Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu chế tạo các hạt gel Chitin kích thước nhỏ từ vỏ cua

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án là điều chế tinh thể lỏng chitin từ vỏ cua. Nghiên cứu chế tạo hạt gel chitin kích thước nhỏ từ vỏ cua bằng các phương pháp khác nhau. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của đồ án này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu chế tạo các hạt gel Chitin kích thước nhỏ từ vỏ cua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VUNG TÀU BARIA VUNGTAU UNIVERSITY C a p Sa i n t ia c q u e s ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CÁC HẠT GEL CHITIN KÍCH THƯỚC NHỎ TỪ V ỏ c u a Trình độ đào tạo : Đại học Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu Giảng viên hướng dẫn : Th.S Lê Thị Anh Phương Sinh viên thực hiện : Đoàn Thế Bảo MSSV: 13030384 Lớp: DH13HD Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2017
TRƯ ỜN G ĐẠI HỌ C BÀ RỊA-VŨNG TÀU VIỆN KỸ THUẬT - K IN H TÉ BIỂN PH IẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ K H OÁ LUẬN TỐ T N G H IỆP (Đính kèm Quy định về việc tổ chức, quản lý các hình thức tốt nghiệp ĐH, CĐ ban hành kèm theo Quyết định số 585/QĐ-ĐHBRVT ngày 16/7/2013 của Hiệu trưởng Trường Đại học BR-VT) Họ và tên sinh viên: ĐOÀN THẾ BẢO Ngày sinh: 17/01/1995 MSSV : 13030384 Lớp: DH13HD Địa chỉ : 165D Lưu Chí Hiếu - P 10 - TP: Vũng Tàu E-mail : bao01639767710@gmail.com T rình độ đào tạo : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy Ngành : Công nghệ kỹ thuật hóa học Chuyên ngành : Hóa dầu 1. Tên đề tài: Nghiên cứu chế tạo hạt gel chitin kích thước nhỏ từ vỏ cua 2. Giảng viên hướng dẫn: ThS. Lê Thị Anh Phương 3. Ngày giao đề tài : 25/1/2017 4. Ngày hoàn thành đồ án/ khoá luận tốt nghiệp: 30/6/2017 Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày 11 tháng 2 năm 2017
GIẢNG VIÊN HƯ ỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TRƯ ỞN G NGÀNH TRƯ ỞN G VIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi xin cam đoan những kết quả thu được từ thực nghiệm là hoàn toàn chính xác và không sao chép từ bất kì đồ án nào. Các phần trích dẫn nội dung từ các tài liệu tham khảo đã được ghi rõ trong phần Tài liệu tham khảo trích dẫn cuối đồ án. Tôi xin cam đoan những điều trên là sự thật và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này. Sinh viên Đoàn Thế Bảo
Lời đầu tiên cho phép tôi được gửi lời cảm ơn đến ban Giám hiệu trường Đại học Bà Rịa - Vũng Tàu nói chung và Viện Kỹ thuật - Kinh tế Biển nói riêng đã tạo điều kiện cho tôi thực hiện bản đồ án này. Đặc biệt xin cảm ơn cô Lê Thị Anh Phương và các thầy cô trong Khoa đã có những đóng góp và tận tình chỉ dẫn giúp tôi hoàn thiện bài báo cáo này. Trong quá trình làm báo cáo đồ án vẫn còn nhiều điểm hạn chế, kính mong nhận được những góp ý từ các thầy cô và các bạn sinh viên. Tôi xin kính chúc cô Lê Thị Anh Phương cùng toàn thể thầy cô trong Khoa sức khỏe và thành công hơn nữa trong công việc và cuộc sống. Tôi cũng cảm ơn bạn bè đã góp ý kiến, giúp đỡ tôi trong quá trình làm đồ án này. Và lời cảm ơn cuối cùng tôi xin gửi đến gia đình tôi, bố mẹ, anh chị đã động viên và tạo điều kiện học tập tốt nhất cho tôi để giúp tôi hoàn thiện bản đồ án. Đoàn Thế Bảo
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH..................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG.................................................................................................... iv DANH MỤC VIẾT TẮT.............................................................................................. v LỜI MỞ ĐẦU................................................................................................................ i 1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................1 2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin trên thế giới và ở Việt Nam:................ 1 2.1. Tinh hình nghiên cứu và sản xuất chitin trên thế giới ................................... 1 2.2. Tinh hình nghiên cứu và sản xuất chitin ở Việt N am ....................................2 3. Mục đích nghiên cứu:............................................................................................... 2 4. Nhiệm vụ nghiên cứu:.............................................................................................. 2 5. Phương pháp nghiên cứu:........................................................................................ 2 5.1. Phương pháp điều chế hạt gel......................................................................... 2 5.2. Phương pháp đặc trưng................................................................................... 