Nghiên cứu bổ sung chitosan và sorbitol vào hỗn hợp caroten protein để hạn chế sự hư hỏng astaxanthin trong quá trình sấy

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----o0o----

LÊ THỊ THU THỦY

NGHIÊN CỨU BỔ SUNG CHITOSAN VÀ SORBITOL
VÀO HỖN HỢP CAROTEN-PROTEIN ĐỂ HẠN CHẾ SỰ
HƯ HỎNG ASTAXANTHIN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN

Nha Trang, tháng 06 năm 2015


BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
----o0o----

LÊ THỊ THU THỦY

NGHIÊN CỨU BỔ SUNG CHITOSAN VÀ SORBITOL
VÀO HỖN HỢP CAROTEN-PROTEIN ĐỂ HẠN CHẾ SỰ
HƯ HỎNG ASTAXANTHIN TRONG QUÁ TRÌNH SẤY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN

GVHD: PGS.TS. TRANG SĨ TRUNG

Nha Trang, tháng 06 năm 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Đề tài này đã được hoàn thành nhờ sự giúp đỡ tận tình của rất nhiều thầy cô giáo, bạn
bè, gia đình và các tập thể trực thuộc trường Đại học Nha Trang. Qua đây em xin gửi
lời cảm ơn chân thành nhất tới tất cả các cá nhân và tập thể đã giúp đỡ em trong suốt
quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn tới thầy PGS.TS. Trang Sĩ Trung đã trực
tiếp hướng dẫn, tạo điều kiện cho em tham gia đề tài nghiên cứu: Nghiên cứu các sản
phẩm giá trị gia tăng từ phế liệu tôm để ứng dụng trong nông nghiệp do Bộ Khoa học
và công nghệ cấp.
Em xin chân thành biết ơn các thầy ThS. Nguyễn Công Minh, cô Th.S. Phạm
Thị Đan Phượng, cô ThS. Nguyễn Thị Như Thường đã dạy dỗ và truyền đạt cho em
những kiến thức vô cùng quý báu trong suốt quá trình em thực hiện đồ án.
Em chân thành biết ơn các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm đã
dạy dỗ, truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình học tập tại trường.
Em xin chân thành biết ơn Ban giám đốc và các anh, chị tại Phòng Khoa học
Công nghệ, Trung tâm thí nghiệm thực hành, Công nghệ sinh học và Môi trường đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em trong suốt quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thành viên trong gia đình, các bạn
đồng môn đã động viên và giúp đỡ để em có thể thực hiện tốt đề tài này
Nha Trang, tháng 06 năm 2015
Sinh viên
Lê Thị Thu Thủy

ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC ..................................................................................................................ii
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................... v
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI. ....................................................................... 4
1.1. Tổng quan về caroten- protein ........................................................................... 4
1.1.1. Sự tồn tại và bản chất của caroten- protein ................................................. 4
1.1.2. Tính chất của caroten- protein .................................................................... 4
1.1.3. Ứng dụng của caroten- protein ................................................................... 5
1.2. Tìm hiểu về Astaxanthin ................................................................................... 5
1.2.1. Bản chất của Astaxanthin ........................................................................... 5
1.2.2. Một số tính chất hóa, lý của Astaxanthin .................................................... 8
1.2.3. Ứng dụng của astaxanthin .......................................................................... 9
1.2.4. Các nguồn astaxanthin trong tự nhiên ....................................................... 10
1.2.5. Biến đổi của astaxanthin trong quá trình chế biến, bảo quản. .................... 11
1.3. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài ........................... 12
1.3.1. Nghiên cứu trong nước ............................................................................. 12
1.3.2. Nghiên cứu ở nước ngoài ......................................................................... 12
1.4. Các phương pháp thu nhận, chế biến và bảo quản hỗn hợp caroten - protein giàu
astaxanthin. ............................................................................................................ 13
1.4.1. Các phương pháp thu nhận hỗn hợp caroten - protein. .............................. 13
1.4.1.1.Phương pháp lên men ............................................................................. 14
1.4.1.2. Phương pháp ủ xilô ............................................................................... 14
1.4.1.3. Phương pháp xử lý hóa chất kết hợp với enzyme ................................... 16
1.4.2.Các phương pháp chế biến hỗn hợp caroten - protein ................................ 17
1.4.2.1. Phương pháp sấy ................................................................................... 17

1.4.2.2. Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình làm khô (sấy) .............. 19
1.4.2.3. Phương pháp sử dụng phụ gia bảo quản................................................. 20
Sorbitol .............................................................................................................. 20


iii
Chitosan ............................................................................................................. 22
1.5.4. Phương pháp bao gói và bảo quản hỗn hợp caroten- protein ..................... 24
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 26
2.1. Đối tượng nghiên cứu...................................................................................... 26
2.2. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 26
2.2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ............................................................. 26
2.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm bổ sung phụ gia và tỷ lệ phối trộn vào hỗn hợp
caroten- protein .................................................................................................. 28
2.2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định phương pháp bảo quản astaxanthin trong
hỗn hợp caroten- protein. ................................................................................... 31
2.3. Các phương pháp phân tích và đánh giá cảm quan .......................................... 33
2.4. Phương pháp xử lý số liệu ............................................................................... 33
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................... 34
3.1. Thành phần hóa học cơ bản của hỗn hợp caroten- protein ............................... 34
3.2. Ảnh hưởng tỷ lệ chitosan, Sorbitol đến hàm lượng astaxanthin trong quá trình
sấy ..................................................................................................................... 35
3.2.1. Xác định tỷ lệ chiosan .............................................................................. 35
3.2.2. Xác định tỷ lệ Sorbitol.............................................................................. 38
3.2.3. Ảnh hưởng của các điều kiện bảo quản đến chất lượng hỗn hợp carotenprotein................................................................................................................ 41
3.2.4. Đề xuất quy trình bảo quản hỗn hợp caroten- protein giàu Astaxanthin .... 44
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 46
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 47
PHỤ LỤC ................................................................................................................. 52

iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Các ứng dụng chính của hỗn hợp protein và carotenoid .............................. 5
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của hỗn hợp bột nhão caroten- protein ....................... 34
Bảng 3.2. Đánh giá cảm quan bột caroten- protein phối trộn NaCl sau sấy ................ 36
Bảng 3.3. Đánh giá cảm quan bột caroten- protein phối trộn Sorbitol sau sấy ............ 40
Bảng 3.4. Đánh giá chỉ tiêu cảm quan sản phẩm trong quá trình bảo quản ................. 43


v
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Cấu tạo của astaxanthin .......................................................... 6
Hình 1.2. Một số cấu trúc dạng đồng phân của astaxanthin .................. 7
Hình 1.3. Các liên kết hóa học có thể có của astaxanthin với các phân
tử khác trong tôm .................................................................................... 7
Hình 1.4. Công thức phân tử của Sorbitol ............................................ 21
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát......................................... 28
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn chitosan với
hỗn hợp caroten- protein ....................................................................... 29
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối trộn sorbitol với
hỗn hợp caroten- protein ....................................................................... 30
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định phương pháp bảo quản hỗn
hợp caroten- protein .............................................................................. 32
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan bổ sung đến tổn thất
astaxanthin trong quá trình sấy bột nhão caroten- protein ................... 35
Hình 3.2. Bột caroten- protein sau khi sấy ........................................... 38
Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ Sorbitol bổ sung đến tổn thất
astaxanthin trong quá trình sấy bột nhão caroten- protein ................... 39
Hình 3.4. Bột caroten- protein sau khi sấy ........................................... 41

Hình 3.5. Điều kiện bảo quản hỗn hợp caroten- protein ...................... 42
Hình 3.6. Bột caroten- protein sau khi bảo quản ................................. 44
Hình 3.7. Quy trình bảo quản astaxanthin trong hỗn hợp carotenprotein ................................................................................................... 45
PL3.2.Tủ sấy Memmert, Đức. .............................................................. 58
PL 3.3.Bộ thiết bị Kjeldahl tự động, Gerhardt, Đức. ........................... 58
PL 3.4. Máy đo quang phổ UV-VIS mini 1240 ................................... 59


1

LỜI MỞ ĐẦU
Astaxanthin là một chất chống oxi hóa, ngăn ngừa một số bệnh ung thư, chống
lại tác hại của tia tử ngoại đồng thời có hoạt tính của một tiền vitamin và astaxanthin
còn tạo nên màu sắc đặc trưng ở một số loài thủy sản như tôm, cua. Vì vậy, trong
những năm gần đây astaxanthin được nghiên cứu rất nhiều, đặc biệt là việc thu hồi bột
đạm thủy phân giàu astaxanthin từ phế liệu đầu tôm, là một sản phẩm có giá trị kinh tế
cao.
Việt nam, với nguồn lợi thủy sản dồi dào thì việc khai thác, chế biến, xuất khẩu các
mặt hàng thủy sản được nâng cao và không ngừng phát triển. Theo Tổng cục Thống
kê, ước tính giá trị sản xuất thủy sản năm 2014 (tính theo giá so sánh 2010) ước đạt
gần 188 nghìn tỷ đồng, tăng 6, 5% so với cùng kỳ năm ngoái. Trong đó, giá trị nuôi
trồng thủy sản ước đạt hơn 115 nghìn tỷ đồng và giá trị khai thác thủy sản ước đạt
hơn 73 nghìn tỷ đồng. Kim ngạch xuất khẩu thủy sản tháng 12/2014 đạt 628,8 triệu
USD, đưa tổng giá trị xuất khẩu thuỷ sản năm 2014 đạt 7,84 tỷ USD, tăng 16,5% so
với cùng kỳ năm ngoái. Đây là mức xuất khẩu kỷ lục của ngành thủy sản. Chính vì
vậy, việc sử dụng triệt để và hợp lí nguồn nguyên liệu sẽ dẫn đến đa dạng hóa mặt
hàng thủy sản, tận dụng khôn ngoan lượng phế liệu thủy sản để sản xuất ra các sản
phâm mang lại giá trị kinh tế cao là vấn đề trọng tâm cho phát triển bước tiến mới
trong chế biến thủy sản.
Ước tính phế liệu tôm khoảng hơn 200.000 tấn/năm, trong đó có khoảng 120.000

tấn đầu tôm. Đây là nguồn nguyên liệu dồi dào cho sản xuất chitin, caroten-protein với
tỷ lệ 50% protein và một lượng nhỏ carotenoid, tuy nhỏ nhưng có vai trò rất lớn cần
được thu hồi ở dạng caroten-protein. Hỗn hợp này sẽ có ý nghĩa để bổ sung vào làm
thức ăn gia súc, nuôi trồng thủy sản, làm tăng màu sắc cho cá hồi, các loài giáp xác,
tăng hệ miễn dịch cho vật nuôi.
Gần đây, trong quy trình sản xuất chitin để tách protein ra khỏi thành phần chitin
trong phế liệu, người ta sử dụng các phương pháp sinh học (vi sinh vật và enzyme) sử
dụng protease hay lên men để thủy phân protein thay thế cho các chất hóa học. Để phát
triển hướng đi, sử dụng phương pháp sinh học vào trong việc thu hồi chế phẩm
caroten-protein, ngoài quan tâm đến hiệu suất thu hồi còn phải quan tâm đến việc giảm
chi phí, thời gian ngắn nhất cho việc thu hồi để có thế ứng dụng kết quả nghiên cứu


2
vào trong thực tiễn, công nghiệp. Tận thu tối đa protein từ đầu tôm sẽ là ưu thế lớn cho
việc phát triển các sản phẩm mang gía trị kinh tế cao trong đó là astaxanthin. Với tính
chất dễ bị biến đổi trong quá trình chế biến bảo quản mà sản phẩm giàu astxanthin đã
được nghiên cứu rất nhiều để chọn ra phương pháp và điều kiện bảo quản mà khi sử
dụng các sản phẩm có astaxanthin thì hàm lượng của chúng đạt giá trị cao nhất. Với
tính mới là việc bảo quản astaxanthin trong hỗn hợp caroten- protein và nhận thấy tính
cấp thiết của đề tài, tôi đã được sự cho phép của khoa công nghệ thực phẩm dưới sự
hướng dẫn của PGS.TS Trang Sĩ Trung giao cho đề tài:”Nghiên cứu bổ sung
chitosan và sorbitol vào hỗn hợp caroten- protein để hạn chế sự hư hỏng
astaxanthin trong quá trình sấy” để thực hiện đề tài tốt nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu: Nghiên cứu bổ sung chitosan và Sorbitol vào hỗn hợp caroten-

protein để hạn chế sự hư hỏng astaxanthin trong quá trình sấy.
Nội dung nghiên cứu

Xác định thành phần hóa học cơ bản của hỗn hợp caroten- protein.

