nghiên cứu chế biến bột đạm từ sinh khối artemia bằng phương pháp sử dụng enzyme protease

1 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận văn 2 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn này Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám Hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm Khoa Chế biến sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS. Vũ Ngọc Bội - Phó Giám đốc - Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường Đại học Nha Trang đã tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin cám ơn: TS. Đỗ Văn Ninh - Phó Hiệu trưởng - Trường Đại học Nha Trang, TS. Nguyễn Anh Tuấn - Trưởng khoa Chế biến, GS. TS. Trần Thị Luyến, TS. Nguyễn Thị Nga, PGS.TS. Ngô Đăng Nghĩa – Giám đốc Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường cùng các thầy cô phản biện đã cho tôi những lời khuyên quí báu để công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng. Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của: các cán bộ thuộc Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường, quý thầy cô giáo Khoa Chế biến, gia đình và bạn bè luôn luôn chia sẻ cùng tôi trong quá trình nghiên cứu. 3 MỤC LỤC Trang DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN i DANH MỤC CÁC BẢNG ii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ iv MỞ ĐẦU 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1. GIỚI THIỆU VỀ ARTEMIA VÀ MỘT SỐ CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ARTEMIA 3 1.2. GIỚI THIỆU VỀ ENZYME PROTEASE 6 1.3. GIỚI THIỆU VỀ BỘT ĐẠM THỦY PHÂN 11 CHƯƠNG II. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU 16 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.2.1. Các phương pháp phân tích 16 2.2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm 17 2.2.2.1. Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân sinh khối Artemia bằng enzyme protease 17 2.2.2.2. Thử nghiệm sản xuất bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 22 2.3. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM VÀ HÓA CHẤT 23 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 24 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 25 3.1. XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ SƠ BỘ NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN SINH KHỐI ARTEMIA 25 3.1.1. Xác định thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu Artemia 25 3.1.2. Nghiên cứu bảo quản sinh khối Artemia 26 3.2. CHỌN LOẠI ENZYME PROTEASE THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN 29 4 3.3. XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN SINH KHỐI ARTEMIA BẰNG FLAVOURZYME 34 3.3.1. Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân Artemia 34 3.3.2. Xác định pH thích hợp cho quá trình thủy phân sinh khối Artemia 39 3.3.3. Xác định tỷ lệ Flavourzyme thích hợp cho quá trình thủy phân 43 3.3.4. Xác định tỷ lệ nước bổ sung thích hợp cho quá trình thủy phân 48 3.3.5. Xác định tỷ lệ ethanol bổ sung thích hợp cho quá trình phòng thối 53 3.3.6. Xác định thời gian thủy phân 57 3.4. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT ĐẠM THỦY PHÂN TỪ SINH KHỐI ARTEMIA VÀ SẢN XUẤT THỬ SẢN PHẨM 61 3.4.1. Quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 61 3.4.2. Sản xuất thử sản phẩm bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 63 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC 76 i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN VĂN Kí hiệu viết tắt Diễn giải DHA Docosahexaenoic acid ĐC Đối chứng EPA Eicosapentaenoic acid HUFA Acid béo chưa bão hòa bậc cao (Highly Unsaturated Fatty Acids) (có mạch từ 20 carbon trở lên và có từ 4 – 6 nối đôi) MUFA Acid béo bão hòa một nối đôi N aa Nitơ acid amin N TS Nitơ tổng số N NH3 Nitơ Amoniac pH opt pH thích hợp PUFA Các acid béo chưa bão hòa có nhiều nối đôi (Polyunsatured fatty acids) (có từ 2 nối đôi trở lên) SFA Các acid béo bão hòa (Satured fatty acids) t opt Nhiệt độ thích hợp ii DANH MỤC CÁC BẢNG STT TÊN BẢNG Trang 1 Bảng 3.1. Thành phần acid amin của sinh khối Artemia 25 2 Bảng 3.2. Thành phần hóa học của sinh khối Artemia (% so với trọng lượng khô) 26 3 Bảng 3.3. Thành phần acid béo của sinh khối Artemia 26 4 Bảng 3.4. Ảnh hưởng thời gian bảo quản và NaHSO 3 tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của sinh khối Artemia tươi 27 5 Bảng 3.5. Kết quả phân tích hàm lượng N NH3 và N aa của sinh khối Artemia 28 6 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của loại enzyme tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 30 7 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia bằng enzyme Flavourzyme 35 8 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của pH tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia bằng enzyme Flavourzyme 39 9 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme bổ sung tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia bằng enzyme Flavourzyme. 44 10 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân Artemia bằng enzyme Flavourzyme. 49 11 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol bổ sung tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân Artemia bằng enzyme Flavourzyme. 53 iii 12 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của thời gian tới sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân Artemia bằng enzyme Flavourzyme. 58 13 Bảng 3.13. Kết quả đánh giá trạng thái cảm quan của bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 63 14 Bảng 3.14. Kết quả kiểm vi sinh của bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 63 15 Bảng 3.15. Thành phần acid amin trong bột đạm thủy phân 64 16 Bảng 3.16. Thành phần acid béo trong bột đạm thủy phân 64 17 Bảng 3.17. Sơ bộ hạch toán giá thành cho bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 66 iv DANH MỤC CÁC HÌNH STT TÊN HÌNH Trang 1 Hình 2.1. Hình ảnh về sinh khối Artemia salina 16 2 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn loại protease thích hợp cho quá trình thủy phân 17 3 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân 18 4 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn pH thích hợp cho quá trình thủy phân 19 5 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ enzyme bổ sung thích hợp cho quá trình thủy phân 20 6 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ nước bổ sung thích hợp cho quá trình thủy phân 21 7 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ lệ ethanol bổ sung thích hợp cho quá trình thủy phân 22 8 Hình 2.8. Hình ảnh về máy so màu UV/VIS 23 9 Hình 2.9. Hình ảnh về máy li tâm lạnh Rotina – Đức 23 10 Hình 2.10. Hình ảnh về máy sấy hút chân không - Hàn Quốc 24 11 Hình 2.11. Hình ảnh về máy sắc ký khí 24 12 Hình 3.1. Hình ảnh về sinh khối Artemia sau 8 giờ bảo quản bằng đá có bổ sung NaHSO 3 28 13 Hình 3.2. Hình ảnh về sinh khối Artemia sau 8 giờ bảo quản bằng đá 28 14 Hình 3.3. Ảnh hưởng của loại enzyme tới sự biến đổi hàm lượng N aa của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 31 15 Hình 3.4. Ảnh hưởng của loại enzyme tới sự biến đổi hàm lượng N NH3 của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 31 v 16 Hình 3.5. Ảnh hưởng của loại enzyme tới sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 32 17 Hình 3.6. Ảnh hưởng của loại enzyme tới sự biến đổi hàm lượng peptid của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 32 18 Hình 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự biến đổi hàm lượng N aa của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 36 19 Hình 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự biến đổi hàm lượng N NH3 của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 36 20 Hình 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 37 21 Hình 3.10. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới sự biến đổi hàm lượng peptid của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 37 22 Hình 3.11. Ảnh hưởng của pH tới sự biến đổi hàm lượng N aa của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 40 23 Hình 3.12. Ảnh hưởng của pH tới sự biến đổi hàm lượng N NH3 của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 41 24 Hình 3.13. Ảnh hưởng của pH tới sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 41 25 Hình 3.14. Ảnh hưởng của pH tới sự biến đổi hàm lượng peptid của các mẫu thủy phân sinh khối Artemia 42 26 Hình 3.15. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme tới sự biến đổi hàm lượng N aa của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 45 27 Hình 3.16. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme tới sự biến đổi hàm lượng N NH3 của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 45 28 Hình 3.17. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme tới sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan của mẫu thủy phân sinh khối Artemia. 46 29 Hình 3.18. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme tới sự biến đổi hàm lượng peptid của mẫu thủy phân Artemia. 46 vi 30 Hình 3.19. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước tới sự biến đổi hàm lượng N aa của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 50 31 Hình 3.20. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước tới sự biến đổi hàm lượng N NH3 của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 50 32 Hình 3.21. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước tới sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 51 33 Hình 3.22. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước tới sự biến đổi hàm lượng peptid của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 51 34 Hình 3.23. Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol tới sự biến đổi hàm lượng N aa của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 54 35 Hình 3.24. Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol tới sự biến đổi hàm lượng N NH3 của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 55 36 Hình 3.25. Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol tới sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 55 37 Hình 3.26. Ảnh hưởng của tỷ lệ ethanol tới sự biến đổi hàm lượng peptid của mẫu thủy phân sinh khối Artemia 56 38 Hình 3.27. Sự biến đổi hàm lượng N aa theo thời gian thủy phân 59 39 Hình 3.28. Sự biến đổi hàm lượng N NH3 theo thời gian thủy phân 59 40 Hình 3.29. Sự biến đổi hàm lượng protein hòa tan theo thời gian thủy phân 60 41 Hình 3.30. Sự biến đổi hàm lượng peptid theo thời gian thủy phân 60 42 Hình 3.31. Sơ đồ quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ Artemia 62 43 Hình 3.32. Hình ảnh bột đạm thủy phân từ Artemia 66 [...]... ngày thu sinh khối 1 lần với khối lượng sinh khối thu được trên 4kg Tuy vậy sinh khối Artemia chủ yếu mới dùng ở dạng trực tiếp cho việc ương nuôi tôm giống Phần sinh khối dư thừa hiện chưa biết sử dụng cho mục đích gì Do vậy việc Nghiên cứu chế biến bột đạm từ sinh khối Artemia bằng phương pháp sử dụng enzyme protease là cần thiết với mục đích chế biến 2 sinh khối Artemia thành dạng bột đạm thủy... được bột đạm thủy phân từ cá bằng phương pháp sử dụng protease cần phải tiến hành các nghiên cứu từ lựa chọn loại enzyme protease phù hợp cho quá trình thủy phân đến nghiên cứu các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân, nhằm đảm bảo cho quá trình thủy phân đạt hiệu quả về công nghệ Như vậy quá trình nghiên cứu sản xuất bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia cũng phải tiến hành các bước nghiên cứu. .. Kết quả này cho thấy sinh khối Artemia là nguồn dinh dưỡng quý Vì thế việc nghiên cứu chế biến sinh khối Artemia thành bột đạm là cần thiết nhằm nâng cao khả năng sử dụng nguồn dinh dưỡng quý báu này 3.1.2 Nghiên cứu bảo quản sinh khối Artemia Tiến hành thu sinh khối Artemia nuôi trong các ao đất tại ruộng muối ở Cam Ranh theo kỹ thuật đã được đề tài “Thử nghiệm nuôi thu sinh khối Artemia salina trong... thủy phân sinh khối Artemia để sản xuất bột đạm thủy phân 4) Đề xuất quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia, sản xuất thử bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia và đánh giá chất lượng sản phẩm bột đạm thủy phân Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài: Kết quả nghiên của luận văn là các số liệu thực tế bổ sung vào kho tàng kiến thức phục vụ cho việc giảng dạy về enzyme protease. .. các enzyme thương mại hiện đang có bán và được sử dụng khá phổ biến ở Việt Nam [6, 7, 10, 27, 30] 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Các phương pháp phân tích + Định lượng protein hòa tan theo phương pháp Lowry + Định lượng peptid theo phương pháp dựa vào đường chuẩn tyrosine + Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjehldal + Xác định Naa theo phương pháp Sorensen 17 + Xác định NNH3 theo phương pháp. .. kiếm khả năng sử dụng nguồn bột đạm này trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm hay các lĩnh vực khác góp phần mở rộng đầu ra cho nguồn sinh khối giàu protein này Nội dung của đề tài: 1) Tìm biện pháp giữ tươi sinh khối Artemia thu từ các đồng muối dùng làm nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu 2) Nghiên cứu lựa chọn loại enzyme protease thích hợp cho quá trình thủy phân protein của sinh khối Artemia 3) Xác... VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU * Nguyên liệu Artemia: Đề tài sử dụng sinh khối Artemia salina tươi (hình 2.1) được thu nhận từ các đồng muối tại Cam Ranh, sản phẩm của đề tài “Thử nghiệm nuôi thu sinh khối Artemia salina trong ao đất tại ruộng muối ở Cam Ranh” Sinh khối Artemia salina sau khi thu nhận, bảo quản lạnh và vận chuyển về phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học - Viện Nghiên cứu. .. protease từ đầu tôm, thêm chế phẩm protease thu nhận từ canh trường nuôi B.subtilis S5 hay chế phẩm protease thu nhận từ nội tạng cá hay gan mực,… Những kết quả nghiên cứu trên đều cho thấy khi bổ sung thêm protease vào hỗn hợp thịt cá thì quá trình thủy phân nhanh hơn Vì vậy có thể nói việc nghiên cứu sử dụng protease nói chung và protease từ vi sinh vật nói riêng trong chế biến Thủy sản đã đạt được... ngàn tấn sinh khối Artemia từ các ruộng muối ở vịnh Bohai và sử dụng làm thức ăn cho tôm thẻ trong các trại giống tại vịnh Bohai và trên toàn Trung Quốc Ngoài ra Artemia cũng được sử dụng làm thức ăn nuôi cá cảnh Hiện nay, hơn 95% sinh khối Artemia được dùng làm thức ăn nuôi cá cảnh dưới dạng đông lạnh Thái Lan và Singapore là hai nước sử dụng nhiều nhất sinh khối Artemia cho nghề nuôi cá cảnh Từ đầu... nghiệm Công nghệ Sinh học - Viện Nghiên cứu Công nghệ Sinh học và Môi trường Trường Đại học Nha Trang dùng làm nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu Từ các trang sau của luận văn để cho tiện sử dụng tên Artemia salina được chúng tôi gọi tắt là Artemia Hình 2.1 Hình ảnh về sinh khối Artemia salina * Enzyme protease: Luận văn sử dụng các chế phẩm protease thương mại của hãng Novo - Đan Mạch bao gồm Neutrase, . biết sử dụng cho mục đích gì. Do vậy việc Nghiên cứu chế biến bột đạm từ sinh khối Artemia bằng phương pháp sử dụng enzyme protease là cần thiết với mục đích chế biến 2 sinh khối Artemia. XUẤT BỘT ĐẠM THỦY PHÂN TỪ SINH KHỐI ARTEMIA VÀ SẢN XUẤT THỬ SẢN PHẨM 61 3.4.1. Quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ sinh khối Artemia 61 3.4.2. Sản xuất thử sản phẩm bột đạm thủy phân từ sinh. của sinh khối Artemia. 3) Xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân sinh khối Artemia để sản xuất bột đạm thủy phân. 4) Đề xuất quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ sinh khối