Tiểu luận Ứng dụng gây biến đổi các đặc tính chức năng của các thành phần cơ bản (Protein, Lipid, nước, Vitamin...) trong việc tận dụng các phụ phẩm của quá trình chế biến thủy sản

, lưu huỳnh và iod. Ngoài ra còn có niken, coban, chì, kẽm, asen. Sunfua có phổ biến trong thịt các loài hải sản, chiếm khoảng 1% chất khô của thịt, phần lớn tồn tại ở dạng hợp chất hữu cơ. Thịt cá có nhiều mỡ thì hàm lượng iod có xu hướng tăng lên. 5.Gluxid Hàm lượng gluxid trong thịt cá rất thấp, thường dưới 0,5 % tồn tại dưới dạng năng lượng dự trữ glycogen. Sau khi chết, glycogen cơ thịt chuyển thành acid lactic, làm giảm pH của cơ thịt, mất khả năng giữ nước của cơ thịt PHẦN III. CÁC SẢN PHẨM ĐƯỢC CHẾ BIẾN TỪ PHỤ PHẨM CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN THỦY SẢN 1.Chế biến paste từ thịt cá tra vụn * Quy trình tổng quát: Cá vụn → rửa sơ bộ → để ráo→ lạnh đông → xay thô→ phối trộn(bổ sung phụ gia) → xay mịn→ định hình → làm chín. 1.1. Các công đoạn của quá trình chế biến: Cá vụ mua về từ nhà máy chế biến được đem rửa sơ bộ , tiến hành xử lý sơ bộ, loại bỏ phần mỡ cá và máu cá. Rửa cá nhằm loại bỏ sự hòa tan của mô cơ protein chất cơ vào trong nước, mà những chất đó ngăn cản quá trình hình thành gel, làm tăng nồng độ actin và myosin giúp gel hình thành tốt. Ép tách nước nhằm làm giảm hàm lượng nước của thịt cá còn khoảng 80÷85%. 1.2.Phối trộn phụ gia: * Polyphosphate:cải thiện tính giữ nước của Polyphosphate do Polyphosphate làm tăng khả năng lien kết với nước,thể hiện ở 3 mặt : Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 7 - Thịt cá nói chung có PH dao động khoảng 5,4→5,8,việc sử dụng làm cho PH thịt tăng lênđáng kể từ 0,2→0,5 góp phần tăng khả năng giữ nước của thịt. - Hình thành liên kết với ion .rong thịt cá nói chung tồn tại một lượng nhỏ ion ca va mg ,các ion lien kết với các protein sợi cơ làm giảm khả năng lien kết protein với nước.Khi thêm polyphosphatetrong quá trình ngâm sẽ hình thành liên kết với các ion này ,làm giảm khả năng liên kết của các ion này với protein,mạng protein được nới lõng, khả năng lien kết với nước tăng . - Phân tách actomyosin thành myosine và actine góp phần làm tăng khả năng hút ẩm của protein sợi cơ. * Gluten(lúa mì) Tạo màng bề mặt, tính cố kết, bám dính và các tính chất bền nhiệt, có khả năng giữ nước. Đặc biệt trong sản phẩm surumi nó làm tăng độ bền gel và giảm sự phát triển cấu trúc dai không mong muốn sau công đoạn trữ đông ( * Muối ăn Làm tăng khả năng kết dính và làm giảm lượng nước tự do trong quá trình tạo nhũ tương, muối có tác dụng hòa tan hoặc phóng thích mysine từ cơ thịt làm cho cơ thịt dễ bị vỡ ra dễ dàng. * Đường Làm tăng độ bền vững khi bảo quản, do đường liên kết với phân tử nước, mặt khác nó còn làm cho cấu trúc mềm dịu có lượng nước cao. * Tinh bột Có khả năng tạo gel với protein nhờ vào liên kết hydrovà lực VanDerWaals. 1.3. Ảnh hưởng của các thành phần dùng đến quá trình chế biến: *Hàm lượng mỡ Hàm lượng mỡ sử dụng trong quá trình chế biến sản phẩm nhũ tương nhằm tạo độ mềm mại cho sản phẩm, giúp quá trình kết dính và tạo nhũ tương tốt, hỗn hợp thịt xay có độ nhớt cao dễ dồn vào ruột. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 8 * Protein Có 2 dạng protein chính ảnh hưởng đến tiến trình tạo nhũ tương là Sacoplasmis và myofibrillar. Protein được dùng như chất hoạt động bề mặt. Bề mặt protein là các chất nhóm phân cực, khi hòa tan vào nước, các lớp này sẽ hấp thụ phân tử nước tạo lớp vỏ hydrat bao quanh protein, nhũ tương thịt được hình thành. Bên cạnh khả năng hydrat hóa tạo nhũ tương, khả năng tạo gel của protein cũng là một tính cách quan trọng, tạo cấu trúc cho sản phẩm. Khi protein bị biến tính, cấu trúc bậc cao bị phá hủy, liên kết giửa các phân tử bị đứt, mạch peptid bị nới lỏng, các nhóm ẩn bên trong sẽ xuất hiện ra bên ngoài, các mạch polypeptide bị duỗi ra trong diều kiện nhất định, trở nên gần nhau, tiếp xúc và liên kết với nhau. Các sản phẩm chế biến từ paste cá tra:  Xúc xích cá tra.  Sản phẩm surumi. 2. Sản xuất Surimi từ vụn cá tra Phân tích thành phần hóa học cơ bản, các nhà khoa học nhận thấy, so với phi-lê cá tra, vụn cá ba sa có hàm lượng protein thấp và hàm lượng béo cao hơn hẳn. Do đó, họ đã chọn hướng sử dụng hiệu quả nhất loại nguyên liệu này là phân tách lipid dùng cho công nghiệp dầu béo, phần protein còn lại được dùng để sản xuất surimi. Các mẫu vụn cá được tách béo ở nhiệt độ 500oC, đem rửa 6 lần, nồng độ nước muối rửa 0,5%, phối trộn phụ gia theo tỷ lệ: polyphosphat 0,3%, sorbitol 4%, thời gian đông lạnh 48 giờ, tạo gel ở hai nhiệt độ: 20 phút ở 40oC, sau đó, 20 phút ở 90oC. Kết quả cho thấy, vụn cá càng rửa nhiều càng trắng và hàm lượng béo còn lại trong thịt tỷ lệ nghịch với số lần rửa, nhưng lượng béo không giảm nhiều sau khi rửa 6 lần. Tuy nhiên, trong giai đoạn gia nhiệt làm chảy béo sử dụng nước ấm thì hàm lượng béo giảm đáng kể, chỉ còn 3,72%, thấp hơn rất nhiều so với phi-lê thành phần. 3.Trích ly Carotenoid từ phế liệu tôm sú 3.1Crotenoid Phế liệu của các loài giáp xác chứa nhiều thành phần có giá trị như: protein, chitin và một lượng chất màu, chủ yếu là carotenoids,trong đó vỏ tôm là nguồn nguyên liệu chính trong sản xuất carotenoids. Ứng dụng:là chất màu thự phẩm chuyên biệt cho các sản phẩm:kẹo, bánh… Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 9 Triglyceride H2C – O – COR1 HC – O – COR2 H2C – O – COR3 + 3CH3OH Methanol Xúc tác Glycerin H2C – OH HC – OH + H2C – OH Hỗn hợp methylester R1COOCH3 R2COOCH3 R3COOCH3 3.2 Trích ly crotenoid Trong nguyên liệu carotenoids ở dạng lien kết với protein, do đó để tách được carotenoids thì phải cắt đứt liên kết này bằng cách làm biến tính protein để phá vỡ liên kết carotenoprotein, giúp giải phóng carotenoids về dạng tự do. Carotenoids được trích ly bằng hỗn hợp dung môi hữu cơ gồm hexane và IPA từ vỏ tôm sú đã sấy khô. Quy trình trích ly được tiến hành bằng hệ thống soxtherm. Qui trình: Nguyên liệu →sấy → nghiền →trích ly(Hexane và IPA) →dịch trích (ether dầu hỏa,nước muối sinh lý) tách pha → sấy (dầu hướng dương) → sản phẩm . 