Đề tài tốt nghiệp môn công nghệ thực phẩm

Đồ án tốt nghiệp

…………..o0o…………..

Đề tài tốt nghiệp môn cong nghệ thực phẩm

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

1


Đồ án tốt nghiệp
MỤC LỤCC LỤC LỤCC
LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚII CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚIM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚIN i MỤC LỤCC LỤC LỤCC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING . v PHẦN I GIỚIN I GIỚII
THIỆU CÔNG TY . 1U CƠNG TY . 1
1.1 Lịch sử hình thành . ch sử hình thành . hình thành . 1
1.2 Quy mô doanh nghiệp . 2p . 2
1.3 Sơ đồ công ty . 3 đồ công ty . 3 công ty . 3
1.4 Hệp . 2 thống quản lí chất lượng 3ng quản lí chất lượng 3n lí chất lượng 3t lượng 3ng 3
1.4.1 Yêu cầu chung . 3u chung . 3
1.4.2 Các quy tắc trong QMS . 3c trong QMS . 3
1.4.3 Mục tiêu chất lượng năm 2008 4c tiêu chất lượng 3t lượng 3ng năm 2008 4m 2008 4
PHẦN I GIỚIN II NỘI DUNG 5I DUNG 5
CHƯƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING I SƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚI LƯỢC VỀ BIA 5C VỀ BIA 5 BIA 5
1.1 Lịch sử hình thành . ch sử hình thành . về bia 5 bia 5
1.2 Qui trình sản lí chất lượng 3n xuất lượng 3t bia 5
CHƯƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING II NGUYÊN LIỆU CÔNG TY . 1U DÙNG TRONG SẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚIN XUẤT BIA . 7T BIA . 7
2.1 Malt đại mạch 7i mại mạch 7ch 7
2.1.1 Đại mạch 7i mại mạch 7ch 7
2.1.2 Malt đại mạch 7i mại mạch 7ch 10
2.2 Houblon (Humulus lupulus) 14

2.2.1 Chất lượng 3t đắc trong QMS . 3ng .15
2.2.2 Tinh dầu chung . 3u thơ đồ công ty . 3m: .17
2.3 Nước 18c 18
2.3.1 Thành phầu chung . 3n hóa học của nước .18c của nước .18a nước 18c .18
2.3.2 Độ cứng và pH trong nước 18 cứng và pH trong nước 18ng và pH trong nước 18c 18
2.3.3 ẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚInh hưởng của một số ion trong nước đến chất lượng bia .19ng của nước .18a mộ cứng và pH trong nước 18t sống quản lí chất lượng 3 ion trong nước 18c đến chất lượng bia .19n chất lượng 3t lượng 3ng bia .19
2.3.4 Phươ đồ cơng ty . 3ng pháp xử hình thành . lí nước 18c : 21
2.3.5 Tiêu chuẩn đánh giá nước nấu bia: 21n đánh giá nước 18c nất lượng 3u bia: 21
2.4 Nất lượng 3m men .23
2.4.1 Chủa nước .18ng nất lượng 3m men .23
2.4.2 Nguồ công ty . 3n nất lượng 3m men tinh khiến chất lượng bia .19t 23
2.4.3 Bản lí chất lượng 3o quản lí chất lượng 3n nất lượng 3m men tinh khiến chất lượng bia .19t 23
2.4.4 Nhân giống quản lí chất lượng 3ng nất lượng 3m men thuầu chung . 3n khiến chất lượng bia .19t 24
2.5 Thến chất lượng bia .19 liệp . 2u 25
2.6 Phục tiêu chất lượng năm 2008 4 gia .25
CHƯƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING III SẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚIN XUẤT BIA . 7T DỊCH ĐƯỜNG LÊN MEN 27CH ĐƯỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING LÊN MEN 27
Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

2


Đồ án tốt nghiệp
3.1 Tiến chất lượng bia .19p nhận nguyên liệu và tồn trữ 27n nguyên liệp . 2u và tồ công ty . 3n trữ 27 27
3.2 Nghiề bia 5n nguyên liệp . 2u .27
3.2.1 Mục tiêu chất lượng năm 2008 4c đích 27

3.2.2 Mứng và pH trong nước 18c độ cứng và pH trong nước 18 nghiề bia 5n nguyên liệp . 2u .27
3.3 Đường hóa nguyên liệu .29ng hóa nguyên liệp . 2u .29
3.3.1 Mục tiêu chất lượng năm 2008 4c đích của nước .18a quá trình đường hóa ngun liệu .29ng hóa 29
3.3.2 Hệp . 2 enzyme amylase trong quá trình thủa nước .18y phân .29

3.3.3 Sự thủy phân tinh bột .31 thủa nước .18y phân tinh bộ cứng và pH trong nước 18t .31
3.3.4 Sự thủy phân tinh bột .31 thủa nước .18y phân protein 32
3.3.5 Các quá trình khác .33
3.3.6 Các quá trình enzyme khác 34
3.3.7 Phươ đồ công ty . 3ng pháp nất lượng 3u có thến chất lượng bia .19 liệp . 2u: 34
3.3.8 ẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚInh hưởng của một số ion trong nước đến chất lượng bia .19ng của nước .18a nhiệp . 2t độ cứng và pH trong nước 18 và pH đến chất lượng bia .19n quá trình nất lượng 3u .36
3.3.8 Kiểm tra sự thủy phân của tinh bột 39m tra sự thủy phân tinh bột .31 thủa nước .18y phân của nước .18a tinh bộ cứng và pH trong nước 18t 39
3.3.9 Thành phầu chung . 3n của nước .18a dịch sử hình thành . ch đường hóa nguyên liệu .29ng sau đường hóa nguyên liệu .29ng hóa 39
3.4 Lọc của nước .18c dịch sử hình thành . ch đường hóa ngun liệu .29ng và rử hình thành . a bản lí chất lượng 3 39
3.4.1 Phươ đồ công ty . 3ng pháp lọc của nước .18c 40
3.4.2 Bã hèm .40
CHƯƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING 4 ĐUN SÔI DỊCH ĐƯỜNG LÊN MEN 27CH ĐƯỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚING VỚII HOUBLON 41
4.1 Sự thủy phân tinh bột .31 ổn định thành phần dịch đường .41n địch sử hình thành . nh thành phầu chung . 3n dịch sử hình thành . ch đường hóa nguyên liệu .29ng .41
4.1.1 Về bia 5 mặt sinh học .41t sinh học của nước .18c .41
4.1.2 Về bia 5 mặt sinh học .41t sinh hóa .41
4.1.3 Ổn định keo 41n địch sử hình thành . nh keo 41
4.2 Sự thủy phân tinh bột .31 gia tăm 2008 4ng cường hóa nguyên liệu .29ng độ cứng và pH trong nước 18 màu .42
4.3 ẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚInh hưởng của một số ion trong nước đến chất lượng bia .19ng của nước .18a DMS (dimethylsulfite) 42
4.4 ẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚInh hưởng của một số ion trong nước đến chất lượng bia .19ng của nước .18a Zn trong dịch sử hình thành . ch đường hóa ngun liệu .29ng 42
4.5 Q trình hịa tan các thành phầu chung . 3n của nước .18a hoa houblon 43
4.5.1 Hòa tan các chất lượng 3t đắc trong QMS . 3ng 43
4.5.2 Thờng hóa nguyên liệu .29i gian và cường hóa nguyên liệu .29ng độ cứng và pH trong nước 18 đun sôi 45
4.5.3 ẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH SÁCH HÌNH VÀ BẢNG . v PHẦN I GIỚInh hưởng của một số ion trong nước đến chất lượng bia .19ng của nước .18a pH .45
4.5.4 Sự thủy phân tinh bột .31 kến chất lượng bia .19t tủa nước .18a isohumulon .45
Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

3


Đồ án tốt nghiệp

4.5.5 Hịa tan polyphenol 45

Mở ĐẦU
Cơng nghiệp chế biến thủy sản đang ngày càng phát triển trên quy mơ tồn cầu.
rất nhiều nước ở Đơng Nam Á và Nam Mĩ đang đẩy mạnh ngành công nghiệp này chủ
yếu cho xuất khẩu như Ấn Độ, Indonexia, Thái Lan, Việt Nam…q trình này bao
gồm cả ni trồng và đánh bắt ở biển, với một sản lượng đông lạnh rất lớn. như vậy tất
yếu một lượng phế thải không nhỏ bị vứt bỏ, để thối rữa và do đó gây ô nhiễm môi
trường. Theo ước tính lượng phế thải tôm, cua…hàng năm là 1,44 triệu tấn (trọng
lượng khô). Tuy vậy chính lượng phế thải vỏ tơm, cua, mực…này lại là một nguồn
tiềm ẩn to lớn về protein, chất màu và chitin – polysaccarit.
Chitin là một polyme thiên nhiên có cấu tạo mạch thẳng gồm các đơn vị Naxetyl-Dglucosamin nối với nhau bằng liên kết

(1,4)- glucosit hiện đang được ứng

dụng nhiều trong y học, dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, xử lý nước. Sức ép về

