Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xử lý phế liệu tôm nhằm thu nhân chitin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGÔ THỊ BÍCH NGỌC

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VI KHUẨN LACTIC ĐỂ
XỬ LÝ PHẾ LIỆU TÔM NHẰM THU NHẬN CHITIN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ SINH HỌC

HÀ NỘI -2011
 


MỤC LỤC
MỤC LỤC..................................................................................................................1 
LỜI CAM ĐOAN ......................................................................................................1 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT..........................................2 
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................3 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ..................................................................4 
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................5 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................7 
1.1 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN THỦY SẢN TẠI VIỆT NAM
.................................................................................................................................7 
1.2 PHỤ PHẨM CỦA CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN TÔM ...............................7 
1.3 CẤU TẠO VỎ TÔM VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC ................................8 
1.3.1 Cấu tạo vỏ tôm [2].......................................................................................8 
1.3.1.1 Lớp biểu bì (epicuticle).........................................................................9 

1.3.1.2 Lớp màu ................................................................................................9 
1.3.1.3 Lớp canxi hóa........................................................................................9 
1.3.1.4 Lớp không bị canxi hóa ........................................................................9 
1.3.2 Thành phần hóa học của phế liệu tôm [2] ...................................................9 
1.4 KHÁI QUÁT VỀ CHITIN - CHITOSAN ...................................................11 
1.4.1 Tính chất lý hóa.........................................................................................11 
1.4.1.1. Chitin..................................................................................................11 
1.4.1.2. Chitosan .............................................................................................13 
1.4.2 Ứng dụng của chitin, chitosan hiện nay ...................................................14 
1.4.2.1. Trong xử lý môi trường [51, 63, 58, 62]............................................14 
1.4.2.2. Trong công nghệ thực phẩm [55, 26, 64, 20] ....................................16 
1.4.2.3. Trong y dược [1, 16, 38, 10] ..............................................................17 


1.4.2.4. Trong nông nghiệp [4] .......................................................................18 
1.4.2.5. Trong công nghiệp sản xuất giấy [55] ...............................................18 
1.4.2.6. Trong công nghiệp mỹ phẩm [47] .....................................................18 
1.4.3 Một số phương pháp thu nhận chitin - chitosan hiện nay .........................19 
1.4.3.1. Phương pháp cơ học...........................................................................19 
1.4.3.2. Phương pháp hóa lý ...........................................................................19 
1.4.3.3. Phương pháp hóa học.........................................................................19 
1.4.3.4. Phương pháp sinh học........................................................................23 
1.5 VI KHUẨN LACTIC ....................................................................................25 
1.5.1 Lịch sử nghiên cứu về vi khuẩn lactic.......................................................25 
1.5.2 Đặc điểm của vi khuẩn lactic ....................................................................26 
1.5.2.1. Hình thái, sinh lí, sinh hóa của vi khuẩn lactic [39]. .........................26 
1.5.2.2. Phân loại vi khuẩn lactic ....................................................................26 
1.5.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình tạo sinh khối của vi khuẩn lactic
.........................................................................................................................28 
1.5.2.3.1 Nhu cầu dinh dưỡng .....................................................................28 

1.5.2.3.2 Điều kiện nuôi cấy ........................................................................30 
1.5.3 Quá trình lên men lactic của vi khuẩn lactic .............................................31 
1.5.3.1. Lên men lactic đồng hình...................................................................31 
1.5.3.2. Lên men lactic dị hình........................................................................32 
1.6 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ SẢN XUẤT CHTIN-CHITOSAN
TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM ................................................................33 
1.6.1. Trên thế giới .............................................................................................33 
1.6.2. Ở Việt Nam ..............................................................................................33 
CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................35 
2.1 Vật liệu nghiên cứu ......................................................................................35 
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu ............................................................................35 
2.1.2 Thiết bị dùng cho thí nghiệm .................................................................35 
2.1.3 Hóa chất .................................................................................................35 
2.2 Môi trường dùng cho nghiên cứu.................................................................36 


2.2.1 Môi trường MRS...................................................................................36 
2.2.2 Môi trường MRS + CaCO3 ..................................................................37 
2.2.3 Môi trường thạch + sữa gầy ...................................................................37 
2.3 Các phương pháp nghiên cứu.......................................................................37 
2.3.1 Phương pháp xác định định tính khả năng sinh axit của vi khuẩn lactic
.........................................................................................................................37 
2.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng axit lactic.........................................37 
2.3.3 Phương pháp xác định định tính hoạt tính protease...............................38 
2.3.4 Phương pháp nghiên cứu động học sinh trưởng và khả năng tích tụ axit
lactic ................................................................................................................38 
2.3.5 Phương pháp quan sát hình thái tế bào ..................................................38 
2.3.6 Phương pháp xác định hàm ẩm của nguyên liệu ...................................38 
2.3.7 Phương pháp phân tích thành phần rỉ đường ........................................39 
2.3.8 Phương pháp xác định hàm lượng tro....................................................40 

2.3.9 Phương pháp xác định hàm lượng Protein (Phương pháp Biuret).........41 
2.3.10 Phương pháp lên men bằng vi khuẩn lactic .........................................42 
2.3.11 Phương pháp xác định hiệu suất khử khoáng và khử protein..............42 
2.3.12 Phương pháp xác định đơn vị khuẩn lạc (CFU) .................................43 
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN.........................................................44 
3.1 Phân lập và tuyển chọn chủng vi khuẩn lactic............................................44 
3.1.1 Đặc điểm hình thái ....................................................................................44 
3.1.2 Khả năng sinh axit lactic ..........................................................................45 
3.1.3 Đặc điểm hoạt tính phân giải protein (hoạt tính protease) ........................46 
3.2 Nghiên cứu động học sinh trưởng của hai chủng NCDN4 và BNC1 ........47 
3.3 Phân tích thành phần ban đầu của PLT và rỉ đường.................................49 
3.3.1 Thành phần hóa học ban đầu của phế liệu tôm .........................................49 
3.3.2 Phân tích thành phần rỉ đường...................................................................49 
3.4 Nghiên cứu tối ưu các điều kiện của quá trình lên men PLT bởi
Lactobacillus plantarum NCDN4 ........................................................................50 


