phƣơng pháp kết hợp Alcalase và Flavourzyme
2.2.2.1. Xác định điều kiện thủy phân thích hợp của Alcalase trong công đoạn đầu của quá trình thu nhận đạm giàu carotenoid từ đầu tôm
1. Xác định tỷ lệ Alcalase thích hợp
Mục đích thí nghiệm: Xác định tỷ lệ enzyme Alcalase/đầu tôm đƣợc sử dụng để thủy phân đầu tôm ở giai đoạn đầu, trƣớc khi kết hợp thủy phân bằng enzyme Flavourzyme.
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ Alcalase/đầu tôm thích hợp cho công đoạn thủy phân bằng Alcalase
*Nhiệt độ được chọn dựa trên kết quả nghiên cứu của Trang Sĩ Trung [63]. **Điều kiện thủy phân bằng Flavourzyme được thực hiện ở nhiệt độ 55o
C [12], tỷ lệ enzyme: 0,2%, thời gian 2h.
Tiến hành thí nghiệm:
- Đầu tôm đƣợc rửa sạch loại bỏ rác bẩn (cát sạn, giấy vụn, rong…), cân mỗi mẫu thí nghiệm 500g vào cốc 1 lít, cho 200 ml nƣớc vào cốc, trộn đều rồi nâng nhiệt cốc lên đến 98oC trong 5 phút. Làm nguội, nghiền nhỏ mẫu đến kích thƣớc khoảng 2-3mm, cho thêm khoảng 300 ml nƣớc (đảm bảo tỷ lệ mẫu: nƣớc là 1:1) và trộn thật đều. - Tiến hành thủy phân đầu tôm để thu hồi ĐGC bằng cặp enzyme Alcalase và Flavourzyme: Để xác định tỷ lệ Alcalase thích hợp, đầu tiên mẫu đƣợc thủy phân bằng enzyme Alcalase với các nồng độ khác nhau từ 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4% (w/w: khối lƣợng enzyme trên khối lƣợng đầu tôm) ở nhiệt độ 55oC trong bể ổn nhiệt lắc đảo, thời gian là 2 giờ. Bất hoạt enzyme Alcalase ở nhiệt độ 85oC trong thời gian 15 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ 55oC, tiếp tục thủy phân mẫu thí nghiệm bằng enzyme Flavouzyme 0,2% (w/w) ở nhiệt độ 55oC trong bể ổn nhiệt lắc đảo, 2 giờ. Sau khi kết thúc quá trình
Đầu tôm
Thủy phân protein bằng Alcalase ở nhiệt độ 55o
C*, thời gian 2hở các tỷ lệ Alcalase/đầu tôm (v/w) khác nhau
0,1% 0,2% 0,3% 0,4%
0%
Gia nhiệt và nghiền nhỏ
Đánh giá hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid
Chọn tỷ lệ Alcalase thích hợp Thủy phân bằng Flavourzyme **
thủy phân bằng Flavourzyme, tiến hành bất hoạt enzyme Flavourzyme và thu chế phẩm ĐGC bằng cách kết hợp cả ba phƣơng pháp (điều chỉnh pH 4,3 - 4,5; gia nhiệt 70oC/10 phút và bổ sung chitosan 100ppm), sau đó ly tâm tốc độ 3500 vòng/phút trong 15 phút, nhiệt độ ly tâm cài đặt 25oC. Xác định hiệu suất thu hồi ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid để chọn ra tỷ lệ enzyme Alcalase thủy phân thích hợp.
Kết quả thăm dò: Chọn đƣợc tỷ lệ enzyme Alcalase/đầu tôm thích hợp trong phƣơng pháp kết hợp thủy phân hai enzyme protease của quá trình sản xuất chitin-chitosan để thu hồi lƣợng ĐGC có hiệu suất thu hồi, hàm lƣợng đạm và caroenoid cao nhất.
2. Xác định thời gian xử lý bằng Alcalase thích hợp
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp cho công đoạn thủy phân bằng Alcalase
Mục đích thí nghiệm: Xác định thời gian xử lý bằng enzyme Alcalase thích hợp để thủy phân đầu tôm ở giai đoạn đầu, trƣớc khi kết hợp thủy phân bằng enzyme Flavourzyme.