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

4


Đồ án tốt nghiệp
kinh tế và môi trường ngày càng tăng của ngành chế biến thủy sản buộc phải sớm lựa
chọn những biện pháp xử lý thích hợp nhằm phối hợp giải quyết vấn đề môi trường và
thu hồi chitin. Cho đến nay việc thu hồi chitin từ những phế thải thủy sản đã cho những
kết quả có triển vọng về kinh tế cũng như bảo vệ môi trường.
Hiện nay đang có hai phương pháp chủ yếu hay dùng để tách chitin: phương
pháp truyền thống (phương pháp hóa học) và phương pháp sinh học (dung enzym hoặc
vi khuẩn). Tuy nhiên, Việc sản xuất chitin và dẫn xuất của chúng là những q trình

hóa học đã và đang là mối quan tâm lớn hiện nay. Chitn thu được phụ thuộc nhiều vào
quy trình xử lý với axit và kiềm nóng để khử khống và khử protein. Q trình này tiêu
tốn năng lượng, sản ra một thể tích lớn nước thải chứa nhiều NaOH, HCl, gây ăn mịn
và ơ nhiễm mạnh, đơng thời rất khó tách các sản phẩm cịn có giá trị như chất màu,
protein. Nhưng điều quan trọng hơn cả là tính khơng ổn định của q trình làm ảnh
hưởng đến chất lượng của chitin. Những bất lợi của phương pháp hóa học này nếu xét
theo các yếu tố về mơi trường, kinh tế và chất lượng sản phẩm có thể thấy:
 Về mơi trường: q trình hóa học có thể là được xem như là khơng hợp lý vì:
 Cần sử dụng một dung lượng lớn axit, kiềm, nước rửa.
 Nước thải là một chất ăn mòn và chứa những chất gây ơ nhiễm như:
protein, khống đã hịa tan.
 Về kinh tế: q trình hóa học trở nên kém hiệu quả hơn vì 4 lý do:
 Chi phí cho các yếu tố môi trường (như đã nêu trên)
 Chi phí năng lượng khi xử lý kiềm để loại protein, và tiếp tục chuyển
chitin thành chitosan.
 Tiêu tốn một lượng lớn nước để rửa kiềm.
 Không thu hồi được các sản phẩm cịn có giá trị khác
 Về chất lượng sản phẩm: chất lượng giảm vì 2 lý do:
 Việc sử dụng axit và kiềm nóng dẫn đến việc cắt mạch của chitin làm cho
sản phẩm thay đổi trọng lượng phân tử và độ nhớt (tức là chitin không
giữ được tính chất ngun bản củ mình).
 Việc đề acetyl hóa một cách ngẫu nhiên bằng axit và đặc biệt là kiềm
nóng đã tạo ra nhiều sản phẩm khác nhau(có DA khác nhau) và cịn tiếp
tục gây biến tính những sản phẩm này thành chitosan và các dạng sản
phẩm khác

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

5

Đồ án tốt nghiệp
 Những lý do dó đã làm cho chitin và những dẫn xuất của nó chưa được thương
mại hóa trong các lĩnh vực và ứng dụng.
 Để khắc phục các vấn đề trên, em đã lựa chọn hướng tách chiết chitin theo
phương pháp sinh học. Ưu điểm của phương pháp này được thể hiện ở 3 khía
cạnh:
 Về mơi trường: ít gây ơ nhiễm mơi trường, lượng nước rửa ít hơn.
 Về kinh tế: giảm thiểu chi phí cho năng lượng, đồng thời có thêm các sản phẩm
kèm theo (chất màu và protein cho thức ăn gia súc) do đó giá thành rẻ hơn.
 Về chất lượng sản phẩm: chitin thu được có trọng lượng phân tử và độ nhớt
không bị thay đổi nhiều do điều kiện xử lý êm dịu hơn.
Đây là một giải pháp cập nhật, giải quyết được những nhược điểm của phương
pháp truyền thống. hiện nay lĩnh vực nghiên cứu sinh thái chitin đã trở thành một
ngành khoa học thực thụ, đã có nhiều hội nghị thế giới về “chitin enzymology” và
những hoạt động này rất phù hợp với việc bảo vệ môi trường nhất là trong lĩnh vực hóa
học xanh.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
I.1: Phế thải trong công nghiệp chế biến
Tôm là nguồn thủy sản dồi dào và có giá trị kinh tế cao nhưng việc khai thác,
đánh bắt phụ thuộc rất lớn vào điều kiện tự nhiên và mang tính mùa vụ vì vậy ngồi
đánh bắt tự nhiên người ta cịn đẩy mạnh theo hướng nuôi trồng đảm bảo cung cấp
nguyên liệu một cách thường xuyên cho các nhà máy chế biến thủy sản xuất khẩu.
Giáp xác là nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào chiếm từ 30 – 35% tổng sản
lượng nguyên liệu ở Việt Nam. Trong công nghiệp chế biến thủy sản xuất khẩu, tỷ lệ
cơ cấu các mặt hàng đông lạnh giáp xác chiếm từ 70 – 80% công suất chế biến. Hàng
năm các nhà máy chế biến đã thải ra một lượng phế liệu giáp xác khá lớn khoảng 70
000 tấn. Riêng ở tỉnh Khánh Hòa lượng phế liệu này vào khoảng 2257 tấn/năm.
Theo thống kê của tổng cục hải quan, tính đến hết tháng 11/2009, xuất khẩu tôm

của Việt Nam đạt 190 490 tấn, trị giá trên 1,518 tỉ USD, tăng 7,4% vê lượng và 0,73%