3.4.1 Ảnh hưởng của nguồn cacbon...................................................................50 
3.4.2 Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường tới hiệu suất khử khoáng.....................51 
3.4.3 Ảnh hưởng của pH ban đầu tới hiệu suất khử khoáng ..............................52 
3.4.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ giống tới hiệu suất khử khoáng ...............................53 
3.4.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ NaCl tới hiệu suất khử khoáng ................................54 
3.4.6 Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu suất khử khoáng ..................................55 
3.5 Nghiên cứu kết hợp enzym neutrase trong quá trình lên men..................56 
3.6 So sánh quá trình lên men PLT có thanh trùng và không thanh trùng ...57 
3.7 Thu hồi dịch sau lên men ..............................................................................58 
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ......................................................................................62 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................63 
I. Tài liệu Tiếng Việt............................................................................................63 
II. Tài liệu Tiếng Anh ..........................................................................................64 

PHỤ LỤC 1 ..............................................................................................................70 
PHỤ LỤC 2 ..............................................................................................................72 
PHỤ LỤC 3 ..............................................................................................................73 
PHỤ LỤC 4 ..............................................................................................................75 
PHỤ LỤC 5 ..............................................................................................................76 
PHỤ LỤC 6 ..............................................................................................................77 
PHỤ LỤC 7 ..............................................................................................................78 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

LỜI CAM ĐOAN
Tôi là Ngô Thị Bích Ngọc xin cam đoan nội dung trong quyển luận văn này với đề
tài “Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xử lý phế liệu tôm nhằm thu nhận
chitin ”là công trình nghiên cứu và sáng tạo do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn
của TS. Lê Thanh Hà - Bộ môn Công nghệ sinh học – Trường Đại học Bách Khoa Hà
Nội. 
 

 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 

Viện CNSH&CNTP
 

1 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Ký hiệu

Tên đầy đủ

                        1

PLT

Phế liệu tôm

                        2

DD

Độ deaxetyl hóa

3
4

IR                                                Infrared Radiation
XRD

5

B. subtilis

6

L. plantarum

7

DNS

X- ray diffractometer
Bacillus subtilis

Lactobacillus plantarum
Dinitro Salicylic

 

 

Viện CNSH&CNTP
 

2 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

DANH MỤC CÁC BẢNG

STT

Tên bảng

Trang

1

Bảng 1.1- Thành phần phế liệu vỏ và đầu tôm

8

2

Bảng 1.2- Thành phần hóa học của thịt tôm và vỏ tôm

8

3

Bảng 1.3- Một số chỉ tiêu sinh hóa của phế liệu tôm (% chất khô)

10

4

Bảng 3.1- Kết quả vòng tròn phân giải CaCO3 của 6 chủng

46

5

Bảng 3.2- Kết quả vòng tròn phân giải protein

47

6

Bảng 3.3- Thành phần hóa học có trong PLT ban đầu

49

7

Bảng 3.4- Thành phần rỉ đường

49

8

Bảng 3.5- So sánh hiệu quả loại khoáng và protein của các phương

57

thức lên men
9

Bảng 3.6- So sánh hiệu quả loại khoáng và protein trong điều kiện

58

thanh trùng và không thanh trùng

 

 

Viện CNSH&CNTP
 

3 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
 

STT

Tên hình vẽ, đồ thị

Trang

1

Hình 1.1- Công thức cấu tạo chitin

11

2

Hình 1.2- Cấu tạo α-chitin, β-chitin, γ-chitin

12

3

Hình 1.3- Công thức cấu tạo chitosan

13

4

Hình 1.4- Vi khuẩn lactic

26

5

Hình 1.5- Sơ đồ quá trình lên men lactic

32

6

Hình 3.1- Hình ảnh nhuộm gram của 6 chủng Lactobacillus

44, 45

plantarum
7

Hình 3.2 - Vòng tròn phân giải CaCO3 của 6 chủng

45

8

Hình 3.3- Hoạt tính protease của 6 chủng

46

9

Hình 3.4 - Đường cong sinh trưởng của chủng L.plantarum NCDN4

48

10

Hình 3.5- Đường cong sinh trưởng của chủng L.plantarum BNC1

50

11

Hình 3.6- Quy trình thu chitin từ phế liệu tôm

60

12

Đồ thị 3.1 - Ảnh hưởng của phương thức nuôi cấy đến hiệu suất khử

50

khoáng
13

Đồ thị 3.2- Ảnh hưởng của nồng độ rỉ đường tới hiệu suất khử

51

khoáng
14

Đồ thị 3.3- Ảnh hưởng của pH ban đầu tới hiệu suất khử khoáng

52

15

Đồ thị 3.4- Ảnh hưởng của tỷ lệ giống tới hiệu suất khử khoáng

53

16

Đồ thị 3.5- Ảnh hưởng của nồng độ NaCl tới hiệu suất khử khoáng

54

17

Đồ thị 3.6- Ảnh hưởng của thời gian lên men tới hiệu suất khử
khoáng

55

18

Đồ thị 3.7- Qui trình lên men lactic kết hợp xử lí bằng neutrase

56

Viện CNSH&CNTP
 

4 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

LỜI MỞ ĐẦU
 

Việt Nam nổi tiếng trên thế giới với những sản phẩm hải sản xuất khẩu.Trong

       

