TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
LÊ THỊ THÙY NGA
TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH TRÍCH LY ASTAXANTHIN
TỪ VỎ TÔM BẰNG DẦU THỰC VẬT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Người hướng dẫn
Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2012
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
------o0o-----
NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Họ và tên sinh viên: Lê Thị Thùy Nga MSSV: 0852020055
Ngày, tháng, năm sinh: 06/10/1990 Nơi sinh: Đồng Nai
Ngành: Công nghệ Thực Phẩm
I. TÊN ĐỀ TÀI: Tối ưu hóa quá trình trích ly astaxanthin từ vỏ tôm bằng dầu thực
vật.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Tìm ra loại dung môi có hiệu suất trích ly tốt nhất trong các loại dung môi
nghiên cứu.
Tìm ra điều kiện tối ưu trích ly astaxanthin từ vỏ tôm sử dụng ba loại dung môi
trong điều kiện phòng thí nghiệm.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Tháng 1/2012
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Tháng 7/2012
V. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Th.S Nguyễn Ngọc Hiểu
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Bà Rịa – Vũng tàu, Ngày 4 tháng 8 năm 2012
SINH VIÊN THỰC HIỆN
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA
(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)
TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC & CNTP
MỤC LỤC
Trang
LỜI MỞ ĐẦU
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
CHƯƠNG 1: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1. Phế liệu tôm ........................................................................................................ 1
1.1.1. Tình hình phế liệu tôm ở Việt Nam ................................................................... 1
1.1.2. Ảnh hưởng của phế liệu tôm đến môi trường...................................................... 1
1.1.3. Các hướng tận dụng phế liệu trong chế biến tôm ................................................. 3
1.2. Hợp chất màu carotenoids – astaxanthin.............................................................. 4
1.2.1. Carotenoid ......................................................................................................... 4
1.2.2. Astaxanthin và các ứng dụng............................................................................... 5
1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới ..................................................... 10
1.3. Lý thuyết cơ bản ............................................................................................... 12
1.3.1. Trích ly ............................................................................................................. 12
1.3.2. Ly tâm............................................................................................................... 14
1.3.3. Đo quang phổ .................................................................................................... 14
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu ....................................................................................................... 16
2.1.1. Vỏ tôm sú ......................................................................................................... 16
2.1.2. Dung môi ......................................................................................................... 16
2.2. Phương tiện nghiên cứu..................................................................................... 20
2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 20
2.3.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát tối ưu hóa công đoạn chiết astaxanthin bằng
từng loại dung môi dầu nành, dầu mè, dầu hạt cải. ........................................... 20
2.3.2. Phương pháp xác định hàm lượng astaxanthin. .................................................. 24
2.3.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................. 25
2.3.4. Thí nghiệm kiểm chứng .................................................................................... 26
CHƯƠNG 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Dung môi dầu mè .............................................................................................. 27
3.1.1. Bố trí ma trận thực nghiệm theo phương án trực giao cấp 2 để tìm được
phương trình hồi quy. ........................................................................................ 27
3.1.2. Tối ưu hóa để thu được lượng astaxanthin là lớn nhất. ....................................... 30
3.1.3. Mô hình bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của các nhân tố nghiên cứu đến
hiệu suất trích ly astaxanthin sử dụng dung môi dầu mè .................................... 31
3.2. Dung môi dầu nành ........................................................................................... 33
3.2.1. Bố trí ma trận thực nghiệm theo phương án trực giao cấp 2 để tìm được
phương trình hồi quy. ........................................................................................ 33
3.2.2. Tối ưu hóa để thu được lượng astaxanthin là lớn nhất. ...................................... 37
3.2.3. Mô hình bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của các nhân tố nghiên cứu
đến hiệu suất trích ly astaxanthin sử dụng dung môi dầu nành ........................... 38
3.3. Dung môi dầu hạt cải ........................................................................................ 40
3.3.1. Bố trí ma trận thực nghiệm theo phương án trực giao cấp 2 để tìm được
phương trình hồi quy. ........................................................................................ 40
3.3.2. Tối ưu hóa để thu được lượng astaxanthin là lớn nhất. ...................................... 43
3.3.3. Mô hình bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của các nhân tố nghiên cứu
đến hiệu suất trích ly astaxanthin sử dụng dung môi dầu hạt cải ........................ 44
3.4. Kiểm chứng thực nghiệm ................................................................................... 46
CHƯƠNG 4 : KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
4.1. Kết luận .................................................................................................................. 47
4.2. Đề xuất ý kiến ......................................................................................................... 47
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, các hợp chất có khả năng chống oxy hóa có nguồn gốc tự nhiên đang
là mối quan tâm hàng đầu đối với các nhà khoa học bởi những ứng dụng của chúng
trong phòng trừ bệnh tật, chống lão hóa…. Trong rất nhiều nguồn các chất chống oxy
hóa, các carotenoid là một nhóm hợp chất quan trọng, tồn tại phổ biến trong các cơ thể
thực vật. 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. 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… .
Astaxanthin là sắc tố có màu đỏ cam, được phát hiện nhiều trong cá hồi, giáp
xác, tôm, hồng hạc, chim cút, các chủng vi tảo thuộc chi Haematococcus…. Trong đó
cần chú ý đến phế liệu tôm vì hiện nay phế liệu tôm chưa được xử lý đúng đắn vừa gây
ô nhiễm môi trường vừa lãng phí nguồn astaxanthin tự nhiên.
Để giảm sự ảnh hưởng của phế liệu tôm đến với môi trường thì các nhà sản xuất
có những hướng tận thu phế liệu tôm như sau:
- Dùng phế liệu tôm làm thức ăn gia súc. Tuy nhiên, chất lượng dinh dưỡng của
sản phẩm không cao nên hướng tận dụng này chưa phù hợp.
- Dùng phế liệu tôm để sản xuất chitin - chitosan, dùng làm phân bón và màng
bao sinh học. Hướng nghiên cứu này cũng là mối quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu
khoa học.
- Và một hướng tận dụng phế liệu tôm cũng đang được các nhà nghiên cứu khoa
học chú ý là thu hồi hợp chất màu astaxanthin từ vỏ tôm, vì trong vỏ tôm hàm lượng
hợp chất màu astaxanthin chiếm hàm lượng cao và thay đổi tùy theo loại tôm. Việc thu
hồi hợp chất astaxanthin vừa giải quyết được vấn đề môi trường vừa mang lại lợi ích
kinh tế vì nguồn thu nhận astaxanthin tự nhiên này dồi dào và rẻ.
Ngày nay, trên thế giới đã có nhiều quy trình nghiên cứu và thử nghiệm để đạt
hiệu suất thu hồi astaxanthin tốt nhất từ vỏ tôm. Dùng dung môi hữu cơ và hỗn hợp
dung môi hữu cơ là một trong những phương pháp được sử dụng nhiều nhất để trích ly
hợp chất màu astaxanthin từ vỏ tôm. Ở nước ta, phần lớn tài liệu và các đề tài nghiên
cứu đều hướng đến vấn đề thu hồi chitin – chitosan và tối ưu hiệu suất thu hồi chitin –