4.2 Nội dung 1: Nghiên cứu thủy phân phụ phẩm thịt dè cá tra
4.2.3.1 Hiệu suất thủy phân theo hàm lượng tyrosin sinh ra
Hàm lượng tyrosine sinh ra trong quá trình thủy phân theo tỉ lệ E/S qua thời gian thủy phân khác nhau và hiệu suất thủy phân tính theo tyrosine sinh ra theo phương pháp Anson của enzyme bromelain, papain và neutrase ở các tỉ lệ E/S và thời gian khác nhau được thể hiện từ Bảng PL B.1 đến Bảng PL B.6.
Thủy phân thịt dè cá bằng enzyme bromelain: Từ Hình 4.4 và Bảng PL B.1 nhận thấy rằng, hàm lượng tyrosine và hiệu suất thủy phân của các enzyme tăng dần theo thời gian thủy phân, hiệu suất thủy phân tăng nhanh trong 120 phút đầu, tiếp tục tăng thời gian thủy phân thì hiệu suất thủy phân tăng lên nhưng tăng rất chậm. Kết quả nghiên cứu enzyme alcalase thủy phân trên cơ chất thịt cá tra, trong quá trình thủy phân, enzyme tác động vào protein cá tra ở thời gian 60 phút đầu và sau giảm dần (Son Khanh Trinh and Thuy Linh Nguyen, 2019). Kết quả này cũng phù hợp với nghiên cứu của (Xuan Thuy Cao et al., 2011) khi sử dụng enzyme alcalase để thủy phân phụ phẩm từ cá tra, phản ứng xảy ra với tốc độ tương đối lớn trong giai đoạn đầu (từ 30 đến 120 phút) thể hiện qua sự tăng lên đáng kể chỉ số phần trăm peptide hình thành từ 12,87 đến 21,82%. Khi thời gian thủy phân kéo dài đến trên 150 phút thì tốc độ phản ứng chậm lại và chỉ số phần trăm peptide hình thành thay đổi không đáng kể, từ 22,1% ở 150 phút chỉ tăng lên đến 22,2% ở 210 phút do những sản phẩm của quá trình thủy phân ức chế hoạt động của enzyme, làm cho tốc độ phản ứng bị giảm.
Hàm lượng tyrosine sinh ra và hiệu suất tyrosine thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme bromelain tăng dần theo thời gian thủy phân ở tất cả các mốc của cặp tỷ lệ E/S. Hiệu suất thủy phân của enzyme bromelain tăng dần theo cặp tỷ lệ E/S 1,5/0,78; 1,8/0,975; 2,25/1,17 và 2,625/1,365 ở mốc thời gian phản ứng 240 phút tương ứng là 61,38±0,30; 50,18±1,63; 65,25±0,33; 42,53±0,38. Khi ở tỷ lệ E/S 2,625/1,365 thì hiệu suất thủy phân giảm xuống, điều này chứng tỏ rằng hoạt tính thủy phân của enzyme bromelain bị ức chế bởi nồng độ cơ chất thịt dè cá tra. Do đó, ở tỷ lệ E/S 3,0/1,365 thì hiệu suất thủy phân giảm và tỷ lệ 2,5/1,17 có hiệu suất thủy phân cao nhất (Hình 4.5 và Bảng PL B.2).
Hàm lượng tyrosin (g/100g protein) 1,5
1
0,5
0 0
Hình 4. 4: Đồ thị thể hiện sự thay đổi hàm lượng tyrosin theo tỉ lệ E/S và thời gian thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme bromelain
Hình 4.5: Hiệu suất tyrosin từ quá trình thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme bromelain theo tỉ lệ E/S và thời gian.
Kết quả phân tích ANOVA, phương trình hồi quy thể hiện sự tương quan giữa enzyme/cơ chất và thời gian thủy phân như sau:
Tyrosine (%) = -12,5333 + 51,9158*X - 14,2943*X*X- 0,0147521*X*Y + 0,000131345*Y*Y + ,0977981*Y; R2=0,972.
Trong đó: X- tỉ lệ enzyme/cơ chất (E/S); Y- thời gian thủy phân (phút);
Z- Tyrosine, %
Căn cứ kết quả xử lý thống kê, kiểm định LSD về sự ảnh hưởng của tỷ lệ E/S (1,5/0,78; 1,875/0,975; 2,25/1,17; 2,625/1,365 mgE/gPro) và thời gian đến hiệu suất tyrosine cho thấy sau 240 phút thì hiệu suất thủy phân tương ứng là
±0,30; 50,18±1,63; 65,25±0,33 và 42,53±0,38%. Kết quả kiểm định LSD về ảnh hưởng của thời gian thủy phân từ 30, 60, 90, 120, 180 và 240 phút cho thấy hiệu suất thủy phân tăng dần theo thời gian và có sự khác biệt ý nghĩa (p
< 0,05) giữa các khoảng thời gian. Do vây, tỷ lệ E/S 2,25/1,17 và thời gian thủy phân 240 phút bằng enzyme bromelain thủy phân thịt dè cá cho hiệu quả nhất, hiệu suất tyrosine là 65,25±0,33.
Thủy phân dè cá bằng enzyme papain: Từ Bảng PL B.3 và Bảng PL B.4 cho thấy, hàm lượng tyrosine sản sinh và hiệu suất thủy phân của enzyme papain cũng tăng dần theo thời gian thủy phân ở tất cả các tỷ lệ E/S. Tuy nhiên, hiệu suất thủy phân theo hàm lượng tyrosine của enzyme papain giảm dần khi nồng độ cơ chất tăng dần. Hiệu suất thủy phân của enzyme papain tăng dần theo cặp tỷ lệ E/S 1,0/0,78; 1,25/0,975; 1,5/1,17 và 1,75/1,365 ở mốc thời gian phản ứng 240 phút tương ứng là 41,21±0,30; 40,23±1,73; 57,74±3,24;
37,41±0,56. Hiệu suất thủy phân của enzyme papain ở cặp tỷ lệ E/S 1,5-1,17 là cao nhất và cặp tỷ lệ E/S 1,75-1,365 là thấp nhất. Điều này chứng tỏ rằng enzyme papain bị ức chế bởi nồng độ cơ chất cao. So kết quả papain với bromalin ở cùng thời gian thủy phân 240 phút thì papain thấp hơn. Kết quả này thấp hơn với nghiên cứu của Noman et al., (2018) khi sử dụng enzyme papain thủy phân thịt cá tầm ở sông Dương Tử, Trung Quốc. Hàm lượng tyrosine của papain thủy phân thịt dè cá Tra ở 240 phút là 1,32±0,07 (g/100g). Còn papain thủy phân cá tầm ở điều kiện pH=6, nhiệt độ 700C, thời gian 240 giờ là 7.311
± 0.10 (g/100g). Tuy nhiên tăng nồng độ cơ chất càng lớn thì hiệu suất thủy phân càng giảm (Hình 4.5, và Hình 4.6).
Hàm lượng tyrosine (g/100g protein) 1,6
1,4
1,5/1,17 1,2
1 0,8 0,6 0,4 0,2
0 0
Hình 4. 7: Hiệu suất tyrosin từ quá trình thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme papain theo tỉ lệ E/S và thời gian.
Tyrosin (%) = -61,5878 + 138,318*X - 0,000402322*Y*Y - 51,8578*X*X + 0,0300941*X*Y +0,126592*Y; R2=0,986
Trong đó: X- tỉ lệ enzyme/cơ chất (E/S); Y- thời gian thủy phân (phút);
Z- Tyrosine, %
Kết quả xử lý thống kê, kiểm định LSD về sự ảnh hưởng của cặp tỷ lệ E/S 1,5-1,17 (mg/g) và ảnh hưởng của thời gian thủy phân 30, 60, 90, 120, 180và 240 phút cho thấy hiệu suất thủy phân tăng dần theo thời gian và có sự khác biệt ý nghĩa (p < 0,05) giữa các khoảng thời gian thì hiệu suất thủy phân tương ứng là 34,71±2,81%; 47,06±1,22%; 47,46±0,44%; 51,14±1,91%;
52,96±1,95% và 57,74±3,24%. Kết quả kiểm định LSD về ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến hiệu suất thủy phân theo tyrosine cho thấy tỷ lệ E/S 1,5-1,17 (mg/g) có hiệu suất thủy phân cao nhất đạt 57,74% và khi tăng thời gian phản ửng thì hiệu suất thủy phân theo tyrosine tăng chậm lại.