3 6. Dự kiến kết quả nghiên cứu:................................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN........................................................................................ 4 1.1. Tổng quan về chitin............................................................................................... 4 1.1.1. Thành phần hóa học của chitin ....................................................................4 1.1.2. Cấu trúc hóa học và tính chất hóa lý của chitin ..........................................4 1.2. Tổng quan về phương pháp điều chế và ứng dụng hạt gel chitin...................... 6 1.2.1. Phương pháp điều chế................................................................................... 6 1.2.2. Ứng dụng ........................................................................................................ 7 1 .3. Tổng quan về nguyên liệu vỏ cua......................................................................... 7 CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................................................... 10 2.1. Đối tượng nghiên cứu......................................................................................... 10 2.1.1. Nguyên liệu ................................................................................................ 10 2.1.2. Hóa chất ..................................................................................................... 10
2.1.3. Thiết bị........................................................................................................ 10 2.2. Nội dung nghiên cứu.......................................................................................... 10 2.2.1. Điều chế tinh thể lỏng chitin ...................................................................... 10 2.2.2. Chế tạo hạt gel chitin kích thước nhỏ từ vỏ cua ....................................... 17 2.2.3. M ột số phương pháp đặc trưng .................................................................. 21 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN............................................................. 25 3.1. Kết quả của quá trình điều chế chitin lỏng (ChLC).........................................25 3.1.1. Kết quả chụp IR .......................................................................................... 25 3.1.2. Kết quả chụp X R D ...................................................................................... 26 3.1.3. Kết quả chụp SEM ...................................................................................... 26 3.2. Kết quả của quá trình nghiên cứu hạt gel chitin kích thước nhỏ................... 27 3.2.1 Đặc điểm của các hạt gel chitin thu được từ 3 phương pháp ..................... 27 3.2.2. Kết quả của từng phương pháp ................................................................. 29 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.................................................................................... 33 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................... 34
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Sắp xếp các mạch trong phân tử chitin............................................................. 4 Hình 1.2. Công thức cấu tạo của chitin.................................................................................5 Hình 1.3. Nguyên liệu sản xuất tinh thể lỏng chitin............................................................ 8 Hình 2.1. Sơ đồ điều chế tinh thể lỏng chitin 2.2.1.L Sơ c h ế .......................................... 11 Hình 2.2. Vỏ cua trong quà trình khửprotein lần 1.......................................................... 12 Hình 2.3. Quá trình khử khoáng...........................................................................................13 Hình 2.4. Vỏ cua trong quá trình khử Protein lần 2 ......................................................... 14 Hình 2.5. Vỏ cua sau khi khử màu và sấy (phơi khô)........................................................ 15 Hình 2.6. Deacetyl................................................................................................................. 