Khóa luận tốt nghiệp_Nghiên cứu chế tạo chitosan từ vỏ tôm đạt một số tiêu chuẩn thương mại

Với mục đích tận dụng được lượng phế thải rắn là vỏ tôm trong ngành chếbiến thủy sản để sản xuất CTS có chú ý đến một số tiêu chuẩn thương mại, chúng tôi chọn và thực hiện đề tài “Nghiên

MỞ ĐẦU1.1. Lý do chọn đề tài

Chitosan (CTS) là polysacaric có nguồn gốc tự nhiên, được tách chiết từ vỏcác loài giáp xác như tôm, cua, ghẹ, CTS được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnhvực khác nhau Trong y dược, CTS được dùng để sản xuất glucosamin, một dượcchất dùng để chữa bệnh khớp đang phải nhập khẩu ở nước ta Trong công nghiệp,CTS được dùng để chế tạo nhiều sản phẩm có giá trị cao như: vải CTS dùng trong y

tế, vải chịu nhiệt, vải chống thấm Ngoài ra CTS còn dùng để sản xuất sơn chốngthấm và mốc Trong nông nghiệp, CTS được sử dụng để bảo quản quả, hạt giốngmang lại hiệu quả cao, dùng làm vacxin thực vật, thuốc kích thích sinh trưởng.Trong công nghệ in ấn, CTS được ứng dụng làm mực in cao cấp, tăng cường độbám dính của mực in Trong công nghệ môi trường, CTS được ứng dụng trong xử

lý nước thải công nghiệp Trong công nghệ sinh học, CTS được dùng làm chấtmang cố định enzyme và cố định tế bào Trong công nghệ thực phẩm, CTS được sửdụng để sản xuất ra màng mỏng để bao gói thực phẩm… [12]

Ở Việt Nam, giáp xác là nguồn nguyên liệu thủy sản dồi dào, chiếm mộtlượng lớn tổng sản lượng nguyên liệu thủy sản Hằng năm, các nhà máy chế biến đãthải bỏ một lượng lớn phế liệu giáp xác Chính vì vậy nguyên liệu ban đầu để sảnxuất CTS luôn sẵn có và rất rẻ

Với mục đích tận dụng được lượng phế thải rắn là vỏ tôm trong ngành chếbiến thủy sản để sản xuất CTS có chú ý đến một số tiêu chuẩn thương mại, chúng

tôi chọn và thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế tạo chitosan từ vỏ tôm đạt một số tiêu chuẩn thương mại” làm khóa luận tốt nghiệp.

1.2. Mục đích nghiên cứu

Chế tạo chitosan đạt một số tiêu chuẩn thương mại từ vỏ tôm

1.3. Đối tượng nghiên cứu

Chitin, CTS có trong vỏ tôm

1.4. Phạm vi nghiên cứu

Chế tạo chitosan từ vỏ tôm đạt một số tiêu chuẩn thương mại

1.5. Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết

- Nghiên cứu lấy mẫu

- Phương pháp sắc kí gel thấm qua (GPC)

- Phương pháp phổ hồng ngoại (IR)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Giới thiệu về chitin, chitosan

1.1.1. Giới thiệu về chitin

Chitin có tên khoa học là poly (2, 4) – 2 – acetamido – 2 – desoxy – β – D –glucose, còn có tên gọi khác là N – acetyl – D – glucose Chitin là mộtpolysaccharide được cấu tạo bởi các monosaccharide liên kết với nhau bằng cầu nối

β (1–4) glycosit

Trong tự nhiên chitin tồn tại trong cả động vật và thực vật Trong động vật,chitin là một thành phần cấu trúc quan trọng trong vỏ của một số động vật khôngxương sống như côn trùng, nhuyễn thể, giáp xác và giun tròn Trong động vật bậccao, monome của chitin là một thành phần chủ yếu trong tế bào da, nó giúp cho sựtái tạo và gắn liền các vết thương ở da Trong thực vật, chitin có ở thành tế bào nấm

họ zygenmyctes, các sinh khối nấm mốc, một số loại tảo Trong thủy sản đặc biệt

là tôm, cua, ghẹ hàm lượng chitin chiếm tỉ lệ khá cao, từ 17 – 36% về khối lượng[14]

Hình 1.1 Chitin và nguồn nguyên liệu sản xuất

1.1.2. Giới thiệu về chitosan

CTS có tên khoa học là poly (1, 4) – 2 – amino – 2 – deoxy – β – D –glucose Chitosan là sản phẩm deaxetyl hóa chitin Do quá trình đề axetyl xảy rakhông hoàn toàn nên người ta quy ước độ đề axetyl (ĐĐA) > 50% thì gọi làchitosan, còn ĐĐA < 50% thì gọi là chitin

1.2. Cấu tạo của chitin và chitosan

1.2.1. Cấu tạo của chitin

Công thức phân tử của chitin: (C8H13O5N)n

Phân tử khối: Mchitin = (203,09)n

OOH

OH

O

OOH

NHCOCH3

OOH

NHCOCH3

OOH

NHCOCH3

OOH

OOH

NHCOCH3

OOH

Chitin là polysaccharide thiên nhiên không nhánh, giống cellulose, có cấu trúc nhưsau:

Hình 1.2 Cấu tạo phân tử chitin

Cấu trúc hóa học của chitin rất giống của cellulose, chỉ khác là nhóm –OH ở

vị trí C2 trong mỗi đơn vị D – Glucose cellulose được thay bằng nhóm –NHCOCH3

ở chitin Một cách đơn giản, chúng ta có thể xem chitin là sản phẩm trùng ngưngcủa nhiều phân tử N – acetyl – D – glucosamine

Bằng phương pháp phổ nhiễu xạ tia X, người ta đã chứng minh được chitintồn tại được trong tự nhiên có cấu trúc tinh thể gồm 3 dạng: α, β và γ

- α – chitin: Các mắt xích được sắp xếp ngược chiều nhau đều đặn

- β – chitin: Các mắt xích được sắp xếp song song

- γ – chitin: Hai mắt xích song song rồi đến 1 mạch ngược chiều

Hình 1.3 Mô hình cấu trúc mạng tinh thể của chitin

Từ ,  – Chitin có thể chuyển hóa về dạng  – Chitin

Hình 1.4 Sự chuyển đổi các dạng chitin

Trong ba dạng tinh thể của chitin thì α – chitin có cấu trúc mạng tinh thể chặtchẽ nhất, có liên kết hydrogen giữa các mạch phân tử và giữa các lớp trong mạngtinh thể Ở β – chitin không có loại liên kết thứ hai này chính vì thế nó dễ bị trươngtrong nước và cũng dễ tham gia phản ứng hơn α – chitin [2]

1.2.2. Cấu tạo của chitosan

Công thức phân tử của CTS: [C6H11O4N]n

Phân tử khối: Mchitosan = (161,07)n

CTS là polymer sinh học tự phân hủy, có cấu tạo gồm các đơn vị

D – glucosamine và N – acetyl – D – glucosamine liên kết với nhau qua cầu nối

β (1–4) glycosit như hình 1.5

Hình 1.5 Công thức cấu tạo của chitosan

- Liên kết β – glycosit mỗi mắt xích lệch nhau một góc 1800 tạo lên mạch xoắn

- Tương tác Vander Wall (d = 0,3 – 0,6μm)

- Khi khoảng cách giữa các mắt xích quá nhỏ (0,3µm) giữa chúng xuất hiện liên kếthydro, do tương tác giữa nhóm –OH, –NH2 trong phân tử

Hình 1.5 mô tả cấu trúc CTS trên lý thuyết Thực tế, mạch phân tử CTS vẫntồn tại nhóm axetyl đan xen do sự deaxetyl hóa chưa hoàn toàn Do vậy, công thứccấu tạo chính xác của mạch CTS có thể biểu diễn như hình 1.6

Hình 1.6 Công thức cấu tạo chính xác của CTS

1.3. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý

1.3.1. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý của chitin

Trong thiên nhiên, trữ lượng của chitin chỉ đứng thứ hai sau cellulose Chitin

là thành phần chủ yếu trong vỏ của các loại vật chất “xương ngoài” như: cua, tôm,mực, nhện, bọ cạp và vỏ của các loại giáp xác, Chitin cũng được tìm thấy trongvách tế bào của một vài loài nấm hay của một số loài sinh vật khác

Trong tự nhiên, α – chitin là dạng chitin phổ biến nhất thường được tách ra

từ vỏ tôm, vỏ cua, β – chitin thường được tách ra từ mai mực ống còn γ – chitinhay gặp ở sợi kén của bọ cánh cứng, tăm mực So với α – chitin thì trữ lượng β –chitin ít hơn nhiều, còn γ – chitin thì rất ít Dạng β – chitin cũng có thể chuyển sangdạng α – chitin là nhờ quá trình axetyl hóa cho cấu trúc tinh thể bền vững hơn

Chitin là chất rắn, dạng bột xốp, rất nhẹ, hình vảy, có màu trắng hoặc vàngnhạt, không mùi, không vị, có khối lượng riêng là 100 – 200 kg/m3 và phân tửlượng trung bình là 1.105 ÷ 5.105

Chitin không tan trong nước, dung dịch kiềm, axit loãng, ancol và hầu hếtcác dung môi hữu cơ, chỉ tan trong axit vô cơ đặc như HCl, H2SO4, H3PO4 vàthường kèm theo sự giảm cấp Điều này được giải thích là do chitin có cấu trúc chặtchẽ, có liên kết phân tử mạnh thông qua các nhóm hydroxyl và acetamide

Chitin tan trong một số dung môi hữu cơ có chứa clorua liti như:

N, N – dimetylacetamid (DMAc) chứa 5% LiCl, N – etyl pyrrolydon – LiCl, Khảnăng hòa tan của chitin trong DMAc – LiCl phụ thuộc vào độ deacetyl của mẫu,khả năng này giảm khi độ deaxetyl hóa tăng lên Chitin cũng có thể bị phân tántrong dung dịch chiocyanat liti đặc nóng và được tái kết tủa bằng sự pha loãng vớinước, ancol hoặc aceton Cấu trúc cứng của chitin sẽ bị phá hủy một cách từ từ do

sự hình thành phức giữa ion canxi và nhóm acetamid ở vị trí C2 của N – acetyl

glucosamin, làm cho hệ dung môi bao gồm CaCl2.2H2O – MeOH trở thành hệdung môi khá tốt cho việc hòa tan chitin

Khác với cellulose, chitin tan chậm trong dung dịch hypochloride ở nhiệt độphòng, nhưng không tan trong dung dịch Scheweitzer [Cu(NH3)4](OH)2 Chitin tantrong dung dịch của natri trong amoniac lỏng để cho ra hợp chất đơn natri

Tính tan của chitin ảnh hưởng đáng kể đến khả năng ứng dụng của nó Do

đó, nghiên cứu biến tính chitin tạo ra các dẫn xuất khác nhau có khả năng hòa tantrong các dung môi thông thường gần đây được tập trung chú ý nhằm nâng cao hiệuquả sử dụng của loại polysaccharide thiên nhiên quý giá này

1.3.2. Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lý của CTS

CTS có cấu trúc tinh thể không đổi so với cấu trúc của chitin CTS là chấtrắn xốp nhẹ, hình vảy, tồn tại dạng bột hoặc dạng vảy có thể xay nhỏ với kích thướckhác nhau, màu trắng ngà hoặc màu vàng nhạt được thể hiện ở hình 1.7

Hình 1.7 Hình dạng và màu sắc của CTS

CTS do có nhóm –NH2 tự do nên không tan trong nước nhưng tan dễ dàngtrong các dung môi hữu cơ như axit formic, axit axetic, axit propionic, axit citric,axit lactic, khi đó nhóm amin tự do bắt đầu hình thành nhóm –NH3+ [16] Nhờ đặctính này mà CTS có giá trị ứng dụng và giá trị thương mại cao hơn chitin vì có thểchế tạo thành nhiều dạng khác nhau như màng mỏng, sợi, bột

CTS có khả năng tạo màng rất tốt Ngoài ra CTS cũng có một số tính chấtkhác như khả năng hút nước, khả năng hấp phụ chất màu, kim loại, khả năng kếtdính với chất béo, kháng khuẩn, kháng nấm Các tính chất này của CTS phụ thuộcrất lớn vào khối lượng phân tử (KLPT) và độ đề axetyl (ĐĐA) ĐĐA là một thông

số quan trọng, đặc trưng cho tỷ lệ giữa 2 – acetamido – 2 – deoxy – D –glucopyranose với 2 – amino – 2 – deoxy – D – glucopyranose trong phân tử chitin

và chitosan ĐĐA của chitosan nằm trong khoảng 56% – 99% CTS có ĐĐA cao thì

có khả năng hấp thụ chất màu, tạo phức với kim loại tốt hơn [13], và khả năng

kháng khuẩn, kháng nấm cũng cao hơn Tuy nhiên, khả năng hút nước của CTS lạigiảm khi tăng ĐĐA [14].

Hơn nữa, CTS còn có khả năng chống oxy hóa, ngoài ĐĐA, KLPT khả năngnày còn phụ thuộc vào độ nhớt của CTS CTS có độ nhớt thấp thì khả năng chốngoxy hóa cao [13]

Bảng 1.1 Tính chất của chitosan ảnh hưởng bởi ĐĐA [14]

1.4.1. Tính chất hóa học của chitin

Chitin có tính chất của ancol, amin và amit vì trong phân tử có các nhómchức –OH, –NHCOCH3 trong các mắt xích N – axetyl – D – glucosamine vànhóm –OH, –NH2 trong các mắt xích D – glucosamine Phản ứng hóa học có thểxảy ra ở vị trí nhóm chức tạo ra dẫn xuất thế O-; dẫn xuất thế N-; hoặc dẫn xuất thế

Chitin, CTS phản ứng với dung dịch I2/KI cho màu nâu, khi có mặt axit

H2SO4 thì chuyển thành đỏ tím, do các liên kết β (1–4) glycosit gây ra Đây là phảnứng đặc trưng của chitin, CTS

Phản ứng này không xảy ra đối với các polysaccaric có số phân tử đườngnhỏ hơn 6 nên được dùng để định tính chitin, chitosan và dùng để kiểm traglucosamine

Chit

-CH2OH-OH-NHCOCH3

b Phản ứng deaxetyl hóa chuyển chitin thành chitosan

Phản ứng deaxetyl hóa chitin là phản ứng tách nhóm axetyl ra khỏi nhómchức (–NHCOCH3), được thực hiện trong dung dịch NaOH 40 ÷ 60% ở nhiệt độ 90

÷ 1000C và trong khoảng thời gian từ 3 ÷ 5 giờ

Thực chất phản ứng trên là phản ứng thuỷ phân trong môi trường kiềm Cácyếu tố ảnh hưởng đến phản ứng là: nồng độ, nhiệt độ và thời gian

c Phản ứng cắt mạch

Phản ứng cắt mạch là quá trình làm đứt liên kết β (1–4) glycosit gồm cácphương pháp cắt mạch chủ yếu sau:

- Cắt mạch bằng các enzym như chitosanase, papain

- Cắt mạch bằng tác nhân hóa học: H2O2, các peraxit, HCl, NaNO2/H+

- Cắt mạch bằng chiếu xạ: gamma Co–60, siêu âm, chùm electron

d Các phản ứng tạo dẫn xuất

Tùy thuộc tác nhân phản ứng vào nhóm chức –NH2, –OH hay cả 2 nhómchức để tạo dẫn xuất khác nhau:

- Phản ứng vào nhóm chức –OH

Đối với chitin, phản ứng thường xảy ra với các nhóm –OH vì nhóm –

NHCOCH3 tương đối kém hoạt động

Chit  → H + Chit

-CH2OCOR-OCOR+ 2RCOOH-NHCOCH3

-CH2OCH2COOH-OCH2COOH + 2HCl-NHCOCH3

O-Carboxymethyl chitin

ChitChit

-CH2OCH2COOH

-OCH2COOH + NaOHdd

-NHCOCH3

-CH2OCH2COOH-OCH2COOH + CH3COONa-NH2

O-Carboxymethyl chitosan

Phản ứng deaxetyl hóa sản phẩm mới hình thành với dung dịch NaOH

Chitin kiềm tham gia phản ứng hydroxyethyl hóa tạo dẫn xuất hydroxyethylchitin

Chit – NH2 + HOOC – CH3 → Chit – NH3 + CH3COO

Chit – NH2 + Cl – CH2 – COOH → Chit – NH – CH2COOH + HCl

- Phản ứng thủy phân: Trong axit clohydric đậm đặc, ở nhiệt độ cao gây cắt

mạch thu được glucosamin Quá trình thủy phân xảy ra đầu tiên ở cầu nốiglucoside, sau đó loại nhóm axetyl

(C32H54N4O21)x + 2(H2O)x → (C28H50N4O19)x + 2(CH3COOH)x

e Phản ứng este hóa:

Chitin tác dụng với axit nitric đậm đặc cho sản phẩm chitin nitrat

Chitin tác dụng với anhydrit sunfuric trong pyridin, dioxan và N, N – dimetylanilin cho sản phẩm chitin sunfonat

1.4.2. Tính chất hóa học của CTS

CTS là một polyme mà các monome được nối với nhau bởi các liên kết

β (1–4) glycosit Các liên kết này rất dễ bị cắt đứt bởi các chất hoá học như: axit,bazơ, tác nhân oxy hóa và các enzyme thủy phân Mỗi mắt xích phân tử của CTS có

3 loại nhóm chức có khả năng phản ứng để tạo ra các dẫn xuất khác nhau của CTS

Phản ứng với axit glyconic của nhóm –NH2

Chit – NH2 + OHC – COOH → Chit – N = CHCOOH + H2O

Phản ứng với halogen axit như axit monocloroaxetic tạo dẫn xuất

N – carboxylmethyl CTS theo phản ứng

Chit – NH2 + Cl – CH2COOH → Chit – NH – CH2 – COOH + HCl

Phản ứng với alhydride axit tạo dẫn xuất N-acyl CTS

Chit – NH2 + R – CO – O – CO – R → Chit – NH – COR + RCOOH

Phản ứng thế với halogen hydrocacbon tạo muối amoni bậc 4

Phản

Schiff với nhóm cacbonyl

- Nhóm amino tự do còn có thể tham gia phản ứng tạo bazơ Schiff với nhómcacbonyl, chẳng hạn với axit glyconic

Chit – NH2 + OHC – COOH →

Chit – N = CH – COOH + H2OChit – N = CH – COOH + Na+→

Phản ứng với axit đậm đặc tạo muối khó tan

Phản ứng với dung dịch I2/KI trong môi trường H2SO4 cho màu tím Đây làphản ứng dùng để định tính CTS

CTS là một polyme dùng an toàn cho người và có hoạt tính sinh học đa dạng.CTS được dùng để bảo quản đóng gói thức ăn, bảo quản hoa quả tươi vì nó tạomàng sinh học không độc CTS đã được đưa vào thành phần trong thức ăn: sữachua, bánh kẹo, nước ngọt, Các sản phẩm ăn kiêng có chứa CTS nhằm làm giảmcholesterol, lipit máu, giảm cân nặng, chống béo phì, dùng để tránh nguy cơ mắcbệnh tim mạch, tiểu đường, đã được Nhật Bản và một số nước sử dụng CTS đượcdùng làm sản phẩm thay thế hàn the CTS là chất phụ gia bảo quản tốt cho giò vàbánh cuốn ở nhiệt độ phòng và bảo quản đến 26 ngày ở nhiệt độ 8oC Nghiên cứucho thấy CTS là chất phụ gia có giá thành phù hợp và an toàn sức khỏe [12].

1.5.2 Trong nông nghiệp và thủy sản

Trong nông nghiệp, CTS được sử dụng để tăng cường hoạt động của các

vi sinh vật có lợi trong đất, bọc các hạt giống để kháng lại nấm bệnh trong đất,

cố định phân bón nhằm tăng khả năng nảy mầm của hạt, kích thích tăng trưởng

và tăng năng suất

Trong lĩnh vực thủy sản, CTS được bổ sung vào thức ăn cho tôm, cá để kíchthích sinh trưởng, tăng miễn dịch và cải thiện môi trường ao nuôi Ngoài ra, CTS cũngđược ứng dụng làm màng bao, làm chất kết dính để làm tăng độ ổn định của thức ăncho tôm Với CTS làm màng bao thức ăn thủy sản được sử dụng ở nồng độ thấp(khoảng 0,1%), nếu không thức ăn sẽ có vỏ cứng gây khó khăn cho động vật thủy sảnkhi ăn và chitosan này phải có ĐĐA cao để màng bao được ổn định hơn trong môitrường nước

1.5.3 Trong xử lý môi trường

CTS có thể tạo phức với nhiều kim loại nặng như đồng, chì, crom… nhờ áilực của các nhóm amin Tính chất của CTS ảnh hưởng lớn đến khả năng tạo phứcvới kim loại Khi ĐĐA càng tăng thì khả năng tạo phức sẽ tăng Vì vậy, CTS được

sử dụng như là nhóm tác nhân chính để xử lý nước thải

CTS còn được sử dụng làm tác nhân thu hồi protein trong ngành công nghiệpthực phẩm Phân tử CTS có khả năng hấp phụ, tạo cầu nối liên kết với các hạt keoprotein thành các phân tử có kích thước lớn hơn và lắng xuống Protein được thuhồi bằng CTS có thể được tận dụng làm thức ăn gia súc vì CTS an toàn và proteinthu được có chất lượng tốt, chứa đủ các axit amin cần thiết

1.5.4 Trong y học và công nghệ sinh học

CTS và dẫn xuất của nó được ứng dụng rộng rãi trong y học và công nghệsinh học nhờ các tính chất quan trọng như tương thích sinh học cao, tự phân hủysinh học, khả năng tạo màng, không độc, có khả năng làm lành vết thương, khángkhuẩn, kháng nấm,…

a)Glucosamine b) Băng cầm máu

Hình 1.8 Chitosan sử dụng trong y học

CTS được dùng làm chất tạo màng, tạo dính để tạo viên nang bao bọc thuốchoặc làm tá dược hay các chất mang sinh học dẫn thuốc Ở một số nước đã sản xuấtchỉ phẩu thuật tự hoại bằng chitosan, thuốc đau khớp từ glucosamin và một số sảnphẩm thủy phân từ chitosan

Trong công nghệ sinh học, chitosan có nhiều tác dụng đa dạng như: có khảnăng hút nước, giữ ẩm, tính kháng nấm, tính kháng khuẩn với nhiều chủng loạikhác nhau, kích thích sự phát triển tăng sinh của tế bào, có khả năng nuôi dưỡng tếbào trong điều kiện nghèo dinh dưỡng Chitosan không những ức chế các vi khuẩngram dương, gram âm mà cả nấm men và nấm mốc Khả năng kháng khuẩn củachitosan phụ thuộc một vài yếu tố như loại chitosan sử dụng (độ deacetyl, khốilượng phân tử), pH môi trường, nhiệt độ, sự có mặt của một số thành phần thựcphẩm

mô lớn Quy trình chế tạo chitin bằng phương pháp hóa học được tóm tắt trên hình1.9

và tôm thẻ (bảng 1.2).

Bảng 1.2 Thành phần hóa học một số phế liệu thủy sản để sản xuất chitin [14]

Độ ẩm Protein Khoáng Lipid Chitin

Hình 1.10 Nguyên liệu chiết tách chitin

Trong khóa luận này, nguyên liệu được sử dụng là vỏ tôm Một vài thông số

về thành phần hóa học của vỏ tôm được trình bày trên bảng 1.3

Bảng 1.3 Thành phần cơ bản của vỏ tôm thẻ chân trắng

Thành phần hóa học Hàm lượng* (%)

Hàm lượng protein 24,3 ± 1,2 Hàm lượng khoáng 26,5 ± 1,9 Hàm lượng lipit 2,2 ± 0,5

1.6.2 Khử khoáng

Trong vỏ tôm, thành phần khoáng chủ yếu là muối CaCO3 và rất ít

Ca3(PO4)2 Để khử khoáng người ta thường dùng các loại axit như HCl, H2SO4, Quá trình khử khoáng thường được thực hiện ở nhiệt độ thường kết hợp với khuấyđảo Chất lượng chitin thu được phụ thuộc nồng độ của axit, thời gian ngâm và tỷ lệkhối lượng trên thể tích (w/v) của quá trình khử khoáng Thông thường, nồng độHCl được sử dụng đối với phế liệu tôm thấp hơn so với phế liệu cua, ghẹ Vì vậy,tùy theo từng loại nguyên liệu và yêu cầu chất lượng chitin mà thực hiện chế độ khửkhoáng sao cho phù hợp [14]

