Nghiên cứu sử dụng enzyme protamex trong quá trình khử protein và thử nghiệm một số giải pháp cải tiến công đoạn rửa

i



LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, em đã nhận được sự giúp đỡ, động viên, khích lệ
của nhiều tập thể và cá nhân.
Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu Trường Đại học
Nha Trang, Ban chủ nhiệm khoa Chế Biến và quý thầy cô đã giảng dạy và truyền
đạt kiến thức quý báu cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian
học tập tại trường.
Sự biết ơn sâu sắc nhất em xin gửi tới Ths. Ngô Thị Hoài Dương – người đã
định hướng và tận tình hướng dẫn, động viên, góp nhiều ý kiến thiết thực, quý giá
trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn toàn thể thầy, cô Viện công nghệ sinh học & môi
trường, Bộ môn hóa sinh – vi sinh thực phẩm – Khoa chế biến - Trường Đại học
Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình hoàn thành đề tài.
Xin cảm ơn tất cả những người bạn đã luôn quan tâm, động viên, ủng hộ và giúp
đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Bố mẹ của con Cuối cùng, con xin kính gửi tới và gia đình lòng biết ơn sâu sắc
nhất đã luôn cổ vũ, động viên và giúp đỡ con trong những năm qua.
Em mãi mãi ghi nhận sự giúp đỡ quí báu của quí thầy, cô, gia đình và bạn hữu.

Nha Trang, tháng 7 năm 2010
Sinh viên thực hiện
NGÔ THANH TUYỀN

ii


MỤC LỤC

Trang
LỜI CẢM ƠN i
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi
DANH MỤC HÌNH vii
DANH MỤC BẢNG ix
LỜI NÓI ĐẦU 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG
CỦA CHITIN-CHITOSAN. 2
1.1. Giới thiệu phế liệu tôm và các hướng tận dụng 2
1.1.2 phế liệu tôm 2
1.1.3 Cấu tạo và thành phần sinh hóa của vỏ tôm 3
1.1.3.1 Cấu tạo của vỏ tôm 3
1.1.3.2 Thành phần sinh hoá của vỏ tôm 4
1.1.4 Các hướng tận dụng phế liệu tôm 5
1.2. Tổng quan về chitin, chitosan và công nghệ sản xuất chitin, chitosan 10
1.2.1 Sự tồn tại của chitin, chitosan trong tự nhiên 10
1.2.2 Tính chất của chitin, chitosan 11
1.2.2.1 cấu trúc của chitin 11
1.2.2.2 cấu trúc của chitosan 13
1.2.3. Công nghệ sản xuất chitin, chitosan 14
1.2.3.1 Phương pháp hóa học 15
1.2.3.2 Phương pháp sinh hoc 15

1.3. Ứng dụng của Chitin-Chitosan 16
1.3.1 Trong y học và mỹ phẩm 16
1.3.2 Trong công nghiệp thực phẩm 17

iii


1.3.3 Ứng dụng trong nông nghiệp 17
1.3.4 Ứng dụng trong sinh học 17
1.3.5 Ứng dụng trong các ngành công nghiệp khác. 17
1.4. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin, chitosan trên thế giới và việt nam 18
1.4.1 Sản xuất chitin, chitosan theo phương pháp hóa học 19
1.4.2. Sản xuất chitin, chitosan theo phương pháp hóa học cải tiến 21
1.4.3. Sản xuất chitin, chitisan theo phương pháp sử dụng enzyme 26
1.5. Protease và quá trình thủy phân protein 29
1.5.1 Khái niệm chung và đặc tính của enzyme 29
1.5.2 Bản chất, cấu trúc và cơ chế tác dụng của enzyme 29
1.5.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của enzyme 31
1.5.4. Nguồn nguyên liệu để thu nhận enzyme protease 33
CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34
2.1. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 34
2.1.1 Nguyên liệu đầu tôm 34
2.1.2. Enzyme Protamex 34
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 34
2.2.1 Phương pháp thu nhận mẫu 34
2.2.2. Phương pháp phân tích và đánh giá chất lượng chitin 35
2.2.2.1.Kiểm nghiệm hoá học 35
2.2.3. Bố trí thí nghiệm để chọn các điều kiện xử lý thích hợp 35
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm 35
2.2.3.2. Xây dựng đường chuẩn của phương pháp Microbiuret và phương pháp

Biuret 35
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định thành phần hoá học của đầu tôm, dịch ép và bã
ép đầu tôm 37
2.2.3.4.Quy trình dự kiến sản xuất chitin từ phế liệu đầu tôm 38
2.2.3.5. Các thí nghiệm của mẫu thủy phân khử protein tối ưu Dùng enzyme
Protamex 39

iv


2.2.3.6. Nghiên cứu cải tiến quá trình rửa trong công đoại khử protein bằng enzyme
protamex 41
2.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC 44
2.3.1. Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ 105
o
C theo TCVN
3700-1990. 44
2.3.2. Xác định hàm lượng khoáng bằng phương pháp nung ở 550
o
C. 44
2.3.3. Xác định hàm lượng protein theo phương pháp Microbiuret 44
2.3.3.1. Dụng cụ 44
2.3.3.2. Hóa chất 45
2.3.3.3. Tiến hành 45
2.3.4. Xác định hàm lượng Protein theo phương pháp Biuret 46
2.3.4.1. Dụng cụ: giống như phương pháp Microbiuret. 46
2.3.4.2. Hóa chất 46
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu 46
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 47
3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn cho phương pháp Microbiuret và phương pháp

Biuret 47
3.1.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn cho phương pháp Microbiuret 47
3.1.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn cho phương pháp Biuret 47
3.2. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu đầu tôm, bã ép, dịch ép 48
3.2.1. Thành phần hóa học của phế liệu đầu tôm 48
3.2.2. Thành phần hóa học của đầu tôm sau khi ép 48
3.2.3. Thành phần hóa học của đầu tôm ban đầu và sau khi ép 49
3.3. Kết quả nghiên cứu công đoạn khử protein bằng enzyme protamex 50
3.4. Kết quả nghiên cứu công đoạn rửa sau khi thuy phân protein bằng enzyme
protamex 52
3.4.1. Kết quả rửa chitin thô sau khử protein bằng enzyme protamex bằng nước
thường 52


v


3.4.2. Kết quả nghiên cứu công đoạn rửa nhiều lần với dung dịch mước muối 54
3.4.3. Kết quả nghiên cứu công đoạn rửa nhiều lần với dung dịch axit acetic 55
CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ Ý KIẾN ĐỀ XUẤT 58
4.1. Kết luận 58
4.2. Ý kiến đề xuất 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO 59
PHỤ LỤC

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

PLT : Phế liệu tôm
V : Thể tích
NL : Nguyên liệu
BE : Bã ép
MCKK : Mẫu chưa khử khoáng
MĐKK : Mẫu đã khử khoáng
TN : Thí nghiệm
E/S : Tỷ lệ enzyme/Nguyên liệu
pH
tn
: pH tự nhiên
pH
đc
: pH điều chỉnh

vii


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1 Sơ đồ các hướng tận dụng của phế liệu tôm 6
Hình 1.2.Quy trình của Stevens (2002) Học Viện Công Nghệ Châu Á 19
Hình 1.3.Quy trình nhiệt của Yamashaki và Nakamichi (Nhật Bản) 20
Hình 1.4.Quy trình sản xuất của Pháp 21
Hình 1.5. Quy trình của Đỗ Minh Phụng, trường Đại học Thủy Sản 23
Hình 1.6. Quy trình sản xuất Chitosan ở Trung tâm cao phân tử thuộc 24
Hình 1.7. Quy trình sản xuất Chitosan từ vỏ tôm Sú bằng phương pháp hóa học với
một công đoạn xử lý kiềm (Trần Thị Luyến, 2003) 25
Hình 1.8. Quy trình sản xuất chitin của Holanda và Netto (2006) 26
Hình 1.9. Quy trình sử dụng Enzyme papain để sản xuất chitosan (Trần Thị Luyến,
2003) 27
Hình 2.1. Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần hoá học của đầu tôm 37
Hình 2.2. Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần hóa học của bã ép đầu tôm 38
Hình 2.3.Quy trình dự kiến . 38
Hình 2.4 Sơ đồ quy trình bố trí công đoạn rửa với nhiều cách khác nhau 42
Hình 2.5.Công thức của phức Biuret. 44
Hình 2.6. Công thức cấu tạo của Sodium citrate. 45
Hình 3.1. Đô thị biểu diễn phương trình đường chuẩn của phương pháp
Microbiuret 47
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn phương trình đường chuẩn của phương pháp Biuret. 47
Hình 3.3. Biểu đồ biểu diễn thành phần hóa học của nguyên liệu/bã ép đầu tôm tính
theo hàm lượng chất khô 49
Hình 3.4. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng protein còn lại trên chitin thô khi rửa thường

1 lần và 3 lần 52
Hình 3.5. Biểu đồ biểu diễn lượng nito hòa tan trong nước rửa ở nước rửa lần đầu
khi sử dụng nước thường rửa 1 lần và 3 lần với các tỷ lệ khác nhau 53

viii


Hình 3.6. Biểu đồ biểu diễn lượng nước cần dùng trong mỗi tỷ lệ nước rửa khác nhau 53
Hình 3.7. Biểu đồ biểu diễn hàm lượng protein còn lại trong công đoạn rửa bằng
dung dịch nước muối 54
Hình 3.8. Biểu đồ biểu diễn lượng nito hòa tan trong nước rửa ở các lần rửa khi có
sử dụng nước muối rửa 3 lần với các nồng độ khác nhau 55
Hình 3.9. Biểu đồ biểu diễn hàn lượng protein còn lại trên chitin tho sau khử protein
khi rửa 3 lần với dung dịch axit acetic, tỷ lệ 1:2 56
Hình 3.10. Biểu đồ diễn lượng nito hòa tan trong nước rửa khi rửa 3 lần với tỷ lệ
1:2 có bổ sung axit acetic với các nồng độ khác nhau 57

ix


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Một số chỉ tiêu chất lượng của chitosan từ vỏ tôm sú theo phương pháp
xử lý kiềm một giai đoạn (Trần Thị Luyến, 2003) 26
Bảng 1.2.Chất lượng của chitosan sản xuất theo quy trình Papain (Trần Thị Luyến,
2003) 28
Bảng 2.1. Bố trí thí nghiệm chạy đường chuẩn của phương pháp Microbiuret 36
Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm chạy đường chuẩn của phương pháp Biuret 37
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm theo qui hoạch thực nghiệm với biến ảo của công đoạn
khử protein bằng enzyme protamex 40
Bảng 2.4. Bố trí thí nghiệm ở tâm phương án của công đoạn khử protein bằng
enzyme protamex 40
Bảng 3.1. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu đầu tôm thẻ chân trắng 48
Bảng 3.2. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu đầu tôm thẻ chân trắng sau khi
ép 48
Bảng 3.3. Kết quả hàm lượng protein còn lại ở các chế độ khử protein bằng
enzyme Protamex 50
Bảng 3.4. Thí nghiệm ở tâm phương án của công đoạn khử protein bằng
enzyme protamex 51
Bảng 3.5. Kết quả hàm lượng protein các thí nghiệm tối ưu theo đường dốc nhất 51

1


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, ngành chế biến
thủy sản được coi là ngành mũi nhọn, sự phát triển của ngành chế biến thủy sản
được xem là nhiệm vụ chiến lược của nhà nước ta, hàng năm ngành đã đem về
hàng triệu đô la, là nguồn ngoại tệ đáng kể trong ngân sách Nhà nước. Trong đó
mặt hàng về tôm đặc biệt là tôm thẻ chân trắng trong mấy năm gần đây đang chiếm
ưu thế mỗi năm xuất khẩu hàng ngàn tấn. Đi cùng với sự phát triển này thì lượng
phế liệu thải ra từ tôm là một con số không nhỏ đòi hỏi phải có biện pháp xử lý, sử
dụng tốt nguồn phế liệu này để không gây ôi nhiễm môi trường, gây lãng phí cho
sản xuất.
Tận dụng phế liệu tôm để
thu

chitin

&

chitosan
là một biện pháp có
hiệu quả cao bên cạnh
việc

dùng

phế

liệu

tôm

để

chế

biến thức

ăn

chăn

nuôi.

Tuy nhiên hiệu quả kinh tế thu được phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng chitin-
chitosan. Hiện nay có nhiều quy trình sản xuất chitin, chitosan nhưng qui trình cho
đối tượng là tôm thẻ nhưng chưa nhiều, chất lượng chưa cao và đồng đều bên cạnh
đó là lượng chất thải gây ô nhiêm môi trường là rất lơn. Chính vì vậy cần nghiên
cứu tìm ra quy trình sản xuất tối ưu đối với phế liệu tôm thẻ chân trắng để tạo ra
chitin, chitosan có chất lượng tốt nhất nhằm mở rộng ứng dụng của chitosan đồng
thời
sử dụng lượng hóa chất thấp nhất, thời gian xử lý ngắn, giảm thiểu tối đa
lượng nước rửa trong quá trình sản xuất

và để tận dụng triệt để nguồn phế liệu
tôm cho các ngành công nghiệp khác.

Vì

lý

do

này

mà

đề

tài: “
Nghiên cứu sử dụng enzyme protamex trong quá
trình khử protein và thử nghiệm một số giải pháp cải tiến công đoạn rửa
” được
chọn thực hiện để
góp phần tìm ra các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng chitin-
chitosan nhằm đạt được mục tiêu nói trên.

Nha trang ngày 20 tháng 7 năm 2010


Sinh viên thực hiện
NGÔ THANH TUYỀN




2

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG
CỦA CHITIN-CHITOSAN.
1.1. Giới thiệu phế liệu tôm và các hướng tận dụng
1.1.2 phế liệu tôm
Phế liệu tôm (PLT) là những thành phần phế thải từ các cơ sở chế biến tôm bao
gồm đầu, vỏ và đuôi tôm. Ngoài ra, còn có tôm gãy thân, tôm lột vỏ sai quy cách hoặc
tôm bị biến màu. Tuỳ thuộc vào loài và phương pháp xử lý mà lượng phế liệu có thể
vượt quá 60% khối lượng sản phẩm. Có thể lấy tôm càng xanh Macrobrachium
rosenbergii làm ví dụ, đầu tôm chiếm tới 60% trọng lượng tôm. Đầu tôm sú Penaeus
monodon cũng chiếm tới 40% trọng lượng tôm. Với sản phẩm tôm lột vỏ, rút chỉ lưng,
lượng đuôi và vỏ đuôi của tôm chiếm khoảng 25% trọng lượng tôm. Đối với tôm thẻ,
lượng phế liệu đầu tôm chiếm 28% và vỏ chiếm 9%, như vậy tổng lượng phế liệu vỏ
đầu tôm thẻ là 37%. Lượng phế liệu này có thể giảm ít nhiều bằng cách nâng cao hiệu
quả lột vỏ nhờ các thiết bị và công nghệ chế biến tốt hơn. Giảm lượng phế liệu từ khâu
chế biến hoặc tìm giải pháp tái sử dụng chúng đang trở nên phổ biến như một phương
cách giúp làm tăng lợi nhuận cho ngành thuỷ sản.
Nhiều công trình nghiên cứu cho thấy tỷ lệ của PLT từ 30-70% (Watkin và
cộng sự, 1982 ; Evers và Carroll [7], 1996 [21], trung bình khoảng 50% so với khối
lượng tôm chưa chế biến. Halanda và Netto (2006) cho rằng PLT có thể chiếm 50-
70% so với nguyên liệu [24]. Phần lớn tôm được đưa vào chế biến dưới dạng bóc
vỏ, bỏ đầu. Phần đầu thường chiếm khối lượng 34-45%, phần vỏ, đuôi và chân
chiếm 10-15% trọng lượng của tôm nguyên liệu. Tuy nhiên, tỉ lệ này tuỳ thuộc vào
giống loài và giai đoạn sinh trưởng của chúng [6] [7].
Ở Việt Nam nguồn nguyên liệu tôm là rất dồi dào, được thu từ 2 nguồn chính
là đánh bắt tự nhiên và nuôi trồng. Đặc biệt, nuôi tôm đã phát triển mạnh trong
những năm gần đây và trở thành ngành kinh tế mũi nhọn. Diện tích nuôi tôm đã
tăng từ 250.000 ha năm 2000 lên đến 478.000 ha năm 2001 và 540.000 ha năm

3


2003. Năm 2002, giá trị xuất khẩu thuỷ sản đạt hơn 2 tỷ USD, trong đó xuất khẩu
tôm đông lạnh chiếm 47%, đứng thứ 2 sau xuất khẩu dầu khí. Năm 2004, xuất khẩu
thuỷ sản đạt giá trị 2,4 tỷ USD, chiếm 8,9% tổng giá trị xuất khẩu cả nước trong đó
tôm đông lạnh chiếm 53% tổng giá trị xuất khẩu thuỷ sản. Năm 2006 kim ngạch
xuất khẩu thủy sản đã qua mốc 3 tỷ đạt 3,31 tỷ USD, tăng gần 600 triệu USD so với
năm 2005, trong đó mặt hàng tôm truyền thống chiếm vị trí đầu bảng xấp xỉ 1,5 tỷ
USD, chiếm 44,3 % tổng kim ngạch xuất khẩu. Năm 2007, tổng kim ngạch xuất
khẩu thủy sản đạt 3,75 tỷ USD tăng 12% so với năm 2006
Mục tiêu xuất khẩu thuỷ sản đến năm 2010, Việt Nam phấn đấu đạt giá trị 4 -
4,5 tỷ USD. Ðịnh hướng đến năm 2020, chế biến xuất khẩu thủy sản tiếp tục là
động lực thúc đẩy phát triển nuôi trồng thuỷ sản, khai thác thuỷ sản và mang lại
nhiều lợi ích kinh tế ngành, nâng cao thu nhập và đời sống lao động nghề cá. Tôm
được dự kiến đạt khoảng 483 nghìn tấn nguyên liệu để phục vụ cho xuất khẩu
khoảng 390.000 tấn năm 2010. Theo thống kê của Trung tâm Nghiên cứu Chế biến
Thủy sản, Đại học Thuỷ 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. Trần Thị
Luyến (2004) cho biết trong vỏ tôm tươi chitosan chiếm khoảng 5% khối lượng,
trong vỏ tôm khô khoảng 20- 40% khối lượng. Như vậy hàng năm có thể sản xuất
gần 5000 tấn chitosan phục vụ sản xuất trong nước và xuất khẩu, mang lại hiệu quả
kinh tế cho ngành Thuỷ sản .
1.1.3 Cấu tạo và thành phần sinh hóa của vỏ tôm:
1.1.3.1 Cấu tạo của vỏ tôm
Lớp ngoài cùng của vỏ tôm có cấu trúc chitin-protein bao phủ, lớp vỏ này
thường bị hóa cứng khắp bề mặt cơ thể do sự lắng đọng của muối canxi và các chất
hữu cơ khác nằm dưới dạng phức tạp do sự tương tác giữa protein và các chất
không hòa tan.