15 Hình 2.7. Mẫu chitin thu được sau quá trình thủy p h â n ...................................................16 Hình 2.8. Sơ đồ phương pháp biến tính hóa học trực tiếp............................................... 17 Hình 2.9. Hình sau khi khuấy (a), lắng (b) và ly tâm........................................................ 18 Hình 2.10. Sơ đồ phương pháp 2 pha.................................................................................19 Hình 2.11. M ẫu sau khi ly tâ m ............................................................................................19 Hình 2.12. Sơ đồ phương pháp nhũ tương........................................................................ 20 Hình 2.13. M ẫu sau khi lắng (a) và ly tâm (b).................................................................21 Hình 2.14. M áy đo SE M .......................................................................................................22 Hình 3.1. Kết quả chụp IR trong điều chế ChLC .............................................................. 25 Hình 3.2. Kết quả chụp XRD trong điều chế ChLC .......................................................... 26 Hình 3.3. Kết quả chụp SEM trong điều chế ChLC .......................................................... 26 Hình 3.4. Mẫu gel thu được từ phương pháp nhũ tương.................................................. 27 Hình 3.5. Mẫu gel thu được của phương pháp biến tính hóa học trực tiếp................... 27 Hình 3.6. Mẫu gel thu được của phương pháp 2 p h a .......................................................28 Hình 3.7. So sánh mẫu từng phương pháp với mẫu ChLC (IR).......................................29 Hình 3.8. So sánh mẫu của các phương pháp với mẫu ChLC (XRD).............................30 Hình 3.9. Kết quả chụp SEM theo phương pháp nhũ tương............................................ 31 Hình 3.10. Kết quả SEM hạt gel chitin theo pp biến tính hóa học trực tiếp.................31 Hình 3.11. Kết quả chụp SEM theo phương pháp 2 p h a ................................................. 32
DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học một số p h ế liệu thủy sản để sản xuất chitin.................. 7 Bảng 3.1. Bảng tóm tắt các thông số của quy trình điều chế ChLC [* ]........................25
DANH MỤC VIẾT TẮT ChLC: Liquid chitin (Chitin lỏng) IR: Fourrier Transformation InfraRed (Phổ hồng ngoại) XRD: X-Ray Diffraction (Nhiễu xạ tia X) SEM: Scanning Electron Microscopy (Phương pháp kính hiển vi điện tử quét) W/V: Phần trăm khối lượng - thể tích, (% w/v) biểu thị khối lượng chất trong một hỗn hợp theo phần trăm thể tích của toàn bộ hỗn hợp.
LỜI MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Chitin là một polyme thiên nhiên có cấu tạo mạch thẳng gồm các đơn vị N- axetyl-D glucosamin nối với nhau bằng liên kết ß (1,4)- glucosit được tách chiết từ các nguồn cacbohydrat tự nhiên như vỏ tôm, cua, ghẹ,.. hiện đang được ứng dụng nhiều trong y học, dược phẩm, công nghiệp thực phẩm, xử lý nước. [3] Chitin qua quá trình deacetyl và thủy phân sẽ tạo thành một dạng tinh thể lỏng - đây là một dạng trung gian của chitin và chitosan, có dạng hình que với cấu trúc phân lớp - được sử dụng như một tiền chất để điều chế các loại vật liệu cacbon mao quản và là một cái khung để điều chế ra loại vật liệu aerogel - một loại vật liệu siêu nhẹ với độ xốp cao, diện tích bề mặt lớn - được ứng dụng vào điều chế các vật liệu bán dẫn, vật liệu y sinh hoặc điều chế các vật liệu cảm biến khí. Trong quá trình điều chế ra vật liệu aerogel, tinh thể lỏng chitin được tạo liên kết ngang với các tác chất có nhóm -CH O như formaldehyde, glyoxal, metylglyoxal, glutaral,.. .hoặc hỗn hợp kiềm/Urea để tạo thành các hạt gel chitin (chitin-hydrogel); từ các hạt hydrogel, người ta thực hiện phản ứng thủy nhiệt để tạo ra vật liệu aerogel siêu nhẹ. Trong khuôn khổ báo cáo tốt nghiệp và điều kiện làm việc hiện tại của phòng thí nghiệm, chúng tôi thực hiện nghiên cứu các phương pháp tạo ra hạt gel chitin (chitin hydrogel) - tiền chất ban đầu của aerogel - sử dụng glutaral như một chất kết nối tạo liên kết ngang bằng các phương pháp khác nhau. 2. Tình hình nghiên cứu và sản xuất chitin trên thế giới và ở Việt Nam: 2.1. Tinh hình nghiên cứu và sản xuất chitin trên thế giới Nhóm tác giả Xiaoping Shen, Julia L. Shamshina, Paula Berton (2013) [14], đã tổng hợp ra các hạt hydrogel từ cellulose và chitin - hai loại polymer sinh học phổ biến nhất Trái đất- với các điều kiện không có và có liên kết ngang. Trong trường hợp có liên kết ngang, các tác giả đã sử dụng hỗn hợp NaOH/Urea ở nhiệt độ thấp (như làm lạnh ở nhiệt độ âm) để tạo liên kết. Với các tác chất tạo liên kết ngang kiềm/Urea, nhóm tác giả Bo Duan và cộng sự (2015) [11] cũng đã có những nghiên cứu để tạo ra các hạt cầu micro (chitin microsphere) từ bột chitin tinh khiết.
