4.2 Nội dung 1: Nghiên cứu thủy phân phụ phẩm thịt dè cá tra
4.2.3.2 Hiệu suất thủy phân đạm amine bằng phương pháp OPA
Trong quá trình thủy phân cơ thịt dè cá tra bằng enzyme bromelain, papain và neutrase sản phẩm tạo thành là các axit amin và những peptide mạch ngắn, protein dần dần bị phân cắt thành các đơn vị peptide nhỏ cho thấy sự gia tăng khả năng hòa tan của protein (Kristinsson and Rasco, 2000). Kết quả thống kê, kiểm định LSD được thể hiện ở Bảng PL B.7, Bảng PL B.8 và Bảng PL B.9.
Hình 4. 10: Hiệu suất đạm amin từ quá trình thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme bromelain theo tỉ lệ E/S và thời gian.
Đạm amin (%) =-81,9531 + 78,5164*X + 0,0993657*Y+
0,0724282*X*Y - 18,5141*X*X - 0,000156952*Y*Y; R2=0,959
Trong đó: X- tỉ lệ enzyme/cơ chất (E/S); Y- thời gian thủy phân (phút); Z-đạm amin, %
Hình 4. 11: Hiệu suất đạm amin từ quá trình thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme papain theo tỉ lệ E/S và thời gian
Đạm amin (%) = -89,0603 + 135,396*X - 50,2878*X*X + 0,159399*X*Y + 0,000105423*Y*Y - 0,0575684*Y; R2=0,961
Trong đó: X- tỉ lệ enzyme/cơ chất (E/S); Y- thời gian thủy phân (phút); Z-đạm amin, %
Hình 4. 12: Hiệu suất đạm amin từ quá trình thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme neutrase theo tỉ lệ E/S và thời gian.
Đạm amin (%) = -150.946 + 465.543*X- 342.932*X*X + 0.000192563*Y*Y + 0.133511*Y- 0.0763414*X*Y, R2=0,974
Trong đó: X- tỉ lệ enzyme/cơ chất (E/S); Y- thời gian thủy phân (phút); Z-đạm amin, %
Qua Bảng PL B.7, B.8 và B.9 cho thấy hàm lượng đạm amine sinh ra sau 240 phút thủy phân của enzyme bromelain là lớn nhất, kế đến là enzyme papain và thấp nhất là enzyme neutrase. Enzyme bromelain và papain là hai endo-peptidase phân cắt bên trong phân tử protein, sản phẩm là những đoạn peptide mạch ngắn (Lý Nguyễn Bình., 2012), do đó thời gian thủy phân càng dài thì hàm lượng đạm amine sinh ra càng tăng và tăng đều cho đến 240 phút thủy phân. Riêng enzyme neutrase là enzyme metaloprotease phân cắt tại các acid amin có nhóm kỵ nước và phân cắt một lần 3 hoặc 4 đơn vị acid amin nên hàm lượng đạm amine sinh ra trong giai đoạn đầu tăng chậm và tăng nhanh trong thời gian thủy phân từ 180-240 phút vì thời gian thủy phân dài về sau thì mạch peptide càng ngắn.
Qua biểu đồ Hình 4.10, 4.11 và 12 cho thấy hiệu suất thủy phân của các enzyme dựa vào hàm lượng đạm amine thì hiệu suất thủy phân của enzyme bromelain lớn hơn enzyme papain và hiệu suất thủy phân của enzyme neutrase tương ứng 71,02±3,82% > 67,22±1,26% >52,51±2,33. Theo kết quả nghiên cứu của Perea et al., 1993 ứng dụng enzyme papain và neutrase để thủy phân β-lactoglobulin và α-lactalbumin sau 4 giờ, hiệu suất thủy phân của enzyme papain tương ứng là 20,2%, 16,2% và enzyme neutrase tương ứng là 15,3%, 2,8%, cho thấy hiệu suất thủy phân của papain và neutrase trên hai cơ chất khác nhau là khác nhau. Hiệu suất thủy phân của papain và neutrase trên cơ
chất β-lactoglobulin lớn hơn α-lactalbumin. Hiệu suất phụ phẩm thịt dè cá tra thủy phân bằng 2 enzyme ngoại bào papain và neutrase cao hơn nhiều so với cơ chất β-lactoglobulin và α-lactalbumin thủy phân bằng 2 enzyme tương tự.
Thống kê, kiểm định LSD về ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thủy phân theo hàm lượng đạm amine của enzyme bromelain (Bảng PL B.7) cho thấy, hiệu suất thủy phân tăng theo thời gian thủy phân và tỉ lệ cặp (E/S) 2,25/1,17 cho hiệu suất cao nhất 71,02±3,82% ở 240 phút phản ứng.
Kiểm định LSD về ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hiệu suất thủy phân theo đạm amine của enzyme papain (Bảng PL B.8) cho hiệu suất thủy phân ở 240 phút và tỉ lệ cặp (E/S) 1,5/1,17 là 67,22±1,26%, kết quả nghiên cứu này cao hơn nghiên cứu của Yangchao Luo et al., 2014 về hiệu suất thủy phân tính theo phương pháp OPA của enzyme papain trên cơ chất casein sau 4 giờ thủy phân là 20,43%, nhưng sau 24 giờ thủy phân thì hiệu suất thủy phân chỉ tăng lên 22,06%, qua đó cho thấy hiệu suất thủy phân của enzyme papain chỉ hiệu quả trong 4 giờ đầu, thời gian thủy phân càng dài về sau thì hiệu suất thủy phân của enzyme càng không hiệu quả. Bên cạnh đó kiểm định LSD về ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thủy phân theo đạm amine của enzyme neutrase (Bảng PL B.9) cho thấy, hiệu suất thủy phân tăng theo thời gian thủy phân, ở 240 phút và và tỉ lệ cặp (E/S) 0,625/0,975 đạt giá trị cao nhất là 52,51±2,33 % cao hơn kết quả nghiên cứu thủy phân protein từ loài cá ở bắc cực được thủy phân bởi enzyme papain và neutrase có hiệu suất thủy phân tương ứng là 22% và 12% (Shahidi et al., 1995). Kết quả nghiên cứu so sánh 3 phương pháp xác định hiệu suất thủy phân theo phương pháp TNBS,
OPA và pH stat sau 6 giờ thủy phân protein bộ mì của protease và exopeptidase (Spellman et al., 2003) cho thấy, hiệu suất thủy phân của TNBS
> OPA > pH stat lần lượt là 19,3%, 16,8% và 12,3%.
Từ kết quả thí nghiệm cho thấy hiệu suất thủy phân của enzyme bromelain lớn hơn enzyme papain và enzyme neutrase. Do vậy, chọn 3 enzyme ở cặp tỉ lệ E/S và thời gian phản ứng 240 thủy phân cơ thịt dè cá tra để lấy dịch thủy phân tiến hành sấy phun tiếp theo.