Feed conversion ratio ( FCR):
2.3.8. Phương pháp xác định thành phần axit amin
V m C C = O ×
Trong đó : - C là hàm lượng axit amin có trong mẫu, tính theo μg/g
- Co: Hàm lượng axit amin có trong dịch chiết tính thông qua đường chuẩn (μg/ml).
2.3.9. Phương pháp xác định độ đồng đều của cá
100
(%)= ×
x S CV
S: độ lệch chuẩn
2.3.10. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
- Số liệu thứ cấp: được thu thập từ sách báo, tài liệu tham khảo,các sách báo khoa học...
- Số liệu sơ cấp: được thu thập từ việc đo trực tiếp môi trường hằng ngày, theo dõi đo khối lượng, chiều dài, tỷ lệ sống của cá định kỳ.
- Các số liệu được xử lý theo phương pháp thống kê sinh học trên phần mềm SPSS 16.0, sử dụng phép so sánh LSD0,05 và Duncan ở mức ý nghĩa (p<0,05).
2.4. Thời gian và địa điểm nghiên cứu
2.4.1.Thời gian nghiên cứu
Đề tài thực hiện từ 25/01/2015 đến 04/06/2015
2.4.2 Địa điểm nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm trường Đại Học Mở - Hà Nội, trung tâm thực hành thuỷ sản nước mặn Trường Đại Học Vinh.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Kết quả nghiên cứu tạo chế phẩm axit amin thủy phân từ da cá tra
3.1.1. Kết quả xác định điều kiện tiền thủy phân da cá
Độ thủy phân được sử dụng để biểu thị sự cắt đứt liên kết peptide trong quá trình thủy phân (Ben-jakul và Morrissey 1997). Độ thủy phân thu được trong quá trình xác định điểm tối ưu của các thông số tiền thủy phân : nhiệt độ, pH và thời gian tiền xử lý được trình bày trong các biểu đồ 3.1; 3.2 va 3.3
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình tiền thủy phân đến độ
thủy phân sau khi đã bổ sung enzyme
Dựa và kết quả của đồ thị, chúng tôi đưa ra kết luận: khoảng tăng nhiệt độ từ 30ºC đến 70ºC cho thấy hiệu quả thủy phân gia tăng rõ rệt nhưng từ 80ºC đến 90ºC không nhận thấy sự tăng nhiệt độ làm tăng hiệu quả thủy phân. Qua đó, kết luận được rằng nhiệt độ thích hợp nhất cho quá trình xử lý hóa học bằng NaOH tiền thủy phân là 80ºC.
Hình 3.2: Sự phụ thuộc của độ thủy phân vào độ pH dịch xử lý tiền thủy phân
Thí nghiệm bố trí nhiệt độ tiền thủy phân là 80ºC trong thời gian 8h ở các mức pH khác nhau cho kết quả như sau: Khoảng tăng pH từ 7 đến 10 làm tăng rõ rệt hiệu quả thủy phân da cá nhưng sau pH 10, việc tăng pH của dịch tiền thủy phân làm giảm hiệu quả thủy phân sau khi sử dụng enzyme. Qua đó, chúng tôi kết luận khoảng pH = 10 là tối ưu cho quá trình xử lý tiền thủy phân phụ phẩm da cá tra.
Hình 3.3: Ảnh hưởng của thời gian xử lý tiền thủy phân tới hiệu quả
Dựa vào kết quả thể hiện ở biểu đồ Hình 3.3 cho thấy rằng, trong khoảng thời gian trước 10h xử lý tiền thủy phân trong điều kiện 80ºC và pH = 10 thì có sự tăng của hiệu quả thủy phân nhưng ngoài 10 tiếng xử lý tiền thủy phân thì không có sự gia tăng đáng kể của hiệu quả thủy phân phụ thuộc vào thời gian tiền xử lý. Chính vì đó, chúng tôi kết luận thời gian tiền xử lý bằng NaOH trong điều kiệu bổ sung đủ pH = 10 và nhiệt độ 80ºC thì thời gian tối ưu là 10 tiếng.