Tác giả Yan Wu và cộng sự (2005) [15], đã chế tạo hạt nano chitosan dựa vào cơ sở phản ứng giữa hạt gel ion chitosan với anion TPP (sodium tripolyphosphate) và PEG (polyethylenglycol) và khảo sát sự ảnh hưởng của TPP và PEG lên khả năng tạo hạt nano của chitosan. Kết quả thí nghiệm cho thấy khả năng kết hợp tuyệt vời của chitosan với hai chất này. 2.2. Tinh hình nghiên cứu và sản xuất chitin ở Việt Nam Việc nghiên cứu để tạo ra loại hạt này, hiện tại ở Việt Nam chưa có nhiều đặc biệt là hydrogel và aergel từ chitin. Nhóm tác giả Chau T. L. Trang, Le Q. T. Dung, Le T. Hoa (2017) - đại học Khoa học Huế [13] đã sử dụng tinh thể lỏng chitin để điều chế ra hydrogel bằng cách khuấy và đánh siêu âm sử dụng formaldehyde như một chất tạo liên kết cùng với tinh thể lỏng chitin, sau đó tiến hành thủy nhiệt trong 20 giờ ở 70°C. Các tác giả Lê Thanh Phước và Bùi Vũ Thanh Phương (2012) [4] tiến hành đề tài nghiên cứu chế tạo hạt gel chitosan liên kết ngang kích thước nhỏ sử dụng glutaral bằng phương pháp biến tính hóa học ứng dụng trong hấp phụ đồng. Tác giả Dương Thị Ánh Tuyết (2010) [10] nghiên cứu chế tạo vật liệu nanochitosan từ chitosan để làm chất hấp phụ protein - đã nghiên cứu dùng chất tạo liên kết ngang là sodium tripolyphosphate (Na5P3O - TPP) để điều chế chitosan hydrogel trước khi tạo vật liệu nanochitosan. Ngoài các tác giả trên, còn các nhóm nghiên cứu khác, sử dụng glutaral, TPP hoặc glyoxal đề tạo hạt hydrogel, tuy nhiên, hầu như xuất phát từ đối tượng ban đầu là chitosan hoặc là chitin tinh khiết. [10] 3. Mục đích nghiên cứu: • Nghiên cứu chế tạo hạt gel chitin (chitin-hydrogel) kích thước nhỏ từ vỏ cua. 4. Nhiệm vụ nghiên cứu: • Điều chế tinh thể lỏng chitin từ vỏ cua. • Nghiên cứu chế tạo hạt gel chitin kích thước nhỏ từ vỏ cua bằng các phương pháp khác nhau. 5. Phương pháp nghiên cứu: 5.1. Phương pháp điều chế hạt gel • Phương pháp biến tính chitin • Phương pháp nhũ tương
• Phương pháp 2 pha (pha ưa nước và pha kỵ nước) 5.2. Phương pháp đặc trưng • Phương pháp nhiễu xạ tia X (XRD) • Phương pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM) • Phương pháp hấp thụ bức xạ hồng ngoại (IR) 6. Dự kiến kết quả nghiên cứu: • Thu được hạt gel chitin kích thước nhỏ.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về chitin 1.1.1. Thành phần hóa học của chitin Chitin: tồn tại dưới dạng liên kết bởi những liên kết đồng hóa trị với các protein dưới dạng phức hợp chitin - protein, liên kết với các hợp chất khoáng và các hợp chất hữu cơ khác gây khó khăn cho việc tách và chiết chúng. Canxi: trong vỏ, đầu tôm, vỏ cua ghẹ.. .có chứa một lượng lớn muối vô cơ, chủ yếu là muối CaCO3, hàm lượng Ca3(PO4)2 mặc dù không nhiều nhưng trong quá trình khử khoáng dễ hình thành hợp chất