Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tách chiết Astaxanthin từ phế liệu tôm.

- LỜI CAM ĐOAN Tôi là Trần Thị Thu Trang, tôi xin cam đoan nội dung trong luận văn này với đề tài “ Nghiên cứu lựa chọn phƣơng pháp tách chiết Astaxanthin từ phế liệu tôm” là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.
- LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, trước tiên tôi xin gửi lời trân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo trong Viện Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình giảng dạy, hướng dẫn tôi trong suốt thời gian học tập.
- Phạm Thu Thủy, PGS.TS.Lê Thanh Hà đã tận tình hướng dẫn, định hướng và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình Nghiên cứu và hoàn thành Luận văn.
- Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn tới toàn thể cán bộ các thầy cô quản lý phòng thí nghiệm 101-C10 Công nghệ sinh học - trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu.
- Tôm và phế liệu tôm.
- Cấu tạo và thành phần hóa học của tôm.
- Cấu tạo và thành phần hóa học của phế liệu tôm.
- Cấu tạo hóa học và tính chất lý hóa học, chức năng sinh học của Astaxanthin.
- Tình hình nghiên cứu chiết xuất Astaxanthin trên thế giới và trong nước.
- 17 Nghiên cứu trên thế giới.
- Nguyên lý tách chiết [1.
- VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
- Phế liệu tôm.
- Phương pháp xác định hàm ẩm.
- Phương pháp xác định hàm lượng tro.
- Xác định hàm lượng protein tổng số bằng phương pháp kjeldahl.
- Phương pháp xác định trị số peroxyt (PV) [9.
- Phương pháp xác định độ axit (FFA.
- Phương pháp xác định hàm lượng Astaxanthin.
- Phương pháp tính hiệu suất thu hồi Astaxanthin.
- Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu lựa chọn dầu thực vật và điều kiện tách chiết Astaxanthin trong phế liệu tôm theo sơ đồ tổng quát.
- riêng loại thứ 2 (tôm khô, chưa gia nhiệt) thì được sử dụng ở tất cả các nghiên cứu còn lại.
- Nghiên cứu xử lý thủy phân protein trong PLT bởi chế phẩm protease Alacalase trước khi tách chiết.
- Nghiên cứu tiền xử lý PLT trước khi tách chiết.
- Nghiên cứu xử lý Phế liệu Tôm trước khi tách chiết.
- Lựa chọn trạng thái PLT đưa vào tách chiết.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của độ mịn của bột PLT.
- Nghiên cứu lựa chọn loại dầu thực vật để chiết tách Astaxanthin từ PLT.
- Nghiên cứu lựa chọn tỉ lệ dầu hướng dương Simply/bột Phế liệu tôm.
- Lựa chọn thời gian tách chiết Astaxanthin từ phế liệu tôm.
- 34 Trên cơ sở các điều kiện tách chiết đã lựa chọn, chúng tôi xác định lượng Astaxanthin đi vào dịch chiết theo thời gian để tìm thời gian chiết phù hợp.
- Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ tách chiết Astaxanthin từ Phế liệu tôm sử dụng dung môi dầu ăn.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ tách chiết.
- Nghiên cứu lựa chọn số lần chiết tới hiệu suất thu hồi Astaxanthin.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của thủy phân protein.
- Đánh giá chất lượng dầu chứa Astaxanthin nhận được sau tách chiết.
- 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU TÊN ĐẦY ĐỦ AX Astaxanthin PLT Phế liệu tôm PV Peroxid Value (Chỉ số peroxyt) FFA Free Fatty Acid (Độ axit) g Gam g/kg Gam/kilogam g/l hoặc (g/ml) Gam/lít hoặc gam/mililít µg/ml Microgam/mililit DM/PLT Dung môi/Phế liệu tôm meq Miliequivalent (mili gam đương lượng) DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.
- Thành phần trọng lượng của tôm.
- 5 Bảng 1.2.Thành phần hóa học của phế liệu tôm.
- Một số thành phần của carotenoids trong phế liệu của tôm.
- Tỷ lệ astaxanthin thu hồi được qua số lần tách chiết.
- Xử lý làm sạch đầu vỏ tôm trong hồ chứa axít, sau đó được phơi khô.
- Phế liệu tôm khô.
- 21 Hình 3.1: Ảnh hưởng trạng thái PLT ban đầu tới lượng Astaxanthin thu được.
- 30 Hình 3.2: Hiệu suất tách chiết Astaxanthin ở các kích thước bột PLT khác nhau.
- Tách chiết Astaxanthin trong phế liệu tôm bằng dầu thực vật.
- 33 Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ dầu HD/PLT tới lượng Astaxanthin thu hồi.
- 34 Hình 3.5: Lượng Astaxanthin thu hồi khi sử dụng thời gian chiết khác nhau.
- 35 Hình 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ tách chiết tới lượng Astaxanthin thu được.
- 36 Hình 3.7: Ảnh hưởng của chế độ tách chiết tới lượng Astaxanthin thu được.
- 37 Hình 3.8: Hiệu suất tách chiết Astaxanthin ở các kích thước bột khác nhau sử dụng rây với mẫu phế liệu tôm nghiền ở thời gian 2 phút 30 giây.
- 40 Hình 3.9: Ảnh hưởng của thời gian đến PV ở các nhiệt độ khác nhau.
- 42 Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học MỞ ĐẦU Astaxathin, terpenoid tetra lipophilic tự nhiên với một màu đỏ đậm, là một carotenoid như β - carotene và lycopene và phân bố rộng rãi trong tự nhiên, là thành phần carotenoid chính trong các loài sinh vật biển, điển hình là các loài tôm, cua, cá hồi các loài vi tảo như: Chorella, Haematococcus và vi nấm như Phaffia rhodozyma và ở một số loài chim [17].
- Sau β-caroten, lycopen và lutein là các carotenoid đã được quan tâm, nghiên cứu và ứng dụng rất lâu và phổ biến, Astaxanthin cũng là một mối quan tâm mới bởi nó được phát hiện có hoạt tính chống oxy hóa mạnh hơn β-aroten, lycopen, lutein hay vitamin E [17], cụ thể cao hơn 100 bậc so với -tocopherol, đồng thời cũng thể hiện hoạt tính chống lại chất béo xấu [26].
- Astaxanthin có thể ngăn ngừa sự phát triển của các tế bào ung thư, làm giảm cholesterol máu, bảo vệ da khỏi tia cực tím, ngăn ngừa sự lão hóa da, thoái hóa điểm vàng… Do vậy, Astaxanthin được sử dụng như một thành phần dinh dưỡng bổ sung vào thực phẩm cho con người, động vật, thực vật, và nuôi trồng thủy sản.
- Phế liệu giáp xác thủy sản nói chung hay phế liệu tôm nói riêng là một nguồn dồi dào Astaxanthin [35].
- Do đó, protein, chitin và Astaxantin là 3 chất quan trọng có giá trị sinh học có thể tách chiết từ phế liệu tôm.
- Đã có rất nhiều công trình khoa học trên thế giới và trong nước nghiên cứu về Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học protein và chitin, tuy nhiên việc tách chiết và thu nhận Astaxanthin chưa được quan tâm đúng mức.
- Hơn nữa, Việt Nam là một nước xuất khẩu chính thủy sản (mặt hàng chủ lực là tôm), với thế giới nhờ vào sự gia tăng nuôi trồng thủy sản trong những năm gần đây.
- Tôm thường được xử lý để có được thịt tôm xuất khẩu, còn đầu tôm và vỏ tôm (chiếm 35-45%) coi là các sản phẩm phụ và loại bỏ.
- Kết quả ngành chế biến thủy sản thải ra một số lượng lớn các sản phẩm phụ của tôm, ước tính có hơn 200.000 tấn (trọng lượng ướt) mỗi năm [38].
- Lượng phế liệu này mới chỉ dùng một phần nhỏ để sản xuất chitin và thức ăn gia súc, phần còn lại thải ra ngoài môi trường gây ô nhiễm nghiêm trọng.
- Astaxanthin đã được thế giới nghiên cứu và ứng dụng từ rất lâu, chúng được sử dụng làm chất phụ gia tạo màu cho các sản phẩm nông nghiệp, làm thức ăn cho cá hồi và gia cầm… và ở Việt Nam Astaxanthin cũng đã bắt đầu được quan tâm phục vụ cho đời sống, nông nghiệp cũng như sinh y dược.
- Chính vì những ưu điểm nổi trội và tận dụng nguồn nguyên liệu là phế liệu từ tôm nhằm nâng cao hiệu quả kinh tế cho ngành nuôi trồng thủy sản, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tách chiết Astaxanthin từ phế liệu tôm”.
- Nghiên cứu lựa chọn loại dầu thực vật làm dung môi tách chiết và điều kiện tách chiết cho hiệu suất thu hồi Astaxanthin cao.
- Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tiền xử lý phế liệu tôm trước khi tách chiết.
- Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1.
- Tôm và phế liệu tôm 1.1.1.
- Do vậy, tôm là đối tượng rất quan trọng của ngành thủy sản nước ta hiện nay, chiếm tỷ lệ 70÷80% tổng kim ngạch xuất khẩu của ngành [1] [2].
- Theo số liệu của Tổng cục Thống kê, sản lượng thủy sản 9 tháng đầu năm 2014 tôm đạt 0,57 triệu tấn.
- Các loại tôm khác nhau có Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học đặc điểm sinh lý, sinh thái khác nhau nên mùa vụ thu hoạch tôm cũng khác nhau trong năm [3] [4].
- Cấu tạo và thành phần hóa học của tôm Tôm gồm hai phần là phần đầu và phần thân.
