Báo cáo tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn Bacillus subtilis để khử protein vỏ tôm

Chia sẻ: Pham Khanh Dung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:48

0
342
lượt xem
132
download

Báo cáo tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn Bacillus subtilis để khử protein vỏ tôm

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây, ngành môi trường khai thác thủy sản xuất khẩu Việt Nam đã phát triển manh, trong tôm đông lạnh xuất khẩu đã đem lại thu nhập nguồn ngoại tệ cho đất nước rất đáng kể Chitin có rất nhiều trong vỏ tôm, đồng thời dẫn xuất của nó là chitosan lại có hoạt tính sinh học cao và được ứng dụng nhiều trong nông nghiệp và trong công nghệ thực phẩm......

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Báo cáo tốt nghiệp: Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn Bacillus subtilis để khử protein vỏ tôm

  1. TRƯỜNG …………………. KHOA………………………. ----- ----- Báo cáo tốt nghiệp Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng vi khuẩn Bacillus subtilis để khử protein vỏ tôm
  2. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= B GIÁO D C VÀ ðÀO T O C NG HÒA Xà H I CH NGHĨA VI T NAM TRƯ NG ð I H C BÁCH KHOA HÀ N I ð c l p – T do – H nh phúc NHI M V LU N VĂN T T NGHI P H và tên sinh viên : Ph m Th Trang Khóa: 49 S hi u sinh viên : 20043179 Vi n : Công ngh sinh h c và th c ph m Ngành : Công ngh các s n ph m lên men ð tài t t nghi p: “Nghiên c u ng d ng vi khu n Bacillus subtilis ñ kh protein v tôm”. Giáo viên hư ng d n : TS. Lê Thanh Hà Ngày giao lu n văn : Ngày hoàn thành lu n văn : Hà N i, ngày 5 tháng 6 năm 2009 Trư ng b môn Gi ng viên hư ng d n PGS.TS Nguy n Thanh H ng TS Lê Thanh Hà L I C M ƠN ============================================================== 1
  3. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= Em xin chân tr ng c m ơn Vi n Công ngh sinh h c và Công ngh th c ph m – Trư ng ð i h c Bách Khoa Hà N i ñã t o m i ñi u ki n thu n l i cho em th c hi n và hoàn thành lu n văn t t nghi p. Em xin bày t lòng bi t ơn sâu s c ñ n TS. Lê Thanh Hà ñã t n tâm, chu ñáo hư ng d n và có nh ng ch d n quan tr ng, quý giá giúp em hoàn thành lu n văn. Em xin chân thành c m ơn s giúp ñ nhi t tình c a các th y cô, anh ch cán b các Phòng, B môn trong Vi n Công ngh sinh h c và Công ngh th c ph m ñã nhi t tình quan tâm, giúp ñ và t o ñi u ki n thu n l i cho em trong quá trình nghiên c u th c hi n lu n văn t t nghi p. Cu i cùng em xin bày t lòng bi t ơn sâu s c ñ n nh ng ngư i thân trong gia ñình cùng toàn th các b n bè ñã ñ ng viên và giúp ñ em vư t m i khó khăn hoàn thành lu n văn t t nghi p. Hà N i, ngày … tháng … năm … SV th c hi n Ph m Th Trang ============================================================== 2
  4. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= M cL c M ð U .................................................................................................................... 8 I. T NG QUAN...................................................................................................... 9 I.1 HI N TR NG KHAI THÁC VÀ CH BI N TH Y S N ....................... 9 I.1.1 Thành ph n ph ph m tôm ....................................................................... 9 I.1.2 Ph th i trong công nghi p ch bi n ......................................................... 9 I.1.3 C u t o và thành ph n hoá h c c a ph li u tôm ................................... 10 I.1.3.1 C u t o hóa h c c a ph li u v tôm .............................................. 10 I.1.3.2 Thành ph n hóa h c c a v tôm ..................................................... 11 I.2 M T S TÍNH CH T VÀ NG D NG C A CHITIN VÀ CHITOSAN.. 13 I.2.1 T ng quan v chitin ................................................................................ 13 I.2.1.1 S t n t i c a chitin trong t nhiên ................................................. 13 I.2.1.2 C u t o c a chitin ............................................................................ 13 I.2.1.3 Tính ch t c a chitin ......................................................................... 14 I.2.2 T ng quan v chitosan ............................................................................ 