CaHPO4 không tan trong HCl gây khó khăn cho quá trình khử khoáng. Protein: thành phần protein trong phế liệu cua thường tồn tại ở 2 dạng: dạng tự do và dạng liên kết - Dạng tự do: dạng này là tồn tại ở phần thịt cua từ một số cua bị biến đổi và vứt đi lẫn vào phế liệu hoặc phần mai và thịt còn sót lại trong cua. Nếu công nhân vặt mai cua không đúng kĩ 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. - Dạng phức tạp: ở dạng này protein không hòa tan và thường liên kết với chitin, canxicacbonat, với lipit tạo thành lipoprotein, với sắc tố tạo proteincarotenoit.như một phần thống nhất quyết định tính bền vững của vỏ cua. 1.1.2. Cấu trúc hóa học và tính chất hóa lý của chitin 1.1.2. !. Cấu trúc hóa học Chitin có cấu trúc tinh thể rất chặt chẽ và đều đặn. Bằng phương pháp nhiễu xạ tia X, người ta đã chứng minh được chitin tồn tại ở 3 dạng cấu hình: a, ß, Y - chitin. a - Chitin ß - Chitin Y - c h iIin Hình 1.1. Sắp xếp các mạch trong phân tử chitin a - chitin có cấu trúc các mạch được sắp xếp ngược chiều nhau đều đặn, nên ngoài liên kết hydro trong một lớp và hệ chuỗi, nó còn có liên kết hydro giữa các lớp
do các chuỗi thuộc lớp kề nhau nên rất bền vững. Do các mắt xích sắp xếp đảo chiều, xen kẽ thuận lợi về mặt không gian và năng lượng. B, Y - chitin do mắt xích ghép với nhau theo kiểu song song (P - chitin) và hai song song một ngược chiều (y - chitin), giữa các lớp không có loại liên kết hydro. Dạng p - chitin cũng có thể chuyển sang dạng a - chitin nhờ quá trình axetyl hóa cho cấu trúc tinh thể bền vững hơn. Qua nhiều nghiên cứu về sự thủy phân chitin bằng enzyme hay axit HCl đậm đặc thì người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N - acetyl - p - D - glucosamine liên kết với nhau bởi liên kết p - 1,4 - glucozit. Công thức cấu tạo của chitin: Tên gọi: poly(1,4) - 2 - acetamido - 2 - deoxy - p - D - glucose; poly(1,4) - 2 acetamido - 2 - deoxy - p - D - glucopyranose. Công thức phân tử: [C8H 13O5N]n. Phân tử lượng: Mchitin = (203,09)n. 1.1.2.2. Tính chất hóa ỉý Chitin có màu trắng hay màu trắng phớt hồng, dạng vảy hoặc dạng bột, không mùi, không vị, không tan trong nước, trong môi trường kiềm, axit loãng và các dung môi hữu cơ như ete, rượu... nhưng tan trong dung dịch đặc nóng của muối thioxianat canxi (Ca(SCN)2) tạo thành dung dịch keo, tan được trong hệ dimetylacetamid - LiCl 8% [5], tan trong hexaíluoro - isopropyl alcohol (CF3CHOHCF3) và hexafuoracetone sesquihydrate (CF3COCF3.H2O) [5]. Chitin có khả năng hấp thu tia hồng ngoại có bước sóng 884 - 890 cm-1. Chitin tồn tại với các chất oxy hóa mạnh như thuốc tím (KMnO4), oxy già (H2O2), nước javen (NaOCl - N a C l ) ., lợi dụng tính chất này mà người ta sử dụng các chất oxy hóa trên để khử màu cho chitin.
