Quá trình nghiên cứu sản xuất dịch đạm thủy phân từ moi bằng enzym alcalase phối hợp với enzym bromelin thô và thử nghiệm sản xuất nước mắm được thể hiện trong sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ở hình 2.2 dưới đây:
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát
Nguyên liệu moi biển sau thu mua được vận chuyển về phòng thí nghiệm, rửa sạch và loại bỏ tạp chất chia nhỏ ra các túi PE mỗi túi 500g và bảo quản trong tủ đông nhiệt độ -18oC. Trước khi thủy phân moi được rã đông, xay nhỏ.Cân mỗi mẫu 100g moi cho vào bình tam giác 250ml tiến hành thủy phân bằng enzym Alcalase thương mại kết hợp với enzym Bromelin thô. Sau khi thủy phân đánh giá chất lượng dịch thủy phân thông qua các chỉ tiêu (tỷ lệ Naa/Nts, NNH3 và cảm quan). Để quá trình thủy phân đạt hiệu quả cao cần tối ưu hóa quá trình thủy phân với các yếu tố cần nghiên cứu tối ưu là: nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ hỗn hợp 2 enzym, và tỷ lệ nước bổ sung. Chuyển hỗn hợp sau thủy phân với các thông số đã được tối ưu hóa sang công đoạn ủ gây hương. Ở công đoạn này, nghiên cứu xác định nồng độ muối, tỷ lệ chượp cá bổ sung. Theo dõi thời gian chín của khối thủy phân, từ đó lựa chọn được chế độ ủ thích hợp. Sau khi chượp chín, hình thành mùi vị nước mắm đặc trưng đem kéo rút qua lù thu sản phẩm nước mắm moi. Đánh giá chất lượng nước mắm moi bằng cảm quan, các chỉ tiêu hóa học (Naa, Nts, Namoniac) và vi sinh vật.
2.2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân
Bố trí thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân theo phương pháp đơn yếu tố được thể hiện qua hình 2.3.
1. Xác định nhiệt độ thủy phân 2. Xác định thời gian thủy phân 3. Xác định tỉ lệ hỗn hợp 2 enzym 4. Xác định tỷ lệ nước bổ sung
Nguyên liệu moi
Xử lý sơ bộ Thủy phân Ủ gây hương Nước mắm moi 1. XĐ nồng độ muối bổ sung 2. XĐ tỷ lệ chượp cá bổ sung 3. XĐ thời gian chín của chượp
Hình 2.3. Bố trí thí nghiệm xác định các điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân moi
Thời gian thủy phân (giờ)
3 6 9 12 15 18
Moi nguyên liệu Xử lý mẫu
Thuỷ phân
Bằng enzymAlcalase phối hợp với enzym bromelin thô
Tỷ lệ 2 enzym so với nguyên liệu (%)
Lựa chọn điều kiện thủy phân thích hợp Tỷ lệ nước bổ sung (%)
60 40
20 0
Nhiệt độ thủy phân (0C)
45 50 55 60 65
0,3/10
Moi sau khi được xay nghiền nhỏ, tiến hành thủy phân với các thông số cố định như: thời gian, nhiệt độ, tỷ lệ nước, pH. Yếu tố ảnh hưởng khảo sát đầu tiên là tỷ lệ 2 enzym so với nguyên liệu. Bố trí 6 mẫu thí nghiệm với tỷ lệ alcalase/bromelin thô so với nguyên liệu (%) như sau: 0/10; 0,1/10; 0,2/10; 0,3/10; 0,4/10; 0,5/10.
Sau khi xác định ảnh hưởng của tỷ lê 2 enzym so với nguyên liệu, tiến hành bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian thủy phân. Chuẩn bị 6 mẫu thủy phân với các chế độ thời gian (giờ) là: 3; 6; 9; 12; 15; 18. Cố định các yếu tố còn lại
Tiếp theo nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân, bố trí 5 mẫu thí nghiệm thủy phân ở các nhiệt độ: 45oC, 50oC, 55oC, 60oC,65oC. Các yếu tố còn lại được cố định.
Yếu tố khảo sát cuối cùng là tỷ lệ nước bổ sung. Thủy phân 4 mẫu thí nghiệm với các điều kiện tỷ lệ nước so với nguyên liệu (%) là: 0; 20; 40; 60. Cố định các yếu tố còn lại.
Sau thời gian thủy phân tiến hành lọc thu dịch thủy phân đánh giá cảm quan và phân tích các chỉ tiêu Naa, Nts, Namoniac từ đó lựa chọn được các khoảng giá trịcủa các yếu tố tỷ lệ 2 enzym so với nguyên liệu, thời gian, nhiệt độ và hàm lượng nước bố sung có mức độ ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình thủy phân, đây sẽ là cơ sở để giải bài toán tối ưu công đoạn thủy phân.
2.2.3. Tối ưu hóa quá trình thủy phân moi bằng enzym alcalase phối hợp với enzym bromelin thô
Để tìm được thông số phù hợp với yêu cầu công nghệ, tiến hành tối ưu hóa thực nghiệm trong khoảng miền biến thiên vừa xác định được sau khi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân theo phương pháp đơn yếu tố.
Tiến hành tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp đường dốc nhất, sử dụng mô hình thiết kế nhân tố 2k
- Các yếu rổ cần tối ưu bao gồm: Nhiệt độ (oC) : X1
Thời gian (giờ): X1
Tỷ lệ enzym Alcalase so với nguyên liệu (%): X3
- Các yếu tố cố định: tỷ lệ nước bổ sung, pH - Hàm mục tiêu Y : tỷ lệ Naa/Nts → Max
Quá trình thủy phân moi thực chất là quá trình sử dụng enzym protease để cắt các liên kết peptid trong phân tử protein giải phóng acid amin, các peptid hoặc polypeptid. Do vậy, hàm mục tiêu (Y) cần đạt được sao cho hàm lượng các acid amin có trong dịch thủy phân cao nhất so với hàm lượng protein tổng số, ngoài ra cần đánh giá cảm quan. Căn cứ vào kết quả đánh giá các chỉ tiêu, rút ra được các thông số kỹ thuật tối ưu nhất cho quá trình thủy phân. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân moi bằng enzym alcalase phối hợp với enzym bromelin thô được thể hiện qua hình 2.4.
Hình 2.4. Sơ đồ bố thí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân moi
Moi nguyên liệu
Phân tích chỉ tiêu:
tỷ lệ Naa/Nts
Chọn chế độ thủy phân tối ưu nhất Rã đông
Tối ưu hóa quá trình thuỷ phân Moi
Các yếu tố tối ưu
Lọc Bã
Dịch đạm thủy phân