Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HÓA
*

KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN CHIẾT GELATIN TỪ MÀNG
VỎ TRỨNG GÀ VÀ ĐỀ XUẤT ỨNG DỤNG

SVTH: NGUYỄN HỒNG CẢNH

Đà Nẵng – Năm 2017


TÓM TẮT
Tên đề tài: Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng
dụng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh
Số thẻ sinh viên: 107120109
Lớp: 12H2
Nội dung đồ án tốt nghiệp bao gồm:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Kết luận và kiến nghị
Mục đích của đề tài này nhằm khảo sát các điều kiện chiết xuất gelatin từ màng vỏ
trứng và đề xuất ứng dụng trong thực phẩm. Trong nghiên cứu này, vỏ trứng được tiền xử
lý bằng EDTA để thu nhận màng và trích ly gelatin từ màng bằng nước cất.
Kết quả nghiên cứu cho thấy:
- Khi ngâm vỏ trứng trong dung dịch EDTA theo tỷ lệ 1:9, nồng độ 0,3 M và thời
gian ngâm 2 giờ sẽ cho hiệu suất màng thu được lớn nhất đồng thời độ nhớt của dịch

gelatin cao nhất.
- Khảo sát q trình trích ly chỉ ra rằng với tỷ lệ trích ly 1:2, nhiệt độ 600C và thời
gian 2 giờ sẽ cho dịch gelatin có độ nhớt cao nhất.
- Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gelatin thành phẩm phù hợp với Quy
chuẩn Việt Nam về Phụ gia thực phẩm – Chất làm dày.
- Chúng tơi đề xuất quy trình thu nhận gelatin từ màng vở trứng quy mơ phịng thí
nghiệm và ứng dụng tạo màng bảo quản thực phẩm.


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA HĨA

CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ tên sinh viên: NGUYỄN HỒNG CẢNH
Số thẻ sinh viên: 107120109
Lớp: 12H2
Khoa: Hóa
Ngành: Công nghệ thực phẩm.
1. Tên đề tài đồ án:
Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng
2. Đề tài thuộc diện: □ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Mở đầu
- Chương 1: Tổng quan
- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả và thảo luận
- Kết luận và kiến nghị
4. Các bản vẽ, đồ thị (Ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ): Khơng
5. Họ tên người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan
6. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 16/01/2017
7. Ngày hoàn thành đồ án: 22/05/2017
Đà Nẵng, ngày 20/05/2017
Trưởng bộ môn
Người hướng dẫn


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô TS. Nguyễn Thị Trúc Loan,
người đã tận tình hướng dẫn em hồn thành đề tài tốt nghiệp này.
Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo phụ trách phịng thí nghiệm khoa Hóa, trường
Đại học Bách khoa Đà Nẵng; thầy ThS. Châu Thanh Hiền, Trường Cao đẳng lương thực
thực phẩm và cô ThS. Ngô Thị Minh Phương, Trường Cao đẳng công nghệ đã tạo mọi
điều kiện tốt nhất cho em trong quá trình nghiên cứu.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy, cơ giáo khoa Hóa nói riêng và trường Đại học
Đà Nẵng nói chung đã truyền đạt cho em nhiều kiến thức quý báu trong thời gian học tập
tại trường.
Em xin gửi lời tri ân sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã đồng hành cùng em trên con
đường đến với tri thức.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy, cô trong hội đồng phản biện đã
giành thời gian đọc và bổ sung nhiều ý kiến quý báu giúp em hoàn thiện bản báo cáo hơn
nữa.
Đà Nẵng, ngày 22 tháng 5 năm 2017
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hồng Cảnh

i


LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu độc lập của tơi và giảng viên hướng
dẫn TS. Nguyễn Thị Trúc Loan. Các tài liệu viện dẫn đều có nguồn gốc rõ ràng. Các kết
quả thu được trong nghiên cứu này hoàn toàn trung thực và chưa từng được công bố ở bất
kỳ nghiên cứu nào khác.
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Hồng Cảnh

ii


MỤC LỤC

TÓM TẮT...............................................................................................................................
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ......................................................................................
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................ i
LỜI CAM ĐOAN LIÊM CHÍNH HỌC THUẬT ................................................................ii
MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ ............................................................................... v
DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................. viii
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM...................................... 3
1.1. Giới thiệu về trứng gà ................................................................................................. 3
1.1.1. Cấu trúc của trứng gà.................................................................................................. 3
1.1.2. Thành phần hóa học của trứng gà............................................................................... 3

1.2. Cấu trúc của vỏ trứng và màng vỏ trứng .................................................................. 5
1.2.1. Vỏ trứng ...................................................................................................................... 5
1.2.2. Màng vỏ trứng ............................................................................................................ 6
1.3. Ứng dụng của vỏ trứng và màng vỏ trứng ................................................................ 9
1.3.1. Một số ứng dụng của vỏ trứng.................................................................................... 9
1.3.2. Ứng dụng của màng vỏ trứng ................................................................................... 10
1.4. Tổng quan về phương pháp tách màng ................................................................... 12
1.5. Tổng quan về collagen và gelatin ............................................................................ 14
1.5.1. Cấu trúc và tính chất của collagen ............................................................................ 14
1.5.2 Cấu trúc và tính chất của gelatin ............................................................................... 15
1.6. Tình hình nghiên cứu gelatin trong và ngoài nước. .............................................. 18
1.6.1. Nghiên cứu sản xuất gelatin từ gia súc, gia cầm và cá ............................................. 18
1.6.2. Nghiên cứu thu nhận gelatin từ màng vỏ trứng gà ................................................... 18
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 21
2.1. Đối tượng, thiết bị, dụng cụ và hóa chất.................................................................. 21
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................... 21
2.1.2. Thiết bị, dụng cụ và hóa chất sử dụng ...................................................................... 21
2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu .................................................................... 21
iii


2.2.1. Nội dung nghiên cứu và sơ đồ bố trí thí nghiệm ...................................................... 21
2.2.2. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 23
Chương 3:
KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN ...................................................................... 24
3.1. Khảo sát thành phần hóa học của màng vỏ trứng.................................................. 24
3.2. Khảo sát quá trình tách màng .................................................................................. 24
3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ acid và tỷ lệ ngâm đến hiệu suất tách màng ..................... 26
3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ acid tới độ nhớt của dịch gelatin ....................................... 28
3.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm acid đến độ nhớt dịch gelatin ................... 29