Thủy phân dè cá bằng enzyme neutrase: Từ Bảng PL B.5 và Bảng PL B6, Hình 4.8 thấy rằng, hiệu suất thủy phân của enzyme neutrase tăng dần theo cặp tỷ lệ E/S 0,5/0,78; 0,625/0,975; 0,75/1,17 và 0,875/1,365 ở mốc thời gian phản ứng 240 phút tương ứng là 35,00±0,30%; 42,69±0,50%; 34,25±0,53%;
31,52±0,51%. Hiệu suất thủy phân của enzyme neutrase ở cặp tỷ lệ E/S 0,625- 0,975 là cao nhất và cặp tỷ lệ E/S 0,875-1,365 là thấp nhất, hàm lượng tyrosine sinh ra và hiệu suất thủy phân bằng enzyme neutrase cơ chất dè cá hiệu quả nhất ở cặp tỷ lệ E/S 0,625/0,975. Hiệu suất thủy phân của enzyme neutrase tăng theo sự gia tăng nồng độ cơ chất nhưng đến một nồng độ cơ chất đủ lớn thì enzyme neutrase bị ức chế và hoạt động thủy phân của
enzyme neutrase không hiệu quả, ở cặp tỷ lệ E/S 0,75/1,17 thì hiệu suất thủy phân của enzyme bắt đầu giảm mặt dù đã tăng nồng độ enzyme lên. Hiệu suất thủy phân của enzyme neutrase cũng tăng dần theo thời gian ở các tỷ lệ E/S, điều này cũng phù với nghiên cứu của Yao Hou & Xin-Huai Zhao (2011) khi sử dụng enzyme neutrase thủy phân protein đậu nành, ở phút thứ 120 với tỷ lệ E/S 0,875/1,365 thì hiệu suất thủy phân tương đương với hiệu suất thủy phân của enzyme này trên cơ chất protein từ xương heo (Pagán et al., 2013).
Kết quả xử lý thống kê, kiểm định LSD về sự ảnh hưởng của cặp tỷ lệ E/S 0,625-0,975 (mg/g) và ảnh hưởng của thời gian thủy phân 30, 60, 90, 120, 180và 240 phút cho thấy hiệu suất thủy phân tăng dần theo thời gian và có sự khác biệt ý nghĩa (p < 0,05) giữa các khoảng thời gian thì hiệu suất thủy phân tương ứng là 28,03±0,37%; 31,76±0,65%; 33,86±0,56%; 36,54±0,32%;
38,79±0,54% và 42,69±0,50%. Kết quả kiểm định LSD về ảnh hưởng của tỷ lệ E/S đến hiệu suất thủy phân cho thấy tỷ lệ E/S 0,625-0,975 (mg/g) có hiệu suất thủy phân cao nhất đạt 42,69±0,50% và khi tăng thời gian phản
ứng thì hiệu suất thủy phân theo tyrosine tăng chậm lại. Kết quả hiệu suất thủy phân thí nghiệm cao hơn với hiệu suất 22,20% ở 210 phút khi sử dụng enzyme alcalase 2.4 L thủy phân phụ phẩm cá tra (Xuan Thuy Cao et al., 2011), hiệu suất 30,1% ở 6 giờ đối với enzyme protamex thủy phân trên cơ chất đầu cá ngừ vây vàng (Nguyễn Thị Mỹ Hương, 2012), cao hơn với khả năng thủy phân của enzyme alcalase trên nội tạng của cá tầm trắng với hiệu suất trên 30% ở 120 phút (Ovissipour et al., 2009) và kết quả nghiên cứu của Rasa et al. (2005) thì hiệu suất thủy phân protein từ phụ phẩm cá tuyết bởi enzyme alcalase đạt 34,9% (Hình 4.9).
Hàm lượng tyrosine (g/100g protein) 1,4
1,2 1
0,8 0,6 0,4 0,2
0 0
Hình 4.8: Đồ thị thể hiện sự thay đổi hàm lượng tyrosin theo tỉ lệ E/S và thời
Hình 4.9: Hiệu suất tyrosin từ quá trình thủy phân thịt dè cá tra bằng enzyme neutrase theo tỉ lệ E/S và thời gian.
Tyrosin (%) = -15.7819 - 0.010949*X*Y + 131.88*X + 0.104009*Y - 105.68*X*X - 0.00018095*Y*Y; R2=0,969
Trong đó: X- tỉ lệ enzyme/cơ chất (E/S); Y- thời gian thủy phân (phút); Z- tyrosine, %
Qua kết quả thủy phân thịt dè cá tra bằng 3 enzyme ngoại bào cho thấy hiệu suất thủy phân theo tyrosine của enzyme bromelain, papain và neutrase cao nhất ở 240 phút lần lượt là 65,25%, 57,74% và 42,69%. Kết quả này cao hơn so với hiệu suất thủy phân của 3 loại enzyme này trên cùng cơ chất phụ phẩm cá tra theo nghiên cứu của Tạ Hùng Cường, (2014) với hiệu suất thủy phân tương ứng 39,38%, 41,80% và 17,87%. Điều này cho thấy việc tách béo thúc đẩy quá trình phản ứng enzyme được thuận lợi, làm tăng hiệu suất thủy phân của 3 enzyme ngoại bào trên cơ chất protein từ phụ phẩm cá tra.