Đầu tôm
Thủy phân protein bằng Alcalase ở nhiệt độ 55o
C, tỷ lệ enzyme đã xác định ở thí nghiệm trên, thời gian xử lý khác nhau
2h 4h
Gia nhiệt và nghiền nhỏ
Đánh giá hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid
Chọn thời gian xử lý thích hợp Thủy phân bằng Flavourzyme
1h 3h 5h
Tiến hành thí nghiệm:
- Đầu tôm đƣợc rửa sạch loại bỏ rác bẩn (cát sạn, giấy vụn, rong…), cân mỗi mẫu thí nghiệm 500g vào cốc 1 lít, cho 200 ml nƣớc vào cốc, trộn đều rồi nâng nhiệt cốc lên đến 98oC trong 5 phút. Làm nguội, nghiền nhỏ mẫu đến kích thƣớc khoảng 2-3mm, cho thêm khoảng 300 ml nƣớc (đảm bảo tỷ lệ mẫu: nƣớc là 1:1) và trộn thật đều. - Tiến hành thủy phân đầu tôm để thu hồi ĐGC bằng cặp enzyme Acalase + Flavourzyme: Với tỷ lệ Alcalase thích hợp đƣợc chọn sau thí nghiệm 1, ủ mẫu ở nhiệt độ 55oC trong bể ổn nhiệt lắc đảo, thời gian thực hiện thí nghiệm là 1; 2; 3; 4; 5 giờ. Bất hoạt enzyme Alcalase ở nhiệt độ 85oC trong thời gian 15 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ 55oC, tiếp tục thủy phân mẫu thí nghiệm bằng Flavourzyme 0,2% (w/w) trong bể ổn nhiệt lắc đảo ở 55o
C trong 2 giờ. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân bằng Flavourzyme, tiến hành bất hoạt enzyme Flavourzyme và thu chế phẩm ĐGC kết hợp cả ba phƣơng pháp (điều chỉnh pH 4,3 - 4,5; gia nhiệt 70oC/10 phút và bổ sung chitosan 100ppm), sau đó ly tâm tốc độ 3500 vòng/phút trong 15 phút, nhiệt độ ly tâm cài đặt 25oC. Xác định hiệu suất thu hồi ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid để chọn ra thời gian thủy phân thích hợp của giai đoạn thủy phân bằng Alcalase.
Kết quả thăm dò: Chọn đƣợc thời gian xử lý bằng Alcalase thích hợp trong phƣơng pháp kết hợp thủy phân hai enzyme protease của quá trình sản xuất chitin- chitosan để thu hồi lƣợng ĐGC có hiệu suất thu hồi, hàm lƣợng đạm và caroenoid cao nhất.
2.2.2.2. Xác định điều kiện thủy phân thích hợp của Flavourzyme trong công đoạn sau của quá trình thu nhận đạm giàu carotenoid từ đầu tôm (sau khi đã xử lý bằng Alcalase)
1. Xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp
Mục đích thí nghiệm: Xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme/đầu tôm để thủy phân đầu tôm ở giai đoạn xử lý sau khi thủy phân bằng enzyme Alcalase với tỷ lệ và thời gian thích hợp đã chọn.
Tiến hành thí nghiệm:
- Đầu tôm đƣợc rửa sạch loại bỏ rác bẩn (cát sạn, giấy vụn, rong…), cân mỗi mẫu thí nghiệm 500g vào cốc 1 lít, cho 200 ml nƣớc vào cốc, trộn đều rồi nâng nhiệt cốc lên đến 98oC trong 5 phút. Làm nguội, nghiền nhỏ mẫu đến kích thƣớc khoảng 2- 3mm, cho thêm khoảng 300 ml nƣớc (đảm bảo tỷ lệ mẫu: nƣớc là 1:1) và trộn thật đều.
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme/đầu tôm thích hợp cho công đoạn thủy phân bằng Flavourzyme
- Tiến hành thủy phân đầu tôm để thu hồi ĐGC bằng cặp enzyme Alcalase + Flavourzyme: Tiến hành thủy phân các mẫu thí nghiệm bằng Alcalase với tỷ lệ và thời gian thích hợp đƣợc chọn sau thí nghiệm 2.2.2.1 ở nhiệt độ 55oC trong bể ổn nhiệt lắc đảo. Bất hoạt enzyme Alcalase ở nhiệt độ 850C trong thời gian 15 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ 55oC, tiếp tục thủy phân mẫu thí nghiệm bằng Flavourzyme với các tỷ lệ khác nhau từ 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4% (w/w) trong bể ổn nhiệt lắc đảo ở 550
C trong 2 giờ. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân bằng Flavourzyme, tiến hành bất hoạt enzyme Flavourzyme và thu chế phẩm ĐGC kết hợp cả ba phƣơng pháp (điều chỉnh pH 4,3 - 4,5; gia nhiệt 70oC/10 phút và bổ sung chitosan 100 ppm), sau đó ly tâm tốc độ 3500 vòng/phút trong 15 phút, nhiệt độ ly tâm cài đặt 25oC. Xác định hiệu suất thu hồi ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid để chọn ra tỷ lệ enzyme Flavourzyme thủy phân thích hợp.
Xử lý Alcalase với chế độ thích hợp đã xác định ở thí nghiệm 2.2.2.1
Thủy phân protein bằng Flavourzyme ở nhiệt độ 55oC, thời gian 2h ở các tỷ lệ Flavourzyme/đầu tôm (w/w) khác nhau
Chọn tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp
0,1% 0,2% 0,4%
0%
Đánh giá hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid
Đầu tôm
Gia nhiệt và nghiền nhỏ )
0,3% Bất hoạt enzyme
Kết quả thăm dò: Chọn đƣợc tỷ lệ enzyme Flavourzyme/đầu tôm thích hợp trong phƣơng pháp kết hợp thủy phân hai enzyme protease của quá trình sản xuất chitin-chitosan để thu hồi lƣợng ĐGC có hiệu suất thu hồi, hàm lƣợng đạm và caroenoid cao nhất.
2. Xác định thời gian xử lý bằng Flavourzyme thích hợp
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thích hợp cho công đoạn thủy phân bằng Flavourzyme
Mục đích thí nghiệm: Xác định thời gian thích hợp cho công đoạn thủy phân bằng enzyme Flavourzyme sau sau khi thủy phân bằng enzyme Alcalase với tỷ lệ và thời gian thích hợp đã chọn.
Tiến hành thí nghiệm:
- Đầu tôm đƣợc rửa sạch loại bỏ rác bẩn (cát sạn, giấy vụn, rong…), cân mỗi mẫu thí nghiệm 500g vào cốc 1 lít, cho 200 ml nƣớc vào cốc, trộn đều rồi nâng nhiệt cốc lên đến 98oC trong 5 phút. Làm nguội, nghiền nhỏ mẫu đến kích thƣớc khoảng 2-3mm, cho thêm khoảng 300 ml nƣớc (đảm bảo tỷ lệ mẫu: nƣớc là 1:1) và trộn thật đều.
Xử lý Alcalase với chế độ thích hợp đã xác định ở thí nghiệm 2.2.2.1
Thủy phân protein bằng Flavourzyme ở nhiệt độ 55o
C, tỷ lệ enzyme/đầu tôm đã xác định ở thí nghiệm trên, thời gian xử lý khác nhau
Chọn thời gian xử lý thích hợp
2h 3h 4h 5h
1h
Đánh giá hiệu suất thu hồi chế phẩm ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid
Đầu tôm
Gia nhiệt và nghiền nhỏ
- Tiến hành thủy phân đầu tôm để thu hồi ĐGC bằng cặp enzyme Alcalase + Flavourzyme: Tiến hành thủy phân các mẫu thí nghiệm bằng Alcalase với tỷ lệ và thời gian thích hợp đƣợc chọn sau thí nghiệm 2.2.2.1 ở nhiệt độ 55oC trong bể ổn nhiệt lắc đảo. Bất hoạt enzyme Alcalase ở nhiệt độ 85oC trong thời gian 15 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ 55oC, tiếp tục ủ mẫu bằng Flavourzyme với nồng độ thích hợp đã chọn trên mục 1, thời gian thực hiện thí nghiệm là 1; 2; 3; 4; 5 giờ, trong bể ổn nhiệt lắc đảo ở 55oC. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân bằng Flavourzyme, tiến hành bất hoạt enzyme Flavourzyme và thu chế phẩm ĐGC kết hợp cả ba phƣơng pháp (điều chỉnh pH 4,3 - 4,5; gia nhiệt 70oC/10 phút và bổ sung chitosan 100ppm), sau đó ly tâm tốc độ 3500 vòng/phút trong 15 phút, nhiệt độ ly tâm cài đặt 25oC. Xác định hiệu suất thu hồi ĐGC, hàm lƣợng protein và carotenoid để chọn thời gian thủy phân thích hợp của giai đoạn thủy phân bằng enzyme Flavourzyme.
Kết quả thăm dò: Chọn đƣợc thời gian xử lý bằng Flavourzyme thích hợp trong phƣơng pháp kết hợp thủy phân hai enzyme protease của quá trình sản xuất chitin-chitosan để thu hồi lƣợng ĐGC có hiệu suất thu hồi, hàm lƣợng đạm và caroenoid cao nhất.