4.Sản xuất dầu Biodiese. 4.1. Cơ sở lý thuyết: Bản chất biodiesel là sản phẩm ester hóa giữa methanol hoặc ethanol và acid béo rong mỡ cá: 100kg mỡ +10kg methanol→100kg biodiesel +10kg glycerin Phương rình chuyển hóa cơ bản như sau: Trong đó R là các gốc acid béo no hoặc không no chứa trong mỡ cá. Chất xút tác thực hiện chuyển hóa: NaOH  Vai trò chất xút tác Phản ứng với methanol trước để tạo tiền chất cho các phản ứng chuyển hóa tiếp theo. -Phản ứng 1:Tạo Alkoxide CH3OH + NaOH CH3ONa + H2O Trong môi trường có mức nước Alkoxide phân ly tạo CHO và Na, CHO tiếp tục thực hiện phản ứng tiếp theo Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 10 - Phản ứng 2: Tạo glyceride anion - Phản ứng 3: Tạo diglyceride và CH3O - H2C – O – COR1 HC – O – H2C – O – COR3 Triglyceride anion + CH3OH Methanol H2C – O – COR1 HC – OH H2C – O – COR3 + CH3O - Aldoxide Diglyceride H2C – O – COR1 HC – O – COR2 H2C – O – COR3 H2C – O – COR1 HC – O – H2C – O – COR3 + CH3O - + R2COOCH3 Aldoxide Triglyceride anion Methylester Triglyceride Các phản ứng dây chuyền tiếp theo để tạo ra monoglyceride, methylester và cuối cùng tạo ra glycerin và methylester. H2C – O – COR1 HC – OH H2C – O – COR3 Diglyceride + CH3O - Aldoxide H2C – O – HC – OH H2C – O – COR3 + R1COOCH3 Monoglyceride anion Methylester H2C – OH HC – OH H2C – O – COR3 Monoglyceride + CH3O - Aldoxide H2C – OH HC – OH H2C – O – + R3COOCH3 Glycerianion Methylester H2C – O – COR HC – OH + CH3OH H2C – O – COR3 H2C – OH HC – OH + CH3O - H2C – O – COR3 Monoglyceride anion Methanol Monglyceride Alkoxide Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 11 Nguyên liệu Xử lí Khuấy trộn Gia nhiệt 1 Khuấy trộn Để yên Trung hòa bằng methoxide Gia nhiệt 2 Khuấy trộn Methanol H2SO4 95% Nguyên liệu Methoxide Gl cerin Biodiesel thô Rửa Kiểm tra chất lượng Biodiesel Dung dịch tách lớp Để yên Như vậy trong quá trình này cứ 1 phân tử triglyceride tác dụng với 3 phân tử CHO tạo ra một phân tử glycerol và 3 phân tử methyl ester. 4.2Qui trình sản xuất tham khảo H2C – OH HC – OH + CH3OH H2C – O – H2C – OH COR HC – OH + CH3O - H2C – OHCOR Methanol Glyceride Alkoxide Glycerianion Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 12 4.3. Thuyết minh quy trình: Nguyên liệu (dầu thực vật hay mỡ động vật) được đem xử lí. Sau đó nguyên liệu trải qua 2 giai đoạn của quá trình điều chế biodiesel. *Giai đoạn 1 :Xúc tác acid - Nguyên liệu và methanol được cho vào bình phản ứng với tỷ lệ tương ứng 1: 0,08. - Tiến hành gia nhiệt lần 1 để hỗn hợp phản ứng đạt 35C, giữ gia nhiệt trong 1 giờ. - Bổ sung xúc tác HSO 95% và khuấy trộn liên tục với tốc độ 500-600 vòng/ phút trong 2 giờ, nhiệt độ được duy trì ở 35C. Khuấy và gia nhiệt diễn ra đồng bộ. Mục đích của giai đoạn này là để thực hiện phản ứng ester hóa các acid béo tự do trong dầu thực vật mỡ động vật. Phương trình chuyển hóa như sau: RCOOH + CH3OH R1COOCH3 + H2O - Sau đó ngừng gia nhiệt, để yên hỗn hợp trong 8 giờ hoặc qua đêm. - Hỗn hợp sau khi dể yên được trung hòa bằng lượng methanol vừa đủ để loại HSO nhằm kết thúc giai đoạn xúc tác acid, tạo điều kiện thực hiện giai đoạn xúc tác base: 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O *Giai đoạn 2: Xúc tác base - Gia nhiệt hỗn hợp vừa trung hòa đến nhiệt độ phản ứng thích hợp. - Cho lượng methoxide còn lại vào và khuấy trộn với tốc độ 500-600 vòng/ phút khoảng 30 phút thì ngừng khuấy và ngừng gia nhiệt.Ở gia đoạn này xảy ra phản ứng chuyển ester hóa giữa triglyceride và methanol tạo methyester. Quá trình khuấy sẽ giúp các tác chất tiếp xúc tốt với nhau làm tăng hiệu suất phản ứng. - Để yên trong vòng một giờ dung dịch tách thành 2 lớp rõ rệt. Lớp dưới đáy là glycerin và chất rắn được rút khỏi dung dịch, sau 20 phút chiết rút một lần. Lớp trên là biodiesel thô. Chuẩn bị methoxide: Hợp chất kiềm dùng làm xút tác được hòa tan với methanol. Lượng methanol sử dụng cho mỗi thí nhiệm được tính toán sao cho tổng thể tích methanol dùng đúng tỉ lệ đã chọn lựa. H2SO4 dd Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 13 - Rửa biodesel: Biodiesel tạo thành còn lẫn xúc tác kiềm do đó cần tiến hành rửa để lại kiềm, đưa pH của Biodiesel thường được rửa bằng phương pháp tạo bọt. Thêm một ít acid HPO 10% vào nước trước khi rửa. Thực hiện thổi bọt trong 24 giờ, để yên 30 phút. Thu được sản phẩm biodiesel có pH trung tính và màu sắc sáng đẹp hơn. 5. Sản xuất Gelatin từ da cá tra 5.1. Định nghĩa Gelatin là một hợp chất cao phân tử nhận được từ sự thủy phân collagen, là một thành phần protein cơ bản của động vật tìm thấy trong xương, da, gân (Ramchandran, 1967). Ứng dụng:Tạo đông gelly,jam;ổn định : kem;làm đặc: súp,đồ hộp;Kết dính: kẹo ;Làm trong rượu. 5.2. Collagen Protein động vật này là một thành phần cấu trúc chủ yếu của mô ở dạng các sợi trắng và nó hiện diện trong tất cả các bộ phận, cơ quan. Nó có hơn 30% protein tổng số cả trong động vật có xương và không có xương, dưới kính hiển vi nó có dạng một sợi trắng đục được bao bọc bởi một lớp polysaccharides và những protein khác. Thành phần của các acid amin của collagen trong động vật có vú là một chuỗi gồm có 18 trong 20 acid amin được tìm thấy trong protein. Collagen được đặc trưng hóa bởi hàm lượng glycine, proline và hydroxylproline với các acid amin khác từ 13%-15% của collagen. Hydroxyproline là một thành phần đặc trưng của collagen và được tìm thấy trong khoảng 2% trong elastin. Thành phần cơ bản trong hình thể của collagen là một mắt xích gồm 3 chuỗi, mỗi bên trái (gồm 3 acid amin cách nhau một góc 8,6 A) quấn vào nhau giống như những sợi dây và được giữ lại bởi những liên kết hydrogen (Karlsen, 1965). Ba chuỗi polypeptide hình thành một đường xoắn ốc bên phải, những mắt xích này có trọng lượng phân tử nặng 360000 dài 3000 A và có đường kính 14A. 5.3. Sự chuyển đổi Collagen thành Gelatin Sự chuyển đổi collagen thành gelatin là sự chuyển đổi cần thiết trong việc sản xuất gelatin. Đó là sự chuyển đổi của những sợi collagen có tổ chức cao những sợi này không tan trong nước tạo thành một hệ thống khử polymer gọi là gelatin có thể tan trong nước đã được mô tả bởi Veis (1964). Sự phức tạp vè cấu trúc của collagen và sự đa dạng về việc xử lý bằng enzyme và xử lý Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 14 bằng hóa học mà nó có thể được ứng dụng trong sản xuất gelatin, giải thích sự hiện diện của nhiều loại gelatin. Mặc dù sản xuất gelatin với phương pháp hiện đại đã được dùng nhưng tạo thành gelatin mang tính thương mại vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm, nó liên quan đến việc thủy phân được xúc tác bởi acid hay kiềm tạo nên khả năng tạo keo trong nước (việc thủy phân thành gelatin cũng được sử dụng ). Một cách chuyển đổi đơn giản nhất từ collagen thành gelatin là làm biến tính tan của collagen. Biến tính nhiệt có thể thực hiện bằng cách đun collagen trong môi trường acid yếu với nhiệt độ khoảng 400C. Tại chế độ xử lý này các sợi collagen bị mất liên kết hydrogen và hydrophobic, những sợi collagen phân cắt thành những đoạn ngắn hơn do sự phân cắt những liên kết hydrogen và liên kết hydrophobic, những liên kết này giúp cho sự ổn định đường xoắn ốc của collagen (John and Courts,1977). Giai đoạn tiếp theo trong sự thủy phân collagen là sự duỗi thẳng của mạch bao gồm việc cắt đứt cầu nối giữa các phân tử của 3 chuỗi xoắn ốc và giúp gelatin hòa tan. *Qui trình sản xuất gelatin từ da cá tra: Da cá tra → xử lý → cắt nhỏ → rửa cân mẫu → thủy phân → rửa → trích ly → lọc → cô đặc → sấy → nghiền → gelatin 6. Sản xuất chitin và chitosan 6.1.Khái quát về chitin và chitosnan Trong động vật thủy sản đặc biệt là trong cỏ tôm, vỏ ghẹ, mai mực, hàm luuwongj chitin, chitosan chiếm khá cao từ 14 %-35% so với trọng lượng khô. Vì vậy vỏ tôm, cua, ghẹ, mai mực là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất chitin, chitosan và các sản phẩm từ chúng. Qua nghiên cứu về sự thủy phân chitin bằng enzyme hay HCl đậm đặc thì người ta thấy rằng chitin có cấu trúc là một polymer được tạo thành từ các đơn vị N-Acetyl-(D-Glucozamin) liên kết với nhau bới liên kết (B-1-4-glucozit). Công thức cấu tạo của chitin: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 15 Công thức cấu tạo của chitosan 6.2.Nguyên liệu Vỏ của các loài giáp xác như cua, tôm, tôm hùm, mực có hàm lượng chitin rất cao. Đây là nguồn nguyên liệu sẵn có với trữ lượng lớn để cung cấp cho các nhà sản xuất chitin và chitosan. Thành phần chính của vỏ giáp xác là protein (30-40%), CaCO3(30-50%) và chitin (20-30%) (Johnson and Peniston, 1982). Thành phần hóa học có trong vỏ của các loài giáp xác. Thành phần hóa học (%) Loài Độ ẩm Protein Tro Lipid Chitin Pennaeus monodom(tôm sú) Đầu Vỏ 9.1 9.7 26.8 42.8 29.3 20.8 0.5 1.2 34.9 36.5 Pandalus borealis ( bạc,thẻ) Đầu Vỏ 3.2 4.0 55.8 45.0 22.6 31.7 8.9 0.4 11.9 27.2 Tôm Penaeus sp - 23.5 33.9 14.7 30.0 Cua Callinectis sapidus - 4.5 30-35 20.4 50 56.0 - 2.0 13-15 12.9 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 16 Chimonecetes opilio - 29.19 40.60 1.35 26.65 Portunnus trituberculatus 12.9 10.3 57.9 0.3 17.1 Tôm hùm Linuparus sapidus 13.5 17.0 54.7 - - Mực Procambarus clarkia - 5.7 16.9 28.1 63.6 28.1 0.6 4.4 23.5 12.5 Thành phần hóa học có trong vỏ tôm tươi và tôm khô Hàm lượng Thành phần Vỏ tôm tươi Vỏ tôm khô Muối canxi (khoáng) 12,25 45,16 Protein 8,05 23,25 Chitin 4,50 27,50 Astaxanthin Rất ít Rất ít 6.3. Cơ sở lý thuyết của vấn đề nghiên cứu Chitin, chitosan là polymer có đạm với khối lượng phân tử lớn. Cấu tạo của chitin là một tập hợp các phân tử liên kết với nhau bới các cầu nối glycozit và hình thành mạng các sợi có tổ chức. Trong vỏ tôm, cua chitin hầu hết ở trạng thái liên kết với Protein, CaCO3 và các hợp chất khác tạo nên bộ khung của vỏ giáp xác. Chitin dưới tác dụng của kiềm hoặc Enzyme Chitin sẽ bị mất nhóm –CO-CH3 tạo thành chitosan tương ứng. Do vậy nguyên tắc chung trong sản xuất chitin, chitosan là phải dùng các biện pháp công nghệ để khử bỏ các tạp chất phi chitin (protein, khoáng, …) Và loại bỏ các gốc acetyl Một số quy trình sản xuất chitosan trên thế giới Quy trình thủy nhiệt Yamasaki và Nacamichi (Nhật sản xuất chitosan tờ vỏ cua) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 17 Nguyên liệu (Vỏ cua khô) ↓ Khử chất vô cơ bằng HCl ↓ Rửa trung tính ↓ Sấy khô ↓ Khử protein và deacetyl hóa bằng NaOH 15M (Ở 150C trong một giờ) ↓ Rửa trung tính ↓ Sấy khô ↓ Chitosan Các tác giả cho biết khi khử chất vô cơ bằng HCl 2m ở 120 C trong một giờ đối với vỏ cua có thể khử chất vô cơ 100%. Khử protein và deacetyl hóa cùng một lúc bằng NaOH 15M ở 150 C trong một giờ.Kết quả cho thấy Protein tách ra triệt để (phản ứng Buiret âm tính) và độ deacetyl hóa đạt đến 70%. Hackman (1954), Wistler và Bemdle (1962) đã thử chiết Protein trong vài ngày, xứ lí kiềm kéo dài dưới những điều kiện được kiểm soát nghiêm khác, kết quả là loại được Polymer và tách nhóm Acetyl. Trong nghiên cứu về thời gian chiết protein từ cua (với 2% KOH) và từ vỏ tôm (1% KOH) ở nhiệt độ 900 C và tỷ lệ trọng lượng nguyên liệu trên thể tích dung dịch xử lí là 1:20(ư/v), Shehidi và Synowiecki (1961) tìm thấy rằng thời gian tối thiểu để loại khoảng 90% Protein là 1 giờ và 2 giờ có thẻ loại hoàn toàn prtein trong vỏ. - Bước tiếp theo là khử khoáng : Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 18 Vỏ tôm sau khi loại prtein được xử lí với axit HCl ở nhiệt độ phòng để loại khoáng (CaCO3), có nhiều axit được sử dụng để loại khoáng như: axit fomic, HSO, nhưng do khi xử lí với HSO cho ra muối CaO kết tủa khó tách ra, nên việc sử dụng HCl hiệu quả hơn cả (tạo thành muối tan CaCl). - Vỏ tôm sau khi loại khoáng được đưa đi loại màu : Tẩy màu chitin bằng cách di chuyển màu ra ngoài bằng thuốc tẩy. Thí nghiệm của Hackman (1954) đạt được khi loại màu chitin từ tôm hùm rửa với Ethanol và Ether. Năm 1989 có một vài nghiên cứu tẩy màu chitin từ vỏ tôm song bằng acetone tiếp theo là tẩy với 0.315%. Sau khi tạo được chitin, nhưng sản phẩm chitin này ít hữu dụng nên cần tiến hành bước tiếp theo là khử acetyl của chitin cho ra chitosan có nhiều ứng dụng hơn. Chitin được xử lí với NaOH hoặc KOH đậm đặc thường khoảng 40-50% ở 1000 C hoặc cao hơn để di chuyển một vài hoặc tất cả các nhóm acetyl từ chitin để tạo ra chitosan. Nhóm n_acetyl không thể ra bằng axit, như vậy phương pháp kiềm phải được sử dụng để loại n_acetyl (Muzzarelli, 1985). Trong quá trình loại acetyl với những điều kiện cần thiết, thời gian phản ứng kết thúc khi nào sản phẩm chitosan có thể hòa tan với axit axetic. Gần đây trước yêu cầu xử lý phế liệu thủy sản đông lạnh đang ngày càng cấp bách, trước những thông tin kỹ thuật mới về chitin, chitosan cũng như tiềm năng thị trường của chúng đã thúc đẩy các nhà khoa học nước ta bắt tay vào nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất chitin, chitosan ở bước cao hơn, đồng thời nghiên cứu những ứng dụng của chúng trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp. Sau đây là quá trình công nghệ cơ bản sản xuất chitosan theo phương pháp hóa học và phương pháp sinh học trình bài theo sơ đồ : Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 19 Theo phương pháp hóa học Theo phương pháp sinh học Các bước công ngệ sản xuất chitosan theo phương pháp hóa học và phương pháp sinh học Với nguyên liệu là vỏ ghẹ thì tiến hành theo phương pháp hóa học là phù hợp hơn, vì hàm lương protein trong vỏ ghẹ không nhiều, mà hàm lượng khoáng cao , protein sẽ được khử ở công đoạn deacetyl trong môi trường kiềm đặc. Phản ứng thuỷ phân tiến hành mạnh mẽ ngay từ đầu xử lý HCl, dưới tác dụng của HCl các liên kết giữa khoáng, protein, lipid, chất màu sẽ được phân tách. Sau đó khoáng (dưới dạng CaCO3) sẽ kết hợp với HCl để hoà tan vào dịch xử lý dưới dạng CaCl2. Quá trình khử protein và deacetyl là hai quá trình diễn ra mạnh mẽ. Cấu trúc của vỏ tôm gồm nhiều lớp, protein, khoáng , lipid bao phủ khung chitin, nên quá trình khử protein, lipid thường xảy ra ở giai đoạn đầu của quá trình xử lý kiềm, còn quá trình deacetyl hoá xảy ra ở giai đoạn sau, do vậy khi quá trình deacetyl đạt mức độ cao (trên 70%) thì quá trình khử protein, lipid đã hoàn thành truớc đó. Tuy nhiên cần lưu ý sử dụng một cách hợp lý các hoá chất, nhất là kiềm và acid để đảm bảo chất lượng cho chitosan. Mục đích của công đoạn nấu kiềm đặc là thực hiện ba mục tiêu, khử protein, lipid và deacetyl .Phản ứng thuỷ phân protein tạo thành acid amin, peptid hoà tan, được thực hiện ngay cả trong môi trường NaOH loãng, nhiệt độ thấp, nhưng thời gian kéo dài, trong kiềm loãng phản ứng deacetyl xảy ra khó khăn hơn. Vì vậy cần thực hiện ở nhiệt độ cao ,trong môi trường NaOH đặc. Ở Vỏ ghẹ Vỏ tôm sú HCl NaOH đậm đặc Khử khoáng Deacetyl (đồng thời khử protein Khử khoáng Khử protein Deacetyl Chitosan HCl Protease Deacetyla Chitosan Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 20 đây có thể đưa thẳng đến môi trường kiềm đặc và nhiệt độ cao để thực hiện deacetyl, đồng thời khử protein và lipid. Tuy nhiên cần nghiên cứu các thông số thích hợp để năng cao khả năng deacetyl và giữ độ nhớt cho chitosan. Cơ chế của quá trình thuỷ phân protein và deacetyl bởi NaOH được diễn ra như sau:  Có thể chia công đoạn xử lý xút đặc thành hai giai đoạn :  Giai đoạn đầu: khử protein là chủ yếu  Giai đoạn sau :Deacetyl là chủ yếu Ở giai đoạn đầu: Nito phiprotein như NH3, TMA, bazonito… cùng với các acid amin ngắn mạch hòa tan váo dung dịch xử lý tách dần ra khỏi vỏ tôm.Giai đoạn khử protein quá trình Deacetyl vẫn xảy ra nhưng rất nhỏ. Độ nhớt của dung dịch chitosan cũng rất nhỏ vì lúc này các phân tử chitosan chưa hình thành nhiều, độ hòa tan kém, nồng độ phân tử thấp. Ở giai đoạn sau: Sự mất dần nhóm [-CO-CH3] làm cho phân tử lượng của chitin giảm dần đến khối lượng phân tử chitosan. Quy luật biến đổi deacetyl tăng dần sau đó gần như đạt cân bằng nếu ta cứ kéo dài thời gian gia nhiệt. Bởi khi đó số nhóm [-CO-CH3] giảm dần, đạt độ deacetyl từ 98÷100% là tối đa. R3 H2N-CH-CO-NH-CH-CO- H2N-CH-COOH + H2N-CH-CO-NH-CH NaOH t 0 cao R1 R2 R1 R2 Polypeptide Acid amin Peptide CH2O HN-COCH3 H H H H H H O H H CH2O O H HN-COCH3 CH2O NH2 H H H H H H O H H CH2O NH2 O H t0 cao NaOH CH3COONa Chitin Chitosan Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software For evaluation only. Tiểu luận hóa học thực phẩm thủy sản 21 Độ nhớt tăng lên ở giai đoạn deacetyl do độ tan tăng lên đến cực đại và sau đó giảm dần do chitosan bị cắt mạch . Có thể sử dụng enzyme protease hoặc deacetylase để thay thế NaOH trong quy trình hóa học .Enzym deacetyiase thu nhận từ quá trình nuôi cấy vi sinh vật. Các sinh vật này thường tồn tại trong vỏ tôm, đặc biệt ở những nơi vỏ tôm vỏ ghẹ đang phân hủy. Sử dụng enzyme deacetylase từ sinh vật sẽ khử được nhóm [–CO–CH3 ] ra khỏi chitin và thu được chiosan. Phương pháp sinh học cho chitosan có độ nhớt cao, phần nước thải có thể thu hồi, xử lý và tận dụng lại. Tuy nhiên cần phải nghiên cứu để sản xuất nhiều enzyme với số lượng lớn dùng trong sản xuất.  Tình hình nghiên cứu ứng dụng chitosan vào thực tế : Nhờ khả năng làm dông tụ cá thể rắn lơ lửng giàu protein và nhờ khả năng kết dính tốt các ion kim loại Pb, Hg,… Chitosan sử dụng để chống hiện tượng mất nước trong quá trình làm lạnh, làm đông thực phẩm. Chitosan có tính chất diệt khuẩn, do đó nó được tạo thành màng mỏng để bao gói thực phẩm chống ảm mốc, mất nước. 7.TRÍCH LY DHA TỪ LIPID CÁ BASA 7.1 Giới thiệu DHA DHA được tìm thấy nhiều ở cá ,đặc biệt là các loài cá béo ,chứa nhiều mỡ và dầu như :cá trích ,cá thu ,cá mồi ,cá hồi ,cá ngừ,cá tuyết và các loại cá da