3.3. Khảo sát q trình trích ly ....................................................................................... 30
3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly tới độ nhớt dịch gelatin ........................................ 32
3.3.3. Ảnh hưởng của thời gian trích ly đến độ nhớt dịch gelatin ...................................... 33
3.4. Đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng gelatin thành phẩm ...................................... 35
3.5. Đề xuất quy trình ....................................................................................................... 36
3.5.1. Quy trình ................................................................................................................... 36
3.5.2. Thuyết minh .............................................................................................................. 37
3.6. Đề xuất ứng dụng ....................................................................................................... 37
3.6.1. Tính thực tiễn của ứng dụng ..................................................................................... 37
3.6.2. Cơ sở lựa chọn kết hợp gelatin – chitosan................................................................ 38
3.6.3. Công thức tạo màng .................................................................................................. 38
KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 39
KIẾN NGHỊ ........................................................................................................................ 40
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 41
PHỤ LỤC 1 ........................................................................................................................ 44
PHỤ LỤC 2 ........................................................................................................................ 47

iv


DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG 1.1. Thành phần acid amin của màng vỏ trứng ........................................................ 5
BẢNG 3.1. Thành phần hóa học của màng vỏ trứng ......................................................... 24
BẢNG 3.2. Hiệu suất tách màng ....................................................................................... 26
BẢNG 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ và tỷ lệ ngâm đến hiệu suất tách màng ................... 27
BẢNG 3.4. Độ nhớt của dịch gelatin theo nồng độ acid .................................................... 28
BẢNG 3.5. Độ nhớt của dịch gelatin theo thời gian ngâm ................................................ 29
BẢNG 3.6. Độ nhớt dịch gelatin theo tỷ lệ trích ly ........................................................... 32
BẢNG 3.7. Độ nhớt dịch gelatin theo nhiệt độ trích ly ..................................................... 33

BẢNG 3.8. Độ nhớt dịch gelatin theo thời gian trích ly .................................................... 34
BẢNG 3.9. Một số chỉ tiêu chất lượng của gelatin thành phẩm ........................................ 35
DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH 1.1. Cấu trúc của trứng gà ........................................................................................ 3
HÌNH 1.2. Cấu trúc vỏ trứng gà .......................................................................................... 6
HÌNH 1.3. Hình ảnh cấu trúc của vỏ trứng và màng vỏ trứng qua kính hiển vi điện tử ..... 7
HÌNH 1.4. Hình ảnh các sợi màng vỏ trứng qua kính hiển vi điện tử qt ......................... 8
HÌNH 1.5. Hình ảnh màng vỏ trứng qua kính hiển vi điện tử qt .................................... 8
HÌNH 1.6. Đường kính sợi màng từ bên trong đến bên ngồi ............................................ 9
HÌNH 1.7. Lịch sử q trình nghiên cứu và ứng dụng vỏ trứng trong các lĩnh vực kỹ thuật
............................................................................................................................................ 11
HÌNH 1.8. Thiết bị tách màng vỏ trứng (MacNiel 2001) .................................................. 13
HÌNH 1.9. Cấu trúc collagen .............................................................................................. 15
HÌNH 1.10. Cấu trúc cơ bản của gelatin ............................................................................ 16
HÌNH 1.11. Số lượng các bài báo nghiên cứu về màng vỏ trứng được xuất bản trong giai
đoạn 1971 – 2013 . ............................................................................................................. 19
HÌNH 2.1. Vỏ trứng gà ....................................................................................................... 21
HÌNH 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ..................................................................................... 22
HÌNH 3.1. Màng vỏ trứng .................................................................................................. 24
v


HÌNH 3.2. Vỏ trứng được ngâm EDTA ............................................................................. 25
HÌNH 3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát q trình tách màng ...................................... 26
HÌNH 3.4. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ và tỷ lệ ngâm đến hiệu suất tách
màng ................................................................................................................................... 27
HÌNH 3.5. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ ngâm EDTA đến độ nhớt dịch gelatin
............................................................................................................................................ 29
HÌNH 3.6. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian ngâm EDTA đến độ nhớt dịch
gelatin ................................................................................................................................. 30

HÌNH 3.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát q trình trích ly ........................................... 31
HÌNH 3.8. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỷ lệ trích ly đến độ nhớt dịch gelatin ........... 32
HÌNH 3.9. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly đến độ nhớt dịch gelatin ..... 33
HÌNH 3.10. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian trích ly đến độ nhớt dịch gelatin .. 34
HÌNH 3.11. Dịch gelatin .................................................................................................... 35
HÌNH 3.12. Quy trình chiết gelatin từ màng vỏ trứng quy mơ phịng thí nghiệm ............. 36

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
LDL: Low – density lipoprotein
HDL: High – density lipoprotein
PC : Photphatidylcholine
ML: Mammillary layer
PL: Palisade layer
ESM, SM: Eggshell membrane
MB: Mammillary bodies
OSM: Outer eggshell membrane
ISM: Inner eggshell membrane
SMF: Shell membrane fibers
GOx: Glucose oxidase
AuNPs: Gold nanoparticle
PtNPs: Platinum nanoparticle
Pro: Proline
Hyp: Hydroxyproline
Hyl: Hydroglysine
Gly: Glysine
Ala: Alanine
Arg: Arginine

Glu: Glutamic acid
EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid

vii


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

MỞ ĐẦU
C.Mác dẫn luận rằng: “Khoa học – Kỹ thuật đã trở thành lực lượng sản xuất trực
tiếp”. Thực tế chứng minh rằng, luận điểm của C.Mác đưa ra từ giữa thế kỷ XIX cho đến
nay vẫn còn nguyên chân giá trị. Hẳn chúng ta cịn nhớ cuộc cách mạng cơng nghiệp lần
thứ nhất diễn ra vào nửa cuối thế kỷ XIII đầu thế kỷ XIX đã tạo ra một bước ngoặt to lớn
về chất của lực lượng sản xuất. Ngày nay, khoa học và công nghệ đã tác động mạnh mẽ
đến mọi mặt trong đời sống của nhân loại. Chỉ xét riêng trong lĩnh vực kinh tế - xã hội,
khoa học – công nghệ đã thực sự thúc đẩy sự gia tăng của cải vật chất, nâng cao chất
lượng sản phẩm, giảm cường độ lao động, giảm chi phí cũng như tiêu hao trong q trình
sản xuất. Tóm lại, khoa học – cơng nghệ là chìa khóa vạn năng để mở ra sự phát triển của
các ngành công nghiệp. Tuy nhiên, khi các ngành công nghiệp phát triển lại kéo theo sự
gia tăng của các phế thải. Điều này ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và chất
lượng sống của con người. Như vậy, chính khoa học và cơng nghệ phải có chức năng giải
quyết vấn đề này.
Trong những thập niên gần đây, để giải quyết các vấn đề về sự ô nhiễm mơi
trường, nhiều ngành khoa học đã có những nghiên cứu trên các phế thải cơng nghiệp
nhằm tìm ra những ứng dụng của nó trong các lĩnh vực kỹ thuật khác nhau. Điều này
không chỉ làm giảm thiểu tác động của nguồn phế thải đến mơi trường mà cịn đem lại
nguồn lợi kinh tế to lớn. Theo xu hướng này, tôi đã thực hiện đề tài “ Khảo sát các điều
kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng” dưới sự hướng dẫn của
giảng viên TS. Nguyễn Thị Trúc Loan.
1. Tính cấp thiết của đề tài