3.1.2. Xác định điều kiện thủy phân phụ phẩm da cá tra
3.1.2.1. Kết quả xác định yếu tố pH thích hợp cho quá trình thủy phân da cá tra
Trong cùng một điều kiện về nhiệt độ, nguồn mẫu da cá tra đã qua tiền xử lý, cùng một lượng enzyme bổ sung như nhau và trong cùng một thời gian thủy phân, thì yếu tố pH là yếu tố ảnh hưởng duy nhất còn lại đối với sự khác biệt của các kết quả thí nghiệm. Chúng tôi tiến hành nghiên cứu ở 7 mức pH xung quanh khoảng pH = 7 ( thường được khuyến cáo là tối ưu cho hầu hết các enzyme hoạt động) để xác định xem pH nào là tối ưu nhất cho enzyme Gelatinase tái tổ hợp hoạt động. Kết quả thí nghiệm đánh giá dựa trên độ thủy phân được trình bày ở biểu đồ hình 3.4.
Hình 3.4: Ảnh hưởng của pH đến hoạt động của enzyme gelatinase
Dựa vào kết quả được thể hiện trong biểu đồ Hình 3.4, thấy rằng, hoạt động của enzyme gelatinase bị ảnh hưởng rõ rệt bởi nhiệt độ. Chúng tôi nhận thấy rằng, việc tăng hay giảm pH ngoài điểm pH = 7,5 đều làm giảm mạnh khả năng hoạt động của enzyme thể hiện qua việc làm giảm độ thủy phân. Qua đó, chúng tôi kết luận rằng, pH thích hợp nhất cho hoạt động của enzyme gelatinase tái tổ hợp thủy phân phụ phẩm chế biến cá tra đã qua tiền xử lý là pH = 7,5.
3.1.2.2. Kết quả xác định yếu tố nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân da cá tra
Trong nghiên cứu, khi ứng dụng enzyme gelatinase tái tổ hợp vào thủy phân phụ phẩm chế biến cá tra ( đã qua xử lý tiền thủy phân ) thì yếu tố nhiệt độ thủy phân là một yếu tố cực kỳ quan trọng vì nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt độ của enzyme. Nhiệt độ quá thấp sẽ dẫn đến kìm hãm hoạt động của enzyme dẫn đến giảm hiệu quả thủy phân, trong khi nhiệt độ quá cao sẽ gây biến tính và mất hoạt tính của enzyme, cả 2 trường hợp đều gây thiệt hại cho quá trình thủy phân.p
Kết quả thí nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân da cá tra của enzyme gelatinase được thể hiện bằng độ thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau. Kết quả được thể hiện trong hình 3.5.
Hình 3.5: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu quả thủy phân da cá tra của enzyme gelatinase tái tổ hợp.
Dựa vào kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đối với khả năng thủy phân da cá tra của enzyme gelatinase chúng tôi thấy rằng:
Trong khoảng nhiệt độ từ 30 ºC đến 40 ºC các nhiệt độ gần nhau không có sự sai khác quá lớn đối với hiệu quả thủy phân của enzyme gelatinase. Điều này cũng có nghĩa là trong khoảng nhiệt độ 30 ºC đến 40 ºC nằm trong khoảng nhiệt độ hoạt động của enzyme gelatinase tái tổ hợp.
Dựa vào kết quả nghiên cứu theo đồ thị Hình 3.5, chúng tôi nhận thấy rằng, tại nhiệt độ thí nghiệm là 35 ºC độ thủy phân cao nhất ( 29,7%) hay nói cách khác đó là nhiệt độ 35 ºC là nhiệt độ thích hợp nhất cho hoạt động của enzyme gelatinase tái tổ hợp.