Nghiên cứu nồng độ chitosan, sorbitol bổ sung vào hỗn hợp caroten- protein để
giảm tỷ lệ tổn thất hàm lượng astaxanthin trong quá trình sấy.
Đề xuất quy trình bảo quản astaxanthin trong hỗn hợp caroten- protein.
Ý nghĩa khoa học: Việc sử dụng phụ gia bổ sung vào hỗn hợp caroten- protein trước
khi sấy nhằm làm giảm tỷ lệ tổn thất astaxanthin trong quá trình sấy và bảo quản sau
khi sấy đồng thời sử dụng các điều kiện bảo quản ở nhiệt độ lạnh, bao gói hút chân
không để tránh sự tiếp xúc với oxi không khí, ngăn cản quá trình oxi hóa làm biến đổi
xấu màu sắc, mùi vị của hỗn hợp.
Ý nghĩa thực tiễn: Sự thành công của đề tài dưới quy mô phòng thí nghiệm sẽ tạo nên
bước phát triển mới cho việc sản xuất quy mô công nghiệp hỗn hợp caroten- protein
chứa astaxanthin, tận thu tối đa nguồn phế liệu từ sản xuất mặt hàng tôm thẻ chân
trắng, hạn chế ô nhiễm môi trường và mang lại hiệu quả kinh tế cao đối với việc tách
chiết được hầu hết lượng astaxanthin có trong hỗn hợp caroten- protein.


3


4
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.
1.1. Tổng quan về caroten- protein
1.1.1. Sự tồn tại và bản chất của caroten- protein
Trong lớp vỏ động vật giáp xác (tôm, cua, ghẹ), protein lên kết với carotenoid
(astaxanthin) để hình thành nên phức hợp Caroten- protein hay carotenoprotein [15].
Phức caroten - protein có vai trò rất quan trọng và là một trong những đặc điểm sinh lí
của cơ thể một số sinh vật sống.
Ngoài ra, sự phân bố của carotenoprotein trong tự nhiên cũng khá đa dạng. Ở thực
vật, carotenoid thường định vị trên một số lượng lớn các grama của lục lạp và chúng
tồn tại ở dạng phức hợp carotenoprotein. Động vật không xương sống ở biển như da
gai, động vật thân mềm nhìn chung là các nhóm sinh vật chứa nhiều carotenoprotein

trong cơ thể.
Carotenoid ở dạng tự do thường có màu vàng, cam hoặc đỏ. Tuy nhiên, trong
cơ thể của loài động vật biển không xương sống, các phức hợp carotenoid tạo nên
nhiều màu khác nhau như lá cây, xanh dương và tía. Một số ví dụ điển hình là một
phức hợp astaxanthin- protein trong vỏ tôm hùm có màu xanh dương được tạo ra do
quá trình biến tính phức hợp astaxanthin- protein bởi nhiệt.
1.1.2. Tính chất của caroten- protein
Carotenoprotein là phức hợp của carotenoid và protein. Tuy nhiên, đối với đối
tượng lớp giáp xác thì thành phần carotenoid này chủ yếu là astaxanthin.
Carotenoid được cho là nằm sâu trong phức hợp, bị cách li gần như hoàn toàn với
môi trường nước, với nhóm 4 và 4’- keto của nó được định vị gần bề mặt của phân tử
protein. Cơ chế liên kết nhờ sức căng được các nhà nghiên cứu yêu cầu cần phải có sự
ăn khớp giữa chuỗi polypeptide và các nhóm methyl của chuỗi polyene, đồng thời có
sự duy trì bền vững của cấu trúc vòng β-ionone.
Phức hợp carotenoprotein hòa tan trong nước và có tính bền vững, trong một số
trường hợp, màu sắc của nó bền đến vài năm trong không khí ở nhiệt độ phòng. Ngoài
ra, sự tương tác giữa protein và astaxanthin dẫn đến sự thay đổi lớn về bước sóng của
bức xạ hấp thụ cực đại từ đó dẫn đến sự thay đổi về màu sắc của nó. Chẳng hạn trong
có thể động vật giáp xác, astaxanthin thường liên kết với các phân tử protein tạo thành


5
phức hợp α-crustacyanin, hấp thụ cực đại bức xạ ở bước sóng 628 nm tạo nên màu
xanh đen đặc trưng thường thấy ở các loài thủy sản sống. Dưới tác dụng của nhiệt độ,
liên kết trên bị phá hủy và giải phóng astaxanthin tự do màu đỏ cam.
1.1.3. Ứng dụng của caroten- protein
Chế phẩm caroten-protein ngày càng được sử sụng nhiều trong nhiều lĩnh vực: y
dược, mỹ phẩm, công nghệ thực phẩm, thức ăn cho thủy sản….
Bảng 1.1. Các ứng dụng chính của hỗn hợp protein và carotenoid [31]

Lĩnh vực
Công nghệ thực phẩm
Nuôi trồng thủy sản
Y dược

Tính chất
Chất mùi, chất màu, thực phẩm chức năng
Tạo màu cho cá, tăng hệ miễn dịch, giảm stress
cho vật nuôi
Tăng hệ miễn dịch, chống lão hóa, ngăn chặn khả
năng gây ung thư, tim mạch, bệnh về mắt…

Mỹ phẩm

Hạn chế và giảm nếp nhăn, chống lão hóa

Với hàm lượng cao astaxanthin trong chế phẩm người ta sử dụng để làm thức ăn
cho các đối tượng nuôi trồng thủy sản.
Trong kỹ thuật nuôi cá hồi: Chất lượng của cá hồi không chỉ được đánh giá qua
hàm lượng protein, lipid, acid amin mà còn được đánh giá qua chất lượng màu sắc của
cơ thịt của chúng. Trong khi đó, cá hồi nuôi thì màu sắc của chúng không đáp ứng
được các chỉ tiêu chất lượng và yêu cầu của khách hàng, vì vậy việc bổ sung
astaxanthin trong thức ăn của cá là đều cần thiết để tăng màu sắc hồng của cơ thịt cá
[25]. Trong bột đầu tôm có hàm lượng đạm cao 60% và có khả năng làm tăng hàm
lượng astaxanthin trong da và cơ cá hồi [12].
Trong nuôi cá cảnh: Thức ăn có astaxanthin sẽ góp phần tạo màu sắc cho cá. Nếu
cho cá ăn thích hợp thì cá sinh trưởng và phát triển tốt, màu sắc đẹp.
1.2. Tìm hiểu về Astaxanthin
1.2.1. Bản chất của Astaxanthin
Trong các loài giáp xác thủy sản, astaxanthin chủ yếu tập trung ở phần vỏ ngoài

(chiếm 58-87% tổng hàm lượng carotenoid). Astaxanthin thường tồn tại ở dạng tự do,


6
dạng mono- hay di- ester với các acid béo không no mạch dài hoặc dưới dạng phức
carotenoprotein của đồng phân quang học (3S, 3’S). 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) [12]. Như vậy vỏ tôm, cua chính là một
nguồn astaxanthin tự nhiên đáng kể.
Astaxanthin là một carotenoid, thuộc nhóm chất phytochemical tecpen, là chất
sắc tố màu vàng đỏ. Giống như nhiều carotenoid, astaxanthin là một chất màu hòa tan
trong mỡ hoặc dầu.
Astaxanthin là dẫn suất của caroten và có tên gọi: 3, 3’- dihydroxy- 4,4’- diketo
của β, β’- caroten có công thức phân tử C40H52O4 ( Mphân tử= 596) và có công thức cấu
tạo sau:

Hình 1.1. Cấu tạo của astaxanthin [23]

Astaxanthin có thể được tìm thấy trong vi tảo, men bia, cá hồi, cá, nhuyễn thể, giáp
xác như tôm, cua và lông của một số loài chim.


7

Hình 1.2. Một số cấu trúc dạng đồng phân của astaxanthin [30]

Hình 1.3. Các liên kết hóa học có thể có của astaxanthin với các phân tử khác trong
tôm [23]

8
1.2.2. Một số tính chất hóa, lý của astaxanthin
Tính chất vật lý
Sự hấp thụ ánh sáng và màu sắc của astaxanthin:
Astaxanthin hấp thụ rất mạnh bức xạ trong vùng  = 470-510nm ( cực đại hấp
thụ thay đổi tùy theo dung môi sử dụng với hệ số tắt phân tử  max khoảng = 105), tạo
nên màu đỏ cam rất đẹp.
Dưới tác dụng nhiệt, liên kết trên bị phá hủy và giải phóng trở lại astaxanthin tự
do màu đỏ cam.
Tính tan:
Astaxanthin là hợp chất ít phân cực nên kém tan trong nước, dễ tan trong các
dung môi hữu cơ có độ phân cực thấp hay trung bình như pyridin, diclorometan,
cloroform, aceton, metanol, etyl acetat, etanol, dietyl ether, hexan, ether dầu mỏ…
Tính chất hóa học
Do phân tử chứa chuỗi polyen với các nhóm keto, hydroxyl gắn với vòng đầu mạch,
astaxanthin rất nhạy cảm với các tác nhân chất oxy hóa, acid và baz…
Sự oxy hóa

:

Astaxanthin dạng tự do rất dễ bị oxy hóa bởi các tác nhân electrophil như oxy
phân tử, oxy nguyên tử hay các gốc tự do (như gốc hydroxyl, gốc peroxid) nhưng khi
tạo phức với protein hay dạng ether hóa thì bền vững hơn.
Hoạt tính chống oxy hóa của astaxanthin (ký hiệu là Ast) trong cơ thể được giải
thích bởi khả năng bắt giữ các gốc tự do (ví dụ với gốc peroxid) tạo thành gốc carbon
trung tâm bền vững nhờ hiệu ứng cộng hưởng.
ROO + Ast

RCOO-Ast

Phản ứng với acid:
Astaxanthin phản ứng với các acid yếu đạt đến trạng thái cân bằng thuận
nghịch, tạo ra một phức của các dạng cấu trúc (II) và (III), gây ra sự dịch chuyển cực
đại của nó về phía sóng dài, khi trung hòa bằng baz yếu (như dioxan) cấu trúc phân tử
astaxanthin ban đầu lại được phục hồi. Tuy nhiên, khi phản ứng các acid mạnh (như
HCl, H2SO4...) có thể xảy ra sự phân hủy chuỗi polyen của astaxanthin, làm nhạt màu
đỏ cam.


9
Phản ứng với bazơ:
Trong môi trường kiềm, khi có mặt không khí thì astaxanthin bị oxy hóa nhanh
chóng thành astacene có màu đỏ sẫm.
Phản ứng với khử:
Khi xử lý bằng tác nhân khử NaBH4/EtOH, các nhóm keto trong phân tử
astaxanthin sẽ chuyển thành nhóm hydroxyl, tạo thành crustaxanthin, làm chuyển dịch
cực đại hấp thụ của astaxanthin khoảng 20-30nm về phía sóng ngắn [12].
1.2.3. Ứng dụng của astaxanthin
Cùng với sự xuất hiện và phát triển nhiều công trình nghiên cứu khẳng định ứng
dụng rộng rãi, mạnh mẽ của astaxanthin đối cới con người, động vật.
Trong ngành thực phẩm và dinh dưỡng, astaxanthin được quan tâm nhiều vì
được xem như chất màu tự nhiên (là vốn có thành phần hoặc là phụ gia), có vai trò
trong quá trình oxy hóa chất béo, tạo nên màu sắc hương vi cho từng loại thực phẩm.
Astaxanthin có thể được bổ sung vào bơ thực vật, nước sốt bơ, mì ống, salad trộn,
salad dầu, pho mát, kem, sữa chua, sản phẩm thịt và cá, gelatin và món tráng miệng.
Chức năng sinh học mới bao gồm kích hoạt gen mã hóa để sản xuất protein và điều
chế hoạt động của enzyme lipoxygenases. Astaxanthin cũng được xem là một chất
màu thực phẩm. Một lượng rất nhỏ astaxanthin có thể làm tăng màu sắc cho cá hồi khi
được phối trộn phù hợp.
Astaxanthin được bổ sung trong nhiều sản phẩm mỹ phẩm khác nhau. Vitamin

E là một chất chống oxy hóa đầu tiên được sử dụng và vẫn còn có thể rộng rãi. Nhưng
từ khi Astaxanthin được biết đến là chất chống oxi hóa mạnh hơn so với vitamin E thì
astaxanthin được bổ sung vào một loạt các sản phẩm mỹ phẩm như các loại son môi và
sản phẩm kem chống nắng.
Astaxanthin được sử dụng rộng rãi cho cá do khả năng tạo màu sắc, tăng tốc
thành thục sinh dục, tăng khả năng thụ tinh và tăng khả năng sống sót, phát triển của
phôi. Một nghiên cứu về ảnh hưởng của astaxanthin về sự sống còn và tăng trưởng cá
hồi Đại Tây Dương cho thấy rằng khi không bổ sung astaxanthin vào thức ăn cho cá
thì chỉ có 17% con cá nhỏ sống sót đến khi trưởng thành. Khi các tăng số lượng
Astaxanthin trong chế độ ăn uống từ cách 0,4ppm, đến 1,0ppm và cuối cùng lên đến
13,7ppm, tỷ lệ phần trăm của chiên mà sống sót tăng lên từ 17% tất cả con đường lên


10
đến 87%. Và khi đạt đến mức tối đa được sử dụng trong nghiên cứu này 13,7ppm, tỷ lệ
sống tăng lên đến hơn 98% (Capelli và Cysewski, 2007) [27].
Astaxanthin làm tăng khả năng sống sót cho cá con, khả năng phát triển của cá
nhanh hơn nhiều, giúp nâng cao chất lượng của trứng, cải thiện khả năng miễn dịch
bệnh cho cá (Watanabe và cộng sự, 2003) [44]. Astaxanthin giảm tỷ lệ mắc của đục
thủy tinh trong cá hồi (Waagbo và cộng sự, 2003) [43]. Astaxanthin có thể lưu trong
cơ bắp, trên da nhờ được hấp thụ tốt trong đường tiêu hóa (Torrisen, 1989) [39]. Vì
vậy, thịt cá hồi và vỏ giáp xác có màu đỏ hồng. Màu hồng này là một thuộc tính cảm
quan, có liên quan chặt chẽ đến chất lượng và giá trị của sản phẩm. Bên cạnh việc tạo
màu sắc, astaxanthin còn có tác dụng bảo vệ chất béo của cá hồi tránh sự oxi hóa trong
suốt quá trình bảo quản đông.
Bổ sung astaxanthin vào trong thức ăn chăn nuôi để điều trị các bệnh cơ bắp
hay tăng khả năng phát triển của vật nuôi (Lignell, 2001) [35]. Chế độ ăn uống có
astaxanthin làm tăng khả năng sinh sản, cải thiện tình trạng sức khỏe tổng thể của các
loài động vật, và giảm tỷ lệ tử vong gà, màu vàng của lòng đỏ cũng tăng lên, trong khi
việc nhiễm Salmonella giảm đáng kể (Lignell và cộng sự, 1998; Lignell, và Inborr,

2000) [33, 34]. Astaxanthin cũng tạo màu sắc tốt hơn cho cơ thịt gà, một thuộc tính
mong muốn cho một số người tiêu dùng (Akiba và cộng sự, 2001) [20].
1.2.4. Các nguồn astaxanthin trong tự nhiên
Phế liệu giáp xác thủy sản
Trong các loài giáp xác thủy sản, astaxanthin chủ yếu tập trung ở phần vỏ ngoài
chiếm 58- 87% tổng hàm lượng carotenoid. Nó thường vẫn tồn tại ở dạng tự do, dạng
mono- hay di-ester với các acid béo không no mạch dài hoặc dưới dạng phức
carotenoprotein của dạng đồng phân quang học (3S, 3’S). Hàm lượng astaxanthin trong
vỏ tôm, cua thay đổi đáng kể theo loài và là nguồn astaxanthin tự nhiên đáng kể [12].
Nấm men Phaffia rhodozyma
Phaffia rhodozyma là một loại nấm men duy nhất được biết hiện nay có khả
năng tổng hợp astaxanthin. Tuy nhiên, hàm lượng astaxanthin trong chủng Phaffia
rhodozyma tự nhiên khá thấp, không phù hợp cho mục đích thương mại. Hiện nay,
bằng kỹ thuật biến đổi gen đã tạo được những chủng Phaffia rhodozyma có hàm lượng


11
astaxanthin khá lớn (300- 2000 mg/kg trọng lượng khô) để sử dụng trong công nghiệp
sản xuất astaxanthin.
Do Phaffia rhodozyma có cấu tạo vách tế bào cứng, khó tiêu hóa đối với các
động vật nên trong quá trình sản xuất các chế phẩm sinh học astaxanthin từ loài nấm
men này cần phá hủy thành tế bào bằng phương pháp cơ học hay xử lý bằng enzyme
nhằm tăng hiệu quả hấp thụ astaxanthin của động vật [12].
Vi tảo Heamatococcus pluvialis
Vi tảo nước ngọt Heamatococcus pluvialis là một loài tảo lục đơn bào được
xem là vi sinh vật có khả năng tích lũy một hàm lượng astaxanthin lớn nhất trong tự
nhiên (10- 30g/kg sinh khối khô, tức gấp 1000- 3000 lần trong thịt cá hồi.) [12]
1.2.5. Biến đổi của astaxanthin trong quá trình chế biến, bảo quản.
Các hợp chất caroten thuộc nhóm chất chống oxy hoá có khả năng loại gốc tự do.
Khả năng chống oxi hóa của caroten dựa trên khả năng liên kết với oxi nguyên tử và

gốc peroxit bằng cách tạo ra sản phẩm cộng giữa β-caroten và gốc peroxit (Burton,
1984; Rice-Evans, 1997) [24, 42]. Dưới một số điều kiện, các hợp chất caroten hoạt
động như những chất tiền oxy hoá, dưới những điều kiện khác lại hoạt động như
những chất chống oxy hoá, có chức năng như một chất chống oxy hóa chuỗi ngăn
ngừa sự lan truyền của các phản ứng gốc tự do. Vì vậy, caroten và đặc biệt là
astaxanthin rất dễ bị biến đổi trong quá trình chế biến và bảo quản vì astaxanthin rất
nhạy cảm với ánh sáng, oxy và nhiệt độ.
Trong tôm nguyên liệu, astaxanthin có thể được tìm thấy trong ba dạng chính:
astaxanthin tạo phức với protein (caroten-protein), astaxanthin liên kết với lipid,
protein và astaxanthin tự do. Astaxanthin ở dạng tự do dễ bị oxi hóa nhất. Phân tử của
astaxanthin có nhiều nối đôi nên kém bền, dễ tạo liên kết với các chất khác như hydro,
gốc tự do, peroxit, acid… làm mất đi hoạt tính vốn có của nó.
Nhiệt độ: Nhiệt độ càng cao thì càng làm oxi hóa astaxanthin dẫn đến làm giảm
hoạt tính của nó. Khi bảo quản ở nhiệt độ thấp thì quá trình oxi hóa astaxanthin sẽ
giảm và hoạt tính của astaxanthin được đảm bảo.
Ánh sáng: Ánh sáng là tác nhân gây oxi hóa astaxanthin nên khi bảo quản cần
hạn chế ánh sáng tiếp xúc với hỗn hợp caroten-protein.


