KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN NHỘNG RUỒI LÍNH ĐEN (Hertemia illucens) BẰNG ENZYME PROTEASE VÀ ỨNG DỤNG SẢN XUẤT BỘT CAO ĐẠM

TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Khảo sát quá trình thủy phân nhộng ruồi lính đen Hermetia illucens bằng enzyme protease và ứng dụng sản xuất bột cao đạm” được tiến hành tại phòng Nghiên Cứu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA THỦY SẢN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN NHỘNG

RUỒI LÍNH ĐEN (Hertemia illucens) BẰNG ENZYME PROTEASE

KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN NHỘNG

RUỒI LÍNH ĐEN (Hertemia illuncens) BẰNG ENZYME PROTEASE

Giáo viên hướng dẫn

TS Nguyễn Phú Hòa ThS Trương Phước Thiên Hoàng

Tháng 9 năm 2009

CẢM TẠ

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ quý thầy cô, gia đình và bạn bè Với một tình cảm chân thành nhất, xin được gửi lời cảm ơn đến:

Cha Mẹ - Người đã sinh thành, dạy dỗ và hỗ trợ tôi về mọi mặt để tôi hoàn thành được đề tài nghiên cứu này

Ban Giám Hiệu, Ban Chủ Nhiệm khoa Thủy Sản, quý thầy cô, những người đã chỉ bảo rất tận tình trong những năm qua Trong suốt quá trình học tập tại trường, thầy cô đã cho chúng tôi kiến thức và những kinh nghiệm quý báu nhất giúp tôi có thể tự tin và trưởng thành hơn để bước vào đời

TS Nguyễn Phú Hòa và ThS Trương Phước Thiên Hoàng Cảm ơn cô đã

tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và truyền thụ những kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài

TS Trần Tấn Việt, quý thầy cô phòng Chế Biến Thủy Sản khoa Thủy Sản và phòng Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học và Môi Trường đã tạo điều kiện giúp đỡ

về cơ sở vật chất để tôi thực hiện được đề tài nghiên cứu này

Cảm ơn tất cả các bạn bè đã nhiệt tình giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian qua

Do hạn chế về mặt thời gian, thiết bị cũng như kiến thức nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô và bạn bè

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Khảo sát quá trình thủy phân nhộng ruồi lính đen (Hermetia

illucens) bằng enzyme protease và ứng dụng sản xuất bột cao đạm” được tiến hành

tại phòng Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học và Công Nghệ Môi Trường thuộc bộ môn Công Nghệ Sinh Học, thời gian từ tháng 3 đến tháng 9 năm 2009 Thí nghiệm được bố trí theo kiểu thí nghiệm một yếu tố bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, gồm 5 thí nghiệm

Nhộng ruồi lính đen được nuôi sinh khối với tỷ lệ với 27% ruột cá + 73% vỏ thơm trong thùng chuyên dụng Kết quả, nhộng có khả năng chuyển hóa chất thải rất tốt với tỷ lệ 3,7:1, khả năng giảm thể tích chất thải trong 8 ngày là 63% và có đến 33% đạm, 32,4% lipid trong thành phần dinh dưỡng (tính trên vật chất khô) Điều kiện tối ưu cho hoạt động của enzyme protease trong quá trình thủy phân protein nhộng ruồi lính đen là 5% NaCl, hoạt độ enzyme 35 UI, thể tích phản ứng

là 50 ml trong thời gian 16 giờ, ở 50oC

Tỷ lệ phối trộn bột đậu nành với dịch nhộng thủy phân là 70 %, sản phẩm cao đạm sản xuất được có thành phần là 44,93% protein thô, hàm lượng lipid là 3,61%, chất xơ 5,96% và độ ẩm 3,79%

MỤC LỤC

Trang Trang tựa i

2.1 Giới thiệu về ruồi lính đen (Hermetia illucens) 3

2.1.1 Đặc điểm sinh học ruồi lính đen 3

2.1.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của ấu trùng

nhộng ruồi lính đen 7 2.1.3 Một số ứng dụng của ruồi lính đen 8

2.3.3 Chức năng sinh học của protease vi khuẩn 15

2.3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của protease 15

2.3.5 Các ứng dụng của enzyme protease 16

2.4 Sự thủy phân 18

2.4.1 Sự thủy phân bằng acid 18

2.4.2 Sự thủy phân bằng enzyme 18

3.1 Thời gian và địa điểm 20

3.2 Đối tượng nghiên cứu 20

3.3 Nguyên liệu 20

3.4 Một số dụng cụ và hóa chất sử dụng 20

3.4.1 Một số dụng cụ và trang thiết bị 20

3.4.2 Một số hóa chất sử dụng 22

3.5 Phương pháp nghiên cứu 22

3.5.1 Nuôi sinh khối nhộng 22

3.5.2 Bố trí thí nghiệm thủy phân 22

3.5.3 Bố trí thí nghiệm sản xuất bột cao đạm 25

3.5.4 Phương pháp phân tích đạm 26

3.5.5 Phương pháp xác định độ ẩm 26

3.5.6 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 27

4.1 Kết quả nuôi nhộng ruồi lính đen 29

4.1.1 Nuôi nhộng giống 29

4.1.2 Nuôi sinh khối 30

4.2 Kết quả khảo sát một số yếu tố của quá trình thủy phân bằng enzyme

4.2.1 Kết quả khảo sát nồng độ muối 32

4.2.2 Kết quả khảo sát hoạt độ enzyme 35

4.2.3 Kết quả khảo sát thời gian thủy phân 38

4.3 Kết quả thí nghiệm ứng dụng sản xuất bột cao đạm 41

4.4 Quy trình sản suất bột cao đạm 43

HSTP: hiệu suất thủy phân

HSTNdht: hiệu suất thu nhận đạm hòa tan

DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH

STT Nội dung Trang

1 Hình 2.1 Ruồi lính đen (Black soldier fly) 3

2 Hình 2.2 Ruồi đẻ trứng vào khe hở 5

3 Hình 2.3 Vòng đời ruồi lính đen 6

4 Hình 2.4 Cấu trúc xoắn alpha của protein 11

5 Hình 2.5 Cấu trúc protease của Aspergillus Oryzae Aspartic 13

6 Hình 3.1 Thùng nuôi chuyên dụng 22

7 Hình 3.2 Tủ ủ 22

8 Hình 3.3 Formol trung hòa 23

9 Hình 3.4 NaOH 0,1N 23

10 Hình 3.5 Bình tam giác thủy phân nhộng 24

11 Hình 4.1 Nhộng giống thu hoạch 29

12 Hình 4.2 Nhộng lúc thu hoạch 30

13 Hình 4.3 Thu sinh khối nhộng 31

14 Hình 4.4 Nhộng nguyên liệu 32

15 Hình 4.5 Nguyên liệu sau khi xay 32

16 Hình 4.6 Thí nghiệm khảo sát nồng độ muối NaCl 33

17 Hình 4.7 Thí nghiệm khảo sát hoạt độ enzyme 35

18 Hình 4.8 Thí nghiệm khảo sát thời gian thủy phân 38

19 Hình 4.9 Sản phẩm bột cao đạm 43

DANH SÁCH CÁC BIỂU ĐỒ

STT Nội dung Trang

1 Biểu đồ 4.1 HSTP và HSTNdht giữa các nồng độ muối NaCl khác nhau 36

2 Biểu đồ 4.2 HSTP và HSTNdht giữa các hoạt dộ enzyme khác nhau 38

3 Biểu đồ 4.3 HSTP và HSTNdht theo thời gian 39

4 Biểu đồ 4.4 Hàm lượng protein thô trong các mẫu 44

DANH SÁCH CÁC BẢNG

STT Nội dung Trang

1 Bảng 3.1 Điều kiện khảo sát nồng độ muối 24

2 Bảng 3.2 Điều kiện khảo sát hoạt độ enzyme 24

3 Bảng 3.3 Điều kiện khảo sát thời gian thủy phân 25

4 Bảng 3.4 Điều kiện khảo sát tỷ lệ cơ chất 26

5 Bảng 4.1 Giá tri dinh dưỡng của nhộng ruồi lính đen 31

6 Bảng 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl lên quá trình thủy phân 33

7 Bảng 4.3 Ảnh hưởng của hoạt độ enzyme lên quá trình thủy phân 36

8 Bảng 4.4 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến quá trình thủy phân 39

9 Bảng 4.5 Kết quả thử nghiệm sản xuất bột cao đạm 41

10 Bảng 4.6 Hàm lượng đạm trong dịch nhộng sau thủy phân 42

11 Bảng 4.7 Thành phần dinh dưỡng bột cao đạm 42

vi phạm là chất lượng thực tế luôn thấp hơn mức công bố trên bao bì từ 2 - 5%, cá biệt có nhãn hàng VIHACO của tỉnh Trà Vinh trên bao bì ghi thức ăn chứa 40% đạm, nhưng khi kiểm tra chất lượng thì độ đạm chỉ …11,3% (Hùng Anh, 2008) Trên thực tế, giá bán thức ăn thủy sản mỗi độ đạm chênh nhau từ 200 - 500 đồng Vậy chỉ cần giảm 2 độ đạm/bao 25 kg thì người tiêu dùng đã thiệt hại 12.500 đồng/bao Theo tính toán của các nhà quản lý kinh tế: năm 2007 An Giang nuôi 200.000 tấn cá tra, thì cần khoảng 400.000 tấn thức ăn công nghiệp (khoảng 200.000 tấn thức ăn thủy sản tự chế) Nếu tính trung bình 1 kg thức ăn bị gian lận

từ 2 - 5% độ đạm thì người nuôi cá đã thiệt hại trên 1.000 tỷ đồng ( http://thvm.vn/thuysan )

Mặt khác, nguồn đạm động vật trong thức ăn hiện nay vẫn chủ yếu từ bột huyết, bột thịt, bột xương và bột cá được xem là thành phần then chốt, quan trọng

để làm thức ăn Tuy nhiên, bột cá hiện nay vẫn chủ yếu sản xuất từ cá tạp, cá con Vấn đề này gây mất cân bằng sinh thái và lạm phát trong khai thác Hơn nữa, bột

cá nhập khẩu lại không đảm bảo được chất lượng Theo kết quả kiểm tra của cục

quản lý chất lượng nông lâm sản và thủy sản (Bộ NN&PTNT) công bố ngày 4/12/08, thức ăn thủy sản do Xí nghiệp Cataco (thuộc Công ty Nông súc sản xuất nhập khẩu Cần Thơ) sản xuất có melamine Sản phẩm thức ăn thủy sản của đơn vị này được sản xuất từ nguyên liệu bột cá nhập từ Trung Quốc ( http://thvm.vn/thuysan )

Trong khi đó, một lượng lớn các chất thải và phế phẩm, đặc biệt là từ các nhà máy chế biến thủy sản, lại không được tận dụng, xử lí, bảo quản đúng cách gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và ảnh hưởng đến sức khỏe con người Cụ thể, thời gian gần đây, dư luận liên tiếp phản ánh về tình trạng ô nhiễm môi trường do hàng loạt các cơ sở chế biến nước mắm, thủy hải sản, bột cá tại TP Phan Thiết, tỉnh Bình Thuận xả nước thải không qua xử lý gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường xung quanh Ngày 8/10, Đoàn đã kiểm tra đột xuất miệng cống xả thải của Công ty Hải Nam ra sông Cầu Ké Tại đây, Đoàn kiểm tra phát hiện lượng nước thải ra sông có màu đục đen, mùi hôi nồng và có lẫn nội tạng phế phẩm hải sản, ở miệng cống khác cũng có nước thải chảy ra có màu đỏ nhạt, phía dưới nước đọng lại nội tạng phế phẩm (http://www.cand.com.vn)

Vì vậy, vấn đề đặt ra hiện nay là việc tìm ra nguồn nguyên liệu mới, nguồn đạm động vật mới, đáp ứng nhu cầu về dinh dưỡng đồng thời tận dụng tối đa các phế thải trong sản xuất Theo một số kết quả nghiên cứu gần đây, nhộng ruồi lính đen

(Hermetia illucens) thực sự là một đối tượng phù hợp, có khả năng đáp ứng được

các yêu cầu trên Những nhộng ruồi này thể hiện khả năng cung cấp protein và lipid chất lượng tốt trong thức ăn của động vật

Được sự phân công của khoa Thủy Sản, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu và

thực hiện đề tài “Nghiên cứu thủy phân protein nhộng ruồi lính đen (Hermetia illucens) bằng enzyme protease và ứng dụng sản xuất bột cao đạm”