3.1.2.3. Kết quả xác định yếu tố thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân da cá tra
Việc kết thúc quá trình thủy phân sớm hay muộn hơn điểm tối ưu đều làm giảm hiệu quả kinh tế cho quá trình sản xuất. Nếu trong quá trình sản xuất, chúng ta kết thúc sớm quá trình thủy phân do xác định sai điểm tối ưu sẽ khiến lãng phí hiệu quả của enzyme, gây tốn kém do giá thành sản xuất enzyme rất cao. Còn trong trường hợp quá trình thủy phân diễn ra quá dài sẽ khiến tốn kém do vận hành thiết bị và quá trình thủy phân diễn ra dài quá còn có thể gây biến tính aa sau thủy phân. Kết quả quá trình nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu quả thủy phân da cá tra bằng enzyme gelatinase (1000U/mg), độ tinh sạch 90% thể hiện qua độ thủy phân của sản phẩm sau thủy phân, được thể hiện trong hình 3.6.
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân da cá tra sử dụng
Hình 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân
Dựa vào kết quả nghiên cứu thể hiện ở Hình 3.6 chúng tôi rút ra kết luận: Trong khoảng tăng thời gian từ 1 giờ thủy phân đến 4 giờ thủy phân thì độ thủy phân tăng lên nhanh và thực sự khác biệt rõ rệt. Nhưng đến thời khoảng thời gian ngoài 4 giờ thủy phân thì hiệu quả thủy phân tăng lên không đáng kể. Điều đó chứng tỏ rằng, thời gian 4 giờ là thời gian thích hợp nhất để thủy phân da cá tra sử dụng enzyme gelatinase.
3.1.3. Xác định thành phần axit amin trong dịch thủy phân da cá tra và thức ăn thí nghiệmthức ăn thí nghiệmthức ăn thí nghiệm thức ăn thí nghiệm
Sau khi tìm được các điều kiện tối ưu cho quá trình xử lý mẫu phân tích axit amin trong mẫu thức ăn. Đánh giá thống kê quy trình phân tích axit amin đều đạt trong giới hạn cho phép, tôi tiến hành áp dụng phân tích mẫu thực tế gồm 2 mẫu: thức ăn HI-PO 7702 và dịch thủy phân.
Bảng 3.1. Hàm lượng axit amin thủy phân trong thức ăn thí nghiệm và
dịch thủy phân (µg/ml)
TT Axit amin Thức ăn
HI-PO 7702 Da cá 1 Threonine KPH KPH 2 Valine KPH 60,205 3 Methionine 103,610 90,600 4 Isoleucine KPH 165,710 5 Leucine 54,870 449,400 6 Phenylalanine 629,630 330,309 7 Lysine 2388,110 274,401 8 Histidine 1635,595 1085,915
Tổng axit amin thiết yếu 4811,815 2456,54
9 Asparagine 452,351 54,450 10 Glutamine KPH KPH 11 Serine KPH KPH 12 Glycine KPH KPH 13 Cystenie 1911,465 889,812 14 Alanine Ít KPH 15 Arginine KPH KPH 16 Tyrosine 153,010 155,725 17 Proline 4086,031 3650,410
Tổng axit amin không thiết yếu 6602,857 4750,397
Tổng 11414,672 7206,937
Bảng 3.2. Thành phần axit amin trong Gelatin thủy phân từ da cá tra
Thành phần axit amin
Số g axit amin trong 100 g gelatin bột thủy phân từ da cá tra
Glycine 14,65 Proline 9,28 Hydroproline 6,27 Histidin 2.94 Isoleucine 1,87 Leucine 2,15 Lysin 1,32 Methionine 3,22 Phenylalanine 2,67 Tyrosine 1,13 Arginine 1,41 Threonine 2,46 Tổng số 44,28
Kết quả phân tích axit amin trong da cá tra ở Bảng 3.2 cho thấy hàm lượng axit amin tổng số là 44,28g/100g sản phẩm, trong đó tổng số axit amin không thể thay thế là 11,54g/100g sản phẩm, chiếm 26,06%. Axit amin không thay thế là 32,74g/100g sản phẩm chiếm tỷ lệ 73,94% tổng lượng axit amin. Các axit amin có hàm lượng cao trong bột thủy phân là glycine, proline và hydroproline.
3.1.4. Xác định điều kiện sấy phun tạo chế phẩm3.1.4.1. Nhiệt độ không khí sấy3.1.4.1. Nhiệt độ không khí sấy3.1.4.1. Nhiệt độ không khí sấy 3.1.4.1. Nhiệt độ không khí sấy
Dịch thuỷ phân có hàm lượng chất khô là 16%, dùng PBS pha loãng thành hỗn dịch có hàm lượng chất khô là C = 8%. Cố định lượng maltodextrin là 15% so với khối lượng dịch axit amin trước khi sấy. Hàm lượng chất khô của hỗn hợp nguyên liệu đi vào thiết bị sấy phun là 19%. Trong thí nghiệm này, chúng tôi chỉ
khảo sát nhiệt độ dòng khí vào, vì nhiệt độ dòng khí ra phụ thuộc nhiều yếu tố. Tiến hành thí nghiệm với các nhiệt độ dòng khí vào lần lượt là Tv = 185; 175; 165; 155 và 1450C. Các thông số còn lại của thiết bị sấy là áp suất khí nén P = 3,5 bar; tốc độ bơm nhu động nhập liệu n = 14 v/ph, tương đương với lưu lượng dòng nhập liệu là 32,5 mL/ph. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên các Hình 3.7 và 3.8
Nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều bất lợi cho quá trình sấy dịch thủy phân. Nhiệt độ không khí sấy thấp thì độ ẩm các hạt vật liệu sấy vẫn còn khá cao, nên bám nhiều lên thành buồng sấy làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy. Nhiệt độ không khí sấy cao mặc dù đạt độ ẩm khá tốt nhưng sẽ có một ít vật liệu sấy bị cháy khét, bám lên thành, chuyển sang vàng sẫm. Qua thí nghiệm này chúng tôi chọn nhiệt độkhông khí đầu vào là Tv = 1650C, ứng với hiệu suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun là 63,5% và độ ẩm sản phẩm là 4,48%.
3.1.4.2. Tốc độ bơm nhập liệu
Tốc độ bơm nhập liệu có ảnh hưởng lớn đến lưu lượng dòng nhập liệu, năng suất thiết bị và cả nhiệt độ không khí đầu ra (Tr) . Hệ thống bơm nhập liệu là bơm nhu động, tốc độ bơm được thay đổi lần lượt v = 8, 10, 12, 14 và 16 v/ph, tương ứng với lưu lượng dòng nhập liệu là 7,5; 22,5; 27,5; 32,5 và 37,5 mL/phút. Các thông số thí nghiệm giữ không đổi là P = 3,5 bar; Tv= 1650C; C = 8%. Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên các hình 3 và 4. Tốc độ bơm nhập liệu tăng,
đồng nghĩa với thời gian lưu của vật liệu sấy trong buồng sấy giảm, do đó, hiệu quả sấy sẽ không cao. Độ ẩm sẽ tăng, phần hạt ẩm dính lại trong buồng sấy cũng tăng dẫn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm sau quá trính sấy phun giảm. Mặc dù ở tốc độ bơm là 8v/ph, kết quả thu được có cao hơn một ít, nhưng do ở điều kiện này, thiết bị làm việc kém ổn định, thời gian sấy dài, nên cuối cùng chúng tôi chọn tốc độ bơm nhập liệu là 10v/ph, tương đương với lưu lượng dòng nhập liệu là 22,5 mL/ph. Hiệu suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun đạt 73,8% và độ ẩm sản phẩm là 2,96%.
