CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.2 Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân đến CaBC và DH của dịch thủy phân protein phụ phẩm cá hồi
3.2.1 Ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân.
Hoạt tính sinh học của dịch thủy phân bị tác động bởitính đặc hiệu của enzyme, do kích thước phân tử và độ cân bằng ưa nước/kỵ nước của peptide trong dịch thủy phân bị ảnh hưởng mạnh bởi tính đặc hiệu [50]. Theo kết quả trình bày trong hình 3.1, Neutrase là chế phẩm enzyme cho dịch thủy phân protein có CaBC cao nhất là 115,3 ± 1,9 mgCa2+/g protein. Neutrase tạo ra dịch thủy phân với DH cao nhất vì đây là enzyme thuộc loại endoprotease không có vị trí cắt đặc hiệu nên nhiều peptide mạch ngắn
27
được tạo ra, tăng CaBC [49]. Đối với 3 loại enzyme còn lại do giá trị DH thấp nên dịch thủy phân chứa nhiều peptide mạch dài, những peptide mạch dài này di chuyển chậm hơn đến ion kim loại để tạo phức do hiệu ứng chắn không gian, giảm CaBC của dịch thủy phân [65]. Vì vậy, Neutrase được chọn là enzyme thủy phân để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo.
Các ký tự khác nhau trên cột cùng màu thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Hình 3.1 Ảnh hưởng của loại enzyme thủy phân đến CaBC và DH của dịch thủy phân protein phụ phẩm cá hồi.
3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân.
Theo kết quả được trình bày trong hình 3.2, tại nhiệt độ 450C có CaBC cao nhất là 157,9 ± 1,3 mgCa2+/g protein. Nguyên nhân có thể được giải thích do sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng, năng lượng hoạt hóa, độ bền nhiệt của enzyme và cơ chất.
Nhiệt độ khi quá cao có thể làm ảnh hưởng trung tâm hoạt động của enzyme, cản trở quá trình thủy phân và ảnh hưởng đến hoạt tính sinh học của dịch thủy phân protein [66]. Có thể thấy DH ở 400C là lớn nhất nhưng CaBC lại thấp hơn ở 450C, điều này cho thấy ở 400C, dịch thủy phân thu được chứa nhiều peptide nhỏ không đủ khả năng hình thành phức với
b
c
a
d
c
b
d
a
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
Alcalase Flavourzyme Neutrase Protamex
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120
CaBC (mg Ca2+/g protein)
Loại enzyme
DH (%)
CaBC DH
28
ion canxi [65]. Do đó, nhiệt độ thủy phân được chọn để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo là 450C.
Các ký tự khác nhau trên cột cùng màu thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến CaBC và DH của dịch thủy phân protein phụ phẩm cá hồi.
3.2.3 Ảnh hưởng của pH.
Trong khoảng pH tiến hành thí nghiệm, CaBC tại pH 7 là cao nhất 204,9±2,5 mgCa2+/g protein. Sự thay đổi của pH không ảnh hưởng nhiều đến DH, nên DH tại các giá trị pH khác nhau không có sự chênh lệch quá nhiều, kết quả được thể hiện trong hình 3.3. Để giải thích cho sự chênh lệch CaBC giữa các giá trị pH có thể dựa vào lý thuyết trong động học phản ứng enzyme, để chuyển cơ chất thành sản phẩm, các gốc tích điện tại trung tâm hoạt động của enzyme bám vào cơ chất tạo thành phức enzyme-cơ chất. pH môi trường có thể làm thay đổi cấu trúc của enzyme cũng như liên kết enzyme-cơ chất và kết quả là thay đổi CaBC của dịch thủy phân protein [67]. Hoạt tính sinh học của dịch thủy phân thấp hơn tại pH cao hơn hoặc thấp hơn pH 7 có thể do trung tâm hoạt động của enzyme bị biến đổi, thay đổi hoạt tính xúc tác của enzyme [66]. Vì vậy, pH 7 được chọn để tiến hành các khảo sát sau.
b
a
b
c c
a
b
c c c
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
40 45 50 55 60
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
CaBC (mg Ca2+ /g protein)
Nhiệt độ (oC)
DH (%)
CaBC DH
29
Các ký tự khác nhau trên cột cùng màu thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Hình 3.3 Ảnh hưởng của pH đến CaBC và DH của dịch thủy phân protein phụ phẩm cá hồi.