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

6


Đồ án tốt nghiệp
về giá trị so với cùng kì năm 2008. Đây là mặt hàng thủy sản duy nhất tăng trưởng
trong năm 2009. Hơn 300 doanh nghiệp tham gia xuất khẩu trong đó 60 doanh nghiệp
dẫn đầu chiếm hơn 80% kim ngạch. 120 doanh nghiệp có giá trị xuất khẩu hơn 1 triệu
USD.
Theo dự báo của ơng Trương Đình Hịe, Tổng thư ký Vasep, sang năm 2010,
tơm sú vẫn là sản phẩm xuất khẩu chủ lực trong khi xuât khẩu tôm chân trắng sẽ tăng
gấp đôi lên 500 triệu USD, sản lượng đạt khoảng 150000 tấn. Việt Nam có thể sẽ có lợi
thế ở thị trường tơm chân trắng cỡ nhỏ do có nguồn lao động. Kim ngạch xuất khẩu
tôm sú dự kiến sẽ đạt 1,4 tỷ USD. Theo ông Hòe, sang năm mới, giá thành tôm sú sẽ
tác động trực tiếp lên xuất khẩu chứ không phải là thị trường. Năm 2010, tôm Việt
Nam sẽ là lựa chọn của các nhà nhập khẩu Nhật Bản trong khi Hàn Quốc sau khủng
hoảng sẽ là thị trường quan trọng đôi với Việt Nam (theo Vasep.com.vn).
Việc tiêu thụ một số lượng lớn tôm nguyên liệu của các nhà máy chế biến thủy
sản đã thải ra một lượng lớn phế liệu trong đó phế liệu vỏ, đầu tơm là chủ yếu. Các loại
phế liệu này nếu thải trực tiếp ra môi trường sẽ gây ô nhiễm môi trường trầm trọng và
nếu đem xử lý chất thải thì chi phí sẽ rất lớn.
Ngày nay đã có rất nhiều hướng nghiên cứu sử dụng phế liệu tơm để sản xuất
các chế phẩm có giá trị trong đó quan trọng nhất là việc sản xuất chitin – chitosan từ vỏ
giáp xác.

I.2: Thành phần phế phẩm tôm:
Tôm là đối tượng quan trọng của ngành nuôi trồng và chế biến thủy sản Việt

Nam. Hiện nay ở nước ta, kĩ thuật khai thác và nuôi tôm rất phát triển và ngày càng
cung cấp nhiều nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thủy sản trong nước và xuất
khẩu nhiều mặt hang như:


Tơm tươi cịn vỏ, đầu (ngun con) cấp đông IQF hoặc Block.



Tôm vỏ bỏ đầu cấp đông IQF hoặc Block.



Tơm bóc vỏ, bỏ chỉ lưng cấp đơng IQF.



Tơm bóc vỏ, cịn đốt đi cấp đơng IQF.

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

7


Đồ án tốt nghiệp


Tơm dạng sản phẩm định hình, làm chín.



Tơm bóc vỏ, đóng hộp.

Điều này chứng tỏ tơm là một mặt hang đem lại nguồn lợi kinh tế lớn cho đất
nước nhưng đồng thời cũng thải ra một lượng lớn đáng kể phế liệu, chủ yếu là vỏ và
đầu tơm. Ngồi ra, có một lượng lớn đáng kể thịt vụn do bóc nõn khơng cẩn thận hoặc
một số tơm bị thải loại do biến màu, chất lượng không đảm bảo.
Tùy theo giống, lồi và phương pháp gia cơng chế biến mà lượng phế liệu này có thể
thay đổi từ 40% (đối với tôm sú) đến 60% (đối với tôm càng xanh) lượng nguyên liệu
thu mua. Đối với sản phẩm tơm bóc nõn và rút ruột thì mất mát theo vỏ tơm và đi
khoảng 25%. Nhìn chung, trong phế liệu tơm thì trọng lượng phần đầu thường gấp 3 –
4 lần so với phần vỏ và đi.
Theo giáo trình “Sản xuất các chế phẩm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thuỷ
sản”[11] của trường Đại học Nha Trang ta có các bảng sau:
Bảng 1.1: Thành phần và trọng lượng của tôm (%)

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

8


Đồ án tốt nghiệp

I.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của phế liệu tôm
I.3.1: cấu tạo vỏ tôm:
Vỏ tôm chia làm 4 lớp chính:
-

Lớp biểu bì (epicucle).
Lớp màu.

Lớp canxi hóa.
Lớp khơng bị canxi hóa.