12
Oxi nguyên tử: Oxi là yếu tố có ảnh hưởng lớn đến quá trình oxy hóa
astaxanthin. Đặc biệt là khi có thêm ánh sáng và nhiệt độ cao. Vì vậy, khi bảo quản
.nên bao gói hút chân không.
Acid: Acid được sử dụng trong quá trình thu nhận hỗn hợp caroten-protein sẽ ảnh
hưởng đến hoạt tính của astaxanthin bằng cách tạo liên kết với nó. Nên sử dụng acid ở
nồng độ thấp để hạn chế sự suy giảm chất lượng của astaxanthin.
1.3. Một số nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến đề tài
1.3.1. Nghiên cứu trong nước
Các nghiên cứu trong nước chủ yếu tập trung vào việc thu hồi caroten- protein
có hàm lượng astaxanthin cao cùng với ứng dụng của hỗn hợp caroten- protein trong

thực phẩm.
Phạm Thị Đan Phượng (2012) đã nghiên cứu thu nhận bột đạm carotenoid từ
đầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp xử lý kết hợp hai enzime protease. Bột nêm
được tiến hành sấy chân không ở nhiệt độ 500C và bổ sung Dextrin, NaCl [15].
Đặng Thị Hiền (2008) đã sử dụng Alcalase để tiến hành thủy phân phế liệu tôm
và tận thu protein và axtaxanthin trong công nghệ sản xuất chitin – chitosan [5].
Phạm Thị Liên (2005) đã nghiên cứu tách chiết axtaxanthin, protein và chitin
trong sản xuất để đạt hiệu quả kinh tế cao hơn [9].
Hoàng Thị Huệ An (2004) đã nghiên cứu thu hồi chất màu astaxanthin từ phế
liệu vỏ tôm sú [1].
Ngô Thị Hoài Dương và cộng sự (2010) [3] đã tiến hành nghiên cứu thu hồi
protein từ đầu tôm, các chất có hoạt tính sinh học và khả năng chống oxy hóa, kết quả
cho thấy trong phế liệu đầu tôm thẻ chân trắng của Việt Nam có chứa một lượng đáng
kể các chất có hoạt tính sinh học như acid amin, acid béo, khoáng đa lượng. Sản phẩm
thủy phân protein từ phế liệu đầu tôm bằng alcalase cho thấy có khả năng chống oxy
hóa. Vì thế cần thu hồi các chất có hoạt tính sinh học trong phế liệu tôm để tăng cường
khả năng tận dụng phế liệu từ tôm [3].
1.3.2. Nghiên cứu ở nước ngoài
Dora (2011) đã nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân protein từ nguyên
liệu còn lại trong chế biến tôm bằng các enzyme protease từ vi sinh vật bằng phương


13
pháp bề mặt đáp ứng. Ông đã nghiên cứu sử dụng các enzyme Alcalase, Neutrase và
Flavourzyme cho quá trình thủy phân protein trong nguyên liệu còn lại trong chế biến
tôm. So sánh hoạt động thủy phân của các enzyme này, ông kết luận rằng Alcalase cho
kết quả thủy phân tốt nhất. Dùng phương pháp bề mặt đáp ứng, phương án central
composit để tối ưu quá trình thủy phân protein từ nguyên liệu còn lại trong chế biến
tôm, ông đã đưa ra được chế độ thủy phân tối ưu là nhiệt độ thủy phân 59,37oC, ở pH
= 8,25, thời gian thủy phân 84,42 phút, nồng độ enzyme/cơ chất 1,84%, cho độ thủy

phân 33,13%. Protein thủy phân thu được có giá trị dinh dưỡng cao, chứa hàm lương
protein cao (72,3%), acid amin (529,93 mg/g) với các acid amin thiết yếu [22] đã
nghiên cứu thu hồi protein trong quá trình sản xuất chitosan chất lượng cao dùng trong
mỹ phẩm. Trong quá trình thủy phân, tác giả dùng enzyme thương mại có sẵn
(alcalase) và protein thủy phân được thành các acid amin thiết yếu với hàm lượng cao,
tuy nhiên chúng không làm ảnh hưởng tới chất lượng chitosan. Hàm lượng protein thu
được 68,5% cao hơn so với việc thu hồi theo phương pháp thông thường là 12,8%.
Ngoài ra, sau khi ly tâm để thu hồi protein còn thu được một lượng astaxanthin để bổ
sung vào thức ăn cho cá hồi. Qua nghiên cứu này, đã đưa ra phương pháp thu hồi
caroten- protein giàu astaxanthin bằng phương pháp sử dụng Alcalase để thủy phân
protein, tận thu caroten- protein.
Lambersom và Braekkan (1971) đã nghiên cứu các phương pháp sấy khô tôm
và kết luận rằng sấy khô tôm bằng phương pháp sấy khô chân không cho sản phẩm có
hàm lượng astxanthin lớn hơn so với sấy bằng không khí nóng và Pomsonhoon (1998)
đã nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng tôm. Sấy tôm ở nhiệt độ sấy
nhỏ hơn 70oC là khoảng nhiệt độ tốt nhất, màu sắc ít bị biến đổi nhất [33].
1.4. Các phương pháp thu nhận, chế biến và bảo quản hỗn hợp caroten - protein
giàu astaxanthin.
1.4.1. Các phương pháp thu nhận hỗn hợp caroten - protein.
Phức hợp caroten - protein tồn tại trong lớp vỏ động vật giáp xác (tôm) và một phần
trong cơ thịt tôm do đó để tận dụng các ưu điểm của hỗn hợp caroten - protein cần
phải thực hiện các phương pháp tách chiết để thu nhận hỗn hợp. hiện nay có một số
phương pháp thường được sử dụng để thu nhận hỗn hợp caroten - protein.


14
1.4.1.1.Phương pháp lên men
Lên men lactic là sự chuyển hóa kị khí các chất glucid thành acid lactic nhờ
hoạt động sống trực tiếp vi sinh vật. Lên men lactic là một trong những quá trình
chuyển hóa phát triển nhất trong tự nhiên. Có hai dạng lên men lactic: lên men đồng

