1. 2.1 Protease và cơ chế phản ứng thủy phân:
2.3 Phương pháp nguyên cứu
2.3.1 Phương pháp phân tích:
- Xác định hàm lượng đạm formol của nguyên liệu theo phương pháp Sorensen
- Xác định hàm lượng đạm tổng số của nguyên liệu theo phương pháp kjeldahl
- Xác định hàm lượng đạm NH3 của nguyên liệu theo phương pháp lôi kéo hơi nước
- Xác định hàm lượng nước của nguyên liệu theo phương pháp sấy - Xác định hàm lượng tro của nguyên liệu theo phương pháp nung
2.3.2 Phương pháp xử lí số liệu
Xử lí số liệu thực nghiệm trên phần mềm Excel và phần mềm xử lí số liệu SPSS 16.0
CHƯƠNG 3:
KẾT QUẢ NGUYÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả xác định thành phần hóa học nguyên liệu cá cơm
Tiến hành xác định thành phần hóa học của nguyên liệu cá cơm, kết quả được thể hiện như sau:
Bảng 3.1 Thành phần hóa học của cá cơm
Protein (%) Lipit (%) Ẩm (%) Khoáng tổng (%) 17,82 0,85 78,61 2,57
Từ kết quả nghiên cứu trên ta nhận thấy rằng: nguyên liệu cá cơm là một loại nguyên liệu thuộc nhóm cá gầy có hàm lượng lipit rất thấp chỉ chiếm khoảng 0.85% tổng khối lượng nguyên liệu, cá cơm có chứa hàm lượng protein cao khoảng 17.82% chình vì thành phần hóa học nguyên liệu cá cơm có chứa hàm lượng protein cao và hàm lượng lipit thấp nên nguyên liệu này có thể dùng để sản xuất các sản phẩm có hàm lượng đạm cao như dịch đạm thủy phân protein, bột đạm thủy phân… để ứng dụng vào trong thực tiễn sản xuất, cuộc sống. Góp phần nâng cao giá trị kinh tế cho nguyên liệu cá cơm.
3.2 Kết quả xác định các thông số kỹ thuật tối ưu cho quá tình thủy phân cá cơm.
3.2.1 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Protamex/ NL
Tiến hành thủy phân nguyên liệu cá cơm với 5 mẫu với các tỷ lệ enzyme Protamex so với nguyên liệu là: 0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7% và 0,9%. Điều kiện thủy phân đã được trình bày trong sơ đồ bố trí thí nghiệm hình 2.4. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở các hình: 3.1, 3.2 và 3.3
Hình 3.1: Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi nito
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu cho ta thấy khi tăng tỷ lệ enzyme/NL 0,1% đến 0,5% thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng từ 51,7% lên tới 60,56%, tuy nhên khi tỷ lệ enzyme tăng lên 0,7% và 0,9% thì hiệu suất thu hồi nitơ không tăng, trên biểu đồ ta nhận thấy ở các tỷ lệ enzyme Protamex 0,5%, 0,7% và 0,9% thì không có sự khác nhau có ý nghĩa về hiệu suất thu hồi nito. Khi tăng tỷ lệ enzyme thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng là vì: khi tăng tỉ lệ enzyme Protamex thì quá trình phân cắt đứt mạch lên kết peptid trong phân tử protein càng nhiều dẫn đến hình thành các các peptid ngắn mạch càng nhiều và tạo điều kiện cho quá trình thủy phân enzyme Flavourzyme dẫn đến hiệu suất thu hồi nito tăng. Vì vậy ở tỷ lệ enzyme Protamex 0,5% là giá trị thích hợp
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy rằng khi ta tăng giá trị tỷ lệ enzyme Protamex từ giá trị 0,1% lên 0,5% thì hàm lượng acid amin tăng từ 12,78(g/l) đến giá trị 13,94( g/l). Khi ta tăng tỷ lệ enzyme/NL lên 0,7% và 0,9% thì hàm lượng acid amin lại không tăng, trên đồ thị ta nhận thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa về hiệu suất thu hồi nito giữa các mẫu 0,5%, 0,7% và 0,9% . Khi ta tăng giá trị tỷ lệ enzyme từ 0,1% tới 0,9% thì hàm lượng acid amin là tăng là vì khi tăng tỉ lệ enzyme thì quá trình phân cắt đứt mạch lên kết peptid trong phân tử protein càng nhiều dẫn đến hình thành các peptid ngắn mạch và các peptit ngắn mạch này sẽ được enzyme Flavourzyme thủy phân thành các acid amin vì vậy hàm lượng acid amin tăng theo tỷ lệ enzyme Protamex
Hình 3.3: Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme protamex hàm lượng nito amoniac
* Nhận xét: Từ kết quả nghiên cứu ta nhận thấy rằng khi ta tăng giá trị tỷ lệ enzyme/NL từ giá trị 0,1% lên 0,9% thì giá trị hàm lượng ammoniac không tăng, qua đồ thị ta nhận thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa về hàm lượng nito ammoniac giữa các mẫu với nhau cho nên tỷ lệ enzyme không ảnh hưởng đến hàm lượng nito
** Kết luận: Kết quả nghiên cứu cho thấy khi ta bổ sung lượng enzyme Protamex 0.5% so với lượng nguyên liệu ban đầu thì hiệu suất thu hồi nito cũng
như hàm lượng acid amin là cao nhất, vì thế chọn tỷ lệ enzyme Protamex 0,5% là thích hợp cho quá trình thủy phân.
3.2.2 Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân của enzymeProtamex đối với quá trình thủy phân
Tiến hành thủy phân nguyên liệu cá cơm với 5 mẫu với các nhiệt độ thủy phân là: 400C, 450C, 500C, 550C và 600C. Điều kiện thủy phân đã được trình bày trong sơ đồ bố trí thí nghiệm hình 2.5. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở các hình 3.4, 3.5 và 3.6
Hình 3.4: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi Nito
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu trên ta thấy rằng khi ta tăng nhiệt độ thủy phân của enzyme protamex lên từ 400C lên tới 550C thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng 55.58% lên 69.93%, tuy nhiên khi ta tăng nhiệt độ lên 600C thì hiệu suất thu hồi nitơ lại giảm nhẹ từ 69,96% xuống còn 67,76%. Khi ta tăng nhiệt độ lên thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng là vì nhiệt độ thủy phân tỷ lệ thuận với tốc độ phản ứng, ta xét tất cả các điều kiện thủy phân là như nhau khi nhiệt độ thủy phân tăng ( 400C đến 550C) thì tốc độ phản ứng tăng theo dẫn tới quá trình phân cắt mạch peptit nhiều hơn dẫn tới hiệu suất thu hồi nitơ tăng. Tuy nhiên khi ta tăng nhiệt độ thủy phân lên 600C thì hiệu suất thu hồi nitơ lại giảm là vì: khi ta tăng nhiệt độ lên quá cao thì làm enzyme bị ức chế hoạt động cho nên quá trình phân
cắt mạch peptit bị giảm nên tốc độ phản ứng giảm xuống dẫn đến hiệu suất thu hồi nitơ cũng giảm theo.
Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân enzyme Protamex đến hàm lượng acid amin
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy khi ta tăng nhiệt độ thủy phân của enzyme protamex lên từ 400C lên tới 550C thì hàm lượng acid amin cũng tăng theo tương ứng với gá trị từ 12,16(g/l) lên 14,15(g/l), tuy nhiên khi ta tăng nhiệt độ lên 600C thì hàm lượng acid amin lại giảm nhẹ tương ứng với giá trị từ 14,15(g/l) xuống còn 14,18(g/l). Khi ta tăng nhiệt độ thủy phân lên thì hàm lượng acid amin tăng là vì nhiệt độ tỷ lệ thuận với tốc độ phản ứng, ta xét tất cả các điều kiện thủy phân là như nhau khi nhiệt độ thủy phân tăng (400C – 550C) thì tốc độ phản ứng cũng tăng theo dẫn tới quá trình phân phân cắt mạch peptit nhiều hơn dẫn tới sinh ra nhiều peptit ngắn mạch và acid amin hòa tan vào trong dịch thủy phân cho nên khi nhiệt độ tăng trong khoảng 400C – 550C thì hàm lượng acid amin lại tăng. Tuy nhiên khi ta tăng nhiệt độ thủy phân lên 600C thì hàm lượng acid amin nitơ lại giảm là vì: khi ta tăng nhiệt độ lên 600C thì enzyme bị ức chế cho nên tốc độ phản ứng giảm xuống dẫn tới hàm lượng acid amin cũng giảm theo.
Hình 3.6: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân enzymeProtamex đến hàm lượng Nito amoniac
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận tấy rằng khi ta tăng nhiệt độ thủy phân enzyme protamex từ 400C lên 600C thì hàm lượng amoniac giảm dần tương ứng với các giá trị 1,89(g/l) xuống còn 1,42(g/l). Khi ta tăng nhiệt độ thủy phân lên càng cao ( 400C đến 600C) thì vi khuẩn bị ức chế cho nên quá trình phân hủy protein ít dần dẫn tới hàm lượng Nito amoniac trong dịch thủy phân giảm dần. ** Kết luận: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy khi ta thủy phân enzyme Protamex ở nhiệt độ 550C thì hiệu suất thu hồi nito cũng như hàm lượng acid amin là cao nhất vì thế chọn nhiệt độ thủy phân đối với enzyme Protamex là 550C là thích hợp cho quá trình thủy phân
3.2.3 Xác định thời gian thủy phân Enzyme protamex cho quá trình thủy phân thủy phân
Tiến hành thủy phân nguyên liệu cá cơm với 6 mẫu ở các thời gian thủy phân là: 1giờ, 2giờ, 3giờ, 4giờ, 5giờ và 6giờ. Điều kiện thủy phân đã được trình bày trong sơ đồ bố trí thí nghiệm hình 2.6. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở các hình: 3.7, 3.8 và 3.9
Hình 3.7: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân enzyme Protamex đến hiệu suất thu hồi nito
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy khi ta tiến hành thủy phân trong khoảng thời gian từ 1 giờ đến 4 giờ thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng dần tương ứng với các giá trị từ 53,03% lên 64,45% tuy nhiên khi ta tăng thời gian thủy phân lên 5giờ và 6 giờ thì hiệu suất thu hồi nitơ không tăng, qua biểu đồ ta nhận thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa về hiệu suất thu hồi nito giữa các mẫu 4 giờ, 5 giờ và 6 giờ. Khi ta tăng thời gian thủy phân từ 1 giờ lên 4 giờ thì hiệu suất thu hối nitơ tăng là vì cùng một điều kiện thủy phân khi đó tốc độ thủy phân là như nhau, lượng cơ chất thủy phân là như nhau, cho nên khi ta thủy phân thời gian càng lâu ( từ 1-4 giờ) thì các liên hết peptit sẽ bị cắt mạch nhiều hơn do đó hiệu suất thu hồi nitơ là cao hơn. Khi ta tăng thời gian thủy phân lên 5giờ và 6 giờ thì hiệu suất thu hồi nitơ không tăng vì: cùng một lượng cơ chất như nhau(100g NL) thì qua 4 giờ enzyme đã thủy phân gần như hoàn toàn cho nên khi ta thủy phân thời gian dài hơn thì lượng cơ chất đã gần hết nhưng thời gian thủy phân vẫn còn cho nên hiệu suất thu hồi nitơ sẽ không tăng.
Hình 3.8: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân enzyme Protamex đến hàm lượng Nito acid amin
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy khi ta tiến hành thủy phân trong khoảng thời gian từ 1 giờ đến 4 giờ thì hàm lượng acid amin tăng dần tương ứng với các giá trị từ 11,99(g/l) lên 14,06(g/l) tuy nhiên khi ta tăng thời gian thủy phân lên 5 và 6 giờ thì hàm lượng acid amin lại không tăng. Trên biểu đồ ta nhận thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa về hàm lượng Nito acid amin . Khi ta tăng thời gian thủy phân từ 1 giờ lên 4 giờ thì hàm lượng acid amin tăng là do: cùng một điều kiện thủy phân khi đó tốc độ thủy phân là như nhau, lượng cơ chất thủy phân là như nhau, cho nên khi ta thủy phân thời gian càng lâu( từ 1- 4 giờ) thì các liên hết peptit sẽ bị cắt mạch nhiều hơn do đó sinh ra các đoạn peptit và acid amin nhiều hơn và các peptit, acid amin này hòa tan trong dịch thủy phân cho nên hàm lượng acid amin tăng lên theo thời gian thủy phân. Khi ta tăng thời gian thủy phân lên 5 giờ và 6 giờ thì hàm lượng Nito acid amin không tăng là vì: cùng một lượng cơ chất như nhau(100g NL) thì qua 4 giờ enzyme đã thủy phân gần như hoàn toàn cho nên khi ta thủy phân thời gian dài hơn thì lượng cơ chất đã hết nhưng thời gian thủy phân vẫn còn thì các liên kết peptit bị cắt đứt trước đó sẽ bị vi sinh vật làm hư hỏng cho nên hàm lượng acid amin sẽ không tăng lên nữa
1.28a 1.4a
1.63a 1.69a 1.75a
1.98a 0 0.5 1 1.5 2 2.5 1 2 3 4 5 6 H a m lu o n g N it o a m o n ia c (g /l )
Thoi gian thuy phan ( gio)
Hình 3.9: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân enzyme Protamex đến hàm lượng Nito amoniac
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy khi ta tiến hành thủy phân trong khoảng thời gian từ 1 giờ đến 6 giờ thì hàm lượng amoniac tăng dần tương ứng với các giá trị từ 1,28(g/l) lên 1,98(g/l). Khi ta tăng thời gian thủy phân từ 1 giờ lên 6 giờ thì hàm lượng amoniac tăng là do: cùng một điều kiện thủy phân khi đó tốc độ thủy phân là như nhau, lượng cơ chất thủy phân là như nhau, cho nên khi ta thủy phân thời gian càng lâu( từ 1-6 giờ) thì quá trình hoạt động của vi sinh vật càng lâu dẫn tới hàm lượng amoniac sinh ra càng nhiều
** Kết luận: Qua kết quả nghiên cứu ta nhận thấy rằng khi ta thủy phân enzyme Protamex với thời gian là 4 giờ thì hiệu suất thu hồi nito cũng như hàm lượng acid amin là cao nhất, vì thế chọn thời gian thủy phân đối với enzyme Protamex 4 giờ là thích hợp cho quá trình thủy phân
3.2.4 Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme/ NL.
Tiến hành thủy phân nguyên liệu cá cơm với 5 mẫu với các tỷ lệ enzyme Flavourzyme so với nguyên liệu là: 0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7% và 0.9%. Điều kiện thủy phân đã được trình bày trong sơ đồ bố trí thí nghiệm hình 2.7. Kết quả thí nghiệm được thể hiện ở hình 3.10, 3.11 và 3.12
54.26a 56.57a 61.4b 62.85b 63.68b 0 10 20 30 40 50 60 70 0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 H ie u s u at t h u h o i N it o ( g/ l) Ty le enzyme Flavourzyme (%)
Hình 3.10: Ảnhhưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzymeđến hiệu suất thu hồi nito.
* Nhận xét: Kết quả nghiên cứu ta nhận thấy rằng khi tỷ lệ enzyme/NL tăng từ giá trị 0,1% đến 0,5% thì hiệu suất thu hồi nitơ càng tăng tương ứng với các giá trị từ 54,26% lên tới 61,4%, tuy nhiên khi tỷ lệ enzyme tăng lên 0,7% và 0,9% thì hiệu suất thu hồi nitơ lại không tăng. Khi tăng tỷ lệ enzyme từ 0,1% lên 0,5% thì hiệu suất thu hồi nitơ tăng là vì: khi tăng tỷ lệ enzyme thì quá trình phân cắt đứt mạch lên kết peptid trong phân tử protein càng nhiều dẫn đến hình thành các các peptid ngắn mạch và các acid amin càng nhiều và các peptit và các acid amin này hòa tan trong dịch thủy phân cho nên ta thấy rằng hiệu suất thu hồi nitơ tăng. Tuy nhiên khi ta tăng tỷ lệ enzyme Flavourzyme lên thì hiệu suất thu hồi nitơ lại không tăng là vì ở tỷ lệ enzyme =0,5% thì tốc độ phản ứng thủy phân là cao nhất cho nên khi ta tăng tỷ lệ enzyme lên thì hiệu suất thu hồi nitơ cũng không tăng lên nửa.
Hình 3.11: Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng nito acidamin
* Nhận xét: Qua kết quả nghiên cứu ta nhận thấy rằng khi ta tăng giá trị tỷ lệ enzyme/NL từ giá trị 0,1% lên 0,5% thì hàm lượng acidamin cũng tăng lên từ 12,54(g/l) đến giá trị 13,39( g/l). Khi ta tăng tỷ lệ enzyme/NL lên 0,7% và 0,9% thì hàm lượng acid amin lại không tăng, không có sự khác nhau có ý nghĩa về hiệu suất thu hồi nito ở các tỷ lệ enzyme 0,5%, 0,7%, 0,9%. Khi ta tăng tỷ lệ enzyme từ 0,1% tới 0,5% thì hàm lượng acid amin là tăng là vì khi tăng tỉ lệ enzyme thì quá trình phân cắt đứt mạch lên kết peptid trong phân tử protein càng nhiều dẫn đến hình thành các các peptid ngắn mạch và các acid amin càng nhiều và các peptit và các acid amin này hòa tan trong dịch thủy phân cho nên ta thấy rằng giá trị hàm lượng acidamin tăng, tuy nhiên khi ta tiếp tục tăng tỷ lệ enzyme lên 0,7% và 0,9% thì hàm lượng acidamin không tăng là vì: ở giá trị 0,5% là giá trị tối ưu nhất khi đó tốc độ thủy phân là cao nhất cho nên khi ta tăng giá trị lên nửa thì hàm lượng acid amin không tăng thêm
Hình 3.12: Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme Flavourzyme đến hàm lượng nito ammoniac trong dịch thủy phân
* Nhận xét: Qua kết quả nghiên cứu ta nhận thấy khi ta tiến hành thủy phân ở diều kiện tỷ lệ enzyme Flavourzyme càng tăng thì hàm lượng amoniac tăng dần tương ứng với các giá trị từ 1,17(g/l) lên 2,57(g/l). Khi ta tăng tỷ lệ enzyme Flavourzyme thì hàm lượng amoniac tăng là do: Khi ta tăng giá trị tỷ lệ enzyme từ 0,1% tới 0,9% thì hàm lượng amoniac là tăng là vì khi tăng tỷ lệ enzyme thì quá trình phân cắt đứt mạch lên kết peptid trong phân tử protein càng