Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu mức độ thủy phân của sản phẩm bột đạm sản xuất bằng phương pháp thủy phân thịt lợn

Tôi tiến hành khảo sát thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu thịt lợn nhưhàm am 75,1%, hàm lượng protein 22,6%, lipid 1,71%, tro 0,5%, hàm lượngvitamin BI 1,384 mg/100g; tiếp theo sau đó

NGUYEN NGỌC PHƯƠNG DIEM

NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ THUY PHAN CUA SANPHẨM BỘT ĐẠM SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP

THUY PHAN THIT LON

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Pham và Dé UốngMã số: 605402

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HO CHI MINH, tháng 12 năm 2013

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc 2o ecceeesessesessssesseseessccscesssesseessessaceaseesaees

PGS TS Đống Thị Anh DaoCán bộ chấm nhận xét 1 : - te E SE SE E9EE+EE#EESEESEEEEESEEsEEsErsereersez

PGS TS Nguyễn Tiến ThắngCán bộ chấm nhận xét 2 : tt SE SE S98 E98E9EE£EESEESEESEESEESEEsEEsereerses

5 TS Võ Đình Lệ Tâm - Thu Ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý

chuyền ngành sau khi luận van đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

DAI HOC QUOC GIA TP.HCM CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAMTRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc lập — Tự do — Hanh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Ngọc Phương Diễm MSHV: 11116010Ngày, thang, năm sinh: 30/10/1988 Nơi sinh: Tiền GiangChuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm và Đồ Uống Mã số: 605402I TÊN DE TÀI: NGHIÊN CỨU MỨC ĐỘ THỦY PHAN CUA SAN PHAM

BỘT ĐẠM SẢN XUẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦY PHẦN THỊT LỢNIl NHIEM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Khao sát thành phan nguyên liệu thịt lợn- Khao sát các yếu t6 ảnh hưởng đến quá trình loại béo trong nguyên liệu thịt- Khao sát các yếu t6 ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein trong thịt lợn

(đã tách béo) bằng enzyme protease và tối ưu hóa quá trình thủy phân

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU: 22/11/2013Vv CÁN BỘ HƯỚNG DAN: PGS.TS DONG THỊ ANH DAO

TP HCM, ngày thang năm 2013

CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA(Họ tên và chữ ký) ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký)

(Họ tên và chữ ký)

LOI CAM ON

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm,Khoa Kỹ Thuật Hóa Học — Trường Đại học Bách Khoa TP HCM, Viện kiểmnghiệm thuốc TP HCM đã hỗ trợ trang thiết bị, máy móc, vật tư và phòng thínghiệm giúp em hoàn thành luận văn đúng tiến độ

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS TS Đồng Thị Anh Đảo, người đãtrực tiếp hướng dẫn em trong suốt thời gian thực hiện đề tài, Cô đã tạo mọi điềukiện thuận lợi nhất giúp em hoàn thành tốt luận văn Đồng thời, em cũng xin gửi lờicám ơn đến các quý thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình hướng dẫn,hỗ trợ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho em hoàn thành luận van này

Em cũng xin cảm ơn các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm, các anh chị

cao học, nghiên cứu sinh và đặt biệt là chị Nguyễn Thị Quỳnh Hoa đã đồng hành vàhỗ trợ em trong thời gian vừa qua tại trường Đại học Bách Khoa TP HCM

Con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ông, Bà, Ba, Mẹ và gia đình đã luôn ở

bên cạnh, chăm sóc và động viên tinh thần con trong suốt thời gian học tập và thực

hiện luận văn.

Em xin gửi lời chúc sức khỏe đến quý thầy cô và các bạn lớp cao học K2011 —Bộ Môn Công Nghệ Thực Pham, Khoa kỹ thuật hóa hoc

Tp HCM, tháng 12 năm 2013

Học viên

Nguyễn Ngọc Phương Diễm

TOM TAT LUẬN VAN

va EL &

Trong luận văn nay, tôi nghiên cứu quá trình tách béo và tối ưu điều kiện thủyphân protein từ nguyên liệu thịt lợn nac bang enzyme nhằm sản xuất sản phâm bộtđạm từ thịt dùng làm thực phẩm cho bệnh nhân nuôi ăn qua ông thông

Tôi tiến hành khảo sát thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu thịt lợn nhưhàm am (75,1%), hàm lượng protein (22,6%), lipid (1,71%), tro (0,5%), hàm lượngvitamin BI (1,384 mg/100g); tiếp theo sau đó là công đoạn khảo sát và lựa chọndung môi, thời gian xử lý phù hợp cho quá trình loại béo; khảo sát thời gian sấy đểloại bỏ dung môi tồn dư; khảo sát và lựa chọn loại enzyme phù hợp cho quá trìnhthủy phân; khảo sát điều kiện thủy phân thuận lợi cho enzyme được chọn

Kết quả n— hexan là dung môi được chọn, xử lý nhiệt 6 80°C trong 45 phút vàthời gian can thiết dé loại bỏ dung môi là 30 phút say ở 90°C Alcalase là enzymeđược chọn và điều kiện thủy phân thuận lợi là: ty lệ cơ chấtnước: 1/6; ty lệ E/S

(enzyme/nguyên liệu) 3,0% (v/w); pH 7.5; nhiệt độ 55°C; và thời gian thực hiện là

180 phút Quá trình tối ưu hóa được thực hiện sau khi đã biết gần chính xác giá trịtâm của các thông số trong quá trình thủy phân ở trên Kết quả của quá trình tối ưu

như sau: pH 7,49; nhiệt độ 54,7°C; ty lệ E/S 3,54% (v/w) và thời gian thực hiện là

197 phút Thủy phân với điều kiện tối ưu thi dịch thủy phân đạt được độ nhớt thấpnhất 2,240 + 0,092 cP và mức độ thủy phân (DH) cao nhất 31,390 + 0,138 %

Sản phẩm của quá trình thủy phân sẽ được điện di để xác định kích thước phântử protein Dịch thủy phân được đem đi sấy phun

Sản phẩm cuối cùng sẽ được đem kiểm tra thành phần dinh dưỡng, hàm lượngacid amin, độ tiêu hóa in vivo cũng như chỉ tiêu vi sinh Kết quả cho thấy sản phẩmcó hàm lượng dinh dưỡng cao, dễ tiêu hóa và đạt yêu cầu về an toàn vệ sinh cho

người sử dụng.

»a LH]In this research, we study the way how to produced protein hydrolysatepowder from lean pork meat which will be used for enteral feeding patients.Eliminating lipid method was invested to minimize lipid in material and hydrolysisconditions were optimized by using a response surface methodology (RSM).

First, we determined lean pork ingredients: water (75,1%), protein (22,6%),lipid (1,71%), mineral (0,5%), vitamin B1 (1,384 mg/100g) Second, we found outsolvent, needed time to eliminate lipid and time to evaporate solvent residue frommeat Finally, the model equation was proposed with regard to the effects of kind ofenzyme, enzyme to substract level, pH, temperature and hydrolysis time onviscosity and degree of hydrolysis.

N — hexan was chosen solvent and eliminating lipid condition was at 80°C in45 minutes Solvent residue was evaporate by temperature at 90°C in 30 minutes.Alcalase was chosen enzyme and hydrolysis conditions such as substract/water: 1/6,E/S: 3.54%, pH: 7.49, temperature: 54.7°C and hydrolysis time: 197 minutes werefound to be the optimum conditions to obtain lowest viscosity 2.240 + 0.092 cP andhighest degree of hydrolysis 31.390 + 0.138 %.

Hydrolysate was determined protein molecule by sodium dodecyl sulfatepolyacrylamide gel electrophoresis (SDS — PAGE) Spray drying method was usedto produce dry powder from hydrolysis liquid.

Protein hydrolysate powder was characterized with respect to chemicalcomposition, amino acid composition, microbiology and in vivo proteindigestibility Protein hydrolysate powder had high nutritional ingredients, easilydigested and met microbiological criteria.