Khi đun nóng trong dung dịch NaOH đậm đặc (40 - 50%), ở nhiệt độ cao thì chitin sẽ bị mất gốc acetyl tạo thành chitosan: - C H 2O H - c h 2O H N aO H 4 0-5 0% . C h i t i n -O H ------—— —---- > C h i t o s a n -O H -NHCOCH -n h 2 Khi đun nóng trong axit HCl đậm đặc, ở nhiệt độ cao thì chitin sẽ bị cắt mạch thu được glucosamine: - C H 2O H - c h 2O H H C 13 6 % , C h i t i n -O H — — — ^ G l u c o s a m i n -O H T cao -NH COCH -n h 2 Chitin có tính kỵ nước cao (đặc biệt đối với a - chitin) và không tan trong nước, trong kiềm, trong axit loãng và các dung môi hữu cơ như ete, rượu,.. .Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc chặc chẽ, có liên kết trong và liên phân tử mạnh thông qua các nhóm hydroxyde và acetamide. Tuy nhiên, ß - chitin có tính trương nở với nước cao. Chitin hòa tan được trong dung dịch axit đậm đặc như HCl, H3PO4 và dimethylacetamide chứa 5% lithiumchloride. Chitin có cấu trúc rắn chắc hơn các polymer sinh học khác. Độ rắn cao của chitin sẽ thay đổi tùy theo từng loại chitin được chiết rút từ các nguồn nguyên liệu khác nhau. 1.2. Tổng quan về phương pháp điều chế và ứng dụng hạt gel chitin Từ chitin lỏng ta có thể tạo ra hạt gel chitin bằng các phương pháp khác nhau như: phương pháp nhũ tương, phương pháp biến tính hóa học trực tiếp và phương pháp 2 pha (pha ưa nước và pha kỵ nước). 1.2.1. Phương pháp điều chế 1.2.1.1. Phương pháp nhũ tương Tạo nhũ tương: Sử dụng dung dịch ChLC 2% làm pha phân tán. Pha liên tục gồm dầu paraffin và chất hoạt động bề mặt Span 80. Hỗn hợp trên được khuấy để hình thành nhũ tương nước trong dầu. Sau đó dung dịch NaOH 1N được thêm vào hỗn hợp. Sử dụng máy khuấy từ để khuấy mẫu rồi ngưng. Kết thúc thí nghiệm, hỗn hợp được cho vào bình chiết và để ổn định qua một đêm. Dưới tác dụng của trọng lực, các hạt chitin sẽ lắng xuống đáy bình chiết. Phần bông cặn lấy ra từ bình chiết được ly tâm để loại bỏ phần dầu thừa còn sót lại, sau đó tiếp tục rửa với nước cất đến khi trung hòa.
Tạo liên kết ngang cho hạt chitin thu được bằng Glu 25% (ta thêm vào Glu vào với tỉ lệ chitin/Glu là 1/0.5) rồi rửa lại bằng ether. 1.2.1.2. Phương pháp biến tính hóa học trực tiếp [6] Hòa tan dung dịch ChLC (tinh thể chitin lỏng) vào dầu paraffin và chất hoạt động bề mặt Span 80 cho vào cốc nhựa và khuấy trên máy khuấy từ. Thêm vào hỗn dung dịch ChLC ở trên. Sau khi khuấy kể từ lúc kết thúc quá trình thêm dung dịch ChLC vào hỗn hợp, tiếp tục thêm vào dung dịch Glu 25%, tốc độ khuấy không đổi. Tiếp theo thêm dung dịch Glu 25% vào tiếp tục duy trì vận tốc khuấy không đổi. Hỗn hợp lúc này chuyển thành dạng huyền phù với các hạt chitin liên kết ngang phân tán trong dầu được để yên cho các hạt này lắng xuống. Lọc lấy phần kết tủa đem ly tâm để loại bỏ phần dầu thừa và rửa vài lần với nước cất. 1.2.1.3. Phương pháp 2 pha [6] Ta chuẩn bị 2 pha riêng biệt gồm pha ưa nước và pha kỵ nước. Đối với pha kỵ nước ta cho Tween 80, dầu parafin và cyclohexan vào cốc khuấy đều. Pha ưa nước ta cho chitin lỏng (ChLC 4%) với Glu 25% vào cốc và khuấy. Sau đó trộn hỗn hợp 2 pha lại khuấy trong thời gian nhất định, để trên phễu chiết cho mẫu lắng xuống và tiếp tục lọc^-ly tâm. 