Vỏ chia làm 4 lớp chính:
* Lớp biểu bì
* Lớp màu

4


* Lớp canxi
* Lớp không bị canxi hóa
- Lớp biểu bì, lớp màu, lớp canxi hóa cứng do sự lắng đọng của canxi. Lớp
màu, lớp canxi hóa, lớp không bị canxi hóa chứa chitin nhưng lớp biểu bì thì không
- Lớp màu: Tính chất của lớp này do sự hiện diện của những thể hình hạt của
vật chất mang màu giống dạng melanin. Chúng gồm những túi khí hoặc những
không bào. Một vài vùng xuất hiện những hệ thống rãnh thẳng đứng có phân nhánh,
là con đường cho caxi thẩm thấu vào.
- Lớp biểu bì: những nghiên cứu cho thấy lớp màng nhanh chóng bị biến đỏ
bởi Fucxin, có điểm pH =5,1 không chứa chitin. Lớp biểu bì có lipid vì vậy nó cản
trở tác động của axít ở nhiệt độ thường hơn các lớp bên trong. Màu của lớp này
thường vàng rất nhạt.
- Lớp canxi hóa: Lớp này chiếm phần lớn lớp vỏ, thường có màu xanh trải
đều khắp.
- Lớp không bị canxi hóa: Vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo bởi một
phần tương đối nhỏ so với tổng chiều dày bao gồm các phức chitin – protein bền
vững không có canxi và puinone.
1.1.3.2 Thành phần sinh hoá của vỏ tôm:
Protein: Thành phần protein trong phế liệu tôm thường tồn tại ở hai dạng
Dạng tự do: Dạng này là phần thịt tôm từ một số tôm bị biến đổi được vứt
lẫn vào phế liệu hoặc phần thịt còn sót lại trong đầu và nội tạng của đầu tôm. Nếu
công nhân vặt đầu không đúng kỹ thuật thì phần protein bị tổn thất vào phế liệu
nhiều làm tăng định mức tiêu hao nguyên vật liệu, mặt khác phế liệu khó xử lý hơn.

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
proteincarotenoit…như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm.
Chitin: Tồn tại dưới dạng liên kết bởi những liên kết đồng hóa trị với các
protein dưới dạng phức hợp chitin-protein; liên kết với các hợp chất khoáng và các
hợp chất hữu cơ khác gây khó khăn cho việc tách và chiết chúng.

5


Canxi: Trong vỏ, đầu tôm, vỏ ghẹ có chứa một lượng lớn muối vô cơ, chủ
yếu là muối CaCO
3
, hàm lượng Ca
3
(PO
4
)
2
mặc dù không nhiều nhưng trong quá
trình khử khoáng dễ hình thành hợp chất CaHPO
4
không tan trong HCl gây khó
khăn cho quá trình khử khoáng.
Sắc tố: Trong vỏ tôm thường có nhiều loại sắc tố nhưng chủ yếu là
Astaxanthin.
Enzyme: Theo tạp chí Thủy sản (số 5/1993) hoạt độ enzyme protease của
đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g tươi. Các enzyme chủ yếu là enzyme của nội
tạng trong đầu tôm và của vi sinh vật thường trú trên tôm nguyên liệu.
Ngoài thành phần chủ yếu kể trên, trong vỏ đầu tôm còn có các thành phần

khác như: nước, lipid, phospho,…
1.1.4 Các hướng tận dụng phế liệu tôm:
Phế liệu tôm có thể tận dụng để thu hồi protein, astaxanthin, chitin, chitosan
và cácenzyme protease. Qua nhiều tài liệu khoa học, có thể tổng kết các lĩnh vực
ứng dụng của phế liệu tôm như sau:

6





















Hình 1.1 sơ đồ các hướng tận dụng của phế liệu tôm
Ở nước ta, sản phẩm tôm đông lạnh chiếm sản lượng lớn nhất trong các sản

phẩm đông lạnh. Chính vì vậy, phế liệu tôm là nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi
dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận tiện.
Cùng vói sự phát triển của khoa học kĩ thuật và nhu cầu bức thiết về ô nhiễm
môi trường từ nguồn phụ phế phẩm thải ra từ các nhà máy chế biến thủy sản, đặc
biệt là nguồn phế liệu tôm thì những năm qua đã có nhiều công trình nghiên cứu để
thu nhận và tân dụng nguôn phế liệu này thành những sản phẩm có giá trị bên cạnh
đó còn tạo ra những giá trị không nhỏ: Trước tiên, môi trường xung quanh các nhà
máy chế biến tôm sẽ đỡ bị ô nhiễm; song nhiều người lao động có việc làm; giá trị
`
Phế liệu tôm
Kh
ử protenin

Kh
ử khoáng

chitin

Deacetyl hóa
Chitosan
Chiết rút enzyme
Công nghiệp
thực phẩm
Công nghiệp
dược
Chiết rút
astaxanthin