đó, tôm đông lạnh là sản phẩm chính với sản lượng ước tính đạt hơn 600.000 tấn/ năm.
Tuy nhiên, cùng với việc tăng sản lượng tôm thì khối lượng chất thải ra trong quá trình
sản xuất, chế biến cũng tăng lên. Điều này cũng đặt ra cho ngành chế biến thủy sản
yêu cầu tận dụng nguồn phế liệu này nhằm nâng cao giá trị kinh tế về nguồn lợi thủy
sản.
Phế liệu của nhà máy tôm đông lạnh chủ yếu là đầu và vỏ tôm, chứa một lượng
lớn protein, chất màu, chitin… Trong đó, chitin là thành phần chủ yếu của vỏ tôm.
Chitin là một polyme sinh học có cấu trúc mạch thẳng, gồm các đơn vị N-axetyl-β-Dglucosamin nối với nhau bằng liên kết β-(1,4)-glucozit. Chitin và dẫn xuất của nó –
chitosan có hoạt tính sinh học cao như tính kháng nấm, tính kháng khuẩn và khả năng
tự phân hủy sinh học nên chúng được ứng dụng rất nhiều trong y, dược, công nghệ mỹ
phẩm, nông nghiệp, xử lý môi trường, công nghệ thực phẩm…
Từ trước đến nay, ở Việt Nam, đã có nhiều đề tài nghiên cứu chiết xuất chitinchitosan, những polyme sinh học được ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp từ
phế liệu tôm. Tuy nhiên, hiện nay các quy trình sản xuất chitin-chitosan quy mô lớn tại
Việt Nam chủ yếu là quy trình hóa học. Việc sử dụng hóa chất với nồng độ cao dẫn
đến lượng chitin-chitosan thu được có chất lượng thấp, các hóa chất và chất hữu cơ
chưa được tận thu thải ra gây ô nhiễm môi trường.
Công nghệ sinh học đã và đang mở ra một lựa chọn khác để tách chitin. Điều này
có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường trầm trọng do
các cơ sở chế biến chitin-chitosan gây ra, góp phần phát triển bền vững ngành công
nghiệp sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu thủy sản.
Xuất phát từ những yêu cầu và mục đích trên chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề
tài " Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn lactic để xử lý phế liệu tôm nhằm thu nhận
chitin".
Đề tài bao gồm các nội dung chính sau:

Viện CNSH&CNTP
 

5 

Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

¾

Tuyển chọn chủng lactic có khả năng sinh nhiều axit lactic và có hoạt

tính protease cao.
¾

Nghiên cứu ảnh hưởng của pH, thời gian, hàm lượng giống, thành phần

môi trường đến quá trình khử khoáng của chủng được lựa chọn.
¾

Nghiên cứu kết hợp sử dụng chế phẩm protease và vi khuẩn lactic nhằm

tăng khả năng khử khoáng và khử protein vỏ tôm.
¾

Đề xuất quy trình sản xuất chitin.

  
 

 

 
 

Viện CNSH&CNTP
 

6 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 TÌNH HÌNH KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN THỦY SẢN TẠI VIỆT NAM
Ngành chế biến thủy sản ở nước ta đóng vai trò hết sức quan trọng cả về ý nghĩa
kinh tế và xã hội, là một trong ba ngành đóng góp vào thu nhập quốc dân lớn nhất cả
nước.
Năm 2009, thủy sản Việt Nam phải đối mặt với không ít khó khăn, song với sự nỗ
lực không ngừng ngành thủy sản vẫn trụ vững và đạt được những bước tiến đáng ghi
nhận. Theo thống kê mới nhất của Tổng cục thống kê, tổng sản lượng thuỷ sản 5 tháng
đầu năm 2009 ước tính đạt 1736,6 nghìn tấn, tăng 4,4% so với cùng kỳ năm trước.
Trong đó, cá đạt 1334,3 nghìn tấn, tăng 4%; tôm 149,6 nghìn tấn, tăng 3,8%. Sản
lượng thủy sản nuôi trồng 5 tháng đầu năm 2009 ước tính đạt 748,2 nghìn tấn, giảm
0,5% so với cùng kỳ năm 2008. Kết thúc năm 2009, sản lượng thuỷ sản đạt 4847,6
nghìn tấn, tăng 5,3% so với năm 2008, trong đó cá đạt 3654,1 nghìn tấn, tăng 5,3%;
tôm 537,7 nghìn tấn, tăng 7,2%...
Năm 2010, tổng sản lượng đạt 2.395 nghìn tấn với nhiều loại hải sản có giá trị kinh

tế cao. Về nuôi trồng, tính đến hết ngày 10/12/2010 tổng sản lượng giống sản xuất cá
tra cả nước đạt 2,359 tỷ con, diện tích nuôi đạt 5.400 ha, sản lượng cá thu hoạch đạt
1.140.390 tấn, xuất khẩu đạt 538,2 nghìn tấn, đạt giá trị 1,15 tỷ USD, tăng 6,6% về
khối lượng và 2,4% về giá trị. Nuôi tôm nước lợ đạt 469.893 tấn, trong đó tôm sú đạt
333.174 tấn trên diện tích 613.718 ha, tôm chân trắng đạt 136.719 tấn trên diện tích
25.397 ha [19].
1.2 PHỤ PHẨM CỦA CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN TÔM
Năm 1998, sản lượng tôm đông lạnh là 75.000 tấn, tương đương đạt giá trị 449
triệu USD. Các nhà máy chế biến đông lạnh thải ra khoảng 50.000 tấn phế liệu, tương
đương khoảng 40% nguyên liệu. Trong đó, đầu và vỏ tôm là thành phần chủ yếu [ 21]
Theo kết quả phân tích của Meyers, 1985 [45] tính theo % chất khô tuyệt đối,
những thành phần chủ yếu có trong phế liệu đầu và vỏ tôm như sau:

