Nghiên cứu ứng dụng enzyme protease thương mại tegalase r660l để thu nhận chất màu astaxanthin ở dạng carotenoprotein từ phế liệu đầu tôm sú

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE THƯƠNG MẠI TEGALASE R660L ĐỂ THU NHẬN CHẤT MÀU ASTAXANTHIN Ở DẠNG CAROTENOPROTEIN TỪ PHẾ LIỆU ĐẦU TÔM SÚ Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn: GVC.TS Nguyễn Lệ Hà Sinh viên thực hiện: Văn Thị Công Tâm MSSV: 1311110775 Lớp: 13DTP08 TP Hồ Chí Minh, 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE THƯƠNG MẠI TEGALASE R660L ĐỂ THU NHẬN CHẤT MÀU ASTAXANTHIN Ở DẠNG CAROTENOPROTEIN TỪ PHẾ LIỆU ĐẦU TÔM SÚ Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn: GVC.TS Nguyễn Lệ Hà Sinh viên thực hiện: Văn Thị Công Tâm MSSV: 1311110775 Lớp: 13DTP08 TP Hồ Chí Minh, 2017 Khoa: Công nghệ Sinh Học – Thực Phẩm – Môi Trường PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ:Đại học chính quy (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm): Văn Thị Công Tâm MSSV: 1311110775 Lớp: 13DTP08 Ngành: Công nghệ thực phẩm Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài đăng ký: Nghiên cứu ứng dụng enzyme protease thương mại Tegalase R660L tận thu chất màu astaxanthin ở dạng carotenprotein từ phế liệu tôm sú Giảng viên hướng dẫn: GVC.TS Nguyễn Lệ Hà Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài và cam kết thực hiện đề tài theo tiến độ và hoàn thành đúng thời hạn Ý kiến giảng viên hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) TP HCM, ngày … tháng … năm ……… Trưởng khoa ký duyệt Sinh viên đăng ký (Ký ghi rõ họ tên) LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan là công trình nghiên cứu độc lập riêng Các tài liệu và số liệu sử dụng để phân tích nghiên cứu được cơng bố các tạp chí, giáo trình theo đúng quy định Bên cạnh đó, kết nghiên cứu luận văn là tự tìm hiểu, thực hiện thí nghiệm, phân tích cách khách quan và phù hợp với thực tiễn Và các số liệu kết này chưa được công bố các nghiên cứu được thực hiện trước Sinh viên thực hiện Văn Thị Công Tâm LỜI CẢM ƠN Lời em gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường truyền dạy các kiến thức cũng đam mê ngành học cho em suốt bốn năm em học trường Vì là những kiến thức tảng để em thực hiện đề tài nghiên cứu này và sẽ là hành trang kiến thức cho em áp dụng vào thực tiễn công việc sau này Bên cạnh đó, em cũng gửi lời cảm ơn đến ban lãnh đạo Khoa tạo điều kiện phòng ốc, trang thiết bị, dụng cụ cũng hoá chất để em thực hiện đề tài nghiên cứu Và em cũng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên Nguyễn Lệ Hà tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực hiện nghiên cứu, hoàn thành báo cáo tốt nghiệp Em không chỉ học được thêm những kiến thức từ cô, ngoài ra, cô còn truyền dạy các kỹ sống bổ ích cho công việc sau này Cuối lời, em kính chúc quý thầy cô dồi dào sức khoẻ để truyền dạy kiến thức và đam mê với ngành, nghề cho các thế hệ sau Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Sinh viên thực hiện Văn Thị Công Tâm MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan phế liệu đầu tôm sú Penaeus monodon 1.1.1 Giới thiệu tôm sú Penaeus monodon 1.1.2 Phế liệu đầu tôm sú Penaeus monodon 1.1.3 Tình hình xử lý đầu vỏ tôm 1.2 Carotenprotein động vật thuỷ sản số phương pháp chiết rút 1.2.1 Carotenoid 1.2.2 Astaxanthin 1.2.3 Caotenprotein 11 1.2.4 Các ứng dụng astaxanthin: 13 1.3 Enzyme protease 15 1.3.1 Giới thiệu chung enzyme protease 15 1.3.2 Phân loại proease 15 i 1.3.3 Tính chất chung enzyme 16 1.3.4 Yếu tố ảnh hưởng hoạt độ enzyme 17 1.4 Quá trình thuỷ phân protein [4] 19 1.4.1 Khái niệm chất trình thuỷ phân protein: 19 1.4.2 Các phương pháp thuỷ phân protein 19 1.5 Các nghiên cứu tách chiết carotenoprotein nước: 21 1.5.1 Các nghiên cứu nước: 21 1.5.2 Các nghiên cứu nước: 24 CHƯƠNG II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 Nguyên liệu cứu: 27 2.1.1 Đầu tôm: 27 2.1.2 Enzyme protease: 27 2.1.3 Hoá chất 27 2.2 Dụng cụ thiết bị 27 2.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 29 2.3.1 Nội dung nghiên cứu 29 2.3.2 Bố trí thí nghiệm 30 ii Phế liệu đầu tôm trước được đưa vào thủy phân được xử lý theo thứ tự trình bày hình 2.2 30 2.3.3 Phương pháp nghiên cứu: 37 2.3.4 Xử lý số liệu: 37 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Các thông số nguyên vật liệu dùng thí nghiệm 38 3.1.1 Biến đổi số đơn vị hoạt tính enzyme 38 3.1.2 Thành phần nguyên liệu 39 Bảng 3.2 Thành phần nguyên liệu đầu tôm P.monodon 39 3.2 Điểm pI dịch thuỷ phân 40 3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thuỷ phân phế liệu đầu tôm enzyme prtotease Tegalase R660L 42 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thuỷ phân phế liệu đầu tôm enzyme protease Tegalase R660L 42 3.3.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng acid amin dịch thủy phân hiệu suất thu hồi acid amin 42 3.3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng astaxanthin thu nhận dịch thủy phân hiệu suất thu hồi astaxanthin 45 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ enzyme (số đơn vị hoạt độ enzyme) protease Tegalase R660L đến trình thuỷ phân 48 iii 3.3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ enzyme (số đơn vị hoạt độ enzyme) protease Tegalase R660L đến hàm lượng acid amin thu được dịch thủy phân hiệu suất thu hồi acid amin 48 3.3.1.2 Ảnh hưởng nồng độ enzyme (số đơn vị hoạt độ enzym) đến hàm lượng astaxanthin hiệu suất thu hồi astaxanthin 52 3.3.3 Ảnh hưởng thời gian đến trình thuỷ phân 57 3.3.3.1 Ảnh hưởng thời gian đến hàm lượng acid amin dịch thủy phân 57 3.4 Tối ưu hoá nhiệt độ thời gian thuỷ phân phế liệu đầu tôm để thu sản phẩm bột carotenoprotein 60 3.4.1 Xác định yếu tố ảnh hưởng đến trình thuỷ phân 61 3.4.2 Xác định tiêu tối ưu trình thuỷ phân 61 3.4.3 Thiết lập phương trình hồi qui hàm lượng acid amin AP xác định nhiệt dộ thời gian tối ưu trình thuỷ phân thu nhận carotenoprotein 62 3.4.3.1 Thiết lập phương trình hồi qui phân tích ảnh hưởng nồng độ, nhiệt độ thời gian tới thu hồi hàm lượng acid amin 62 3.4.3.2 Thiết lập phương trình hồi qui phân tích ảnh hưởng nhiệt độ thời gian tới thu hồi astaxanthin 65 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 4.1 Kết luận 70 iv 4.2 Kiến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC v Điều dễ dàng tránh cách sử dụng bình ngưng Allihn và cách điều chỉnh ống vào cuối bình ngưng để chỉ chỉ mức axit, hút được phá vỡ bởi gia tăng chất lỏng lên bình ngưng Đo lượng axit dư thừa với NaOH 0.1N 6.5 Tính tốn % nitrogen mẫu= 14 x 𝑉 1000 x 0.1 x 𝑊 100 V= ml acid 0.1N - ml NaOH 0.1N được sử dụng để trung hoà W= g mẫu 16 PHỤC LỤC B KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM Bảng 3.1 Kết khảo sát xác định điểm pI Hàm lượng protein hòa tan 0.05 ± 0.02 0.03 ± 0.02 0.04 ± 0.04 0.07 ± 0.03 0.11 ± 0.07 pH 4.5 5.5 Bảng 3.2.Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng acid amin 0h 3h 6h 9h 12h 5% 1.3 ± 0.31 2.24 ± 0.16 3.02 ± 0.44 2.78 ± 0.4 2.16 ± 0.48 8% 1.43 ± 0.17 2.77 ± 0.15 3.7 ± 0.41 3.4 ± 0.45 2.27 ± 0.42 11% 2.21 ± 0.12 2.97 ± 0.66 3.73 ± 0.61 3.3 ± 0.43 2.7 ± 0.26 Bảng 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng astaxanthin 0h 3h 6h 9h 12h 5% 1.78 ± 0.3 3.7 ± 0.62 6.34 ± 0.77 5.45 ± 1.68 5.34 ± 2.21 8% 3.02 ± 1.59 4.56 ± 1.51 14.68 ± 4.01 8.85 ± 2.11 6.27 ± 1.39 11% 6.37 ± 3.87 7.01 ± 4.06 14.72 ± 2.64 10.01 ± 3.33 6.88 ± 2.65 17 Bảng 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng acid amin 0h 3h 6h 9h 12h 45oC 1.37 ± 0.3 2.3 ± 0.27 2.88 ± 0.34 2.75 ± 0.23 2.25 ± 0.41 55oC 1.39 ± 0.48 2.52 ± 0.63 3.52 ± 0.67 3.24 ± 0.7 2.88 ± 0.55 65oC 1.3 ± 0.16 2.24 ± 0.44 3.02 ± 0.4 2.78 ± 0.48 2.16 ± 0.61 Bảng 3.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng astaxanthin 0h 3h 6h 9h 12h 45oC 5.52 ± 4.19 8.58 ± 2.7 11.49 ± 2.86 7.6 ± 4.84 5.93 ± 3.74 55oC 8.48 ± 4.27 10.33 ± 4.26 12.7 ± 2.08 10.67 ± 1.34 8.2 ± 2.77 65oC 6.02 ± 1.04 7.61 ± 2.54 10.31 ± 0.26 6.84 ± 0.79 18 5.66 ± 0.34 Bảng 3.6 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng acid amin 19 Bảng 3.7 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng asstaxanthin 20 Bảng 3.8 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng hoạt độ enzyme đến hàm lượng acid amin 21 Bảng 3.9 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng hoạt độ enzyme đến hàm lượng astaxanthin 22 Bảng 3.10 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy đến phân đến hàm lượng acid amin với hoạt độ enzyme 30UI 23 Bảng 3.11 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy đến phân đến hàm lượng acid amin với nhiệt độ thủy phân 55oC 24 Bảng 3.12 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng astaxanthin với hoạt độ enzyme 30UI 25 Bảng 3.13 Phân tích ANOVA cho khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng astaxanthin với nhiệt độ thủy phân 55oC 26 Bảng 3.14 Phân tích hời qui bậc hai cho AP với biến độc lập T, Tg tương tác đôi chúng 27 28 Bảng 3.15 Phân tích hời qui bậc hai cho AsP với biến độc lập T, Tg tương tác đôi chúng 29 30 ... hưởng đến trình thu? ?? phân phế liệu đầu tôm enzyme prtotease Tegalase R660L 42 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình thu? ?? phân phế liệu đầu tôm enzyme protease Tegalase R660L 42... CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE THƯƠNG MẠI TEGALASE R660L ĐỂ THU NHẬN CHẤT MÀU ASTAXANTHIN Ở DẠNG CAROTENOPROTEIN TỪ PHẾ LIỆU ĐẦU TÔM SÚ Ngành: CÔNG NGHỆ... phân enzyme cho sản phẩm an toàn đảm bảo giá trị dinh dưỡng 1.5 Các nghiên cứu tách chiết carotenoprotein nước: 1.5.1 Các nghiên cứu nước: a) Nghiên cứu tách chiết ứng dụng enzyme protease từ tôm