Chúng ta biết rằng, trứng gà đóng vai trị quan trọng trong chế độ ăn uống của con
người. Trứng gà là một thực phẩm giàu dinh dưỡng chứa hàm lượng protein, lipid,
khoáng chất, các vitamin cao nhưng giá cả lại phải chăng. Protein lịng đỏ trứng gà được
đánh giá là protein hồn hảo chứa đầy đủ các acid amin thiết yếu, chỉ xếp sau sữa mẹ.
Trong hơn 35 năm qua, sản lượng trứng trên toàn cầu đã tăng hơn 203,2% do nhu cầu sử
dụng protein trên thế giới ngày càng tăng cao. Các nước sản xuất trứng nhiều nhất phải kể
tới Trung Quốc, Mỹ, Ấn Độ, Nhật Bản và Mexico. Chỉ tính năm 2005, sản lượng trứng do
Trung Quốc sản xuất ra đã chiếm 41,1% sản lượng trứng trên toàn thế giới.
Trứng được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau. Ngồi việc được sử dụng
trong bữa ăn hàng ngày, trứng còn chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học
(lysozyme, avidin, ovotransferrin, ovomucin, kháng thể (IgY), phospholipid và acid
sialic) có thể sử dụng để cải thiện sức khỏe con người cũng như các ứng dụng phi thực
phẩm khác. Do đó, trứng được sử dụng trong các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm
như sản xuất bánh kẹo, phụ gia thực phẩm, sản xuất đồ ăn nhanh [1].
Với nhiều ứng dụng như vậy, hằng năm trên thế giới hơn 1012 quả trứng gà được
tiêu thụ tạo ra một lượng lớn vỏ trứng và được xử lý như một loại rác thải [2]. Việc xử lý
vỏ trứng gây tăng chi phí và tạo mùi hôi thối ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường
cũng như sức khỏe của con người. Cụ thể, năm 1997, các ngành công nghiệp chế biến đã
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

1


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

sử dụng 50 triệu quả trứng và thải ra 120 nghìn tấn vỏ trứng chưa qua xử lý. Tại Đài
Loan, chi phí cho 1 tấn vỏ trứng khi đưa vào bãi chôn lấp khoảng hơn 40 USD tùy theo vị
trí của bãi.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây, vỏ trứng đang trở thành đối tượng hấp dẫn
các nhà khoa học và tiềm năng của nó được nhấn mạnh trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật. Vỏ
trứng có thể sử dụng để sản xuất phân bón, sử dụng trong các tác phẩm nghệ thuật, trong
dinh dưỡng của người và động vật, trong vật liệu xây dựng, trong các thiết bị điện và đặc
biệt có thể dùng để sản xuất collagen, gelatin.
Được tìm ra từ nhiều thế kỷ trước, đến nay gelatin được ứng dụng rất nhiều trong
các lĩnh vực kỹ thuật và nhu cầu sử dụng gelatin ngày càng tăng lên. Trước đây, gelatin
thường được thu nhận từ da, xương của bò và lợn. Tuy nhiên, sau khi bùng phát bệnh bò
điên, não xốp (spongioform encephalopathy), bệnh lở mồm long móng, dich lợn tai xanh
cùng với các phản ứng tự miễn dịch và dị ứng làm dẫy lên các lo ngại của người tiêu dùng
đối với nguồn gelatin thu được từ gia súc do chưa có xác minh hồn tồn rằng các nhiễm
trùng đó có thể lây từ động vật sang người hay không. Bên cạnh đó, gelatin thu được từ
gia súc cịn bị hạn chế sử dụng do các vấn đề về tơn giáo. Vì vậy, vấn đề tìm ra nguồn
gelatin thay thế gelatin gia súc được quan tâm hơn bao giờ hết. Gelatin thu được từ màng
vỏ trứng có rất thấp các phản ứng tự miễn dịch, dị ứng cũng như có độ an tồn sinh học
cao và có các đặc tính tương tự như gelatin thu được từ các động vật có vú khác [3]. Do
đó đây là một nguồn gelatin thay thế rất tuyệt vời.
Thiết nghĩ rằng: việc chiết gelatin từ vỏ trứng khơng chỉ giải quyết bài tốn về
nguồn gelatin thay thế, góp phần giảm thiểu sự ơ nhiễm mơi trường mà còn làm đa dạng
các sản phẩm gelatin trên thị trường, đem lại nguồn lợi cho nền kinh tế quốc dân.
2. Đối tượng nghiên cứu và mục đích
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Màng vỏ trứng được tách từ vỏ trứng gà. Vỏ trứng được thu nhận từ các cơ sở sản
xuất bánh trên địa bàn thành phố Đà Nẵng.
2.2. Mục đích nghiên cứu
Khảo sát thành phân hóa học của vỏ trứng gà
Khỏa sát quá trình tách màng vỏ trứng bằng phương pháp hóa học
Khảo sát q trình trích ly gelatin từ màng vỏ trứng
Đánh giá chất lượng gelatin thành phầm và đề xuất quy trình thu nhận gelatin quy
mơ phồng thí nghiệm.

Đề xuất và khảo sát khả năng tạo màng từ gelatin thành phẩm
3. Cấu trúc đồ án tốt nghiệp
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Chương 3: Kết quả và thảo luận
Kết luận và kiến nghị

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

2


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM

1.1. Giới thiệu về trứng gà
1.1.1. Cấu trúc của trứng gà
Cấu trúc của trứng gồm 3 phần chính: lịng đỏ nằm ở trung tâm của quả trứng và
được bao bọc bởi lòng trắng trứng, tiếp đến là màng vỏ trứng và cuối cùng là lớp vỏ cứng.
với tỷ lệ vỏ trứng: lòng trắng trứn: lòng đỏ trứng (%) = 9,5: 23: 27,5.
Vỏ
Màng nỗn hồng