3.2.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ E:S.
Theo kết quả được trình bày trong hình 3.4, CaBC cao nhất ở tỷ lệ E:S 70 U/g protein là 223,6±2,1 mgCa2+/g protein. Trong khoảng tỷ lệ E:S từ 40 đến 70 U/g protein, CaBC tỷ lệ thuận với tỷ lệ E:S. Nhưng khi tăng lên tỷ lệ E:S 80 U/g protein thì CaBC của dịch thủy phân giảm xuống. Điều này có thể giải thích là khi tăng tỷ lệ E:S, tốc độ phản ứng thủy phân protein tăng, giải phóng một lượng lớn peptide, giá trị DH của dịch thủy phân tăng và cải thiện CaBC của nó. Tuy nhiên, khi tốc độ thủy phân đạt cân bằng, hầu như tất cả cơ chất chuyển thành sản phẩm, việc tăng tỷ lệ E:S gần như không cải thiện CaBC của dịch thủy phân [68]. Theo một nghiên cứu của Chen và cộng sự (2014) cho rằng lượng trong giai đoạn đầu của quá trình thủy phân, enzyme có thể thủy phân và giải phóng lượng lớn peptide có hoạt tính liên kết khoáng, sau đó hoạt tính của dịch thủy phân protein giảm dần do các peptide này tiếp tục bị cắt ngắn [6]. Vì vậy, tỷ lệ E:S được chọn cho các thí nghiệm tiếp theo là 70 U/g protein.
b b b
a
c
d d c b a
0 50 100 150 200 250
5.5 6 6.5 7 7.5
0 50 100 150 200 250
CaBC (mg Ca2+/g protein)
pH
DH (%)
CaBC DH
30
Các ký tự khác nhau trên cột cùng màu thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Hình 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ E:S đến CaBC và DH của dịch thủy phân protein phụ phẩm cá hồi.
3.2.5 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân.
CaBC ở ngưỡng cao nhất trong khoảng thời từ 8 đến 9 giờ lần lượt là 220,8 ± 3,1 mgCa2+/g và 225,7 ± 1,9 mgCa2+/g. Trong thời gian thủy phân bằng enzyme nhiều gốc acid amin có khả năng bắt ion kim loại sẽ được lộ ra do quá trình phân cắt protein, tăng CaBC của dịch thủy phân [69]. Nhưng khi thời gian thủy phân bị kéo dài, peptide tiếp tục bị cắt làm mất đi gốc liên kết có khả năng liên kết canxi và hoạt tính enzyme bị giảm đi, giảm CaBC của dịch thủy phân. Điều này cũng đã được công bố trong nghiên cứu của Charoenphun và cộng sự (2013) về ảnh hưởng hưởng của thời gian thủy phân đến CaBC của dịch thủy phân protein cá rô phi [31]. Sự chênh lệch CaBC giữa mức 8 và 9 giờ là không có khác biệt có ý nghĩa thống kê nên thời gian thủy phân được chọn là 8 giờ để phù hợp bố trí các thí nghiệm tiếp theo.
c b b
a
d
d c a b a
0 50 100 150 200 250
0 50 100 150 200 250
40 50 60 70 80
DH (%)
CaBC (mg Ca2+ /g protein)
Tỷ lệ E:S (U/g protein)
CaBC DH
31
Các ký tự khác nhau trên cột cùng màu thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến CaBC và DH của dịch thủy phân protein phụ phẩm cá hồi.