Nghiên cứu phát triển sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu cá sấu bằng kỹ thuật hóa sinh

BỘGIÁO DỤCVÀĐÀOTẠO TRƯỜNGĐẠI HỌCNƠNGLÂMTHÀNHPHỐHỒCHÍMINH PHÙNGVÕCẨMHỒNG NGHIÊN CỨUPHÁT TRIỂN SẢN PHẨM THỰC PHẨM TỪNGUNLIỆUCÁSẤUBẰNG KỸTHUẬT HĨASINH Chun ngành: Cơng nghệ sinh họcMãsố: 9.42.02.01 LUẬNÁN TIẾN SĨCƠNGNGHỆSINHHỌC TP.HồChíMinh-Năm2022 PHÙNGVÕCẨMHỒNG NGHIÊN CỨUPHÁT TRIỂN SẢN PHẨM THỰC PHẨM TỪNGUNLIỆUCÁSẤUBẰNGKỸTHUẬTHĨASINH Chun ngành: Cơng nghệ sinh họcMãsố: 9.42.02.01 LUẬNÁN TIẾN SĨCƠNGNGHỆSINHHỌC Ngườihướngdẫnkhoa học: PGS.TS.LêTrungThiên PGS.TSLêĐìnhĐơn TP.HồChíMinh-Năm2022 LỜICẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn Đảng ủy – Ban Giám hiệu Trường Đại học NôngLâm TP Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt thời gian họctập,nghiêncứuvàthựchiệnluậnán Tơixin bà y tỏlịng c ả m n t i Q uý Th ầ y C ô tr on g K hoa K hoa học S in h học Khoa Công nghệ Hóa học Thực Phẩm – Trường Đại học Nơng LâmTP.HCMđãtruyềnđạtnhữngkiếnthứcqbáutrongsuốtthờigiankhóahọc Để hồn thành luận án này, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tớiPGS.TSLê Trung ThiênvàPGS.TS LêĐình Đơn, nhữngn g i Thầy t â m huyết nhiệt tình hướng dẫn, động viên khích lệ, bảo giúp đỡ tơi qtrìnhthựchiệnnghiêncứu Tơi xin tỏ lịng biết chân thành đến TS Bùi Ngọc Hùng; PGS.TS LêAnh Đức quý Thầy Cô Phịng Sau đại học Trường Đại học Nơng Lâm Tp.HCMđãkhíchlệvà hỗtrợtơirấtnhiềutrongviệchồnthànhluậnánnày Đặc biệt, xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến Ban Lãnh đạoCông ty TNHH Cá Sấu Hoa Cà (Quận 12, Tp HCM) tạo điều kiện hỗ trợ tôirấtnhiềutrongcácnghiêncứunày Tôi xin cảm ơn Ban Lãnh đạo, Quý Thầy cô, cán nhân viên, đồng nghiệptại Viện Công Nghệ Sinh Học Môi Trường – Trường Đại Học Nơng Lâm Tp.HồChíMinhđãgiúpđỡ,tạođiềukiệnchotơihồnthànhđượcluậnán Cuối tơi xin dành tất yêu thương lời cảm ơn chân thành nhấtđếngiađ ìn hB a m ẹ , anhxã, c c anh chị, c c con,c h u bạ nbè lnđộ ng viêngiúpđỡtơitrongqtrìnhhọctập,nghiêncứucũngnhưtrongthờigianthựchiệnluậnán Tháng05năm2022 PhùngVõCẩmHồng LỜICAMĐOAN Tôi cam đoan công bố luận án trung thực phầntrongđềtàicấpbộmãsốB2016–NLS–03dotơilàmchủnhiệmvàđềtàicấpSởKhoahọcvàCơngNghệvề“Pháttriểncác sảnphẩmthựcphẩmcógiátrịgiatăngtừ cá sấu” mà nghiên cứu sinh thành viên đề tài chophép chủ nhiệm đề tài đồng thời hướng dẫn khoa học luậnán.N hữ ng s ố l i ệ u t r o n g l uậ n n đ ợ c phé pc ôn gb ố v i s ự đ n g ý c ủ a c q u a n giaonhiệmvụ(duyệtđềtàivàcấpkinhphí) Tácgiảluậnán PHÙNGVÕCẨMHỒNG TĨMTẮT Tên luận án:Nghiên cứu phát triển sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu cá sấubằngkỹthuậthóasinh Têntácgiả: PHÙNGVÕCẨMHỒNG Chuyênngành:C ô n g nghệsinhhọc Mãsố:9.42.02.01 Mụctiêuvàđốitượng nghiêncứu Mục tiêu: Cải tiến quy trình nấu cao xương cá sấu Thiết lập quy trìnhsản xuất sản phẩm: bột protein thịt cá sấu thủy phân, cao collagen xương cá sấu vàđánhgiátácdụnghỗtrợsứckhỏe củasảnphẩmdinhdưỡnglênsứckhỏe chuột Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu thực mẫu ngun liệu từxươngvàthịtcủacásấuxiêm(Crocodylussiamensis) Phươngphápnghiêncứu - Luậnánđãsửdụngnhiềuphươngphápphântíchhiệnđạiđểđánhgiácácchỉtiêuhóalý,hóasi nhnhưkỹthuậtsắckýlỏngcaốp,điệndi,quangphổhấpthunguntử,phươngphápKjeldahl,Bra dford Đánhgiátácdụnghỗtrợsứckhỏecủasảnphẩmcaoxươngcásấulêncơthểchuộtbằngm - ơhìnhbơikiệtsứcBrekhman;XácđịnhLD50củasảnphẩmcaoxươngcásấutrênchuộtnhắttrắn gtheophươngphápLitchfield– Wilcoxon.Đánhgiáđộctínhbántrườngdiễncủachuộtthơngphântíchđánhgiáccácchỉtiêuhuy ếthọcvàsinhhóa Kếtquảvàkếtluận  Sau so sánh phân tích thơng số, qui trình nấu cao xương nhằmnângc a o h i ệ u s u ấ t t r í c h l y c o l l a g e n t x n g c s ấ u c ủ a n g h i ê n c ứ u n y đ ợ c chọnnhưsau:Tríchlycollagen2lầnở121°C,mỗilầnthựchiện2giờ.Dungdịchsau trích ly đặc áp suất 0,8kg.cm -2, 95°C Sản phẩm nấu thử nghiệmđược so sánh với sản phẩm cơng ty ngồi thị trường thơng qua tiêuphân tích hóa lý: thời gian trích ly nghiên cứu ngắn (4 so với 168 giờ),nhưngc h o h i ệ u s u ấ t tríchl y c a o h n ( , % s o v i , % ) v h m l ợ n g collagencaohơn(64,31%sovới61,37%).Ngoàira,màucủasảnphẩmnấuthửnghiệm cải thiện, giảm độ màu so với nấu truyền thống, nhờ rút ngắn thờigiantríchvàcơđặcởápsuấtthấp,nhiệtđộthấp  So sánh mức độ thủy phân sử dụng ba loại enzyme khác cho thấyenzyme neutral có hiệu thủy phân tốt enzyme alcalase flavourzyme đốivới chất thịt cá sấu Sau đó, tối ưu hóa trình thủy phân protein bằngenzymeneutralchothấyvớiđiềukiện:nhiệtđộ:61,8 oC,pH:7,5vàtỷlệenzyme /cơ chất: 3,3% chom ứ c đ ộ t h ủ y p h â n p r o t e i n c a o n h ấ t l , % v h o t t í n h bắtgiữgốcDPPHlà80%  Q trình sấy phun dịch thủy phân protein từ thịt cá sấu đạt tốt bổsung chất trợ sấy maltodextrin với tỷ lệ 19,46% nhiệt độ khơng khí sấy là142,71oC Với tốc độ bơm dòng nhập liệu giữ cố định 10 ml.phút -1, hiệu suấtthu hồi bột đạt 69,51%, hiệu suất thu hồi protein đạt 76,94% Trong điều kiệntrên, tiêu chất lượng bột độ ẩm, hoạt tính kháng oxy hóa lần lượtđạtgiátrị5,33%và1,87mg.ml-1  Đối vớisản phẩm bột dinh dưỡng cóbổ sung 40%đường,1,5% acidascorbic 12% bột gừng cho có kết cảm quan (màu, mùi, vị) tốt Sảnphẩm sau phối trộn từ cao xương thịt cá sấu thủy phân phân tích lýhóa, hóa sinh vi sinh cho thấy có hàm lượng dinh dưỡng cao, đạt tiêu chuẩn antoànvềvisinhvậtvàkimloạinặng  Cao cá sấu nhóm sản phẩm dinh dưỡng bổ sung cao xương cá sấu khơngthểhiệnđộctínhcấpvàbántrườngdiễntrênchuộtthínghiệmvớiliềuuốngcaonhất 37 g.kg-1cao loại tủy, 36,75 g.kg-1bột thủy phân, 36,65 g.kg-1bột dinhdưỡng  Nhóm sản phẩm bột dinh dưỡng cá sấu liều 1,84 g.kg -1và 3,68 