1.2.2. Ứng dụng - Làm chất truyền tải thuốc [16] - Làm hấp phụ 1.3. Tổng quan về nguyên liệu vỏ cua Chitin - tinh thể lỏng chitin được chiết xuất từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau: phế liệu thủy sản, vi nấm, vi khuẩn,... Tuy nhiên nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin - chitosan là phế liệu thủy sản, đặc biệt là vỏ tôm, ghẹ, mực. Tùy theo từng loại nguyên liệu mà hàm lượng chitin biến đổi khác nhau. Bảng 1.1. Thành phần hóa học một số p h ế liệu thủy sản để sản xuất chitin Thành phần hóa học (%) Nguyên liệu Độ ẩm Protein Khoáng Lipit Chitin Cua xanh 4,5 24,0 56,0 2,0 12,9 Ghẹ chấm 12,9 10,3 57,9 0,3 17,1 Đầu tôm sú 9,1 26,8 29,3 0,5 34,9
Vỏ tôm sú 9,7 42,8 20,8 1,2 36,5 Nang mực 6-8 7-8 0,7-1 - 75-80 Vì thành phần của mỗi nguyên liệu khác nhau nên quy trình chiết xuất chitin cũng khác nhau. Trong khóa luận này sử dụng nguyên liệu là vỏ cua nên sẽ tìm hiểu sơ lược về thành phần phế liệu của nó. Hình 1.3. Nguyên liệu sản xuất tinh thể lỏng chitin ♦♦♦ Thành phần của p h ế liệu cua Quá trình phơi khô để loại nước có trong vỏ cua để bảo quản được thời gian dài để chuổn bị cho quá trình làm thí nghiệm. Vỏ cua chia làm 4 lớp chính: • Lớp biểu bì (epicucle) • Lớp màu • Lớp canxi hóa • Lớp không bị canxi hóa Lớp biểu bì, lớp màu, lớp canxi hóa cứng do sự lắng đọng của canxi. Lớp màu, lớp canxi hóa, lớp không bị canxi hóa chứa nhiều chitin nhưng lớp biểu bì thì không. Ta gọi các lớp có chứa chitin là endocuicle. Lớp màu: tính chất của lớp này do sự có mặt của những thể hình hạt của vật chất mang màu giống dạng melanin. Một vài vùng xuất hiện những hệ thống rãnh thẳng đứng có phân nhánh, là con đường cho canxi thẩm thấu vào.
Lớp biểu bì (epcuticle): Nó khác với các vỏ còn lại, bắt màu với anilin xanh. Lớp epicuticle có lipit vì thế nó cản trở tác động của axit ở nhiệt độ thường trong công đoạn khử khoáng bằng axit hơn là các lớp bên trong. Màu của lớp này thường vàng rất nhạt có chứa polyphenoloxidase và bị hóa cứng bởi puinone - tannin. Lớp epicuticle liên kết với một số màng mỏng bên ngoài cản trở hòa tan ngay cả trong môi trường axit đậm đặc do nó có chứa các mắt xích paratin mạch thẳng. Lớp canxi hóa: lớp này chiếm phần lớn vỏ, thường có màu xanh trải đều khắp, chitin ở trạng thái tạo phức với canxi. Lớp không bị canxi hóa: vùng trong cùng của lớp vỏ được tạo thành bởi một phần tương đối nhỏ so với tổng chiều dày bao gồm các phức chitin - protein bền vững không có canxi và quinine. Do đó để thu được chitin cần phải làm thực nghiệm loại bỏ protein, canxi và màu.
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu Vỏ cua được lấy từ các nhà hàng thủy sản tại thành phố Vũng Tàu và Cà Mau. 2.1.2. Hóa chất - Axit hydroclorua (HCl): 7%, 4M - Natri hydroxyde (NaOH): 5%, 33% - Nước cất - Span 80 - Glutaral - Tween 80 - H2O2: 5%, 30% Tất cả các hóa chất đều là hóa chất tinh khiết của Trung Quốc. 2.1.3. Thiết bị - Bếp điện - Máy khuấy từ - Máy ly tâm - Tủ sấy 2.2. Nội dung nghiên cứu 2.2.1. Điều chế tinh thể lỏng chitin Quy trình điều chế tinh thể lỏng chitin (ChLC) được tiến hành dựa vào công trình nghiên cứu của TS. Trần Thanh Định - ĐH Vancouver - Canada [2].