1.2 Mục tiêu đề tài

-Tận dụng nguồn phụ phẩm thủy sản từ các nhà máy chế biến và rác thải (vỏ

thơm từ các chợ) nuôi nhộng ruồi lính đen (Hermetia illucens) thu sinh khối

- Đánh giá ảnh hưởng của một số yếu tố như nồng độ muối NaCl, hoạt độ enzyme, thời gian thủy phân trong quá trình thủy phân protein nhộng ruồi lính đen -Xác định tỷ lệ phối trộn bột đậu nành tối ưu để sản xuất bột cao đạm

-Đánh giá một số chỉ tiêu của bột cao đạm sản xuất được

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu về ruồi lính đen (Hermetia illucens)

2.1.1 Đặc điểm sinh học ruồi lính đen

♦ Phân loại sinh học

Nhộng ruồi lính đen được phân

loại như sau:

Giống: Hermetia Hình 2.1 Ruồi lính đen (Black soldier fly)

Loài: Hermetia illucens (Linaeus, 1758)

♦ Phân bố

Ruồi lính đen (Black soldier fly) là loài côn trùng có tên khoa học là Hermetia

illucens Phân bố trong tự nhiên ở nhiều vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới (McCallan,

1974), những vùng nóng ẩm có nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của chúng Tập trung nhiều ở khu vực Nam Mỹ, Tây Âu, một số nước châu Phi thuộc lưu vực các con sông lớn (sông Nile, sông Congo…), khu vực châu Đại Dương và tập trung ở khu vực Nam Á

Việt Nam nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa nóng ẩm thích hợp cho

sự sinh trưởng của ruồi lính đen Đặc biệt là khu vực Nam Trung bộ và Nam bộ là khu vực có nền nhiệt độ trung bình khá cao 280C-30 C, độ ẩm trung bình 80% 0Ruồi lính đen sống chủ yếu trong các rừng cây, vườn nhà, các bụi rậm Ấu trùng của chúng thường sống trong nước hay các vùng có độ ẩm cao (semi- aquatic), một số được tìm thấy ở trong phân, rau quả thối rữa, vỏ cây mục nát (Goodwin và Drees, 1996; James và Harwood, 1969)

♦ Đặc điểm hình thái

Ruồi lính đen thường có vẻ bên ngoài giống ong bắp cày về hình thái và cách vận động nhưng không cắn và chích Do đó về mặt dịch tễ học, ruồi lính đen không

là tác nhân gây bệnh trên người và động vật (Trần Tấn Việt, 2005)

Côn trùng ruồi lính đen là loại ruồi lớn có chiều dài 2 cm (5/8 inch), chân nhỏ màu đen và bàn chân trắng vàng, cánh có màu đen khói (xám) được thu lại ở trên thân khi chúng nghỉ ngơi, phần đốt thân khoang bụng có màu sáng Phần đầu có 2 râu nhỏ là cơ quan xúc giác cảm thụ mùi vị và giúp ruồi định hướng khi bay

Ấu trùng ruồi lính đen có hình dạng như quả ngư lôi phần đầu nhọn còn phần đuôi tù hơn, mặt dưới dẹt và phẳng hơn mặt trên Cơ thể phân thành nhiều đốt nhỏ Bên ngoài là lớp vỏ (chittin) dai và chắc giúp bảo vệ cơ quan nội tạng bên trong, ngoài ra nó cũng giúp cho sự vận động di chuyển của ấu trùng có thể chui qua các khe hở nhỏ Phần đầu nhỏ và hẹp hơn phần thân, ấu trùng không có chân mà chỉ có các lông tơ giúp cho sự đeo bám di chuyển của nó, phần lưng có các lỗ thở nhỏ giúp ấu trùng hô hấp (Goodwin và Drees 1996; James và Harwood 1969)

♦ Đặc điểm sinh thái

0C - 280Ruồi lính đen phát triển tốt trong khoảng nhiệt độ từ 20 C (Sylvester và ctv, 1959), ấu trùng của chúng sinh trưởng tốt trong khoảng 27,50C - 37,50C tốt nhất là 320C (Newton và ctv, 1995)

Khoảng pH thích hợp cho ấu trùng phát triển là từ 6,8 – 8,2 Ruồi lính đen có thể sống trong môi trường có độ ẩm thấp, tuy nhiên chỉ sinh trưởng tốt ở môi

trường có độ ẩm khá cao từ 50% - 90%, nhưng độ ẩm tối ưu nằm trong khoảng từ 65% - 80%

♦ Đặc điểm dinh dưỡng

Ruồi lính đen đã được sử dụng như là tác nhân chu chuyển các chất hữu cơ có trong chăn nuôi (Sheppard và ctv, 1994)

Ấu trùng ruồi lính đen có khả năng phân hủy phân gia súc, gia cầm, các dư thừa thực vật từ trang trại, sản phẩm tồn trữ bị thải loại, sản phẩm dư thừa từ quá trình chế biến thực phẩm, chất thải từ nhà hàng, nhà bếp (Newton và ctv, 1995, Shepard, 1983; Shepard, 2000; Trần Tấn Việt, 2007) Ấu trùng lớn sống trong phân chuồng hay thực vật thối rữa và làm lỏng hóa chúng trong suốt quá trình ăn

♦ Đặc điểm sinh sản

Hình 2.2 Ruồi đẻ trứng vào khe hở

Ruồi lính đen sinh sản trên thực vật thối rữa và phân gia súc (James, 1935, được trích dẫn bởi Furman và ctv, 1959) RLĐ đẻ trứng trong khe hở dưới chuồng gà với

119 - 502 trứng/ổ và cần 5-9 ngày để nở (Gozalez và ctv, 1963), trong khi đó có

205 - 820 trứng RLĐ/ổ giữa khe hở của buồng chuối và cần 4 - 5 ngày để trứng nở (Stephen, 1975) Ấu trùng (sâu non) trải qua 5 giai đoạn trong 2 tuần Ấu trùng lớn sống trong phân chuồng hay thực vật thối rữa Chúng ức chế ruồi nhà phát triển Một quần thể RLĐ lớn không chỉ làm giảm quần thể ruồi nhà mà còn làm mất khả năng đẻ trứng của ruồi nhà trong cùng một nơi sinh sống (http:// www.aes.tamu.edu/doug/IPM/HOUSEFLY.htm ) Giai đoạn nhộng cần 2

tuần sau đó biến thành ruồi và chỉ sống được từ 5-8 ngày RLĐ chỉ đẻ trứng một lần trong 1chu kỳ sống Trong điều kiện khí hậu miền Nam Việt Nam, giai đoạn trứng kéo dài 1 - 2 ngày; ấu trùng kéo dài 55 - 60 ngày tuổi; tiền nhộng sống trong

