Đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu quả môi trường của qui trình sản xuất chitin cải tiến kết hợp xử lý enzyme

Đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu quả về mặt môi trường của qui trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm được thực hiện bằng cách kết hợp xử lý enzyme và thu hồi chitin cùng với hỗn hợp protein và astaxanthin trong qui trình. Qui trình cải tiến có nhiều ưu điểm như thu hồi lượng chất khô trong phế liệu tăng lên khoảng 20%; Chitin, chitosan thu được có chất lượng cao hơn, đặc biệt là độ nhớt so với phương pháp hóa học truyền thống.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu quả môi trường của qui trình sản xuất chitin cải tiến kết hợp xử lý enzyme Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 1/2009 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM VÀ HIỆU QUẢ MÔI TRƯỜNG CỦA QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN CẢI TIẾN KẾT HỢP XỬ LÝ ENZYME EVALUATION OF PRODUCT QUALITY AND ENVIRONMENTAL EFFICIENCY OF MODIFIED CHITIN PRODUCTION PROCESS COMBINING ENZYME TREATMENT Trang Sĩ Trung Khoa Chế biến - Trường Đại học Nha Trang Tóm tắt Đánh giá chất lượng sản phẩm và hiệu quả về mặt môi trường của qui trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm được thực hiện bằng cách kết hợp xử lý enzyme và thu hồi chitin cùng với hỗn hợp protein và astaxanthin trong qui trình. Qui trình cải tiến có nhiều ưu điểm như thu hồi lượng chất khô trong phế liệu tăng lên khoảng 20%; Chitin, chitosan thu được có chất lượng cao hơn, đặc biệt là độ nhớt so với phương pháp hóa học truyền thống; Hỗn hợp protein và astaxanthin thu được có chất lượng cao, có thể ứng dụng trong chế biến thức ăn gia súc. Ngoài ra, nước thải của qui trình cải tiến có hàm lượng chất lơ lửng thấp, giảm hơn 90%, BOD giảm 50%, COD giảm hơn 30% so với nước thải của phương pháp hóa học không thu hồi protein. Từ khóa: Phế liệu tôm, qui trình cải tiến, enzyme, chitin, chitosan. Abstract Evaluation of product quality and environmental efficiency of modified chitin production process combining enzyme treatment and recovery of protein and astaxanthin. The modified process has proved with several advantages: 20% higher recovery rate for dry matters from shrimp waste; higher quality of obtained chitin and chitosan, especially its viscosity; Protein and astaxanthin recovered with high quality and can be used for animal feed. Futhermore, wastewater from modified process has 90% lower of suspended solids, 50% lower of BOD and 30% lower of COD compared with that of the wastewater from conventional chemical process. I. MỞ ĐẦU thành phần có giá trị khác là protein và Sự phát triển rất nhanh của ngành nuôi trồng và chế biến tôm đã đem lại giá trị xuất astaxanthin. Chất lượng của protein và astaxanthin trong qui trình hóa học thường có khẩu chiếm tỷ trọng lớn trong ngành thủy sản chất lượng thấp do ảnh hưởng của hóa chất xử Việt Nam. Tuy nhiên, quá trình chế biến tôm cũng tạo ra một lượng lớn phế liệu, khoảng lý và vì vậy không được thu hồi mà thải ra môi trường, dẫn đến gây ô nhiễm trầm trọng môi 100.000 tấn/năm. Trong phế liệu tôm có rất nhiều thành phần có giá trị như chitin, protein, trường xung quanh các cơ sở chế biến phế liệu tôm. Do đó, việc nghiên cứu cải tiến qui trình astaxanthin và khoáng hữu cơ. Tuy nhiên, hiện nay