Mục tiêu của đề tài Tìm ra hệ enzyme protease và chế độ thủy phân phù hợp làm cơ sở để nghiên cứu tìm ra qui trình công nghệ thu dịch đạm hòa tan giàu acid amine từ protein cá nục gai v
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Trang 3LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Nếu có gì không đúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm
Tác giả luận văn
Đỗ Thị Thanh Thủy
Trang 4LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và nghiên cứu để thực hiện luận văn, tôi đã nhận được
sự quan tâm tận tình của quý thầy cô hướng dẫn khoa học, các tập thể, các cá nhân trong và ngoài trường, đã góp phần vào sự hoàn thành luận văn này
Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu, Khoa Sau đại học, Khoa Công nghệ Thực phẩm và cán bộ viên chức Trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện cho tôi thuận lợi trong quá trình học tập, nghiên cứu và bảo vệ luận văn
Xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tuấn, người hướng dẫn khoa học, người thầy đã hết lòng chỉ bảo và hướng dẫn tận tình, thường xuyên theo dõi quá trình thực hiện đề tài
Xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Minh Trí, TS Nguyễn Thị Mỹ Hương, ThS Đặng Thị Thu Hương, các thầy cô Bộ môn Đảm bảo chất lượng và An toàn Thực phẩm, tập thể cán bộ nghiên cứu tại Viện Công nghệ Sinh học - Môi trường, phòng thí nghiệm Công nghệ Thực phẩm, Hóa - Vi sinh vì những ý kiến đóng góp, gánh vác công việc và sự giúp đỡ trong quá trình thực nghiệm
Xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Anh Tuấn, người hướng dẫn khoa học, người thầy đã hết lòng chỉ bảo và hướng dẫn tận tình, thường xuyên theo dõi quá trình thực hiện đề tài
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè đã quan tâm, chia
sẻ khó khăn và động viên để tôi hoàn thành công việc
Trang 5MỤC LỤC
Trang
LỜI CAM ĐOAN i
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC iii
DANH MỤC BẢNG vi
DANH MỤC HÌNH vii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT x
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ NỤC VÀ TÌNH HÌNH KHAI THÁC CÁ NỤC 3
1.1.1 Phân loại cá nục 3
1.1.2 Đặc điểm hình thái cá nục gai 4
1.1.3 Tình hình khai thác cá nục 4
1.1.4 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá nục 6
1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE 6
1.2.1 Khái niệm enzyme protease 6
1.2.2 Phân loại enzyme protease 7
1.2.3 Cơ chế tác dụng của enzyme protease 8
1.2.4 Nguồn gốc thu nhận enzyme protease 8
1.3 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN 10
1.3.1 Quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease 10
1.3.2 Các phương pháp thủy phân protein 11
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease 12
1.3.4 Sản phẩm thủy phân 14
1.3.5 Ứng dụng của dịch đạm thủy phân, bột đạm thủy phân 15
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 16
1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 16
1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 19
Trang 6CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21
2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT THIẾT BỊ 21
2.1.1 Cá nục gai 21
2.1.2 Enzyme protease thương mại 21
2.1.3 Hóa chất, thiết bị 21
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu chung 23
2.2.2 Phương pháp phân tích 23
2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 23
2.3 BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 24
2.3.1 Thu nhận và xử lý mẫu 24
2.3.2 Xác định thành phần khối lượng và thành phần hóa học cơ bản của cá nục gai 25
2.3.3 Bố trí thí nghiệm tổng quát 27
2.3.4 Nghiên cứu thăm dò tìm tác nhân thủy phân phù hợp 29
2.3.5 Nghiên cứu chế độ thủy phân tối ưu thu hồi dịch đạm hòa tan giàu acid amine từ protein cá nục gai 44
CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 48
3.1 KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN KHỐI LƯỢNG VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CƠ BẢN CỦA CÁ NỤC GAI 48
3.2 KẾT QUẢ THĂM DÒ TÌM TÁC NHÂN THỦY PHÂN PHÙ HỢP 48
3.2.1 Kết quả thăm dò chế độ thủy phân thích hợp bằng Alcalase 48
3.2.2 Kết quả thăm dò chế độ thủy phân thích hợp bằng Protamex 53
3.2.3 Kết quả thăm dò chế độ thủy phân thích hợp bằng Flavourzyme 58
3.2.4 Kết quả thăm dò chế độ thủy phân thích hợp bằng hỗn hợp Alcalase và Favourzyme 62
3.2.5 Kết quả thăm dò chế độ thủy phân thích hợp bằng hỗn hợp Protamex và Favourzyme 68
3.2.6 Kết quả so sánh chế độ thủy phân khi sử dụng các loại enzyme đơn lẻ và hỗn hợp khác nhau 74
3.3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN TỐI ƯU THU HỒI DỊCH ĐẠM HÒA TAN GIÀU ACID AMINE TỪ PROTEIN CÁ NỤC GAI 77
Trang 73.3.1 Kết quả xác định mô hình hồi qui 77
3.3.2 Tìm thông số tối ƣu của quá trình thủy phân 79
3.4 ĐỀ XUẤT CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN THỬ NGHIỆM TRÊN CÁ NỤC GAI XÁC ĐỊNH HIỆU QUẢ CỦA CHẾ ĐỘ THỦY PHÂN TÌM ĐƢỢC 80
3.4.1 Đề xuất chế độ thủy phân thử nghiệm trên cá nục gai 80
3.4.2 Xác định hiệu quả của chế độ thủy phân tìm đƣợc 82
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 84
Kết luận 84
Đề xuất ý kiến 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85
Trang 8DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Sản lƣợng cá nục gai đánh bắt trên thế giới năm 1997-2007 4
Bảng 1.2 Thành phần hóa học và dinh dƣỡng của cá nục 6
Bảng 2.1 Qui hoạch thực nghiệm 3 yếu tố theo mô hình Box-Behnken 44
Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm với biến ảo của công đoạn thủy phân protein cá nục gai bằng hỗn hợp (E2 + E3) 46
Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm với biến thật của công đoạn thủy phân protein cá nục gai bằng hỗn hợp (E2 + E3) 47
Bảng 3.1 Thành phần khối lƣợng của cá nục gai 48
Bảng 3.2 Thành phần hóa học cơ bản của cá nục gai 48
Bảng 3.3 Đánh giá cảm quan của dịch đạm thủy phân thu nhận từ cá nục gai 75
Bảng 3.4 Tiên đoán một số thí nghiệm tối ƣu cho quá trình thủy phân 79
Bảng 3.5 Kết quả tối ƣu theo tiên đoán và thực nghiệm 79
Bảng 3.6 Đánh giá chất lƣợng dịch đạm thủy phân protein cá nục gai 82
Bảng 3.7 Thành phần acid amine của dịch đạm thủy phân protein cá nục gai 83
Trang 9DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cá nục thuôn 3
Hình 1.2 Cá nục đỏ 3
Hình 1.3 Cá nục sồ 3
Hình 1.4 Cá nục heo 3
Hình 1.5 Cá nục gai 3
Hình 1.6 Biểu đồ sản lượng cá nục gai đánh bắt trên thế giới năm 1950 ÷ 2010 5
Hình 1.7 Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme protease 8
Hình 2.1 Cá nục gai 21
Hình 3.1-I Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH, HSTHcủa dịch đạm thủy phân bằng E1 49
Hình 3.1-II Ảnh hưởng của nhiệt độ đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E1 49
Hình 3.2-I Ảnh hưởng của E/S đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E1 50
Hình 3.2-II Ảnh hưởng của E/S đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E1 51
Hình 3.3-I Ảnh hưởng của thời gian đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E1 52
Hình 3.3-II Ảnh hưởng của thời gian đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E1 52
Hình 3.4-I Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E2 54
Hình 3.4-II Ảnh hưởng của nhiệt độ đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E2 54
Hình 3.5-I Ảnh hưởng của E/S đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E2 55
Hình 3.5-II Ảnh hưởng của E/S đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E2 56
Hình 3.6-I Ảnh hưởng của thời gian đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E2 57
Hình 3.6-II Ảnh hưởng của thời gian đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E2 57
Hình 3.7-I Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E358 Hình 3.7-II Ảnh hưởng của nhiệt độ đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E3 59
Hình 3.8-I Ảnh hưởng của E/S đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E3 60
Hình 3.8-II Ảnh hưởng của E/S đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân bằng E3 60
Hình 3.9-I Ảnh hưởng của thời gian đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng E3 61
Trang 10Hình 3.9-II Ảnh hưởng của thời gian đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân
bằng E3 61 Hình 3.10-I Ảnh hưởng của tỷ lệ E1 và E3 đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân 62 Hình 3.10-II Ảnh hưởng của tỷ lệ E1 và E3 đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy
phân 63 Hình 3.11-I Ảnh hưởng của (E1 + E3)/S đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân 64 Hình 3.11-II Ảnh hưởng của (E1 +E3)/S đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân 64 Hình 3.12-I Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng
hỗn hợp (E1 + E3) 65 Hình 3.12-II Ảnh hưởng của nhiệt độ đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân
bằng hỗn hợp (E1 + E3) 65 Hình 3.13-I Ảnh hưởng của thời gian đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng
hỗn hợp (E1 + E3) 66 Hình 3.13-II Ảnh hưởng của thời gian đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân
bằng hỗn hợp (E1 + E3) 67 Hình 3.14-I Ảnh hưởng của tỷ lệ E2 và E3 đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân 68 Hình 3.14-II Ảnh hưởng của tỷ lệ E2 và E3 đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy
phân 68 Hình 3.15-I Ảnh hưởng của (E2 + E3)/S đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân 69 Hình 3.15-II Ảnh hưởng của (E2 + E3)/S đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân 70 Hình 3.16-I Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng
hỗn hợp (E2 + E3) 71 Hình 3.16-II Ảnh hưởng của nhiệt độ đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân
bằng hỗn hợp (E2 + E3) 71 Hình 3.17-I Ảnh hưởng của thời gian đến DH, HSTH của dịch đạm thủy phân bằng
hỗn hợp (E2 + E3) 72 Hình 3.17-II Ảnh hưởng của thời gian đến Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân
bằng hỗn hợp (E2 + E3) 73 Hình 3.18-I DH, HSTH của dịch đạm thủy phân khi sử dụng các loại enzyme đơn lẻ
và hỗn hợp khác nhau 74 Hình 3.18-II Naa/NTS, TVB-N của dịch đạm thủy phân khi sử dụng các loại enzyme
đơn lẻ và hỗn hợp khác nhau 74
Trang 11Hình 3.19 Đồ thị đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và (E2 + E3)/S
đến Naa/NTS của dịch đạm thủy phân 78 Hình 3.20 Đồ thị 3D biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và (E2 + E3)/S đến Naa/NTS của
dịch đạm thủy phân 78 Hình 3.21 Đồ thị đường đồng mức biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến
Naa/NTS của dịch đạm thủy phân 78 Hình 3.22 Đồ thị 3D biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến Naa/NTS của
dịch đạm thủy phân 78 Hình 3.23 Chế phẩm dịch đạm hòa tan giàu acid amine sản xuất theo qui trình đề xuất 82
Trang 12
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DH Degree of Hydrolysis (Độ thủy phân)
EAA Essential amino acids (Acid amine không thay thế)
E/S Tỷ lệ enzyme so với cơ chất
E1 Alcalase
E2 Protamex
E3 Flavourzyme
(E1 + E3)/S Tỷ lệ hỗn hợp Alcalase và Flavourzyme so với cơ chất
(E2 + E3)/S Tỷ lệ hỗn hợp Protamex và Flavourzyme so với cơ chất
Naa Nitơ acid amine
HSTH Hiệu suất thu hồi nitơ
Naa Nitơ acid amine
Naa/NTS Tỷ lệ nitơ acid amine so với nitơ tổng số
TAA Total amino acids (Tổng acid amine)
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TEAA Total essential amino acids (Tổng acid amine không thay thế)
tg Thời gian thủy phân
to Nhiệt độ thủy phân
Trang 13DANH MỤC SƠ ĐỒ
2.1 Sơ đồ thu nhận và xử lý mẫu 24
Sơ đồ 2.2 Xác định thành phần khối lượng và thành phần hóa học cơ bản của
cá nục gai 25
Sơ đồ 2.3 Bố trí thí nghiệm tổng quát 27
Sơ đồ 2.4 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả thủy phân
Sơ đồ 2.7 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ E1 và E3, E2 và E3 đến hiệu
quả thủy phân 35
Sơ đồ 2.8 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ
chất đến hiệu quả thủy phân 37
Sơ đồ 2.9 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu quả thủy phân
bằng hỗn hợp (E1 + E3), (E2 + E3) 39
Sơ đồ 2.10 Bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian đến hiệu quả thủy phân bằng hỗn hợp (E1 + E3), (E2 + E3) 41
Sơ đồ 2.11 Bố trí thí nghiệm so sánh chế độ thủy phân khi sử dụng các loại
enzyme đơn lẻ và hỗn hợp khác nhau 43
Trang 14ĐẶT VẤN ĐỀ
1 Tính cấp thiết của đề tài
Acid amine là đơn vị cấu trúc cơ bản của protein và là một dưỡng chất không thể thiếu của sự sống Acid amine có nhiều ứng dụng trong công nghiệp Khoảng 65% các acid amine được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm; 31% trong chăn nuôi; 4% trong y tế, mỹ phẩm và là nguyên liệu trong công nghiệp hóa học Trong công nghiệp thực phẩm, acid amine được sử dụng riêng hoặc kết hợp để tăng vị, chất chống oxy hóa trong một số loại thực phẩm Bổ sung các acid amine không thay thế vào thực phẩm là rất có ý nghĩa về mặt dinh dưỡng Nhiều acid amine được ứng dụng trong y học, đặc biệt là chế thuốc để điều trị sau phẫu thuật Trong công nghiệp hóa học, acid amine được sử dụng như nguyên liệu sản xuất polymer, sợi polyalamine… [17]
Có nhiều nguồn cũng như phương pháp sản xuất ra acid amine, nhưng phương pháp thủy phân protein từ cá tạp thì chưa được các nhà khoa học đặc biệt quan tâm tới Trong các loài cá kém giá trị kinh tế, cá nục gai là loài có sản lượng rất lớn Hiện nay,
cá nục gai chỉ được sử dụng ăn tươi, làm khô, nước mắm, thức ăn thô trong chăn nuôi, một ít xuất khẩu dưới dạng đông lạnh để làm mồi câu, nhưng đem lại hiệu quả kinh tế chưa cao Trước tình hình đó, vấn đề sử dụng tiết kiệm và hiệu quả nguồn tài nguyên thiên nhiên là yêu cầu bức thiết để phát triển kinh tế bền vững, cần thiết phải tận dụng thu hồi các thành phần tốt của các loại nguyên liệu nhỏ, sản lượng lớn, giá thành rẻ…
để tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng trong và ngoài nước, đem lại lợi nhuận cao cho các công ty Chế biến Thủy sản cũng như đẩy mạnh sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam
Xuất phát từ những lý do trên đề tài: “Nghiên cứu chế độ thủy phân thu dịch
đạm hòa tan giàu acid amine từ protein cá nục gai” là cần thiết, có ý nghĩa khoa học
và thực tiễn
2 Mục tiêu của đề tài
Tìm ra hệ enzyme protease và chế độ thủy phân phù hợp làm cơ sở để nghiên cứu tìm ra qui trình công nghệ thu dịch đạm hòa tan giàu acid amine từ protein cá nục gai với hiệu suất cao
3 Nội dung nghiên cứu
3.1 Xác định thành phần hóa học cơ bản của đối tượng nghiên cứu
Trang 153.2 Nghiên cứu thăm dò tìm tác nhân thủy phân phù hợp
3.3 Nghiên cứu chế độ thủy phân tối ưu thu dịch đạm có hàm lượng acid amine cao 3.4 Đề xuất chế độ thủy phân thử nghiệm trên cá nục gai Xác định hiệu quả của chế
độ thủy phân tìm được
4 Điểm mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
4.1 Điểm mới của đề tài
Đây là nghiên cứu đầu tiên về sự thủy phân protein của cá nục gai bằng enzyme với mục đích thu hồi dịch đạm thủy phân có đặc tính hòa tan cao với thành phần chủ lực là acid amine và các peptide, hạn chế đến mức thấp nhất sự có mặt của các sản phẩm peptone, peptide và các đoạn mạch polypeptide ngắn Khác với các nghiên cứu trước đây ở chỗ các nghiên cứu trước chỉ quan tâm tới sản phẩm là dịch đạm thủy phân chung, bao gồm cả acid amine, peptide, peptone và các đoạn mạch polypeptide ngắn
4.3 Ý nghĩa thực tiễn
Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng cá nục gai, từ đó tạo ra được sản phẩm giàu acid amine rất cần thiết trong sản xuất và cuộc sống hàng ngày
Trang 16Hình 1.1 Cá nục thuôn
Hình 1.2 Cá nục đỏ
Hình 1.3 Cá nục sồ
Hình 1.4 Cá nục heo
Hình 1.5 Cá nục gai
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁ NỤC VÀ TÌNH HÌNH KHAI THÁC CÁ NỤC
1.1.1 Phân loại cá nục
Cá nục được phân ra làm nhiều loại, mỗi loại cá nục mang đặc điểm, giá trị
kinh tế, giá trị sử dụng khác nhau [40],
[93]
+ Cá nục thuôn
Tên thường gọi tiếng Việt là cá
nục thuôn, tên khoa học là Decapterus
Tên thường gọi bằng tiếng Việt
là cá nục heo cờ, tên khoa học là
1758)
+ Cá nục gai
Tên thường gọi bằng tiếng Việt
là cá nục gai, tên khoa học là
Decapterus russelli (Rüppell, 1830)
Trong tất cả các loại cá nục như cá nục thuôn, cá nục đỏ, cá nục sồ, cá nục heo,
cá nục gai thì ở Việt Nam cá nục thuôn và cá nục gai chiếm sản lượng nhiều nhất [16],
[33] Tuy nhiên, cá nục thuôn có mình tròn đẹp, nước da xanh, thịt ít có xương dăm
Trang 17nên trên thực tế cá nục thuôn có giá trị cảm quan và giá trị kinh tế cao hơn cá nục gai
Vì vậy, cá nục gai là đối tượng thích hợp cho nghiên cứu của đề tài
1.1.2 Đặc điểm hình thái cá nục gai
Cá nục gai có cơ thể thuôn dài Bề dày thân, chiều dài đầu lần lượt chiếm 18,8 ÷ 22,7% và 26,7 ÷ 28,5% so với chiều dài cá Môi cá chiếm 34,1 ÷ 38,3% so với chiều dài đầu, bên trong môi là hai hàm có răng nhỏ đều đặn Chiều dài môi lớn hơn đường kính mắt Các vây có chứa nhiều tia, cụ thể là vây bụng (5 tia), vây lưng thứ nhất (8 tia), vây lưng thứ hai (28 ÷ 33 tia), vây hậu môn (25 ÷ 29 tia) Vây ngực và vây hậu môn gồm có các tia nhỏ cách xa nhau Vây ngực dài bằng 76,5 ÷ 97,0% chiều dài của đầu cá Màu sắc trên cơ thể cá nục gai khác nhau, xanh lục phía trên, bạc phía dưới, vết đen nhỏ phía mép mang Vây đuôi trong suốt đến nâu đục, vây lưng thứ hai trong suốt, đục sáng về phía ngoài, các vây khác hầu như trong suốt, trừ vây bụng của các con cái trưởng thành màu hơi tối Cá nục gai có 10 ÷ 14 chiếc xương mang trên và 30
÷ 39 chiếc xương mang dưới [51]
1.1.3 Tình hình khai thác cá nục
a Tình hình khai thác và sử dụng cá nục gai trên thế giới
Trên thế giới, cá nục gai phân bố rộng khắp chủ yếu ở các vùng biển của Ấn Độ Dương, từ Đông Phi tới Indonesia và ở phía tây Thái Bình Dương, từ Nhật Bản đến
Úc Cá nục gai cũng đã được tìm thấy ở đông Địa Trung Hải (Golani 2006) Đây cũng
là một trong những loài cá nổi ven biển phổ biến nhất ở Đông Nam Á như: Campuchia, Malaysia, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam… Sản lượng cá nục gai trên thế giới được thống kê ở bảng 1.1 và hình 1.6 [94], [96]
Bảng 1.1 Sản lượng cá nục gai đánh bắt trên thế giới năm 1997-2007
Trang 18Hình 1.6 Biểu đồ sản lượng cá nục gai đánh bắt trên thế giới năm 1950 ÷ 2010
Các nước trên thế giới thường sử dụng cá nục gai ở dạng tươi, dạng sấy khô hoặc ướp muối, cũng được bán đông lạnh và đóng hộp…
b Tình hình khai thác và sử dụng cá nục ở Việt Nam
+ Ở nước ta, cá nục gai thường phân bố ở các vùng biển Trung Bộ, Đông và Tây Nam Bộ, thường bắt gặp cá nục gai với sản lượng lớn ở các tỉnh Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa…
Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Tổng Cục Thủy Lợi, tháng 5/2012, tại cảng cá Thuận An (Thừa Thiên - Huế) cá nục gai có giá 7.000 ÷ 10.000 đồng/kg Sản lượng khai thác cá nục gai từ đầu tháng 1 đến tháng 5/2012 trong toàn tỉnh đạt khoảng 10.000 tấn, tăng 20% so cùng kỳ năm 2011 [36] Còn ở nam miền Trung, ngư dân tại Khánh Hòa liên tục trúng đậm cá nục Mỗi ngày có gần hai chục chiếc thuyền khai thác cá nục cập cảng cá Vĩnh Lương Thành phố Nha Trang, Khánh Hòa Mỗi chuyến đi biển tàu đưa về 5 ÷ 7 tấn cá nục (cá nục gai và cá nục thuôn), có tàu khai thác được 10 tấn [16]
Cũng như ở Huế tháng 5/2012, tại cảng cá Ninh Chữ (Ninh Thuận), trong 4 ngày, trung bình mỗi ngày lượng cá nục thuôn và cá nục gai vào cảng khoảng 100 tấn Tại huyện Tuy An (Phú Yên), bình quân mỗi ghe, tàu đánh bắt sau một đêm gần 3 tấn
cá nục thuôn, cá nục gai [33]
Theo Phòng Nông nghiệp và phát triển Nông thôn, tháng 5/2012, sản lượng cá nục thuôn và cá nục gai từ đầu năm đến tháng 5/2012 ở huyện Tuy An lên hơn 4.950 tấn, đạt 48% so với kế hoạch năm và tăng 5% so với cùng kỳ năm 2011 [28], [98]
Trang 19Thống kê của Cục Khai thác và bảo vệ nguồn lợi thủy sản Việt Nam cho biết,
cá nục gai thường xuất hiện nhiều vào thời điểm đầu tháng 5 đến hết tháng 8 âm lịch Tháng 7/2012, ở Quảng Ngãi, đặc biệt là huyện đảo Lý Sơn, ngư dân đã trúng đậm cá nục gai Chỉ sau một đêm đánh bắt, mỗi tàu khai thác từ 5 ÷ 10 tấn cá, với giá bán từ 5.000 ÷ 6.000 đồng/kg
+ Ở nước ta hiện nay cá nục gai chỉ được sử dụng ăn tươi, làm khô, nước mắm, thức ăn thô trong chăn nuôi, một ít xuất khẩu dưới dạng đông lạnh để làm mồi câu, nhưng đem lại hiệu quả kinh tế chưa cao
1.1.4 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá nục
Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá nục phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: giống loài, kích thước, mùa vụ, vị trí địa lý khu vực khai thác, thời kỳ sinh sản… Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá nục được thể hiện ở bảng 1.2 [98]
Bảng 1.2 Thành phần hóa học và dinh dưỡng của cá nục Thành phần dinh dưỡng trong 100 g thực phẩm ăn được
Năng
lượng
Nước Protein Lipid Tro Ca P Fe Na K A B1 B2 PP
93 76,4 21,3 0,8 1,3 58 216 2,3 67 246 27 0,05 0,23 3,4
1.2 TỔNG QUAN VỀ ENZYME PROTEASE
1.2.1 Khái niệm enzyme protease
Enzyme nói chung và enzyme protease nói riêng là chất xúc tác sinh học mang bản chất là protein có tính đặc hiệu cao, phân tử lượng lớn từ 20.000 ÷ 1.000.000 Da Enzyme protease có khả năng tương tác lên các liên kết peptide (- CO - NH2 -) trong phân tử protein và cơ chất tương tự, làm cho các liên kết này bị suy yếu và dễ dàng bị đứt ra khi có yếu tố nước tham gia [35]
Hiệu suất xúc tác của enzyme protease cũng như các loại enzyme khác gấp hàng trăm, hàng nghìn hoặc hàng triệu lần so với các chất xúc tác vô cơ khác Quan trọng hơn, enzyme protease có khả năng xúc tác cho phản ứng hóa học xảy ra trong điều kiện nhẹ nhàng, nhiệt độ và áp suất bình thường, pH môi trường gần pH sinh lý [12], [35]
Trang 20Trong khi các chất xúc tác vô cơ không có khả năng xúc tác đặc hiệu cho các phản ứng hóa học thì không những enzyme protease mà tất cả các loại enzyme đều có khả năng xúc tác đặc hiệu cao đối với kiểu phản ứng cũng như cơ chất mà nó tác dụng, sản phẩm tạo ra thuần khiết, ít tạp chất [14]
1.2.2 Phân loại enzyme protease
Việc phân loại enzyme protease có thể căn cứ vào các tiêu chí như sau [12] + Cơ chế phản ứng của enzyme protease tham gia
+ pH tối thích cho hoạt động của enzyme gồm protease acid, protease kiềm hay protease trung tính
+ Những vị trí khu trú của enzyme như enzyme protease nội tạng, enzyme protease cơ thịt
Theo Barett và Donald (1956), protease được chia ra thành hai nhóm lớn là nhóm endopeptidase và nhóm exopeptidase
+ Nhóm 1: Endopeptidase là các enzyme protease phân cắt các liên kết peptide
nằm trong mạch polypeptide Dựa vào động học của cơ chế xúc tác endopeptidase được chia thành bốn phân nhóm:
- Phân nhóm 1: Proteinase - Serin là những protease mà trong trung tâm hoạt
động của nhóm enzyme này có nhóm (- OH) của acid amine Serin Phân nhóm này gồm các enzyme như Trypsin, Chymotrypsin
- Phân nhóm 2: Proteinase - Cystein là những protein mà trong trung tâm hoạt
động của nhóm enzyme này có nhóm thiol (- SH) của acid amine Cystein Phân nhóm này gồm các enzyme Cathepsin
- Phân nhóm 3: Proteinase - Aspartic là những protease mà trong trung tâm hoạt
động của nhóm enzyme này có nhóm carboxyl (- COOH) của acid amine Aspartic như Pepsin
- Phân nhóm 4: Proteinase - kim loại là những protease trong trung tâm hoạt
động của nhóm này có ion kim loại Nhóm enzyme này hoạt động trong môi trường trung tính
+ Nhóm 2: Exopeptidase là nhóm enzyme protease có khả năng thủy phân liên
kết peptide ngoài cùng của chuỗi polypeptide, hoặc đầu amine hoặc đầu carboxyl, tuần
tự tách từng acid amine ra khỏi chuỗi polypeptide
Trang 21- Aminopeptidase: Là những protease xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu
nitơ tự do của chuỗi polypeptide để giải phóng ra một acid amine, một dipeptide hoặc một tripeptide
- Carboxypeptidase: Là những protease xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu
cacbon của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một acid amine, một dipeptide hoặc một tripeptide
1.2.3 Cơ chế tác dụng của enzyme protease
Thông thường, enzyme nói chung và enzyme protease nói riêng tác dụng và chuyển hóa cơ chất trải qua ba giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Enzyme kết hợp với cơ chất bằng liên kết yếu tạo thành phức
hợp enzyme - cơ chất (ES) không bền, phản ứng xảy ra nhanh và đòi hỏi năng lượng thấp, các liên kết yếu tạo thành giữa enzyme và cơ chất trong phức hợp ES là tương tác tĩnh điện, liên kết hydrogen, tương tác Van der Waals
+ Giai đoạn 2: Là giai đoạn tạo phức chất hoạt hóa xảy ra sự biến đổi cơ chất,
dưới tác dụng của một số nhóm chức trong trung tâm hoạt động của enzyme làm cho
cơ chất từ không hoạt động trở thành hoạt động, một số liên kết trong cơ chất bị kéo căng ra và mật độ electron trong cơ chất bị thay đổi
+ Giai đoạn 3: Là giai đoạn tạo ra sản phẩm của phản ứng và giải phóng
enzyme Đây là giai đoạn cuối của phản ứng, từ cơ chất sẽ hình thành sản phẩm và enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do như ban đầu
Hình dưới đây minh họa cơ chế xúc tác của protease trong phản ứng thủy phân protein:
Hình 1.7 Phản ứng thủy phân protein xúc tác bởi enzyme protease
Trong đó: E, S, ES, P lần lượt là enzyme, cơ chất, phức hợp enzyme - cơ chất, sản phẩm
1.2.4 Nguồn gốc thu nhận enzyme protease
Enzyme là chất xúc tác sinh học, có nhiều trong cơ thể sống Việc điều chế chúng bằng phương pháp hóa học với số lượng lớn là việc làm rất khó khăn và tốn kém, nên enzyme thường thu nhận từ các nguồn sinh học Có ba nguồn nguyên liệu
E + S
E
P E
ES +
Trang 22sinh học cơ bản: Các mô và cơ quan động vật, mô và cơ quan thực vật, tế bào vi sinh vật (VSV)
+ Enzyme protease được tách ra từ các mô như tụy tạng, dạ dày, ruột và nội tạng của một số động vật thủy sản thường là Trypsin, Pepsin, Chymotrypsin, Cathepsin
- Pepsin: Enzyme do màng nhầy dạ dày tiết ra, phân tử lượng của Pepsin là
4200 Da, điểm đẳng điện ở pH = 3,7 Tùy vào mỗi loài thủy sản mà Pepsin của chúng
có pH và nhiệt độ thích hợp khác nhau, pH thích hợp từ 1,6 ÷ 3,8; nhiệt độ thích hợp
+ Ở thực vật, thông thường enzyme protease hay có mặt ở các cơ quan dự trữ như hạt, củ, quả Cơ quan dự trữ giàu chất gì thì nhiều enzyme chuyển hóa chất ấy Ví
dụ Papain thu được từ mẫu nhựa đu đủ xanh, Bromelain thu được từ các bộ phận (lá, thân, quả) cây dứa… [12]
+ Đối với VSV, đây là nguồn nguyên liệu vô tận để sản xuất enzyme protease
và cũng là nguồn nguyên liệu mà con người chủ động tạo ra được Đặc điểm của VSV
là chu kỳ sinh trưởng ngắn, tốc độ sinh sản cực kỳ nhanh chóng, khối lượng lại nhỏ, kích thước bé, nhưng tỷ lệ enzyme trong tế bào tương đối lớn Hệ enzyme VSV vô cùng phong phú, VSV có khả năng tổng hợp nhiều loại enzyme khác nhau, trong đó có những loại enzyme ở động, thực vật không tổng hợp được VSV rất nhạy cảm đối với
sự tác động của môi trường, thành phần dinh dưỡng nuôi chúng cũng như một số tác nhân lý hóa khác Do đó, có thể thay đổi những điều kiện nuôi cấy để chọn giống tạo những chủng đột biến cho hàm lượng enzyme lớn với hoạt tính xúc tác cao
Trang 23Đối với enzyme protease từ VSV, nguồn thu nhận chủ yếu là từ vi khuẩn, nấm
mốc và xạ khuẩn… gồm nhiều loài thuộc Aspergillus, Bacillus, Penicillium,
Clotridium, Streptomyces và một số loại nấm men [12]
Protease của động vật hay thực vật chỉ chứa một trong hai loại endopeptidase hoặc exopeptidase, riêng vi khuẩn có khả năng sinh ra cả hai loại trên, do đó protease của vi khuẩn có tính đặc hiệu cơ chất cao Chúng có khả năng phân hủy tới 80% các liên kết peptide trong phân tử protein Trong các chủng vi khuẩn có khả năng tổng hợp
mạnh protease là Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus và một số giống thuộc chi
Clostridium Trong đó, Bacillus subtilis có khả năng tổng hợp protease mạnh nhất
[12] Các vi khuẩn thường tổng hợp các protease hoạt động thích hợp ở vùng pH trung tính và kiềm yếu Các protease trung tính của vi khuẩn hoạt động ở khoảng pH hẹp (5
÷ 8) và có khả năng chịu nhiệt thấp Các protease trung tính tạo ra dịch đạm thủy phân protein thực phẩm ít đắng hơn so với protease động vật Nhiều loại nấm mốc có khả năng tổng hợp một lượng lớn protease được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm là
các chủng: Aspergillus oryzae, Aspergillus terricola, Aspergillus fumigatus,
Aspergillus saitoi, Penicillium chrysogenum… Các loại nấm mốc này có khả năng
tổng hợp cả ba loại protease acid, protease kiềm và protease trung tính
Về phương diện tổng hợp protease, xạ khuẩn được nghiên cứu ít hơn vi khuẩn
và nấm mốc Tuy nhiên, người ta cũng đã tìm được một số chủng có khả năng tổng
hợp protease cao như: Streptomyces grieus, Streptomyces fradiae, Streptomyces
trerimosus…
1.3 TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN
1.3.1 Quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease
Quá trình thủy phân là quá trình phân cắt một số liên kết nhị dương trong hợp chất hữu cơ thành các thành phần đơn giản dưới tác dụng của các chất xúc tác và có sự tham gia của các yếu tố nước trong phản ứng
Dưới sự xúc tác của enzyme protease quá trình thủy phân protein diễn ra như sau:
Như vậy, sản phẩm thủy phân protein gồm các polypeptide, peptone, peptide và acid amine Tùy thuộc vào từng loại enzyme protease khác nhau cũng như chế độ thủy phân khác nhau mà sản phẩm thủy phân thu được các thành phần có tỷ lệ cũng khác nhau
Protein Polypeptide Pepton
e
Peptide Acid amine
Trang 241.3.2 Các phương pháp thủy phân protein
Thủy phân protein có hai phương pháp là bằng con đường hóa học (tác nhân xúc tác là acid hay kiềm) và con đường sinh học (sử dụng enzyme protease là chất xúc tác phản ứng)
a Thủy phân protein bằng acid
Hóa chất được sử dụng trong quá trình thuỷ phân là acid HCl 6N dư thừa ở nhiệt độ 100 ÷ 120oC trong khoảng 24 giờ Sản phẩm thu được chủ yếu là các acid amine tự do [18]
+ Ưu điểm: Đơn giản, hiệu quả, cuối quá trình thủy phân dùng kiềm để trung
hòa acid dễ dàng
+ Nhược điểm: Một số acid amine như Serine và Threonine bị giảm nhiều,
Tryptophan bị phá hủy, Cysteine bị oxy hóa thành Cystine, không thân thiện với môi trường, ăn mòn thiết bị máy móc
b Thủy phân protein bằng kiềm
Hóa chất được sử dụng trong quá trình thuỷ phân là NaOH, bằng cách đun nóng trong nhiều giờ [18]
+ Ưu điểm: Tryptophan không bị phá hủy Vì vậy, phương pháp thuỷ phân bằng kiềm thường chỉ dùng để xác định Tryptophan
+ Nhược điểm: Sản phẩm thu được hầu hết là các acid amine nhưng đều bị
racemic hóa (thủy phân bằng kiềm làm cho L-acid amine chuyển thành D-acid amine,
ở dạng này cơ thể không thể hấp thụ được làm giảm giá trị sản phẩm), các acid amine
Cysteine, Serine, Arginine bị phá huỷ hoàn toàn
c Thủy phân protein bằng enzyme protease
Để thu nhận chế phẩm acid amine, ngày nay việc thủy phân protein bằng enzyme protease được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau Quá trình thủy phân bằng phương pháp này được thực hiện ở nhiệt độ thấp và cũng như chất xúc tác bất kỳ, enzyme được tìm thấy ở cuối quá trình thủy phân
+ Ưu điểm: Khi thủy phân protein bằng enzyme protease không có sản phẩm
phụ do enzyme có tính đặc hiệu cao, thủy phân trong điều kiện nhiệt độ thấp nên ít ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, tốn ít năng lượng Dùng enzyme protease thủy phân protein dễ dàng kiểm soát hơn so với thủy phân bằng hóa chất, không cần dùng hóa chất để loại bỏ các tác nhân thủy phân sau quá trình thủy phân
Trang 25+ Nhược điểm: Phản ứng thủy phân protein không triệt để khi dùng một enzyme
protease để thủy phân protein vì mỗi enzyme đặc hiệu tại các liên kết peptide khác nhau
Từ ưu, nhược điểm của các phương pháp thủy phân protein, để thủy phân protein cá nục gai thu hồi dịch đạm thủy phân giàu acid amine, đề tài sử dụng phương pháp thủy phân protein bằng enzyme Để khắc phục nhược điểm của phương pháp này, cần sử dụng kết hợp nhiều loại enzyme thuộc nhóm exopeptidase và endopeptidase với mục đích thu hồi dịch đạm thủy phân có có đặc tính hòa tan cao với thành phần chủ lực là acid amine và các peptide mạch ngắn, hạn chế đến mức thấp nhất sự có mặt của các sản phẩm peptone, peptide và các đoạn mạch polypeptide
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease
a Ảnh hưởng của nhiệt độ
Bản chất của enzyme là protein nên khi tăng hay giảm nhiệt độ thường ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme, enzyme chỉ thể hiện hoạt tính cao nhất ở một giới hạn nhiệt độ nhất định
Vùng nhiệt độ mà enzyme thể hiện hoạt tính cao nhất gọi là vùng nhiệt độ thích hợp của enzyme Thông thường, đối với đa số enzyme thì nhiệt độ thích hợp nằm trong khoảng 40÷ 50oC, nhiệt độ lớn hơn 70oC đa số enzyme bị mất hoạt tính [2]
Trong khoảng nhiệt độ thích hợp cho hoạt độ của enzyme, nếu nhiệt độ tăng lên
10oC thì tốc độ thủy phân tăng lên 1,5 ÷ 2 lần Nhiệt độ thích hợp đối với một enzyme
có thể thay đổi khi có sự thay đổi về pH và cơ chất [2]
b Ảnh hưởng của pH
Enzyme rất nhạy cảm đối với sự thay đổi pH môi trường thủy phân Mỗi enzyme nói chung và enzyme protease nói riêng chỉ hoạt động ở một vùng pH nhất định gọi là pH tối thích pH tối thích của đa số protease nằm trong vùng trung tính, acid yếu hoặc kiềm yếu, chỉ có rất ít protease có thể hoạt động trong vùng rất acid chẳng hạn Pepsin hay rất kiềm như Trypsin
Thịt cá có thể bị thủy phân bởi protease bổ sung thêm từ bên ngoài và bị thuỷ phân bởi các protease nội tại có sẵn trong nguyên liệu như: Cathepsin, Pepsin, Trypsin, Chymotrypsin… Vì thế, cần phải chọn xem protease nào đóng vai trò là enzyme chính xúc tác cho quá trình thủy phân để tạo môi trường có pH thích hợp cho các protease này Mặt khác, giá trị pH sử dụng lại phải ít ảnh hưởng đến các protease khác
Trang 26Với từng loại enzyme, giá trị pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, cơ chất… thay đổi
c Ảnh hưởng của thời gian
Thời gian thủy phân kéo dài hoặc rút ngắn đều ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình thủy phân protein do tác động của enzyme protease Thời gian thuỷ phân protein càng dài thì enzyme protease càng có điều kiện để thuỷ phân protein cá một cách triệt
để Nhưng nếu thời gian thủy phân quá dài sẽ dẫn tới VSV hoạt động làm sản sinh ra nhiều sản phẩm cấp thấp như: NH3, H2S, indol, scaptol… và hiệu quả kinh tế thấp, chỉ thích hợp cho sản xuất ở quy mô thí nghiệm, trong sản xuất qui mô công nghiệp khó
áp dụng Thời gian thủy phân rút ngắn, sự thuỷ phân protein chưa triệt để, hiệu suất thủy phân kém, gây lãng phí nguyên liệu
e Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc E - S
Khi thủy phân protein, diện tích tiếp xúc giữa protease và protein cá cũng ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ thủy phân Để tạo điều kiện cho protease hoạt động tốt, nguyên liệu thường được tác động bởi lực cơ học như: xay nhỏ, đập dập, cắt khúc Khi diện tích tiếp xúc giữa enzyme protease với protein càng lớn thì quá trình thủy phân càng dễ dàng và ngược lại
f Ảnh hưởng của độ tươi nguyên liệu
Độ tươi của nguyên liệu có vai trò quan trọng quyết định chất lượng dịch đạm
Cá ở giai đoạn thối rữa có sự phân hủy acid amin tạo thành những sản phẩm thứ cấp như: indol, scaptol, H2S, NH3… Vì thế, dịch đạm thủy phân có hàm lượng đạm acid
amine bị giảm, tăng hàm lượng đạm bazơ nitơ bay hơi
g Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung vào hỗn hợp thủy phân
Nước là môi trường thuận lợi cho quá trình thuỷ phân protein bằng protease, nhưng nước cũng làm tăng hoạt động của VSV Do vậy, trong quá trình thủy phân protein cá nếu nước được bổ sung với tỷ lệ quá thấp thì VSV sẽ hạn chế hoạt động, đồng thời enzyme protease cũng bị giảm hoạt tính, dẫn đến làm giảm hiệu suất của quá
Trang 27trình thủy phân Nhưng nếu nước được bổ sung với tỷ lệ quá cao thì nước là môi trường thuận lợi để cho VSV hoạt động và phát triển làm phân huỷ sản phẩm thủy phân thành các chất thứ cấp như: indol, scaptol, NH3, H2S… làm ảnh hưởng đến chất lượng dịch đạm thủy phân
h Ảnh hưởng của chất hoạt hóa
Chất hoạt hóa là chất khi có mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme Các chất hoạt hóa có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại hoặc các chất hữu cơ khác Tuy nhiên, các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng khi được sử dụng với tỷ lệ nhất định Khi dùng quá tỷ lệ cho phép, hoạt tính của enzyme sẽ giảm [35]
1.3.4 Sản phẩm thủy phân
a Dịch đạm thủy phân, bột đạm thủy phân
+ Dịch đạm thủy phân là một trong những sản phẩm của quá trình thủy phân Dịch đạm thủy phân có màu vàng nhạt, trong, có mùi đặc trưng Tùy theo mục đích thủy phân mà sản phẩm thu được có sự khác biệt đáng kể:
- Sản phẩm thủy phân triệt để: Dịch đạm thủy phân bao gồm thành phần chủ lực
là nitơ acid amine, peptide, peptone, polypeptide tan chiếm một phần nhỏ Ngoài ra, trong dịch đạm thủy phân còn chứa một lượng nhỏ khoáng và lipid
- Sản phẩm thủy phân một phần: Dịch đạm thủy phân bao gồm acid amine, peptide, peptone, polypeptide tan, trong đó nitơ acid amine được tạo ra không đáng kể Ngoài ra, trong dịch đạm thủy phân còn chứa một lượng nhỏ khoáng và lipid
Trang 28+ Bột đạm thủy phân (bột đạm hòa tan): Là sản phẩm thu được từ dịch đạm thủy phân được đem đi cô đặc và sấy khô
- Bột đạm thủy phân có màu trắng ngà, vàng nhạt hay vàng nâu tùy thuộc vào nguyên liệu ban đầu
- Bột đạm có mùi thơm đặc trưng, khi cho vào nước dễ tan, có khả năng tạo gel,
dẻo dính
b Các sản phẩm phụ của quá trình thủy phân
+ Bột cặn thủy phân (protein không tan): Là lớp cuối cùng khi ly tâm dịch lọc, được đem đi sấy khô, xay nghiền Trong bột cặn chứa phần lớn là protein không tan
+ Bột khoáng: Là phần xương thu được sau quá trình thủy phân Sau công đoạn lọc, phần bã được đem đi tách xương và rửa sạch, tiến hành sấy khô và xay nghiền Trong bột khoáng có chứa nguyên tố Ca, Mg, P… và một lượng nhỏ protein và lipid chưa thủy phân triệt để
+ Dầu cá: Là lớp trên cùng sau khi ly tâm dịch lọc Trong dầu cá có chứa hàm lượng acid béo chưa no như Docosahexaenoic acid (DHA), Eicosapentaenoic acid (EPA)… rất tốt cho sức khỏe con người
1.3.5 Ứng dụng của dịch đạm thủy phân, bột đạm thủy phân
- Một số peptide có hoạt tính sinh học được tìm thấy trong dịch đạm thủy phân
có khả năng chống oxy hóa (Leu-Pro-His-Ser-Gly-Tyr, phân tử lượng là 672 Da), làm thực phẩm cho người cao huyết áp (Phe-Gly-Ala-Ser-Thr-Arg-Gly-Ala), có khả năng kích vị giác khiến người ăn cảm thấy ngon miệng [48]
+ Trong y dược: Dịch đạm được ứng dụng làm môi trường dinh dưỡng nuôi
VSV, sản xuất huyết thanh miễn dịch đã tinh chế hoàn toàn là acid amine truyền cho người suy kiệt, người không tự ăn uống được, người bi chấn thương nặng, bệnh nhân phẫu thuật
Trang 29+ Trong nông nghiệp: Dịch đạm thủy phân và bột đạm hòa tan dùng làm phân bón + Trong chăn nuôi: Dịch đạm thủy phân và bột đạm hòa tan ứng dụng trong sản
xuất thức ăn chăn nuôi, đặc biệt là trong nuôi trồng thủy sản Sản phẩm với hàm lượng đạm cao, gồm các acid amine không thay thế cần thiết cho sự phát triển của tôm, cá và sản phẩm cũng chứa chất kích thích tiêu hóa, nên khi được phối trộn với thức ăn cho tôm, cá theo tỷ lệ nhất định sẽ làm tăng vị ngon, mùi hấp dẫn của thức ăn
1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC LIÊN QUAN ĐẾN
ĐỀ TÀI
1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới, sản phẩm thủy phân đã biết đến từ khá lâu, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu công bố về việc sử dụng enzyme để thủy phân protein của sinh vật biển Sau đây là một số công trình có liên quan đến đề tài:
Các nhà khoa học đã nghiên cứu nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn cá tạp, cá kém giá trị kinh tế bằng cách sử dụng đơn lẻ một loại enzyme protease thương mại thủy phân protein cá, thu hồi dịch đạm với các mục đích khác nhau
Thu hồi peptide có khả năng chống oxy hóa, Rajaram và Nazeer (2010) nghiên cứu thủy phân cá nhồng bởi Pepsin [81]; Thiansilakul (2006) nghiên cứu thủy phân cá nục sồ bởi Alcalase và Flavourzyme Ở cùng chế độ hoạt động là nhiệt độ thủy phân (to) = 50oC, pH = 7, thời gian thủy phân (tg) = 1 giờ, kết quả cho thấy peptide thu được
từ mẫu sử dụng Flavourzyme có khả năng chống oxy hóa mạnh hơn mẫu sử dụng Alcalase [91]
Mục đích nghiên cứu thu hồi dịch đạm có độ thủy phân (DH) cao, Shamloo và cộng sự (2012) nghiên cứu thủy phân cá rô phi bởi Protamex, Alcalase và Flavourzyme Kết quả cho thấy, ở chế độ thủy phân của Protamex (to = 50oC; pH = 7,5; tg = 5 giờ), Alcalase (to = 60oC; pH = 8; tg = 5 giờ), Flavouzyme (to = 55oC; pH = 7; tg = 5 giờ), thu được dịch đạm có DH lần lượt là 23,3%; 20,1%; 11,3% [77]
Cùng một đối tượng thủy phân, cụ thể là cá nục sồ nhưng sử dụng các loại enzyme thương mại xúc tác khác nhau thì hiệu quả thủy phân cũng khác nhau Chun
và cộng sự (2006) sử dụng Flavourzyme để thủy phân cá nục sồ với chế độ hoạt động của enzyme (to = 55oC, pH = 7, tg = 6 giờ), thu được dịch đạm thủy phân có DH và hiệu suất thu hồi (HSTH) lần lượt là 41,8%; 83,26% [49]; còn Anfeng và cộng sự (2009) nghiên cứu thủy phân cá nục sồ bằng Neutral protease, với các thông số tối ưu
Trang 30cho hoạt động của enzyme là to
= 50oC, pH = 7, tg = 10 giờ, tỷ lệ enzyme so với cơ chất (E/S) = 3260 U/g protein, thu được dịch đạm thủy phân có DH = 46,20%, HSTH
= 92,40%, tổng nitơ bazơ bay hơi (TVB-N) = 0,047 mg/ml [44]
Bên cạnh ứng dụng protease thủy phân cá tạp, cá kém giá trị kinh tế, các nhà khoa học cũng mở rộng nghiên cứu của mình vào thủy phân phế liệu thủy sản bởi protease thương mại Trong các đề tài đã công bố, có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng Alcalase làm chất xúc tác cho quá trình thủy phân protein Chẳng hạn như, Ovissipour và cộng sự (2009) nghiên cứu tối ưu hóa thủy phân phế liệu cá tầm, kết quả xác định được thông số tối ưu cho hoạt động của Alcalase là to
= 50oC, tg = 120 phút, E/S = 34 AU/kg protein, thu được dịch đạm thủy phân có DH lớn hơn 30%, hàm lượng protein cao (66,43%) và hàm lượng lipid thấp (1,34%) Dựa vào thành phần acid amine của dịch đạm thủy phân cho thấy dịch đạm thủy phân có ứng dụng tốt trong nuôi trồng thủy sản và peptone là một nguồn nitơ có hiệu quả trong việc tăng trưởng của VSV [72]; Đối với thủy phân phần còn lại sau khi phi lê của cá tra, Amiza và cộng
sự (2011) lại tìm ra điều kiện tối ưu cho hoạt động của Alcalase là to = 55oC; tg = 163 phút; pH = 9,45; E/S = 2%, kết quả thu được sản phẩm có HSTH (71,60%), DH (22,73%) [42]; Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân da cá hồi, kết quả với các thông số tối ưu tìm được cho hoạt động của enzyme: E/S = 2,5% (v/w), to
= 55,3oC và
pH = 8,39 thì DH đạt được là 77,03% (See và cộng sự, 2011) [83] Đối tượng nghiên cứu là đầu cá hồi, đề tài của Sathivel chỉ ra rằng với E/S = 0,5%, to
= 50oC, tg = 75 phút, thu được dịch đạm thủy phân có nhiều thành phần acid amine quan trọng [78]
Guerad và cộng sự (2001) sử dụng Alcalase ở điều kiện là to = 50oC, pH = 8, sau 5,5 giờ thủy phân bao tử cá ngừ, thu được sản phẩm bổ sung cho môi trường nuôi cấy VSV có kết quả tốt như những peptone công nghiệp [52]
Alcalse là một loại enzyme protease thương mại thủy phân có hiệu quả cao đã được nhiều tác giả nghiên cứu sử dụng, bên cạnh đó cũng có nhiều công trình nghiên cứu sử dụng đơn lẻ các loại enzyme protease khác để thủy phân phế liệu thủy sản Motamedzadegan và cộng sự (2010) nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân nội tạng cá ngừ vây vàng bằng Neutrase Kết quả cho thấy, ở điều kiện pH môi trường tự nhiên của nguyên liệu, to = 53oC, tg = 141 phút, E/S = 39,61 AU/kg protein thì thu được sản phẩm thủy phân có hàm lượng protein cao (74,56%), hàm lượng lipid thấp (1,86%) [67] Liaset và cộng sự (2003) nghiên cứu thủy phân phần còn lại sau khi phi
Trang 31lê thịt cá hồi ở chế độ hoạt động của Protamex là to
= 55oC, pH tự nhiên của nguyên liệu (6,5), E/S = 11,1 AU/kg, tỷ lệ nước so với nguyên liệu (W/NL) = 1,14 Sau 6 giờ thủy phân, thu được dịch đạm thủy phân giàu các acid amine không thay thế [66] Sˇlizˇyte và các tác giả khác nghiên cứu thủy phân xương cá tuyết thu hồi dịch đạm thủy phân có khả năng chống oxy hóa và có hoạt tính sinh học cao, điều kiện hoạt động thích hợp của Protamex là to
= 55oC, W/NL = 1/1, E/S = 0,1%, thời gian thủy phân bằng 25 và 45 phút [89] Ovissipour và cộng sự (2010) nghiên cứu thủy phân đầu
cá ngừ vây vàng bằng Alacalase và Protamex với điều kiện thủy phân là E/S = 1,5%,
pH tự nhiên của nguyên liệu, tg = 24 giờ và W/NL = 1/1 thì DH của mẫu sử dụng Alcalase cao hơn so với mẫu sử dụng Protamex, dịch đạm thủy phân khi sử dụng 2 loại enzyme này đều có hàm lượng acid amine không thay thế cao, có thể sử dụng trong khẩu phần ăn của người và động vật [75]
Cũng là thủy phân phế liệu cá, nhưng sử dụng protease chứa thành phần chủ lực
là exopeptidase, Nilsang và cộng sự (2004) dùng 2 loại enzyme protease là Flavourzyme và Kojizyme thủy phân dịch thải từ quy trình cá ngừ đồ hộp để sản xuất dịch đạm Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng Flavourzyme thủy phân dịch thải ở điều kiện to = 45oC, E/S = 50 LAPU/g protein (5%), tg = 6 giờ, pH tự nhiên của nguyên liệu (5,9 ÷ 6,0) thì DH đạt 62%; còn sử dụng Kojizyme với chế độ thủy phân
là to = 50oC, E/S = 40 LAPU/g protein (5%), tg = 6 giờ thì DH đạt 68%, tuy nhiên dịch đạm thủy phân thu được khi sử dụng Flavourzyme có vị ít đắng hơn khi sử dụng Kojizyme [71]
Bên cạnh những nghiên cứu ứng dụng protease thủy phân phế liệu cá, đã có công trình nghiên cứu thủy phân phế liệu mực Soufi-Kechaou và cộng sự (2012) nghiên cứu thủy phân phế liệu mực nang bởi Protamex, Delvolase, Pepsin và Multifect Neutral Các enzyme này thủy phân ở cùng chế độ với tg = 6 giờ, E/S = 0,1%, W/NL = 1/1 và nhiệt độ, pH ứng với từng loại enzyme như sau: (50oC, pH tự nhiên của nguyên liệu), (55oC, pH = 10), (45oC, pH = 2), (50oC, pH tự nhiên của nguyên liệu) lần lượt đối với Protamex, Delvolase, Pepsin và Multifect Neutral thì kết quả thu được HSTH
ở mẫu thủy phân bởi Pepsin cao nhất Tuy nhiên, tỷ lệ phần trăm các acid amine không thay thế của mẫu thủy phân bởi Protamex lại cao hơn so với mẫu thủy phân bằng các enzyme khác [80]
Trang 32Ngoài ra, còn có nhiều công trình nghiên cứu khác liên quan đến đề tài Klomklao (2008) đã nghiên cứu tìm ra chế độ hoạt động của các loại protease tiêu hóa chiết rút từ sinh vật biển Pepsin từ dạ dày cá Tuyết Đại Tây Dương có nhiệt độ thích hợp (topt) = 37oC, pH thích hợp (pHopt) = 2; Pepsin từ dạ dày cá Sardine có topt = 45oC,
pHopt = 2 ÷ 6, pH = 7 thì enzyme bị mất hoạt tính đáng kể Đối với Trypsin từ ruột cá cơm, có 2 loại Trypsin A và B hoạt động ở pHopt = 8 ÷ 9, topt = 40 ÷ 45oC; Trypsin từ ruột cá ngừ vây vàng có pHopt = 8,5, topt = 55 ÷ 65oC Đối với Chymotrypsin được phân lập từ cá cơm, cá Tuyết Đại Tây Dương và cá Sardine Monterey thì pH hoạt động trong phạm vi 7,5 ÷ 8,5 [62]
Ho và cộng sự (2009) nghiên cứu thủy phân cá thu làm chất gây mùi dẫn dụ khả năng bắt mồi cho cá hồi trắng Cá thu được xay nhỏ sau đó thủy phân bằng Alcalase hoặc Flavourzyme với điều kiện thủy phân là E/S (3%), tg (1 giờ và 4 giờ), kết quả mẫu thủy phân bởi Flavourzyme có hàm lượng acid amine tự do cao hơn mẫu thủy phân bởi Alcalase Mẫu thủy phân sau 4 giờ có hàm lượng acid amine tự do cao hơn mẫu thủy phân sau 1 giờ [56]
Mục tiêu đề tài thu hồi Tryptophan tự do, Herpandi và cộng sự (2012) nghiên cứu thủy phân thịt cá ngừ vằn bởi Alcalase, Protamex, Neutrase và Flavourzyme Với chế độ hoạt động của Alcalase, Protamex, Flavourzyme, Neutrase lần lượt như sau: to
(55oC, 50oC, 50oC, 45oC); pH (8; 7,5; 7,5; 7); tg (1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ) và W/NL (0,5; 1,0; 1,5; 2,0) thì DH của các enzyme giảm dần theo thứ tự Alcalase, Protamex, Flavourzyme, Neutrase và DH tăng tuyến tính với W/NL cũng như thời gian thủy phân
[55]
1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
Vũ Ngọc Bội (2003) nghiên cứu về protease của Bacillus subtilis S5 Protease
Tác giả đã sử dụng protease B subtilis S5 trong thủy phân cá cơm để sản xuất nước
mắm ngắn ngày [7], [8]; sử dụng protease này với chế độ hoạt động (E/S = 0,3%, to =
50oC, pH tự nhiên của cá) để thủy phân cá mối [4], [5], [6]
Nguyễn Thị Mỹ Hương (2009) nghiên cứu thủy phân đầu cá ngừ vây vàng để sản xuất sản phẩm thủy phân protein ứng dụng trong việc sản xuất thức ăn cho tôm và trong sản xuất nước mắm, điều kiện hoạt động của Protamex là E/S = 0,5%, W/NL = 1/1, to = 45oC và tg = 2 giờ [22]
Trang 33Nguyễn Văn Lệ (1996) nghiên cứu về protease đầu tôm cho thấy khi tách protease đầu tôm qua cột lọc gel sephadex G-75 thu được hai protease có nhiệt độ thích hợp ở 50oC, 60oC và pH thích hợp tương ứng là 8,5 và 7,5 Tác giả còn cho thấy
có thể sử dụng protease đầu tôm trong thủy phân thu bột đạm từ phế liệu đầu tôm và ứng dụng trong thủy phân cá [25]
Đỗ Văn Ninh (2004) nghiên cứu về protease thu nhận từ nội tạng cá và gan mực cho thấy chế phẩm protease thu được từ nội tạng cá và gan mực là một hỗn hợp gồm nhiều protease có nhiệt độ thích hợp từ 50 ÷ 55oC và hoàn toàn có thể sử dụng protease này trong thủy phân cơ thịt cá để sản xuất dịch đạm thủy phân ứng dụng trong sản xuất pasta cá cũng như bột dinh dưỡng [31]
Phần tổng quan chỉ ra rằng:
+ Cá nục gai là đối tượng thích hợp cho nghiên cứu của đề tài
+ Thủy phân protein cá nục gai nên sử dụng phương pháp thủy phân bằng enzyme vì phương pháp này thu được sản phẩm có chất lượng tốt, ít biến đổi và dễ dàng kiểm soát quá trình thủy phân cũng như vô hoạt hóa enzyme
+ Sử dụng các enzyme protease xúc tác khác nhau thì hiệu quả quá trình thủy phân protein cũng khác nhau Vì vậy, đề tài của luận văn tập trung nghiên cứu sử dụng đơn lẻ hay kết hợp giữa endopeptidase và exopeptidase nhằm lựa chọn được hệ enzyme protease thích hợp để thủy phân protein cá nục gai đạt hiệu quả cao
+ Hoạt độ của enzyme protease phụ thuộc vào nhiều yếu tố Vì vậy, sau khi tìm được hệ protease thích hợp cho quá trình thủy phân protein cá nục gai, cần nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân như: nhiệt độ, tỷ lệ enzyme so với cơ chất, thời gian Kế thừa nghiên cứu của các tác giả đi trước ở tài liệu [22], [75], [80], [89], đề tài cố định tỷ lệ nước so với nguyên liệu là 1/1
+ Các nghiên cứu về thủy phân protein sinh vật biển nói chung và protein cá nục nói riêng của các tác giả đi trước chủ yếu đánh giá hiệu quả thủy phân bởi độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ hoặc khả năng chống oxy hóa của các peptide, chưa
có đề tài nào nghiên cứu thu dịch đạm hòa tan giàu acid amine
Trang 34CHƯƠNG 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ HÓA CHẤT THIẾT BỊ
2.1.1 Cá nục gai
Tên khoa học: Decapterus russelli (Rüppell, 1830)
Tên tiếng Anh: Inidian scad
Tên tiếng Việt: Cá nục gai
Bộ cá vược: Perciformes
Họ cá khế: Carangidae
Giống cá nục: Decapterus
Loài cá nục gai: Decapterus russelli
Nguyên liệu cá nục gai được thu mua tại cảng cá Hòn Rớ của Thành phố Nha Trang Nguyên liệu còn tươi nguyên, sáng bóng, mùi tanh đặc trưng của cá, không bị dập nát tổn thương, size 21 ÷ 22 con/kg, kích thước trung bình về chiều dài đạt 14,5 ÷ 15,5 cm/con
Tại cảng, nguyên liệu được rửa để loại bỏ tạp chất Nguyên liệu cá nục gai được bảo quản lạnh trong thùng xốp, nhiệt độ bảo quản 0 ÷ 4o
Trang 35VSV Bacillus licheniformis Hoạt độ ghi trên nhãn là 2,4 AU (Anson Units)/g Nhiệt
độ bảo quản tốt nhất là 0 ÷ 10oC Điều kiện hoạt động thích hợp cho E1 trong khoảng
pH = 6,5 ÷ 8,5; to = 55 ÷ 70oC
Tất cả protease có thể bị bất hoạt bằng cách xử lý nhiệt ở 90oC, thời gian là 10 phút hoặc E1 bị bất hoạt tại pH = 4 hay thấp hơn trong khoảng 30 phút Phản ứng có thể dừng tức thời bằng cách thêm vào các acid thích hợp như: Phosphoric, Malic, Lactic, Acetic
c Flavourzyme
Flavouzyme 500 MG (E3) được mua tại công ty Novozyme (Đan Mạch), Thành
phố Hồ Chí Minh, được sản xuất từ Aspergillus oryzae bằng quá trình lên men chìm
E3 thuộc nhóm endopeptidase và exopeptidase Enzyme này hoạt động tốt nhất ở môi trường trung tính hay acid nhẹ khi thủy phân protein E3 có hoạt độ ghi trên nhãn là
500 LAPU (Leucine Aminopeptidase Units)/g, hoạt động thích hợp trong khoảng pH =
5 ÷ 7 và to = 45 ÷ 60°C Nhiệt độ bảo quản tốt nhất của E3 là 0 ÷ 10oC
2.1.3 Hóa chất, thiết bị
a Hóa chất
Natri hydroxit 0,1N, acid clohydric 0,1N, acid sulfuric 98%, dinitrobenzene, natri hydroxit 96%, acid percloric 98%, acid clohydric 37%, formaldehyde 37% của Merck
Trang 36Thiết bị phá mẫu: mô đen DK 6 ; Velp, Ý Máy ly tâm Ependoff MIKRO; Hettich - Đức
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1 Phương pháp nghiên cứu chung
theo mô hình Box-Behnken
2.2.2 Phương pháp phân tích
- Độ ẩm xác định bằng phương pháp sấy đến độ ẩm không đổi 105oC theo TCVN 3700-90
- Hàm lượng tro xác định bằng phương pháp nung ở 600oC
- Hàm lượng lipid xác định bằng phương pháp Soxhlett theo TCVN 4331:01
- Hàm lượng nitơ tổng số xác định bằng phương pháp Kjeldahl theo TCVN 3705-90 Hàm lượng protein (thô) = 6,25 × hàm lượng NTS
- Hàm lượng nitơ amoniac và TVB-N xác định bằng phương pháp chưng cất lôi cuốn hơi nước theo TCVN 3706-90
- Hàm lượng nitơ acid amine xác định bằng phương pháp định lượng nitơ formon (Đạm acid amine = đạm formon - đạm amoniac)
- HSTH = Lượng nitơ tổng số trong dịch đạm thủy phân (g) × 100/Lượng nitơ tổng số trong nguyên liệu cá nục gai đã xay nhỏ đem thủy phân (g)
- Độ thủy phân được xác định theo phương pháp DNFB được mô tả ở phần phụ lục 1
2.2.3 Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm
Các thí nghiệm được thực hiện song song ba lần, mỗi lần ba mẫu Số liệu được
xử lý bằng phần mềm thống kê SPSS 16.0 và được tính toán trên phần mềm Microsoft
Office Excel 2007 (giá trị của p < 0,05 được xem là có ý nghĩa về mặt thống kê)
Trang 37Nguyên liệu cá nục gai đƣợc mua tại cảng Hòn Rớ Thành phố Nha Trang
cơ bản
Xác định thành phần khối lƣợng
Trang 38+ Cách tiến hành
Nguyên liệu cá nục gai được thu mua tại cảng cá Hòn Rớ của Thành phố Nha Trang Nguyên liệu còn tươi nguyên, sáng bóng, mùi tanh đặc trưng của cá, không bị dập nát tổn thương, size 21 ÷ 22 con/kg, kích thước trung bình về chiều dài đạt 14,5 ÷ 15,5 cm/con
Tại cảng, nguyên liệu được rửa để loại bỏ tạp chất Nguyên liệu cá nục gai được bảo quản lạnh trong thùng xốp (nhiệt độ bảo quản 0 ÷ 4o
C) trước khi vận chuyển
về phòng thí nghiệm Tiến hành rửa nguyên liệu một lần nữa, lấy mẫu xác định thành phần khối lượng, tiếp theo tiến hành xay nguyên liệu bằng máy xay với kích thước lỗ nghiền d1 = 12 mm, d2 = 4,5 mm Sau khi xay xong, mẫu được đồng nhất bằng máy trộn Sau đó, lấy mẫu xác định thành phần hóa học cơ bản, phần còn lại được bao gói trong các túi PA hút chân không và bảo quản ở nhiệt độ -20 ± 2oC
2.3.2 Xác định thành phần khối lượng và thành phần hóa học cơ bản của cá nục gai
Sơ đồ 2.2 Xác định thành phần khối lượng và thành phần hóa học cơ bản của cá nục gai
Nguyên liệu cá nục gai được mua tại cảng Hòn Rớ Thành phố Nha Trang
Trang 40- Xác định ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất (0,1 ÷ 0,5%, δ = 0,1%)
Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ:
45÷ 65oC, δ = 5oC Xác định ảnh hưởng của thời gian: (3 ÷ 7 giờ, δ = 1 giờ)
(3)
Sơ đồ 2.3 Bố trí thí nghiệm tổng quát