Màng vỏ ngồi

Buồng khí

Lịng đỏ
Dây treo

Màng vỏ trong
Lịng trắng

Hình 1. 1. Cấu trúc của trứng gà [1]
1.1.2. Thành phần hóa học của trứng gà
Trứng gà là một thực phẩm rất giàu dinh dưỡng, đặc biệt trong trứng chứa hàm
lượng cao protein, lipid, khống chất và các vitamin [1].
a) Lịng trắng trứng
Các thành phần chính của lịng trắng là nước 92%, protein ~ 10%, carbohydrate
0,4-0,9% mà tồn tại ở dạng tự do, thường là glucose, hoặc phức hợp hình thành với các
protein như glycoprotein có chứa mannose và các đơn vị galactose. Ngồi ra, lịng trắng
trứng có chứa lipid 0,03% và tro 0,5 – 0,6%. Lịng trắng trứng có thể được coi như một hệ
thống protein, bao gồm:
+ Ovalbumin - một phosphoglycoprotein, gồm 385 acid amin, trọng lượng phân tử
45 Kda, điểm đẳng điện 4,5. Đây là protein có nhiều nhất trong lịng tróng trứng 54 –
58%. Đây là protein duy nhất trong lịng trắng trứng chứa nhóm sulfhydryl (C – SH) tự do
và là nguồn acid amin chính cho phơi.
+ Ovotransferrin (Conalbumin) chiếm khoảng 12% protein lịng trắng trứng, là
một glycoprotein có trọng lượng phân tử 75Kda và có điểm đẳng điện 6. Đây là một
disunphit giàu chuỗi đơn glycoprotein và thuộc nhóm transferrin. Vì thuộc nhóm
transferrin nên nó có thể kết hợp với sắt và được biết đến với tính kháng khuẩn, nấm và
virut.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

3

Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

+ Ovomucoid chiếm khoảng 11% tổng protein của lòng trắng trứng. Đây là một
glycoprotein chịu nhiệt và là chất gây dị ứng chủ yếu trong trứng. Nó thuộc nhóm Kazal,
là chất ức chế protease với trọng lượng phân tử 28 Kda, điểm đẳng điện là 4,1.
+ Ovomucin là một glycoprotein, góp phần tạo cấu trúc dạng gel của lớp lòng
trắng dày, tạo thành những sợi rất linh hoạt. Nó bao gồm hai tiểu đơn vị: α-ovomucin, với
trọng lượng phân tử 254 KDa, và β-ovomucin, với một phân tử trọng lượng 400-610
KDa. Ovomucin chiếm khoảng 2 -4% tổng protein lịng trăng trứng, có điểm đẳng điện
khoảng 4,5 – 5. Ovomucin cũng làm bền bọt ở lạnh.
+ Lysozyme là một enzyme với trọng lượng phân tử là 14,3 KDa, điểm đẳng điện
5,5. Nó chiếm 3,5% tổng số lịng trắng trứng và chứa các chủng bacteriostatic,
bacteriolytic có khả năng diệt khuẩn.
+ Ovoglobulin bao gồm hai loại protein, G2 và G3, với trọng lượng phân tử dao
động trong khoảng 30 và 45 kDa, điểm đẳng điện là 4,0. Những loại protein này được biết
đến với khả năng tạo bọt tuyệt vời khi đánh trộn.
+ Ovoinhibitor là một protein có trọng lượng phân tử 49 kDa, điểm đẳng điện 1,5.
Nó có khả năng ức chế trypsin và chymotrypsin cũng như nấm.
Ngồi ra cịn có các loại protein khác như: avidin, cystatin, ovoinhibitor, ovostatin,
ovoglycoprotein, ovoflavoprotein, G2 và G3 globulin cũng được tìm thấy trong lịng trắng
trứng[1].
b) Lịng đỏ trứng
Lịng đỏ trứng chiếm 36% tổng khối lượng trứng bao gồm: 51% nước, 16%
protein, 32,6% lipid, 1,7% khoáng chất và 0,6% cacbohydrat. Thành phần protein của
lòng đỏ trứng bao gồm 68% lipoprotein mật độ thấp (LDL), 16% lipoprotein mật độ cao
(HDL), 10% protein hình cầu, 4% phosphoprotein và 2% các protein khác.
Lipid được tìm thấy trong các lipoprotein và thường được cấu tạo từ 62%
triglyceride, 33% phospholipid và khoảng 5% cholesterol. Phospholipid trong lòng đỏ

trứng rất giàu phosphatidylcholine (PC) (76%), thành phần đã được công nhận là một chất
dinh dưỡng quan trọng cho não phát triển, chức năng gan, phòng chống ung thư.
Màu vàng của lòng đỏ trứng là do sự hiện diện của carotenoid, chủ yếu là carotene
và các xanthophyll (lutein, cryptoxanthin, zeaxanthin) có vai trị quan trọngtrong việc
phịng chống thối hóa điểm vàng ở mắt liên quan đến độ tuổi (age-related macular
degeneration) [1].
c) Vỏ trứng và màng vỏ trứng
Thành phần hóa học của vỏ trứng gồm chủ yếu canxi (Ca). Màng vỏ trứng được
cấu tạo chủ yếu từ các protein (80 – 85%). Trong đó, collagen chiếm khoảng 10% (loại I,
V và X); 70 – 75% là các protein khác và glycoprotein có chứa lysine . Ngồi ra, màng vỏ
trứng có chứa một ít chất béo và khống chất.
Có khoảng 62 loại protein trong màng vỏ trứng. Có thể kể đến một số protein đặc
trưng cho cấu trúc của màng hữu cơ này như lysozyme, ovotransferrin, ovalbumin,
ovocalyxine, desmozine và isodesmozine. Một số protein có mặt trong màng vỏ trứng là
osteopontin, sialoprotein và gelatin (không nằm trong phần vỏ của các sợi cấu tạo nên
màng vỏ).
Màng vỏ trứng bên trong và bên ngồi khơng chỉ khác nhau về cấu trúc mà còn
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

4


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

khác nhau về thành phần hóa học: Các lõi sợi của màng vỏ bên ngoài chủ yếu chứa
collagen loại I, protein lõi của màng vỏ bên trong, có chứa các thành phần khống và tích
hợp vào lớp mamillary của vỏ trứng. Màng vỏ bên trong chứa collagen loại I và V và
không chứa các thành phần khống. Collagen loại X được tìm thấy ở trong cả 2 lớp màng.

