kết hợp acid lactic và Flavourzyme
- Nồng độ acid lactic là 0,5% (v/w)
- Thời gian xử lý acid lactic là 2h -Tỷ lệ enzyme/đầu tôm là 0,3% (w/w)
-Thời gian xử lý Flavourzyme là 3h
Hình 3.6. Quy trình thu nhận hỗn hợp caroten-protein Thuyết minh quy trình:
Đầu tôm thẻ chân trắng được rửa sạch, loại bỏ tạp chất, để ráo. Cân 100g mẫu cho vào cốc 250 ml rồi cho vào 100ml nước theo tỷ lệ 1:1, trộn đều nghiền mẫu với kích thước 2-3mm để tạo điều kiện tiếp xúc với cơ chất.
Bổ sung acid lactic có nồng độ là 0,5% (v/w) so với khối lượng đầu tôm và xử lý ở nhiệt độ thường trong 2h. Tiếp theo bổ sung Flavourzyme theo tỷ lệ enzyme/đầu tôm là 0,3% (w/w) so với khối lượng đầu tôm vào bình đựng mẫu và tiếp tục ủ ở nhiệt độ 55OC trong thời gian là 3h. Sau đó cho mẫu vào trong hệ thống
Đầu tôm
Xư lý sơ bộ
Xử lý bằng acid lactic
Xử lý bằng Flavourzyme
có nhiệt độ 70OC trong 15 phút để bất hoạt enzyme rồi làm nguội. Tiến hành ép (lọc) để tách riêng phần dịch và phần bã. Thu hồi caroten-protein từ phần dịch bằng cách kết hợp cả ba phương pháp (điều chỉnh pH 4,3 - 4,5; gia nhiệt 70OC/10 phút và bổ sung chitosan 100ppm), sau đó để lắng qua đêm ở 4OC. Cuối cùng ly tâm bằng máy ly tâm thể tích lớn trong 15 phút với tốc độ 3500 vòng [14].
Thu hồi hỗn hợp caroten-protein và đánh giá cảm quan, hiệu suất thu hồi, hàm lượng astaxanthin của hỗn hợp.
Hình 3.7. Hỗn hợp caroten-protein tối ưu
Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN
- Thành phần hóa học cơ bản của đầu tôm thẻ chân trắng phù hợp để thực hiện quá trình chiết rút caroten-protein.
- Hỗn hợp caroten-protein được thu nhận từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp kết hợp acid lactic với Flavourzyme. Điều kiện thủy phân thích hợp: nồng độ acid lactic là 0,5% (v/w) ủ trong 2 giờ sau đó bổ sung Flavourzyme với tỷ lệ enzyme/đầu tôm (w/w) là 0,3% và ủ trong 3 giờ ở nhiệt độ 55OC.
- Hỗn hợp caroten-protein thu hồi được có hiệu suất thu hồi khoảng 15,3% ± 1,3 và hàm lượng astaxanthin 682,4 mg/kg ± 25, và hàm lượng astaxanthin thích hợp cho việc ứng dụng vào sản xuất thức ăn cho cá hồi, cá cảnh.
KIẾN NGHỊ
- Tiếp tục nghiên cứu triển khai thử nghiệm kết quả nghiên cứu ứng dụng phương pháp kết hợp aicid hữu cơ với Flavourzyme vào trong quá trình sản xuất chitin để thu nhận hỗn hợp caroten-protein đưa vào ứng dụng ở quy mô lớn.
- Tiếp tục nghiên cứu phương pháp mới để thu hồi hỗn hợp caroten-protein có chất lượng cao hơn những phương pháp đã nghiên cứu.
