Thạc Sĩ Nghiên cứu thuỷ phân chitin, chitosan bằng enzyme hemicellulase và ứng dụng sản phẩm thủy phân vào b

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Nghiên cứu thuỷ phân chitin, chitosan bằng enzyme hemicellulase và ứng dụng sản phẩm thủy phân vào bảo quản sữa tươi nguyên liệu

MỤC LỤC
Bảng các chữ viết tắt trong luận văn
Danh mục các biểu bảng
Danh mục các sơ đồ -hình –đồ thị
MỞ ĐẦU ---------------------------------------------------------------------------
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN----------------------------------------------------
1.1. Tổng quanvề chitin --------------------------------------------------------
1.2. Tổng quan về chitosan -----------------------------------------------------
1.3. Tổng quan về COS ----------------------------------------------------------
1.4. Ứng dụng của chitin-chitosan-COS -------------------------------------
1.5. Tình hình nghiên cứu sản xuất chitin-chitosan-COS ----------------
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ----------------------------------------
1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ----------------------------------------
1.6. Tổng quan về enzyme ------------------------------------------------------
1.6.1. Giới thiệu chung về enzyme ----------------------------------------------
1.6.2. Một số nghiên cứu và ứng dụng của enzyme hemicellulase ---------
1.6.2.1. Một số nghiên cứu về enzyme hemicellulase ------------------------
1.6.2.2. Ứng dụng của enzyme hemicellulase ---------------------------------
1.7. Tổng quan về sữa bò--------------------------------------------------------
1.8. TỔNG QUAN VỀ OXY HÓA CHẤT BÉO
CHƯƠNG II: VẬT LIỆUVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ------
2.1. Vật liệunghiên cứu ---------------------------------------------------------
2.2. Phương pháp nghiên cứu --------------------------------------------------
2.2.1. Phương pháp phân tích ----------------------------------------------------
2.2.2. Bố trí thí nghiệm -----------------------------------------------------------
2.2.2.1. Quy trình dự kiến thủy phân chitin, chitosan bằng enzyme --------
2.2.2.2. Bố trí thí nghiệmxác định các thống số của quy trình --------------
2.2.2.3. Quy trình dự kiến cho quá trình bảo quản sữa bò -------------------
2.2.3. Thiết bị, dụng cụ, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu ----------------
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu ------------------------------------------------
CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. XÁC Đ ỊNH CÁC THÔNG SỐ THỦY PHÂN CHI TIN CHITOSAN
3.1.1. Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đếnquátrình thủy phân
3.1.2. Xác định ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quátrình thủy phân
3.1.3. Xác định ảnh hưởng của pH đếnquátrình thủy phân
3.1.4. Xác định ảnh hưởng thời gianquátrình thủy phân.
3.2. QUY TR ÌNH HOÀN THIỆN CHO QU ÁTRÌNH THỦY PHÂN
CHITIN, CHITOSAN BẰNG ENZYME HEMICELLULASE
3.2.1. Sơ đồ quy trình
3.2.2.Giải thích quy trình:
3.3. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ COS THÍCH HỢP BẢO QUẢN SỮA BÒ
TƯƠINGUYÊN LIỆU
3.3.1. Chất lượng cảm quan của sữa bòtươinguyên liệu
3.3.2. Chọn nồng độ COS thích hợp bảo quản sữa bò tươi nguyên liệu
3.3.2.1. Xác định lượng vi sinh vật ban đầu và lượng vi sinh vật sau 24giờ,
48giờ bảo quản ở nhiệt độ 6-8 0C.
3.3.2.2. Ảnh hưởng nồng độ COSđến sự biến đổi TPC trong bảo quản sữa
bò ở nhiệt độ 6-8 0C
3.3.2.3. Ảnh hưởng nồng độ COS đến sự biến đổi Coliformstrong b ảo
quản sữa bò ở nhiệt độ 6-8 0C.
3.3.2.4. Ảnh hưởng nồng độ COS đến sự biến đổi S.aureustrong bảo quản
sữa bò tươi nguyên liệu ở nhiệt độ 6-8 0C
3.3.2.5. Ảnh hưởng nồng độ COSđến ĐCQ-chung của sữa bò
3.3.2.6. Ảnh hưởng nồng độ COSđến chỉ số peroxyt của váng sữa
3.4. TÍNH TOÁN SƠ BỘ GIÁ THÀNH SẢN PHẨM.
3.4.1. T ính to án sơ b ộ chi ph ís ản xuất chiti -COSb ằng enzyme
hemicellulase.
3.4.2. T ính to án sơ b ộ chi ph ís ản xuất chito -COSb ằng enzyme
hemicellulase.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
TÀI LIỆU THAM KHẢO
CÁC PHỤ LỤC


MỞ ĐẦU
Chitin (poly-N-acetylglucosamin) là m ột polymer sinh học có nhiều t rong
cấu trúc khớp, sụn của các độngvật bậc thấp, trong thành phần tế bào một số vi sinh
vật như nấm mốc, nấm men, vi khuẩn, . v à trong lớp vỏ của các lo ài giáp xác như
tôm, cua, ốc, hến, .Quá tr ình thu nh ận, tách chiết chitin, chitosa n (poly -glucosamin), COS và glucosamin được ứng dụng trong nhiều ng ành công nghi ệp,
thực phẩm, nông nghiệp, y –dược và bảo vệmôi trường như các chất đông tụ, điều
chỉnh v à kiểm soát pH, chất l àm dai gi ấy viết, thuốc chữa x ương khớp, da nhân
tạo, [9, 13]. Ở Việt Nam, ch itin v à chitosan đ ã được nghiên cứu và sản xuất quy
mô pilot từ phế liệu của ng ành chế biến thủy sản v à được ứng dụng làm chất kháng
khuẩn trong nông nghiệp, l àm thuốc chữa bỏng v à chất làm dai trong s ản xuất gi ò
chả thay thế hàn the độc hại [50].
Chitin không có khả năng hoà tan trong nước vì v ậy việc sử dụng chúng rất
hạn chế. Chitin phần lớn dùng làm nguyên liệu để sản xuất chitosan. Chitosan là sản
phẩm được deacetyl từ chitin. Mặc d ù chitosan có tính ho ạt động sinh học mạnh
nhưng cơ thể hấp thụ kém v à không có kh ả năng hòa tan trong nướcvì khối lượng
phân tử lớn nên hạn chế sử dụng trong một số ứng dụng lớn.Một hướng nghiên cứu
mới hiện nay trong lĩnh vực chi tin, chitosan l à s ản xuất COShòa tan t ừ chitin,
chitosan được chiết suất từ vỏ tôm, cua, ghẹ trong ng ành thủy sản nhằm mở rộng
phạm vi ứng dụng của COSvà góp ph ần hạn chế hiện trạng ô nhiễm môi trường
trong ngành thủy sản nước ta hiện nay.
Từ tính cấp thiết tr ên tôi đ ã ch ọn đề t ài: “Nghiên c ứu thuỷ phân chitin 
chitosan bằng enzyme hemicellulase v à ứng dụng sản phẩm th ủy phân v ào bảo
quản sữa tươi nguyên liệu”.
Nội dung của đề tài:
-Nghiên cứu các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân chitinchitosan
bằng enzyme hemicellulase.
-7--Nghiên cứu nồng độ COS thích hợp dùng bảo quản sữa tươi nguyên liệu.
Tính khoa học của đề tài:
Luận văn đ ã đưa ra đư ợc các thông s ố thích hợp thủyphân chitin, chitosan
bằng enzyme hemicellulasevà sản phẩm thu được là COS. Đây là một chất có hoạt
tính sinh học, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Luận văn cũng đưa ra được nồng độ COS thích hợp d ùng bảo quản sữa t ươi
nguyên liệu.
Tính thực tiễn của đề tài
Kết quả của luận văn góp phần giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường hiện
nay trong ngành ch ế biến thủy sản Việt Nam. Mở r a một h ướng mới trong công
nghệ sản xuất COS từ enzyme v à trong công ngh ệ bảo quản sữa t ươi nguyên liệu.
Ngoài racác số liệu của luận văn còn cung cấp thêm các thông s ố khoa học để bổ
sung vào cáctài li ệu phục vụ giảng dạy và là cơ s ở cho các công trình nghiên c ứu
sản xuất và ứng dụng COStiếp theo.
-8-CHƯƠNG I
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUANVỀ CHITIN
Chitin là một polymer sinh h ọc rất phổ biến trong tự nhi ên, ch ỉ đứng sau
cellulose, chúng được tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m
2
bề mặt trái đất. Trong
tự nhiên chitin tồn tại cả ở động vật, thực vật.
Đối với cơ thể động vật, chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng của vỏ
một số động vật không x ương sống như: côn trùng, nhuy ễn thể, giáp xác v à giun
tròn. Trong th ế giới thực vật c hitin có ở thành tế bào của một số nấm v à tảo như:
nấm Zygemycether, một số tảo Chlorophiceae, nấm bất to àn(Fugiimperfecti), tảo
khuẩn (Phycomycetes), .
Trong động vật thủysản đặc biệt trong vỏ tôm, cua, ghẹ v à xương m ực hàm
lượng chitin chiếm tỷ lệ cao, từ 14 –35% so v ới trọng lượng khô. Vì v ậy vỏ tôm,
cua, ghẹ, xương m ực là ngu ồn nguyên liệu tiềm năng sản xuất chitin v à các s ản
phẩmtừ chúng.
Chitin làpolysaccharide chứa đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn.
Cấu trúc của ch itin là m ột tập hợp các phân tử liê n k ết với nhau bởi các cầu nối
glucozitvà hình thành m ột mạng các sợi có tổ chức. Ch itin rất hiếm tồn tại ở trạng
thái tự do, hầu như luônliên k ết bởi các cầu nối đẳng trị vớ i protein, CaCO
3
và các
hợp chất hữu cơ khác trong vỏ tôm, vỏ cua, vỏ ghẹ.



TÀI LIỆU THAM KHẢO
A. PHẦN TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Trọng Bách (2004)  “Nghiên cứu sản xuấ t màng b ảo quản thực
phẩm từ chitosan phối hợp phụ liệu”Luận văn Thạc sĩ.
2. Phạm Văn Sổ, Bùi Thị Như Thuận (1991). Kiểm nghiệm lương thực, thực
phẩm –Khoa Hoá học Thực phẩm Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
3. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến
(1998). Công nghệ enzyme. Nhà xuất bản Nông nghiệp Tp. HCM
4. Nguyễn Hữu Chấn (1983). Enzime v à xúc tác sinh h ọc. Nhà xuất b ản Y
học, Hà Nội.
5. Nguyễn Anh Dũng (2001), “Nghi ên cứu chế tạo vật liệu cố định en zyme
từ các polyme sinh học bằng kỹ thuật bức xạ kết hợp với kỹ th uật sinh hóa học”,
Luận văn Tiến sĩ sinh học.
6. Nguyễn Lân Dũng, Phạm Thị Trân Châ u, Nguyễn Thanh Hiền , Lê Đ ình
Lương, Đoàn Xuân Mượu, Phạm Văn Ty (1978). Một số ph ương pháp nghiên c ứu
vi sinh vật -tập III, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
7. Nguyễn Thị Hiền (2003), Vi sinh vậ t nhiễm tạp trong l ương thực –thực
phẩm. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
8. Trần Thái Hòa(số 27- 2005). “Nghiên cứu các yếu tố ảnh h ưởng đến quá
trình deacetyl và c ắt mạch chitin để điều chế Glu cosamine”. Tạp chí khoa họcĐại
học Huế.
9. Hoàng Đình Hòa, Đinh Sỹ Minh Lăng, Đỗ Thị Thủy L ê, Nguyễn Thị Hoài
Trâm (tập 45-số1-2007). “Nghiên cứu khả năng tổng hợp v à tách chiết các hợp chất
chitin từ sinh khối nấm sợi”. Tạp chí khoa học và công nghệ.
10. Ngô Tuấn Kỳ (1988). Enzyme v à đời sống, NXB Khoa học v à Kỹ thuật,
Hà Nội.
-75-11. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng, N guyễn Anh Tuấn, S ản xuất các chế
phẩm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thủy sản. Nhà xuất bản Nông nghiệp.
12. Trần Thị Luyến (số 2 –1995). “Nghiên c ứu sản xuất c hitosan từ vỏ tôm
sú bằng phương pháp hóa học với một công đoạn xử lý kiềm”. Tạp chí Khoa học và
Công nghệ thủy sảnTrường Đại học Thủy sản.
13.Trần Thị Luyến -Đỗ Minh Phụng(1996). Công nghệ chế biến một số sản
phẩm dùng trong công nghiệp và dược phẩmTrường Đại học Thủy sản.
14. Trần Thị Luyến(2004).Báo cáo tổng kết dự án sản x uất thử nghiệm cấp
Bộ sản xuất chitin –chitosan từ phế liệu chế biến thủy sản (vỏ tômvỏ ghẹ)Trường
Đại học Thủy sản Nha Trang.
15. Trần Thị Luyến(số 3 –2005). “Nghiên cứu khả năng làm giảm số lượng
vi sinh v ật trên bề mặt thịt b ò bao gói màng c hitosan phối trộn phụ liệu ”. Tạp chí
Khoa học công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Thuỷ sản.
16. Trần Thị Luyến (số 1 -2006). “Nghiên c ứu sử dụng olygoglucosamin từ
chitosan v ỏ tôm, vỏ ghẹ để thay thế NaNO
3
trong b ảo quản xúc xích g à surimi”.
Tạp chí Khoa học công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Thuỷ sản.
17. Tr ần Thị Luyến (số 1 -2005). “Nghiên c ứu biển đổi NiT ơ tổng số, độ
Deacetyl và độ nhớt của chitozan vỏ ghẹ tro ng quá tr ình x ử lý kiềm đặc”.Tạp chí
Khoa học công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Thuỷ sản.
18. Trần Thị Luyến (số 2 -2005). “Nghiên c ứu xác lập quy tr ình công ngh ệ
sản xuất chitozan từ vỏ ghẹ”. T ạp chí K hoa học công nghệ Thủy sản , Trư ờng Đại
học Thuỷ sản.
19. Tr ần Thị Luyến (số 1 -2003). “Nghiên c ứu sản xuất chitozan bằng
Enzyme papain”. Tạp chí Khoa học công nghệ Thủy sản, Trường Đại học Thuỷ sản.
20. Trần Thị Luyến (2007) “ Nghiên cứu sử dụng các hợp chất sinh học biển
trong công ngh ệ sau thu hoạch nông, thủy sản v à thay th ế các hợp chất độc trong
chế biến thực phẩm.”Báo cáo đề tài cấp Bộ.
-76-21.Trần Thị Luyến (2007) “ Nghi ên c ứu sản xuất CO S từ chitin -chitosan
bằng enzyme”. Báo cáo khoa học đề tài cấp trường.
22. Nguyễn Đức L ượng -Cao Cường (2003). Thí nghiệm hoá sin h học (tập
1). Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
23. Lê Văn Vi ệt Mẫn (2004). Công nghệ sản x uất các sản phẩ m từ sữa v à
thức uống -Tập 1, NXB Tp. HCM.
