|AN LY KHU NN CNC TP HCM: -
M NGHIÊN CỨU VA PHÁT TRIEN NGHIEP CONG NGHE CAO ỦY BẠN NHÂN DÂN T
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔN
BÁO CÁO NGHIỆM THU
ĐÈ TÀI
NGHIEN CUU UNG DUNG DUNG DICH THUY PHAN TU PHU PHAM CA BANG ENZYM LAM PHAN BON
CHO MOT SO LOAI RAU TRONG NHA MANG
CO QUAN QUAN LY: SO KHOA HQC VA CONG NGHE TP HCM CƠ QUAN CHỦ TRÌ: TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ PHÁT TRIEN
NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO
CHU NHIEM DE TAI: ThS PHAM DINH DUNG
KS TRAN VAN LAM
Trang 2ỦY BAN NHÂN DÂN TP HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
BÁO CÁO NGHIỆM THU
(Đã chỉnh sửa theo góp ý của Hội đồng nghiệm thu)
ĐÈ TÀI
NGHIEN CUU UNG DUNG DUNG DICH THUY PHAN
TU PHU PHAM CA BANG ENZYM LAM PHAN BON
CHO MOT SO LOAI RAU TRONG NHA MANG
CHU NHIEM DE TAI
(Ký tên)
Phạm Đình Dũng Trần Văn Lâm
CƠ QUAN QUẢN LÝ CƠ QUAN CHỦ TRÌ
(Ký tên, đóng dấu xác nhận) (Ký tên, đóng dấu xác nhận)
Trang 3THÔNG TIN CHUNG CỦA ĐÈ TÀI
1 Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng dung dịch thủy phân từ phụ phẩm cá bằng enzym
làm phân bón cho một số loại rau trong nhà màng
2 Chủ nhiệm đề tài: ThS Phạm Đình Dũng và CN Trần Văn Lâm
3 Cơ quan chủ trì đề tài: Trung tâm Nghiên cứu & Phát triển Nông nghiệp Công,
nghệ cao Tp HCM
4 Cơ quan quản lý đề tài: Sở Khoa Học và Công Nghệ TP.HCM
5 Cán bộ tham gia thực hiện đề tài: - ThS Pham Đình Dũng - KS Tran Van Lam - KS Hoàng Đắc Hiệt - ThS Dương Thị Mỹ Thu
- KS Nguyễn Hoàng Duy Lưu - KS Bùi Văn Sơn
- KS Lé Thi Thu Man - ThS, Trần Quốc Tuấn 6 Thời gian thực hiện đề tài: Tháng 3 năm 2011 đến tháng 11 năm 2013 Xin gia hạn thêm 8 tháng (4/2012 - 11/2013) 7 Kinh phí được cấp duyệt: 510 triệu đồng (Theo hợp đồng số: 58/HĐ-SKHCN ngày 07 thang 4 nim 2011) 8 Mục tiêu đề tài:
Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm phân bón lá mới có nguồn gốc từ phụ phẩm cá Tra và tiến hành khảo nghiệm trên dưa leo và cải xanh trong nhà màng tại TP Hồ Chí Minh
9 Nội dung nghiên cứu:
Nội dung 1: Khảo sát quá trình thủy phân phụ phẩm cá Tra bằng enzym
Thí nghiệm 1: Khảo sát hiệu quả thủy phân của một số loại enzym đến quá trình thủy phân protein phụ phẩm cá Tra
Trang 4Thí nghiệm 3: Xác định thời gian thủy phân protein cá Tra tối ưu nhất Thí nghiệm 4: Ôn định dung dịch thủy phân bằng Natribenzoat
Nội dung 2: Phối chế dung dịch thuỷ phân thành phân bón lá để dùng cho rau ăn lá và
rau ăn quả
Nội dung 3: Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá từ cá Tra cho một số loại rau trong,
nhà màng, ngoài đồng ruộng và công nhận phân bón mới
ng : Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho cải xanh trong trong điều kiện nhà màng Thí nghiệm 2: Khảo nại kiện nhà màng
chế phẩm phân bón lá cho dưa leo trồng trong điều
Thí nghiệm 3: Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá (chế phẩm 1) cho cai xanh và rau dền ngoài đồng ruộng
10 Sản phẩm của đề tài:
ry 'Tên sản phẩm 'Yêu cầu khoa học dự kiến đạt được
(tiêu chuẩn chất lượng)
1 2 $
Quy trình công nghệ sản xuất dịch thủy | Đạt tiêu chuẩn làm chất nên để sản xuất
1 | phân làm nguyên liệu cho việc sản xuất | phân bón lá
phân bón lá từ phụ phẩm cá Tra
Sản xuất ra 20 lít 2 loại chế phâm phân | Được bộ NN & PTNT công nhận là
bón lá có nguồn gốc từ phụ phẩm cá cho | phân bón mới
rau ăn lá, rau ăn quả và quy trình sử
dụng
Trang 5
TOM TAT
Để tài “Nghiên cứu ứng dụng dung dịch thủy phân từ phụ phẩm cá bằng enzym làm phân bón cho một số loại rau trong nhà màng” đã được tiến hành từ tháng 03/201 1
đến 11/2013 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xây dựng quy trình sản xuất dịch thủy phân làm nguyên liệu cho việc sản xuất phân bón lá từ phụ phẩm cá Tra Đồng thời
tiến hành khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá trên cải xanh, dưa leo trồng trong nhà màng và khảo nghiệm trên diện rộng để công nhận phân bón mới Đề tài được thực hiện trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng enzym thủy phân phụ phẩm cá Tra và
thử nghiệm chế phẩm phân bón lá ngoài đồng ruộng
Kết quả nghiên cứu của đề tài đã cho thấy: Sử dụng enzym Alcalase thủy phân
phụ phẩm cá Tra tối ưu trong điều kiện pH = 8, nhiệt độ 65°C và thời gian là 120 phút Dé bao quan dịch thủy phân thì bỗ sung 0,5% natribenzoat cho hiệu quả cao nhất
Dịch sau khi thủy phân phụ phẩm cá Tra có hàm lượng các chất: 1,2% N; 0,11% P›O;; 0,12% K;O; 18 ppm Fe; 11 ppm Zn; 3,4 ppm Mn; | ppm Cu; 17 ppm Bo
Từ dịch thủy phân phụ phẩm cá Tra đã phối trộn thành hai chế phẩm phân bón
lá có hàm lượng các chất như sau:
- Chế phẩm 1: ding cho rau ăn lá: 5,06% N; 1,13% P;O;; 1,1% KạO; 252 ppm
Fe; 209 ppm Zn; 206 ppm Mn; 107 ppm Cu; 110 ppm Bo
- Chế phẩm 2: dùng cho rau ăn quả: 3,25% N; 2,2% POs; 4,17% KO; 323 ppm Fe; 109 ppm Cu; 214 ppm Zn; 317 ppm Mn; 536 ppm Bo
‘Trong 2 chế phâm phân bón lá từ dịch thủy phân cá Tra có hàm lượng axit amin (3,19%)
Khi khảo nghiệm chế phân bón lá trong nhà màng thì chế phẩm 1 với nồng độ 0,5% (5ml/ lít nước) cho hiệu quả cao nhất trên rau cải xanh và chế phẩm 2 với nồng, độ 0, 5% (Sml/ lít nước) có hiệu quả cao nhất trên dưa leo trồng trong nhà mang
Sử dụng phân sinh học cá (chế phẩm 1) với liều lượng 10ml lít nước cho rau cải
xanh và rau dễn trồng ngoài đồng cho năng suất và hiệu quả kinh tế cao nhất
Trang 6SUMMARY OF RESEARCH CONTEN
"The study enzymatic hydrolysis of by-product catish (Pangasius hypophthalmus) by enzymes as fertilizer for some vegetables" which was conducted from March, 2011 to November, 2013 aimed production of protein hydrolysates from
the catfish by-product At the same time, we also test this protein hydrolysates for
Brassica juncea and Cucumis sativus The experiments on using enzymatic hydrolyse
were carried in laboratory and test at the field
According to the study result, the protein waste of catfish (P hypophthalmus) hydrolyzed optimum conditions were pH 8 , 65°C, 120 minutes by Alcalase To preserve protein hydrolysate by supplying natribenzoat 0.5 % is the highest efficiency
Protein hydrolysate produced contained: 1.2 % N; 0.11 % P2O;; 0.12 % KO; 18 ppm Fe; 11 ppm Zn; 3.4 ppm Mn; | ppm Cu; 17 ppm Bo
From Protein hydrolysate were mixed into two kinds: 6 % N; 1.13 % PzO;; 1.1 % ; 252 ppm Fe; 209 ppm Zn; 206 ppm Mn; 107 ppm Cu; 110 ppm Bo - The first kind is used for leaves vegetabl‹
- The second kind is used for fruits vegetables: 3.25 % N; 2.2 % P;Os; 4.17 %
K;O; 323 ppm Fe; 109 ppm Cu; 214 ppm Zn; 317 ppm Mn; 536 ppm Bo Two kinds
contained high amino acid (3.19%)
When the first kind tested with a concentration of 0.5 % (5 ml/ liter) brought on
the highest efficiency on B juncea and the second one with a concentration of 0,5 % (5 ml / liter) have the highest efficiency on C sativus in the greenhouse
The first kind used with concentration of 1% (10 ml / liter) for B juncea and Amaranthus mangostanus got the highest productivity and economic efficiency in the field
Trang 7MỤC LỤC “Thông tin chung của đề tài Danh sách chữ việt tất Danh sách bảng Danh sách hình
DAT VAN DE
L TONG QUAN TAI LIEU
1.1 Thành phân hóa học của cá
1.2 Sử dụng enzym trong thủy phân protein
1.2.1 Nghiên cứu ngoài nước
1.2.2 Nghiên cứu trong nước
3 Quá trình thủy phân của
1.3.1 Các hệ enzyme tham gia phân giả
1.3.2 Sự tham gia của vi sinh vật trong quá trình phân giải 1.3.3 Các yếu tô ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá 1.4 Tình hình xuất khâu rau quả của Việt Nam 1.5 Giới thiệu về cây dưa leo 1.5.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển cây dưa leo 1.5.2 Phản ứng của cây với đi: 1.5.3 Nhu cầu dinh dưỡng của cây dưa leo
1.6 Giới thiệu về cây cải xanh
1.7 Một số nghiên cứu về sử dụng phân bón trên cây trồng
IL NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Trang 82.2 Nội dung nghiên cứu 2225
2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.25
IL KET QUA VA THAO LI 37
3.1 Hoàn thiện quy trình thủy phân phụ phẩm cá Tra bằng enzym 37 „37 38 3.1.3 Xác định thời gian thủy phân protein phụ phẩm cá Tra bằng enzym Alcalase 39 39 42 3.3 Khảo nghiệm 2 ché phẩm phân bón từ dịch thủy phân cá Tra cho một số loại rau 48
3.1.1 Khảo nghiệm hiệu quả thủy phân protein của một số enzym
3.1.2 Xác định hoạt độ enzym Alcalase đến khả năng thủy phân protein cá Tra
3.1.4 Ôn định dung dịch thủy phân
3.2 Phối chế dung dịch thuỷ phân thành phân bón lá để dùng cho rau
trong nha mang 1 Khảo nghiệm chế phim phân bón lá cho cải xanh trồng trong nhà màng 48 51 we 54 =- 56 58 58 58 sọ
3.3.2 Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá cho đưa leo trồng trong nhà màng
3.3.3 Khảo nghiệm phân sinh học cá trên rau cải trồng ngoài đồng ruộng
3.3.4 Khảo nghiệm phân sinh học cá trên rau dền trồng ngoài đồng ruộng
Trang 9DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT T VIET TAT THUAT NGU TIENG VIET Đối chứng Nghiệm thức Công thức
‘Nang suất lý thuyết
Năng suất thực thu
Trang 10so DANH SACH CAC BANG
TEN BANG SO LIEU TRANG
1.1 | Thanh phan dinh dưỡng trong cá tra 5 1.2 | Tình hình xuất khâu rau quả của Việt Nam 17 |
1.3 | Lượng phân bón cho cải xanh 2
2.1 | Hoạt tính enzym tiến hành thí nghiệm 25
3ð Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng trong phân sinh học đã
cá
đã 'Kết quả phân tích kim loại nặng và vi sinh vật hại trong phân si
sinh học cá
3.1 | Hiệu quả thủy phân protein phụ phẩm cá của một số enzym 37 |
32 Ảnh hưởng của hoạt độ enzym Alcalase đến quá trình thủy phân :
protein cá
3.3 | Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân protein cá Tra | 39
3.4 | Ôn định dịch thủy phân bằng natribenzoat 40
3.5 | Hàm lượng các chất trong dịch thủy phân trước phối trộn 42
3.6 | Hàm lượng hóa chất phối trộn trong dịch thủy phân 42 3.7 | Hàm lượng các chất trong dịch thủy phân sau khi phối trộn 43
3.8 | Hảm lượng các axit amin trong chế phẩm phân bón lá 4
Trang 11
3.9 | Chỉ phí sản xuất chế phẩm I tir dich thy phan ca Tra 45
3.10 | Chỉ phí sản xuất chế phâm 2 từ dịch thủy phân cá Tra 46
3.11 | Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến chiều cao cây rau cải 41
3.12 | Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến số lá rau cải 48
Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến một số chỉ tiêu rau 3.13 cải 49 314 Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến năng suất và nitrat _ —— | rau cải als Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến thời gian sinh trưởng 51 —— | dưa leo 316 Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến một số chỉ tiêu quả a — | dưa leo
417 Ảnh hưởng của chế phẩm phân bón lá đến đến năng suất và hàm a
7" | lượng nitat trong quả dưa leo
3.18 | Ảnh hưởng của phân sinh học cá đến năng suất rau cải 33
3.19 | Ảnh hưởng của phân sinh học cá đến năng suất rau dễn 54
3.20 | Hiệu quả kinh tế của rau cải 55 3.21 | Hiệu quả kinh tế của rau dén 56
ix
Trang 12DANH SÁCH HÌNH
SỐ TEN HINH ANH TRANG
2.1 | Phụ phẩm cá Tra sau khi xay nhuyễn 26
3.1 | Phân sinh học cá 4
3.2 | Rau cai sau trong 10 va 14 ngày 48
3.3 | Rau cải giai đoạn thu hoạch 50
3.4 | Năng suất lí thuyết và năng suất thực thu đưa leo 53
Trang 13DAT VAN DE
Trong những năm gần đây thì ngành thủy sản ở nước ta ngày càng phát triển
mạnh mẽ Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, năm 2011 diện tích nuôi cá
Tra của nước ta ước đạt 5571,6 ha với sản lượng là 1.136.253 tấn Vùng nuôi cá Tra
tập trung ở các tỉnh An Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Vĩnh Long, Bến Tre, Sóc Trăng, “Tiền Giang, Hậu Giang và Trà Vinh Theo ước tính, phần phụ phẩm của cá Tra trong
chế biến philê chiếm đến từ 65 - 70% tổng khối lượng cá Điều này đồng nghĩa với việc phát sinh một lượng phụ phẩm rất lớn khoảng 700.000 - 800.000 tan gồm đầu, xương, ruột, vi cá Đây là nguồn chất thải có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường rất lớn
nếu không có dây chuyền xử lý thích hợp Tuy nhiên nếu biết cách xử lý với công nghệ
phù hợp thì chúng ta có thể thu được một lượng lớn nguồn đạm dễ hấp thu có giá trị
nhằm sản xuất phân bón lá phục vụ trong sản xuất nông nghiệp Hiện nay, nông dân cũng đã từng bước sử dụng phế phẩm từ cá để sản xuất phân bón lá với quy mô nhỏ phục vụ cho sản xuất nông hộ
Hiện nay thì phương pháp xử lý nguồn phụ phẩm cá bằng các biện pháp sinh học
đang rất được quan tâm, đặc biệt là sử dụng enzym thủy phân để tạo ra những sản phẩm có nhiều công dụng như làm phân bón lá Việc sử dụng các enzym protease để thủy phân
protein phụ phẩm cá đã được ứng dụng rắt phổ biến trên thế giới do những ưu điểm là rút
ngắn được thời gian thủy phân và tận dụng được các nguồn phụ phẩm của cá
Rau là một trong những cây thực phẩm quan trọng, là loại thức ăn cần thiết khong
thể thiểu được trong bữa ăn hàng ngày Theo Hiệp hội rau quả Việt Nam, kim ngạch xuất khẩu rau hoa quả năm 2012 đạt 829 triệu USD, tăng 33,1% so với năm 201 1 Như
y vị trí quan trọng của cây rau trong đời sống và đối với nền kinh tế, Tuy
nhiên, năng suất rau của nước ta còn thấp, chỉ bằng 87% so với trung bình của thế giới
án đề bức
Chất lượng rau chưa đảm bảo tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm đang là
xúc của xã hội Sản xuất rau an toàn hiện nay đang là đề được hầu hết các địa
Trang 14nhiên, tình hình ngộ độc thức ăn do rau gây ra vẫn thường xuyên xảy ra và là mồi lo ngại
cho người tiêu dùng
Một trong những hướng đi quan trọng để giải quyết vấn đề trên là sản xuất rau
trong nhà màng, sử dụng các chế phẩm có nguồn gốc hữu cơ hướng tới việ
c tạo ra
những sản phẩm an toàn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường Trồng cây không sử dụng đất là kiểu canh tác tiên tiến và phô biến trong điều kiện nhà màng cho
phép nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm Việc ứng dụng các phụ phẩm của
ngành chế biển thủy sản để sản xuất phân bón lá phục vụ cho sản xuất nông nghiệp là
làm cần thiết hiện nay Nó vừa giảm thiểu ô nhiễm môi trường do nguồn phụ
phẩm thủy sản gây ra vừa góp phần thúc đầy trồng trọt phát triển tạo ra sản phẩm an
toàn cho người sử dụng Điều này là hoàn toàn phù hợp với định hướng hiện nay, đó là
nông nghiệp theo hướng hữu cơ nhằm tạo ra những sản phẩm
tru tiên phát triển sạch cho thị trường
Xuất phát từ những thực tế đó, việc thực hiện đề tài “Wghiên cứu ứng dụng
Trang 15I TONG QUAN TAI LIEU 1.1 Thành phần hóa học của cá
“Thành phần hóa học của cơ thịt cá gồm có nước, protein, lipid, glucid, muối vô
co, vitamin, enzym, hormone
