Đang tải... (xem toàn văn)
TIỂU LUẬN TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN MÔN: CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỦY SẢN. ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN. GVHD: TH.S Nguyễn Thị Thanh Bình ĐHTP8ALT – Nhóm 10 TPHCM, ngày 18 tháng 6 năm 2013. DANH SÁCH NHÓM 10. Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. STT Họ và Tên MSSV Nhiệm vụ 1 Trần Thị Ngọc Thuận 12083941 Power point 2 Nguyễn Thị Minh Ngọc 12083651 Tổng hợp bài 3 Hoàng Thị Hồng Yến 12107371 Nguyên lý sản xuất 4 Lại Thị Hương 12082351 Tổng quan về collagen 5 Phan Thị Thu Hằng 12072051 Quy trình công nghệ 6 Cao Thị Ngọc Thắm 12074711 Gelatin MỤC LỤC. SVTH: Nhóm 10 2 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. LỜI MỞ ĐẦU. SVTH: Nhóm 10 3 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. Collagen là một dạng protein cấu trúc sợi dài và hầu hết các chức năng của nó khác với dạng protein phổ biến là enzym (cấu trúc collagen). Những bó collagen hay còn gọi là sợi collagen là thành phần chính của thể nền màng tế bào cấu tạo nên hầu hết các mô và cấu trúc bên ngoài tế bào, nhưng collagen cũng được tìm thấy trong tế bào. collagen có cường độ kéo đứt lớn và là thành phần chính của gân, sụn, xương, dây chằng, da. Collagen tạo ra sự đàn hồi của da và nếu nó thoái hóa sẽ gây ra nếp nhăn tuổi già. Trong quá trình triết ly collagen có công đoạn thủy phân. Quá trình này tạo ra ollagen thủ phân, được gọi là collagen hydrolysate. Tùy theo mức độ thủy phân mà collagen có ứng dụng khác nhau. Collagen hydrolysate được ứng dụng phổ biến trong công nghệ thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm và công nghiệp nhiếp ảnh. Chúng được sử dụng như chất đông, chất gây lắng trong thực phẩm. Chúng được dùng như chất thay thế cao su, keo dán, xi măng, mực in nhân tạo, là chất tạo kết dính trong diêm quẹt, trong bộ lọc sáng của đèn thủy ngân,… Hiện nay, sự phát triển mạnh về collagen với những ứng dụng phong phú đã thực sự có ích cho cuộc sống con người. Nhóm chúng em được phân công tìm hiểu về quy trình sản xuất collagen. Bài tiểu luận còn nhiều khiếm khuyết do kiến thức và sự hiểu biết có hạn, rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô. NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN. SVTH: Nhóm 10 4 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. o0o CHƯƠNG 1: NGUYÊN LÝ SẢN XUẤT. SVTH: Nhóm 10 5 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. Dựa trên cơ sở tan trong acid acetic của collagen ta có thể ly tâm để tách collagen ra khỏi phần bã để thu được dung dịch có chứa collagen. Trong dung dịch muối trung tính cùng với gốc –COOH và –NH 2 collagen tao thành các hợp chất muối tủa. Do tính chất tủa trong NaCl của collagen nên có thể sử dụng NaCl để tủa phần dung dịch có chứa collagen và lấy phần tủa bằng phương pháp ly tâm. Để thu được collagen sạch tiếp tục hòa tan phần tủa vào acid acetic. Tính chất protein hòa tan thành dung dịch keo không đi qua màng bán thấm nên sử dụng màng bán thấm để thu nhận collagen tinh sạch. Màng bán thấm có tính chất chỉ cho các chất có phân tử nhỏ đi qua còn protein là đại phân tử sẽ bị giữ lại. Dung dịch rửa sẽ thấm qua màng vào dung dịch keo, trong khi đó các ion và các phân tử nhỏ sẽ chuyển vào dung dịch rửa có nông độ thấp hơn. Như vậy thường xuyên thay dung dịch rửa ta sẽ thu được collagen tinh sạch. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU. SVTH: Nhóm 10 6 1.5 nm 300 nm Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. 2.1 . Giới thiệu sơ lược về Collagen: Collagen là loại protein cấu trúc chính yếu, chiếm khoảng 30% tổng lượng protein trong cơ thể ở các động vật có xương sống. Collagen có nhiều trong gân, da, xương, hệ thống mạch máu của động vật và có mặt trong các lớp màng liên kết bao quanh các cơ. Khoảng 10% protein trong cơ ở động vật có vú là collagen; các protein ngoại bào (hơn 90% trong gân, xương và khoảng 50% trong da) có chứa collagen. Nó có tác dụng giống như một chất keo liên kết các tế bào lại với nhau để hình thành các mô và cơ quan nền tảng trong cơ thể. Collagen cung cấp cho các mô liên kết những đặc tính nổi trội nhờ vào sự hiện diện rộng khắp và sự sắp xếp mang tính cấu trúc của nó. Nó phân bố khắp nơi trong cơ thể, từ chỗ gân nối bắp chân với gót chân cho tới giác mạc. Trong gân và dây chằng, collagen có tác dụng truyền lực từ cơ sang xương và tích trữ năng lượng đàn hồi. Sự di chuyển nhịp nhàng, uyển chuyển sẽ không thể thực hiện được nếu thiếu những tính chất này. Collagen còn là chất nền hữu cơ có trong xương và men răng giúp chúng chống lại sự rạn nứt. Nó là thành phần chính trong da, mạch máu, các cơ. Collagen không chỉ có chức năng cơ học, chẳng hạn như ở giác mạc, trật tự cấu trúc của các sợi collagen tạo nên sự trong suốt. Collagen được xem như một vật liệu mang tính xây dựng. Sự linh hoạt của nó là nhờ vào cấu trúc cấp bậc phức tạp, tạo nên sự đa dạng trong tính chất nhằm phục vụ những chức năng nhất định. 2.2 . Cấu trúc của collagen: 2.2.1. Cấu trúc phân tử của collagen: Phân tử collagen (hay còn gọi là tropocollagen) là một protein hình trụ, dài khoảng 300 nm, đường kính khoảng 1,5 nm. Hình 2.1 Cấu trúc của phân tử collagen (triple helix). Nó bao gồm 3 chuỗi polypeptide (gọi là chuỗi α) cuộn lại với nhau. Mỗi chuỗi α cuộn thành đường xoắn ốc theo hướng từ phải sang trái với 3 gốc trên một vòng xoắn. SVTH: Nhóm 10 7 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. Ba chuỗi này xoắn lại với nhau theo hướng từ trái sang phải tạo thành đường bộ ba xoắn ốc. Hình 2.2 Sự hình thành chuỗi xoắn ốc nội phân tử và giữa các chuỗi polypeptide. Mỗi chuỗi polypeptide có khối lượng phân tử khoảng 100 kDa, tạo nên tổng khối lượng phân tử của collagen khoảng 300 kDa. Chuỗi α được cấu tạo bởi khoảng 1000 amino acid. Các chuỗi α khác nhau (α 1 , α 2 và α 3 ) ở thành phần amino acid. Sự phân bố của các chuỗi α 1 , α 2 và α 3 trong các phân tử collagen khác nhau tùy thuộc vào sự khác nhau về gene. Collagen không có chứa tryptophan, giàu thành phần glycine, proline và hydroxyproline, là một trong số ít những protein có chứa hydroxylysine. Nó chứa khoảng 33% glycine, 12% proline và 11% hydroxyproline. Các amino acid sắp xếp trong chuỗi xoắn ốc theo các dãy với sự phân bố như sau: Bảng 2.1 Sự phân bố các amino acid trong chuỗi polypeptide. Triplet Tỉ lệ Gly – X – X Gly – X – I Gly – I – X Gly – I – I 0,44 0,2 0,27 0,09 2.2.2. Cấu trúc sợi của collagen: Phần lớn collagen trong mạng lưới ngoại bào được tìm thấy ở dạng sợi, bao gồm những sợi mảnh, nhỏ. Thông qua quá trình tạo sợi, các phân tử collagen tổ hợp với SVTH: Nhóm 10 8 Phân tử collagen, dài 300 nm, đường kính vòng xoắn 1,5 nm Chuỗi polypep=de Tổ hợp thành vi sợi Tổ hợp thành sợi Tổ hợp thành bó sợi Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. nhau hình thành nên các vi sợi (microfibril) bao gồm từ 4 ÷ 8 phân tử collagen hoặc với số lượng nhiều hơn sẽ tạo thành các sợi (fibril). Những sợi này có đường kính từ 10 ÷ 500 nm tùy thuộc vào loại mô và giai đoạn phát triển. Các sợi collagen sẽ thiết lập nên các sợi lớn hơn (fiber) và cao hơn nữa là các bó sợi (fiber bundle). Hình 2.3 Cấu trúc sợi của collage. Hình 2.4 Quá trình tổ hợp tạo sợi của các phân tử collagen. SVTH: Nhóm 10 9 a b Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. Các chuỗi collagen sắp xếp song song theo chiều dọc tạo thành các sợi với tính chu kỳ nhất định. Chúng được sắp xếp so le nhau một khoảng 67 nm và có một khoảng trống khoảng 40 nm giữa những phân tử liền kề nhau. Nhờ vào cấu trúc có thứ bậc, độ bền vốn có của các chuỗi xoắn ốc được chuyển sang các sợi collagen, cung cấp cho các mô độ cứng, độ đàn hồi và những đặc tính cơ học riêng biệt. Hình 2.5 Hình ảnh của bó sợi (a) và sợi (b) collagen. Sợi collagen là các tổ hợp có cấu trúc bán kết tinh của các phân tử collagen. Các vi sợi kết hợp tạo nên sợi lớn hơn. Các sợi collagen được sắp xếp với những cách thức kết hợp và mức độ tập trung khác nhau trong các mô khác nhau để cung cấp các đặc tính khác nhau của mô. 2.3 . Phân loại collagen: Tính đến thời điểm hiện tại, có 42 loại chuỗi polypeptide được nhận dạng. Chúng được mã hóa bởi 41 loại gene khác nhau, tạo thành 27 loại collagen. Họ collagen được phân loại thành những phân họ khác nhau dựa vào sự tổ hợp của các siêu phân tử [4]. SVTH: Nhóm 10 10 [...]... Acetic 0.5% Xay nhỏ Trích ly Cặn Lọc Ly tâm Nacl Kết tinh Collagen Quy trình sản xuất collagen từ cá basa SVTH: Nhóm 10 17 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình 3.2 Thuyết minh quy trình: Quy trình trên được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm Nguyên liệu: - - Xuất xứ: da cá Basa được mua từ Công ty TNHH Thuỷ Sản Bình An (Binh An Seafood Joint Stock Company), Lô... nghiệp sữa và các sản phẩm từ sữa - Các sản phẩm thịt giữ một vai trò quan trọng trong công nghiệp thực phẩm ở nhiều quốc gia Gelatin thu được từ nguyên liệu động vật và có thể xem như một thành phần tự nhiên của protein thịt trong các sản phẩm từ thịt… SVTH: Nhóm 10 16 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN 3.1 Quy trình: Da cá Basa... sợi Những quy trình điều chế khác nhau của cùng một loại collagen cũng cho những đáp ứng và điều kiện khác nhau trong quá trình tạo sợi Sự tái tạo sợi của collagen chịu ảnh hưởng của loại collagen, phương pháp trích ly và điều kiện trong quá trình tạo sợi (chất đệm, nhiệt độ và nồng độ protein,…) Sản phẩm phụ của quy trình sản xuất collagen từ da cá Basa: Sản phẩm chính của quy trình là collagen hoà... Hơn 90% collagen trong cơ thể là các collagen loại I, II, III và IV Những bệnh tật liên quan đến collagen là do sự khuyết tật về gene ảnh hưởng đến sự sinh tổng hợp, sự sắp xếp cũng như các quá trình khác trong sự sản sinh collagen một cách bình thường SVTH: Nhóm 10 11 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình 2.4 Thành phần các acid amin có trong collagen: Mỗi loại collagen. .. số lượng collagen sẽ dẫn đến da trở nên khô, mất độ căng, đàn hồi và thúc đẩy quá trình lão hóa của cơ thể Collagen đóng vai trò quan trọng giúp cải thiện cấu trúc da, kích thích quá trình tái tạo của làn da, phục hồi tế bào da bị tổn thương SVTH: Nhóm 10 22 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình Chính vì vậy mà collagen được dùng làm nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm... đổi thành Do đó nếu muốn sản xuất gelatin thì ta phải khống chế nhiệt độ thích hợp cho chất lượng của gelatin được đảm bảo SVTH: Nhóm 10 13 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình 2.5.3 Các tính chất khác của collagen: - Khả năng tạo nhũ tương: Là một protein không tan, collagen có thể có ít dấu hiệu cho thấy là một chất nhũ hóa Tuy nhiên, thực ra collagen có nguồn gốc từ... SVTH: Nhóm 10 20 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình Khả năng bền nhiệt của collagen liên quan đến thành phần amino acid (proline và hydroxyproline) Thành phần amino acid càng cao thì cấu trúc chuỗi xoắn ốc của collagen càng ổn định Sự hình thành sợi của collagen: Collagen có thể kết hợp lại tạo thành sợi dưới những điều kiện sinh lý học Những loại collagen khác nhau... 26 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình - http://doc.edu.vn/search/?q=gelatin http://www.congdongcollagen.com/gioi-thieu-ve -collagen- collagen-la-gi.html/ http://www.kilobooks.com http://suckhoedinhduong.nld.com.vn/20120104073627571p1242c1245/collage - n-khong-the-cu-thieu-la-bu.htm http://vietbao.vn/The-gioi-giai-tri/Bo-sung -collagen- cho-co-the/50786255/403/ http://collagenvn.net /collagen- la-gi/.. .Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình Hình 1.8 Một vài dạng sinh học của collagen Hiện tại, có ít nhất khoảng 13 loại collagen đã được trích chiết Chúng khác nhau về chiều dài của chuỗi xoắn ốc cũng như bản chất và kích cỡ của những phần không xoắn ốc Bảng 2.2 Kết cấu chuỗi và sự phân bố của các loại collagen trong cơ thể người Loại collagen Kết cấu... thuốc với vỏ bao collagen đảm bảo cho bệnh nhân có thể nuốt viên thuốc một cách dễ dàng Collagen còn được sử dụng để làm ra các gạc vô trùng sử dụng trong giải phẩu… Trong phẫu thuật nội soi, collagen hydrolysate được ứng dụng để bôi vào các ống nội soi, có tác dụng bôi trơn - - - SVTH: Nhóm 10 24 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen - GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình Trong nha khoa, collagen được chế . trong các sản phẩm từ thịt… SVTH: Nhóm 10 16 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT COLLAGEN. 3.1 . Quy trình: Quy trình sản xuất collagen. tinh Collagen Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. 3.2 . Thuyết minh quy trình: Quy trình trên được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm. Nguyên liệu: - Xuất. sự sản sinh collagen một cách bình thường. SVTH: Nhóm 10 11 Tìm hiểu quy trình sản xuất collagen GVHD: Th.S Nguyễn Thị Thanh Bình. 2.4. Thành phần các acid amin có trong collagen: Mỗi loại collagen