Thạc Sĩ Nghiên cứu qui trình thu hồi protein từ dung dịch máu cá tra trong quá trình chế biến cá tra

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu qui trình thu hồi protein từ dung dịch máu cá tra trong quá trình chế biến cá tra

MỤC LỤC
Số trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆUTẮT TRONG LUẬN VĂN . VII
DANH MỤC BẢNG . VIII
DANH MỤC HÌNH . IX
MỞ ĐẦU . 1
CHƯƠNG 1: T ỔNG QUAN TÀI LIỆU . 3
1.1. T ổng quan về cá Tra .4
1.1.1. Sản lượng chế biến c á tra 4
1.1.2. Thành phần và giá trị dinh dưỡng của c á tra 5
1.1.3. Dung dịch máu cá, nước thải và thực trạng xử lý nước thải của các
nhà máy chế biến c á tra hiện nay 8
1.2. Protein, tính c h ất và phương pháp thu hồi protein 9
1.2.1. Tính c hất hò a tan của protein . 9
1.2.2. Các phương pháp thu hồi protein hò a tan trong dung dịch 10
1.3. T ổng quan về chitosan và ứng dụng chitosan trong việc thu hồi protein 16
1.3.1. Cấu trúc và tính chất c ủa chitosan . 16
1.3.2. Ứng dụng của chitosan thu trong hồi protein .17
1.4. Clorua canxi và ứng dụng làm chất trợ lắng 19
CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1. Nguyên v ật liệu .22
2.1.1. Máu c á tra .22
2.1.2. Dụng c ụ, thiết bị, hó a chất sử dụng . 22
2.2. Phương pháp nghiên c ứu 22
2.2.1. Khảo sát hiện trạng dung dịch máu c á t ại một số nhà máy c hế biến
cá Tra ở Đồng bằng Sô ng Cửu Long và xác định các tính c hất cơ bản của
dung dịchmáu c á 22

2.2.2. Nghiên cứu qui trình thu hồi proteintừ dung dịch máu cá . 23
2.2.3. Bố trí thí nghiệm tổng quát .24
2.2.4. Bố trí thí nghiệm xác định pH thích hợp để kết tủa protein trong
dung dịchmáu c á tra 25
2.2.5. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp để kết tủa protein
trong dung dịchmáu c á tra 26
2.2.6. Nghiên cứu xác định thời gian xử lý nhiệt thích hợp 27
2.2.7. Nghiê n cứu xác định chế độ xử lý thíc h hợp khi sử dụng phương
pháp điểm đẳng điện kết hợp với chitosan làm chất trợ lắng 28
2.2.8. Nghiê n cứu sự ảnh hưởng c ủa độ de acetyl và phân tử lượng chitosan
đến hiệu suất thu hồi và thời gian lắng của protein 29
2.2.9. Nghiê n cứu xác định chế độ xử lý thíc h hợp khi sử dụng phương
pháp điểm đẳng điện kết hợp với CaCl
2
làm chất trợ lắng 30
2.2.10. Nghiê n cứu xác định chế độ xử lý thích hợp khi sử dụng phương
pháp xử lý nhiệt kết hợp với chitosan l àm c hất trợ lắng 31
3.3. Phương pháp phân tích . 31
3.3.1. Xác định hàm lượng protein .31
3.3.2. Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Folch . 32
3.3.3. Xác đ ịnh h àm lượng ẩm theo ph ương pháp sấy ở 105
0
C . 32
3.3.4. Phương pháp xác đ ịnh hàm lượng tro 32
3.3.5.Phương pháp xác đ ịnh thành phần acid amin 32
3.3.6. Phương pháp xác đ ịnh thời gian lắng . 32
3.3.7. Phương pháp x ử lý số liệu 32
CHƯƠNG 3: K ẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 33
3.1. Kết quả khảo sát hiện trạng dung dịc h máu c á ở một số nhà máy chế
biến c á Tra ở đồng bằng sông Cửu Long 34
3.2. Kết quả khảo sát thành phần hóa học và c ác chỉ tiêu môi trường cơ bản
của nguyên liệu dung dịch máu cá tra 39
3.3. Kết quả nghiên cứu qui trình thu h ồi protein từ dung dịch máu cá Tra .40
3.3.1. Nghiên cứu qui trình thu hồi protein bằng phương pháp đẳng điện 40

