nghiên cứu ứng dụng enzyme alcalase trong quy trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG






ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC









NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME
ALCALASE TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT
CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM

Giáo viên hướng dẫn: TS. TRANG SỸ TRUNG
Sinh viên thực hiện: ĐÀM XUÂN CƯƠNG
Lớp: 47 CNSH




NHA TRANG, 2009
Click to buy NOW!

P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a

c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

i


LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian thực hiện đề tài vừa qua, em đã nhận được sự hướng dẫn
tận tình và chu đáo của TS. Trang Sỹ Trung, đồng thời em cũng nhận được sự
giúp đỡ nhiệt tình và quý báu của các thầy, cô trong Viện CNSH & MT và các
thầy cô ở phòng thí nghiệm Hóa sinh, phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ
Sinh học, phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Lạnh, cùng bạn bè trong lớp
47CNSH. Mặt khác em cũng nhận được sự động viên của gia đình về mọi mặt,
đã giúp em hoàn thành đề tài.
Qua đây cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất về những sự
giúp đỡ quý báu này.

Sinh viên
Đàm Xuân Cường

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d

o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w

e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

ii

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
DANH MỤC VIẾT TẮT vii

MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I : TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
1.1. Tổng quan về chitin 3
1.1.1. Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên 3
1.1.2. Cấu trúc phân tử của chitin 3
1.1.3. Tính chất của chitin 4
1.2. Tổng quan về chitosan 5
1.2.1. Cấu trúc phân tử chitosan 5
1.2.2. Tính chất của chitosan 5
1.3. Ứng dụng của chitin – chitosan 6
1.3.1. Ứng dụng trong y học 6
1.3.2. Ứng dụng trong công nghiệp 7
1.3.3. Ứng dụng trong nông nghiệp 8
1.3.4. Ứng dụng trong công nghệ sinh học 9
1.3.5. Trong công nghiệp thực phẩm 9
1.4. Tổng quan về phế liệu Tôm 12
1.4.1. Phế liệu tôm đông lạnh trong quá trình chế biến 12
1.4.1.1. Thành phần phế liệu 12
1.4.1.2. Sản lượng phế liệu tôm đông lạnh 13
1.4.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của vỏ tôm 14
1.4.2.1. Cấu tạo vỏ tôm 14
1.4.2.2.Thành phần hóa học của vỏ tôm 15
1.4.3. Các hướng tận dụng phế liệu hiện nay 16
1.4.3.1. Sản xuất chitin – chitosan 16
1.4.3.2. Sản xuất thức ăn chăn nuôi 16
Click to buy NOW!
P
D
F
-

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m

iii

1.4.3.3. Sản xuất caroten – protein 16
1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitin – chitosan trên Thế giới và Việt Nam
17
1.5.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan trên thế giới 17
1.5.2. Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan trên thế giới 19
1.5.2.1. Quy trình thủy nhiệt Yamasaky và Nacamichi Nhật Bản (1996)
19
1.5.2.2. Quy trình sản xuất chitosan của pháp (1996) 20
1.5.3. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam 21
1.5.4. Một số quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Việt Nam 22
1.5.4.1. Quy trình của GVC Đỗ Minh Phụng – Đại học Thủy sản (1980)
22
1.5.4.2. Quy trình sản xuất chitin – chitosan ở Trung tâm cao phân tử
thuộc Viện Khoa học Việt Nam (1996) 23
1.5.4.3. Quy trình sản xuất chitin của xí nghiệp thủy đặc sản Hà Nội 24
1.5.4.4. Quy trình sản xuất chitosan từ vỏ tôm sú bằng phương pháp hóa
học với một công đoạn xử lý kiềm PGS, TS Trần Thị Luyến – Đại học
Thủy sản 25

1.5.4.6. Quy trình sản xuất chitin – chitosan của TS. Trang Sỹ Trung -
Đại Học Nha Trang 28
1.6. Giới thiệu về enzyme protease và quá trình thùy phân 29
1.6.1. Enzyme protease 29
1.6.2. Protein thủy phân 29
1.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân 31
CHƯƠNG II : VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 33
2.1. Vật liệu nghiên cứu 33
2.1.1. Nguyên liệu đầu tôm 33
2.1.2. Enzyme Protease 33
2.2. Phương pháp nghiên cứu 34
2.2.1. Phương pháp thu nhận mẫu 34
2.2.2. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân 34
2.2.3. Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân protein
đầu vỏ tôm bằng enzyme Alcalase 35
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h

a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

iv

2.2.3.1. Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase tới quá trình thủy
phân: 35
2.2.3.2. Xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân 35
2.2.3.3.Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 36
2.2.3. Quy trình sản xuất chitin – chitosan ứng dụng enzyme Alcalase 37
2.2.4. Các phương pháp kiểm tra chất lượng chitosan 38
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu 42
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43
3.1. Thành phần hóa học của phế liệu tôm thẻ 43
3.2. Ảnh hưởng của quá trình thủy phân đến hiệu quả khử protein và khử
khoáng 43
3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Alcalase/nguyên liệu đầu vỏ tôm (v/w)
đến hiệu khử protein 43
3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân 45
3.2.4. Xác định nhiệt độ thủy phân 47
3.3. Kết quả chất lượng chitosan được sản xuất từ enzyme Alcalase (phương
pháp sinh học) và NaOH (theo phương pháp hóa học truyền thống) 49
CHƯƠNG IV : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 53
4.1. Kết luận 53
4.2. Đề xuất ý kiến 53
TÀI LIỆU THAM KHẢO 54
PHỤ LỤC

Click to buy NOW!
P
D
F
-

X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c

o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m

v

DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng 13
Penaaus vannamei (TS. Trang Sỹ Trung) 13
Bảng 1.2. Chất lượng chitin – chitosan thu được theo phương pháp xử lý kiềm
một công đoạn 26
Bảng 1.3. Một số chỉ tiêu chất lượng của chitin – chitosan sản xuất theo quy trình
Papain 27
Bảng 2.2. Thông số máy đo độ nhớt 40
Bảng 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản 43
của phế liệu tôm thẻ chân trắng 43
Bảng 3.2. Trạng thái của mẫu thủy phân 45
Bảng 3.3. Đánh giá chất lượng của chitosan sản xuất theo phương pháp hóa học
và sinh học 52

Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

vi

DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin 4
Hình 1.2. Công thức cấu tạo của chitosan 5
Hình 1.3. Phế liệu đầu và vỏ tôm 15
Hình 2.1. Tối ưu hóa quá trình thủy phâm bằng enzyme Alcalase 34
Hình 2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến quá trình thủy phân 35
Hình 2.3. Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân protein 36
Hình 2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 36
Hình 2.5. Quy trình sản xuất chitosan ứng dụng enzyme Alcalase 37
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ E/S đến % protein khử được 44
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian đến % protein được khử 46
Hình 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến % protein được khử 47
Hình 3.4. Ảnh hưởng các yếu tố đến % protein được khử 49

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

vii


DANH MỤC VIẾT TẮT

NL: Nguyên liệu
PLT: Phế liệu tôm
E/S: tỷ lệ enzyme trên cơ chất
N
ts
: Nitơ tổng số
DH: Hoạt độ của enyme
TL: Tỷ lệ

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r

a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

1
MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết của đề tài
Xuất khẩu thủy sản của Việt Nam đã phát triển mạnh trong những năm
gần đây và trở thành ngành kinh tế quan trọng, tạo công ăn việc làm và tăng thu
nhập cho hàng triệu người dân ven biển và tạo nguồn thu ngoại tệ đáng kể cho
đất nước. 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 kim ngạch xuất khẩu thủy sản đạt gần 3,8 tỷ USD, tăng
12% so với năm 2006. Cùng với sự gia tăng khối lượng tôm xuất khẩu thì một
lượng lớn phế liệu của ngành chế biến tôm thải ra. Phế liệu này có thể chiếm tới
40 ÷ 60% trọng lượng của tôm nguyên liệu và nó có chứa các thành phần có giá
trị như protein, chitin, asthaxanthin. Theo ước tính thành phần của protein trong
đầu tôm thẻ chiếm khoảng 10% trọng lượng tươi và như thế cứ sản xuất 1 kg

Chitin thì sẽ thải hồi 2 kg protein. Ngoài ra, còn chứa đáng kể asthaxanthin (>
100 ppm). Lượng protein và asthaxanthin này rất có giá trị nếu được tận dụng
vào việc chế biến thức ăn gia súc.
Chitin và dẫn xuất của nó chitosan được ứng dụng rộng rãi không chỉ
trong công nghiệp thực phẩm mà còn trong công nghiệp dược, mỹ phẩm, xử lý
nước thải và trong nông nghiệp. Thông thường, quy trình sản xuất chitin –
chitosan từ phế liệu tôm bao gồm quá trình khử protein, khử khoáng và tẩy trắng.
Theo phương pháp truyền thống phế liệu tôm được khử protein bằng base
mạnh, dịch protein thu được sau quá trình thường thải bỏ do có nồng độ hóa chất
cao nên gây lãng phí rất lớn cho công nghệ sản xuất chitin – chitosan, đồng thời
cũng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Do đó, thu hồi một phần protein từ
phế liệu tôm bằng enzyme thủy phân là một việc làm hết sức cần thiết.
Xuất phát từ yêu cầu trên chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ứng
dụng enzyme Alcalase trong quy trình sản xuất Chitin từ phế liệu tôm”.
2. Mục đích của đề tài
Xác định các điều kiện thích hợp để khử protein từ phế liệu tôm thẻ chân
trắng (Penaeus vannamei) bằng enzyme Alcalase nhằm giảm thiểu hóa chất sử
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X

C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

m

2
dụng, giảm ô nhiễm môi trường, đồng thời đưa enzyme Alcalase vào quy trình
sản xuất chitin – chitosan.
3. Tính khoa học và thực tiễn của đề tài
Thành công của đề tài sẽ được áp dụng tại các cơ sở sản xuất chitin với
mục đích tận dụng nguồn protein từ đầu tôm, hạn chế sử dụng hóa chất nhằm
giảm ô nhiễm môi trường. Việc sản xuất chitosan có chất lượng cao và ứng dụng
vào các lĩnh vực đặc biệt đang là mối quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trong
và ngoài nước. Đề tài cũng là nguồn tài liệu hữu ích phục vụ cho công tác nghiên
cứu chuyên sâu về lĩnh vực này.
4. Nội dung của đề tài
Xác định thông số tối ưu cho quá trình thủy phân protein bằng enzyme
protease: tỷ lệ enzyme/nguyên liệu, pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân. Đồng
thời chúng tôi cũng đề xuất quy trình ứng dụng enzyme vào quá trình sản xuất
chitin từ phế liệu tôm.
So sánh chất lượng chitin – chitosan sản xuất từ quy trình ứng dụng enzyme với
quy trình hóa học truyền thống.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m