Với thành phần hóa học của da cá: nước 60 + 70 %, một ít chất vô cơ còn chủ yếu là protein và chất béo Protein của da cá chủ yếu là collagen, elastin, keratin, rutin, globulin và albulmin Công dụng của da cá chủ yếu là nấu keo, loại đa dày như cá voi,
cá nhám dùng trong công nghiệp thuộc
“Thành phần hóa học của vây cá: tương tự như xương sụn, protein trong vây cá chủ yếu là chondromucoid, collagen, chondroalbumin, đối với vây cá sau khi chế biến ác chất tan phân ly thành arginin, histidin và lysine chiếm 1/3 tổng lượng acid amin Thường lấy vây đuôi, bụng, ngực của mí loài cá nhám để đem chế biến thành sản phẩm vây cá
Thành phần hóa học của xương cá: xương cá được chia làm hai nhóm, đó là
xương cứng và xương sụn Xương sụn: thành phần chủ yếu là protein phức tạp, keo và albumin; chất vô cơ nhiều nhất là Na, Ca, K, Mg, Fe Các acid amin cấu tạo thành protein trong xương sụn chủ yếu là acid amin tính bazơ như arginin, histidin, Iysin Xương cứng: lượng chất hữu cơ và vô cơ tương đương, muối vô cơ chủ yếu là
Ca;(PO,); ngoài ra còn có CaCO;, Ca(OH);,
“Thành phần hóa học của bong bóng cá: chủ yếu là collagen, dùng để nấu keo
Trang 16Theo Trương Công Phát, thành phần các chất trong cá Tra gồm:
Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong cá tra (trên trọng lượng khô) Chỉ tiêt Kết qua Protein thô (%) 46 N(%) 1,36 Dam amin (%) 0,56 K,0 (%) 1,07 P;O; (%) 6,33 1.2 Sử dụng enzym trong thủy phân protein 1.2.1 Nel “Trong những năm gần đây, có nhiều nghiên cứu để thủy phân phụ, phế phẩm từ
cứu ngoài nước
ngành thủy sản tạo ra sản phẩm hữu ích Trong đó có hai nhóm phương pháp chính là phương pháp hóa học và phương pháp sinh học Phương pháp sinh học chủ yếu là dùng các
enzym protease đê thủy phân Nguồn protease có thể từ động vật, thực vat va vi sinh vật
Bromelin là tên gọi chung cho nhóm enzym thực vật chứa nhóm sulfhydryl, có khả năng phân giải protein được thu nhận từ họ Bromeliaceae đặc biệt là ở cây dứa (Ananas comusus L.) Bromelin chiếm 50% protein trong quả đứa, có khả năng thủy phân mạnh và hoạt động tốt ở pH từ 5 - 8 Bromelin có trọng lượng phân tử 33 kdalton, có tâm hoạt động chứa cystein với cầu nối S-S giữa 2 sợi peptid với nhau
Bromelin hoạt động ở nhiệt độ từ 45 ~ 65°C và mắt hoạt tính ở 70C, biên độ pH từ 3 -
9 tùy thuộc vào loại cơ chất Các chất có tác dụng hoạt hóa bromelin gồm cystein,
muối bisulfite, NaCN, H;§, Na;§ và benzoate Bromelin trong quả xanh có hoạt tính
phân giải casein cao nhất, kế đến là trong quả chín và cuối cùng là bromelin trong thân Đây là enzym được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm như
giúp làm mềm thịt, làm rượu bia, thủy phân các nguồn protein khác nhau để thu hồi sản
phẩm hòa tan là các axit amin có giá trị dinh dưỡng cao Giống như các cấu trúc sinh học khác, bromelin chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố như: cơ chất, nồng độ cơ chất, nồng
Trang 17khác nhau Đối với cơ chất tổng hợp như BAA (Benzoyl-L-Arginine amide), BAEE
(Benzoyl-L-Arginine ethyl ester) thì khả năng thủy phân của bromelin yếu hơn papain * Giới thiệu enzym papain
Papain là một endoprotease có trong nhựa cây đu đủ (Carica papaya L.) chữa
16,1% N và 1,2% S Theo kết quả phân tích bằng tia X thì phân tử Papain là một chuỗi
polypeptide gồm 212 amino acid, trọng lượng phân tử là 23.350 Da, phân tử là một
mach polypeptide voi dau N 1a isoleucine, dau C 1a asparagine, c6 6 géc cysteine tao
thành 3 cầu disulfur ở các vị trí 22-63, 56-95, 153-200 không có chức năng sinh học,
chỉ làm tăng tính bền vững của cấu trúc và một nhóm —SH tự do ở vị trí 25 - Cấu trúc không gian
Phân tử papain có dạng hình cầu với kích thước 36x48x36Ao và mạch chính bị
gấp thành hai phần riêng biệt bởi một khe Trung tâm hoạt động nằm tại bề mặt của
khe này, nhóm -SH hoạt động của cysteine 25 nằm bên trái khe và nhóm histidine 159 nằm bên phải khe Phần xoắn chiếm 20% toàn bộ các amino acid có trong phân tử
Hình 1.2 Cầu trúc bậc 3 của papain
Hoạt tính của papain dựa trên hai tâm hoạt động là Cys25 và His159 Khoảng pH hoạt động của papain khá rộng (3.5 — 8.0) tùy thuộc vào cơ chất Khi cơ chất là
cascin thi hoạt tính tối ưu của papain trong vùng pH từ 5.7 ~ 7.0 và nhiệt độ thích hợp
Trang 18- Cầu trúc tâm hoạt động của papain
“Tâm hoạt động của papain gồm có nhém -SH cia cysteine 25 va nitrogen bậc 3
của histidine 159 Bên cạnh đó nhóm imidazole của His 159 cũng liên kết với Asp 175
bởi liên kết hydrogen
'Vùng tâm hoạt động của papain chứa mạch polypeptide với các amino acid là: Lys-Asp-Glu-Gly-Ser-Cys-Gly-Ser-Cys
Hoat tinh enzym và cơ chất tác dụng:
Papain thủy phân peotein thành các polypeptide và các polypeptide và các amino acid, déng vai trò vừa như endopeptidase vừa như exopeptidase
Các endopeptidase thủy phân protein chủ yếu thành các peptid:
(-NH-CH(R)-CO-NH-CH(R)-CO-)n + HOH >> (-NH-CH(R)-COOH)I + (H2N- CH(R)-CO-)k
itk=n
Các exopeptidase thủy phân các peptide thành các amino acid
(H2N-CH(R )-CO-NH-CH(R )-CO-)n + HOH > (H2N-CH(R)-COOH)n + (H2N-CH(R)-CO-)k
n+k=n
So với các protease có nguồn gốc động vật và vi sinh vật khác thi papain có khả
năng thủy phân sâu hơn Tính đặc hiệu cơ chất của papain rất rộng vì nó có khả năng phân hủy hầu hết các liên kết peptide trừ các liên kết với proline và các glutamic acid có nhóm carboxy tự do Hoạt hóa papain:
Papain chi thé hiện hoạt tính xác tác của mình khi nhóm ~§H ở dạng tự do Vì
vậy ta sử dụng chất hoạt hóa để dưa papain từ trạng thái không hoạt động sang trạng,
thái hoạt động do trung tâm hoạt động của papain có tính khử nên các chất hoạt hóa là các chất có tính khử như cysteine, glytation aicd, hdrocyanic trong đó cysteine là chất hay dùng nhất Khi có mặt các chất này thì nhóm ~SH của papain được phục hồi
Trang 19hop cysteine va EDTA, trong dé cysteine đóng vai trò là chất hoạt hóa papain, còn EDTA đóng vai trò chất liên kết tạo phức với ion kim loại nặng có trong nhựa đu đủ
Bất hoạt:
Papain bị kìm hãm (ức chế bất thuận nghịch) bởi các chất oxy hóa như: O;, O¿,
H;O;, iodur acetate, cysteine và các hợp chất disufur khác Các chất này phản ứng với
nhóm -SH ở trung tâm hoạt động của papain làm phá vỡ cấu trúc tâm hoạt động của nó
Papain bị bất hoạt thuận nghịch bởi không khí, cysteine ở nồng độ thấp Các ion kim loại như Cd*, Cu”*, Zn”, Hg”*, Pb?*, Fe*" và các tác nhân gây ức ché papain
Papain tác dụng với chloromethyl cetone của phenylalanine và Iysine thì mắt hoàn toàn
hoạt tính Tuy nhiên papain lại rất bền với các tác nhân biến tính là dung môi hữu cơ
(độ quay cực của papain hầu như không biến đổi trong ethanol 70%)
- Phản ứng của papain
Papain thủy phân protein thành các polypeptide và các acid amin, nó đóng vai
trò vừa như cndopeptidase vừa như exopeptidase
ek
td
Trang 20Papain be s-S-CH, + RSH S=SB|PapitESH + R-$-CH, Xhởng hoa! đồng Hoạt động &_ NH - €-NH, CŨ eon nH WH, nH \ (Chy, Papua asi (họ, Opens — hen + i” i 0 0 Có miv
Hình I.4 Phản ứng hóa học củapapaim
Đây là enzym chịu được nhiệt độ tương đối cao, ở dạng nhựa khô papain khong bị biến tính ở 100°C trong 3 giờ Ở dang dung dich, papain bj mat hoat tinh sau 30 phút
ở 82,5°C Nên lấy nhựa ở những quả còn xanh, khoảng 10 tuần tuổi là tốt nhất và lấy vào lúc
ng sớm Dùng dao inox rạch vài đường đọc theo quả, hứng nhựa cho vào lọ
thủy tỉnh có nắp kín, giữ trong tối và bảo quản ở 4°C (Monti và cộng sự, 2000)
*6
~ Đặc điểm enzym Bromelin
thiệu enzym Bromelin
Bromelin là tên gọi chung cho nhóm enzyme thực vật chưa nhóm sulfhydryl, có khả năng phân giải protein được thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc biệt là ở cây dứa Bromelin chiếm 50% protcin trong quả dứa Nó có khả năng thủy phân khá mạnh và hoạt động tốt ở pH từ 6 - 8 Bromelin có hoạt tính xúc tác sự phân giải protein tương,
Trang 21- Tinh chất enzym Bromelin
Thanh phan chủ yếu của bromelin có chứa nhóm sulfhydryl thủy phân protein Trong dịch chiết bromelin còn có chứa một ít peroxidase, axit phosphatase và chất cản
protease
+ Cấu trúc không gian của Bromelin
Bromelin là một protease trong tâm hoạt động có chứa ysreine và hai sợi polypcptide lien kết với nhau bằng cầu nối ~§ - S- Phân tử có dạng hình cầu do có cách sắp xếp phức tạp tải của Bromelin + Hoạt tính phân gi Bromelin có ba hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase va esterase Bromelin
thân có nhiều cơ c] ông
hợp Đối với cơ chất là casein, hoạt tính phân giải của Bromelin thân cao hơn Bromelin tự nhiên và có thể thủy phân cả cơ chất tự nhiên lẫn cơ chất
quả xanh và Bromelin quả chín
Việc sử dụng các enzym protease để thủy phân protein phụ phẩm cá đã được
ứng dụng rất phô biến trên thể giới do những ưu điểm là rút ngắn được thời gian cho
quá trình sản xuất, tăng lượng protein không hòa tan chuyển thành protein hòa tan và
tận dụng được các nguồn phụ phế phẩm của cá Trong điều kiện thủy phân thích hợp, các mô cá được biến đổi nhanh chóng thành chất lỏng Phản ứng thủy phân thường bao
gồm 2 bước: bước đầu là những phân tử enzym kết hợp với protein của cơ chất và
bước 2 là sự thủy phân xảy ra dẫn tới sự phóng thích các polypeptid và axit amin tự do
Nhiều loài vi sinh vật có khả năng tổng hợp mạnh protease Protease phân bố
chủ yếu ở vi khuẩn, nắm mốc và xạ khuẩn Bao gồm nhiều loài thuộc Aspezgillus, Bacillus, Penicillium, Clotridium, Sirepiomyces và một số loại nắm men Các enzym
này có thể ở trong tế bào (Protein nội bào) hoặc được tiết vào trong môi trường nuôi cấy (Protcase ngoại bảo) Cho đến nay các protease ngoại bào được nghiên cứu kỹ hơn các protease nội bào Một số proteasc ngoại bào đã sản xuất trong quy mô công nghiệp
và được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ nghệ khác nhau trong nông nghiệp và
trong y học Có thể thu nhận protease từ nhiều loài vi khuẩn, xạ khuẩn, nắm mốc Hiện nay trên thế giới sản xuất khoảng trên 600 tấn protease tỉnh khiết từ vi sinh vật, trong
Trang 22đó có 500 tấn từ vi khuẩn và 100 tắn từ nắm móc Nhịp độ sản xuất enzym vi sinh vật ở
qui mô công nghiệp ở các nước phát triển tăng trung bình hàng năm từ 5% - 15% và
doanh thu sản xuất hàng năm ở các nước này khoảng 1,5 tỉ USD Những nước có công
Nhật Bản,
nghệ tiên tiến nhất trên thế giới hiện nay Mỹ, Anh, Pháp, Hà Lan, Trung quốc, Đan Mạch, Đức, Áo
in xuất và ứng dung proteas
Các nước này đầu tư thích
đáng cho công tác nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng các chế phẩm protease của vi sinh
vật Nguồn nguyên liệu rất dồi dào để sản xuất enzym nói chung và protease nói riêng
Người ta sử dụng protease để sản xuất các dịch đạm thủy phân từ các phế liệu giàu protein như thịt vụn, đầu cá, da Dang protease dé thủy phân protein thường it bị hao hụt acidamin như khi dùng phương pháp hóa học Thủy phân protein bằng acid thường mất 10-25% các acidamin như tryptophan, tyrosin, cystein, arginin, histidin, serin, treonin Vi khuẩn có khả năng sinh ra cả hai loại enzym endopeptidase va
exopeptidase, 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 Các chủng vỉ khuẩn có khả năng tổng hợp manh protease 1A Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus thermorpoteoliticus va mt s6 loai thude Clostridium Trong 46, B subtilis c6 kha nang tổng hợp protease mạnh nhất Các vi khudn thudng tổng hợp các protease hoạt động
thích hợp ở vùng pH trung tính và kiểm yếu Các protease trung tính của vi khuẩn hoạt động ở khoảng pH hẹp (pH 5 - 8) và có khả năng chịu nhiệt thấp Các protease trung tính
tạo ra dịch thủy phân protein thực phẩm ít đắng hơn so với protease động vật và tăng giá trị dinh dưỡng, Nhiều loại nắm móc có khả năng tổng hợp một lượng lớn protease được le, A terricola, ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm như các chủng Aspergillus or
A fumigatus, A satoi, Penicillium chysogenum Céc loai nim méc này có khả năng
tông hợp cả ba loại protease acid, kiểm và trung tính Nắm mốc có bào tử đen tông hợp chủ yếu các protease acid, có khả năng thủy phân protein ở pH 2,5 - 3
Theo Diniz (1998), khi sử dung enzym endopeptidase từ vi khuẩn đề thủy phân mô thịt cá mập (Squalus acanthias) trong 2 giờ thì lượng nitơ thu được 76.2% Điều
kiện đề thủy phân tốt nhất là nhiệt độ 55°C, pH = 8 với tỷ lệ enzym là 40 mg/ g cơ chất và hiệu suất thủy phân 18,6%
Trang 23Dong (2005) khi sử dụng enzym papain dé thủy phân cá mối dài thì sản phẩm thủy phân chứa 84,7% protein thô, 7,1% tro và 3,5% mỡ Sản phẩm thủy phân chứa 20
loại axit amin, trong đó tỷ lệ của 8 loại axit amin thiết yếu chứa 41,5% lượng axit amin Theo Min-Tian Gao (2005), thủy phân phụ phẩm cá gồm đầu và xương cá đã dược xử lí sơ bộ với nước ở 121 °C trong 20 phút bằng dung dịch acid được pha loãng và pH dịch thủy phân được điều chỉnh về 1,0 Bằng cách này, thu được nguồn đạm
dùng cho lên men sản xuất acid lactic với giá thành thấp và làm tăng hiệu suất sản xuất
acid lactic gần 22 % so với việc dùng dịch chiết nắm men
Theo Mahmoudreza và ctv (2009), khi sử dụng enzym Alcalase để thủy phân độ 50C trong thời gian 120 phút thì
protein của nội tạng cá tầm trắng ở điều kiện nhiệt
sản phẩm thủy phân có hàm lượng protein khá cao (66,43%), lipit thấp (1,34%) và hàm
lượng amino axit cao
Theo See (2011), khi dùng enzym Alcalase với hàm lượng 2,5% để thủy phân
da cá hồi trong điều kiện nhiệt độ 55,3°C, pH = 8,39 cho hiệu suất thủy phân cao nhất
(77.03%) Sản phẩm thủy phân chứa hàm lượng protein cao (89,53%)
‘Theo Muzaifa và ctv (2012) khi sử dụng enzym Alcalase và Flavourzyme thủy phân phụ phẩm cá thì kết quả cho thấy: sử dụng Alcalase tạo ra lượng protein nhiều hơn (82,66%) so với 7
'% khi dùng Flavourzyme Bên cạnh đó thì độ tan, độ tạo bọt
của sản phẩm thủy phân khi dùng Alcalase cũng tốt hơn khi dùng Flavourzyme
1.2.2 Nghiên cứu trong nước
Theo Nguyễn Thị Nép (2005), ty 1 enzym protease tir B subtilis 5 sir dung để
thủy phân với cơ chất là phụ phẩm đầu xương cá tra đạt hiệu quả cao là 2,5 + 3 %,
nhiệt độ thủy phân thích hợp là 50 °C, pH = 8.0 và trong thời gian là 10 giờ, hiệu suất thủy phân cao nhất là 25,68 %
Theo Đặng Thị Mộng Quyên (2006) và Trần Thị Xô (2006), để thủy phân cá phèn, cá ngân dạng cá phế liệu thu được sau công đoạn fillet bằng phương pháp thủy
phân kết hợp, thủy phân bằng enzym trước, thủy phân bằng acid sau Trong đó, sử dụng chế phẩm enzym protease tir vi khuan B subtilis Cio Kết quả với điều kiện thủy
phân bằng enzym: tỷ lệ muối 3%, tỷ lệ dịch chiết enzym 20 % (dạng lỏng), tỷ lệ nước
Trang 2430 %, nhiệt độ 50 °C, điều kiện thủy phân bằng acid: tÿ lệ muối 3 %, nhiệt độ thủy
phân 90 PC, thể tích HCI 7N là 20 %, trung hòa bằng Na;CO; 20 % cho hiệu quả thủy
phân cao Dịch đạm thu được có hàm lượng đạm tổng số 39 g/I, dam amin 21,6 g/l, dam amoniac 3,95 g/l
Dương Thị Hương Giang (2006), sử dụng enzym papain thô ly trích trực tiếp từ mủ đu đủ để thủy phân bánh dầu đậu nành tạo sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao ứng dụng trong chăn nuôi Kết quả thí nghiệm cho thấy điều kiện tối ưu cho enzym papain
trên cơ chất bánh dầu đậu nành là nhiệt độ 55'C và pH 7,0 Với tỉ lệ enzym:cơ chất là
0,75:100 (w:w), hoạt tính đặc hiệu của enzim là 91,12 TU/mg, thời gian thủy phân là
24 giờ cho hiệu suất thủy phân cao nhất 11,8%
Lê Công Toàn (2007), phối trộn phế phẩm cá và mùn cưa theo các tỷ lệ 4 cá : 1
4 mùn cưa sau đó phun chế phẩm PMET vào các
mùn cưa: 3 cá : Ï mùn cưa và 9
mẫu đã phối trộn với liều lượng I lim và đem ủ kị khí Trong quá trình ủ có đảo trộn
và phun PMET định kỳ Kết quả cho thấy các mẫu phân phối rộng theo tỷ lệ 3 : I và 9 : 4 đều đạt tiêu chuẩn quy định trong sản xuất phân bón về hàm lượng chất hữu cơ và
axit humic Tuy nhiên cũng có một vài chất không đạt như hàm lượng kali vì vậy các
tác giả khuyến cáo cần bổ sung thêm chất này trong quá trình ủ phân
Vo Thi Hạnh đã nghiên cứu chế phẩm sinh học từ trùn quế đề làm thức ăn cho gia
ẩm này là vẫn
súc, gia cằm, làm phân bón cho cây Một ưu điểm nổi trội của các chế
giữ nguyên mùi trùn tươi, các chất dinh dưỡng không bị mắt đi hoặc biến chất theo thời gian Chế phẩm BIO-BL, đã được dùng để bón cho cây trà ô long và một số cây hoa
màu, cây kiểng Kết quả sau khi sử dụng cho thấy búp trà tươi, màu sắc đẹp hơn, mùi hương của trà cũng thơm hơn BIO-BL được tạo thành từ trùn quế tươi phối trộn với hỗn
hợp vi sinh vật hữu ích và enzym dùng trong trồng trọt, lên men tạo sản phẩm có mùi trùn, giảu đạm protein và amin cao, enzym tiêu hóa có hoạt lực cao, vi khuẩn có lợi
Nhóm iä cho biết ưu điểm của phương pháp chế biến trùn quế bằng công nghệ vi sinh là không cần dùng thiết bị đông lạnh hay thiết bị sấy nên không tốn chỉ phí điện,
năng lượng, đem lại hiệu quả kinh tế cao Với công nghệ đơn giản, các hộ nông dân ở các
Trang 25vùng xa xôi có thể áp dụng dễ đàng Việc có thêm các chế phẩm sinh học mới có giá thành rẻ góp phần làm cho ngành chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản và trồng trọt phát triển tốt hơn
Hiện nay, để xử lý các loại phế phẩm nông nghiệp, rác thải sinh hoạt thì có các chế phẩm như BIMA (Trichoderma), Active cleaner (xạ khuẩn Streptomyces sp., nam Trichoderma sp., vi khuan Bacillus sp.) duge sit dung dé ủ phân gia súc, chất thải hũu
cơ như rơm, rạ, rác thai sinh hoạt hữu cơ (đã tách riêng rác vô cơ) Việc sử dụng chế phẩm có thể giúp rút ngắn thời gian ủ hoai phân chuồng, phân xanh, rác từ 2 - 3 lần so
với cách ủ thông thường
“Trung tâm công nghệ sinh học thành phố Hỗ Chí Minh đã tạo 4 loại phân bón:
Bio tran qué 01; Bio trin qué io trin qué 03 va Bio trin qué 04 có thành phần chủ
yếu là dịch chiết từ trùn quê tươi với hàm lượng axit amin cao (Aspartic acid — 2.000
ppm; Leucine — 1.200 ppm; Alanine — 1.000 ppm; Glutamic acid — 1.000 ppm; Valine
800 ppm) Ngoài ra còn chứa một số nguyên tố đa lượng và vi lượng cần thiết Đa
lượng: N— 5.0 %; P— I.0 %; K - 3.0% Vi lượng: B - 200 ppm; Zn - 200 ppm; Mg - 120 ppm; Ca - 120 ppm; Fe - 100 ppm Chúng có tác dụng kích thích tăng trưởng, ra hoa và tăng tỷ lệ đậu trái
Nguyễn Xuân Trình (2008), khi nghiên cứu công nghệ sản xuất bột cá, dịch đạm từ phụ phẩm cá Da trơn và cá Basa Kết quả cho thấy các tác giả đã xác định được 180
phút là thời gian thủy phân để lượng protein hòa tan và acid amin tạo thành dat cao nhất Tỷ lệ enzym trên cơ chất cũng có ảnh hưởng quan trọng đến hiệu suất thủy phân,
nzym : cơ chất 0,2% ở nhiệt độ 60°C và pH = 5 cho hiệu quả thủy phân cao nhất
ty
Khi so sánh hoạt tính giữa enzym dịch dứa, enzym tủa từ dịch dứa và enzym Alcalase
(là enzym thủy phân cé nguén géc tir vi khudn Bacillus lischenifermic), két qua cho
thấy mẫu thủy phân bằng Alcalase có hàm lượng protein hòa tan va acid amin cao nhất,
kế đến là enzym dịch dứa, mẫu có enzym tủa có hàm lượng protein và acid amin thấp nhất có thể là do hoạt tính enzym bị mất đi trong quá trình tủa
“Trần Thanh Nhãn (2009), khi sử dụng alcalase để sản xuất Gelatin từ da cá basa thì kết quả cho thấy nồng độ enzym là 0,05%; thời gian thủy phân 25 phút, nhiệt độ
thủy phân 43°C và pH môi trường thủy phân tốt nhất là 8
Trang 26Theo Trần Thanh Nhãn và Trần Nguyễn Tú Oanh (2009), khi xử lý máu cá basa bằng enzym alcalase thì các thông số tối ưu của quy trình là: pH = 7,05; thời gian thủy phân 2,81 giờ, nồng độ enzym là 1,5% và cho hiệu suất thủy phân là 5,91%
Theo Mạc Xuân Hòa và Trần Bích Lam, khi thủy phân phế phẩm từ quá trình e 2.4L nhằm thu nhận protein hydrolysate thì kết quả cho thấy điều kiện thủy phân tối ưu là: hàm lượng enzym 0,3% (v/w), nhiệt độ 67°C, 1.3 Quá trình thủy phân của cá à thời gian 130 phút
LA qué trình tác dụng của hệ enzym protease trong bản thân cá hoặc bên ngoài tác động vào thủy phân thịt cá từ dạng protein qua các dạng trung gian như pepton,
polypeptid, peptid va cudi cùng là acid amin
Prolein_EÿM —„ nolypepid_ Em — ¿ axitamin
Bên cạnh quá trình thủy phân protein là chủ yếu còn có sự thủy phân của đường và
chất béo thành các acid hữu cơ, rượu
Quá trình thủy phân protein trong thịt cá chủ yếu là do enzym tác dụng nhưng cũng có thể có sự tham gia của vi sinh vật Những vi sinh vậ hữu Ích tiết ra protease thúc đầy cho quá trình thủy phân nhưng các vi sinh vật gây thối thì có tác dụng làm rữa
nát thịt cá có khi ở ngay giai đoạn đầu hay trong quá trình chế biến Quá trình thủy phân tiếp tục là quá trình thối rữa do vi sinh vật gây thối thủy phân acid amin thành các
chất cấp tháp như: indol, phenol và các loại acid có đạm và acid béo thủy phân thành H;§, NH;, CO› (Nguyễn Trọng Cân và Đỗ Minh Phụng, 1990)
1.3.1 Các hệ enzym tham gia phân giải
Trang 27
Hệ cnzym Serin — protease điển hình là trypsin tổn tại nhiều trong nội tạng cá, nhất là trong tụy Môi trường hoạt động của Serin — protease trong khoảng pH = 5,0 + 10
Hệ enzym axit protease được tìm thấy nhiều trong thịt cá và nội tạng cá, đại diện cho hệ này là Cathepsin D Hệ enzym này tồn tại ngắn trong giai đoạn đầu thời kỳ thủy phân, khoảng 24 giờ sau thì hoạt tính của chúng mắt dần vì không chịu nỗi nòng độ muối cao Hệ
enzym này thủy phân profein rất mạnh nhưng bị ức chế bởi nồng độ muối cao, chỉ 5 % muối
sau 12 giờ là có thể mắt hoạt lực (Nguyễn Trọng Can va Dé Minh Phung, 1990)
1.3.2 Sự tham gia của vi sinh vật trong quá trình phân giải
mặt ngay từ đầu quá trình chế biến do nguyên
Vi sinh vật ệu, dụng cụ mang
theo từ ngồi mơi trường nhiễm vào, nhưng do nồng độ muối quá cao nên chúng không
hoạt động được Ngay trong giai đoạn ngắn đầu tiên khi muối chưa kịp tác dụng có một số vi sinh vật gây thối hoạt động Khi độ mặn tăng dẫn lên đạt từ 12 % trở lên thì các vỉ khuẩn gây thối hầu như ngừng hoạt động và các vi khuẩn khác bị ức chế cao độ
(Nguyễn Trọng Cần và Đỗ Minh Phụng, 1990)
1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá * Ảnh hưởng của nhiệt độ
Nhiệt độ dưới 3C làm ngừng quá trình sinh trưởng, phát triển của vi sinh vật (Nguyễn Xuân Thành và cs, 2005) Ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thích hợp thì vi sinh vật bị kiềm chế mạnh hơn ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thích hợp, trừ loại hiếu nhiệt
còn đại bộ phận trên 60C đều bị chết Nhiệt độ hoạt động mạnh nhất của enzym trong it bj kim ha không thể phát triển lừ 36 : 40C Dưới 0C các enzym va vi sinh
nhưng không chết Từ 0 + 40 °C tác dụng phân giải của enzym và vi sinh vật tăng tỉ lệ
thuận với sự gia tăng của nhiệt độ Nhưng enzym mang bản chất protein nên chúng
không chịu được nhiệt độ cao Đa số enzym ở trong cá đều mắt hoạt tính ở nhiệt độ từ 70 °C trở đi (Nguyễn Trọng Cân, Đỗ Minh Phung, 1990)
* Ảnh hướng của pH
Các giá trị pH cần cho sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật tương ứng với
các giá trị pH cần cho hoạt động của nhiều enzym Giới hạn pH hoạt động của vi sinh
vật nằm trong khoảng 4,0 + 10pH của môi trường còn tác động sâu sắc lên các quá
Trang 28trình trao đổi chất Màng tế bào chất của vi sinh vật tương đối ít thấm đối với các ion H' và OH, vì vậy dù pH của mơi trường ngồi dao động trong giới hạn rộng, nằng độ
của chúng trong tế bào chất vẫn ôn định Ảnh hưởng của pH môi trường lên hoạt động
của vi sinh vật phần lớn là do tác động qua lại giữa ion HỶ và c
enzym chứa trong
màng tế bào chất và tế bào (Bộ thủy sản, 2004)
pH ảnh hưởng rất lớn đến hoạt tính của vi khuẩn, do nó liên quan đến tương tác giữa enzym và cơ chat Vi khuẩn rất nhạy cảm với sự thay đổi pH của môi trường Mỗi
loạt động được trong môi trường có pH giới hạn bởi pH thấp nhất
và pH cao nhất Đồng thời vi sinh vật hoạt động mạnh nhất trong môi trường có pH tối
hảo Phần lớn mơi trường bên ngồi thiên nhiên có pH = 2,5 + 9,0, và phần lớn vi sinh
vật có pH tối hảo trong khoảng này Có rất ít vi sinh vật có thể sống trong môi trường
có pH nhỏ hơn 2,0 hoặc lớn hơn 10 (Nguyễn Hữu Thanh và Nguyễn Thị Thanh Xuân, 2003 trích bởi Phan Thiên Tùng, 2006)
* Ảnh hưởng của điện tích tiếp xúc
Trong quá trình thủy phân yếu tố quan trọng thúc đây quá trình thủy phân là diện tích tiếp xúc Để tạo điều kiện tốt hơn cho sự thủy phân của enzym làm tăng khả
năng tiếp xúc giữa enzym và cơ chất, muốn vậy phải làm nhỏ kích thước cơ chất trước khi thủy phân (Phan Thiên Tùng, 2006 trích trong Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005)
* Ảnh hưởng của thời gian tháy phân “Theo một số nghỉ cứu thì mức độ thủy phân tăng vọt trong thời gian đầu của phản ứng, sau đó tố phản ứng chậm lại Thời gian dài hơn và ử dụng lượng vỉ khuẩn lớn hơn thì mức độ thủy phân cao hơn (Phan Thiên Tùng, 2006 trích trong Nguyễn Thị Xuân Dung, 2005)
* Ảnh hưởng của bản thân nguyên liệu
“Thủy phân hai loại cá gồm cá béo và cá không béo có nhiều mỡ và không mỡ
bang enzym thủy phân là papain được bổ sung 5% so với lượng cá Kết quả là các loại cá không hoặc ít béo đã cho hàm lượng protein trong nước bôi cao hơn so với cá có mỡ
và khi chế biến thì mỡ thường nổi lên trên nên làm cho sản phẩm có mùi ôi khét
(Nguyễn Đình Khôi, 2003 trích trong Mackie, 1982)
Trang 291.4 Tình hình xuất khẫu rau quả của Việt Nam
Theo hiệp hội rau quả Việt Nam, năm 2012 kim ngạch xuất khẩu rau quả đạt
829 triệu USD tăng 33,1% so với năm 2011 với một số thì trường lớn chủ yếu Băng I.2 Tình hình xuất khẩu rau quả của Việt Nam “Thị trường Năm 2011 (triéu USD) Nam 2012 (1 USD) 'Trung Quốc 146,119 218,062 Nhật Bản 46,793 54,649 Mỹ 28,864 39,869 Nea 29,280 28,372 Dai Loan 22,396 25,654 Indonesia 31,941 24,510 Hàn Quốc 18,898 22,551 Hà Lan 29,990 21,605 ‘Thai Lan 14.477 20.369 Singapo 17,604 19,844
Tong kim ngach 622,576 828,937
thiệu về cây dưa leo
1.5.1 Nguồn gốc và lịch sử phát triển cây dưa leo
Dua leo (Cucumis sativus L.) 14 loai rau an qua cé tir lau doi Theo Swiader
(1996:
được mang đến Italia, Hy lạp và mãi về sau nó mới được đưa đến Trung Quốc Nhiều
\y dưa leo có nguồn gốc từ Ân Độ cách đây khoảng 3000 năm Từ Ấn Độ nó
nhà nghiên cứu dã thống nhất với ý kiến đầu tiên của Decadole (1912) rằng dưa leo có nguồn gốc từ Tây Bắc Án Độ Các tác giả đó chứng minh sự tồn tại hơn hai nghìn năm của dưa leo ở vùng này và cho rằng tử đây chúng lan dần sang phía Tây và phía Đông
Trang 301.5.2 Phản ứng của cây dưa leo với điều kiện sinh thái
Nghiên cứu quan hệ của cây với điều kiện ngoại cảnh là hết sức quan trọng Bởi
năng suất của cây là dựa trên sự thống nhất của cây trồng, ngoại cảnh và phương pháp
canh tác Mục đích nhằm thiết lập điều kiện ngoại cảnh tối ưu cho cây trồng để đạt năng suất cao, chọn được các dòng, giống lai có khả năng chống chịu tốt với điều kiện bắt thuận của ngoại cảnh và phát huy hết tác dụng trong điều kiện thuận lợi
* Yêu cầu về nhiệt độ
Nói tới c|
của cây dưa leo, không chỉ giới hạn ở nhiệt độ tối thích,
thấp nhất, cao nhất, đề cây sinh trưởng, phát triển mà khong kém phan quan trọng là
phản ứng của cây với nhiệt độ trong suốt quá trình phát sinh cá thể hay ở các giai đoạn
khác nhau
phat wid
Dua leo thuộc nhóm cây trồng ưa nhiệt Theo số liệu của nhiều nhà nghiên cứu, nhiệt độ bắt đầu cho cây sinh trưởng ở khoảng 12 - 15C, nhiệt độ tối thích 25 - 30°C “Theo Benett (2001), nhiệt độ thích hợp cho dưa leo sinh trưởng phát triển là 18,3 - 23,9°C, nhiệt độ tối thấp là 15,6°C va tdi cao 1a 32,2°C
Theo Mai Thị Phương Anh (1996), thì nhiệt độ thích hợp cho dưa leo sinh trưởng phát triển là 25 - 30C, nhiệt độ cao từ 35 - 40°C kéo dài cây sẽ chết Nhiệt độ dưới ISPC cí 6 đồng hóa và dị hóa, các giống sinh trưởng khó khăn, đốt ngắn, lá nhỏ, hoa đực màu vàng nhạt (Tạ Thu Cúc, 2000) ng dưa leo ngoài đồng nếu gặp nhiệt độ 12,8°C kéo dài
gây hại cho cây (Wayne va ctv, 2002) Nhiệt độ quá cao sẽ gây hiện tượng quả có màu nhạt, quả có thể
j đắng (More, 2001)
Dưa leo là cây rất mẫn cảm với nhiệt độ thấp, đo đó không thê bảo quản dưa leo
trong thời gian đài ở nhiệt độ 7 - 10C (ennifer và ctv., 2000) Nghiên cứu của Helmy
(1999), cho thấy khi huấn luyện cây con từ chế độ nhiệt 25°C xuống 12°C trong 2 - 3 ngày và chuyên trực tiếp từ 25°C xuống nhiệt độ xử lý 6°C thì cây sẽ ra hoa sớm hon 5
ngày và năng suất cao hơn đối chứng Như vậy, nếu huấn luyện cây con ở nhiệt độ thấp sẽ tăng tính chịu rét 6 dưa leo
Trang 31“Tổng số nhiệt độ không khí trung bình ngày đêm cần thiết cho sinh trưởng, phát
triển dưa leo vào khoảng 1.500 - 2.500°C, còn để cho quá trình tạo quả thương phẩm là
800 - 1000°C (Kulturnaya va ctv,1994) * Phản ứng với ánh sáng,
Một trong những yếu tố của môi trường bên ngoài tác động trực tiếp đến sinh trưởng phát triển và chuyển tiếp sang giai đoạn phát dục của cây là độ dài chiếu sáng
trong ngày
Dưa leo ly ưa ánh sáng ngày ngắn Các kết quả nghiên cứu cho thấy các
giống chín sớm có nguồn gốc phiá Bắc cũng như phía Nam, các bộ phận dinh dưỡng có
khối lượng lớn ở điều kiện chiếu sáng 15 - I6 giờ, còn các giống trung bình và muộn
thì trong điều kiện 12 giờ Taracanov (1975) nhận thấy các giống dưa leo ở gần các trung tâm phát sinh thứ nhất (Việt Nam và Ấn Độ) trồng trong điều kiện mùa hè ở
Maxcova hầu như không ra hoa vả hồn tồn khơng tạo quả
Cường độ ánh sáng 15.000 - 17.000 lux thích hợp cho dưa leo sinh trưởng, phát triển giúp cho cây tăng hiệu suất quang hợp, tăng năng suất, chất lượng quả và rút ngắn thời gian lớn của quả (Mai Thị Phương Anh, 1996 và Trần Khắc Thi, 2003) Trong điều kiện cường độ ánh sáng thấp cây sinh trưởng yếu, thậm chí rất khó hồi phục mặc dù sau đó được cung cấp đầy đủ ánh sáng (Lin và ctv 2000) Theo Jolliefe và Lin
(1997), hiệu quả của việc tỉa thưa cảnh và che bóng cho quả đã cải thiện được tốc độ
tăng trưởng quả, màu sắc quả và diệp lục của vỏ quả Chat lượng ánh sáng có tác dụng làm tăng hoặc giảm màu sắc quả và ảnh hưởng tới thời gian bảo quản quả sau thu hoạch Nghiên cứu của Lin (2000), với giống dưa leo qua dai trồng trong nhà kính cho thay: vào mùa hè dùng lớp lọc để giảm cường độ ánh sáng hoặc biên đổi quang phố ánh sáng ảnh hưởng tới thời gian bảo quản quả dưa leo * Phản ứng với ẩm độ
Trong quả dưa leo chứa hơn 90% nước Tuy lượng nước chứa trong cây có thấp
hơn nhưng lượng nước thoát hơi của nó là vô cùng lớn Hệ số thoát hơi nước, một chỉ
tiêu xác định hiệu quả sử dụng nước của cây thông qua lượng nước mà cây hút từ đất đối
với dưa leo dao động trong khoảng từ 450 - 700 (Suin, 1979) Yêu cầu của dưa leo với
Trang 32độ âm của không khí do hàng loạt đặc điểm sinh vật học của nó quyết định
Nguyên nhân chính sự mẫn cảm cao ở đưa leo tới độ ẩm không khí và đất; theo
ý kiến của nhiều nhà nghiên cứu là do bộ rễ của cây yếu (Rukovodstvo, 1939) Ngoài ra, ở các loại cây nảy lượng nước chứa trong tế bào lớn do cấu tạo tế bào lớn và động
nh trưởng của cây rất cao (Ivanov, 1983)
Ngoài ra, các nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm không khí tới dưa leo còn được
Ấy trong của Boos (1990) Các thí nghiệm này đã chứng minh rằng, giảm
độ âm không khí có tác động nghịch, trước tiên tới chiều dài thân, cành, nhất là trong
trường hợp độ âm của đất cũng giảm
1.5.3, Nhu cầu dinh dưỡng của cây dưa leo
Theo Ta Thu Cúc (2000), dưa leo là cây lấy đinh dưỡng từ đất ít hơn rất nhiều những cây rau khác Ví dụ tăng năng suất dưa leo lên 30 tắn/ha thì lượng N, P, K cây
lấy đi từ đất là 170 kg/ha, trong khi đó nếu tăng năng suất cải bắp lên 70 tắn/ha thì nó phải lay đi 630 kg N, P K
Qua nghiên cứu về hiệu suất sử dụng phân khoáng chủ yếu của dưa leo các tác giả rút ra nhận xét: dưa leo sử dụng Kali lớn nhất sau đó đến đạm và cuối cùng tới Lân
Khi bón 60N: 60P0; : 60K;0 thì dưa leo sử dụng được 92%N : 33% P;0; : 100% K0 Dưa leo không chịu được nồng độ phân cao nhưng lại phản ứng rõ rệt với hiện tượng
thiếu dinh dưỡng (Trần Khắc Thi và Nguyễn Văn Thắng, 2006)
Trong 3 yếu tô chính N, P, K, cây đưa leo cần nhiều nhất là kali, rồi đến đạm và
tạo được 20 tấn quả cùng với thân lá, cây dưa leo cần khoảng 39 kg N,,
27 kg P:Os, 70 kg KạO, 10 kg MgO và 35 kg CaO cho | ha
Theo Nguyễn Như Hà (2006), sau khi nảy mầm 10 - 15 ngày (thời kỳ cây con) íL nhất là lân
cây còn hút đạm rất ít Nhưng sau đó cây có tốc độ hút đạm mạnh để phát triển thân lá (từ 16 -30 ngày sau khi nảy mầm) và hút đạm nhiều nhất ở giai đoạn trước khi có hoa cái đầu tiên (từ 30 - 44 ngày sau khi nảy mâm) Ở giai đoạn quả (khoảng 45-60 ngày sau nảy
mắm) cây còn có nhu cầu đạm khá cao nhưng đã giảm dần cho đến giai đoạn cây già
Trang 33Ở giai đoạn cây con trong các yếu tố dinh dưỡng chính, cây dưa leo còn có nhu cầu lân cao nhất, dù cũng chỉ chiếm phần nhỏ trong tông nhu cầu lân của cây Nhu cầu lân của cây dưa leo lớn nhất trong thời gian ra hoa và quả (30 ~ 60 ngày sau nảy mầm)
Ở thời kỳ c¡
dam va lân cho đến khi ra hoa Cây hút kali nhiều nhất (hơn 50% tông lượng hút) ở giai con cần rất ít kali, cây hút kali tăng nhưng còn chưa mạnh so với
đoạn quả và đến khi kết thúc giai đoạn già cỗi
1.6
iệu về cây cái xanh
Cai be xanh Brassica juncea (L.) Cay thao hang nam, cao 40 - 60cm hay hon, ré
trụ ít phân nhánh Lá mọc từ gốc, hình trái xoan, tù, có cuống lá có cánh với 1 - 2 cặp tai lá: có răng không đều; các lá ở thân tiêu giảm hơn; các lá phía trên hình đải Hoa vàng nhạt, khá lớn, cao 1,5cm, xếp thành chùm dạng ngủ Quả cải 35mm, tận cùng bởi
một mũi nhọn, dài 4 - 5mm, mở thành các van lồi, có đường gân giữa rõ Hạt hình cầu, có mạng màu đen đen, dài 2mm Loài của miễn nhiệt đới và cận nhiệt đới châu Á, có nhiều ở vùng Trung Á Ở nước ta, cải xanh được trồng phô biến khắp cả nước
Theo Đông y cải bẹ xanh có vị cay, tính ôn, có tác dụng giải cảm hàn, thông đảm, lợi khí Thành phần dinh dưỡng trong cải bẹ xanh gồm có: vitamin A, B, C, K,
axit nieotic, catoten, abumin Cải bẹ xanh được các chuyên gia dinh dưỡng khuyên
dùng vì có nhiều lợi ích đối với sức khỏe cũng như có tác dụng phòng chống bệnh tật
Theo Tran Thị Ba, cải xanh tròng được trên nhiều loại đất Tuy nhiên đất nhiều cát, trồng mùa mưa nên dùng giống chịu mưa và nếu có thể được, nên dùng rơm phủ
hạn chế sâu bệnh cỏ dại Chuẩn bị cát bắn lên lá và hoặc lưới nylon che dé han cl  và ột tuần và
đất kỹ tơi xóp, nhặt sạch cỏ dai tản dư cây trồng vụ trước, phơi khô khoảng
đảo lớp mặt xuống dưới để thoáng khí cho cây trồng sinh trưởng tốt đồng thời hạn chế
các sâu bệnh cư trú trong đất Khoảng 5-6 tháng một lần nên xử lý đất chống sâu bệnh bằng cách bón 50-60 kg vôi/1.000m” đất Lên líp cao 20-30cm trong mùa mưa để chống rễ không bị úng Mùa khô lên líp cạn để giữ âm cho cây
'Tổng lượng phân bón cho 1.000 mỶ ruộng trồng: 500-1.000 kg phân chuồng , 10 kg Urea, 10 kg super lân, 5 kg KCI, 10 kg hỗn hợp 16-16-8 và 10 kg DAP
Trang 34* Bón lót: Vườn ươm: lót 2-3 kg phân chuồng hoai mục + 15g phân lân/1m” Ruộng
trồng: Toàn bộ phân chuồng + super lân + 2 kg KCI Rãi trên mặt liếp và xới trộn đều
* Bón thúc:
'Vườn ươm: Không cần thiết cung cấp phân, nếu cây con phát triển hơi kém có
thể tưới thúc nhẹ 1 lần khỏang 10-15 ngày sau khi gieo bằng nước phân hỗn hợp NPK 16-16-8 pha loãng (20-30g/10 lít nước) Cây con 18-20 ngày tuổi có thê cấy, cấy từng, đợt riêng cây tốt và xấu để tiện chăm sóc
Ruộng trồng: Bón phân dựa thco sự sinh trưởng của cây, do Cải Xanh rất ngắn ngày quả hơn Có thê dung phân cá ủ pha loãng
nên chia phân ra nhiều lần tưới sẽ có
tưới thêm trong thời gian gần thu họach
Băng I.3 Lượng phân bón cho cải xanh
Li han bon (kg/1.000m? Ngày sau khi mong pen bon (ke 000m)
gico Urea 16-16-8 KCl Phân chuồng 0 (Bồn lót) 0 10 0 1.000 10 1 ø 0 0 15 2 3 0 0 20 2 3 1 0 25 5 2 4 0 Tổng 10 20 5 0
Nguồn: Trần Thị Ba, Đại học Cần Thơ
1.7 Một số nghiên cứu về sử dụng phân bón trên cây trồng
Theo Neri (2002), phun phân bón lá có các thành phần hữu cơ hoặc axit humic
giúp duy trì khả năng phát triển của cây ở giai đoạn cuối của quá trình sinh trưởng Axit humic thể hiện vai trò quan trọng trong việc kích thích sự hình thành và tích lũy
các sắc tố trong lá, tích lũy lượng diệp lục tố cao hơn và làm lá xanh hơn (Hancock, 1999) Nghiên cứu sử dụng phân bón lá chiết xuất từ rong biên (seaweed) của nhiều tác giả cho thấy: phun seaweed làm tăng năng suất thực thu của đậu đỗ lên trung bình
khoảng 24% (Temple, 1989), cho thời gian thu trái sớm hơn ở dưa leo trồng trong nhà
Trang 35kính (Passam và ctv, 1995), tăng tổng khối lượng tươi của trái cà chua trồng trong nhà
kính lên 17% (Crouch va Van Staden, 1992) Nhiều công trình nghiên cứu của các tác
giả Chen và Aviad, 1990; Fagbenro và Agboole, 1993 đều cho thấy phun các chế phẩm
chứa axit humic giúp cây tăng khả năng hấp thu các nguyên tố đa và vi lượng
Theo Gopi (2005), việc xử lý Triazole đã làm tăng sự phát triển của bộ rễ ở dưa leo và từ đó làm tăng lượng Cytokinin nội sinh Lượng Cytokinin nội sinh tăng đã dẫn đến làm tăng quá trình phân chia tế bào từ đó làm tăng khối lượng chất khô
