Nghiên cứu tinh sạch chitosan từ phế liệu tôm

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu khả năng ứng dụng phương pháp hoà tan trong dung môi và kết tủa lại để tinh sạch chitosan và đánh giá ảnh hưởng của phương pháp này đối với chất lượng chitosan sau tinh sạch.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tinh sạch chitosan từ phế liệu tôm Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU NGHIÊN CỨU TINH SẠCH CHITOSAN TỪ PHẾ LIỆU TÔM TS. Trang Sĩ Trung Khoa Chế biến - Trường Đại học Nha Trang Tinh sạch chitosan được chiết xuất từ phế liệu tôm bằng phương pháp hoà tan và kết tủa lại trong các dung môi khác nhau. Chitosan được hoà tan vào trong một số dung môi hữu cơ thông dụng (acid formic, acid acetic, acid propionic và acid ascorbic) ở nhiệt độ và thời gian nhất định với khuấy đảo, sau đó thực hiện quá trình lọc, loại bỏ phần không tan và tạp chất và kết tủa lại bằng 1N NaOH và tiến hành quá trình rửa tinh sạch mẫu bằng nước khử ion và cồn. Chitosan sau khi tinh sạch có hàm lượng khoáng, protein, độ đục thấp, độ tan cao, và độ deacetyl không đổi so với mẫu chitosan ban đầu. Kết quả cho thấy, phương pháp hoà tan và kết tủa lại, đặc biệt với acid acetic là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để tinh sạch chitosan từ phế liệu tôm. Key words: Chitosan, tinh sạch, hoà tan và kết tủa lại, dung môi. I. GIỚI THIỆU Chitosan là một polyme sinh học được deacetyl bằng NaOH đặc (No và Meyer, 1997). Tuy nhiên, các quá trình này thường không ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như thực phẩm, nông nghiệp, môi loại bỏ tuyệt đối được lượng protein và khoáng dù có tăng nồng độ và thời gian xử lý. Mặt trường, y học và mỹ phẩm (Hirano, 1996). khác, việc tinh chế chitosan bằng một số Hiện nay, chitosan được sản xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau (tôm, cua, mực, phương pháp hiện đại như sử dụng sắc ký điều chế, dùng siêu lọc thường rất tốn kém, vi nấm và vi khuẩn), trong đó nhiều nhất là từ nguồn phế liệu tôm. Tuy nhiên, nguồn phế liệu đòi hỏi đầu tư lớn, rất khó thực hiện ở qui mô lớn. Do đó, việc nghiên cứu tìm ra một tôm thường chứa một lượng lớn protein, khoáng và chất màu nên chitosan từ phế liệu phương pháp tinh sạch chitosan đơn giản, có hiệu quả, có thể ứng dụng ở qui mô công tôm dù đã qua công đoạn khử khoáng và khử nghiệp là rất cần thiết, góp phần nâng cao chất protein vẫn còn chứa một lượng protein và khoáng đáng kể cũng như chất màu. Ngoài ra, lượng chitosan từ phế liệu tôm. Vì vậy, trong bài báo này, chúng tôi xin trình bày kết quả độ tan của chitosan từ tôm cũng thường không đạt được trên 99%, vì còn một phần chất nghiên cứu khả năng ứng dụng phương pháp hoà tan trong dung môi và kết tủa lại để tinh không tan chủ yếu là chitin do quá trình deacetyl không đạt độ đồng nhất cao. Việc sạch chitosan và đánh giá ảnh hưởng của phương pháp này đối với chất lượng chitosan nâng cao độ tinh khiết của chitosan chiết rút từ sau tinh sạch. phế liệu tôm sẽ cho phép mở rộng ứng dụng của polyme này vào những lĩnh vực mới như y II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP học và công nghệ sinh học với những đòi hỏi về tiêu chuẩn chất lượng rất cao (Knapczyk và cộng sự, 1989). Các qui trình sản xuất chitosan từ phế liệu tôm hiện nay thường bắt đầu bằng bước sản xuất chitin với việc sử dụng NaOH và HCl với nồng độ cao để loại bỏ protein và khoáng, tiếp theo là quá trình 14 NGHIÊN CỨU 1. Nguyên liệu - Chitosan được chiết rút từ phế liệu tôm được thu nhận từ một số Nhà máy chế biến thủy sản tại Khánh Hoà. Cụ thể: chitin được sản xuất theo qui trình kết hợp ứng dụng enzyme Flavourzyme để khử protein. Phế liệu tôm được xay nhỏ đến kích cỡ 0,5-0,6 cm sau Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản - số 01/2008 Trường Đại học Nha Trang đó được đưa đi khử protein bằng enzyme Cơ sở lý thuyết của phương pháp là trong protease Flavourzyme ở điều kiện nhiệt độ 0 50 C, pH 6,5, tỷ lệ enzyme/nguyên liệu 0,1% sản phẩm chitosan còn lại một lượng nhỏ muối CaCO3 và protein. Ngoài ra, chitosan cũng và thời gian thuỷ phân là 6h. Tiếp theo, mẫu được đưa đi xử lý tách lượng protein còn lại chứa một phần nhất định chitin chưa được deacetyl đúng mức. Bên cạnh đó, bụi bẩn, cát bằng NaOH loãng (nồng độ 2%, thời gian 12h, có thể nhiễm vào trong quá trình sản xuất. Vì nhiệt độ phòng) và tiếp tục khử khoáng bằng HCl (nồng độ 4%, thời gian 6h, nhiệt độ vậy, khi hòa tan vào các dung môi hữu cơ thì chitosan sẽ hòa tan, đồng thời phần muối phòng), rửa trung tính, sấy thu được chitin. Chitosan thu nhận được từ quá trình deacetyl CaCO3 sẽ tương tác với acid hữu cơ tạo thành các muối tan tương ứng, ví dụ đối với dung o hoá trong xút đặc (50%), ở 65 C, thời gian 24h. môi là acid acetic sẽ tạo thành muối acetat canxi tan. Đồng thời, protein cũng được tách - Các hoá chất sử dụng (acid formic, acid ra khỏi phân tử chitosan đi vào trong dung môi. acetic, acid propionic, acid ascorbic, NaOH và các hóa chất khác đều thuộc loại tinh khiết Khi kết tủa lại bằng cách điều chỉnh pH về pH kiềm (8-10) thì chitosan sẽ kết tủa lại, còn các phân tích (PA). 2. Quá trình tinh sạch bằng cách hoà tan và muối và protein chủ yếu vẫn ở trong dung dịch do nồng độ thấp, độ pha loãng cao. Chitosan kết tủa bằng các dung môi khác nhau Chitosan được nghiền nhỏ đến kích sau khi kết tủa được lọc hoặc ly tâm để thu lại và dịch lọc được loại bỏ cùng tạp chất. Sau đó, thước khoảng ...