15 I.2.2.1 C u trúc phân t c a chitosan ......................................................... 15 I.2.2.2 Tính ch t c a chitosan..................................................................... 15 I.2.3 ng d ng c a chitin và chitosan ............................................................ 16 I.2.3.1 Trong công ngh th c ph m............................................................ 16 I.2.3.2 Trong y dư c ................................................................................... 18 I.2.3.3 Trong x lý môi trư ng................................................................... 20 I.2.3.4 Trong nông nghi p .......................................................................... 20 I.2.3.5 Trong công ngh m ph m ............................................................. 21 I.2.4 Phương pháp thu nh n chitin .................................................................. 21 I.2.4.1 Phương pháp hóa h c ...................................................................... 21 I.2.4.2 Phương pháp cơ h c ........................................................................ 23 I.2.4.4 Phương pháp sinh h c ..................................................................... 23 I.3. Bacillus subtilis .......................................................................................... 25 I.3.1 Gi i thi u v vi khu n Bacillus subtilis.................................................. 25 I.3.2 Các y u t nh hư ng ñ n sinh trư ng c a Bacillus subtilis ................. 25 I.3.2.1 Môi trư ng dinh dư ng ................................................................... 25 I.3.2.2 Nhi t ñ ........................................................................................... 27 I.3.2.3 pH .................................................................................................... 27 I.3.2.4 Ngu n O2 ................................................................................................27 I.3.3 Tình hình nghiên c u quá trình kh protein ph li u tôm b ng Bacillus subtilis t i Vi t Nam và trên th gi i ................................................................. 27 II. V T LI U VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U .......................................... 29 II.1 V T LI U ...................................................................................................... 29 II.1.1 Vi sinh v t ........................................................................................... 29 II.1.2. V tôm................................................................................................. 29 ============================================================== 3
  5. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= II.1.3 Các lo i thi t b s d ng ......................................................................... 29 II.1.4 Các môi trư ng cơ b n s d ng trong nghiên c u .................................. 30 II.1.5 Các hóa ch t s d ng .............................................................................. 30 II.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U .................................................................. 30 II.2.1 Phương pháp vi sinh................................................................................ 30 Phương pháp nuôi c y l ng ......................................................... 30 II.2.1.1 II.2.1.2 Phương pháp lên men v tôm.......................................................... 30 II.2.2 Phương pháp hóa sinh ............................................................................ 30 II.2.2.1 Phương pháp xác ñ nh ho t ñ proteaza b ng phương pháp khuy ch tán ñĩa th ch ................................................................................................... 30 II.2.2.2 Phương pháp xác ñ nh ho t ñ proteaza b ng phương pháp Anson c i ti n ......................................................................................................... 31 II.2.2.3 Phương pháp xác ñ nh hàm lư ng protein b ng phương pháp Biuret ………………………………………………………………………………32 II.2.3. Phương pháp qui ho ch th c nghi m b m t ñáp ng........................ 34 III. K T QU VÀ TH O LU N ....................................................................... 