Trong nội dung bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu thủy phân moi biển (Acetes sp) bằng hỗn hợp enzym alcalase và bromelin thô. Kết quả nghiên cứu đã xác định được một số thông số tối ưu cho quá trình thủy phân moi biển (Acetes sp) bằng hỗn hợp enzym alcalase - bromelin thô: nhiệt độ thủy phân 50,010 C, pH 7, tỷ lệ nước bổ sung 20%, tỷ lệ alcalase 0,49 %, bromelin 13%, thời gian thủy phân 14,93 giờ. Dịch đạm thủy phân thu được có độ đạm đạt 24,73 gN/l, tỷ lệ Naa/Nts đạt 58,35%, có mùi thơm đặc trưng, vị ngọt có hậu và đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.
Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 4/2015 THÔNG BÁO KHOA HỌC NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN MOI BIỂN (ACETES SP) BẰNG HỖN HỢP ENZYM ALCALASE - BROMELIN THÔ STUDY ON HYDROLYSIS OF ACETES (Acetes sp) BY THE COMBINATION OF ALCALASE AND BROMELIN Vũ Ngọc Bội1, Lê Hương Thủy2, Phan Thị Hương2, Đặng Thị Thu Hương1 Ngày nhận bài: 28/5/2015; Ngày phản biện thông qua: 18/6/2015; Ngày duyệt đăng: 15/12/2015 TÓM TẮT Trong nội dung báo chúng tơi trình bày kết nghiên cứu thủy phân moi biển (Acetes sp) hỗn hợp enzym alcalase bromelin thô Kết nghiên cứu xác định số thơng số tối ưu cho q trình thủy phân moi biển (Acetes sp) hỗn hợp enzym alcalase - bromelin thô: nhiệt độ thủy phân 50,010C, pH 7, tỷ lệ nước bổ sung 20%, tỷ lệ alcalase 0,49 %, bromelin 13%, thời gian thủy phân 14,93 Dịch đạm thủy phân thu có độ đạm đạt 24,73 gN/l, tỷ lệ Naa/Nts đạt 58,35%, có mùi thơm đặc trưng, vị có hậu đạt tiêu chuẩn vệ sinh an tồn thực phẩm Từ khóa: alcalase, bromelin thơ, moi (Acetes sp), thủy phân, tối ưu ABSTRACT This paper reports the results of hydrolysis of Acetes (Acetes sp) by the combination of alcalase and bromelin The optimal hydrolysis condition of Scad was determined: hydrolysis temperature of 50°C, pH = 7, added water ratio of 20%, Alcalase/material ratio of 0.49%, bromelin/material ratio of 13%, and hydrolysis time of 14 hours with 55 minutes The hydrolysis solution contained 24,73g N/l of protein and the Naa/Nts ratio was 58,35% with the special flavour and odour This product fully satisfies the required standards of the Food Hygiene Regulation Keywords: alcalase, bromelin, acetes, hydrolysis, optimal I ĐẶT VẤN ĐỀ Sản lượng khai thác moi biển Việt Nam vào khoảng 40.000 tấn/năm Hiện moi chủy yếu sử dụng để làm mắm, chế biến khô nên giá trị kinh tế chưa cao khả tiêu thu cịn hạn chế Moi có hàm lượng axit amin cao, chiếm tới 48% nitơ tổng số Đặc biệt, moi có chứa tổng số axít amin khơng thay hàm lượng axit amin không thay moi chiếm tới 28,8% tổng số axit amin [3],[5] Do việc nghiên cứu thuỷ phân moi thu dịch đạm giầu axit amin dùng lĩnh vực thực phẩm chế biến bột dinh dưỡng, hạt nêm, súp gia vị,… nhiều nhà khoa học quan tâm [1], [3], [5], [6] Để thủy phân protein từ moi có nhiều phương pháp khác phương pháp hóa học, phương pháp sử dụng enzyme protease, phương pháp thủy phân moi enzyme protease tỏ có nhiều TS Vũ Ngọc Bội, ThS Đặng Thị Thu Hương: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang ThS Lê Hương Thủy, KS Phan Thị Hương: Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phịng 18 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản ưu điểm dịch đạm thủy phân khơng chứa hóa chất, có hàm lượng đạm axít amin cao, [1], [4], [5], [6] Do vậy, tiến hành nghiên cứu sử dụng enzyme alcalase bromelin thủy phân protein moi biển để thu dịch đạm thủy phân sử dụng lĩnh vực sản xuất nước mắm công nghiệp II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên vật liệu 1.1 Moi biển Nguyên liệu moi biển tươi khai thác vùng biển Hải Phòng Sau khai thác, moi bảo quản cách ướp đá Số 4/2015 vận chuyển cảng cá Máy Chai - Hải Phòng Tại cảng cá, moi lựa chọn, loại bỏ tạp chất, rửa đưa vào thùng xốp, ướp đá xay theo tỷ lệ 1/1 vận chuyển phòng thí nghiệm, bảo quản đơng t0 = -20 0C dùng làm nguyên liệu suốt trình nghiên cứu 1.2 Enzym alcalase Enzym alcalase 2.4L chế phẩm protease thương mại hãng Novozyme - Đan Mạch cung cấp Alcalase thuộc nhóm enzyme endopeptidase có đặc tính kỹ thuật sau: pH thích hợp khoảng - 8, nhiệt độ thích hợp 45 - 650C, hoạt tính 5887,5UI/ml bảo quản - 100C Hình Hình ảnh moi biển 1.3 Enzym bromelin thơ: dứa tươi (Ananas comosus (L.) Merr) thu mua loại đạt độ chín kỹ thuật, có trọng lượng trung bình từ 400 - 500g/quả, khơng bị sâu bệnh hay bị dập hư hỏng Sau thu mua, tách lấy chồi dứa sử dụng chồi dứa thủy phân moi Trước đợt thí nghiệm, xay nhuyễn chồi dứa xác định hoạt độ enzym bromelin Hoạt độ enzyme điều chỉnh cố định 0,741 UI/g hỗn hộp chồi dứa xay để sử dụng suốt đợt thí nghiệm Phương pháp nghiên cứu 2.1 Các phương pháp phân tích: Định lượng protein tổng theo TCVN 3705 - 90; Định lượng axit amin tổng số theo TCVN 3708 - 90; Định lượng NH3 theo TCVN 3706 - 90 [1], [4]; Đánh giá cảm quan theo phương pháp mô tả (TCVN 3215-79) [1] 2.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm Bố trí thí nghiệm để xác định yếu tố ảnh đến trình thủy phân moi hỗn hợp enzym alcalase bromelin thô thể hình TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 19 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 4/2015 Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát trình thủy phân moi hỗn hợp enzym Alcalase Bromelinthô Nguyên liệu moi sau rửa sách tạp chất xay nhỏ sử dụng để nghiên cứu thủy phân chế phẩm enzym alcalase kết hợp với bromelin thơ Để tối ưu hóa q trình thủy phân, tiến hành thí nghiệm thăm dị nhằm khảo sát ảnh hưởng yếu tố (tỷ lệ enzym so với nguyên liệu, nhiệt độ thủy phân, thời gian thuỷ phân, tỷ lệ nước bổ sung) đến trình thủy phân Thí nghiệm khảo sát tiến hành pH 7, tỷ lệ bromelin so với nguyên liệu 10% Tỷ lệ enzyme alcalase so với nguyên liệu thay đổi từ 0-0,5% tỷ lệ alcalase/ bromelin thô (0/10- 0,5/10), nhiệt độ thủy phân (45-65°C), thời gian thủy phân (3-18 giờ), tỉ lệ nước bổ sung so với nguyên liệu (0-60%) Kết đánh giá hàm lượng NNH3, tỷ lệ Naa/Nts đánh giá cảm quan sở để xác định điều kiện thủy phân thích hợp Kết thu từ thí nghiệm thăm dị làm sở để thực thí nghiệm tối ưu Tiến hành tối ưu hóa q trình thủy phân phương pháp đường dốc nhất, sử dụng mơ hình thiết kế nhân tố 2k Hàm mục tiêu chọn tỷ lệ Naa/Nts có kết hợp với đánh giá cảm quan dịch thủy phân [2] 2.3 Thiết bị hóa chất - Thiết bị: sử dụng thiết bị có phịng thí nghiệm - Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng: thiết bị chưng cất đạm Kjeldahl (Đức); 20 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG máy ly tâm ALC PK121R (Italia), Tủ sấy Shella (Mỹ), nồi thủy phân dung tích 30 lít (Việt Nam),… - Các hóa chất sử dụng thí nghiệm hố chất tinh khiết hãng Merck - Đức cung cấp 2.4 Phương pháp xử lý số liệu Phân tích số liệu thực phần mềm STATISTICA (Version 10.0, StatSoft, Inc 2300 East 14th Street Tulsa, OK 74104 USA); Design Expert (Version 6.09, © Stat-Ease, Inc 2021East Hennepin Ave, Suit 480 Minneapolis, MN 55413) MS- Excel 2013 One – way ANOVA Tukey HSD test sử dụng để so sánh khác biệt giá trị trung bình Sự khác biệt có ý nghĩa thống kế xác định p F Model A-Nhiệt độ B- Thời gian C- Tỷ lệ alcalase D- Tỷ lệ bromelin AB AC AD BC BD CD Curvature Residual Lack of Fit Pure Error Cor Total 318.88 240.56 14.25 9.58 39.44 0.036 2.56 9.39 0.19 2.86 0.014 105.85 8.67 8.48 0.19 433.4 10 1 1 1 1 1 18 31.89 240.56 14.25 9.58 39.44 0.036 2.56 9.39 0.19 2.86 0.014 105.85 1.24 1.7 0.093 25.75 194.24 11.51 7.73 31.84 0.029 2.07 7.59 0.15 2.31 0.012 85.47 0.0001 < 0.0001 0.0116 0.0273 0.0008 0.8693 0.1937 0.0283 0.7075 0.1727 0.9172 < 0.0001 significant 18.32 0.0526 not significant significant TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 23 Tạp chí Khoa học - Cơng nghệ Thủy sản Số 4/2015 Trong đó: Y: tỷ lệ Naa/Nts(%), X1: Nhiệt độ thủy phân (°C), X2: Thời gian thủy phân (giờ), X3: Tỷ lệ alcalase (%), X4: Tỷ lệ bromelin (%) Kết thí nghiệm cho thấy có mối liên hệ hàm bậc tỷ lệ Naa/Nts với nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ Alcalase tỷ lệ bromelin (P Flack of fit = 0,0526) Y^= 50,11 - 3,88X1 + 0,94X2 + 0,77X3 + 1,57X4 + 0,047X1X2 - 0,4X1X3 - 0,77X1X4 - 0,11X3X2– 0,42X2X4 - 0,03X3X4 Kết xử lý thống kê cho thấy khoảng nghiên cứu bốn yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ Naa/Nts nhiệt độ (p