Kết hợp ủ xi lô bằng acid formic để nâng cao hiệu quả qui trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 31 KẾT HỢP Ủ XI LÔ BẰNG ACID FORMIC ĐỂ NÂNG CAO HIỆU QUẢ QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHITIN TỪ PHẾ LIỆU TÔM IMPROVING THE EFFICIENCY OF CHITIN PRODUCTION PROCESS FROM SHRIMP WASTE BY USING FORMIC ACID ENSILAGE Trang Sĩ Trung1, Phạm Thị Đan Phượng1, Nguyễn Công Minh1, Ngô Thanh Lĩnh21 Trường Đại học Nha Trang2 Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, tỉnh Cà Mau Tóm tắt Ứng dụng ủ xi lô bằng acid formic đã loại được 83,1% protein và 66,1% khoáng từ phế liệu tôm trong quá trình chế biến chitin. Tiếp tục khử protein bằng enzyme alcalase và khử khoáng bằng acid lactic cho phép thu được sản phẩm chitin, chitosan có chất lượng tốt, đặc biệt chitosan có độ nhớt cao. Bên cạnh đó, qui trình mới cho phép thu được dịch ủ có giá trị dinh dưỡng cao, có thể sử dụng trong chế biến thức ăn gia súc. Hơn nữa, qui trình kết hợp ủ xilô giảm đáng kể nhiễm môi trường so với qui trình hóa học truyền thống. Từ khóa: Phế liệu tôm, ủ xilô, acid formic, chitin, chitosan, giảm ô nhiễm môi trường. Abstract Application of ensilage treatment can remove 83,1% of protein and 66,1% of minerals from shrimp waste in chitin production. Then continuing treatment the semi-processed waste with enzyme alcalase treatment and lactic acid treatment can produce chitin and chitosan with good quality, especially chitosan had high viscosity. In addition, this new way of treatment can produce the silaging liquid contains high nutritional values and can be used for feed production. Furthermore, the new process combining ensilage can reduce significantly pollution compared with traditional chemical process. I. ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam là một trong những quốc gia chế biến và xuất khẩu các sản phẩm về tôm lớn trên thế giới. Chế biến tôm chiếm tỷ trọng cao trong kim ngạch xuất khẩu thủy sản nhưng ngành công nghiệp này cũng tạo ra một lượng phế liệu lớn, khoảng 200.000 tấn/năm. Trong phế liệu tôm, chứa rất nhiều thành phần có giá trị như chitin, protein, khoáng và chất màu. Tuy nhiên, phế liệu tôm hiện nay chủ yếu được sử dụng để thu hồi chitin bằng qui trình hóa học, sử dụng một lượng lớn hóa chất (NaOH, HCl,…), không kiểm soát tốt qui trình, không tận thu các thành phần có giá trị khác như protein, chất màu. Hơn nữa nước thải của qui trình hóa học chứa một lượng các chất hữu cơ (protein, lipid), dư lượng hóa chất lớn, làm tăng chi phí xử lý và gây ô nhiễm môi trường. Để duy trì và phát triển bền vững ngành sản xuất chitin từ phế liệu tôm cần phải tìm ra một phương pháp nhằm hạn chế sử dụng hóa chất, thu hồi thêm các thành phần có giá trị ngoài chitin. Ủ xilô bằng acid (acid ensilage) là một phương pháp được sử dụng rất phổ biến trong chế biến phế liệu thủy sản tại các nước phát triển (Guillou, Khalil và Adambounou, 1995; Fegbenro và Bello-Olusoji, 1997; Bower và Hietala, 2008). Quá trình acid hóa cho phép giảm nhanh pH đến mức ổn định nhằm ức chế THÔNG BÁO KHOA HỌC Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 32 vi sinh vật gây thối, tạo môi trường thuận lợi cho các enzyme nội tại hoạt động, đồng thời cũng tạo điều kiện cho vi khuẩn lactíc có mặt trong nguyên liệu phát triển, thúc đẩy quá trình tự thủy phân. Acid thường được sử dụng trong quá trình ủ có thể là acid hữu cơ: acid formic, acid acetic, acid propionic, hoặc acid vô cơ: acid sunphuric, acid hydrocloric, acid photphoric. Tuy nhiên, acid formic thường được sử dụng vì có thể ủ ở pH cao (pH 4,5) so với các acid vô cơ thì cần pH thấp hơn (pH 2 đối với acid sunphuric). Bên cạnh đó, xử lý bằng acid formic thì dịch ủ thu được có chất lượng cao và không cần trung hòa khi sử dụng làm thức ăn cho gia súc (Bower và Hietala, 2008). Đối với phế liệu tôm, sản phẩm của quá trình ủ xilô chứa protein, lipid, khoáng, acid amin và acid béo, có giá trị dinh dưỡng cao rất phù hợp để sử dụng chế biến thức ăn gia súc (Fegbenro và Bello-Olusoji, 1997). Nhằm nâng cao hiệu quả qui trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm, hạn chế sử dụng hóa chất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nghiên cứu kết hợp phương pháp ủ xilô bằng acid formic trong qui trình sản xuất để đã được thực hiện. II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu Phế liệu đầu vỏ tôm sú (Penaeus monodon) được thu nhận tại Công ty Thủy hải sản Minh Phú, Cà Mau. Đầu vỏ tươi được thu nhận và cấp đông tại nhà máy sau đó được vận chuyển về phòng thí nghiệm và bảo quản ở - 20oC cho đến khi sử dụng. Các hóa chất sử dụng ở dạng phân tích (PA). 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát Nguyên liệu đầu vỏ tôm sau khi loại tạp chất, để ráo nước được trộn với acid formic, rỉ đường, các chất phòng thối, muối theo các tỷ lệ nghiên cứu và ủ xi lô. Sau quá trình ủ, bã ủ được tiếp tục khử protein alcalase với tỷ lệ enzyme/phế liệu: 0,2% (v/w), nhiệt độ 550C, trong thời gian 8 giờ, pH=8,5 (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2009). Khử khoáng bằng acid lactic ở nồng độ 1%, 2%, 3%, thời gian 4, 8, 12 h. Mẫu chitin được deacetyl bằng NaOH 70% thời gian 8 giờ, nhiệt độ 80oC thu được chitosan. Phần dịch ủ được đánh giá các thành phần cơ bản. Ngoài ra, để chống thối, nâng cao chất lượng dịch ủ, NaCl được bổ sung ở mức 1%, natri benzoat được bổ sung ở mức 0,2% và chitosan ở mức 0,1% so với nguyên liệu. Phế liệu tôm Khử khoáng bằng acid lactic Deacetyl Chitosan Chitin Khử protein và khoáng bằng phương pháp ủ xi lô Ép Bã ủ Dịch ủ Khử protein bằng alcalsae Đánh giá chất lượng Hình 1. Quy trình sản xuất chitin kết hợp với phương pháp ủ xi lô Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 33 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 0,5 1 1,5 2Tỷ lệ HCOOH/phế liệu (%) Hiệ u s uấ t k hử kh oá ng , p rot ein (% ) Protein Khoáng 2.2.2. Phương pháp phân tích Hàm lượng khoáng được xác định theo phương pháp của AOAC, 1990. Hàm lượng protein được xác định bằng phương pháp MicroBiuret (Hein và cộng sự, 2004). Độ deacetyl xác định bằng phương pháp quang phổ. Độ nhớt được xác định bằng nhớt kế Brookfield. Độ đục được đo bằng máy HACH. Hiệu suất khử protein (DP (%)) và khử khoáng (DA (%)) được xác định dựa trên công thức của Rao và cộng sự (2000). DP (%) = [(P0*O)-(PR*R)]*100/(P0*O) DA (%) = [(A0*O)-(AR*R)]*100/(A0*O) Trong đó: - P0, PR: Hàm lượng protein (g/g) tương ứng của mẫu trước và sau xử lý - A0, AR: Hàm lượng khoáng (g/g) tương ứng của mẫu trước và sau xử lý - O, R: Khối lượng (g) tương ứng của mẫu trước và sau xử lý. Số liệu báo cáo là trung bình của 3 lần lặp lại. Kết quả phân tích bằng phần mền Execl, sử dụng ANOVA, giá trị p < 0,05 được xem là có ý nghĩa về mặt thống kê III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu Phế liệu tôm có các thành phần chính là chitin, protein, khoáng (chủ yếu là muối canxi), lipid và chất màu. Thành phần hoá học của phế liệu tôm sú được xác định và trình bày ở Bảng 1. Bảng 1. Các thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm Chỉ tiêu phân tích Hàm lượng Hàm lượng protein(%) 45,6 ± 2,2 Hàm lượng tro tổng số (%) 28,9 ± 0,54 Hàm lượng chitin(%) 19,1 ± 0,9 Hàm lượng lipid (%) 4,4 ± 0,4 Hàm lượng chất màu (ppm) 143 ± 8,2 Kết quả cho thấy trong phế liệu tôm sú, thành phần protein chiếm tỷ trọng lớn nhất (45,6%), tiếp đến là khoáng (28,9%) (Bảng 1). So với tôm thẻ chân trắng, hàm lượng khoáng trong phế liệu tôm sú (Penaeus monodon) cao hơn so với tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) nhưng hàm lượng protein lại thấp hơn (tương ứng là 24,6 và 47,4 %). Thành phần chitin trong phế liệu tôm sú chiếm tỷ lệ 19,1 %, cao hơn so với tôm thẻ chân trắng chỉ đạt 18,3 % (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2007). Từ những phân tích thành phần trên cho thấy, ngoài chitin trong phế liệu còn chứa một lượng lớn protein, khoáng nên qui trình chế biến phế liệu tôm cần quan tâm thu hồi các thành phần có giá trị này. 3.2. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất khử khoáng và khử protein trong công đoạn ủ xi lô 3.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ acid formic nguyên liệu Tỷ lệ acid/phế liệu là một thông số quan trọng trong quá trình ủ xilô. Kết quả nghiên cứu về ảnh hưởng của tỷ lệ acid/phế liệu đối với quá trình khử protein và khoáng được trình bày ở Hình 2. Hình 2. Hiệu suất khử protein và khử khoáng theo tỷ lệ HCOOH/phế liệu Bổ sung acid với tỷ lệ acid/phế liệu từ 0,5% đến 2% đều cho thấy sự tăng lên rõ rệt hiệu suất khử protein và khoáng so với mẫu không bổ sung (đối chứng). Khi tăng tỷ lệ acid bổ sung từ 0,5 lên 2% thì hiệu suất khử protein tăng không đáng kể (tương ứng là 78,5% và 80,1 %). Tuy nhiên, hiệu suất khử khoáng lại tăng tỷ lệ Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 34 thuận với lượng acid sử dụng. Cụ thể, hiệu suất khử khoáng chỉ đạt 51,4% khi sử dụng tỷ lệ acid 0,5 %, nhưng khi tỷ lệ này tăng lên 2 % thì hiệu suất khử khoáng đạt 66%. Đối với các mẫu bổ sung acid ở các tỷ lệ acid/phế liệu là 1, 1,5 % thì hiệu suất khử khoáng gần tương đương với các giá trị tương ứng là 59,7 và 60,9%. Các mẫu đối chứng và xử lý ở tỷ lệ acid/phế liệu 0,5% thì khối ủ sau 3 ngày có mùi hôi và dịch ủ có màu hơi đen. Kết quả phân tích cũng cho thấy các mẫu đối chứng và xử lý ở tỷ lệ acid/phế liệu 0,5% có hàm lượng đạm NH3 cao hơn rất nhiều so với các mẫu xử lý ở tỷ lệ acid từ 1% trở lên (Hình 1). Hiện tượng khử khoáng xảy ra là được thực hiện có thể là do lượng acid bổ sung và lượng acid lactic do hệ vi khuẩn lactic có sẵn trong nguyên liệu sinh ra. Ngoài ra, quá trình khử khoáng cũng làm mềm liên kết protein và chitin, tạo điều kiện cho một số protease hoạt động làm thúc đẩy quá trình thuỷ phân (Bower và Hietala, 2008). Ngoài ra, quá trình khử khoáng và protein có thể do sự tham gia của các vi sinh vật có mặt trong phế liệu tôm, đặc biệt là vi khuẩn lactíc. Kết quả này tương tự kết quả của Rao và cộng sự 2000 khi nghiên cứu quá trình ủ xilô có bổ sung acid acetic. Quá trình tự lên men (tự thủy phân) phế liệu tôm thường đạt hiệu quả cao do sự có mặt của các vi sinh vật (Woods, 1998). Từ kết quả nghiên cứu trên, để đảm bảo hiệu quả và tính kinh tế, tỷ lệ acid formic/phế liệu thích hợp là 1%. 3.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ rỉ đường/nguyễn liệu Trong quá trình ủ xi lô, bổ sung đường có vai trò quan trọng cho hoạt động của vi sinh vật trong quá trình ủ, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình khử khoáng và khử protein. Trong thí nghiệm này, rỉ đường được bổ sung vào phế liệu tôm ở các tỷ lệ rỉ đường/phế liệu là 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14%. Mẫu đối chứng không bổ sung rỉ đường. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 2 4 6 8 10 12 14 Tỷ lệ rỉ đường/phế liệu (% ) Hi ệu su ất kh ử kh oá ng , p ro tei n ( %) Protein Khoáng Hình 3. Ảnh hưởng tỷ lệ rỉ đường/phế liệu đến hiệu suất khử khoáng và khử protein Sau 3 ngày ủ, khi không bổ sung rỉ đường hiệu suất khử khoáng và khử protein đạt tương ứng 40,3% và 64,2%, khối đầu tôm trở nên vụn, có mùi hôi thối, màu sạm đen. Bên cạnh đó, khi ép thu dịch thì dịch ủ cũng có màu đen và thối. Ở tỷ lệ rỉ đường 2%, 4% khả năng khử khoáng và khử protein có tăng lên, nhưng dịch ủ có màu đen, mùi hơi thối. Ở tỷ lệ rỉ đường 6%, 8% màu sắc, mùi có cải thiện hơn. Khi xét đến hiệu suất khử protein thì bổ sung rỉ đường/phế liệu ở các mức 2-8% thì không khác biệt đáng kể, trong khoảng 77-78%. Tuy nhiên, hiệu suất khử khoáng có tăng lên ở tỷ lệ rỉ đường bổ sung là 8%. Ở tỷ lệ rỉ đường 10%, 12%, 14%, hiệu suất khử khoáng có xu hướng tăng, tương ứng là 66,8, 67,4, 69,3% và hiệu suất khử protein đạt trên 82%. Hiệu suất khử khoáng và protein tăng lên vì rỉ đường là cơ chất rất quan trọng cho quá trình lên men do vi sinh vật có mặt trong khối ủ bao gồm vi khuẩn lactíc và các vi khuẩn khác có khả năng sinh protease. Trong rỉ đường chứa nhiều thành phần cần thiết cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển như sucrose (46-54%), đường khử (6-9%), đạm (tổng N từ 0,45- 2,88%), khoáng (3-4%) và vitamin (Lương Đức Phẩm, 2004). Việc bổ sung rỉ đường cho phép giảm nhanh pH đến mức phù hợp để ức chế vi sinh vật gây thối và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tự thủy phân bằng enzyme và vi sinh vật có sẵn trong nguyên liệu tôm. Vi khuẩn lactic phát triển mạnh sẽ sinh ra acid lactic và chính acid lactic sẽ hòa tan chất khoáng, tách chất khoáng ra khỏi nguyên liệu. Còn các vi khuẩn sinh protease sẽ phát triển tốt và sinh ra nhiều protease để thủy phân protein khi nồng độ rỉ Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 35 đường được cung cấp đầy đủ. Điều này sẽ làm cho bán chế phẩm chitin thu được có chất lượng tốt hơn (Fegbenro và Bello-Olusoji, 1997). Từ kết quả trên, để đảm bảo hiệu quả của quá trình ủ và tính kinh tế thì nên sử dụng tỷ lệ rỉ đường/phế liệu thích hợp là 10% (w/w). 3.2.3. Ảnh hưởng của thời gian ủ Kết quả ảnh hưởng của thời gian ủ đến hiệu suất khử protein và khoáng được trình bày ở Hình 3. Hiệu suất khử khoáng và protein tăng dần theo thời gian ủ trong khoảng thời gian từ 1-3 ngày. Sau 3 ngày ủ, hiệu suất khử protein 83,1% và khử khoáng đạt 66,1%, dịch ủ có màu hồng và có mùi thơm đặc trưng của dịch ủ protein. Kéo dài thời gian ủ đến 6 ngày thì khả năng khử khoáng và khử protein chỉ tăng nhẹ. Do vậy, thời gian ủ thích hợp là 3 ngày. Việc kéo dài thời gian xử lý mà không tăng hiệu suất khử protein và khoáng sau thời gian 3 ngày có thể do là trong giai đoạn này protein và khoáng ở các lớp ngoài liên kết với chitin không chặt chẽ lắm đã được tách ra. Ở các lớp liên kết bên trong thì quá trình tách protein và khoáng khó khăn hơn vì đối với vỏ giáp xác, protein liên kết với chitin rất phức tạp, chitin được bao bọc bởi sáu sợi xoắn protein bằng liên kết cộng hóa trị bền vững. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 1 2 3 4 5 6 Thời gian (ngày) Hi ệu su ất kh ử pr ot ein , k ho án g ( %) Protein Khoáng Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian ủ đến hiệu suất khử khoáng và khử protein Từ kết quả nghiên cứu cho thấy phế liệu tôm được bổ sung acid formic với tỷ lệ acid/phế liệu là 1%(v/w), rỉ đường với tỷ lệ 10% (w/w), ủ trong thời gian 3 ngày ở nhiệt độ phòng sẽ khử được 83,1% protein và 66,1% khoáng. Tuy nhiên, hàm lượng protein và khoáng còn lại trong mẫu xử lý ủ xilô tương ứng là 11,8 % và khoáng là 15,5 %. Theo yêu cầu về chất lượng chitin dùng trong công nghiệp thì hàm lượng khoáng và protein phải thấp hơn 1%, do đó, bã ủ phải được tiếp tục khử protein và khoáng. 3.3. Khử protein và khoáng còn lại trong bã ủ xilô bằng enzyme alcalase và acid lactic Do đó để giảm hàm lượng protein và khoáng còn lại trong mẫu mà không sử dụng hóa chất vô cơ như thường dùng là NaOH và HCl, các mẫu đã qua công đoạn ủ xi lô được tiếp tục xử lý bằng alcalase để khử protein với tỷ lệ/phế liệu là 0,2% (v/w) ở nhiệt độ 550C, trong thời gian 8 giờ, pH = 8,5. Kết quả cho thấy sau khi khử protein bằng alcalase thì hàm lượng protein còn lại trong bã ủ là 0,95% (<1%) và hàm lượng khoáng là 9,9%. Bán chế phẩm này được rửa sạch và tiếp tục được khử khoáng bằng acid lactic ở các nồng độ: 1%, 2%, 3% với tỷ lệ 1:5 (w/v), thời gian xử lý: 4, 8, 12 giờ ở nhiệt độ phòng để xác định nồng độ và thời gian xử lý thích hợp. Kết quả được trình bày ở Hình 5. 0 1 2 3 4 5 6 4 8 12 Thời gian (h) Hà m lượ ng tr o c òn lạ i (% ) 1% acid lactic 2% acid lactic 3% acid lactic Hình 5. Khử khoáng bằng acid lactic Kết quả cho thấy khi tăng nồng độ acid và thời gian xử lý thì hàm lượng khoáng còn lại giảm. Chế độ khử khoáng tốt nhất ở nồng độ acid lactic 3%, thời gian 12 giờ ở nhiệt độ phòng, hàm lượng khoáng còn lại 1%. 3.4. Đánh giá chất lượng chitin, chitosan và dịch ủ thu nhận từ phương pháp kết hợp ủ xilô Chitin thu được được tiếp tục deacetyl bằng NaOH 70%, lệ w/v: 1/5, thời gian 8h, nhiệt độ 80oC. Các chỉ tiêu chất lượng cơ bản của chitin và chitosan sản xuất bằng phương pháp kết hợp ủ xilô được xác định và trình bày ở Bảng 2. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 36 Bảng 2. Chất lượng cơ bản của chitin, chitosan sản xuất bằng phương pháp kết hợp ủ xilô Chỉ tiêu Chitin Chitosan Hàm lượng protein (%) 0,95 ± 0,02 0,53 ± 0,02 Hàm lượng tro (%) 1,00±0,15 0,54 ± 0,07 Độ deacetyl (%) - 93,5 ± 0,7 Độ tan (%) - 99,7 ± 0,1 Độ nhớt (cps) - 1063 ± 36,2 Độ đục (NTU) - 12,3 ± 0,8 “-“: Không xác định Chitin sản xuất bằng phương pháp kết hợp ủ xilô có hàm lượng protein và khoáng còn lại ≤1%, đáp ứng được yêu cầu chất lượng của chitin công nghiệp. Tương tự, chitosan theo phương pháp kết hợp ủ xi lô có hàm lượng protein và khoáng thấp, khoảng 0,5%, độ deacetyl và độ tan cao, đặc biệt có độ nhớt cao (1063 cps). Dịch ủ thu hồi theo phương pháp ủ xi lô có màu sắc đẹp, mùi thơm đăc trưng, chứa nhiều thành phần có giá trị như protein, khoáng, lipid, đặc biệt có chứa astaxanthin (Bảng 3). Hơn nữa, dịch ủ có gần như đầy đủ các acid amin đặc biệt là các acid amin thiết yếu. Bảng 3. Chất lượng của dịch ủ thu được Chỉ tiêu Kết quả Màu sắc Đỏ hồng Mùi, vị Thơm, chua ngọt Trạng thái Dung dịch lỏng Protein (g/l) 12,8 ± 0,7 Tro (g/l) 10 ± 0,2 Astaxanthin (mg/l) 5,1 ± 0,12 Lipid (g/l) 0,5 ± 0,03 Kết quả trên cho thấy dịch ủ là một nguồn nguyên liệu có giá trị để ứng dụng trong phối trộn sản xuất thức ăn cao đạm cho nuôi trồng thủy sản hoặc sử dụng trực tiếp phối chế cho thức ăn gia súc, gia cầm. 3.5. Đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải của quy trình ủ xi lô và phương pháp hóa học Nước thải thu từ quy trình sản xuất chitin có kết hợp phương pháp ủ xi lô và quy trình truyền thống được phân tích các chỉ tiêu môi trường. Kết quả thể hiện ở Bảng 4. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 37 Bảng 4. Các chỉ tiêu môi trường cơ bản của nước thải của quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm kết hợp ủ xilô và phương pháp hóa học truyền thống Chỉ tiêu Nồng độ nướcthải ủ xi lô Nồng độ nước thải theo phương pháp hóa học SS (ml/l) 152 1469 BOD5 (mg/l) 82 2300 COD (mg/l) 350 4787 Kết quả phân tích ở Bảng 4 cho thấy, đối với mẫu nước thải qui trình sản xuất chitin kết hợp với phương pháp ủ xi lô hàm lượng chất lơ lửng (SS) giảm hơn 89,7%, BOD5 giảm 96,4%, COD giảm 92,7%, so với phương pháp hóa học thông thường. Đây là một kết quả quan trọng, chứng minh hiệu quả về mặt môi trường khi sử dụng phương pháp kết hợp ủ xilô trong qui trình chế biến chitin từ phế liệu tôm. Nước thải từ phương pháp mới có mức ô nhiễm thấp sẽ được tiếp tục đưa đến hệ thống xử lý nước thải và được xử lý trước khi thải ra môi trường. IV. KẾT LUẬN - Kết hợp ủ xilô bằng acid formic với tỷ lệ acid/phế liệu là 1%(v/w), rỉ đường với tỷ lệ 10% (w/w), ủ trong thời gian 3 ngày ở nhiệt độ phòng sẽ khử được 83,1% protein và 66,1% khoáng. Tiếp tục khử protein còn lại bằng alcalase với tỷ lệ enzyme/phế liệu là 0,2% (v/w) ở nhiệt độ 55oC, trong thời gian 8 giờ, pH = 8,5, và khử khoáng còn lại bằng acid lactic ở nồng độ 3%, thời gian 12 giờ ở nhiệt độ phòng thì chitin thu được có hàm lượng protein và khoáng dưới 1%. - Qui trình kết hợp ủ xilô cho phép thu được sản phẩm chitin, chitosan có chất lượng tốt, đặc biệt chitosan có độ nhớt cao. Ngoài ra, qui trình này tạo ra một sản phẩm khác đó là dịch ủ xilô có giá trị dinh dưỡng cao có thể ứng dụng trong chế biến thức ăn gia súc. - Phương pháp kết hợp ủ xilô cũng giảm thiểu đáng kể ô nhiễm môi trường do quá trình chế biến chitin bằng phương pháp hóa học gây ra, hàm lượng chất lơ lửng (SS) giảm hơn 89,7%, BOD5 giảm 96,4%, COD giảm 92,7%. Lời cảm ơn Tác giả xin chân thành cảm ơn sự tài trợ kinh phí của Tổ chức Quốc tế về Khoa học, Thụy Điển (International Foundation for Science, Sweden) để thực hiện nghiên cứu này. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. AOAC, 1990. Official methods of analysis. Washington, DC: Association of Official Analytical Chemists. 2. Bower. C. K., Hietala. K. A., 2008, Acidification Methods for Stabilization and Storage of Salmon By-Products, Journal of Aquatic Food Product Technology, 17, 459-478. 3. Cavalheiro, J. M. O., Oliveira de Souza, E., Bora, P. S., 2007. Utilization of shrimp industry waste in the formulation of tilapia (Oreochromis niloticus Linnaeus) feed. Bioresource Technology, 98, 602-606. 4. Fegbenro, O. A., Bello-Olusoji, O.A., 1997. Preparation, nutrient composition and digestibility of fermented shrimp head silage. Food Chemistry, 60, 489-493. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 4/2009 38 5. Guillou, A., Khalil, M., Adambounou, L., 1995. Effect of silage preservation on astaxanthin forms and fatty acid profiles of processed shrimp (Pandalus borealis) waste. Aquaculture, 130, 351-360. 6. Hein, S., Ng. C.H., Stevens, W.F., 2004. Development of analytical protocols for quality assessment of chitin and chitosan: Protein content, crystallinity and assay of insolubles. Proceedings of 9th International Conference on chitin and chitosan, Eds: Boucher, I., Jamineson, K., and Retnakaran, A., 13-18. 7. Lương Đức Phẩm, 2004. Công Nghệ Vi Sinh Vật, Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp. 8. Rao, M.S., Munoz, J., Stevens, W.F., 2000. Critical factors in chitin production by fermentation of shrimp biowaste. Applied Microbiology Biotechnology, 54, 808-813. 9. Trang Si Trung, Ngo Dang Nghia, Willem F. Stevens, 2009. Combining biological and chemical deproteinization in preparation of chitin and chitosan from white shrimp (Penaeus vannamei) waste. Proceedings of the 11th International Conference for Chitin and Chitosan: Taipei. 10. Trang Sĩ Trung, Vũ Ngọc Bội, Phạm Thị Đan Phượng, 2007. Nghiên cứu kết hợp enzym protease trong công nghệ sản xuất chitin từ phế liệu đầu vỏ tôm. Tạp chí Khoa học-Công nghệ Thủy sản, 3, 11-17. 11. Woods, B., 1998. Microbiology of fermented foods, Vol 1, Blackie, New York.