35 III.1 Tuy n ch n ch ng sinh t ng h p protease cao ............................................. 35 III.1.1 ð nh tính b ng phương pháp ño ñư ng kính vòng thu phân................ 35 III.1.2 ð nh lư ng b ng phương pháp ño ho t l c proteaza t o thành theo phương pháp Anson c i ti n .............................................................................. 36 III.2 T i ưu hóa ñi u ki n sinh t ng h p proteaza ............................................... 37 III.2.1 Ch n các y u t nh hư ng .................................................................... 37 nh hư ng c a pH....................................................................... 37 III.2.1.1 nh hư ng c a n ng ñ CaCl2 .................................................... 38 III.2.1.2 nh hư ng c a n ng ñ ñư ng ................................................... 39 III.2.1.3 nh hư ng c a th i gian nuôi c y .............................................. 39 III.2.1.3 III.2.2 T i ưu hóa ñi u ki n nuôi c y b ng phương pháp b m t ñáp ng........ 40 III.3 Tìm ñi u ki n thích h p cho quá trình lên men ph li u tôm lo i protein ... 43 IV. K T LU N ......................................................................................................... 47 V. PH L C………………………………………………………………………..47 ============================================================== 4
  6. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= TÓM T T N I DUNG Chitin có r t nhi u trong v c a tôm, ñ ng th i d n xu t c a nó là chitosan l i có ho t tính sinh h c cao và ñư c ng d ng nhi u trong công nghi p dư c, trong nông nghi p và trong công ngh th c ph m…Qui trình thu h i chitin t v tôm g m hai quá trình là quá trình lo i b ch t khoáng và lo i b protein. Phương pháp kh protein s d ng hi n nay là phương pháp hóa h c dùng bazo m nh như NaOH. Phương pháp này có như c ñi m là ch t th i c a quá trình có ch a ch t ăn mòn, làm ô nhi m môi trư ng, d ch th y phân có ch t lư ng kém không thu h i l i ñư c. Hi n nay nhi u nghiên c u t p trung vào s d ng phương pháp sinh h c ng d ng các ch ng vi khu n có kh năng sinh enzyme proteaza thu phân lo i b protein ra kh i nguyên li u, kh c ph c các như c ñi m c a phương pháp hóa h c. M c ñích c a ñ tài nghiên c u này là tuy n ch n ch ng vi sinh v t có ho t tính proteaza cao, t i ưu hóa ñi u ki n nuôi c y thu d ch enzym có ho t l c proteaza cao và ng d ng trong kh protein c a v tôm. T 11 ch ng vi khu n chúng tôi ñã ch n ñư c ch ng Bacillus subtilis DT2 có ho t l c proteaza cao. Ti n hành qui ho ch th c nghi m b ng phương pháp b m t ñáp ng ñã ch n ñư c ñi u ki n t i ưu ñ thu d ch enzyme là CaCl2 0,5g/l, n ng ñ glucoza 0,5 g/l, pH 9,37 và th i gian nuôi c y là 14h. ng d ng d ch enzyme c a ch ng Bacillus subtilis có th kh ñư c 96,14% protein trong v tôm. ============================================================== 5
  7. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= DANH M C CÁC B NG BI U VÀ SƠ ð Tên b ng Trang B ng 1.1: Thành ph n hoá h c c a ph li u tôm ………………………………….10 B ng 2.1: Gía tr mã hoá và th c nghi m…………………………………………. 31 B ng 3.1: ðu ng kính khu n l c và vòng thu phân................................................33 B ng 3.2: ðư ng kính vòng thu phân…………………………………………….34 B ng 3.3: Ho t ñ proteaza c a 3 ch ng nghiên c u………………………………34 B ng 3.4: nh hư ng c a pH ban ñ u ñ n ho t ñ proteaza thu ñư c…………….35 B ng 3.5: nh hư ng c a th i gian nuôi c y………………………………………39 B ng 3.6: nh hư ng c a th i gian nuôi c y trong phương pháp quy ho ch th c nghi m b m t………………………………………………………………………40 B ng 5.1: Các thì nghi m th c nghi m ti n hành trong qui ho ch t i ưu và k t qu …………………………………………………………………………………..45 ============================================================== 6
  8. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= DANH M C CÁC HÌNH V VÀ ð TH Tên hình v Trang Hình 3.1: nh hư ng c a pH ñ n ho t ñ proteaza c a ch ng DT2........................37 Hình 3.2: nh hư ng c a n ng ñ CaCl2 ñ n ho t ñ proteaza c a ch ng DT2….37 Hình 3.3: nh hư ng c a n ng ñ glucoza ñ n ho t ñ proteaza c a ch ng DT2………………………………………………………………………………... 39 Hình 3.4. nh hư ng c a t ng y u t ñ n ho t ñ proteaza khi c ñ nh các y u t còn lai. A, B, C và D là các giá tr c a các bi n n ng ñ CaCl2, n ng ñ glucoza, th i gian và pH tương ng………………………………………………………….41 Hình 3.5. nh hư ng c a th i gian và n ng ñ CaCl2 ñ n ho t ñ proteaza...........41 Hình 3.6. nh hư ng c a pH và n ng ñ CaCl2 ñ n ho t ñ proteaza…………….42 Hình 3.7. nh hư ng c a th i gian và n ng ñ glucoza ñ n ho t ñ proteaza……43 Hình 3.8 nh hư ng c a t l và th i gian lên men ñ n hi u su t lên men……….45 ============================================================== 7
  9. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= ðU M Trong nh ng năm g n ñây, ngành nuôi tr ng, khai thác và ch bi n th y s n xu t kh u Vi t Nam ñã phát tri n m nh m , trong ñó tôm ñông l nh xu t kh u ñã ñem l i thu nh p ngu n ngo i t cho ñ t nư c r t ñáng k . Tuy nhiên, cùng v i s phát tri n ñó thì m t lư ng l n ph li u th i ra cũng r t l n. Do v y, m t v n ñ ñ t ra là nghiên c u t n d ng ngu n ph li u ñ s n su t ra các m t hàng có giá tr gia tăng, nh m ñ m b o yêu c u s n xu t s ch hơn, ñ ng th i cũng ñem l i ngu n kinh t ñáng k . Hi n nay, vi c t n d ng ph li u tôm ñư c th c hi n theo hư ng s n xu t chitin – chitosan. Tuy nhiên, trong quá trình s n xu t chitin và chitosan t v tôm c n ph i qua các bư c x lý như kh khoáng và protein. Trong nư c th i có ch a m t thành ph n l n và quan tr ng là protein. Chính vì v y vi c nghiên c u ñ ñưa ra quy trình thu h i protein là r t c n thi t. N u thu h i h n h p này ta có th s d ng ñ b sung vào th c ăn gia súc, nuôi tr ng th y s n v a góp ph n làm tăng giá tr kinh t cho quy trình s n xu t chitin v a góp ph n gi i quy t v n ñ ô nhi m môi trư ng do d ch th i này gây ra. Nh n th y tính c p thi t c a v n ñ thu h i protein t quy trình s n xu t chitin chúng tôi ñã ti n hành nghiên c u ñ tài: “Nghiên c u ng d ng vi khu n Bacillus subtilis ñ kh protein v tôm” M c ñích c a ñ tài : T i ưu hoá ñi u ki n sinh t ng h p c a Bacillus subtilis nh m thu ñư c proteaza có ho t l c cao nh t, ñ ng th i ñem ng d ng vào trong thu phân protein trong v tôm sao cho hi u su t thu phân là cao nh t. ============================================================== 8
  10. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= I. T NG QUAN I.1 HI N TR NG KHAI THÁC VÀ CH BI N TH Y S N I.1.1 Thành ph n ph ph m tôm Tôm là ñ i tư ng quan tr ng c a ngành nuôi tr ng và ch bi n th y s n Vi t Nam. Th t tôm có giá tr dinh dư ng cao và có mùi v thơm ngon ñ c trưng, r t h p d n. Hi n nay, s n ph m tôm ñông l nh xu t kh u ñã góp 70-80% t ng kim ng ch xu t kh u c a toàn ngành (theo th ng kê kim ng ch xu t kh u thu s n c a Vi t Nam trong vòng 6 tháng ñ u năm 2008). Hi n nay nư c ta, k thu t khai thác và nuôi tôm r t phát tri n và ngày càng cung c p nhi u nguyên li u cho các nhà máy ch bi n th y s n trong nư c và xu t kh u nhi u m t hàng như: Tôm tươi nguyên con c p ñông IQF ho c Block Tôm v b ñ u c p ñông IQF hay Block Tôm là surimi Tôm b v ñóng h p Tôm b v , còn ñ t ñuôi c p ñông IQF Tôm b v , b ch lưng h p c p ñông ði u này ch ng t tôm là m t m t hàng ñem l i ngu n l i kinh t l n cho ñ t nư c nhưng ñ ng th i cũng th i ra m t lư ng ñáng k ph li u, ch y u là v và ñ u tôm. Ngoài ra, có m t lư ng ñáng k th t v do bóc nõn không c n th n ho c m t s tôm b th i lo i do bi n màu, ch t lư ng không ñ m b o. Tùy theo gi ng, loài và phương pháp gia công ch bi n mà lư ng ph li u này có th thay ñ i t 40% (ñ i v i tôm sú) ñ n 60% (ñ i v i tôm càng xanh) lư ng nguyên li u thu mua. ð i v i s n ph m tôm bóc nõn và rút ru t thì m t mát theo v tôm và ñuôi kho ng 25%. Nhìn chung, trong ph li u tôm thì tr ng lư ng ph n ñ u thư ng g p 3 – 4 l n so v i ph n v và ñuôi. ============================================================== 9