3.3.2. Nghiên cứu qui trình thu hồi protein bằng phương xử lý nhiệt .48
3.3.3. Đánh giá hiệ u quả về mặt môi trường khi xử lý dung dịchmáu cá 54
3.3.4. Đề xuất qui trình thu h ồi protein từ dung dịc h máu cá tra 55
3.3.5. Đề xuất các trang thiết bị trong qui trình thu h ồi protein từ dung
dịch máu c á tra 56
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58
Kết luận 58
Đề xuất ý kiế n .59
TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

MỞ ĐẦU
1. Tính c ấp thiết của đề tài
Hiện nay vấn để ô nhiễm môi trường do nước thải chế biến thủy sản đang ở mức
báo động. Một trong những nguyê n nhân là do chúng ta chưa có biện pháp hợp lý để
tận thu các phụ phẩm hữu cơ, chủ yếu là protein trong nư ớc thải của quá trình ch ế biến
mà thường thải các thành phần này ra môi trường ho ặc chưa xử lý đúng yê u cầu nên
gây ô nhiễm. Chế biến c á tra đ ang phát triển rất nhanh ở Đồ ng bằng Sông Cửu Long.
Theo thống kê năm 2008, nguồn nguyê n liệucá tra, basa đạt gần 1,2 triệu tấn, do anh
số xuất khẩu c á tra, c á basa ước đạt 1,4 tỉ USD (Bộ NN&P TNT, 2008). Quá trình ch ế
biến cá tra tạo ra một lượng dung dịchmáu cá, theo ước tính thì trung bình mỗi tấn cá
tạo ra từ 0,5 đến 0,7 m
3
hoặc cao hơn tùy theo qui trình áp dụng. Do đó, với sản lượng
chế biến c á năm 2008 thì sinh ra một lượng dung dịc h máu cá r ất lớn, lên c ả vài trăm
ngàn m
3
. Trong dung dịch máu c á có một lượng protein hòa tan lớn, có giá trị dinh
dưỡng rất cao. Hiện nay, lượng dung dịch máu c á chưa được xử lý đ úng mức m à
thường đưa trực tiếp vào hệ thống xử lý nước thải, gây quá tải hệ thố ng, dẫn đến ô
nhiễm môi trường. V ì v ậy, việc thu hồi protein trong dịc h máu cá l à yêu c ầu thiết yếu,
vừa để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, lại giúp tăng hiệu quả sử dụng nguồ n lợi
protein. Hiện nay, để thu hồi protein thì có một số phương pháp thô ng dụng như
phương pháp đẳng điện (điều chỉnh pH bằng acid, kiềm) hoặc xử lý nhiệt để kết tủa
protein. Ngoài ra, để tăng cường hiệu quả, rút ngắn thời gian xử lý trong quá trình thu
hồi protein từ nước thải thủy sản, một số chất keo tụ, tạo bông thường được sử dụng
như các muối vô cơ (NaCl, Al
2(SO
4
)
3
, FeCl
3
), các polyme như alginate, chitosan,
polyme tổng hợp (Marti v à cộng sự, 1994; Wibowo và cộng sự, 2005; Chakrabarti,
2006; Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2008). Đặt biệt chitosan, một polyme sinh học được
chiết rút chủ yếu từ phế liệu thủy sản, có tính keo tụ và t ạo bô ng rất tốt và đ ã được ứng
dụng nhiề u trong thu hồi protein (Zeng và cộng sự, 2008; Renault và cộng s ự, 2009).
Ngo ài ra, vì chitosan không độc và có hoạt tính sinh học có lợi như kháng nấm, kháng
khuẩn, chố ng oxy hóa, bảo vệ protein (protein protectant) nên s ản phẩm protein thu
hồi có thể sử dụng trong c hế biến thức ăn c ho người và động vật (Hirano, 1996).
Xuất phát từ những vấn đề trên, m ục đích đề tài “Nghiên cứu qui trình thu h ồi
protein từ dung dịchmáu cá tra trong quá trình chế biến cá tra”, nghiên cứu qui trình
thu h ồi protein, có sử dụng các chất trợ lắng thích hợp cho các nhà máy chế biến cá tra