hình và lên men dị hình.
Lên men đồng hình (lên men điển hình) cho sản phẩm chủ yếu là acid lactic (80
– 90%). Chỉ một lượng nhỏ pyruvat bị khử carbon để tạo thành acid acetic, ethanol,
CO2, aceton. Lượng sản phẩm phụ tạo thành phụ thuộc vào sự có mặt của oxy.
Lên men dị hình (lên men không điển hình): Nhóm vi khuẩn này quá trình lên
men phức tạp hơn. Sản phẩm chính là acid lactic cùng số lượng khá lớn những sản
phẩm phụ khác. Trước hết là acid lactic, sau đó rượu etylic, CO2 có thể là axetoin
(CH3CHOHCOCH3), diacetyl (CH3COCOCH3). Diacetyl có mùi dễ chịu làm cho sản
phẩm có mùi thơm đặc trưnng.
Acid lactic mới tạo thành phải được trung hòa liên tục, để lên men nhanh, phạm
vi pH tối ưu phải nằm giữa pH 5,5 và 6,0. Lên men bị ức chế mạnh ở pH = 5 và sẽ
dừng lại ở pH < 4,5 (Nguyễn Đức Lượng, 2002) [13]. Quá trình lên men phế liệu tôm
bằng vi sinh vật là một phương pháp sinh học, sản phẩm tạo ra dựa trên quá trình lên
men tự nhiên của vi khuẩn lactic, sản phẩm tạo ra trong điều kiện yếm khí chủ yếu là
acid lactic kết quả làm cho pH trong mẻ ủ giảm xuống so với pH ban đầu. pH giảm
làm ức chế vi khuẩn yếm khí có hại do đó sản phẩm lên men phế liệu tôm có thể làm
thức ăn gia súc và được bảo quản lâu.
1.4.1.2. Phương pháp ủ xilô
Ủ chua hay còn gọi là lên men thức ăn cho gia súc, động vật nuôi là phương
pháp để bảo quản nguyên liệu có từ lâu đời trong nhân dân. Quá trình ủ chua được
thực hiện nhờ có các chủng vi khuẩn lactic có sẵn trong môi trường tự nhiên hoặc
được cung cấp từ ngoài vào giúp cho sản phẩm ủ chua đạt được chất lượng mong
muốn từ đó cung cấp nguồn dinh dưỡng cho động vật. Trong môi trường lên men,
người ta thường bổ sung muối, rỉ đường thích hợp, nồng độ acid để ức chế vi sinh vật
gây thối, gây hư hỏng nguyên liệu.
Trong quá trình lên men, vi khuẩn acid lactic chuyển đổi cacbonhydrat thành
acid lactic và giảm độ pH. Hỗn hợp lên men sẽ được bảo vệ nhờ độ pH giảm xuống


15

thấp, tạo điều kiện cho các enzyme phân giải protein (protease) có sẵn trong phế liệu
tôm, làm phá vỡ các mô protein tạo ra sản phẩm có dạng lỏng. Hầu hết protein được
thủy phẩn thành các peptide ngắn, một số trong đó có thể tiếp tục chuyển hóa tạo các
acid amin tự do (Martin, 1996) [36].
Khi ủ phế liệu tôm, có thể sử dụng hỗn hợp acid hữu cơ và vô cơ như là acid
formic, acid chlohydric, và/hoặc acid sunfuric, acid propyonic và hydrochloric và/hoặc
acid sunfuric với các nồng độ khác nhau (Nguyễn Hữu Dũng, 2005) [4] nhằm mục
đích hạ thấp pH ban đầu để khống chế quá trình gây thối do vi sinh vật gây thối, bảo
quản nguyên liệu đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho chủng vi khuẩn lactic được bổ
sung vào thực hiện quá trình lên men hiệu quả, đồng thời enzyme nội tại hoạt động.
Sự hiện diện của acid hữu cơ do chủng vi khuẩn lactic tạo ra và acid vô cơ hoặc
hữu cơ bổ sung vào trong quá trình lên men lactic sẽ làm giảm pH của môi trường, ức
chế sự phát triển của vi khuẩn gây thối rữa, và do đó kéo dài thời gian bảo quản cho
nguyên liệu. Việc hạ pH môi trường bằng acid vô cơ hoặc acid hữu cơ và lên men
bằng chủng vi khuẩn lactic trong quá trình ủ có những tác dụng sau:
Khi hạ pH bằng acid vô cơ ở giai đoạn đầu tiên trong quá trình lên men có tác
dụng thủy phân đường thành những đường đơn nhằm cung cấp nguồn cacbon dồi dào
cho sự phát triển của vi khuẩn lactic. Đồng thời ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây
thối rữa, tạo môi trường thích hợp cho vi khuẩn lactic phát triển.
Tác dụng thủy phân protein trong phế liệu tôm do hoạt động của enzyme
protease trong bản thân nguyên liệu, hạ pH thúc đẩy lên mem lactic nhờ quá trình ủ có
bổ sung rỉ đường.
Ức chế hoạt động, sự phát triển của vi sinh vật gây thối, nấm mốc, bảo quản
cho vỏ tôm không bị hư hỏng, đảm bảo chất lượng chitin sau này.
Với acid hữu cơ do vi khuẩn lactic tạo ra có tác dụng kháng khuẩn, decalxi hóa,
tách khoáng ra khỏi vỏ tôm tạo điều kiện thuận lợi khi sản xuất chitin.
Mặt khác còn tạo thành dịch chứa protein, astaxanthin lỏng có giá trị về mặt
dinh dưỡng khi thu hồi tận dụng làm thức ăn cho gia súc động vật nuôi, có tác dụng
ngăn chặn sự oxy hóa astaxanthin, ổn định hàm lượng này để có thể tận thu dịch.

16
1.4.1.3. Phương pháp xử lý hóa chất kết hợp với enzyme
Sử dụng các acid như HCl, H2SO4 để thủy phân mẫu ban đầu. Các ion dương của
acid hay kiềm sẽ gắn trên liên kết nhị dương tại nút mang điện phù hợp, còn các ion dương
sẽ gắn vào nút có độ âm điện phù hợp. Vì thế sẽ làm thay đổi mật độ điện tử xung quanh
liên kết nhị dương, làm cho liên kết căng ra hơn trước và dễ bị cắt đứt khi có nước tham gia
[20].
Trong sản xuất thường dùng HCl, ngoài ra còn dùng H2SO4. Acid HNO3 có
năng lực hoạt hóa cao nhưng lại có tác dụng oxy hóa quá mạnh do đó không nên dùng.
Ngoài tác dụng thủy phân, sử dụng acid để tách khoáng như CaCO3 có trong
đầu tôm, tạo ra các lỗ rỗng nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất khi xử
lý bằng enzyme.
Enzyme là chất xúc tác mang bản chất protein, enzyme có khả năng tương tác
lên các liên kết nhị dương và làm thay đổi các liên kết thủy phân trong phân tử cơ chất,
làm cho các liên kết này bị suy yếu và dễ dàng bị đứt ra khi có yếu tố nước tham gia.
Đặc điểm của chất xúc tác enzyme: Tính đặc hiệu cao, điều kiện nhẹ nhàng, dễ bị
ảnh hưởng của các yếu tố môi trường, pH, to, kim loại nặng, nồng độ enzyme [E], nồng
độ cơ chất [S], chất hoạt hóa và chất ức chế, hoạt lực của enzyme được xác định giá trị
hoạt động của nó và mỗi enzyme yêu cầu có những điều kiện hoạt động riêng [17].
Cơ chế tác dụng của enzyme lên cơ chất trải qua 3 giai đoạn theo sơ đồ sau:
E-+ S+