7 - 11 ngày; nhộng trải qua 5 – 13 ngày để biến thành ruồi (Trần Tấn Việt, 2005)

Vòng đời của ruồi lính đen:

Ruồi trưởng thành

5-8 ngày

1-2 ngày

50-60 ngày 7-11 ngày

5-13 ngày

Nhộng

Trứng

Vòng đời ruồi lính đen

Hình 2.3 Vòng đời ruồi lính đen

♦ Đặc điểm sinh trưởng

Ruồi lính đen sinh trưởng mạnh nhất trong giai đoạn ấu trùng Giai đoạn trứng

sử dụng nguồn dinh dưỡng chính từ noãn hoàng và nở thành ấu trùng, còn khi lột xác thành ruồi thì ruồi trưởng thành không dinh dưỡng chỉ thực hiện nhiệm vụ sinh sản rồi chết đi Giai đoạn nhộng sinh trưởng mạnh nhất từ ấu trùng sang giai đoạn nhộng Đây chính là giai đoạn mà ấu trùng ruồi phân giải các chất hữu cơ lớn nhất Nhộng có thể đạt đến 0,1 – 0,2 g trong vòng 15 – 25 ngày ở nhiệt độ 270C – 300C

Giai đoạn nhộng có chiều dài từ 1,5 – 2,5 cm; phải mất từ 15 – 25 ngày, những con lớn có thể đạt chiều dài tối đa hơn 3 cm

2.1.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của ấu trùng nhộng ruồi lính đen

Yếu tố ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của ấu trùng nhộng ruồi là bao gồm các yếu tố: vật lý, hóa học, sinh học, thời tiết, quan hệ cùng loài…nó tác động đến ấu trùng một cách trực tiếp ảnh hưởng lớn đến quá trình phân giải các vật chất hữu cơ, đó là quá trình hóa lỏng chất hữu cơ để dinh dưỡng

♦ Nhiệt độ

Nhộng ruồi sinh trưởng phát triển ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, là những vùng ấm áp có nhiệt độ trung bình cao từ 270C – 320C Nhiệt độ ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển và sinh trưởng của ấu trùng nhộng ruồi, khoảng nhiệt độ thích hợp cho ấu trùng sinh trưởng là 27,50C – 37,50C và tối ưu nhất là 320C (Newton và ctv, 1995)

♦ pH

Độ pH cũng ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của ấu trùng Trong môi trường pH thấp ấu trùng không sống được, khoảng pH thích hợp cho sự sinh trưởng của ấu trùng là từ 6,8 – 8,2

♦ Ánh sáng

Ruồi chỉ sinh trưởng ở những nơi thoáng mát có cường độ sáng thích hợp không quá gắt, đặc biệt trong quá trình nuôi thí nghiệm thì không cho ấu trùng tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng gắt, cần có sự che chắn hay đặt trong vườn cây thoáng mát (che phủ tránh nước mưa vào thùng nuôi)

♦ Mưa

Nước mưa với lượng acid cao sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của ấu trùng Nếu để ngập nước mưa ấu trùng sẽ chết trong vòng 24 giờ Do đó trong tự nhiên chúng thường đẻ trứng cho ấu trùng phát triển trong các hốc cây, khe hở nơi nước

mưa không vào được Ruồi lính đen cũng phát triển mạnh vào các tháng ít mưa với nền nhiệt độ khá cao

♦ Thức ăn

Chỉ có giai đoạn ấu trùng và nhộng mới tiến hành hóa lỏng tiêu hóa thức ăn, ấu trùng có thể phát triển ở những điều kiện nghèo dinh dưỡng như: các loại phân, chất thải hữu cơ, rau quả bị phân giải, xác động vật bị phân hủy…Loại thức ăn và lượng thức ăn ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ phát triển cũng như chất lượng ấu trùng Ấu trùng phát triển nhanh trên môi trường có nguồn dinh dưỡng cao như các loại xác động vật phân hủy, thức ăn dư thừa Ngoài ra, môi trường thức ăn cũng ảnh hưởng đến màu sắc của ấu trùng: ấu trùng có màu sáng trong môi trường chứa một lượng nước thích hợp, và có màu xám đen trên môi trường có nguồn thức ăn khô hơn

♦ Côn trùng địch hại

Ruồi lính đen có khả năng ức chế ruồi nhà, với một quần thể ruồi lính đen lớn

có thể làm giảm số lượng và mất khả năng sinh sản của ruồi nhà Nhưng các loài côn trùng như kiến, gián, các loài chim và động vật khác có thể cạnh tranh nguồn thức ăn cũng như gây hại cho ấu trùng, làm giảm tốc độ sinh trưởng và sự sống sót của ấu trùng

♦ Quan hệ cùng loài

Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất đến ấu trùng là mật độ Ấu trùng nhộng ruồi có thể phát triển ở mật độ cao, nhưng nó sẽ ảnh hưởng lớn đến nguồn dinh dưỡng cung cấp cho ấu trùng Do đó, sự sinh trưởng của ấu trùng sẽ chậm hơn Ngoài ra, không gian sống cùng các yếu tố về nhiệt độ, độ ẩm môi trường cũng ảnh hưởng trực tiếp đến sự phát triển của ấu trùng

2.1.3 Một số ứng dụng của ruồi lính đen

♦ Ứng dụng ở nước ngoài

Từ lâu nhộng ruồi đã được sử dụng làm chất bổ sung cho thức ăn của gà (Hale, 1973), cho heo con (Newton và ctv, 1977) và cho ngỗng (Newton và ctv, 1977)

Nawm1980, Bondari và Sheppard cũng đã thử nghiệm sử dụng nhộng ruồi tươi cho

cá nheo và cá rô phi ăn Kết quả cho thấy nhộng ruồi có thể được sử dụng để thay thế nguồn protein cho khẩu phần thức ăn của hai đối tượng này

Những nghiên cứu so sánh về giá trị dinh dưỡng của ấu trùng nhộng ruồi và các loại thức ăn khác như dế, tằm, giun, dế cho thấy nhộng ruồi có hàm lượng canxi cao thích hợp cho các con cái trong thời gian mang thai và các loài vật nuôi lấy trứng; hàm lượng đạm và lipid cao cung cấp cho khẩu phần thức ăn vật nuôi

Ấu trùng nhộng ruồi với hàm lượng protein khoảng 40% và lipid là 30% (Sheppard và ctv, 1994, Newton và ctv, 2005) là nguồn thức ăn thay thế cho động vật nuôi (Newton và ctv, 1977, Bondari và Sheppard 1982, 1987) Nghiên cứu gần

đây tiến hành trên loài cá hồi (Oncorhynchus mykiss), ấu trùng nhộng ruồi được sử

dụng trong khẩu phần thức ăn của cá thay thế 25% bột cá và 38% dầu cá trong thức

ăn công nghiệp Kết quả là thịt cá hồi phi lê có hàm lượng omega 3 cao hơn so với mẫu đối chứng (St-Hilaire và ctv, 2007)

Ấu trùng nhộng ruồi cũng được nuôi để xử lý các loại rác thải hữu cơ và các loại phân gia súc, gia cầm như:

¾ Các loại phân hữu cơ: phân gá, ngỗng, heo, bò

¾ Các phế phẩm từ nông trại, nhà máy chế biến thực phẩm

¾ Các loại rác thải hữu cơ, chất thải nhà hàng, nhà bếp

¾ Các loại phân, chất thải hữu cơ, phế phẩm từ các nhà máy chế biến là nguồn cung cấp thức ăn cho ấu trùng, qua đó thì một lượng lớn vật chất hữu cơ sẽ được chuyển đổi, như làm giảm thể tích của phân đến 50% (Sheppard, 1983)

♦ Ứng dụng trong nước

Hiện nay ruồi lính đen chỉ được ứng dụng như một hình thức xử lý các loại phân gia súc, gia cầm, các dư thừa thực vật từ các trang trại, sản phẩm tồn trữ bị thải loại, sản phẩm dư thừa từ nhà máy chế biến thực phẩm, chất thải từ nhà hàng, nhà bếp (Trần Tấn Việt, 2007)

Ngoài ra, ấu trùng ruồi lính đen còn được sử dụng để xử lý rác hữu cơ như: Tại trại sản xuất phân hữu cơ sinh học, Đại học Nông Lâm TP HCM, nhộng RLD có thể xử lý rác hữu cơ với quy mô 9 tấn/ngày; quy mô xử lý phân heo tại trại heo Xuân Phú, Nông trường Thọ Vực, Đồng Nai là 2 tấn/ngày; tỷ lệ chuyển đổi rác hữu

cơ thành nhộng là 5% (Trần Tấn Việt, 2005), từ phân sang nhộng là 12-16% (tính trên trọng lượng khô)

♦ Một số vấn đề tồn tại ở Việt Nam

Hiện tại ở Việt Nam, vấn đề nuôi nhộng vẫn chưa phổ biến, chủ yếu là nuôi thí nghiệm ở quy mô nhỏ

Đa số được ứng dụng để xử lý rác thải và các chất thải từ nhà hàng nhà bếp, các loại rác thải hữu cơ, phân gia súc, gia cầm Chưa có ứng dụng về nuôi trên phụ phẩm nhà máy chế biến thủy sản

Chưa sử dụng nhộng làm thức ăn bổ sung cho gia súc, gia cầm hay cá

Nhộng ruồi được sinh ra từ các quy mô xử lý chất thải chưa được sử dụng hợp

lý ở Việt Nam Việc sử dụng nhộng tươi còn gặp một số khó khăn: nhộng dễ bị chết, hư hỏng, giảm giá trị dinh dưỡng hay hóa ruồi nếu không được bảo quản tốt Chưa có quy mô lớn nhằm đảm bảo cung cấp sản lượng thức ăn cho chăn nuôi Việc sản xuất bột nhộng ruồi và đưa vào chăn nuôi vẫn chưa được tiến hành

Do đó việc tiến hành nuôi nhộng ruồi trên phụ phẩm thủy sản sẽ mở ra một hướng mới trong việc cung cấp nhộng ruồi với số lượng lớn, ổn định Ngoài ra còn góp phần làm giảm lượng chất thải khổng lồ từ các nhà máy chế biến thủy sản, chuyển hóa các chất thải này sang dạng đạm khác hiệu quả hơn Đồng thời việc ứng dụng dịch thủy phân từ nhộng ruồi để sản xuất bột cao đạm sẽ giải quyết được vấn đề sử dụng chúng sau khi nuôi

2.2 Tổng quan về Protein

2.2.1 Khái niệm

Từ ngữ protein bắt nguồn từ chữ Hi Lạp “protos” nghĩa là chủ yếu, đầu tiên, do các công trình của Bezelius đến Mulder áp dụng vào năm 1838 cho các hợp chất

hữu cơ có chứa nitrogen, đó là các polymer sinh học được xây dựng từ các gốc α- amino acid

Theo quan điểm hóa học protein là một hợp chất hữu cơ rất lớn, có hai đặc điểm quan trọng:

-Trong thành phần cấu trúc luôn chứa nitrogen (N) với tỷ lệ ổn định ≈16% -Có trọng lượng phân tử cao nên gọi là đại phân tử protein (Nguyễn Phước Nhuận và ctv)

Protein là thành phần rất quan trọng của cơ thể, nó có mặt trong nhân, nguyên sinh chất, màng tế bào, là hợp chất bắt buộc, thường trực Quá trình sống là sự trao đổi chất, đổi mới liên tục của protein Vì vậy, protein là thành phần không thể thiếu được trong khẩu phần ăn hằng ngày của cả con người và động vật

Hình 2.4 Cấu trúc xoắn alpha của protein, A: mô hình giản lược, B: mô

hình phân tử, C: nhìn từ đỉnh, D: mô hình không gian.

người và động vật có thể khác nhau rất xa, mặc dù cùng nhóm loại, do khả năng tiêu hóa và chuyển hóa của cơ thể khác nhau

