Ảnh minh họa: Internet

Vỏ tôm thẻ là phụ phẩm của ngành chế biến thủy sản có chứa các thành phần có giá trị như protein, chitin và các carotenoids (chủ yếu là astaxanthin) có tiềm năng ứng dụng cho ngành thực phẩm, thực phẩm chức năng, y dược, nuôi trồng thủy sản và một số ngành khác. Theo số liệu thống kê, sản lượng giáp xác được chế biến trên thế giới cao và ngày càng gia tăng từ 5,03 – 7,28 triệu tấn/năm. Lượng phụ phẩm từ quá trình chế biến tôm là rất lớn, chiếm khoảng 45 - 60% tùy thuộc và loại tôm và phương pháp chế biến. Lượng phụ phẩm trên nếu không được tận dụng tốt không những rất lãng phí mà còn có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao. Astaxanthin (3,3dihydroxy-ß, β-carotene-4,4-dione), thuộc họ xanthophylls, là một carotenoid phổ biến được tìm thấy trong một số loại rong, tảo, động vật giáp xác, một số loài cá và chim, hoặc được sinh tổng hợp từ một số loài nấm với hàm lượng cao.

Sắc tố astaxanthin tồn tại tự nhiên ở ba dạng (monoester, diester và astaxanthin tự do) và có báo cáo cho rằng rằng nguồn astaxanthin tự nhiên trên bao gồm 95% phân tử được ester hóa. Do có cấu tạo đặc biệt nên astaxanthin có hoạt tính chống oxy hóa cao hơn các chất chống oxy hóa tự nhiên khác như vitamin A, C, E. Ngoài ra, nó còn được chứng minh có khả năng tăng cường miễn dịch, chống stress, chống lại các bệnh do vi khuẩn và nấm gây ra và ứng dụng trong ngành thủy sản như cải thiện màu sắc và tăng sức đề kháng của các loài tôm, cá nuôi. Astaxanthin là chất không phân cực, không hòa tan trong nước. Vì vậy, có thể dùng các dung môi không phân cực (hexane, ete, chloroform, dichloromethane,…) và những dung môi khác như acetone, methanol để hòa tan và tách astaxanthin ra khỏi nguyên liệu. Tuy nhiên, những dung môi trên thường đắt và có độc tính nên bị hạn chế sử dụng trong tách chiết các chất có hoạt tính sinh học và ứng dụng trong các lĩnh vực thực phẩm và y dược. Ethanol và dầu ăn là hai dung môi an toàn đối với con người và vật nuôi, giá thành vừa phải; có khả năng hòa tan tốt các carotenoids nên được sử dụng làm dung môi tách chiết astaxanthin. Cho đến nay, có nhiều phương pháp được sử dụng để tách các chất có hoạt tính sinh học nói chung và carotenoids nói riêng. Sử dụng sóng viba hỗ trợ tách chiết carotenoids có nhiều ưu điểm như thời gian chiết nhanh, hiệu quả tách chiết cao và ít ảnh hưởng đến hoạt tính của sản phẩm.

Astaxanthin có hoạt tính sinh học cao nhưng cũng rất nhạy cảm với các tác nhân môi trường như nhiệt độ, ánh sáng và không khí. Chúng nhanh bị biến tính, giảm hoạt tính sinh học dưới tác động của môi trường nếu không được bảo quản tốt. Cho đến nay, ở nước ta vẫn chưa có nhiều báo cáo nghiên cứu tách chiết astaxanthin với sự hỗ trợ của sóng viba và đánh giá đầy đủ về điều kiện bảo quản hoạt chất trên. Vì vậy, nghiên cứu điều kiện chiết với sự hỗ trợ của sóng viba và đánh giá ảnh hưởng của điều kiện bảo quản theo thời gian đến sự hao hụt hàm lượng và hoạt tính chống oxy hóa của astaxanthin có ý nghĩa đối với quá trình thu hồi và ứng dụng của astaxanthin trong nhiều lĩnh vực.

Nghiên cứu đã đánh giá điều kiện tách chiết hiệu quả astaxanthin từ phụ phẩm tôm với sự hỗ trợ của sóng viba. Mẫu vỏ tôm tươi (100g) được tách chiết astaxanthin hiệu quả với điều kiện chiết dung môi là dầu ăn, tỉ lệ dung môi/ nguyên liệu 3/1, thời gian chiết sử dụng sóng viba 120 s, và số lần chiết là 3 lần. Đồng thời, astaxanthin hòa tan trong dầu được bảo quản tốt trong thời gian 6 tháng với điều kiện nhiệt độ thấp và tránh ánh sáng (hàm lượng astaxanthin còn lại 66,18% và hoạt tính chống oxy hóa DDPH 51,22%). Kết quả nghiên cứu cung cấp những số liệu làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo để bảo quản hoạt chất astaxanthin tốt hơn.