Thành phần các acid amin của màng vỏ trứng bên trong và bên ngoài được thể
hiện trong bảng 1.1 [4].
Bảng 1. 1. Thành phần acid amin của màng vỏ trứng
Acid amin
Tỷ lệ các acid amin của
Tỷ lệ các acid amin của
màng vỏ trứng bên trong màng vỏ trứng bên ngoài
(%)
(%)
Proline
11,6
12
Acid glutamic
11,1
11,9
Glycine
11,1
10,6
Serine
9.2
9,2
Hydroxyproline
1,5
1,4
Acid aspartic
8,4
8,8
Valine
7,2
7,9

Threonine
6,9
6,9
Arginine
5,7
5,8
Leucine
5,6
4,8
Alanine
4,6
4,1
Histidine
4,1
4,3
Lysine
3,6
3,4
Isoleucine
3,3
3,4
Methionine
2,3
2,3
Tyrosine
2,2
1,7
Phenylalanine
1,6
1,5

1.2. Cấu trúc của vỏ trứng và màng vỏ trứng
1.2.1. Vỏ trứng
Cấu trúc của vỏ trứng đã được nghiên cứu từ năm 1964. Ngày nay, cấu trúc của vỏ
trứng và màng vỏ được thể hiện rất rõ nhờ kính hiển vi điện tử quét [5].
Một vỏ trứng bao gồm một lớp màng mỏng của lớp biểu bì, một lớp canxi
cacbonat (CaCO3), và hai màng vỏ (hình 1.2, 1.3). Có 7000 - 17000 lỗ hình phễu phân bố
không đều trên bề mặt vỏ để trao đổi khí và nước.
- Lớp biểu bì là lớp bao quanh hầu hết bên ngoài trứng, dày khoảng 10 μm và bao
gồm các lỗ chân lơng. Lớp biểu bì bảo vệ trứng khỏi sự mất mát độ ẩm và sự xâm nhập
của vi sinh vật ở mức độ nhất định. Lớp này cũng như phần bên ngồi của vỏ vơi hóa,
chứa các sắc tố vỏ trứng. Lớp biểu bì bao gồm chủ yếu là protein, lượng nhỏ carbohydrat
và lipid. Do đó, có thể loại bỏ dễ dàng lớp biểu bì này bằng cách ngâm trong dung dịch
acid hoặc rửa trứng dưới vịi nước. Vì vậy, việc rửa trứng dưới vịi nước làm mất đi lớp
biểu bì bảo vệ sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật xâm nhập làm hư hỏng trứng.
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

5


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Lỗ hình phễu

Lớp biểu bì

Lớp rào cản
trung tâm

Lớp tinh thể dọc

Lớp mammillary
Màng giới hạn
Màng vỏ trong

Màng vỏ ngồi
Hình 1. 2. Cấu trúc vỏ trứng gà [1]

- Lớp calcium carbonate (lớp vơi hóa) bao gồm 95% chất vô cơ, chủ yếu là
CaCO3 (94%), một phần rất nhỏ MgCO3, Ca3(PO4)2; 3,3% protein và độ ẩm 1,6%. Lớp
CaCO3 bao gồm một lớp tinh thể dọc ở bên ngoài, lớp rào cản trung tâm và lớp
mammillary.
+ Lớp tinh thể dọc là một lớp rất mỏng với chiều dày chỉ khoảng 8 μm, bao gồm
các tinh thể muối Ca chạy theo hướng thằng đứng của vỏ tạo nên một bề mặt cho sự hình
thành các lớp biểu bì.
+ Lớp rào cản trung tâm trường gọi là lớp xốp, đây là lớp dày của vỏ trứng với
chiều dày khoảng 200 μm. Lớp này được tạo thành từ những nhóm cột vng góc với bề
mặt của vỏ trứng và một đầu cột mở rộng ra tại các tế bào hình nón hoặc hình nút bấm,
nơi mà cấu trúc tinh thể của nó được liên kết với collagen để tạo thành một ma trận xốp.
Các lỗ chân lơng hình thành trong lớp rào cản hỗ trợ cho việc trao đổi khí.
+ Lớp mammillary dày khoảng 70 μm, bao gồm các tê bào hình nón hoặc hình nút
bấm sắp xếp đều đặn và được liên kết với các sợi của màng bên ngoài của vỏ trứng để làm
cứng vỏ. Trong lớp nón, các tinh thể muối canxi được sắp xếp với kết cấu hình cầu tạo
điều kiện cho việc lan truyền các vết nứt trong đường ống cũng như dẫn canxi đi nuôi
dưỡng phôi thai bằng cách phân hủy các tinh thể canxit [1].
1.2.2. Màng vỏ trứng
Màng vỏ trứng có thể chia thành 3 phần: màng ngoài, màng trong và màng giới
hạn với sự khác nhau về hình dạng của cấu trúc (hình 1.3, 1.4):
- Màng ngoài nằm ngay dưới vỏ trứng với độ dày của sợi dao động trong khoảng 1

- 7 μm. Các sợi của màng ngoài mở rộng ra đến các nút của lớp mammillary của vỏ có độ
dày khoảng 50 - 70 μm.
- Màng trong với các sợi có độ dày dao động từ 0,1 đến 3 μm và độ dày của toàn
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

6


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

bộ lớp màng khoảng 15 – 16 μm. Các sợi của màng trong và ngoài được gắn kết với
nhau.
- Màng giới hạn là một màng rất mỏng bao quanh lịng trắng trứng [4].

Hình 1. 3. Hình ảnh cấu trúc của vỏ trứng và màng vỏ trứng qua kính hiển vi điện tử [4]
Hình A: Mặt cắt các lớp khác nhau của vỏ trứng. Lớp mammillary (mammillary layer (ML)); lớp
rào cản trung tâm (palisade layer (PL)); màng vỏ trứng (eggshell membrane (SM)).
Hình B: Hình ảnh độ phóng đại cao hơn của màng vỏ trứng và bên trong lớp mammillary.
Mammillary bodies (MB); màng vỏ trứng bên ngoài (outer ESM (OSM)); màng vỏ trứng bên trong (inner
ESM (ISM)).
Hình C: hình ảnh phóng đại của các sợi màng vỏ trứng (shell membrane fibres (SMF)) để thấy
được tính chất đan xen và kết hợp với nhau giữa các sợi.
Hình D: Hình ảnh phóng đại của màng bên trong và màng giới hạn (limiting membrane (LM)).

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

7


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Hình 1. 4. Hình ảnh các sợi màng vỏ trứng qua kính hiển vi điện tử quét [4]
Năm 2011, Zhou cùng cộng sự đã có những nghiên cứu chun sâu về hình thái
của vỏ và màng vỏ trứng. Các hình ảnh quan sát thấy được thể hiện trong hình 1.5.

Hình 1. 5. Hình ảnh màng vỏ trứng qua kính hiển vi điện tử quét [4]
Hình a và b: bề mặt ngồi của màng vỏ với những tinh thể hình núm
Hình c: bề mặt mịn bên trong của màng (tiếp xúc với lịng trắng trứng)
Hình d: mặt cắt ngang màng vỏ; hình chữ nhật nhỏ thể hiện cấu trúc lõi – vỏ của sợi đơn.
Hình e và f: Hình ảnh phóng to của màng vỏ trứng bên ngoài và bên trong.

Nghiên cứu này cho thấy, màng trong có cấu trúc mịn màng hơn so với màng
ngồi đồng thời chỉ ra rằng đường kính của các sợi đơn giảm từ bên ngồi vào bên trong.
Kích thước của sợi khoảng 2,5 - 5μm ở bề mặt của lớp màng ngoài và chỉ khoảng 1,5 –
2μm ở lớp màng trong (hình 1.6).

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

8


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Hình 1. 6. Đường kính sợi màng từ bên trong đến bên ngồi [4]

a: bề mặt bên trong của màng vỏ trứng bên trong
b: bề mặt bên ngoài của màng vỏ trứng bên trong
c: bề mặt bên trong của màng vỏ trứng bên ngoài
d: bề mặt bên ngoài của màng vỏ trứng bên ngoài

1.3. Ứng dụng của vỏ trứng và màng vỏ trứng
1.3.1. Một số ứng dụng của vỏ trứng
Bột Ca:
Ca trong vỏ trứng gà được coi là một nguồn Ca tự nhiên rất tốt và 90% có thể hấp
thụ được. Nó là nguồn Ca tốt hơn cả đá vôi và rặng san hô. Vì vậy, vỏ trứng gà có thể sử
dụng để làm thành bột vỏ trứng gà. Để làm bột vỏ trứng thì ta đun sơi vỏ trứng với nước
từ 5 – 10 phút để loại bỏ các mầm bệnh, sau đó đem sấy khô. Tiếp theo đem vỏ khô đi
nghiền thành bột mịn. Một muỗng cà phê bột vỏ trứng có chưa khoảng 700 – 800 mg
nguyên tố Ca. Schaafsma và cộng sự (2002) đã có báo cáo về hiệu quả của việc sử dụng
canxi bổ sung từ vỏ trứng với kẽm và vitamin D. Kết quả cho thấy độ khoáng của xương
tăng lên rõ rệt sau một năm sử dụng [2].
Phân bón:
Vỏ trứng cũng được dùng để sản xuất phân bón. Vỏ trứng chứa hàm lượng Ca cao,
được coi như nguồn vơi thay thế, do đó, việc sử dụng phân bón từ vỏ trứng có tác dụng
rất tốt cho đất. Canxi sẽ làm tăng hoặc trung hòa pH của đất quá axit [2].
Chất ổn định và tạo cấu trúc:
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

9


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Vỏ trứng gà có thể được sử dụng như một chất ổn định đất thay thế cho vơi, vì nó
chứa những thành phần tương tự. Theo Amu và Salami (2010): vỏ trứng nghiền thành bột
có thể cải thiện tính dẻo của mẫu đất đá ong tuy có liên kết khơng thật tốt nhưng có thể
cải thiện đáng kể của đất được sử dụng như một lớp móng trong các cơng trình xây dựng
đường.
Vỏ trứng nghiền có thể sử dụng để thay thế cho cát trong việc sản xuất ra các khối
rỗng, do chúng có chứa thành phần cacbonat canxi cung cấp độ cứng và sức mạnh. Do đó,
việc sử dụng vỏ trứng có thể giảm chi phí xây dựng vừa giảm sự ơ nhiễm môi trường [2].
Nghệ thuật:
Dưới bàn tay tài hoa của các họa sĩ, vỏ trứng được biến thành các tác phẩm nghệ
thuật độc đáo [2].
1.3.2. Ứng dụng của màng vỏ trứng
Trước đây, vỏ trứng và màng vỏ có thể được tái sử dụng mà không cần phải tách
riêng ra. Tuy nhiên, một số tính chất đặc biệt của màng vỏ trứng đã được phát hiện gần
đây. Màng vỏ trứng hỗ trợ việc tạo thành enzyme và protein, ngăn cản lòng trắng tiếp xúc
với vỏ cũng như ngăn cản sự xâm nhập của vi khuẩn nhờ mạng lưới các sợi protein của
màng. Vì tính độc đáo như vậy, màng vỏ trứng được tách riêng ra cho những ứng dụng
đặc biệt (hình 1.7).
- Năm 1984, Wong, Hendrix, von der Mark, Little, & Stern đã có những nghiên
cứu để sử dụng màng vỏ trứng trong nuôi cấy mô tế bào.
- Năm 1982, Maeda & Sasaki đã ứng dụng màng vỏ trứng để băng bó vết thương.
- Năm 1994, Suyama, Fukazawa, & Umetsu đưa ra nghiên cứu sử dụng màng vỏ
trứng để hấp phụ kim loại nặng. Ngày nay, khi sự hiểu biết về thánh phần hóa học, cấu
trúc cũng như tính chất của màng vỏ ngày càng rõ hơn, màng vỏ trứng ngày càng được
ứng dung trong nhiều lĩnh vực kỹ thuật khác nhau.
Trong kỹ thuật môi trường:
Trong vài thập kỷ qua, màng vỏ trứng được sử dụng như một chất hấp phụ để loại
bỏ các phân tử hữu cơ hoặc các ion kim loại. Bởi vì, màng vỏ trứng có diện tích bề mặt
lớn với mạng lưới phức tạp và ổn định, tính đồng nhất cao, chứa nhiều nhóm chức đặc
biệt có khả năng hấp phụ cao. Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, màng vỏ trứng có thể

hấp phụ nhiều kim loại trong nước bị nhiễm kim loại nặng. Trình tự ái lực của màng vỏ
trứng với kim loại là Au> Ag> Co> Cu> Pb> Ni> Zn. Đặc biệt, màng vỏ trứng có thể loại
bỏ gần như tất cả các ion Co, Ag, Au trong khi đó hầu như khơng hấp phụ Ni và Zn.
Thậm chí màng vỏ trứng có thể hấp thụ được hexavalent chromium (Cr6+), một chất được
biết tới với mức độ nguy hiểm lớn hơn nhiều so với các kim loại khác. Hiệu quả hấp phụ
đạt hơn 90%.
Một nghiên cứu tiến hành sử dụng màng vỏ trứng để loại chỉ ra rằng 0,2 g ESM ở
25 °C và độ pH 5,2 loại bỏ gần như 100% của các ion bạc (Cheng, Liu & Sun, năm 2011).

