b) Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủyphân thích hợp đối với enzyme Flavourzyme
3.3. XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦYPHÂN
Hình 3.19. Sơ đồ quy trình sản xuất bột protein từđầu cá Ngừ
3.3.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình sản xuất
* Nguyên liệu -Tỷ lệ N/NL: 1/1 - pH tự nhiên - Tỷ lệ E/NL: 0,5% - t0: 550C - τ: 4 giờ - pH tự nhiên - Tỷ lệ E/NL: 0,3% - t0: 500C - τ: 3 giờ Xử lý
Thủy phân bằng enzyme Protamex Nghiền nhỏ
Lọc
Dầu Bã li tâm
Dịch thủy phân
Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme
Bất hoạt enzyme
Li tâm Bã lọc
Nguyên liệu
Sấy phun
Đầu cá ngừ vây vàng tươi, màu sắc tự nhiên, có mùi tanh tự nhiên, không có mùi lạ và không có dấu hiệu bị ươn hỏng.
* Xử lý
Vì kích thước đầu cá khá lớn nên cần phải chặt thành các miếng nhỏ để thuận tiện cho quá trình nghiền nhỏ.
* Nghiền nhỏ
Nguyên liệu sau khi xử lý đem nghiền nhỏ với các mức đường kính lỗ sàng là 3mm, nhằm tăng diện tích tiếp xúc, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn. Sau đó cho nguyên liệu vào trong túi nhựa để tiện cho quá trình thủy phân sau này, nếu không dùng ngay thì đem đi bảo quản ở nhiệt độ ≤-18oC cho đến khi sử dụng.
* Thủy phân giai đoạn đầu
Tiến hành thủy phân ở giai đoạn đầu bằng enzyme Protamex với các thông số thích hợp: tỷ lệ nước/nguyên liệu 1/1, tỷ lệ enzyme/nguyên liệu: 0,5%, nhiệt độ thủy phân 550C, pH tự nhiên, thời gian thủy phân 4 giờ. Trong quá trình thủy phân, khuấy đảo thường xuyên, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn. Kết thúc quá trình thủy phân bằng cách bất hoạt enzyme Protamex ở 90oC trong vòng 15 phút.
* Thủy phân ở giai đoạn sau
Sau khi thủy phân bằng enzyme Protamex, tiếp tục thủy phân bằng enzyme Flavourzyme. với các thông số thích hợp: tỷ lệ nước/nguyên liệu 1/1, tỷ lệ enzyme/nguyên liệu: 0,3%, nhiệt độ thủy phân 500C, pH tự nhiên, thời gian thủy phân 3 giờ. Tiến hành khuấy đảo thường xuyên, đo nhiệt độ mẫu thủy phân bằng nhiệt kế thủy ngân, tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn.
* Bất hoạt enzyme
Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, bất hoạt enzyme ở 90oC trong vòng 15 phút, ngoài ra còn tiêu diệt vi sinh vật gây thối rữa, làm đông tụ protein để dễ dàng cho công đoạn sau.
Lọc tách xương qua rây để thu được phần dịch lọc và bã lọc. * Ly tâm
Tiến hành ly tâm dịch lọc thu được trong thời gian 30 phút, tốc độ ly tâm 5000 vòng/phút. Ly tâm xong ta thu được 3 phần:
- Dịch thủy phân
- Dầu
- Phần cặn ly tâm * Sấy phun
Dịch thủy phân protein được phối trộn với maltodextrin 10% so với dịch thủy phân, sau đó sấy phun dịch với nhiệt độ sấy 1350C, tốc độ bơm 12ml/phút, áp suất khí nén 0,5 bar để thu được bột thủy phân protein.
* Bột thủy phân protein
Bột thủy phân protein được bao gói hút chân không trong bao bì PA, bảo quản ở nhiệt độ 0-100C.
3.4. SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN THEO QUY TRÌNH ĐỀ XUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM THỦY PHÂN VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM THỦY PHÂN
3.4.1. Các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân và hiệu xuất thu hồi sản phẩm theo quy trình đề xuất phẩm theo quy trình đề xuất
Sản xuất sản phẩm thủy phân theo quy trình đề xuất theo các thông số thích hợp, ta thu được:
Hình 3.20. Sơ đồ thể hiện các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân
Hình 3.21. Dầu thu được từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ
Hình 3.22. Bột protein không tan từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ
Nguyên liệu Thủy phân Bột thủy phân protein Xương Lipid Bột protein không tan
Hình 3.23. Bột xương từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ
Sản xuất được 1 kg nguyên liệu cho ra các sản phẩm có khối lượng như bảng 3.2.
Bảng 3.2. Các sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân và hiệu suất thu hồi sản phẩm
Bột thủy phân protein (g)
Dầu (g)
Bột protein không tan (g)
Bột xương (g)
70,27g 124,87 44,71 94,8
Nhận xét: Từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ bằng sự kết hợp enzyme Protamex và
Flavourzyme đã cho ra nhiều sản phẩm:bột thủy phân protein, dầu, bột protein không tan, bột xương, các sản phẩm này có thể tận dụng:
- Bột thủy phân protein có thể nghiên cứu ứng dụng trong lĩnh vực thực phẩm. - Lượng dầu thu hồi cao (124,87g dầu từ 1 kg nguyên liệu ban đầu), có thể nghiên cứu tinh chế để sản xuất dầu cá, một loại thực phẩm đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe con người.
- Với khối lượng bột xương cao (94,8g từ 1kg nguyên liệu ban đầu), xương có hàm lượng canxi và phospho có thể được nghiên cứu bổ sung vào thức ăn chăn nuôi.
- Bột protein không tan có thể sử dụng để sản xuất thức ăn chăn nuôi.
3.4.2. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá Ngừ theo quy trinh đề xuất theo quy trinh đề xuất
3.4.2.1. Kết quả đánh giá chất lượng dịch thủy phân protein a) Chất lượng cảm quan của dịch thủy phân protein a) Chất lượng cảm quan của dịch thủy phân protein
Chất lượng cảm quan của dịch thủy phân protein từ đầu cá Ngừ được thể hiện ở ở bảng 3.2.
Bảng 3.3 . Chất lượng cảm quan của dịch thủy phân protein
Chỉ tiêu Đánh giá
Màu Vàng cam
Mùi Thơm đặc trưng
Vị Ngọt của đạm, không có vị đắng
Trạng thái Dịch trong
Hình 3.24. Dịch thủy phân protein từđầu cá Ngừ
b) Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân protein
Bảng 3.4. Chỉ tiêu hóa học của sản phẩm dịch thủy phân protein
Hàm lượng Nts (g/l) Hàm lượng NNH3 (g/l) Hàm lượng Naa (g/l)
14,23 0,68 10,12
Nhận xét:
Dịch thủy phân thu được từ quá trình thủy phân đầu cá Ngừ bằng enzyme Protamex và Flavourzyme có màu vàng cam, mùi thơm đặc trưng, dịch trong, hàm lượng Nitơ tổng số cao (14,23g/l), hàm lượng Nitơ acid amin cao (10,12g/l), đồng thời hàm lượng Nitơ ammoniac thấp (0,68g/l). Như vậy dịch thủy phân có giá trị dinh dưỡng cao, có thể ứng dụng cho nhiều lĩnh vực đặc biệt là ngành Công nghệ thực phẩm.
3.4.2.2. Kết quả đánh giá chất lượng bột thủy phân protein
Tiến hành sản xuất bột thủy phân protein theo quy trình đã đề xuất.
a) Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm bột thủy phân protein
Chất lượng cảm quan của bột thủy phân protein từ đầu cá Ngừ được thể hiện ở ở bảng 3.4.
Bảng 3.5 . Chất lượng cảm quan của sản phẩm bột thủy phân protein
Chỉ tiêu Đánh giá
Màu Trắng sữa, hơi ngả vàng
Mùi Thơm đặc trưng
Vị Ngọt của đạm, không có vị
đắng
Hình 3.25. Bột thủy phân protein từđầu cá Ngừ
b) Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học của sản phẩm bột thủy phân protein
Các chỉ tiêu hóa học của bột thủy phân protein được thể hiện ở bảng 3.3.
Bảng 3.6. Chỉ tiêu hóa học của sản phẩm bột thủy phân protein
Protein (%) Lipid (%) Khoáng (%) Độ ẩm (%) Hàm lượng Nts Hàm lượng Naa Naa/ Nts 81,5 4,1 3,33 4,27 13,04 9,4 0,72
Nhận xét: Kết quả cho thấy bột thủy phân protein có màu trắng hơi ngả vàng,
khô, không vón cục, mịn. Hàm lượng protein trong bột thủy phân protein cao (81,5%). Hàm lượng lipid, độ ẩm tương đối thấp dễ bảo quản. Hàm lượng Nitơ tổng số cao (13,04g/ 100g bột), tỷ số Nitơ acid amin/Nitơ tổng số: 0,72. Bột thủy phân protein có giá trị dinh dưỡng cao có thể được sử dụng trong lĩnh vực thực phẩm, sản xuất các sản phẩm cho người và động vật.
3.4.3. Kết quả xác định thành phần acid amin của sản phẩm bột thủy phân protein được sản xuất theo quy trình đề xuất
Bảng 3.7. Thành phần acid amin của bột thủy phân proteinđược sản xuất theo quy trình đề xuất
STT Tên acid amin Hàm lượng (g/100g chất khô)
1 Methionine* 2,35 2 Phenylalanin* 2,38 3 Lysine* 1,61 4 Valine* 1,18 5 Leucine* 1,62 6 Isoleucine* 2,53 7 Threonine* 2,67 8 4- Hydroxyproline 1,65 9 Glycine 1,51 10 Serine 0,75 11 Proline 0,88 12 Asparagine 0,98 13 Alanine 1,43 14 Tyrosine 1,49 15 Glutamine 1,58 16 Histidine 8,75 17 Hly 1,91
TAA 35,27
TEAA 14,34
TEAA/TAA (%) 40,66
(*) Acid amin không thay thế; TAA (Total amino acid): Tổng acid min; TEAA (Total essential amino acid): Tổng acid amin không thay thế.
Nhận xét:
Hàm lượng acid amin tổng số khá cao là 35,27g/100g bột thủy phân protein, hàm lượng acid amin không thay thế là 14,34g/100g bột protein và tỷ lệ acid amin không thay thế/ tỷ lệ acid amin tổng số: 40,66%. Qua đó, sản phẩm thủy phân có giá trị dinh dưỡng cao với các tỷ lệ cac acid amin không thay thế tương đối cao, chứa các acid amin không thay thế methionine, phenylalanin, lysine, valine, leucine, isoleucine, threonine. Các acid có hàm lượng cao như histidine (8,75g), methionine, phenylalanine, isoleucine, threonine.
Bột thủy phân protein có giá trị dinh dưỡng cao có thể sản xuất bột dinh dưỡng, bổ sung vào trong quá trình sản xuất nước mắm cao đạm.
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
1. KẾT LUẬN
Từ kết quả nghiên cứu cho phép đưa ra một số kết luận sau:
* Thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu đầu cá Ngừ là nước 60,26%, protein 16,76%, lipid 13,04%, khoáng 9,67%.
* Các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu cá Ngừ như sau: Giai đoạn đầu thủy phân bằng enzyme Protamex:
Tỷ lệ enzyme/nguyên liệu: 0,5 % Nhiệt độ thủy phân: 55oC
Thời gian thủy phân: 4 giờ
Giai đoạn sau thủy phân bằng enzyme Flavourzyme: Tỷ lệ enzyme/nguyên liệu: 0,3 %
Nhiệt độ thủy phân: 50oC Thời gian thủy phân: 3 giờ
* Xây dựng được quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu cá Ngừ bằng enzyme Protamex và Flavourzyme. Sản phẩm thủy phân có giá trị dinh dương cao, có thể ứng dụng để sản xuất các sản phẩm chất lượng cao.
* Chất lượng dịch thủy phân: Màu vàng cam, mùi thơm đặc trưng, dịch trong, đẹp, hàm lượng Nitơ tổng số cao (14,23 g/l), hàm lượng Nitơ acid amin cao (10,23 g/l), đồng thời hàm lượng Nitơ ammoniac thấp (0,68 g/l).
* Chất lượng bột thủy phân protein: Kết quả cho thấy bột thủy phân protein có màu trắng hơi ngả vàng, khô, không vón cục, mịn. Hàm lượng protein trong bột thủy phân protein cao (81,5%). Hàm lượng lipid (4,1%), độ ẩm (4,27%) tương đối thấp dễ dàng bảo quản và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Hàm lượng Nitơ tổng số cao (13,04g/100g bột), tỷ số Nitơ acid amin/Nitơ tổng số: 0,72.
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
thời gian thực tập có hạn, điều kiện nghiên cứu thí nghiệm còn hạn chế nên trong quá trình thực hiện đề tài còn tồn tại một số vấn đề cần được nghiên cứu tiếp trước khi ứng dụng: Vẫn còn kế thừa kết quả của các nghiên cứu trước trong công đoạn sấy phun. Cần nghiên cứu chế độ sấy phù hợp để đạt được hiểu quả sấy tốt hơn. Cần tiếp tục nghiên cứu thêm các thông số của quá trình thủy phân để đạt hiệu quả thủy phân cao hơn nữa, nghiên cứu ứng dụng các sản phẩm từ quá trình thủy phân
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bản tin tuần TMTS-Vasep-so 01-2013, Báo cáo xuất khẩu thủy sản năm 2012, tr. 20.
2. Bản tin tuần TMTS-Vasep-so 11-2013, tr. 17-20.
3. Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Tổng Cục Thủy Sản, (2012), Báo cáo
tình hình thực hiện kế hoạch năm 2012, phương hướng nhiệm vụ, giải pháp chủ yếu thực hiện kế hoạch năm 2013, Hà Nội tháng 12 năm 2012.
4. Vũ Ngọc Bội (2004), Nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng enzyme protease từB.subtilis S5, Luận án tiến sĩ sinh học, Trường Đại học khoa học Tự nhiên T.p Hồ
Chí Minh, Đại học Quốc gia T.p Hồ Chí Minh.
5. Huỳnh Dự(2010), Nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme protease và thử nghiệm bổ sung dịch thủy phân vào thức ăn nuôi cá, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang .
6. Nguyễn Thị Mỹ Hương (2011), Sửdụng sản phẩm thuỷ phân protein từ đầu cá ngừ trong thức ăn cho tôm, Tạp chí khoa học công nghệ thuỷ sản - Đại học Nha Trang, 1: 99-108.
7. Nguyễn Đức Lượng và cộng sự, (2004), Công nghệ enzyme, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh.
8. Nguyễn Văn May (2002), Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, Nhà xuất bản Nông
nghiệp.
9. Trần Thị Hồng Nghi, Lê Thanh Hùng, Trương Quang Bình (2011), Nghiên cứu ứng dụng ezyme protease từ vi khuẩn (Bacillus subtilis) để thủy phân phụ phẩm cá tra, Khoa thủy sản, Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh, trang 448 và 457.
10. Nguyễn Thị Ngọc Hoài (2012), Nghiên cứu thu hồi và đặc trưng hóa tính chất sản phẩm thủy phân protein từđầu tôm bằng enzyme, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang.
11. Lý Thị Minh Phương (2008), Nghiên cứu sản xuất chế phẩm dịch thủy phân từ thịt hàu biển dùng trong thực phẩm, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Nha Trang, Nha Trang.
12. Trần Văn Trịnh, 2008, Bước đầu nghiên cứu sử dụng đầu cá ngừ để sản xuất thức ăn nuôi tôm, luận văn tốt nghiệp chuyên ngành công nghệ sinh học, tr. 3-7. 13. Lê Ngọc Tú (1998), Hóa sinh công nghiệp, Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà
Nội.
Tiếng Anh
14. Chae, H.J., Man-Jin, I., Kim, M.H. (1998), Process Development for the Enzymatic Hydrolysis of Food Protein: Effects of Pre-treatment and Post- treatments on Degree of Hydrolysis and Other Product Characteristics, Biotechnol.
Bioprocess Eng. 1998, 3, 35-39.
15. Duan, Z.H., Wang, J.L., Yi, M.H., Yin, A.Q., (2008), Recovery of proteins from
silver carp by-products with enzymatic hydrolysis and reduction of bitterness in hydrolysate, Journal of Food Process Engineering, 962–978.
16. Dumay, J., Allery, M., Donnay-Moreno, C., Barnathan, G., Jaouen, P., Carbonneau, M.E., Bergé, J.P., (2009), Optimization of hydrolysis of sardine (Sardina pilchardus) heads with Protamex: enhancement of lipid and phospholipid extraction, Journal of the Science of Food and Agriculture, 1599–1606.