3
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về chitin
1.1.1. Sự tồn tại của chitin trong tự nhiên
Chitin là Polymer hữu cơ phổ biến trong tự nhiên sau cenllulose và chúng
được tạo ra trung bình 20g/năm/m
2
bề mặt trái đất. Trong tự nhiên chitin tồn tại ở
cả động vật và thực vật.
Trong giới động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của các
vỏ một số động vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và
giun tròn.
Trong giới thực vật chitin có ở thành tế bào của nấm Zygemycethers và
một số tảo Chlorophiceae.
Trong động vật Thủy sản đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực, hàm
lượng chitin khá cao từ 14 - 35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua,
ghẹ, mai mực là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin – chitosan và các sản
phẩm từ chúng.
1.1.2. Cấu trúc phân tử của chitin
Chitin là polysaccharite có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn.
Cấu trúc của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bởi các cầu nối
glucoside và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Chitin tồn tại rất hiếm ở
trạng thái tự do và hầu như luôn nối với nhau bởi các cầu nối đẳng trị (Coralente)
với các protein, CaCO
3

và các hợp chất hữu cơ khác
Qua nghiên cứu về sự thủy phân chitin bằng enzyme hay HCl đậm đặc thì
người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một Polymer được tạo thành từ các đơn vị
N-Acetyl-β-D-Glucosamin liên kết với nhau bởi liên kết β-1,4 glucoside.




Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w

.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i

e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

4




Hình 1.1. Công thức cấu tạo của chitin
 Công thức phân tử [C

8
H
13
O
5
N]
n

n: Thay đổi tùy thuộc từng loại nguyên liệu, chẳng hạn:
Ở tôm thẻ: n = 400 - 500
Ở tôm hùm: n = 700 - 800
Ở cua: n = 500 - 600
 Phân tử lượng: M
Chitin
= (203,09)
n

1.1.3. 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 rượu, ete …
Chitin hòa tan được trong dung dịch đậm đặc nóng của muối
ThioxianatLiti (LiSCN) và muối Thioxianat Calci Ca(SCN)
2
tạo thành dung dịch
keo.
Chitin ổn định với các chất oxy hóa khử như: KMnO
4
, NaClO, H
2
O

2
,
Ca(ClO)
2
… lợi dụng tính chất này người ta sử dụng các chất oxy hóa trên để khử
màu cho chitin.
Chitin khó hòa tan trong thuốc thử Schweizei Sapranora. Điều này có thể
do nhóm acetamit (-NHCOCH
3
) ngăn cản sự tạo thành các phức chất cần thiết.
Khi đun nóng trong dung dịch HCl đậm đặc thì chitin sẽ bị phân hủy hoàn
toàn thành 88,5% D-Glucosamin và 11,5% acid acetic, quá trình thủy phân bắt
đầu xảy ra ở mối nối Glucoside, sau đó là sự loại bỏ nhóm acetyl (-CO-CH
3
).
(C
32
H
54
N
4
O
21
)
x
+2(H
2
O) = (C
28
H

50
N
4
O
19
)
x
+ 2(CH
3
-COOH)
x

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e

r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

5
Khi đun nóng chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì chitin sẽ bị mất
gốc acetyl tạo thành chitosan.

Đun nóng
Chitin + nNaOH (đậm đặc) Chitosan + nCH
3
COONa
Chitin có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại ở bước sóng:  = 884÷ 890 nm.
1.2. Tổng quan về chitosan
Chitosan là một Polymer hữu cơ được tạo thành từ chitin khi deacetyl hóa
chitin bằng kiềm đặc.
1.2.1. Cấu trúc phân tử chitosan
Chitosan là một Polymer hữu cơ có cấu trúc tuyến tính từ các đơn vị β-D-
Glucosamin liên kết với nhau bằng liên kết β-1-4 glucoside.







Hình 1.2. Công thức cấu tạo của chitosan
Công thức phân tử [C
6
H
11
O
4
N]
n

Phân tử lượng: M
Chitosan

= (161,07)
n

1.2.2. Tính chất của chitosan
Chitosan ở dạng bột có màu trắng ngà, còn ở dạng vẩy có màu trắng hay
hơi vàng. Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước và kiềm nhưng hòa
tan trong acid acetic loãng tạo thành dung dịch keo dương, nhớt và trong suốt,
nhờ đó mà keo chitosan không bị kết tủa khi có mặt của một số ion kim loại nặng
như Pb, Hg …
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V

i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

6
Chitosan phản ứng với acid đậm đặc, tạo thành muối khó tan, tác dụng với
Iod trong môi trường H
2
SO
4

phản ứng cho màu tím, phản ứng này có thể dùng để
phân tích định tính chitosan.
Loại chitosan có trọng lượng phân tử trung bình (M) từ 200.000 đến
400.000 hay được dùng nhiều nhất trong y tế và thực phẩm.
Trong tạp chí Khoa học và Công nghệ Thuỷ sản (2003) quy định:
Chitin cần chứa một lượng tro tối thiểu < 2% và độ ẩm < 10%.
Chitosan phải có hàm lượng tro tối thiểu < 1% và hàm lượng các chất
không tan là < 0,5%. Chitosan có thể hòa tan trong acid acetic loãng 1% và được
phân thành 3 loại theo độ nhớt là:
 Độ nhớt thấp từ 200 đến 800 Centipoaz.
 Độ nhớt trung bình 800 đến 2000 Centipoaz.
 Độ nhớt cao từ 2000 trở lên.
Đối với Chitosan sử dụng trong y học theo dược điển Việt Nam phải có
giới hạn:
 Giới hạn Calci < 0,03%
 Giới hạn protein: Phản ứng Biure âm tính.
 Hàm lượng tro toàn phần < 1%.
1.3. Ứng dụng của chitin – chitosan
1.3.1. Ứng dụng trong y học
 Tạo chỉ khâu phẫu thuật, tự hủy
Trường Ðại học Delaware Mỹ đã chế tạo thành công chỉ phẫu thuật tự hủy
từ chitosan, nhờ phát hiện ra một dung môi đặc biệt có khả năng hòa tan chitosan
ở nhiệt độ thường mà không làm phá hủy cấu trúc polymer.
Chống sự phát triển khối u
Theo một số nhà khoa học thì chitosan có khả năng khống chế sự gia tăng
của tế bào ung thư. Qua thí ngiệm thực hiện trên 60 bệnh nhân tuổi từ 35 – 76
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

7
của nhóm các bác sĩ Bệnh viện K Hà Nội vào năm 2003 đã chứng minh, chitosan
có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh ung thư.
 Sản xuất băng chống bỏng, da nhân tạo, chống viêm
Da nhân tạo có nguồn gốc từ chitin được gọi là Beschitin. w, nó giống như
một tấm vải và được bọc ốp lên vết thương, chỉ một lần đến khi khỏi hẳn. Tấm
Beschitin bị phân hủy sinh học từ từ cho đến khi hình thành lớp biểu bì mới. Nó
có tác dụng giảm đau, giúp các vết sẹo, vết bỏng phục hồi biểu bì nhanh chóng
và chống nhiễm trùng.
Thuốc kem Pokysan là một trong những công trình nghiên cứu, ứng dụng
vật liệu chitin – chitosan từ dư phẩm của ngành chế biến thủy, hải sản (vỏ tôm,
cua, mai mực) của tập thể cán bộ khoa học nữ Phòng, Polymer dược phẩm (Viện
Hóa học-Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam). Thuốc kem Pokysan có tác
dụng kháng khuẩn, kháng nấm, đặc biệt là chủng nấm Candila albicans, không
gây dị ứng và tác dụng phụ, có khả năng cầm máu, chống sưng u, kích thích tái
tạo biểu mô và tế bào da để làm mau liền các vết thương, vết bỏng, chóng lên da
non và giảm bớt đau đớn cho người bệnh.
 Ngăn ngừa bệnh tim
Một số chuyên gia ở Trung tâm Huyết học thuộc Viện Hàn lâm Y học Nga

cũng đã phát hiện, chitosan có thể ngăn chặn sự phát triển của chứng nhồi máu
cơ tim và bệnh đột quỵ.
 Sản xuất thuốc chữa bệnh khớp, bệnh béo phì
Điển hình trên thị trường dược hiện nay là loại thuốc chữa khớp làm từ vỏ
tôm có tên Glucosamin đang được thịnh thành trên toàn thế giới. So với sản
phẩm cùng loại thì Glucosamin có ưu thế hơn, do sản xuất từ nguồn vỏ tôm tự
nhiên nên sản phẩm ít gây phản ứng, không độc hại và không bị rối loạn tiêu hoá
cho người bệnh.
1.3.2. Ứng dụng trong công nghiệp
 Sản xuất mỹ phẩm
Chitosan được sử dụng để sản xuất kem chống khô da do tính chất của
chitosan là có thể cố định dễ dàng trên biểu bì của da nhờ các nhóm -NH4
+
. Các
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e

w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a

n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

8

nhóm này liên kết với các tế bào sừng hóa của da, nhờ vậy mà các nhà khoa học
đã nghiên cứu sử dụng chitosan làm các loại kem dưỡng da chống nắng bằng
cách ngăn các chất lọc tia cực tím với các nhóm -NH4
+
.
Hiện nay, các hãng mỹ phẩm trên thế giới đã ứng dụng thành phần
chitosan vào hàng loạt các sản phẩm của mình. Chúng ta có thể tìm thấy chất này
trong các sản phẩm kem đánh răng, kem chống nắng, phấn mắt, nước súc miệng,
kẹo chewing – gum Riêng hãng mỹ phẩm Wella đã dùng chitin – chitosan
trong ít nhất 15 sản phẩm bảo vệ tóc, hãng Shiseido, thương hiệu nổi tiếng có
mặt nhiều năm tại thị trường Việt Nam cũng đã dùng chất này trong 13 sản phẩm
mỹ phẩm của hãng.
 Xử lý nước thải
Nhờ khả năng là đông tụ các thể rắn lơ lửng giàu protein, và nhờ khả năng
kết dính tốt các ion kim loại như: Pb, Hg… do đó chitosan được sử dụng để tẩy
lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy chế biến thực phẩm.
Tại Nhật Bản, năm 1975, chitosan đã được đưa vào làm chất xúc tác để xử
lý nước thải. Công nghệ xử lý nước thải bằng các vật liệu có sử dụng chitosan
cũng đang được một số nhà khoa học Trường Ðại học Nha Trang nghiên cứu và
bước đầu đã có kết quả khả quan.
1.3.3. Ứng dụng trong nông nghiệp
Trong nông nghiệp Olygoglucosamin ảnh hưởng đến sinh trưởng của rau
cải, đậu cô ve và các rau khác, có tác dụng làm tăng năng suất, tăng khả năng
kháng bệnh, hạn chế việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật, góp phần bảo vệ môi
trường và thực hiện chương trình rau sạch, rau an toàn.
Chế phẩm Oligoglucosamin có ảnh hưởng tích cực tới sinh trưởng và năng
suất của ngô. Với nồng độ phun thích hợp là 40 ppm, số lần phun là 3 lần/vụ, liều
lượng phun là 300 l/ha, năng suất sau khi sử dụng tăng 20% so với đối chứng
(Theo nghiên cứu của Đại học Nông nghiệp I Hà Nội).
Chitosan được sử dụng để bọc nang các hạt giống nhằm ngăn ngừa sự tấn

công của nấm trong đất, đồng thời nó còn có tác dụng cố định thuốc trừ sâu, phân
bón, tăng cường khả năng nẩy mầm của hạt. Hiện nay chế phẩm
Olygoglucosamin và Olygochitin đang được nghiên cứu tại Đại học Nha Trang.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u

-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

9
Qua nghiên cứu ảnh hưởng của chitosan và các nguyên tố vi lượng lên các
chỉ tiêu sinh lý, sinh hóa của lúa mạ, ở nhiệt độ thấp thì kết quả nghiên cứu cho
thấy chitosan vi lượng làm tăng hàm lượng diệp lục và hàm lượng nitơ tổng số,
đồng thời các Enzyme như amylase, catalase hay peoxidase cũng tăng lên. Ngoài
ra trong nông nghiệp cũng sử dụng chitosan để bảo quản thực phẩm, trái cây, do
dịch keo chitosan (keo dương) có tác dụng chống mốc, chống sự phá hủy của một
số nấm men, vi sinh vật gram âm trên các loại hoa quả.
Ngày nay, chitosan còn được sử dụng làm nguyên liệu bổ sung vào thức
ăn cho tôm, cua, cá để kích thích sinh trưởng.
Chimexla một sản phẩm sản xuất từ chitosan được sản xuất bởi tập thể cán
bộ khoa học nữ Phòng Polymer dược phẩm (Viện Hóa học – Viện Khoa học và

Công nghệ Việt Nam) được dùng trong nông nghiệp, không độc hại, an toàn cho
người nông dân và môi trường xung quanh, kích thích cây phát triển, nhanh ra rễ,
hoa, lá, tạo nhiều diệp lục tố, chống bệnh đạo ôn, khô vằn cho lúa.
1.3.4. Ứng dụng trong công nghệ sinh học
Làm chất mang (Carrier) để cố định enzyme và cố định tế bào. Trong
công nghệ sản xuất rượu, làm sạch nước, sản xuất đường nghịch đảo mang lại
hiệu quả kinh tế cao. Trường Đại học Nha Trang đã nghiên cứu phối trộn
chitosan và Alginat để làm chất mang cố định tế bào Saccaromyces cerevisiae để
lên men rượu từ Glucose. Kết quả đã làm tăng độ bền của các hạt gel icrocapsule
và tăng chu kỳ lên men.
Hiện nay trên thế giới đã thành công trong việc sử dụng chitosan làm chất
mang để cố định enzyme và tế bào. Enzyme cố định đã cho phép mở ra việc sử
dụng rộng rãi enzyme trong công nghiệp, y học và khoa học phân tích. Enzyme
cố định được sử dụng lâu dài, không cần thay đổi chất xúc tác. Nhất là trong
công nghệ làm sạch nước, làm trong nước quả, sử dụng enzyme cố định rất thuận
lợi và đạt hiệu quả cao. Chitosan thỏa mãn yêu cầu đối với một chất mang có
phân tử lượng lớn.
1.3.5. Trong công nghiệp thực phẩm
PGS, TS. Trần Thị Luyến cũng nghiên cứu vật liệu chitosan từ rất sớm.
Các nghiên cứu về chitosan của cô được các doanh nghiệp áp dụng rộng rãi và
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n

g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m

10
đã xuất khẩu chitosan, cùng các sản phẩm từ vật liệu này. Trong đó nổi bật nhất
là sản phẩm màng mỏng chitosan dùng để bao gói thực phẩm. Ngoài chitosan,
PGS, TS. Trần Thị Luyến đã nghiên cứu chế biến thành công Surimi (cũng được
chiết suất từ vỏ tôm, cua) để làm hương vị (cho gia vị như bột tôm, cua ). Sản
phẩm này đã được chào bán ở Hàn Quốc… Vật liệu chitosan còn được chế tạo
thành thực phẩm bổ dưỡng, có tác dụng hạ huyết áp, giảm cholesterol và lipid
trong máu, chống béo phì, phòng chống u và ung thư, đặc biệt là tăng cường
miễn dịch cho cơ thể, có thể dùng cho các bệnh nhân bị nhiễm HIV/AIDS bị suy
giảm hệ miễn dịch.
Bùi Văn Miên và Nguyễn Anh Trinh, khoa CNTP của Trường Đại học
Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh đã nghiên cứu tạo ra một lớp màng vỏ bọc chitosan,
đây được xem như là một loại bao bì có tính năng bảo vệ và có thể sử dụng như
thực phẩm mà không hề ảnh hưởng đến môi trường chung quanh. Đặc biệt sản
phẩm có thể sử dụng để bọc các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm, dễ hư hỏng
như cá, thịt
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
chitosan 3% trong dung dịch acid acetic 1,5%. Sau đó bổ sung chất phụ gia PEG
– EG 10% (tỷ lệ 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
0
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 màu vàng, ngà, không mùi vị, đó là

