Thu nhận dịch đạm từ thịt đỏ cá ngừ bằng phương pháp enzyme

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ THỊ NGỌC BÍCH THU NHẬN DỊCH ĐẠM TỪ THỊT ĐỎ CÁ NGỪ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGƠ THỊ NGỌC BÍCH THU NHẬN DỊCH ĐẠM TỪ THỊT ĐỎ CÁ NGỪ BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME Chuyên Ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC Mã Ngành : 60420201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Người hướng dẫn khoa học: TS BÙI XUÂN ĐÔNG Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Người cam đoan Ngơ Thị Ngọc Bích MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu .3 Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài nghiên cứu Bố cục luận văn .4 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tình hình khai thác xuất cá ngừ 1.1.1 Tình hình khai thác cá ngừ giới Việt Nam 1.1.2 Tình hình xuất cá ngừ Việt nam 1.2 Tổng quan cá ngừ thịt đỏ cá ngừ 1.2.1 Một số loài cá ngừ 1.2.2 Thành phần hóa học cá ngừ 10 1.2.3 Những sản phẩm chế biến từ cá ngừ đại dương 10 1.2.4 Phế liệu từ công nghệ chế biến cá ngừ 12 1.2.5 Tổng quan thịt đỏ cá ngừ 13 1.3 Tổng quan enzyme protease trình thủy phân enzyme 15 1.3.1 Giới thiệu enzyme 15 1.3.2 Enzyme protease 15 1.3.3 Phân loại enzyme protease 16 1.3.4 Thủy phân protein enzyme 17 1.3.5 Sản phẩm trình thủy phân ứng dụng 20 1.4 Tình hình nghiên cứu và ngoài nước 22 1.4.1 Trong nước 22 1.4.2 Nghiên cứu nước .23 1.5 Mơ hình nghiên cứu tổng quan thực nghiệm .27 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.1.1 Nguyên liệu 28 2.1.2 Dụng cụ máy móc thiết bị .29 2.2 Phương pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Phương pháp vật lý 29 2.2.2 Phương pháp hóa lý 29 2.2.3 Phương pháp hóa sinh 29 2.2.4 Xác định thông số phản ứng enzyme protease phương pháp khảo sát đơn biến 32 2.2.5 Xác định thông số phản ứng enzyme protease phương pháp toán học 36 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Kết xác định thành phần hóa học thịt đỏ cá ngừ .38 3.2 Kết xác định thơng số thích hợp cho phản ứng enzyme protease phương pháp khảo sát đơn biến .38 3.2.1 Kết xác định thời gian thích hợp cho phản ứng thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ 38 3.2.2 Kết xác định tỷ lệ enzyme/cơ chất thích hợp cho phản ứng enzyme 40 3.2.3 Kết xác định nhiệt độ thích hợp để tiến hành phản ứng thủy phân 41 3.2.4 Kết luận khảo sát đơn biến 42 3.3 Kết xác định thông số phản ứng enzyme protease phương pháp toán học 43 3.4 Quy trình cơng nghệ sản xuất dịch đạm thủy phân từ thịt đỏ cá ngừ 48 3.4.1 Nguyên liệu 48 3.4.2 Sơ đồ quy trình công nghệ 49 3.4.3 Thuyết minh quy trình công nghệ .49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI (BẢN SAO) HỒ SƠ HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN VĂN THẠC SỸ (BẢN SAO) NHẬN XÉT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên Bảng Trang 1.1 Sản lượng khai thác cá ngừ giới từ 1950 - 2008 1.2 Sản lượng khai thác cá ngừ Việt Nam GĐ 2009-2012 1.3 Tình hình xuất cá ngừ tháng đầu năm 2012 1.4 Thành phần hóa học số cá ngừ đại dương 1.5 Thành phần khối lượng phế liệu cá ngừ đại dương 12 1.6 Hàm lượng chất và lượng 100g thịt đỏ cá ngừ 13 1.7 Hàm lượng số acid amin có thịt đỏ cá ngừ 13 1.8 Hàm lượng chất khống có thịt đỏ cá ngừ 14 3.1 