Nghiên cứu khả năng chống oxy hóa của dịch protein artemia thủy phân bằng enzyme nội tại và enzyme bổ sung

i LỜI CÁM ƠN Qua thời gian thực hiện đề tài em đã được sự giúp đỡ tận tình của thầy cô, bạn bè và gia đình. Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến mọi người. Em xin gửi lời cám ơn thầy Huỳnh Nguyễn Duy Bảo và cô Nguyễn Hồng Ngân đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt trong thời gian thực hiện đề tài. Đồng thời gửi lời cám ơn đến các thầy cô trong khoa Chế Biến đã truyền đạt cho em những kiến thức để em có đủ hành trang hoàn thành đề tài này.Em cũng xin gửi lời cám ơn đến các thầy cô phòng thí nghiệm Công nghệ Chế biến Thủy sản, phòng thí nghiệm Hóa sinh- Vi sinh, phòng thí nghiệm Công nghệ Sinh học đã tạo điều kiện tốt cho em trong suốt quá trình thực tập. Cuối cùng em xin gửi lời cám ơn đến gia đình và bạn bè đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đề tài. Sinh viên Đỗ Thị Kim Sa ii MỤC LỤC Trang Lời cám ơn i Mục lục ii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vii Lời mở đầu 1 Chương I. Tổng quan 3 1.1. Protein thủy phân 3 1.1.1. Giới thiệu 3 1.1.2. Thành phần hóa học 4 1.1.3. Đặc điểm, tính chất 5 1.1.4. Phương pháp sản xuất protein thủy phân 5 1.1.5. Giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học Artemia 6 1.2. Artemia 7 1.2.1. Giới thiệu 7 1.2.2. Tình hình nuôi Artemia ở Việt Nam 9 1.2.3. Thành phần hóa học và sử dụng Artemia ở Việt Nam 10 1.3. Gốc tự do và khả năng chống oxy hóa 11 1.3.1. Gốc tự do và oxy hóa 11 1.3.2. Chất chống oxy hóa 13 Chương II. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 15 2.1. Nguyên vật liệu 15 2.1.1. Artemia 15 2.1.2. Enzyme 17 iii 2.1.3. Hóa chất 17 2.2. Phương pháp nghiên cứu 18 2.2.1. Bố trí thí nghiệm 18 + Thí nghiệm 1: Xác định hoạt tính chống oxy hóa của dịch thủy phân A. franciscana bằng enzyme nội tại 18 + Thí nghiệm 2: Lựa chọn loại enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân protein Artemia 20 + Thí nghiệm 3: Xác định tỷ lệ enzyme protease bổ sung so với nguyên liệu 22 + Thí nghiệm 4: Xác định thời gian thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 24 + Thí nghiệm 5: Xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 26 2.2.2. Phương pháp phân tích 28 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu 28 Chương III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận 29 3.1. Thành phần hóa học của nguyên liệu A. franiciscana 29 3.2. Hoạt tính chống oxy hóa của dịch thủy phân protein A. franciscana bằng enzyme nội tại 30 3.3. Ảnh hưởng của các loại enyme protease đến khả năng chống oxy hóa của dịch thủy phân protein của A. franciacana 33 3.4. Tỷ lệ enzyme protease bổ sung so với nguyên liệu thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 34 3.5. Thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 36 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng chống oxy hóa của dịch thủy phân protein A. francicana 38 iv Chương IV.Kết luận và đề xuất 40 4.1. Kết luận 40 4.2. Đề xuất ý kiến 40 Tài liệu tham khảo 41 Phụ lục v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ĐC: Đối chứng. DPPH: 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl. 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 ( Mono Unsaturated Fatty Acids). PUFA: Các acid béo chưa bõa hòa có nhiều nối đôi (Poly Unsaturated Fatty Acids) có từ 2 nối đôi trở lên. SFA: Các acid béo bão hòa (Saturated Fatty Acids). TFA: tổng số acid béo (Total Fatty Acids). vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Nhiệt độ và pH tối thích của các chế phẩm protease thương mại 17 Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của A. franciscana nguyên liệu (% so với nguyên liệu ướt) 29 Bảng 3.2. Thành phần acid amin của mẫu A. franciscana nguyên liệu 29 Bảng 3.3. Thành phần acid béo của A. franciscana nguyên liệu 30 vii DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Phản ứng thủy phân protein 3 Hình 1.2. Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme 3 Hình 1.3. Sơ đồ vòng đời của Artemia 8 Hình 2.1. Hình ảnh Artemia franciscana 15 Hình 2.2. Quy trình thu và xử lý mẫu 16 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein A. franciscana bằng enzyme nội tại theo thời gian 19 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn loại enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 21 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn tỷ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 23 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 25 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân protein A. franciscana 27 Hình 3.1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch thủy phân protein A. franciscana bằng enzyme nội tại 31 Hình 3.2. Tổng năng lực khử của dịch thủy phân protein A. franciscana bằng enzyme nội tại 31 Hình 3.3. Ảnh hưởng của các loại enzyme khác nhau đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch thủy phân protein A. franciscana 33 Hình 3.4. Tổng năng lực khử của dịch thủy phân protein A. franciscana bằng các loại enzyme protease bổ sung khác nhau 33 Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch thủy phân protein A. franciscana 35 viii Hình 3.6. Tổng năng lực khử của dịch thủy phân protein A. franciscana bằng enzyme protease bổ sung với tỷ lệ khác nhau 35 Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch thủy phân protein A. franciscana 37 Hình 3.8. Tổng năng lực khử của dịch thủy phân A. franciscana với enzyme bổ sung trong khoảng thời gian khác nhau 37 Hình 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch thủy phân protein A. franciscana 38 Hình 3.10. Tổng năng lực khử của dịch thủy phân protein A. franciscana trong các khoảng thời gian thủy phân khác nhau 39 1 LỜI MỞ ĐẦU Cơ thể con người và động vật thường xuyên đòi hỏi cung cấp chất dinh dưỡng có trong thức ăn để có thể tiến hành trao đổi chất duy trì sự sống, tăng cường sinh trưởng và phát triển. Protein là nguồn cung cấp nitơ cho cơ thể người và động vật. Protein là những đại phân tử được cấu tạo theo nguyên tắc đa phân mà các đơn phân là acid amin, chúng kết hợp với nhau thành một mạch dài nhờ các liên kết peptid. Phản ứng liên quan đến việc phá vỡ các nhóm amino acid thành các mạch, nhánh nhỏ hơn sử dụng nước được gọi là sự thủy phân protein. Sự thủy phân protein diễn ra rất chậm chạp khi ở điều kiện thường, nhưng khi có mặt của enzyme sẽ thúc đẩy phản ứng thủy phân, cắt mạch thành nhiều phân tử nhỏ hơn (amino acid là chính). Tùy theo mức độ và thời gian thủy phân mà thành phần trong dịch thủy phân sẽ có sự khác nhau. Dịch thủy phân protein có chứa các thành phần peptid, đây là nguồn