Viện CNSH&CNTP
 

7 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Bảng 1.1- Thành phần phế liệu vỏ và đầu tôm
Thành phần hóa học (%)

Đầu tôm

Vỏ tôm

Protein

35,5

22,8

Lipit

8,9

0,4

Chitin

11,1

27,2

Tro

22,6

31,7

Canxi

7,2

11,1

Photpho

1,68

3,16

Theo Hong K và cộng sự 1989 [33] thành phần hóa học của thịt tôm và vỏ tôm là:
Bảng 1.2- Thành phần hóa học của thịt tôm và vỏ tôm
Thành phần hóa học

Tôm thịt

Vỏ tôm

Protein thô (%)

35,8

16,9

Lipit (%)

9,9

0,6

Chitin (%)

15,9

23,5

Canxi (%)

12,3

24,8

Photpho (%)

0,8

1,0

K (%)

1,0

0,1

Mg (%)

0,2

0,3

Mn (ppm)

545

200

Fe (ppm)

1611

180

Astaxanthin (ppm)

78

108

Bảng 1.2 chứng tỏ phế liệu của ngành công nghiệp chế biến tôm là nguồn nguyên
liệu có giá trị. Nếu sử dụng hợp lý sẽ tận dụng được một lượng chất dinh dưỡng lớn,
đồng thời hạn chế ô nhiễm môi trường.
1.3 CẤU TẠO VỎ TÔM VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC
1.3.1 Cấu tạo vỏ tôm [2]
Vỏ tôm chia thành 4 lớp chính.

Viện CNSH&CNTP
 

8 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

● Lớp biểu bì.
● Lớp màu.
● Lớp bị canxi hóa.
● 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 nhiều chitin nhưng lớp biểu bì thì không. Ta
gọi các lớp chứa chitin là endocuicle.
1.3.1.1 Lớp biểu bì (epicuticle)
Những nghiên cứu cho thấy lớp màng nhanh chóng bị biến đỏ bởi fucxin, có pH
=5,1, không chứa chitin. Nó khác với các lớp vỏ còn lại, bắt màu với anilin xanh. Lớp
epicuticle có lipit vì thế nó cản trở tác động của axit ở nhiệt độ thường trong công
đoạn khử khoáng bằng axit 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 axit
đậm đặc do nó có chứa các mắt xích paratin mạch thẳng.
1.3.1.2 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 canxi
thẩm thấu vào.
1.3.1.3 Lớp canxi hóa
Lớp này chiếm phần lớn vỏ, thường có màu xanh trải đều khắp, chitin ở trạng thái
tạo phức với canxi.
1.3.1.4 Lớp không bị canxi hóa
Vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo thành bởi một phần tương đối nhỏ so với tổng

chiều dài bao gồm các phức chitin-protein bền vững không có canxi và quinone.
1.3.2 Thành phần hóa học của phế liệu tôm [2]
♦ 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

Viện CNSH&CNTP
 

9 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

nhân vặt đầu tôm không đúng kĩ thuật thì phần protein bị tổn thất vào phế liệu nhiều
làm tăng định mức tiêu hao nguyên 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 cacbonat, với lipit 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.
♦ Canxi: Trong vỏ, đầu tôm có chứa một lượng lớn muối vô cơ, chủ yếu là muối
CaCO3, hàm lượng Ca3(PO4)2 mặc dù không nhiều nhưng trong quá trình khử khoáng
dễ hình thành hợp chất CaHPO4 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 chất
Astaxanthin.
♦ Enzym: Theo tạp chí Thủy sản (số 5/1993) hoạt độ enzym protease của đầu tôm
khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/g tươi. Các enzym chủ yếu là enzym của nội tạng trong đầu
tôm và của vi sinh vật thường trú trên tôm nguyên liệu.
Ngoài các thành phần chủ yếu kể trên, trong vỏ đầu tôm còn chứa các thành phần
khác như: nước, lipit, photpho....
Sau đây là kết quả phân tích một số chỉ tiêu sinh hóa của phế liệu tôm (% chất khô).
Bảng 1.3- Một số chỉ tiêu sinh hóa của phế liệu tôm (% chất khô)[21]
STT

Chỉ tiêu

Tôm chì

Tôm sắt

Tôm sú

1

Chất khô (%)

26,41

25,14

25,12

2

Protein thô (%)

33,23

35,26

36,53

3

Lipit (%)

8,63

9,31

7,42

4

Photpho (%)

1,23

1,12

1,14

5

Canxi (%)

9,14

8,13

10,3

Viện CNSH&CNTP
 

10 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Như vậy, phế liệu tôm có giá trị dinh dưỡng cao so với một số động vật khác. Hàm
lượng protein trung bình đạt 34,8%. Tỷ lệ chất khô, photpho, canxi không có sự sai
khác nhiều giữa ba loài.
1.4 KHÁI QUÁT VỀ CHITIN - CHITOSAN
1.4.1 Tính chất lý hóa
1.4.1.1. Chitin
Chitin có công thức phân tử (C8H13O5N)n trong đó n thay đổi tùy thuộc vào
nguyên liệu, là một chuỗi dài polyme của N- axetylglucosamin, là thành phần chính
của một số động vật giáp xác như: tôm, cua, sam…[14,6] thành phần của mai mực…

Chitin được chế biến thành chitosan và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: y
dược, nông nghiệp, bảo quản thực phẩm, môi trường…[12,13].
Chitin có cấu trúc là một polysaccarit không phân nhánh, cấu trúc hóa học của
chitin gần giống với xenluloza, trong đó có nhóm hydroxyl (-OH) ở vị trí thứ 2 (C2)
được thay bằng nhóm axetylamin (-NHCOCH2).

Hình 1.1- Công thức cấu tạo chitin
Khối lượng phân tử chitin trong tự nhiên lớn hơn 1 triệu dalton. Trong tự nhiên,
chúng không tồn tại ở dạng tinh khiết mà thường kết hợp với các polysacarit khác, với
protein và với cả muối khoáng.
Như vậy, chitin là một polyme sinh học được cấu tạo từ các gốc –N-axetyl-βD-glucosamin và được xem như là một bazơ hữu cơ. Do trên nguyên tử nitơ của mạng
chitin có nhóm axetyl (-COCH3), nhóm này có hiệu ứng liên hợp p-п với đôi điện tử

Viện CNSH&CNTP
 

11 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

chưa bị chia trên nguyên tử nitơ của mạng chitin làm cho mật độ điện tử của nó giảm
nên tính bazơ của chitin yếu. Bằng các phương pháp hóa lý khác nhau (IR, X-ray…),
người ta đã xác định chitin tồn tại dưới 3 loại cấu hình: α-chitin, β-chitin, γ-chitin.

α ‐ Chitin

β ‐ Chitin

γ ‐ Chitin

Hình 1.2- Cấu tạo α-chitin, β-chitin, γ-chitin 
Các cấu hình chitin khác nhau là do sự phân bố không gian khác nhau của các
vòng D-glucosamin trong mạng chitin [22,15]. Trong 3 cấu hình của chitin, α-chitin
có cấu hình ổn định và bền vững nhất. Với một số điều kiện nhất định, β-chitin và γ–
chitin chuyển thành α–chitin bền vững hơn (β-chitin chuyển thành α–chitin khi ngâm
β–chitin trong dung dịch HNO3, HCOOH, HCl với nồng độ H+ > 7N) . α-chitin có
cầu liên kết hydro giữa các nhóm chức của mạng polyme này với các nhóm chức của
mạng của polyme khác, β-chitin chỉ có cầu liên kết hydro giữa các nhóm chức trong
cùng một mạng polyme [14,15]. β-chitin có khả năng trương nở trong nước, khả năng
hoạt động về mặt hóa học của β–chitin lớn hơn α–chitin, α–chitin có trong vỏ tôm,
cua, sam…[12,15], β-chitin có trong mai mực…[14,12,15,11], γ-chitin có trong dạ
dày của mực nang, mực ống [11].
Chitin có màu trắng hoặc ngà, vô định hình. Chitin ở thể rắn xốp, nhẹ, không
màu, không mùi, không vị.
Chitin không tan trong nước, trong môi trường kiềm, axit loãng và các chất
dung môi hữu cơ như ete, rượu… nhưng nó lại hòa tan trong dung dịch đặc nóng của
muối thioxianat Liti (LiSCN) và thioxianat canxi Ca(SCN)2 tạo thành dung dịch keo.
Chitin tương đối ổn định với các chất oxy hóa khử, như thuốc tím (KMnO4), oxy già
(H2O2), nước Javen (NaClO) hay Ca(ClO)2 …Nhờ tính chất này người ta sử dụng các
chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin.

Viện CNSH&CNTP
 

12 

Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Kết tinh ở dạng tinh thể vô định hình, chitin khó hòa tan trong dung dịch
ammoniac, không hòa tan trong thuốc thử Schweizei-sapranora.
Chitin là polysaccharit nguồn gốc tự nhiên, có hoạt tính sinh học cao, có tính
hòa hợp và tự phân hủy trên da.
Chitin bị men lyzozym – một loại men chỉ có trên cơ thể người phân giả thành
monomer N-axetyl-Dglucosamin. Khi đun nóng chitin trong HCl đậm đặc tạo thành
Glucoamin chlohydrat. Khi đun nóng chitin trong NaOH đậm đặc tạo thành chitosan
(C6H11O4N)n [12,13].
1.4.1.2. Chitosan
Chitosan là dẫn xuất đề axetyl hoá của chitin, trong đó nhóm (–NH2) thay thế
nhóm (-NHCOCH3) ở vị trí (C2). Chitosan được cấu tạo từ các mắt xích D-glucosamin
liên kết với nhau bởi các liên kết β-(1-4)-glicozit. Do vậy, chitosan có thể gọi là poly
β-(1-4)-2-amino-2-deoxi-D-glucozơ hoặc là poly β-(1-4)-D- glucozamin. Công thức
phân tử: [C6H11O4N]n, Mchitosan = (161.07)n.

Hình 1.3- Công thức cấu tạo chitosan
Chitosan ở dạng bột có màu trắng ngà, còn ở dạng vẩy có màu trắng hay hơi
vàng, xốp nhẹ, hình vảy, không mùi, không vị, trọng lượng phân tử trung bình từ
10.000- 500.000 dalton tùy loại. Chitosan có tính kiềm nhẹ, không tan trong nước,
dung dịch kiềm và axit đậm đặc, cồn, axeton và các dung môi hữu cơ khác nhưng tan
trong axit loãng (pH=6) điển hình như tan trong axit axetic loãng tạo thành dung dịch
keo. Độ nhớt của dung dịch chitosan trong dung dịch keo phụ thuộc và khối lượng

Viện CNSH&CNTP
 

13 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

phân tử của chitosan, nguồn gốc và phương pháp điều chế. Dung dịch chitosan trong
axit có độ nhớt phụ thuộc vào độ deaxetyl hóa chitosan (DD%). Độ nhớt của chitosan
có DD = 100% là 10800 cm3/g. Giá trị DD của chitin đặc trưng cho nhóm axetyl có
trong mạng polyme và lượng nhóm amino (-NH2) trong mạng polyme nhiều và ngược
lại. Bằng phương pháp phổ X-ray, 1H-NMH, chuẩn điện thế, hồng ngoại... người ta
xác định được DD của chitin. Tuy nhiên, để xác định DD của chitin một cách nhanh
chóng người ta phải sử dụng phương pháp phổ hồng ngoại (IR) [13]. Theo quy ước,
DD ≥ 50% được gọi là chitosan và DD ≤ 50% được gọi là chitin [13].
Nhiệt độ nóng chảy của chitosan là 309 - 310oC. Do cấu trúc tinh thể chitosan
có nhiều mao quản nên khả năng hấp thụ nước rất cao.
Chitosan là polyme mạch thẳng nên có khả năng bám dính tốt vào bề mặt tích
điện âm và có khả năng hấp phụ nhiều ion kim loại.
Phản ứng với axit đậm đặc tạo thành muối khó tan, chitosan tác dụng với iot
trong môi trường H2SO4 cho phản ứng lên màu tím.
Hàm lượng nitơ trong chitin thay đổi từ 5-8%. Hàm lượng này phụ thuộc vào
hiệu suất của quá trình deaxetyl hóa. Trong khi đó, hàm lượng nitơ trong chitosan hầu
hết chứa trong amin thơm. Do vậy, những phản ứng điển hình của nhóm amin, Naxetyl và phản ứng bazo-chiff là những tính chất quan trọng nhất của chitosan [13].

Chitosan tan trong dung dịch axit loãng như axit axetic, axit fomic. Chitosan có
khả năng tạo keo trong N-methyl-pholine, N-oxyd. Sự thủy phân chitosan bằng axit
đậm đặc sẽ tạo ra D-glucosamin tương đối tinh khiết.
1.4.2 Ứng dụng của chitin, chitosan hiện nay
1.4.2.1. Trong xử lý môi trường [51, 63, 58, 62]
Hấp phụ sinh học là phương pháp sử dụng các vật liệu sinh học để tách kim loại
hay các hợp chất và các hạt khỏi dung dịch. Trong những năm gần đây, phương pháp
này được đánh giá là một trong những phương pháp hiệu quả về cả kinh tế và kỹ thuật
để loại bỏ các kim loại gây nhiễm bẩn nguồn nước mặt và nhiều loại nước thải công
nghiệp. Olin và Bailey đã đưa ra 12 loại chất hấp phụ có khả năng tách kim loại khỏi
các dòng thải với chi phí thấp. Trong số 12 loại này, chitosan có dung lượng hấp phụ
cao nhất đối với kim loại [51].

Viện CNSH&CNTP
 

14 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Chitosan có khả năng hấp phụ tốt các kim loại nặng. Do đặc tính của nhóm
amino tự do trong cấu trúc chitosan được tạo thành khi deaxetyl hóa chitin, các phức
chelat của nó làm cho khả năng hấp phụ kim loại tăng gấp 5 đến 6 lần so với chitin.
Khi ghép một số nhóm chức vào khung cấu trúc của chitosan sẽ làm tăng khả năng
hấp phụ kim loại của chitosan lên nhiều lần. Để tạo điều kiện tốt cho quá trình chuyển

khối, đồng thời tăng dung lượng hấp phụ kim loại của chitosan,biến tính chitosan hấp
phụ kim loại nặng trên mạng lưới liên kết mạch thẳng và chéo nhau. Kết quả là đã tạo
ra được nhiều loại chitosan biến tính có dung lượng hấp phụ kim loại cao.
Volesky, Holan, Wase và Foster cũng đã nghiên cứu một số chất hấp phụ sinh
học và khả năng giữ các nguyên tố phóng xạ như urani, thori. Họ đã nhận thấy khả
năng ứng dụng rộng lớn của các loại chất hấp phụ sinh học trên cơ sở chitosan biến
tính vì vậy chúng đã được tập trung nghiên cứu, phát triển và thương mại hóa . Các
chất hấp phụ sinh học ở dạng tự nhiên thường mềm, trong dung dịch nước có xu
hướng kết tụ hoặc tạo gel. Hơn nữa, ở dạng tự nhiên mạng lưới của chúng thực tế
không có khả năng hấp phụ. Sự di chuyển của kim loại nhiễm bẩn vào mạng lưới giam
giữ đóng vai trò rất quan trọng trong quá trình chế tạo vật liệu hấp phụ sinh học. Cần
thiết phải cung cấp sự hỗ trợ vật lý và tăng cường sự thâm nhập của mạng giam giữ
kim loại của chất hấp phụ sinh học trên các loại giá thể khi chuẩn bị vật liệu hấp phụ
sinh học. Nhiều vật liệu hấp phụ sinh học với các loại màng chitosan biến tính trên các
giá thể khác nhau đã được nghiên cứu cho mục đích này [58, 62].
Một nhóm tác giả thuộc Phòng nghiên cứu kỹ thuật công trình của quân đội
Mỹ kết hợp cùng Trung tâm nghiên cứu & Quản lý chất thải của ủy ban Quản lý Tài
nguyên Thiên nhiên và Trường đại học Tổng hợp Illinois đã kết hợp nghiên cứu một
loại vật liệu hấp phụ sinh học với màng chitosan trên nhôm oxit. Vật liệu màng
chitosan đã biến tính trên giá thể composit sứ - nhôm oxit đạt 153,8 mg Cr6+/g (với
nồng độ ban đầu của Cr6+ đều ở 1000mg/l). Ảnh hưởng của cấu trúc lỗ, độ phân bố
kích thước lỗ xốp và giá trị pH tới dung lượng hấp phụ rất rõ rệt. Nói chung, vật liệu
có bề mặt riêng 80 - 105 m2/g với kích thước hạt 100 - 150 micron là thích hợp. Ở giá
trị pH thấp, dung lượng hấp phụ tăng. Sự có mặt ở nồng độ cao của ion sunfat và
clorua sẽ làm giảm khả năng hấp phụ kim loại.

Viện CNSH&CNTP
 

15 

Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Wu và các cộng sự khảo sát tình hình này của chitosan bằng việc loại bỏ
protein trong nước. Họ đã nhận ra rằng tác dụng ngưng tụ các chất rắn lơ lửng và các
protein của chitosan tỉ lệ nghịch với khối lượng phân tử. Nồng độ của các dung dịch
thử nghiệm của chitosan nằm trong khoảng 10 - 15mg/l. Kết quả cho thấy các mẫu sử
dụng thí nghiệm trên có thể loại bỏ được đến 90% độ đục [63].
Chitosan được ứng dụng trong kĩ thuật xử lý nước như một phần của quá trình
lọc nước. Chitosan tạo ra các hạt cặn tốt để kết khối chúng lại với nhau và sau này
được loại bỏ cùng với cặn bẩn bằng phương pháp lọc cát. Chitosan cũng loại bỏ
photpho, những khoáng vật nặng và các loại dầu trong nước.
1.4.2.2. Trong công nghệ thực phẩm [55, 26, 64, 20]
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.
Kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả đã chỉ ra rằng: màng bao chitosan, trong
quá trình bảo quản, ảnh hưởng tích cực đến chất lượng ủa trứng gà tươi. Theo Su
Hyun Kim [55], Cenzig Caner [26], trứng được bảo quản bằng màng bao chitosan hạn
chế được đáng kể sự hao hụt khối lượng, tăng chỉ tiêu chất lượng lòng trắng, lòng đỏ
trứng. Nghiên cứu của Xian De Liu và cộng sự [64] cho thấy sử dụng màng bao
chitosan kết hợp với chiếu xạ giúp cải thiện chất lượng trứng gà tươi trong thời gian
bảo quản. Ở nước ta, tác giả Trần Thị Luyến, Lê Thanh Long [20] cũng đã nghiên cứu

ứng dụng màng bao chitosan kết hợp với phụ gia để bảo quản trứng gà tươi.
Chitosan có khả năng kết hợp với bentonit, gelatin, silicagen, keo thạch hay
những chất khác để làm trong rượu nho, rượu mật ong và bia. Chitosan tạo sự kết dính
với SiO2 là tác nhân làm cho rượu vang trong bởi vì khi đó axit tannin (tác nhân đầu
tiên của rượu vang đỏ) sẽ không kết hợp với chitosan nữa.
Chitosan và các dẫn xuất của chúng đều có tính kháng khuẩn, như ức chế sự
hoạt động của một số loại vi khuẩn E. coli, diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà

Viện CNSH&CNTP
 

16 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

rốt, và có tác dụng tốt với các loại thực phẩm tươi sống, đông lạnh khi bao gói chúng
bằng các màng mỏng chitosan dễ phân hủy.
Màng chitosan có tác dụng làm chậm lại quá trình bị thâm của hoa quả. Rau
quả sau khi thu hoạch sẽ dễ bị thâm, làm giảm chất lượng và giá trị, nhờ bao gói bằng
màng chitosan mà giữ cho rau quả tươi lâu hơn.
Ngoài ra chitosan còn được sử dụng để thay thế cho hàn the trong sản xuất
bánh cuốn, giò chả.
1.4.2.3. Trong y dược [1, 16, 38, 10]
Trong lĩnh vực y khoa, nhờ vào tính ưu việt của chitosan, cộng với đặc tính không
độc, hợp với cơ thể, tự tiêu huỷ được nên chitosan đã được ứng dụng rộng rãi và có

hiệu quả trong kỹ nghệ bào chế dược phẩm, làm thuốc chữa bỏng, giảm đau, thuốc hạ
cholesterol, thuốc chữa bệnh dạ dày, chống đông tụ máu, tăng sức đề kháng, chữa
xương khớp, bảo vệ niêm mạc và chống đựợc cả bệnh ung thư...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 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. Chitosan còn có khả năng chống viêm cấp trên mô lành.
Một nghiên cứu của tiến sĩ Shadat Hosain- Khoa sinh hóa và sinh học phân tử
thuộc đại học Jahangirnagar (Bangladet) đưa ra kết luận là chitosan có thể giúp hạn
chế tăng cân và giảm lượng cholesterol trong máu. Quan trọng hơn, khi được dùng
như là nguồn bổ sung cho khẩu phần ăn kiêng thì chitosan còn làm giảm lượng
cholesterol có lợi hơn là có hại.
Những thuộc tính của chitosan cho phép nhanh chóng đóng cục máu và mới
đây đã được Mỹ thừa nhận để sử dụng làm băng y tế. So với các loại băng thường, tốc
độ cầm máu, tính sát khuẩn và thời gian lành mô khi sử dụng loại băng này có hiệu
quả hơn gấp nhiều lần. 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.
Trong công nghệ bào chế thực phẩm, chitosan có thể dùng làm các chất phụ
gia như làm tá dược độn, tá dược dính, chế tạo màng viêm nang, chất mang sinh học