  11. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= I.1.2 Ph th i trong công nghi p ch bi n Tôm là ngu n Thu s n d i dào và có giá tr kinh t cao nhưng vi c khai thác, ñánh b t ph thu c r t l n vào ñi u ki n t nhiên và mang tính mùa v vì v y ngoài ñánh b t t nhiên ngư i ta còn ñ y m nh theo hư ng nuôi tr ng ñ m b o cung c p nguyên li u m t cách thư ng xuyên cho các nhà máy ch bi n Th y s n xu t kh u. Giáp xác là ngu n nguyên li u Th y s n d i dào chi m t 30-35% t ng s n lư ng nguyên li u Vi t Nam. Trong công nghi p ch bi n Thu s n xu t kh u, t l cơ c u các m t hàng ñông l nh giáp xác chi m t 70-80% công su t ch bi n. Hàng năm các nhà máy ch bi n ñã th i b m t lư ng ph li u giáp xác khá l n kho ng 70.000 t n. Riêng t nh Khánh Hòa lư ng ph li u này vào kho ng 2257 t n/năm. Theo s li u th ng kê năm 1999 ph li u giáp xác trên toàn th gi i kho ng 5,ll tri u t n/năm. ñ a b n t nh Khánh Hòa trong nh ng năm g n ñây m t hàng tôm ñông l nh ñư c ñ y m nh nh t là các xí nghi p ch bi n Th y s n như: Xí nghi p ðông l nh Nam Trung B , Xí nghi p ðông l nh Vi t Long, Xí nghi p ðông l nh Vi t Th ng, Xí nghi p ðông l nh Nha Trang (hay công ty F17),… Vi c tiêu th m t s lư ng l n tôm nguyên li u c a các nhà máy ch bi n th y s n ñã th i ra m t lư ng l n ph li u trong ñó ph li u v , ñ u tôm là ch y u. Các lo i ph li u này n u th i tr c ti p ra môi trư ng s gây ô nhi m môi trư ng tr m tr ng và n u ñem x lý ch t th i thì chi phí s r t l n. Ngày nay ñã có r t nhi u hư ng nghiên c u s d ng ph li u tôm ñ s n xu t các ch ph m có giá tr trong ñó quan tr ng nh t là vi c s n xu t chitin- chitosan t v giáp xác. I.1.3 C u t o và thành ph n hoá h c c a ph li u tôm I.1.3.1 C u t o hóa h c c a ph li u v tôm V chia làm 4 l p chính: L p bi u bì (epicuticle); L p màu; ============================================================== 10
  12. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= L p Canxi hoá; L p không b Canxi hóa. L p bi u bì, l p màu, l p Canxi hóa c ng do s l ng ñ ng c a Canxi. L p màu, l p Canxi hóa, l p không b Canxi hóa ch a chitin nhưng l p bi u bì thì không. Ta g i các l p có ch a chitin là l p endocuicle. L p màu: Tính ch t c a l p này do s có m t c a nh ng th hình h t c a v t ch t mang màu gi ng d ng melanin. Chúng g m nh ng túi khí ho c nh ng không bào. M t vài vùng xu t hi n nh ng h th ng rãnh th ng ñ ng có phân nhánh, là con ñư ng cho Canxi th m th u vào. L p bi u bì (epicuticle): Nh ng nghiên c u cho th y l p màng nhanh chóng b bi n ñ b i Fucxin, có ñi m pH=5,1 không ch a chitin. Nó khác v i các l p v còn l i, b t màu v i Anilin xanh. L p epicuticle có lipid vì th nó c n tr tác ñ ng c a acid nhi t ñ thư ng trong công ño n kh khoáng b ng acid hơn là các l p bên trong. Màu c a l p này thư ng vàng r t nh t có ch a Polyphenoloxidase và b hóa c ng b i Puinone-tanin. L p epicuticle liên k t v i m t s màng m ng bên ngoài c n tr hòa tan ngay c trong môi trư ng acid ñ m ñ c do nó có ch a các m t xích paratin m ch th ng. L p canxi hóa: L p này chi m ph n l n v , thư ng có màu xanh tr i ñ u kh p, chitin tr ng thái t o ph c v i Canxi. L p không b canxi hóa: Vùng trong cùng c a l p v ñư c t o thành b i m t ph n tương ñ i nh so v i t ng chi u dày bao g m các ph c chitin- protein b n v ng không có Canxi và Quinone. I.1.3.2 Thành ph n hóa h c c a v tôm Protein: Thành ph n protein trong ph li u tôm thư ng t n t i hai d ng D ng t do: D ng này là ph n th t tôm t m t s tôm b bi n ñ i ñư c v t l n vào ph li u ho c ph n th t còn sót l i trong ñ u và n i t ng c a ñ u tôm. N u công nhân v t ñ u không ñúng k thu t thì ph n protein b t n th t vào ph li u nhi u làm tăng ñ nh m c tiêu hao nguyên v t li u, m t khác ph li u khó x lý hơn. ============================================================== 11
  13. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= D ng ph c t p: d ng này protein không hòa tan và thư ng liên k t v i chitin, Canxi Carbonate, v i lipid t o lipoprotein, v i s c t t o proteincarotenoit… như m t ph n th ng nh t quy t ñ nh tính b n v ng c a v tôm. Chitin: T n t i dư i d ng liên k t b i nh ng liên k t ñ ng hóa tr v i các protein dư i d ng ph c h p chitin-protein; liên k t v i các h p ch t khoáng và các h p ch t h u cơ khác gây khó khăn cho vi c tách và chi t chúng. Canxi: Trong v , ñ u tôm, v gh có ch a m t lư ng l n mu i vô cơ, ch y u là mu i CaCO3, hàm lư ng Ca3(PO4)2 m c dù không nhi u nhưng trong quá trình kh khoáng d hình thành h p ch t CaHPO4 không tan trong HCl gây khó khăn cho quá trình kh khoáng. S c t : Trong v tôm thư ng có nhi u lo i s c t nhưng ch y u là Astaxanthin. Enzyme: Theo t p chí Th y s n (s 5/1993) ho t ñ enzyme protease c a ñ u tôm kho ng 6,5 ñơn v ho t ñ /g tươi. Các enzyme ch y u là enzyme c a n i t ng trong ñ u tôm và c a vi sinh v t thư ng trú trên tôm nguyên li u. Ngoài thành ph n ch y u k trên, trong v ñ u tôm còn có các thành ph n khác như: Nư c, Lipid, Phospho,… B ng 1.1. Thành ph n hóa h c c a ph li u tôm Ph Protein Chitin Lipid Tro Canxi Photpho li u ðu 53,10 11,10 8,90 22,60 7,20 1,68 tôm V 22,80 27,20 0,40 31,70 11,10 3,16 tôm ============================================================== 12
