Vũ Ngọc Bội ( 2004 ) nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng enzyme protease từ B.subtilis S5. Chế phẩm protease kỹ thuật này có nhiệt độ thích hợp 55oC và pH = 6,0 có thể sử dụng để thủy phân protein cá cơm trong sản xuất nước mắm ngắn ngày.[1]
Nguyễn Thị Mỹ Hương ( 2012 ) “Nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng protease thương mại”. Kết quả cho thấy: Sản phẩm thủy phân protein đã được sản xuất từ đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme Protamex 0,5% ở nhiệt độ 45oC và pH tự nhiên trong thời gian 6 giờ với tỉ lệ nước/nguyên liệu là 1:1. Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ thủy phân và tỉ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thủy phân tăng lên cùng với sự tăng thời gian thủy phân. Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đã đạt được 30,1% và tỉ lệ thu hồi nitơ là 85,1%. Sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng có hàm lượng protein 88,2%, lipit 1,4% và tro 8,3%. Sản phẩm thủy phân protein này có hàm lượng acid amine không thay thế cao và có thể được sử dụng trong sản xuất thức ăn cho người và động vật. Dầu đầu cá ngừ thu được từ sự thủy phân giàu axít béo omega 3, đặc biệt là acid docosahexaenoic ( DHA ) và acid eicosapentaenoic ( EPA ). Các acid béo có hàm lượng cao trong dầu đầu cá ngừ là acid palmitic, acid stearic, acid oleic, DHA và EPA.[4]
Bùi Thị Thu Hiền ( 2013 ) “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sản xuất dịch đạm thủy phân giàu acid amine từ con moi ( con ruốc, tép biển ) bằng enzyme protease”. Sau quá trình nghiên cứu,Bùi Thị Thu Hiền – Chủ nhiệm đề tài cùng các cộng sự tiến hành sản xuất thử nghiệm dịch đạm thủy phân từ nguyên liệu moi quy mô phòng thí nghiệm. Kết quả sản xuất thử nghiệm cho thấy, cứ khoảng 5,5 kg nguyên liệu moi thu được 1 kg dịch đạm thủy phân có hàm lượng nito tổng số là 60%, trong đó 60% là nito acid amine.[20]
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Hình 2. 1 Cá Hồng đỏ[19] Ngành: Chordata Lớp: Actinopterygii Bộ: Perciformes Họ: Lutjanidae Giống: Lutjanus
Loài: Lutjanus erythropterus ( Bloch,1790 ) [23]
2.1.1. Nguyên liệu đầu và xương cá Hồng
Đầu và xương cá Hồng đỏ được mua ở tại công trách nhiệm hữu hạn một thành viên Danh Tuyến, số 15 đường 2/4 thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa.
Chất lượng nguyên liệu tốt: Cá có mùi tanh tự nhiên, đầu cá có màu hồng tươi, mắt cá trong. Tại công ty cá được bảo quản bằng nước đá, được xếp ngay ngắn trong các thùng xốp cách nhiệt.
Sau khi đã được cho vào các thùng xốp và được bảo quản lạnh, nguyên liệu được vận chuyển về phòng thí nghiệm. Tại đây, nguyên liệu được xay nhỏ bằng máy xay rồi cho vào các túi nhựa 0,5 kg sau đó đem đi bảo quản đông ở nhiệt độ -200C cho đến khi sử dụng làm thí nghiệm.
Hình 2. 2 Đầu và xƣơng cá Hồng
Hình 2. 3 Đầu và xƣơng cá Hồng sau khi xay
2.1.2.Enzyme flavourzyme
Flavourzyme là một protease có nguồn gốc từ chủng nấm mốc
Aspergillus oryzae của hãng Novozyme ( Đan Mạch ) được tổ chức
FAO/WHO cho phép sử dụng.
Enzyme Flavourzyme hoạt động thích hợp ở pH = 5÷7; nhiệt độ tối ưu thích hợp là khoảng 50-55oC, enzyme bị bất hoạt ở 850C trong vòng 10 phút hoặc ở 1200C trong vòng 5 giây.
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.2.1.Xác định thành phần hóa học của đầu và xương cá Hồng
2.2.1.1. Xác định thành phần hóa học của đầu cá Hồng
Thành phần hóa học của đầu cá Hồng được xác định theo sơ đồ hình 2.4 như sau:
Hình 2. 4 Sơ đồ xác định thành phần hóa học của đầu cá Hồng
Thuyết minh: Nguyên liệu đầu cá được xay nhỏ, trộn đều sau đó lấy mẫu đem đi xác định các chỉ tiêu hóa học như: Nước, protein, lipid, tro.