Viện CNSH&CNTP
 

17 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

dẫn thuốc… Viện hóa học thực phẩm trung TW2 đã tiến hành nghiên cứu thực nghiệm
ứng dung chitosan làm tá dược dính trong một số công thức thuốc viêm có được chất
dễ bị tác động bởi các ion kim loại nặng .
Chitosan được sử dụng làm phụ gia để dập viên thuốc, sản xuất màng bọc viên
thuốc, màng da nhân tạo, chỉ khâu nhân tạo…
1.4.2.4. Trong nông nghiệp [4]
Công dụng đầu tiên của chitosan là chất kích thích tăng trưởng cho cây trồng
và là chất thúc đẩy khả năng của cây kháng lại một số loại nấm.
Dung dịch muối chitosan trong nước đá được sử dụng để ngâm thóc giống,
phun lên đồng ruộng lúa khi cây lúa chuẩn bị đẻ nhánh và chuẩn bị trổ đòng. Năng
suất lúa có thể tăng được 7 tấn/ha.
Chitosan có tác dụng kích thích nảy mầm nhanh, tỉ lệ hạt nảy mầm cao với
thóc, ngô, đậu tương. Có tác dụng kích thích sinh trưởng cả khi xử lý hạt và phun trên
lá. Chitosan diệt được một số loại nấm hại dâu tây, cà rốt, đậu.
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.
1.4.2.5. Trong công nghiệp sản xuất giấy [55]
Chitosan được ứng dụng rất sớm trong công nghiệp sản xuất giấy. Các ứng
dụng này bao gồm xử lý bề mặt giấy với dung dịch chitosan 1% để tăng sức cản gẫy
và sức bền gấp nếp mà không làm giảm độ sáng của giấy. Phủ một lớp chitosan trên
giấy để làm mất tác dụng do hiện tượng dẫn điện gây ra, mà tác dụng này có thể gây ra
sự giảm chất lượng màu.
1.4.2.6. Trong công nghiệp mỹ phẩm [47]
Các ứng dụng của chitosan và các dẫn xuất trong mỹ phẩm đã được báo cáo
tổng quát bởi Muzzerelli. Ông chỉ ra rằng sử dụng chitosan có thể loại bỏ được phần

tinh bột còn lại trong nước gội đầu. Việc sử dụng nó còn làm cho tóc mềm, mượt thêm
nhờ các tương tác giữa các polysaccarit và protein của tóc.

Viện CNSH&CNTP
 

18 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Gần đây có nhiều báo cáo về việc sử dụng chitosan và dẫn xuất của nó trong
mỹ phẩm. Với tính chất làm tăng độ bám dính các loại kem, làm mềm da, mịn da nên
các hãng mỹ phẩm trên thế giới đã ứng dụng thành phần chitosan vào hàng loạt các
sản phẩm của mình.
1.4.3 Một số phương pháp thu nhận chitin - chitosan hiện nay
1.4.3.1. Phương pháp cơ học
Nguyên lý: Sử dụng các lực cơ học để tách một phần protein ra khỏi nguyên liệu vỏ
đầu tôm.
Quá trình được thực hiện như sau: Đầu tôm còn tươi đem rửa sạch, sau đó ép bằng
trục lăn hoặc trục vít, thu protein đem sấy khô và bảo quản..
Hiệu quả thu hồi protein của phương pháp này không cao. Tuy nhiên, quá trình này
đã loại bỏ một phần protein tự do trong đầu tôm vì vậy giảm thiểu được hóa chất sử
dụng cho các công đoạn tiếp theo.
1.4.3.2. Phương pháp hóa lý
Áp dụng phương pháp này nhằm thu hồi protein từ dịch thủy phân của công nghệ

sản xuất chitin- chitosan theo phương pháp hóa học và phương pháp sinh học. Nguyên
lý dựa trên việc kết tủa protein bằng cách dùng axit để điều chỉnh pH dung dịch chứa
protein về điểm đẳng điện của protein, sau đó dùng các phương pháp lắng, lọc để thu
hồi protein.
Phương pháp có ưu điểm dễ làm, đơn giản, có thể thu hồi với hiệu suất cao, cho
phép thu hồi được hầu hết các protein hòa tan, do đó có thể ứng dụng để thu hồi
protein trong nước thải của nhà máy chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản. 
1.4.3.3. Phương pháp hóa học
Quá trình khử khoáng được thực hiện bằng việc sử dụng HCl ở nhiệt độ phòng với
cơ chế như sau:
CaCO3 +2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O
Ca3(PO4)2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2H3PO4
Chitin có thể được sản xuất bằng phương pháp hóa học theo quy trình như sau.
Phế liệu tôm tươi
↓

Viện CNSH&CNTP
 

19 


Ngô Thị Bích Ngọc - 2009

Luận văn thạc sĩ khoa học

 

Khử protein
(NaOH 3,5%, τ= 24 giờ, to = 65oC)

↓
Kiểm tra hàm lượng protein
↓
Khử khoáng
(HCl 1N, τ = 30 phút, to phòng)
↓
Kiểm tra hàm lượng khoáng
↓
Chitin
● Ưu điểm: Thời gian xử lý vỏ tôm thu được chitin nhanh.
● Nhược điểm:
Chitin thu được phụ thuộc nhiều vào qui trình xử lý với axit và kiềm mạnh để
khử khoáng và protein. Quá trình này tiêu tốn năng lượng, sản ra một lượng lớn nước
thải chứa kiềm và axit gây ăn mòn và ô nhiễm mạnh, đồng thời rất khó tách các sản
phẩm còn giá trị như: chất màu, protein…Nhưng điều quan trọng là tính ổn định của
quá trình, mà từ đó dẫn đến sự thay đổi độ deaxetyl hóa và trọng lượng phân tử của
chitin. Tất cả các yếu tố trên dẫn đến giá thành của sản phẩm chitin và chitosan cao,
nên sẽ bất lợi trong vấn đề thương mại.
Dưới đây là một số các qui trình thu nhận chitin-chitosan bằng phương pháp hóa
học.
¾ Quy trình sản xuất chitin của Xí nghiệp Thủy sản Hà Nội

Phế liệu tôm
↓
Tách khoáng lần I

Viện CNSH&CNTP
 

20