Mức, khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng 42 3.2 Ma trận thực nghiệm 42 3.1 Hệ số b 43 3.2 Giá trị tj 44 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ Trang 1.1 Tình hình xuất cá ngừ nước ta từ năm 2006 - 2011 1.2 Cá ngừ ồ 1.3 Cá ngừ chù 1.4 Cá ngừ chấm 1.5 Cá ngừ bò 1.6 Cá ngừ sọc dưa 1.7 Cá ngừ vằn 1.8 Cá ngừ vây vàng 1.9 Cá ngừ mắt to 1.10 Sashimi sushi cá ngừ Nhật Bản 10 1.11 Cá ngừ đóng hộp xuất 10 1.12 Các sản phẩm cá ngừ xơng CO 11 1.13 Mơ hình nghiên cứu tổng quan thực nghiệm 26 2.1 Mẫu thịt đỏ cá ngừ 27 2.2 Sơ đờ bố trí thí nghiệm để xác định thời gian thích hợp 32 2.3 Sơ đờ bố trí thí nghiệm để xác định tỷ lệ enzyme/thịt đỏ 33 2.4 Sơ đờ bố trí thí nghiệm để xác định nhiệt độ thích hợp 34 3.1 Thành phần hóa học thịt đỏ cá ngừ sọc dưa 37 3.2 Sự phụ thuộc độ tích tụ nitơ acid amin và mức độ thủy phân protein vào thời gian 38 3.3 Ảnh hưởng nồng độ enzyme đến sự tích tụ nitơ acid amin dịch đạm mức độ thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ 39 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng enzyme đến sự tích tụ nitơ acid amin mức độ thủy phân protein thịt đỏ cá ngừ 40 3.5 Đồ thị biểu diễn mức độ thủy phân DH (%) qua thí nghiệm 46 3.6 Quy trình cơng nghệ sản xuất dịch đạm thủy phân từ thịt đỏ cá ngừ 47 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT STT TỪ VIẾT TẮT v/w volume/weigh – thể tích/khối lượng CP chế phẩm IU International Unit – đơn vị quốc tế TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam WHO World Health Organization (Tổ chức y tế giới) DH Degree of Hydrolysis (Mức độ thủy phân) E/S Tỷ lệ enzyme so với chất E/NL Naa Nitơ acid amin 10 Nts Nitơ tổng số 11 Naa/Nts Tỷ lệ nitơ acid amin so với nitơ tổng số 12 HSTP Hiệu suất thủy phân 13 TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 14 W/NL Tỷ lệ nước so với nguyên liệu 15 VNaOH chuẩn độ Thể tích NaOH đem chuẩn độ 16 Nformol Hàm lượng Nito formol tính 17 Nformol TB Hàm lượng Nito formol trung bình 18 DHTB 19 UV-Vis Ý NGHĨA Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu Độ thủy phân trung bình Ultraviolet–visible spectroscopy – quang phổ tử ngoại khả kiến MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Cá ngừ là nguồn lợi hải sản có giá trị dinh dưỡng, giá trị sinh học và giá trị kinh tế cao Việt Nam là quốc gia có ng̀n ngun liệu cá ngừ với trữ lượng lớn (Vũ Trung Tạng, 1979; Nguyễn Nhật Thi, 1991) Hiện nay, nước có 100 doanh nghiệp chế biến cá ngừ với sản lượng nguyên liệu ước tính khoảng 91.356 (số liệu tính tới tháng 11 năm 2015 Bộ NN&PTNN) Theo ước tính Hiệp hội chế biến cá ngừ (Vinatuna) sản lượng chế biến và tiêu thụ cá ngừ hàng năm đạt 200.000 tấn, với kim ngạch xuất đạt 400 triệu USD/năm, là mặt hàng hải sản xuất Việt Nam sau cá Tra tôm Các sản phẩm xuất chủ lực là cá ngừ đông lạnh (sashima), cá ngừ đóng hộp dầm dầu, cá ngừ xơng khói, xúc xích cá ngừ, Trong công nghiệp chế biến cá ngừ, sản lượng phần thịt để chế biến sản phẩm truyền thống tương đối cao, đạt 64,1-72,5% Phân tích thành phần hóa học thịt loài cá ngừ nhỏ cho thấy chúng thuộc nhóm hải sản béo (chứa khoảng 4,0% lipid), ngược lại, hàm lượng protein cao (tới 26%) Một đặc tính đặc biệt quan trọng cá ngừ là sự khác biệt màu sắc hai phần thịt gọi là thịt sáng màu và thịt đỏ Cá ngừ có kích thước càng lớn thì phần thịt