Khí nén có nhiệm vụ làm quay đầu phun sương, tạo các hạt sấy. Áp suất khí nén càng tăng thì tốc độ quay của đầu phun càng tăng. Chúng tôi tăng dần áp suất khí nén P = 3,00; 3,25; 3,50; 3,75; 4,00 và 4,25 bar, tương đương với tốc độquay của đầu phun là 17.500; 18.500; 20.000; 21.500; 23.000 và 24.000 v/ph. Các thông số khác cố định C = 8%; n = 10 v/ph; Tv = 1650C. Kết quả thí nghiệm cho thấy áp suất khí nén ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun (Hình 3.11), nhưng lại ít ảnh hưởng đến độ ẩm sản phẩm (Hình 3.12). Kết quả này hợp lý vì khi áp suất khí nén tăng thì đầu phun sẽ quay nhanh hơn, các hạt sương sẽ có kích thước nhỏ hơn, diện tích tiếp xúc với không khí nóng tăng, đồng thời hạt nhẹ và khô sẽ ít bị dính lại trên thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao hơn và độ ẩm thấp hơn. Chúng tôi cũng đã thử tăng áp suất khí nén lên 4,5 bar, nhưng ở điều kiện này hệ thống làm việc không ổn định. Áp suất khí nén được chọn là 4,25 bar, ứng với tốc độ quay đầu phun là 24.000v/ph, hiệu
suất thu hồi sản phẩm của quá trình sấy phun đạt 75,6% và độ ẩm sản phẩm là 2,79%.
3.2. Kết quả thử nghiệm bổ sung chế phẩm axit amin thủy phân vào thức ăn ương cá Hồng Mỹ giai đoạn giống.
3.2.1. Biến động các yếu tố môi trường trong quá trình thí nghiệm
Các yếu tố môi trường có vai trò quan trọng đối với sự phát triển của cá Hồng Mỹ. Trong quá trình tiến hành thí nghiệm, các yếu tố môi trường được theo dõi thường xuyên và kết quả được thể hiện ở Bảng 3.3.
Bảng 3.3. Kết quả theo dõi yếu tố môi trường nước trong giai thí nghiệm
Thời gian nuôi (ngày)
Nhiệt độ (0C) pH Độ mặn (‰) Oxy hòa tan (mg/l)
Sáng Chiều Min max Sáng Chiều
1÷7 19 ± 2,4 21 ± 2,5 7,6 8,3 22,5 ± 3,4 22,9 ± 3,8 22,5 ± 3,5 7÷14 24,43 ± 2,1 27 ± 2,1 7,9 8,3 25,2 ± 4,4 25,7 ± 4,6 25,5 ± 4,4 14÷21 23,43 ± 1,7 25,29 ± 1,7 7,9 8,3 25,9 ± 3,4 26,4 ± 3,5 26,2 ± 3,3 21÷28 23,29 ± 1,9 24,86 ± 2,1 7,8 8,3 28,7 ± 4,6 28,9 ± 4,4 28,8 ± 4,3 28÷35 20,57 ± 1,8 22 ± 1,9 7,6 8,2 26,5 ± 4,5 27,2 ± 4,7 26,8 ± 4,4 35÷42 20,86 ± 2,2 22,71 ± 2,0 7,7 8,1 19 ± 0,4 19,3 ± 0,4 19,1 ± 0,4 42÷49 24,29 ± 2,4 26,14 ± 2,4 7,9 8,3 25,2 ± 3,3 26,1 ± 2,9 25,6 ± 3,0 49÷56 23,57 ± 2,2 25,71 ± 2,2 7,8 8,2 25,9 ± 2,3 27,4 ± 2,2 26,6 ± 2,3 * pH
Yếu tố pH biến động không lớn trong thời gian thí nghiệm, pH buổi sáng dao động 7,6 - 8,1 và buổi chiều từ 7,7 - 8,3. Sự chênh lệch pH trong ngày không đáng kể. Theo Nguyễn Văn Toàn (2002) pH tốt nhấtcho ương nuôi cá Hồng Mỹ là 7,5 - 8,5, theo Boyd (1998) thì pH thích hợp trong ao nuôi cá từ 6,5÷9,0 và ở ao nước lợ thường ở mức 8,0÷9,0. So sánh kết quả thì pH trong quá trình thí