MUC LUCCHƯƠNG 1: MO DAU 2< S222 E1 SE 211 515151 1111111110111 01 oe eess |

1.1 LÝ DO HINH THÀNH DE TÀI ¿6s +2 E2E+E+E+EEEE#EEEEEEEEEEEsrrkreree |1.2 MỤC DICH NGHIÊN CỨU 5: E22 SE S2 SE EEE2EEEEESESEEEEEEEEEEEEEEEErrrke, |1.3 PHAM VI NGHIÊN CỨU - - -E+E SE SzSE2E E5 E5 5151151111111 ce 21.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - 5 5E E222 E22 5E 1 5251511111111 E11 1e 21.5 MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU - - E222 +2EEEEE2EEEESESEEEEEEEEEEEEEEErrrrrke, 2CHƯƠNG 2: TONG QUAN -G- c1 21 5111 51111111 111 kg ng ng ret 42.1 TONG QUAN VE THIT LỢN - SG 2E 1S S1 121 1 8E ESEEESE ksenrynee 42.1.1 Khái quát về sản phẩm thịt - c2 E SE SE cv cv cv ren 42.1.2 Tổng quan về thịt lỢT - c3 S1 1E E1 5 11 1E Hy nh ngrưyg 52.1.2.1 NguƯn gỐC G- k1 TH H11 1g TH TT HT TT TH ngư 52.1.2.2 Tinh hình sản xuất chăn nuơi của lợn ¿5s 2 sc+c+sssz<+z 52.1.2.3 Thanh phan hĩa hoc cơ bản của thit lợn - - -<- -<<<<- 62.1.2.4 Một số chỉ tiêu của thị( ¿-¿- 5c 5< S< 1E 111111212121 1E EEErrre 112.3 GIỚI THIỆU VE PROTE.ASE 5 SE SE SE SE 111111 ri 13

2.3.1 Khái quất E2 E113 191515151515 5 5151111111111 11 110111111111 11215 121 11x 132.3.2 Phân OạI - - - cccc C H232 S111 SH Hy KH nh nh cv vn 13

2.3.3 Một số chế phẩm enzyme dùng trong nghiên cứu - 5s 5s5¿ 14

2.3.3.1 AlCaÏAS€ c LG HS SH HH TH TH TH KH KH nh cv re 142.3.3.2 FIAVOULZYME Q01 1100291111111 1111111111 1 1 111v vớ 15“bai 0 ae 15

2.4 SƠ LƯỢC VE THUC AN CHO BỆNH NHÂN QUA ONG THƠNG 162.4.1 Nhu cau thức ăn cho bệnh nhân nuơi qua ống thơng 5 16

2.4.2 Giới thiệu tình hình phát triển sản phẩm nuôi ăn qua ống thong l62.4.3 Nhu cau về năng lượng và dinh dưỡng cho bệnh nhân 182.4.3.1 Nhu cầu năng lượng - + k xxx SE về ng vn gerrkg 182.4.3.2 Nhu cau về dinh dưỡng - ke xxx ve ri 182.4.4 Một số trường hợp thường phải sử dung thức ăn nuôi qua ống thông 22CHƯƠNG 3: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 233.1 NGUYEN LIỆU ¿- - ¿2E SE 2E2E SE SE 5 1 5 515 1 5151101111111 11 11111111 233.2 HOA CHẤTT G21 1151515111 32111 5151511151501 01111111111 T11101 01110111 233.3 THIẾT BỊ - DUNG CỤ E22 SE 2 2E 1 5151511111111 1111111111 re 243.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU +22 << E2 5 2E5EEEEEE1EEE1E1E1 E11 ke 253.4.1 Quy trình đề xuất thực hiện - =1 SE cv ve gvgcreo 253.4.2 Thuyết minh quy trÌnhh <2 3xx SE 1E EvS vgnyggrxeo 26

3.4.3 Nội dung thí nghiỆm +55 << 232331110111 131 1111111111111 11152 30

3.4.3.1 Sơ đồ nghiên CỨU - tt 1S TS 1g ng ng ru 30

3.4.3.2 Khao sát quá trình loại ĐéO - + + + + << < S133 1 1113311111111 313.4.3.3 Khao sat quá trình thủy phân - 5-5 << 2231113335 31

3.4.3.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm - cv ke cecsrsees 32

3.4.4 Các phương pháp phân tÍch - + + c2 1111111111531 xE112 323.4.4.1 Phương pháp hóa Ìý - -cc c Q0 00111010 00 0 1 11111111111 111v x 323.4.4.2 Phương pháp hóa sinh <3 + 1313313111111 555111552 333.4.4.4 Phương pháp vi sinh - - c- << 3331111111113 1111111188111 1111552 343.4.4.5 Phương pháp xác định mức độ tiêu hóa 1n VIVO 35

3.4.5 Xử lý số liệu và tối ưu hóa quá trình thủy phân - - «s5: 35

CHUONG 4: KET QUA VA BAN LUAN Wu ceccccceccecescecescececseceececeevsceavsceecneees 384.1 XÁC ĐỊNH TINH CHAT CUA NGUYEN LIỆU :-55-5-2 384.1.1 Thanh phần dinh dưỡng của thịt lợn 5 + sex £sE£xevseeeeeesed 38

4.1.2 Xác định hoạt tính của enzy1me + + + c <5 cà +33 1 1133315 38

4.2 KHẢO SÁT QUA TRÌNH LOẠI BÉO - 5c Set vs EsEseEskseesesee 40

4.2.1 Khao sát khả năng loại béo của các loại dung môI 40

4.2.2 Khảo sát thời gian xử lý phù hợp đối với dung môi n — hexan 424.2.3 Khao sát thời gian sấy phù hợp để loại bỏ dung môi n — hexan còn lại

trong thịt sau quá trình loại ĐéO - + + + + + << + S* 3111115533351 111111155 x2 44

4.3 KHẢO SÁT QUA TRINH THUY PHẦẪN - S5 c2 +2 Esksecsesee 46

4.3.1 Khao sát khả năng thủy phan của từng loại enzy1me - 46

4.3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ cơ chất/nước (W/V) -sccccececskckesrseeersed 494.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme (ty lệ enzyme/co chất E/S) 51

4.3.4 Khao sát ảnh hưởng của pH thủy phân - - << +<<<+<+<sss<+ 534.3.5 Khao sát ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân -. << << <<<<<+ 554.3.6 Khao sát ảnh hưởng cua thời gian thủy phân - <<<< 57

4.3.7 Tối ưu hóa quá trình thủy phân - ¿xxx E*EekEeEeEeevseekeered 594.3.8 Đánh giá kích thước phân tử của sản phẩm dịch thủy phân 704.4 XÁC ĐỊNH CHỈ TIỂU CUA SAN PHẨM ccccccrterirrrrree 704.4.1 Thanh phần dinh dưỡng của sản phẩm bột đạm 2-5 s52 704.4.2 Dinh tinh và định lượng acid amin trong san pham bột dam 71

4.4.3 Xác định độ tiêu hóa 1n VIVO - c5 ccnĂ csỲ Sex 73

4.4.4 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm - - s11 SE vggngerkekrred 74

5.1 KẾT LUẬN - c1 S1 1121511111111 15111111 1111121 11111011111 110101 111010 755.2 KIÊN NGHỊ, <5 S1 1515151511111 115251111 15111115 111111111 110101 11010101 tk 75TÀI LIEU THAM KHẢO 5: << S243 E5 E5 51515151111111 111111111111 77

PHU LUC 22 81

PHU LUC I: CAC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH - - -<5s5s5scse: 81PHU LUC II: KET QUA XU LY SO LIEU oo cecccccccsecceseccescecescsceececeevaceevaces 90PHU LUC II: CÁC HINH ANH MAY MOC, THIET BỊ SỬ DUNG TRONGNGHIÊN CỨU - St CS E519 56111111 111 111 1111 11 E11 0 1101 11T 11T nụ 97

Bảng 2.1 Thành phần hóa học cơ bản của thịt lợn so với một số loại thịt khác 7Bang 2.2 Thành phan dinh dưỡng ở những phan khác nhau của thịt lợn 7

Bang 2.3 Hàm lượng acid amin trong thit lợn - << +<<<+<+<sss<<<++++2 8Bang 2.4 Ham lượng acid béo trong thịt lợn - + «<< <++<++sssssssssss+2 9