Lớp biểu bì, lớp màu, lớp canxi hóa cứng do sự lắng đọng của canxi. Lớp màu,
lớp canxi hóa, lớp khơng bị canxi hóa chứa nhiều chitin nhưng lớp biểu bì thì khơng.
Ta gọi các lớp có chứa chitin là endocuicle.
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 khứ 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.
Lớp biểu bì (epcuticle): những nghiên cứu cho thấy lớp màng nhanh chóng bị
biến đỏ bởi Fucxin, có điểm pH = 5,1 khơng chứa chitin. Nó khác với các vỏ cịn 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 – tannin. Lớp epicuticle liên kết với một số màng mỏng bên ngoài cản trở hịa
tan ngay cả trong mơi trường axit đậm đặc do nó có chứa các mắt xích paratin mạch
thẳng.
Lớp canxi hóa: lớp này chiếm phần lớn vỏ, thường có màu xanh trải đều khắp,
chitin ở trạng thái tạo phức với canxi.
Lớp khơng bị canxi hóa: vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo thành bởi một
phần tương đối nhỏ so với tổng chiều dày bao gồm các phức chitin – protein bền vững
khơng có canxi và quinine.

Võ Thị Dun – CNTP3 – K50

9


Đồ án tốt nghiệp

I.3.2: Thành phần hóa học của vỏ tôm:
Protein: thành phần protein trong phế liệu tôm thường tôn tại ở 2 dạng: dạng tự
do và dạng liên kết
Dạng tự do: dạng này là tồn tại ở phần thịt tôm từ một số tôm bị biến đổi và vứt
đi lẫn vào phế liệu hoặc phần đầu và thịt còn sót lại trong đầu và nội tạng của tơm. Nếu
cơng nhân vặt đầu khơng đúng kĩ thuật thì phần protein bị tổn thất vào phế liệu nhiều
làm tăng tiêu hao nguyên vật liệu, mặt khác phế liệu này khó xử lý hơn.
Dạng phức tạp: ở dạng này protein khơng hịa tan và thường liên kết với chitin,
canxicacbonat, với lipit tạo thành lipoprotein, với sắc tố tạo proteincarotenoit…như
một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ tơm.
-

-

-

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 tơm, vỏ ghẹ…có chứa một lượng lớn muối vô cơ, chủ yếu
là muối CaCO3, hàm lượng Ca3(PO4)2 mặc dù khơng nhiều nhưng trong q
trình khử khống dễ hình thành hợp chất CaHPO 4 khơng tan trong HCl gây khó
khăn cho q trình khử khống.
Sắc tố: trong vỏ tơm thường có nhiêu loại sắc tố nhưng chủ yếu là astaxanthin.
Enzym: theo tạp chí thủy sản (số 5/1993) hoạt độ enzym proteaza của đầu tôm
khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/gam tươi. Các enzym chủ yếu là enzym của nội tạng
trong đầu tôm và của vi sinh vật thường trú trên tơm ngun liệu.
Ngồi thành phần chủ yếu kể trên, trong vỏ đầu tơm cịn có các thành phần khác
như: nước, lipit, photpho.

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của phế liệu tôm

Phế liệu
Đầu tôm
Vỏ tôm

protein
53,10
22,80

chitin
11,10
27,20

lipit
8,90
0,40

tro
22,60
31,70

canxi
7,20
11,10

photpho
1,68
3,16

 Như vậy, trong phế liệu tôm hàm lượng chitin chiếm khá cao (từ 11,10 – 27,2%)
và đây là nguồn nguyên liệu lý tưởng để sản xuất chitin.

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

10


Đồ án tốt nghiệp

I.4: Nguồn gốc và sự tồn tại của chitin – chitonsan trong tự
nhiên
Chitin – chitosan là một polysaccarit tôn tại trong tự nhiên với sản lượng rất lớn
(đứng thứ 2 sau xenluloza). Trong tự nhiên chitin tồn tại trong cả động vật và thực vật.
Trong động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng trong vỏ một số động vật
không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn. Trong động vật
bậc cao monomer của chitin là một thành phần chủ yếu trong mơ da, nó giúp cho sự tái
tạo và gắn liền các vết thương ở da. Trong thực vật chitin ở thành tế bào nấm họ
zygenmyctes, các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo[1].
Chitin - chitosan là polysacharit có đạm khơng độc, có khối lượng phân tử lớn.
Cấu trúc của chitin là tập hợp các monosacharit (N-acetyl-β-D-glucosamine) liên kết
với nhau bởi các cầu nối glucozit và hình thành một mạng các sợi có tổ chức. Hơn nữa
chitin tồn tại rất hiếm ở trạng thái tự do và hầu như ln ln liên kết cộng hóa trị với
các protein, các chất khống và các hợp chất hữu khác.

Hình 1: chitin và vỏ tơm
Trong các lồi thủy sản, đặc biệt là trong vỏ tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitin –
chitosan chiếm khá cao, dao động từ 14 – 35% so với trọng lượng khơ [2]. Vì vậy, vỏ
tơm, cua, ghẹ là ngn ngun liệu chính để sản xuất chitin – chitosan.