-Phân loại theo giá trị sinh học: Căn cứ vào hiệu lực tác động của protein lên cơ thể, người ta chia protein theo giá trị sinh học khác nhau Cách phân chia này không chú trọng nhiều đến cấu trúc hóa học, khó khăn trong công tác phân tích thành phần hợp chất Từ đó, việc kết hợp giữa 2 phương pháp phân loại protein này

là đúng đắn nhất

2.2.3 Tính chất của protein

Protein có 4 tính chất quan trọng là:

-Trọng lượng phân tử cao

-Trạng thái keo: Protein hòa tan trong nước tạo ra dung dịch keo, keo protein là keo ưa nước

-Tính lưỡng tính và điểm đẳng diện: Trong môi trường nước protein có khả năng phân ly đồng thời như một acid yếu và một base yếu Sự phân ly gốc amine

và cacboxyl trong protein còn chịu sự chi phối của pH môi trường Ở pH thích hợp,

sự phân ly nhóm amine và nhóm cacboxyl bằng nhau, trị số pH ấy được gọi là điểm đẳng diện

-Tính đặc trưng sinh học: Đây là tính chất đặc hiệu của vật chất mang sự sống

2.3 Tổng quan về enzyme

2.3.1 Khái niệm enzyme

Enzyme là chất xúc tác sinh học (biocatalysators), nó cho phép các phản ứng cần thiết cho sự sống và sự sinh sản của tế bào diễn ra ở một vận tốc cao và với tính chất đặc thù không tạo ra sản phẩm phụ như ở các phản ứng thông thường Enzyme có mặt trong tế bào của mọi sinh vật, không những chỉ xúc tác cho phản ứng trong cơ thể sống mà còn xúc tác cho cả các phản ứng ngoài tế bào (in vitro) Bản chất enzyme là protein có cấu trúc bậc I, bậc II, bậc III và đôi khi bậc IV Đôi khi thành phần protein này không đủ cho hoạt động xúc tác của enzyme mà

cần phải có sự hiện diện của một “đồng yếu tố” (cofactor) (Nguyễn Phước Nhuận

và ctv, 2003)

2.3.2 Enzyme protease

♦ Giới thiệu chung

Hình 2.5 Cấu trúc protease của Aspergillus Oryzae Aspartic

Nhóm enzyme protease (peptit – hidrolase 3.4) xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận chuyển axit amin

Protease cần thiết cho các sinh vật sống, rất đa dạng về chức năng từ mức độ tế bào, cơ quan đến cơ thể nên được phân bố rất rộng rãi trên nhiều đối tượng từ vi sinh vật (vi khuẩn, nấm và virus) đến thực vật (đu đủ, dứa ) và động vật (gan, dạ dày bê ) So với protease động vật và thực vật, protease vi sinh vật có những đặc điểm khác biệt Trước hết hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thuỷ phân triệt để và đa dạng

♦ Phân loại Protease

Dixon phân loại protease theo vị trí tác động Theo đó, protease được phân chia thành hai loại: Endopeptidase và Exopeptidase

* Endopeptidase cắt các liên kết peptide nằm sâu trong mạch polypeptide Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn nhóm:

+ Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin và subtilisin Nhóm chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như chymotrypsin, trypsin, elastase Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như subtilisin Carlsberg, subtilisin BPN Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng

+ Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papayin, bromelin, một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng Các cystein proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng

+ Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin, renin Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính

+ Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn Các metallo proteinase thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA

* Exopeptidase thủy phân liên kết peptide ở hai đầu tận cùng của mạch polypeptide Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, exopeptidase được phân chia thành hai loại:

+ Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide

+ Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide

” Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm:

- Protease acid: pH 2-4

- Protease trung tính: pH 7-8

- Protease kiềm: pH 9-11

2.3.3 Chức năng sinh học của protease vi khuẩn

Theo nhiều tác giả, protease có rất nhiều chức năng rất quan trọng đối với sự sống

- Protein ngoại bào: có chức năng phân giải protein và cơ chất cao phân tử khác

có trong môi trường dinh dưỡng thành các dạng phân tử thấp để vi sinh vật hấp thụ (Tiêu Thị Ngọc Thảo, 2008)

- Protease nội bào: thường là các peptidase và protease ở dạng tự do hoặc liên kết với các ribosome Cho đến hiện nay, vẫn chưa biết hết được vai trò của nó + Phân giải peptide từ môi trường ngoài thành amino acid để tổng hợp protein hoặc dùng làm nguồn C, N, S giúp vi sinh vật thích nghi với điều kiện thay đổi của môi trường Việc phân hủy các protein lạ có tác dụng loại trừ tác động của các độc

tố ảnh hưởng đến cơ thể vi sinh vật

+ Tham gia cải tiến protein, enzyme Vì vậy protease rất có ý nghĩa trong hình thành và nảy mầm của bào tử vi sinh vật

+ Phân hủy các protein vô dụng

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của enzyme protease

Theo Tiêu Thị Ngọc Thảo, 2008, các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình hoạt động của enzyme protease là:

♦ Nhiệt độ

o

Đa số các enzyme protease hoạt động ở nhiệt độ thích hợp là từ 30 -50 C, hoạt động mạnh nhất khoảng 40oC Ở nhiệt độ cao protease sẽ bị biến tính, mất hoạt tính

và nhiệt độ đó được gọi là nhiệt độ tới hạn Dưới 0oC hoạt tính của enzyme sẽ giảm

♦ pH

Quá trình hoạt động của enzyme phụ thuộc rất rõ rệt vào pH pH ảnh hưởng đến mức độ ion hóa của cơ chất, trung tâm hoạt động của protease, phức chất giữa protesae và cơ chất, độ bền của enzyme Hầu hết các enzyme hoạt động ở pH trung tính từ 6,2 - 7,4, pH thích hợp nhất của nhiều enzyme là gần bằng 7

♦ Thời gian hoạt động

Quá trình hoạt động của enzyme phụ thuộc vào độ bền hoạt tính của protease Thông thường, hoạt tính của enzyme giữ từ 60 -82 giờ, sau đó giảm dần Hoạt tính mỗi enzyme chỉ mạnh ở một thời gian xác định

2.3.5 Các ứng dụng của enzyme protease

Hiện nay, việc sản xuất chế phẩm ezyme các loại đã và đang phát triển mạnh

mẽ trên quy mô công nghiệp Các chế phẩm ezyme phổ biến như amylase, protease, catalase, lipase, glucoseoxydase các chế phẩm enzyme này không chỉ ứng dụng trong y học mà còn ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp khác nhau, trong nông nghiệp, trong hóa học…