Ứng dụng
trong công

nghiệp dược
Sản xuất thức
ăn cho tôm,
cá, gia súc
Thu hồi
pr
otein

Thức ăn gia súc
Bổ xung vào
thực phẩm
Bổ xung vào
thức ăn chăn
nuôi
Ứng dụng
trong công
nghệ thực
phẩm
Ứng dụng
trong công
nghệ dược
Ứng dụng
trong công
nghệ sinh
học
Ứng dụng
trong nông
nghiệp
Ứng dụng
trong các

ngành khác

7


con tôm sẽ được nâng lên (có thể bù đắp phần nào thiệt hại do bị áp thuế suất chống
bán phá giá ở mức cao khi xuất khẩu vào thị trường Mỹ), nguồn thu ngân sách địa
phương có thể tăng lên, có trong một số loại sản phẩm có giá trị sản xuất trong nước
giá rẻ[30].
a. Sử dụng phế liệu tôm để sản xuất chitin – chitosan
Chitin là một polysacchairid xuất hiện trong thiên nhiên nhiều chỉ sau
cellulose. Chitin có mặt trong vỏ các loài giáp xác, màng tế bào nấm thuộc họ
Zygemycetes có trong sinh khối nấm mốc, và một vài loại tảo. Còn chitosan là một
chất rắn, xốp, nhẹ, hình vảy, có thể xay nhỏ theo các kích cỡ khác nhau, có mầu
trắng hay vàng nhạt, không mùi vị, không tan trong nước, dung dịch kiềm và a-xít
đậm đặc nhưng tan trong a-xít loãng (pH6), tạo dung dịch keo trong, có khả năng
tạo màng tốt, nhiệt độ nóng chảy 309-311
o
C, trọng lượng phân tử trung bình:
10.000-500.000 dalton tùy loại. Chính nhờ vào những đặc tính sinh học này mà
chitosan được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực y học, xử lý nước, công nghiệp
nhuộm, giấy, mỹ phẩm, thực phẩm… Ở nước ta, sản phẩm tôm đông lạnh chiếm
sản lượng lớn nhất trong các sản phẩm đông lạnh. Chính vì vậy, vỏ tôm phế liệu là
nguồn nguyên liệu tự nhiên rất dồi dào, rẻ tiền, có sẵn quanh năm, nên rất thuận
tiện. Quy trình sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu tôm, dựa trên nguyên tắc loại bỏ
muối canxi, protein và các tạp chất khác. Quy trình tóm lược như sau: Vỏ tôm xử lý
→ vỏ tôm sạch → loại khoáng và tách protein → chitin → deacetyl hóa →
chitosan[25].
Từ nguồn chitosan thu được này, tiếp tục nghiên cứu để tạo ra lớp vỏ màng
bọc chitosan bằng cách sử dụng các chất phụ gia khác nhau (nhưng có cùng bản

chất hóa học), thường là các chất hóa dẻo được sử dụng nhằm làm tăng tính dẻo dai
và đàn hồi của màng. Thí dụ như phụ gia: ethylen glycol (EG), polyethylen glycol
(PEG), glycerin
Cách tạo màng vỏ bọc như sau: Chitosan thu được từ vỏ tôm đem nghiền nhỏ
bằng máy để nhằm mục đích gia tăng bề mặt tiếp xúc. Pha dung dịch Chitosin 3%
trong dung dịch axit acetic 1,5%. Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG – EG 10% (tỷ lệ

8


1:1) và trộn đều để yên một lúc để loại bột khí. Sau đó đem dung dịch đã pha quét
đều lên một ống inox đã được nâng nhiệt 64- 65
o
C (ống inox được nâng nhiệt bằng
hơi nước nóng đun sôi). Để khô vỏ trong vòng 35 phút rồi tách vỏ. Lúc này ta được
vỏ bóng có mầu vàng, ngà, không mùi vị, đó là lớp màng vỏ bọc chitosan có những
tính năng mới ưu việt.
Tháng 6 năm 2002, dự án sản xuất thử chất Chitozan bắt đầu được thực hiện
tại trường Đại học Thủy sản Nha Trang. Quy trình sản xuất chất Chitozan của
trường Đại học Thủy sản khá đơn giản. Vỏ tôm, cua, ghẹ được đưa vào bể xử lý –
chúng là nguyên liệu để làm ra chất Chitin. Từ chất Chitin, qua xử lý, họ thu được
chất Chitosan rất có giá trị. Với việc đưa ra một quy trình sản xuất chất Chitosan có
chất lựơng từ vỏ tôm, cua, ghẹ, nước ta đã có thể chủ động có được sản phẩm này
mà không phải nhập khẩu như trước kia. Giá bán trên thị trường mỗi kilogram
Chitozan khoảng 400 ngàn đồng. Một số cơ sở nghiên cứu khoa học ở Thái Lan đã
đặt mua ở trường Đại học Thủy sản một số lượng không nhỏ chất Chitosan.
Ước tính, cứ 1kg tôm đưa vào chế biến đông lạnh, thải ra 0,4 kg vỏ. Với
lượng tôm đưa vào chế biến trên các nhà máy hiện nay, lượng vỏ rõ ràng là không
ít. Vỏ tôm, cua, ghẹ tưởng như bỏ đi lại tạo ra chất Chitozan có giá trị. Chỉ riêng
điều này cho thấy sự cần thiết phải phát triển công nghiệp chế biến chitin-

chitosan[25][26].
b. Sử dụng phế liệu tôm để tách chiết astaxanthin[7]
Astaxanthin là dẫn xuất của caroten. Trong vỏ giáp xác astaxanthin tham gia
vào trong thành phần của lipoprotein, astaxanthin tồn tại ở dạng liên kết với protein
và dễ bị tách ra dưới tác dụng của nhiệt. Hàm lượng astaxanthin trong vỏ tôm, cua
thay đổi đáng kể tùy theo loài (từ 10÷140 mg/kg trọng lượng ướt hay là khoảng
50÷700 mg/kg trọng lượng khô).
Trong vỏ của các loài giáp xác thủy sản, astaxanthin liên kết chặt chẽ với lớp
vỏ calcium carbonat-chitin, gây khó khăn cho việc chiết xuất astaxanthin. Nhiều
công trình nghiên cứu đã sử dụng acid hay hỗn hợp các acid, để loại bỏ calcium
carbonat (ở giai đoạn khử khoáng) trước khi chiết xuất astaxanthin bằng dung môi
thích hợp.

