Nghiên cứu sản xuất chitin phân tử lượng thấp có hoạt tính sinh học và bước đầu thử nghiệm trong bảo quản cá ngừ chù (auxis thazard) nguyên liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN VĂN VƯƠNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHITIN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC VÀ BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM TRONG BẢO QUẢN CÁ NGỪ CHÙ (AUXIS THAZARD) NGUYÊN LIỆU LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÁNH HÒA - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN VĂN VƯƠNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHITIN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC VÀ BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM TRONG BẢO QUẢN CÁ NGỪ CHÙ (AUXIS THAZARD) NGUYÊN LIỆU LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 9540105 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Vũ Ngọc Bội PGS.TS Nguyễn Anh Tuấn KHÁNH HỊA - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan, luận án cơng trình nghiên cứu cá nhân thực từ kinh phí Đề tài Cấp Nhà nước KC07.02/11-15: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất ứng dụng chế phẩm oligosaccharid (oligochitin oligochitosan) để bảo quản sau thu hoạch nguyên liệu thuỷ sản đánh bắt xa bờ” PGS.TS Vũ Ngọc Bội chủ trì kết nghiên cứu luận án có liên quan Chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng Các số liệu, kết luận án trung thực chưa công bố Khánh Hòa, tháng năm 2020 Tác giả luận án Trần Văn Vương iii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án này, Trước hết, xin gửi tới Ban Giám hiệu - Trường Đại học Nha Trang, Lãnh đạo phòng Đào tạo Sau đại học Ban Chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Thực phẩm kính trọng, niềm tự hào học tập nghiên cứu Trường năm qua Sự biết ơn sâu sắc xin giành cho PGS.TS Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm PGS.TS Nguyễn Anh Tuấn - Bộ môn Công nghệ Chế biến Thủy sản quan tâm, giúp đỡ động viên suốt trình thực Luận án Xin chân thành cảm ơn: Quý thầy cô hội đồng, quý thầy phản biện cho tơi lời góp ý q báu để luận án hồn thành có chất lượng Xin chân thành cảm ơn: Quý thầy cô khoa Cơng nghệ Thực phẩm, Trung tâm Thực hành Thí nghiệm - Trường Đại học Nha Trang Phịng thí nghiệm Cơng nghệ Bức xạ, Phịng thí nghiệm CNSH - Viện Nghiên cứu Hạt nhân Đà Lạt, Viện Nghiên cứu Khoa học Tây Nguyên tận tình giúp đỡ tạo điều kiện cho thời gian, để thực luận án Xin cảm ơn quý thầy em sinh viên từ khóa 50 đến 55 ngành Công nghệ Chế biến Thủy sản, Công nghệ Thực phẩm hỗ trợ với chia sẻ khó khăn q trình triển khai thí nghiệm nghiên cứu Đặc biệt, xin ghi nhớ tình cảm, giúp đỡ, động viên gia đình chia sẻ bạn bè suốt trình thực luận án Trần Văn Vương iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC .v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC HÌNH xiii TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN xviii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CHITIN VÀ OLIGOCHITIN 1.1.1 Chitin tự nhiên 1.1.2 Tính chất chitin 1.1.3 Oligochitin .6 1.2 HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA OLIGOCHITIN VÀ DẪN XUẤT .6 1.3 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHITIN VÀ OLIGOCHITIN 1.3.1 