Đề tài Tách gelatin từ da cá basa

ân tố làm gia tăng sự phồng i, Tính đông đặc Gelatin có tính chất hình thành gel- dung dịch thuận nghịch. Nhiệt độ đông đặc phụ thuộc vào hàm lượng proline và hydroproline. Gelatin có nguồn gốc từ gia súc có nhiệt độ tạo gel cao 30-350C Gelatin da cá, hàm lượng proline và hydroproline thấp có nhiệt độ tạo gel thấp 8-100C 1.2.4 Phân loại gelatin [8][14] - 17 - Có 3 loại gelatin : phụ thuộc vào sự có hay không có bước xử lý với kiềm, chất sẽ làm biến đổi asparagine và glutamine thành acid asparagic và acid glutamic và kết quả là sản phẩm có độ nhớt cao hơn. 1.2.4.1 Gelatin loại A: Nguyên liệu: Từ da heo, da cá và thỉnh thoảng từ xương, phân tử collagen đơn giản. Nguyên liệu được tách chiết với acid, thường ở pH = 4. Quy trình: Gelatin được sản xuất bởi quy trình này có điểm đẳng điện từ 7-9. 1.2.4.2 Gelatin loại B: Nguyên liệu: thường được sử dụng là da bò hoặc da động vật già bị giết mổ, phân tử Collagen phức tạp hơn. Nguyên liệu được xử lý với kiềm. Khi thủy phân asparagine và glutamine tạo thành acid asparagic và acid glutamic tương đối nhanh chóng. Nguyên liệu Rửa sạch Ngâm với acid Đun nóng ở 500C Thu nhận gelatin Lọc - 18 - Quy trình: Gelatin được sản xuất theo quy trình này có điểm đẳng điện từ 4,8-5,2 1.2.4.3 Hỗn hợp gelatin loại A và B: Chất lượng sản phẩm tốt như là Gelatin được sản xuất bởi hai quy trình trên nhưng có điểm đẳng điện nằm bên ngoài giới hạn. Bảng 1.7: Sự khác biệt cơ bản giữa 2 loại gelatin Loại A Loại B pH 3,8 – 5,5 5,0 – 7,5 Điểm đẳng điện 7,0 – 9,0 4,7 – 6,0 Boom gel 50 – 300 50 – 300 Độ tro (%) 0,3 - 2,0 0,5 – 2,0 1.2.5 Ứng dụng của gelatin:[8][12] Gelatin được đánh giá là một chất keo sinh học quan trọng có khả năng ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: thực phẩm, dược phẩm, phim ảnh Rửa sạch Xử lý với kiềm Lọc Nấu ở 500C Xử lý với acid Nguyên liệu Dịch gelatin - 19 - Tùy theo sản phẩm thu nhận được có độ Bloom như thế nào mà ta có những ứng dụng riêng biệt trên các sản phẩm khác nhau 1.2.5.1 Gelatin trong thực phẩm : Trong thực phẩm ngày nay, dựa vào tính chất tan chảy ở nhiệt độ cao và đông đặc ở nhiệt độ thấp người ta ứng dụng trong thực phẩm đông lạnh. Lúc này Gelatin đóng vai trò là một chất keo bảo vệ ngăn chặn sự kết tinh của đường Trong kem và phomát mềm, gelatin ngăn chặn sự mất nước. Ngoài ra trong sản phẩm bơ sữa gelatin đóng vai trò quan trọng trong việc tạo độ mịn, độ sánh cho sản phẩm. Trong kẹo dẻo, gelatin cung cấp cho sản phẩm độ dẻo và dai. Trong thông kê nếu trong kẹo dẻo có chứa 1,7-2,5% gelatin giúp ngăn chặn sự kết tinh đường, vì vậy có thể giữ cho kẹo mềm và dẻo hơn. Các sản phẩm như vỏ kẹo có chứa 0,5-1% gelatin với vai trò làm giảm sự tan chảy Hình 1.5: Các thực phẩm có chứa gelatin Trong công nghiệp sản xuất keo mứt, gelatin sử dụng làm chất tạo gel, tạo xốp, làm chậm quá trình tan kẹo trong miệng với tỉ lệ 2-7%. Trong các sản phẩm như thịt hộp, thịt nguội… Gelatin chiếm từ 1-5% giúp giữ hương vị tự nhiên của sản phẩm. Hình 1.6: Thực phẩm có chứa gelatin Do Gelatin tan trong miệng tạo cảm giác ngon miệng nên được sử dụng làm chất thay thế chất béo. Gelatin thiếu tryptophan, ít methionine, nhiều lysine, nhưng khi kết hợp với các nguồn cung cấp protein khác cũng thành protein tốt. - 20 - Trong công nghiệp sản xuất rượu bia và nước hoa quả, Gelatin sử dụng làm chất làm trong với tỉ lệ 0,002-0,15%. Gelatin có khả năng hấp thụ nước gấp 5-10 lần thể tích của nó nên được sử dụng trong công nghiệp sản xuất đồ hộp để tránh hiện tượng rỉ nước Khả năng ứng dụng của gelatin trong thực phẩm tùy theo độ Bloom được minh họa như sau: Bảng 1.8: Khả năng ứng dụng Gelatin dựa vào độ Bloom 1.2.5.2 Gelatin trong dược phẩm: Gelatin được sử dụng trong sản xuất bao con nhộng cứng hay mềm. Nó có tác dụng bảo vệ thuốc chống những tác nhân có hại như ánh sáng và oxi. Thành phần chính của vỏ là Geltin và các tá dược khác như: glycerol hay sorbitol, những chất hoạt động bề mặt, chất màu cho phép, hương liệu….Gelatin có mặt trong hai loại nang. 1.2.5.2.1 Nang mềm: Gelatin có độ Bloom thấp, loại A (150-200g), loại B(125-175g), hay hỗn hợp A và B. Thường viên bi, có hình trứng, hình trụ, hình giọt, hình hạt đâu, dung lượng 0,1-0,5g chứa dịch lỏng sánh. Loại thực phẩm Mức độ sử dụng Bloom Sản phẩm từ sữa 0,2 - 1,0% 150 - 250 Thực phẩm đông lạnh 0,1 - 0,5% 225 - 250 Kẹo dẻo 1,7 - 2,5% 225 - 275 Vỏ kẹo 0,5 - 1,0% 50 - 100 Bánh xốp 0,5 - 1,0% 50 - 100 Sản phẩm từ thịt 1,0 - 5,0% 175 - 275 Rượu, bia, nước trái cây 0,02 - 0,15% 100 - 200 - 21 - Hình 1.7: Những nang thuốc có chứa gelatin Quá trình sản xuất đòi hỏi kỹ thuật cao để sản xuất các nang vỏ có độ dày đồng nhất. 1.2.5.2.2 Nang cứng: Gelatin có độ Bloom từ vừa đến cao, loại A(240-300g), loại B(200-250g) hay có sự kết hợp giữa A và B. Gồm hai mảnh lồng khít vào nhau, hình con nhộng, thành mỏng, kích cỡ 1/40mm, chế tạo bằng máy với quy mô lớn, đựng chất rắn đả nghiền thành bột Î Viên thuốc với vỏ bao gelatin đảm bảo cho bệnh nhân có thể nuốt viên thuốc một cách dễ dàng. Trong khi việc xử lý khẩn cấp tình trạng giản nở mạch máu, gelatin thường được sử dụng để thay thế lượng máu mất đi, từ đó sự hoàn trả lượng máu của bệnh nhân sẽ được cân bằng. Hình 1.8: Những nang thuốc có chứa gelatin - 22 - Việc sử dụng glycerinated gelatin làm thuốc đạn cho thấy những thuận lợi hơn hẳn việc sữ dụng carbowax hay mỡ từ cây ca cao. Gelatin còn được sữ dụng để làm ra các gạc vô trùng sữ dụng trong giải phẩu… Bảng 1.8: Khả năng ứng dụng của gelatin trong dược phẩm tùy theo độ Bloom Bloom của gelatin loại A Bloom của gelatin oại B Vỏ nang cứng 240 - 300 200 - 250 Vỏ nang mềm 150 - 200 125 - 175 Tablet gelatin 75 - 150 75 - 150 1.2.5.3 Gelatin trong kỹ thuật phim ảnh Nguyên liệu chụp ảnh chứa nhiều lớp gelatin được bao phủ lên phim hoặc giấy. Gelatin vận dụng hơn một trăm năm nay như là chất kết dính, chức năng của gelatin hữu ích trong việc sản xuất phim ảnh. Gelatin khi mảnh có độ trương phồng cao và nhất là kết dính nhạy sáng giống như tinh thể bạc với hỗn hợp halogen. Nó là cơ sở của phim và giấy được sữ dụng cho kỹ thuật nhiếp ảnh chuyên và không chuyên, chiếu bóng, chiếu tia X - 23 - Hình 1.9: Các phim ảnh có chứa gelatin Ngày nay trong kỹ thuật in thạch bản, dichromate gelatin nhạy sáng được sử dụng.ánh sáng giúp cố định các liên kết của gelatin với sự hiện diện của dichromate và điều này được ứng dụng trong kỹ thuật in nổi. Chức năng của gelatin trong kỹ nghệ phim ảnh: Là gắn kết các phân tử bạc bromua nhạy sáng. Sự có mặt của gelatin là rất cần thiết trong quá trình sản xuất nhũ. Nhũ gelatin có vai trò quyết định bởi vì nó diều khiển quá trình tạo tinh thể của các halogen bạc, độ nhạy hóa học của ảnh ẩn và rất nhiều các nhân tố khác ảnh hưởng đến phim ảnh. Gelatin sữ dụng làm phim phải có độ Bloom cao (250-310g). Gelatin cá thường có độ Bloom thấp nên ít được sữ dụng trong lĩnh vực này. 1.2.3.4 Gelatin sữ dụng làm chất keo: Trong công nghiệp, gelatin được sữ dụng làm keo dán, dùng để dán nhiều loai vật liệu khác nhau như: keo dán thủy tinh, sứ, gỗ, plastic, kim loai, giấy,… 1.2.3.5 Gelatin giúp cho người bệnh về xương và viêm khớp mãn tính Gelatin thiên nhiên có chức năng quan trọng trong việc cung cấp cho cơ thể người những aminoacid đặc biệt là glycine và proline. Vì vậy, Gelatin có tác động ngăn ngừa và tái sinh lên bộ xương, đặc biệt là hệ thống vận động: xương, sụn, gân, dây chằng. Kiểm tra người mắc bệnh viêm khớp được cho dùng geltin thì có hiệu quả tốt trên xương. - 24 - 1.2.3.6 Gelatin một thực phẩm tốt cho chế độ ăn kiêng Gelatin là nguồn thực phẩm giàu protein, không cholesterol, không đường, không béo, Nó dễ tiêu hóa và được phá hủy hoàn toàn trong cơ thể người mà hiếm xảy ra dị ứng. Nhờ vào những tính chất đặc biệt đó mà Gelatin chiếm vị trí quan trọng trong bữa ăn. Hơn nữa, Gelatin còn có tác dụng làm giảm lượng muối trong máu. Gelatin cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm cân nhờ khả năng tạo gel hóa. Nó có thể thay thế ở một mức độ nào đó cho các sản phẩm có hàm lượng chất béo cao. 1.2.3.7 Gelatin ứng dụng trong nghiên cứu khoa học: Gelatin là môi trường rất tốt cho vi sinh vật phát triển, nên được ứng dụng trong nghiên cứu sự phát triển của vi sinh và một số ứng dụng khác 1.4 Cơ sở lý thuyết chung về sản xuất Gelatin 1.4.1 Nguyên liệu sản xuất Gelatin: Nguyên liệu để sản xuất gelatin là: vẩy, xương, bong bóng và da cá…Vì động vật thủy sản chỉ có những loại cá to, da dày mới bóc được da (như cá nhám, cá Voi, cá Ba sa,….).Xương cá có thể chế ra gelatin nhưng về mặt kinh tế thì quá ít. Vảy cá tuy chiếm tỷ lệ trọng lượng trong cá ít (1-4%), nhưng các loại cá có vảy rất lớn, mặt khác vảy cá thuộc vào bộ phận không ăn được. Bong bóng cá tuy chỉ một số ít có thể dùng để sản xuất geletin nhưng lượng keo nguyên (colagen) rất cao, do đó nó là nguyên liệu tốt dùng để sản xuất gelatin có chất lượng cao 1.4.2 Công nghệ sản xuất Gelatin [6][ 8] 1.4.2.1 Nguyên lý chung: Quá trình sản xuất gelatin gồm những bước sau: - Xử lý nguyên liệu ( ngâm muối, ngâm vôi, ngâm acid…) - Nấu - Lọc, cô đặc dung dịch nấu - Làm lạnh đông - Cắt miếng, làm khô gelatin - 25 - a, Xử lý nguyên liệu: - Ngâm muối: Ngâm muối với nguyên liệu nhằm là rửa sạch các tạp chất bẩn, tẩy mỡ, máu, mùi tanh, cắt đứt các mạch polypeptide của collagen thành các đoạn peptide ngắn. Tạo điều kiện cho quá trình trích ly được dễ dàng, hiệu suất thu hồi gelatin cao - Ngâm vôi: Ngâm vôi là bước xử lý kiềm đối với nguyên liệu, tác dụng của kiềm làm cho tổ chức nguyên liệu mềm mại và loại bỏ các chất hữu cơ như: Albumin, Mucin, sắc tố…Qua nhiều nghiên cứu người ta thấy rằng ngâm vôi là phương pháp hiệu quả nhất trong việc xử lý nguyên liệu. Vì trong quá trình ngâm vôi collagen ít bị tổn thất.Khi ngâm vôi phải thường xuyên khuấy đảo và môi trường pH của nước vôi là 12,2 – 12,4. Để làm tăng độ mềm của nguyên liệu và hòa tan những thành phần các tạp chất phi collagen, có thể cho thêm một ít NaOH để tăng độ kiềm tính. Nhưng nếu dùng lượng kiềm quá nhiều thì ảnh hưởng đến chất lượng của geletin sau này. Nếu thời gian ngâm vôi quá dài cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng collagen. Lượng CaO thường dùng khoảng trên dưới 8-10% so với nguyên liệu. - Ngâm acid: Nguyên liệu sau khi ngâm vôi phải đem trung hòa rửa sạch dư lượng vôi và tạp chất. Acid thường dùng là HCl, không dùng H2SO4 , dễ tạo thành CaSO4 không hòa tan ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm theo phản ứng: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 3CaSO4 + 2H3PO4 Chú ý lượng HCl công nghiệp phải < 1/1.000.000. HCl tác dụng với chất khoáng sản sing ra muối hòa tan và H3PO4 tự do. Phản ứng như sau: Ca3(PO4)2 + 4HCl = 2CaCl2 + Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4)2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2H3PO4 Nhưng Ca(H2PO4)2 có tính acid, nó có thể tác dụng với Ca3(PO4)2 tạo thành CaHPO4, không tan trong nước: Ca(H2PO4) + Ca3(PO4) = 4CaHPO4 - 26 - Phản ứng sản sinh trong điều kiện sự tuần hoàn của acid chậm, do đó trong quá trình ngâm acid phải thường xuyên loại bỏ những muối trên bằng cách khuấy đều và thay nước nhiều lần. Trong quá trình ngâm có bọt nổi lên đó là do CO2 thoát ra do phản ứng của cacbonat canxi với acid HCl: CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 + H2O b, Nấu Nấu gelatin là bước làm cho collagen biến thành keo dưới tác dụng của nhiệt. Trước hết là đem nguyên lệu đã được xử lý cho vào nước đun nóng ở nhiệt độ nhất định, Collagen từ từ tách ra thành dung dịch keo. Nếu nhiệt độ nấu quá cao (như đun sôi) thì quá trình thủy phân gelatin sẽ diễn ra mạnh mẽ tạo thành Gelatose và gelatone. Khi xảy ra biến đổi đó làm cho độ dính và sức đông của keo giảm xuống. Do đó nên nấu ở nhiệt độ thấp, để đảm bảo chất lượng sản phẩm. Thời gian nấu quá dài cũng ảnh hưởng đến chất lượng keo, nếu thời gian nấu quá dài ở nhiệt độ cao không những làm cho độ dính và sức đông của keo giảm mà còn làm cho màu sắc của keo đậm lại. Vì thế nấu keo nên tiến hành nấu ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn. Nhưng trong thực tế thì hai điều kiện này mâu thuẫn với nhau, nghĩa là nấu ở nhiệt độ cao thì thời gian nấu ngắn hơn khi nấu ở nhiệt độ thấp. Căn cứ vào kinh nghiệm thì nhiệt độ ảnh hưởng đến phẩm chất và màu sắc của gelatin hơn yếu tố thời gian, do đó nấu ở nhiệt độ thấp thời gian dài tốt hơn c, Lọc và cô đặc dung dịch nấu: Dung dịch sau khi nấu có thể dùng vải lọc qua để loại bỏ lớp da dư thừa. Nếu yêu cầu chất lượng keo cao thì có thể dùng phương pháp lắng đọng. Dưới đây giới thiệu đơn giản các phương pháp đó. - Phương pháp lắng đọng tự nhiên: phương pháp này rất đơn giản, keo nước nấu lần thứ nhất hoặc lần thứ hai đem lọc rồi cho vào thùng đem giữ nhiệt độ ở 500C để lắng đọng, sau đó phân ra, dung dịch keo trong được đưa vào phương pháp xử lý tiếp theo. Phương pháp này thích hợp với dung dịch keo loãng. - Phương pháp lọc hấp thu: phương pháp này là dùng một số chất lọc có tính chất hấp thụ tạp chất để tiến hành phân ly, nhưng khuyết điểm của phương pháp này là mặt lọc rộng và dễ bị tắc, ảnh hưởng đến sản xuất. Chất lọc thường dùng đến than - 27 - xương, trong điều kiện nhiệt độ ở 800C dung dịch keo dễ dàng lọt qua lớp than xương. Dùng phương pháp này để đồng thời tẩy màu và tẩy mùi được - Phương pháp hình thành kết tủa: Nếu trong dung dịch có chất keo ở điều kiện nhiệt độ từ 700C – 800C, cho vào một ít acid phosphoric để tạo kết tủa Ca3(PO4)2. Khi Ca3(PO4)2 lắng xuống có thể kéo theo những tạp chất có trong keo bị lắng xuống. Tạp chất Ca+ còn trong dịch keo là do rửa chưa hết, chưa sạch, những hạt keo mang điện âm giữ lại. Ngoài ra H2SO3, H2SO4 cùng có những tác dụng tương tự ở nhiệt độ 700C – 800C,thường bổ sung SO2 (chất khử mạnh) vào đến lúc cho kết tủa rồi dùng nước vôi trung hòa, sau đó để yên cho nó lắng xuống. Dùng H2SO4 có thể đồng thời tẩy màu làm trắng sản phẩm và có tác dụng chống thối rữa, nhưng nhược điểm của nó là cuối quá trình khó phân ly. Đối với lắng đọng và lọc keo nước thì phương pháp này có hiệu quả nhất định nhưng chỉ dùng để sản xuất những mặt hàng đặc biệt. Nếu yêu cầu chất lượng của gelatin không cao lắm, có thể dùng vải lọc là được mà không cần dùng những phương pháp trên. ™ Cô đặc dung dịch nấu: Keo nấu lần thứ nhất rất đặc, làm lạnh có thể đông lạnh rất tốt viì thế không cần cô đặc nếu có thiết bị làm khô tốt, khí hậu lạnh. Trên thực tế dung dịch keo có phẩm chất tốt, nồng độ đạt 5% lúc làm lạnh là có thể đông lại. Vì dung dịch keo qua bước cô đặc làm giảm độ dính và sức đông của nó nên thường bỏ qua bước này, vừa đơn giản thao tác vừa đảm bảo chất lượng Trong điều kiện nhiệt độ dưới 100C thì dung dịch keo sau khi lọc có thể đông đặc tự nhiên, ta cắt miếng rồi tiến hành làm khô mà không cần thiết phải qua công đoạn cô đặc. Nhưng những lần nấu sau nồng độ của gelatin giảm xuống thấp và trong điều kiện nhiệt độ cao (như Việt Nam) thì công đoạn cô đặc thì rất cần thiết. Nếu có điều kiện cô đặc chân không là tốt nhất, chất lượng và màu sắc của keo cũng tương đối tốt. Cũng cô đặc ở nhiệt độ thường trên dưới 600C, nhưng thời gian cô đặc tương đối dài ảnh hưởng đến độ dính và kéo dài thời gian sản xuất keo. Vì thế có thể tiến hành trong điều kiện áp suất thường có quạt thông gió để làm tăng tốc độ bốc hơi, rút ngắn được ½ thời gian cô đặc không có quạt thông gió d, Làm đông, cắt miếng - 28 - Dung dịch sau khi đã xử lý ở trên cho vào các khay kim loại (khay inox hay khay nhôm) kích thước không nhất định, thường chiều sâu là 1-1,5cm, chiều rộng 25- 30cm là thích hợp. Về mùa đông nhiệt độ tương đối thấp, có thể cho keo đông tự nhiên nhưng mùa hè nhiệt độ cao thì cho vào phòng lạnh làm đông nhân tạo. Nói chung nhiệt độ dưới 150C, thời gian 12-18h thì gelatin có thể đông được hoàn toàn. Sau khi keo đông có thể cắt miếng để làm khô ™ Làm khô keo: Sau khi cắt miếng cho vào khung để tiến hành làm khô, có quạt thông gió. Keo đông có hàm lượng nước 60-70 nếu nhiệt độ làm khô > 200C thì keo bị chảy ra, vì thế nhiệt độ làm khô ban đầu phải dưới 200C về sau có thể nâng đần lên 25-300C để tăng tốc độ làm keo. Làm khô vừa tránh tình trạng keo bị rạn nứt, keo có độ khô thích hợp nhất là lượng nước trong keo còn lại 15-16%. Trong thời gian làm khô tùy theo điều kiện làm khô mà quyết định, nhưng thời gian càng ngắn càng tốt, thường trong khoảng 24h 1.5 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về sản xuất Gelatin 1.5.1 Tình hình nghiên cứu Gelatin ngoài nước: Năm 1754: Người Anh sử dụng Gelatin trong lĩnh vực chất kết dính và cũng vào năm này Anh đã sản xuất chất keo cho thợ mộc, trong loại keo này ngoài thành phần chính là Gelatin còn bổ sung một số chất khác để tăng độ kết dính của keo. Đến thế kỷ XVIII thì việc sản xuất Gelatin đã có mặt tại Pháp. Năm 1871: Richard Leach (một bác sĩ người Anh), đã mở ra một bước ngoặt mới, quyết định cho ngành nhiếp ảnh. Bác sĩ Maddox đã nghiên cứu những bản mỏng khô có phủ lớp Brom-bạc-gelatin sẽ có độ nhạy tốt hơn những bản mỏng ướt được sử dụng trước đây. Những nghiên cứu xa hơn Charles Bennett đã sáng tạo ra một phương pháp mới về chế tạo bản mỏng khô. Một trrong những ưu điểm của công nghệ này là thời gian rửa phim được rút ngắn lại. Năm 1960: Kenney và Ross bước đầu thử nghiệm sản xuất Gelatin từ da cá . Thực phẩm có sử dụng Gelatin cá được đưa ra thị trường từ năm 1981. - 29 - Năm 1974: hiệp hội Gelatin Châu Âu GME (Gelatin Manuafacture of Europe) được thành lập, thể hiện tầm quan trọng của việc sản xuất Gelatin ở các nước Châu Âu. Năm 2001: một công trình nghiên cứu quốc tế được bắt đầu thực hiện bởi GME vào năm 1999 dưới sự bảo hộ của hội đồng Châu Âu một lần nữa khẳng định những điều luật về vật liệu thô và quá trình sản xuất Gelatin ở những nơi đảm bảo cao nhất sự an toàn cho người tiêu dùng. Càng về sau nhiều công trình nghiên cứu mới được thực hiên để đảm bảo chất lượng mục đích yêu cầu sử dụng trong các ngành công nghiệp khác nhau như : sản xuất keo, chế biến thực phẩm, phim ảnh , y dươc, mỹ phẩm. 1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước [4][5] 1.5.2.1 Quy trình sản xuất gelatin từ vẩy cá Nguyên liệu: Các loại cá khác nhau thì có độ lớn thành phần hóa học của vẩy cá cũng khác nhau do đó lúc sử dụng phải phân loai to nhỏ và tiến hành xử lý riêng, như thế mới nâng cao được chất lượng của gelatin. Sau khi chọn nguyên liệu, tiến hành nhặt bỏ tạp chất, sau đó rửa và ngâm nước. Đối với vẩy cá tươi chỉ cần rửa để loại bỏ tạp chất và chất dính, đối với vẩy cá khô phải tiến hành ngâm nước để khôi phục trạng thái mềm mại ban đầu của nó, đối với vẩy cá muối thì qua bước này cũng loại bỏ muối đi. Ở nhiệt độ 200C thì thời gian ngâm khoảng 1-2 ngày nhưng phải thường xuyên thay nước để tránh bị thối Ngâm vôi: Nguyên liệu sau khi rữa sạch ta tiến hành ngâm vôi, nồng độ dùng trong nước vôi 3 lần ngâm là 0,2-0,4%. Sau khi ngâm vẩy nở ra và khử đi các chất hữu cơ có thể hòa tan trong kiềm. Ngâm vôi lần 1: nồng độ vôi là 0,4% lượng nước vôi dùng khoảng 2,5 đến 3 lần lượng vẩy. Thời gian ngâm 1-2 ngày, trong điều kiện nhiệt độ tương đối cao thì thời gian tốt nhất không quá một ngày để tránh thối. Trong quá trình ngâm nên khuấy đều để tránh hiện tượng tác dụng của vôi không đều lên nguyên liệu. Ngâm vôi lần 2: Sau khi ngâm đủ thời gian thì xả nước vôi rồi vớt ra, dùng nước trong rửa sạch tạp chất và vôi bám trên nguyên liệu và cho vào bể ngâm lần 2 với nồng độ nước vôi là 0,3% với lượng dùng như trên, thời gian ngâm 2-3 ngày, trong thời gian ngâm phải thường xuyên khuấy và kiển tra nước, nếu vẩy biến chất thì phải rút ngắn thời gian ngâm. Kết thúc thời gian ngâm thì vớt ra, rửa sạch và đưa vào - 30 - bể ngâm lần 3. Nồng độ nước vôi là 0,2%, lượng dùng như trên, thời gian ngâm là 4-5 ngày, ngâm xong rửa sạch. Ngâm acid: Trong sản xuất thường dùng HCl công nghiệp. Ngâm acid thường từ 3-4 lần nồng độ acid và thời gian đều khác nhau. + Ngâm acid lần 1: acid 12%, thời gian ngâm từ 10-15 phút. Lượng acid thường dùng từ 2,5-3 lần so với nguyên liệu, sau khi ngâm đủ thời gian thì tiến hành xả acid, vớt vẩy cá ra dùng nước trong rửa sạch. + Ngâm acid lần 2: Nồng độ acid 8%, lượng dung dịch acid dùng từ 2-2,5 lần so với nguyên liệu, thời gian ngâm 1/2h + Ngâm acid lần 3: Nồng độ acid 3-4% lượng acid dùng là 1,5- 2 lần so với nguyên liệu, thời gian ngâm khoảng 2h, sau đó vớt ra rửa sạch rồi sau đó đem ngâm lần 4 + Ngâm acid lần 4: Nồng độ acid >1%, lượng dùng khoảng 3-5 lần so với nguyên liệu, thời gian ngâm khoảng 24h + Nấu: Vì nguyên liệu khác nhau nên điều kiện xử lý, nấu khác nhau, do đó phải căn cứ vào kinh nghiệm cụ thể để xác định Lắng, lọc: Dung dịch sau lúc nấu có thể dùng vỉ để lọc hoặc có thể dùng các phương pháp sau: Lắng đọng tự nhiên Lọc hấp thụ Hình thành kết tủa Cô đặc: Dung dịch gelatin đặc không cần cô đặc nữa, thường thì chỉ cô đặc dung dịch gelatin nấu ở các lần thứ 3 trở về sau. Nhiệt độ cô đặc càng thấp càng tốt Làm đông, cắt miếng: Dung dịch gelatin sau cô đặc cho vào các khay để tiến hành làm đông gelatin. Do đó chất lượng gelatin tương đối tốt, nồng độ cao nên ở nhiệt độ bình thường gelatin vẫn có thể tự đông được. Sau khi gelatin đông có thể tiến hành cắt miếng, độ dày chừng 1cm nếu quá dày thì làm khô sẽ khó khăn hơn và cố gắng cắt đều đặn - 31 - Sơ đồ quy trình sản xuất gelatin từ vẩy cá: Nguyên liệu Ngâm vôi Ngâm acid Lắng, lọc Bảo quản Bao gói Làm đông, cắt miếng Làm khô Nấu chiết Cô đặc - 32 - 1.5.2.2 Từ các nguồn nguyên liệu là xương và da các loại gia súc: Sơ đồ 1. Quy trình thu nhận gelatin từ da và xương gia súc Xương Làm sạch và tách mỡ Nghiền nhỏ Ngâm acid có nồng độ 4-7% trong 2 tuần Ossein Làm khô Ngâm vôi, 5- 15% trong 3-8 tuần Loại bỏ bột xương Loại dicalcium photphat Da các loại da súc Khử lông bằng vôi (khô hay ẩm) Ngâm vôi,5-15%, từ 5-12 tuần Da heo Khử lông Rửa sạch Ngâm trong acid 1-5% từ 10-30 giờ Rửa loại acid Tách bỏ vôi Rửa sạch bằng nước Điều chỉnh pH bằng acid Trích, lọc cô cạn chân không, sấy Gelatin - 33 - Chương 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 34 - 2.1 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT GELATIN TỪ DA CÁ BASA BẰNG MUỐI [8][9] 2.1.1 Nguyên vật liệu 2.5.1.1 Đối tượng nghiên cứu: Da cá Basa được lấy từ Công ty cổ phần Vĩnh Nguyên. Khu công nghiệp Trà Nốc Thành phố Cần Thơ Địa chỉ: 247 Lý Thường Kiệt Thành phố Cần Thơ 2.1.1.2 Hóa chất: Bảng 2.1: Các hóa chất sử dụng TÊN HÓA CHẤT NỒNG ĐỘ NaCl (99,9 %) Pha đến bảo hòa ở 40C Nước cất Tinh khiết Celite Rắn 2.1.3 Phương pháp Các phương pháp nghiên cứu sử dụng: - Phương pháp phân tích vật lý - Phương pháp phân tích định lượng - Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 2.1.4. Quy trình tách chiết Gelatin: Quy trình thu nhận Gelatin được xây dựng như sau: - 35 - 2.1.4.1 Nguyên liệu: Da cá vận chuyển từ nhà máy về: - Rã đông - Rửa bằng nước sạch nhiều lần để loại bỏ máu và các tạp chất bẩn khác… - Sau khi rữa sạch nguyên liệu ta đem cắt nhỏ da cá khoảng 0,2-0,5cm tạo kích thước đồng đều cho da để tiện xử lý ở các công đoạn tiếp theo 2.1.4.2 Ngâm NaCl Sau khi cắt nhỏ da cá ta tiến hành ngâm muối ở nồng độ bão hòa. Lượng muối NaCl cho vào trong nước cất để đạt độ bão hòa cần thiết được xác định theo thực nghiệm. - Tỉ lệ da cá / dung dịch NaCl bão hòa: 1: ( 2 ÷ 6) - Thời gian ngâm muối:1 ÷ 5 ngày Da cá Rửa sạch Trích ly bằng nhiệt Gelatin sản phẩm Ngâm trong dung dịch muối bão hòa Cắt nhỏ 0,2 – 0,5 cm Nghiền mịn Cô đặc Sấy khô Lọc với chất trợ lọc celite - Nhiệt độ 65 ÷ 750C - Thời gian trích: 4 ÷ 6 h - Tỉ lệ da /nước cất là : 1 : (8÷10) - 36 - Mục đích: nhằm rửa sạch các tạp chất bẩn, tẩy mỡ, máu, mùi tanh, chất nhờn, cắt đứt các mạch polypeptide của Collagen thành các đoạn peptide ngắn. Và các mạch này trở nên lỏng lẻo,tạo điều kiện cho quá trình trích ly được dễ dàng, hiệu suất thu hồi gelatin cao Trong công đoạn này ta tiến hành khảo sát tỉ lệ ngâm muối và thời gian ngâm muối để tìm ra tỉ lệ và thời gian tối ưu mà ở đó ta thu được gelatin với hiệu suất cao nhất 2.1.4.3 Trích Gelatin bằng nhiệt: Sau khi ngâm da cá ta lấy ra rồi rửa sạch đến hết mỡ, chất nhờn, bỏ vào bercher rồi tiến hành trích gelatin bằng nước cất ở nhiệt độ cao. Trong công đoạn này ta tiến hành khảo sát tỉ lệ nước với da, nhiệt độ trích và thời gian trích. Mục đích: Khi qua công đoạn ngâm muối thì các liên kết trong cấu trúc của Collagen sẽ trở nên lỏng lẻo, đồng thời bị phá hủy một phần do đó khi trích ly sẽ làm cho Collagen từ từ tan ra thành dung dịch keo (Gelatin). Collagen phân giải biến thành Gelatin. Theo Hofmeister: C102H149N31O38