2.2.1.2. Xác định thành phần hóa học của xương cá Hồng
Thành phần hóa học của xương cá Hồng được xác định theo sơ đồ hình 2.5 như sau:
Hình 2. 5 Sơ đồ xác định thành phần hóa học của xƣơng cá Hồng
Thuyết minh: Nguyên liệu xương cá được xay nhỏ, trộn đều sau đó lấy mẫu đem đi xác định các chỉ tiêu hóa học như: Nước, protein, lipid, tro.
2.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định khối lượng các sản phẩm thu được từ sự thủy phân đầu và xương cá Hồng
2.2.2.1. Bố trí thí nghiệm xác định khối lượng các sản phẩm thu được từ sự thủy phân đầu cá Hồng
Đầu cá Hồng
Xay nhỏ
Xác định thành phần hóa học: Nước, protein, lipid, khoáng.
Xương cá Hồng
Xay nhỏ
Từ 1 kg đầu cá Hồng đã được xay nhỏ, đem đi thủy phân bằng enzyme Flavourzyme theo các bước như hình 2.6 dưới đây để xác định khối lượng các sản phẩm thu được sau khi thủy phân:
Hình 2. 6 Sơ đồ xác định khối lƣợng các sản phẩm thu đƣợc từ sự thủy phân đầu cá Hồng 8h H2O/NL = 1:1 E/NL=1% T0 = 500C pH tự nhiên Đầu cá Hồng xay nhỏ, cấp đông
Rã đông
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme
2h Bất hoạt enzyme Lọc 6h Dầu cá 4h Ly tâm Dịch lọc Sấy phun
Sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá Hồng
Dịch thủy phân Bã ly tâm Sấy Bột protein không tan Bột khoáng Xương Sấy Rửa Cân Cân Cân Đo thể tích
Thuyết minh quy trình
Nguyên liệu: Nguyên liệu đầu cá Hồng đã được xay nhỏ và cấp đông. Rã đông: Nguyên liệu được rã đông trong ngăn mát tủ lạnh có nhiệt độ 40C trước ngày tiến hành thí nghiệm.
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme: Đầu cá Hồng được thủy phân với tỷ lệ nước cất so với nguyên liệu là 1:1; khuấy đều cho hỗn hợp đồng nhất và để trong bể ổn nhiệt 500
C; sau khi tâm hỗn hợp đạt 500C, cho enzyme Flavourzyme với tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu là 1%, tiến hành thủy phân ở pH tự nhiên ( pH=6,5 ), nhiệt độ ở 500C, thời gian thủy phân 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ. Trong suốt quá trình thủy phân cần thường xuyên khuấy đảo ( 30 phút/lần ).
Bất hoạt enzyme: Sau khi thủy phân đạt thời gian nhất định, tiến hành bất hoạt enzyme ở 850C.
Lọc: Hỗn hợp sau khi bất hoạt enzyme được lọc qua rây thu được dịch lọc và xương.
- Xương được đem đi rửa qua nước nóng,sau đó đem đi sấy khô thu được bột khoáng rồi đem cân khối lượng.
- Dịch lọc tiếp tục đem đi ly tâm.
Ly tâm: Dịch lọc được đem đi ly tâm với tốc độ ly tâm là 3500 vòng/phút trong vòng 30 phút. Sau khi ly tâm thu được:
- Dầu cá: Đem đi xác định thể tích dầu.
- Dịch protein thủy phân: Đem đi sấy phun thu được sản phẩm thủy phân protein dạng bột.
+ Sấy phun: Dịch thủy phân được đem đi sấy phun sau khi đã bổ sung 12% maltodexxtrin. Quá trình sấy thực hiện với các thông số kỹ thuật sau:
_ Áp suất khí nén: 0.5bar. _ Nhiệt độ sấy: 1350C.
+ Sản phẩm thủy phân protein: Đem cân khối lượng,tiếp tục đem đi đóng gói trong túi PA và tiến hành hàn mí để tránh bột bị hút ẩm và bị biến đổi, sau đó bảo quản trong tủ lạnh 40C.
- Bã ly tâm: Được đem đi sấy khô ở nhiệt độ 500C, thu được bột protein không tan, sau đó đem cân khối lượng.
2.2.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định khối lượng các sản phẩm thu được từ sự thủy phân thủy phân xương cá Hồng
Từ 1kg xương cá Hồng đã được xay nhỏ, đem đi thủy phân bằng enzyme Flavourzyme theo các bước như hình 2.7 dưới đây để xác định khối lượng các sản phẩm thu được sau khi thủy phân:
Hình 2. 7 Sơ đồ đồ xác định khối lƣợng các sản phẩm thu đƣợc từ sự thủy phân xƣơng cá Hồng
Thuyết minh quy trình
8h
H2O/NL = 1:1 E/NL=1% T0 = 500C pH tự nhiên Xương cá Hồng xay nhỏ, cấp đông
Rã đông
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme
2h Bất hoạt enzyme Lọc 6h Dầu cá 4h Ly tâm Dịch lọc Sấy phun
Sản phẩm thủy phân protein từ xương cá Hồng
Dịch thủy phân Bã ly tâm Sấy Bột protein không tan Bột khoáng Xương Sấy Rửa Cân Cân Cân Đo thể tích
Nguyên liệu: Nguyên liệu xương cá Hồng đã được xay nhỏ và cấp đông.
Rã đông: Nguyên liệu được rã đông trong ngăn mát tủ lạnh có nhiệt độ 40C trước ngày tiến hành thí nghiệm.
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme: Xương cá Hồng được thủy phân với tỷ lệ nước cất so với nguyên liệu là 1:1; khuấy đều cho hỗn hợp đồng nhất và để trong bể ổn nhiệt 500
C; sau khi tâm hỗn hợp đạt 500C, cho enzyme Flavourzyme với tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu là 1%, tiến hành thủy phân ở pH tự nhiên ( pH=6,5 ), nhiệt độ ở 500C, thời gian thủy phân 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ. Trong suốt quá trình thủy phân cần thường xuyên khuấy đảo ( 30 phút/lần).
Bất hoạt enzyme: Sau khi thủy phân đạt thời gian nhất định, tiến hành bất hoạt enzyme ở 850C.
Lọc: Hỗn hợp sau khi bất hoạt enzyme được lọc qua rây thu được dịch lọc và xương.
- Xương được đem đi rửa qua nước nóng, sau đó đem đi sấy khô thu được bột khoáng rồi đem cân khối lượng.
- Dịch lọc tiếp tục đem đi ly tâm.
Ly tâm: Dịch lọc được đem đi ly tâm với tốc độ ly tâm là 3500 vòng/phút trong vòng 30 phút. Sau khi ly tâm thu được:
- Dầu cá: Đem đi xác định thể tích dầu.
- Dịch protein thủy phân: Đem đi sấy phun, thu được sản phẩm thủy phân protein dạng bột.
+ Sấy phun: Dịch thủy phân được đem đi sấy phun sau khi đã bổ sung 12% maltodexxtrin. Quá trình sấy thực hiện với các thông số kỹ thuật sau:
_ Áp suất khí nén: 0.5bar. _ Nhiệt độ sấy: 1350C.
+ Sản phẩm thủy phân protein: Đem cân khối lượng,tiếp tục đem đi đóng gói trong túi PA và tiến hành hàn mí để tránh bột bị hút ẩm và bị biến đổi, sau đó bảo quản trong tủ lạnh 40C.
- Bã ly tâm: Được đem đi sấy khô ở nhiệ độ 500C, thu được bột protein không tan, sau đó đem cân khối lượng.
2.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ đầu và xương cá Hồng
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá Hồng
Để xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá Hồng, tiến hành theo các bước như hình 2.9 dưới đây:
Hình 2. 8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng
chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá Hồng
8h
H2O/NL = 1:1 E/NL=1% T0 = 500C pH tự nhiên Đầu cá Hồng xay nhỏ, cấp đông
Rã đông
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme
2h Bất hoạt enzyme Lọc 6h 4h Ly tâm Dịch lọc Sấy phun
Sản phẩm thủy phân protein Dịch thủy phân Xương Dầu cá Bã ly tâm Xác định độ thủy phân Xác định khả năng chống oxy hóa Xác định tổng năng lực khử Xác định thành phần hóa học Xác định độ hòa tan Xác định khả năng khử gốc tự do DPPH
Thuyết minh quy trình
Nguyên liệu: Nguyên liệu đầu cá Hồng đã được xay nhỏ và cấp đông. Rã đông: Nguyên liệu được rã đông trong ngăn mát tủ lạnh có nhiệt độ 40C trước ngày tiến hành thí nghiệm.
