Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu dha và epa của dầu cá hồi

Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu dha và epa của dầu cá hồi Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu dha và epa của dầu cá hồi Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu dha và epa của dầu cá hồi luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUN NGÀNH: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME LIPASE TỪ MỦ ĐU ĐỦ ĐỂ LÀM GIÀU DHA VÀ EPA CỦA DẦU CÁ HỒI Người hướng dẫn: PGS TS ĐẶNG MINH NHẬT Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ UYỂN NHI Số thẻ sinh viên: 107130078 Lớp: 13H2A Đà Nẵng, 6/2018 TÓM TẮT Hiện nay, giới có nhiều phương pháp để lập làm giàu omega 3, phương pháp sử dụng enzyme mang nhiều ưu điểm vượt trội Tuy nhiên, hầu hết enzyme nghiên cứu chủ yếu sử dụng enzyme lipase từ vi sinh vật, lipase từ thực vật chiếm phần nhỏ công nghiệp sản xuất enzyme với nhiều ưu điểm giá thành thấp, enzyme cố định tự nhiên sử dụng trực tiếp chất xúc tác sinh học dạng chế phẩm thô nên việc nghiên cứu ứng dụng loại enzyme thực cần thiết Trong nghiên cứu này, tiến hành thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu đủ ứng dụng đặc tính, tính đặc hiệu lipase xác định nghiên cứu trước để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi Với mục đích làm giàu DHA, EPA dạng glyceride, đảm bảo trình bảo quản đồng thời tăng khả hấp thụ, trình thực gồm bước: xà phịng hóa dầu cá hồi với kiềm mạnh axit hóa trở lại để thu nhận axit béo tự do; tiếp theo, dùng phương pháp kết tủa ure để loại bỏ axit béo no, thu nhận axit béo không no nhiều nối đôi PUFA; cuối cùng, thực phản ứng este hóa có xúc tác lipase để tổng hợp glycerides có nồng độ DHA, EPA cao Kết nhận sau: Nồng độ EPA, DHA trước phản ứng este tương ứng 0,176M, 0,44M Nồng độ EPA, DHA sau phản ứng este tương ứng 0,061M, 0,11M Hiệu suất chuyển hóa phản ứng DHA, EPA 75,5%, 65,34% Ngồi ra, để tăng hiệu suất chuyển hóa DHA, EPA, phản ứng thực tối ưu hóa Đầu tiên, tối ưu phản ứng tạo phức axit béo với ure gồm yếu tố: tỉ lệ ure: axit béo FFA từ 3:1 -5:1 (w/w), thời gian phản ứng 8-24 tìm điều kiện tối ưu để đạt kết tủa lớn (2,76g) thời gian phản ứng 8h tỉ lệ ure: axit béo FFA 3:1 Tiếp theo, tiến hành khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu đến hiệu suất phản ứng este có lipase xúc tác tìm hàm lượng nước tối ưu 2% (trên tổng thể tích) ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: NGUYỄN THỊ UYỂN NHI Lớp: 13H2A Khoa: Hóa Số thẻ sinh viên: 107130078 Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA EPA dầu cá hồi Đề tài thuộc diện: □ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ kết thực Các số liệu liệu ban đầu Nội dung phần thuyết minh tính tốn: MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN Chương 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC Các vẽ, đồ thị (ghi rõ loại kích thước vẽ): Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS ĐẶNG MIN2,865 40,14 EPA (M) 0,029 0,0278 0,046 0,049 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG HÀM LƯỢNG NƯỚC BAN ĐẦU ĐẾN NỒNG ĐỘ DHA, EPA SAU PHẢN ỨNG ESTE 45 0,1 40 0,09 35 0,08 0,07 30 Nồng độ DHA (M) 0,05 20 0,04 15 0,03 10 0,02 0,01 Nồng độ EPA (M) 0,06 25 1% 2% DHA 3% EPA 4% Hàm lượng nước % Hình 3.12 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng nước ban đầu đến nồng độ DHA, EPA sau phản ứng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 45 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi Hàm lượng nước ban đầu tăng từ 1% đến 2% nồng độ DHA, EPA sau phản ứng giảm dần, chứng tỏ hiệu suất phản ứng este tăng dần Nếu tiếp tục tăng hàm lượng nước ban đầu vượt 2% nồng độ DHA, EPA sau phản ứng tăng dần, qua cho thấy hiệu suất phản ứng giảm đáng kể Từ chọn hàm lượng nước ban đầu tối ưu cho phản ứng este có xúc tác enzyme 2% Nghiên cứu Zu-Yi Li cs (1993) với nguyên liệu gan cá tuyết, kết hàm lượng nước ban đầu tối ưu 1% 5% tương ứng với enzyme lipase PS30 lipase IM-60 [46] Nghiên cứu Yesim Yesiloglu cs (2004) tìm hàm lượng nước tối ưu ban đầu 5% 1% cho lipase Candida rugosa lipase pancreas [47] Qua cho thấy, kết nghiên cứu khác nhau, chứng tỏ hàm lượng nước tối ưu ban đầu tùy thuộc vào nguyên liệu dầu cá sử dụng thí nghiệm lipase có nguồn gốc khác địi hỏi hàm lượng nước hoạt hóa khác Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 46 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau số kết thu nhận trình nghiên cứu: Đã xây dựng quy trình thu nhận dầu cá hồi thô từ lườn cá hồi phương pháp nấu cách thủy xác định số chất lượng dầu cá sau: - Chỉ số axit: 6.13 (mg KOH/g) Chỉ số xà phịng hóa: 241.70 (mg KOH/g) - Chỉ số este: 235.57 (mg KOH/g) Chỉ số iod: 117 (g iod/100g) Đã xây dựng quy trình thu nhận enzyme lipase thơ từ mủ đu đủ với hiệu suất thu hồi 19,25%, hoạt lực enzyme 544,41UI/g Đã thực phản ứng este hóa DHA, EPA dầu cá hồi với glycerol enzyme lipase xúc tác với hiệu suất chuyển hóa DHA, EPA 75,5% 65,34% Đã xây dựng phương trình hồi quy theo phương pháp Box-Wilson cho thí nghiệm tối ưu phản ứng kết tủa axit béo với urea: y= 3,861 – 0,014x1 + 0,002007x22 Xác định điều kiện tối ưu cho phản ứng kết tủa axit béo với urea tỷ lệ ure: axit béo FFA 3:1 thời gian phản ứng Tìm hàm lượng nước ban đầu tối ưu cho phản ứng este có lipase xúc tác 2% (trên tổng thể tích) 4.2 Kiến nghị Để tăng hiệu làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi nhờ enzyme lipase thu nhận từ mủ đu đủ, sau số đề xuất cho trình nghiên cứu tiếp theo: Thực chưng cất phân đoạn loại bỏ glycerol dư sau phản ứng este Khảo sát tìm nhiệt độ tối ưu phản ứng tạo kết tủa axit béo với ure Để tăng hiệu suất phản ứng khả làm giàu DHA, EPA lên cao cần tiếp tục thực tối ưu hóa yếu tố phản ứng este hóa: • Nồng độ enzyme sử dụng • PUFA/glycerol • Thời gian phản ứng Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 47 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo nước [1]Trần Thế Tục, Đoàn Thế Lư, Cây đu đủ kỹ thuật trồng, Nhà xuất lao động xã hội [2]Thái Hà- Đặng Mai, 2008, Kỹ thuật trồng chăm sóc đu đủ, nhà xuất Hồng Đức [3]Hồ Thị Hà, Nghiên Cứu Hoạt Tính Sinh Học Của Một Số Hợp Chất Chiết Tách Từ Lá Đu Đủ (Carica Papaya Linn) [4]Nguyễn Đức Lượng, 2004, giáo trình Cơng nghệ enzyme, NXB Đại học Quốc Gia TP HCM [5]PGS.TS Đặng Thị Thu, 2004, Đề tài nhánh cấp nhà nước: Nghiên cứu công nghệ sản xuất số loại dầu béo lipase, Báo cáo tổng kết Khoa học Kỹ thuật, Bộ Khoa học công nghệ Viện Công nghệ thực phẩm, Hà Nội, Mã số: KC 04 – 07 [6]Trần Bích Lam, Lưu Duẩn, 2013, “Tính chất động học đặc điểm thủy phân lipase tinh từ gan tụy cá tra (PANGASIUS)”, Tạp chí phát triển KHKT&CN, số 16 [7]Bùi Hồng Quân, 2008, Ứng dụng enzyme lipase đời sống [8]Nguyễn Diên Sanh, 2006, nghiên cứu quy trình khả làm giàu DHA, EPA dầu cá basa phương pháp dùng enzyme lipase từ vi sinh vật chưng cất phân đoạn [9]Hồng Thị Bích, 2017, nghiên cứu sử dụng kết hợp enzyme chiết tách làm giàu số sản phẩm nguồn gốc thiên nhiên [10]Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 6127: 1996; ISO 660: 1983), 1996, Dầu mỡ Động Vật Thực Vật – Xác định số axit độ axit, NXB, Hà Nội [11]Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN 6126: 2007; ISO 3657: 2002), 2007, Dầu mỡ Động Vật Thực Vật – Xác định số xà phòng, NXB, Hà Nội [12]Tiêu chuẩn Quốc gia (TCVN 6122: 2015; ISO 3961: 2013), 2015, Dầu mỡ Động Vật Thực Vật – Xác định số iot, NXB, Hà Nội [13]Phạm Hồng Hải, Ngơ Kim Chi (2007), Xử lí số liệu quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu hóa học, Nxb Khoa học tự nhiên Công nghệ, Hà Nội [14] Nguyễn Diên Sanh, 2006, nghiên cứu quy trình khả làm giàu DHA, EPA dầu cá basa phương pháp dùng enzyme lipase từ vi sinh vật chưng cất phân đoạn Tài liệu tham khảo nước Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 48 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi [15]Temple N J., 1996, Dietary fats and coronary heart disease Biomed Pharmacotherapy, 50: 261-268 [16] Fernandes G., 1995 Effects of calorie restriction and omega-3 fatty acids on autoimmunity and aging Nutr Rev., 53: 72-79 [17] andalai P K., Pilat M J., Yamazaki K., Naik H., Pienta K J., 1996, The effects of omega-3 and omega-6 fatty acids on in vitro prostate cancer growth Anticancer Res., 16: 815-820 [18] Krishna M I., Das U N., 2001, Prevention of chemically induced diabetes mellitus in experimental animals by polyunsaturated fatty acids, Nutrition, 17: 126151 [19] Neuringer M., Anderson G J., Conner W E., 1998 The essentiality of ω-3 fatty acids for the development and function of the retina and brain, Annu Rev Nutr., 8: 517- 541 [20] Gámez-Meza, N., et al., (2003), Concentration of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid from fish oil by hydrolysis and urea complexation, Food Research International 36, pp.721-727 [21] Teixeira da Silva (2007), Papaya (Carica papaya L.) Biology and Biotechnology, Tree and Forestry Science and Biotechnology, Global Science Books [22] Reed, 1976, papaya latex is very much useful for curing dyspepsia and is externally applied to burns and scalds [23] Okeniyi, 2007, Effectiveness of dried Carica papaya seeds against human intestinal parasitosis: a pilot study [24] Slim Abdelkafi, Nathalie Barouth (2011), Carica papaya lipase: A naturally immobilized enzyme with interesting biochemical properties, Plant foods hum nutri Vol 66, Page 67-70 [25] Rubens Monti et al (2000), Purification of papain from fresh latex of Carica papaya, Brazilian archieves of biology and technology, Page 43-46 [26] Teixeira da Silva (2007), Papaya (Carica papaya L.) Biology and Biotechnology, Tree and Forestry Science and Biotechnology, Global Science Books [27] Zygmunt S.Derewenda, 1994, Structure and Function of Lipases [28] Chahinian H., Sarda L., 2009, distinction between esterases and lipases: comparative biochemical properties of sequence-related carboxylesterases [29] Hyuk Jung, Sang Jun Moon, 2013, purification, distribution, and characterization activity of lipase from oat seeds Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 49 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi [30] Ana L Paiva, Victor M Balca˜o, F Xavier Malcata, Kinetics and mechanisms of reactions catalyzed by immobilized lipases [31] Patrick Adlercreutz, 2013, Immobilisation and application of lipases in organic media [32] Akoh C.C and Min D.B (2008), Food lipids: chemistry, nutrition, and biotechnology, 3th ed., CRC Press, Taylor and Francis Group [33] Chow Ching K (2008), Fatty acids in foods and their health implication 3th ed., CRC Press, Taylor and Francis Group [34] Fatty Acid composition of fish oil, fish and wildlife service, United states department of the interior [35] Liaset, B., Julshamn, K., Espe, M., (2003), Chemical composition and theoretical nutritional evaluation of the produced fractions from enzymeic hydrolysis of salmon frames with Protamex, Process Biochemistry 38, pp.1747-1759 [36] Liaset, B., Nortvedt, R., Lied, E., Espe, M., (2002), Studies on the nitrogen recovery in enzymeic hydrolysis of Atlantic salmon (Salmo salar, L.) frames by Protamex protease, Process Biochemistry 37, pp.1263-1269 [37]Linder, M., Fanni, J., Parmentier, M., (2005), Proteolytic extraction of salmon oil and PUFA concentration by lipases, Marine Biotechnology, 7(1), pp.70-75 [38] Dumay, J., Donnay-Moreno, C., Barnathan, G., Jaouen, P., Bergé, J.P., 2006, Improvement of lipid and phospholipid recoveries from sardine (Sardina pilchardus) viscera using industrial proteases, Process Biochemistry 41, pp.2327-2332 [39] Kim, Y.J et al (2005), Phenolic extraction from apple peel by cellulases from Thermobifida fusca J Agric, Food Chem, (53), pp.9560- 9565 [40] Mbatia, N.B., (2011), Valorisation of fish waste biomass through recovery of nutritional lipids and biogas, Doctoral thesis, Lund University, Sweden [41] Gámez-Meza, N., et al., (2003), Concentration of eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid from fish oil by hydrolysis and urea complexation, Food Research International 36, pp.721-727 [42] Liu, S., Zhang, C., Hong, P., Ji, H., (2006), Concentration of docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) of tuna oil by urea complexion: Optimization of process parameters, Journal of Food Engineering, 73, pp.203, 209 [43] L Esteban Cerdán, A Robles Medina, A Robles Medina, A Giménez Giménez, M J Ibáñez González, 1998, systhesis of polyunsaturated fatty acid enriched triglycerides by lipase-catalyzed esterification Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 50 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi [44] Pornpisanu Thammapat1 , Sirithon Siriamornpun2 , and Patcharin Raviyan1, 2015, Concentration of eicosapentaenoic acid (EPA) and docosahexaenoic acid (DHA) of Asian catfish oil by urea complexation: optimization of reaction conditions [45] Monjurul Haq, Adane Tilahun Getachew, Periaswamy Sivagnanam Saravana, Yeon-Jin Cho, Seul-Ki Park, Min-Jung Kim, effects of process parameters on EPA and DHA concentrate production from Atlantic salmon by-product oil: Optimization and characterization [46] Zu-Yi Li, O.P Ward, 1993, Lipase catalyzed esterification of glycerol and n-3 polyunsaturated fatty acid concentrate in organic solvent [47] Yesim esiloglu, Ismail Kilic, 2004, Lipase-Catalyzed Esterification of glycerol and Oleic Acid [48] Hee-Guk Byun, Tae-Kil Eom, Won-kyo Jung, se-Kwon Kim, 2007, Lipase catalyzed production of monoacylglycerols by the esterification of fish oil fatty acids with glycerol Trang web [49] https://vi.scribd.com/doc/216611054/Chuong-6-Enzyme-Lipase, truy cập ngày 01/05/2018 [50] https://vi.wikipedia.org/wiki/Cá_hồi, truy cập ngày 01/05/2018 [51] http://fr.wikipedia.org/wiki/Indice_de_saponification, truy cập ngày 05/05/2018 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Uyển Nhi Người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật ThS Phan Thị Việt Hà 51 ... nghiên cứu này, tiến hành thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu đủ ứng dụng đặc tính, tính đặc hiệu lipase xác định nghiên cứu trước để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi Với mục đích làm giàu DHA, EPA. .. Hà 45 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi Hàm lượng nước ban đầu tăng từ 1% đến 2% nồng độ DHA, EPA sau phản ứng giảm dần, chứng tỏ hiệu suất phản ứng. .. Phan Thị Việt Hà 46 Nghiên cứu ứng dụng enzyme lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA dầu cá hồi Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Sau số kết thu nhận trình nghiên cứu: Đã xây dựng quy