  14. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= I.2 M T S TÍNH CH T VÀ NG D NG C A CHITIN VÀ CHITOSAN I.2.1 T ng quan v chitin I.2.1.1 S t n t i c a chitin trong t nhiên Chitin là Polymer h u cơ ph bi n trong t nhiên sau cenllulose và chúng ñư c t o ra trung bình 20g/năm/m2 b m t trái ñ t. Trong t nhiên chitin t n t i c ñ ng v t và th c v t. Trong gi i ñ ng v t, chitin là m t thành ph n c u trúc quan tr ng c a các v m t s ñ ng v t không xương s ng như: Côn trùng, nhuy n th , giáp xác và giun tròn. Trong gi i th c v t chitin có thành t bào c a n m Zygemycethers và m t s t o Chlorophiceae. Trong ñ ng v t Th y s n ñ c bi t là trong v tôm, cua, gh , mai m c, hàm lư ng chitin khá cao t 14 - 35% so v i tr ng lư ng khô. Vì v y v tôm, cua, gh , mai m c là ngu n nguyên li u chính ñ s n xu t chitin-chitosan và các s n ph m t chúng. I.2.1.2 C u t o c a chitin Chitin là polysaccharite có ñ m không ñ c h i, có kh i lư ng phân t l n. C u trúc c a chitin là m t t p h p các phân t liên k t v i nhau b i các c u n i glucoside và hình thành m t m ng các s i có t ch c. Hơn n a chitin t n t i r t hi m tr ng thái t do và h u như luôn luôn n i v i nhau b i các c u n i ñ ng tr (Coralente) v i các protein, CaCO3 và các h p ch t h u cơ khác... Qua nghiên c u v s th y phân chitin b ng enzyme hay HCl ñ m ñ c thì ngư i ta th y r ng chitin có c u trúc là m t Polymer ñư c t o thành t các ñơn v N-Acetyl-β-D-Glucosamin liên k t v i nhau b i liên k t β-1,4 glucoside. Chitin có th t n t i 3 d ng polymer. Chúng là alpha-, beta- và gammachitin, s khác nhau gi a chúng là do s s p x p các nhánh trong vùng tinh th . Alpha-chitin bao g m các nhánh không song song, trong khi beta-chitin là các nhánh song song và gamma-chitin là h n h p c a các nhánh ñ nh hư ng song song và không song song. Alpha-chitin tìm th y trong l p bi u bì ñ ng ============================================================== 13
  15. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= v t chân ñ t, beta-chitin tìm th y trong xương m c và gamma-chitin có trong l p d dày m c Công th c c u t o c a chitin Công th c phân t : [C8H13O5N]n n: Thay ñ i tùy thu c t ng lo i nguyên li u, ch ng h n: tôm th : n = 400 - 500 tôm hùm: n = 700 - 800 cua: n = 500 - 600 - Phân t lư ng: MChitin = (203,09)n I.2.1.3 Tính ch t c a chitin - Chitin có màu tr ng, không tan trong nư c, trong ki m, trong acid loãng và các dung môi h u cơ khác như rư u, ete… Chitin hòa tan ñư c trong dung d ch ñ m ñ c nóng c a mu i Thioxianat Liti (LiSCN) và mu i Thioxianat Canxi Ca(SCN)2 t o thành dung d ch keo. Chitin n ñ nh v i các ch t oxy hóa kh như: KMnO4, NaClO, H2O2, Ca(ClO)2…l i d ng tính ch t này ngư i ta s d ng các ch t oxy hóa trên ñ kh màu cho chitin. Chitin khó hòa tan trong thu c th Schweizei Sapranora. ði u này có th do nhóm acetamit (-NHCOCH3) ngăn c n s t o thành các ph c ch t c n thi t. ============================================================== 14
  16. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= Khi ñun nóng trong dung d ch HCl ñ m ñ c thì chitin s b phân h y hoàn toàn thành 88,5% D-Glucosamin và 11,5% acid acetic, quá trình th y phân b t ñ u x y ra m i n i Glucoside, sau ñó là s lo i b nhóm acetyl (- CO-CH3). (C32H54N4O21)x + 2H2O → (C28H50N4O19)x + 2(CH3-COOH)x - Khi ñun nóng chitin trong dung d ch NaOH ñ m ñ c thì chitin s b m t g c acetyl t o thành chitosan. Chitin + nNaOH (ñ m ñ c) → Chitosan + nCH3COONa - Chitin có kh năng h p th tia h ng ngo i bư c sóng : λ = 884÷ 890 nm. I.2.2 T ng quan v chitosan I.2.2.1 C u trúc phân t c a chitosan Chitosan là m t Polymer h u cơ ñư c t o thành t chitin khi deacetyl hóa chitin b ng ki m ñ c. Chitosan là m t Polymer h u cơ có c u trúc tuy n tính t các ñơn v β-Dglucosamin liên k t v i nhau b ng liên k t β-1-4 glucoside. Công th c c u t o c a chitosan -Công th c phân t [C6H11O4N]n Phân t lư ng: MChitosan = (161,07)n I.2.2.2 Tính ch t c a chitosan Chitosan d ng b t có màu tr ng ngà, còn d ng v y có màu tr ng hay hơi vàng. Chitosan có tính ki m nh , không tan trong nư c, ki m nhưng hòa tan trong acid acetic loãng t o thành dung d ch keo dương, nh t và trong su t, nh ñó mà keo chitosan không b k t t a khi có m t c a m t s ion kim lo i ============================================================== 15
