Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn chiết rút kết tủa collagen từ da cá tra

70 870 1
Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn chiết rút  kết tủa collagen từ da cá tra

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại Học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Chế Biến, Phòng thí nghiệm Hóa sinh-Vi sinh…đã tạo điều kiện giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy Lưu Hồng Phúc đã hướng dẫn tận tình,chỉ bảo em trong suốt thời gian nghiên cứu, giúp em hoàn thành luận văn một cách tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Nha Trang đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức cho em trong suốt thời gian thực tập tại trường. Đặc biệt các thầy cô phòng thí nghiệm Hóa sinh,Vi sinh, phòng thí nghiệm CNSH của viện Công Nghệ Sinh Học đã giúp đỡ, tạo điều kiện để luận văn được hoàn thành. Cuối cùng xin chân thành cảm ơn cha mẹ, gia đình bạn bè, những người luôn cổ vũ động viên em về vật chất và tinh thần giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập. Nha Trang, ngày tháng 06 năm 2010 Sinh viên thực hiện Phạm Thị Trang ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi LỜI MỞ ĐẦU 1 Chương 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về cá Tra 4 1.1.1 Nguồn lợi cá Tra 4 1.1.2 Sản lượng nuôi và thị trường xuất khẩu cá Tra ở Việt Nam 5 1.1.3. Khái quát chung về cá Tra 8 1.1.4. Thành phần khối lượng và thành phần hóa học của cá Tra 13 1.1.5. Nguyên liệu da cá Tra 14 1.2. Tổng quan về Collagen 14 1.2.1. Khái niệm 14 1.2.2. Phân loại 15 1.2.3. Cấu tạo và cấu trúc 15 1.2.4. Tính chất của Collagen 17 1.2.5. Ứng dụng của Collagen 21 1.2.6. Các nghiên cứu trong và ngoài nước 24 1.3. Các phương pháp kết tủa Collagen 26 iii 1.3.1. Tủa bằng muối 26 1.3.2. Tủa bằng phương pháp đẳng điện 27 1.3.3. Tủa bằng ion kim loại 27 1.4. Hóa chất 27 1.4.1. Axit citric C 6 H 8 O 7 27 1.4.2. Muối Natri Clorua NaCl 29 1.5. Các yếu tố ảnh hưởng đến công đoạn chiết – kết tủa 30 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1. Đối tượng nghiên cứu 33 2.1.1. Da cá Tra 33 2.1.2. Hóa chất 33 2.2. Phương pháp nghiên cứu 34 2.2.1. Phương pháp thu và xử lý mẫu 34 2.2.2. Phương pháp phân tích 34 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 35 2.2.4. Phương pháp tối ưu hóa các thông số kỹ thuật 35 2.2.5. Thiết bị sử dụng để thực hiện thí nghiệm 35 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 36 2.3.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu 36 2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ chiết- kết tủa Collagen từ da cá Tra sau khi xử lý 38 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của da cá tra 44 3.2. Kết quả xác định chế dộ chiết – kết tủa Collagen từ da cá tra sau khi xử lý 44 iv 3.2.1. Kết quả thăm dò chế độ chiết- kết tủa Collagen từ da cá Tra đã xử lý 44 3.2.2. Kết quả tối ưu chế độ chiết – kết tủa Collagen từ da cá đã xử lý 50 Chương 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 58 4.1. Kết luận 59 4.2. Đề xuất ý kiến 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 PHỤ LỤC 62 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ cá Tra 05 Bảng 1.2. Một số loài trong giống cá tra (Pagasius) ở Việt Nam 09 Bảng 1.3. Tỷ lệ khối lượng các thành phần khác nhau của cá Tra. 13 Bảng 1.4. Thành phần hóa học cơ bản của cá Tra 13 Bảng 1.5. Một số tính chất muối ăn của NaCl . 29 Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của da cá Tra 44 Bảng 3.2. Kết quả các thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm công đoạn chiết- kết tủa Collagen 50 Bảng 3.3. Kết quả thí nghiệm ở tâm phương án. 53 Bảng 3.4. Kết quả tối ưu hiệu suất thu Collagen trong công đoạn chiết- kết tủa 52 Bảng 3.5. Kết quả tối ưu độ nhớt của Collagen trong công đoạn chiết kết tủa 54 Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm xác định chế độ chiết –kết tủa Collagen tố ưu 56 vi DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Hình ảnh trang thái bên ngoài của cá tra 08 Hình 1.2. Cấu trúc của Collagen 16 Hình 2.1. Nguyên liệu da cá Tra 33 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch (dung dịch Axit citric/da cá) đến hiệu quả chiết Collagen 44 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ Axit citric đến hiệu quả chiết Collagen 45 Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của thời gian ngâm da cá trong dung dịch Acid citric đến hiệu quả chiết collagen 46 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl đến hiệu quả kết tủa Collagen 48 Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu Collagen trong công đoạn chiết- kết tủa 52 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn độ nhớt của Collagen thu được ở công đoạn chiết- kết tủa 55 1 LỜI MỞ ĐẦU Collagen là một polyme với bản chất là protein dạng sợi chiếm tới 25% tổng lượng protein trong cơ thể người, có chức năng chính là kết nối các mô trong cơ thể lại với nhau. Các nhà khoa học thường ví Collagen giống như một chất keo dính các bộ phận trong cơ thể người lại thành một khối hoàn chỉnh, nếu không có chúng cơ thể người sẽ chỉ là các phần rời rạc. Collagen có thể được thu nhận thông qua ăn uống thực phẩm. Tuy nhiên, hiện nay nguồn thực phẩm cung cấp Collagen cho cơ thể con người hầu như rất ít, trong khi các triệu chứng thiếu Collagen của cơ thể con người đang ngày càng nhiều, biểu hiện rõ rệt như không thể tái tạo xương, thiếu tế bào sụn, viêm khớp xương, hay các bệnh về đĩa đệm cột sống….[20]. Bên cạnh đó, người ta đã khám phá ra rất nhiều ứng dụng hiệu quả của Collagen trong ngành y dược và mỹ phẩm. Trong y học, nhờ tính chất tái tạo cấu trúc mô, Collagen được sử dụng rộng rãi để sản xuất da nhân tạo thay thế cho phần da chết của các vết bỏng, hay nó cũng được sử dụng cho các mục đích điều trị về răng, điều trị sau phẫu thuật chấn thương, chỉnh hình. Trong ngành mỹ phẩm, người ta sản xuất các sản phẩm Collagen như một thứ vũ khí chống lão hóa và tái tạo da rất hiệu quả [20]. Collagen có thể tách chiết từ rất nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau như da, gân, xương, sụn của các loại động vật, hay có thế tách chiết Collagen từ vẩy, bong bóng cá. Ở Việt Nam, lượng phế liệu da cá từ các nhà máy chế biến cá Tra, cá Basa, cá Bớp… là rất lớn. Hiện nay hầu hết các doanh nghiệp chế biến cá Tra, cá Basa đều chưa tìm được hướng giải quyết lượng lớn phế liệu này mà mới chỉ dừng lại ở việc xuất khẩu da dưới dạng nguyên liệu thô (da cá tra-basa đông lạnh) cho các công ty nước ngoài chế biến tiếp. Do vậy giá trị xuất khẩu không cao [20]. 2 Chính vì vậy đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa công đoạn chiết rút-kết tủa Collagen từ da cá Tra” góp phần tìm ra giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng phế liệu da cá Tra nhờ tạo ra sản phẩm Collagen có giá trị cao hơn hẳn da cá Tra thô đông lạnh là cấp thiết. Giúp các doanh nghiệp có khả năng sản xuất ra sản phẩm có giá trị cao hơn từ da cá, góp phần tăng thêm lợi nhuận cho doanh nghiệp thay vì xuất khẩu da thô. 3 Chương 1 TỔNG QUAN 4 1.1. Tổng quan về cá tra 1.1.1 Nguồn lợi cá Tra Cá Tra phân bố ở một số nước Ðông Nam Á như Campuchia, Thái Lan, Indonexia và Việt Nam. Ðây là một trong những loài cá nuôi quan trọng có giá trị kinh tế. Cá Tra được nuôi phổ biến hầu hết ở các nước Ðông Nam Á, là một trong 6 loài cá nuôi quan trọng nhất của khu vực này. Bốn nước trong hạ lưu sông Mê kông đã có nghề nuôi cá Tra truyền thống là Thái lan, Campuchia, Lào và Việt Nam do có nguồn cá Tra tự nhiên phong phú. Ở Campuchia, tỷ lệ cá Tra thả nuôi chiếm 98% trong 3 loài thuộc họ cá Tra, chỉ có 2% là cá ba sa và cá vồ đém, sản lượng cá Tra nuôi chiếm một nửa tổng sản lượng các loài cá nuôi. Một số nước trong khu vực như Thái Lan, Malaysia, Indonesia đã nuôi cá Tra có hiệu quả từ những thập niên 70-80 [17]. Hiện nay nuôi cá Tra đã phát triển ở nhiều địa phương, không chỉ ở Nam bộ mà một số nơi ở miền Trung và miền Bắc cũng bắt đầu quan tâm nuôi các đối tượng này. Nuôi thương phẩm thâm canh cho năng suất rất cao, cá Tra nuôi trong ao đạt tới 200 - 300 tấn/ ha, cá tra nuôi trong bè có thể đạt tới 100 - 300 kg/m 3 bè. Ðồng bằng sông Cửu Long ( ĐBSCL) và các tỉnh Nam bộ mỗi năm cho sản lượng cá tra nuôi hàng trăm ngàn tấn. ÐBSCL có hơn 50% số tỉnh nuôi cá bè, nhưng tập trung nhất là hai tỉnh An Giang và Ðồng Tháp, với hơn 60% số bè nuôi và có năm đã chiếm tới 76% sản lượng nuôi cá bè của toàn vùng[17]. Nguồn giống cá Tra trước đây hoàn toàn phụ thuộc vào vớt trong tự nhiên. Hàng năm vào khoảng đầu tháng 5 âm lịch, khi nước mưa từ thượng nguồn sông Cửu Long (MêKông) bắt đầu đổ về thì ngư dân vùng Tân châu (An Giang) và Hồng ngự (Ðồng Tháp) dùng một loại lưới hình phễu gọi là ’đáy’ để vớt cá bột. Cá Tra bột được chuyển về ao để ương nuôi thành cá giống cỡ 7-10cm và được vận chuyển đi bán cho người nuôi trong ao và bè khắp vùng Nam Bộ. Khu vực ương nuôi cá giống tập trung chủ yếu ở các địa phương như Tân Châu, Châu Đốc, Hồng Ngự, các cù lao trên sông Tiền [...]... loài cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus) thuộc họ Ictaluridae Hình 1.1 Hình ảnh trạng thái bên ngoài của cá Tra 9 1.1.3.2 Phân loại cá tra Cá Tra thuộc lớp cá Lưỡng Tiêm (Pisces) Bộ cá Nheo Siluriformes Họ cá Tra Pangasiidae Giố ng cá tra dầu Pangasia nodon Loài cá tra Pangasia nodon hypophtha lmus (Sauvage 1878) Bảng 1.2 Một số loài trong giống cá tra (Pagasius) ở Việt Nam Các loài trong giống cá Tra. .. về cá Tra 1.1.3.1 Đặc điểm sinh học của cá Tra Cá Tra là loại cá da trơn, một trong 11 loài thuộc họ cá tra (Pangasiidae) đã được xác định ở sông Cửu Long Tài liệu phân loại gần đây nhất của tác giả W.Rainboth xếp cá Tra nằ m trong giố ng cá Tra dầu Cá Tra dầu rất ít gặp ở nước ta và còn sống sót rất ít ở Thái Lan và Campuc hia, đã được xếp vào danh sách cá cần được bảo vệ nghiê m ngặt (sách đỏ) Cá Tra. .. Balan đã nghiên cứu thử nghiệ m tách chiết Collagen từ da cá tuyết Baltic bằng phương pháp hóa học [12] Nă m 2004, các giáo sư Nhật Bản Takeshi Nagai, Masami Izumi, Masahide Ishii đã nghiên cứu tách chiết Collagen từ vẩy của một số loài cá bằng axit acetic rồi kết tủa bằng muố i NaCl trong môi trường trung tính [14] Nă m 2005, công trình nghiê n cứu của hai giáo sư Vittayanont và Bebjakul, khoa công nghệ... 1.2.6.1 Nghiê n cứu trong nước Đến thời điể m hiện nay, tác giả chưa tìm thấy công trình nghiên cứu nào về việc thu nhận Colla gen từ da cá Tra tại Việt Nam, ngoại trừ nghiên cứu gần đây của tác giả Trần Thị Huyền, đại học Nha Trang, nghiê n cứu quy trình sản xuất Collage n từ da cá Tra, luận văn thạc sỹ kỹ thuật 1.2.6.2 Nghiê n cứu nước ngoài 25 Nă m 2000, Takeshi Nagai- phòng thí nghiệm hóa sinh học... n hóa học của cá Tra Tỷ lệ các thành phần khối lượng của cá Tra phụ thuộc vào trọng lượng cá khi thu hoạch và hình thức nuôi…thành phần khố i lượng được phân ra các phần sau:cơ thịt,đầu, vẩy ,da, xương, nội tạng… Bảng 1.3 Tỷ lệ k hối lượng các thành phần khác nhau của cá Tra Thịt cá (%) Mỡ cá (%) Xương, đầu, vây (%) Nội tạng (%) Da (%) 33-38 15-25 17-42 2,5-4 5-7,5 Thà nh phần hóa học của thịt cá Tra. .. quy trình chiết Colla gen từ chân gà với các công đoạn xử lý bằng acid acetic, enzyme pepsin và kiề m NaOH Nă m 2006, LS Sensrsture, Pyo-Ja mPark, Se-Kwon Kim nghiê n cứu đưa ra quy trình tách chiết Colla gen da cá da cóc với các công đoạn xử lý bằng kiềm, enzyme pepsin Sản lượng chiết thu được là 54,3% tính theo trọng lượng của Collagen đ ã sấy khô lạ nh Theo mô hình điện di, Colla gen từ da cá này chứa... 1.5 Các yế u tố ảnh hưởng đến công đoạn chiế t – kết tủa - Tỷ lệ dung mô i: lượng dung môi để chiết rút có ảnh hưởng đến hiệu suất chiết rút Collagen do đó sẽ ảnh hưởng đến chất lượng Collagen của dịch chiết thu được Tỷ lệ dung môi thấp thì không chiết rút được hết Colla gen Khi tăng lượng dung môi thì hiệu suất chiết rút Collagen tăng Tuy nhiên khi lượng dung môi đạt đến giới hạn thì nồng độ Collagen. .. giá o sư Sang Moo Kim và các cộng sự, khoa công nghệ sinh học biển, trường đại học quốc gia Kangnung, Hàn Quốc đã nghiên cứu và đưa ra quy trình chiết Collage n từ da mực với công đoạn xử lý bằng kiềm NaOH Kết quả cho thấy hiệu suất thu Collagen đạt 70-76% Công trình nghiên cứu cũng đưa ra được thành phần 26 acid a min, mô hình các đơn vị cấu trúc của Collagen loại I trong da mực, xác định được nhiệt... khoa học Tên Việt Nam 1 Pagasius hyphothalmus Cá Tra 2 Pagasius bocourti Cá Basa 3 Pagasius macronema Cá Sát Sọc (Tra Nâu) 4 Pagasius larnaudii Cá Vồ Đé m 5 Pagasius nasutus Cá Sát Bầu (cá Hú) 6 Pagasius sutchi Cá Tra Nghệ 7 Pagasius taeniurus Cá Bông Lau 8 Pagasius poliranodon Cá Dứa 9 Pagasius siamensis Cá Sát Siê m STT 10 1.1.3.3 Phân bố Cá Tra phân bố ở lưu vực sông Mêkong nên nó có mặt ở cả bốn nước... trình chiết Colla gen từ màng ngoài của sò bằng enzyme pepsin của heo [10] Nă m 2009, nhó m nghiên cứu của giáo sư A Sionkowska, khoa hoá học, trường đại họ c Nicolas Copernicus ở Torũn, Ba Lan đã có bề dày lịch sử về nghiên cứu chiết Collagen từ gân đuôi chuột Họ nghiên c ứu một số phương pháp chiết Collagen khác nha u từ gân đuôi chuột và ứng dụng của chúng cho y họ c 1.3.1 Các phương phá p kết tủa . dộ chiết – kết tủa Collagen từ da cá tra sau khi xử lý 44 iv 3.2.1. Kết quả thăm dò chế độ chiết- kết tủa Collagen từ da cá Tra đã xử lý 44 3.2.2. Kết quả tối ưu chế độ chiết – kết tủa Collagen. tối ưu hiệu suất thu Collagen trong công đoạn chiết- kết tủa 52 Bảng 3.5. Kết quả tối ưu độ nhớt của Collagen trong công đoạn chiết kết tủa 54 Bảng 3.6. Kết quả thí nghiệm xác định chế độ chiết. định chế độ chiết- kết tủa Collagen từ da cá Tra sau khi xử lý 38 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa học cơ bản của da cá tra 44 3.2. Kết quả xác

Ngày đăng: 14/08/2014, 18:01

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan