Tối ưu hóa công đoạn ủ xi lô với acid lactic trong quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm thẻ chân trắng (penaeus vannamei) bằng phương pháp mặt đáp ứng

Việc ủ xi lô phế liệu tôm là một phương pháp thu hồi protein từ phế liệu tôm đã tận thu phần lớn protein để làm thức ăn trong chăn nuôi. Đồng thời, trong quá trình ủ xi lô còn có một lượng khoáng trong phế liệu tôm cũng được tách ra do kết hợp sử dụng acid hữu cơ với nồng độ và tỷ lệ thích hợp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu hóa công đoạn ủ xi lô với acid lactic trong quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm thẻ chân trắng (penaeus vannamei) bằng phương pháp mặt đáp ứngKỷ yếu kỷ niệm 35 năm thành lập Trường ĐHng nghiệp Th c ph m Thinh-2017)TỐI ƢU HÓA CÔNG ĐOẠN Ủ XI LÔ VỚI ACID LACTIC TRONG QUÁTRÌNH SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG(PENAEUS VANNAMEI) BẰNG PHƢƠNG PHÁP MẶT ĐÁP ỨNGNguyễn Thị Ngọc Hoài*, Phạm Viết NamTrường Đại họcng nghiệp Th c ph m Thành phốhinh*Email: hoaintn@cntp.edu.vnNgày nhận bài: 31/05/2017; Ngày chấp nhận đăng: 30/08/2017TÓM TẮTViệc ủ xi lô phế liệu tôm là một phương pháp thu hồi protein từ phế liệu tôm đã tận thu phần lớnprotein để làm thức ăn trong chăn nuôi. Đồng thời, trong quá trình ủ xi lô còn có một lượng khoáng trongphế liệu tôm cũng được tách ra do kết hợp sử dụng acid hữu cơ với nồng độ và tỷ lệ thích hợp. Bã phếliệu tôm sau khi được tách riêng khỏi dịch ép sẽ được sử dụng cho việc sản xuất chitin. Tiến hành tối ưuhóa công đoạn ủ xi lô với acid lactic trong quá trình chiết chitin từ phế liệu tôm thẻ chân trắng (Penaeusvannamei) bằng phương pháp mặt đáp ứng, sử dụng mô hình composit. Tối ưu 3 nhân tố nồng độ acidlactic (1−5%), tỷ lệ rỉ đường (8−12%), thời gian ủ xi lô (24−120 giờ) với hai hàm mục tiêu là hàm lượngprotein còn lại trên bã và hiệu quả khử khoáng. Kết quả thu được thông số tối ưu ở nồng độ acid lactic2,5%, tỷ lệ rỉ đường bổ sung là 9,5%, thời gian ủ xi lô là 75 giờ với hiệu quả khử protein khá cao (khoảng78%), hiệu suất khử khoáng thu được là 21,1%.Từ khóa: Chitin, phế liệu tôm, ủ xi lô.1. MỞ ĐẦUPhế liệu tôm chiếm 35−40% so với lượng nguyên liệu ban đầu còn trong phần phế liệu thì đầu tômchiếm 71,4%, vỏ chiếm 28,6% và có thể đặt ra vấn đề là chúng sẽ hư hỏng và gây vấn nạn về môi trường[1]. Hiện nay, lượng phế liệu này chủ yếu được sử dụng để làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất chitin,không tận dụng phần có lợi trong phế liệu tôm như protein và astaxanthin. Các qui trình sản xuất chitinđang sử dụng là các qui trình hóa học, sử dụng nhiều hóa chất. Nước thải từ quá trình sản xuất chitin bằngqui trình hóa học có dư lượng NaOH, HCl và protein khá cao, nguy cơ gây ô nhiễm môi trường nước vàkhông khí, tăng chi phí cho việc xử lý nước thải [2]. Ứng dụng acid hữu cơ trong việc khử khoáng củaphế liệu tôm trong sản xuất chitin, chitosan đã được các nhà khoa học nghiên cứu rộng rãi. PratyaCharoenvuttitham; John Shi; Gauri S. Mittal (2006) sử dụng acid hữu cơ để khử khoáng trong sản xuấtchitin từ phế liệu tôm sú, với chế độ khử khoáng bằng HCOOH 0,25M, acid citric 0,25M, nhiệt độ phòng,thời gian 30 phút, tỷ lệ 1/28(w/v), hiệu suất khử khoáng là 88,1±1,8% [3]. Ngoài ra Nesreen SamirMahmoud, Abdelkader Ghaly (2006) cũng đã so sánh hiệu suất khử khoáng của acid lactic và acid aceticở nồng độ lần lượt là 75,6g/L, 75g/L, tỉ lệ vỏ tôm/acid là 1/20, nhiệt độ 24oC, thời gian 2 giờ cũng thuđược hiệu suất khử khoáng lần lượt là 97,4% đối với acid lactic và 86,36% đối với acid acetic, điều nàychứng tỏ acid lactic có khả năng khử khoáng cao [4]. Theo Jung. W. J và cộng sự (2011) đã so sánh hiệuquả khử khoáng và khử protein trong quy trình sản xuất chitin của chủng Lactobacillucs paracasei ssp.Tolerans KCTC-3074) và acid lactic hữu cơ, kết quả đối với mẫu xử lý bằng vi sinh vật thì hàm lượngkhoáng giảm khoảng 10%, hàm lượng protein giảm từ 51,3% xuống còn 32,3%. Trong khi đó, đối vớimẫu sử dụng acid lactic hữu cơ thì hàm lượng khoáng trong nguyên liệu giảm từ 49,1% xuống còn16,4%, hàm lượng protein giảm không đáng kể, chỉ khoảng 5% [5]. Năm 2009, Ngô Thanh Lĩnh và cộngsự đã thực hiện nghiên cứu “Nghiên cứu kết hợp phương pháp ủ xi lô trong công nghệ sản xuất chitinchitosan từ phế liệu đầu vỏ tôm”, nghiên cứu cho thấy kết hợp ủ xi lô bằng acid formic với tỷ lệ acid/phế150Tối ưu hóa c ng đoạn ủ xi l với acid lactic trong quá trình sản xuất chitin phế liệu t m thẻ...liệu là 1% (v/w), rỉ đường với tỷ lệ 10% (w/w), ủ trong thời gian 3 ngày ở nhiệt độ phòng sẽ khử được83,1% protein và 66,1% khoáng. Tiếp tục khử protein còn lại bằng alcalase với tỷ lệ enzyme/phế liệu là0,2% (v/w) ở nhiệt độ 55 ºC, trong thời gian 8 giờ, pH = 8,5, và khử khoáng còn lại bằng acid lactic ởnồng độ 3%, thời gian 12 giờ ở nhiệt độ phòng thì chitin thu được có hàm lượng protein và khoảng dưới1%. Tuy nhiên, nghiên cứu này vẫn còn một số hạn chế là acid formic là chất khử mạnh, bị oxy hóanhanh trong môi trường trung tính và kiềm, là acid rất độc, hơi acid formic gây tổn thương mạnh cho mắt,niêm mạc và khí quản, dung dịch đậm đặc gây bỏng da rất lâu khỏi và rất đau. Chính vì điều này mà khảnăng áp dụng của nghiên cứu trên bị hạn chế ở quy mô công nghiệp [2]. Ưu điểm của việc sử dụng acidhữu cơ là ít ảnh hưởng đến tính chất, chất lượng chitosan, ít ảnh hưởng và tác động xấu đến môi trường.Mặc khác, các sản phẩm trung gian của quá trình nếu thu hồi sử dụng không phải trung hòa và không ảnhhưởng đến sức khỏe ...