Tách chiết và thu nhận chế phẩm caroten-protein từ phế liệu tôm và ứng dụng

Trong quá trình sản xuất chitin/chitosan từ phế liệu tôm, chúng ta cũng có thể tách chiết và thu nhận chế phẩm caroten-protein có cao giá trị sử dụng cao, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Có hai phương pháp tách chiết chính đang được sử dụng phổ biến là phương pháp hóa học và sinh học. Để nâng cao hiệu suất thu hồi và chất lượng của chế phẩm caroten-protein, việc kết hợp các phương pháp tách chiết bằng hóa học và sinh học đã cải thiện được nhược điểm so với từng phương pháp xử lý đơn lẻ. Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu tổng quan về các phương pháp tách chiết và thu hồi chế phẩm caroten-protein trong quá trình sản xuất chitin/chitosan và khả năng ứng dụng của nó trong chăn nuôi thủy sản, công nghệ thực phẩm, y dược và mỹ phẩm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tách chiết và thu nhận chế phẩm caroten-protein từ phế liệu tôm và ứng dụng Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Số 4/2015 VAÁN ÑEÀ TRAO ÑOÅI TÁCH CHIẾT VÀ THU NHẬN CHẾ PHẨM CAROTEN-PROTEIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM VÀ ỨNG DỤNG EXTRACTION AND RECOVERY OF CAROTENOID–PROTEIN FROM SHRIMP WASTE AND ITS APPLICATION Phạm Thị Đan Phượng1, Trang Sĩ Trung2, Nguyễn Thị Như Thường3 Ngày nhận bài: 13/10/2014; Ngày phản biện thông qua: 15/10/2015; Ngày duyệt đăng: 15/12/2015 TÓM TẮT Trong quá trình sản xuất chitin/chitosan từ phế liệu tôm, chúng ta cũng có thể tách chiết và thu nhận chế phẩm caroten-protein có cao giá trị sử dụng cao, đồng thời giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Có hai phương pháp tách chiết chính đang được sử dụng phổ biến là phương pháp hóa học và sinh học. Để nâng cao hiệu suất thu hồi và chất lượng của chế phẩm caroten-protein, việc kết hợp các phương pháp tách chiết bằng hóa học và sinh học đã cải thiện được nhược điểm so với từng phương pháp xử lý đơn lẻ. Trong bài báo này, chúng tôi giới thiệu tổng quan về các phương pháp tách chiết và thu hồi chế phẩm caroten-protein trong quá trình sản xuất chitin/chitosan và khả năng ứng dụng của nó trong chăn nuôi thủy sản, công nghệ thực phẩm, y dược và mỹ phẩm. Từ khóa: caroten-protein, carotenoid, phế liệu tôm ABSTRACT In the process of producing chitin/chitosan from shrimp waste, carotenoid and protein should be recovered to provide added valuable products as well as to minimize environmental pollution. There are two main methods widely used to extract carotenoid-protein, which are including chemical method and biological method. In our study, a combination of chemical and biological methods was applied successfully, which enhance recovery efficiency and quality of carotenoid-protein in compared to the single treatment method. This paper reviews the methods for extraction and recovery of carotenoid-protein from shrimp waste and its potential applications in aquaculture, food technology, medicine, and cosmetics. Keywords: carotenoid-protein, carotenoid, shrimp waste I. MỞ ĐẦU Trong công nghiệp chế biến tôm, tùy thuộc vào công nghệ, loại tôm và sản phẩm cuối cùng mà lượng phế liệu tôm có thể chiếm từ 25 – 40% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu. Trước đây, nguồn phế liệu đầu và vỏ tôm chủ yếu được dùng để làm nguyên liệu chế biến thức ăn gia súc, gia cầm, phân bón... Sau đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu và sản xuất sản phẩm có giá trị kinh tế cao từ phế liệu tôm như chitin và chitosan. Tuy nhiên, trong quá trình thu hồi chitin/chitosan, một số thành phần có giá trị khác gồm carotenoid, protein và khoáng chất (Ca, P, K, Mg, Mn và Fe) ThS. Phạm Thị Đan Phượng: Khoa Công nghệ thực phẩm – Trường Đại học Nha Trang PGS. TS. Trang Sĩ Trung: Trường Đại học Nha Trang 3 ThS. Nguyễn Thị Như Thường: Viện Công nghệ sinh học và Môi trường – Trường Đại học Nha Trang 1 2 142 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản trong phế liệu tôm (đặc biệt có trong đầu tôm với hàm lượng đáng kể) chưa được nghiên cứu thu hồi và ứng dụng nhiều [3, 5, 18]. Trong đó, carotenoid được biết là một chất màu tự nhiên an toàn cho các ngành công nghệ thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Gần đây, nhiều phương pháp đã được sử dụng để tách chiết và thu nhận các chế phẩm đạm giàu carotenoid. Chúng có thành phần chính là protein và carotenoid ở dạng phức hợp caroten-protein và có nhiều trong phế liệu giáp xác (tôm hùm, tôm sú, tôm chì, tôm thẻ chân trắng) và một số phế liệu hải sản khác. Việc tách chiết chúng không chỉ thu nhận được các sản phẩm có giá trị gia tăng mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường [3, 5, 12, 18](Chakrabarti, 2002 #268;Phạm Thị Đan Phượng, 2013 #260). Tuy nhiên, việc lựa chọn phương pháp để tách chiết và thu hồi chế phẩm caroten-protein đạt được hiệu suất cao và chất lượng tốt nhưng không ảnh hưởng đến chất lượng của chitin/chitosan rất cần được quan tâm. Trong bài báo này, chúng tôi trao đổi về việc lựa chọn phương pháp tách chiết chế phẩm caroten-protein và các ưu-nhược điểm của chúng. II. NỘI DUNG 1. Nguồn gốc và bản chất của chế phẩm caroten-protein Trong các loài sinh vật biển, carotenoid và protein thường liên kết với nhau tạo thành phức carotenoprotein. Ngoài ra, phức carotenoprotein còn liên kết với các chất khác như axit béo, chitin, khoáng chất (hình 1). Đặc biệt, phức carotenoprotein thường gặp ở các loài động vật giáp xác thủy sản, tồn tại nhiều ở lớp ngoại bì, trong vỏ, ở các cơ quan nội tạng (trứng, dạ dày hay bạch huyết). Carotenoprotein được chia thành 2 nhóm chính: (1) carotenoid liên kết với lipo(glyco)protein, (2) carotenoid liên kết với một protein hoặc glycoprotein [28]. Phản ứng giữa các nhóm 4- và 4’-keto trong các vòng đầu mạch của astaxanthin với các nhóm chức amin trong protein là điều kiện Số 4/2015 tiên quyết để hình thành phức carotenoprotein giữa astaxanthin và protein [12, 28]. Phức hợp carotenoprotein tan trong nước và có tính bền vững. Trong một vài trường hợp, màu sắc của nó bền đến vài năm ...