Đề tài Tối ưu hóa quá trình trích ly astaxanthin từ vỏ tôm bằng dầu thực vật

môi trường không khí, ảnh hưởng mạnh mẽ đến sức khỏe của công nhân và cộng đồng trong khu vực sản xuất. 1.1.3. Các hướng tận dụng phế liệu trong chế biến tôm Vấn đề xử lí phụ phế phẩm (đầu, vỏ) từ tôm và các phế phẩm từ tôm xuất khẩu hiện nay đang là vấn đề khó khăn. Hiện tại, các công ty, cơ sở chế biến thuỷ sản cũng đã có một số giải pháp: Bán một phần phụ phế phẩm làm thức ăn gia súc, phần còn lại phải bỏ làm rác thải. Phương pháp này không cho giá trị kinh tế cao, và chỉ giải quyết được một phần nhỏ vấn đề ô nhiễm. Sản xuất chitin – chitosan từ vỏ tôm bằng phương pháp thuỷ phân protein theo phương pháp hoá học. Trong vỏ ngoài của giáp xác hàm lượng chitin rất cao (chiếm khoảng 10÷20% trọng lượng khô) nên việc sản xuất chitin cũng đạt hiệu quả cao. Chitin được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp như: làm dung dịch hồ sợi, giữ màu, làm sơn chống nước, vải bao dây điện, giấy trong suốt, tơ nhân tạo, chế axít tartaric nên các nước rất chú ý phát triển công nghệ sản xuất chitin. Chitosan được ứng dụng rất nhiều trong nông nghiệp, công nghệ thực phẩm, y dược và công nghiệp như: sử dụng để bọc nang các hạt giống, bổ sung vào thức ăn cho tôm, cua, cá để kích thích sinh trưởng, tẩy lọc nguồn nước thải công nghiệp từ các nhà máy, chống mất nước trong các quá trình làm lạnh. Vậy nếu lợi dụng tổng hợp phế thải này bằng cách tách riêng phần protein ở đầu tôm ra phục vụ cho chăn nuôi, tách hợp chất màu (chủ yếu là astaxanthin) để phục vụ công nghiệp nhuộm, thực phẩm, chế biến chitosan phục vụ cho nông nghiệp, công nghiệp, mỹ phẩm, y tế thì giá trị mang lại từ nguồn phế liệu này là rất lớn. Việc nghiên cứu thủy phân phế liệu tôm bằng enzim để tận dụng protein là một hướng đi cũng đang được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 4 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm 1.2. Hợp chất màu carotenoid – astaxanthin [1][7][9] 1.2.1. Carotenoid 1.2.1.1. Giới thiệu - Carotenoid là một dạng sắc tố hữu cơ có tự nhiên trong thực vật và các loài sinh vật quang hợp khác như là tảo, một vài loài nấm và một vài loài vi khuẩn. Hiện nay người ta đã tìm được hơn 600 loại carotenoid, sắp xếp theo hai nhóm, xanthophyl và carotene. - Carotenoid thuộc nhóm tetraterpenoid (phân tử chứa 40 nguyên tử C) được tạo nên bởi 8 đơn vị isoprene: CH2 = C – CH = CH2 CH3 - Khác với cây cỏ, con người không thể tự tổng hợp ra carotenoid mà sử dụng carotenoid từ thực phẩmtrong bữa ăn hàng ngày để bảo vệ bản thân mình. Carotenoid giúp chống lại các tác nhân oxy hóa từ bên ngoài. - Thiên nhiên có đến khoảng 600 loại carotenoid khác nhau, trong đó có 50 loại carotenoid hiện diện trong thực phẩm. Thế nhưng trong máu của người có khoảng 15 loại được tìm thấy và chúng đang được chứng minh là đóng vai trò quan trọng đối với đời sống con người. - Carotenoid không phải là tên riêng của một chất nào mà là tên của một nhóm các hợp chất có công thức cấu tạo tương tự nhau và tác dụng bảo vệ cơ thể cũng tương tự nhau. Carotenoid khá quen thuộc với chúng ta là bêta-caroten hay còn gọi là tiền chất của vitamin A. Trong mấy năm gần đây người ta còn nói nhiều đến các carotenoid khác như lycopen, lutein và zeaxanthin... . 1.2.1.2. Phân loại carotenoid Carotenoid được chia thành 2 loại là: carotene và Xanthophyl. - Các carotene: có màu đỏ, da cam, là những hydrocarbon (C40H58) có 1 mạch ngang 18 carbon mang 4 nhóm CH3 và 9 dây nối đôi liên hợp, chúng khác nhau ở các đầu chuỗi. VD: α-carotene, β-carotene và lycopene. - Xanthophyl: phân tử chứa oxi và thường có màu vàng. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 5 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm VD: lutein và zeaxanthin. 1.2.1.3. Các carotenoids tìm thấy trong thủy sản: + Lutein: màu vàng xanh. + Tuna xanthin: màu vàng. + Beta – carotene: màu cam. + Doradexanthin: màu vàng. + Zeaxanthin: màu vàng cam. + Canthaxanthin: màu đỏ cam. + Astaxanthin: màu đỏ. + Erichinenone: màu đỏ. 1.2.1.4. Thành phần hóa học của carotenoid trong phế liệu tôm sú Bảng 1.1. Thành phần hóa học của carotenoid trong phế liệu tôm sú Carotenoid Phần trăm (%) phế liệu tôm Astaxanthin 3,95 ± 0,15 Astaxanthin monoeste 19,72 ± 0,19 Astaxanthin dieste 74,29 ± 0,38 Astacene - Lutein - Zeaxanthin 0,62 ± 0,05 Các thành phần không xác định khác - 1.2.2. Astaxanthin và các ứng dụng 1.2.2.1. Giới thiệu Hình 1.1. Công thức cấu tạo astaxanthin Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 6 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Astaxanthin là dẫn xuất của carotene và có công thức hóa học là 3,3’-dihydroxyl – 4,4’-diketo của β-carotene, công thức phân tử là C40H52O4 khối lượng phân tử M = 595 dvC. Trong tự nhiên nó tồn tại ở đồng phân dạng trans, khi kết tinh tạo thành tinh thể màu tím. Công thức phân tử astaxanthin tương tự như của β-carotene nhưng nó phức tạp hơn nhiều. Astaxanthin là một carotenoid giống như nhiều carotenoid, là một chất màu có thể tan trong dung môi không phân cực. Astaxanthin có thể tìm thấy trong tảo, nấm men, cá hồi, nhuyễn thể, tôm, các loại giáp xác và ở lông vũ của một số loài chim. Giáo sư Basil Weedon là người đi đầu trong việc tìm ra cấu trúc của astaxanthin. Công thức phân tử của astaxanthin thì tương tự như bêta-caroten nhưng nó phức tạp hơn. Astaxanthin có 13 nối đôi trong khi bêta-caroten chỉ có 7 nối đôi nên khả năng chống oxi hóa của nó cũng cao hơn bêta-caroten. 1.2.2.2. Tính chất vật lý của astaxanthin Tính tan: astaxanthin là hợp chất không phân cực nên rất ít tan trong nước, nó tan trong các dung môi hữu cơ như pyridine, cồn, dietyester, ete, dầu mỏ, dầu thực vật Sự hấp thụ ánh sáng và màu sắc: astaxanthin hấp thụ rất mạnh bức xạ trong vùng 470÷510 nm nên tạo màu đỏ cam rất đẹp. Tính hấp thu ánh sáng của astaxanthin có thể bị thay đổi khi astaxanthin liên kết với các chất khác. Trong tôm, cua astaxanthin thường liên kết với phân tử protein (crutacyanin) có ߣmax = 628 nm tạo nên màu xanh đặc trưng của các loài thủy sản sống. Dưới tác dụng của nhiệt, liên kết bị phá hủy và astaxanthin được giải phóng dưới dạng tự do có màu đỏ cam. 1.2.2.3. Tính chất hóa học Trong phân tử astaxanthin có chuỗi polyen liên kết với các nhóm keto, hydroxyl gắn với các vòng ở đầu mạch nên astaxanthin rất nhạy với ánh sáng, nhiệt độ cao và các tác nhân oxy hóa, axít, bazơ Sự oxy hóa astaxanthin diễn ra nhanh khi có sự hiện diện của sunfit, ion kim loại, độ ẩm, oxy không khí. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 7 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Sự oxy hóa: astaxanthin ở dạng tự do rất dễ bị oxy hóa bởi tác nhân electrophil như oxy phân tử. Nhưng khi astaxanthin tạo phức với protein hay ở dạng este hóa thì chúng trở nên bền hơn. Hoạt tính chống oxy hóa của astaxanthin trong cơ thể được giải thích bởi khả năng bắt giữ gốc tự do tạo thành gốc cacbon trung tâm bền vững nhờ hiệu ứng cộng hưởng: RCOO* + Ast  RCOO-Ast Phản ứng với axít: astaxanthin phản ứng với axít yếu làm dịch chuyển cực đại hấp thụ của phân tử về phía bước sóng dài. Khi trung hòa bằng bazơ yếu, cấu trúc phân tử astaxanthin lại được phục hồi, tuy nhiên khi phản ứng với axít mạnh như: HCl, H2SO4 thì có thể xảy ra sự phân hủy chuỗi polyen của astaxanthin làm nhạt màu đỏ cam. 1.2.2.4. Chức năng sinh học của astaxanthin  Đối với người và động vật có vú Trong cơ thể người astaxanthin không chuyển hóa thành tiền vitamin A nên không gây ra tình trạng ngộ độc khi sử dụng với hàm lượng cao hay tích lũy quá nhiều trong cơ thể. Đối với người liều dùng có thể đến 14,4 mg/ngày trong vòng hai tuần. Astaxanthin là một chất chống oxy hóa hiệu quả, là một tác nhân chống ung thư vì chúng có khả năng ngăn ngừa một số bệnh như ung thư bàng quang, ung thư vòm họng, ung thư kết tràng. Astaxanthin giúp cải thiện những tổn thương võng mạc, bảo vệ các tế bào tiếp nhận ánh sáng khỏi thoái hóa vì vậy nó bảo vệ võng mạc khỏi bị oxy hóa, bên cạnh đó nó cũng giúp phòng ngừa và chữa trị những tổn thương thần kinh như bệnh Alzheimer, bệnh Parkinson và những tổn thương tủy sống. Astaxanthin có khả năng ngăn ngừa xơ cứng động mạch, chứng tắc nghẽn động mạch vành. Astaxanthin còn có chức năng bảo vệ chống lại tia tử ngoại nhờ có khả năng bắt giữ các gốc tự do hình thành do sự quang hóa. Ngoài ra, nó còn có hiệu quả trong việc phòng ngừa và điều trị các chứng nhiễm khuẩn Helicobecter trong hệ tiêu hóa của động vật có vú. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 8 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm  Đối với các loài động vật thủy sản Astaxanthin có vai trò rất quan trọng trong việc bảo vệ tế bào chống lại sự oxy hóa, chống lại các tia tử ngoại, tăng cường khả năng đề kháng, giúp tăng khả năng tăng trưởng và có tác dụng tăng cường năng suất sinh sản của một số loài thủy sản. 1.2.2.5. Ứng dụng của astaxanthin a. Trong công nghệ thực phẩm Trong chế biến thì màu sắc bên ngoài cũng là yếu tố quan trọng thu hút khách hàng và người tiêu dùng. Astaxanthin được coi là chất màu chính trong vỏ và các cơ quan bên trong của các loài giáp xác, nó chiếm từ 86÷98% của tổng lượng carotenoid. Màu đỏ tạo ra là khi gia nhiệt thì protein bị biến tính làm đứt các liên kết giữa phức hợp carotenprotein làm phóng thích astaxanthin tự do. Màu sắc cuối cùng và sự thấm màu phụ thuộc vào hàm lượng của astaxanthin lắng đọng lại. Đối với những thực phẩm đặc biệt là sản phẩm có nguồn gốc từ các loài giáp xác bị biến màu do giảm hoặc mất astaxanthin trong quá trình chế biến thì việc bổ sung astaxanthin như một phụ gia sẽ làm tăng giá trị cảm quan của thực phẩm. Mục đích của việc bổ sung chất màu vào thực phẩm nhằm: - Khôi phục lại màu sắc đã bị mất trong quá trình bảo quản (tiếp xúc với không khí, ẩm, nhiệt độ và các điều kiện bảo quản). - Điều chỉnh màu sắc tự nhiên của sản phẩm khi màu tự nhiên không đủ để thể hiện màu sắc cho sản phẩm. - Gia tăng màu của thực phẩm ở mức cần thiết. - Làm đồng nhất màu sắc thực phẩm. - Làm thực phẩm có màu hấp dẫn đối với người tiêu dùng. Hiện nay, có một số tài liệu đã chứng minh rằng astaxanthin là một chất an toàn về mặt thực phẩm. b. Trong y học Astaxanthin có vai trò sinh học đặc biệt quan trọng đối với sức khỏe con người. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 9 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm  Astaxanthin là một tác nhân chống sự oxy hóa Do trong cấu trúc của astaxanthin có nhiều nối đôi nên nó là một chất chống oxy hóa hữu hiệu. Đặc tính chống oxy hóa của astaxanthin được thể hiện ở chỗ nó ngăn cản sự hình thành gốc tự do bằng cách loại bỏ oxy tự do, trong trường hợp các gốc tự do đã được hình thành thì astaxanthin có thể kết hợp với gốc tự do để vô hoạt nó nhờ đó astaxanthin có thể bảo vệ lipit khỏi sự oxy hóa giống như màng phospholipid. Các nghiên cứu cho thấy rằng đặc tính chống oxy hóa của astaxanthin cao gấp 10 lần so với beta – caroten (Miki,1991), gấp 100÷500 lần so vơi vitamin E (Kurashige và cộng sự, 1990), ngoài ra còn cao hơn lutein và zeaxanthin. Đặc tính chống oxy hóa của astaxanthin được xem là nguồn lợi lớn cho sức khỏe của con người.  Astaxanthin là một tác nhân chống ung thư Nghiên cứu về đặc tính chống ung thư của astaxanthin đã được tiến hành trên chuột do Takuji Tanaka và cộng sự thực hiện. Bằng cách quản lý chế độ ăn astaxanthin đã cho thấy hạn chế được chất sinh ung thư ở bàng quang, khoang miệng và trực tràng của chuột. Thêm vào đó, astaxanthin đã kích thích enzyme chuyển hoá chất lạ trong thận của chuột, đây là quá trình có thể ngăn ngừa chất sinh ung thư (Gradelet và cộng sự, 1996).  Astaxanthin có vai trò chống đỡ trong hệ thống miễn dịch Astaxanthin có ảnh hưởng đến chức năng miễn dịch. Astaxanthin làm tăng lượng kháng thể do sự kích thích ở tế bào lá lách ở chuột và tế bào hồng cầu ở cừu (Jyonouchi và cộng sự,1991).  Astaxanthin là chất bảo vệ khỏi ánh sáng Ánh sáng đặc biệt là tia UV có thể gây ra các phản ứng và sản phẩm của nó là oxy tự do (Noguchi và Niki, Mc Vean và cộng sự,1999). Lipit, protit, chất màu đều có liên quan đến cơ chế này. Sự thiệt hại do sự oxy hóa ở mắt, da bởi tia UV ngày một nhiều nên tính chống oxy hóa của astaxanthin được đề nghị như tác nhân bảo vệ.  Astaxanthin là chất bảo vệ mắt và hệ thống thần kinh Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 10 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Trevithuck và Mitton (1999) khái quát rằng vai trò chủ yếu của chất chống oxy hóa trong việc làm giảm stress và các bệnh có liên quan đến mắt và hệ thống thần kinh. Astaxanthin là chất chống oxy hoá hiệu quả có thể đi qua màng não (Tso và Lam,1996), lợi ích chủ yếu của astaxanthin đối với sức khoẻ của mắt và hệ thống thần kinh rất được hứa hẹn. Nghiên cứu hiệu quả chống oxy hoá ở mắt chuột cho thấy rằng astaxanthin có thể cải thiện các retinal bị tổn hại và nó cũng có hiệu quả tốt trong việc bảo vệ tế bào nhận kích thích ánh sáng khỏi bị thoái hóa.  Astaxanthin và sự lây nhiễm Nghiên cứu gần đây cho thấy astaxanthin là loại có thể phòng và chữa trị hiệu quả các bệnh lây nhiễm Halicobacter ở đường dạ dày - ruột và khoang miệng của động vật có vú (Alejury và Wadstroem, 1998). 1.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước và thế giới 1.2.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Xian (1968) cho biết tôm không có khả năng tổng hợp astaxanthin mà chúng chỉ tích lũy từ thức ăn, sau đó tập trung trong gan, mô và vỏ. Vậy nên việc cung cấp bổ sung astaxanthin trong thức ăn cho tôm là điều cần thiết. Fukuda và Kozo (1987) đã nghiên cứu khử canxicarbonat trong vỏ tôm bằng HCl sau đó trung hòa bằng NaOH trước khi chiết suất astaxanthin từ vỏ tôm. Jonhson (1992) đã nghiên cứu cho biết việc chiết xuất astaxanthin theo các phương pháp qua xử lý axit, kiềm hay nhiệt độ có thể dẫn đến sự phá hủy một lượng lớn astaxanthin. Ngày nay với công nghệ tiên tiến cho phép chiết suất astaxanthin bằng phương pháp siêu tới hạn bằng cách sử dụng CO2 hay CO2 kết hợp với ethanol như một đồng dung môi. Kết quả chiết suất được astaxanthin với chất lượng tốt và hiệu quả cao. Anderson (1975) đã đưa ra quy trình trích ly carotenoid từ phế liệu tôm trong dung môi dầu nành. Dầu nành được cho vào phế liệu sau đó trộn lẫn vào với nhau và giữ ở một nhiệt độ nhất định. Dầu nành sau đó được tách bằng cách ly tâm. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 11 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Spinelli và Mahnken (1978) đã nghiên cứu ba công đoạn trích ly thu hồi astaxanthin từ phế liệu tôm cua đỏ bằng dầu. Chen và Meyers (1982) đã sử dụng enzyme thủy phân phế liệu giáp xác đã được đồng nhất với enzim protease và sau đó dùng dung môi dầu nành để trích ly thu hồi carotenoid. Các phế liệu giáp xác đã đồng hóa được thu bằng cách acid hóa và được cho vào dầu nành sau đó hỗn hợp mới được giữ nhiệt để sắc tố hòa tan trong dầu. Năm 1984 Chen và Meyers đã đưa ra phương pháp mới cho phép ước lượng được hàm lượng sắc tố trong các loại dầu khác nhau, cơ sở của phương pháp này dựa vào sự hấp thụ cực đại và hệ số hấp thụ của astaxanthin trong các loại dầu khác nhau. No và Meyers (1992) đã chứng minh quá trình trích ly carotenoid bằng dầu từ phế liệu giáp xác có thể kết hợp với quá trình sản xuất chitin – chitosan. 1.2.