lớp màng vỏ bọc chitosan có những tính năng mới ưu việt.
Từ trước đến nay, việc bảo quản các loại thực phẩm tươi sống giàu đạm,
dễ hư hỏng như thịt, cá trong điều kiện khí hậu nóng ẩm của nước ta là một
trong những vấn đề đã và đang được các nhà sản xuất, chế biến và các nhà khoa
học quan tâm, nên sau khi vỏ bọc chitosan từ vỏ tôm được hoàn thành, các nhà
nghiên cứu đã nghĩ ngay đến việc dùng màng bọc chitosan từ vỏ tôm này để làm
vỏ bọc xúc xích.
Do vậy những vỏ bọc đầu tiên ra đời được chế tạo để nhốt xúc xích,
những sản phẩm đầu tiên có chiều dài 460 mm, đường kính 25 mm. Các vỏ bọc
này khi cho hỗn hợp nguyên liệu xúc xích vào thì dùng máy nhồi quay tay. Khi
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w

w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

11
nhồi hỗn hợp nguyên liệu vào vỏ bọc xong thì buộc lại ở hai đầu. Do trong thành
phần có những chất phụ gia nên lớp chitosan này đã kết dính các mao mạch của
vỏ tôm lại với nhau, với áp lực của máy nhồi tay, vỏ bọc không bị nứt, mà tiếp
tục bám sát vào nguyên liệu bên trong tạo thành những hình xúc xích xinh xắn.

Trong công nghệ thực phẩm, vật liệu chitosan được dùng để bảo quản
đóng gói thức ăn, để bảo quản hoa quả tươi vì nó tạo màng sinh học không độc.
Người ta đã tạo màng chitosan trên quả tươi để bảo quản quả đào, quả lê, dưa
chuột, ớt chuông, dâu tây, cà chua, quả vải, xoài, nho Vỏ bọc thực phẩm bằng
màng chitosan đã được phép sử dụng ở Canada và Mỹ từ lâu.
Chitosan là một Polymer dùng an toàn cho người, lại có hoạt tính sinh học
đa dạng, chitosan đã được đưa vào thành phần trong thức ăn: Sữa chua, bánh kẹo,
nước ngọt… Nhật bản đã có những sản phẩm ăn kiêng có chứa chitosan để làm
giảm cholesterol và lipid trong máu, giảm cân nặng, chống béo phì, dùng để
tránh nguy cơ mắc bệnh tim mạch, tiểu đường (bánh mỳ, khoai tây chiên, dấm,
nước chấm ) đã có bán rộng rãi trên thị trường.
Cơ quan bảo vệ môi trường của Mỹ (USEPA) đã cho phép chitosan không
những được dùng làm thành phần thức ăn, mà còn dùng cả trong việc tinh chế
nước uống. Năm 1983, Bộ thuốc và thực phẩm (USFDA) đã chấp nhận chitosan
được dùng làm chất phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm. Nhiều cuộc hội nghị
quốc tế về chitosan đã khẳng định tác dụng điều trị và tính an toàn của chitosan.
Chitosan đã được tổ chức y tế thế giới đánh giá cao, gọi là “ yếu tố thứ sáu
của sự sống con người ” và đã chính thức được Tổ chức Y tế Thế giới cho phép
dùng trong y học và thực phẩm. Nhiều tác giả đã gọi chitosan là vật liệu của thế
kỷ 21. Chitosan sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh,
làm đông thực phẩm.
Chitin có tính tẩy màu mà không hấp thụ mùi và các thành phần khác, nên
nó được ứng dụng vào việc khử màu thức uống (đồ uống nước trái cây). Nghiên
cứu của một nhóm sinh viên trường HCM cho thấy bảo quản bưởi bằng màng
chitosan trong vòng 3 tháng, bưởi vẫn tươi, không bị úng vỏ.


Click to buy NOW!
P
D

F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k

.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

12
Ðặc tính diệt khuẩn của chitin được thể hiện trên các mặt sau đây:
Khi tiếp xúc với thực phẩm, chitosan sẽ:
 Lấy đi từ các vi sinh vật này các ion quan trọng, như ion Cu
2+
. Như vậy
vi sinh vật sẽ bị chết do sự mất cân bằng liên quan đến các ion quan trọng
(Muzzarelli, 1977).
 Ngăn chặn, phá hoại chức năng màng tế bào.
 Gây ra sự rò rỉ các phần tử bên trong tế bào.
 Gây ra sự tổ hợp của polyelectrolyte với Polymer mang tính chất acid
trên bề mặt tế bào vi khuẩn.
Như vậy việc dùng chất chitosan bao bọc quanh bề mặt thực phẩm có thể
kéo dài thời gian bảo quản, giảm sự hư hỏng do khả năng kháng nấm, kháng
khuẩn của nó.
1.4. Tổng quan về phế liệu Tôm
1.4.1. Phế liệu tôm đông lạnh trong quá trình chế biến
1.4.1.1. Thành phần phế liệu

