Nghiên cứu chế biến các sản phẩm giàu protein từ cá lóc (channa striata) nuôi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NƠNG NGHIỆP VÕ HỒNG NGÂN NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM GIÀU PROTEIN TỪ CÁ LĨC (Channa striata) NI LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM 2020 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP TIẾN SĨ NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 62.54.01.01 NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN CÁC SẢN PHẨM GIÀU PROTEIN TỪ CÁ LĨC (Channa striata) NI NGHIÊN CỨU SINH VÕ HỒNG NGÂN MSNCS: P1115002 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGs Ts NGUYỄN VĂN MƢỜI 2020 Luận n tốt nghiệp tiến s kh 2015 ợt Tr ờng Đ i họ Cần Th LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu, với s Thầy Cô b n này, em xin bày tỏ lòng biết n Thầy hỗ trợ, h mà Thầy nghiên cứu Cảm từ b n ầu, kiểm tr , tốt luận án tốt nghiệp ã tin t ởng nh ớng dẫn tận tâm, ã truyền Em xin gửi lời cảm n t o iều kiện tốt cho em th c nghiên cứu Cảm n C l ng ời truyền lửa cho em suốt thời gi n qu , giúp em v ợt qua khó khăn ể hồn thành trình học tập Xin chân thành cảm n quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ th c ph m, Khoa Nông nghiệp, Tr ờng Đ i học Cần Th ã ho em kiến thức kỹ ần thiết thời gian học tập, nghiên cứu t i Tr ờng Em xin ợc gửi lời cảm n ến quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Khoa học ất - Khoa Nông nghiệp, Bộ môn Sinh học, Bộ mơn Hóa học – Khoa Khoa học t nhiên, Tr ờng Đ i học Cần Th ã nhiệt tình hỗ trợ, t o iều kiện thuận lợi cho em hoàn thành nghiên cứu Đặc biệt, em xin gửi lời cảm n chân thành ến Thầy Hồ Quảng Đồ phụ tr h ng t S u i học Khoa Nông nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa Nông nghiệp, Ban chủ nhiệm Khoa S u i học quý Thầy Cô thuộc Khoa S u i họ ã lu n hỗ trợ, giúp ỡ em trình học Xin cảm n B n Gi m hiệu Tr ờng Đ i học Cần Th ã lu n t o kiện thuận lợi giúp em gắn bó với tr ờng cấp học, từ năm 2002 tận thời iểm iều ến Tôi xin chân thành cảm n nh hị, b n Nghiên cứu sinh Khóa 2014, 2015, 2016 b n học viên cao học Công nghệ Th c ph m khóa 21, 22, 23, sinh viên Cơng nghệ th c ph m khóa 38, 39, 40, 41 làm việc t i phịng thí nghiệm D006 – Bộ môn Công nghệ Th c ph m, Khoa Nông nghiệp ã giúp ỡ, hỗ trợ suốt thời gian nghiên cứu Ng nh C ng nghệ Th ph m i Khoa Nông nghiệp Luận n tốt nghiệp tiến s kh 2015 ợt Tr ờng Đ i họ Cần Th Xin cảm n nh Thọ, em H nh – Th s ngành Công nghệ th c ph m khóa 21, em Sinh, Khỏe – Th s ngành Cơng nghệ th c ph m khóa 23 em Trí, Sinh, Duyên, Vân, Trân, Anh, Trinh, Th , Diễm, Tiên, Duy, Tuấn, Vi – Kỹ s Công nghệ th c ph m kh 38, 39, 40, 41 ã t y hỗ trợ tôi, chia sẻ kh khăn v ộng viên tơi hồn thành luận án Riêng gửi lời cảm n ến cộng s Vy, em Trần B ch Long, em Tô Nguyễn Ph giúp sứ ho t i ến tận thời iểm tơi t i phịng D006, chị Thụy M i ã lu n gắn bó, hỗ trợ T i ũng xin gửi lời cảm n ến vị Lãnh o, Nguyên l Lãnh o Sở Khoa học Công nghệ tỉnh V nh Long ã t o iều kiện cho tơi xun suốt q trình th c nghiên cứu sinh Ngồi ra, phí gi ình, xin thể lòng biết n ến tình th ng v bờ Cha, Má Anh, Chị ã giúp t o nguồn tài ộng l c to lớn C m n vợ gái nhỏ ã truyền ộng l c vô quý giá! Cuối lời xin kính chúc q Thầy Cơ tất b n dồi sức khỏe v t nhiều thành công sống! Cần Th , ng y 01 tháng 10 năm 2020 Nghiên cứu sinh Võ Hoàng Ngân Ng nh C ng nghệ Th ph m ii Khoa Nông nghiệp Luận n tốt nghiệp tiến s kh 2015 ợt Tr ờng Đ i họ Cần Th TÓM TẮT Luận n ợc th c nhằm tối u h hiệu thu nhận thành phần khác nguyên liệu ể chế biến sản ph m giàu protein từ cá lóc ni (Channa striata) - nguồn thủy sản ợc phát triển m nh vùng ồng sông Cửu Long năm gần ây Tr ớc tiên, thành phần hóa lý nguồn nguyên liệu l ợ x ịnh Kết phân tích cho thấy, cá l nu ih m l ợng protein cao không thịt phi lê mà phụ ph m, t nguyên liệu cá lóc thu nhận nhằm nội dung lệ nguyên liệu với dung môi khác nhau, hàm l ợng muối bổ sung pH củ dung m i ến q trình trích ly Bên c nh thời gian ph ng ph p bề mặt p ứng ũng ợc hiệu trích ly protein cao Kết cho thấy, sử dụng dung mơi n ớc có bổ sung N Cl 0,15M iều chỉnh pH10 nhiệt trích ly 14 phút, tỷ lệ nguyên liệu: dung môi mức 1:2 (w/v) thu sản ph m h m l ợng protein hịa tan trung bình 13,69 mg/mL Trong iều kiện này, hiệu suất trích ly protein hịa tan hiệu suất trích ly protein tổng số so với protein tổng số nguyên liệu t ng ứng 14,39% 25,45%, ồng thời dị h trí h ly h m l ợng lipid 3,5% Trong nội dung thứ hai, việc nghiên cứu nâng cao ho t tính sinh học khả ức chế enzyme chuyển hóa angiotensin kháng oxy hóa dịch protein hịa tan sau thủy phân cách sử dụng prote se kh nh u ã ợc th c Kết nghiên cứu ã x ịnh ợc tỷ lệ kết hợp 25%:75% alcalase flavourzyme cho hiệu thủy phân cao Tiến hành thủy phân thời gian nhiệt ộ 50°C pH7 hỗn hợp enzyme có ho t tính 600 U/g protein cho sản ph m có ho t tính sinh học cao Q trình thủy phân thu hồi ợc 82,20% protein, sản ph m dị h protein ầy ủ thành phần acid amin thiết yếu, có khối l ợng phân tử thấp (phân bố xung quanh 14,4 kDa), có khả ức chế ACE kháng oxy hóa cao Nồng ộ dịch thủy phân ức chế 50% ho t tính enzyme chuyển hóa angiotensin 4,55 mgN/mL thu nhận 50% gốc t DPPH 1,55 mgN/mL Ngoài ra, bên c nh dịch trí h ly ịn thu ợc phần paste thịt cá với tỷ lệ 70,76%, b o gồm 78,47% m v 16,75% protein Đây l nguyên liệu ợc sử dụng nội dung nghiên cứu chế biến surimi cá lóc chả cá lóc chiên với s hỗ trợ hợp chất chống ng (1,5% su rose v 1,5% sorbitol), sodium tripolyphosph te v ặc biệt enzyme transglutaminase Kết nghiên cứu Ng nh C ng nghệ Th ph m iii Khoa Nông nghiệp Luận n tốt nghiệp tiến s kh 2015 ợt Tr ờng Đ i họ Cần Th cho thấy, paste thịt cá sau phối trộn 3% hợp chất chống ng v 0,2% sodium tripolyphosphate có khả trì ặc tính protein thời gian tháng Việc ứng dụng enzyme transglutaminase 0,28 U/g surimi kết hợp thời gian ủ ã xú t hình th nh ợc peptide có khối l ợng phân tử khoảng 70 kD m ng ến hiệu cao cải thiện chất l ợng chả từ surimi cá lóc l nh ng Việc tiền xử lý nhiệt s ể t o gel 55°C 40 phút tr ớc làm chín cách chiên nhúng dầu 175°C 2,5 phút cho sản ph m có chất l ợng tốt an tồn vi sinh Chả cá lóc chiên trì chất l ợng v trữ ng (-18±2°C) Thu nhận protein từ phụ ph m cá ló ph m vi sinh thơng qua tối Tối uh 2,5% vi sinh có bổ sung 7,74% muối giá trị pH6,72 th ng y Trong t 22,53% v protein thu hồi có khối l nhờ ầy triển vọng cho việc sử dụng cách toàn diện nguồn protein từ nguyên liệu l ể chế biến thành th c ph m có giá trị gi tăng ũng nh chế ph m giàu protein khác, phục vụ cho sức khỏe củ on ng ời Từ khóa: Bacillus subtilis, cá lóc, protein, surimi, thủy phân, transglutaminase, trích ly Ng nh C ng nghệ Th ph m iv Khoa Nông nghiệp Luận n tốt nghiệp tiến s kh 2015 ợt Tr ờng Đ i họ Cần Th ABSTRACT The thesis was conducted to optimize the efficiency of receiving different components of raw materials to process high-protein products from snakehead fish (Channa striata) - a fisheries resource that has been strongly developed in the Mekong Delta in recent years The basic content in the study is the determination of physicochemical composition of raw materials The analytical results show that the cultured snakehead fish has relatively high protein content not only in fillets but also in by-products, respectively 18.52% and 15.36% Based on the high protein content of the snakehead