g.kg-1đềuthể tác dụng hỗ trợ sức khỏe cao thử nghiệm mơ hình chuột bơi kiệtsức tác dụng tạo độ bền cho xương chuột thí nghiệm Kết khơngkhácbiệtsovớinhómcaothơxươngcásấu Hướngdẫn khoahọc PGS.TSLêTrungThiênP G S T S L ê ĐìnhĐơn Nghiêncứusinh PhùngVõ CẩmHồng SUMMARY Thesis title:Development of food products from crocodile meat and bones byusingbiochemicaltechniques PhDcandidate PHUNG VOCAMHONG Fieldofstudy Biotechnology Code:9.42.02.01 Researchobjectivesandobjects Research objectives: To improve the cooking process for collagen extraction fromcrocodile bone; To establish production process for products: hydrolysate proteinfrom crocodile meat and collagen extraction from crocodile bone; To evaluate thepharmacologyeffectsandsafetyofnutritionalproductswereassessedonlaboratory mice Research object: the study was carried out on material samples from the bone andmeatofSiamesecrocodile(Crocodylyssiamensis) Researchmethods - It was an experimental study using modern analytical methods to evaluatephysicochemical and biochemical parameters such as chromatography technique,electrophoresis,atomicabsorptionspectroscopy,Kjeldahlmethod,Bradfordme thod - Itw a s e v a l u a t e d o f p h a r m a c o l o g i c a l e f f e c t s o f n u t r i t i o n a l s u p p l e m e n t products on mice by Brekhman exhaustion swimming model, determined of LD50of nutritional supplement products in mice by Litchfield-Wilcoxon method, andassessed of sub-chronic toxicity of mice by hematological and biochemical factors.Resultsandconclusions  According to the results of the experiments, the collagen extraction processfromcrocodilebonewasrecommendedasfollowing:Theresultoftheexper iment the authors recommended testing the cooking process Extract 2times at 121°C, hours each time cook After extraction, the solution isconcentrated in pressure - 0.8kg.cm -2, at 95°C The cooking test product to becompared with the Company through analysis Time cooking at hours wascomparedt o h o u r s o f c o m p a n y , t h e e x t r a c t i o n t i m e i s s h o r t e r t hanthe company’s,buttherecoveryyield(13.86%)ishigherthan7.28%o f company.Besi desthat,collagenextractionisalsohigherthan64.31%comparedtotheCompany61 37%.Thecolorofthecookedtestinghasimproved It reduced compared to traditional cooking by shorteningextractedandcondensedatlowtemperature,lowpressure  Whenconductingproteinhydrolysatefromcrocodilemeat,theneutralenzymehad thehighestdegreeofhydrolysiscomparingtoonesoft h e alcalase flavourzyme enzymes The optimal and conditions of neutral enzymeof61.8oC,pHof7.5,andenzyme/substrateratioat3.3%resultedinmaximu m degree of hydrolysis (39,70%) and the highest of DPPH radicalscavengingactivity(80%)  The spray drying process of protein hydrolysate from crocodile meat had thebestresultswhentheconditionsofspraydriedpowderwerefoundatmaltodextrin concentration of 19.47%, inlet air temperature of 142.71oC, andinput feed flow rate of 10 mL.min-1 These conditions correspond to therecovery of dry matter of 69.51%, protein recovery yield of 76.94%, powderhumidityof5.33%,andpowderantioxidantactivityof1.87mg.mL-1  A nutritional supplement powder was added to sugar of 40%, ascorbic acid of1.5%, and ginger powder of 12% for the best organoleptic results Productsfromcollagenextractionofcrocodileboneandproteinhydrolysateofcrocodi lemeathadhighnutritionalcontent.Theyreachedthelimitso f qualitycontrolstan dardsaboutmicrobiologicalcontaminationandheavymetalcontent  Theexperimentswereconductedtoevaluatetheacuteandsubchronictoxicityofcollagenextractionandspraydryingpowderproductsfromcroc odile bone in mice Both toxicity tests were not determined toxic in miceatt h e h i g h e s t d o s e o f g k g ofcollagenextractionofcrocodilebone, 36.75g.kg-1ofhydrolysatepowder,and36.65g/kg1 ofn u t r i t i o n a l supplementpowder  Nutritionalsupplementpowderfromcrocodilebone,whichaddedatdoseof 1.84g k g -1a n d g k g showedhighpharmacologicaleffectswiththe forced swim test in mice It also created effects on strength for the bones oflaboratorymice.Thisresultwasnotsignificantlydifferentcomparedtocollagen extractionofcrocodile boneswithoutadditives Supervisors Assoc.Prof.Dr.LeTrungThien Assoc.Prof.Dr.LeDinhDon PhD.candidate PhungVo CamHong MỤCLỤC LỜICẢMƠN I TÓMTẮT III SUMMARY V MỤCLỤC .VIII DANHSÁCHCÁCCHỮVIẾTTẮT XV DANHSÁCHCÁCBẢNG .XVII DANHSÁCHCÁCHÌNH XX MỞĐẦU .1 CHƯƠNG1.TỔNGQUANTÀILIỆU 1.1 Tổngquanvềcásấu 1.1.1 Phânloạikhoahọc 1.1.2 Vịtrí,phânloạivàphânbốcủacásấu 1.1.2.1 CásấuHoaCà(crocodylusprosus) .6 1.1.2.2 CásấuXiêm(crocodylussiamensis) .6 1.1.3 Tình hìnhchănnicásấutrênthếgiớivàViệtNam 1.1.3.1 Tìnhhìnhnicásấutrênthếgiới 1.1.3.2 TìnhhìnhnicásấutạiViệtNam 1.2 Sảnphẩmtừ cásấu 1.2.1 Dacásấu 1.2.2 Thịtcásấu 1.2.3 Cácsảnphẩmphụkháccủacásấu 1.3 Thànhphầndinhdưỡngchínhtrongthịtcásấu 1.4 Tổngquanvềxương .10 1.4.1 Cấutrúccủaxương .10 1.4.2 Mộtsốứngdụngcủaxươngcásấu 11 1.5 Tổngquanvềcollagen 13 1.5.1 Giớithiệucollagen .13 1.5.2 Phânloạicollagen 13 1.5.3 Cấutrúccollagen 13 ... luận án :Nghiên cứu phát triển sản phẩm thực phẩm từ nguyên liệu cá sấubằngkỹthuậthóasinh Têntácgiả: PHÙNGVÕCẨMHỒNG Chunngành:C n g nghệsinhhọc Mãsố:9.42.02.01 Mụctiêuvàđốitượng nghiêncứu Mục...PHÙNGVÕCẨMHỒNG NGHIÊN CỨUPHÁT TRIỂN SẢN PHẨM THỰC PHẨM TỪNGUYÊNLIỆUCÁSẤUBẰNGKỸTHUẬTHÓASINH Chuyên ngành: Cơng nghệ sinh họcMãsố: 9.42.02.01 LUẬNÁN TIẾN SĨCƠNGNGHỆSINHHỌC Ngườihướngdẫnkhoa... TìnhhìnhnicásấutạiViệtNam 1.2 Sảnphẩmtừ c? ?sấu 1.2.1 Dac? ?sấu 1.2.2 Thịtc? ?sấu 1.2.3 Cácsảnphẩmphụkháccủac? ?sấu 1.3 Thànhphầndinhdưỡngchínhtrongthịtcásấu