển mạnh sẽ sinh ra acid lactic và chính
acid lactic sẽ hòa tan chất khoáng, tách chất
khoáng ra khỏi nguyên liệu. Còn các vi khuẩn
sinh protease sẽ phát triển tốt và sinh ra nhiều
protease để thủy phân protein khi nồng độ rỉ
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
35
đường được cung cấp đầy đủ. Điều này sẽ làm
cho bán chế phẩm chitin thu được có chất
lượng tốt hơn (Fegbenro và Bello-Olusoji,
1997). Từ kết quả trên, để đảm bảo hiệu quả
của quá trình ủ và tính kinh tế thì nên sử dụng

tỷ lệ rỉ đường/phế liệu thích hợp là 10% (w/w).
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian ủ
Kết quả ảnh hưởng của thời gian ủ đến
hiệu suất khử protein và khoáng được trình bày
ở Hình 3. Hiệu suất khử khoáng và protein tăng
dần theo thời gian ủ trong khoảng thời gian từ
1-3 ngày. Sau 3 ngày ủ, hiệu suất khử protein
83,1% và khử khoáng đạt 66,1%, dịch ủ có màu
hồng và có mùi thơm đặc trưng của dịch ủ
protein. Kéo dài thời gian ủ đến 6 ngày thì khả
năng khử khoáng và khử protein chỉ tăng nhẹ.
Do vậy, thời gian ủ thích hợp là 3 ngày. Việc
kéo dài thời gian xử lý mà không tăng hiệu suất
khử protein và khoáng sau thời gian 3 ngày có
thể do là trong giai đoạn này protein và khoáng
ở các lớp ngoài liên kết với chitin không chặt
chẽ lắm đã được tách ra. Ở các lớp liên kết bên
trong thì quá trình tách protein và khoáng khó
khăn hơn vì đối với vỏ giáp xác, protein liên kết
với chitin rất phức tạp, chitin được bao bọc bởi
sáu sợi xoắn protein bằng liên kết cộng hóa trị
bền vững.
0
10
20
30
40
50
60
70

80
90
0 1 2 3 4 5 6
Thời gian (ngày)
Hiệu suất khử protein, khoáng (%)
Protein
Khoáng
Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian ủ đến hiệu
suất khử khoáng và khử protein
Từ kết quả nghiên cứu cho thấy phế liệu
tôm được bổ sung acid formic với tỷ lệ acid/phế
liệu là 1%(v/w), rỉ đường với tỷ lệ 10% (w/w), ủ
trong thời gian 3 ngày ở nhiệt độ phòng sẽ khử
được 83,1% protein và 66,1% khoáng. Tuy
nhiên, hàm lượng protein và khoáng còn lại
trong mẫu xử lý ủ xilô tương ứng là 11,8 % và
khoáng là 15,5 %. Theo yêu cầu về chất lượng
chitin dùng trong công nghiệp thì hàm lượng
khoáng và protein phải thấp hơn 1%, do đó, bã
ủ phải được tiếp tục khử protein và khoáng.
3.3. Khử protein và khoáng còn lại trong bã ủ
xilô bằng enzyme alcalase và acid lactic
Do đó để giảm hàm lượng protein và
khoáng còn lại trong mẫu mà không sử dụng
hóa chất vô cơ như thường dùng là NaOH và
HCl, các mẫu đã qua công đoạn ủ xi lô được
tiếp tục xử lý bằng alcalase để khử protein với
tỷ lệ/phế liệu là 0,2% (v/w) ở nhiệt độ 55
0
C,

trong thời gian 8 giờ, pH = 8,5. Kết quả cho thấy
sau khi khử protein bằng alcalase thì hàm lượng
protein còn lại trong bã ủ là 0,95% (<1%) và
hàm lượng khoáng là 9,9%. Bán chế phẩm này
được rửa sạch và tiếp tục được khử khoáng
bằng acid lactic ở các nồng độ: 1%, 2%, 3% với
tỷ lệ 1:5 (w/v), thời gian xử lý: 4, 8, 12 giờ ở
nhiệt độ phòng để xác định nồng độ và thời gian
xử lý thích hợp. Kết quả được trình bày ở Hình 5.
0
1
2
3
4
5
6
4 8 12
Thời gian (h)
Hàm lượng tro còn lại (%)
1% acid lactic
2% acid lactic
3% acid lactic
Hình 5. Khử khoáng bằng acid lactic
Kết quả cho thấy khi tăng nồng độ acid và
thời gian xử lý thì hàm lượng khoáng còn lại
giảm. Chế độ khử khoáng tốt nhất ở nồng độ
acid lactic 3%, thời gian 12 giờ ở nhiệt độ
phòng, hàm lượng khoáng còn lại 1%.
3.4. Đánh giá chất lượng chitin, chitosan và
dịch ủ thu nhận từ phương pháp kết hợp ủ xilô

