Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất bột trứng cầu gai thủy phân

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  TRẦN THỊ DIỆU LINH “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT TRỨNG CẦU GAI THỦY PHÂN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học : Chính quy : Cơng nghệ Thực phẩm : K45 - CNTP : CNSH - CNTP : 2013 - 2017 Thái Nguyên - 2017 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM  TRẦN THỊ DIỆU LINH “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT TRỨNG CẦU GAI THỦY PHÂN” KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Lớp Khoa Khóa học Giảng viên hƣớng dẫn : Chính quy : Cơng nghệ Thực phẩm : K45 - CNTP : CNSH - CNTP : 2013 - 2017 : TS Trần Quốc Tồn Viện Hóa học Hợp chất Thiên nhiên ThS NCS Đinh Thị Kim Hoa Khoa CNSH - CNTP Trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Thái Nguyên - 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu khóa luận trung thực Tơi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực khóa luận đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn chun đề đƣợc ghi rõ nguồn gốc Thái Nguyên, ngày 01 tháng 06 năm 2017 Sinh viên Trần Thị Diệu Linh ii LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận lời cho phép gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam tạo điều kiện cho tơi đƣợc thực tập Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên Tôi xin bày tỏ sâu sắc đến TS Trần Quốc Tồn, Th.S Hồng Thị Bích Kỹ sƣ Lê Xuân Duy anh (chị) phòng trung tâm nghiên cứu phát triển sản phẩm thiên nhiên – Viện Hóa học Hợp chất thiên nhiên tận tình, chu đáo hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi thực hồn thành tốt đƣợc khóa luận Tơi xin cảm ơn sâu sắc đến ThS NCS Đinh Thị Kim Hoa giảng viên Khoa Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm trƣờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên tận tình, chu đáo hƣớng dẫn, giúp đỡ tơi thực hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình bạn bè bên cạnh động viên, tạo điều kiện cho suốt thời gian học tập hồn thành khóa luận tốt nghiệp Mặc dù nhiều cố gắng để thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, xong buổi đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, tiếp cận với thực tế sản xuất nhƣ hạn chế kiến thức kinh nghiệm nên không tránh khỏi thiếu sót định mà thân chƣa thấy đƣợc Tơi mong đƣợc góp ý q Thầy, Cơ giáo bạn để khóa luận tơi đƣợc hồn chỉnh Tơi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày……tháng….năm 2017 Sinh viên Trần Thị Diệu Linh iii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1: Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc bổ sung đến trình thủy phân 23 Bảng 3.2: Khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ enzyme bổ sung đến trình thủy phân 23 Bảng 3.4: Khảo sát ảnh hƣởng thời gian tới trình thủy phân 25 Bảng 3.5: Thành phần axit amin tự trƣớc sau thủy phân .25 Bảng 4.1: Thành phần hóa học trứng Cầu gai (Diadema setosum) .31 Bảng 4.2: Kết khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc bổ sung đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase 32 Bảng 4.3: Kết khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ bổ sung enzyme đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum), enzyme Alcalase 34 Bảng 4.4: Kết thí nghiệm xác định ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình thủy phân trứng Cầu gai, enzyme Alcalase 35 Bảng 4.5: Kết thí nghiệm xác định ảnh hƣởng thời gian đến trình thủy phân 37 Bảng 4.6: Hàm lƣợng thành phần acid amin tự trƣớc sau thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase 41 Bảng 4.7: Thành phần axit béo lipid tổng trƣớc sau thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum), enzyme Alcalase 43 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Cầu Gai Bút chì (Nhum đá) Hình 2.2: Diadema antillarum .5 Hình 2.3: Cầu gai đen Hình 2.4: Cầu gai Echinothrix calamaris Hình 2.5: Cấu tạo Cầu gai Hình 2.6: Các kiểu gai da gai (theo Hickman) Hình 2.7: Tuyến sinh dục Cầu gai Hình 2.8: Hình ảnh Cầu gai 11 Hình 2.9: Sự hình thành liên kết peptid protein 14 Hình 4.1: Sản phẩm bột trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase 38 Hình 4.2: Kết đánh giá thành phần axit amin tự trƣớc thủy phân mẫu trứng Cầu gai (Diadema setosum) 39 Hình 4.3: Kết đánh giá thành phần axit amin tự sau thủy phân mẫu trứng Cầu gai (Diadema setosum) 40 v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .2 LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC CÁC BẢNG iii DANH MỤC CÁC HÌNH iv MỤC LỤC v PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích, yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu 1.3 Ý nghĩa khoa học ý nghĩa thực tiễn đề tài 1.3.1 Ý nghĩa khoa học 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn đề tài .3 PHẦN TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cầu gai trứng Cầu gai 2.1.1 Tên gọi, hình dạng, kích thƣớc cấu tạo Cầu gai 2.1.2 Đặc tính sinh sống phân bố 2.2 Thành phần hóa học trứng Cầu gai 11 2.3 Hệ enzyme protease chế thủy phân 13 2.3.1 Hệ enzyme protease 13 2.3.2 Enzyme Alcalase 13 2.3.3 Bản chất, chế trình thủy phân .14 2.4 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học trứng Cầu gai nƣớc giới .16 2.4.1.Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học trứng Cầu gai nƣớc 16 2.4.2 Tình hình nghiên cứu thành phần hóa học trứng Cầu gai giới .18 PHẦN ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .21 3.1 Đối tƣợng, địa điểm, thời gian nghiên cứu .21 3.1.1 Đối tƣợng nghiên cứu 21 3.1.2 Dụng cụ, hóa chất, thiết bị .21 vi 3.1.3 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 21 3.2 Nội dung nghiên cứu .22 3.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 3.3.1 Nội dung 1: .22 3.3.2 Nội dung 2: .22 3.3.3 Nội dung 3: .25 3.3.4 Đánh giá thành phần axit béo lipit tổng trƣớc sau thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase 26 3.4 Phƣơng pháp phân tích 26 3.4.1 Xác định độ ẩm theo phƣơng pháp sấy nhiệt độ 100-105 C (TCVN 370090) 26 3.4.2 Xác định hàm lƣợng tro toàn phần theo phƣơng pháp nung mẫu 500-550 C (TCVN 5105-90) .27 3.4.3 Xác định hàm lƣợng protein hòa tan tổng số theo phƣơng pháp Lowry 28 3.4.4 Xác định hàm lƣợng lipit tổng theo phƣơng pháp Bligh – Dyer 29 3.4.5 Xác định thành phần hàm lƣợng axit amin tự .30 3.4.6 Xác định tiêu vi sinh vật 30 3.4.7 Xác định hàm lƣợng số nguyên tố vi lƣợng 30 PHẦN KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 4.1 Kết xác định thành phần sinh hóa trứng Cầu gai đen (Diadema setosum) 31 4.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng số yếu tố đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase 32 4.2.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ nƣớc bổ sung đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase 32 4.2.2 Kết khảo sát ảnh hƣởng tỷ lệ bổ sung enzyme đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase .33 4.2.3 Kết khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase .35 4.2.4 Kết khảo sát ảnh hƣởng thời gian đến trình thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase .36 vii 4.3 Kết đánh giá thành phần axit amin tự trƣớc sau thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase .39 4.4 Kết đánh giá thành phần acids béo lipid tổng trƣớc sau thủy phân trứng Cầu gai (Diadema setosum) enzyme Alcalase .42 4.5 Đánh giá tiêu vi sinh vật mẫu trứng Cầu gai (Diadema setosum) sau trình thủy phân enzyme Alcalase 43 4.4 Đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất bột trứng Cầu gai thủy phân 44 PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46 5.1 Kết luận 46 5.2 Kiến nghị 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO .48 Tài liệu tiếng Việt: 48 Tài liệu tiếng Anh 49 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Cầu gai lớp có giá trị kinh tế cao thuộc động vật ngành Da gai Việt Nam cịn đƣợc ý đến Trứng Cầu gai đƣợc biết đến từ lâu y học dân tộc nhƣ loại thực phẩm có giá trị dinh dƣỡng giá trị dƣợc học cao Mặt khác, trứng Cầu gai chiến tỷ lệ lớn thể chúng, mùa sinh sản, việc đánh bắt, thu hoạch có đƣợc sản lƣợng đáng kể (dự đốn vài tấn/năm/vùng) Ở Việt Nam Cầu gai chủ yếu đƣợc sử dụng để ăn tƣơi, sản phẩm chế biến từ Cầu gai chƣa phổ biến vài địa phƣơng sử dụng trứng Cầu gai để sản xuất vài sản phẩm nhƣ: Cháo Cầu gai (Phan Thiết); mắm Cầu gai, chả Cầu gai (Trung bộ)… Ở nƣớc phát triển giới, trứng Cầu gai đƣợc chế biến tiêu thụ nhiều, sản phẩm từ trứng Cầu gai trở nên quen thuộc, đặc biệt Nhật Bản, nƣớc Châu Âu Nam Mỹ Từ xa xƣa, ngƣời Hy Lạp La Mã biết thƣởng thức Cầu gai, họ thƣờng dọn bữa tiệc ăn chung với Sò Huyết [4] Một số nghiên cứu Cầu gai cho thấy: Thành phần đƣợc tiêu thụ chủ yếu Cầu gai tuyết sinh dục hay (thƣờng gọi trứng Gầu gai) có giá trị dinh dƣỡng giá trị dƣợc học cao Kết nghiên cứu cho thấy có mặt axit amin, vitamin A, vitamin E, nguyên tố vi lƣợng (Fe, Mg Zn), chất có hàm lƣợng dinh dƣỡng cao, chất cần thiết cho miễn dịch thể [14] Các nghiên cứu gần ứng dụng trứng Cầu gai vào việc tìm hiểu bệnh nhƣ ung thƣ, Alzheimer’s, Parkinson bệnh teo (muscular dystrophy) Điều do, trứng Cầu gai có nhiều dị thể liên quan đến bệnh Alzheimer’s, Parkinson số dị thể gây ung thƣ nơi ngƣời [25, 26] Vấn đề muộn giải đáp từ nghiên cứu trứng Cầu gai (mỗi Cầu gai sản xuất đƣợc 20 triệu trứng) Ngoài ra, Cầu gai khơng có mắt, tai hay