9


Fukuda và Kozo (1997) đã khử calcium carbonat trong vỏ tôm bằng HCl, rồi
trung hoà bằng NaOH trước khi chiết xuất astaxanthin bằng ethanol 80%.
Ở Việt Nam, Hoàng Thị Huệ An đã nghiên cứu chiết xuất astaxanthin từ vỏ
tôm, đạt hiệu suất thu hồi trung bình là 49% hàm lượng astaxanthin có trong PLT.
Trong vỏ tôm tươi, hàm lượng astaxanthin chiếm 59±3,4 mg astaxanthin/kg, còn
trong vỏ tôm khô thì hàm lượng này là 19,2±1,7 mg astaxanthin/kg. Từ kết quả này
cho thấy PLT trước khi sản xuất chitin-chitosan cần được chiết xuất astaxanthin để
cung cấp cho các ngành công nghiệp khác, nhằm nâng cao giá trị của phế liệu tôm.
Astaxanthin có màu đỏ, hòa tan trong các dung môi hữu cơ: ete, aceton,
cồn,… và dễ bị tách ra dưới tác dụng của nhiệt, oxy không khí.
Astaxanthin được dùng làm thức ăn tạo màu cho cá cảnh, làm tăng sắc tố cho
lòng đỏ trứng gà. Ngoài ra còn làm thức ăn của cá, tạo màu cần thiết cho một số sản
phẩm như cá ướp đông, cá khô, sản phẩm thủy phân, thịt cá hồi. Theo hướng này
đang được nghiên cứu[7].

c. Sử dụng phế liệu trong chăn nuôi
Do hàm lượng protein trong đầu tôm cao do đó nó được làm nguồn thức ăn
cho chăn nuôi. Hiện nay ở nước ta đa số sử dụng phế liệu tôm đông lạnh để sản xuất
thức ăn chăn nuôi. Bột tôm được chế biến tốt có chứa axit amin tương tự amin trong
đậu tương hay trong bột cá. Phế liệu tôm có chất lượng càng cao thì bột tôm có chất
lượng càng cao. Do vậy xử lý và chế biến phế liệu có ý nghĩa rất quan trọng trong
việc sản xuất bột tôm có chất lượng cao. Nếu công nghệ chế biến không phù hợp thì
nó cũng ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm do các chất béo và axit béo
thiết yếu sẽ bị ảnh hưởng.
Theo đặc điểm từng vùng mà nguồn nguyên liệu này được sử dụng khác
nhau. Ở Nha Trang nguồn phế liệu này được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, gia
cầm ở dạng tươi (phế liệu tôm tươi được nghiền nhỏ) và làm thức ăn cho tôm cá
dưới dạng bột đầu tôm, vỏ tôm nghiền khô (sản xuất tại công ty Long Thao, Long
Sinh,…). Theo hướng này chiếm trên 30% lượng phế liệu.

10


Có 2 phương pháp được áp dụng phổ biến trong sản xuất bột tôm là phương
pháp sấy khô và phương pháp ủ xilô.
+ Phương pháp sấy khô bằng nhiệt: Phương pháp có ưu điểm là đơn giản, có
thể chế biến nhanh lượng phế liệu tôm đông lạnh, tính kinh tế cao. Nhược điểm là
chất lượng kém, giá trị dinh dưỡng không cao.
+ Phương pháp ủ xilô: ở phương pháp này người ta sử dụng axit hữu cơ và
vô cơ trong việc ủ nhằm tăng tác động của enzyme khử trùng và hạn chế 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 và giá thành cao.
d. Sản phẩm súp và canh
Có thể sử dụng các mẫu thừa của tôm chất lượng cao sau khi chế biến làm
món canh và súp tôm. Đầu tôm được sử dụng làm nguyên liệu tạo mùi cho món súp

tôm đặc biệt. Tôm vụn được sử dụng làm món canh tôm.
e. Làm các sản phẩm định hình
Thịt tôm vụn hoặc không đạt tiêu chuẩn có thể được chế biến thành các sản
phẩm định hình. Sản phẩm này được định hình lại thành hình con tôm hay các hình
dạng trang trí như bánh tròn, viên, khoanh tôm. Bằng cách tạo ra các hình dạng
khác nhau, ướp tẩm gia vị hay bao bột, ta có thể làm ra rất nhiều sản phẩm tôm đẹp
mắt. Các sản phẩm định hình này được làm chín trong các thiết bị thông thường hay
lò vi sóng giống như các sản phẩm được chế biến từ tôm khác.
1.2. Tổng quan về chitin, chitosan và công nghệ sản xuất chitin, chitosan
1.2.1 Sự tồn tại của chitin, chitosan trong tự nhiên
Chitin và dẫn xuất của nó là Chitosan là những polysaccharide mạch thẳng,
chúng phổ biến trong tự nhiên chỉ sau cellulose, Chitin tồn tại ở cả động vật và thực
vật. Ở động vật thủy sản, Chitin tồn tại rất nhiều, đặc biệt là ở vỏ tôm, cua, ghẹ,…
Vì vậy, chúng là nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất Chitin-Chitosan.
Trong động vật: Chitin là thành phần cấu trúc quan trọng của vỏ bao của một
số động vật không xương sống như côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác, giun tròn,
Chitin được coi là chất tạo xương hữu cơ chính ở động vật không xương sống.

11


Trong thực vật: Chitin có trong vách tế bào của nấm và một số loài tảo
chlorophyceae. Chitin tồn tại trong tự nhiên ở dạng tinh thể. Nó có cấu trúc gồm
nhiều phân tử được nối với nhau bằng cầu nối hydro và tạo thành một hệ thống
dạng sợi ít nhiều có tổ chức. Trong tự nhiên rất ít gặp dạng tồn tại tự do của Chitin,
nó liên kết dưới dạng phức hợp Chitin-protein,Chitin với các hợp chất hữu cơ,…
khi tồn tại như thế Chitin có sự đề kháng đối với các chất thủy phân, hóa học và
enzyme. Do đó nó gây khó khăn cho việc tách chiết và tinh chế. Tùy thuộc vào đặc
tính của cơ thể và sự thay đổi từng giai đoạn sinh lý mà trong cùng một loài, người
ta có thể thấy sự thay đổi về hàm lượng cũng như chất lượng của Chitin.