P+E

ES

Trong đó:
E: Enzyme

S: Cơ chất

ES: phức hợp của enzyme-cơ chất

P: Sản phẩm

Giai đoạn 1: Phức E – S tồn tại tạm thời bằng các liên kết hydro (H…O, H…N)
và liên kết Vander wall (tương tác giữa các nhóm nguyên tử, nhóm phân tử), ngoài ra
còn có tương tác yếu giữa các nhóm phân cực và các nhóm không phân cực. Phản ứng
này xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng hoạt hóa thấp.
Giai đoạn thứ hai: Xảy ra sự biến đổi trong phức E-S dẫn đến sự kéo căng và
phá vỡ các liên kết, sự chuyển biến, phản ứng giữa E và S trong phức hết sức quyết
liệt, rất đặc hiệu và rất nhanh.
Giai đoạn thứ ba: Các liên kết giứa E và S bị phá vỡ hoàn toàn giải phóng E tự


17
do và tạo thành sản phẩm.
Việc lựa chọn phương pháp thu hồi hỗn hợp caroten- protein dựa vào mục đích
thu nhận và các điều kiện thu nhận thích hợp. Để thu nhận được hỗn hợp carotenprotein cung cấp nguyên liệu đầu vào cho quá trình sấy và hiệu suất thu hồi hỗn hợp
caroten- protein cao tiến hành thu hồi hỗn hợp caroten- protein theo phương pháp ủ xi
lô bằng acid vô cơ. Phương pháp thu được khối lượng hỗn hợp cao, đơn giản, dễ thực
hiện nhưng cho hàm lượng astaxanthin thấp hơn phương pháp thu hồi kết hợp giữa
emzime và acid. Vì lí do cần khối lượng lớn hỗn hợp bột nhão caroten- protein nên lựa
chọn phương pháp tối ưu nhất để có đủ nguyên liệu đầu vào cho quá trình sấy, có mẫu
sau khi sấy với khối lượng nhiều cho các điều kiện bảo quản, kiểm tra tất cả chỉ tiêu
mẫu sau khi bảo quản.
1.4.2.Các phương pháp chế biến hỗn hợp caroten - protein
Hỗn hợp caroten - protein thu nhận từ vỏ tôm thường tồn tại dưới dạng dung
dịch hoặc dạng bột nhão chứa hàm lượng nước lớn do đó rất dễ bị hư hỏng trong quá

trình bảo quản vì vậy để nâng cao giá trị của caroten - protein cần có các phương pháp
loại nước để thu nhận và bảo quản hỗn hợp caroten - protein.
1.4.2.1. Phương pháp sấy
Trong sản xuất và đời sống có rất nhiều trường hợp nước (ẩm) ra khỏi vật liệu
rắn. Sau khi tách nước, nhiều sản phẩm có độ bền tăng, hoặc trở nên giòn, dễ nghiền
vụn. Đối với sản phẩm là chất bột có độ ẩm yêu cầu sau khi sấy là 10-20%, sau khi
tách nước sẽ giảm chi phí vận chuyển, đảm bảo điều kiện bảo quản lâu dài. Do vậy
trong rất nhiều quy trình công nghệ sản trong kỹ thuật bảo quản cũng như để bảo đảm
những yêu cầu về mặt chất lượng cần phải tách nước để sản phẩm đạt độ khô cần thiết.
Người ta có thể tách nước ra khỏi thực phẩm theo nhiều phương pháp khác nhau:
Phương pháp cơ học: nén ép, ly tâm, lắng…
Phương hóa- lý: dùng hóa chất có tính hút nước cao để tách nước có trong hỗ hợp:
CaCl2 khan, H2SO4 đậm đặc, Silicagen.
Phương pháp nhiệt hay còn gọi là sấy: Đây là quá trình giải phóng nước ra khỏi vật
rắn bằng cách cung cấp nhiệt cho nước bay hơi khỏi mặt thoáng hay trong lòng sản
phẩm. Phương pháp này được tiến hành theo hai biện pháp:


18
Sấy tự nhiên: phương pháp này được tiến hành ở ngoài trời bằng cách sấy vật liệu
ẩm dưới ánh sáng mặt trời, năng lượng gió…
Sấy tự nhiên chỉ dùng cho sản phẩm rẻ tiền không đòi hỏi khắt khe về kỹ thuật
hoặc trong trường hợp riêng biệt cần thiết.
Ngày nay, khi khoa học đã đạt tới trình độ phát triển cao thì sấy đường nói riêng và
sấy các vật phẩm khác nói chung, thì sấy nhân tạo đóng vai trò chủ yếu, vì nó có thể
đáp ứng được tất cả các yêu cầu sản xuất một cách chủ động, khoa học và kinh tế.
Nguyên tắc chung của sấy nhân tạo là phải cung cấp nhiệt để nước bay hơi khỏi
nông sản và dùng tác nhân thích hợp để di chuyển lượng hơi ẩm đó ra khỏi môi trường
xung quanh. Vì thế mà người ta căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt chia ra các
phương pháp sấy nhân tạo sau:

Phương pháp sấy đối lưu.
Phương pháp sấy kết hợp hút chân không.
Phương pháp sấy bức xạ.
Phương pháp sấy tiếp xúc.
Phương pháp sấy thăng hoa.
Phương pháp sấy bằng điện trường cao tần
Trong các phương pháp nhân tạo kể trên thì phương pháp sấy đối lưu, bức xạ và
tiếp xúc được dùng rộng rãi hơn cả, nhất là phương pháp sấy đối lưu.
Mỗi phương pháp sấy kể trên được thực hiện trong nhiều kiểu thiết bị khác
nhau. Ví dụ như sấy đối lưu được thực hiện trong nhiều thiết bị sấy như: thiết bị sấy
buồng, sấy hầm, sấy băng tải, sấy thùng quay… Phương pháp sấy bức xạ có thể thực
hiện trong thiết bị sấy bức xạ đèn hồng ngoại, thiết bị sấy bức xạ dùng nhiên liệu khí,
dùng dây điện trở. Phương pháp sấy có thể thực hiện trong thiết bị sấy tiếp xúc với bề
mặt nóng, thiết bị sấy tiếp xúc kiểu tang quay, tủ sấy chân không, máy sấy chân không
có cánh khuấy, máy sấy hai trục lăn và một số thiết bị sấy tiếp xúc trong chất lỏng.
Như ta đã biết, mỗi loại vật liệu sấy sẽ thích hợp với mỗi số phương pháp sấy
và một số kiểu thiết bị sấy nhất định, đồng thời đối với một số vật liệu nó còn ảnh
hưởng đến chế độ sấy thích hợp, như sấy hỗn hợp caroten- protein giàu astaxanthin thì
không nên sấy ở nhiệt độ cao, tiếp xúc với oxi không khí sẽ làm biến đổi astxanthin,
gây hư hỏng hỗn hợp… Chính vì vậy mà việc chọn thiết bị sấy tiến hành hai giai đoạn: