Quá trình khử protein được tiến hành sao cho hàm lượng protein còn lại trong vỏ tôm sau thủy phân là nhỏ nhất. Tiến hành giải bài toán tối ưu hóa theo phương pháp “hàm mong đợi”. Sử dụng phần mềm Design Expert 7.1.6 để tiến hành tối ưu hóa nhằm xác định được giá trị của bộ 4 yếu tổ ảnh hướng mà tại đó ta thu được hàm lượng protein thấp nhất.
Tiến hành xây dựng hàm hồi quy bậc 2 cho mục tiêu hàm lượng protein còn lại (nhỏ nhất).
Hàm lượng protein còn lại: R] = a0 + ai A +a2B + a3C + a4D + ai2AB + a L3AC + a ]4AD + a23BC + ai4BD + a34CD + anA 2 + aiĩB 2 + a33C” + a44D2
Kiểm tra sự có nghĩa của các hệ số và sự tương thích của mô hình được tiến hành bằng phân tích hồi quy theo phụ lục 4:
- Chuẩn F của mô hình bằng: 32.90 cho thấy hai mô hình hoàn toàn có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 99.99% (pO .0001).
- Hệ số tương quan bội của mô hình là R2 = 0.9705 và Adj R2 = 0,9410 cho thấy mô hỉnh hoàn toàn tương thích với thực nghiệm.
- Kêt quả kiêm tra sự không có nghĩa của mô hình là “not significant” cũng cho thấy mô hình hoàn toàn cỏ nghĩa.
Theo phụ lục 5 ta có:
Hàm mục tiêu hàm lượng protein còn lại dạng code là:
Ham luong protein = +16.29 -0.37 * A -0.44 * B -1.51 * c -0.64 * D +1.43 * A * B -0.25 * A * c +0.74* B * c
-0.59 * c * D -2.77
Hàm mục tiêu hàm lượng protein còn lại dạng thực là: Rị = +219.04183-21.21000 * pH-3.60167 * Nhiet do-3.39883 * Luong enzim+0.014933 * thoi gian +0.38200 * pH
* Nhiet do-0.99000 * pH * Luong enzim+0.19767* Nhiet do * Luong enzim -0.015633 * Luong enzim * Thoi gian
Tiến hành tối ưu hóa nhằm xác định được giá trị của bộ 4 yếu tổ ảnh hưởng mà tại đó ta thu được hàm lượng protein thấp nhất với mục tiêu theo bảng sau:
Bảng 3.5: M ụ c tiêu hàm lượng protein theo yêu cầu
Yếu tố Mục tiêu Giói hạn
dưới Giới hạn trên Tầm quan trọng pH Trong giải 8 9 3
Nhiệt độ (°C) Trong giải 50 65 5
Lượng enzym Trong giải 1 2 5
Thời gian 165 90 240 3
Hàm lượng protein Thấp nhất 5
Kết quả thu được ớ phụ lục 1.
Dựa vào phụ lục 1 cho kết quả tối ưu của quá trình khử protein lần 1 bằng enzym là:
Bảng 3.6: Điều kiện tối ưu cho quá trình khử protein từ phế liệu tôm Yếu t ố T ố i ưu Nhiệt độ 50 °c pH 9 Thời gian 165 phút Lượng enzym 2 ml
Khi đó các mức độ đáp ứng hàm mong đợi được thể hiện ở hình 3.7.
Desirability
Hình 3.7 thế hiện các yếu tố pH, nhiệt độ, lượng enzym, thời gian đạt được tối ưu thỉ khả năng đạt được hàm mong đợi (hàm lượng protein còn lại thấp nhất) là rất cao đạt tới 93,929 %.
Tiến hành thực nghiệm theo điều kiện tối ưu. Ket quả thành phần hoá học của vỏ tôm được the hiện ở bảng 3.7:
Báng 3.7: Thành phần hoá học của vỏ tôm
Thành phần
Hàm lượng(%) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Mẩu nguyên liệu Mầu sau khi khử
protein
Protein 51,42 12,42
Tro 23,26
Như vậy, so với các phương pháp hóa học (sử dụng kiềm để khử protein) thì quá trình khử protein bằng enzym mang lại nhiều ưu điểm: giảm được chi phí sản xuất do tận dụng được dịch thủy phân protein làm thức ăn cho chăn nuôi gia súc do vậy không tạo ra nguồn nước thài có hại cho môi trường. Quá trình thủy phân ở nhiệt độ 50 °c
trong thời gian 165 phút sẽ giảm chi phí năng lượng hơn so với quy trình thủy nhiệt Yamasaky và Nacamichi Nhật Bản ở nhiệt độ 150°c [7] và quy trình của xí nghiệp thuỷ sản Hà nội [8] ở nhiệt độ 90-95°C. (đều khử protein bằng phương pháp hóa học)
So với kết quả nghiên cứu của Helenike Duarte Holanda and Flavia Maria Netto [9] (Hàm lượng protein còn lại sau khi khử protein bang enzym alcalaza là 9,19 ±0,1 %). Sớ dĩ có sự khác nhau đó là do trong nghiên cửu của Helenike Duarte Holanda and Flavia Maria Netto thủy phân trong điều kiện: hàm lượng enzym alcalaza là 3%, nhiệt độ 60 °c, thời gian 240 phút).
Đánh giá cảm quan quá trình khửprotein lần 1:
Hình 3.8.a: vỏ tôm nguyên liệu Hình 3.8.b : vỏ tôm sau khi khử Protein
Hình 3.8.a, b, c cho thấy:
- Màu sắc: vỏ tôm sau khi thủy phân đã mất một lượng nhỏ những vết màu đỏ như ở vỏ tôm nguyên liệu, chứng tỏ trong quá trình thúy phân protein, astaxanthin cũng bị khử nhưng không đáng kế. Mau khử bằng enzym cho màu sắc sẫm màu trong khi quá trình khử bằng NaOH cho chitin màu trắng.
> Như vậy, quá trình khử protein bằng enzym chúng ta có thế tận thu được chất màu astaxanthin có tính chất chổng oxi hóa
- Bồ mặt: Vỏ tôm sau khi thủy phân protein có bề mặt không bóng bằng vỏ tôm nguyên liệu do trong quá trình khử protein, lipid cũng bị khử theo, làm giảm hàm lượng lipid trong vỏ tôm, dẫn đốn thay đối sự khúc xạ ánh sáng trên bề mặt vỏ tôm.
- Độ cứng: Vỏ tôm sau thủy phân mềm hơn vỏ tôm nguyên liệu do một phần các muối khoáng trong thành phần của vỏ tôm cũng bị khử trong quá trình thúy phân protein.