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. Sự deacetyl bằng kiềm, Chitin tạo thành Chitosan và tan được trong dung
dịch acid acetic loãng.
1.2.2 Tính chất của chitin, chitosan
1.2.2.1 cấu trúc của chitin
a. Cấu tạo của chitin
Chitin là một polysaccharide nên có cấu trúc dạng chuỗi.
Trong đó : Chitin : R : -NH-COCH
3

CHITIN: Chitin là một polysaccharide mạch thẳng, nó có cấu trúc tuyến tính
gồm các đơn vị N-acetyl-glucosamine nối với nhau nhờ cầu β-1,4glucoside.
Công thức phân tử: (C
8
H
13
O
5
N)
n

Phân tử lượng : M = (203,19)
n

Trong đó n phụ thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu:
Đối với tôm hùm : n = 700÷800
Đối với cua : n = 500÷600
Đối với tôm thẻ: n = 400÷500

12


Công thức cấu tạo:





Hình.1.2. Cấu tạo của Chitin

b. Tính chất của chitin
Chitin có màu trắng, không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và
các dung môi hữu cơ khác như ete, rượu. Chitin hòa tan được trong dung dịch đậm
đặc, nóng của muối thyoxyanat liti (LiSCN) và muối thyoxyanat canxi (Ca(SCN)
2
)
tạo thành dung dịch keo.
Chitin ổn định với chất oxy hóa như KMnO
4
, nước javen, NaClO, …người ta
lợi dụng tính chất này để khử màu cho Chitin.
Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại ở bước sóng 884÷890 cm.
Chitin là một polysaccharide nguồn gốc tự nhiên, có hoạt tính sinh học cao,
có tính hòa hợp sinh học và tự phân hủy trên da. Chitin bị men lysozyme, một loại
men chỉ có ở cơ thể người, phân giải thành Hydroxy N-acetyl-D-glucosamine.
Chitin kết tinh ở dạng vô định hình, khó hòa tan trong dung dịch hydroxyl

(NH
3
), không hòa tan trong thuốc thử Schueizer-Sacrpamonia. Điều này có thể là do
sự thay đổi nhóm hydroxyl (-OH) tại vị trí C
2
bằng nhóm acetamic (NHCOCH
3
) đã
ngăn cản sự tạo thành các phức hợp cần thiết.
Chitin + nNaOH (đậm đặc) Chitosan + nCH
3
COONa

Khi nung nóng Chitin trong dung dịch NaOH đặc thì Chitin sẽ bị khử mất
gốc acetyl tạo thành Chitosan. Khi đun nóng Chitin trong acid HCl đặc thì Chitin sẽ
bị thủy phân tạo thành Glucosamine 85,5%, acid acetic 14,5%.


Đun

13


1.2.2.2 cấu trúc của chitosan
a. Cấu tạo của chitosan
CHITOSAN: Chitosan là một polysaccharide mạch thẳng, gồm các phân tử
D-1,4glucosamine. Khi xử lý kiềm đặc từ Chitin ta thu được Chitosan.
Công thức phân tử : (C
6
H

11
O
4
N)
n

Phân tử lượng: M= (161,07)
n

Công thức cấu tạo :






Hình 1.3 Cấu tạo của Chitosan.

b. Tính chất của chitosan
Đặc tính cơ bản của Chitosan: Chitisan có nguồn gốc thiên nhiên, không độc,
dùng an toàn cho người trong thức ăn, thực phẩm, dược phẩm, có tính hòa hợp sinh
học cao với cơ thể, có khả năng tự phân hủy sinh học, có nhiều tác dụng sinh học đa
dạng: có khả năng hút nước, giữ ẩm, kháng nấm, kháng khuẩn với nhiều chủng loại
khác nhau, kích thích tăng sinh tế bào ở người, động vật, thực vật, có khả năng nuôi
dưỡng tế bào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng.
Tính chất hóa học : Chitosan là chất rắn, xốp, nhẹ, màu trắng ngà, không
mùi, không vị, hòa tan dễ dàng trong dung dịch acid loãng. Loại Chitosan co khối
lượng trung bình thấp từ 100000÷400000 hay được dùng nhiều nhất trong y tế và
trong thực phẩm.
Tính chất sinh học: Chitosan có nhiều tác dụng sinh học đa dạng như : tính

kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loại khác nhau, kích thích sự phát
triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng té bào trong điều kiện nghèo
dinh dưỡng, tác dụng cầm máu, chống sưng u.

14


Ngoài ra, Chitosan còn có tác dụng làm giảm cholesterol và lipid máu, làm to
vi động mạch và hạ huyết áp, điều trị thận mãn tính, chống rối loạn nội tiết.
Với khả năng thúc đẩy hoạt động của các peptid- insulin, kích thích việc tiết ra
insulin ở tuyến tụy nên Chitosan được dùng để điều trị bệnh tiểu đường. Nhiều công
trình đã công bố khả năng kháng đột biến, kích thích làm tăng cường hệ thống miễn
dịch cơ thể, khôi phục bạch cầu, hạn chế sự phát triển của các tế bào u, ung thư,
HIV/AISD, chống tia tử ngoại, chống ngứa,… của Chitosan
1.2.3. Công nghệ sản xuất chitin, chitosan
Mặc dù chitin phân bố rộng rãi trong tự nhiên nhưng nó không được tìm thấy
ở dạng tinh khiết. Chitin ở trạng thái tự nhiên thì liên kết với protein, lipid, sắc tố và
canxi . Vì vậy, nó cần phải được làm sạch trước khi sử dụng cho bất kỳ mục đích
thương mại nào. Phương pháp dùng để phân tách và tinh sạch chitin phải đảm bảo
lấy đi khoáng và tận dụng được các hợp chất có giá trị khác. Do đó, nhiều phương
pháp đã được áp dụng cho việc thu hồi chitin. Hơn nữa, tính hữu ích của các nguồn
chitin khác nhau phụ thuộc vào sự sẵn có của nguyên liệu, phương pháp đơn giản,
hàm lượng chitin, và sự phù hợp để tận thu các sản phẩm có giá trị khác.
Hiện nay việc làm sạch chitin bao gồm hai bước chính:
- Khử khoáng: Loại bỏ khoáng bằng acid hoặc là một tác nhân tạo phức.
- Khử protein: Tách protein bằng kiềm hoặc một enzyme protease.
Hai bước này có thể đổi vị trí cho nhau phụ thuộc vào phương pháp thu hồi
protein, carotenoid và hơn nữa là ứng dụng chitin. Chitin sử dụng như một chất hấp
thụ hay hỗ trợ enzyme nên khử khoáng trước, bởi vì bước này lấy đi muối khoáng
và bảo vệ cấu trúc chitin đảm bảo sự deacetyl polysaccharid khi xử lý kiềm nhẹ để

khử protein. Tăng cường mức deacetyl gia tăng các nhóm amino tự do tham gia vào
quá trình hấp phụ và gắn kết protein. Tuy nhiên, để thu hồi protein thì nên thực hiện
bước khử protein trước. Khi đó, sản lượng protein và chất lượng là lớn nhất . Sau
quá trình khử khoáng và khử protein, sản phẩm được tẩy màu bằng acetone hoặc
hydrogen peroxide. Bước này là không cần thiết và phụ thuộc vào yêu cầu của sản
phẩm cuối cùng. Có hai phương pháp chính để sản xuất chitin: phương pháp hóa
học và phương pháp sinh học.

