Flavourzyme
Tiến hành thủy phân 5 mẫu với thời gian thủy phân lần lượt là 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ theo sơ đồ hình 2.9.
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi Nitơ, hàm lượng Nitơ acid amin và Nitơ amoniac được thể hiện lần lượt ở hình 3.16, 3.17, 3.18.
55,48a 68,26b 71,79c 71,85c 70,81c 0 10 20 30 40 50 60 70 80 1 2 3 4 5 th ời gi an (gi ờ) H iệ u s u ấ t th u h ồ i n it ơ ( % )
Hình 3.16. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân của enzyme Flavourzyme đến hiệu
suất thu hồi Nitơ
(các giá trị trung bình mang kí tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa)
7,39a 7,71a 9,60b 9,60b 9,48b 0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 thời gi an (giờ) H à m l ư ợ n g n it ơ a c id a m in (g /l )
Hình 3.17. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân của enzyme Flavourzyme đến hàm
lượng Nitơ acid amin
52 0,67a 0,69 a 0,76ab 0,82b 0,93c 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1 2 3 4 5
th ời gian (giờ)
H à m l ư ợ n g n it ơ a m o n ia c ( g /l )
Hình 3.18. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân của enzyme Flavourzyme đến hàm
lượng Nitơ amoniac
(các giá trị trung bình mang kí tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa)
Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian thủy phân có ảnh hưởng đến quá trình thủy phân. Thời gian thủy phân càng dài thì hiệu suất thu hồi Nitơ càng cao, khi tăng thời gian từ 1 giờ đến 4 giờ thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng từ 55,48% đến 71,79%. Khi tiếp tục tăng thời gian lên 4 và 5 giờ thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng không đáng kể. Không có sự khác nhau có ý nghĩa thống kê về hiệu suất thu hồi Nitơ giữa các mẫu với thời gian thủy phân 3 giờ ,4 giờ và 5giờ. Đối với hàm lượng Nitơ acid amin và Nitơ amoniac cũng tăng khi tăng thời gian thủy phân.
Điều này được giải thích như sau: Khi kéo dài thời gian thủy phân thì tác dụng phân cắt mạch polypeptide thành các peptide ngắn mạch và acid amin càng triệt để. Tuy nhiên khi tăng thời gian thủy phân đến một giới hạn nào đó thì tốc độ cắt mạch của enzyme giảm, hiệu quả thủy phân không cao. Đồng thời, thời gian kéo dài sẽ làm tăng hàm lượng NH3. Từ kết quả phân tích, ta chọn thời gian thủy phân cho enzyme Flavourzyme là 3 giờ.
- Các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu và xương cá Chẽm bằng enzyme Alcalase và Flavourzyme như sau:
53 Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu: 0,5 %
Nhiệt độ thủy phân: 55oC
Thời gian thủy phân: 4 giờ
Ở giai đoạn sau thủy phân bằng enzyme Flavourzyme với chế độ:
Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu: 0,5 %
Nhiệt độ thủy phân: 50oC
Thời gian thủy phân: 3 giờ
3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN 3.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất
54
Hình 3.19. Sơ đồ quy trình sản xuất bột protein từ đầu, xương cá chẽm
Điều kiện thủy phân: - Tỷ lệ nước/ NL là 1:1
- Tỷ lệ E/NL: 0,5% - Nhiệt độ: 550C - pH tự nhiên - Thời gian: 4 giờ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Điều kiện thủy phân: - Tỷ lệ E/NL: 0,5% - Nhiệt độ: 500C - pH tự nhiên - Thời gian: 3 giờ
Lipid Đầu xương cá Chẽm xay nhỏ Thủy phân bằng enzyme Alcalase Thủy phân bằng Flavourzyme Bất hoạt enzyme Lọc Dịch lọc Ly tâm Dịch đạm thủy phân Bã lọc Cặn ly tâm Sấy phun Bột thủy phân protein
55
3.3.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất
Nguyên liệu
Đầu, xương cá chẽm tươi, có màu sắc tự nhiên, mùi tanh tự nhiên, không có mùi lạ và không có dấu hiệu bị hư hỏng.
Xử lý
Chặt đầu cá thành hai mảnh để tiện cho quá trình xay nhỏ.
Nghiền nhỏ
Nguyên liệu sau khi xử lý đem nghiền nhỏ với các mức đường kính lỗ 3mm, để tăng diện tích tiếp xúc, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn. Sau đó cho nguyên liệu vào trong túi nhựa PE để tiện cho quá trình thủy phân sau này, nếu không dùng ngay thì đem đi bảo quản ở nhiệt độ ≤-18oC cho đến khi sử dụng.
Thủy phân trong giai đoạn đầu bằng enzyme Alcalase
Nguyên liệu được cho vào cốc thủy tinh 250ml, cân khối lượng 100g, tiến hành thủy phân ở giai đoạn đầu bằng Alcalase với các thông số thích hợp: tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1, tỷ lệ enzyme/nguyên liệu 0,5%, nhiệt độ thủy phân 550C, thời gian thủy phân 4 giờ. Trong quá trình thủy phân cần khuấy đảo thường xuyên, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn. Sau đó, bất hoạt enzyme bằng thiết bị ổn nhiệt ở 90oC trong vòng 15 phút.
Thủy phân ở giai đoạn sau bằng Flavourzyme
Sau khi thủy phân bằng enzyme Alcalase, tiếp tục thủy phân bằng enzyme Flavourzyme.
Tỷ lệ enzyme/nguyên liệu 0,5%, nhiệt độ thủy phân 500C, thời gian thủy phân 3 giờ). Tiến hành khuấy đảo thường xuyên, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn.
Bất hoạt enzyme Flavouzyme
Bất hoạt trực tiếp bằng thiết bị ổn nhiệt ở 90oC trong vòng 15 phút nhằm tiêu diệt vi sinh vật gây thối rữa, bất hoạt enzyme, làm đông tụ protein để dễ dàng cho công đoạn sau.
56
Lọc
Lọc tách xương qua rây lọc, thu dịch và dầu đem đi ly tâm.
Ly tâm
Tiến hành ly tâm hỗn hợp thu được trong thời gian 30 phút, tốc độ ly tâm 5000 vòng/phút. Ly tâm xong ta thu được 3 phần:
- Dịch thủy phân
- Dầu
- Cặn ly tâm
Sấy phun
Sấy phun dịch sau khi thủy phân đã được phối trộn với tỷ lệ maltodextrin 10%, nhiệt độ sấy 1350C, tốc độ bơm 12ml/phút, áp suất khí nén 0,5 bar.
Bột thủy phân protein
Bột protein được bao gói hút chân không trong bao bì PA, bảo quản ở nhiệt độ 0-100C
3.4 Sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xương cá chẽm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.4.1 Các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân và hiệu suất thu hồi sản
phẩm phân theo quy trinh đề xuất
Sản xuất sản phẩm thủy phân theo quy trình đề xuất với các thông số thích hợp, ta thu được như sau:
Nguyên liệu Thủy phân Bột thủy phân protein Bột khoáng Lipid Bột protein không tan
57
Bảng 3.2. Các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân và hiệu suất thu hồi sản
phẩm
Sản phẩm Khối lượng tính cho 1kg nguyên liệu đem đi thủy phân(g)
Bột thủy phân protein 73
Lipid 85,5
Bột protein không tan 42,5
Bột khoáng 118
Hình 20. Dầu cá chẽm thu được Hình 21. Bột khoáng
58
3.4.2 kết quả đánh giá chất lượng của sản phẩm thủy phân theo quy trình đề
xuất
3.4.2.1. Chất lượng cảm quan của dịch thủy phân
Chất lượng cảm quan của dịch đạm thủy phân từ đầu, xương cá Chẽm được thể hiện ở bảng 3.2
Bảng 3.3 . Chất lượng cảm quan của dịch đạm thủy phân
Chỉ tiêu Đánh giá
Màu Vàng hơi cam
Mùi Thơm đặc trưng
Vị Có vị đặc trưng, không đắng Trạng thái Dịch lỏng
Hình 3.24 Dịch thủy phân từ đầu, xương cá Chẽm
3.4.1.2. Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học của dịch đạm thủy phân
Các chỉ tiêu hóa học của dịch đạm thủy phân được thể hiện ở bảng 3.3
Bảng 3.4. Thành phần hóa học của sản phẩm dịch đạm thủy phân
Hàm lượng Nts (g/l) Hàm lượng NNH3 (g/l) Hàm lượng Na.a (g/l) Tỉ lệ Na.a/ Nts (%) 14,41 0,76 9,60 66,62
59
Nhận xét:Kết quả xác định thành phần hóa học của dịch đạm thủy phân cho thấy hàm lượng nitơ tổng số trong dịch đạm thủy phân cao 14,41(g/l), hàm lượng nitơ acid amin trong dịch đạm thủy phân khá cao 9,60 (g/l) và hàm lượng nitơ amoniac thấp 0,76 (g/l) và tỉ lệ Naa/Nts khá cao 66,62(%). Do đó, có thể ứng dụng nó trong nhiều ngành khác nhau, đặc biệt là ngành công nghệ thực phẩm. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
3.4.3. Kết quả đánh giá chất lượng bột đạm thủy phân
Tiến hành sản xuất bột thủy phân protein theo quy trình đã đề xuất.
3.4.3.1. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm bột thủy phân protein
Chất lượng cảm quan của bột thủy phân protein từ đầu, xương cá Chẽm được thể hiện ở bảng 3.5.
Bảng 3.5 . Chất lượng cảm quan của sản phẩm bột thủy phân protein
Chỉ tiêu Đánh giá
Màu Trắng hơi ngà
Mùi Thơm đặc trưng
Vị Ngọt của đạm
Trạng thái Bột mịn khô không vón cục
60
3.4.3.2. Kết quả xác định thành phần hóa học của sản phẩm bột protein
Các thành phần hóa học của bột protein được thể hiện ở bảng 3.6
Bảng 3.6. Thành phần hóa học của sản phẩm bột thủy phân protein
STT Thành phần Đơn vị Kết quả
1 Protein % 68,2
2 Lipid % 3,1
3 Độ ẩm % 8,6
4 Tro % 9,09
Kết luận: kết quả xác định thành phần hóa học của bột đạm thủy phân cho thấy tỉ lệ protein : chiếm 68,2%, lipid :3,1%, độ ẩm: 8,6 %, tro: 9,09%. Tỉ lệ protein trong bột đạm thủy phân khá cao, nên có thể dùng trong nhiều ngành công nghiệp như công nghệ thực phẩm, vv…
3.4.4. Kết quả xác định thành phần acid amin của sản phẩm bột protein được sản xuất theo quy trình đề xuất sản xuất theo quy trình đề xuất
61
Bảng 3.7. Thành phần acid amin của bột nêm được sản xuất theo quy trình đề xuất
STT Tên acid amin Hàm lượng (g/100g chất khô)
1 Methionine* 2,45 2 Phenylalanin* 2,58 3 Lysine* 1,75 4 Valine* 1,21 5 Leucine* 1,72 6 Isoleucine* 2,28 7 Threonine* 2,45 8 4- Hydroxyproline 1,43 9 Glycine 1,37 10 Serine 0,81 11 Proline 0,94 12 Asparagine 1,22 13 Alanine 1,51 14 Tyrosine 1,77 15 Glutamine 1,71 16 Histidine 4,25 17 Hly 2,48 Tổng AA 31,93
62
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 1. KẾT LUẬN
Qua kết quả nghiên cứu, tôi rút ra được một số kết luận như sau:
- Thành phần hóa học của đầu và xương cá Chẽm: nước 61,26%, protein 17,42%, lipid 8,43%, khoáng 10,37%.
- Các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu và xương cá Chẽm bằng enzyme Alcalase và enzyme Flavourzyme như sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giai đoạn đầu thủy phân bằng enzyme Alcalase:
Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu: 0,5 %
Nhiệt độ thủy phân: 55oC
Thời gian thủy phân: 4 giờ
Giai đoạn sau thủy phân bằng enzyme Flavourzyme:
Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu: 0,5 %
Nhiệt độ thủy phân: 50oC
Thời gian thủy phân: 3 giờ
Đã xây dựng được qui trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu và xương cá Chẽm bằng enzyme Alcalase và Flavourzyme và đánh giá chất lượng sản phẩm thủy phân.
Chất lượng dịch thủy phân: Hàm lượng Nitơ tổng số cao (14,41 g/l), hàm lượng Nitơ acid amin cao (9,6 g/l), đồng thời hàm lượng Nitơ ammoniac thấp (0,76 g/l).
Các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân (khối lượng tính cho 1kg nguyên liệu đem đi thủy phân):
Bột thủy phân protein:73 (g)
Lipid :85,5(g)
Bột protein không tan: 42,5 (g)
Bột khoáng: 118 (g)
Chất lượng bột thủy phân protein:
Tổng acid amin: 31,93 (g/100g bột thủy phân protein )
63
Acid amin thay thế: 17,49 (g/100g bột thủy phân protein) Bột đạm thủy phân protein có chất lượng cao.
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
Đây là bước đầu nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân protein nên cần tiếp tục các nghiên cứu sau:
Cần tối ưu hóa cho quá trình thủy phân đầu và xương cá Chẽm bằng enzyme Alcalase và Flavourzyme.
Cần nghiên cứu hướng ứng dụng cho các sản phẩm từ quá trình thủy phân:
- Bột thủy phân protein: dùng để sản xuất bột dinh dưỡng, bổ xung vào thức ăn cho tôm,…
- Lipid : có thể tinh chế làm dầu omega 3.
- Bột protein không tan và bột khoáng: bổ sung vào thức ăn chăn nuôi.
Vì thời gian không cho phép nên tôi đã kế thừa chế độ sấy phun của các công trình nghiên cứu trước. Do đó, cần nghiên cứu chế độ sấy phun thích hợp để sản phẩm có chất lượng tốt hơn.
64
TÀI LIỆU THAM KHẢO
I. TIẾNG VIỆT (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1. Vũ Ngọc Bội (2004), Nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng enzyme protease từ B.subtilis S5, Luận án tiến sĩ sinh học, Trường Đại học khoa học Tự nhiên T.p Hồ Chí Minh, Đại học Quốc gia T.p Hồ Chí Minh.
2. Huỳnh Dự(2010), Nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme protease và thử nghiệm bổ sung dịch thủy phân vào thức ăn nuôi cá, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang .
3. Lâm Tuyết Hận (2008), Nghiên cứu thu chế phẩm enzyme protease từ nội tạng cá chẽm và ứng dụng sản xuất bột cá thực phẩm, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang.
4. Hiệp Hội Chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam, Thống kê xuất khẩu thủy sản Việt Nam giai đoạn 1998 – 2008, Trung Tâm đào đạo và xúc tiến thương mại Vasep.
5. Nguyễn Thị Ngọc Hoài (2012), Nghiên cứu thu hồi và đặc trưng hóa tính chất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang.
6. Nguyễn Thị Mỹ Hương (2011),Sử dụng sản phẩm thuỷ phân protein từ đầu cá ngừ trong thức ăn cho tôm,Tạp chí khoa học công nghệ thuỷ sản - Đại học Nha Trang, 1: 99-108.
7. Nguyễn Thị Mỹ Hương (2012), Sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá Ngừ vây vàng bằng protease thương mại,Tạp chí Khoa học – Công nghệ Thủy sản, số 2/2012, 25-30.
8. Trần Thị Luyến, Đỗ Minh Phụng (1996), Công nghệ chế biến bột cá-dầu cá, Trường Đại học thủy sản Nha Trang.
9. Nguyễn Đức Lượng và cộng sự (2004), Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh.
10. Trần Thị Hồng Nghi, Lê Thanh Hùng, Trương Quang Bình (2011), Nghiên cứu ứng dụng ezyme protease từ vi khuẩn (Bacillus subtilis) đển thủy phân phụ phẩm cá
65
tra, Khoa thủy sản, Trường Đại học Nông Lâm thành phố HồChí Minh, trang 448 và 457.
11. Đỗ Văn Ninh (2004), Nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng protease nội tạng cá, mực và thử nghiệm sản xuất sản phẩm mới từ protein được thủy phân, Luận án tiến sỹ, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang
12. Phạm Thị Đan Phượng (2012), Nghiên cứu thu nhận bột đạm giàu carotenoid từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp xử lí kết hợp hai enzyme protease, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Nha Trang.
13. Kỹ thuật ương nuôi cá Chẽm, Chi cục nuôi trồng Thủy sản Bình Định
14. Vũ Hồng Thiên, Bùi Thị Hồng Khanh, Nguyễn Thị Lan Chi (2009), Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bột canxi thực phẩm từ phụ phẩm xương cá Tra, Đề tài cấp bộ, Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn.
15. Trung tâm thông tin KHKT và kinh tế thủy sản (2005), Phần mềm tra cứu một số loài cá biển thường gặp ở Việt Nam.
II. TIẾNG ANH
16. Guerard, F., Guimas, L., Binet, A. (2002), Production of tuna waste hydrolysates by a commercial neutral protease preparation, Journal of Molecular Catalysis B: Enzymatic 19 – 20, pp.489 – 498.
17. Herpandi, H. N., Rosma. A., Wan Nadiah W. A.(2012), Degree of hydrolysis and free tryptophan content of Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis) protein hydrolysates produced with different type of industrial proteases, International Food Research Journal 19 (3): 863-867.
18. Ho,T. (2009)., Feed attractants for Juvenile chinook salmon (oncorhynchus tshawytscha) Prepared from hydrolysates of Pacific hake (merluccius productus), Master of science, The university of Bristish columbia.
19. John, R., Alphon, G. J., Dominic, W. S.(2003), Handbook of food enzymology, Marcer Dekker, Inc, New York.
66
20. Liaset, B., Nortvedt, R., Lied, E., Espe, M (2002)., Studies on the nitrogen recovery in enzymatic hydrolysis of Atlantic salmon (Salmo salar, L.) frames by Protamex TM protease, Process Biochemistry. 37: 1263-1269.
21. Lian, P.Z., Lee, C.M., Park, E. (2005), Characterization of Squid – processing By product Hydrolysate and Its Potential as Aquaculture Feed Ingredient, J.Agric. Food Chem 53 (14), pp.5587 – 5592.
22. Luan, L.,Li-jiao, C. (2009), Two-step Enzymolysis Technology of Hard Clam (Meretrix meretrix L.) Meat with Compound Proteases, TS254.1 A 1002-6630: 158. 23. Motamedzadegan, A., Davarniam, B., Asadi, G., Abedian, A., Ovissipour, M.(2010) ,Optimization of enzymatic hydrolysis of yellowfin tuna Thunnus albacares viscera using Neutrase, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Int Aquat Res 2: 173-181.
24. Nilsang, S., Lertsiri, S., Suphantharika, M., Assavaning, A. (2004), Food