fish material obtained, the thesis has been carried out according to main contents to meet the set objectives Extracting soluble protein from cultured snakehead fish is the first content that has been conducted The study investigated the effect of different ratio of raw materials to solvent, salt addition and pH on extraction In addition, the optimization of temperature and time by response surface method had also been carried out to achieve the highest protein extraction efficiency The results showed that using water solvent with addition NaCl 0.15M, adjusting pH10 at 35°C, the extraction time of 14 minutes, the ratio of raw materials and solvent at level 1:2 (w/v) will receive products containing 13.69 mg/mL soluble protein Under this condition, soluble protein extraction efficiency and total protein extraction efficiency calculated on total protein of raw materials were 14.39% and 25.45% respectively, and lipid content in extraction was 3.5% In the second content, the study to improve the bioactivity of angiotensin converting enzyme inhibition and oxidation resistance of soluble protein by proteases using hydrolysis method was carried out The results of the study had determined a combination of 25%: 75% of alcalase and flavourzyme giving high hydrolysis efficiency Hydrolysis was carried out for hours at a temperature of 50°C and pH7 with an enzyme mixture with activity of 600 U/gprotein for products with high biological activity The hydrolysis process recovers 82.20% of protein, in which the product is soluble protein with full of essential amino acids, low molecular weight components (distributed around 14.4 kDa), capable of ACE inhibitor and high oxidation resistance The concentration of hydrolyzate may inhibit 50% of ACE at 454.72 mgN/100 mL and receive 50% of DPPH free radicals at 155.30 mgN/100 mL In addition, besides the extract, the fish paste was also collected with the ratio of 70.76%, including 78.47% moisture and 16.75% protein This is the material used in the next research content on processing snakehead surimi and fried snakehead fish cake with the support of cryoprotectant (1.5% sucrose and 1.5% sorbitol), sodium tripolyphosphate and Ng nh C ng nghệ Th ph m v Khoa Nông nghiệp Luận n tốt nghiệp tiến s kh 2015 ợt Tr ờng Đ i họ Cần Th especially transglutaminase The study results showed that fish paste after mixing 3% cryoprotectant and 0.2% sodium tripolyphosphate had the ability to maintain protein properties for months The application of the transglutaminase 0.28 U/g surimi combined with 4-hour incubation time had catalyzed the formation of peptides with a molecular weight of about 70 kDa to bring high efficiency in quality improvement of fish cake from frozen surimi Setting treatment for gel formation at 55°C for 40 minutes before cooking by deep frying at 175°C for 2.5 minutes gave the product with good quality and microbiological safety Fried fish cake can maintain quality and safety up to weeks of cold storage (4±2°C) and 12 weeks in frozen storage (18±2°C) The recovery of protein from by-product of snakehead fish processing by using microbial inoculants was carried out in the final content of the study through optimization of the incubation process using Bacillus subtilis Optimizing multiple response helped determine the incubation conditions corresponding to 2.5% of Bacillus subtilis with 7.74% NaCl at pH 6.72 and carried out in 28.89 days In that condition, the protein recovery efficiency was 57.68%, the amino nitrogen content reached 22.53% and the ammonia nitrogen content was 3.71% Recovered protein products have very low molecular weight (