đạm giàu carotenoid thu nhận từ đầu tôm khi xử lý bằng phƣơng pháp kết hợp Alcalase+ Flavourzyme, so sánh với xử lý bằng đơn enzyme
Kết quả nghiên cứu ở phần trên cho thấy hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid trong chế phẩm ĐGC khi xử lý đầu tôm bằng kết hợp Alcalase+Flavourzyme. Để đánh giá ảnh hƣởng của quá trình kết hợp hai enzyme protease trong xử lý đầu tôm, so với sử dụng đơn protease đến hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC và thành phần của chế phẩm thu hồi, hiệu suất thu hồi và thành phần hóa học cơ bản của chế phẩm ĐGC thu nhận từ đầu tôm khi xử lý bằng phƣơng pháp kết hợp hai enzyme so với xử lý enzyme đơn đƣợc xác định và trình bày ở phần sau.
3.2.3.1. Đánh giá hiệu suất thu hồi chế phẩm đạm giàu carotenoid thu nhận từ đầu tôm khi xử lý bằng phương pháp kết hợp Alcalase+Flavourzyme so sánh với xử lý bằng đơn enzyme
Để đánh giá hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC thu nhận từ đầu tôm khi xử lý bằng phƣơng pháp kết hợp Alcalase+Flavourzyme so sánh với xử lý bằng enzyme đơn, đầu tôm đƣợc xử lý bằng Alcalase+Flavourzyme với điều kiện nhƣ đã nghiên cứu ở trên: nhiệt độ 55oC, pH tự nhiên, xử lý bằng Alcalase trƣớc: tỷ lệ Alcalase/đầu tôm là 0,2%, 2 giờ; sau khi bất hoạt enzyme Alcalase, tiếp tục xử lý bằng enzyme Flavourzyme: tỷ lệ Flavourzyme/đầu tôm là 0,1%, 1 giờ.
Đối với xử lý bằng enzyme đơn: Alcalase 0,2%, thời gian 8 giờ, nhiệt độ 55oC; Flavourzyme 0,1%, thời gian 6 giờ, nhiệt độ 55oC (điều kiện xử lý của từng protease đơn (Alcalase hoặc Flavourzyme) đƣợc tham khảo theo kết quả nghiên cứu trƣớc của Trang Sĩ Trung [12, 63].
Mẫu đối chứng: không xử lý bằng enzyme, thủy phân trong nƣớc ở nhiệt độ 55oC trong 3 giờ (điều kiện xử lý nhƣ mẫu xử lý kết hợp hai enzyme protease).
Kết quả về hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC của từng phƣơng thức xử lý đƣợc xác định và trình bày ở Hình 3.5.
Kết quả Hình 3.5 cho thấy, khi sử dụng enzyme đơn hoặc Alcalase hoặc Flavourzyme để xử lý đầu tôm thì hiệu suất thu hồi ĐGC vẫn cao hơn so với mẫu đối chứng, thấp nhất là 12,7%. Đặc biệt, khi xử lý kết hợp Alcalase và Flavourzyme cho hiệu suất cao nhất là 20,5%, cao hơn rất nhiều so với các mẫu thí nghiệm còn lại (p<0,05). Vì vậy, kết hợp Alcalase với Flavouryzme chứng tỏ là phƣơng pháp thích hợp để xử lý đầu tôm thu hồi chế phẩm ĐGC. Khi thủy phân một enzyme protease, hiệu suất thƣờng đạt không cao do enzyme đó chỉ mang một trong hai đặc tính hoặc là exoprotease chủ yếu hoặc là endoprotease chủ yếu, chất lƣợng sản phẩm thủy phân cũng thấp (Villanueva và cộng sự, 1999; Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2007) [14, 65].
