Luận án Nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp.

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU THU NHẬN CHITOSAN LACTATE TỪ VỎ LỘT XÁC TÔM THẺ CHÂN TRẮNG (LITOPENAEUS VANNAMEI) VÀ ỨNG DỤNG THU HỒI VI TẢO NANNOCHLOROPSIS SP.

Ngành:

Công nghệ Chế biến Thủy sản.

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án tập trung nghiên cứu thu nhận chitosan lactate từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) và ứng dụng thu hồi vi tảo Nannochloropsis sp. Mục tiêu chính là tận dụng nguồn nguyên liệu vỏ lột xác từ tôm thẻ chân trắng trong quá trình nuôi thâm canh để sản xuất chitin và chitosan có độ tinh sạch cao. Đồng thời, luận án xây dựng quy trình điều chế chitosan lactate có độ tan tốt trong nước và xác định điều kiện tối ưu khi sử dụng chitosan lactate để thu sinh khối vi tảo Nannochloropsis sp.

Các đóng góp chính của luận án bao gồm:

1. Luận án đã xây dựng quy trình sản xuất chitin/chitosan đạt chất lượng thương mại từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng. Sản phẩm thu được có hàm lượng khoáng và protein còn lại dưới 1%, hiệu suất thu hồi chitosan cao (~23%), độ deacetyl cao (~90%), độ tan cao (~99%) và khối lượng phân tử đạt ~500 kDa. Quy trình này sử dụng nồng độ hóa chất thấp và thời gian xử lý ngắn (3-6 giờ/quá trình khử).
2. Quy trình điều chế chitosan lactate từ chitosan thu nhận từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng đã được thiết lập, tạo ra sản phẩm có độ tan tốt trong nước (>99%). Quy trình này bao gồm ngâm trương nở chitosan (35 mesh) trong hỗn hợp dung môi ethanol/nước (70%) trong 4 giờ ở nhiệt độ phòng, sau đó phản ứng với lactic acid 1M (pha trong ethanol tuyệt đối) trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng. Hiệu suất điều chế đạt khoảng 152% và độ nhớt khoảng 105 cPs.
3. Luận án đã xác định được điều kiện phù hợp để sử dụng chitosan lactate thu hồi sinh khối vi tảo Nannochloropsis sp. Với nồng độ chitosan lactate 250 ppm và điều chỉnh môi trường dịch vi tảo về pH 10,0, hiệu quả thu hồi sinh khối vi tảo đạt ~90% sau 2 giờ lắng. Sản phẩm vi tảo thu được không bị vỡ tế bào, có khả năng nuôi tăng sinh khối, giữ được hàm lượng chlorophyll-a (~94%) và carotenoids (~88-90%).

Kết quả nghiên cứu góp phần vào việc tận dụng phế phẩm từ nuôi trồng thủy sản, tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng và phát triển nền kinh tế tuần hoàn bền vững cho ngành nuôi trồng thủy sản.

Mục lục chi tiết:

PHẦN MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết

2. Mục tiêu nghiên cứu

3. Phạm vi và nội dung nghiên cứu

4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Tiềm năng thu hồi vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng

1.2. Sản xuất chitosan và điều chế chitosan lactate

1.3. Thu hoạch vi tảo biển Nannochloropsis sp.

CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu

2.2. Phương pháp nghiên cứu

• (1) Đánh giá tiềm năng sử dụng vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng làm nguyên liệu sản xuất chitin, chitosan
• (2) Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chitin, chitosan từ vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng
• (3) Nghiên cứu xây dựng quy trình điều chế chitosan lactate từ chitosan thu nhận từ vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng
• (4) Nghiên cứu ứng dụng chitosan lactate điều chế từ vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng để thu hồi sinh khối vi tảo Nannochloropsis sp. cô đặc.

2.3. Phương pháp phân tích

2.4. Công thức tính

2.5. Phương pháp xử lý số liệu

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Thực trạng và tiềm năng sử dụng vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng làm nguyên liệu sản xuất chitin, chitosan

• 3.1.1. Thực trạng vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng tại cơ sở nuôi tôm thâm canh
• 3.1.2. Sản lượng vỏ lột xác của tôm thẻ chân trắng theo độ tuổi có thể thu hồi trong quá trình nuôi thâm canh
• 3.1.3. Thành phần hóa học của vỏ lột xác và thử nghiệm sản xuất chitin

3.2. Sản xuất chitin từ vỏ lột xác tôm thẻ chân trắng

• 3.2.1. Quá trình khử khoáng
• 3.2.2. Quá trình khử protein
• 3.2.3. Quá trình deacetyl hóa
• 3.2.4. Đề xuất quy trình sản xuất chitin, chitosan từ vỏ lột xác

3.3. Điều chế chitosan lactate

• 3.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ ethanol (%,v/v) đến độ trương nở
• 3.3.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm đến độ trương nở
• 3.3.3. Ảnh hưởng của nồng độ lactic acid
• 3.3.4. Ảnh hưởng của thời gian phản ứng
• 3.3.5. Đề xuất quy trình sản xuất chitosan lactate

3.4. Thu nhận vi tảo Nannochloropsis sp. bằng chitosan lactate

• 3.4.1. Tính chất và thành phần của vi tảo Nannochloropsis sp.
• 3.4.2. Ảnh hưởng của nồng độ chitosan lactate
• 3.4.3. Ảnh hưởng của phương pháp kết hợp điều chỉnh pH

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Kết luận

Kiến nghị

CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN