Nghiên cứu tận dụng nước hấp cá ngừ sản xuất proteolysate

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VÕ THỊ THU BÌNH NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG NƯỚC HẤP CÁ NGỪ SẢN XUẤT PROTEOLYSATE CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ SỐ NGÀNH : 02.11.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS TRẦN BÍCH LAM Cán chấm nhận xét 1: GS TSKH LƯU DUẨN Cán chấm nhận xét 2: TS LẠI MAI HƯƠNG Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày tháng năm 2005 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc Tp HCM ngày … tháng … năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : Võ Thị Thu Bình Ngày, tháng, năm sinh : 02 – – 1978 Chuyên ngành : Công nghệ thực phẩm Phái : Nữ Nơi sinh : Tp.Hồ Chí Minh MSHV : 01103251 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG NƯỚC HẤP CÁ NGỪ SẢN XUẤT PROTEOLYSATE II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG − − − − Đánh giá nguồn nguyên liệu nước hấp cá ngừ Nghiên cứu sử dụng enzym thủy phân tạo proteolysate Nghiên cứu sản xuất nước chấm Nghiên cứu thu nhận axit amin III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN BÍCH LAM VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: GS TSKH LƯU DUẨN VII HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS LẠI MAI HƯƠNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS TRẦN BÍCH LAM Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Ngày tháng năm 2005 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH LỜI CẢM ƠN Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến: Các thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa Học Dầu Khí truyền đạt kiến thức q báu suốt thời gian qua Cô Trần Bích Lam tận tình hướng dẫn truyền đạt kinh nghiệm bổ ích thời gian thực luận văn Các thầy cô hội đồng bảo vệ đóng góp nhận xét cho kết đạt luận văn Xin cám ơn gia đình, bạn bè nhiệt tình giúp đỡ; đồng nghiệp quan tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho trình thực đề tài -1- LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia thiên nhiên ưu đãi điều kiện địa lý với đường bờ biển dài hệ thống sông ngòi chằng chịt Trong năm gần đây, sản lượng khai thác xuất thủy sản tăng cao Bên cạnh xuất thủy sản dạng nguyên liệu thô, ngành chế biến thủy sản, có thủy sản đóng hộp dần phát triển với thị trường tiêu thụ thành phố lớn nước quốc gia giới Mỹ, Nhật, EU,… Nhờ tiện lợi, vệ sinh hợp vị, loại đồ hộp có đồ hộp thủy sản mang tính tiện dụng, phù hợp với sống đô thị Trong qui trình chế biến cá đóng hộp, lượng phế liệu tạo nhiều, tác động xấu đến môi trường Ngoài phế liệu dạng rắn nội tạng, đầu, vây, xương, tận dụng làm thức ăn gia súc, chưa có hướng sử dụng nước hấp cá thải môi trường trình xử lý nguyên liệu Trong đó, nguồn phế liệu đánh giá giàu giá trị dinh dưỡng mặt protein, lipid khoáng chất Hiện tại, có số công trình nghiên cứu thu hồi chất béo từ nguồn phế liệu Ngoài lipid hợp chất nitơ chủ yếu protein có hàm lượng cao Vì việc nghiên cứu sử dụng nguồn protein góp phần giảm lãng phí bảo vệ môi trường Xuất phát từ nhận định này, thực đề tài: “Nghiên cứu tận dụng nước hấp cá ngừ sản xuất chế phẩm proteolysate” Nội dung gồm nghiên cứu phương pháp thu nhận sản phẩm thủy phân protein khả sử dụng chúng thực phẩm dược phẩm TÓM TẮT Sự phát triển nhanh chóng ngành công nghiệp chế biến đồ hộp cá ngừ phát sinh nhiều vấn đề chất thải Hiện nay, chất thải rắn từ cá ngừ với hàm lượng protein dầu béo cao dùng sản xuất thức ăn gia súc ứng dụng số ngành công nghiệp khác Nhưng chất thải lỏng với tải lượng chất hữu cao gây ô nhiễm môi trường Trong luận văn nghiên cứu tận dụng nước hấp cá ngừ để sản xuất chế phẩm proteolysate Kết luận văn: - Đã xác định nguyên liệu thích hợp cho nghiên cứu có nồng độ chất khô 7-12 Bx - Sử dụng enzym Alcalase cho hoạt tính thủy phân mạnh (với nồng độ enzym 0,10%, pH tối ưu 8.0, hiệu suất thủy phân đạt 70% sau 10-12 ngày) - Khi sử dụng enzym Neutrase 0,10%, hiệu suất thủy phân khoảng 70% sau 50 ngày pH 7.0 - Sản phẩm proteolysate nghiên cứu dùng sản xuất nước mắm thu nhận acid amin phương pháp sắc ký trao đổi ion ABSTRACT The rapid development of canned tuna production has led to the problems of waste Nowadays, tuna’s solid waste which contains valuable protein and oil is used for pet food industry and others Meanwhile, environment has been polluted with soluble waste from tuna in steaming process which has high organic contents In this thesis, we focus on the ways to produce protein hydrolysate from tuna soluble waste Four types of protease: Pepsin, Neutrase, Alcalase, Flavourzyme were used Results of thesis: - Suitable material for research: 7-12 Bx - Alcalase showed the strongest proteolytic activity at pH 8.0 (the optimum concentration for enzyme is 0.1%, hydrolysed over 70% of total nitrogen after 10-12 days) of the four enzymes used - Closely followed by Neutrase 0.1% (70% of total nitrogen after about 50 days at pH 7.0) Protein hydrolysates were applied to: Producing fish sauce which gave good organoleptic Isolating amino acids from protein hydrolysates by the ion exchange chromatography method MUÏC LUÏC Trang Danh mục bảng Danh mục hình Lời mở đầu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN GIỚI THIỆU VỀ CÁ NGỪ .2 1.1 Đặc điểm, phân loại 1.2 Phân bố .4 1.3 Khai thaùc 1.4 Giá trị dinh dưỡng 1.5 Tiêu thụ 1.6 Qui trình công nghệ chế biến cá ngừ đóng hộp 1.6.1 Thuyết minh qui trình 10 1.6.2 Các phế liệu tạo qui trình sản xuất cá ngừ đóng hộp 11 PHƯƠNG HƯỚNG TẬN DỤNG PHẾ LIỆU THỦY SẢN HIỆN NAY 12 2.1 Protein hydrolysate 12 2.2 Protein concentrate 12 2.3 Bột cá .13 2.4 Daàu caù 13 2.5 Enzym 14 2.6 Collagen 14 2.7 Gelatin 15 2.8 Bột ngọc trai 15 2.9 Phân bón 15 2.10 Năng lượng 16 NƯỚC HẤP CÁ NGỪ 16 PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT CHẾ PHẨM PROTEOLYSATE BAÈNG ENZYM PROTEASE 17 4.1 Giới thiệu protease 17 4.2 Phân loại .18 4.3 Nguồn thu nhận 19 4.4 Các yếu tố ảnh hưởng 20 4.5 Ứng dụng protease 20 4.6 Một số protease thương phẩm 21 4.6.1 Neutrase .21 4.6.2 Alcalase .22 4.6.3 Flavourzym 23 4.6.4 Pepsin 24 4.7 Một số nghiên cứu sản xuất chế phẩm proteolysate giới 25 SẮC KÝ TRAO ĐỔI ION .27 5.1 Phân loại .28 5.1.1 Nhựa trao đổi anion .28 5.1.2 Nhựa trao đổi cation 28 5.2 Nguyeân liệu làm nhựa trao đổi ion .30 5.2.1 Nhựa polystyren 30 5.2.2 Polymer cacbohydrate 30 5.2.3 Silica gel 31 5.3 Yếu tố ảnh hưởng đến việc chọn loại nhựa 31 5.4 Ứng dụng sắc ký trao đổi ion 32 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33 NGUYÊN LIỆU NGHIÊN CỨU 33 1.1 Nước hấp cá 33 1.2 Enzym 34 1.2.1 Pepsin 34 1.2.2 Neutrase .34 1.2.3 Alcalase .35 1.2.4 Flavourzym 35 1.3 Máy móc thiết bị sử dụng nghiên cứu 36 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 2.1 Sơ đồ nghiên cứu 37 2.2 Các phương pháp phân tích hóa học xác định thành phần nguyên liệu 38 2.2.1 Xác định hàm lượng nitơ tổng theo phương pháp Kjeldahl 38 2.2.2 Xác định hàm lượng nitơ amin theo phương pháp chuẩn độ formol .39 2.2.3 Xác định hàm lượng muối NaCl 40 2.2.4 Xác định hàm lượng tro 41 2.2.5 Xác định độ ẩm 41 2.2.6 Xác định tạp chất không tan nước .41 2.2.7 Xác định độ Brix 42 2.2.8 Xaùc ñònh pH 42 2.2.9 Xác định hiệu suất thủy phaân .42 ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM PROTEIN HYDROLYSATE TRONG SẢN XUẤT NƯỚC MAÉM .42 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG SẢN PHẨM NƯỚC MẮM 43 4.1 Đánh giá cảm quan .43 4.2 Xác định hàm lượng nitơ amoniac 43 4.3 Xác định hàm lượng acid 44 4.4 Phép thử so sánh cặp đôi 45 TINH SẠCH CHẾ PHẨM PROTEOLYSATE SẢN XUẤT ACID AMIN46 5.1 Phương pháp sắc ký trao đổi ion 46 5.2 Phương pháp định tính acid amin 48 5.3 Phương pháp xác định thành phần acid amin .49 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .50 KHẢO SÁT THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU 50 KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN CỦA NƯỚC HẤP CÁ .52 2.1 Khảo sát trình thủy phân enzym Pepsin 52 2.2 Khảo sát trình thủy phân enzym Neutrase .53 2.2.1 Khảo sát nồng độ enzym sử dụng 53 2.2.2 Khaûo sát ảnh hưởng nồng độ muối bổ sung 58 2.3 Khảo sát trình thủy phân enzym Alcalase 62 2.3.1 Khảo sát nồng độ enzym sử dụng 62 2.3.2 Khảo sát ảnh hưởng pH đến trình thủy phân 64 2.4 Khảo sát trình thủy phân enzym Flavourzym .65 ỨNG DỤNG NEUTRASE TẠO SẢN PHẨM NƯỚC MẮM 68 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG SẢN PHẨM NƯỚC MẮM 69 4.1 Thành phần hóa học .69 4.1.1 Nitơ toàn phần .69 4.1.2 Nitô amin .69 4.1.3 Nitô amoniac 69 4.1.4 Haøm lượng muối 70 4.1.5 Hàm lượng acid 70 4.2 Thaønh phaàn vi sinh 73 4.3 Đánh giá cảm quan .73 TINH SẠCH ACID AMIN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẮC KÝ TRAO ÑOÅI ION 75 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ .78 KẾT LUẬN 78 ĐỀ NGHỊ .79 TAØI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC -73- 4.2 THÀNH PHẦN VI SINH Bảng 3.21: Thành phần vi sinh vật sản phẩm nước mắm (Kết phân tích Trung tâm Đào tạo Phát triển Sắc ký, 79 Trương Định, Q1) STT Vi sinh vật Đơn vị Kết 01 Tổng số vi khuẩn hiếu khí cfu/g 02 Tổng số nấm men nấm mốc cfu/g 03 Coliforms MPN/g