  17. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= n ng như Pb, Hg… Chitosan còn ñư c xem như là m t polymecationic có kh năng bám dính vào b m t ñi n tích âm. Chitosan k t h p v i andehyde trong ñi u ki n thích h p t o thành gel, ñây là cơ s ñ b y t bào, enzyme. Lo i chitosan có tr ng lư ng phân t trung bình (M) t 200.000 ñ n 400.000 hay ñư c dùng nhi u nh t trong y t và th c ph m. Nhi t ñ nóng ch y 3090C-3100C, tr ng lư ng phân t trung bình 10.000- 500.000 dalton tuỳ lo i Chitosan có nhi u tác d ng sinh h c như: Kh năng hút nư c, gi m, kháng khu n, kháng n m v i nhi u ch ng lo i khác nhau, kích thích tăng sinh ngư i và ñ ng th c v t, có kh năng nuôi dư ng t bào trong ñi u ki n nghèo dinh dư ng. Chitosan ph n ng v i axít ñ m ñ c, t o thành mu i khó tan, tác d ng v i Iod trong môi trư ng H2SO4 ph n ng cho màu tím, ph n ng này có th dùng ñ phân tích ñ nh tính chitosan. I.2.3 ng d ng c a chitin và chitosan I.2.3.1 Trong công ngh th c ph m PGS-TS Tr n Th Luy n nghiên c u v t li u chitosan t r t s m. Các nghiên c u v chitosan c a cô ñư c các doanh nghi p áp d ng r ng rãi và ñã xu t kh u chitosan, cùng các s n ph m t v t li u này. Trong ñó n i b t nh t là s n ph m màng m ng chitosan dùng ñ bao gói th c ph m. V t li u chitosan còn ñư c ch t o thành th c ph m b dư ng, có tác d ng h huy t áp, gi m cholesterol và lipid trong máu, ch ng béo phì, phòng ch ng u và ung thư, ñ c bi t là tăng cư ng mi n d ch cho cơ th , có th dùng cho các b nh nhân b nhi m HIV/AIDS b suy gi m h mi n d ch. Công trình tiêu bi u m i ñây là s n ph m b t chitosan t v th y h i s n dùng làm ph gia th c ph m an toàn, thay th hàn the ñ c h i, ñư c nh n gi i thư ng VIFOTEC 2004 c a PGS. TS. Nguy n Th Ng c Tú và TS. Nguy n H ng Khánh cùng c ng s , s d ng trong ch bi n giò ch , nem chua, th t h p, bún bánh, b o qu n s a và nư c gi i khát. ============================================================== 16
  18. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= Các nhà khoa h c Bùi Văn Miên và Nguy n Anh Trinh, khoa CNTP c a Trư ng ðHNL TP H Chí Minh ñã nghiên c u t o ra m t l p màng v b c chitosan, ñây ñư c xem như là m t lo i bao bì có tính năng b o v và có th s d ng như th c ph m mà không h nh hư ng ñ n môi trư ng chung quanh. ð c bi t s n ph m có th s d ng ñ b c các lo i th c ph m tươi s ng giàu ñ m, d hư h ng như cá, th t... ð ng th i màng b c chitosan t v tôm này ñ làm v b c xúc xích. Ngoài vi c giúp cho s n ph m xúc xích có hình dáng ñ p, l p v màng chitosan này còn có tác d ng ñ c bi t là không làm m t màu và mùi ñ c trưng c a h n h p nguyên li u xúc xích. T thành công này, các nhà khoa h c ti p t c nghĩ t i vi c s d ng v b cchitosan ñ b o qu n Th y s n tươi và khô. Trong công ngh th c ph m, v t li u chitosan ñư c dùng ñ b o qu n ñóng gói th c ăn, ñ b o qu n hoa qu tươi vì nó t o màng sinh h c không ñ c. Chitosan là m t polymer dùng an toàn cho ngư i, l i có ho t tính sinh h c ña d ng, chitosan ñã ñư c ñưa vào thành ph n trong th c ăn: S a chua, bánh k o, nư c ng t,…Nh t b n ñã có nh ng s n ph m ăn kiêng có ch a chitosan ñ làm gi m cholesterol và lipid máu, gi m cân n ng, ch ng béo phì, dùng ñ tránh nguy cơ m c b nh tim m ch, ti u ñư ng (bánh mỳ, khoai tây chiên, d m, nư c ch m...) ñã có bán r ng rãi trên th trư ng. M t li u pháp y h c ñ ñi u tr b nh béo phì ñã ñư c ñ xu t là ch ñ ăn kiêng v i các th c ăn có chitosan và acid Ascorbic ( vitamin C) cho k t qu gi m cân t t. Cơ quan b o v môi trư ng c a M ( USEPA ) ñã cho phép chitosan không nh ng ñư c dùng làm thành ph n th c ăn, mà còn dùng c trong vi c tinh ch nư c u ng. Năm 1983 B thu c và th c ph m ( USFDA) ñã ch p nh n chitosan ñư c dùng làm ch t ph gia trong th c ph m và dư c ph m. Chitin có tính t y màu mà không h p th mùi và các thành ph n khác, nên nó ñư c ng d ng vào vi c kh màu th c u ng (ñ u ng nư c trái cây). Nghiên c u c a m t nhóm sinh viên trư ng HCM cho th y b o qu n bư i b ng màng chitosan trong vòng 3 tháng, bư i v n tươi, không b úng v . ============================================================== 17
