Nghiên cứu xây dựng quy trình thủy phân protein cá tạp và phế liệu cá bằng enzyme protease thương phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐỖ THỊ HẢI VÂN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN CÁ TẠP VÀ PHẾ LIỆU CÁ BẰNG ENZYME PROTEASE THƯƠNG PHẨM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ VIỆT ANH HÀ NỘI - 2010 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết công bố luận văn trung thực, xác, nghiên cứu thân Các số liệu trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Tôi xin chịu trách nhiệm hoàn toàn nội dung trình bày luận văn Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2010 Học viên: Đỗ Thị Hải Vân Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nhận quan tâm giúp đỡ Viện đào tạo Sau đại học, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Bộn môn Lên men, Bộ môn Vi sinh, Viện Công nghiệp Thực phẩm Tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Việt Anh, người tận tình hướng dẫn, bảo tạo điều kiện giúp đỡ hoàn thành luận văn Nhân dịp này, cho phép bày tỏ lòng biết ơn tới người thân gia đình, tạo điều kiện động viên hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 26 tháng 10 năm 2010 Học viên: Đỗ Thị Hải Vân Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 MỤC LỤC   LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU 10 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 14 I.1 SƠ LƯỢC VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU CÁ 14 I.1.1 Thành phần dinh dưỡng cá 14 I.1.1.1 Protein 14 I.1.1.2 Các thành phần khác 15 I.1.2 Nguồn cá tạp phế liệu cá 16 I.1.3 Hướng sử dụng nguồn cá tạp phế liệu cá 18 I.1.3.1 Một số hướng sử dụng 18 I.1.3.2 Hướng thủy phân cá tạp phế liệu cá để sản xuất sản phẩm giàu axit amin 19 I.2 PROTEIN VÀ AXIT AMIN 20 I.2.1 Thành phần nguyên tố protein 20 I.2.2 Axit amin - đơn vị cấu tạo sở protein 20 I.2.3 Vai trò axit amin 22 I.3 ENZYME PROTEASE 24 I.3.1 Đặc điểm chung enzyme 24 I.3.1.1 Định nghĩa enzyme 24 I.3.1.2 Thành phần cấu tạo enzyme 24 I.3.1.3 Tính đặc hiệu enzyme 27 I.3.1.4 Cơ chế xúc tác enzyme 28 I.3.2 Enzyme Protease 29 I.3.2.1 Đặc điểm phân loại enzyme protease 29 I.3.2.2 Nguồn enzyme protease 30 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 I.3.2.3 Một số enzyme protease vi sinh vật thương mại hóa 31 I.3.2.4 Cơ chế xúc tác protease trình thủy phân protein 32 I.3.2.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân protein enzyme 32 I.4 XU THẾ ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE TRONG THỦY PHÂN CÁ TẠP VÀ PHẾ LIỆU CÁ 35 I.5 QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM 38 I.5.1 Sự đời quy hoạch thực nghiệm 38 I.5.2 Ưu điểm quy hoạch thực nghiệm so với thực nghiệm cổ điển 39 I.5.3 Những khái niệm 40 I.5.4 Các bước quy hoạch thực nghiệm 41 I.5.5 Các phương pháp kế hoạch hóa thực nghiệm cực trị chủ yếu 42 I.5.5.1 Kế hoạch bậc hai mức tối ưu 42 I.5.5.2 Kế hoạch bậc hai 42 I.5.6 Thuật toán tối ưu hóa 43 I.5.6.1 Chọn mục tiêu 43 I.5.6.2 Thuật toán tối ưu hóa theo phương pháp hàm mong đợi 43 CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 46 II.1 NGUYÊN LIỆU, DỤNG CỤ, HÓA CHẤT 46 II.1.1 Nguyên liệu 46 II.1.2 Hóa chất, dụng cụ thiết bị 46 II.1.2.1 Hóa chất 46 II.1.2.2 Dụng cụ thiết bị 47 II.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47 II.2.