Kết hợp xử lý sơ bộ bằng acid formic trong qui trình chế biến phế liệu tôm để nâng cao chất lượng chitin chitosan

Chất lượng chitin và chitosan chiết rút từ vỏ tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) đã được cải thiện đáng kể khi kết hợp xử lý sơ bộ bằng axit formic với nồng độ 0,4% trong 8h. Sản phẩm thu được có màu trắng sáng, hàm lượng khoáng và protein thấp hơn 1%, độ nhớt trên 2000 cps, đạt yêu cầu dùng trong công nghiệp. Bên cạnh đó công đoạn tiền xử lý này đã cho phép giảm hơn 50% lượng hóa chất và thời gian xử lý, góp phần giảm thiểu chi phí và ô nhiễm môi trường.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Kết hợp xử lý sơ bộ bằng acid formic trong qui trình chế biến phế liệu tôm để nâng cao chất lượng chitin chitosan Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 04/2008 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU KẾT HỢP XỬ LÝ SƠ BỘ BẰNG ACID FORMIC TRONG QUI TRÌNH CHẾ BIẾN PHẾ LIỆU TÔM ĐỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG CHITIN-CHITOSAN COMBINING PRETREATMENT BY FORMIC ACID IN SHRIMP WASTE PROCESSING FOR IMPROVING QUALITY OF CHITIN AND CHITOSAN Ngô Thị Hoài Dương, Trang Sĩ Trung, Phạm Thị Đan Phượng Khoa Chế biến - Trường Đại học Nha Trang Tóm tắt Chất lượng chitin và chitosan chiết rút từ vỏ tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) đã được cải thiện đáng kể khi kết hợp xử lý sơ bộ bằng axit formic với nồng độ 0,4% trong 8h. Sản phẩm thu được có màu trắng sáng, hàm lượng khoáng và protein thấp hơn 1%, độ nhớt trên 2000 cps, đạt yêu cầu dùng trong công nghiệp. Bên cạnh đó công đoạn tiền xử lý này đã cho phép giảm hơn 50% lượng hóa chất và thời gian xử lý, góp phần giảm thiểu chi phí và ô nhiễm môi trường. Từ khóa: chitin, axit formic, xử lý sơ bộ Abstract The quality of chitin and chitosan produced from shrimp shell waste(Penaeus vannamei) was improved by preteatment with 0.4% formic acid in 8 hours. The colour of final chitin is white and the ash and protein residue were about less than 1%, the viscosity was up to 2000 cps. In addition, the chemical consumption, the duration of the treatment was reduced to 50%. In this way, chitosan can be produced at lower cost and in a more environmentally friendly way. I. MỞ ĐẦU Việt Nam hiện nay là một trong số các phải có các nghiên cứu giúp hạn chế lượng hóa chất sử dụng đồng thời nâng cao chất quốc gia sản xuất và xuất khẩu các sản phẩm từ tôm lớn trên thế giới. Giá trị xuất khẩu các lượng sản phẩm. Một số nghiên cứu gần đây cho thấy, chất sản phẩm từ tôm đạt trên 1,3 tỷ USD/năm [11], lượng chitin, chitosan có thể được nâng lên khi và cùng với đó là một lượng rất lớn phế liệu tôm được thải ra, ước tính khoảng trên kết hợp công đoạn tiền xử lý bằng một số acid hữu cơ như acid acetic và acid benzoic và 100.000 tấn năm. Lượng phế liệu này đã và đang được tận dụng để sản xuất ra các chế lượng hóa chất sử dụng giảm đáng kể trong qui trình sản xuất chitin-chitosan từ tôm Sú phẩm có giá trị như chitin-chitosan. Tuy nhiên các qui trình sản xuất chitin đang sử dụng là (Toan và cộng tác viên, 2006; Pratya và cộng tác viên, 2006). Vì vậy, với mục đích mở rộng các qui trình hóa học có sử dụng HCl và NaOH khả năng ứng dụng công đoạn tiền xử lý bằng ở nồng độ cao, thời gian dài để khử khoáng và protein nên chất lượng chitin, chitosan không acid hữu cơ trong quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm thẻ nhằm nâng cao chất lượng cao, đặc biệt là sản phẩm có độ nhớt thấp, độ đục cao. Ngoài ra, lượng hóa chất sau khi xử chitin và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nghiên cứu kết hợp xử lý sơ bộ phế liệu tôm lý được thải ra môi trường gây ô nhiễm [10]. Để có thể duy trì và phát triển ngành công bằng axit focmic trong quá trình sản xuất chitin đã được thực hiện. Nghiên cứu này là rất cần nghiệp sản xuất chitin-chitosan ở nước ta cần thiết và đáp ứng nhu cầu thực tiễn hiện nay. 24 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 04/2008 II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Vật liệu Phế liệu tôm Thẻ chân trắng (Penaeus Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày ở Hình 1. Phế liệu tôm sau khi thu nhận được xử lý sơ bộ bằng acid formic ở điều kiện: nồng độ vannamei) được thu nhận từ Trung tâm Nghiên acid formic xử lý là 0,2, 0,4, 0,6% (v/w), tỷ lệ 1/1 cứu Chế biến Thuỷ sản, Trường Đại học Nha Trang. Đầu vỏ tươi được thu mỗi đợt 20 kg, bảo (w/v), nhiệt độ phòng và thời gian xử lý 4, 6, 8h. Phế liệu tôm sau khi xử lý sơ bộ được tiếp quản lạnh, vận chuyển về phòng thí nghiệm, loại bỏ rác bẩn, rửa và để ráo, sau đó bảo quản ở - tục tách lượng protein còn lại bằng NaOH ở nồng độ 3%, thời gian 24 h, nhiệt độ phòng và o 20 C cho đến khi sử dụng. Acid formic được sử dụng là dạng tinh khiết. Các hoá chất sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích (PA). 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tiếp tục khử khoáng bằng HCl ở nồng độ 4%, thời gian 12 h, nhiệt độ phòng, rửa trung tính, sấy thu được chitin. Chitin được deacetyl hóa bằng NaOH 50% trong thời gian 12 h ở nhiệt độ o 80 C thu được chitosan. Phế liệu tôm Đối chứng Xử lý bằng acid formic 1 2 Khử khoáng bằng HCl Khử protein bằng NaOH 3 Chitin Xác định tính chất và đánh giá Deacetyl hoá trong NaOH đặc 4 Chitosan Xác định tính chất và đánh giá Hình 1. Sơ đồ qui trình sản xuất chitin-chitosan cải tiến kết hợp xử lý sơ bộ bằng acid formic Mẫu đối chứng được sản xuất theo qui 2.2 Phương pháp phân tích: Độ ẩm, Hàm trình hóa học truyền thống có chế độ xử lý khử khoáng bằng HCl ở nồng độ từ 6-7%, thời gian lượng protein, hàm lượng tro được phân tích theo phương pháp của AOAC (1990). Độ nhớt 2-3 ngày ở nhiệt độ thường, sau đó tiến hành khử protein bằng NaOH ở nồng độ 6-8% thời được của chitosan được xác định trên nhớt kế Brookfield theo phương pháp của Mukku, 2007. gian 2-3 ngày ở nhiệt độ thường. 25 Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 04/2008 2.3 Phương pháp xử lý số liệu: Số liệu trên có sự biến thiên. Sự khác biệt về hàm báo cáo là trung bình của 3 lần phân tích. Kết quả được phân tích thống kê bằng phần mền lượng khoáng và protein có ảnh hưởng đến chế độ xử lý tách chiết chitin từ phế liệu của các loại Excel, sử dụng ANOVA. Giá trị của p < 0,05 tôm khác nhau. Tôm thẻ chân trắng là một đối được xem là có ý nghĩa về mặt thống kê. tượng nuôi mới được phát triển ở nước ta trong một vài năm gần đây và phế liệu tôm thẻ bắt III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 1. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu tôm Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm gồm nước, protein, khoáng và chitin. Tùy theo loài mà hàm lượng của các thành phần đầu được sử dụng làm nguyên liệu để sản xuất chitin với số lượng lớn. Thành phần hoá học cơ bản của phế liệu tôm thẻ chân trắng được xá ...