cung cấp dinh dưỡng cho người. Thông thường các peptid là những tác nhân điều hòa hoạt tính của các phân tử khác. Sự điều hòa này thông qua mối tương tác của peptid với các phân tử chịu sự điều hòa. Như vậy có các peptid với hoạt tính hoocmon, các peptid khác với hoạt tính kháng khuẩn… một số peptid được cơ thể tổng hợp trực tiếp, một số là sản phẩm của quá trình thủy phân của các phân tử protein. Vì vậy peptid của quá trình thủy phân có hoạt tính sinh học cao cụ thể hơn là dịch thủy phân protein có hoạt tính chống oxy hóa cao. Artemia là tên của một loài giáp xác nhỏ sống ở những vùng nước mặn có biên độ mặn rộng từ vài phần nghìn đến 250‰. Trong tự nhiên người ta thường gặp Artemia sống ở các hồ nước mặn. Từ những năm 30 của thế kỷ trước, người ta biết đến Artemia là do phát hiện thấy Artemia chính là loại động vật giàu protein nên rất thích hợp cho việc dùng làm thức ăn để ươm nuôi các loài động vật thủy sản như tôm, cá, động vật thân mềm… 2 Hiện nay việc nghiên cứu chế biến Artemia còn rất hạn chế, dạng chủ yếu sử dụng Artemia là làm thức ăn cho ấu trùng cá, tôm, cua, vì trong thành phần của Artemia có chứa hàm lượng protein, các acid béo cao. Thực trạng khai thác sử dụng protein từ Artemia còn hạn chế nên cần được mở rộng nghiên cứu theo hướng khác, đặc biệt là hướng nghiên cứu ứng dụng dịch thủy phân protein từ Artemia nhằm khai thác có hiệu quả nguồn protein giá trị này. Được sự phân công của Ban chủ nhiệm Khoa Chế biến em đã thực hiện đề tài ” Nghiên cứu khả năng chống Oxy hóa của dịch protein Artemia thủy phân bằng enzyme nội tại và enzyme bổ sung ” để hiểu rõ hơn về hoạt tính chống oxy hóa của dịch protein thủy phân và có hướng sử dụng hiệu quả hơn protein có trong nguyên liệu Artemia. Đề tài thành công sẽ góp phần làm cơ sở cho việc sử dụng dịch thủy phân protein từ Artemia phục vụ cho lợi ích chống oxy hóa thường gặp ở người, nâng cao khả năng sử dụng Artemia trong đời sống con người. [...]... protein th y phân chính là quá trình th y phân protein t o ra các peptid và acid amin dư i tác ng c a h enzyme n i t i và enzyme b sung M t vài peptid t phành ph n protein th y phân ã ư c tìm th y có kh năng ch a ch t oxy hóa, và ho t ng sinh h c 1.1.4 Phương pháp s n xu t protein th y phân s n xu t protein th y phân ngư i ta thư ng s d ng h enzyme có s n trong nguyên li u ho c b sung enzyme th y phân. .. ch n ư c lo i enzyme thích h p cho quá trình th y phân protein Artemia sung thích h p thí nghi m 2, thí nghi m này nh m ch n ra t l enzyme b th y phân protein Artemia t o ra d ch th y phân có ho t tính ch ng oxy hóa cao Thí nghi m ư c b trí như sơ hình 2.5 23 Artemia Xay nh B sung enzyme Protamex 0,075AU/g 0,15AU/g 0,225AU/g Th y phân 0,3AU/g 0,375AU/g 50oC, 4 gi D ch th y phân B t ho t enzyme L c Xác... ch ng oxy hóa + Thí nghi m 2: L a ch n lo i enzyme thích h p cho quá trình th y phân protein Artemia Các enzyme khác nhau có c tính khác nhau nên cho s n ph m th y phân có ho t tính cũng khác nhau M c ích c a thí nghi m này là l a ch n lo i enzyme phù h p cho quá trình th y phân protein Artemia thu ư c d ch th y phân có kh năng ch ng oxy hóa cao B trí thí nghi m ư c trình bày như sơ hình 2.4 21 Artemia. .. nghi m 1: Xác nh ho t tính ch ng oxy hóa c a d ch th y phân A franciscana b ng enzyme n i t i Thí nghi m này nh m ánh giá kh năng ch ng oxy hóa c a protein Artemia th y phân b ng chính enzyme n i t i c a chúng Sơ ư c trình bày như sơ hình 2.3 thí nghi m 19 Artemia Xay nh Th y phân 0 gi 2 gi 50oC 4 gi 6 gi 8 gi D ch th y phân L c B t ho t enzyme Xác nh ho t tính ch ng oxy hóa K t qu Th o lu n, k t lu n... ng n ng ch ng oxy hóa Có nghiên c u cho th y s thay th c a L- His b ng D- His trong m t peptid ch ng oxy hóa làm gi m m t ã k t lu n v trí ho t ng H t c a nhóm imido như chìa khóa nh hư ng ho t ng 7 ch ng oxy hóa Ngoài ra ho t h c có th ng ch ng oxy hóa và m t ho t nh hư ng b i i u ki n ph thu c b sung vào, như m t ng sinh th y phân, lo i enzyme protease, c u trúc peptid… kh i lư ng phân t cũng có... ng oxy hóa + Thí nghi m 5: Xác nh nhi t th y phân thích h p cho quá trình th y phân protein A franciscana M i lo i enzyme ho t tăng hay gi m nhi t ng t t th y phân m t dãy nhi t u có nh hư ng nh t nt c nh Vì v y, th y phân và t o ra s n ph m th y phân khác nhau M c ích c a thí nghi m này là ch n giá tr nhi t mà t i ó quá trình th y phân protein Artemia s cho d ch th y phân có ho t tính ch ng oxy hóa. .. 27 Artemia Xay nh B sung enzyme Protamex 0,225AU/g, th y phân 4 gi 40oC 45oC 50oC 55oC D ch th y phân B t ho t enzyme L c Xác nh ho t tính ch ng oxy hóa K t qu Th o lu n, k t lu n Hình 2.7 Sơ b trí thí nghi m ch n nhi t thích h p cho quá trình th y phân protein A franciscana 28 M u Artemia sau khi xay nh cho vào l th y tinh nh (25g/m u) B sung enzyme v i t l ư c ã ch n thí nghi m 3và th i gian th y phân. .. ph m th y phân khác nhau, vì v y th i gian th y phân có nh hư ng n ho t tính ch ng oxy hóa c a s n ph m th y phân Do ó, mu n thu ư c d ch th y phân có ho t tính ch ng oxy hóa cao thì c n ph i ch n th i gian th y phân thích h p B trí thí nghi m ư c trình bày như sơ hình 2.6 25 Artemia Xay nh B sung enzyme Protamex 0,225AU/g Th y phân 50oC 2 gi 6 gi 4 gi 8 gi 0 gi D ch th y phân B t ho t enzyme L c... nh B sung enzyme Protease 1,6% Neutrase 1,6% Th y phân Flavourzyme 1,6% 50oC, 4 gi D ch th y phân B t ho t enzyme L c Xác nh ho t tính ch ng oxy hóa K t qu Th o lu n, k t lu n Hình 2.4 Sơ b trí thí nghi m ch n lo i enzyme thích h p cho quá trình th y phân protein A franciscana 22 Chu n b 4 m u Artemia (m i m u 25g, m u ã rã ông nhi t phòng) cho vào 4 l th y tinh s ch, trong ó 1 l m u không b sung enzyme, ... enzyme, 1 l b sung enzyme Protamex, 1 l b sung Neutrase, 1 l b sung Flavourzyme T t c enzyme b sung v i t l 1,6% (kh i lư ng) so v i nguyên li u Các m u th y phân nhi t Sau khi th y phân xong b t ho t enzyme 50oC, th i gian th y phân 4 gi 90oC, r i pha loãng thành 100ml b ng nư c c t, l c L y d ch l c ư c ti n hành o ho t tính ch ng oxy hóa + Thí nghi m 3: Xác nh t l enzyme protease b sung so v i nguyên . Được sự phân công của Ban chủ nhiệm Khoa Chế biến em đã thực hiện đề tài ” Nghiên cứu khả năng chống Oxy hóa của dịch protein Artemia thủy phân bằng enzyme nội tại và enzyme bổ sung ” để. thủy phân protein A. franciscana 27 Hình 3.1. Khả năng khử gốc tự do DPPH của dịch thủy phân protein A. franciscana bằng enzyme nội tại 31 Hình 3.2. Tổng năng lực khử của dịch thủy phân protein. xuất protein thủy phân chính là quá trình thủy phân protein để tạo ra các peptid và acid amin dưới tác động của hệ enzyme nội tại và enzyme bổ sung. Một vài peptid từ phành phần protein thủy phân