- Thành phần hóa học của tôm dao động tùy thuộc vào giống loài và điều kiện sinh sống, mùa vụ, nguồn thức ăn, thời tiết khí hậu [33].
- Trong thành phần tôm có đầy đủ các thành phần dinh dưỡng cần thiết cho dinh dưỡng cơ thể con người như giàu vitamin, protein, khoáng dễ tiêu hóa.
- Vỏ tôm thường được tạo thành từ nhiều lớp protein, khoáng, lipit bao phủ khung chitin.
- Vì thế, vỏ tôm chính là nguồn thu nhận protein, chitin và AX [20].
- Tình hình sử dụng tôm ở Việt Nam [2] Hiện nay ở nước ta, kỹ thuật khai thác và nuôi tôm rất phát triển và ngày càng cung cấp nhiều nguyên liệu cho các nhà máy chế biến thủy sản và xuất khẩu nhiều mặt hàng như.
- Ví dụ tôm càng xanh phế liệu vỏ đầu có thể lên đến 60% khối lượng tôm, với tôm sú chiếm khoảng 40%, tôm thẻ thì khoảng 37.
- Đối với sản phẩm tôm bóc nõn và rút ruột thì mất mát theo vỏ tôm và đuôi khoảng 25% [3].
- Nhìn chung, trong phế liệu tôm thì trọng lượng phần đầu thường gấp 3-4 lần so với phần vỏ và đuôi.
- Theo giáo trình “Sản xuất các chế phẩm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thủy sản” của PGS.TS.
- Loại tôm Tôm vỏ bỏ đầu Tôm thịt Đầu tôm Vỏ tôm He Thẻ Sú Rằn Gân Chì Bộp Rảo Vàng Sắt Càng Hùm Mũ ni .
- Cấu tạo và thành phần hóa học của phế liệu tôm 1.1.4.1.
- Cấu tạo vỏ tôm [2] Vỏ tôm chia làm bốn lớp chính: lớp biểu bì (epicucle).
- Trong đó, lớp biểu bì, lớp màu, lớp canxi hóa có cấu Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học trúc cứng do sự lắng đọng của canxi.
- Lớp biểu bì (epculicle): những nghiên cứu cho thấy lớp màng nhanh chóng bị biến đỏ bởi fucxin, có điểm pH = 5,1 không chứa chitin.
- Thành phần hóa học của phế liệu tôm Bảng 1.2.Thành phần hóa học của phế liệu tôm Thành phần Hàm lượng Sai số.
- tr.322) Protein: Trong phế liệu tôm thường tồn tại ở dạng tự do và dạng liên kết [10].
- Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học Dạng tự do: dạng này là tồn tại ở phần thịt tôm từ một số tôm bị biến đổi và vứt đi lẫn vào phế liệu hoặc phần đầu và thịt còn sót lại trong đầu và nội tạng của tôm.
- Nếu công nhân vặt đầu không đúng kỹ thuật thì phần protein bị tổn thất vào phế liệu nhiều làm tăng tiêu hao nguyên vật liệu, mặt khác phế liệu này khó xử lý hơn.
- Phức hợp carotenoid (cụ thể là AX) với protein còn được gọi là carotenoprotein vừa có giá trị dinh dưỡng lớn vừa có những đặc tính sinh học tuyệt vời của AX .
- Sắc tố hay còn gọi là chất màu: Chất màu trong thủy sản được chia làm bốn nhóm chất màu chính.
- Carotenoids: đây là chất màu chính tạo màu sắc nâu lục cho thủy sản sống và màu vàng tới đỏ cho thủy sản được đun nóng.
- Pteridines: có vai trò nhỏ so với carotenoids  Melanin: tạo màu đen của thủy sản  Purines: tạo màu bạc của vảy cá Trong vỏ tôm thường chứa hợp chất màu carotenoids và thành phần chủ yếu là Astaxanthin tạo thành màu đỏ cho tôm khi gia nhiệt.
- Luận văn thạc sĩ Trần Thị Thu Trang Công Nghệ Sinh Học Bảng 1.3.
- caroteinoid tổng số) Thành phần Màu sắc Tỷ lệ.
- Botta (Author)- tr.329) Ngoài thành phần chủ yếu kể trên, trong vỏ đầu tôm còn có các thành phần khác như nước, lipit, phospho, enzyme (theo tạp chí thủy sản [3] hoạt độ enzym protease của đầu tôm khoảng 6,5 đơn vị hoạt độ/gam tươi.
- Ví dụ: Nhà máy Chế biến đầu vỏ tôm Hưng Nguyên (xã Hàm Rồng, huyện Năm Căn), quá trình xử lý làm sạch đầu vỏ tôm bằng các hồ dung dịch axít.
- Sau khi xử lý bằng axít, đầu vỏ tôm được vớt ra phơi khô và cuối cùng thải nước bẩn ra sông (nguồn: pda.vietbao.vn)

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt