The main unutilized biomass from th

The main unutilized biomass from the shrimp packaging and processing industries is heads and body carapaces, which constitute 45–50% of the wet weight of fresh shrimps [1–5]. About 20–40% of shrimp biowaste consists of chitin encrusted with calcium carbonate, protein, astaxanthin, and lipid residues [6, 7]. Shrimp biowaste is often treated in landfills or discarded in sea water, resulting in ecological problems in coastal areas, whereas a small part is used as a major component in chicken or fish feed, mixed with other agricultural raw materials [6]. The exoskeletons of crustacean waste from the seafood industry are traditionally used to prepare commercial chitin and chitosan [8, 9]. Chitin, or β-(1, 4)-linked -acetyl glucosamine (GlcNAc), is the most abundant natural polysaccharide on earth after cellulose [10, 11]. Chitin can be converted to chitosan (β-(1, 4)-linked linear polymer of 2-acetamide-2-deoxy-β-D-glucose) by deacetylation with concentrated NaOH. Commercial applications of chitosan are influenced by its viscosity in solution. The viscosity of chitosan depends strongly on the viscosity of the “preproduct” chitin [6].

In commercial chitin extraction, chitin is usually isolated by a simple process which involves the use of alkaline and acid solutions to deproteinize and decalcify the shrimp shells; this is considered to be a non-environmentally friendly process. Chemical chitin extraction has a high efficiency for recovering purified chitin, but the process creates hazardous wastes which are harmful to human health and ecological systems [6, 7, 12, 13]. In addition, the chemical process has a negative effect on the intrinsic and physical properties of purified chitin, leading to a decrease in the viscosity of chitosan [6]. Crude proteins and carotenoids in the extracting solution are useless after deproteinization and decalcification [14, 15]. Continued chitin production by chemical processes without development and utilization of novel technologies cannot solve the problem of achieving environmental sustainability [15]. Currently, strictness in environmental protection has become a basic requirement for waste management in food and agricultural industries.

To overcome the shortcomings of chemical chitin purification, several biotechnological techniques have been developed that are considered to be efficient alternative approaches for recovery of high quality chitin [4, 6, 15–18]. The use of commercial crude enzymes to extract chitin influenced the cost production and also gave the low extraction efficacy [18]. As a substitute for chemical and enzymatic processes, lactic acid fermentation combined with microbial deproteinization warrants further investigation because they are eco-friendly and positive procedures. The bacterial strain L. pentosus L7 was found to provide the high acid production, while B. thuringiensis SA could produce proteases in a culture medium containing shrimp shells. B. thuringiensis is well known as a bacterium that can produce insecticidal protein and is nonpathogenic to humans.

Therefore, these two bacterial strains were used to extract chitin from shrimp shells. The objective of this work was to investigate a novel process for producing high viscosity chitosan from chitin isolated by two-step purification: the first step using the lactic acid bacterium L. pentosus L7, and the second step using the protease-producing bacterium B. thuringiensis SA. Based on our knowledge, no prior study has reported the preparation of chitosan from biologically purified chitin prepared by using a combination of both strains.

Kết quả (Việt) 1:

Nhiên liệu sinh học unutilized chính từ tôm đóng gói và chế biến các ngành công nghiệp là người đứng đầu và cơ thể carapaces, chiếm 45-50% trọng lượng ẩm ướt của tươi tôm [1-5]. Khoảng 20-40% của tôm biowaste bao gồm các chitin khảm với cacbonat canxi, protein, astaxanthin, và dư lượng lipid [6, 7]. Tôm biowaste thường được điều trị tại bãi chôn lấp hoặc bị loại bỏ trong biển nước, dẫn đến các vấn đề sinh thái trong khu vực ven biển, trong khi một phần nhỏ được sử dụng như một thành phần chính trong thức ăn thịt gà hoặc cá, trộn với các nguyên liệu nông nghiệp [6]. Exoskeletons chi chất thải từ các ngành công nghiệp thủy sản theo truyền thống được sử dụng để chuẩn cho thương mại chitin và chitosan [8, 9]. Chitin, hoặc β-(1, 4) - liên kết - axetyl glucosamine (GlcNAc), là tự nhiên polysacarit phổ biến nhất trên trái đất sau khi cellulose [10, 11]. Chitin có thể được chuyển đổi sang chitosan (β-(1, 4)-liên kết tuyến tính polymer của 2-acetamide-2-deoxy-β-D-glucose) bởi deacetylation với NaOH tập trung. Các ứng dụng thương mại của chitosan bị ảnh hưởng bởi độ nhớt trong dung dịch. Độ nhớt của chitosan phụ thuộc mạnh vào độ nhớt của chitin "preproduct" [6].In commercial chitin extraction, chitin is usually isolated by a simple process which involves the use of alkaline and acid solutions to deproteinize and decalcify the shrimp shells; this is considered to be a non-environmentally friendly process. Chemical chitin extraction has a high efficiency for recovering purified chitin, but the process creates hazardous wastes which are harmful to human health and ecological systems [6, 7, 12, 13]. In addition, the chemical process has a negative effect on the intrinsic and physical properties of purified chitin, leading to a decrease in the viscosity of chitosan [6]. Crude proteins and carotenoids in the extracting solution are useless after deproteinization and decalcification [14, 15]. Continued chitin production by chemical processes without development and utilization of novel technologies cannot solve the problem of achieving environmental sustainability [15]. Currently, strictness in environmental protection has become a basic requirement for waste management in food and agricultural industries.To overcome the shortcomings of chemical chitin purification, several biotechnological techniques have been developed that are considered to be efficient alternative approaches for recovery of high quality chitin [4, 6, 15–18]. The use of commercial crude enzymes to extract chitin influenced the cost production and also gave the low extraction efficacy [18]. As a substitute for chemical and enzymatic processes, lactic acid fermentation combined with microbial deproteinization warrants further investigation because they are eco-friendly and positive procedures. The bacterial strain L. pentosus L7 was found to provide the high acid production, while B. thuringiensis SA could produce proteases in a culture medium containing shrimp shells. B. thuringiensis is well known as a bacterium that can produce insecticidal protein and is nonpathogenic to humans.
Therefore, these two bacterial strains were used to extract chitin from shrimp shells. The objective of this work was to investigate a novel process for producing high viscosity chitosan from chitin isolated by two-step purification: the first step using the lactic acid bacterium L. pentosus L7, and the second step using the protease-producing bacterium B. thuringiensis SA. Based on our knowledge, no prior study has reported the preparation of chitosan from biologically purified chitin prepared by using a combination of both strains.

Kết quả (Việt) 2:

Sinh khối chưa sử dụng chủ yếu từ các ngành công nghiệp bao bì và chế biến tôm là người đứng đầu và carapaces cơ thể, trong đó chiếm 45-50% trọng lượng ướt của tôm tươi [1-5]. Khoảng 20-40% chất thải sinh học của tôm gồm chitin nạm với calcium carbonate, protein, astaxanthin, và dư lượng lipid [6, 7]. Chất thải sinh học tôm thường được điều trị tại các bãi rác hoặc bị loại bỏ trong nước biển, dẫn đến các vấn đề sinh thái vùng ven biển, trong khi một phần nhỏ được sử dụng như một thành phần chính trong thức ăn chăn nuôi gà hay cá, trộn với nguyên liệu nông nghiệp khác [6]. Các bộ xương ngoài của chất thải giáp xác từ các ngành công nghiệp thủy sản truyền thống được sử dụng để chuẩn bị chitin và chitosan thương mại [8, 9]. Chitin, hoặc β- (1, 4) -linked glucosamine -acetyl (GlcNAc), là các polysaccharide tự nhiên phong phú nhất trên trái đất sau khi cellulose [10, 11]. Chitin có thể được chuyển đổi thành chitosan (β- (1, 4) -linked polymer tuyến tính của 2-acetamit-2-deoxy-β-D-glucose) bởi deacetylation với tập trung NaOH. Ứng dụng thương mại của chitosan đều bị ảnh hưởng bởi độ nhớt của nó trong dung dịch. Độ nhớt của chitosan phụ thuộc rất nhiều vào độ nhớt của "preproduct" chitin [6]. Trong chiết chitin thương mại, chitin thường bị cô lập bởi một quá trình đơn giản trong đó bao gồm việc sử dụng các giải pháp kiềm và acid để deproteinize và mất chất vôi vỏ tôm; này được coi là một quá trình không thân thiện với môi trường. Chiết chitin hóa chất có hiệu quả cao cho việc phục hồi chitin tinh khiết, nhưng quá trình tạo ra các chất thải độc hại gây hại cho sức khỏe con người và hệ sinh thái [6, 7, 12, 13]. Ngoài ra, các quá trình hóa học có ảnh hưởng tiêu cực đến các tính chất nội tại và thể chất của chitin tinh chế, dẫn đến làm giảm độ nhớt của chitosan [6]. Protein thô và carotenoids trong dung dịch chiết xuất là vô dụng sau khi deproteinization và decalcification [14, 15]. Tiếp tục sản xuất chitin bởi các quá trình hóa học mà không phát triển và sử dụng các công nghệ mới không thể giải quyết các vấn đề của việc đạt được sự bền vững về môi trường [15]. Hiện nay, sự nghiêm khắc trong việc bảo vệ môi trường đã trở thành một yêu cầu cơ bản đối với quản lý chất thải trong thực phẩm và các ngành công nghiệp nông nghiệp. Để khắc phục những thiếu sót của chitin lọc hóa chất, một số kỹ thuật công nghệ sinh học đã được phát triển được coi là hiệu quả thay thế phương pháp tiếp cận để thu hồi chất lượng cao chitin [ 4, 6, 15-18]. Việc sử dụng các enzyme thô thương mại để trích xuất chitin ảnh hưởng đến chi phí sản xuất và cũng đã cho hiệu quả khai thác thấp [18]. Là một thay thế cho quá trình hóa học và enzyme, quá trình lên men axit lactic kết hợp với bảo đảm deproteinization vi khuẩn tiếp tục điều tra, vì họ là sinh thái thân thiện và thủ tục tích cực. Các chủng vi khuẩn L. pentosus L7 đã được tìm thấy để cung cấp cho sản xuất axit cao, trong khi B. thuringiensis SA có thể sản xuất protease trong môi trường nuôi cấy có chứa vỏ tôm. B. thuringiensis được biết đến như là một loại vi khuẩn có thể sản xuất protein diệt côn trùng gây bệnh là cho con người. Do đó, hai chủng vi khuẩn đã được sử dụng để trích xuất chitin từ vỏ tôm. Mục đích của việc này là để điều tra một quy trình mới lạ cho sản xuất chitosan có độ nhớt cao từ Chitin bị cô lập bởi thanh lọc hai bước: bước đầu tiên sử dụng vi khuẩn axit lactic L. pentosus L7, và bước thứ hai bằng cách sử dụng protease sản xuất vi khuẩn B. thuringiensis SA. Dựa trên kiến thức của chúng tôi, không có nghiên cứu trước đã báo cáo việc chuẩn bị của chitosan từ chitin sinh học tinh khiết chuẩn bị bằng cách sử dụng một sự kết hợp của cả hai chủng.