1.6.4 Đề axetyl

Thông thường quá trình đề axetyl được thực hiện bằng cách ngâm chitintrong dung dịch NaOH hoặc KOH đậm đặc Nồng độ NaOH thường sử dụng từ 40

– 50% ở nhiệt độ 100oC hoặc cao hơn, cần thực hiện khuấy đảo Tùy vào nguồnchitin và yêu cầu tính chất của CTS mà công đoạn đề axetyl được thực hiện ở cácchế độ khác nhau [14]

Hiện nay, hai công đoạn xử lý kiềm (đề protein và đề axetyl) có thể cho phépgộp lại thành một giai đoạn xử lý kiềm đặc Khi xử lý kiềm có nồng độ cao từ 40 –50% trong điều kiện nhiệt độ và thời gian thích hợp sẽ xảy ra đồng thời các phảnứng thủy phân protein, thủy phân lipit và đề axetyl hóa

CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM2.1 Nguyên vật liệu và hóa chất

- Vỏ tôm được thu mua tại các nhà hàng, quán ăn trên địa bàn quận Gò Vấp,

Tp Hồ Chí Minh

- HCl dạng tinh khiết của Trung Quốc

- NaOH dạng tinh khiết của Trung Quốc

- H2O2 dạng tinh khiết của Merck, Đức

- Nước cất được sử dụng cho toàn bộ thí nghiệm

2.2 Thiết bị và dụng cụ

2.2.1 Thiết bị

- Máy sắc ký gel thấm qua (GPC) LC-20AB Shimadzu, Nhật, sử dụngdetector RID - 10A và cột Utrahydrogel 250 của hãng Waters, Mỹ, tại Trung tâmNghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ, Tp HCM; Viện Năng lượng nguyên

tử Việt Nam

- Máy nghiền bi Fritsch, Đức, tại Trung tâm VINAGAMMA, Tp HCM

- Máy đo quang phổ hồng ngoại FT - IR 8400s, Shimadzu, Nhật, tại Trungtâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ Bức xạ, Tp HCM

- Một số trang thiết bị khác dùng cho thí nghiệm như cân phân tích, tủ sấy, lònung, bình hút ẩm, tại Phòng thí nghiệm Hóa học trường Đại học Sài Gòn

2.2.2 Dụng cụ

Các dụng cụ chịu nhiệt như cốc thủy tinh, cốc sứ và một số dụng cụ khác tạiPhòng thí nghiệm Hóa học trường Đại học Sài Gòn

2.3 Phương pháp thực nghiệm

2.3.1 Phương pháp chiết tách chitin từ vỏ tôm

Nguyên liệu: Vỏ tôm sau khi thu mua về được loại bỏ chân, râu, đuôi và tạp

chất sau đó rửa sạch

Để tìm ra quy trình chiết tách thu được chitin chất lượng tốt, chúng tôi thựchiện theo hai quy trình hình 2.1 [13, 14]

- Quy trình 1: Khử khoáng trước sau đó đề protein

- Quy trình 2: Đề protein trước, khử khoáng sau

NaOH 5%

t = 2 giờt0 = 1000Cw/v = 1/10

HCl 5%

t = 2 giờnhiệt độ phòngw/v = 1/10

Quy trình 2

Hình 2.1 Hai quy trình chiết tách chitin từ vỏ tôm

Khử khoáng: Vỏ tôm được ngâm trong dung dịch HCl 5% theo tỉ lệ 1:10 (w/v)

khoảng 2 giờ, ở nhiệt độ phòng, thực hiện khuấy đảo để phản ứng xảy ra đồng đềuhơn Sau khi khử khoáng sản phẩm được rửa trung tính đến pH = 7

Đề protein: Sản phẩm sau khi khử khoáng được ngâm trong dung dịch

NaOH 5% với tỷ lệ w/v = 1/10 và cho lên bếp điện, ổn định nhiệt độ ở 100oC,khuấy liên tục Sau khi đề protein, tiến hành rửa sản phẩm đến pH = 7, ngâm trongnước cất qua đêm, sau đó rửa lại đến pH = 7

Tẩy màu: Quá trình tẩy màu sử dụng H2O2 0,1% với tỉ lệ w/v = 1/10 trong 30phút Sau đó rửa sạch và để khô tự nhiên Sấy mẫu ở nhiệt độ 60 – 70oC trong thờigian là 2 giờ