Tách chiết collagen từ da cá tra: Lọc triệu đô từ ‘phế phẩm’

logo
EN

Tách chiết collagen từ da cá tra: Lọc triệu đô từ ‘phế phẩm’
Ngày đăng: 17/07/2020 10791 Lượt xem

    Trước khi có phương pháp tách chiết và tinh chế collagen từ da cá tra, 70% trọng lượng thân cá trong đó có da sau khi được file lọc thịt thường được bán rất rẻ hoặc bỏ đi gây ô nhiễm môi trường.

    Collagen thu được trở thành nguồn nguyên liệu đáp ứng nhu cầu lớn của ngành sản xuất mỹ phẩm, dược phẩm và thực phẩm với tiềm năng được dự báo lên tới 7,5 tỷ USD vào năm 2027.

    Với sản lượng 1,3 triệu tấn với kim ngạch xuất khẩu đạt 2 tỷ USD vào năm 2019, cá tra hiện đang là một trong những ngành xuất khẩu quan trọng của Việt Nam. Thực tế, nguồn lợi nhuận từ cá tra hoàn toàn có thể nâng cao hơn nữa nếu việc xử lý phụ phẩm từ ngành này được đầu tư tương xứng, đặc biệt là da cá tra.

    Da cá tra sau khi được lọc thường bị bỏ đi hoặc bán với giá rất rẻ. Ảnh: Hiệp hội cá tra Việt Nam.

     

    Da cá tra sau khi được lọc thường bị bỏ đi hoặc bán với giá rất rẻ. Ảnh: Hiệp hội cá tra Việt Nam.

    Thực tế, phần thịt cá sử dụng trong sản phẩm phi lê chỉ chiếm 30% trọng lượng thân cá, 70% còn lại như đầu, da, xương trở thành phụ phẩm, được bán với giá rất rẻ chỉ từ 6.000-8.000 đồng/kg. Theo thống kê của tạp chí Thủy Sản, trung bình mỗi ngày một nhà máy chế biến sản phẩm cá tra thải ra khoảng 5 - 8 tấn da cá. Trong khi đó, da cá tra có tới 50% hàm lượng chất khô là collagen trong tổng số 69% protein. Nếu tận dụng được nguồn nguyên liệu này, thì giá trị của ngành nuôi và chế biến cá tra sẽ lên một tầm cao mới. Bởi lẽ, theo báo cáo của Grand View Research, nhu cầu thị trường collagen toàn cầu năm 2019 ước tính khoảng 920 tấn và quy mô thị trường collagen dự kiến đạt 7,5 tỷ USD vào năm 2027, với tốc độ tăng trưởng kép hằng năm là 6,4% trong giai đoạn 2020 -2027.

    Bắt đầu từ những năm 2000, các nghiên cứu về phương pháp tách chiết collagen từ da cá tra đã được các nhà khoa học Việt Nam quan tâm nhưng vẫn còn nhiều nhược điểm. Điều này đã khiến cho PGS –TS Phan Đình Tuấn cùng các cộng sự tại trường ĐH Bách khoa TP HCM tiến hành nghiên cứu phương pháp tách chiết và tinh chế collagen từ da cá tra đạt chất lượng dùng được trong sản xuất mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm.

    “Trước nghiên cứu của chúng tôi, các tác giả chỉ tiến hành xử lý chất béo trong bước đầu tiên, dẫn đến việc hàm lượng chất béo trong sản phẩm collagen thường trên 4-5%, trong khi yêu cầu hàm lượng chất béo trong các sản phẩm có khả năng ứng dụng mỹ phẩm, dược phẩm và thực phẩm phải đạt dưới 0,5%. Cái khó hơn nằm ở việc, khi hàm lượng chất béo được tách ra càng nhiều thì lượng collagen trong da cá sau khi được xử lý càng thấp, dẫn đến hiệu suất thu hồi collagen thấp” – PGS.TS Phan Đình Tuấn đại diện nhóm nghiên cứu chia sẻ về bài toán mà nhóm nghiên cứu cần giải quyết.

    Ngành sản xuất cá tra hoàn toàn có thể nâng cao giá trị nếu các sản phẩm từ loài cá này được tận dụng hiệu quả. Ảnh: Vneconomy.vn.
    Ngành sản xuất cá tra hoàn toàn có thể nâng cao giá trị nếu các sản phẩm từ loài cá này được tận dụng hiệu quả. Ảnh: Vneconomy.vn.

    Để tách chiết và tinh chế collagen từ da cá tra với hiệu suất và chất lượng cao, nhóm nghiên cứu đã tiến hành ba bước gồm: xử lý da cá, chiết collagen và tinh chế collagen. Thực tế, phương pháp loại bỏ chất béo có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất thu nhận collagen. Bởi, nếu làm không tốt sẽ vô hình trung làm mất đi đáng kể lượng collagen có trong da cá. Vì thế, nhóm nghiên cứu tập trung vào cải tiến bước xử lý da cá và tinh chế collagen.

    Để đạt được mục tiêu, PGS.TS Phan Đình Tuấn và các cộng sự đã tiến hành loại bỏ chất béo bằng cách sử dụng hóa chất và dung môi hữu cơ đến một mức độ nhất định nhằm tránh tổn thất protein colagen, sau đó sử dụng phương pháp tách chất béo bằng CO2 ở trạng thái siêu tới hạn.

    Cụ thể, da cá tra nguyên liệu được ngâm trong dung dịch NaOH và chất hoạt động bề mặt LASNa (Natri linear ankyl benzen sulfat), với tỷ lệ 1/10 nhằm loại bỏ chất béo trong hai giờ để tẩy màu và khử mùi da cá. Công đoạn này làm da cá trương nở, các liên kết protein - lipit bị phá vỡ khiến phân tử chất béo tách ra khỏi bề mặt da cá. Khi đó, LASNa giúp phân tách các phân tử chất béo ra khỏi bề mặt da cá nhanh chóng và ngăn cản sự bám trở lại của các phần tử chất béo lên bề mặt da cá.

    Để giảm tỷ lệ thất thoát protein, các nhà nghiên cứu chỉ tách chất béo đến một tỷ lệ nhất định, phần chất béo còn lại trong da cá sẽ được tách hoàn toàn ở bước tinh chế colagen bằng dung môi CO2 ở trạng thái siêu tới hạn (khi cả nhiệt độ và áp suất bằng hoặc lớn hơn điểm tới hạn của 31°C và 73 atm).

    Sau đó, collagen được chiết khỏi da cá bằng cách cho axit axetic kết hợp với enzym pepsin trong thiết bị phản ứng (gồm bộ phận làm lạnh, bình phản ứng hai vỏ bằng thủy tinh có cánh khuấy, và bộ phận điều khiển thiết bị gắn với máy vi tính). Môi trường nhiệt độ chiết dao động từ 3-17°C, tỷ lệ da cá/dung dịch là 1/20 - 1/80 (khối lượng/thể tích), nồng độ enzym pepsin nằm trong khoảng 0,025-0,075%, nồng độ axit axetic nằm trong khoảng 0,25 -0,75M và thời gian chiết là 24 giờ.

    Ở bước cuối cùng, collagen được tách chiết bằng cách bổ sung NaCL để tạo kết tủa rồi tiến hành ly tâm để thu tủa collagen thô. Đem sản phẩm thu được hòa tan trong dung dịch axit axetic 0,5M với tỷ lệ rắn/lỏng là 1/10 (khối lượng/thể tích) để loại bỏ chất khoáng bằng phương pháp thẩm tích. Cuối cùng, dịch colagen được đem đi sây khô bằng máy sấy thăng hoa trước khi đưa đi tiến hành loại béo hoàn toàn bằng dung môi CO2 siêu tới hạn ở nhiệt độ 45°C, áp suất 200bar (20Mpa) và tốc độ dòng CO2 siêu tới hạn là 10g/phút, trong khoảng thời gian là 30 phút.

    “Collagen thu được bằng phương pháp này có phân tử lượng cao, không màu, không mùi và hàm lượng béo rất thấp, phù hợp với ứng dụng làm nguyên liệu cho sản xuất mỹ phẩm, thực phẩm và dược phẩm. Khi để ở nhiệt độ dưới 39,5oC, collagen không bị biến tính về cấu trúc nên dễ bảo quản. Đặc biệt, hiệu suất thu nhận đạt 89% tránh lãng phí nguồn nguyên liệu đầu vào, giúp nâng cao giá trị cho cá tra nói chung và các sản phẩm chế biến từ cá tra nói riêng””- PGS TS Phan Đình Tuấn cho biết thêm.

    Phương pháp cách chiết và tinh chế collagen từ da cá tra do PGS.TS Phan Đình Tuấn và các cộng sự tại ĐH Bách khoa – ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh thực hiện đã được Cục Sở hữu trí tuệ cấp bằng độc quyền giải pháp hữu ích số 2-0001753.

    Nguồn Khoa học và phát triển

    Chia sẻ:
    Tin liên quan
    7 tác dụng của Bacillus subtilis trong nuôi trồng thủy sản

    7 tác dụng của Bacillus subtilis trong nuôi trồng thủy sản

    B. subtilis là một loại vi khuẩn đặc biệt, có khả năng tạo ra nhiều tác dụng có lợi trên vật chủ như: cải thiện tăng trưởng, tỷ lệ sống, chất lượng nước, thành phần dinh dưỡng trong thức ăn lên men, hỗ trợ cung cấp vắc xin…
    12/10/2020
    Khan hiếm sản vật miền Tây ngay giữa mùa nước nổi

    Khan hiếm sản vật miền Tây ngay giữa mùa nước nổi

    Đồng bằng sông Cửu Long không còn lũ, những sản vật và đặc sản mùa nước nổi cũng trở nên khan hiếm, đến mức có tiền chưa chắc mua được.
    08/10/2020
    Nuôi tôm công nghệ cao: Hướng đi mới trước thách thức biến đổi khí hậu

    Nuôi tôm công nghệ cao: Hướng đi mới trước thách thức biến đổi khí hậu

    Tỉnh Kiên Giang đang triển khai thực hiện đề án ứng dụng công nghệ cao, tiết kiệm nước vào nuôi tôm công nghiệp theo hướng VietGAP.
    07/10/2020
    Quảng Ninh đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản công nghệ cao

    Quảng Ninh đẩy mạnh nuôi trồng thủy sản công nghệ cao

    Những năm gần đây, tỉnh Quảng Ninh đã dành nhiều nguồn lực phát triển ngành nuôi trồng thủy sản.
    07/10/2020
    Vĩnh Long: 9 tháng đầu năm, diện tích nuôi tăng nhưng sản lượng nuôi giảm

    Vĩnh Long: 9 tháng đầu năm, diện tích nuôi tăng nhưng sản lượng nuôi giảm

    Trong 9 tháng đầu năm, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm các loài thủy đặc sản gia tăng, giá thương phẩm các loại thủy đặc sản (lươn, baba, ếch, cá chạch lấu) tăng ổn định, người nuôi có lãi khá nên người nuôi tại Vĩnh Long đã mở rộng diện tích nuôi.
    05/10/2020
    Kích thích phản ứng miễn dịch của tôm thẻ bằng nấm men

    Kích thích phản ứng miễn dịch của tôm thẻ bằng nấm men

    Yarrowia lipolytica là một loại nấm men hiếu khí, lưỡng hình, không gây bệnh, nó có thể được phân lập từ sữa chua, môi trường biển và tôm.
    05/10/2020
    Vai trò của Enterococcus spp trong nuôi trồng thủy sản

    Vai trò của Enterococcus spp trong nuôi trồng thủy sản

    Bài viết tổng hợp những nghiên cứu về vai trò của Enterococcus spp trong nuôi trồng thủy sản hay cụ thể hơn là các nghiên cứu về công dụng của chủng Enterococcus spp trong nuôi cá.
    05/10/2020
    Hấp dẫn nơi thủ phủ tôm

    Hấp dẫn nơi thủ phủ tôm

    Về Bạc Liêu, nghĩ tới thủ phủ tôm. Vùng đất tuyệt vời như lời vọng cổ: “Bên nước mặn biển cho muối nhiều. Bên nước ngọt phù sa vun bồi". Những lĩnh vực trụ cột thu hút đầu tư
    01/10/2020
    Vaccine trên tôm: Từ vô lý đến hy vọng!

    Vaccine trên tôm: Từ vô lý đến hy vọng!

    Do không có trí nhớ miễn dịch nên ý tưởng Vaccine trên tôm vẫn được xem là không hiệu quả. Tuy nhiên, nếu làm được thì vaccine trên tôm sẽ từ ý nghĩ vô lý thành điều đáng hy vọng nhất với ngành tôm.
    28/09/2020
    Long An: Nuôi tôm công nghệ cao trong bể trên cạn, sau gần 3 tháng bắt được 4 tấn

    Long An: Nuôi tôm công nghệ cao trong bể trên cạn, sau gần 3 tháng bắt được 4 tấn

    Nông dân tham quan mô hình nuôi tôm ứng dụng công nghệ cao của ông Vũ Hồng Hải, ấp 2, xã Phước Vĩnh Tây, huyện Cần Giuộc, tỉnh Long An
    28/09/2020
    Cải thiện mô hình nuôi cá rô phi ao đất bằng zeolit

    Cải thiện mô hình nuôi cá rô phi ao đất bằng zeolit

    Sử dụng zeolit trong ao nuôi cá giúp cải thiện chất lượng nước, tăng trưởng và tình trạng sức khỏe của cá rô phi trong ao đất.
    28/09/2020
    Xử lý bọt trắng trong ao nuôi tôm

    Xử lý bọt trắng trong ao nuôi tôm

    Ao tôm xuất hiện nhiều bọt trắng lâu tan khi quạt là do nước ao có nhiều chất cặn lơ lửng như xác tảo tàn, chất hữu cơ từ thức ăn dư thừa, tảo, vi khuẩn dạng sợi, hạt đất và các hạt rắn lơ lửng khác.
    25/09/2020
    Zalo
    Hotline