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
Đối chứng Alcalase Flavourzyme Alcalase+Flavourzyme
Phƣơng pháp xử lý H iệu su ất t hu hồ i ( %)
Hình 3.5. Hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC từ đầu tôm đối với các phƣơng pháp xử lý khác nhau
Các giá trị trung bình của cột có các ký tự (a, b, c, d) khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
3.2.3.2. Ảnh hưởng của phương pháp xử lý đến chất lượng cảm quan và thành phần hóa học cơ bản của chế phẩm ĐGC thu nhận từ đầu tôm
Chế phẩm ĐGC thu nhận bằng các phƣơng pháp xử lý khác nhau (không sử dụng enzyme, sử dụng đơn enzyme protease (xử lý bằng Alcalase hoặc Flavourzyme) và kết hợp hai enzyme protease (Alcalase+Flavourzyme)) đƣợc đánh giá chất lƣợng cảm quan và xác định các thành phần hóa học cơ bản. Kết quả cảm quan của chế phẩm
a
c
b
ĐGC đƣợc trình bày ở Bảng 3.2. Hàm lƣợng protein, hàm lƣợng carotenoid, hàm lƣợng khoáng, hàm lƣợng lipid và hàm lƣợng chitin của các mẫu chế phẩm ĐGC đƣợc xác định và trình bày ở các Hình 3.6; 3.7; 3.8; 3.9; 3.10.
Bảng 3.2. Đánh giá cảm quan của chế phẩm ĐGC thu nhận từ đầu tôm
Phƣơng pháp xử lý Chỉ tiêu cảm quan
Màu sắc Mùi vị Trạng thái
Đối chứng Màu nhạt Mùi khó chịu, hơi hôi Không đồng đều Thủy phân bằng
Alcalase
Màu đỏ cam Mùi thơm nhẹ, có vị đắng
Đồng đều Thủy phân bằng
Flavourzyme
Màu đỏ cam
nhạt của tôm, không đắng, Mùi thơm đặc trƣng có vị ngọt
Đồng đều
Thủy phân bằng Alcalase + Flavourzyme
Màu đỏ cam Mùi thơm đặc trƣng, vị
đắng rất nhẹ Đồng đều Kết quả đánh giá cảm quan của chế phẩm ĐGC ở Bảng 3.2 cho thấy khi thủy phân bằng Alcalase ta thu đƣợc chế phẩm ĐGC có màu đỏ cam đẹp nhƣng có ít có mùi thơm đặc trƣng của tôm rất nhẹ, vị lại hơi đắng. Việc sử dụng Alcalase gây ra vị đắng của sản phẩm thủy phân cũng đƣợc ghi nhận bởi nghiên cứu của Seo và cộng sự [55]. So với kết quả cảm quan của chế phẩm ĐGC đƣợc thủy phân bằng Flavourzyme thì chất lƣợng cảm quan về màu sắc thì không đẹp bằng nhƣng lại có mùi thơm đặc trƣng của tôm và vị không đắng. Đối với mẫu đối chứng không sử dụng enzyme để thủy phân thì khả năng thu nhận chế phẩm ĐGC thấp, màu nhạt, mùi hơi hôi.
Mục đích đề tài cần nghiên cứu thu hồi chế phẩm không những có hàm lƣợng protein và carotenoid cao mà còn cần quan tâm đến làm thế nào có đƣợc sản phẩm thu hồi có hƣơng mùi và vị thơm ngon đặc trƣng của tôm để ứng dụng trong chế biến bột nêm tôm. Do vậy, với ƣu điểm về hƣơng vị của chế phẩm ĐGC đƣợc thu hồi nhờ sự thủy phân bằng Flavourzyme cũng rất quan trọng. Bởi vì, bản chất chủ yếu của Flavourzyme có khả năng cắt hai đầu tận cùng của chuỗi polypeptide, một đầu có nhóm carboxyl và một đầu có nhóm amin (Whitaker và cộng sự, 2003) [67], cho ra các các amino acid tạo hƣơng vị đặc trƣng.
Nhƣ vậy, để làm tăng ƣu điểm và làm giảm nhƣợc điểm của từng enzyme nêu trên, kết quả cho thấy cần nghiên cứu kết hợp hai enzyme Alcalase và Flavourzyme để thủy phân thu hồi ĐGC. Kết quả cảm quan của chế phẩm ĐGC thu nhận bằng phƣơng
pháp xử lý kết hợp Alcalase và Flavourzyme cho màu đỏ cam, mùi thơm đặc trƣng và vị đắng rất nhẹ, thể hiện sự ƣu việt không những về chất lƣợng cảm quan mà còn có hiệu suất thu hồi ĐGC cao nhất, trong đó hàm lƣợng protein và carotenoid của chế phẩm ĐGC thu đƣợc cao nhất (Hình 3.6, 3.7), hàm lƣợng chitin có trong chế phẩm ĐGC thấp nhất (3.10) và có hàm lƣợng lipid và khoáng không khác biệt đáng kể (Hình 3.8, Hình 3.9).
Hình 3.6. Hàm lƣợng protein của chế phẩm ĐGC khi xử lý bằng Alcalase+Flavourzyme kết hợp so với xử lý bằng protease đơn
Các giá trị trung bình của cột có các ký tự (a, b, c) khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Kết quả cho thấy khi xử lý kết hợp Alcalase với Flavourzyme thì hàm lƣợng protein chứa trong chế phẩm ĐGC cao hơn so với dùng protease đơn (Hình 3.6). Kết quả này là do việc kết hợp hai protease có bản chất endoprotease và exoprotease, đã làm tăng hiệu quả quá trình tách chiết protein khỏi đầu tôm, dẫn đến tăng hàm lƣợng protein trong chế phẩm ĐGC (Je và cộng sự, 2009; Vioque và cộng sự, 1999) [34, 66]. Bên cạnh đó, kết quả cũng cho thấy hàm lƣợng carotenoid trong chế phẩm ĐGC cũng tăng hơn so với xử lý bằng enzyme đơn (Hình 3.7). Sự tăng lên của carotenoid là do quá trình thu nhận hỗn hợp protein và carotenoid đƣợc tăng lên khi kết hợp hai protease để thủy phân đầu tôm (Armenta và Guerrero-Legarreta, 2009) [17].
a
b b
Hình 3.7. Hàm lƣợng carotenoid của chế phẩm ĐGC khi xử lý bằng Alcalase+Flavourzyme kết hợp so với xử lý bằng protease đơn
Các giá trị trung bình của cột có các ký tự (a, b, c) khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Kết quả xác định hàm lƣợng khoáng của chế phẩm ĐGC đƣợc xử lý bằng các phƣơng pháp khác nhau đƣợc trình bày ở Hình 3.8.
Ngƣợc với các kết quả về hàm lƣợng protein và carotenoid (Hình 3.6, Hình 3.7), kết quả Hình 3.8 cho thấy trong chế phẩm ĐGC thu từ mẫu đối chứng có hàm lƣợng khoáng cao nhất đạt khoảng 20,5% (p<0,05), trong khi hàm lƣợng khoáng trong các chế phẩm ĐGC của mẫu xử lý bằng enzyme đơn Alcalase hoặc Flavourzyme hoặc Alcalase+Flavourzyme kết hợp lại có giá trị thấp, và tƣơng đƣơng nhau, khác biệt không có ý nghĩa thống kê (p>0,05). Hàm lƣợng khoáng trong chế phẩm protein thu nhận từ mẫu đối chứng cao có thể do quá trình tách khoáng do quá trình tự phân, dẫn đến lƣợng khoáng trong vỏ đầu đi vào trong chế phẩm protein.
a
b
b
Hình 3.8. Hàm lƣợng khoáng của chế phẩm ĐGC khi xử lý bằng Alcalase+Flavourzyme kết hợp so với xử lý bằng protease đơn
Các giá trị trung bình của cột có các ký tự (a, b) khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
Hình 3.9. Hàm lƣợng lipid của chế phẩm ĐGC khi xử lý bằng Alcalase+Flavourzyme kết hợp so với xử lý bằng protease đơn
Các giá trị trung bình của cột có các ký tự (a, b) khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).