ở khu vực đồng bằng sông Cửu Lo ng. Một mặt tận thu nguồ n protein phế thải, mặt
khác tìm ra gi ải pháp hợp lý cho việc giảm tải hệ thống xử lý nước thải của c ác nhà
máy chế biến cá tra hiện nay. Đây chính l à hướng đi mới, nhằm tìm tìm ra nh ững giải
pháp thíc h hợp, để giải quyết những vấn đề bức xúc và nan gi ải của c ác nhà máy chế
biến thủy sản nói chung và các nhà máy chế biến cá tra ở khu vực đồng bằng sông Cửu
Long nói riêng.
2. Ý nghĩa kho a học của đề t ài
 Khảo sát hiện trạng dung dịc h máu cá t ại các cơ sở c hế biến c á Tra ở đồng bằng
sông Cửu Long
 Nghiên cứu thu hồi protein từ dung dịchmáu cá bằng phương pháp điểm đẳng
điện.
 Nghiên cứu thu hồi protein từ dung dịch máu cá bằng phương pháp xử lý nhiệt.
 Nghiên cứu bổ sung c hất trợ lắng chitosan trong việc t hu hồi protein
 Đánh giá c hất lương bột protein thu được và đánh giá hiệ u quả về mặt môi trường
 Xây dựng được quy trình công ngh ệ thu hồi protein từ dung dịc h máu c á Tra.
3. Ý nghĩa thực tiễn của đề t ài
 Đánh giá hiện trạng và thành phần cơ bản của dung dịchmáu cá để từ đó có biện
pháp xử lý phù hợp
 Quy trình thu hồi protein từ dung dịc h máu cáđ áp ứng được yêu c ầu xử lý dung
dịchmáu cá để giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường và nâng c ao hiệu quả sử
dụng nguồn lợi.
4. K ết cấu của luận văn
Luận văn bao gồ m các c hương m ục sau:
 Mở đầu
 Chương 1:Tổng quan t ài liệu
 Chương 2: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu
 Chương 3: Kết quả và thảo luận
 Kết luận và đề xuất ý kiến
 Tài liệu tham khảo
 Phụ lục

1.1. Tổng quan về cá Tra
Cá tra tên khoa học là Pangasius hypohthalmus, trước đây còn gọi là Pangasius
shutchi, hay Sangasius micronemus, rất phổ biến ở Thái Lan, Cam-Pu-Chia, Việt Nam,
Philipin, Singapore, nó được xếp v ào nhóm cá da trơn.
Có kho ảng 20 loài trong giốngcá tra được tìm th ấy ở châu Á, ở Việt Nam có
kho ảng 9 lo ài thuộc giống c á này.
Bảng 1.1. Các loài thuộc giống cá tra ở Việt Nam
STT Tê n khoa học Tê n địa phương
1 Pangasius hypophthalmus Cá Tra
2 Pangasius bocourti Cá Basa
3 Pangasius macronema Cá Tra nâu
4 Pangasius larnaudii Cá V ồ đém
5 Pangasius nasutus Cá Hú
6 Pangasius sutchi Cá Tra nghệ
7 Pangasius taeniurus Cá Bô ng lau
8 Pangasius poliranodon Cá Dứa
9 Pangasius siamensis Cá Sát Xiêm
Tro ng tự nhiên c á tra số ng tập trung ở lưu vực sông Mê Kông (Thái Lan, Lào,
Cam-Pu-Chia và Việt Nam). Nghề nuôi cá tra ở Việt Nam đã có từ những năm 60. Cá
Tra có khả năng sống tốt trong điều kiện ao tù, nước đọng, cá ăn được mùn bã hữu cơ,
rau quả, động vật thân mềm, cá tạp do đó nó đ ã trở thành đối tượng nuôi truy ền
thống trong ao hồ của người dân đồng bằng sông Cửu Long với nguồn giống tự nhiên
được cung c ấp từ 2 tỉnh An Giang và Đồng Tháp[8 ].
1.1.1. S ản l ượng chế biến cá tra
Tháng 5 năm 1995 khoa thủy sản Trường Đại Học Cần Thơ cho sinh s ản nhân
tạo thànhcông giống cá tra, từ đó đáp ứng được nhu cầu về giống cho các hộ nuôi
thương phẩm cũng như thúc đẩy nghề nuôi cá tra lang rộ ng sang các tỉnh, thành khác.
Hiện nay ở các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long c á tra là loài thủy sản có sản lượng xuất
khẩu cao nhất, trữ lượng cá tra nuôi tăng lên hàng năm rất nhanh, c ác nhà máy chế

TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu trong n ước
[ 1] Phạm Ánh Hồng (2003), Kỹ thuật sinh hóa, NXB Đại học quốc gia Tp. HCM.
[ 2] Tr ần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng(2005), Công nghệ chế biến một số sản phẩm
dùng trong công nghiệp và dược phẩm,Trường Đại học thủy sản.
[ 3] Nguyễn Tiến Thắng(2005),Hóa học protein,Trường Đại học khoa học và tự
nhiê n,Tp. Hồ Chí Minh.
[ 4] Đồng Thị Hạnh Thu(1988), Sinh hóa ứng dụng,T ủ sách Đại học kho a học tự
nhiê n,Tp. Hồ Chí Minh.
[ 5] Trang Sỹ Trung, Nguyễn Thị Phương, P hạm Thị Thanh Hải, P hạm Thị Đang
Phượng(2008), Nghiên cứu ứng dụng chitosan trong việc thu hồi protein từ
nước rứa surimi, tạp c hí khoa học công nghệ -thủy sản.
[ 6] Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Đặng Thị Thu, Nguyễn
Trọ ng Cẩn(2002), Hóa học thực phẩm,NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
[ 7] Việ n nghiên cứu nôi trồng thủy sản I, Bộ thủy sản, (29-30/09/1998), Tuyển tập
các báo cáo khoa học tại hội thảo hoa học toàn quốc về nuôi trồng thủy sản.
[ 8 ] Vụ kế ho ạch tài chính, Bộ thủy sản,Báo cáo khoa học: các vấn đề quy hoạch
và quản lý phát triển sản xuất cá tra, basa đến 2010.
Tài liệu n ước ngoài
[ 9 ] Bourtoom. T . , Chinnan. M. S., P. Jantawat. P., Sanguandeekul. R. (2009),
Recovery and c haracterization of protein precipitated from surimi wash- water.
Food Sience and technology, 42 , 599-605.
[10] Che n. W., Walker. S. and Berg. J. C., (1992), The mechanism of floc formation
in protein precipitation by poyelectrolytes, Chemical engineerhag Sience, 47, 5,
1039-1045.
[11] Inte grated Pollution Preve ntion and Control, Draft Reference Doccument on
Best Available Techniques in the Slaughterhouses and animal by product
industries,Final draft September 2003.
[12] Pinotti, A., Be vilacqua A., Zaritzky, N., (1997), Optimization of the
flocculation stage in a model system of a food emulsion waste us ing chitosan as
polyelectrolyte, Journal of Food Engineeering, 32, 69-81.

[13] Rodney F.Boyer, (1992), Modern Experime ntal Biochemitry, The Benjamin
ummigs Publing Company Inc California –USA.
[14 ] Savant, V.D., Torres, J.A., (2000), Chitosan based coagulating agents for
treatment of Cheddar cheese whe y, Biotechnol. Prog,16, 1091-1097.
[15 ] Tarleton. E. S, Wakeman. R. J., (2007), Solid/Liquid separation: Equipment
selection and process design, Butterworth –Heinemann is a imprint of Elsevier.
[16 ] Wibo wo. S., Velazque z. G., Savant. V., Torres, J.A., (2005), Surimi wash water
treament for protein recorvery: efect of chitosan-alginate complex
concentraction and treament time on protein adsorption, Bioresource
Tecnology, 96, 665- 671.
[17] Zeng, D., Wu, J., Kennyday, J, F., (2008),Application of a chitosan flocculant
to water treame nt, Carbohydrate polymers, 71, 135- 139