Luận Văn Thử nghiệm sản xuất olygochitosan và sử dụng olygochitosan trong bảo quản cá nục nguyên liệu

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Thử nghiệm sản xuất olygochitosan và sử dụng olygochitosan trong bảo quản cá nục nguyên liệu


MỤC LỤC
LỜI MỞĐẦU . 1
CHƯƠNG I:TỔNG QUAN 3
1.1 Tổng quan vềChitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide 3
1.1.1 Cấu tạo và tính chất của Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide 3
1.1.1.1 Chitin . 3
1.1.1.2 Chitosan . 5
1.1.1.3 Chitosan oligosacchride (COS) . 7
1.1.2 Ứng dụng của Chitin-Chitosan và Oligochitosan 8
1.1.2.1 Trong nông nghiệp . 8
1.1.2.2 Trong Y học . 9
1.1.2.3 Trong công nghiệp . 11
1.1.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất Chitin –Chitosan –Oligoglucozamin . 15
1.1.3.1 Tình hình nghiên cứu ởngoài nước 15
1.1.3.2 Tình hình nghiên cứu ởtrong nước . 17
1.2 Tổng quan vềthủy sản Việt Nam 20
1.3 Tổng quan vềcá nục . 21
1.4 Tổng quan vềphương pháp bảo quản lạnh 23
Chương II: Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu . 26
2.1 Nguyên vật liệu 26
2.2 Phương pháp nghiên cứu 27
2.2.1 Các phương pháp phân tích 27
2.2.2 Phương pháp bốtrí thí nghiệm . 27
2.2.2.1 Quy trình dựkiến sản xuất Oligochitosan . 27
2.2.2.2 Bốtrí thí nghiệm xác định nồng độCOS đến khảnăng giữtươi cho cá. . 29
2.3 Thiết bịvà hóa chất sửdụng trong nghiên cứu 30
2.4 Phương pháp xửlý sốliệu 30
CHƯƠNG III: KẾT QUẢNGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31
3.1 Thửnghiệm sản xuất oligochitosan theo quy trình dựkiến . 31
3.1.1 Xác định loại acid sửdụng . 31
3.1.2 Đềxuất quy trình sản xuất thực tế. . 32
3.2 Tính toán sơ bộchi phí nguyên vật liệu. . 34
3.3 Thử nghiệm ứng dụng oligochitosan để bảo quản cá nục . 35
3.3.1 Ảnh hưởng của nồng độCOS đến các chỉtiêu cảm quan của cá. 35
3.3.2 Ảnh hưởng của nồng độdung dịch Oligochitosan đến sựbiến đổi của đạm
bazơ bay hơi ( đạm thối NH
3
). . 36
iii
3.3.3 Ảnh hưởng của nồng độOligochitosan đến chỉtiêu vi sinh vật của nguyên
liệu cá trong quá trình bảo quản. 38
3.4 Đềxuất quy trình bảo quản cá nục nguyên liệu . 39
Chương IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀXUẤT Ý KIẾN . 41
4.1 Kết luận . 41
4.2 Đềxuất ý kiến . 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 42
iv
DANH MỤC CHỮVIẾT TẮT
COS Oligochitosan
XK Xuất khẩu
VASEP Hiệp hội Chếbiến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam
ASEAN Hiệp hội các quốc gia Đông Nam Á
EU Liên minh Châu Âu
TF Thủy phân
v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của cá Nục Gai 23
Bảng 3.1: Trạng thái chitosan dưới tác động của các chếđộthủy phân khác nhau . 31
Bảng 3.2: Chi phí nguyên vật liệu cho 100g Oligochitosan. . 34
Bảng 3.3: Sơ bộtính toán chi phí nguyên vật liệu cho 100g Oligochitosan 34
