Lê Thị Minh Thủy * Nguyễn Văn Thơm

* Tác giả liên hệ (ltmthuy@ctu.edu.vn)

Abstract

The research was conducted to investigate the effect of technological factors on glucosamine hydrochlorua quality extracted from black tiger shrimp (Penaeus monodon) shell through demineralization and deproteinzation process to obtain chitin. After that, the crude chitin was hydrolyzed by using HCl with various concentrations to produce glucosamine hydrochlorua. The results showed that demineralization by HCl 8% for 9 hours, the lowest mineral content was 0.89%. The protein content accounted for 6.43% by deproteinzation in NaOH 10% for 16 hours. The recovery yield of glucosamine hydrochlorua was highest (57.30%) when HCl concentration of 12 M was used to convert chitin to glucosamine hydrochlorua. The FTIR spectrum analysis revealed that glucosamine hydrochlorua product was similar to commercial products. The final product dried at 50 °C for 10 hours had moisture content, the highest recovery yield and solubility of 3.93%, 60.83%, 84.0%, respectively.
Keywords: Black tiger shrimp shell, chitin, glucosamine hydrochlorua, chiết xuất

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến chất lượng sản phẩm glucosamine hydrochlorua từ vỏ tôm sú thông qua quá trình khử khoáng và khử protein để thu chitin. Chitin được tiến hành thủy phân bởi HCl với các nồng độ khác nhau để sản xuất glucosamine hydrochlorua. Kết quả thí nghiệm cho thấy khi khử khoáng với nồng độ HCl 8% trong 9 giờ, hàm lượng khoáng còn lại thấp nhất, chiếm 0,89 % và hàm lượng protein là 6,43 % khi sử dụng NaOH ở nồng độ 10% trong 16 giờ để khử protein. Chitin được chuyển thành glucosamine hydrochlorua bằng HCl 12 M cho hiệu suất thu hồi glucosamine hydrochlorua cao nhất là 57,30 %. Qua phân tích phổ FTIR cho thấy, sản phẩm glucosamine hydrochlorua thu được trong nghiên cứu này gần giống với sản phẩm thương mại. Sản phẩm được sấy ở nhiệt độ 50 °C trong 10 giờ có ẩm độ, hiệu suất thu hồi cao nhất và độ hòa tan lần lượt là 3,92, 60,83 và 84,0%.
Từ khóa: Chitin, extraction, glucosamine hydrochlorua, vỏ tôm sú

Article Details

Tài liệu tham khảo

Ahmad,L. O., Permanal,D., Sabarwatil, S. H., Ramadhanl, L. O. A. N. and Rianse, U., 2016. Improved Chitosan Production from Tiger Shrimp Shell Waste (Penaeus monodon) by Multistage Deacetylation Method and Effect of Bleaching. Advances in Environmental and Geological Science and Engineering. 373-378.

Allwin, S. I. J., JeyasantaK. I. and Patterson J., 2015. Extraction of chitosan from white shrimp (Litopenaeusvannamei) processing waste and examination of its bioactive potentials. Advances in Biological Research. 9(6): 389-396.

Anderson, J. W., Nicolosi, R. J. and Borzelleca, J. F., 2005. Glucosamine effects in humans: a review of effects on glucose metabolism, side effects, safety considerations and efficacy. Food and Chemical Toxicology. 43(2): 187-201.

AOAC, 2000. Official methods of Analysis. In: Horwitz, W (Ed). Association of official analytical chemists international, SenventhEdition. Washington DC. USD.

Benavente, M., Arias, S., Moreno, L. and Martínez, J., 2015. Production of glucosamine hydrochloride from crustacean shell. Journal of Pharmacy and Pharmacology. 3(1): 20-26.

Bộ Công Thương, 2019. Tận dụng phụ phẩm ngành tôm Việt Nam thu được trăm tỷmỗi năm, ngày truy cập 09/01/2020. Địa chỉ: https://www.moit.gov.vn/CmsView-EcoIT-portlet/html/print_cms.jsp?articleId=16013.

Cahyono, E., Suptijah, P. and Wientarsih, I., 2014. Development of a pressurized hydrolysis method for producing glucosamine. Asian Journal of Agriculture and Food Sciences. 2(5): 390-396

El-Saharty, Y. S. and Bary, A. A., 2002. High-performance liquid chromatographic determination of neutraceuticals, glucosamine sulphate and chitosan, in raw materials and dosage forms. Analytica ChimicaActa. 462(1): 125-131.

Hemung, B. O., 2013. Properties of Tilapia Bone Powder and Its Calcium Bioavailability Based on Transglutaminase Assay. International Journal of Bioscience, Biochemistry and Bioinformatics. 3(4): 306-309.

Holanda, H. D. D. and Netto, F. M., 2006. Recovery of components from Shrimp (Xiphopenaeuskroyeri) Processing Waste by enzymatic Hydrolysis. Journal of Food Science. 71(5): 298-303.

Houpt, J.B., McMillan, R., Wein, C., Paget-Dellio, S. D., 1999. Effect of glucosamine hydrochloride in the treatment of pain of osteoarthritis of the knee. Journal of Rheumatology. 26(11): 2423-2430.

Islam, M. M., Masum, S. M., Rahman, M. M. and Shaikh, A. A., 2011.Preparation of Glucosamine Hydrochloride from Indigenous Shrimp Processing Waste.Bangladesh Journal of Scientific and Industrial Research. 46(3): 375-378.

Lê Thị Minh Thủy, NguyễnVăn Thơm và Trần Thanh Trúc, 2019. Ảnh hưởng của phương pháp loại khoáng và protein đến chất lượng chitosan từ nang mực nang (Sepia esculenta). Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn. 358: 43-48.

Mojarrad, J. S., Nemati, M., Valizadeh., Ansarin, M. and Bourbour, S., 2007. Preparation of Glucosamine from Exoskeleton of Shrimp and Predicting Production Yield by Response Surface Methodology. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 55(6): 2246-2250

Nagaoka, M., Igarashi, J., Hua., Y., Ju, S., Yomogida. and Sakamoto, K. 2011. Recent aspects of the antiinflammatoryactions of glucosamine. Carbohydrate Polymers. 84(2): 825- 830.

Nessa, F., Masum, S. M., Asaduzzaman, M., Roy, S., Hossain, M. and Jahan, M., 2011. A Process for the Preparation of Chitin and Chitosan from Prawn Shell Waste. Bangladesh Journal of Scientific and Industrial Research. 45(4): 323-330.

NguyễnTrọng Cẩn, 1990. Công nghệ chế biến thực phẩm tập 2. Nhà xuất bản Nông nghiệp. Thành phố Hồ Chí Minh. 412 trang.

No, H. K., Meyers, S. P., Lee, K. S., 1989. Isolation and characterization of chitin from crawfish shell waste. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 37(3): 575-579.

Novikov, V. Y., 2004. Acid Hydrolysis of Chitin and Chitosan. Russian Journal of Applied Chemistry. 77(3): 484-487.

Percot, A., Viton, C. and Domand, A., 2003a. Optimazationof Chitin Extracionfrom Shrimp Shells. Biomacromolecules. 4(1): 12-18.

Percot, A., Viton, C. and Domard, A., 2003b. Characterization of shrimp shell deproteinization. Biomacromolecules. 4: 1380-1385.

Phạm Thị Đan Phượng và Trang Sĩ Trung, 2012. Tính chất của chitin và chitosan từ vỏ tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) khử protein bằng phương pháp hóa học và sinh học. Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản Trường Đại học Nha Trang. 3: 48-52.

Rao, M. S., Nyein, K. A., Trung, T. S. and Steven, W. F., 2007. Optimum prarametersfor production of chitin and chitosan from Squilla(S. empusa). Journal of Applied Polymer Science. 103(6): 3694-3700.

Seghir, B. B. and Benhamza, M. H., 2017. Preparation, optimization and characterization of chitosan polymer from shrimp shells. Journal of Food Measurement and Characterization. 11(3): 1137-1147.

Sibi, G., Dhananjaya, K., Ravikumar, K. R., Mallesha, H., Venkatesha, R. T., Trivedi, D., Bhusal, K. P., Neeraj. and Gowda, K., 2013. Preparation of Glucosamine Hydrochloride from Crustacean Shell Waste and It’s Quantitation by RP-HPLC. American-Eurasian Journal of Scientific Research. 8(2): 63-67.

Toan, N. V., 2011. Improved chitin and chitosan production from black tiger shrimp shells using salicylic acid pretreatment. The Open Biomaterials Journal. 3: 1-3.

Trần Thái Hòa, 2005. Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình deacetyl và cắt mạch chitin để điều chế glucosamine. Tạp chí Khoa học. Đại học Huế. 27: 1-7.

Trần Thị Luyến, 2006. Sản phẩm các chế phẩm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thủy sản. NXB Nông nghiệp. TP. Hồ Chí Minh. 162 trang.

Trần Thị Luyến, 2011. Giáo trình các phản ứng cơ bản và biến đổi thực phẩm trong quá trình công nghệ. Đại học Nha Trang.

Trần Thị Luyến, Lê Văn Khẩn, Trang Sĩ Trung và Đặng Văn Hợp, 2004. Báo cáo tổng kết dự án sản xuất thí nghiệm cấp bộ chitin - chitosan từ phế liệu thủy sản (vỏ tôm, vỏ ghẹ). Bộ giáo dục đào tạo. Trường Đại học Thủy Sản.

VASEP, 2019. Xuất khẩu tôm đảo chiều nhích nhẹ trong tháng 11, ngày truy cập 02/01/2020. Địa chỉ: http://vasep.com.vn/Tin-Tuc/1203_58661/Xuat-khau-tom-dao-chieu-nhich-nhe-trong-thang-11.htm.

Wanichpongpan, P. and Attasat, S., 2016. Optimum conditions for preparation of glucosamine hydrochloride and glucosamine sulfate from shrimp - shell Chitin. International Journal of Applied Science and Technology. 6(2): 24:29.

White, T. and Stegemann, J. A., 2001. Environmentally preferred materials. AdVancein EnVironmentalMaterials. Material Research Society of Singapore: 249-260.

Xu, Y., Gallert, C. and Winter, J., 2008. Chitin purification from shrimp wastes by microbial deproteination and decalcification. Applied Microbiology and Biotechnology. 79(4): 687-697.