Kết quả đánh giá ảnh hưởng của việc xử lý nguyên liệu ban đầu và bổ sung enzyme Alcalase được thể hiện ở hình 3.1
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của việc xử lý nguyên liệu ban đầu và bổ sung Alcalase đến hiệu quả khử protein. Chữ cái a, b, c, d khác nhau trên các
cột biểu diễn sự khác nhau có ý nghĩa với p < 0,05.
Kết quả trên cho thấy việc không xử lý nhiệt nguyên liệu tươi ban đầu cho hiệu quả khử protein cao hơn so với việc xử lý nhiệt. Kết quả này có thể được giải thích do enzyme nội tại trong đầu tôm hoạt động rất mạnh. Cũng như tất cả các động vật thủy sản khác, protease nội bào tập trung chủ yếu ở cơ quan tiêu hóa, sau đến cơ quan nội tạng và cơ thịt. Đối với tôm, do cơ quan tiêu hóa và nội tạng nằm ở phần đầu nên hệ enzyme tập trung nhiều ở đầu nhất. Các enzyme tiêu hóa, đặc biệt tiêu hóa protein của giáp xác và nhất là tôm rất giống với enzyme nội tạng có trong dạ dày cá. Chúng tồn tại chủ yếu ở dạng trypsin hoặc protease serin và có khả năng hoạt động rất cao. Ngoài ra còn có enzyme chymotrypsin, astaxin, collagenase…
Trong các nghiên cứu trước đây về hệ enzyme protease trong tôm cũng chỉ ra rằng enzyme protease ở tôm không những bao gồm nhiều loại khác nhau, mà còn có
CD1: không nhiệt - không enzyme CD2: không nhiệt - có enzyme CD3: có nhiệt - không enzyme CD4: có nhiệt - có enzyme
đặc tính của hệ thay đổi khi tách chiết từ các loài tôm khác nhau. Nguyễn Văn Lệ (1996) nghiên cứu về protease đầu tôm bộp cho thấy khi tách protease đầu tôm qua cột lọc gel sephadex H-75 thu được hai protease có nhiệt độ thích hợp là 600C và 500C với pH tương ứng là 7,5 và 8,5. Tác giả còn cho thấy có thể sử dụng protease đầu tôm bộp để thủy phân thu bột đạm từ phế liệu đầu tôm và ứng dụng trong thủy phân cá. Enzyme protease từ đầu tôm càng xanh có nhiệt độ thích hợp là 550C, pH tối thích là 8,0 (Nguyễn Văn Truyền, 2006). Hệ enzyme protease từ đầu tôm sú
Penaeus monodon, bền nhiệt, nhiệt độ tối thích là 620C, thuộc nhóm protease serine, trong đó có các enzyme tựa trypsin đóng vai trò chủ đạo hoạt động (Nguyễn Lệ Hà, 2009).
Bên cạnh đó việc xử lý nhiệt nguyên liệu tươi ban đầu cũng ảnh hưởng tới giá trị pH. Kết quả theo dõi cho thấy giá trị pH của mẫu có xử lý nhiệt dao động ở 8,20 trong khi với mẫu không xử lý nhiệt thì giá trị pH là 7,78 (Bảng 1, Phụ lục 2).
Kết quả nghiên cứu giá trị pH và hiệu quả khử khi không xử lý nhiệt cao hơn khi có xử lý nhiệt lần lượt là 89,54% và 82,93%. Chứng tỏ pH của enzyme Alcalase và enzyme nội tại ở đầu tôm chủ yếu thuộc nhóm enzyme protease kiềm yếu.
pH môi trường có ảnh hưởng lớn đến khả năng ion hóa của enzyme, cơ chất và độ nhớt của môi trường … từ đó ảnh hưởng đến hoạt độ của enzyme, vì vậy ảnh hưởng đến tốc độ của phản ứng thủy phân. Tại pH tối ưu thì enzyme hoạt động mạnh, tốc độ phản ứng tăng. Khi pH quá cao hay quá thấp đều gây biến tính protein và enzyme dẫn đến ức chế hoạt động xúc tác của enzyme, từ đó làm giảm tốc dộ phản ứng thủy phân.
Theo nghiên cứu của Nguyễn Việt Dũng (1999), hệ protease trong đầu tôm hoạt động ở pH nghiêng về môi trường kiềm. Khi tăng pH lớn hơn 8,0 thì protein tách được so với ban đầu giảm dần 81,6 – 71,7%. Nguyên nhân là do bản chất của enzyme là một protein mang tính chất lưỡng tính, khi pH môi trường thay đổi đồng nghĩa với nồng độ H+ trong môi trường thay đổi, sẽ tác động tới cấu trúc của phân tử enzyme đưa pH của enzyme về gần giá trị pH điểm đẳng điện ảnh hưởng tới hoạt tính của enzyme (Phạm Thị Trân Châu, 1999). Tác giả Đặng Thị Hiền cũng cho
rằng enzyme Alcalase thể hiện hoạt tính cao nhất ở pH 8,0 nên càng gần mức pH 8,0 hàm lượng protein tách được càng cao, đồng thời cũng là môi trường thuận lợi cho hoạt động của hệ enzyme có sẵn trong phế liệu tôm. Và hiệu suất tách protein tại pH 8,5 chênh lệch không quá nhiều so với tại pH 8,0 lần lượt là 81,6% và 84,5%.
Theo Satya Sadhan Dey và Krushna Chandra Dora (2011) thì việc xử lý nhiệt nguyên liệu tươi ban đầu lại là cần thiết vì những enzyme nội tại trong nguyên liệu gây ra hiện tượng biến đen, tạo mùi ươn thối và gây hư hỏng cho nguyên liệu. Kết quả này có sự khác biệt có thể do nguyên vật liệu và phương pháp thí nghiệm khác nhau.
Từ kết quả phân tích trên lựa chọn:
Không xử lý nhiệt nguyên liệu ban đầu để lợi dụng những enzyme nội tại có ích khử một phần protein trong phế liệu đầu tôm, đồng thời giảm chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm,
Bổ sung enzyme Alcalase để tăng hiệu suất thu hồi protein và chitin.