Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin

Sụn khớp chân gà là một phụ phẩm trong ngành chế biến gia cầm nhưng lại chứa một hàm lượng protein rất lớn với đa dạng về loại axit amin Mục đích của nghiên cứu này nhằm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cũng như tìm ra điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân sụn khớp chân gà để thu dịch axit amin với xúc tác enzyme papain Cụ thể nghiên cứu này tập trung khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme cơ chất w w ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thủy phân và hiệu suất thu nhận axit amin bằng enzyme papain Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện phản ứng thủy phân tối ưu khi nhiệt độ phản ứng ở 60oC tỉ lệ enzyme cơ chất là 3 và thời gian phản ứng là 90 phút Khi đó hiệu suất thu nhận axit amin đạt giá trị cực đại là 67 616 ± 1 269 Nghiệm tối ưu của phương trình hồi quy được xác định bằng phần mềm Minitab 17 Với giá trị nghiệm tối ưu hiệu suất thu nhận axit amin đạt giá trị cực đại có thể có là Hmax 70 0486 với kì vọng d 0 84792 khi nhiệt độ phản ứng thủy phân là 66 6252oC tỉ lệ enzyme cơ chất là 3 2633 và thời gian phản ứng là 85 1585 phút Nghiên cứu này đã cung cấp những thông tin quan trọng trong việc ứng dụng xúc tác enzyme papain để thủy phân nguyên liệu sụn khớp chân gà nhằm thu dịch axit amin Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 4 chương Chương 1 Tổng quan Chương 2 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương 3 Kết quả và thảo luận Chương 4 Kết luận và kiến nghị

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA HĨA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN SỤN KHỚP CHÂN GÀ VỚI XÚC TÁC ENZYME PAPAIN NHẰM THU DỊCH AXIT AMIN Người hướng dẫn: TS MẠC THỊ HÀ THANH ThS BÙI VIẾT CƯỜNG Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ THÚY KIỀU Số thẻ sinh viên: 107150089 Lớp: 15H2A Đà Nẵng, 12/2019 TÓM TẮT Tên đề tài: Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thúy Kiều MSSV: 107150089 Lớp: 15H2A GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh, ThS Bùi Viết Cường Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Đối tượng phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Chương 4: Kết luận kiến nghị Sụn khớp chân gà phụ phẩm ngành chế biến gia cầm lại chứa hàm lượng protein lớn với đa dạng loại axit amin Mục đích nghiên cứu nhằm khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân tìm điều kiện tối ưu cho trình thủy phân sụn khớp chân gà để thu dịch axit amin với xúc tác enzyme papain Cụ thể, nghiên cứu tập trung khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ, ảnh hưởng tỉ lệ enzyme chất (%, w/w), ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất thủy phân hiệu suất thu nhận axit amin enzyme papain Kết nghiên cứu cho thấy, điều kiện phản ứng thủy phân tối ưu nhiệt độ phản ứng 60oC, tỉ lệ enzyme chất 3% thời gian phản ứng 90 phút Khi đó, hiệu suất thu nhận axit amin đạt giá trị cực đại 67,616 ± 1,269% Nghiệm tối ưu phương trình hồi quy xác định phần mềm Minitab 17 Với giá trị nghiệm tối ưu, hiệu suất thu nhận axit amin đạt giá trị cực đại có Hmax = 70,0486%, với kì vọng d = 0,84792 nhiệt độ phản ứng thủy phân 66,6252oC, tỉ lệ enzyme chất 3,2633% thời gian phản ứng 85,1585 phút Nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng việc ứng dụng xúc tác enzyme papain để thủy phân nguyên liệu sụn khớp chân gà nhằm thu dịch axit amin ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Thúy Kiều Lớp: 15H2A Số thẻ sinh viên: 107150089 Khoa: Hóa Ngành: Công nghệ thực phẩm Tên đề tài đồ án: Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin 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: Đối tượng phương pháp nghiên cứu - Chương 3: Kết thảo luận - Chương 4: Kết luận kiến nghị - Tài liệu tham khảo - Phụ lục Các vẽ, đồ thị: (Không) Họ tên người hướng dẫn: TS Mạc Thị Hà Thanh, ThS Bùi Viết Cường Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 15/9/2019 Ngày hoàn thành đồ án: 15/12/2019 Đà Nẵng, ngày16 tháng 12 năm 2019 LỜI NÓI ĐẦU Sau tháng thực đề tài “Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin”, giúp đỡ hướng dẫn thầy cô bạn sinh viên phịng thí nghiệm, em hồn thành xong đồ án tốt nghiệp Đầu tiên, em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến cô Mạc Thị Hà Thanh thầy Bùi Viết Cường tận tình giúp đỡ em từ việc chọn đề tài hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong suốt thời gian thực đồ án, bận nhiều công việc thầy cô dành nhiều thời gian tâm huyết để hướng dẫn, định hướng cho em, góp ý, sửa chữa để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp cách hoàn chỉnh tốt Bên cạnh đó, em xin cảm ơn quý thầy cô môn Công nghệ Thực phẩm, q thầy phịng thí nghiệm tạo điều kiện tốt suốt thời gian em thực đề tài tốt nghiệp Cuối em xin cảm ơn đến thầy cô Hội đồng bảo vệ đồ án tốt nghiệp dành thời gian quý báu để đọc đưa ý kiến đóng góp cho đồ án tốt nghiệp em Đà Nẵng, ngày 16 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thúy Kiều CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đồ án “Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme Papain nhằm thu dịch axit amin” cơng trình nghiên cứu độc lập tự thực Các số liệu kết phân tích cách trung thực, khách quan, khơng chép từ đề tài khác Các tài liệu tham khảo sử dụng đồ án có độ tin cậy cao, trích dẫn đầy đủ quy định Các kết nghiên cứu chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Đà Nẵng, ngày 16 tháng 12 năm 2019 Sinh viên thực Nguyễn Thị Thúy Kiều MỤC LỤC TÓM TẮT NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI NÓI ĐẦU iv CAM ĐOAN v DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu sụn khớp chân gà 1.1.1 Tình hình sản xuất gà giới 1.1.2 Cấu tạo sụn khớp chân gà 1.1.3 Thành phần hóa học 1.2 Tổng quan enzyme 1.2.1 Định nghĩa phân loại 1.2.2 Các đơn vị hoạt độ enzyme 1.2.3 Cơ chế tác dụng 1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến vận tốc phản ứng enzyme 1.2.5 Enzyme papain 1.3 Tổng quan phương pháp thủy phân 10 1.3.1 Bản chất chế 10 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân sụn khớp chân gà enzyme 10 1.3.3 Các biến đổi nguyên liệu trình thủy phân 11 1.4 Tổng quan axit amin 12 1.4.1 Định nghĩa phân loại 12 1.4.2 Vai trò axit amin 16 1.5 Tối ưu hóa phương pháp bề mặt đáp ứng 16 1.5.1 Nguyên tắc phương pháp bề mặt đáp ứng 16 1.5.2 Các mơ hình xây dựng ma trận thí nghiệm RSM 17 1.5.3 Các bước tiến hành kĩ thuật tối ưu hóa phương pháp bề mặt 19 1.6 Tình hình nghiên cứu chiết protein từ sụn khớp chân gà 19 1.6.1 Tình hình nghiên cứu giới 19 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Nguyên liệu hóa chất 22 2.1.1 Nguyên liệu chuẩn bị nguyên liệu 22 2.1.2 Chất xúc tác 22 2.1.3 Hóa chất 22 2.1.4 Dụng cụ thí nghiệm 23 2.2.5 Thiết bị thí nghiệm 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 23 2.2.1 Bố trí thí nghiệm 23 2.2.2 Phương pháp xác định hàm lượng protein 28 2.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng lipit 31 2.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng tro tổng 32 2.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng ẩm 33 2.2.6 Tối ưu hóa q trình phương pháp bề mặt 34 2.2.7 Phương pháp xử lí số liệu 35 Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 Xác định thành phần hóa học sụn khớp chân gà 36 3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng, tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain 37 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain 37 3.2.2 Ảnh hưởng tỉ lệ enzyme chất đến hiệu suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain39 3.2.1 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain 40 3.3 Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến q trình thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain để thu dịch axit amin phương pháp bề mặt 42 3.3.1 Mức, khoảng biến thiên yếu tố 42 3.3.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm 43 3.3.3 Kết tối ưu hóa 44 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51 PHỤ LỤC 54 DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 1.1 Sản xuất thương mại thịt gà toàn cầu năm 2015-2019 (nghìn tấn) Bảng 1.2 Thành phần hóa học sụn khớp gà .5 Bảng 2.1 Hóa chất sử dụng nghiên cứu……………………………… Bảng 2.2 Ma trận thí nghiệm .24 Bảng 2.3 Ma trận thí nghiệm .26 Bảng 3.1 Mức, khoảng biến thiên yếu tố ảnh hưởng Bảng 3.2 Ma trận kết thí nghiệm .43 Bảng 3.3 Hệ số phương trình hồi quy giá trị P .45 Bảng 3.4 Kiểm tra độ lặp lại mơ hình tối ưu hóa 48 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sụn khớp gà……………………………………………………………… Hình 1.2 Cấu trúc sụn khớp gà nhìn kính hiển vi Hình 1.3 Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ chất theo thuyết MichaelisMenten .7 Hình 1.4 Cấu tạo chung axit amin 12 Hình 1.5 Cơng thức cấu tạo axit amin nhóm I 13 Hình 1.6 Cơng thức cấu tạo axit amin nhóm II .13 Hình 1.7 Cơng thức cấu tạo axit amin nhóm III .14 Hình 1.8 Cơng thức cấu tạo axit amin nhóm IV .14 Hình 1.9 Cơng thức cấu tạo axit amin nhóm V .15 Hình 1.10 Tính lưỡng tính axit amin 16 Hình 1.11 a) Mơ hình Box-Behnken cho biến đầu vào dạng hình học (khối lập phương) b) Thiết kế kết hợp 22 giai thừa 18 Hình 1.12 CCD cho biến đầu vào dạng hình học 19 Hình 3.1 Thành phần hóa học sụn khớp chân gà……………………………… 36 Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thủy phân 37 Hình 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ enzyme chất đến hiệu suất thủy phân .39 Hình 3.4 Ảnh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất thủy phân 41 Hình 3.5 Đồ thị dạng 2D (a) 3D (b) biểu thị ảnh hưởng cặp yếu tố nhiệt độ thủy phân tỉ lệ enzyme chất đến hiệu suất thu nhận axit amin .46 Hình 3.6 Đồ thị dạng 2D (a) 3D (b) biểu thị ảnh hưởng cặp yếu tố nhiệt độ thủy phân thời gian thủy phân đến hiệu suất thu nhận axit amin 47 Hình 3.7 Đồ thị dạng 2D (a) 3D (b) biểu thị ảnh hưởng cặp yếu tố tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin 48 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Sụn khớp chân gà phụ phẩm ngành công nghiệp giết mổ gia cầm Đối với thịt gà, có 63% khối lượng thịt sử dụng với mục đích làm thực phẩm cho người, lại 37% khối lượng phần phụ phẩm sau giết mổ, sử dụng làm thực phẩm cho người, có sụn khớp chân gà Theo số liệu thống kê, năm có khoảng 46 tỷ gia cầm bị giết mổ toàn giới [1] Do số lượng sụn khớp chân gà thải môi trường lớn Nếu không xử lý, phụ phẩm tạo từ trình chế biến thực phẩm có nguồn gốc động vật nơi cư trú nhiều loài vi sinh vật dễ bị thối rữa gây ảnh hưởng xấu đến môi trường sức khỏe người Bên cạnh đó, sụn khớp chân gà nguyên liệu có hàm lượng protein cao, khoảng 11,78% nên thích hợp sử dụng làm nguyên liệu sản xuất axit amin [2] Enzyme papain enzyme thực vật chiết xuất từ nhựa đu đủ xanh Với điều kiện khí hậu Việt nam, đu đủ loại dễ trồng cho suất cao Trung bình, đu đủ cho 12g mủ, với 10 kg mủ đu đủ tươi sản xuất kg enzyme papain thơ [3] Enzyme papain có hoạt tính cao, có khả thủy phân hầu hết liên kết peptit (trừ liên kết Prolin axit Glutamic) thích hợp lựa chọn làm chất xúc tác để thủy phân sụn khớp chân gà nhằm thu dịch axit amin [4] Với việc sử dụng phụ phẩm sụn khớp chân gà làm nguyên liệu để sản xuất axit amin giúp nâng cao giá trị kinh tế sụn khớp chân gà, giải vần đề ô nhiễm môi trường, mở hướng cho ngành cơng nhiệp sau giết mổ Do em định thực đề tài “Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin” Mục tiêu nghiên cứu ❖ Xác định thành phần hóa học sụn khớp chân gà ❖ Khảo sát yếu tố: nhiệt độ phản ứng, tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân sụn khớp chân gà ❖ Tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận axit amin thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin Bảng 3.3 Hệ số phương trình hồi quy giá trị P Hệ số Giá trị Giá trị P bo 67,95 0,000 b1 3,414 0,000 b2 1,289 0,114 b3 -4,000 0,000 b12 2,98 0,006 b13 -1,98 0,064 b23 3,37 0,002 b11 -4,265 0,000 b22 -2,020 0,013 b33 -5,668 0,000 Bảng 3.3 cho thấy, yếu tố riêng lẻ, nhiệt độ thời gian yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu nhận axit amin với giá trị P = 0,000 Yếu tố tỉ lệ enzyme chất có giá trị P= 0,114 > 0,05 nên không ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận axit amin Đối với tương tác cặp yếu tố, tỉ lệ enzyme chất thời gian cặp yếu tố có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu nhận axit amin (P = 0,002 < 0,05), cặp yếu tố có ảnh hưởng lớn thứ nhiệt độ tỉ lệ enzyme chất Đối với biến bình phương, thời gian nhiệt độ yếu tố ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu nhận axit amin P = 0,000 Do đó, hệ số phương trình hồi quy lựa chọn bo, b1, b3, b12, b23, b11, b22, b33 Vậy phương trình hồi quy sau đánh giá ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến hiệu suất thu nhận axit amin kiểm tra ý nghĩa hệ số b có dạng sau: H = 67,95 + 3,414X1 - 4,000X3 + 2,98X1X2 + 3,37X2X3 - 4,265X21 - 2,020X22 - 5,668X23 Nghiệm tối ưu cho phương trình hồi quy H đạt giá trị cực đại: Hmax = 70,0486%, với kì vọng d = 0,84792 nhiệt độ phản ứng thủy phân 66,6252oC, tỉ lệ enzyme chất 3,2633% thời gian phản ứng 85,1585 phút SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 45 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin 3.3.3.2 Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt để tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà ❖ Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tỉ lệ enzyme chất đến hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà Đồ thị dạng 2D với đường đồng mức đồ thị dạng 3D cho thấy ảnh hưởng cặp yếu tố nhiệt độ phản ứng tỉ lệ enzyme chất đến hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme Papain Tỉ lệ enzyme chất yếu tố thời gian cố định Tỉ lệ enzyme chất (a) (b) Hình 3.5 Đồ thị dạng 2D (a) 3D (b) biểu thị ảnh hưởng cặp yếu tố nhiệt độ thủy phân tỉ lệ enzyme chất đến hiệu suất thu nhận axit amin Từ hình 3.5 thấy nhiệt độ phản ứng tỉ lệ enzyme chất có ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận axit amin Hiệu suất thu nhận axit amin có giá trị cao (H > 65%) nhiệt độ lớn 55oC