  19. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= Ð c tính di t khu n c a chitin ñư c th hi n trên các m t sau ñây: Khi ti p xúc v i th c ph m, chitosan s : L y ñi t các vi sinh v t này các ion quan tr ng, như ion Cu2+. Như v y vi sinh v t s b ch t do s m t cân b ng liên quan ñ n các ion quan tr ng (Muzzarelli, 1977). Ngăn ch n, phá ho i ch c năng màng t bào. Gây ra s rò r các ph n t bên trong t bào. Gây ra s t h p c a polyelectrolyte v i Polymer mang tính ch t acid trên b m t t bào vi khu n. Như v y vi c dùng ch t chitosan bao b c quanh b m t th c ph m có th kéo dài th i gian b o qu n, gi m s hư h ng do kh năng kháng n m, kháng khu n c a nó. Trong y dư c I.2.3.2 T o ch khâu ph u thu t, t h y Trư ng Ð i h c Delaware M ñã ch t o thành công ch ph u thu t t h y t chitosan, nh phát hi n ra m t dung môi ñ c bi t có kh năng hòa tan chitosan nhi t ñ thư ng mà không làm phá h y c u trúc polymer. S n xu t thu c tr viêm loét d dày, tá tràng Khoa Dư c c a Trư ng ð i h c Y Dư c Thành ph H Chí Minh ñã bư c ñ u nghiên c u thành công thu c tr viêm loét d dày, tá tràng t chitosan. . Ch ng s phát tri n kh i u Theo m t s nhà khoa h c thì chitosan có kh năng kh ng ch s gia tăng c a t bào ung thư. Qua thí ngi m th c hi n trên 60 b nh nhân tu i t 35-76 c a nhóm các bác sĩ B nh vi n K Hà N i vào năm 2003 ñã ch ng minh, chitosan có tác d ng h tr ñi u tr b nh ung thư. S n xu t băng ch ng b ng, da nhân t o, ch ng viêm Da nhân t o có ngu n g c t chitin ñư c g i là Beschitin, nó gi ng như m t t m v i và ñư c b c p lên v t thương, ch m t l n ñ n khi kh i h n. T m ============================================================== 18
  20. Lu n văn t t nghi p Ph m Th Trang K49 ================================================================= Beschitn b phân h y sinh h c t t cho ñ n khi hình thành l p bi u bì m i. Nó có tác d ng gi m ñau, giúp các v t s o, v t b ng ph c h i bi u bì nhanh chóng và ch ng nhi m trùng. Thu c kem Pokysan là m t trong nh ng công trình nghiên c u, ng d ng v t li u chitin-chitosan t dư ph m c a ngành ch bi n th y, h i s n (v tôm, cua, mai m c) c a t p th cán b khoa h c n Phòng Polymer dư c ph m (Vi n Hóa h c- Vi n Khoa h c và Công ngh Vi t Nam). Thu c kem Pokysan có tác d ng kháng khu n, kháng n m, ñ c bi t là ch ng n m Candila albicans, không gây d ng và tác d ng ph , có kh năng c m máu, ch ng sưng u, kích thích tái t o bi u mô và t bào da ñ làm mau li n các v t thương, v t b ng, chóng lên da non và gi m b t ñau ñ n cho ngư i b nh. Ngăn ng a b nh tim M t s chuyên gia Trung tâm Huy t h c thu c Vi n Hàn lâm Y h c Nga cũng ñã phát hi n, chitosan có th ngăn ch n s phát tri n c a ch ng nh i máu cơ tim và b nh ñ t qu . S n xu t thu c ch ng nhi m x Năm 1961, nhà khoa h c Nga BousBeloisov ñã kh i xư ng vi c bào ch thu c ch ng nhi m x t chitosan. Các nhà khoa h c ñã ti n hành th nghi m tiêm thu c cho ñ ng v t là chó và kh trư c khi chúng b nhi m x , k t qu cho th y, kh năng s ng sót t i 45%. Chitosan ñã ñư c s d ng làm v t li u k t c u trong xây d ng các lò ph n ng nguyên t và làm v cách ngăn cho các con t u nguyên t . S n xu t thu c ch a b nh kh p, b nh béo phì ði n hình trên th trư ng dư c hi n nay là lo i thu c ch a kh p làm t v tôm có tên Glucosamin ñang ñư c th nh thành trên toàn th gi i. So v i s n ph m cùng lo i thì Glucosamin có ưu th hơn, do s n xu t t ngu n v tôm t nhiên nên s n ph m ít gây ph n ng, không ñ c h i và không b r i lo n tiêu hoá cho ngư i b nh. M t nhóm các nhà khoa h c c a Vi n Vacxin Nha Trang ñã nghiên c u, s n xu t ra 2 s n ph m thu c chitosan ch a béo phì và Glusivac chuyên ñ c tr ============================================================== 19

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản