LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến GS.TS Thái
Hoàng, thầy đã hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này. Thầy đã chỉ bảo, động
viên và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn của mình tới TS. Nguyễn Thúy
Chinh. Chị đã trực tiếp hướng dẫn, luôn động viên và chỉ bảo tận tình cho tôi
các kiến thức, kĩ năng để hoàn thiện luận văn.
Trong suốt thời gian làm việc tại Viện Kỹ thuật nhiệt đới- Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ trong công
việc, đoàn kết đùm bọc trong cuộc sống của các anh chị nghiên cứu sinh, học
viên cao học, các bạn sinh viên từng học tập, nghiên cứu tại đây. Tôi xin cảm
ơn những tình cảm chân thành, quý báu từ các anh chị, các bạn và các em đã
dành cho tôi.
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới người thân trong gia đình, anh em và các bạn
bè đã ủng hộ và động viên tinh thần, giúp tôi hoàn thành luận văn.
Hà Nội, tháng 6 năm 2017
Tác giả
Nguyễn Thị Hạnh
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ........................................................................... 3
1.1.Tổng quan về vảy cá ................................................................................... 3
1.1.1. Khái quát chung về vảy cá ...................................................................... 3
1.1.2. Khái quát chung về vảy của họ cá chép .................................................. 4
1.1.3. Tình hình ô nhiễm vảy cá hiện nay ......................................................... 6
1.2.Tổng quan về collagen .............................................................................. 10
1.2.1 Khái quát về collagen ............................................................................ 10
1.2.2 Thành phần hóa học của collagen ........................................................ 11
1.2.3 Cấu trúc phân tử collagen .................................................................... 12
1.2.4 Cấu trúc sợi của collagen .................................................................... 14
1.2.5 Phân loại collagen .............................................................................. 15
1.2.6. Các phương pháp sản xuất collagen..................................................... 16
1.3. Khái quát về hydroxyapatit (HAp)........................................................... 17
1.3.1. Tính chất vật lý ...................................................................................... 17
1.3.2. Tính chất hóa học .................................................................................. 18
1.3.3.
nh chất sinh học ................................................................................. 19
1.4. Một số nghiên cứu chiết/tách collagen từ vảy cá ..................................... 19
1.4.1. Trên thế giới .......................................................................................... 19
1.4.2. Ở Việt Nam ........................................................................................... 24
CHƢƠNG 2. THỰC NGHIỆM ................................................................... 26
2.1.Dụng cụ, hóa chất ...................................................................................... 26
2.1.1. Dụng cụ ................................................................................................. 26
2.1.2. Hóa chất ................................................................................................ 26
2.2. Xây dựng quy trình xử lý vảy cá .............................................................. 26
2.2.1. Xử lý sơ bộ nguyên liệu đầu vào ........................................................... 26
2.2.2. Xử lý kiềm .............................................................................................. 26
2.2.3. Xử lý bằng dung dịch đơn axit hoặc các hỗn hợp dung dịch axit ........ 27
2.2.4. Thu collagen thô .................................................................................... 28
2.3. Các phương pháp xác định:...................................................................... 30
2.3.1. Phương pháp ghi phổ hồng ngoại (IR) ................................................. 30
2.3.2. Phương pháp phân t ch phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX hay EDS)... 31
2.3.3. Phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM).............................................. 32
2.3.4. Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) ................................ 32
Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 34
3.1. Khảo sát n ng độ dung dịch đơn axit và h n hợp dung dịch axit th ch hợp
để xử l vảy cá ................................................................................................ 34
3.1.1. hảo sát nồng độ hỗn hợp dung dịch axit HCl + H2SO4 thích hợp để
tách HAp .......................................................................................................... 34
3.1.2. hảo sát nồng độ hỗn hợp dung dịch các axit v cơ, axit h u cơ th ch
hợp để thu collagen hi xử lý vả cá ............................................................... 36
3.2.
c trưng của H p thu được từ vảy cá ................................................... 37
3.2.1. Phổ hồng ngoại của H p ...................................................................... 37
3.2.3. H nh thái cấu tr c của H p .................................................................. 42
3.2.4. Giản đồ nhiễu xạ tia
3.3.
của H p (
D) ................................................ 43
c trưng của collagen thu được từ vảy cá .............................................. 43
3.3.1. Phổ hồng ngoại (
) ............................................................................. 44
3.3.2 Phổ tán xạ năng lượng tia
(ED ) ....................................................... 44
3.3.3. H nh thái cấu tr c của collagen ............................................................ 48
3.3.4. Kết quả xác định hàm lượng collagen bằng sắc kí hiệu năng cao HPLC . 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 52
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 54
Phụ lục 1……………………………………………………………………..54
Phụ lục 2……………………………………………………………………..57
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hàm lượng các chất có trong một số loại vảy (da) cá ...................... 3
Bảng 1.2. So sánh thành phần các axit amin trong collagen và các loại
protein khác .................................................................................. 12
Phân loại collagen theo nhóm và phân bố được trình bày trên bảng 1.3. ....... 15
Bảng 1.3. Phân loại Collagen .......................................................................... 15
Bảng 2.1. Các axit, h n hợp axit và n ng độ tương ứng để khảo sát thu
collagen và HAp ........................................................................... 28
Bảng 3.1. Hiệu suất thu HAp từ vảy cá được xử lý bằng các h n hợp dung
dịch axit ở các n ng độ khác nhau ................................................ 35
Bảng 3.2. Khối lượng collagen thô thu được .................................................. 37
Bảng 3.3. Tỉ lệ các nguyên tố trong HAp từ vảy cá xử lý bằng h n hợp dung
dịch axit HCl 0,2M + H2SO4 0,5M ............................................... 40
Bảng 3.4. Tỉ lệ các nguyên tố trong H p sau khi sấy ở 140oC ...................... 41
Bảng 3.5. Tỉ lệ các nguyên tố trong collagen thô ........................................... 45
Bảng 3.6. Tỉ lệ các nguyên tố trong collagen tinh khiết sau khi li tâm với tốc
độ 18.000 vòng/phút ..................................................................... 46
Bảng 3.7. Tỉ lệ các nguyên tố trong collgen tinh khiết sau khi thẩm tích ...... 47
Bảng 3.8. Kết quả xác định hàm lượng collagen bằng sắc kí hiệu năng cao
HPLC ............................................................................................ 50
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Hình dạng vảy cá họ cá chép. ........................................................... 5
Hình 1.2. Hình ảnh về 1 hàng bán cá tại 1 chợ ở Phú Thọ. .............................. 7
Hình 1.3. Một sạp bán cá tại chợ Văn Chương (quận ống a-Hà Nội)......... 8
Hình 1.4. Tiểu thương bán cá ở chợ Thành Công............................................. 9
Hình 1.5. Cấu trúc của Tropocollagen (triple helix ). ..................................... 13
Hình 1.6 Cấu trúc sợi của collagen. ................................................................ 14
Hình 1.7. Công thức cấu tạo của phân tử HAp. .............................................. 18
Hình 2.1. Máy ghi phổ h ng ngoại NEXUS 670 (Mỹ)................................... 31
Hình 2.2. Thiết bị ghi phổ tán sắc năng lượng tia X EDX 6000E (Nhật Bản)
(EDX hay EDS). ........................................................................... 31
Hình 2.3. Máy hiển vi trường điện tử phát xạ (FESEM) S-4800. .................. 32
Hình 2.4. Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) Shimadzu (model 10 ). ...33
Hình 2.5. Thiết bị đo XRD SIEMENS D500.................................................. 33
Hình 3.1. Các mẫu H p thu được, trong đó ................................................... 35
Hình 3.2. Mẫu H p thu được ở dạng bột. ...................................................... 36
Hình 3.3. Các mẫu collagen thu được, trong đó ............................................. 36
Hình 3.4. Phổ IR của HAp khi chưa loại bỏ tạp chất...................................... 38
Hình 3.5. Phổ IR của H p sau khi loại bỏ tạp chất. ....................................... 39
Hình 3.6. Phổ EDX của HAp từ vảy cá xử lý bằng h n hợp dung dịch axit .. 40
HCl 0,2M + H2SO4 0,5M................................................................................. 40
Hình 3.7. Phổ EDX của H p sau khi sấy ở 140oC. ........................................ 41
Hình 3.8. Ảnh SEM của mẫu bột H p sau xử lý vảy cá bằng h n hợp dung
dich axit (HCl 0,2M + H2SO4 0,5M) trước khi được sấy ở 140oC
(các độ phóng đại 50.000 và 200.000 lần). ................................... 42
Hình 3.9. Ảnh SEM của mẫu H p sau xử lý vảy cá bằng h n hợp dung dich
axit HCl 0,2M + H2SO4 0,5M sau khi được sấy ở 150oC (các độ
phóng đại 50.000 và 200.000 lần. ................................................. 42
Hình 3.10. Giản đ XRD của collagen tách từ vảy cá. ................................... 43
Hình 3.11. Hình ảnh collagen thô. .................................................................. 43
Hình 3.12. Phổ IR của collagen tinh khiết. ..................................................... 44
Hình 3.13. Phổ EDX của collagen thô. ........................................................... 45
Hình 3.14. Phổ EDX của collagen tinh khiết sau khi li tâm với tốc độ 18.000
vòng/phút. ..................................................................................... 47
Hình 3.15. Phổ EDX của collagen tinh khiết sau khi thẩm tích tách NaCl. ... 48
Hình 3.16. Ảnh SEM của collagen thô khi chưa li tâm ở các độ phóng đại
100.000 lần.................................................................................... 49
Hình 3.17. Ảnh SEM của collagen khi đã li tâm ở các độ phóng đại 25000 lần
và 50000 lần. ................................................................................. 49
Sơ đ : Quy trình xử l nước thải sau xử lí vảy cá ........................................... 57
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
EDX
Phổ tán sắc năng lượng tia X
HAp
Hydroapatit
HPLC
IR
Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao
Phương pháp phổ h ng ngoại
SEM
Phương pháp hiển vi điện tử quét
XRD
Giản đ nhiễu xạ tia X
MỞ ĐẦU
Cá thuộc nhóm thực phẩm d i dào dinh dưỡng và có hàm lượng chất béo
cao. Trong thịt cá có chứa nhiều vitamin như vitamin B,
, D,... và nhiều
khoáng chất như photpho, magie, selen và iot với tổng lượng khoáng trong cá
khoảng 1-1,7% [30]. Hơn nữa các món ăn chế biến từ cá rất đa dạng và phong
phú trong đó các món ăn chế biến từ cá nước ngọt (cá trắm, cá trôi, cá chép,
cá rô phi...) được coi là các món ăn truyền thống và được ưa th ch trong nhiều
gia đình ở Việt Nam.
ể thuận tiện và nhanh gọn, các loại cá mà chúng ta
mua về thường được loại bỏ vảy cá. Lượng vảy cá thải ra góp thêm vào lượng
rác thải ra môi trường m i ngày. Ngoài ra, lượng vảy cá còn được thải ra từ
các cửa hàng/khu chế biến các sản phẩm từ cá nước ngọt. Trong thành phần
của vảy cá có collagen và hydroapatit (H p), đ c biệt collagen có ngu n gốc
từ vảy cá có tác dụng vượt trội so với collagen có ngu n gốc từ động vật (da
bò, lợn…). Cho đến thời điểm này, chưa có công trình nào nghiên cứu xử lý
vảy cá nước ngọt miền Bắc Việt Nam thu collagen một cách có hệ thống. Vì
vậy, học viên lựa chọn đề tài: “ hảo sát ảnh hưởng của một số axit (v cơ và
h u cơ) đến quá trình xử lý vả cá nước ngọt miền Bắc Việt Nam thu
collagen” nhằm tìm ra loại axit thích hợp nhất cho quá trình xử lý vảy cá
nước ngọt và thu collagen làm các sản phẩm có ích cho cộng đ ng.
Mục tiêu của đề tài
Tìm được loại axit (vô cơ, hữu cơ) với n ng độ thích hợp để xử lý
vảy cá nước ngọt miền Bắc Việt Nam thu collagen.
Xác định được các đ c trưng, t nh chất, chất lượng, hình thái cấu trúc
của collagen được chiết tách từ vảy cá.
ề xuất phương pháp có hiệu quả để xử lý dung dịch axit và bazơ thải
ra từ quá trình xử lý vảy cá nêu trên.
1
Phƣơng pháp nghiên cứu
Phương pháp tiến hành thử nghiệm: Là nghiên cứu cơ bản nên thí
nghiệm tiến hành ở quy mô phòng thí nghiệm.
Phương pháp đánh giá: Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng các
cách đánh giá khác nhau như: đánh giá ảnh hưởng của các loại axit và các
n ng độ khác nhau đến quá trình tách thu collagen.
Phương pháp nghiên cứu tài liệu.
Bố cục của luận văn: Luận văn g m các nội dung:
Mở đầu
Chương 1: Tổng quan: Tổng quan về vảy cá, tình hình ô nhiễm vảy
cá. Tổng quan về collagen và một số nghiên cứu về quá trình thu collagen từ
vảy cá. Sơ lược về HAp.
Chương 2: Thực nghiệm: Trình bày các bước xây dựng quy trình tách
thu collagen (sản phẩm kèm theo là HAp) từ h n hợp vảy cá nước ngọt họ cá
Chép (ở miền Bắc Việt Nam) bao g m: vảy cá trắm, vảy cá trôi, vảy cá chép
với các bazơ, axit theo các n ng độ khác nhau.
Các phép đo phổ h ng ngoại (IR), Phương pháp hiển vi điện tử quét
(SEM), phương pháp phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), và sắc ký lỏng
hiệu năng cao (HPLC) đã được thực hiện để khảo sát hình thái cấu trúc của
collagen, H p thu được.
Chƣơng 3: Kết quả và thảo luận: Trình bày các kết quả về n ng độ
bazơ, axit hữu cơ/ vô cơ th ch hợp để thu được collagen với hiệu suất tối ưu
và hình thái, cấu trúc của hydroapatit (H p), collagen thu được từ h n hợp
vảy cá ban đầu. ề xuất hướng xử l nước thải của quá trình xử lý vảy cá.
Kết luận và tài liệu tham khảo.
2
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về vảy cá
1.1.1. Khái quát chung về vảy cá
Vảy cá g m các chất vô cơ và hữu cơ, trong đó, chất vô cơ chiếm ½ so
với khối lượng vảy cá (nhiều nhất là photphatcanxi 38-40%). Chất hữu cơ thì
chủ yếu là hợp chất có đạm, mà nhiều nhất là colagen và ichthylepidin, tỷ lệ
giữa hai chất này là 4:1, nguyên tố cấu tạo của ichthylepidin là N = 16,0%; S
= 1,1%, O= 27%, C=51% (bảng 1.1) [1].
Bảng 1.1. Hàm lượng các chất có trong một số loại vảy (da) cá
Thành phần
Chất béo
khô
Da cá trích
Da cá
thu
0,9
0,6
0,4
Protit thô
49,4
35,4
74,0
Vô cơ
43,4
58,2
16,2
Canxi
27,8
26,8
8,3
Photpho
11,2
11,4
3,4
Magie
0,1
0,1
0,1
Sắt
1,3
0,8
1,4
Vảy cá chép
Vảy chiếm 3% khối lượng của cá. Các nhà khoa học đã tìm thấy trong
thành phần của nó khá nhiều chất dinh dưỡng qu giá, chẳng hạn như lecithin,
có tác dụng tăng cường khả năng nhớ của bộ não và đẩy lùi sự suy lão của tế
bào não. Nó cũng chứa nhiều axit béo không no, có thể làm giảm cholesterol
trầm t ch ở thành huyết quản gây hẹp đường ống mạch máu, giữ cho tuần
hoàn huyết dịch thông thoát [34].
3
Dựa vào ngu n gốc phát sinh và cấu tạo, vảy cá được chia làm 3 loại [34].
Vảy láng: Chỉ có ở cá cổ và cá hóa thạch.
Vảy tấm: Có ở cá đuối và cá nhám.
Vả xương: Có ở cá xương.
Hình dạng cấu tạo: Một vảy thường được chia làm 4 phần [34]:
- Phần trước: Cắm vào da, có nhiều rãnh đ ng tâm và xuyên tâm.
- Phần sau: Lộ ra ngoài, hướng về phía sau, có nhiều tế bào sắc tố phân
bố, đôi khi có gai ở rìa sau của vảy. Trong phân loại cá, có thể dựa vào phần
sau của vảy để chia vảy xương làm 2 loại là: vảy tròn và vảy lược.
- Phần bên trên và phần bên dưới có nhiều rãnh đ ng tâm.
Ngoài 4 phần trên còn có thêm ống cảm giác nằm ở m t trên của phần
sau vảy.
Ý nghĩa của vẩ xương:
+ Trong nghiên cứu về phân loại cá, số lượng vảy đường bên (vảy
đường dọc), vảy trên đường bên, vảy quanh cuống đuôi… là những chỉ tiêu
thường được dùng để xác định các giống, loài [34].
+ Trong nghiên cứu về sinh học, các vân tăng trưởng của vảy cá (còn
gọi là rãnh đ ng tâm) được ứng dụng trong nghiên cứu về dinh dưỡng và
tăng trưởng của cá [34].
+ Trong sản xuất, vảy cá là nguyên liệu dùng trong sản xuất keo, phim
ảnh, dùng trong công nghiệp dệt [34].
1.1.2. Khái quát chung về vảy của họ cá chép
Họ cá chép có xuất xứ từ châu Âu và châu Á. Tại một số vùng, có loài có
thể lớn tới độ dài tối đa khoảng 1,2 mét và khối lượng lớn nhất đạt 37,3 kg
đ ng thời tuổi thọ cao nhất được ghi lại là 47 năm [7]. Nhiều giống cá chép
sống trong tự nhiên hoang dã có chiều hướng nhỏ và nhẹ hơn khoảng từ 20 –
4
33% các kích cỡ so với những con cá lớn cực đại. Ở Việt Nam, họ cá chép
bao g m cá trắm, cá trôi, cá chép được nuôi và trở thành một trong những
món ăn quen thuộc trong các bữa cơm gia đình.
Họ Cá chép là họ cá thực phẩm có tầm quan trọng cao, chúng được đánh
bắt và nuôi thả tại nhiều quốc gia ở châu Âu và châu Á. Tại các quốc gia
không có biển, cá dạng cá chép thường là các loài cá thực phẩm chủ yếu, m c
dù sự thịnh hành các dạng cá đông lạnh không quá đắt tiền đã làm giảm tầm
quan trọng của cá dạng cá chép so với trước đây. Tuy nhiên, trong một số khu
vực thì chúng vẫn là phổ biến trong việc cung cấp thực phẩm cũng như để câu
cá giải trí, và vì thế chúng đã và đang được nuôi thả trong các ao h một cách
có chủ định trong nhiều thế kỷ.
Vảy họ Cá chép thuộc loại vảy xương, cũng có da bao bọc, trong da có
tuyến chất nhày. Vảy cá xếp như ngói lợp (hình 1.1).
Hình 1.1. Hình dạng vảy cá họ cá chép.
a. Vảy cá chép [29]
Vảy cá tròn lớn.
ường bên hoàn toàn, chạy thẳng giữa thân và cuống
đuôi. Gốc vây bụng có vẩy nách nhỏ dài. Lưng cá màu trắng xám, hai bên
5
thân ph a dưới đường bên vàng xám, bụng trắng bạc. Gốc vây lưng và vây
đuôi hơi đen. Vây đuôi và vây hậu môn màu trắng hơi xám đục.
b. Vảy cá trắm [29]
Vẩy tròn lớn. ường bên hoàn toàn, chạy thẳng giữa thân và cuống đuôi.
Gốc vây bụng có vẩy nách nhỏ dài. Lưng trắng đen, hai bên thân ph a dưới
đường bên trắng xám, bụng có màu trắng và xám nhạt. Gốc vây lưng và vây
đuôi hơi đen. Vây đuôi và vây hậu môn có màu trắng hơi xám.
c. Vảy cá trôi [29]
Vẩy tròn, vừa phải xếp ch t chẽ trên thân. Bụng và sống lưng đều phủ
vẩy. Gốc vây lưng có phủ vẩy nhỏ. Gốc vây bụng có vẩy nách rất nhỏ. Lưng
màu xanh thẫm, hông và bụng trắng bạc. Phần trên đầu có màu xám, bụng
trắng. Môi và mõm trắng. Viền mắt đỏ, các vây xám nhạt. Mùa phát dục trên
m i vẩy thường có một đốm đỏ. Các vây ngực, vây bụng, vây hậu môn và vây
đuôi có màu h ng, vây lưng chỉ phớt h ng.
1.1.3. Tình hình ô nhiễm vảy cá hiện nay
Tại các chợ, cửa hàng kinh doanh buôn bán thuỷ sản, vảy cá thông
thường được đánh trực tiếp trước khi đến tay các bà nội trợ. Thời gian gần
đây, ngành chăn nuôi, đ c biệt là chăn nuôi lợn, vốn là ngành chính sử dụng
vảy cá, các phụ phẩm từ cá đang g p rất nhiều khó khăn do giá lợn hơi đang
sụt giảm mạnh. Các chủ chăn nuôi không còn m n mà với việc đến các chợ
thu lượm thức ăn cho đàn gia súc trong đó có vảy cá tại các ki-ốt kinh doanh
m t hàng này. Như vậy, lượng vảy cá hàng ngày tại các chợ được người bán
thu gom lại, sau đó đến cuối buổi mang đến các thùng rác cạnh chợ để vứt bỏ.
Vào các ngày oi nóng, nếu công nhân vệ sinh chưa kịp mang đi tập kết, mùi
tanh hôi bốc lên rất khó chịu.
iều này góp phần làm gia tăng tình trạng ô
nhiễm không khí khu vực xung quanh các chợ và khu buôn bán thuỷ hải sản.
Do lượng người bán hàng quá đông, nhiều tiểu thương đã bày bán hàng
ngay tại lòng, lề đường, nhất là các tiểu thương bán cá. Một số người bán
6
hàng cũng đã
thức được việc bảo vệ môi trường bằng cách đã dùng bạt,
nilông để trải trên nền đường, tránh để nước, chất thải của cá tràn ra đường.
Tuy nhiên, còn rất nhiều người bán hàng mổ cá, đổ nước rửa cá ngay tại lòng,
lề đường, không chỉ mất mỹ quan đô thị, gây ô nhiễm môi trường mà còn có
nguy cơ làm cho thực phẩm bị nhiễm các vi khuẩn khác. Việc để chất thải, đ
hư hỏng tại các vị trí thu gom rác trong nhiều giờ (từ trưa đến tối mới được
thu gom rác vận chuyển đi) là khoảng thời gian dài khiến chúng bị phân hủy,
bốc mùi khó chịu và là nguy cơ mầm dịch bệnh phát triển. Một tiểu thương
bán cá tại chợ
oàn Kết - Phú Thọ (hình 1.2) chia sẻ: “tôi mổ và rửa cá khi
khách mua yêu cầu, khi mổ tôi có dùng bao tránh để vẩy cá ra nền đường, còn
rác và nước thải của cá thì tôi thu gọn để vào vị tr đổ rác gần đó” [28].
Hình 1.2. Hình ảnh về 1 hàng bán cá tại 1 chợ ở Phú Thọ.
Dọc các lối đi lại trong khu vực buôn bán thủy, hải sản vẫn chỉ là nền đất
nên m i lần, nước và dịch chất thải chảy ra đã nhanh chóng làm lầy lội, dơ
bẩn cả khu vực. Trong khi đó, rãnh thoát nước ở đây lại nông nên khả năng
nước thoát rất chậm và luôn bốc mùi hôi thối. Không những thế, các mái che
tại khu vực chợ lại khá tạm bợ. M i khi trời mưa xuống, sự lầy lội ấy lại càng
tăng lên dẫn đến tình trạng ô nhiễm n ng cho môi trường buôn bán tại chợ
[27]. Bên cạnh đó, do
thức của các tiểu thương chưa cao nên việc phân loại
7
rác thải ngay từ ngu n không được họ thực hiện nghiêm túc. Hiện tại, chợ cũng
chưa có nơi đổ và xử lý rác tập trung nên tiểu thương cứ thế ném chúng bừa bãi
ra những khu đất trống ho c xung quanh nơi bán hàng nên mùi hôi từ rác xen
với nước thải chế biến cá cứ vậy bốc lên thường xuyên, rác thải từ cá và túi ni
lông vẫn được các tiểu thương gom chung lại và ném tùy tiện ra môi trường
gây mất mỹ quan đô thị, ô nhiễm môi trường xung quanh nghiêm trọng.
Hình 1.3. Một sạp bán cá tại chợ Văn Chương (quận Đống Đa-Hà Nội).
Trên địa bàn Văn Chương,
ống
a, thành phố Hà Nội (hình 1.3), tình
trạng diễn ra cũng tương tự như các chợ ở Phú Thọ. Từ sáng sớm đến chiều
tối, đường đi vào các khu tập thể ở gần chợ Thành Công lúc nào cũng tấp nập
người mua, kẻ bán (hình 1.4). Nhiều sân chơi, lòng đường, vỉa hè nhường ch
cho người dân bày bán hàng hóa, không khó để bắt g p hình ảnh những đống
rác la liệt ở khắp mọi nơi. Thậm chí, những người bán hàng còn tùy tiện giết
gà, vịt, mổ cá… ngay tại ch , xả nước bẩn, thải vảy cá, lông gà, vịt ra m t
đường. Mùi hôi tanh tỏa ra khắp khu dân cư. Theo nhiều người dân, tình trạng
này diễn ra đã nhiều năm và họ không còn cách nào lựa chọn là sống chung
với tình trạng ô nhiễm.Tình trạng ô nhiễm môi trường từ các chợ cóc, chợ tự
phát ngày càng nghiêm trọng và một trong những nguyên nhân làm tình trạng
ô nhiễm ngày càng nghiêm trọng cũng chính là do các tiểu thương bán cá. Tại
8
các chợ cóc, chợ tự phát m c dù không phải đóng phí vệ sinh môi trường hay
bất kì phí quản lý nào nhưng do những người bán hàng vẫn không có ý thức
tự giác trong việc bảo vệ môi trường, ng i bán ở đâu là xả rác ra đấy. Họ trực
tiếp giết mổ ngay tại chợ và đổ các loại chất thải ra ngay chợ khiến cho khu
vực này bốc mùi hôi thối, tanh tưởi, khi nào trời nắng còn có mùi hôi cực kì
khó chịu [35,36].