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước KS.Nguyễn Văn Ngoạn đã xây dựng quy trình công nghệ sử dụng tổng hợp astaxanthin, chitin và protein từ phế liệu trong sản xuất tôm đông lạnh. Trần Ngọc châu (2000) đã nghiên cứu sử dụng dung môi acetol để chiết xuất astaxanthin từ vỏ tôm và thu được sản phẩm ở dạng bột màu astaxanthin thô. Hoàng Mai Dũng (2000) đã nghiên cứu ảnh hưởng của thức ăn có chứa carotenoid đến màu sắc và tốc độ sinh trưởng của cá chép phụng Nhật và cá tai tượng Châu Phi. Viện hóa học Hà Nội (2000) dã nghiên cứu nâng cao hiệu suất thu hồi astaxanthin và xây dựng phương pháp thu nhận astaxanthin từu phế liệu tôm trong phòng thí nghiệm. Th.S Hoàng Thị Huệ Anh (2003) đã nghiên cứu và xây dựng được quy trình chiết suất astaxanthin từ phế liệu vỏ tôm bằng dung môi ethanol 960 với hiệu suất cao nhất đạt 34,5%. Nguyễn Văn Trọng (2003) đã nghiên cứu ảnh hưởng của một số điều kiện bảo quản đến sự giảm hàm lượng astaxanthin trong phế liệu tôm. Trung tâm nhiệt đới Việt Nam chủ trì và Th. S Nguyễn Thị Nga và Th.S Trịnh Thị Lan Chi đã thử nghiệm bổ sung sắc tố canthaxanthin và astaxanthin vào chế biến thức ăn cho cá vàng. 1.3. Lý thuyết cơ bản [6] Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 12 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm 1.3.1. Trích ly  Cơ sở khoa học Trích ly là quá trình hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử có trong mẫu nguyên liệu bằng cách cho nguyên liệu tiếp xúc với dung môi. Động lực của quá trình trích ly là sự chênh lệch nồng độ của cấu tử ở trong nguyên liệu và ở trong dung môi.  Yêu cầu dung môi - Hòa tan chọn lọc cấu tử cần tách. - Hệ số khuyếch tán D lớn → vận tốc chuyển khối lớn. - Nhiệt dung riêng và nhiệt hóa hơi nhỏ (tiết kiệm khi hoàn nguyên dung môi). - Độ bay hơi lớn (nhiệt độ sôi nhỏ). - Không ăn mòn thiết bị, không tác dụng hóa học với các cấu tử trong hỗn hợp. - Rẻ tiền, dễ kiếm. - Dung môi phải dễ dàng được tách ra sau quá trình chiết bằng phương pháp chưng cất hoặc sấy, sau khi tách không để mùi lạ và gây độc cho sản phẩm. => Hiện tại chưa có dung môi nào thỏa mãn tất cả các yêu cầu trên nên tùy theo điều kiện mà ta chọn dung môi cho thích hợp.  Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình chiết Trong quá trình trích ly vận tốc và hiệu suất của quá trình chịu ảnh hưởng của:  Kích thước của nguyên liệu Kích thước nguyên liệu ảnh hưởng tới quá trình trích ly, kích thước nguyên liệu càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi càng tăng, hiệu suất tăng, vì vậycần tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu rắn và dung môi hữu cơ bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ hoặc băm nhỏ vật liệu. Làm vỡ cấu trúc tế bào nhằm thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và nguyên liệu. Tuy nhiên cũng phải nhỏ tới mức nhất định vì quá nhỏ nguyên liệu sẽ vón lại, các hạt mịn lắng đọng trên các lớp nguyên liệu, chi phí cho quá trình nghiền xé tăng. Mặt khác, nguyên liệu quá nhỏ nó sẽ bị cuốn vào dung dịch chiết rút gây khó khăn trong quá trình xử lý dung dịch sau khi chiết rút.  Tính chất nguyên liệu Tính chất của vật liệu cũng ảnh hưởng tới hiệu suất chiết như: trong chiết dầu, nếu độ ẩm nguyên liệu giảm thì hiệu suất của quá trình chiết tăng vì độ ẩm tác dụng Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 13 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm với protein và các chất háo nước khác ngăn cản sự chuyển dịch của dung môi vào nguyên liệu cản trở quá trình khuyếch tán, do vậy phải chọn độ ẩm thích hợp cho quá trình này.  Nhiệt độ Nhiệt độ có tác dụng tăng nhanh quá trình khuếch tán và giảm độ nhớt, phân tử chất tan chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi. Tuy nhiên, nhiệt độ là yếu tố có giới hạn vì nếu nhiệt độ quá cao có thể xảy ra các phản ứng không cần thiết gây khó khăn cho quá trình công nghệ và tăng chi phí năng lượng cho quá trình.  Sự chênh lệch nồng độ của chất chiết rút và chất cần chiết rút Sự chênh lệch nồng độ của chất cần chiết rút và chất chiết rút trong dung môi phải lớn. Muốn tạo được điều kiện này phải tạo ra các yếu tố sau:  Một là: nguyên liệu chiết rút phải có năng lực hút nhỏ nhất đối với dung môi để tạo ra nồng độ chất cần thiết trong dung môi phía nguyên liệu càng cao để quá trình khuyếch tán phân tử các chất cần chiết rút đi ra nhiều.  Hai là: tỷ lệ dung môi và nguyên liệu phải lớn, tuy nhiên phải ở mức hợp lý. Nếu tỷ lệ lớn quá làm cho nồng độ các chất cần chiết rút trong dung dịch càng thấp, gây thất thoát và khó khăn trong quá trình.  Ba là: lợi dụng nguyên lý ngược dòng để tạo ra sự chênh lệch nồng độ lớn hay thay đổi dung môi chiết rút nhiều lần.  Tỉ lệ giữa khối lượng và dung môi Với cùng một lượng nguyên liệu, nếu ta tăng lượng dung môi sử dụng thì hiệu suất trích ly sẽ tăng theo. Đó là do sự chênh lệch nồng độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn. Tuy nhiên, nếu lượng dung môi dùng quá lớn thì sẽ làm loãng dịch trích, quá trình tinh chế sẽ kéo dài.  Thời gian trích ly Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ tăng. Nếu thời gian trích ly quá dài thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ không tăng thêm đáng kể. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 14 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm 1.3.2. Ly tâm  Cơ sở khoa học Ly tâm là quá trình sử dụng lực ly tâm để phân riêng các cấu tử có khối lượng riêng khác nhau. Động lực của quá trình là lực ly tâm và yếu tố khác biệt để phân riêng là khối lượng riêng. Sự khác biệt về khối lượng riêng càng lớn thì quá trình phân riêng được thực hiện một cách dễ dàng.  Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ly tâm  Độ nhớt của pha lỏng Độ nhớt của pha lỏng ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ chuyển động của các cấu tử. Khi tác dụng cùng một lực, độ nhớt của môi trường càng lớn, trở lực chuyển động càng lớn, tốc độ chuyển động càng chậm. Do đó, trong quá trình phân riêng, cần chú ý đến độ nhớt của các chất lỏng, đặt biệt là chất lỏng tạo nên pha liên tục.  Độ chênh lệch khối lượng riêng Khi độ chênh lệch khối lượng riêng của hai cấu tử cần phân riêng càng lớn thì sự chênh lệch của lực ly tâm tác dụng lên càng nhiều, quá trình phân riêng diễn ra dễ dàng.  Nhiệt độ Trong quá trình ly tâm, nếu nhiệt độ của nguyên liệu càng cao, độ nhớt chất lỏng của pha liên tục càng thấp, trở lực chuyển động càng giảm, hiệu quả phân riêng càng tăng.  Ngoài ra, một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ly tâm như: vận tốc ly tâm, bán kính li tâm và thời gian lưu. 1.3.3. Đo quang phổ Nguyên tắc cơ bản Tia sáng là một dòng photon, khi một photon gặp một phân tử mẫu phân tích, mẫu sẽ hấp thu photon. Sự hấp thu làm giảm số lượng photon của tia sáng, do đó làm giảm cường độ của tia sáng. Các nguồn ánh sáng được thiết lập để phóng photon mỗi giây. Các photon chuyển động và được hấp thu (loại bỏ) khi tia sáng qua các khe chứa các mẫu. Cường độ của ánh sáng đến được đầu dò thấp hơn cường độ tia sáng phát. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 15 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Trong phạm vi mà một mẫu hấp thụ ánh sáng phụ thuộc mạnh mẽ vào bước sóng ánh sáng. Vì lý do này, máy đo quang sử dụng ánh sáng đơn sắc. Ánh sáng đơn sắc là ánh sáng trong đó tất cả các photon có cùng bước sóng. Để phân tích các mẫu mới, người phân tích đầu tiên sẽ xác định phổ hấp thụ. Phổ hấp thụ hiển thị sự hấp thụ ánh sáng tùy thuộc vào bước sóng ánh sáng. Phổ chính là phụ thuộc của độ hấp thụ với bước sóng ánh sáng và là đặc tính của bước sóng (λ) max mà ở đó sự hấp thụ là lớn nhất. Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 16 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm CHƯƠNG II: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu 2.1.1. Vỏ tôm sú Vỏ tôm sú được lấy từ công ty thải ra,sau đó được bảo quản lạnh và vận chuyển về phòng thí nghiệm rửa sạch tạp chất, để ráo nước, sau đó trữ đông ở−18oC, trước khi làm thí nghiệm mang ra rã đông, sấy khô đến độ ẩm 10% ± 0,5. 2.1.2. Dung môi 2.1.2.1. Dầu nành Thành phần: 100% dầu nành tinh luyện.  Đặc điểm  Không có Cholesterol.  Được tinh luyện từ 100% dầu nành nguyên chất.  Qui trình chế biến với công nghệ hiện đại lưu giữ được lượng vitamin A và E tự nhiên có trong dầu.  Giàu chất dinh dưỡng, thích hợp cho mọi lứa tuổi.  Trong dầu nành có nhiều axít béo nhóm omega - 3 và omega - 6 (84%), là tiền chất của DHA và EPA, có tác dụng tốt đối với tim mạch (phòng tránh các bệnh tắc nghẽn mạch máu), giảm cholesterol trong máu.  Thông tin dinh dưỡng Bảng 2.1. Thông tin dinh dưỡng của dầu nành Thành phần Hàm lượng trong 100g Năng lượng 900Kcal Chất đạm 0g Chất béo toàn phần Bão hòa Chất béo trans 100g 16g 0g Hình 2.1. Phế liệu vỏ tôm Đề tài nghiên cứu khoa học Trường ĐHBRVT 17 Ngành công nghệ thực phẩm Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Không bão hòa đơn Không bão hòa đa 24g 60g Hydrat-Cacbon Đường 0g 0g Cholesterol 0g Natri 0g  Chỉ tiêu chất lượng chủ yếu  Hàm lượng axit béo tự do (Oleic): 0,10% max.  Chỉ số Iot (Wijs): 125 – 135.  Không sử dụng chất bảo quản và chất tạo màu.  Bao bì: chai PET1 lít.  Bảo quản: để nơi khô ráo và thoáng mát.  Tiêu chuẩn chất lượng  CNTC: 8389/2010/YT-CNTC.  TCCS: TCCS02:2010/TA. 2.1.2.2. Dầu mè Thà