- Vì thời gian có hạn nên nghiên cứu chỉ đừng lại ở công đoạn thu hồi hỗn hợp đạm giàu carotenoid ở dạng bột nhão. Nên cần tiếp tục hoàn thiện quy trình sản xuất thức ăn cho cá cảnh và cá hồi từ hỗn hợp đạm giàu carotenoid được chiết rút từ đầu tôm thẻ chân trắng. Tìm ra chế độ bảo quản thích hợp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu Tiếng Việt
1. Hoàng Thị Huệ An (2004), "Nghiên cứu chiết xuất astaxanthin từ phế liệu vỏ tôm", Tạp chí Khoa học-Công nghệ Thủy sản, Số Đặc biệt, tr. 51-54.
2. Trần Hà Diễm (2008), Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện bảo quản và hệ dung môi đến hiệu suất trích carotenoids từ vỏ tôm sú, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư thực phẩm, Trường Đại Học Cần Thơ, Cần Thơ.
3. Nguyễn Lệ Hà (2011), Nghiên cứu tách chiết và ứng dụng enzyme protease
từ tôm sú penaeus monodon vào chế biến thủy sản, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường
Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
4. Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (2013), Hội nghị tổng kết
xuất khẩu tôm, TP. Hồ Chí Minh.
5. Ngô Thanh Lĩnh (2009), Nghiên cứu kết hợp phương pháp ủ xi lô trong
công nghệ sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu đầu tôm, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật,
Trường Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
6. Trần Thị Luyến (2000), Hoàn thiện qui trình sản xuất chitin-chitosan và chế
biến một số sản phẩm công nghiệp từ phế liệu tôm, Báo cáo khoa học-Đề tài cấp bộ,
Trường Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
7. Nguyễn Hoàng Nhạn (2012), Nghiên cứu ứng dụng vi sinh vật trong quá
trình thu hồi carotenoprotein từ phế liệu đầu tôm, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Trường
Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
8. Lê Văn Nhật (2005), Nghiên cứu thu hồi và astaxanthin trong quy trình sản
xuất chitin từ phê liệu tôm, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư, Trường Đại Học Nha Trang,
Nha Trang.
9. Phạm Thị Đan Phượng, Phạm Thị Minh Hải, Trang Sĩ Trung, Trình Văn Liễn và Ngô Văn Lự (2008), "Xử lý carotenoprotein thu hồi từ quá trình sản xuất chitin và bước đầu thử nghiệm phối trộn trong thức ăn cá", Tạp chí Khoa học-Công nghệ Thủy sản, 2, tr. 37-43.
10. Phạm Thị Đan Phượng (2012), Nghiên cứu thu nhận bột đạm giàu
carotenoid từđầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp xử lý kết hợp hai enzyme
protease, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
11. Đồng Thị Thanh Thu (1999), Sinh hóa ứng dụng, Tủ sách Đại học Khoa Học Tự Nhiên, TP. Hồ Chí Minh.
12. Nguyễn Thị Trang, Nguyễn Tiến Hóa (2013), “Ảnh hưởng của thức ăn có bổ sung astaxanthin và canthaxanthin với tỷ lệ khác nhau lên màu sắc thịt cá hồi Vân (Oncorhynchus mykiss)”, Tạp chí Khoa học và Phát Triển 2013, 11(7), Tr. 981-986.
13. Trang Sĩ Trung (2008), Nghiên cứu kết hợp phương pháp sinh học để nâng
cao hiệu quả qui trình sản xuất chitin-chitosan từ phế liệu đầu vỏ tôm, Báo cáo Đề
tài cấp Bộ, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang.
14. Trang Sĩ Trung, Nguyễn Anh Tuấn, Trần Thị Luyến và Nguyễn Thị Hằng Phương (2010), Chitin-chitosan từ phế liệu thủy sản và ứng dụng, Nhà xuất bản Nông Nghiệp, Hà Nội.
15. Hà Duyên Tư (2009), Phân tích hóa học thực phẩm, NXB khoa học và kỹ
thuật Hà Nội, Hà Nội.
Tài liệu Tiếng Anh
16. Akiba, Y., Sato, K., Takahashi, K. (2001), “Meat color modification in broiler chickens by feeding yeast Phaffia rhodozyma containing high concentrations of astaxanthin”, Journal of Applied Poultry Research., 10, pp.154–161.
