Bảng 3.2. Thành phần hóa học của hỗn hợp C-P
Chỉ tiêu Kết quả
Màu sắc Cam gạch
Mùi, vị Mùi vị đặc trưng
Trạng thái Bột nhão
Hiệu suất thu hồi (%) 17,6 ± 1,2
Hàm lượng protein (%)* 57,6 ± 3,5
Hàm lượng khoáng (%)* 19,2 ± 0,6
Hàm lượng Lipid (%)* 8,4 ± 1,2
Hàm lượng carotenoid (mg/kg) 692,8 ± 22,9
Hàm lượng chitin (%)* 2,6 ± 0,8
* Kết quả tính trên hàm lượng chất khô tuyệt đối
Sản phẩm có màu sắc đẹp, có màu cam của gạch tôm. Hỗn hợp C-P chứa 4 thành phần chính gồm protein (57,6%), khoáng (19,2%), lipid (8,4%) và carotenoid (692,8mg/kg).
So với kết quả nghiên cứu của Phạm Thị Đan Phượng [9], khi thủy phân đầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp kết hợp Alcalase và Flavourzyme sẽ cho ra sản phẩm có hàm lượng protein (67%), lipid (17,8%) cao hơn so với phương pháp kết hợp HCl và Flavourzyme (lần lượt là 57,6% và 8,4%). Ngược lại, khi dùng 2 enzyme để thủy phân thì hàm lượng khoáng (18,6%) và chitin (1,3%) thấp hơn nhưng sự chênh lệch không đáng kể về ý nghĩa thống kê. Hàm lượng chitin thấp giúp cho việc ứng dụng hỗn hợp C-P làm thức ăn chăn nuôi hoặc bổ sung làm thực phẩm giá trị gia tăng dễ hơn, độ kết dính cao hơn và dễ tiêu hóa hơn.
Hàm lượng astaxanthin của hỗn hợp C-P thu được từ phương pháp kết hợp HCl và Flavourzyme (692,8 mg/kg) cao hơn so với phương pháp thủy phân bằng sự kết hợp giữa 2 enzyme (365,5 mg/kg). Sự chênh lệch này có lẽ là do sự khác nhau về chất lượng nguyên liệu, mùa vụ thu hoạch, phương pháp phân tích.
Hình 3.6. Hỗn hợp C-P nhão sản xuất theo quy trình đề xuất(bên trái) và mẫu
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 C-P.
Hỗn hợp C-P được thu nhận từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp kết hợp HCl và Flavourzyme. Điều kiện thủy phân thích hợp: xử lý bằng HCl trước: nồng độ HCl là 0,3% (v/w) trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng; tiếp tục xử lý bằng Flavourzyme: tỷ lệ Flavourzyme/đầu tôm là 0,2% (w/w) trong 2 giờ, ở 55◦C.
Hỗn hợp caroten-protein thu hồi được có hiệu suất và hàm lượng carotenoid thích hợp cho việc ứng dụng để làm thức ăn cho cá cảnh và cá hồi.
KIẾN NGHỊ
- Tiếp tục nghiên cứu triển khai thử nghiệm kết quả nghiên cứu ứng dụng phương pháp kết hợp HCl và Flavourzyme vào trong quá trình sản xuất chitin để thu nhận hỗn hợp C-P giàu carotenoid làm thức ăn cho cá hồi ở quy mô lớn hơn.
- Vì thời gian có hạn nên nghiên cứu chỉ dừng lại ở công đoạn thu hồi hỗn hợpC-P 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 C-P giàu carotenoid được chiết rút từ đầu tôm thẻ chân trắng. Tìm ra chế độ bảo quản thích hợp.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A-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. Vũ Ngọc Bội và Vũ Thị Hoan (2004), "Sử dụng protease đầu tôm sú để cải
thiện khả năng chiết tách chất mùi từ phế liệu tôm và ghẹ", Tạp chí Khoa học Công nghệ Thủy sản. Số Đặc biệt, pp. 45-50.
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, Đại học Nha Trang.
4. Hà Văn Hùng (2006), Nghiên cứu thu hồi hỗn hợp Protein-Astaxanthin trong dịch thải của quy trình sản xuất Chitin từ phế liệu tôm, Đại học Thủy Sản, Nha Trang.
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. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng Nguyễn Anh Tuấn (2006), Sản xuất các chế phẩm kỹ thuật và y dược từ phế liệu thủy sản, Nhà xuất bản Nông nghiệp.
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 (2012), Nghiên cứu thu nhận bột đạm giàu
enzyme protease, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Trường Đại Học Nha Trang, Nha Trang.
10. 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.
11. Trang Sĩ Trung, Vũ Ngọc Bội và Phạm Thị Đan Phượng (2007), "Nghiên cứu kết hợp enzym protease trong công nghệ sản xuất chitin từ phế liệu đầu vỏ tôm", Tạp chí Khoa học-Công nghệ Thủy sản 3, pp.11-17.
12. 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.
13. 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.
14. Hà Duyên Tư (2009), Phân tích hóa học thực phẩm, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, Hà Nội.
15. Lương Thị Xuyến,2008, “Bước đầu nghiên cứu ép tách protein từ đầu tôm thẻ trong quá trình sản xuất chitin và bổ sung protein thu hồi được vào chượp trong sản xuất nước mắn”, Đồ án tốt nghiệp đại học.
16. Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (2014), Hội nghị tổng kết xuất khẩu tôm, TP. Hồ Chí Minh.
17. http://text.123doc.org/document/2216655-nghien-cuu-ung-dung-vi-sinh-vat- trong-qua-trinh-thu-hoi-carotenoprotein-tu-phe-lieu-dau-tom.htm.
B- Tài liệu tiếng Anh:
18. AOAC, 1990. Official Method of Analysis, 15th ed. Arlington, VA: Association of Official Analytical Chemists.
19. 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.
20. 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. 21. Armenta, R. E. and Guerrero, I. L (2009), "Amino acid profile and
enhancement of the enzymatic hydrolysis of fermented shrimp carotenoproteins", Food Chemistry, 112, pp. 310-315.
22. Bhaskar, N., Suresh, P.V., Sakhare, P.Z., Lalitha, R.G., Sachindra, N.M. (2010), “Yield and chemical composition of fractions obtained from fermented shrimp biowaste”, Waste Manage Res, 28, pp. 64–70.
23. Cao, W., Zhang, C., Hong, P., Ji, H., Hao, J., Zhang, J. (2009), Autolysis of shrimp head by gradual temperature and nutritional quality of theresulting hydrolysate, Food Science and Technology, 42, pp. 244-249.
24. Chakrabarti, R. (2002), "Carotenoprotein from tropical brown shrimp shell waste by enzymatic process", Food Biotechnol, 16, pp. 81-90.
25. Dauphin, L. (1991), Enhancing Value of Lobster Waste by Enzymatic Methods, McGiII University, Canada.
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. Holanda, H. D. D. and Netto, F. M. (2006), "Recovery of components from shrimp (Xiphopenaeus kroyeri) processing waste by enzymatic hydrolysis",
Journal of Food Science. 71, pp. 298-303.
28. Khanafari, A., Saberi, A., Azar, M., Vosooghi, G. H., Jamili, S. H and Sabbaghzadeh, B. (2007), "Extraction of astaxanthin esters from shrimp
waste by chemical and microbial methods", Iran. J. Environ. Health. Sci. Eng. 4, pp.93 - 98.
29. Miki, W. (1991), "Biological functions and activities of animal carotenoids",
Pure Appl. Chem, 63, pp. 141-146. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
30. No, H. K. and Meyers, S. P. (1997), "Praparation of chitin and chitosan", in Muzzarelli, R. A. A. and Peter, M. G., Editors, Chitin Handbook, Italy: Atec Edizioni, p. 475.
31. Rao, M. S., Tuyen, M. H., Stevens, W. F. and Chandrkrachang, S. (2001), Deproteination by mechanical, enzymatic and Lactobacillus treatment of shrimp waste for production of chitin, Chitin and Chitosan in Life Science, ed. Uragami, T., Kurita, K., and Fukamizo, T. , Yamaguchi, Japan.
32. Riccioni, G., D'Orazio, N., Franceschelli, S. and Speranza, L. (2011), "Marine carotenoids and cardiovascular risk markers", Mar Drugs. 9(7), pp. 1166-75.
33. Roberts, G. A. F. (1998), "Chitosan production routes and their role in determing the structure and properties of the product", in Domard, A., Roberts, G. A. F., and Varum, K. M., Editors, Advances in chitin science Vol. II, Jacques Andre, France, p. 22.
34. Sachindra, N.M., Bhaskar, N., Mahendrakar, N.S. (2006), “Recovery of carotenoids from shrimp waste in organic solvents”, Waste Manag, 26, pp. 1092–1098.
35. Seo, W. H., Lee, H. G. and Baek, H. H. (2008), "Evaluation of bitterness in enzymatic hydrolysates of soy protein Isolate by taste dlution analysis", Journal of Food Science. 73, pp. 41-46.
36. Simpson, B. K. và Haard, N. F. (1985), “The use of proteolytic enzymes to extract carotene–proteins from shrimp wastes”, Journal of Applied
37. 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.
38. 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.
39. Tomita, Y. (2000), "Recent progress in carotenoid research on human diseases", Biofactors. 13, pp. 111-112.
40. Villanueva, A., Vioque, J., Sánchez-Vioque, R., Clemente, A., Bautista, J. and Millán, F. (1999), "Production of an extensive sunflower protein hydrolysate by sequential hydrolysis with endo- and exo-proteases", Grasas y Aceites. 50, pp. 472-476.
41. Zagalsky, P. E. (1976), "Carotenoid-protein complexes", Pure Appl. Chem,
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◦C trong 5-6 giờ (đến khối lượng không đổi), sau đó để trong bình hút ẩm để làm nguội. Cân xác định khối lượng của cốc sấy là W1. Cho mẫu cho vào cốc sấy cân được khối lượng W2. Sấy ở 105◦C trong 24 giờ, cân được khối lượng W3 [18]. 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◦C, 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 bằng phương pháp quang phổ
Cân chính xác 1g mẫu cho vào ống đồng thể hóa (hay cốc thủy tinh). Thêm 5ml dung môi chứa hexan:isopropanol với tỷ lệ 3:2 và 0,01% BHT. Đồng thể hóa trong 2phút. Để yên 30 phút. Tách chiết 3 lần. Dịch chiết được đựng trong bình chiết và bổ sung thêm nước muối sinh lý với tỷ lệ 1:2. 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 hexan bên trên.Sau đó, rửa pha hexan bằng nước muối sinh lý. Tiến hành cô quay chân không ở 40oC để bay hơi hexan. Hòa tan mẫu với ete dầu mỏ và định mức lên 10ml. Sau đó, tiến hành pha loãng mẫu (nếu cần) 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. Xác định hàm lượng đạm tổng số theo phương pháp Kjeldahl
Nguyên lý
Vô cơ hóa mẫu bằng acid sulfuric đậm đặc với sự có mặt của chất xúc tác. Sau đó, tiến hành kiềm hóa sản phẩm phản ứng. Tiếp theo, chưng cất và chuẩn độ lượng amoniac giải phóng ra, từ đó tính được hàm lượng nitơ tổng số trong mẫu. Để tính hàm lượng protein thô, lấy giá trị hàm lượng nitơ tổng số nhân với hệ số 6,25.
Dụng cụ, hóa chất (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dụng cụ: Bộ chưng cất đạm Kjeldahl tự động, Đức. Các dụng cụ thủy tinh của bộ chưng cất đạm kèm theo và một số dụng cụ thủy tinh khác như ống đong, bình định mức, cốc... chịu nhiệt của Đức.
Hóa chất: H2SO4 đậm đặc, dung dịch NaOH 40%, hỗn hợp xúc tác K2SO4 và CuSO4 (5:1), dung dịch H3BO3 4%, thuốc thử tashiro (2g metyl xanh: 1g metyl đỏ pha trong 1000ml cồn 96o).
Tiến hành
Vô cơ hóa mẫu: Cân một lượng mẫu từ 0,2 – 1g cho vào ống Kjeldahl. Thêm khoảng 0,5-1g xúc tác (hỗn hợp K2SO4:CuSO4 theo tỉ lệ 5:1). Cho vào ống khoảng
12 ml acid sulfuric đậm đặc. Đặt các ống Kjeldahl vào hệ thống phá mẫu. Cài đặt nhiệt độ và thời gian cho máy, thời gian vô cơ hóa mẫu khoảng từ 3 – 4 giờ. Khi giai đoạn này hoàn tất, chất lỏng trong ống trong và có màu xanh da trời nhạt hoặc có màu trắng. Nếu thấy trong ống vẫn còn một số cặn rắn thì thêm ít nước cất vào rồi lắc đều.