Theo Cô Khắc Sơn việc bỏ sung phân bón lá hữu cơ sinh học (K-humate và Fish emulsion) có chiều hướng làm tăng trọng lượng trái, năng suất trái thương phẩm đối với một số loại rau Sử dụng phối hợp giữa các loại phân hữu cơ sinh học bón gốc (Biorganic, Fish fertilizer) và phân bón lá (Fish emulsion và K-Humate) có tác dụng
làm tăng năng suất trái từ 11,2 đến 11,3% đối với cây cà tím; 15 đến 18,7 % với dưa leo; 15,5 đến 15,9% với khổ qua và 14.3 đến 14,9% đối với đậu đũa
Công ty Hưng Trung đã sản xuất và đưa ra thị trường chế phẩm phân bón lá chiết xuất từ Trin qué (HTS) Chế pham HTS§ hiệu quả cao trên nhiều loại cây trồng,
phù hợp với sản xuất nơng nghiệp an tồn Ngồi ra công ty còn sản xuất ra nhiều sản phẩm khác như phân hữu cơ vi sinh, hữu cơ khoáng
Sở khoa học và công nghệ Đăkläk đã nghiên cứu và sản xuất phân bón lá từ trùn
quế và than bùn Sản xuất phân bón lá theo các công thức phối trộn N, P, K vi lượng,
kích thích sinh trưởng cho cây lúa (5:10:5) cây ngô (8:3:3; 3:5:7) và rau (7:1:1) Phân bón sản xuất được chiết xuất từ phê thải chế BM05 do công ty Ban Mai
biến thực phẩm động vật, có hàm lượng NPK: 4:4:3 ; Mg : 0,5%; Cu: 0,07; Zn: 0,05; Mn; 0,02; B: 0,05 va axit amin 1500 ppm Công ty Ni Việt có nhiều sản phẩm phân bón lá cho rau, cây ăn quả và cây công nghiệp như: Gugo-L: 3 ~ 0~ 10 + 10% hữu cơ ¡ lượng B: 100ppm; Mn: 330 ppm; Cu: 1 ppm GRO: 30 - 10 - 10; B 100ppm; Mn: 330ppm; Zn: 200ppm; Cu: Ippm; Mo: 12 ppm và Fe: 500ppm TC-
MOBI: 18 ~ 2 ~ 20; B 250ppm; Mn 250 ppm; Zn 28 ppm; Cu 12 ppm; Fe 120ppm
và một
“Trần Thanh Dũng đã nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuan Bacillus subtilis
thủy phân phụ phẩm cá da trơn tạo ra dịch đạm cao làm phân bón sinh học phục vụ sản
Trang 36xuất rau sạch và an toàn Sử dụng dịch đạm thủy phân làm phân bón lá và phân bón viên bón cho cây hẹ, đánh giá năng suất và hàm lượng nitrat so với kiểu bón phân của nông dân và một số phân bón khác Kết quả tỷ lệ tối ưu giữa các thành phần bổ sung
chế phẩm vi khuan Bacillus subtilis 14 1,4%, mudi 7% và pH = 5,2 cho thay
khuẩn thủy phân protein cao và hàm lượng lượng đạm amin đạt cao nhất (49,88 g/kg chất khô), đạm amoniac thấp nhất (5.0 ø/kg chất khô) vào ngày thủy phân thứ 10 Dịch
đạm thủy phân này phù hợp để làm phân bón Khi sử dụng phân bón này cho cây he đã cho năng suất cao (2,61 kg/m”) và hảm lượng nitrat thấp (281,95mg/kg rau tươi) ở nghiệm thức phân bón lá của dịch đạm thủy phân, (2,54 kg rau tươi/m”) và hàm lượng nitrat (268,36 mg/kg rau tươi) ở nghiệm thức phân bón viên của dịch đạm thủy phân,
Trang 37Il NOI DUNG VA PHUONG PHAP NGHIEN CUU
2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu
Đề tài được thực hiện từ tháng 03/ 2011 - 11/ 2013 tại Trung tâm Nghiên cứu
và Phát triển nông nghiệp Công nghệ cao TP Hồ Chí Minh
2.2 Ni
dung nghiên cứu
Nội dung 1: Khảo sát quá trình thủy phân phụ phẩm cá Tra bằng enzym
Nội dung 2: Phối chế dung dịch thuỷ phân thành phân bón lá để dùng cho rau ăn lá và rau ăn quả
Nội dung 3: Khảo nghiệm chế phẩm phân bón lá từ cá Tra cho một số loại rau
trong nhà màng, ngoài đồng ruộng và công nhận phân bón mới
2.3 Phương pháp nghiên cứu
Nội dung 1: Khảo sát quá trình thúy phân phụ phẩm cá Tra bằng enzym
Phụ phẩm cá Tra là sản phâm sau khi chế biến phile tại công ty cổ phần Vĩnh Hoàn Đồng Tháp, khi lấy về từ nhà máy phụ phẩm được xử lý ngay bằng cách phân loại mỡ, tạp chất rồi xay nhuyễn và tiền hành thí nghiệm
Phân tích nguyên liệu đầu vào:
- Xác định N tổng số bằng phương pháp Kjeldhal
- Protein tông (Nrs*6,25)
~ Xác định hoạt tính của các enzym bằng phương pháp Anson
Xác định hoạt tính của các enzym dùng trong thí nghiệm:
Bang 2.1 Hoạt tính enzym tiến hành thí nghiệm
Loạienym Nguồngốc Đơnvitính Hoạttnh(UD Giáthành
Alcalase Đan Mạch UI/ml 1131446 1 triệu/lít
Papain Đức Ul/mg 2574 + 63 660.000đ/25g
Bromelin Đức U/mg 2557+92 580.000d/25¢
Trang 38
i
Hình 2.1 Phụ phẩm cá Tra sau khi xay nhuyễn
Thí nghiệm 1: Khảo sát hiệu quả thủy phân của một số loại enzym đến quá trình thủy phân protein phụ phẩm cá Tra
~_ Mục tiêu: Xác định được loại enzym thủy phân protein phụ phẩm cá Tra hiệu quả nhất
- _ Vật liệu: Enzym Bromelin, Papain và Alcalase
Chế phẩm enzym được sử dụng là Alcalase 2.4L do Novozymes (Dan Mach)
sản xuất Alealase là một serine endoprotease sản xuất từ chủng vi khuan Bacillus licheniformis Chế phẩm enzym này có pH tối ưu là 8 + 10, nhiệt độ tối ưu trong
Trang 39Cách tiến hành: Nguyên liệu phụ phẩm cá Tra được xử lý sơ bộ để loại bỏ các
tạp chất, xay nhuyễn, cân vào bình tam giác 10g phụ phẩm cá Tra, cho thêm 10ml
nước cất, lấy các loại enzym với hoạt tính 35UI (0,0309ml enzym Alcalase; 0,0137g
enzym bromelin; 0,0136g enzym papain) Tiến hành thủy phân ở điều kiện 65°C và
pH =8 đối với enzym Alcalase; 60°C và pH = 5,5 đối với enzym Bromelin và 40°C; pH = 5.5 đối với enzym Papain Thời gian thủy phân là 120 phút Đến thời gian cố định, kết thúc quá trình thủy phân, bắt hoạt enzym bằng cách đun cách thủy trong 15 phút, để nguội và lọc bỏ xác bã ở dưới và lớp mỡ ở trên Sau cùng là hút dịch lỏng đẻ phân tích các chỉ tiêu Chỉ tiêu theo dõi: ~ Xác định N tổng số ~ Xác định đạm formol bằng phương pháp Sorensen ằng phương pháp Kjeldhal - Đạm ammoniac bằng phương pháp sử dụng MgO
Thí nghiệm 2: Khảo sát hoạt độ của enzym alcalase thủy phân phụ phẩm cá Tra
- Mục tiêu: xác định hoạt độ enzym Alcalase tối ưu nhất
- Phương pháp tiến hành: Kết quả thí nghiệm 1 đã chọn được enzym Alcalase
hiệu quả nhất đề tiền hành thí nghiệm 2 Thí nghiệm gồm 4 công thức và 3 lần lặp lại Các nghiệm thứ: Nghiệm thức Hoat tinh enzym (UD) NTI 25 NT2 35 NT3 45 NT4 55 Cách tiến hành: cân vào bình tam giác 10g phụ phẩm cá Tra, cho thêm 10ml lase với nồng độ 25 UI (0,0221 mì); 35 UI (0,0309 ml): 45 UI (0.0398 ml) và 55 UI (0.0486 ml) Tiến hành thủy phân ở điều kiện 65°C và pH = 8
nước cất, lấy enzym AI
trong 120 phút Đến thời gian có định kết thúc quá trình thủy phân, bất hoạt enzym
Trang 40bằng cách đun cách thủy trong 15 phút, để nguội và lọc bỏ xác bã ở dưới và lớp mỡ ở trên Sau cùng là hút dịch lỏng để phân tích các chỉ tiêu
Chỉ tiêu theo dõi:
- Xác định N tổng số bằng phương pháp Kjeldhal
- Xác định đạm formol bằng phương pháp Sorensen - Đạm ammoniac bằng phương pháp sử dụng MgO
tác định thời gian thủy phân protein cá Tra tối ưu nhất “Thí nghiêm 3: ~ Mục tiêu: xác định được thời gian thủy phân tối ưu nhất - Phuong pháp thực hiện: Thi nghiệm được bố trí theo kiều hoàn toàn ngẫu nhiên CRD voi 4 nghiệm thức và 3 lần lặp lại Các nghiệm thức: Nghiệm thức Thời gian thủy phân (phút) NTI 90 NT2 120 NT3 150 NT4 180
Cách tiến hành: cân vào bình tam giác 10g phụ phẩm cá Tra, cho thêm 10ml
nước cất, lấy enzym Alcalase với hoạt tính 35UI (0,0309 ml) Tiến hành thủy phân ở
điều kiện 65°C và pH = 8 Đến thời gian có định kết thúc quá trình thủy phân, bất hoạt enzym bằng cách đun cách thủy trong 15 phút, để nguội và lọc bỏ xác bã ở dưới và lớp lòng để phân tích các chỉ tiêu mỡ ở trên Sau cùng là hút Chỉ tiêu theo dõi: ~ Xác định N tổng số bằng phương pháp Kjeldhal ~ Xác định đạm formol bằng phương pháp Sorensen - Dam ammoniac bang phương pháp sử dụng MgO