Hình 1.4. iểu thương bán cá ở chợ Thành Công.
Việc những tiểu thương bán cá đổ các loại chất thải, đ c biệt là ruột và
vảy cá ra môi trường không chỉ gây ô nhiễm môi trường mà còn gây tắc
cống. Tình trạng này không chỉ diễn ra tại chợ ở các khu vực nông thôn mà
ngay cả những thành phố lớn như Hà Nội cũng xảy ra thường xuyên. Khu
vực chợ cá gần Ngã Tư Sở chính là một nơi như thế. Họ họp chợ từ sớm
nhưng sau vài tiếng đ ng h , khi người dân đi qua họ vẫn có thể ngửi thấy
mùi tanh, mùi thối như mùi nước từ khu vực bán cá này bốc ra. Như vậy,
việc thải các phế phẩm từ cá trong đó có vảy cá có tác động rất nhiều đến
cuộc sống người dân cũng như môi trường xung quanh, gây mất cảnh quan
đô thị, làm ô nhiễm môi trường.
9
1.2. Tổng quan về collagen
1.2.1 Khái quát về collagen [13]
Collagen là một protein có cấu trúc bậc 4 điển hình, do các đơn vị
tropocollagen cấu trúc bậc 3 tổ hợp theo các hướng dọc và ngang làm
collagen có nhiều mức cấu trúc. Collagen là loại protein cấu trúc chính yếu,
chiếm khoảng 25% - 35% tổng lượng protein trong cơ thể ở các động vật có
xương sống. Collagen được phân bố trong các bộ phận như da, cơ, gân, sụn,
răng, hệ thông mạch máu của động vật và có m t trong các lớp màng liên kết
bao quanh các cơ và là thành phần chính của dây chằng và gân. Collagen
được trích ly chủ yếu từ da, xương của các loài gia súc và lợn.
Khoảng thời gian gần đây, sự bùng phát của các loại bệnh truyền nhiễm
như bệnh bò điên (Bovine Spongiform Encephalopathy - BSE, Tranmissible
Spongiform Encephalopathy - TSE) và bệnh lở m m long móng (Food and
Mouth Disease - FMD) ở lợn và gia súc đã hạn chế phạm vi sử dụng của
collagen có ngu n gốc từ những loài động vật trên bởi vì những bệnh truyền
nhiễm có khả năng lây truyền sang con người thông qua các mô của động vật.
Bên cạnh đó, ở một số quốc gia, collagen tr ch ly từ lợn không được sử dụng
vì rào cản tôn giáo. Với những nguyên nhân trên, các nhà khoa học đang tập
trung vào các nghiên cứu của họ để tìm ra những ngu n collagen thay thế. Da,
xương, vây, vảy của những loài cá nước ngọt, đ c biệt là cá da trơn: cá tra, cá
ba sa, cá biển, da gà, da ếch, da mực,... có thể được sử dụng như những ngu n
thay thế.
Trong số những ngu n thay thế, cá cung cấp một ngu n nguyên liệu thô
tốt nhất vì:
-
Dễ tìm, sẵn có để sử dụng.
-
Không có sự lây truyền bệnh.
-
Không g p phải trở ngại về m t tôn giáo.
10
-
Có khả năng thu được collagen với hiệu suất cao.
Khoảng 70% tổng trọng lượng cơ thể của cá bị bỏ đi dưới dạng các phế
phẩm như da, xương, vây, đầu, vảy, ruột,... trong suốt quá trình chế biến. Việc
tận dụng những chất thải này có thể nâng giá trị kinh tế của các loài cá lên.
Collagen trong da, vảy, xương và vây chiếm phần lớn trong tổng lượng
collagen trong cơ thể cá.
1.2.2 Thành phần hóa học của collagen [13]
❖
Collagen có công thức cấu tạo như sau:
❖
Thành phần protein trong collagen có gần đầy đủ các loại axit amin,
bao g m tất cả 20 loại axit amin (Schrieber và Gareis, 2007). Thành phần
axit amin có thể thay đổi tùy theo ngu n gốc của collagen, nhưng vẫn t n tại
một vài t nh chất chung và duy nhất cho tất cả collagen.