đỏ càng nhiều Trong thể cá ngừ, phần thịt đỏ phân bố dọc theo xương sống từ mang tới đuôi, màu sắc thịt đỏ có xu hướng xâm lấn vào phần thịt sáng màu cá bị giết Trong công nghiệp chế biến người ta chủ yếu sử dụng phần thịt sáng màu để sản xuất mặt hàng phi-lê, đờ hộp và xơng khói, cần loại bỏ phần thịt đỏ, phần này ước tính chiếm 10-12 % tổng trọng lượng nguyên liệu phi-lê (Phạm Thị Hiền et al., 2014) Thịt đỏ khác biệt lớn so với thịt sáng màu (thịt trắng) vì chúng có hàm lượng glycogen, lipid lớn hơn, mioglobin, sắt (75% sắt Hem) chytocrome C Trong thịt đỏ, hàm lượng protein tan muối thấp + Dung dịch đệm pH = 7.0: Hòa lẫn 61.2ml dung dịch (A) 38.8ml dung dịch (B) + Dung dịch màu tiêu chuẩn pH = 7.0: Cho vào bình nón dung tích 100ml : 20 ml dung dịch đệm pH = 7.0 0,1ml dung dịch thị hỗn hợp, dung dịch có màu xanh mạ + Dung dịch đệm pH = 9.2: Cân xác 1.9018g natri tetraborat (Na2B4O7.10H2O) hịa tan bình định mức dung tích 100ml, thêm nước cất đến vạch mức + Dung dịch màu tiêu chuẩn pH = 9.2: Cho vào bình nón dung tích 100ml: 20ml dung dịch đệm pH = 9.2, 1ml dung dịch thị hỗn hợp Dung dịch có màu tím - Cách tiến hành Cân xác 10 – 15g mẫu thử cho vào cốc thủy tinh dung tích 100ml Dùng nước cất hịa tan mẫu chuyển tồn (cả nước tráng cốc) vào bình định mức dung tích 250ml, thêm nước cất đến khoảng 200ml Sau đó, lắc phút, để yên phút, lặp lại lần Thêm nước cất đến vạch mức, lắc lọc Dùng pipet lấy xác 20ml dịch lọc vào bình nóng dung tích 250ml, thêm 1ml dung dịch thị hỗn hợp, trung hòa dịch lọc dung dịch có màu giống dung dịch màu tiêu chuẩn pH = 7.0 Sau dùng buret cho thêm 20ml dung dịch foocmon trung tính 30% vào rời đậy nút bình lại, lắc đều, để yên phút Chuẩn độ dung dịch natri hydroxyt 0.1N dung dịch có màu giống dung dịch màu tiêu chuẩn pH = 9.2 Tiến hành xác định mẫu trắng với tất lượng hóa chất và bước thử nghiệm trên, thay dịch mẫu thử 20ml nước cất - Tính kết Hàm lượng nitơ acid amin (X) tính phần trăm theo công thức: X= (V1  V2 )  0.0014 250  100 20  m Trong đó: V1 – Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn chuẩn độ mẫu thử, tính ml V2 – Thể tích dung dịch NaOH 0.1N tiêu tốn chuẩn độ mẫu trắng, tính ml m – Khối lượng mẫu thử, tính g 0.0014 – Số g nitơ tương ứng với 1ml dung dịch NaOH 0.1N 250 – Thể tích tồn dịch lọc, tính ml 20 – Thể tích dịch lọc để xác định, tính ml 100 – Hệ số tính phần trăm Danh mục cơng trình khoa học cơng bố Bùi Xn Đơng, Bùi Viết Cường, Ngơ Thị Ngọc Bích, Nguyễn Văn Tuyên, Phạm Thị Mỹ (2017) Research on the suitable parameters for hydrolysis reaction of red meat of striped tuna (sarda orientalis) by using comercial protamex Vietnam Joumal of Science and Technology, Vol 55, No 5A, pp.108 ... xuất cá ngừ nước ta từ năm 2006 - 2011 1.2 Cá ngừ ồ 1.3 Cá ngừ chù 1.4 Cá ngừ chấm 1.5 Cá ngừ bò 1.6 Cá ngừ sọc dưa 1.7 Cá ngừ vằn 1.8 Cá ngừ vây vàng 1.9 Cá ngừ mắt to 1.10 Sashimi sushi cá ngừ. .. Hình 1.3 Cá ngừ chù Hình 1.4 Cá ngừ chấm Hình 1.5 Cá ngừ bị Hình 1.6 Cá ngừ sọc dưa Hình 1.8 Cá ngừ vây vàng Hình 1.7 Cá ngừ vằn Hình 1.9 Cá ngừ mắt to 10 1.2.2 Thành phần hóa học cá ngừ Năm 2006,... nguồn thịt đỏ cá ngừ để sản xuất sản phẩm giá trị gia tăng dịch đạm, bột đạm dinh dưỡng địa bàn Quảng Nam - Đà Nẵng - Xác định điều kiện tối ưu để thu nhận dịch thủy phân protein từ thịt đỏ cá ngừ