Luận án tiến sĩ: Sản xuất oligochitosan và ứng dụng trong bảo quản tôm nguyên liệu sau thu hoạch

• Tác giả: Vũ Thị Hoan
• Người hướng dẫn: GS. Trần Thị Luyến
• Trường học: Trường Đại học Nha Trang
• Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản
• Đề tài: Nghiên cứu sản xuất oligochitosan và ứng dụng trong bảo quản tôm nguyên liệu sau thu hoạch
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Khánh Hòa

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẢN XUẤT CHITOSAN VÀ OLIGOCHITOSAN
• 1.2.1. Giới thiệu về chitin, chitosan và oligochitosan
• 1.2.2. Chitin và chitosan
• 1.2.3. Phương pháp sản xuất chitin và chitosan
• 1.2.4. Phương pháp sản xuất oligochitosan
• 1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG OLIGOCHITOSAN
• 1.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ BIẾN ĐỔI VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN TÔM SAU THU HOẠCH
• 1.4.1. Cơ sở lý thuyết về biến đổi của tôm sau thu hoạch
• 1.4.2. Phương pháp bảo quản tôm sau thu hoạch
• 1.5. GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT BỨC XẠ
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU
• 2.1.1. Đầu vỏ tôm dùng sản xuất oligochitosan
• 2.1.2. Tôm bạc biển
• 2.1.3. Nguyên vật liệu để xác định độc chất học
• 2.1.4. Giống vi khuẩn
• 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.2.2. Các phương pháp phân tích hóa học
• 2.2.3. Phương pháp xác định hoạt độ enzyme protease
• 2.2.4. Phương pháp nghiên cứu vi khuẩn
• 2.2.5. Phương pháp thu sinh khối vi khuẩn lactic
• 2.2.6. Phương pháp phân tích vi sinh vật
• 2.2.7. Phương pháp xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm oligochitosan
• 2.2.8. Phương pháp xác định độc chất học
• 2.3. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
• 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA PHẾ LIỆU ĐẦU VỎ TÔM
• 3.2. NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP SINH HỌC ĐỂ KHỬ PROTEIN VÀ TẠP CHẤT Ở ĐẦU VỎ TÔM THẺ CHÂN TRẮNG TRONG SẢN XUẤT CHITIN
• 3.2.1. Nghiên cứu lựa chọn enzyme protease
• 3.2.2. Nghiên cứu khử protein còn lại ở đầu vỏ tôm bằng NaOH loãng và khử khoáng bằng HCl loãng
• 3.2.3. Đề xuất quy trình sản xuất chitin từ đầu vỏ tôm bằng phương pháp sử dụng enzyme flavourzyme khử protein
• 3.3. NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHITIN TỪ ĐẦU VỎ TÔM BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG VI KHUẨN LACTIC ĐỂ KHỬ PROTEIN VÀ CÁC TẠP CHẤT
• 3.3.1. Lựa chọn chủng vi khuẩn lactic thích hợp
• 3.3.2. Nghiên cứu sản xuất chitin từ đầu vỏ tôm bằng phương pháp sử dụng vi khuẩn lactic L. plantarum VTCC-B 431 để khử protein và các tạp chất
• 3.3.3. Nghiên cứu khử protein còn lại ở bán chế phẩm chitin bằng enzyme flavourzyme
• 3.3.4. Nghiên cứu khử khoáng còn lại ở chitin thô bằng HCl
• 3.3.5. Đề xuất quy trình sản xuất chitin từ đầu vỏ tôm bằng phương pháp sử dụng vi khuẩn lactic L. plantarum VTCC-B 431 để khử protein và các tạp chất
• 3.3.6. Đánh giá chất lượng chitin sản xuất theo quy trình sử vi khuẩn lactic để khử protein và các tạp chất
• 3.4. NGHIÊN CỨU DEACETYL CHITIN ĐỂ SẢN XUẤT CHITOSAN CÓ ĐỘ DEACETYL CAO
• 3.4.1. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ NAOH THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH DEACETYL CHITIN
• 3.4.2. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN DEACETYL
• 3.4.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT CHITOSAN CÓ ĐỘ DEACETYL CAO
• 3.5. NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM OLIGOCHITOSAN BẰNG KỸ THUẬT BỨC XẠ
• 3.5.1. XÁC ĐỊNH ĐỘ HÒA TAN CỦA CHITOSAN TRONG DUNG DỊCH ACID
• 3.5.2. XÁC ĐỊNH LIỀU XẠ THÍCH HỢP CHO VIỆC CẮT MẠCH CHITOSAN TẠO OLIGOCHITOSAN
• 3.5.3. TÁCH PHÂN ĐOẠN OLIGOCHITOSAN SAU KHI CHIẾU XẠ
• 3.5.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT OLIGOCHITOSAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ SỬ DỤNG BỨC XẠ GAMMA CO-60
• 3.5.5. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC VÀ TRỌNG LƯỢNG PHÂN TỬ CỦA OLIGOCHITOSAN SẢN XUẤT BẰNG CÁCH SỬ DỤNG BỨC XẠ ĐỂ PHÂN CẮT CHITOSAN
• 3.5.5.1. Đánh giá thành phần các phân đoạn của chế phẩm chiếu xạ chitosan
• 3.5.5.2. Sử dụng phổ FTIR để đánh giá cấu trúc của sản phẩm sau chiếu xạ chitosan
• 3.5.5.3. Xác định khối lượng phân tử và cấu trúc của oligochitosan
• 3.6. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG KHÁNG KHUẨN CỦA OLIGOCHITOSAN
• 3.6.1. Xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm oligochitosan bằng phương pháp MIC
• 3.6.2. Xác định hoạt tính kháng khuẩn của chế phẩm oligochitosan bằng phương pháp nuôi cấy trên đĩa thạch
• 3.7. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH HOÀN THIỆN SẢN XUẤT OLIGOCHITOSAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG BỨC XẠ GAMMA COBAN 60
• 3.8. THỬ NGHIỆM ĐỘC TÍNH CỦA OLIGOCHITOSAN TRÊN CHUỘT LANG THÍ NGHIỆM
• 3.9. SỬ DỤNG OLIGOCHITOSAN TRONG BẢO QUẢN TÔM BẠC NGUYÊN LIỆU
• 3.9.1. XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ OLIGOCHITOSAN THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN TÔM
• 3.9.2. XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ BẢO QUẢN TÔM NGUYÊN LIỆU BẰNG OLIGOCHITOSAN
• 3.9.2.1. Xác định thời gian nhúng tôm nguyên liệu bằng dung dịch oligochitosan
• 3.9.2.2. Xác định chế độ bao gói thích hợp để bảo quản tôm bạc bằng oligochitosan
• 3.9.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH BẢO QUẢN TÔM BẰNG OLIGOCHITOSAN
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Sản xuất oligochitosan

Sản xuất oligochitosan là quá trình chuyển đổi chitosan thành các phân tử nhỏ hơn, có hoạt tính sinh học cao. Luận án đã nghiên cứu và đề xuất quy trình sản xuất oligochitosan bằng phương pháp chiếu xạ gamma Coban-60. Phương pháp này giúp cắt mạch chitosan hiệu quả, tạo ra các phân đoạn oligochitosan có khối lượng phân tử thấp và độ hòa tan cao. Quy trình bao gồm các bước: xác định liều xạ thích hợp, tách phân đoạn và đánh giá cấu trúc bằng phổ FTIR và NMR. Kết quả cho thấy, oligochitosan sản xuất bằng phương pháp này có tiềm năng ứng dụng cao trong các lĩnh vực y sinh và bảo quản thực phẩm.

1.1. Phương pháp chiếu xạ gamma Coban 60

Phương pháp chiếu xạ gamma Coban-60 được sử dụng để cắt mạch chitosan, tạo ra oligochitosan. Quá trình này bao gồm việc xác định liều xạ tối ưu (50 kGy) để đảm bảo hiệu quả cắt mạch mà không làm biến đổi cấu trúc hóa học của chitosan. Kết quả phân tích phổ FTIR và NMR cho thấy, oligochitosan thu được có cấu trúc ổn định và khối lượng phân tử phù hợp cho các ứng dụng thực tiễn.

1.2. Đánh giá cấu trúc và hoạt tính

Cấu trúc và hoạt tính của oligochitosan được đánh giá thông qua phổ FTIR và NMR. Các phân đoạn oligochitosan có khối lượng phân tử từ 1.000 đến 5.000 Da, phù hợp cho các ứng dụng trong bảo quản thực phẩm và y sinh. Phân tích hoạt tính kháng khuẩn cho thấy, oligochitosan có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn gây hư hỏng thực phẩm, đặc biệt là trong bảo quản tôm sau thu hoạch.

II. Ứng dụng oligochitosan trong bảo quản tôm

Ứng dụng oligochitosan trong bảo quản tôm sau thu hoạch là một trong những mục tiêu chính của luận án. Oligochitosan được sử dụng như một chất bảo quản tự nhiên, giúp kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng của tôm. Nghiên cứu đã xác định nồng độ oligochitosan thích hợp (1%) và thời gian nhúng tối ưu (10 phút) để đạt hiệu quả bảo quản cao nhất. Kết quả cho thấy, oligochitosan giúp giảm thiểu sự phát triển của vi khuẩn và duy trì độ tươi của tôm trong thời gian dài.

2.1. Xác định nồng độ và thời gian nhúng

Nghiên cứu đã xác định nồng độ oligochitosan 1% và thời gian nhúng 10 phút là tối ưu cho quá trình bảo quản tôm sau thu hoạch. Kết quả cho thấy, việc sử dụng oligochitosan ở nồng độ này giúp giảm đáng kể sự phát triển của vi khuẩn và duy trì chất lượng cảm quan của tôm trong thời gian bảo quản lạnh.

2.2. Hiệu quả bảo quản

Oligochitosan đã chứng minh hiệu quả trong việc bảo quản tôm sau thu hoạch, giúp giảm thiểu sự biến đổi pH, hàm lượng NH3 và hoạt tính oxy hóa. Kết quả nghiên cứu cho thấy, tôm được xử lý bằng oligochitosan duy trì được độ tươi và chất lượng dinh dưỡng trong thời gian bảo quản lên đến 6 ngày.

III. Đánh giá độc tính và an toàn

Luận án đã tiến hành đánh giá độc tính của oligochitosan trên chuột lang để đảm bảo tính an toàn khi ứng dụng trong bảo quản thực phẩm. Kết quả cho thấy, oligochitosan không gây ra bất kỳ tác động tiêu cực nào đến sức khỏe của chuột lang, bao gồm cả trọng lượng cơ thể và chức năng gan, thận. Điều này khẳng định tính an toàn của oligochitosan khi sử dụng trong các ứng dụng thực phẩm.

3.1. Thử nghiệm độc tính cấp

Thử nghiệm độc tính cấp trên chuột lang cho thấy, oligochitosan không gây ra bất kỳ thay đổi đáng kể nào về trọng lượng cơ thể, chức năng gan và thận. Kết quả sinh hóa máu và nước tiểu của chuột lang cũng không có sự khác biệt đáng kể so với nhóm đối chứng.

3.2. Đánh giá an toàn

Kết quả đánh giá an toàn cho thấy, oligochitosan không gây độc tính cấp hoặc mãn tính trên chuột lang. Điều này khẳng định tính an toàn của oligochitosan khi sử dụng trong các ứng dụng thực phẩm, đặc biệt là trong bảo quản tôm sau thu hoạch.