Chitin thu được được tiếp tục deacetyl bằng
NaOH 70%, lệ w/v: 1/5, thời gian 8h, nhiệt độ 80
o
C.
Các chỉ tiêu chất lượng cơ bản của chitin và
chitosan sản xuất bằng phương pháp kết hợp ủ xilô
được xác định và trình bày ở Bảng 2.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
36
Bảng 2. Chất lượng cơ bản của chitin, chitosan sản xuất bằng phương pháp kết hợp ủ xilô
Chỉ tiêu
Chitin
Chitosan
Hàm lượng protein (%)
0,95 ± 0,02
0,53 ± 0,02
Hàm lượng tro (%)
1,00±0,15
0,54 ± 0,07
Độ deacetyl (%)
-
93,5 ± 0,7
Độ tan (%)
-
99,7 ± 0,1
Độ nhớt (cps)
-
1063 ± 36,2
Độ đục (NTU)
-

12,3 ± 0,8
“-“: Không xác định
Chitin sản xuất bằng phương pháp kết hợp
ủ xilô có hàm lượng protein và khoáng còn lại
≤1%, đáp ứng được yêu cầu chất lượng của
chitin công nghiệp. Tương tự, chitosan theo
phương pháp kết hợp ủ xi lô có hàm lượng
protein và khoáng thấp, khoảng 0,5%, độ
deacetyl và độ tan cao, đặc biệt có độ nhớt cao
(1063 cps).
Dịch ủ thu hồi theo phương pháp ủ xi lô có
màu sắc đẹp, mùi thơm đăc trưng, chứa nhiều
thành phần có giá trị như protein, khoáng, lipid,
đặc biệt có chứa astaxanthin (Bảng 3). Hơn
nữa, dịch ủ có gần như đầy đủ các acid amin
đặc biệt là các acid amin thiết yếu.
Bảng 3. Chất lượng của dịch ủ thu được
Chỉ tiêu
Kết quả
Màu sắc
Đỏ hồng
Mùi, vị
Thơm, chua ngọt
Trạng thái
Dung dịch lỏng
Protein (g/l)
12,8 ± 0,7
Tro (g/l)
10 ± 0,2
Astaxanthin (mg/l)

5,1 ± 0,12
Lipid (g/l)
0,5 ± 0,03
Kết quả trên cho thấy dịch ủ là một nguồn
nguyên liệu có giá trị để ứng dụng trong phối
trộn sản xuất thức ăn cao đạm cho nuôi trồng
thủy sản hoặc sử dụng trực tiếp phối chế cho
thức ăn gia súc, gia cầm.
3.5. Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải của
quy trình ủ xi lô và phương pháp hóa học
Nước thải thu từ quy trình sản xuất chitin
có kết hợp phương pháp ủ xi lô và quy trình
truyền thống được phân tích các chỉ tiêu môi
trường. Kết quả thể hiện ở Bảng 4.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
37
Bảng 4. Các chỉ tiêu môi trường cơ bản của nước thải của quá trình sản xuất chitin
từ phế liệu tôm kết hợp ủ xilô và phương pháp hóa học truyền thống
Chỉ tiêu
Nồng độ nước
thải ủ xi lô
Nồng độ nước thải theo
phương pháp hóa học
SS (ml/l)
152
1469
BOD5 (mg/l)
82
2300
COD (mg/l)