b
a a a
a a
Ngoài các thành phần quan trọng cần thu hồi là protein, carotenoid và khoáng chất thì đầu tôm còn chứa một lƣợng lipid đáng kể (14,3%, Bảng 3.1) nên trong quá trình thủy phân thu nhận chế phẩm ĐGC thì một phần lipid sẽ đi theo chế phẩm. Lipid đóng vai trò quan trọng trong chế biến thực phẩm và dinh dƣỡng, tùy theo thành phần lipid mà cần có biện pháp bảo quản, chế biến và sử dụng phù hợp. Hàm lƣợng lipid trong chế phẩm ĐGC thu nhận từ đầu tôm đƣợc xác định và trình bày ở Hình 3.9.
Kết quả Hình 3.9 cho thấy lƣợng lipid của các chế phẩm ĐGC đƣợc thu nhận bằng các phƣơng pháp xử lý khác nhau lại có hàm lƣợng lipid tƣơng đƣơng nhau không khác biệt về ý nghĩa thống kê. Trong đó hàm lƣợng lipid của chế phẩm ĐGC thu từ phƣơng pháp xử lý bằng Flavourzyme có giá trị thấp nhất là 13,6%, cho thấy Flavourzyme có khả năng vừa cắt các liên kết peptid ở hai đầu nhóm carboxyl và amino là chủ yếu, enzyme này còn có chức năng cắt các liên kết bên trong của chuỗi peptid nhanh chóng tạo nên các mạch protein có phân tử lƣợng thấp, có thể lipid liên kết ester trong phức carotenoprotein dễ dàng tiếp xúc với oxy không khí nên bị oxy hóa một phần.
Chitin trong đầu tôm liên kết chặt chẽ với protein, gây khó khăn cho quá trình phân riêng chitin và protein. Khi xử lý tách protein khỏi chitin thì thƣờng có một lƣợng nhỏ chitin tách cùng với protein. Hàm lƣợng chitin trong chế phẩm ĐGC đƣợc xác định và trình bày ở Hình 3.10.
Kết quả Hình 3.10 cho thấy hàm lƣợng chitin trong chế phẩm ĐGC đối với phƣơng pháp xử lý bằng enzyme đơn thì không khác nhau về mặt thống kê. Trong khi đó, lƣợng chitin lẫn trong khối ĐGC của mẫu đối chứng (5,6%) thì quá cao và lƣợng chitin lẫn trong chế phẩm ĐGC thu hồi bằng phƣơng pháp kết hợp Alcalase+Flavourzyme thì thấp, đạt 14,1%. Kết quả này là do khi tách protein thì một lƣợng chitin cũng đƣợc tách ra đi vào trong chế phẩm ĐGC vì chitin liên kết rất chặt với phức carotenoprotein (Trang Sĩ Trung, 2010) [13], nhƣng nhờ sự ƣu việt của sự kết hợp của hai enzyme có bản chất đặc hiệu và hỗ trợ cho nhau trong quá trình thu nhận nhƣ đã phân tích ở các kết quả thí nghiệm trên. Hàm lƣợng chitin trong chế phẩm ĐGC thu đƣợc từ quy trình đề xuất thấp hơn so với hàm lƣợng chitin trong chế phẩm ĐGC thu nhận từ phế liệu đầu vỏ tôm theo nghiên cứu của Trang Sĩ Trung [12].
Hình 3.10. Hàm lƣợng chitin chứa trong chế phẩm ĐGC khi xử lý bằng Alcalase+Flavourzyme kết hợp so với xử lý bằng protease đơn
Các giá trị trung bình của cột có các ký tự (a, b, c) khác nhau thì khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05).