Biotechnological process of chitin recovery from shrimp waste using Lactobacillus plantarum NCDN4

Thu hồi chitin từ phế liệu tôm bằng phương pháp sinh học sử dụng Lactobacillus plantarum NCDN4

Abstract

Chitin in shrimp waste is tightly associated with proteins, lipids, pigments and mineral deposits. Therefore, these source materials have to be pretreated to remove these components. For a long time, chemical process has been used widely for extraction of chitin from shrimp waste. The chemical process however led to severe environmental damage and low chitin quality. The biological process has been shown promising to replace the harsh chemical process to reduce the environment impact. In our previous study chitin recovery from sterilized shrimp waste by Lactobacillus plantarum NCDN4 was investigated. However in large scale it is uneconomical to sterilize the shrimp waste. For that reason, in this study the microbial process using Lactobacillus plantarum NCDN4 for chitin recovery from unsterilezed shrimp waste has been investigated. Factors affecting the demineralization by this strain such as inoculum size, glucose concentration, initial pH, NaCl concentration and fermentation time were investigated. It was found that when unsterilized shrimp waste fermented with 20% L. plantarum inoculum, 12,5% glucose, and pH 6 for 4 days at 30°C, 99. 28% demineralization and 48.65% deproteination could be achieved. The ash and protein content of fermented residues were 1.33% and 22.46% respectively. Compared to sterilized condition the efficiency of demineralization and deproteination was similar.

Chitin trong phế liệu tôm liên kết chặt chẽ với protein, sắc tố và khoáng. Do vậy để thu được chitin cần có các bước tiền xử lí để loại các thành phần không phải chitin ra. Phương pháp hóa học được sử dụng rộng rãi từ lâu để tiền xử lí chitin. Tuy nhiên do phương pháp hóa học gây hại cho môi trường và tạo ra chitin chất lượng thấp, các nhà khoa học nỗ lực nghiên cứu tìm ra các phương pháp thay thế. Phương pháp sinh học được xem là rất khả quan để thay thế phương pháp hóa học. Trong nghiên cứu trước của chúng tôi, quá trình lên men phế liệu tôm thanh trùng bằng Lactobacillus plantarum NCDN4 đã được nghiên cứu. Tuy nhiên việc thanh trùng phế liệu tôm không kinh tế. Trong nghiên cứu này quá trình lên men phế liệu tôm không thanh trùng bằng Lactobacillus plantarum NCDN4 đã được khảo sát. Các yếu tố như tỷ lệ giống, nồng độ đường glucose, nồng độ NaCl, pH ban đầu của môi trường lên men và thời gian lên men đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy ở điều kiện 20% giống theo thể tích, 12,5% dịch đường glucose, 2% muối theo khối lượng, pH ban đầu 6, sau 5 ngày lên men lượng khoáng và protein trong nguyên liệu giảm tương ứng 99.28% và 48.65%. Lượng khoáng và protein còn lại tương ứng 1.33% và 22.46% (tính theo trọng lượng khô). So với phế liệu tôm không thanh trùng, hiệu quả loại khoáng và protein là tương đương.