tỉ lệ enzyme chất lớn 2,6% Khi tăng nhiệt độ tỉ lệ enzyme chất hiệu suất thu nhận axit amin giảm ❖ Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng thời gian phản ứng hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà Đồ thị dạng 2D với đường đồng mức đồ thị dạng 3D cho thấy ảnh hưởng cặp yếu tố nhiệt độ phản ứng thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme Papain yếu tố tỉ lệ phần trăm enzyme so với chất cố định SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 46 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin (a) (b) Hình 3.6 Đồ thị dạng 2D (a) 3D (b) biểu thị ảnh hưởng cặp yếu tố nhiệt độ thủy phân thời gian thủy phân đến hiệu suất thu nhận axit amin Theo kết từ hình 3.6 hiệu suất thu nhận axit amin có giá trị > 65% khoảng nhiệt độ từ 55oC đến 75oC với thời gian phản ứng khoảng 70 -100 phút Hiệu suất thu nhận axit amin giảm xuống nhỏ 35% nhiệt độ phản ứng nhỏ 45oC thời gian phản ứng 110 phút Ảnh hưởng tỉ lệ enzyme chất thời gian thủy phân đến hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà Đồ thị dạng 2D với đường đồng mức đồ thị dạng 3D cho thấy ảnh hưởng cặp yếu tố tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin trình thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme Papain yếu tố nhiệt độ cố định SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 47 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin Tỉ lệ enzyme chất Tỉ lệ enzyme chất (a) (b) Hình 3.7 Đồ thị dạng 2D (a) 3D (b) biểu thị ảnh hưởng cặp yếu tố tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin Hiệu suất thu nhận axit amin đạt giá trị lớn 60% khoảng nhiệt độ từ 70 C đến 100oC với tỉ lệ enzyme chất khoảng từ 2,2% đến 3% Khi nồng độ enzyme tăng thời gian giảm hiệu suất thu nhận axit amin có xu hưởng giảm o 3.3.3.3 Kết tối ưu hóa thực nghiệm Để kiểm tra tính tương thích kết phương trình hồi quy thực nghiệm, thí nghiệm thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme Papain thực lại với điều kiện tối ưu lựa chọn sau: nhiệt độ thủy phân 66,6252oC, tỉ lệ enzyme chất 3,2633% thời gian phản ứng 85,1585 phút Thí nghiệm lặp lại lần Kết thí nghiệm thể bảng 3.4 Bảng 3.4 Kiểm tra độ lặp lại mơ hình tối ưu hóa Số lần lặp Hiệu suất thu nhận axit amin (%) 69,061 64,298 66,680 Trung bình 66,680 Độ lệch chuẩn 2,382 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 48 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin Giả thiết từ phương trình hồi quy nghiệm tối ưu H đạt giá trị cực đại Hmax = 70,0486%, với kì vọng d = 0,84792 Tuy nhiên, tiến hành thực nghiệm với điều kiện tối ưu lựa chọn hiệu suất thu nhận axit amin đạt H= 66,680 ± 2,382% Sự sai khác sai số q trình làm thí nghiệm, sai xót điều kiện kĩ thuật điều kiện phịng thí nghiệm SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 49 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ❖ Kết luận Một số kết đạt sau trình nghiên cứu sau: Đã xác định số thành phần hóa học sụn khớp chân gà sau: hàm lượng nước 64,65%, hàm lượng protein 16,12%, hàm lượng lipit 10,54%, hàm lượng tro 6,13% Các thành phần khác chiếm 2,56% Đã xác định điều kiện thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain tương ứng với yếu tố ảnh hưởng sau: nhiệt độ phản ứng 60oC, tỉ lệ enzyme chất 3% thời gian phản ứng 90 phút Ở điều kiện này, hiệu suất thu nhận axit amin đạt giá trị cực đại 67,616% Đã xây dựng mơ hình tốn học cấp để mô tả mối quan hệ yếu tố nhiệt độ phản ứng, tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng đến hiệu suất thu nhận axit amin phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain Sau phân tích, yếu tố tương tác yếu tố có ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận axit amin là: nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng, cặp tương tác nhiệt độ phản ứng tỉ lệ enzyme chất, cặp tương tác tỉ lệ enzyme chất thời gian phản ứng, bình phương nhiệt độ phản ứng, bình phương tỉ lệ enzyme chất bình phương thời gian phản ứng Mơ hình tốn học cấp có phương trình hồi quy sau: H = 67,95 + 3,414X1 - 4,000X3 + 2,98X1X2 + 3,37X2X3 - 4,265X21 - 2,020X22 - 5,668X23 Đã xác định nghiệm tối ưu cho phương trình hồi quy để H đạt giá trị cực đại: Hmax = 70,0486%, với kì vọng d = 0,84792 nhiệt độ phản ứng thủy phân 66,6252oC, tỉ lệ enzyme chất 3,2633 thời gian phản ứng 85,1585 phút ❖ Kiến nghị Do điều kiện thời gian nghiên cứu cịn hạn chế nên sau q trình nghiên cứu, xin đề xuất số kiến nghị sau: SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 50 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin - Khảo sát thêm yếu tố ảnh hưởng (pH mơi trường, thể tích phản ứng) đến q trình thủy phân sụn khớp chân gà enzyme Papain để thu hiệu suất thu nhận axit amin cao - Nghiên cứu để định tính định lượng loại axit amin có dịch thủy phân sụn khớp chân gà - Nghiên cứu quy trình cơng nghệ để tinh chế thu nhận chế phẩm axit amin quy mơ phịng thí nghiệm quy mơ cơng nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] David L.Meeker, Chế biến phụ phẩm giết mổ, 2010 [2] B K A and C W K S C Shin, S J You, “Study on extraction of mucopolysaccharideprotein containing chondroitin sulfate from chicken keel cartilage”, 2006 [3] Dung Nguyen, Sản xuất enzyme Papain, 2017 [4] Nguyễn Văn Duy, Giáo trình Cơng nghệ enzyme - Trường Đại Học Nông lâm Thái Nguyên [5] Trang web: http://agromonitor.vn/toan-canh-thi-truong-thit-thang-12-2018 -nhucau-su-dung-thit-ga-tang-manh-trong-boi-canh-dich-lmlm-tren-heo-lan-rong-va-khokiem-soat-day-gia-ga-mien-bac-tang-tot-trong-nhung-tuan-cuoi-thang_101526.html [Ngày truy cập: 25/9/2019] [6] Trang web: http://nhachannuoi.vn/tong-quan-ve-nganh-chan-nuoi-ga-cua-vietnam/ [Ngày truy cập: 25/9/2019] [7]Trang web: https://www.gso.gov.vn/default.aspx?tabid=621&ItemID=19226 [Ngày truy cập: 25/9/2019] [8] Graf J, Stofft E, Freese U, Niethard FU., “The ultrastructure of articular cartilage of the chicken’s knee joint”, 1993 [9] J M SeyerD M BrickleyM J Glimcher, “The identification of two types of collagen in the articular cartilage of postnatal chickens,” 1974 [10] Trần Thị Xơ, Giáo trính Hóa sinh I, Đà Nẵng, 2016 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 51 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin [11] Đỗ Quý Hải, Tính đặc hiệu enzyme, 2016 [12] Đỗ Quý Hải, Giáo trình enzyme, 2016 [13] Trương Quốc Phong, Bài giảng Công nghệ enzyme - Trường Đại học Lạc Hồng [14] “Protease (Papain) gì?,” 2017 [Online] Available: http://maynhanong.com/tin-tuc/protease-la-gi [Accessed: 27/9/2019] [15] Bùi Viết Cường, Bài giảng Cơ sở kỹ thuật thực phẩm- Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng [16] Trần Thị Áng, Phạm Thị Trân Châu, Hóa sinh học, NXB Giáo dục,2006 [17] Cao Đăng Ngun, Giáo trình Cơng nghệ Protein, NXB Đại học Huế, 2007 [18] R Jillian Kubala, MS, “Essential Amino Acids: Definition, Benefits and Food Sources,” 2018 [19] Trangweb: https://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&u act=8&ved=2ahUKEwjmr-alh7nmAhVIfd4KHTrrBrEQFjAAegQIAxAC&url=http% 3A%2F%2Fs8360dfeaf0507106.jimcontent.com%2Fdownload%2Fversion%2F13508 84985%2Fmodule%2F6821242386%2Fname%2Fbai15_m%25E1%25BA%25ABu% 2520b%25E1%25BB%2581%2520m%25E1%25BA%25B7t%2520%25C4%2591%2 5C3%25A1p%2520%25E1%25BB%25A9ng.pdf&usg=AOvVaw2yurGkXn4lXu9Gop Td1J2V [Ngày truy cập: 4/10/2019] [20] Marcos Almeida Bezerra, Ricardo Erthal Santelli, Eliane Padua Oliveira, Leonardo Silveira Villar, Luciane Amélia Escaleira, “Response surface methodology (RSM) as a tool for optimization in analytical chemistry,” 2008 [21]Trang web: http://xdulieu.com/thiet-ke-thi-nghiem/tn5-be-mat-dap-ung/md0-khaiquat-ve-phuong-phap-be-mat-dap-ung.html [Ngày truy cập: 7/10/2019] [22] Bạch Long Giang, Trần Văn Thuận“Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa khả loại bỏ thuốc nhuộm Congo Red sử dụng vật liệu nano từ tính Graphene oxide - MnFe2O4,” 2017 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 52 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin [23] J M Seyer, D M Brickley, and M J Glimcher, “The identification of two types of collagen in the articular cartilage of postnatal chickens,” Calcif Tissue Res., vol 17, no , 1974 [24] E S Nascimento, C A de A Gadelha, M S Madruga, T K A Bezerra, T Santi-gadelha, and Í B da S Arẳjo, “Optimal conditions for obtaining collagen from chicken feet and its characterization,” Food Sci Technol., vol 38, no suppl 1, 2018 [25] R G and J Pavel Mokrejš, Petr Mrázek and Pavlacková, “Biotechnological Preparation of Gelatines from Chicken Feet,” 2019 [26] Nguyễn Thị Thúy Bình, “Nghiên cứu điều kiện thu nhận Chondroitin Sulfate (CS) từ thủy phân sụn ức gà enzyme Alcalase 2.4L,” 2017 [27] Truong Ngoc Thao,Vu Nguyen To Nhu, Nguyen Thi Nguyen, Dong Thi Anh Dao, “Extraction of chondroitin sulfate from chicken keel cartilage by combined application of ultrasound treatment and alcalase hydrolysis,” vol 56, 2018 [28] AOAC: Official Methods of Analysis (Volume 1) Washingto, DC, USA, 2000 [29] I Paul Held Ph D., Senior Scientist, Applications Dept., BioTek Instruments, “Total Protein Quantification using OPA,” 2001 [30] Nguyễn Văn Mười, Hà Thị Thụy Vy, “Khảo sát điều kiện hoạt động tối ưu enzyme Alcalase thủy phân protein từ thịt đầu tôm thẻ chân trắng,” 2018 [31] Nguyễn Đức Lượng, Công nghệ enzyme, NXB Đại học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh, 2004 [32] Nguyễn Trọng Cẩn, Cơng nghệ enzyme, NXB Nơng nghiệp TP.Hồ Chí Minh, 1998 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 53 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin PHỤ LỤC PHỤ LỤC ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THỦY PHÂN ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN SỤN KHỚP CHÂN GÀ Bảng 1.1 Kết đo hiệu suất thu nhận axit amin Nhiệt độ (oC) Giá trị (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Trung bình Độ lệch chuẩn 30 3,929 3,929 7,859 5,239 2,269 40 9,168 3,929 1,310 4,803 4,001 50 5,239 7,859 2,620 5,239 2,620 60 13,098 18,337 14,408 15,281 2,727 70 10,478 10,478 7,859 9,605 1,512 80 5,239 7,859 1,310 4,803 3,296 90 1,310 3,929 2,620 2,620 1,310 Bảng 1.2 Kết đo hiệu suất thủy phân Nhiệt độ (oC) Giá trị (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Trung bình Độ lệch chuẩn 30 48,051 46,826 48,238 47,705 0,767 40 49,242 43,347 50,484 47,691 3,813 50 54,747 54,243 49,429 52,806 2,936 60 58,944 53,069 52,088 54,700 3,708 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 54 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin 70 45,955 52,860 53,734 50,850 4,262 80 60,687 60,631 60,656 60,658 0,028 90 49,409 52,636 55,997 52,681 294 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 55 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin PHỤ LỤC ẢNH HƯỞNG CỦA TỈ LỆ ENZYME CƠ CHẤT ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN SỤN KHỚP CHÂN GÀ Bảng 2.1 Kết đo hiệu suất thu nhận axit amin Tỉ lệ enzyme chất (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Trung bình Độ lệch chuẩn 0,1 13,098 18,337 14,408 15,281 2,727 0,5 9,356 14,969 5,613 9,979 4,709 18,711 13,098 11,227 14,345 3,895 1,5 31,809 28,784 26,196 28,929 2,809 26,196 35,551 24,324 28,690 6,015 2,5 35,551 26,196 30,427 30,725 4,685 37,422 33,680 35,872 35,658 1,880 3,5 39,293 24,324 33,680 32,433 7,562 33,680 22,453 29,938 28,690 5,716 4,5 20,582 22,453 13,098 18,711 4,950 11,227 24,324 1,871 12,474 11,279 Bảng 2.2 Kết đo hiệu suất thủy phân Tỉ lệ enzyme chất (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Trung bình Độ lệch chuẩn 0,1 58,944 53,069 52,088 54,700 3,708 0,5 44,280 43,714 41,595 43,196 1,415 47,313 46,105 45,027 46,148 1,144 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 56 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin 1,5 43,621 44,280 41,791 43,231 1,290 58,195 48,752 52,552 53,166 4,751 2,5 39,935 46,478 44,614 43,676 3,371 43,893 50,586 51,239 48,573 4,066 3,5 55,050 50,105 51,239 52,131 2,590 46,529 50,614 51,743 49,629 2,743 4,5 53,734 54,376 59,703 55,938 3,277 47,106 44,894 50,110 47,370 2,618 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 57 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin PHỤ LỤC ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN THỦY PHÂN ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN SỤN KHỚP CHÂN GÀ Bảng 3.1 Kết đo hiệu suất thu nhận axit amin Thời gian (phút) Giá trị (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Trung bình Độ lệch chuẩn 30 37,422 33,680 13,098 28,067 13,098 45 47,628 57,154 50,010 51,597 4,957 60 54,773 33,340 26,196 38,103 14,872 75 59,535 52,391 35,721 49,216 12,220 90 66,680 69,061 67,108 67,616 1,269 120 42,865 57,154 35,721 45,247 10,913 150 35,721 50,726 42,865 43,104 7,505 180 58,554 59,535 57,154 58,414 1,197 210 38,103 28,577 50,010 38,896 10,738 240 4,763 9,526 14,288 9,526 4,763 Bảng 3.2 Kết đo hiệu suất thủy phân Thời gian (phút) Giá trị (%) Giá trị (%) Giá trị (%) Trung bình Độ lệch chuẩn 30 43,893 50,586 51,239 48,573 4,066 45 52,670 48,289 45,590 48,849 3,573 60 51,912 44,102 53,907 49,973 5,182 75 42,543 56,608 53,711 50,954 7,427 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 58 Nghiên cứu thủy phân sụn khớp chân gà xúc tác enzyme papain nhằm thu dịch axit amin 90 52,984 49,655 56,042 52,894 3,195 120 43,426 43,327 47,064 44,605 2,130 150 50,240 54,297 45,700 50,079 4,301 180 53,949 50,252 56,696 53,632 3,234 210 42,000 51,231 52,444 48,558 5,712 240 49,966 50,934 51,335 50,745 0.704 SVTH: Nguyễn Thị Thúy Kiều GVHD: TS Mạc Thị Hà Thanh 59 ... suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain Hiệu suất thủy phân hiệu suất thu nhận axit amin từ sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain. .. suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain Hiệu suất thủy phân hiệu suất thu nhận axit amin từ sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain. .. suất thu nhận axit amin hiệu suất thủy phân phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain Hiệu suất thủy phân hiệu suất thu nhận axit amin từ sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme papain