Chưng cất amoniac: Đặt các ống Kjeldahl đã vô cơ hóa vào hệ thống chưng cất. Thời gian chưng cất một mẫu khoảng 5 phút. Thêm 2 giọt chỉ thị Tashiro vào bình hấp thụ và tiến hành chưng cất.
Chuẩn độ lượng amoniac đã hấp thụ: tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,02N. Dấu hiệu ngừng chuẩn độ là khi màu của dung dịch chuẩn độ chuyển từ màu xanh dương sang màu mận đỏ.
Tính kết quả
Hàm lượng nitơ trong mẫu thử được xác định theo công thức sau: WN (%)=( )∗ ∗
Trong đó:
WN: hàm lượng nitơ tổng số trong mẫu (%).
V1 : thể tích dung dịch HCl 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu thử(ml). Vo: thể tích dung dịch HCl 0,1N dùng để chuẩn độ mẫu trắng (ml) M : khối lượng mẫu đem phân tích (g).
C: Nồng độ HCl dung để chỉnh độ.
Hàm lượng protein thô trong mẫu thử được xác định theo công thức sau: WProtein (%)= 6,25* WN
Trong đó:
WN: hàm lượng nitơ tổng số trong mẫu (%) WProtein: hàm lượng protein thô trong mẫu (%)
4. Xác định hàm lượng lipid theo phương pháp Folch
Nguyên lý: Dùng hỗn hợp dung môi Chloroform:Methanol với tỉ lệ 2:1 để hoà tan tất cả chất béo trong mẫu, tách lớp và chiết qua phiễu lọc nhiều lần. Sau khi
làm bay hơi hết dung môi, cân chất béo còn lại và tính ra hàm lượng lipid trong 100g mẫu.
Dụng cụ và thiết bị:
Tủ hút, máy đồng hoá, máy cô quay chân không, tủ sấy chân không, bộ thổi khí N2.
Phễu chiết 250ml và 100ml, bình cầu 100ml, bình định mức 5ml, ống nghiệm có nắp 5, ống thuỷ tinh Vial cao 20ml, ống thuỷ tinh có nắp 4ml, ống xilanh 20ml, giấy lọc GF/C, giá đỡ dụng cụ chiết, pipette passture.
Hoá chất:
- BHT (Butylated hydroxy toluen), pha20µl BHT trong 1ml Chloroform. - Methanol 50% (CH3OH: H2O tỉ lệ 1:1)
- Chloroform - NaCl 0,9%.
Tiến hành:
Tách lipid từ mẫu
Cân 1g mẫu đã được trộn đều, cho vào ống thủy tinh vial cao thể tích 20ml. Cho thêm 600µl nước cất, 5ml Methanol, 10ml Chloroform và 200µl BHT. Ngâm mẫu trong dung môi khoảng 10 phút. Đồng hoá mẫu bằng máy trong 1 phút.Đổ vào ống xilanh có lót tấm giấy lọc GF/C ở dưới đáy cho dịch mẫu chảy xuống hết hoàn toàn.Cho thêm 5ml Methanol và 10ml Chloroform vào vial và đồng hóa mẫu trong 20 giây. Đổ dung dịch này vào xilanh, cho mẫu được lọc hết hoàn toàn. Sử dụng pitton xilanh để ép tống dung dịch còn lại trong xilanh xuống phễu chiết 100ml. Cho thêm 7,5ml NaCl 0,9% vào phễu chiết chứa dịch mẫu. Đảo trộn ngược phễu chiết nhiều lần và giữ mẫu ở 5oC trong khoảng 4giờ để dịch mẫu phân chia thành 2 lớp.
Chiết rút dung dịch lipid
Tách lớp dưới (chứa hàm lượng lipid hoà tan trong dung môi) cho chảy vào phễu chiết thể tích 50ml. Loại bỏ lớp dịch phía trên (chứa phần hóa hợp gồm các (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});