Trong thành phần collagen không chứa xystein và trytophan, nhưng
chứa một lượng lớn glyxin (Gly), chiếm khoảng 33% và prolin (Pro), chiếm
tỉ lệ 12% và hydroxyprolin (Hyp), chiếm tỉ lệ 22% (Theo Balian và Bowes
1977). Collagen là một trong số t những protein có chứa hydroxylysin (Hyl),
ngoài ra trong thành phần collagen còn chứa khoáng, chiếm tỉ lệ 1%.
Collagen cũng chứa các đơn vị cacbohydrat, các monosaccarit galactozơ
ho c đisaccarit glucoxyl galactozơ, liên kết với phần dư hydroxyl lysin thông
qua nhóm hydroxyl chức năng của aminoaxit. Tỷ lệ của mono/điasaccarit phụ
thuộc vào loại collagen và tình trạng sinh học. Chức năng của các đơn vị
carbohydrat vẫn chưa được hiểu biết đầy đủ, nhưng ảnh hưởng của chúng
11
trong việc gắn kết phần bên phân tử collagen hình thành nên sợi và bán k nh
của sợi đang được nghiên cứu.
Ngoài ra, trong phân tử collagen có những vùng g m khoảng 9 - 26
amino axit tại các điểm đầu mút amino hay cacboxyl của chu i. Các vùng này
không sáp nhập với cấu trúc xoắn ốc và được gọi là telopeptit.
Bảng 1.2. So sánh thành phần các axit amin trong collagen và các loại protein khác
Axit amin
Glyxin
Alanin
Valin
Leuxin
Isoleuxin
Serin
Threonin
Xystein
Methionin
Axit aspatic
Axit lutamic
Lysin
Hydroxylysin
Arginin
Histidin
Phennylalanin
Tyroxin
Trytophan
Prolin
Hydroxyprolin
Collagen
363
107
29
28
15
32
19
5
47
77
31
7
49
5
15
5
131
107
Casein
30
43
54
60
49
60
41
2
17
63
153
61
25
19
28
45
8
65
-
Albumin
19
35
28
32
25
36
16
1
16
32
52
20
15
7
21
9
3
14
-
1.2.3 Cấu trúc phân tử collagen [13]
Phân tử collagen là một protein hình trụ, có cấu trúc bậc 4, do các đơn vị
tropocollagen cấu trúc bậc 3 tổ hợp theo các hướng dọc và ngang làm
collagen có nhiều mức cấu trúc.
ơn vị cơ bản của collagen là
“tropocollagen”, liên kết với nhau tạo thành những sợi nhỏ. Tropocollagen là
12
một cấu trúc dạng sợi hình ống chiều dài khoảng 300nm, đường k nh 1- 5nm,
g m ba sợi polypeptit (còn gọi là 3 chu i a) cuộn lại với nhau, m i chu i a
cuộn thành đường xoắn ốc theo hướng từ phải sang trái với 3 gốc trên một
vòng xoắn, hay còn gọi là proline I ( xoắn trái với 3.3 gốc aminoaxit/ vòng,
liên kết peptit có hình thể cis ), ba chu i này xoắn lại với nhau theo hướng từ
trái sang phải tạo thành đường bộ ba xoắn ốc (triple helix) hay còn gọi là
proline II (xoắn trái với 3 gốc aminoaxit/vòng, liên kết peptit có hình thể
trans), khoảng cách giữa hai gốc t nh từ hình chiếu của chúng lên các trục là
0,3 nm (hình 1.5). Hai cấu trúc này có thể chuyển đổi cho nhau và thường thì
dạng II trong môi trường nước thì bền hơn.
Hình 1.5. Cấu tr c của ropocollagen (triple helix ).
Các chu i collagen sắp xếp song song theo chiều dọc liên kết với nhau
bằng các liên kết ngang tạo thành các sợi theo chu kỳ nhất định. Chúng được
sắp xếp so le nhau một khoảng 67 nm và có 1 khoảng trông 40 nm ở giữa
những phân tử liền kề nhau. Nhờ vào cấu trúc có trật tự, độ bền vốn có của
các chu i xoắn ốc được chuyển sang các sợi collagen, cung cấp cho các mô
độ cứng, độ đàn h i và những đ c t nh cơ học riêng. Vì thế collagen rất chắc,
dai và bền.
13
- Xem thêm -