17. Arakane, K. (2002), “Superior Skin Protection by Astaxanthin” Carotenoid
Research, Volume 5.
18. Armenta, R. E., Guerrero, I. L. and Huerta, S. (2002), Astaxanthin Extraction From Shrimp Waste by Lactic Fermentation and Enzymatic Hydrolysis of the Carotenoprotein Complex, Journal of Food Science, 67, pp. 1002-1006.
19. Armenta, R. E. and Guerrero, I. L (2009), "Amino acid profile and enhancement of the enzymatic hydrolysis of fermented shrimp carotenoproteins",
20. Canfield, L., Krinsky, N., and Olson, J. (1993), “Carotenoids in Human
Health. Annuals of the New York”, Academy of Sciences, pp. 691.
21. Cao, W., Zhang, C., Hong, P., Ji, H., Hao, J., Zhang, J. (2009), Autolysis of shrimp head by gradual temperature and nutritional quality of the resulting hydrolysate, Food Science and Technology, 42, pp. 244-249.
22. Capelli, B. and Cysewski, G. (2007), Astaxanthin-Nature astaxanthin:
King of the Carotenoids, Cyanotech Corporation, pp. 21-97.
23. Dauphin, L. (1991), Enhancing Value of Lobster Waste by Enzymatic
Methods, McGiII University, Canada.
24. Dawson, R. M. C. et al. (1959), Data for Biochemical Research, Oxford, Clarendon Press.
25. Dryakova, A., Pihlanto, A., Marnila, P., Curda, L. and Korhonen, H. J. T. (2010), "Antioxidant properties of whey protein hydrolysates as measured by three methods", Eur. Food Res. Technol, 230, pp. 865-874.
26. Higuera-Ciapara, I., Felix-Valenzuela, L. and Goycoolea, F. M. (2006), "Astaxanthin: a review of its chemistry and applications", Crit Rev Food Sci Nutr, 46, pp. 185-96.
27. Hussein, G., Sankawa, U., Goto, H., Matsumoto, K., Watanabe, H. (2006), “Astaxanthin, a carotenoid with potential in human health and nutrition”, J. Nat. Prod, 69, pp. 443–449.
28. Lignell, A., and Inborr, J. (2000), “Agent for increasing the production of/in breedingand production mammals, Patent US6054491.
29. Luzzano, U., Scolari, M., Grispan, M., Papi, L., Dore, J. (2003), “Haematococcus pluvialis algae meal as a natural source of astaxanthin for rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) pigmentation”, Presented at the Acquacoltura
International trade show for aquaculture.
30. Miki, W. (1991), "Biological functions and activities of animal carotenoids", Pure Appl. Chem, 63, pp. 141-146.
31. Synowiecki, J. and Al-Khateed, N. A. A. Q. (2001), “Production, Properties, and Some New Application of Chitin and Its derivatives”, deparment of
food Chemistry and Techonology, Poland, pp. 154-156.
32. Tinkler, J. H., Bohm, F., Schalch, W. and Truscott, T. G. (1994), "Dietary Carotenoids Protect Human-Cells from Damage", Journal of Photochemistry and
Photobiology B-Biology, 26, pp. 283-285.
33. Torrissen, O. J., Hardy, R. W, Shearer, K. D. (1989), “Pigmentation of Salmonids; Carotenoid deposition and metabolism”, Crit. Rev. Aquat. Sci., 1, pp. 209–225.
34. Zagalsky, P. E. (1976), "Carotenoid-protein complexes", Pure Appl. Chem,
47, pp. 103-120.
35. Waagbo, R., Hamre, K., Bjerkas, E., Berge, R., Wathne, E., Lie, O., Torstensen, B. (2003), “Cataract formation in Atlantic salmon, Salmo salar L., smolt relative to dietary pro- and antioxidants and lipid level” Journal of Fish
Diseases, 26(4), pp. 213-29.