Phế liệu tôm chủ yếu là đầu và các mảnh vỏ, ngoài ra còn phải kể đến
phần thịt vụn, một số tôm bị hỏng. Tuỳ theo giống loài, phương pháp gia công
chế biến mà lượng phế liệu có thể lên đến 60% sản lượng khai thác được. Ví dụ
tôm càng xanh, phần đầu tôm chiếm khoảng 60% khối lượng toàn bộ, với tôm sú
thì đầu chiếm khoảng 40% so với khối lượng toàn bộ. Đối với sản phẩm tôm bóc
nõn và rút ruột mất mát theo vỏ và đuôi khoảng 25%. Theo Tạp chí Khoa học và
Công nghệ Thuỷ sản (số 2 năm 2005) thì trong công nghiệp chế biến thuỷ sản,
các dạng chính của tôm đông lạnh như sau:
 Tôm tươi còn vỏ, đầu (nguyên con) cấp đông IQF hoặc Block.
 Tôm vỏ bỏ đầu cấp đông IQF hoặc Block.
 Tôm bóc vỏ, bỏ chỉ lưng cấp đông IQF.
 Tôm bóc vỏ, còn đốt đuôi cấp đông IQF.
 Tôm dạng sản phẩm định hình, làm chín.
 Tôm bóc vỏ, đóng hộp.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e

w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a

n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

13

Qua đó phần lớn tôm được đưa vào chế biến dạng bóc vỏ bỏ đầu. Và như
vậy, phế liệu chính là đầu tôm và vỏ tôm. Phần đầu thường chiếm khoảng 35 –
45% trọng lượng của tôm nguyên liệu, phần vỏ chiếm từ 10 – 15%. Tỷ lệ này
phụ thuộc vào giống loài, giai đoạn sinh trưởng, mùa vụ, phương pháp gia công
chế biến…Theo TS. Trang Sỹ Trung trường Đại học Nha Trang ta sẽ có bảng số
liệu sau:
Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng
Penaaus vannamei (TS. Trang Sỹ Trung)
STT Thành phần Hàm lượng
1 Độ ẩm (%) 77,5 ± 1,2
2 Hàm lượng tro tổng số (%) 24,6 ± 0,8
3 hàm lượng chitin (%) 18,3 ± 0,9
4 Hàm lượng protein (%) 47,4 ± 1,8
5 Hàm lượng Lipid (%) 4,7 ±0,3
6 Hàm lượng Astaxanthin(ppm) 130 ±13,9

Thành phần chiếm tỷ lệ đáng kể trong phế liệu vỏ, đầu tôm là protein,
chitin, Calci carbonate, sắc tố. Tỷ lệ giữa các thành phần này là không ổn định,
chúng thay đổi theo giống, loài, đặc điểm sinh thái, sinh lý, mùa vụ…
1.4.1.2. Sản lượng phế liệu tôm đông lạnh
Tôm là nguồn Thuỷ sản dồi dào và có giá trị kinh tế cao nhưng việc khai
thác, đánh bắt phụ thuộc rất lớn vào điều kiện tự nhiên và mang tính mùa vụ vì
vậy ngoài đánh bắt tự nhiên người ta còn đẩy mạnh theo hướng nuôi trồng đảm
bảo cung cấp nguyên liệu một cách thường xuyên cho các nhà máy chế biến
Thủy sản xuất khẩu. Giáp xác là nguồn nguyên liệu Thủy sản dồi dào chiếm từ
30 – 35% tổng sản lượng nguyên liệu ở Việt Nam. Trong công nghiệp chế biến
Thuỷ sản xuất khẩu, tỷ lệ cơ cấu các mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 –
80% công suất chế biến. Hàng năm các nhà máy chế biến đã thải bỏ một lượng
phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70.000 tấn. Riêng ở tỉnh Khánh Hòa lượng phế
liệu này vào khoảng 2257 tấn/năm. Theo số liệu thống kê năm 1999 phế liệu giáp

xác trên toàn Thế giới khoảng 5,11 triệu tấn/năm. Ở địa bản tỉnh Khánh Hòa
trong những năm gần đây mặt hàng tôm đông lạnh được đẩy mạnh nhất là ở các
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-

t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w

w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

14
xí nghiệp chế biến Thủy sản như: Xí nghiệp Đông lạnh Nam Trung Bộ, Xí
nghiệp Đông lạnh Việt Long, Xí nghiệp Đông lạnh Việt Thắng, Xí nghiệp Đông
lạnh Nha Trang.
Việc tiêu thụ một số lượng lớn tôm nguyên liệu của các nhà máy chế biến
Thủy sản đã thải ra một lượng lớn phế liệu trong đó phế liệu vỏ, đầu tôm là chủ
yếu. Các loại phế liệu này nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi
trường và nếu đem xử lý chất thải thì chi phí sẽ rất lớn.
Ngày nay đã có rất nhiều hướng nghiên cứu sử dụng phế liệu tôm để sản
xuất các chế phẩm có giá trị trong đó quan trọng nhất là việc sản xuất chitin –
chitosan từ vỏ giáp xác.
1.4.2. Cấu tạo và thành phần hóa học của vỏ tôm
1.4.2.1. Cấu tạo 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 Calci và
các hợp 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 biểu bì (epicuticle): Những nghiên cứu cho thấy lớp màng nhanh
chóng bị biến đỏ bởi Fucxin, có điểm pH = 5,1 không chứa chitin. Nó khác với
các lớp vỏ còn lại, bắt màu với Anilin xanh. Lớp epicuticle có lipid vì thế nó cản
trở tác động của acid ở nhiệt độ thường trong công đoạn khử khoáng bằng acid
hơn là các lớp bên trong. Màu của lớp này thường vàng rất nhạt có chứa
Polyphenoloxidase và bị hóa cứng bởi Puinone-tanin. Lớp epicuticle liên kết với
một số màng mỏng bên ngoài cản trở hòa tan ngay cả trong môi trường acid đậm
đặc do nó có chứa các mắt xích paratin mạch thẳng.
Lớp màu
Lớp màu: Tính chất của lớp này do sự có mặt 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 Calci thẩm thấu vào.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g

e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F

-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.

c
o
m

15
 Lớp Calci
Lớp calci hóa: Lớp này chiếm phần lớn vỏ, thường có màu xanh trải đều
khắp, chitin ở trạng thái tạo phức với Calci.
 Lớp không bị Calci hóa
Lớp không bị calci hóa: Vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo thành bởi
một phần tương đối nhỏ so với tổng chiều dày bao gồm các phức chitin – protein
bền vững không có Calci và Quinone.










Hình 1.3. Phế liệu đầu và vỏ tôm
1.4.2.2.Thành phần hóa học 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, Calci Carbonate, với lipid tạo lipoprotein, với sắc tố tạo protein-
arotenoit… như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tôm.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c

u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r

w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

16
 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.
 Calci: Trong vỏ, đầu tôm và 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…
1.4.3. Các hướng tận dụng phế liệu hiện nay
1.4.3.1. Sản xuất chitin – chitosan
Do chitin – chitosan là những thành phần có giá trị mới được phát hiện và
sản xuất trong mấy năm gần đây, mặt khác chitin – chitosan đang được ứng dụng
nhiều trong nhiều lĩnh vực của cuộc sống. Vì vậy phần lớn phế liệu tôm được bán
cho các xí nghiệp, cơ sở sản xuất chitin – chitosan với giá thành tương đối cao
khoảng 1500 – 2000 đ/kg vỏ tôm khô.
1.4.3.2. Sản xuất thức ăn chăn nuôi
Phế liệu tôm được các nhà máy sản xuất thức ăn chăn nuôi thu mua sản
xuất thức ăn chăn nuôi bằng các phương pháp như: Sấy khô bằng nhiệt, lên men
lactic.
1.4.3.3. Sản xuất caroten – protein
Sắc tố Astaxanthin tuy có hàm lượng ít nhưng rất có giá trị và được ứng
dụng nhiều trong đời sống và khoa học do đó nó được bán với giá tương đối cao
(200 USD/kg), vì thế ngày nay có rất nhiều nhà khoa học nghiên cứu sản xuất và
các ứng dụng. Có hai phương pháp chiết rút là phương pháp hóa học (dùng dung

Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r

a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.

d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m

17
môi để chiết), và phương pháp sinh học (sử dụng nguồn enzyme Trypsin để chiết
rút Astaxanthin-protein). Đây là một hướng rất khả thi trong công đoạn tận dụng
phế thải từ các công đoạn sản xuất chitin – chitosan theo phương pháp hóa học và
sinh học đã và đang được nghiên cứu.
1.5. Tình hình nghiên cứu, sản xuất chitin – chitosan trên Thế giới và Việt Nam
1.5.1. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin – chitosan trên thế giới
Từ những năm 30 của thế kỷ này việc nghiên cứu về dạng tồn tại, cấu trúc
và tính chất hóa lý và ứng dụng của chitin – chitosan đã được công bố, cho đến
nay chitin – chitosan được đưa vào ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong
đó lĩnh vực sinh học và đạt hiệu quả cao.
Năm 1971, Allan và cộng sự đã dụng chitosan để kết tủa Agaropectin
trong agar – agar và chiết Agarose. Somchai đã báo cáo kết quả dùng chitosan để
làm giảm phần tử tích điện âm trong Agaropectin và có thể nhận được agar tinh
khiết hoặc Agarose.

Năm 1972, hãng Kyowa Oid ansd Fat của Nhật lần đầu tiên được đưa vào
sản xuất công nghiệp chitin.
Năm 1977, Viện kỹ thuật Masachusetts (Mỹ), khi tiến hành xác định giá
trị của chitin và protein trong vỏ tôm, cua, đã cho thấy việc thu hồi các chất này
rất có lợi nếu sử dụng trong công nghiệp, phần chitin thu được dùng để sản xuất
ra các dẫn xuất khác.
Năm 1990, sản lượng chitosan trên thế giới vào khoảng 1200 tấn. Hiện
nay, đi đầu trong lĩnh vực sản xuất và ứng dụng chitin – chitosan là Nhật đã sản
suất 600 tấn trên năm, Mỹ 400 tấn/năm. Ngoài ra còn có các nước như Trung
Quốc, Ấn Độ, Pháp cũng sản xuất và ứng dụng chitin – chitosan.
Nghiên cứu công nghệ sản suất chitin – chitosan phải gắn liền với đặc tính
sinh học, hóa học, tính chất lý hóa và ứng dụng trong các lĩnh vực mới có thể giải
quyết liên hoàn từ khâu sản xuất đến khâu tiêu thụ nhằm đem lại hiệu quả kinh tế
kỹ thuật. Nhiều nước như Nhật, Mỹ, Anh, Hội chitin thuộc cộng đồng Châu Âu
(ECCHIS)…đã và đang nghiên cứu một cách có hệ thống và đề cập nhiều nội
dung khoa học trong đó có việc ứng dụng chitosan như một chất hấp thụ trao đổi
Ion để tinh chế nước giải khát.
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X
C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o
m
Click to buy NOW!
P
D
F
-
X

C
h
a
n
g
e

V
i
e
w
e
r
w
w
w
.
d
o
c
u
-
t
r
a
c
k
.
c
o

m