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu 47 II.2.2 Xác định hàm lượng protein tổng số theo phương pháp Kjeldahl 48 II.2.3 Xác định hoạt độ enzyme theo phương pháp Anson cải tiến 51 II.2.4 Định lượng axit amin phương pháp so màu Tyrosine 53 II.2.5 Quy trình thủy phân protein cá tạp phế liệu cá enzyme protease thương phẩm 54 II.2.6 Quy hoạch thực nghiệm theo kế hoạch bậc hai trực giao 54 II.2.7 Xử lý số liệu 55 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 56 III.1 XÂY DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN TYROSINE 56 III.2 KHẢO SÁT NGUYÊN LIỆU 56 III.3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN ENZYME THỦY PHÂN 57 III.3.1 Xác định hoạt độ enzyme thương phẩm sử dụng 57 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 III.3.2 Khảo sát lựa chọn enzyme 57 III.4 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TỶ LỆ NƯỚC BỔ SUNG/NGUYÊN LIỆU 59 III.5 NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN PROTEIN CÁ TẠP VÀ PHẾ LIỆU CÁ BẰNG ENZYME PROTEASE THƯƠNG PHẨM 60 III.5.1 Lựa chọn yếu tố ảnh hưởng 60 III.5.2 Nghiên cứu thu hẹp miền khảo sát yếu tố ảnh hưởng 61 III.5.2.1.Thu hẹp miền khảo sát tỷ lệ enzyme/cơ chất 61 III.5.2.2.Thu hẹp miền khảo sát pH nước bổ sung 62 III.5.2.3.Thu hẹp miền khảo sát nhiệt độ thủy phân 63 III.5.2.4.Thu hẹp miền khảo sát thời gian thủy phân 65 III.5.3 Quy hoạch thực nghiệm 66 III.5.3.1.Cá tạp 66 III.5.3.2.Phế liệu cá 72 III.6 THỦY PHÂN PROTEIN CÁ THEO KẾT QUẢ TỐI ƯU HÓA 75 KẾT LUẬN 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 PHỤ LỤC 1: CÔNG THỨC TÍNH HIỆU SUẤT THỦY PHÂN 83 PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI ANOVA HÀM MỤC TIÊU HIỆU SUẤT THỦY PHÂN CÁ TẠP Y1 84 PHỤ LỤC 3: BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ SO SÁNH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI KẾT QUẢ THEO MÔ HÌNH CỦA CÁ TẠP 86 PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI ANOVA HÀM MỤC TIÊU HIỆU SUẤT THỦY PHÂN PHẾ LIỆU CÁ Y2 87 PHỤ LỤC 5: BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ SO SÁNH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI KẾT QUẢ THEO MÔ HÌNH CỦA PHẾ LIỆU CÁ 89 PHỤ LỤC 6: KẾT QUẢ TỐI ƯU HÓA 90 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng số loài cá tính 100g thực phẩm 15  Bảng 1.2: Sản lượng cá tạp theo vùng Việt Nam năm 2001 17  Bảng 3.1: Độ hấp thụ màu dung dịch bước sóng λ = 660 nm 56  Bảng 3.2: Kết khảo sát nguyên liệu cá tạp cá phế liệu 57  Bảng 3.3: Hoạt độ protease số enzyme thương phẩm 57  Bảng 3.4: Khả thủy phân cá số enzyme thương phẩm .58  Bảng 3.5: Ảnh hưởng tỷ lệ nước bổ sung/nguyên liệu đến trình thủy phân 60  Bảng 3.6: Ảnh hưởng tỷ lệ enzyme/cơ chất đến trình thủy phân protein cá 62  Bảng 3.7: Ảnh hưởng pH đến trình thủy phân protein cá 63  Bảng 3.8: Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thủy phân protein cá 64  Bảng 3.9: Ảnh hưởng thời gian đến trình thủy phân protein cá 65  Bảng 3.10: Mô hình thí nghiệm kết thu theo mô hình 67  Bảng 3.11: Mục tiêu tầm quan trọng yếu tố 71  Bảng 3.12: Kết tối ưu hóa 71  Bảng 3.13: Mô hình thí nghiệm kết thu theo mô hình 72  Bảng 3.14: Mục tiêu tầm quan trọng yếu tố 74  Bảng 3.15: Kết tối ưu hóa 75  Bảng 3.16: Kết khảo sát dịch thủy phân protein cá theo thông số tối ưu 76  Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH   Hình 1.1: Cá 3  Hình 1.2: Thống kê lượng kim ngạch xuất số nhóm hàng thủy sản tháng đầu năm 2010 16  Hình 1.3: Các hướng sử dụng cá tạp Khánh Hòa 18  Hình 1.4: Mô hình Fisher (a) mô hình Koshland (b) 26  Hình 1.5: Sơ đồ phân loại protease 29  Hình 1.6: Sơ đồ đối tượng nghiên cứu 1  Hình 3.1: Đường chuẩn tyrosine (λ = 660 nm) 56  Hình 3.2: Mặt đáp trị hiệu suất thủy phân phụ thuộc vào thời gian nhiệt độ 69  Hình 3.3: Mặt đáp trị hiệu suất thủy phân phụ thuộc nhiệt độ tỷ lệ E/S 69  Hình 3.4: Mặt đáp trị hiệu suất thủy phân phụ thuộc vào nhiệt độ pH 70  Hình 3.5: Giá trị hàm mong đợi yếu tố hàm mục tiêu tối ưu hóa 71  Hình 3.6: Mặt đáp trị hiệu suất thủy phân phụ thuộc thời gian tỷ lệ enzyme/cơ chất 73  Hình 3.7: Mặt đáp trị hiệu suất thủy phân phụ thuộc vào nhiệt độ pH 74  Hình 3.8: Giá trị hàm mong đợi yếu tố hàm mục tiêu tối ưu hóa 75  Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 MỞ ĐẦU   Hiện nay, ngành thủy sản xem ngành kinh tế mũi nhọn nước Theo hiệp hội chế biến xuất thủy sản Việt Nam, ước tính kim ngạch xuất cá tra cá ba sa đạt 7,5 đến tỉ USD vào năm 2020 [11] Cùng với việc đánh bắt thủy hải sản, lượng lớn cá tạp khai thác quanh năm với sản lượng cao Cho đến cá tạp sử dụng chủ yếu làm nguyên liệu cho chăn nuôi nuôi trồng thủy sản Đây thực nguồn nguyên liệu dồi để sản xuất nhiều sản phẩm có giá trị phục vụ đời sống người Bên cạnh việc chế biến thủy sản kèm lượng phế phụ phẩm lớn Đặc điểm loại phế liệu dễ bị thối rữa, nguyên nhân hoạt động vi sinh vật có phế liệu với hệ enzyme proteaza ruột cá khiến chúng phân hủy nhanh điều kiện thời tiết nóng ẩm Việc phân hủy chất thải gây ảnh hưởng tới môi trường làm việc người lao động sở chế biến thủy sản môi trường sống dân cư vùng phụ cận Điều đặt thực trạng cần phải sử dụng hiệu nguồn phế liệu cá, nhằm tận thu nguồn protein có giá trị chăn nuôi góp phần bảo vệ môi trường Trên giới, Nhật Bản nước đầu việc tận thu nguồn phế liệu nhà máy chế biến cá Từ phế phụ phẩm cá ngừ xương cá dùng để làm bột xương, có giá trị cao điều trị bệnh thiếu canxi cho trẻ em, mỡ cá mật cá ngừ dùng để tách chiết axit béo không no DHA, EPA thịt cá ngừ dùng để sản xuất axit amin dùng cho y dược Theo số thống kê, nhu cầu axit amin Châu Á – Thái Bình Dương tăng – 10% hàng năm, nước sử dụng nhiều axit amin Thái Lan, Hàn Quốc, Việt Nam Các axit amin sử dụng chủ yếu sản xuất 10 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 sản phẩm thực phẩm dùng cho người phục vụ cho chăn nuôi đặc biệt động vật non Xuất phát từ nhu cầu axit amin thực trạng sử dụng nguồn cá tạp, phế liệu cá, thấy việc sản xuất sản phẩm giàu đạm amin từ hai nguồn nguyên liệu hướng phù hợp, giải hài hòa vấn đề đặt Hơn nữa, năm gần với phát triển mạnh mẽ ngành công nghệ sinh học, nhiều loại enzyme sinh tổng hợp quy mô sản xuất công nghiệp thương mại hóa Xu ứng dụng chế phẩm enzyme nói chung, đặc biệt enzyme protease nói riêng sản xuất chế biến nước ta phát triển nhanh chóng, mang lại hiệu kinh tế với ưu điểm tốc độ phản ứng nhanh, có tính chuyên hóa cao, điều kiện phản ứng đơn giản, không cần loại bỏ hóa chất dư thừa sau phản ứng khỏi sản phẩm cuối dễ dàng mở rộng quy mô sản xuất Với mục đích khai thác tận dụng nguồn cá tạp phế liệu cá dồi để tạo sản phẩm giàu axit amin phục vụ đời sống người, hoạt động chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, tác giả đề xuất thực đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình thủy phân protein cá tạp phế liệu cá enzyme protease thương phẩm” với nội dung sau: - Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng quy trình thủy phân protein cá tạp phế liệu cá enzyme protease thương phẩm nhằm tạo dịch thủy phân giàu axit amin - Đối tượng nghiên cứu: + Cá tạp phế liệu cá Công ty Cổ phần Dịch vụ nuôi trồng Thuỷ sản Hạ Long cung cấp + Enzyme protease thương phẩm Alcalse 2.4L, Flavourzyme 1000L Protamex cung cấp hãng Novozymes (Đan Mạch) - Phạm vi nghiên cứu: + Nghiên cứu lựa chọn enzyme protease thủy phân cá tạp phế liệu cá + Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ nước bổ sung/nguyên liệu 11 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 Cá phế liệu: 50 g cá phế liệu xay nhuyễn, nhiệt độ thủy phân 52,05oC; thời - gian thủy phân 19,43 giờ; tỷ lệ enzyme alcalase/cơ chất 0,29%; tỷ lệ nước bổ sung/nguyên liệu 1/1; pH nước bổ sung 7,18 Dịch thủy phân đem phân tích hàm lượng axit amin theo phương pháp so màu tyrosine, từ xác định hiệu suất thủy phân Kết thu bảng 3.16: Bảng 3.16: Kết khảo sát dịch thủy phân protein cá theo thông số tối ưu STT Nguyên liệu AA (g/g chất khô) GTTB±độ lệch chuẩn Hiệu suất thủy phân (%) GTTB±độ lệch chuẩn Cá tạp 0,707±0,001 89,97±0,26 Phế liệu cá 0,165±0,001 46,05±0,28 Từ bảng kết 3.16 thấy hiệu suất thực tế tiến hành thủy phân cá tạp phế liệu cá theo thông số tối ưu xác định có giá trị nằm miền lân cận với hiệu suất thủy phân tính toán theo lý thuyết bảng 3.13 3.15 Từ ta thấy kết tối ưu hóa theo quy hoạch bậc hai trực giao phán ảnh thực nghiệm áp dụng quy mô công nghiệp 76 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu thu rút số kết luận sau: Hàm lượng protein tổng cá tạp phế liệu cá tương đối cao (hàm lượng protein tổng số xác định theo phương pháp Kjendahl cá tạp 21,38%; cá phế liệu 9,08% ), cần phải tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu để sản xuất dịch thủy phân giàu axit amin phục vụ mục đích bổ sung nguồn thức ăn cho người động vật, đồng thời góp phần bảo vệ môi trường, chứng minh tính ứng dụng thực tiễn cao đề tài Lựa chọn enzyme protease thương phẩm Alcalase để sử dụng cho trình thủy phân protein cá tạp phế liệu cá Bằng phương pháp tối ưu hóa theo mô hình quy hoạch thực nghiệm tìm điều kiện cho trình thủy phân protein hai nguyên liệu cá tạp phế liệu cá sau: - Cá tạp: Nhiệt độ thủy phân 54,96oC; Thời gian thủy phân 21,94 giờ; Tỷ lệ enzyme/cơ chất 0,59%; Tỷ lệ nước bổ sung/nguyên liệu 1/1; pH nước bổ sung 6,03 Hiệu suất thủy phân 90,58% - Cá phế liệu: Nhiệt độ thủy phân 52,05oC; Thời gian thủy phân 19,43 giờ; Tỷ lệ enzyme/cơ chất 0,29%; Tỷ lệ nước bổ sung/nguyên liệu 1/1; pH nước bổ sung 7,18 Hiệu suất thủy phân 46,48% Tiến hành thủy phân cá tạp phế liệu cá theo thông số tối ưu xác định dựa quy hoạch thực nghiệm, lượng axit amin trung bình thu 0,707 g/g chất khô cá tạp 0,165 g/g chất khô phế liệu cá, tương ứng với hiệu suất thủy phân trung bình cá tạp phế liệu cá 89,97% 46,05% Kết có giá trị nằm miền lân cận với hiệu suất thủy phân tính toán theo lý thuyết Từ ta thấy kết tối ưu hóa theo quy hoạch bậc hai trực giao phản ánh thực nghiệm áp dụng quy mô công nghiệp 77 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 Các hướng nghiên cứu tiếp theo: Với kết nghiên cứu trình thủy phân protein cá tạp cá phế liệu enzyme Alcalase, có số kiến nghị hướng nghiên cứu sau: - Nghiên cứu tạo sản phẩm từ dịch thủy phân cho chăn nuôi, bao gồm sản phẩm giàu axit amin dạng lỏng sản phẩm giàu axit amin dạng bột - Nghiên cứu tạo sản phẩm từ dịch thủy phân cho người, bao gồm sản phẩm giàu axit amin dạng lỏng dùng cho người sản phẩm giàu axit amin dạng bột dùng cho người cần ý đến biện pháp làm tinh sản phẩm - Nghiên cứu quy trình sản xuất sản phẩm phụ từ sản phẩm thừa sau thủy phân 78 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 TÀI LIỆU THAM KHẢO Kiều Hữu Ảnh (1982), Vi sinh vật học Công nghiệp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Bách khoa toàn thư mở, http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1 Báo điện tử Nông nghiệp Việt Nam, http://agriviet.com/nd/2309-san-xuat-botcanxi-tu-xuong-ca-tra/ Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng (1990), Công nghệ chế biến thực phẩm thủy sản, Nhà xuất Nông nghiệp Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền (1988), Công nghệ enzym, Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội Lương Hữu Đồng (1975), Kỹ thuật sản xuất nước mắm, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Nguyễn Thị Dự, Trần Việt Lan, Thái Thị Hảo, Nguyễn Thị Dung (1994), Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ “Nghiên cứu hoàn thiện qui trình sản xuất nước mắm ngắn ngày enzyme protease từ B subtilis”, Viện công nghiệp thực phẩm, Hà Nội PGS.TS Đỗ Quý Hải (2004), Enzyme Ứng dụng, Nhà xuất Đại học Huế Đặng Văn Hợp (1994), Nghiên cứu sản xuất bột thực phẩm giầu chất dinh dưỡng từ cá tạp giá trị kinh tế moi biển, Tuyển tập Công trình Nghiên cứu khoa học giai đoạn 1979-1994, Đại học Thủy sản Nha Trang, Tập 3, tr 79-87 10 Nguyễn Thị Kim Hưng (2002), Thành Phần Dinh Dưỡng Thức ăn Thông Dụng, Nhà xuất Y học 11 Nhà xuất Thống kê (2006), Niên giám thống kê 2006, tr 315 79 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 12 Nghi Phương (2010), Báo cáo tình hình xuất hàng thủy sản Việt Nam tháng đầu năm 2010, Tổng cục Hải quan Việt Nam 13 Phan Thị Thanh Quế (2007), Công nghệ chế biến nước mắm, http://www.cocw.udn.vn member_profile quephan 14 Đặng Thị Thu (1997), Thí nghiệm hóa sinh, Nhà xuất Đại học Bách Khoa Hà Nội 15 Nguyễn Minh Thúy (2010), Các axit amin vai trò dinh dưỡng chúng, Học liệu mở Việt Nam http://voer.edu.vn/content/m10550/latest 16 Lê Ngọc Tú (chủ biên), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 1997 tái 2000 17 Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Phạm Thị Chân Châu, Nguyễn Lân Dũng (1982), Enzyme vi sinh vật, Nhà xuất khoa học kĩ thuật 18 Lê Anh Tuấn (2005), Nguồn lợi “cá tạp” biển Việt Nam : Thành phần, sản lượng, hướng sử dụng tính bền vững làm thức ăn nuôi trồng thủy sản, Kỷ yếu hội thảo toàn quốc Bảo vệ môi trường nguồn lợi thủy sản, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội, tr 379-387 19 GS TSKH Nguyễn Minh Tuyển (2005), Quy hoạch thực nghiệm, NXB khoa học kỹ thuật 20 Đức Vịnh (2007), Báo điện tử Việt báo, http://vietbao.vn/Phong-su 21 Hoài Vũ, Protein vai trò dinh dưỡng thể, Tạp chí Dinh dưỡng http://www.dinhduong.com.vn 22 Webiste: http://www.care48.com 23 Website http://www.dinhduong.com.vn/story/gia-tri-dinh-du-ng-va-ac-iem-ve- sinh-cua-ca 24 Website: http://thuviensinhhoc.com/chuyen-de-sinh-hoc/sinh-hoc-te-bao 80 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 25 AM Martin, D Porter (1995), Studies on the hydrolysis of fish protein by enzymatic treatment, Developments in Food Science, Volume 37, Part 2, pp 1395-1404 26 Bent Piil Pedersen, Hakon Standal (2006), Feed composition and method of feeding animals, USPTO Patent Application No 20060204612 27 Guerard F., Guimas L., and Binet A (2002), Production of tuna waste hydrolysates by a commercial neutral protease preparation, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic, Volumes 19-20, pp 489-498 28 Jo Lanoë and Jacques Dunnigan (1977), Improvements of the Anson assay for measuring proteolytic activities in acidic pH range, Analytical Biochemistry, 89(2), pp 461-471 29 L E Ousterhout, C R Grau and B D Lundholm (1959), Biological Availability of Amino Acids in Fish Meals and Other Protein Sources, Department of Poultry Husbandry, University of California and Bureau of Commercial Fisheries, USA 30 Lorraine Heller (2007), Global enzyme growth driven by innovation, USA Food Navigator 18, pp 24 31 Matsushita S., Iwami N & Nitta Y (1966), Colorimetric estimation of amino acids and peptides with the Folin phenol reagent, Analytical Biochemistry, 16, pp 365- 371 32 MOFI (1999), Summary National Programme for Aquaculture Development period 1999-2010, Ministry of Fisheries, Hanoi 33 Novo Nordisk A/S (2001), Neutrase® Product sheet 34 Novo Nordisk A/S (1997), Alcalase® Product sheet 35 Novo Nordisk A/S (1997), KojizymeTM Product sheet 36 Novo Nordisk A/S (1997), ProtamexTM Product sheet 37 Novo Nordisk A/S (2005), FlavourzymeTM Product sheet 81 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 38 Peter Edwards, Le Anh Tuan, Geoff L Allan (2004), A survey of marine trash fish and fish meal as aquaculture feed ingredients in Vietnam, ACIAR Report , 57, p9 39 Taniguchi (Yamada) Akiko, Sato Hiroaki, Mitsumori Hitoshi, Kikuchi Shuhei, Takano Katsumi (2003), Effect of various kinds of protease on fish sauce with salmon, Food preservation science Journal, 29(1), pp.17-23 40 The Freedonia Group (2007), The global market for food and beverage enzymes 41 Vilhelmsson O (1997), The state of enzyme biotechnology in the fish processing industry, Journal Trends infood science and technology, 8(8), pp 266-270 82 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 PHỤ LỤC 1: CÔNG THỨC TÍNH HIỆU SUẤT THỦY PHÂN Công thức tính hiệu suất thủy phân protein cá tạp phế liệu cá sau: HS (%) = AA*100/b - Trong đó: + HS: Hiệu suất thủy phân (%) + AA: số g axit amin có dịch thủy phân (g/g chất khô) Cách tính AA: theo công thức phương pháp so màu tyrosine mục Π.2.4 + b: số g protein có nguyên liệu (g/g chất khô) Cách tính b dựa độ ẩm hàm lượng protein tổng số nguyên liệu cá tạp phế liệu cá Cụ thể là: ¾ Cá tạp: độ ẩm 72,8% (tức chất khô chiếm 27,2%); protein tổng số 21,38% Nghĩa là: Trong g cá tạp có 0,272 g chất khô 0,2138 g protein Vậy g chất khô cá tạp có 0,2138*1/0,272 = 0,786 g protein Ö bcá tạp = 0,786 g/g chất khô ¾ Phế liệu cá: độ ẩm 74,6% (tức chất khô chiếm 25,4%); protein tổng số 9,08% Nghĩa là: Trong g phế liệu cá có 0,254 g chất khô 0,0908 g protein Vậy g chất khô phế liệu cá có 0,0908*1/0,254 = 0,35748 g protein Ö bphế liệu cá = 0,35748 g/g chất khô 83 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI ANOVA HÀM MỤC TIÊU HIỆU SUẤT THỦY PHÂN CÁ TẠP Y1 Response Hieu suat TP ANOVA for Response Surface Quadratic Model Source Model A-thoi gian B-pH C-Ty le E/S D-Nhiet AB AC AD BC BD CD A^2 B^2 C^2 D^2 Sum of Squares 705.85 47.61 96.29 88.94 39.76 19.28 26.25 95.72 0.37 39.47 0.84 28.48 7.17 55.95 159.72 df 14 1 1 1 1 1 1 1 Mean Square 50.42 47.61 96.29 88.94 39.76 19.28 26.25 95.72 0.37 39.47 0.84 28.48 7.17 55.95 159.72 F Value 3275.59 3092.99 6255.80 5778.02 2583.32 1252.58 1705.72 6218.79 24.02 2564.64 54.59 1850.09 465.95 3635.14 10376.71 p-value Prob > F < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 0.0004 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 significant The Model F-value of 3275.59 implies the model is significant There is only a 0.01% chance that a "Model F-Value" this large could occur due to noise Values of "Prob > F" less than 0.0500 indicate model terms are significant In this case A, B, C, D, AB, AC, AD, BC, BD, CD, A2, B2, C2, D2 are significant model terms Values greater than 0.1000 indicate the model terms are not significant If there are many insignificant model terms (not counting those required to support hierarchy), model reduction may improve your model Std Dev Mean C.V % PRESS 0.12406 78.781 0.15748 1.04445 R-Squared Adj R-Squared Pred R-Squared Adeq Precision 0.999738 0.999433 0.998521 217.2543 The "Pred R-Squared" of 0.9985 is in reasonable agreement with the "Adj R-Squared" of 0.9994 "Adeq Precision" measures the signal to noise ratio A ratio greater than is desirable Your ratio of 217.254 indicates an adequate signal This model can be used to navigate the design space 84 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 Final Equation in Terms of Coded Factors: Hieu suat TP 79.43 1.51 -2.15 2.07 1.38 -1.10 -1.28 2.45 -0.15 -1.57 -0.23 -1.58 -0.79 -2.21 3.74 = *A *B *C *D *A*B *A*C *A*D *B*C *B*D *C*D * A^2 * B^2 * C^2 * D^2   85 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 PHỤ LỤC 3: BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ SO SÁNH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI KẾT QUẢ THEO MÔ HÌNH CỦA CÁ TẠP Diagnostics Case Statistics Standard Actual Order Value 73.94 76.72 75.18 73.81 81.46 79.14 82.12 75.40 75.27 10 88.12 11 70.52 12 78.72 13 81.95 14 89.36 15 76.27 16 79.59 17 73.40 18 77.95 19 81.00 20 74.11 21 70.85 22 77.47 23 86.30 24 90.47 25 79.31 26 79.46 27 79.46 Predicted Value 73.89 76.78 75.23 73.73 81.35 79.12 82.08 75.46 75.36 88.04 70.42 78.70 81.91 89.46 76.35 79.51 73.32 78.00 80.87 74.21 70.94 77.34 86.23 90.51 79.43 79.43 79.43 Residual 0.047 -0.062 -0.045 0.083 0.105 0.019 0.044 -0.052 -0.093 0.080 0.105 0.015 0.041 -0.100 -0.084 0.077 0.084 -0.049 0.138 -0.102 -0.094 0.129 0.072 -0.037 -0.120 0.032 0.032 Internally Studentized Residual 0.620 -0.809 -0.595 1.091 1.383 0.252 0.579 -0.686 -1.227 1.056 1.383 0.196 0.544 -1.317 -1.103 1.015 0.999 -0.580 1.630 -1.212 -1.115 1.534 0.853 -0.434 -1.117 0.295 0.295 Leverage 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.623 0.537 0.537 0.537 0.537 0.537 0.537 0.537 0.537 0.244 0.244 0.244 86 Externally Studentized Residual 0.603 -0.797 -0.578 1.100 1.445 0.242 0.562 -0.670 -1.256 1.062 1.445 0.188 0.528 -1.364 -1.114 1.017 0.998 -0.563 1.769 -1.238 -1.128 1.638 0.843 -0.419 -1.130 0.284 0.284 Influence on Fitted Value DFFITS 0.775 -1.025 -0.744 1.414 1.857 0.311 0.722 -0.861 -1.614 1.365 1.857 0.241 0.678 -1.753 -1.432 1.307 1.076 -0.607 1.907 -1.335 -1.215 1.765 0.908 -0.452 -0.642 0.161 0.161 Cook's Distance 0.042 0.072 0.039 0.131 0.211 0.007 0.037 0.052 0.166 0.123 0.211 0.004 0.033 0.191 0.134 0.114 0.077 0.026 0.206 0.114 0.096 0.182 0.056 0.015 0.027 0.002 0.002 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH PHƯƠNG SAI ANOVA HÀM MỤC TIÊU HIỆU SUẤT THỦY PHÂN PHẾ LIỆU CÁ Y2 Response Source Model A-Thoi gian B-pH C-Ty le E/S D-Nhiet AB AC AD BC BD CD A^2 B^2 C^2 D^2 Hieu suat Sum of Squares 1543.998 7.128555 0.1995 435.4215 57.02936 20.18223 2.772505 3.919487 3.259919 18.74015 18.77279 117.4386 17.445 509.2682 98.02471 df 14 1 1 1 1 1 1 1 Mean Square 110.2855624 7.128554694 0.199499589 435.4215247 57.02935606 20.18222777 2.772505121 3.919486926 3.259918863 18.74014763 18.77278663 117.4385613 17.44500498 509.2681968 98.02470786 F Value 122.3081 7.905662 0.221248 482.8882 63.24631 22.38236 3.074745 4.346763 3.615293 20.78307 20.81927 130.2409 19.34674 564.7852 108.7107 p-value Prob > F < 0.0001 0.0157 0.6465 < 0.0001 < 0.0001 0.0005 0.1050 0.0591 0.0815 0.0007 0.0007 < 0.0001 0.0009 < 0.0001 < 0.0001 significant The Model F-value of 122.31 implies the model is significant There is only a 0.01% chance that a "Model F-Value" this large could occur due to noise Values of "Prob > F" less than 0.0500 indicate model terms are significant In this case A, C, D, AB, BD, CD, A2, B2, C2, D2 are significant model terms Values greater than 0.1000 indicate the model terms are not significant Std Dev Mean C.V % PRESS 0.94958 33.62994 2.823615 50.02719 R-Squared Adj R-Squared Pred R-Squared Adeq Precision 0.993041 0.984922 0.967824 34.891 The "Pred R-Squared" of 0.9678 is in reasonable agreement with the "Adj R-Squared" of 0.9849 "Adeq Precision" measures the signal to noise