Bang 2.5 Hàm lượng khoáng chất trong thịt lợn - 6s xe sex £sesxei 10

Bang 2.6 Hàm lượng các vitamin có trong thịt lợn 7-5 s s3 11Bang 2.7 Chỉ tiêu cảm quan của thit fƯƠI cccccccccssssseeeeeceeceeeeeeseeeceeeeeaeeees 12Bang 2.8 Chỉ tiêu hóa lý của thit fƯƠI - S1 1311111111331 115111111 12Bang 2.9 Chỉ tiêu vi sinh của thit fƯƠI - - - cScc 1311111111153 12

Bang 2.10 Mức cung cấp an toản prOf€Ïn - cv SE vcegee re: 20Bang 2.11 Nhu câu các acid amin thiết yếu theo cáo báo của FAO 21

Bang 3.1 Các chi tiêu hóa ly va phương pháp áp dụng - -<- 32

Bang 3.2 Tiêu chuẩn vi sinh của sản phẩm bột đạm 5-5 5s sec sex: 34Bang 3.3 Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, bốn yếu tố 36Bang 4.1 Kết quả đánh giá chất lượng nguyên liệu - s5 sex: 38Bang 4.2 Kết quả xác định đường chuẩn Tyrosine s56 ssecx£sesxei 39Bảng 4.3 Kết quả xác định hoạt tính của enzyme alcalase, flavourzyme và

Bang 4.4 Kha năng loại béo của các loại dung mỖI - << <<<<<<<<+ 41

Bảng 4.5 Ảnh hưởng của thời gian xử lý đến khả năng loại béo của n— hexan 43Bang 4.6 Ảnh hưởng của thời gian sấy đến hàm lượng n — hexan tồn dư trong

Bang 4.8 Anh hưởng của các loại enzyme đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 47

Bang 4.9 Ảnh hưởng của tỷ lệ cơ chất/nước đến DH dịch thủy phân 50

Bang 4.10 Ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 52

Bang 4.11 Ảnh hưởng của pH đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 54

Bang 4.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt và DH dịch thủy phân 56

Bang 4.13 Ảnh hưởng của thời gian đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 58

Bang 4.14 Các mức yếu tô ảnh Hung eee sesscesesccessscessssscsecesscssevscseeeees 60Bang 4.15 Anh hưởng của các biến độc lập đến độ nhớt dịch thủy phân 60

Bang 4.16 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến DH dịch thủy phân 61

Bang 4.17 So sánh kết qua tối ưu hóa bằng phương pháp cỗ điển và quy hoạchthực nghiệm cho quá trình thủy phân thịt lợn - - ¿5< << <<<<<<<<<<<<<+++s 69Bang 4.18 Thanh phan dinh dưỡng của sản phẩm sấy phun 71

Bang 4.19 Ham lượng acid amin trước và sau thủy phân ‹ «<- 71Bang 4.20 Hàm lượng protein và Cr;O có trong thức ăn và phân 73

Bang 4.21 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm G21 SE ve re: 74

DANH MỤC HINH

Himh 2.1 NPuii ii onẳ.:::iiai453 5

Hình 2.2 Thịt lợn nạc - - - 2c CC E1 C11111 21100 21111 ky vn vn cv ven 6Hình 2.3 Vị trí thủy phân của endopeptidase và exopeptidase trên cơ chất protein¬ ::Õ:ÃÔỞÔỒỎ TS ằ 13

Hình 3.1 Quy trình sản xuất thực hiện trong nghiên cứu 5s sex: 25Hình 3.2 Sơ đồ nghiên cứỨu - -G- < St k về E1 E11 HE ng ru 30Hình 4.1 D6 thị đường chuẩn TyroSine - - =2 + +*E+EeEeE+k£ereEekrerereree 39Hình 4.2 Khả năng loại béo của các loại dung M01 - «<< «<< <<<<+ 4]Hình 4.3 Anh hưởng của thời gian xử ly đến khả năng loại béo của n— hexan 43

Hình 4.4 Sac ký đồ dung dịch chuẩn n — hexan ¿2 2 5x +s£z£+x+E+x+exez 45Hình 4.5 Sắc ký đồ thịt sấy sau 10 phút - SG kg nen rreo 45Hình 4.6 Sắc ký đồ thịt sấy sau 20 phút - SG kx xxx neo 45Hình 4.7 Sắc ký đồ thịt sấy sau 30, 40, 50 phút 6s ksx sec: 46Hình 4.8 Ảnh hưởng của các loại enzyme đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 48

Hình 4.9 Ảnh hưởng của tỷ lệ cơ chất/nước đến DH dịch thủy phân 50

Hình 4.10 Ảnh hưởng của ty lệ E/S đến độ nhớt và DH của dịch thủy phân 52

Hình 4.11 Anh hưởng của pH đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 54

Hình 4.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt va DH dịch thủy phân 56

Hình 4.13 Anh hưởng của thời gian đến độ nhớt va DH dich thủy phân 58Hình 4.14 Anh hưởng của nhiệt độ va pH đến độ nhớt va DH dịch thủy phântrong không gian ba Chidu G1 E1 S1 E1 grnưei 63Hình 4.15 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme (tỷ lệ E/S) va pH đến độ nhớt và DHdịch thủy phân trong không gian ba chiễu - - - 6 + SE+E£x£xEsE+E£sEseeeree 64

Hình 4.16 Ảnh hưởng của thời gian và pH đến độ nhớt và DH dịch thủy phântrong khơng gian ba Chidu G1 E1 S1 E1 grnưei 65Hình 4.17 Ảnh hưởng của nhiệt độ và néng độ enzyme (ty lệ E/S) đến độ nhớt vàDH của dịch thủy phân trong khơng gian ba chiỀu c2 6s se cx£s£sxe: 66Hình 4.18 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến độ nhớt va DH dịch thủyphân trong khơng gian ba chiỀU s6 E1 EEEx E3 E SE E1 cư co 67Hình 4.19 Ảnh hưởng của nơng độ enzyme (tỷ lệ E/S) va thời gian đến độ nhớtvà DH dich thủy phân trong khơng gian ba chiỀu 5-2 + se se c£s£sxei 68Hình 4.20 Kết quả phân tích điện di của dịch thủy phân thịt lợn tách béo bằng

enzyme aÏCaÏAS€ << << - c2 13101101110 0011311111133 11111110110 1 1111111111 cv vớ 70

Hình 4.21 Sac ký đồ chuẩn acid aminn - 5= 2 +x+EE#ESE+EeE+EEerEekrkrereree 72Hình 4.22 Sắc ký đồ acid amin của thịt trước thủy phân -scscssc: 72Hình 4.23 Sắc ký đồ acid amin của sản phẩm thủy phân 5 «c5: 72

E/SFAOWHOUNUDMSOTCA

TEMED

PDAMS

DANH MỤC CHỮ VIET TAT: Degree of hydrolysis

: Mass spectrometry

Theo tháp nhu cầu của Maslow thì thức ăn và nước uống được xếp vào tangthứ nhất — các nhu cau về căn ban “thé lý”, sinh vật nói chung hay con người nóiriêng muốn tôn tại thì nhu cầu ăn uống là không thé thiếu Với người khỏe mạnh,việc ăn uống 1a nhu cầu hàng ngày để duy trì cho sự sống, các hoạt động và sự pháttriển, còn đối với người bệnh việc ăn uống không những để duy trì sự sống và pháttriển mà còn giúp cho sự hồi phục cơ thể, vượt qua bệnh tật Thực phẩm đóng gópmột phần không nhỏ vào khả năng phục hồi của người bệnh cũng như thời gianphục hồi sớm hay muộn Hiện nay, dinh dưỡng khi qua đường ăn uống được chiđịnh hầu hết ở bệnh nhân nuôi ăn qua ống thông, chiếm tỉ lệ từ 54,6% [24] đến

86,5% [30].

Tuy nhiên phần lớn các sản phẩm súp nuôi qua ống thông cho bệnh nhân ăntại bệnh viện thường được các bệnh viện tự nấu và chưa có sự kiểm định về mặt

chất lượng Vi vay, chat luong gan như luôn là câu hỏi của các bác sĩ điều tri Một

số bệnh viện lớn sử dụng các sản phẩm nhập khẩu với giá rất cao và không phảibệnh nhân nao cũng có thé chi trả nối

Trong các chất dinh dưỡng được sử dụng cho bệnh nhân thì đạm nói chungvà đạm động vật nói riêng được xem là nguồn dinh dưỡng quan trọng nhất Việcnghiên cứu để có một quy trình sản xuất đạm chung và thống nhất tạo ra một sảnphẩm có thể vừa đáp ứng yêu cầu về dinh dưỡng, vệ sinh, khả năng chảy truyềntrong ống thông, và hợp túi tiền là một yêu cầu cấp bách hiện nay Qua đó góp phầnnâng cao chất lượng của bệnh viện, bảo vệ sức khỏe bệnh nhân

1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨUMục đích chính thực hiện đề tài là tìm điều kiện thích hợp để loại béo và điềukiện tối ưu cho quá trình thủy phân thịt lợn nhằm rút ngắn thời gian và tăng hiệuquả của quá trình thủy phân thịt mà vẫn đảm bảo yêu cầu về khả năng chảy qua ôngthông, dinh dưỡng, vi sinh góp phần giảm chi phí trong quá trình chuẩn bị

nguyên liệu đề sản xuât sản phâm nuôi qua ông thông cho bệnh nhân.

nạc lưng thịt lợn và tối ưu hóa các quá trình thủy phân để tạo sản phẩm bột đạm từnguyên liệu thịt lợn cho sản phẩm nuôi qua ống thông.

1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Trong thời gian làm nghiên cứu những công việc sau đây được thực hiện:

° Tổng quan tải liệu về nguyên liệu thịt, enzyme protease, nhu cầu dinhdưỡng cho bệnh nhân qua ống thông, tình hình phát triển sản phẩm nuôi ănqua ống thông trên thế giới và Việt Nam

e Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu thịt lợn° Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình loại béo từ nguyên liệunhư: loại dung môi, thời gian xử lý và thời gian sấy cần thiết để loại bỏdung môi tồn dư

° Khảo sát hoạt tính enzyme và lựa chọn loại enzyme phù hợp cho quátrình thủy phân thịt

° Khảo sát các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình thủy phân như tỷ lệ cơchất/nước (w/v), nông độ enzyme/cơ chất (v/w), pH, nhiệt độ, thời gianthủy phân và tối ưu hóa quá trình thủy phân

° Xác định kích thước phân tử của dịch thủy phan

° Xác định thành phần dinh dưỡng của sản phẩm bột đạm° Xác định thành phần và hàm lượng các acid amin của sản phẩm bộtđạm khi điều kiện thủy phân tối ưu nhất

e Xác định chỉ tiêu vi sinh cua san pham bot dame Xác định mức độ tiêu hóa in vivo của sản phẩm bột đạm1.5 MỤC TIỂU NGHIÊN CỨU

Trong quá trình nghiên cứu các mục tiêu cụ thể được đặt ra như sau:e Lựa chọn nguyên liệu có hàm lượng dam cao, lipid thấp tạo điều kiện

thuận lợi cho quá trình loại béo

Lựa chọn tỷ lệ cơ chất/nước (w/v) để đạt được hàm mục tiêu là độ nhớtdịch thủy phân thấp nhất, mức độ thủy phân (DH) cao nhất

Khảo sát các yếu t6 thủy phân như: nồng độ enzyme/co chat (E/S), pH,

nhiệt độ, và thời gian thủy phân thì mục tiêu là độ nhớt dịch thủy phân

thấp nhất, mức độ thủy phân (DH) cao nhấtKiểm tra chất lượng sản phẩm cuối cùng gồm kiểm tra thành phần dinh

dưỡng, hàm lượng acid amin, chỉ tiêu vi sinh và đánh gia độ tiêu hóa in

vivo để có thể cung cấp cho người tiêu dùng sản phẩm dinh dưỡng, an

toàn và đề tiêu hóa

2.1.1 Khai quat vé san pham thitThịt là nguồn cung cấp dinh dưỡng va năng lượng chủ yếu cho con người, đặcbiệt là thịt các động vật máu nóng như thịt lợn, thịt bò, thịt gia cam, là nguồn thựcphẩm hoàn hảo, chứa các loại acid amin không thay thế và là nguồn cung cấpvitamin D (khó tìm thay trong thực vật) giúp hấp thụ canxi photpho trong co thé.

Thịt động vật nói chung là nguồn thực phẩm có giá tri dinh dưỡng cao, được xếpvào thức ăn nhóm I, tập trung nhiều thành phần dinh dưỡng rat cần thiết cho nhucầu cung cấp năng lượng, vi chất, đồng thời là thức ăn dễ chế biến dưới nhiều dạng

món ăn vi vậy nó là thức ăn thường gặp hàng ngày trong bữa ăn của nhân dân ta ma

khó có một loại thực phẩm nào thay thế được.Cơ sở lý luận đưa đến viêc tôi chọn nguyên liệu thịt lợn là:

e Nguồn nguyên liệu dồi dào và giá thành rẻ, ôn định.e Thành phan nguyên liệu: hàm lượng đạm trong nguyên liệu khá caoe Truyền thống nau súp của người dân và tập quán tiêu dùng của người

vật).

CIỚI : Animalia Họ: SuidaeNgành: Chordata Chi: SusLớp: Mammalia Loài: S.crofaBộ: Artiodactyla Phan loài: S s domestica

2.1.2.2 Tình hình sản xuất chăn nuôi của lợnChăn nuôi là một trong những bộ phận cấu thành nên nông nghiệp nước ta.Trong đó phải kế đến chăn nuôi lợn Nó chiếm vị trí quan trọng trong ngành chănnuôi, góp phần cung cấp thực phẩm cho con người, tạo công ăn việc làm, khai thácnguồn lực ở nông thôn, tăng thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo, làm giàu chocác nông hộ Ngoài ra, chăn nuôi lợn còn cung cấp phân bón phục vụ cho ngànhtrồng trọt

Thịt lợn là một loại thịt có giá tri kinh té cao, là một trong các loại thịt đượctiêu thụ rộng rãi nhất thế giới Trong thịt lợn chứa một lượng lớn protein cung cấpnăng lượng cho co thé và đây là một nguồn thực phẩm bồ dưỡng Trong những nămgân đây, ngành chăn nuôi Việt Nam đã phát triển đáng kể Ké từ năm 1990 đến nayngành chăn nuôi có hướng phát triển tương đối 6n định với tốc độ tăng trưởng bình

76% Hơn 90% thịt lợn sản xuất ở các nông hộ được tiêu thụ trên thi trường nội dia.Theo thống kê của Bộ Nông Nghiệp Và Phát Triển Nông Thôn về sản lượng

thị lợn hoi phan theo địa phương thì trong năm 2011 cả nước có khoảng

30.988.000 tấn, trong đó đồng băng sông Hồng có sản lượng cao nhất khoảng10.431.000 tan.[39]

Nhìn chung, tình hình chăn nuôi lợn ở nước ta đã và đang có nhiều bước tiếnnhưng vẫn còn đó những khó khăn: chăn nuôi chủ yếu theo quy mô nhỏ lẻ, dựa trênkinh nghiệm, chưa áp dụng được khoa học kỹ thuật vào chăn nuôi Chính vi thế,chất lượng và sản lượng thịt vẫn còn nhiều hạn chế Để khắc phục tình trạng này thìcần nâng cao kiến thức người dân, tổ chức chăn nuôi theo hình thức trang trại cầnđược quan tâm hơn nữa để đảm bảo sự phát triển bền vững của ngành chăn nuôi lợn

trong tương lai.

2.1.2.3 Thành phan hóa học cơ bản của thịt lon

Thanh phan hóa học cơ bản của thịt gồm những thành phan: nước, protein, lipid

và khoáng Thịt lợn nạc chứa 70 — 75% nước, 22% protetin, 2 — 4% béo và khoảng

2,0% khoáng Thanh phan protein thịt chứa khoảng 55 — 60% protein tan trongdung dịch nước muối, 30% protein tan trong nước và 10 — 15% là những proteinkhông tan trong nước hay dung dịch nước muối Actin và myosin là hai thành phầnprotein chính trong nhóm protein tan trong nước muối, chiếm khoảng 40 và 16%,

Bang 2.1 Thanh phan hóa học cơ bản của thịt lợn so với một số loại thịt khác

Loại thịt Nước (3%) Protein(%) Béo(%) Khoáng (3%) Nang lượng (kJ)Thịt heo nạc 75,1 22,8 1,2 1,0 112

Thit bd nac 75,0 22,3 1,8 1,2 116Thit ga 75,0 22,8 0,9 1,2 105Thịt cừu nac 76,4 21,3 0,8 1,2 98

(Dữ liệu tir FAO 2007)

Thanh phan dinh dưỡng của thịt lợn thường không ổn định Giá trị dinh dưỡngtùy thuộc vào giống lợn, điều kiện chuồng trại, điều kiện khí hậu thức ăn và kỹ

thuật chăn nuôi lợn.

Thành phần dinh dưỡng và giá trị năng lượng khi sử dụng thịt lợn ở những bộphận khác nhau trên cơ thé cũng có sự khác biệt Thịt được chia làm các loại sau:

dui, than, vai và thịt sườn.

Bang 2.2 Thành phan dinh dưỡng ở những phan khác nhau của thịt lợn

Bộ phận cắt Protein Am Béo Tro Năng lượng

TC (%) (%) (%) (%) (cal/100g)Đùi 15,2 53 31 0,8 340

+% Nước

Nước đóng vai trò rất quan trong trong thịt, ham lượng âm trong thịt ảnh hưởngđến quá trình chế biến va bảo quản thịt (âm nhiều dé tạo điều kiện cho nắm mốc, vikhuẩn phát triển gây hư hỏng)

hương vị, màu sắc, mà lượng mỡ trong nguyên liệu còn rất dễ bị oxy hóa gây hư

e Protein của chat cơ

e Protein cua to co.

e Protein của mô liên kết.Giá trị dinh dưỡng của thịt chủ yếu là nguồn protein, mà đơn vi cau thành củaprotein là các acid amin Tất cả các acid amin không thay thế cần cho sự sống củacon người đều có thé dé dang tim thay trong mô cơ Vì vay, thịt có giá trị sinh họccao và luôn nhận được sự quan tâm của người tiêu dùng Trong thịt lợn gần nhưchứa đầy đủ các acid amin cần thiết cho sự phát triển của con người

Trong thịt lợn có khá đầy đủ về các loại acid amin cần thiết cho con người

Bang 2.3 Hàm lượng acid amin trong thịt lon [25]

Acid amin Hàm lượng mg/100z thịtLysine 2120

Trytophane 265

Phenyl alanine 900Leucine 1865Arginine 1335

Methionine 545

Threonine 1035

Tyrosine 860Isoleucine 1130& Lipid

Luong lipid trong thịt nac dao động tùy theo vi tri cua co thé, trong thit nac ham

lượng lipid tương đối thấp khoảng 2 — 5%.Vai trò: là nguồn năng lượng dự trữ cho lợn, bảo vệ cơ thể lợn tránh sự thay đổiđột ngột về nhiệt độ

Bảng 2.4 Hàm lượng acid béo trong thịt lợn [25]Acid béo Hàm lượng mg/100z thịt

Palmitic 2100

Stearic 1080

Oleic 3645Linolic 595Linoleic 50Arachidonic 50Cholesterol 70

+ Glucid

Glucid trong thịt chỉ có rat ít đưới 1%Vai trò dinh dưỡng: Cung cấp năng lượng chủ yếu cho cơ thể hoạt động Glucidtrong khẩu phần ăn kiểm soát và 6n định glucose huyết Glucid còn chuyển hóathành các chất khác có tác dụng ôn định hệ vi sinh vật có ích trong đường ruột

“& Khoảng

Chất khoáng chiếm khoảng 1% trong thịt, bao gồm: 5, P, Na, Cl, Mg, Ca, Fe,

Zn, phan lớn những chất khoáng nay chứa trong các acid amin, phosphate vàhemoglobin Vì vậy, nó dé dang hap thu trong cơ thé người

Vai trò: Chất khoáng tham gia cấu tạo nhiều tổ chức, cơ quan trong cơ thể như:xương, răng, các hemoglobin, một số enzymetrong cơ thé

Bảng 2.5 Hàm lượng khoáng chất trong thịt lợn [25]Khoáng chất Hàm lượng /100g thịt

Natri 75mgKali 350mgMagie 25mg

Canxi 5mgMangan I4ug

Sắt 890ug

Đồng 105ug

Kém 3630ùgPhospho 175ug

lod lugSelen Tug

sk Vitamin

Thịt lợn là nguồn cung cấp vitamin BI hoàn hảo cho con người Ngoài ra, trongthịt lợn còn có các vitamin khác như Bó, B9, B12 với hàm lượng thấp hơn Vitamintrong thịt lợn tuy hàm lượng không cao nhưng lại rất phong phú

Vai trò: Giúp co thé tăng cường sức khoẻ, phòng ngừa bệnh tật, thúc day quatrình hình thành protein mới, hỗ trợ rất lớn trong việc phục hồi cơ thé sau quá trình

tập luyện mệt nhọc.

Bang 2.6 Ham lượng các vitamin có trong thịt lợn [25]

Vitamin Hàm lượng /100g thịtVitamin A 6 ug

Vitamin D 1 ugVitamin E 80 ugVitamin K 80 ugVitamin B] 900 ugVitamin B2 230 ugVitamin B3 5 mgVitamin BS 700 ugVitamin B6 500 ugVitamin B12 5 ug

Vitamin C 2 wgVitamin H 5 ugAcid folic 6 ug

2.1.2.4 Một số chỉ tiêu của thịtThịt tươi buôn bán trên thị trường cần đáp ứng các chỉ tiêu cảm quan, hóa lý

và vi sinh mới dùng làm nguyên liệu cho quá trình thực hiện luận văn, sau day là

tiêu chuẩn thịt tươi từ Vissan nơi cung cấp nguyên liệu để tôi thực hiện trong quá

trình nghiên cứu như sau:

Bang 2.7 Chỉ tiêu cam quan cua thịt tươi (TCVN 7046:2009)Tên chi tiêu Yêu cầu

Bé mặt khô, sạch, không dính lông và tạp chất lạ

Mặt cat min

Trang thai Có độ đàn hỏi, ấn ngón tay vào thịt không dé lai dau ấn trên bề

mặt thịt khi bỏ tay ra

Tuỷ bám chặt vào thành ống tủy (nếu có)

Mau sac Dac trung cua san phamMuiĐặc trưng cua sản phâm không có mui la

Bảng 2.8 Chỉ tiêu hóa lý của thịt tươi (TCVN 7046:2009)

Tên chỉ tiêu Yêu câuĐộ pH 5,5 đến 6,2

Phan ứng định tính hydro sulfua (H;S) âm tínhHàm lượng amoniac, mg/100g, không lớn hon 35

Bang 2.9 Chỉ tiêu vi sinh của thịt trơi (TCVN 7046:2009)

Tên chỉ tiêu Giới hạn tối đa Đơn vị tính

Tổng số vi sinh vật hiểu khí 10” CFU/g

E Coli 10° CFU/gColiform 10° CFU/gStaphylococcus aureus 10° CFU/gClostridium perfringens 10 CFU/gSamonella Khong cho phép CFU/25g* Đối với thịt xay nhỏ là 10 °

2.3 GIỚI THIEU VE PROTEASE

2.3.1 Khai quat

Protease là nhóm enzyme xúc tác sự thủy phân liên kết peptide (- CO — NH—), là liên kết chủ yếu trong phân tử protein va polypeptide Protease có khả năngthủy phân protein thành acid amin, peptid ngắn, pepton Protease có tam quan trọngsống còn đối với toàn bộ sinh giới, chiếm gần 2% tổng số gene mã hóa [7] Proteaseđược nghiên cứu từ rất sớm vào khoảng cuối thế ki XVIII và cho đến nay người tađã nghiên cứu khá day đủ về cau trúc phân tử cũng như các ứng dụng của nhiều

protease như papain, trypsin, chymotrypsin, subtilisin, [5]2.3.2 Phan loai

Có nhiều hình thức phan loại protease:= Dua vào vi tri của tac dụng của protease lên liên kết peptide, protease

được chia lam 2 nhóm: endopeptidase va exopeptidase.

- Endopeptidase: chủ yêu phân giải các liên kết peptide năm trong phan

tử protein tạo thành những đoạn peptide có trọng lượng phân tử nhỏ

(polypeptide mạch ngắn, pepton )- Exopeptidase: chủ yêu phân cắt liên kết peptide ở hai đầu mạch Nhóm

carboxypeptidase và aminopeptidase phân giải liên kết peptide từ haiđầu mạch polypeptide có nhóm carboxyl và amino tự do Ngoài ra còn

có các peptidase phân giải dipeptide thành các amino tự do [5]

Protein Peptides

oO O

cơ ,

Peptides Peptides and free amino acids

Hình 2.3 Vi trí thủy phân của endopeptidase và exopeptidase trên cơ chất protein

= Dựa vào pH tối ưu cua protease: [5]

Protease acid: pH 2 + 4Protease trung tính: pH 7 + 8

Protease kiềm: pH 9 + 11

=" Dựa vào động học của cơ chê xúc tác: [6]

Serin peptidase: trung tâm hoạt động của nhóm này có các acid amin

như: acid asparaginic, histidin và serin Chang hạn như trypsin,

elastase, Thiol protease: trung tam hoạt động có chứa nhóm — SH, vi dụ nhưpapain, ficin, bromelanin

Protease acid: trung tâm hoạt động có sự tham gia cua acid amin cótính acid, pH» nhỏ hơn 5,0 Thường gặp là pepsin, cathepsin

Metallo — protease: có chứa nhóm ion kim loại trong thành phần củachúng Đại diện nhóm nay là các protease trung tính có nguồn gốc từ

vi sinh vat (Penicillium roqueforti, Pseudomonas aeruginosa ) vamột sô protease có nguôn gôc từ động vật

2.3.3 Một số chế phẩm enzyme dùng trong nghiên cứu

2.3.3.1 Alcalase

Alcalase là một loại endopeptidase thủy phân protein được sản xuất bang quá

trình lên men bê sâu của giông vi khuan chọn lọc Bacillus licheniformis Alcalaseđã được nghiên cứu và xác định là một trong những loại protease vi khuân hiệu qua

nhất dé sản xuất các loại protein thủy phân (Adler & Nissen, 1986; Benjakul &

Morrisey, 1997; Kristinsson & Rasco, 2000; Bhaskar et al., 2007).

Alcalase hoạt động tối uu trong khoảng khá rộng, nhiệt độ từ 50 -70°C, va pHnằm trong khoảng 6,5 — 8,5 tùy thuộc vào điều kiện cơ chất cụ thể Alcalase bềntrong khoảng pH rộng từ 5 đến 11, điều nay giúp giảm kha năng nhiễm vi sinh vật

khác trong quá trình thủy phân (Chabeaud & Cong sự, 2009) Theo Adler — Nissen

(1986), sản phẩm thủy phân bằng alcalase sẽ có hàm lượng protein cao nhất so với

việc sử dụng enzyme papain hay neutrase Thêm mot ưu điêm nữa khi sử dụng

alcalase lam enzyme xúc tác cho quá trình thủy phân là độ đăng của san phẩm thủy

phân cũng it hơn so với khi sử dụng papain (Hoyle va Merritt, 1994) Giá thành rẽ,

hoạt độ thủy phân cao cũng là một trong những lợi thế khi sử dụng alcalase làm chat

xúc tác Alcalase bị vô hoạt hoàn toàn khi xử lý nhiệt 6 85°C trong 20 phút [34]2.3.3.2 Flavourzyme

Flavourzyme là chế phẩm protease thương mại được sản xuất từ chủngAspergillus oryzae chon lọc mà không cần đột bién gen và được sử dung để thủyphân protein dưới điều kiện trung tính hoặc acid nhẹ Flavourzyme là một hỗn hợppeptidase, vừa có hoạt tính endopeptidase, vừa có hoạt tính exopeptidase Nó có théthủy phân trên 70% mỗi liên kết peptide

Nhiệt độ tối ưu cho flavourzyme hoạt động trong khoảng 50°C, pH hoạt độngtrong khoảng 5,0 — 7,0; pH cho exopeptidase hoạt động tối ưu là 7,0 Flavourzyme

bị vô hoạt ở nhiệt độ 85°C trong thời gian 5 phút hoặc ở 120°C trong thời gian 5giây.

Chế phẩm dạng rắn, được bảo quản ở 5°C sản phẩm có thể duy trì hoạt độ trongít nhất 2 tháng [39]

2.3.3.3 Trypsin

Trypsin có trong dịch tụy của người và động vật Được Kiihne khám phá và chiết

tách năm 1848 Năm 1930, Northrop và Kunitz thu được trypsin và trypsinogen ở

dạng tinh thé Trong cơ thé sinh vat, trypsin hoạt động ở môi trường kiềm trong ruộtvà đóng vai trò là tiếp tục thủy phân các protein thức ăn còn lại sau khi đã thủy phânmột phần ở dạ dày Trong tuyến tụy, trypsin tồn tại ở dạng tiền hoạt động là

trypsinogen [5]

Trypsin là chuỗi polypeptide có 249 acid amin, trọng lượng phân tử 22680 —

23400 Da pH thích hợp hoạt động là 7,8 — 9,5, pHop: là 8,0 Nhiệt độ thích hợp là

30 — 40°C, tối ưu 6 37°C Khi đun nóng dung dịch lên 90°C, pH khoảng 6 — 8 thì bị

vô hoạt hoàn toàn Các kim loại Ca, Co, Mn có tác dụng hoạt hóa trypsin, còn Cu,

Ag, Hg lại có tác dụng ức chế [5]

2.4 SƠ LƯỢC VE THUC AN CHO BỆNH NHÂN QUA ONG THONG2.4.1 Nhu cầu thức ăn cho bệnh nhân nuôi qua ống thông

Trong thập ky 80 của thế ky XX, người ta đã làm quen với phương pháp nuôidưỡng bệnh nhân qua ống thông Những bệnh nhân nặng thường được nuôi dưỡngqua đường tĩnh mạch để cung cấp các chất dinh dưỡng như: đường, béo, đạm,vitamin, muối khoáng và nước, Mục dich là để cải thiện tình trạng sức khỏe củabệnh nhân, cung cấp chất dinh dưỡng, tăng sức dé kháng, khả năng phục hồi các môbị ton thương, phục hồi chức năng các cơ quan Đối với trẻ em còn phải dam bảosự tăng trưởng và phát triển bình thường [9]

Song phương pháp này có nhiều bất lợi, nhất là khi nuôi dưỡng qua đường tĩnhmạch hoàn toàn Một trong những bất lợi lớn nhất của nuôi dưỡng qua đường tĩnhmạch hoàn toàn là đường ruột bị bỏ trồng tạo điều kiện cho hiện tượng nhiễm vikhuẩn (bacterian translocation) xảy ra, gây nhiễm trùng, nhiễm độc máu Vì vậy, từcuối những năm 90 của thé ký trước, các nha nghiên cứu đã phát triển nghiên cứuphương pháp nuôi dưỡng qua đường ruột bằng cách cho ăn qua ống thông để giảiquyết được những vẫn đề trên [2]

Ăn qua ông thông là một phương pháp nuôi dưỡng bệnh nhân nặng ở hau hết cácbệnh viện vì những ưu điểm như phù hop với sinh lý, duy trì hang rao niêm macống tiêu hoá tăng cường chức năng miễn dịch, góp phan giảm tỷ lệ nhiễm trùng vàgóp phan rút ngắn thời gian điều trị tại khoa hồi sức cho bệnh nhân [9]

