Mục đích của nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa các điều kiện thủy phân phụ phẩm cá Tra bằng enzyme Trypsin (nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ enzyme) để thu nhận peptide có hoạt tính liên kết canxi cao nhất bằng phương pháp bề mặt đáp ứng.
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN THU NHẬN PEPTIDE CÓ HOẠT TÍNH LIÊN KẾT CANXI TỪ PHỤ PHẨM CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) Nguyễn Thị Hương Thảo1*, Đinh Thị Mến1, Trần Đức Vĩnh2, Võ Đình Lệ Tâm2 TĨM TẮT Canxi chất khoáng cần thiết cho chức sinh học thể dẫn truyền thần kinh, co bóp cơ, đông máu hỗ trợ cấu trúc skeleton Trong nhiều điều kiện, thể hấp thu lượng canxi từ thực phẩm chúng bị kết tủa hệ thống tiêu hóa Chính vậy, việc phát triển phương pháp tăng cường tính hịa tan canxi nhằm giúp cải thiện đáng kể hấp thu đặc tính sinh học chúng Canxi hữu xem nguồn thay tuyệt vời cho canxi vơ Mục đích nghiên cứu nhằm tối ưu hóa điều kiện thủy phân để thu nhận peptide có hoạt tính liên kết canxi cao từ phụ phẩm cá Tra (Pangasianodon hypophthalmus) Điều kiện thủy phân được tối ưu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) với hoạt tính liên kết canxi hàm mục tiêu Tỷ lệ enzyme 11,8U/g, nhiệt độ 41,8oC, thời gian thủy phân 108,26 phút pH 8,0 xác định điều kiện thủy phân tối ưu enzyme trypsin cho peptide có hoạt tính liên kết canxi cao 18,69 mg/g protein Phương trình hồi quy cho thấy tương thích với thực nghiệm RSM chứng tỏ công cụ tối ưu hữu hiệu Kết nghiên cứu cho thấy phụ phẩm cá Tra nguồn nguyên liệu thích hợp để thu nhận peptide liên kết calcium Từ khóa: bột đạm cá thủy phân, peptide có hoạt tính liên kết canxi, phương pháp bề mặt đáp ứng, phụ phẩm cá tra, thủy phân enzyme I ĐẶT VẤN ĐỀ Lượng phụ phẩm trình chế biến cá phi lê thường chiếm khoảng 60% bao gồm xương sống, nội tạng, da, vẩy, mỡ thừa, thịt vụn… Phần lớn nguồn phụ phẩm giàu protein thải bỏ chế biến thành bột cá gia tăng giá trị cách chế biến thành đạm cá thủy phân (FPH) nhờ vào trình thủy phân enzyme Trong năm gần đây, hàng loạt peptide có hoạt tính sinh học thu nhận từ trình thủy phân phụ phẩm trình chế biến cá phi lê hay từ thủy sản Những hiểu biết tính chất chế tác dụng peptide làm cho ngày nhận nhiều quan tâm Peptide có hoạt tính sinh học thường thu nhận cách thủy phân protein enzyme từ vi sinh vật, thực vật hay enzyme tiêu hóa Trong năm gần đây, việc sử dụng enzyme hoạt động pH trung tính thường phổ biến Ở pH sản phẩm protein thủy phân có chất lượng tính chất chức tơt Một vài enzyme thường dùng để sản xuất peptide sinh học Alcalase, Flavourzyme, Neutrase, Protamex, Trypsin, papain (Kristinsson Rasco, 2000; Jung et al., 2006 a, b; Mahmoudreza et al., 2009; Amiza et al., 2011; Charoenphun et al., 2013;…) Calcium khoáng chất cần thiết thể người, đóng vai trị quan trọng cấu tạo hệ khung xương trì tính ổn định trình sinh lý thể Tuy nhiên, khoảng 70% lượng calcium từ phần tạo phức không tan với sulfate, oxalate, phosphate ruột; dạng calcium hấp thu mà bị đào thải theo Trung tâm Công nghệ thức ăn sau thu hoạch thủy sản - Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản * Email: nthuongthao@yahoo.com Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 111 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN phân Lượng calcium lại tồn dạng ion dạng liên kết hòa tan với phân tử hữu nhỏ (bao gồm peptide có trình tự amino acid đặc biệt); loại calcium thể hấp thu qua thành ruột Một số nghiên cứu (in vitro in vivo) cho thấy peptide từ thủy sản có khả tăng cường khả hòa tan hợp chất chứa calcium thúc đẩy hấp thu calcium Các peptide thu nhận từ nhiều nguồn nguyên phụ liệu thủy sản khác xương cá Alaska Pollack (Jung et al., 2006a), xương cá hoki (Jung et al., 2007), phế phẩm tơm (Huang et al., 2011)… Hoạt tính liên kết calcium peptide phụ thuộc vào trình tự amino acid hàm lượng chúng có mẫu thử nghiệm Các peptide thường chứa từ đến 20 amino acid Cơ chế liên kết calcium khả tăng cường hấp thu calcium peptide số tác giả giải thích Theo đó, số phân đoạn peptide có khả tạo phức với calcium thơng qua q trình phosphoryl hóa (Jung et al., 2006a) Thêm vào đó, nhiều nhà nghiên cứu chứng minh protein hydrolysate từ thủy sản có đặc tính tương tự hormone yếu tố sinh trưởng có khả tăng cường hấp thu calcium; peptide liên kết với receptor bề mặt tế bào xương (osteoclast) tham gia chủ yếu vào q trình trao đổi calcium thơng qua việc làm giảm số tế bào xương Ngoài ra, peptide đóng vai trị chất mang giúp vận chuyển calcium qua màng tế bào Như vậy, qua số dẫn chứng thấy peptide từ thủy sản có khả liên kết với calcium tăng cường hấp thu calcium Điều mở triển vọng cho việc sản xuất sản phẩm thực phẩm chức giúp bổ sung calcium cho người Ở nước ta nghề nuôi chế biến cá Tra tỉnh Đồng sông Cửu Long phát triển nhanh Mặt hàng chế biến từ cá 112 Tra sản xuất phi lê với tỷ lệ thu hồi phi lê từ 30 – 35% lượng phụ phẩm q trình sản xuất lớn Do việc nghiên cứu sản xuất peptide sinh học từ phụ phẩm cá Tra hướng đắn cho công nghiệp sản xuất chế biến cá Tra Sản phẩm thủy phân phụ phẩm cá Tra bột peptide có lực cao với Ca nguồn canxi hòa tan dùng làm nguồn cung cấp canxi phần cho người đặc biệt người khơng thể dung nạp sữa hay nhóm dân số nghèo khơng có khả bổ sung sữa phần Mục đích nghiên cứu nhằm tối ưu hóa điều kiện thủy phân phụ phẩm cá Tra enzyme Trypsin (nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ enzyme) để thu nhận peptide có hoạt tính liên kết canxi cao phương pháp bề mặt đáp ứng II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu hóa chất Phụ phẩm cá Tra gồm đầu, xương sống, vây, vẩy, đuôi lấy nhà máy sản xuất phi lê cá Tra tỉnh Tiền Giang Phụ phẩm rửa sơ bảo quản thùng cách nhiệt với đá vảy, đưa phịng thí nghiệm vịng sau chia nhỏ thành phần bảo quản tủ đông -20oC tới sử dụng Trypsin (EC 3.4.21.4) (Sigma) trích từ tụy tạng heo, hoạt tính 1.000-1.500 BAEE đơn vị/mg bột đơng khơ 2.2 Thành phần hóa học nguyên liệu Trước thủy phân nguyên liệu đánh giá thành phần hóa học dựa tiêu: hàm lượng protein tổng (TCVN 4328-1:2007); độ ẩm (TCVN 4326:2001); tro (TCVN 510590); béo (TCVN 4331:2007) 2.3 Thủy phân Nguyên liệu rã đông tự nhiên, cắt nhỏ xay máy xay có lưới mm, sau bổ sung nước với tỷ lệ 1:1 Hỗn hợp gia nhiệt 95oC 10 phút để vơ hoạt enzyme nội TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Bổ sung enzyme Trypsin theo đơn vị hoạt tính xác định phương pháp Anson, M.L., (1938) Tiến hành phản ứng thủy phân bể điều nhiệt (Memmert WB14), pH phản ứng kiểm soát 15 phút NaOH Sau lần lấy mẫu, dịch thủy phân gia nhiệt 10 phút 95oC để ngừng phản ứng enzyme Mẫu lấy ly tâm 6000v/phút 10 phút sau làm lạnh xuống 4oC để tách phần béo phía Sau tiếp tục ly tâm lần thứ hai 8000v/phút 10 phút để loại phần rắn không tan Phần dịch sấy đơng khơ 2.4 Thí nghiệm