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

11


Đồ án tốt nghiệp
Về mặt lịch sử, chitin được Braconnot phát hiện đầu tiên vào năm 1821, trong
cặn dịch chiết từ một lồi nấm. Ơng đặt tên cho chất này là “Fungine” để ghi nhớ
ngn gốc của nó. Năm 1823 Odier phân lập được một chất từ bọ cánh cứng mà ơng
gọi là chitin hay “chiton”, tiếng Hy Lạp có nghĩa là vỏ giáp, nhưng ông không phát
hiện ra sự có mặt của Nito trong đó. Cuối cùng cả Odier và Braconnot đều đi đến kết
luận chitin có dạng cơng thức giống xenlulose.

Hình 2: 1) chitin; 2) chitosan; 3) xenlulose

I.5: Cấu trúc hóa học, tính chất hóa lý của chitin
I.5.1: Cấu trúc hóa học của chitin:
Chitin I có cấu trúc tinh thể rất chặt chẽ và đều đặn. Bằng phương pháp nhiễu xạ
tia X, người ta đã chứng minh được chitin tồn tại ở 3 dạng cấu hình: α, β, γ – chitin [3].
Các dạng này của chitin chỉ do sự sắp xếp khác nhau về hướng của mỗi mắt xích
(N – acetyl – D – glucosmin) trong mạch.
Có thể biểu diễn mỗi mắt xích này bằng mũi tên sao cho phần đầu của mũi tên
chỉ nhóm – CH2OH, phần đi chỉ nhóm – NHCOCH 3, thì các cầu trúc α, β, γ – chitin
được mô tả như sau:

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

12

Đồ án tốt nghiệp

Hình 3: sắp xếp các mạch trong phân tử chitin
α – chitin có cấu trúc các mạch được sắp xếp ngược chiều nhau đều đặn, nên
ngoài liên kết hydro trong một lớp và hệ chuỗi, nó cịn có liên kết hydro giữa các lớp
do các chuỗi thuộc lớp kề nhau nên rất bền vững. Do các mắt xích sắp xếp đảo chiều,
xen kẽ thuậ lợi về mặt không gian và năng lượng. Đây cũng là dạng phổ biến trong tự
nhiên.
β, γ – chitin do mắt xích ghép với nhau theo kiểu song song (β – chitin) và hai
song song một ngược chiều (γ – chitin), giữa các lớp khơng có loại liên kết hydro.
Dạng β – chitin cũng có thể chuyển sang dạng α – chitin nhờ q trình axetyl hóa cho
cấu trúc tinh thể bền vững hơn.
Qua nhiều nghiên cứu về sự thủy phân chitin bằng enzym hay axit HCl đậm đặc
thì người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N
– acetyl – β – D – glucosamine liên kết với nhau bởi liên kết β – 1,4 – glucozit.
Công thức cấu tạo của chitin:

Tê
n gọi: poly(1,4) – 2 – acetamido – 2 – deoxy – β – D – glucose; poly(1,4) – 2 –
acetamido – 2 – deoxy – β – D – glucopyranose.

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

13


Đồ án tốt nghiệp
Công thức phân tử: [C8H13O5N]n.
Phân tử lượng: Mchitin = (203,09)n.

I.5.2: Tính chất hóa lý của chitin [4]
Chitin có màu trắng hay màu trắng phớt hồng, dạng vảy hoặc dạng bột, không
mùi, không vị, không tan trong nước, trong mơi trường kiềm, axit lỗng và các dung
mơi hữu cơ như ete, rượu… nhưng tan trong dung dịch đặc nóng của muối thioxianat
canxi (Ca(SCN)2) tạo thành dung dịch keo, tan được trong hệ dimetylacetamid – LiCl
8% [5], tan trong hexafluoro – isopropyl alcohol (CF3CHOHCF3) và hexafuoracetone
sesquihydrate (CF3COCF3.H2O) [6]. Chitin có khả năng hấp thu tia hồng ngoại có bước
sóng 884 – 890 cm-1.
Chitin tồn tại với các chất oxy hóa mạnh như thuốc tím (KMnO 4), oxy già
(H2O2), nước javen (NaOCl – NaCl)…, lợi dụng tính chất này mà người ta sử dụng các
chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin.
Khi đun nóng trong dung dịch NaOH đậm đặc (40 – 50%), ở nhiệt độ cao thì
chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan:

 Lợi dụng tính chất này người ta điều chế ra chitosan – chất có nhiều ứng dụng
như: ứng dụng trong cơng nghiệp thực phẩm (màng bao gói, bảo quản thực
phẩm), là chất trung gian điều chế ra glucosamine có nhiều tác dụng trong y
học.
Khi đun nóng trong axit HCl đậm đặc, ở nhiệt độ cao thì chitin sẽ bị cắt mạch
thu được glucosamine:

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

14


Đồ án tốt nghiệp

 Lợi dụng tính chất này người ta điều chế ra Glucosamine là một loại thuốc có
tác dụng chống thối hóa khớp.

Phản ứng este hóa :
- Chitin tác dụng với HNO3 đậm đặc cho sản phẩm chitin nitrat.
- Chitin tác dụng với anhydrit sunfuric trong pyridin, dioxan và N,N-dimetylanilin
cho sản phẩm chitin sunfonat.