Bảng 3.4: Bảng điểm tổng hợp đánh giá cảm quan của các kiểm nghiệm viên đã có
trọng lượng. . 35
vi
DANH MỤC HÌNH VÀ ĐỒTHỊ
Hình 1.1: Cấu tạo Chitin . 3
Hình 1.2: Cấu tạoChitiosan 5
Hình 1.3: Sơ đồquá trình biến đổi chitin thành Chitosan . 6
Hình 1.4: Công thức cấu tạo của Oligochitosan . 7
Hình 1.5: Cá Nục (Round scad) 22
Hình 3.1: Đồthịbiểu diễn ảnh hưởng của nồng độdung dịch Chitosan
Oligosaccharie đến chất lượng cảmquan của cá ởnhiệt độ0 ư 4
o
C. 35
Hình 3.2: Đồthịbiểu diễn ảnh hưởng của các nồng độdung dịch COS đến hàm
lượng NH
3
ởnhiệt độ0
o
C ư4
o
C. 37
Hình 3.3: Đồthịbiểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độCOS đến tổng sốvi sinh vật
hiếu khí trên bềmặt. 38
1
LỜI MỞ ĐẦU
Những năm gần đây xuất khẩu các mặt hàng thủy sản nước ta ngày càng phát
triển, đóng vai trò quan trọng trong tổng kim ngạch xuất khẩu Việt Nam. Tuy nhiên,
lượngphếliệu thủy sản thải ra từcác nhà máy rất lớn lên tới 70.000 tấn/năm
(2011). Nếu không có biện pháp xửlý thích hợp sẽgây ra ô nhiễm môi trường
nghiêm trọng. Vì vậy, những yêu cầuxửlý phếliệu thủy sản đông lạnh mà chủyếu
là vỏtôm, cua, ghẹđang ngày càng trởnên cấp bách. Đây là nguồn nguyên liệu chủ
yếu đểsản xuất Chitin, Chitosan và Oligochitosan(COS). Do vậy, việc nghiên cứu
và phát triển sản xuất Chitosan và COS là rất quan trọng đểnâng cao giá trịsửdụng
phếliệu này và làm sạch môi trường.
Chitosan là một polysaccharide có nguồn gốc từvỏtôm, cua, ghẹ. Đặc tính
của Chitosan là không tan trong nước, có thểhòa tan trong acid nhẹvà có khảnăng
kháng khuẩn cao. Hiện nay, Chitosan đã được ứng dụng khá rộng trong các ngành
như: y dược, nông nghiệp và nhiều ngành công nghiệp khác. Tuy vậy, tiềm năng
lớn của nó ta vẫn cần nghiên cứu và khai thác sâu hơn, rộng hơn.
Đểmởrộng phạm vi ứng dụng trong ngành Công nghệThực phẩm nói
chung và trong việc bảo quản thực phẩm nói riêng, cô Trần ThịLuyến đã nghiên
cứu thủy phân Chitosan thành Oligochitosan(COS)-một loại Oligosaccharid có đặc
tính gần giống Chitosan thậm chí có nhiều đặc tính ưu việt hơn như khảnăng kháng
khuẩn tốt hơn nhưng lại dễsửdụng hơn do đặc tính hòa tan trong nước. Do đó, các
nhà khoa học cho rằng khảnăng ứng dụng của COS trong lĩnh vực sản xuất đời
sống sẽđược mởrộng hơn. Với tình hình hiện nay, các hóa chất bảo quản thực
phẩm như hàn the, Urea . bịcấmsửdụng trong lĩnh vực xuất khẩu thủy sản, thì đây
là một con đường mới đểchúng ta nghiên cứu và áp dụng trong thực tếsản xuất.
Tuy vậy, hiện nay các công trình nghiên cứu ứng dụng Oligochitosan trong các lĩnh
vực của đời sống còn rất ít.Chính vì thế, tôi tiến hành thực hiện đềtài: “ Thử
nghiệm sản xuất olygochitosan và sửdụng olygochitosan trong bảo quản cá nục
2
nguyên liệu”. Với mục tiêu đánh giá khảnăng ảnh hưởng của COS đến độtươi của
Cá trong thời gian bảo quản Cá theo phương pháp bảo quản lạnh.
Nội dung của luận văn: luận văn nghiên cứu một sốnội dung sau
1) Thửnghiệm sản xuất Oligochitosan;
2) Thửnghiệm sửdụng Oligochitosan trong bảo quản cá nục nguyên liệu;
3) Đềxuất quy trình bảo quản cá nục nguyên liệu bằng oligochitosan;
Ý nghĩa khoa học và thực tếcủa luận văn
Sựthành công của đềtài là sốliệu thực tếgóp phần khẳng định khả
năng kháng khuẩn của COS trong bảo quản cá sau thu hoạch. Các sốliệu thực
tếnày sẽgóp phần làm phong phú thêm kiến thức vềkhảnăng ứng dụng COS
trong lĩnh vực chếbiến thủy sản.
Và đồng thời nósẽlà cơ sởđểcác doanh nghiệp chếbiến thủy sản ứng dụng
Oligochitosanvào bảo quản đểkéo dài độtươi của Cá. Đáp ứng nhu cầu của doanh
nghiệp không bịgián đoạn trong thời gian không đúng mùa vụđánh bắt Cá.
3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide
1.1.1 Cấu tạo và tính chất của Chitin, Chitosan và Chitosan olygosacharide
1.1.1.1 Chitin
Chitin là một polymer phổbiến trong thiên nhiên, sau cellulose, chúng được
tạo ra trung bình 20g trong 1 năm/1m
2
bềmặt trái đất. Trong thiên nhiên chitin tồn
tại ởcảđộng vật và thực vật.
Trong giới động vật chitin là một thành phần cấu trúc qua trọng của vỏmột
sốđộng vật không xương sống như: côn trùng, nhuyễn thể, giáp xát và giun tròn.
Trong giới thực vật chitin có ởthành tếbào của nấm Zygemycethersvà một sốtảo
chlorophiceae.
Trong động vật thủy sản đặc biệt là trong vỏtôm, cua, ghẹlà nguồn nguyên
liệu tiềm năng sản xuất chitin, từđó sản xuất các sản phẩm khác từchúng.
Chitin có cấu trúc polimer tuyến tính từcác đơn vị N-acetyl-β-D Glucozamin
nối với nhau nhờcấu trúc β-1,4 Glucozit.
Công thức cấu tạo:
Hình 1.1: Cấu tạo Chitin[10]
Công thức phân tử: [ C
8H13O5
]
n
Trong đó: thay đổi tùy thuộc vào loại nguyên liệu
- Ởtôm Thẻ: n=400ư500
- Ởtôm Hùm: n= 700ư800
- ỞCua: n= 500ư600
4
Phân tửlượng: M
chitin
= (203,09)
n
Chitin có màu trắng, cũng giống cellulose, chitin có tính kỵnước cao (đặc
biệt đối với α-chitin) và không tan trong nước, trong kiềm, trong acid loãng và các
dung môi hữu cơ như ête, rượu. Tính không tan của chitin là do chitin có cấu trúc
chặt chẽ, có liên kết trong và liên phân tửmạnh thông qua các nhóm hydroxyl và
acetamide. Tuy nhiên, cần lưu ý là β-chitin, không giống như α-chitin, có tính
trương nởvới nước cao.
- Chitin hòa tanđược trong dung dịch acid đậm đặc như HCl, H
3PO
4
và
dimethylacetamide chứa 5% lithium chloride.
-Chitin tựnhiên có độdeacetyl dao động trong khoảng từ8-12%, phân tử
lượng trung bình lớn hơn 1 triệu dalton. Tuy nhiên, chitin chiết rút từvi sinh vật thì
có phân tửlượng thấp, chỉkhoảng vài chục ngàn dalton. Khi đun nóng chitin trong
dung dịch NaOH đặc thì chitin bịkhửmất gốc acetyl tạo thành chitosan.
-Khi đun nóng chitin trong dung dịch HCl đặc thì chitin sẽbịthủy phân tạo
thành các phân tửglucosamin có hoạt tính sinh học cao.
Chitin tương đối ổn định với các chất oxy hóa khử, như thuốc tím (KMnO
4
),
oxy già (H
2O2
), nước Javen (NaClO) hay Ca(ClO)
2
.lợi dụng tính chất này người ta
sửdụng các chất oxy hóa trên đểkhửmàu cho Chitin.
Chitin khó tan trong thuốc thửSchweizel Sapranora. Điều này có thểdo
nhóm acetamit (-NHCOCH3
) ngăn cản sựtạo thành các phức chất cần thiết.
Khi đun nóng trong acid HCl đậm đặc thì Chitin sẽbịthủy phân hoàn toàn
tạothành 88,5% D-Glucosamin và 21,5% acid acetic, quá trình thủy phân xảy ra ở
mối nối Glucozit, sau đó là sựloại bỏnhóm acetyl (-CO-CH3
).
(C
32H54N4O21
)
x+ 2(H
2O)
x (C
28H50N4O19
)
x+ 2(CH
3
-COOH)x
Khi đun nóng Chitin trong dung dịch NaOH đậm đặc thì Chitin sẽbịmất gốc
acetyl tạo thành Chitosan.
Chitin + n NaOH (đậm đặc)
Chitosan + n CH
3
COONa
Chitin có khảnăng hấp thụhồng ngoại ởbước sóng: λ= 884ư890µm.[4]


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Ngọc Anh, Trần ThịLuyến (2005). Nghiên cứu sản xuất
oligoglucosamine và khảnăng ức chếvi sinh vật của nó. Luận văn tốt nghiệp-ĐHNT.
2. Nguyễn Trọng Cẩn (chủbiên), ĐỗMinh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn (2006).
Công nghệchếbiếnthực phẩm thủy sản tập I - Nguyên liệu chếbiến thủy sản.
NXB Nông nghiệp.
3. Đặng Văn Hợp (chủbiên), ĐỗMinh Phụng, Nguyễn Thuần Anh, Vũ Ngọc Bội
(2010). Phân tích kiểm nghiệm thực phẩm thủy sản. NXB Khoa học và kỹ
thuật.
4. Trần ThịLuyến (chủbiên), ĐỗMinh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn (2006). Sản
xuất các chếphẩm kỹthuật và y dược từphếliệu thủy sản. NXB Nông nghiệp.
5. Trần ThịLuyến (số2-1995). Nghiên cứu sản xuất chitosan từvỏtôm sú bằng
phương pháp hóa học với một sốcông đoạn xửlý kiềm. Tạp chí khoa học và
công nghệthủy sản, trường đại học Nha Trang.
6. ĐỗHải Lưu (2009). Nghiên cứu ảnh hưởng của Chitosan, Oligochitosanđến
một sốvi sinh vật gây bệnh trên cá bảo quản bằng nước đá và đềxuất công
nghệbảo quản sau thu hoạch. Luận văn thạc sỹ-ĐHNT.
7. Nguyễn ThịHoàng Phượng (2008). Nghiên cứu bảo quản cá sơn thóc bằng
phương pháp sinh học. Luận án tốt nghiệp-ĐHNT.
8. Trang Sĩ Trung, Trần ThịLuyến, Nguyễn Anh Tuấn, Nguyễn ThịHoàng
Phượng (2010). Chitin –Chitosan từphếliệu thủy sản và ứng dụng. NXB
Nông nghiệp.
9. http://edu.go.vn/e-tap-chi/tin/9/90/6446/chitosan-tong-quan,-nghien-cuu,-ung-dung.html
10. http://duoclieu.net/Dlieuhoc/chuong2.html
11. http://www.greenfeed.com.vn/NewsDetail.aspx?parent=204&cat=204&id=525
43
12. http://www.phanviendetmay.org.vn/vn/index.php?option=com_content&view=
article&id=260%3A4-thang-u-nm-2012-xut-khu-c-t-334-t-usd&catid=49%3Axut-khu-nhp-khu&Itemid=92