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

10


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Hình 1. 7. Lịch sử quá trình nghiên cứu và ứng dụng vỏ trứng trong các lĩnh vực
kỹ thuật [2]

Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

11


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Trong kỹ thuật môi trường:
Trong vài thập kỷ qua, màng vỏ trứng được sử dụng như một chất hấp phụ để loại
bỏ các phân tử hữu cơ hoặc các ion kim loại. Bởi vì, màng vỏ trứng có diện tích bề mặt
lớn với mạng lưới phức tạp và ổn định, tính đồng nhất cao, chứa nhiều nhóm chức đặc
biệt có khả năng hấp phụ cao. Nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng, màng vỏ trứng có thể
hấp phụ nhiều kim loại trong nước bị nhiễm kim loại nặng. Trình tự ái lực của màng vỏ
trứng với kim loại là Au> Ag> Co> Cu> Pb> Ni> Zn. Đặc biệt, màng vỏ trứng có thể loại
bỏ gần như tất cả các ion Co, Ag, Au trong khi đó hầu như khơng hấp phụ Ni và Zn.
Thậm chí màng vỏ trứng có thể hấp thụ được hexavalent chromium (Cr6+), một chất được
biết tới với mức độ nguy hiểm lớn hơn nhiều so với các kim loại khác. Hiệu quả hấp phụ
đạt hơn 90%.
Một nghiên cứu tiến hành sử dụng màng vỏ trứng để loại chỉ ra rằng 0,2 g ESM ở
25 °C và độ pH 5,2 loại bỏ gần như 100% của các ion bạc (Cheng, Liu & Sun, năm 2011).
Trong các thiết bị điện:
Gần đây, màng vỏ trứng được ứng dụng để sản xuất các thiết bị điện. Sở dĩ có thể
ứng dụng là vì màng vỏ trứng có cấu trúc xốp, nhiệt độ phân hủy cao (>2000C), mức độ
trương phồng thấp và độ bền cơ học tốt. Các thiết bị điện làm bởi màng vỏ trứng có điện
trở thấp, khả năng phóng điện nhanh và chu kỳ ổn định. Trên thực tế, màng vỏ trứng đã
được ứng dụng trong một số thiết bị như pin, tụ điện, pin năng lượng mặt trời và vật liệu
bán dẫn.
Chế tạo cảm biến:
Màng vỏ trứng cũng rất thích hợp để chế tạo các cảm biến. Cảm biến màng vỏ
trứng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau và một trong những ứng dụng nổi
tiếng nhất đó là dùng để phát hiện nồng độ glucose. Một số vật liệu như enzyme glucose
oxidase (GOx)/chitosan; GOx / hạt nano vàng (AuNPs); GOx / hạt nano bạch kim
(PtNPs) đã được sử dụng cho cảm biến màng vỏ trứng để phát hiện glucose. Ngoài ra,
cảm biến màng vỏ trứng cũng được sử dụng để phát hiện H2O2.
Trong kỹ thuật y sinh:
Do độc tính thấp và tương tác sinh học cao, màng vỏ trứng đang trở thành một
trong những vật liệu sinh học đầy hứa hẹn. Từ nghiên cứu đầu tiên của Tavassoli trong

việc ứng dụng màng vỏ trứng để nuôi cấy tế bào 1983, nhiều nhà nghiên cứu đã có những
khảo sát về màng vỏ trứng như một tế bào nuôi cấy nền tảng. Trong thực tế, màng vỏ
trứng đã được ứng dụng để băng bó bỏng hoặc ghép da. Gần đây, một số nghiên cứu chỉ
ra rằng lớp màng vỏ với ion Cu2+ đóng vai trị quan trọng trong việc tăng mạch máu và
hoạt tính kháng khuẩn trong điều kiện in vivo. Màng vỏ trứng cũng đang được nghiên cứu
để ứng dụng trong xương và tái tạo thần kinh. Tuy nhiên, kết quả đem lại vẫn còn rất hạn
chế.
Màng vỏ trứng cũng đang được nghiên cứu để ứng dụng trong một số lĩnh vực mới
như vật liệu nano, công nghệ truyền thông… Màng vỏ trứng cũng hứa hẹn là một sản
phẩm thương mại rất tiềm năng, có thể ứng dụng vào các sản phẩm mặt nạ collagen, keo
dính gelatin [2].
1.4. Tổng quan về phương pháp tách màng
Màng vỏ trứng có thể được tách ra khỏi vỏ trứng bằng nhiều phương pháp khác
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

12


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

nhau. Mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Tùy thuộc vào mục
đích sử dụng của màng, điều kiện thực tế, tính kinh tế và yêu cầu kỹ thuật để lựa chọn
phương pháp phù hợp nhất. Dưới đây giới thiệu một số phương pháp để tách màng:
Năm 2001, MacNeil đã đưa ra hệ thống tách màng vỏ bằng cách bào mòn dần các
liên kết giữa màng và các hạt vỏ và tách chúng một cách thụ động trong bể chứa đầy chất
lỏng (tốt nhất là nước). Q trình bào mịn các liên kết được thực hiền bằng các thiết bị để
làm giảm kích thước của vỏ trứng đạt từ 0,5 – 4mm [5].

Hình 1. 8. Thiết bị tách màng vỏ trứng (MacNiel 2001) [5]
Do q trình tách riêng biệt địi hỏi giảm kích thước của vỏ trứng. Điều này tạo ra
những hạn chế trong việc ứng dụng màng, vì có nhiều ứng dụng trong mong muốn màng
có kích thước lớn hơn. Ví dụ trong trường hợp màng được sử dụng để làm chất thay thế
sinh học, kích thước quá nhỏ có thể làm giảm tính hiệu quả của q trình.
Năm 2009, Abid Hussain cùng cộng sự đã đưa ra phương pháp tách màng vỏ trứng
bằng cách sử dụng năng lượng vi sóng. Cơ sở của phương pháp này dựa trên sự chênh
lệch ẩm giữa màng và vỏ. Màng có hàm lượng ẩm cao hơn sẽ hấp thụ các sóng điện từ tốt
hơn so với vỏ. Điều này dẫn đến mức độ tác động nhiệt giữa màng và vỏ cũng khác nhau
làm màng trương nở và làm suy yếu tương tác vật lý giữa vỏ và màng. Nhờ đó màng được
tách ra. Ngoài ra, màng tế bào là một ma trận protein có nồng độ các acid amin có cực
tương đối cao giúp việc hấp thụ các sóng điện từ tốt hơn. Với phương pháp này hiệu suất
tách rất cao lên tới 98%. Tuy nhiên, nhược điểm là thời gian ngâm vỏ trứng trong nước
dài (khoảng 4 ngày), thiết bị trong phịng thí nghiệm ko đảm bảo, do đó tơi khơng lựa
chọn phương pháp này [5].
Ngoài các phương pháp trên, phương pháp hóa học được sử dụng để tách màng vỏ
và vỏ. Với phương pháp này, vỏ trứng được xử lý bằng acid hoặc kiềm, hoặc có thể kết
hợp cả hai. Q trình xử lý này có nhược điểm như acid và kiềm có thể gây ơ nhiễm mơi
trường, ăn mịn thiết bị, phải thêm chi phí xử lý trước khi thải ra ngoài… Nhưng đây là
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

13


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

phương pháp đơn giản, thiết bị không quá phức tạp, một số acid hoặc kiềm có giá khá rẻ.
Phương pháp này có thể thực hiện trong điều kiện thí nghiệm của trường, nên tơi lựa chọn

phương pháp acid cho quá trình tách màng và tiền xử lý và EDTA là acid được sử dụng.
EDTA là một acid hữu cơ mạnh (gấp 1000 lần so với acid acetic), được tổng hợp
vào năm 1935 bởi nhà bác học F. Munz, EDTA có hai nhóm amin và bốn nhóm cacboxyl.
Đặc tính quan trọng của EDTA là có khả năng tạo phức với hầu hết kim loại trong dung
dịch nên có khả năng khử khống rất tốt. Hàm lượng khống cao sẽ làm giảm hiệu suất
trích ly gelatin cũng như giảm chất lượng thành phẩm. EDTA không bay hơi và được
phép sử dụng trong thực phẩm. Năm 2015, Nguyễn Thị Thanh Mơ đã nghiên cứu khảo sát
các điều kiện chiết gelatin từ vảy cá hồi bằng phương pháp acid (Luận văn tốt nghiệp Đại
học ngành Công nghệ thực phẩm Đại học Bách khoa – Đại học Đà Nẵng). Trong nghiên
cứu này, tác giả đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của 2 loại acid HCl và EDTA đến q
trình trích ly. Kết quả cho thấy EDTA cho hiệu suất thu hồi gelatin cao hơn. Bên cạnh đó,
nước thải tử việc xử lý vỏ bằng EDTA cũng ít gây ô nhiễm môi trường và tiết kiệm được
chi phí xử lý nước thải. Do đó, trong đề tài này, tơi lựa chọn EDTA.
1.5. Tổng quan về collagen và gelatin
1.5.1. Cấu trúc và tính chất của collagen
a) Cấu trúc
Collagen là một protein có cấu trúc bậc 4 điển hình, do các đơn vị tropocollagen
cấu trúc bậc 3 tổ hợp theo các hướng dọc và ngang làm cho collagen có nhiều mức cấu
trúc (hình 1.8). Collagen là loại protein cấu trúc chính yếu, chiếm khoảng 25 – 35% tổng
lượng protein trong cơ thể của các đơng vật có xương sống. Collagen được phân bố trong
các bộ phận như da, cơ, gân, dây chằng, sụn, răng, hệ thống mạch máu của động
vật…Khoảng 10% protein trong cơ của động vật có vú là collagen, các protein ngoại bào
(hơn 90% trong gân, xương và 50% trong da) có chứa collagen [6].
Đến nay, có 42 loại chuỗi polypeptide đã được nhận dạng. Chúng được mã hóa bởi
41 loại gen khác nhau và tạo thành 27 loại collagen. Họ collagen được phân chia thành
nhiều loại khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc siêu phân tử của nó. Thơng thường, collagen
được chia thành 7 nhóm chính : Collagen dạng sợi, collagen màng nền (Basement
membrane collagens), collagen vi sợi (Microfibrillar collagen), collagen dạng mạng lưới
lục giác, FACIT collagen, collagen màng chuyển (Transmembrane collagens) và
multiplexins [7].

Collagen là một protein có gần như đầy đủ các loại acid amin với 20 loại. Trong
collagen không chứa cystein và tritophan nhưng chứa một lượng lớn Glysine (Gly) chiếm
khoảng 33%; proline (Pro) chiếm khoảng 12%; hydroxyproline (Hyp) chiếm 22%.
Collagen là một trong số ít có chứa hydroglysine (Hyl), ngồi ra trong collagen có chứa
khoảng 1% khoáng [6].
Một đặc điểm để phân biệt collagen với các loại protein khác là trình tự các acid
amin được sắp xếp trong 3 chuỗi đơn vị của phân tử collagen. Một mơ hình phổ biến là
Gly – X – Pro hoặc Gly – X – Hyp, trong đó X có thể là một phân tử acid amin bất kì;
Gly – Pro – Hyp là mơ hình xuất hiện nhiều nhất.
Vì vậy, gelatin được thu nhận từ collagen là một mạng lưới phân tử có tính đàn hồi
nối với nhau bởi liên kết hydro [8].
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

14


Khảo sát các điều kiện chiết gelatin từ màng vỏ trứng gà và đề xuất ứng dụng

Hình 1. 9. Cấu trúc collagen
b) Tính chất
- Collagen là một protein khơng tan trong nước nhưng có khả năng giãn nở nhẹ. Tỉ
lệ giãn nở có giới hạn co giãn khoảng 7% cho sợi ướt và 5% cho sợi khô. Ở 600C dưới tác
động của acid, kiềm hoặc muối collagen ẩm đột ngột, phồng lên, co rút khoảng 1/3 hay
1/4 chiều dài của nó. Và nếu tiếp tục đun collagen sẽ tiếp tục thủy phân thành gelatin [8]
- Collagen là chất duy nhất có thể chuyển thành gelatin khi đun sơi với nước nóng,
đó là kết quả của sự mở vịng xoắn 3 sợi kèm theo sự phá vỡ liên kết hydro.
t0
C102H149N31O38 + H2O = C102H151N31O39

(Collagen)
(Gelatin)
Khi xử lý collagen thủy phân dưới tác dụng nhiệt độ, các sợi collagen bị phân cắt
thành những đoạn ngắn hơn do mất liên kết hydrogen và hydrophybic, những liên kết này
giúp cho sự ổn định của xoắn ốc collagen.
Tiếp đó là q trình duỗi thẳng của mạch bao gồm việc cắt đứt đầu nối giữa các
phân tử của 3 chuỗi xoắn ốc và gelatin được hòa tan.
Tuy nhiên nếu trích ly ở nhiệt độ quá cao và thời gian lâu thì collagen ngồi việc tạo
gelatin cịn tạo ra một số sản phẩm phụ không mong muốn: gelatose và gelatone làm giảm
độ nhớt và nhiệt độ đông đặc của dung dịch [6].
t0
C102H149N31O39
+
H2 O
=
C55H85N17O22 + C47H70N19 + 7N2
(Gelatin)
(Galatone)
(Galactose)
1.5.2 Cấu trúc và tính chất của gelatin
a) Cấu trúc
Theo Food Chemicals Codex, gelatin là sản phẩm thu được từ sự thủy phân
collagen bằng acid, kiềm hoặc enzyme.
Thuật ngữ gelatin có nguồn gốc từ chữ Latinh là Gelatus có nghĩa là màng hoặc
chất làm đông. Thuật ngữ gelatin được sử dụng phổ biến năm 1700. Gelatin thương mại
đầu tiên được sản xuất ở Hà Lan khoảng năm 1685, sau đó ở Anh 1700 và lần đầu tiên
được sản xuất ở Hoa Kỳ năm 1808 [9].
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Cảnh

Hướng dẫn: TS. Nguyễn Thị Trúc Loan

15