tối ưu hóa Tiến hành nhằm tìm điều kiện q trình thủy phân để hoạt tính liên kết calcium protein hydrolysate đạt cao Kết thí nghiệm khảo sát (khơng trình bày) chọn làm sở để thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) với phương án quay bậc có tâm (cánh tay đòn α = 1,682) áp dụng để tối ưu hóa điều kiện q trình thủy phân Thí nghiệm gồm yếu tố ảnh hưởng (k) với 20 nghiệm thức có nghiệm thức tâm với hàm mục tiêu (Y) hoạt tính liên kết calcium protein hydrolysate (mg/g protein) pH thủy phân pH tối ưu theo nhà sản xuất enzyme Trypsin 8,0 Các thơng số thí nghiệm tối ưu trình bày Bảng Mối quan hệ hoạt tính liên kết calcium (Y, mg/g protein) yếu tố ảnh hưởng (X1 X2, X3) mô tả phương trình hồi quy có dạng bậc sau: Y = b0 + b1X1 + b2X2 + b3X3 + b12X1X2 + b13X1X3 + b23X2X3 + b11X12 + b22X22 + b33X33 Trong đó: b0, b1, b2, b3, b12, b13, b23, b11, b22, b33 hệ số phương trình hồi quy 2.5 Phương pháp xử lý số liệu Q trình quy hoạch thực nghiệm phân tích thống kê số liệu thực nghiệm thực với phần mềm Modde 5.0 (Umetrics AB) với mức ý nghĩa p < 0,05 Bảng Các thông số ma trận tối ưu hóa Biến độc lập Kí hiệu Nhiệt độ ( C) Biến mã hóa -1,682 (-) -1 +1 1,682 (+α) X1 31,59 35 40 45 48,41 Thời gian (phút) X2 69,54 90 120 150 170,46 Tỷ lệ enzyme (U/g protein) X3 6,63 10 12 13,36 o 2.6 Đánh giá khả liên kết với canxi Thực theo Jung et al, 2006 Hòa tan 1g bột protein thủy phân với dung dịch 10mM CaCl2 đệm 20mM sodium phosphate (pH 7.8) Khuấy 30 phút 25oC, trì pH 7.8 6M HCl 6M NaOH Ly tâm 3500 vòng 20 phút, loại bỏ kết tủa Xác định lượng canxi mẫu sau lọc hàm lượng protein để suy lượng canxi liên kết với peptide (mg/g protein) 2.7 Xác định hàm lượng canxi Cải tiến theo phương pháp Gitelman, 1967 dựa nguyên tắc canxi tạo màu với thuốc thử o-Cresolphthalein complexone dung dịch kiềm để tạo thành phức màu tím Thêm 8-hydroxyquynoline vào để loại bỏ can thiệp Mg Fe Đo độ hấp thu dung dịch 570nm máy quang phổ tử ngoại khả kiến UV- VIS (Shimadzu 1800) với dung dịch CaCO3 làm dung dịch chuẩn TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 113 VIỆN NGHIÊN CỨU NI TRỒNG THỦY SẢN 2.8 Hàm lượng protein hịa tan: phương pháp so màu với thuốc thử Folin-phenol (Lowry et al., 1951) sử dụng bovine serum albumin làm chất chuẩn III KẾT QUẢ Bảng Thành phần hóa học phụ phẩm cá tra (theo chất khô) Chỉ tiêu Kết (%vck) Protein 33,88 ± 0,14 Lipid 50,14 ± 1,90 Tro 15,83 ± 0,65 3.1 Thành phần hóa học 3.2 Tối ưu hóa quy trình thủy phân Ngun liệu phụ phẩm cá Tra dùng để thu peptide đánh giá thành phần hóa học, kết trình bày Bảng Độ ẩm phụ phẩm cá Tra khoảng 58,5% Bảng cho thấy hàm lượng protein, lipid tro phụ phẩm 33,88%, 50,14% 15,83% theo chất khơ Dựa vào thí nghiệm khảo sát, giá trị tâm trình thủy phân Trypsin chọn pH 8,0, thời gian 120 phút, nhiệt độ 40oC tỷ lệ enzyme bổ sung 10U/g protein Kết trình bày bảng Khả liên kết canxi peptide đạt 20 thí nghiệm từ 12,68 đến 19,49 mg/g protein Bảng Kết thí nghiệm tối ưu hóa STT Ma trận thiết kế X2 X1 X3 Giá trị khảo sát Ythực nghiệm Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút) Tỷ lệ enzyme (U/g) (mg/g protein) Ydự đoán (mg/g protein) -1 -1 -1 35 90 12,6785 13,4216 -1 -1 45 90 16,8606 16,1704 -1 -1 35 150 15,031 15,8060 1 -1 45 150 13,6914 14,7684 -1 -1 35 90 12 14,6351 14,3550 -1 45 90 12 17,4951 17,5737 -1 1 35 150 12 16,1207 17,2772 1 45 150 12 15,4506 16,7095 -1.682 0 31.59 120 10 13,4303 13,4420 10 1.682 0 48.41 120 10 15,9475 15,2764 11 -1.682 40 69.54 10 16,8147 15,4827 12 1.682 40 170.46 10 16,0886 16,7612 13 0 -1.682 40 120 6.63 16,1271 16,0313 14 0 1.682 40 120 13.36 18,9875 18,4488 15 0 40 120 10 18,1642 18,3379 16 0 40 120 10 18,1276 18,3379 17 0 40 120 10 17,9326 18,3379 18 0 40 120 10 19,4972 18,3379 19 0 40 120 10 17,9431 18,3379 20 0 40 120 10 19,1007 18,3379 114 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Từ kết thí nghiệm tối ưu hóa, giải tốn quy hoạch thực nghiệm cho hàm mục tiêu phần mềm Modde 5.0, nhận kết phương trình hồi quy khả liên kết calcium theo biến mã hóa sau: Y= 18,488 + 0,678X1 + 0,751X2 -1,131X1X2 - 1,513X12 – 0,890X22 – 0,499X32 Kết phân tích ANOVA trình bày Bảng Bảng Kết phân tích phương sai ANOVA thí nghiệm tối ưu hóa Hoạt tính liên kết calcium DF SS MS Total Constant 20 (variance) 5521,21 276,061 5449,1 5449,1 Total Corrected Regression Residual Lack of Fit (Model Error) Pure Error (Replicate Error) N = 20 DF = 10 19 10 72,1167 66,9191 5,19765 2,96805 3,79562 7,43545 0,519765 0,59361 2,2296 0,44592 Q2 = R2 = R2 Adj = 0,634 Cond no = 0,928 Y-miss = 0,863 RSD = Trong R2: hệ số xác định; SS: tổng bình phương (sum of squares); DF: bậc tự (degree of freedom); MS: trung bình bình phương (mean square); F: F-value Giá trị F có độ tin cậy 95% Dựa vào phân tich ANOVA ta thấy kết có ý nghĩa mặt thống kê (P 0,8; Q2 = 0,634 > 0,5 |R2 –Q 2| ∈ [0,2 -0,3] thỏa yêu cầu q trình tối ưu hóa cho thấy giá trị hồi quy có ý nghĩa mơ hình đáng tin cậy (Eriksson et al., 2000) Giá trị p phân tích “lack of fit” 0,381 >0,05 cho thấy phương trình hồi quy tương ứng với thực nghiệm Phương trình hồi quy biểu diễn lên không gian ba chiều bề mặt đáp ứng Hình TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 115 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Hình Ảnh hưởng thời gian, nhiệt độ tỷ lệ enzyme đến hoạt tính liên kết canxi peptide biểu diễn không gian ba chiều (trái) hình chiếu bề mặt đáp ứng xuống mặt phẳng (phải) IV THẢO LUẬN Theo nghiên cứu Amiza et al (2011) thành phần protein, lipid tro tương ứng 25,02%, 68,21% 7,08% phụ phẩm silver catfish (Pangasius sp.) Như thấy phụ phẩm cá Tra có hàm lượng protein cao thích hợp để thu hồi peptide sinh học Theo Muyonga et al (2004), hàm lượng protein 116 thơ ngun liệu hàm lượng thu hồi tối đa protein hydrolysate đạt Kết khảo sát ảnh hưởng yếu tố nhiệt độ thời gian trình thủy phân cho thấy hoạt tính liên kết calcium đạt cực đại tăng đồng thời nhiệt độ đến 40oC, thời gian đến 115 phút giảm xuống tiếp tục TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN tăng nhiệt độ thời gian Và điều xảy tương tự khảo sát ảnh hưởng cặp yếu tố tỷ lệ enzyme với thời gian cặp tỷ lệ enzyme với nhiệt độ Điều giải thích mức độ thủy phân thấp peptide có khả liên kết với calcium giải phóng khơng đáng kể, theo thời gian mức độ thủy phân tăng dần điều kiện nhiệt độ tỷ lệ enzyme tối ưu, mức độ thủy phân tăng peptide có hoạt tính giải phóng nhiều dẫn đến hoạt tính liên kết canxi tăng dần đạt cực đại Tuy nhiên, protein bị thủy phân sâu sắc peptide bị enzyme phân cắt nhỏ làm thay đổi cấu trúc thành phần acid amin, kết làm cho khả liên kết với calcium giảm xuống (Jung et al., 2006b) Điều kiện tối ưu cho trình xác định phần mềm MODDE 5.0 cho thấy điều kiện tối ưu cho trình thủy phân nồng độ E/S 11,8U/g, nhiệt độ 41,8oC thời gian 108,26 phút hoạt tính liên kết calcium peptide 18,84 (mg/g protein) Để kiểm chứng tính xác giá trị nhận từ phương trình hồi quy, tiến hành thí nghiệm lặp lại độc lập dựa giá trị thời gian, nhiệt độ, tỷ lệ enzyme tương tự thu hoạt tính liên kết canxi 18,69 ± 0,58 (mg/g) Kết gần với kết dự đoán từ phương trình hồi quy nêu So sánh với Huang ctv., (2011a), tác giả tối ưu trình thu nhận peptide có hoạt tính liên kết calcium từ phụ phẩm q trình chế biến tơm năm loại enzyme alcalase, TÀI LIỆU THAM KHẢO Amiza, M.A., Ashikin, N., S., and Faazaz, A.L., 2011 Optimization of enzymatic protein hydrolysis from silver catfish (Pangasius sp.) frame, International Food Research Journal, Vol 18: p.751-757 Bao, X.L., M.Song, J.Zhang, Y.Chen and S.T.Guo, 2007 Calcium-binding ability of soy protein hydrolysates Chin Chem Lett., 18: 1115-1118 trypsin, pepsin, flavourzyme protamex Kết peptide thu từ trình thủy phân protein trypsin có hoạt tính cao năm enzyme đạt 0,294 mmol Ca/g protein (hay 11,76 mg Ca/g protein) Khả liên kết canxi peptide phụ phẩm cá tra thủy phân Trypsin 18,84mg/g protein cao so với phụ phẩm tôm 11,76 mg/g protein (Huang G et al., 2011a), thấp so với protein thủy phân từ đậu nành 66,9mg/g proetin ( Bao XL et al., 2007), protein dịch plasma huyết heo 50mg/g protein (Song K.B Lee S.H, 2009), hoki frame 49mg/g protein (Jung W.K Kim S.K, 2007) thấp so với nghiên cứu C X Thuy ctv., (2014) thủy phân phụ phẩm cá Tra Alcalase thu peptide có hoạt tính 27,03mg/g Tuy nhiên hoạt tính dịch peptide thơ chưa qua tinh Hoạt tính tăng lên đáng kể công đoạn tinh sau Kết bước đầu cho thấy phụ phẩm cá Tra nguồn hợp lí cho sản xuất peptide liên kết canxi V KẾT LUẬN Nghiên cứu cho thấy phụ phẩm cá tra sử dụng thành cơng để sản xuất bột peptide liên kết calcium Điều kiện thủy phân pH, thời gian, nhiệt độ, hàm lượng enzyme tối ưu hóa thành cơng RSM Tại điều kiện tối ưu thời gian thủy phân 108,26 phút nhiệt độ 41,8oC, tỷ lệ E/S 11,8U/g, pH 8,0 mức độ liên kết canxi đạt cực đại 18,69 (mg/g protein) Bhaskar, N and Mahendrakar, N.S., 2008 Optimization of enzymatic hydrolysis of visceral waste proteins of Catla (Catla catla) for preparing protein hydrolysate using a commercial protease Bioresource Technology 99(10): 4105-4111 C X Thuy, T B Lam, K Mc Commick, 2014 Optimizing of Nano-filtration to obtain fish protein isolate (FPI) from Pangasius hypophthalmus byproducts with calcium-binding bio-activity Global Journal of TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 117 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Agricultural Research Vol.2, pp 11-21 Charoenphun, N., Cheirsilp, B., Sirinupong, N., Youravong, W., 2013 Calcium-binding peptides derives from tilapia (Oreochromis niloticus) protein hydrolysate Eur Food Res Tech 266:57-63 Choi, D.W., Lee, J.H., Chun, H.H., Song, K.B., 2012 Isolation of Calcium – binding Peptide from Bovine Serum Protein Hydrolysates Food Sci Biotechnol 21 (6): 1663-1667 Eriksson L., Johansson E., Kettaneh N., Wikstrom C., Wold S., (2000) Design of experimentsPrinciples and applications, Umetrics 329p Gitelman H.J.,1967 An Improved Automated Procedure for the Determination of Calcium in Biological Specimens Analytical Biochemistry (18):521-531 Huang G.R., Ren L., Jiang J.X., 2011a Purification of a histidine containing peptide with calcium binding activity from shrimp processing byproducts hydrolysate Eur Food Res Tech 