♦ Trong y học:

Sản xuất chất hoạt hóa hoặc kìm hãm protease, sản xuất thuốc tăng khả năng tiêu hoá, thuốc phân hủy máu đông, ngăn nghẽn mạch, tiêu mủ các vết thương, ổ viêm

♦ Trong hóa học:

Việc ứng dụng enzyme trong hóa học là do enzyme có cảm ứng cao đối với nhiệt độ, pH và những thay đổi khác của môi trường Một trong những ứng dụng đáng chú ý nhất là dùng chất mang để gắn phức enzyme xúc tác cho phản ứng nhiều bước Ví dụ tổng hợp glutathion, acid béo, alcohol, amino acid…

Trong nghiên cứu cấu trúc hóa học, người ta sử dụng protease để nghiên cứu cấu trúc protein, dùng endonuclease để nghiên cứu cấu trúc nucleic acid, dùng làm thuốc thử trong phân tích

♦ Trong công nghiệp thực phẩm:

• Trong sản xuất nước giải khát: protease được ứng dụng trong sản xuất bia

• Sử dụng protease trong chế phẩm làm mềm thịt, công nghệ sản xuất các dịch thủy phân giàu protein

• Trong chế biến cá, làm nước mắm, protease được ứng dụng để tăng khả năng thủy phân của chượp cá

♦ Trong ngành thuộc da:

Protease giúp làm mềm, sạch, tẩy trắng lông, da Hiện nay, một số cơ sở thuộc

da đã ứng dụng enzyme protease và kết quả đem lại hiệu quả rất tốt

♦ Trong công nghiệp dệt:

Protease thủy phân lớp protein serinsin làm dính bét sợi tơ, làm bong và tách rời sợi tơ tằm giúp giảm đáng kể lượng hóa chất cho vào trong quá trình sản xuất

♦ Trong công nghiệp mỹ phẩm:

Protease được ứng dụng trong sản xuất xà phòng giặt, tắm, bôi dưỡng da, kem đánh răng do nó có khả năng tẩy mồ hôi, vết bẩn protein, tẩy bỏ lớp biểu bì chết, làm cho da sạch, mịn

♦ Trong kỹ nghệ phim ảnh:

Protease giúp tái sinh các nguyên liệu như phim ảnh, phim Rơnghen…Các enzyme này giúp phân giải lớp nhũ tương gelatin trên phim, giấy ảnh

♦ Trong nông nghiệp:

Sử dụng các chế phẩm enzyme khác nhau để chuyển hóa phế liệu, đặc biệt là các phế liệu nông nghiệp cải tạo đất phục vụ nông nghiệp, sản xuất phân hữu cơ thay thế phân hóa học Bổ sung enzyme trong sản xuất thức ăn chăn nuôi

2.4 Sự thủy phân

Sự thủy phân là một quá trình phân hủy hóa học mà trong đó nước được sử dụng để cắt các liên kết hóa học của cơ chất Có 2 phương pháp thủy phân, đó là sử dụng acid (hoặc kiềm) và sử dụng enzyme

2.4.1 Sự thủy phân bằng acid

Sự thủy phân bằng acid là quá trình thủy phân trong đó sử dụng acid để phá hủy các liên kết của các polyme của cơ chất Các acid thường được sử dụng là: acid clohydric, axit phosphoric Phương pháp này hiện nay được sử dụng rộng rãi Tuy nhiên các phương pháp này có nhược điểm là:

• Cần thiết bị chịu acid hay chịu kiềm

• Trong trường hợp sử dụng kiềm để thủy phân sẽ tạo ra nhiều acid amin dạng D (cơ thể không hấp thu được loại acid amin dạng này)

• Trong trường hợp sử dụng acid để thủy phân sẽ tạo ra ô nhiễm môi trường không khí do lượng acid dư bay hơi trong quá trình thủy phân

• Giá thành thường cao (Nguyễn Đức Lượng, 2002)

2.4.2 Sự thủy phân bằng enzyme

Sự thủy phân bằng enzyme thu nhận từ các vi sinh vật là quá trình phá vỡ những phân tử lớn, giống như sự tiêu hóa Một enzyme sẽ làm yếu đi mối liên kết giữa hai phần của polyme, cho phép chèn thêm một phân tử nước vào giữa liên kết

đó Điều này dẫn đến kết quả là tạo ra những phân tử monome Phương pháp này

có nhiều ưu điểm như:

• Cho phép ta thu nhận acid amin dạng L

• Nguyên liệu sản xuất rẻ, dễ kiếm

• Tốc độ trao đổi chất, tốc độ sinh sản và phát triển mạnh của vi sinh vật cho phép ta được nâng suất cao

• Giá thành sản phẩm thấp hơn giá thành sản phẩm của các phương pháp khác Thực chất của quá trình thủy phân protein là chuyển nitơ hữu cơ ở dạng không hòa tan (protein) sang nitơ hữu cơ hòa tan (peptid và acid amin) Hỗn hợp các acid amin và peptid hòa tan này rất có ý nghĩa trong sản xuất thực phẩm và thức ăn gia súc

Phản ứng thủy phân là phản ứng quan trọng và rất phổ biến trong chế biến thực phẩm Nhờ phản ứng thủy phân mà chất lượng thành phẩm tăng lên Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho một loạt các phản ứng tiếp diễn Các phản ứng khác có thể xảy ra khi phản ứng thủy phân kết thúc (Phan Thiên Tùng, 2006)

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm

Thời gian: Đề tài đã được thực hiện từ tháng 3 đến tháng 9 năm 2009

Địa điểm: Tại khu Thực Nghiệm Khoa Nông Học và Viện Nghiên Cứu Công Nghệ

Sinh Học và Môi Trường

3.2 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là nhộng ruồi lính đen (Hermetia illucens)

-Phenolphtalein

-NaOH 0,1N

3.5 Phương pháp nghiên cứu

3.5.1 Nuôi sinh khối nhộng ruồi lính đen

Dựa vào kết quả nghiên cứu “Tận dụng phụ phẩm trong chế biến thủy sản để nuôi nhộng ruồi (Hermetia illucens)” (Hồ Tấn Cường và ctv, 2008), chúng tôi tiến hành bố trí thí nghiệm nuôi nhộng ruồi thu sinh khối

Chúng tôi nuôi lấy giống trong 4 tuần với nguyên liệu là vỏ thơm, sau đó nuôi sinh khối với 27 % ruột cá + 73 % vỏ thơm trong thùng nuôi chuyên dụng

Lượng thức ăn cho mỗi lần nuôi là 12 kg gồm 8,8 kg vỏ thơm và 3,2 kg ruột cá Chúng tôi tiến hành cho ăn 2 ngày/lần Nhộng được nuôi trong 8 ngày

Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm:

ƒ Tăng trưởng của nhộng

ƒ Sự tiêu thụ và chuyển hóa phế phẩm

ƒ Giá trị dinh dưỡng

Sau 8 ngày nuôi, nhộng được thu hoạch và bố trí thí nghiệm thủy phân bằng enzyme protease

3.5.2 Bố trí thí nghiệm thủy phân

Chúng tôi đã bố trí thành 4 thí nghiệm để khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân bao gồm: nồng độ muối NaCl, hoạt độ enzyme, thời gian thủy phân Nhộng sau khi thu hoạch được rửa qua cồn, sau đó đem đông lạnh để bảo quản Với mỗi lần thủy phân, chúng tôi rã đông và xay nhộng Nhộng ruồi được xay với nước (tỷ lệ: 200% nước) (tỷ lệ nhộng: nước là 1:2) nhằm giúp quá trình thủy phân diễn ra thuận lợi hơn

Hình 3.5 Bình tam giác thủy phân nhộng

Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm

ƒ Hiệu suất thủy phân

ƒ Hiệu suất thu nhận đạ

í n hiệm 1: Khảo sát nồng độ muối NaCl

Điều kiện tiến hành thí nghiệm là:

Nhiệt độ: 50oC

Nồng độ enzym

Thời gian thủy phân: 24

Thể tích phản ứng: 50 ml

Chúng tôi tiến hành khảo s

tương ứng với các nghiệm thức từ nghiệm thức A1 đến nghiệm thức A5, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần

Thí nghiệm được bố trí gồm

Bảng 3.1 Điều kiện khảo sát nồng độ muối

NT Th ể tích phản ứng Thời gian Enzyme NaCl

(g)

(ml) (giờ) (UI)

2,5 3,5

Chúng tôi đã chọn điều kiện tối ưu nhất của

u kiện tiến hành thí nghiệm như sau:

Nhiệt độ: 50oC

Nồng độ NaCl:

Thời gian thủy phân

Thể tích phản ứng: 50 ml

Chúng tôi tiến hành khảo s

55 UI, 75 UI tương ứng với các nghiệm thức từ NT B1 đến NT B5 Cụ thể theo bảng 3.2:

hể tích phản ứng Thời gian Enzyme

♦ 3: Khảo sát thời gian thủ ân

Ở thí nghiệm 3, chúng tôi cũng chọn các điều kiện tối ưu của 2 thí nghiệm đã

hân: 24 giờ

0 ml

thời gian phản ứng lần lượt là 4 giờ, 8 giờ, 12 giờ,

16 ng với các nghiệm thức từ NT C1 đến NT C6 Cụ thể đượ

Chúng tôi tiến hành khảo sát

giờ, 20 giờ, 24 giờ tương ứ

dịch thủy phân nhộng RLD cần có chất phối trộn để

ước ta, hơn nữa lại có hàm lượng đạm

để sản xuất bột cao đạm.

3.5.3 Bố trí thí nghiệm sản xuất bột cao đạm

Để sản xuất bột cao đạm từ

sấy dịch Đậu nành là loại ngũ cốc phổ biến ở n

rất cao Do đó, khi phối trộn bột đậu nành để sản xuất bột cao đạm sẽ mang lại giá trị dinh dưỡng rất cao, nâng cao giá trị của cả dịch thủy phân và bột đậu nành

Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành sản xuất bột cao đạm thử nghiệm và khảo sát về tỷ

lệ phối trộn bột đậu nành trong quá trình sấy

Các chỉ tiêu theo dõi bao gồm:

ƒ Độ ẩm

ƒ Nitrogen tổng số

ƒ Một số chỉ tiêu về thành phần dinh dưỡng: protein thô, lipid, chất xơ Thí nghiệm được bố trí gồm 5 nghiệm thức từ NT M1 đến NT M5 tương ứng với các

Bảng 3 4 Điều kiện khảo sát tỷ lệ phố trộn bột đậu nành

-Xác định Nitrogen Formol (NF) bằng phương pháp Sorensen

-Xác định Nitrogen tổng số (NTS) bằng phương pháp Kjeldahl

3.5.5 Phương pháp xác định độ ẩm

Nguyên tắc xác định: Nguyên liệu khi được sấy ở 105 C đến khối lượng không

ẽ bốc hơi Từ đó xác định được độ ẩm của ngu

ođổi, toàn bộ nước trong nguyên liệu s

yên liệu

Thực hiện: Chuẩn bị cốc có nắp đậy Sấy khô cốc ở 105oC cho đến khối lượng không đổi Cân chính xác khoảng 2 g nguyên liệu cho vào cốc và sấy đến khối lượng không đổi Tính lượng nước bốc hơi suy ra được độ ẩm nguyên liệu

3.5.6 Phương pháp phân tích và xử lý số liệu

Số liệu được xử lí bằng phần mềm Excel và phần mềm Statgraphics

V mẫu: thể tích mẫu lấy phân tích (ml)

Tính độ ẩm:

Độ ẩm (%) = (1 - (m1 - m0) / m) * 100

m1: Khối lượng cốc chứa mẫu sấy đến khối lượng không đổi (g)

m0: Khối lượng cốc sấy đến khối lượng không đổi (g)

m: Khối lượng mẫu (g)

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Kết quả nuôi nhộng ruồi lính đen

4.1.1 Nuôi nhộng giống

Sau khi ương giống nhộng bằng vỏ thơm trong 4 tuần, chúng tôi thu được nhộng giống (sâu non) có kích thước khoảng 5 mm

Hình 4.1 Nhộng giống thu hoạch

Nhộng giống sau khi thu hoạch được loại bỏ những con yếu và chết để bố trí thí nghiệm nuôi sinh khối