36. Watanabe, T., Vassallo-Auis, R. (2003), “Broodstock nutrition research on marine finfish in Japan”, Aquaculture, 227(1-4), pp.35-61.
PHỤ LỤC
Phụ lục 1. Các phương pháp phân tích chính sử dụng trong đề tài 1. Xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng khoáng
Cốc sấy được sấy khô ở nhiệt độ 105 oC trong 5-6 giờ (đén khối lượng không đổi), sau đó để trong bình hút ẩm để làm nguội. Cân xác định khồi lượng của cốc sấy là W1. Cho mẫu vào cốc sấy cân được khối lượng W2. Sấy ở 105 oC trong 24 giờ, cân được khối lượng W3 (AOAC, 1990). Tất cả khối lượng xác định đều tính theo gram. Hàm lượng ẩm tính theo công thức sau:
% Hàm lượng ẩm = [(W2 – W3)/( W 2 – W1)] x 100.
Sau khi xác định hàm lượng ẩm, ta đem nung cốc sấy có chứa mẫu khô ở nhiệt độ 600 oC, khoảng 6 giờ, để trong bình hút ẩm và cân được khối lượng W4. Hàm lượng tro được xác định theo công thức sau:
% Hàm lượng tro = [(W4 – W1)/(W2 – W1)] x 100.
2. Xác định hàm lượng carotenoid tổng số theo phương pháp quang phổ
Cân chính xác 1g mẫu cho vào cốc thủy tinh 100ml. Thêm 5ml dung môi đã pha sẵn. (Dung môi gồm hexan/iso propanol với tỷ lệ là 3/2 và bổ sung thêm 0,01% BHT). Đồng thể hóa trong 2 phút. Sau đó để yên trong 30 phút ở lần đầu tiên, bắt đầu gạn lấy phần nước, còn phần cái tiếp tục bổ sung 5ml dung môi vào và chờ trong vòng 15 phút ở lần thứ 2 và thứ 3, làm như vậy 3 lần và lần cuối cùng gạn cả phần nước và cái vào cùng nhau.
Tiếp theo, đổ hỗn hợp tách được vào bình chiết và bổ sung nước muối sinh lý với nồng độ là 0,9%. Lắc nhẹ bình chiết và để yên trong 10 phút ở nhiệt độ phòng cho tách pha hoàn toàn. Tách bỏ pha dưới, lấy pha dung môi bên trên. Tiếp tục làm như thế cho đến khi không còn thấy chất béo bên trong, dung dịch trong suốt thì dừng lại.
Sau đó, tiến hành cô quay chân không ở 40oC và 30 vòng/phút để bay hơi hết dung môi. Hòa tan mẫu với ete dầu mỏ và định mức lên 10ml. Sau đó, tiến hành
pha loãng mẫu và đo độ hấp thụ của dung dịch ở 468 nm(A468), dùng eter dầu mỏ làm dung dịch so sánh.
Hàm lượng astaxanthin tổng số trong mẫu được tính theo công thức của Saito và Regier (1971): C (µg/g mẫu) = ) .( . 2 , 0 . . A g G V D
Trong đó: C: là hàm lượng astaxanthin (µg/g mẫu).
A: độ hấp thụ của dung dịch ở 468 nm.
V: thể tích pha loãng (ml).
D: hệ số pha loãng.
G: trọng lượng mẫu khô (g).
0,2: là độ hấp thụ của dung dịch ở bước sóng 468 nm của 1 µg/ml astaxanthin chuẩn.
3. Đánh giá cảm quan và mô tả sơ bộ
Chuẩn bị các mẫu bột tôm và các dụng cụ chứa để đánh giá.
Tính chất cảm quan về màu và trạng thái có thể xác định qua cách quan sát và sờ. Tính chất cảm quan về mùi và vị được xác định bằng cách hòa tan mẫu (2%, w/v) với nước sôi 100oC (Teerasuntonwat và Raksakulthai, 1995) trong chén sứ sạch, xác định tính chất mùi vị bằng cách nếm, ngửi.
Phụ lục 2. Kết quả phân tích thí nghiệm thu nhận hỗn hợp caroten- protein bằng phương pháp xử lý kết hợp acid lactic và Flavourzyme từ đầu tôm thẻ chân trắng
Bảng P2.1. Ảnh hưởng của nồng độ acid lactic sử dụng đến hiệu suất thu hồi và hàm lượng astaxanthin của hỗn hợp caroten-protein
Nồng độ acid lactic (%)
Hiệu suất thu hồi (%) Hàm lượng astaxanthin (mg/kg) 0 9,74 ± 0.63A 327,09 ± 39,64a 0,1 9,86 ± 0,71A 354,43 ± 40,35a 0,2 10,29 ± 0,58A 377,45 ± 30,65ab 0,3 11,71 ± 0,33B 392,89 ± 46,02ab 0,4 12,25 ± 0,25B 448,24 ± 53,53ab 0,5 13,93 ± 0,87C 523,47 ± 40,32b 0,6 13,45 ± 0,56C 426,57 ± 38,8ab 0,7 11,84 ± 0,36B 356,17 ± 37,56a
Kết quả tính trên lượng chất khô tuyệt đối. Các giá trị trung bình của cột có
các ký tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Bảng P2.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý acid lactic đến hiệu suất thu hồi và hàm lượng astaxanthin của hỗn hợp caroten-protein
Thời gian xử lý acid lactic (h)
Hiệu suất thu hồi (%) Hàm lượng astaxanthin (mg/kg) 0 11,55 ± 0,84AB 411,66 ± 30,93a 1 12,45 ± 0,73AB 449,24 ± 30,42a 2 13,89 ± 0,91B 515,72 ± 37,78ab 3 12,68 ± 1,29AB 500,26 ± 45,85ab 4 11,84 ± 0,78AB 461,2 ± 30,31a 5 10,21 ± 1,26A 406,66 ± 31,42a
Kết quả tính trên lượng chất khô tuyệt đối. Các giá trị trung bình của cột có
Bảng P2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ Flavourzyme/đầu tôm sử dụng đến hiệu suất thu hồi và hàm lượng astaxanthin của hỗn hợp caroten-protein
Tỷ lệ Flavourzyme/đầu tôm (%)
Hiệu suất thu hồi (%) Hàm lượng astaxanthin (mg/kg) 0 12,03 ± 1,59A 414,36 ± 32,41a 0,1 13,23 ± 1,35A 475,62 ± 28,85ab 0,2 13,74 ± 0,69A 519,35 ± 20,12b 0,3 14,97 ± 1,03AB 596,35 ± 25,34c 0,4 14,26 ± 1,03A 530,25 ± 31,99b 0,5 14,08 ± 0,72A 512,47 ± 20,59b
Kết quả tính trên lượng chất khô tuyệt đối. Các giá trị trung bình của cột có
các ký tự khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Bảng P2.4. Ảnh hưởng của thời gian xử lý Flavourzyme đến hiệu suất
thu hồi và hàm lượng astaxanthin của hỗn hợp caroten-protein
Thời gian xử lý Flavourzyme (h)
Hiệu suất thu hồi (%) Hàm lượng astaxanthin (mg/kg) 0 12,67 ± 1,06A 361,19 ± 43,9a 1 12,99 ± 1,12A 429,56 ± 32,43ab 2 14,75 ± 1,38AB 513,06 ± 39,15b 3 15,48 ± 1,09AB 685,82 ± 49,72c 4 14,23 ± 0,84AB 621,04 ± 36,13bc 5 13,84 ± 0,24B 535,71 ± 30,29b
Kết quả tính trên lượng chất khô tuyệt đối. Các giá trị trung bình của cột có
Phụ lục 3. Một số hình ảnh thí nghiệm
Hình P3.1. Hình ảnh đầu tôm
Hình P3.3. Hỗn hợp caroten-protein thu được
Hình P3.5. Máy đo pH
Hình P3.8. Thiết bị cô quay chân không