350
4787
Kết quả phân tích ở Bảng 4 cho thấy, đối
với mẫu nước thải qui trình sản xuất chitin kết
hợp với phương pháp ủ xi lô hàm lượng chất lơ
lửng (SS) giảm hơn 89,7%, BOD
5
giảm 96,4%,
COD giảm 92,7%, so với phương pháp hóa học
thông thường. Đây là một kết quả quan trọng,
chứng minh hiệu quả về mặt môi trường khi sử
dụng phương pháp kết hợp ủ xilô trong qui trình
chế biến chitin từ phế liệu tôm. Nước thải từ
phương pháp mới có mức ô nhiễm thấp sẽ
được tiếp tục đưa đến hệ thống xử lý nước thải
và được xử lý trước khi thải ra môi trường.
IV. KẾT LUẬN
- Kết hợp ủ xilô bằng acid formic với tỷ lệ
acid/phế liệu là 1%(v/w), rỉ đường với tỷ lệ 10%
(w/w), ủ trong thời gian 3 ngày ở nhiệt độ phòng
sẽ khử được 83,1% protein và 66,1% khoáng.
Tiếp tục khử protein còn lại bằng alcalase với tỷ
lệ enzyme/phế liệu là 0,2% (v/w) ở nhiệt độ
55
o
C, trong thời gian 8 giờ, pH = 8,5, và khử
khoáng còn lại bằng acid lactic ở nồng độ 3%,
thời gian 12 giờ ở nhiệt độ phòng thì chitin thu
được có hàm lượng protein và khoáng dưới 1%.
- Qui trình kết hợp ủ xilô cho phép thu được

sản phẩm chitin, chitosan có chất lượng tốt, đặc
biệt chitosan có độ nhớt cao. Ngoài ra, qui trình
này tạo ra một sản phẩm khác đó là dịch ủ xilô
có giá trị dinh dưỡng cao có thể ứng dụng trong
chế biến thức ăn gia súc.
- Phương pháp kết hợp ủ xilô cũng giảm
thiểu đáng kể ô nhiễm môi trường do quá trình
chế biến chitin bằng phương pháp hóa học gây
ra, hàm lượng chất lơ lửng (SS) giảm hơn
89,7%, BOD
5
giảm 96,4%, COD giảm 92,7%.
Lời cảm ơn
Tác giả xin chân thành cảm ơn sự tài trợ
kinh phí của Tổ chức Quốc tế về Khoa học,
Thụy Điển (International Foundation for Science,
Sweden) để thực hiện nghiên cứu này.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. AOAC, 1990. Official methods of analysis. Washington, DC: Association of Official Analytical
Chemists.
2. Bower. C. K., Hietala. K. A., 2008, Acidification Methods for Stabilization and Storage of Salmon
By-Products, Journal of Aquatic Food Product Technology, 17, 459-478.
3. Cavalheiro, J. M. O., Oliveira de Souza, E., Bora, P. S., 2007. Utilization of shrimp industry waste
in the formulation of tilapia (Oreochromis niloticus Linnaeus) feed. Bioresource Technology,
98, 602-606.
4. Fegbenro, O. A., Bello-Olusoji, O.A., 1997. Preparation, nutrient composition and digestibility of
fermented shrimp head silage. Food Chemistry, 60, 489-493.
Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009
38
5. Guillou, A., Khalil, M., Adambounou, L., 1995. Effect of silage preservation on astaxanthin forms

and fatty acid profiles of processed shrimp (Pandalus borealis) waste. Aquaculture, 130, 351-360.
6. Hein, S., Ng. C.H., Stevens, W.F., 2004. Development of analytical protocols for quality
assessment of chitin and chitosan: Protein content, crystallinity and assay of insolubles.
Proceedings of 9th International Conference on chitin and chitosan, Eds: Boucher, I.,
Jamineson, K., and Retnakaran, A., 13-18.
7. Lương Đức Phẩm, 2004. Công Nghệ Vi Sinh Vật, Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp.
8. Rao, M.S., Munoz, J., Stevens, W.F., 2000. Critical factors in chitin production by fermentation of
shrimp biowaste. Applied Microbiology Biotechnology, 54, 808-813.
9. Trang Si Trung, Ngo Dang Nghia, Willem F. Stevens, 2009. Combining biological and chemical
deproteinization in preparation of chitin and chitosan from white shrimp (Penaeus vannamei)
waste. Proceedings of the 11
th
International Conference for Chitin and Chitosan: Taipei.
10. Trang Sĩ Trung, Vũ Ngọc Bội, Phạm Thị Đan Phượng, 2007. Nghiên cứu kết hợp enzym
protease trong công nghệ sản xuất chitin từ phế liệu đầu vỏ tôm. Tạp chí Khoa học-Công
nghệ Thủy sản, 3, 11-17.
11. Woods, B., 1998. Microbiology of fermented foods, Vol 1, Blackie, New York.