15


1.2.3.1 Phương pháp hóa học
Quá trình khử khoáng được thực hiện bằng việc sử dụng HCl hoặc acid hữu
cơ khác hoặc kết hợp cả hai ở nhiệt độ phòng với cơ chế như sau:
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
Ca3(PO4)2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2H3PO4
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình này là:
a. Nồng độ axít: Nồng độ axít quá thấp sẽ không khử được hết khoáng dẫn đến sản
phẩm còn nhiều tạp chất. Nồng độ quá cao sẽ gây đứt mạch chitin, giảm chất lượng
sản phẩm.
b. Tỉ lệ axít/nguyên liệu: Nếu quá nhỏ thì sẽ không khử hết khoáng, nếu quá lớn sẽ
ảnh hưởng xấu đối với mạch, tốn chi phí.
c. Nhiệt độ, thời gian xử lí: hai yếu tố này cũng rất quan trọng, ảnh hưởng đến chất
lượng sản phẩm. Nếu thời gian xử lí dài và nhiệt độ cao thì sản phẩm bị nát sẽ rất
khó xử lí sau này, đồng thời sẽ ảnh hưởng tới độ nhớt của sản phẩm sau này. Nếu
nhiệt độ thấp và thời gian xử lí ngắn thì khoáng sẽ không bị loại triệt để.
Thông thường khi tiến hành ở nhiệt độ cao thì thời gian phải ngắn nếu có
điều kiện ta có thể xử lý ở nhiệt độ thấp thời gian dài thì chất lượng sẽ tốt hơn.
1.2.3.2 Phương pháp sinh hoc:
Trong phương pháp sinh học chỉ khác tại công đoạn khử protein và deacetyl

không sử dụng hoá chất mà có thể sử dụng hệ vi khuẩn, nấm men hoặc các enzyme
để loại bỏ protein một cách triệt để. Việc deacetyl được thực hiện bởi enzyme
deacetylase. Sản phẩm chitosan thu được có chất lượng cao do không bị ảnh hưởng
nhiều bởi hoá chất [7] Việc sử dụng phương pháp sinh học cũng gặp phải rất nhiều
khó khăn như giá thành sản phẩm có thể sẽ cao tuỳ thuộc vào loại enzyme sử dụng,
việc loại bỏ hoàn toàn protein có thể đạt được bằng phương pháp hoá học nhưng
không thể đạt được bằng phương pháp sinh học [23]. Vì vậy, người ta có thể kết
hợp hai phương pháp này nhằm khắc phục những nhược điểm của từng phương
pháp. Hiện nay, một trong những khó khăn trong phương pháp hoá học để sản xuất
chitin là thể tích chất thải có chứa các chất ăn mòn, các chất lơ lửng khó xử lý quá

16


lớn. Những chất này là do trong công đoạn khử khoáng và khử protein sinh ra.
Chính vì vậy, cần thiết phải có các biện pháp xử lý trước khi thải ra môi trường và
điều này làm cho giá thành sản phẩm tăng lên. Quá trình sản xuất chitin bằng
phương pháp hoá học có thể gây nên sự thuỷ phân polymer (Simpson và cộng sự,
1994; Healy và cộng sự, 1994), biến đổi tính chất vật lý (Gagne và Simpson, 1993)
và gây ô nhiễm môi trường (Allan và cộng sự, 1978) [23]. Điều này là do không xác
định được bản chất hoạt động của hoá chất cũng như sự khác nhau về hàm lượng
chitin trong nguyên liệu. Ngược lại, trong phương pháp sinh học thì thể tích chất
không lớn, protein sau quá trình thủy phân bằng enzyme có thể được thu hồi làm
bột dinh dưỡng, thức ăn cho gia súc, gia cầm, các chất khác như lipid, các sắc tố
cũng được thu hồi. Hơn nữa sẽ hạn chế được việc xử lý môi trường. Vì vậy, muốn
sản phẩm chitin có được sự đồng nhất hơn về các đặc tính lý hoá thì chúng ta phải
áp dụng những phương pháp xử lý nhẹ hơn như việc sử dụng enzyme.
Legarraeta và cộng sự (1996) đã sử dụng enzyme protease và vi khuẩn có
khả năng tạo protease để tách protein nhằm thay thế cho phương pháp hoá học. Quá
trình này giúp tận dụng tối đa giá trị của nguồn phế liệu và hạn chế ảnh hưởng đến

môi trường. Hall & De Silva (1994) đã đề xuất một phương pháp khử khoáng đơn
giản bằng việc sử dụng lên men lactic như là một phương pháp bảo quản phế liệu.
Phương pháp này là dạng ủ chua ban đầu được phát triển cho bảo quản phế liệu tôm
pandan trước quá trình chế biến ở khí hậu nhiệt đới.
1.3. Ứng dụng của Chitin-Chitosan:[2][6][12]
1.3.1 Trong y học và mỹ phẩm
Dùng làm phụ gia trong kỹ nghệ bào chế dược phẩm:
Tá dược độn, tá dược dính, tá dược dẫn thuốc, màng bao phim, viên nang
mềm, nang cứng…làm chất mang sinh học để gắn thuốc, tạo ra thuốc polymer tác
dụng chậm kéo dài, làm hoạt chất chính để chữa bệnh như: Thuốc điều trị liền vết
thương, vết phỏng, vết mổ vô trùng, thuốc bổ dưỡng cơ thể: Hạ lipid và cholesterol
máu, thuốc chữa bệnh đau dạ dày, tiểu đường, xưng khớp, viêm khớp, viêm xương,
loãng xương, chống đông tụ máu, kháng nấm, kháng khuẩn, điều trị suy giảm miễn