ratio A ratio greater than is desirable Your ratio of 34.891 indicates an adequate signal This model can be used to navigate the design space 87 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 Final Equation in Terms of Coded Factors: Hieu suat = 45.47 0.60 * A 0.10 * B 4.67 * C -1.69 * D -1.12 * A * B 0.42 * A * C 0.49 * A * D -0.45 * B * C 1.08 * B * D -1.08 * C * D -3.65 * A^2 -1.41 * B^2 -7.60 * C^2 -3.33 * D^2 88 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 PHỤ LỤC 5: BẢNG SỐ LIỆU THỐNG KÊ SO SÁNH KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VỚI KẾT QUẢ THEO MÔ HÌNH CỦA PHẾ LIỆU CÁ Diagnostics Case Statistics Standard Actual Order Value 25.41 26.68 26.89 24.09 36.78 40.18 35.95 34.84 21.48 10 24.53 11 26.12 12 25.99 13 27.39 14 33.37 15 32.46 16 32.24 17 36.63 18 38.39 19 42.27 20 41.72 21 22.08 22 37.14 23 40.45 24 35.83 25 46.39 26 46.39 27 46.31 Predicted Value Residual Leverage 25.14 0.26 0.633 26.76 -0.08 0.633 26.33 0.56 0.633 23.45 0.64 0.633 36.71 0.07 0.633 40.00 0.18 0.633 36.09 -0.14 0.633 34.88 -0.04 0.633 20.78 0.70 0.633 24.38 0.15 0.633 26.29 -0.17 0.633 25.40 0.59 0.633 28.02 -0.62 0.633 33.28 0.09 0.633 31.72 0.74 0.633 32.49 -0.25 0.633 37.33 -0.71 0.530 39.02 -0.63 0.530 42.52 -0.25 0.530 42.80 -1.08 0.530 22.79 -0.71 0.530 36.88 0.26 0.530 41.20 -0.74 0.530 36.42 -0.59 0.530 45.47 0.92 0.209 45.47 0.92 0.209 45.47 0.84 0.209 Internally Studentized Residual 0.455 -0.141 0.982 1.105 0.115 0.318 -0.249 -0.075 1.218 0.268 -0.299 1.029 -1.086 0.161 1.285 -0.436 -1.087 -0.968 -0.391 -1.663 -1.087 0.405 -1.143 -0.911 1.088 1.088 0.992 89 Externally Influence on Studentized Fitted Value Residual DFFITS 0.439 0.577 -0.135 -0.178 0.981 1.288 1.116 1.466 0.110 0.144 0.306 0.402 -0.239 -0.314 -0.071 -0.094 1.246 1.637 0.257 0.338 -0.288 -0.378 1.032 1.355 -1.095 -1.439 0.155 0.203 1.324 1.740 -0.421 -0.553 -1.096 -1.164 -0.965 -1.025 -0.377 -0.401 -1.815 -1.928 -1.096 -1.164 0.390 0.415 -1.160 -1.232 -0.904 -0.961 1.097 0.564 1.097 0.564 0.992 0.510 Cook's Distance 0.024 0.002 0.111 0.140 0.002 0.012 0.007 0.001 0.171 0.008 0.010 0.122 0.136 0.003 0.190 0.022 0.089 0.070 0.012 0.208 0.089 0.012 0.098 0.062 0.021 0.021 0.017 Họ tên: Đỗ Thị Hải Vân Lớp: Cao học CNTP 2008 – 2010 PHỤ LỤC 6: KẾT QUẢ TỐI ƯU HÓA Cá tạp Constraints Name A:thoi gian B:pH C:Ty le E/S D:Nhiet Hieu suat TP Goal is in range is in range is in range is in range maximize Lower Limit Upper Limit 18 0.4 50 70.522 Lower Weight 22 7.5 0.8 55 90.47 1 1 Nhiet 54.96 Hieu suat TP 90.58 Upper Weight Importance 3 3 Solution: Thoi gian 21.94 pH 6.03 Ty le E/S 0.59 Desirability Phế liệu cá Constraints Name A:Thoi gian B:pH C:Ty le E/S D:Nhiet Hieu suat Goal is in range is in range is in range is in range maximize Lower Upper Lower Upper Limit Limit Weight Weight Importance 16 22 1 6.5 1 0.1 0.4 1 50 55 1 21.48 46.39 1 Thoi gian 19.43 pH 7.18 Solution Ty le E/S Nhiet 0.29 52.05 90 Hieu suat Desirability 46.48 1.00 ... Nghiên cứu xây dựng quy trình thủy phân protein cá tạp phế liệu cá enzyme protease thương phẩm với nội dung sau: - Mục tiêu nghiên cứu: Xây dựng quy trình thủy phân protein cá tạp phế liệu cá. .. LIỆU 59 III.5 NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN PROTEIN CÁ TẠP VÀ PHẾ LIỆU CÁ BẰNG ENZYME PROTEASE THƯƠNG PHẨM 60 III.5.1 Lựa chọn yếu tố ảnh hưởng 60 III.5.2 Nghiên cứu thu hẹp miền... thủy phân protein 32 I.3.2.5 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân protein enzyme 32 I.4 XU THẾ ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE TRONG THỦY PHÂN CÁ TẠP VÀ PHẾ LIỆU CÁ 35 I.5 QUY