24. Phạm Minh (1997), Khái niệm sựoxy hoá dầu mỡ,Nxb. Khoa học và Kỹ
thuật, Hà Nội.
25. Nguyễn Văn Mùi (2001). Thực hành hoá sinh học, Nhà xuất bản Đại học
Quốc gia, Hà Nội.
26. Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2007) “ Nghiên cứu chiết xuất dầu dừa tinh
khiết bằng phương pháp enzym”. Luận án tiến sĩ sinh học.
27. Lương Đ ức Phẩm -Hồ Sưởng (1978). Vi sinh tổng hợp -Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
28. Đỗ Minh Phụng -Đặng Văn Hợp ( 1997)Phân tích ki ểm nghiệm sản
phẩm thủy sảnĐại học Thủy sản.
29. Lê Thị Liên Thanh –Lê Văn Hoàng (2005). Công ngh ệ chế biến sữa v à
các sản phẩm sữa. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
30. TS. Lâm Xuân Thanh (2003). Giáo trình Công nghệ chế biến sữa v à các
sản ph ẩm từ sữa. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
31. Nguyễn Mạnh Thân, Lại Đức Cận (198 3). Kỹ thuật s ơ chế bảo quản hạt
có dầu. Nhà xuất bản Nông nghiệp.
32. Nguyễn Văn Thoa, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Đỉnh (1982). Kỹ thuật
bảo quản và chế biến rau quả. NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
33. Trần Linh Thước (2002), Phương pháp phân tích vi sinh v ật trong nước,
thực phẩm và mỹ phẩm. Nhà xuất bản giáo dục.
34. Hà Duyên Tư (2000), K ỹ thuật phân tích cảm quan, Đại học Quốc gia, Hà Nội
35. Giá trị dinh dưỡng và phương pháp chế biến sữa. NXB Lao động –2006.
-77-36.Danh mục tiêu chuẩn vệ sinh đối với l ương thực, thực phẩm của Bộ Y tế
(Ban hành kèm theo quy ết định số 867/1998/QĐ –BYT c ủa Bộ Tr ưởng Bộ Y tế
ngày 04 tháng 04 năm 1998).
37. TCVN 7405:2004 –Sữa tươi nguyên liệu –Yêu cầu kỹ thuật –Hà Nội 2004.
B. PHẦN TIẾNG ANH
38. Chitin Handbook, R.A.A. Muzzarelliand M.G.Peter, eds., European
Chitin Society 1997.ISBN 88 –86889 –01 –1.
39. Letters in Applied Microbiology 2002, 34, 168 –172
40. Asso Pr. Dr Tran Thi Luyen (2007) “The researc hing results for
decreased ratio of total micro organisms on the surface of fo od preserved by
chitosan and chitoolygosaccharide (COS)”. Symposium on the efficient app lication
and preservationof marine biological resources in Nha Trang University.
41. MuzzarelliR.A.(1997)Depolymerisation of chitins and chitosans with
hemicellulaselysosyme papain and lipase In chitin Hankbook ed Muzzarelli 
R.A.and PetersM.GEuropean Chitin Societyp153.
42. Jeon et al. (2001) Carbohyd. P olym. Park et al.(2004) J. Microbial.
Biotechnol.
43. Jeon et al. (2001) J. Chitin, chitosan
44. Jeon et al. (2002) J. Microbial. Biotechnol.
45. Park et al.(2003) J. Agric.Food Chem.
46. Park et al.(2003) Cacbohyd. Polym. Je et al.(2004) Food Chem.Toxicol.
47. P. Pochanavanich and W. Suntornsuk –Fungal chitosan production an d
its characterization, Letters in Applied Microbiology (2002)17-21.
48. Pukyong national university in Korea
49. T. Wu, S. Zivanovic, F.A. Drau ghon, W . S. Conway, C. E. Sam s –
Physicochemical properties a nd bioactivity of fungal chiti n and chitosan, Agric
Food Chem (2005) 3888-3894.