Sản xuất chitin .9 1.3.2 Sản xuất oligochitin 10 1.4 ỨNG DỤNG OLIGOCHITIN 19 1.5 BỨC XẠ GAMMA SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 21 1.6 ENZYME SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 22 1.6.1 Giới thiệu chung enzyme 22 1.6.2 Chitinase 24 1.6.3 Cellulase 25 1.6.4 Hemicellulase 25 1.7 MỘT SỐ KỸ THUẬT XÁC ĐỊNH PHÂN TỬ LƯỢNG, CẤU TRÚC CỦA CHITIN VÀ OLIGOCHITIN 26 1.7.1 Xác định phân tử lượng .26 1.7.2 Xác định cấu trúc phân tử 27 v 1.8 THỰC TRẠNG ĐÁNH BẮT VÀ PHƯƠNG PHÁP BẢO QUẢN CÁ NGỪ CHÙ NGUYÊN LIỆU 28 1.8.1 Thực trạng đánh bắt, bảo quản cá ngừ chù Việt Nam .28 1.8.2 Cá ngừ chù nguyên liệu biến đổi sau thu hoạch 29 CHƯƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 36 2.1.1 Chitin 36 2.1.2 Enzyme 36 2.1.3 Hóa chất .36 2.1.4 Chủng vi sinh vật thử nghiệm .37 2.1.5 Cá ngừ chù nguyên liệu .37 2.1.6 Đá vảy 37 2.1.7 Chuột thí nghiệm 38 2.1.8 Thiết bị, dụng cụ sử dụng nghiên cứu 38 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.2.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 38 2.2.2 Cách tiếp cận nội dung nghiên cứu 38 2.2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 40 2.3 PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG TRONG PHÂN TÍCH 50 2.3.1 Xác định tính chất chitin .50 2.3.2 Xác định hoạt độ enzyme 50 2.3.3 Đánh giá khả phân cắt chitin 51 2.3.4 Phân lập chủng vi khuẩn gây thối thử nghiệm 51 2.3.5 Thu nhận oligochitin phân đoạn A B đánh giá hiệu suất thu hồi 52 2.3.6 Đánh giá chất lượng cá ngừ chù nguyên liệu 53 2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÍ SỐ LIỆU 53 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 54 3.1 SẢN XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CHITIN .54 3.2 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN TÁC NHÂN PHÂN CẮT CHITIN THÀNH OLIGOCHITIN .54 vi 3.2.1 Nghiên cứu phân cắt chitin thành oligochitin axít 54 3.2.2 Nghiên cứu phân cắt chitin thành oligochitin chiếu xạ gamma (γ) 70 3.2.3 Nghiên cứu phân cắt chitin thành oligochitin enzyme 87 3.2.4 So sánh hiệu phân cắt chitin thành oligochitin axít HCl, chiếu xạ gamma, chitinase lựa chọn tác nhân thích hợp .100 3.3 NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HĨA CƠNG ĐOẠN PHÂN CẮT CHITIN THÀNH OLIGOCHITIN PHÂN ĐOẠN A BẰNG CHIẾU XẠ GAMMA (γ) 106 3.3.1 Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng tới cơng đoạn phân cắt chitin thành oligochitin phân đoạn A 106 3.3.2 Đề xuất quy trình sản xuất oligochitin phân đoạn A 111 3.3.3 Sản xuất oligochitin phân đoạn A .112 3.3.4 Đặc trưng tính chất, đánh giá độc tính, đánh giá hoạt tính chống oxy hóa kháng khuẩn oligochitin phân đoạn A 113 3.4 NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM OLIGOCHITIN PHÂN ĐOẠN A TRONG BẢO QUẢN CÁ NGỪ CHÙ NGUYÊN LIỆU 129 3.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ oligochitin phân đoạn A sử dụng 129 3.4.2 Nghiên cứu bảo quản cá ngừ chù nguyên liệu oligochitin phân đoạn A nồng độ 1,0% .130 3.4.3 Đề xuất quy trình bảo quản cá ngừ chù nguyên liệu oligochitin 145 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 149 DANH MỤC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ 161 PHỤ LỤC vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt ANOVA Tiếng Anh Tiếng Việt Analysis of Variance Phân tích phương sai AOAC Association of Official Analytical Chemists Hiệp hội nhà hoá phân tích thống BHA Butylated hydroxyanisole Mơi trường ni cấy CFU Colony Forming Units Đơn vị hình thành khuẩn lạc CrI Crystalline Index Chỉ số kết tinh CS Cộng COS Chito-oligosaccharide CLCQ Chất lượng cảm quan DA Degree of Acetyl Độ acetyl DD Degree of Deacetyl Độ deacetyl DB Dry basis Theo khối lượng chất khô Dung dịch DD DSC Differential Scanning Calorimetry Phân tích nhiệt quét vi sai Chất lượng cảm quan CLCQ FT-IR Quang phổ hấp thụ hồng ngoại chuỗi Fourier Transform Infrared GlcN D-glucosamine GlcNAc N-acetyl-D-glucosamine LOD Giới hạn phát Limit of Detection Phương trình Mark-Houwink-Sakurada MHS Mw Molecular weight by weight Phân tử lượng trung bình khối lượng Mv Molecular weight by viscosity Phân tử lượng trung bình độ nhớt MIC Minimum Inhibitory Concentration Nồng độ ức chế tối thiểu NMR Nuclear Magnetic Resonance Cộng hưởng từ hạt nhân OD Optical density Độ hấp phụ quang học IR Infrared spectroscopy Quang phổ hồng ngoại Quy chuẩn Việt Nam QCVN RSM Respone Surface Methodology Phương pháp bề mặt đáp ứng SEM Scanning Electron Microscope Kính hiển vi điện tử quét SPC Standard Plate Count Số đếm đĩa chuẩn viii χcr Độ kết tinh Degree of crystallinity TCA Trichloroacetic axít TMAO Trimethylamineoxyde TVB-N Total Volatile Basic Nitrogen Tổng bazơ nitơ bay TPC Total Plate Count Tổng số vi khuẩn đếm đĩa TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam VSV Vi sinh vật X-ray Tia X IC50 Inhibition Concentration at 50% Nồng độ ức chế 50% peroxy hóa lipid SA Scavenging Activities Khả quét gốc tự SC50 Scavenging Concentration at 50% Nồng độ quét 50% gốc tự DPPH HH Hóa học AH Ảnh hưởng ĐT Đồ thị ĐGKN Đánh giá khả ĐTB Được trình bày ĐC Đối chứng HTSH Hoạt tính sinh học NC Nghiên cứu HTKK Hoạt tính kháng khuẩn DM Dung môi KK Kháng khuẩn CNSX Công nghệ sản xuất VSV Vi sinh vật VK Vi khuẩn LK Liên kết SPTP Sản phẩm thủy phân HT Hoạt tính CTNC Cơng trình nghiên cứu PT Phát triển PPHH Phương pháp hóa học HC Hóa chất PPSH Phương pháp sinh học ix QTPC Quá trình phân cắt KQNC Kết nghiên cứu HSTH Hiệu suất thu hồi XĐ Xác định NĐ Nồng độ ST Sinh trưởng PT Phát triển PTL Phân tử lượng KQPT Kết phân tích HS Hiệu suất PĐ Phân đoạn KNUC Khả ức chế TN Thí nghiệm PHSCM Phát có mặt HTCOH Hoạt tính chống oxy hóa LHT Liều hấp thụ ĐG Đánh giá KT-CT Kết tinh cấu trúc LA Luận án NGTN Nguồn gốc tự nhiên NLTS Nguyên liệu thủy sản VSATTP Vệ sinh an toàn thực phẩm CQQL Cơ quan quản lý x ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG TRẦN VĂN VƯƠNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHITIN PHÂN TỬ LƯỢNG THẤP CĨ HOẠT TÍNH SINH HỌC VÀ BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM TRONG BẢO QUẢN CÁ NGỪ CHÙ (AUXIS THAZARD) NGUYÊN... hoạch nguyên liệu thuỷ sản đánh bắt xa bờ” PGS.TS Vũ Ngọc Bội chủ trì, luận án "Nghiên cứu sản xuất chitin phân tử lượng thấp có hoạt tính sinh học bước đầu thử nghiệm bảo quản cá ngừ chù (Auxis thazard). .. chitin phân tử lượng thấp có hoạt tính sinh học bước đầu thử nghiệm bảo quản cá ngừ chù (Auxis thazard) nguyên liệu Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 9540105 Nghiên cứu sinh: Trần