lượng phế liệu này chủ yếu được sử dụng sản xuất chitin từ phế liệu tôm bằng việc kết hợp xử lý sinh học (dùng enzyme protease) và để làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất chitin. thu hồi hỗn hợp protein và astaxanthin là rất cần Các qui trình sản xuất chitin đang sử dụng là các qui trình hóa học và chỉ tập trung thu hồi thiết, góp phần hình thành và phát triển ngành công nghiệp xử lý phế liệu thủy sản theo hướng chitin (Robert, 1997) mà không thu hồi các bền vững, giảm thiểu ô nhiễm môi trường. 3 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 1/2009 II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU gian 6h, nhiệt độ phòng), rửa trung tính, sấy thu 1. Vật liệu Phế liệu tôm Thẻ chân trắng (Penaeus được chitin. Dịch thủy phân thu được được xử lý để thu vannamei) được thu nhận từ Trung tâm Nghiên hồi protein như sau: kết tủa hỗn hợp protein – cứu Chế biến Thuỷ sản, Trường Đại học Nha Trang. Đầu vỏ tươi được thu mỗi đợt 20kg, bảo astaxanthin bằng cách sử dụng acid HCl (5%) để đưa pH dịch thải về 4,5. Sau đó, tiến hành quản lạnh, vận chuyển về phòng thí nghiệm, loại bỏ rác bẩn, rửa và để ráo, sau đó bảo quản ở - khuấy đảo nhanh liên tục trong thời gian 15 phút. Kết thúc quá trình này, các phân tử protein o 20 C cho đến khi sử dụng. Chế phẩm enzyme protease Flavourzyme thương mại của Hãng Novozyme, được chiết xuất từ Aspergillus sẽ kết tủa thành các hạt protein mịn. Tiếp theo bổ sung chitosan loại có độ deacetyl cao (85- oryzae. Các hoá chất sử dụng đều thuộc loại ppm. Khuấy đảo chậm và để lắng 2h. Sau đó tiến hành gạn bỏ phần nước trong ở phía trên. tinh khiết phân tích (PA). 2. Phương pháp nghiên cứu Phế liệu tôm được xay nhỏ đến kích cỡ 5-6 mm sau đó được đưa đi khử protein bằng o enzyme Flavourzyme ở điều kiện nhiệt độ 50 C, 87%) làm chất trợ với nồng độ sử dụng là 100 Lọc thu phần rắn chứa protein và astaxanthin (Hình 1). Phương pháp phân tích: Độ ẩm, Hàm lượng protein, hàm lượng tro được phân tích pH 6,5, tỷ lệ enzyme/nguyên liệu 0,1% và thời theo phương pháp của AOAC (1990). Độ nhớt gian thuỷ phân là 6h. Sau thời gian thuỷ phân đem lọc và tách phần bã rắn chứa chitin và được của chitosan được xác định trên nhớt kế Brookfield theo phương pháp của Mukku, 2007. Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu báo phần dịch chứa protein và astaxanthin. Phần dịch được tận dụng để thu hồi protein và cáo là trung bình của 3 lần phân tích. Kết quả astaxanthin. Phần bã được đưa đi xử lý tách lượng protein còn lại bằng NaOH loãng (nồng được phân tích thống kê bằng phần mền Excel, sử dụng ANOVA. Giá trị của p < 0,05 được xem độ 2%, thời gian 12h, nhiệt độ phòng) và tiếp là có ý nghĩa về mặt thống kê. tục khử khoáng bằng HCl (nồng độ 4%, thời Phế liệu tôm Tách protein bằng Flavourzyme Phân riêng Khử protein còn lại bằng NaOH loãng Dịch lọc 1 Phân riêng Phối trộn Khử khoáng bằng HCl Dịch lọc 2 Thu hồi hỗn hợp protein và astaxanthin Chitin Deacetyl hoá trong NaOH đặc Chitosan Hình 1. Sơ đồ quá trình sản xuất chitin cải tiến từ phế liệu tôm có kết hợp xử lý enzyme Flavourzyme và thu hồi protein và astaxanthin 4 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 1/2009 III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu tôm Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu tôm Thẻ chân trắng được xác định và trình bày ở Bảng 1. Bảng ...