I.6: Phương pháp thu nhận chitin
Phế liệu
I.6.1: Phương pháp hóa
họctơm

tươi
Chitin có thể được sản xuất theo phương pháp hóa học như sau:
Khử protein bằng NaOH 4%, T
= 300 0C , = 24 giờ, w/v = 1/
2,5
Rửa trung tính

Cao hơn 5%

Kiểm tra hàm lượng protein

Khử khống bằng HCl 4%, 24
giờ, 3000C

Rửa trung tính

Cao hơn 5%

Kiểm tra hàm lượng protein

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50
chitin

15


Đồ án tốt nghiệp

Hiệu quả của quá trình khử protein phụ thuộc vào nhiệt độ, nồng độ và tỉ lệ của
dung dịch với khối lượng vỏ giáp xác. Nồng độ NaOH thường dùng được sử dụng
trong khoảng 1 – 10 % và ở nhiệt độ 50 – 100 0C. Quá trình khử protein thích hợp cũng
có thể đạt được bằng việc xử lý với dung dịch KOH.
Q trình khử khống cũng diễn ra với thời gian dài, nồng độ axit cao, nhiệt độ
cao.
Như vậy phương pháp hóa học có nhiều nhược điểm như gây ô nhiễm môi
trường, ảnh hưởng đến chất lượng chitin, không tận thu được các thành phần có giá trị
khác (chất màu, protein làm thức ăn cho gia súc…) và như thế không giảm được giá
thành sản phẩm, không nâng cao được hiệu quả cho việc sản xuất chitin.

I.6.2: Phương pháp cơ học
Nguyên lý: sử dụng các lực cơ học để tách một phần protein ra khỏi ngun liệu
vỏ tơm. Q trình được tiến hành như sau: đầu tơm cịn tươi đem rửa sạch, sau đó ép
bằng trục lăn hoặc trục vít, thu protein đem sấy khơ và bảo quản. hiệu quả thu hồi
protein của phương pháp này khơng cao. Tuy nhiên, q trình này đã loại bỏ được một
phần protein tự do trong đầu tơm vì vậy giảm thiểu được hóa chất sử dụng cho các
cơng đoạn tiếp theo.

I.6.3: Phương pháp hóa lý
Áp dụng phương pháp này nhằm thu hồi protein từ dịch thủy phân của cơng
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 dung 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.

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

16


Đồ án tốt nghiệp

Dịch
protein
Kết tủa protein
Kết tủa protein

Lắng, gạn

Lọc thu protein

Lọc thu protein

Phơi sấy

Bột protein
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ làm, có thể thu hồi với hiệu suất
cao. Cho phép thu được hầu hết các protein hịa tan do đó có thể ứng dụng để thu hồi
protein trong nước thải của các nhà máy chế biến thực phẩm, chế biến thủy sản.

I.6.4: Phương pháp sinh học

Trong phương pháp sinh học chỉ khác ở công đoạn khử protein và deacetyl
khơng sử dụng hóa chất mà có thể sử dụng hệ vi khuẩn, nấm men hoặc các enzym để

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

17


Đồ án tốt nghiệp
loại bỏ protein một cách triệt để. Sản phẩm chitosan thu được có chất lượng cao do
khơng bị ảnh hưởng nhiều bởi hóa chất.
Việc sử dụng phương phap sinh học cũng gặp phải rất nhiều khó khăn như giá
thành sản phẩm có thể cao, tùy thuộc vào loại enzym sử dụng. Việc loại bỏ hồn tồn
protein có thể đạt được bằng phương pháp hóa học nhưng rất khó đạt được bằng
phương pháp sinh học. Vì vậy, người ta có thể kết hợp hai phương pháp này nhằm
khắc phục những nhược điểm của từng phương pháp. Hiện nay, một trong những khó
khăn trong phương pháp hóa học để sản xuất chitin là thể tích chất thải lớn và trong đó
có chứa các chất ăn mịn, các chất lơ lửng khó xử lý với khối lượng lớn. Những chất
này do cơng đoạn khử khống và khử protein sinh ra. Chính vì vậy, cần thiết phải có
các biện pháp xử lý trước khi thải ra môi trường và điều này làm cho giá thành sản
phẩm tăng lên. Quá trình sản xuất chitin bằng phương pháp hóa học có thể gây nên sự
thủy phân polymer, biến đổi tính chất vật lý và gây ô nhiễm môi trường. Ngược lại,
trong phương pháp sinh học khối lượng chất thải không lớn, protein sau thủy phân có
thể thu hồi làm thức ăn gia súc và bên cạnh đó có thể thu hồi các chất màu. Hơn nữa sẽ
hạn chế được việc xử lý môi trường. Vì vây, muốn sản phẩm chitin có được sự đồng
nhất hơn về các đặc tính lý hóa thì chúng ta phải áp dụng những phương pháp xử lý êm
dịu hơn như viêc sử dụng enzym. Legarraeta và cộng sự (1996) đã sử dụng enzym
proteaza và vi khuẩn có khả năng tạo proteaza để tách protein nhằm thay thế cho
phương pháp hóa học. Hall và De Silva (1994) đã đề xuất phương pháp khử khoáng
đơn giản bằng việc sử dụng lên men lactic như một phương pháp bảo quản phế liệu.