17. Glitnir seafood team, 2007, Tuna, industry seafood, report, page 30
18. Ji, Y., Zhang, G., Li, X., Zhao, B., Zhou, S., (2012), Enzymatic hydrolysis of protein from small yellow croaker (psendosciaena polyactis) and evaluation of its antioxidant activity, Journal of Food Biochemistry.
19. Herpandi, H. N., Rosma. A., Wan Nadiah W. A.(2012), Degree of hydrolysis and free tryptophan content of Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis) protein hydrolysatesproduced with different type of industrial proteases, International Food
Research Journal 19 (3): 863-867.
20. Kamnerdpetch, C., Weiss, M., Kasper, C., Scheper, T., (2007), Enzyme and Microbial Technology, Institut Technische Chemie, Universitaire Hannover.
21. Kristinsson, H.G., Rasco, B.A., (2000), Hydrolysis of salmon muscle proteins by
an enzyme mixture extracted from atlantic salmon (salmo salar) pyloric caeca,
Journal of Food Biochemistry, 177–187.
.22. Lian, P.Z., Lee, C.M., Park, E. (2005), Characterization of Squid – processing Byproduct Hydrolysate and Its Potential as Aquaculture Feed Ingredient, J.Agric.
Food Chem 53 (14), pp.5587 – 5592.
23. Liaset, B., Nortvedt, R., Lied, E., Espe, M. (2002), Studies on the nitrogen recovery in enzymatic hydrolysis of Atlantic salmon (Salmo salar, L.) frames by ProtamexTM protease, Process Biochemistry. 37: 1263-1269.
24. Liaset, B., Julshamn, K., Espe, M. (2003), Chemical composition and theretical
nutritional evaluation of the produced fractions from enzymic hydrolysis of salmon frames with Protamex TM, process Biochemistry 38, pp.1747 – 1759.
25. Motamedzadegan, A., Davarniam, B., Asadi, G., Abedian, A., Ovissipour, M. (2010), Optimization of enzymatic hydrolysis of yellowfin tuna Thunnus albacares viscera using Neutrase, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources
University, Sari, Int Aquat Res 2: 173-181.
26. Nguyen, T.M.H., Sylla, K.S.B., Randriamahatody, Z., Donnay-Moreno, C.Moreau, J., Tran, T. L., Bergé, J.P. (2011), Enzymatic hydrolysis of yellowfin tuna
(Thunnus albacares) by-products using Protamex protease, Food Technology and
Biotechnology, 49 (1): 48-55.
27. Nilsang, S., Lertsiri, S., Suphantharika, M., Assavaning, A. (2004), Food industry and fermented foods and related waste treatment in thailand, Department of Biotechnology, Faculty of Science, Mahidol University, Bangkok 10400, Thailand.
28. Novozymes, (2001), Protamex Sheet, so 08284-03, page 1-3. 29. Novozymes, (2001), Flavourzyme Sheet, so 08282-04, page 1-3.
30. Ovissipour M.R., Abedian A.M., Motamedzadegan A., Rasco B., Safari R., Shahiri H., (2008), The effect of enzymatic hydrolysis on amino acids composition
of Persian sturgeon (Acipenser persicus) viscera protein hydrosate, 18th National Congress on Food Technology.
31. Ovissipour, M., Benjakul, S., Safari, R., Motamedzadegan, A. (2010), Fish protein hydrolysates production from yellowfin tuna Thunnus albacares head using Alcalase and Protamex, Gorgan Agricultural Sciences and Natural Resources
University, IntAquat Res 2: 87-95.
32. Ovissipour, M., Kenari, A.A., Motamedzadegan, A., Nazari, R.M., (2010),
Optimization of Enzymatic Hydrolysis of Visceral Waste Proteins of Yellowfin Tuna (Thunnus albacares), Food and Bioprocess Technology, 696-705.
Web site 33.http://www.customs.gov.vn/Lists/TinHoatDong/ViewDetails.aspx?ID=19655&C ategory=Th%E1%BB%91ng%20k%C3%AA%20H%E1%BA%A3i%20quan 34.http://www.thuysanvietnam.com.vn/san-luong-thuy-san-4-thang-dau-nam-dat-1- 563-nghin-tan-article-4580.tsvn 35. http://www.agroviet.gov.vn/Pages/news_detail.aspx?NewsId=28628&Page=2 36.http://vi.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1_ng%E1%BB%AB_v%C3%A2y_v%C3