NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THU NHẬN CHITIN TỪ VỎ BA KHÍA (Sesarma mederi) BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC
DOI:
https://doi.org/10.62985/j.huit_ojs.vol26.no3.433Từ khóa:
Chitin, khử khoáng, HCl, vỏ ba khíaTóm tắt
Vỏ ba khía (Sesarma mederi) là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất mắm ba khía, chứa hàm lượng khoáng và protein cao, cần được xử lý thích hợp để thu nhận chitin tinh khiết. Nghiên cứu này đánh giá hiệu quả của việc sử dụng acid clohydric (HCl) trong quá trình khử khoáng nhằm tối ưu hóa quy trình thu nhận chitin. Kết quả cho thấy, điều kiện tối ưu để loại bỏ khoáng chất là sử dụng dung dịch HCl 5% với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 1:30 (w/v), ở nhiệt độ 60 °C trong 3 giờ. Sau quá trình khử khoáng, mẫu được xử lý tiếp bằng dung dịch NaOH để loại bỏ protein, thu được chế phẩm chitin có hàm lượng khoáng còn lại dưới 1,0% và độ tinh khiết khoảng 97,66%. Chitin sau khi thu nhận được phân tích bằng các phương pháp phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR), nhiễu xạ tia X (XRD) và hiển vi điện tử quét (SEM), cho thấy hiệu quả cao trong việc loại bỏ khoáng và protein. Kết quả cũng xác nhận rằng sản phẩm thu nhận chủ yếu tồn tại dưới dạng α-chitin. Nghiên cứu này khẳng định tiềm năng của phương pháp sử dụng dung môi truyền thống trong trích ly chitin từ vỏ ba khía, góp phần nâng cao giá trị của phế phẩm thủy sản và mở ra hướng ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp và sinh học.
Tài liệu tham khảo
[1] J. I. Leonida, S. Ballon, E. F. B. Barredo, C. Borreros, M. S. Golez, J. Arbizo, and J. Baylon, “Gonadal development of tree-climbing mangrove crab Episesarma mederi (H. Milne Edwards, 1853) from Capiz, Philippines,” Asian Fisheries Science, vol. 33, pp. 287–299, 2020, doi: https://doi.org/10.33997/j.afs.2020.33.3.010.
[2] Châu Tài Tảo, Lý Văn Khánh, Võ Nam Sơn, Trần Nguyễn Duy Khoa, Trần Ngọc Hải, “Ảnh hưởng của thức ăn lên tăng trưởng và tỉ lệ sống của Ba khía (Sesarma mederi) giai đoạn ương giống,” Tạp chí Khoa học Trường Đại học Trà Vinh, vol. 13, pp. 37–42, 2023.
[3] Nguyễn Thanh Dũng, “Ba khía vào mùa,” Cà Mau Online, 2024. [Online]. Available: https://baocamau.vn/ba-khia-vao-mua-a34913.html?utm_source=chatgpt.com.
[4] Kim Loan, “Nhớ mùa Ba Khía hội,” VOV Giao thông, 2024. [Online]. Available: https://vovgiaothong.vn/newsaudio/nho-mua-ba-khia-hoi-d40903.html?utm_source=chatgpt.com.
[5] Nguyễn Phú, Chí Diện, “Ba Khía xuất ngoại,” Cà Mau Online, 2024. [Online]. Available: https://baocamau.vn/ba-khia-xuat-ngoai-a30827.html?utm.com.
[6] S. I. Ahmad, R. Ahmad, M. S. Khan, R. Kant, S. Shahid, L. Ghulam, G. M. Hasan, and M. I. Hassan, “Chitin and its derivatives: Structural properties and biomedical applications,” International Journal of Biological Macromolecules, vol. 164, pp. 526–539, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2020.07.098.
[7] S. L. Pandharipande and P. H. Bhagat, “Synthesis of Chitin from Crab Shells and its Utilization in Preparation of Nanostructured Film,” International Journal of Science, Engineering and Technology Research, vol. 5, no. 5, pp. 1378–1383, 2016.
[8] AOAC Official Method 930.15 - Loss on Drying (Moisture) for Feeds (2023).
[9] AOAC Official Method 942.05 - Ash (2000).
[10] N. J. Kruger, “The Bradford Method for Protein Quantitation,” in The Protein Protocols Handbook, pp. 17–24, doi: https://doi.org/10.1007/978-1-59745-198-7_4.
[11] K. Morgan, C. Conway, S. Faherty, and C. Quigley, “A Comparative Analysis of Conventional and Deep Eutectic Solvent (DES)-Mediated Strategies for the Extraction of Chitin from Marine Crustacean Shells,” Molecules, vol. 26, no. 24, Art. no. 7603, 2021, doi: https://doi.org/10.3390/molecules26247603.
[12] M. Feng, X. Lu, J. Zhang, Y. Li, C. Shi, L. Lu, and S. Zhang, “Direct conversion of shrimp shells to O-acylated chitin with antibacterial and anti-tumor effects by natural deep eutectic solvents,” Green Chemistry, vol. 21, no. 1, pp. 87–98, 2019, doi: https://doi.org/10.1039/C8GC02506A.
[13] J. Zhang, W.-R. Xu, and Y.-C. Zhang, “Facile production of chitin from shrimp shells using a deep eutectic solvent and acetic acid,” RSC Advances, vol. 12, no. 35, pp. 22631–22638, 2022, doi: https://doi.org/10.1039/D2RA03417D.
[14] K. Mohan, T. Muralisankar, R. Jayakumar, and C. Rajeevgandhi, “A study on structural comparisons of α-chitin extracted from marine crustacean shell waste,” Carbohydrate Polymer Technologies and Applications, vol. 2, Art. no. 100037, 2021, doi: https://doi.org/10.1016/j.carpta.2021.100037.
[15] P. S. Saravana, T. C. Ho, S.-J. Chae, Y.-J. Cho, J.-S. Park, H.-J. Lee, and B.-S. Chun, “Deep eutectic solvent-based extraction and fabrication of chitin films from crustacean waste,” Carbohydrate Polymers, vol. 195, pp. 622–630, 2018, doi: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2018.05.018.
[16] M. Rinaudo, “Chitin and chitosan: Properties and applications,” Progress in Polymer Science, vol. 31, no. 7, pp. 603–632, 2006, doi: https://doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2006.06.001.
[17] N. H. K. Al Shaqsi, H. A. S. Al Hoqani, M. A. Hossain, and M. A. Al Sibani, “Optimization of the demineralization process for the extraction of chitin from Omani Portunus segnis,” Biochemistry and Biophysics Reports, vol. 23, Art. no. 100779, 2020, doi: https://doi.org/10.1016/j.bbrep.2020.100779.
[18] X. Sun, Q. Wei, Y. Yang, Z. Xiao, and X. Ren, “In-depth study on the extraction and mechanism of high-purity chitin based on NADESs method,” Journal of Environmental Chemical Engineering, vol. 10, no. 1, Art. no. 106859, 2022, doi: https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106859.
[19] J. Pohling, D. Dave, Y. Liu, W. Murphy, and S. Trenholm, “Two-step demineralization of shrimp (Pandalus borealis) shells using citric acid: An environmentally friendly, safe and cost-effective alternative to the traditional approach,” Green Chemistry, vol. 24, no. 3, pp. 1141–1151, 2022, doi: https://doi.org/10.1039/D1GC03140F.
[20] K. L. B. Chang and G. Tsai, “Response surface optimization and kinetics of isolating chitin from pink shrimp (Solenocera melantho) shell waste,” Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 45, no. 5, pp. 1900–1904, 1997, doi: https://doi.org/10.1021/jf9606870.
[21] Nguyễn Công Minh, Nguyễn Văn Hòa, Phạm Thị Đan Phượng, Trang Sĩ Trung, “Nghiên cứu cải tiến quy trình thu nhận chitin từ phế liệu tôm bằng kết hợp xử lý nhiệt và tẩy màu,” Tạp chí Khoa học Công nghệ Việt Nam, vol. 59, no. 2, pp. 27–33, 2017.
[22] Lê Thị Minh Thủy, Nguyễn Văn Thơm, “Nghiên cứu chiết xuất glucosamine hydrochlorua từ vỏ tôm sú (Penaeus monodon),” Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, vol. 56, pp. 231–238, 2020, doi: https://doi.org/10.22144/ctu.jsi.2020.059.
[23] B. Bradić, U. Novak, and B. Likozar, “Crustacean shell bio-refining to chitin by natural deep eutectic solvents,” Green Processing and Synthesis, vol. 9, no. 1, pp. 13–25, 2020, doi: https://doi.org/10.1515/gps-2020-0002.
[24] Z. Limam, S. Selmi, S. Sadok, and A. El Abed, “Extraction and characterization of chitin and chitosan from crustacean by-products: Biological and physicochemical properties,” African Journal of Biotechnology, vol. 10, no. 4, pp. 640–647, 2011, doi: https://doi.org/10.5897/AJB10.209.
[25] M. Bisht, I. P. E. Macário, M. C. Neves, J. L. Pereira, S. Pandey, R. D. Rogers, J. A. P. Coutinho, and S. P. M. Ventura, “Enhanced dissolution of chitin using acidic deep eutectic solvents: A sustainable and simple approach to extract chitin from crayfish shell wastes as alternative feedstocks,” ACS Sustainable Chemistry & Engineering, vol. 9, no. 48, pp. 16073–16081, 2021, doi: https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c04255.
[26] S.-K. Kim, Chitin, Chitosan, Oligosaccharides and Their Derivatives. CRC Press, 2010, doi: https://doi.org/10.1201/EBK1439816035.
[27] Y. I. Cho, H. K. No, and S. P. Meyers, “Physicochemical characteristics and functional properties of various commercial chitin and chitosan products,” Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 46, no. 9, pp. 3839–3843, 1998, doi: https://doi.org/10.1021/jf971047f.