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme: Đầu cá Hồng được thủy phân với tỷ lệ nước cất so với nguyên liệu là 1:1; khuấy đều cho hỗn hợp đồng nhất và để trong bể ổn nhiệt 500
C; sau khi tâm hỗn hợp đạt 500C, cho enzyme Flavourzyme với tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu là 1%, tiến hành thủy phân ở pH tự nhiên ( pH=6,5 ), nhiệt độ ở 500C, thời gian thủy phân 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ. Trong suốt quá trình thủy phân cần thường xuyên khuấy đảo ( 30 phút/lần).
Bất hoạt enzyme: Sau khi thủy phân đạt thời gian nhất định, tiến hành bất hoạt enzyme ở 850C.
Lọc: Hỗn hợp sau khi bất hoạt enzyme được lọc qua rây thu được dịch lọc và xương.
Ly tâm: Dịch lọc được đem đi ly tâm với tốc độ ly tâm là 3500 vòng/phút trong vòng 30 phút. Sau khi ly tâm thu được: Dầu cá, bã ly tâm, dịch thủy phân.
Từ dịch thủy phân:
- Lấy 1 ml dịch đem đi xác định độ thủy phân. - Phần dịch còn lại đem đi sấy phun
+ Sản phẩm thủy phân protein thu được đem đi xác định: _ Thành phần hóa học.
_ Độ hòa tan.
_ Khả năng chống oxy hóa, trong đó gồm có xác định khả năng khử gốc tự do DPPH và xác định tổng năng lực khử.
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ xương cá Hồng
Để xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ xương cá Hồng, tiến hành theo các bước như hình 2.9 dưới đây:
Hình 2. 9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến độ thủy phân, thành phần hóa học, độ hòa tan và khả năng
chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân protein từ xƣơng cá Hồng
Thuyết minh quy trình
8h H2O/NL = 1:1 E/NL=1% T0 = 500C pH tự nhiên Rã đông
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme
2h Bất hoạt enzyme Lọc 6h 4h Ly tâm Dịch lọc Sấy phun
Sản phẩm thủy phân protein Dịch thủy phân Xương Dầu cá Bã ly tâm Xác định độ thủy phân Xác định khả năng chống oxy hóa Xác định tổng năng lực khử Xác định thành phần hóa học Xác định độ hòa tan Xác định khả năng khử gốc tự do DPPH
Nguyên liệu: Nguyên liệu xương cá Hồng đã được xay nhỏ và cấp đông.
Rã đông: nguyên liệu được rã đông trong ngăn mát tủ lạnh có nhiệt độ 40C trước ngày tiến hành thí nghiệm.
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme: Xương cá Hồng được thủy phân với tỷ lệ nước cất so với nguyên liệu là 1:1; khuấy đều cho hỗn hợp đồng nhất và để trong bể ổn nhiệt 500
C; sau khi tâm hỗn hợp đạt 500C, cho enzyme Flavourzyme với tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu là 1%, tiến hành thủy phân ở pH tự nhiên ( pH=6,5 ), nhiệt độ ở 500C, thời gian thủy phân 2 giờ, 4 giờ, 6 giờ và 8 giờ. Trong suốt quá trình thủy phân cần thường xuyên khuấy đảo ( 30 phút/lần).
Bất hoạt enzyme: Sau khi thủy phân đạt thời gian nhất định, tiến hành bất hoạt enzyme ở 850C.
Lọc: Hỗn hợp sau khi bất hoạt enzyme được lọc qua rây thu được dịch lọc và xương.
Ly tâm: Dịch lọc được đem đi ly tâm với tốc độ ly tâm là 3500 vòng/phút trong vòng 30 phút. Sau khi ly tâm thu được: dầu cá, bã ly tâm, dịch thủy phân.
Từ dịch thủy phân:
- Lấy 1 ml dịch đem đi xác định độ thủy phân. - Phần dịch còn lại đem đi sấy phun
+ Sản phẩm thủy phân protein thu được đem đi xác định: _ Thành phần hóa học.
_ Độ hòa tan.
_ Khả năng chống oxy hóa, trong đó gồm có xác định khả năng khử gốc tự do DPPH và xác định tổng năng lực khử.
1. Xác định hàm lượng nước bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ 100-1050 C (theo TCVN 3700-90).
2. Xác định hàm lượng tro toàn phần theo phương pháp nung ở 550-6000 C (theo TCVN 5105-90).
3. Xác định hàm lượng protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl (theo