Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu sản xuất bột đạm thủy phân giàu axit amin từ moi biển (Acetes sp). Kết quả nghiên cứu đã thu được một số thông số tối ưu cho quá trình thủy phân bằng hỗn hợp enzyme Alcalase và 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. Sau khi thủy phân, dịch đạm thu được có hàm lượng đạm đạt 24,73 gN/l, tỷ lệ Naa/Nts đạt 58,35%, có mùi thơm đặc trưng, vị ngọt có hậu.
VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT ĐẠM THỦY PHÂN TỪ MOI BIỂN (Acetes sp.) Lê Hương Thủy1* TÓM TẮT Trong nội dung báo cáo chúng tơi trình bày kết nghiên cứu sản xuất bột đạm thủy phân giàu axit amin từ moi biển (Acetes sp) Kết nghiên cứu thu số thơng số tối ưu cho q trình thủy phân hỗn hợp enzyme 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 Sau thủy phân, dịch đạm thu có hàm lượng đạm đạt 24,73 gN/l, tỷ lệ Naa/Nts đạt 58,35%, có mùi thơm đặc trưng, vị có hậu Xác định số thơng số thích hợp cho q trình sấy khơ để sản xuất bột đạm từ dịch thủy phân moi, bao gồm: cô đặc dịch thủy phân nhiệt độ 750C đến hàm lượng chất khô 32- 33oBx phối trộn 2% maltodextrin-trehalose (1:1), sấy phun hỗn hợp nhiệt độ 1500C để thu bột đạm thủy phân Bột đạm thu dạng mịn, tơi, màu vàng có mùi thơm đặc trưng nước mắm Từ khóa: alcalase, bột đạm, bromelin thô, moi (Acetes sp), thủy phân, tối ưu I ĐẶT VẤN ĐỀ Moi biển (Acetes sp) gọi tép biển hay ruốc biển Ở Việt Nam, sản lượng khai thác moi hàng năm ước tính khoảng 40.000 Moi biển loại động vật có hàm lượng protein tổng số cao, chiếm từ 16,5 đến 17,0% khối lượng tươi Mặt khác, protein moi biển có chứa tổng số acid amin không thay cần thiết cho người hàm lượng acid amin không thay ruốc biển chiếm tới 28,8% tổng số acid amin Do nói moi biển động vật có thành phần dinh dưỡng cao, nguồn protein tự nhiên quý quan trọng người Tuy vậy, moi chủ yếu sử dụng làm loại mắm mắm tôm, mắm ruốc hay phơi khô tiêu dùng nội địa hiệu kinh tế chưa cao Quá trình thủy phân protein enzyme mang lại sản phẩm bột đạm thủy phân có hàm lượng đạm axít amin cao nhờ hoạt lực xúc tác enzyme cắt đứt polypeptid thành peptid ngắn cuối axít amin Bột đạm thủy phân protein chứa hàm lượng đạm cao, gồm hỗn hợp axít amin thiết yếu, chất khống đặc biệt có khả hịa tan tốt Bột đạm thủy phân sử dụng làm bột dinh dưỡng, hạt nêm, súp gia vị phối trộn với thành phần khác làm nước mắm công nghiệp Việc nghiên cứu sản xuất bột đạm thủy phân giàu axit amin từ nguyên liệu moi nguồn nguyên liệu rẻ tiền sản lượng lớn, giúp tăng khả sử dụng nguồn nguyên liệu moi, giúp ngành sản xuất nước mắm cơng nghiệp có thêm nguồn ngun liệu bột đạm thủy phân từ moi, chống thất thoát sau thu hoạch, hiệu kinh tế cao, tạo nguồn nguyên liệu ổn định cho sản xuất nước mắm công nghiệp – xu phát triển mạnh Viện Nghiên cứu Hải sản *Email: thuylehuong@gmail.com 108 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - - THÁNG 8/2015 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu 2.1.1 Moi biển Ngun liệu moi biển đảm bảo cịn tươi, có mùi tự nhiên moi biển, không bị dập nát, tạp chất, cát, sạn, rong rêu Moi sau thu mua tàu kéo lưới, bến cá cho vào thùng bảo quản có chứa đá lạnh chở phịng thí nghiệm, rửa sạch, xay nhỏ, bảo quản đông t0 = -200C 2.1.2 Enzyme Enzyme Alcalase 2.4L hãng Novozyme – Đan Mạch cung cấp Alcalase thuộc nhóm enzyme endopeptidaza với đặc tính kỹ thuật sau: pH hoạt động khoảng – 8, nhiệt độ hoạt động 45 – 650C, hoạt tính 5887,5 UI/ml bảo quản 100C Enzyme bromeline thơ: chồi dứa tươi xay nhỏ, có hoạt độ 0,741 UI/g 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Phương pháp thiết kế thí nghiệm Sơ đồ thiết kế thí nghiệm quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ moi thể hình Hình Sơ đồ quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ moi Phương pháp tối ưu trình thủy phân: Để tối ưu hóa q trình thủy phân, tiến hành thí nghiệm thăm dò nhằm khảo sát ảnh hưởng yếu tố (tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu, nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân, tỷ lệ nước bổ sung) đến q trình thủy phân Thí nghiệm khảo sát bố trí sau: Cố định pH 7, tỷ lệ enzyme Bromeline so với nguyên liệu 10% Tỷ lệ enzyme Alcalase so với nguyên liệu thay đổi từ 0-0,5% (Alcalase/ Bromelin thô (0/10- 0,5/10), nhiệt độ thủy phân (45-650C), thời gian thủy phân (3-18 giờ), tỉ lệ nước bổ sung so với nguyên liệu (060%) Kết thu từ thí nghiệm thăm dị làm sở để thực thí nghiệm tối ưu Tiến hành tối ưu hóa q trình thủy phân TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - - THÁNG 8/2015 109 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN 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 Phương pháp cô đặc: Dịch đạm sau thủy phân cô đặc nhiệt độ 65oC, 75oC 85oC Hàm lượng chất khơ hịa tan (oBx) chất lượng cảm quan dịch đạm tiêu để lựa chọn nhiệt độ thời gian cô đặc phù hợp Phương pháp sấy: Sau cô đặc, dịch thủy phân bổ sung thêm chất trợ sấy maltodextrin-trehalose (1- 3%) sấy phun (140 – 1600C) để thu bột đạm thủy phân Dựa hiệu suất thu hồi bột đạm, chất lượng cảm quan hàm lượng đạm tổng số để lựa chọn chất trợ sấy, tỷ lệ chất trợ sấy nhiệt độ sấy cho hiệu cao 2.2.2 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; đánh giá cảm quan phương pháp mô tả (TCVN 3215-79); xác định hoạt độ enzyme theo phương pháp Anson cải tiến 2.3 Thiết bị hóa chất - Thiết bị bao gồm: Thiết bị chưng cất Kjeldahl (Đức), máy ly tâm ALC PK121R (Italia), tủ sấy Shella (Mỹ), thiết bị ổn nhiệt Memmert (Đức), cân điện tử BP 2215 (Thụy Sĩ), cân kỹ thuật BI 210 C (Thụy Sĩ), nồi lên men dung tích 30 lít (Việt Nam), máy xay ép 110 đùn (Trung Quốc), máy đo pH (Singapore), thiết bị sấy phun ly tâm tốc độ cao ZPG5 lít/ (Trung Quốc) - Các hóa chất sử dụng thí nghiệm hãng Merck 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 2021 East 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 kê xác định p F 318,88 10 31,89 25,75 0,0001 significant 240,56 240,56 194,24 < 0,0001 14,25 14,25 11,51 0,0116 9,58 9,58 7,73 0,0273 39,44 39,44 31,84 0,0008 0,036 0,036 0,029 0,8693 2,56 2,56 2,07 0,1937 9,39 9,39 7,59 0,0283 0,19 0,19 0,15 0,7075 2,86 2,86 2,31 0,1727 0,014 0,014 0,012 0,9172 105,85 105,85 85,47 < 0,0001 significant 8,67 1,24 8,48 1,7 18,32 0,0526 not significant 0,19 0,093 433,4 18 TAÏP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - - THÁNG 8/2015 111 VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN Kết thí nghiệm cho thấy có mối liên hệ hàm bậc tỷ lệ Naa/Nts (%) với nhiệt độ thủy phân (0C), thời gian thủy phân (giờ), tỷ lệ enzyme Alcalase so với chất (%) tỷ lệ enzyme Bromelin so với chất (%) (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 Trong đó: Y: tỷ lệ Naa/Nts (%) X1: Nhiệt độ thủy phân (0C) X2: Thời gian thủy phân (giờ) X3: Tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase so với chất (%) X4: Tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromeline so với chất (%) Kết xử lý thống kê cho thấy khoảng nghiên cứu bốn yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ Naa/Nts (%) nhiệt độ thủy phân (p