Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)

Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty bằng phương pháp enzyme và ứng dụng trong chế biến và bảo quản surimi (Luận án tiến sĩ)

MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC KÝ HIỆU .iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH ix TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN xiv MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN VÀ CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN 1.1.1 Giới thiệu rong sụn 1.1.2 Giới thiệu carrageenan 1.1.3 Tính chất lý hố carrageenan 1.1.4 Giới thiệu số kỹ thuật sản xuất carrageenan 10 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC VỀ OLIGOCARRAGEENAN 13 1.2.1 Tình hình nghiên cứu oligocarrageenan Việt Nam 13 1.2.2 Tình hình nghiên cứu oligocarrageenan nước 14 1.3 GIỚI THIỆU VỀ ENZYME POLYSACCHARASE 14 1.3.1 Enzyme viscozyme L khả sử dụng sản xuất carrageenan từ rong sụn 14 1.3.2 Enzyme Termamyl 120L khả sử dụng thủy phân carrageenan 16 1.4 MỘT SỐ KỸ THUẬT TINH SẠCH CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN 17 1.5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA CARRAGEENAN 19 1.5.1 Phương pháp phân tích thành phần cấu trúc carrageenan 19 1.5.2 Nghiên cứu cấu trúc carrageenan 22 1.6 GIỚI THIỆU VỀ NGHIÊN CỨU ĐỘC CHẤT 24 i 1.7 SURIMI VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CARRAGEENAN, OLIGOCARRAGEENAN TRONG SẢN XUẤT SURIMI 26 1.7.1 Giới thiệu surimi 26 1.7.2 Nghiên cứu ứng dụng carrageenan oligocarrageenan đồng tạo gel thực phẩm 30 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 32 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 2.2.1 Phương pháp lấy mẫu phân tích 33 2.2.2 Phương pháp tinh sạch, xác định cấu trúc độc chất 35 2.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 41 2.4 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN 56 2.4.1 Hóa chất 56 2.4.2 Thiết bị chủ yếu sử dụng luận án 56 2.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME VISCOZYME L TRONG SẢN XUẤT CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN KAPPAPHYCUS ALVAREZII (DOTY) DOTY 58 3.1.1 Tối ưu hóa q trình xử lý rong sụn enzyme viscozyme L 58 3.1.2 Xác định chế độ chiết carrageenan 66 3.2 NGHIÊN CỨU TINH SẠCH CARRAGEENAN THU NHẬN TỪ RONG SỤN 77 3.2.1 Xác định nhiệt độ tinh 77 3.2.2 Xác định nồng độ ethanol kết tủa protein tinh carrageenan 78 3.2.3 Xác định chế độ kết tủa carrageenan dung dịch car sau kết tủa protein 80 3.2.4 Đề xuất quy trình tinh carrageenan ethanol 82 3.3 NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CARRAGEENAN THÀNH OLIGOCARRAGEENAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ENZYME POLYSACCHARASE 86 3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn loại enzyme polysaccharase thích hợp cho thủy phân carrageenan thành oligocarrageenan 86 ii 3.3.2 Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp cho q trình thủy phân carrageenan thành oligocar enzyme Termamyl 120L 88 3.4 NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA OLIGOCARRAGEENAN 97 3.4.1 Xác định nhiệt độ tinh 97 3.4.2 Xác định nồng độ ethanol kết tủa phân đoạn protein 98 3.4.3 Xác định chế độ kết tủa oligocarrageenan dung dịch oligocarrageenan sau kết tủa protein 100 3.4.4 Đề xuất quy trình tinh oligocarrageenan ethanol 103 3.4.5 Đánh giá độ oligocarrageenan tinh 104 3.4.6 Xác định số đặc tính cấu trúc oligocarrageenan 107 3.5 NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘC CHẤT HỌC CỦA CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN 121 3.5.1 Đánh giá độc tính liều đơn 121 3.5.2 Đánh giá độc tính liều lặp lại 125 3.6 THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN TRONG SẢN XUẤT SURIMI TỪ CÁ ĐỔNG 134 3.6.1 Thử nghiệm sử dụng carrageenan sản xuất surimi từ cá 134 3.6.2 Thử nghiệm sử dụng oligocarrageenan sản xuất surimi từ cá 145 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 157 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 159 TÀI LIỆU THAM KHẢO 160 PHỤ LỤC iii DANH MỤC KÝ HIỆU  : Kappa  : Iota  : Lambda v/w : Thể tích/khối lượng v/v : Thể tích/thể tích kDA : kilodalton iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BLO: hồng cầu máu ẩn BIL: bilirubin Car: Carrageenan ĐVTN: động vật thí nghiệm EU: Liên minh châu Âu GLEU: bạch cầu GLU: đường niệu JECFA: Ủy ban Chuyên gia Phụ gia Thực phẩm KPH: không phát KET: Ketin Liều TB: liều trung bình MPV: thể tích tiểu cầu NIT: Nitrit; Oligocar: Oligocarrageenan Pro: Protein QCVN: quy chuẩn Việt Nam SG: tỷ trọng TCVN: tiêu chuẩn Việt Nam Thận T: thận trái Thận P: thận phải URO: Urobilin w/v: khối lượng/thể tích WFT: nước cất pha tiêm vơ khuẩn v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học rong sụn Bảng 1.2 Một số tính chất đặc trưng loại carrageenan Bảng 1.3 Độ dịch chuyển hoá học sigma từ sở liệu SUGABASE dạng glucose galactose 21 Bảng 2.1 Thành phần hóa học cá Đổng cờ 33 Bảng 2.2 Tóm tắt thiết kế nghiên cứu đối chứng 39 Bảng 2.3 Đánh giá biểu lâm sàng chuột thí nghiệm an tồn 39 Bảng 2.4 Tóm tắt thiết kế nghiên cứu đối chứng không làm mù 40 Bảng 2.5 Các tiêu chí đánh giá kết nghiên cứu độc tính 41 Bảng 2.6 Nhiệt độ pH tối thích enzyme 48 Bảng 3.1 Điều kiện thí nghiệm chọn 58 Bảng 3.2 Kết ma trận thực nghiệm trực giao cấp I, k = 58 Bảng 3.3 Tối ưu hóa trình xử lý rong sụn enzyme Viscozyme L theo hàm mục tiêu sức đông carrageenan 61 Bảng 3.4 Kết thí nghiệm leo dốc theo hàm mục tiêu hiệu suất thu car từ rong sụn 63 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm theo hướng leo dốc hàm chập YL 64 Bảng 3.6 Kết thí nghiệm leo dốc cho hàm mục tiêu YL 65 Bảng 3.7 So sánh thí nghiệm leo dốc theo hàm mục tiêu 65 Bảng 3.8 Kết đánh giá chất lượng carrageenan theo phương pháp xử lý enzyme với phương pháp xử lý hóa chất 74 Bảng 3.9 Thành phần hóa học mẫu carrageenan trước tinh 77 Bảng 3.10 Nhiệt độ nóng chảy nhiệt độ đơng đặc carrageenan thơ 77 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng độ ethanol tới hàm lượng protein, lipid, carbohydrate kết tủa dung dịch car sau tinh chế 78 Bảng 3.12 Ảnh hưởng nồng độ ethanol tới khối lượng kết tủa car hàm lượng protein, lipid, car lại dung dịch 80 vi Bảng 3.13 Ảnh hưởng thời gian đến khối lượng kết tủa carrageenan 82 Bảng 3.14 Kết phân tích số tiêu hóa lý carrageenan trước sau tinh 84 Bảng 3.15 Kết xác định số tiêu vi sinh vật carrageenan trước sau tinh 84 Bảng 3.16 Thành phần hóa học mẫu oligocarrageenan trước tinh 97 Bảng 3.17 Nhiệt độ đông đặc tan chảy oligocarrageenan thô 98 Bảng 3.18 Ảnh hưởng nồng độ ethanol tới hàm lượng protein, lipid, carbohydrate kết tủa dung dịch oligocar sau tinh chế 99 Bảng 3.19 Ảnh hưởng nồng độ ethanol tới khối lượng kết tủa oligocarrageenan hàm lượng protein, lipid, oligocar lại dung dịch 101 Bảng 3.20 Ảnh hưởng thời gian đến khối lượng kết tủa oligocarrageenan 102 Bảng 3.21 Kết phân tích số tiêu hóa lý oligocarrageenan trước sau tinh 104 Bảng 3.22 Kết xác định số tiêu vi sinh vật oligocarrageenan trước sau tinh 105 Bảng 3.23 Kết phân tích thành phần hố học oligocarrageenan 110 Bảng 3.24 Một số dải hấp thụ phổ hồng ngoại 111 Bảng 3.25 Độ dịch chuyển hoá học 13C-NMR 112 Bảng 3.26 So sánh độ dịch chuyển hóa học phổ 13C-NMR mẫu carrageenan chuẩn (của Hãng Sigma) 114 Bảng 3.27 Độ dịch chuyển hóa học proton vị trí α 115 Bảng 3.28 Liên kết từ phổ 1H-1H COSY 118 Bảng 3.29 Tương tác proton phổ ROESY 120 Bảng 3.30 Độ dịch chuyển hoá học 13C NMR 1H NMR oligocarrageenan 121 Bảng 3.31 Biểu lâm sàng chuột nhắt uống carrageenan oligocarrageenan 122 Bảng 3.32 Kết xét nghiệm nước tiểu chuột lang 127 Bảng 3.33 Kết xét nghiệm huyết học - sinh hóa máu, carrageenan, 21 ngày 128 vii Bảng 3.34 Kết xét nghiệm huyết học - sinh hóa máu, carrageenan, 42 ngày 129 Bảng 3.35 Kết xét nghiệm huyết học - sinh hóa máu, oligocarrageenan, 21 ngày 130 Bảng 3.36 Kết xét nghiệm huyết học - sinh hóa máu, oligocarrageenan, 42 ngày 130 Bảng 3.37 Trọng lượng tươi trung bình quan gan, lách, thận (2 bên) lần giải phẫu thứ (ngày 21) 131 Bảng 3.38 Trọng lượng tươi trung bình quan gan, lách, thận (2 bên) lần giải phẫu thứ hai (ngày 42) 132 Bảng 3.39 Kết đánh giá surimi sản xuất thử nghiệm 145 Bảng 3.40 Kết đánh giá surimi sản xuất thử nghiệm 156 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh rong sụn Kappaphycus alvarerii (Doty) Doty Hình 1.2 Cấu trúc carrageenan với luân phiên liên kết 1,3 βD Galactose pyranose 1,4 αD Galactose pyranose Hình 1.3 Cấu trúc κ-carrageenan Hình 1.4 Cấu trúc -carrageenan Hình 1.5 Cấu trúc -carrageenan Hình 1.6 Sự chuyển hóa mu-carrageenan thành κ-carrageenan mơi trường kiềm Hình 1.7 Sự chuyển hóa nu-carrageenan thành - carrageenan mơi trường kiềm Hình 1.8 Sự chuyển hóa -carrageenan thành theta-carrageenan mơi trường kiềm Hình 1.9 Vị trí tồn carrageenan rong sụn 15 Hình 1.10 Quá trình thủy phân carrageenan thành oligocarrageenan 16 Hình 1.11 Quá trình thủy phân tinh bột enzyme amylase 17 Hình 2.1 Hình ảnh nguyên liệu rong sụn (K alvarrezii (Doty) Doty) 32 Hình 2.2 Hình ảnh cá cờ (Nemipterus virgatus (Tanaka, 1916)) 32 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát luận án 42 Hình 2.4 Sơ đồ nghiên cứu sản xuất carrageenan từ rong sụn 43 Hình 2.5 Sản xuất carrageenan theo phương pháp xử lý rong NaOH 46 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm lựa chọn loại enzyme amylase thích hợp cho thủy phân car thành oligocar 48 Hình 2.7 Mơ hình liên kết carrageenan protein 50 Hình 2.8 Quy trình cơng nghệ sản xuất surimi 50 Hình 2.9 Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng việc phối trộn carrageenan, oligocarrageenan đến chất lượng surimi trình chế biến 53 Hình 2.10 Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng việc phối trộn carrageenan, oligocarrageenan đến chất lượng surimi q trình bảo quản đơng 54 ix Hình 2.11 Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng trình hấp đến hiệu suất thu hồi surimi theo thời gian bảo quản đông 55 Hình 2.12 Sơ đồ nghiên cứu ảnh hưởng việc phối trộn carrageenan, oligocarrageenan đến độ đồng surimi q trình bảo quản đơng 56 Hình 3.1 Ảnh hưởng thời gian chiết đến hiệu suất thu hồi carrageenan 66 Hình 3.2 Ảnh hưởng thời gian chiết đến sức đông độ nhớt carrageenan 66 Hình 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến hiệu suất thu nhận carrageenan 68 Hình 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ chiết đến sức đông độ nhớt carrageenan 68 Hình 3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/rong đến hiệu suất thu carrageenan 70 Hình 3.6 Ảnh hưởng tỷ lệ nước/rong đến sức đông độ nhớt carrageenan 70 Hình 3.7 Sơ đồ quy trình sản xuất carrageenan từ rong sụn K alvarezii (Doty) Doty phương pháp sử dụng enzyme Viscozyme L 72 Hình 3.8 Hình ảnh vi ảnh hiển vi thành tế bào rong sụn sau xử lý NaOH Viscozyme L 74 Hình 3.9 Hình ảnh sản phẩm carrageenan sản xuất theo quy trình sử dụng NaOH quy trình sử dụng enzyme Viscozyme L xử lý rong sụn 75 Hình 3.10 Quy trình tinh carrageenan tinh car cách sử dụng ethanol 960 để kết tủa phân đoạn protein car 83 Hình 3.11 Phổ 1H-NMR mẫu carrageenan ban đầu 85 Hình 3.12 Phổ 13C-NMR mẫu carrageenan ban đầu 85 Hình 3.13 Phổ 1H-NMR mẫu carrageenan sau tinh 85 Hình 3.14 Phổ 13C-NMR mẫu carrageenan sau tinh 85 Hình 3.15 Ảnh hưởng loại enzyme đến mức độ thủy phân carrageenan 87 Hình 3.16 Ảnh hưởng loại enzyme đến hàm lượng đường khử tạo thành 87 Hình 3.17 Ảnh hưởng nồng độ enzyme Termamyl 120L đến hàm lượng đường khử tạo thành enzyme Termamyl 120L 89 Hình 3.18 Ảnh hưởng nồng độ enzyme Termamyl 120L đến mức độ thủy phân carrageenan 90 x ... Kappaphycus alvarezii Doty (Doty) phương pháp enzyme ứng dụng chế biến bảo quản surimi Mục tiêu chung luận án Sản xuất car oligocar từ rong sụn K alvarezii Doty (Doty) phương pháp sử dụng enzyme. .. LUẬN ÁN Đề tài luận án: Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii Doty (Doty) phương pháp enzyme ứng dụng chế biến bảo quản surimi Ngành/Chuyên ngành: Công nghệ chế biến. .. sử dụng car, oligocar sản xuất surimi cá Mục tiêu cụ thể luận án - Sản xuất car từ rong sụn K alvarezii Doty (Doty) phương pháp sử dụng enzyme polysaccharase - Sản xuất oligocar từ rong sụn K alvarezii