232:281-287 Huang G, Ren Z, Jiang J, Chen W., 2011b Preparation and Characteristic of Iron –Binding Peptides from Shrimp Processing Discards Hydrolysates Advance Journal of Food Science and Technology 3(5): 348-354 Huang.G.R., Ren.Z.Y., Jiang J.X., 2014 Optimization of Hydrolysis conditions for Iron Binding peptides production from shrimp processing byproducts American Journal of Food Technology 9(1): 49-55 Jung, W.K., Karawita R., Heo, S.J., Lee, B.J., Kim, S.K., Jeon, Y.J., 2006a Recovery of a novel Cabinding peptide from Alaska Pollack (Theregra chalcogramma) backbone by pepsinolytic hydrolysis Process Biochem 41: 2097-2100 Jung, W.K., Lee, B.J., Kim, S.K., 2006b Fishbone peptide increase calcium solubility and bioavailability in ovariectomised rats British Journal of Nutrition, 95: 124-128 Jung, W.K., Kim, S.K., 2007 Calcium – binding peptide derived from pepsinolytic hydrolysates of hoki (Johnius belengerii) frame Eur Food Res Tech 224:763-767 Kristinsson, H & Rasco, B 2000 Biochemical and functional properties of Atlantic salmon (Salmo salar) muscle proteins hydrolyzed with various alkaline proteases J Agric Food Chem 48, 657–666 Kristinsson, H & Rasco, B 2002 Fish Protein Hydrolysates and their potential use in the food industry Lim, J.W., Kim, S.B., 2004 Calcium-binding Peptides derived from Tryptic hydrolysates of Cheese whey protein J Korean.Soc.Appl.Biol.Chem Liu.F.R., Wang.L., Wang.R., Chen Z.X., 2013 Calcium-Binding Capacity of Wheat Germ Protein Hydrolysate and Characterization of Peptide− Calcium Complex Journal of Agriculture and 118 Food Chemistry (61): 7537-7544 Madamba, P.S.,2002 The response surface methodology: An application to optimize operation of selected agriculture crops LWT Food Science and Technology 35: 584-592 Mahmoudreza, O., Majid, T., Ali, M., barbara,R., Abbas, E.M., 2009 Optimization of enzymatic hydrolysis of visceral waste proteins of beluga sturgeon Huso huso using Alcalase Motamedzadegan A., Davarniam B., Asadi G., Abedian A., Ovissipour M., 2010 Optimization of enzymatic hydrolysis of yellowfin tuna Thunnus albacares viscera using Neutrase International Aquatic Research, Vol 2: p 173-181 Muyonga,J.H., Colec,C.G.B., Duodub,K.G., 2004 Extraction and physicochemical characterisation of Nile perch (Lates niloticus) skin and bone gelatine Food Hydrocolloids8:581-592 Nilsang, S., Lertsiri, S., Suphantharika, M and Assavanig, A 2005 Optimization of enzymatic hydrolysis of fish soluble concentrate by commercial protease Journal of Food Engineering 70: 571-578 Normah, I., Jamilah, B., Saari, N and Che Man Yaakob, B 2005 Optimization of hydrolysis conditions for the production of threadfin bream (Nemipterus japonicus) hydrolysate by Alcalase Journal of Muscle Foods 16: 87–102 See S.F., Hoo L.L., Babji A.S., Optimization of enzymatic hydrolysis of Salmon (Salmo salar) skin by Alcalase, International Food Research Journal, Vol 18, 2011, p.1359-1365 Seung Hwan Lee and Kyung Bin Song, 2009 Isolation of a Calcium-binding Peptide from Enzymatic Hydrolysates of Porcine Blood Plasma Protein J Korean Soc Appl Biol Chem., 52(3), pp 290-294 Shahidi.F., Kamil.J.Y.A., 2001 Enzyme from fish and aquatic invertebrates and their application in the food technology Trends Food Sci.Technol 12, pp 435-464 Slizyte.R., Rustad.T., Storro.I., 2005 Enzymatic hydrolysis of cod (Gadus morhua) by-products: Optimization of yield and properties of lipid and protein fractions Process Biochemistry 40, 36803692 Song, K.B., Lee, S.H., 2009 Isolation of a Calciumbinding Peptide from Enzymatic Hydrolysates of Porcine Blood Plasma Protein J Korean.Soc Appl.Biol.Chem, 52(3):290-294 Won-Kyo Jung, Se-Kwon Kim, 2007 Calcium-binding peptide derived from pepsinolytic hydrolysates of hoki (Johnius belengerii) frame Eur Food Res Technol, pp 763–767 Wasswa, J., Tang, J and Xiao, H.G 2008 Optimization of the production of hydrolysates from Grass carp (Ctenopharyngodon idella) skin using Alcalase® Journal of Food Biochemistry 32: 460-473 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN APPICATION OF RESPONSE SURFACE METHODOLOGY TO OPTIMIZE THE CALCIUM BINDING CAPACITY OF PROTEIN HYDROLYSATE FROM TRA CATFISH (Pangasianodon hypophthalmus) BY-PRODUCTS Nguyen Thi Huong Thao1*, Dinh Thi Men1, Tran Duc Vinh2, Vo Dinh Le Tam2 ABSTRACT Calcium is an essential mineral nutrient required for biological functions in the body such as nerve conduction, muscle contraction, blood coagulation and structural support of the skeleton In some case, the body is unable to absorb calcium from dietary food because of the precipitation of insoluble calcium salts in the intestinal lumen Therefore, the development of methods to enhance the solubility of calcium can promote calcium absorption and improve its bioavailability Organic calcium has been proposed as superior alternative to inorganic calcium The aim of this study was optimize the enzymatic hydrolysis conditions for producing peptide with high calcium binding capacity from tra catfish (Pangasianodon hypophthalmus) by-products Hydrolysis conditions were optimized by using a response surface methodology (RSM) with calcium-binding capacity as response An enzyme to substrate level of 11.8U/g, temperature of 41.8oC, the time of 108.26 minutes and pH of 8.0 were found to be the optimum conditions to obtain the highest calcium binding capacity 18.69 mg/g protein using trypsin The generated model showed a quadratic fit with experimental data and RSM was also proven a great optimizing tool The results suggested that tra catfish by-products are a good source for producing calcium-binding peptides Keywords: calcium-binding peptide, enzymatic hydrolysis, fish protein hydrolysate, response surface methodology, Tra catfish by-products Người phản biện: ThS Lê Vịnh Ngày nhận bài: 18/11/2015 Ngày thông qua phản biện: 18/12/2015 Ngày duyệt đăng: 25/12/2015 Research Center for Aquafeed nutrition and Fishery post-harvest Technology, Research Institute for Aquaculture No2 * Email: nthuongthao@yahoo.com HCMC University of Technology TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SƠNG CỬU LONG - SỐ - THÁNG 01/2016 119 ... thấy phụ phẩm cá Tra nguồn hợp lí cho sản xuất peptide liên kết canxi V KẾT LUẬN Nghiên cứu cho thấy phụ phẩm cá tra sử dụng thành công để sản xuất bột peptide liên kết calcium Điều kiện thủy phân. .. C X Thuy ctv., (2014) thủy phân phụ phẩm cá Tra Alcalase thu peptide có hoạt tính 27,03mg/g Tuy nhiên hoạt tính dịch peptide thơ chưa qua tinh Hoạt tính tăng lên đáng kể công đoạn tinh sau Kết. .. protamex Kết peptide thu từ q trình thủy phân protein trypsin có hoạt tính cao năm enzyme đạt 0,294 mmol Ca/g protein (hay 11,76 mg Ca/g protein) Khả liên kết canxi peptide phụ phẩm cá tra thủy phân