2.4.2 Giới thiệu tình hình phát triển sản phẩm nuôi ăn qua ống thông* Trên thế giới

Kỹ thuật đưa chất dinh dưỡng vào cơ quan tiêu hóa không qua đường miệngđã có từ thời cô đại, người Hy Lạp đã dùng cách thut chất dinh dưỡng dé duy trì sứckhỏe cho bệnh nhân Các bác sĩ thời Hy Lạp cô nay đã thụt cháo, sữa, rượu vang đểtrị bệnh tiêu chảy Việc dùng ống bang bạc nhỏ từ mũi qua thực quan đã được báocáo vào năm 1617 dé nuôi ăn cho bệnh nhân bị uốn ván Bước phát triển quan trọngtrong van dé cung cấp dưỡng chất qua ống thông bat đầu từ cuối thế ky XVIII, năm1790 khi John Hunter dùng ống thông làm từ sừng cá voi để nuôi ăn cho bệnh nhân

thần kinh Vào thế kỷ XIX các bác sĩ Châu Âu chỉ định thụt các chất dinh dưỡngbao gồm nước cốt thịt bò, sữa và rượu whiskey Việc dùng ông thông mũi dạ dày đãpho biến từ thé ky XIX [10]

Nam 1942, san phẩm thương mại nuôi ăn qua đường tiêu hóa đầu tiênNutramigen được đưa ra thị trường Năm 1973, Ensure là sản phẩm sử dụng ngayđầu tiên, không chứa lactose và chứa các dưỡng chất đa lượng nguyên vẹn khôngthủy phân được phát triển ở Mỹ Day là sản phẩm chế biến riêng cho nuôi ăn quaống thông và bố sung đường miệng Vài năm sau, một bước phát triển mới cho cácsản phẩm này là khi Mead Johnson (Evansville, IN) đưa ra sản phẩm isocal Isocallà sản phẩm chuẩn và dinh dưỡng day đủ, công thức đăng trương danh riêng chonuôi ăn qua ống thông Năm 1987, sản phẩm b6 sung chất xơ dau tiên duy nhất xuấthiện trên thị trường là Jevity (Abbott Laboratories), chứa 14,4g chất xơ đậu nànhtrong 1000 ml, ngoài ra cũng được bố sung thêm nhiều vi chất thiết yếu, carnitine,taurine khoáng vi lượng như Mo, Se, Cr [32| Hiện nay, thị trường các sản phẩmnuôi ăn qua ống thông trên thé giới đã khá đa dạng với gần 200 loại sản phẩm

thương mại trên thi trường.

s* Tại Việt Nam

Tại Việt Nam các sản phẩm nuôi ăn qua ống thông cho người bệnh vẫn rất ít.Tại thị trường Việt Nam chế phẩm nuôi ăn qua ống thông chưa phát triển, hiện naycó một số công ty đã sản xuất sản phẩm nuôi ăn qua ống thông cho bệnh nhân (bộtEnaz), thực phẩm bố sung vi chất dinh dưỡng cho bệnh nhân ăn qua ống thông, tuynhiên các bột dinh dưỡng này chủ yếu sản xuất từ nguyên liệu ngoại nhập, phối trộnvà chất đạm trong sản phẩm hoàn toàn là đạm thực vật Bệnh nhân vẫn chủ yếudùng các sản phẩm nhập ngoại hay tự chế biến dùng ngay tại nhà

Ở hau hết các bệnh viện, các khoa dinh dưỡng tự nấu chế độ ăn qua ống da dàytheo công thức riêng phục vụ cho bệnh nhân tại viện Cách chế biến pho bién laham thịt, gạo, rau củ sau đó phối trộn chung rồi xay nghiền nhỏ và dùng ngay.Mặc dù một số bệnh viện lớn có khoa dinh dưỡng hoạt động tốt, có bác sĩ, kỹ sưdinh dưỡng am hiểu về tiết chế để chế biến loại thức ăn này nhưng chưa đồng nhất

về năng lượng, độ đồng nhất kém và độ nhớt khá cao làm cản trở việc chảy qua ốngnuôi ăn [27] [36] Chất lượng các sản phẩm nuôi ăn qua ống thông còn rất hạn chếvì chưa được kiểm định và thời gian bảo quản ngắn (dùng trong ngày) nên vankhông ít các bệnh nhân được chỉ định nuôi ăn bằng sản phẩm nhập khẩu với giáthành rất cao.

2.4.3 Nhu câu về năng lượng và dinh dưỡng cho bệnh nhân2.4.3.1 Nhu cau năng lượng

Tổng năng lượng cung cấp phải được kiểm soát khi cung cấp cho bệnh nhânthường được xác định tương quan với năng lượng tiêu hao nhằm tránh thiếu nănglượng nhiều Với người khỏe mạnh, năng lượng tiêu hao chủ yếu bị tác động bởicác yếu tố như tuổi, giới tính, kích thước cơ thé (khối nạc cơ thể) và hoạt động thélực Ở người bệnh, mức độ suy dinh dưỡng và tình trạng không di động sẽ làm giảmtiêu hao năng lượng và ảnh hưởng cân bằng với sự tăng năng lượng tiêu hao do mứcđộ bệnh hay nhiễm trùng Theo phương trình Harris — Benedict cho phép dự đoán

năng lượng tiêu hao co bản của người khỏe mạnh là Ikcal/kg/h (hay 4,18kJ/kg/h)

đối với nam khi nghỉ ngơi và không bị stress, được điều chỉnh theo giới (trừ 5 —10% đối với nữ, theo mức độ stress) [9]

Cung cấp hỗ trợ dinh dưỡng nhằm duy trì hay cải thiện chức năng va tránh sụtcân (đặc biệt ở một số khoang cơ thể), hay hồi phục thể trọng và thành phần cơ thểbình thường ở những người bị thiếu dinh dưỡng Thiếu hụt năng lượng cơ thể nặnglà vẫn đề đáng quan tâm vì mất 30 — 40% là đe dọa đến tính mạng [2] Do đó thứcăn nuôi qua ống thông nhăm cung cấp hỗ trợ dinh dưỡng duy trì hay cải thiện chứcnăng của các bộ phận cơ thé và tránh sụt cân, tạo nên sự phục hồi các chức năng vàthể trọng của cơ thể bình thường ở những người bị thiếu dinh dưỡng

2.4.3.2 Nhu câu về dinh dưỡng

* Carbohydrate

e Nhu cau CarbohydrateCarbohydrate luôn cung cap khoảng 40 — 70% tong năng lượng cung cấp hangngày (khuyến nghị hiện nay khoảng 50 — 55%) Phần lớn lượng carbohydrate tiêu

hoá là tinh bột và một phần nhỏ (khuyến nghị < 20%) khẩu phan là disaccharide(chủ yếu là sucrose va lactose) và monosaccharide [9] Chế độ ăn có đủcarbonhydrate sẽ giúp cơ thé giảm phân hủy và tập trung protein cho chức nang tao

hình Vai trò dinh dưỡng của carbohydrate:

Nguồn năng lượng cua cơ thé: mỗi 1g bột đường cung cấp khoảng 4kcal vì vậyvới 365g chất bột đường có trong cơ thé, chỉ đủ cung ứng năng lượng cho khoảng

bộ.

Ngoài ra, carbohydrate còn là nguồn cung cấp chất xơ làm khối thức ăn lớn hơndo đó tạo cảm giác no, tránh việc tiêu thụ quá nhiều năng lượng Chất xơ còn hấpthụ những chất có hại trong ống tiêu hoá như cholesterol, chất gây oxy hoá và chất

gây ung thư [9|+ Protein

e Nhu cau đạm và acid amin ở người :Nhu cầu protein tối thiểu trong chế độ ăn ước tính khoảng 0,45g/kg thétrọng/ngày Nhu cầu một người trẻ trưởng thành khoảng 0,75 — 0,8g protein/kg thétrọng Phụ nữ mang thai nên được cung cấp thêm 6g protein hằng ngày Trong giaiđoạn cho con bú, tổng lượng protein khuyến nghị b6 sung thêm 17,5g với phụ nữmang thai Khi bệnh và trong giai đoạn hồi phục nhu cầu protein nên khoảng 1 — 2gprotein/kgthé trọng va 1 — 1,5g protein/kg thé trọng ở người già

e Vai trò cua protein

o Cung cấp năng lượng và xây dựng cấu trúc cho tế bao.o Có nhiều chức năng sinh học quan trọng như: điều hòa, xúc tác, bảo vệ,

truyền xung thần kinh, vận động và vận chuyền chất dinh dưỡng

o Nếu thiếu protein trong chế độ ăn hăng ngày sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏenhư suy dinh dưỡng, chậm lớn, giảm khả năng miễn dịch,

o Anh hưởng xấu đến nhiều chức năng của cơ quan như: gan, hệ thần kinh,tuyến nội tiết,

o Ngoài ra nếu thiếu protein còn làm thay đối đến thành phan hóa học và cautạo hình thái của xương Do đó lượng protein cao và chất lượng tốt là nhucầu không thể thiếu của con người [9]

Bảng 2.10 Mức cung cấp an toàn protein (WHO/FAO/UNU)

] - 2 năm 1,2 1,22— 3 nam 1,15 1,153 -5 năm 1,1 1,15-7 nam 1,0 1,07-10 năm 1,0 1,010 - 12 năm 1,0 1,012 -14 năm 1,0 0.9514 - 16 năm 0.95 0,916 -18 nam 0,9 0,8

¬ Tường 0,75 0,75

Mang thai 6,0 gCho con bu

0 - 6 thang 17,5 g6 thang 13,0 g

Bảng 2.11 Nhu cau các acid amin thiết yếu theo cáo báo của FAOThiết yếu mg protein/kg Bán thiết yếu Không thiết yếu

Histidin 16 Arginin Alanin

Isoleucin 13 Cystein Asparagin

Leucin 19 Glutamin Acid asparticLysin 16 Glycin Acid glutamic

Methionin 17 Prolin Serin

Phenylalanin 19 TyrosinThreonin 9

Tryptophan 5Valin 13

+ Lipid

e Nhu cau lipidĐối với người Việt Nam trưởng thành, năng lượng do lipid cung cấp hang ngàychiếm từ 18 — 25% nhu cầu năng lượng của cơ thể Tỷ lệ lipid động vật : lipid thực

vật không nên vượt quá 60%.

Một người trưởng thành khoẻ mạnh hằng ngày tiêu thụ khoảng 50 — 80g chấtbéo trong khẩu phân bình thường, lượng này cung cấp tương ứng 30 — 50% nănglượng cung cấp hăng ngày trong chế độ ăn tiêu biểu cho người phương Tây.Triglyceride là thành phần chất béo chính trong khẩu phần ăn (đến 90%), và cácthành phan còn lại như phospholipid, sterol (chủ yếu là cholesterol) va các vitamintan trong chất béo [9]

e Vai trò dinh dưỡng của lipid

Cung cấp năng lượng: lipid là nguồn năng lượng cao, 1g lipid cho 9keal Thứcăn giảu lipid là nguồn cung cấp năng lượng đậm đặc cho người lao động nặng cầnthiết cho thời kì phục hồi đối với người ốm, phụ nữ có thai, cho con bú và trẻ nhỏ.Chất béo trong mô mỡ còn là ngu6én dự trữ năng lượng sẽ được giải phóng khinguồn cung cấp từ bên ngoai tạm thời bị ngừng hoặc giảm sút

Tạo hình: Các acid béo không no cần thiết yếu nhiều nối đôi như omega — 3 vaomega — 6 với các chức năng chống oxy hoá bảo vệ co thé, là thành phân cau trúccủa tế bào noron va dây than kinh, võng mac mắt, tac dụng làm giảm nguy cơ bệnhtim mạch, huyết áp Mô mỡ ở dưới da và quanh các phủ tạng là một mô đệm có bảovệ, nang đỡ cho các m6 của cơ thể khỏi những tác động bất lợi của môi trường.

Diéu hoà hoạt động của cơ thể: chất béo trong thức ăn cần thiết cho sự tiêu hoávà hap thu của những vitamin tan trong chất béo như vitamin A, D, E, K Acid béolà thành phân của acid mật và muối mật, rất cần cho tiêu hoá và hấp thu các chấtdinh dưỡng ở ruột Tham gia vào thành phần của một số loại hormone, steroid, cầncho hoạt động bình thường của hệ nội tiết và sinh dục

Ché biến thực phẩm: tạo cảm giác ngon miệng va chậm cảm giác đói.2.4.4 Một số trường hợp thường phải sử dụng thức ăn nuôi qua ống thông [9]

e Bac sĩ yêu cầu nuôi ăn qua ông thông mũi dạ day cho bệnh nhân.e Bị rối loan than kinh hay rối loạn tâm lý gây cản trở ăn qua đường miệng (taibiến mạch máu não, chan thương sọ não, bệnh nhân hôn mê vì nhiều nguyênnhân khác, suy hô hap nặng phải thở máy, )

e Không thé ăn được do rối loạn vùng miệng hau hay thực quản (phỏng thựcquản), một số di tật đường tiêu hoá

e Bệnh nhân bị bỏng nặng, không thé ăn uống bình thường được.e Một số bệnh đường ruột (hội chứng ruột ngắn, rò tiêu hoa).Về nguyên tắc, các dung dịch nuôi ăn nên phủ hợp với vị trí hap thu của ống tiêuhóa Người bình thường cũng có thể sử dụng những sản phẩm nuôi ăn đã được biến

tính.

CHƯƠNG 3: NGUYEN VAT LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 NGUYEN LIEU

+Thịt lợnThịt lợn được mua từ công ty trách nhiệm hữu hạn một thành viên kỹ nghệ

súc sản Vissan chi nhánh quận Gò Vấp (Số 1/1B Thống Nhất, phường 11, quận GòVấp) nhằm tạo sự 6n định về thành phan dinh dưỡng, dam bảo phù hợp tiêu chuẩnchất lượng nguyên liệu

Thịt tươi sử dụng làm thí nghiệm là thịt năm ở phần lưng của lợn vì chúng cóhàm lượng protein cao, lipid thấp thuận lợi cho quá trình chế bién

+Enzyme

Alcalase và flavourzyme là san phẩm thương mại được san xuất từ hãngNovozyme* của Đan Mach va được phân phối bởi công ty Nam Giang, đại lýTp.HCM ở 133/11, Hỗ Văn Huê, phường 9, quận Phú Nhuận

Trypsin: từ tụy heo, loại IX — S T0303, Sigma - Aldrich và được phân phốibởi công ty Vina Chemos Co., Ltd đại lý Tp.HCM ở 45 Nguyễn Thị Huỳnh ,

phường 8, quận Phú Nhuận.

3.2 HÓA CHATH,SO, đậm đặc; H;SO¿ 0,1N; HCIO¿ tinh kiétNaOH tinh khiét; NaOH 40%; NaOH 0,1NNa;CO; tinh khiết

Natri acetat tỉnh khiết

Dung môi diethyl ether, cloroform, n — hexan, dimethylsulfoxid, acetonitril

Albumin tinh khiếtDung dich A: Cân 4g NaOH và 20g NazCO; pha trong 1000ml nước cất

Dung dịch B: Cân 0,5g CuSO,.5H,O trong dung dịch Natri-Kali Tartrat 1%

Thuốc thử Folin 2NTCA tỉnh khiết

Phenolphtalein

Casein

e Bề điều nhiệt

e Máy xay thịt philip

e Máy đo pH dé bane Bộ lọc chân không (bơm chân không, bình hút, phéu)e Thiết bị sấy phun,

e Thiết bị hap bang hơi nướce Máy khuấy từ gia nhiệt 1 vị trí và 16 vị tríe Cân phân tích (2 và 4 số lẻ)

e Máy đo quang pho UV — VIS

e Máy đo độ nhớt Brookfield

3.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU3.4.1 Quy trình đề xuất thực hiện

Nước muối 0,05N Rửa sạch —>À

Ỷ

Cat nhỏ

Ỳ

Xay lần 1ỶHap

ỶXay lần 2

Ỷ

Vô hoạt enzyme

VvSay phun

We

Hình 3.1 Quy trình sản xuất thực hiện trong nghiên cứu3.4.2 Thuyết minh quy trình