Phương pháp này là dạng ủ chua ban đầu được phát triển cho bảo quản phế liệu tôm
pandan trước quá trình chế biến ở khí hậu nhiệt đới. Ủ chua là một quá trình đơn giản
của việc bản quản nguyên liệu tránh vi sinh vật gây thối và đã được ứng dụng cho bản
quản cá trong nhiều năm (Hall và De Silva, 1994).
Quy trình sản xuất chitin theo phương pháp sinh học của Nguyễn Thị Vân An:
Vỏ tôm
Xay
Khử Protein

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

Khử khoáng

18


Đồ án tốt nghiệp

Sấy khơ

Chiti
Nhận xét: chitin thu được có hàm
nn lượng protein và khống rất thấp, sản phẩm
chitin có màu sắc đẹp. Điều này có thể giải thích do trong quá trình khử protein bằng
nước ép vỏ dứa thì đồng thời xảy ra q trình khử khống nên liên kết giữa các muối
Canxi và chitin bị cắt đứt càng tạo điều kiện cho q trình khử khống và khử protein
diễn ra một cách triệt để hơn.

I.7: Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin trên thế giới
và ở Việt Nam

I.7.1: Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin trên thế giới
Trước đây, người ta đã thử chiết tách chitin từ thực vật biển nhưng nguồn
nguyên liệu không đủ để đáp ứng nhu cầu. Trữ lượng chitin phần lớn có nguồn gốc từ
vỏ tôm, cua. Trong một thời gian, các chất phế thải này không được thu hồi mà lại thải
ra ngồi gây ơ nhiễm mơi trường. Năm 1977 Viện kỹ thuật Masachusetts (Mỹ) khi tiến
hành xác định giá trị của chitin và protein trong vỏ tôm, cua đã cho thấy việc thu hồi
các chất này có lợi nếu sử dụng trong công nghiệp. Phần protein thu được sẽ dùng để
chế biến thức ăn gia súc, còn phần chitin sẽ được dùng như một chất khởi đầu để điều
chế các dẫn xuất có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực cơng nghiệp [7].
Gần đây xuất hiện nhiều nghiên cứu tập trung vào việc sản xuất bột đầu tôm
bằng phương pháp sử dụng enzym proteaza (Synowwiecki và Al – Khateeb, 2003;
Mizani, 2005; Helenice Duarteda Holanda and Netto F.M, 2006) [9]. Quá trình thủy
phân protein đầu tôm bằng phương pháp enzym cho kết quả khả quan. Thủy phân đầu
tôm bằng chế phẩm alcalaza thu được dịch thủy phân có nhiều các axit amin khơng
thay thế rất thích hợp cho thức ăn gia súc (Mizani, 2005) [11] và tăng khả năng thu hồi
protein trong dịch thủy phân và có thể dùng làm thức ăn cho cá [12], [13]. Mizani và
Aminari đã chỉ ra rằng dùng enzym proteaza có thể tăng khả năng thu hồi protein từ

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

19


Đồ án tốt nghiệp
37% lên 45,7% [14]. Dịch thủy phân thu được bằng phương pháp sinh học có chứa các
peptit có hoạt tính sinh học có thể dùng trong sinh học [12]. Thời gian thủy phân bằng
enzym ngắn hơn phương pháp lên men. Enzym proteaza thường được dùng là papain,
bromelain, pancreatin, chế phẩm alcalaza. Ưu điểm của phương pháp này là ngồi dịch
thủy phân có thể thu hồi đồng thời chất sắc tố astaxanthin và chitin.
Các nhận xét được trình bày dưới đây về các quy trình sản xuất chitin của tác

giả Trần Thị Luyến.
hùm
a. Quy trình sản xuất chitosanVỏ
từ tơm
vỏ tơm
hùm của Hackman
Ngâm HCl 2M, nhiệt độ phịng, = 5 giờ, w/v = 1/ 10
Rửa trung tính, sấy khơ, nghiền mịn
Ngâm HCl 2M, nhiệt độ phòng, = 48 giờ, w/v = 1/ 2,5
Ly tâm
Rửa trung tính
Ngâm NaOH 1M, T =100 0C, = 42 giờ, w/v = 1/ 2,5
Ly tâm
Rửa trung tính
Ngâm NaOH 1M, T =100 0C, = 12 giờ, w/v = 1/ 2,5
Ly tâm
Rửa sạch bằng ly tâm

Võ Thị Duyên – CNTP3 – K50

Sấy khô

Chitin dạng bột màu kem

20