2.3.1. Phƣơng pháp phân tích
- Xác định hàm lƣợng nƣớc bằng phƣơng pháp sấy ở 100–1050
C (theo TCVN
3700 – 90).
- Xác định hàm lƣợng tro toàn phần bằng phƣơng pháp nung ở 550–6000C (theo
TCVN 5105 – 90).
- Xác định hàm lƣợng protein tổng số bằng phƣơng pháp Kjeldahl (theo TCVN
3705 – 90).
- Xác định hàm lƣợng NH3 bằng phƣơng pháp chƣng cất lôi cuốn hơi nƣớc (theo
TCVN 3706 – 90).
- Xác định hàm lƣợng Nitơ axit amin theo phƣơng pháp formol (Nitơ acid amin = Nitơ formol – Nitơ amoniac)..
- Xác định hàm lƣợng Lipid bằng phƣơng pháp Folch.
- Hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc xác định theo Liaset và cộng sự (2002) nhƣ sau:[12]
Lƣợng Nitơ tổng số trong sản phẩm thủy phân
Thu hồi nitơ (%) = x 100
Lƣợng Nitơ tổng số trong nguyên liệu
2.3.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu
Số liệu thí nghiệm xử lý và vẽ đồ thị trên phần mềm Microsoft Excel và SPSS 16.0
PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA ĐẦU XƢƠNG CÁ TRA CÁ TRA
Kết quả xác định thành phần hóa học của đầu xƣơng cá Tra đƣợc trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.1. Thành phần hóa học của đầu xương cá Tra
Chỉ tiêu Nƣớc Protein Lipid Khoáng
Hàm lƣợng (%) 58,37 17,04 12,28 11,25
Từ kết quả thí nghiệm trên ta thấy, đầu xƣơng cá Tra có hàm lƣợng protein cao 17,04%, hàm lƣợng lipid và khoáng cũng khá cao, lần lƣợt là 12,28% và 11,25%. Do đó, việc nghiên cứu tận dụng nguồn nguyên liệu còn lại từ đầu xƣơng cá Tra để thu hồi protein, lipid và khoáng là cần thiết.
3.2. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT THÍCH HỢP CHO QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN
3.2.1. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Alcalase so với nguyên liệu
Tiến hành thủy phân 5 mẫu đầu xƣơng cá Tra với tỷ lệ enzyme Alalase/nguyên liệu lần lƣợt là 0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7%, 0,9% theo hình 2.4.
Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc thể hiện ở hình 3.1.
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Tỷ lệ enzyme ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân. Khi tăng tỷ lệ enzyme từ 0,1 đến 0,5% thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng dần từ 43,48 đến 48,07%. Khi tiếp tục tăng nồng độ enzyme từ 0,5 đến 0,9% thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng không đáng kể. Theo kết quả phân tích cho thấy, không có sự khác nhau có ý nghĩa về hiệu suất thu hồi Nitơ giữa 2 các mẫu có tỷ lệ enzyme 0,5 và 0,7%. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Quá trình thủy phân sử dụng kết hợp 2 enzyme là enzyme Alcalase và enzyme Flavourzyme. Enzyme Alcalase có khả năng thủy phân cắt mạch phân tử protein thành polypeptide, sau đó enzyme Flavourzyme tiếp tục thủy phân cắt mạch polypeptide để tạo thành các peptide ngắn hơn và các acid amin hòa tan trong dịch thủy phân, enzyme Flavourzyme thuộc loại endopeptidase và exopeptidase nên dẫn đến hiệu suất thu hồi Nitơ tăng. Khi tỷ lệ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thủy phân tăng đến một giá trị giới hạn nhất định. Nếu tiếp tục tăng tỷ lệ enzyme, tốc độ phản ứng thủy phân bởi enzyme tăng không đáng kể.
Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid amin đƣợc thể hiện ở hình 3.2.
nh 3.2.Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lượng Nitơ acid amin
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Theo hình 3.2 cho thấy, khi tăng tỷ lệ enzyme thì hàm lƣợng Nitơ acid amin cũng tăng theo. Khi tỷ lệ enzyme tăng từ 0,1 đến 0,5% thì hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng từ 3,89 đến 4,92 g/l. Khi tiếp tục tăng tỷ lệ enzyme từ 0,5 đến 0,9% thì hàm lƣợng Nitơ aicd amin vẫn tăng nhƣng không đáng kể. Theo kết quả phân tích cho thấy, không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các mẫu có tỷ lệ enzyme 0,5 và 0,7%.
Khi tỷ lệ enzyme tăng, khả năng phân cắt mạch polypeptide thành các polypeptide và acid amin càng cao. Do đó, dẫn đến hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng dần theo tỷ lệ enzyme. Tuy nhiên, tỷ lệ enzyme tăng đến một giá trị nhất định thì tốc độ phản ứng thủy phân tăng không đáng kể.
Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ amoniac đƣợc thể hiện hình 3.3.
Hình 3.3.Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn đầu đến hàm lượng Nitơ amoniac
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Kết quả hình 3.3 cho thấy: khi tỷ lệ enzyme tăng, hàm lƣợng Nitơ amoniac có sự thay đổi, tuy nhiên sự thay đổi của hàm lƣợng Nitơ amoniac không tỷ lệ với tỷ lệ enzyme, tức là khi tăng tỷ lệ enzyme thì hàm lƣợng Nitơ amoniac không tăng theo và ngƣợc lại.
Nitơ amoniac sinh ra chủ yếu do bản thân nguyên liệu có sẵn, trong quá trình thủy phân, hoặc đƣợc hình thành trong quá trình bảo quản dịch thủy phân.
Từ kết quả phân tích trên, chọn tỷ lệ enzyme Alcalase thích hợp là 0,5%.
3.2.2. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu thích hợp
Tiến hành thủy phân 5 mẫu đầu xƣơng cá Tra với nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu lần lƣợt là 400
C, 450C, 500C, 550C, 600C theo sơ đồ hình 2.5.
Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc thể hiện ở hình 3.4.
Hình 3.4.Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Khi tăng nhiệt độ từ 40 đến 600
C, hiệu suất thu hồi Nitơ tăng dần. Tuy nhiên, khi tăng nhiệt độ từ 40 đến 550
C, hiệu suất khá cao, từ 39,97 đến 50,40%, tiếp tục tăng đến 600
C thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng không đáng kể. Theo kết quả phân tích thì không có sự khác nhau có ý nghĩa đối với 2 mẫu có nhiệt độ 55 và 600C.
Điều này đƣợc giải thích nhƣ sau:
Khi tăng nhiệt độ thủy phân thì tốc độ phản ứng tăng, khả năng cắt mạch polipeptide của enzyme để hình thành peptide và acid amin tăng. Khi hoạt động trong khoảng nhiệt độ tối ƣu thì enzyme hoạt động tốt hơn, do đó hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc tăng, nếu tiếp tục tăng nhiệt độ thì do ảnh hƣởng nhiệt độ cao làm biến tính và ức chế hoạt động của enzyme, làm giảm khả năng cắt mạch của enzyme nên hiệu suất thu hồi Nitơ tăng không đáng kể.
Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng hàm lƣợng Nitơ acid amin đƣợc thể hiện ở hình 3.5.
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lượng Nitơ acid amin
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Khi tăng nhiệt độ từ 40 đến 550C thì hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng từ 3,64 đến 5,37 g/l. Tiếp tục tăng nhiệt độ từ 55 đến 600C thì hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng không đáng kể, theo kết quả phân tích thì không có sự khác nhau có ý nghĩa về hàm lƣợng Nitơ acid amin giữa 2 mẫu có nhiệt độ thủy phân 55 và 600
C.
Khi tăng nhiệt độ thì tốc độ phản ứng tăng lên do các phân tử enzyme có động năng lớn hơn, tăng cƣờng khả năng tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất, do đó quá trình thủy phân sẽ đƣợc tăng cƣờng. Tuy nhiên đến một giới hạn nhiệt độ nhất định hàm lƣợng Nitơ acid amin sẽ không tăng hoặc tăng rất ít khi tăng nhiệt độ vì nhiệt độ cao làm ức chế hoạt động của enzyme. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Ảnh hƣởng nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng hàm lƣợng Nitơ amoniac đƣợc thể hiện ở hình 3.6.
Hình 3.6.Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lượng Nitơ amoniac
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Khi tăng nhiệt độ từ 40 đến 600C, hàm lƣợng Nitơ amoniac giảm dần. giảm từ 1,2 đến 0,72 g/l. Theo kết quả phân tích thì hàm lƣợng Nitơ amoniac không khác nhau giữa 2 mẫu có nhiệt độ thủy phân 55 và 600C.
Điều này đƣợc giải thích nhƣ sau: Hàm lƣợng Nitơ amoniac giảm dần khi nhiệt độ từ 400C đến 600
C là do từ nhiệt độ 400C đến 600
C hoạt động của vi sinh vật gây thối rữa giảm, khả năng sản sinh ra Nitơ amoniac giảm theo.
Từ kết quả nghiên cứu ở trên, chọn 550C là nhiệt độ thủy phân thích hợp ở giai đoạn đầu.
3.2.3. Kết quả xác định thời gian thủy phân giai đoạn đầu thích hợp
Tiến hành thủy phân 5 mẫu đầu xƣơng cá Tra với thời gian thủy phân giai đoạn đầu lần lƣợt là 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ, 6 giờ theo sơ đồ hình 2.6.
Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc thể hiện ở hình 3.7.
Hình 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hiệu suất thu hồi Nitơ
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Kết quả nghiên cứu cho thấy thời gian thủy phân có ảnh hƣởng lớn đến khá lớn đến quá trình thủy phân. Thời gian thủy phân càng dài thì hiệu suất thu hồi Nitơ càng cao, khi tăng thời gian từ 1 giờ đến 4 giờ thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng từ 40 đến 50,35%. Nhƣng khi thời gian thủy phân tăng từ 4 giờ đến 6 giờ thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng không đáng kể. Không có sự khác nhau có ý nghĩa thống kê về hiệu suất thu hồi Nitơ giữa các mẫu với thời gian thủy phân 4 và 5 giờ.
Điều này đƣợc giải thích nhƣ sau: Khi kéo dài thời gian thủy phân thì tác dụng phân cắt mạch polypeptide thành các peptide ngắn mạch và acid amin càng triệt để. Nên hiệu suất thu hồi Nitơ tăng. Tuy nhiên khi tăng thời gian thủy phân đến một giới hạn nào đó thì tốc độ cắt mạch của enzyme giảm, hiệu quả thủy phân không cao.
Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ acid amin đƣợc thể hiện ở hình 3.8.
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lượng Nitơ acid amin
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Theo hình 3.8, thời gian thủy phân càng tăng hàm lƣợng Nitơ acid amin càng tăng. Khi tăng thời gian từ 1 đến 4 giờ, hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng từ 3,05 đến 4,35 g/l. Tiếp tục tăng thời gian tới 6 giờ, thì hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng nhƣng không đáng kể, kết quả của các mẫu có thời gian thủy phân 4 và 5 giờ không có sự khác nhau có ý nghĩa.
Thời gian thủy phân càng kéo dài thì khả năng tiếp xúc giữa enzyme với nguyên liệu càng tăng, do đó tác dụng phân cắt mạch polypeptide thành các peptide ngắn mạch và acid amin càng triệt để. Do đó, hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng theo thời gian. Tuy nhiên khi tăng thời gian thủy phân đến một giới hạn nào đó thì hoạt động của enzyme giảm, hiệu quả cắt mạch giảm nên hiệu quả quá trình thủy phân không cao, do đó hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng không đáng kể.
Ảnh hƣởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lƣợng Nitơ amoniac đƣợc thể hiện ở hình 3.9.
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân giai đoạn đầu đến hàm lượng Nitơ amoniac
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Theo hình 3.9, thời gian ảnh hƣởng nhiều đến hàm lƣợng Nitơ amoniac, thời gian càng tăng thì hàm lƣợng Nitơ amoniac cũng tăng theo. Khi thời gian tăng từ 1 đến 6 giờ hàm lƣợng Nitơ amoniac tăng từ 3,05 đến 4,60 g/l. Theo kết quả phân tích hàm lƣợng Nitơ amoniac không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa các mẫu có thời gian 4, 5 và 6 giờ.
Khi thời gian thủy phân càng tăng thì dịch thủy phân dễ bị ảnh hƣởng bởi vi sinh vật gây thối, khi đó vi sinh vật dễ dàng phân hủy các chất hữu cơ, tạo thành một số chất có mùi, trong đó có NH3, do đó hàm lƣợng Nitơ amoniac tăng dần theo thời gian thủy phân.
Từ kết quả thí nghiệm, thời gian thích hợp cho quá trình thủy phân giai đoạn đầu là 4 giờ.
Các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân giai đoạn đầu đƣợc xác định nhƣ sau:
- Tỷ lệ enzyme/nguyên liệu: 0,5%. - Nhiệt độ thủy phân: 550C.
- Thời gian thủy phân: 4 giờ.
3.2.4. Kết quả xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Tiến hành thủy phân 5 mẫu đầu xƣơng cá Tra với tỷ lệ enzyme/nguyên liệu lần lƣợt là 0,1%, 0,3%, 0,5%, 0,7%, 0,9% theo sơ đồ hình 2.7.
Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc thể hiện lần lƣợt ở hình 3.10.
Hình 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Khi tăng tỷ lệ enzyme từ 0,1 đến 0,5% thì hiệu suất thu hồi Nitơ tăng từ 44,00 đến 48,04%. Khi tiếp tục tăng tỷ lệ enzyme thì hiệu suất thu hồi Nitơ vẫn tăng, tuy nhiên theo kết quả phân tích thì không có sự khác nhau có ý nghĩa về hiệu suất thu hồi Nitơ giữa 2 mẫu có tỷ lệ enzyme 0,5 và 0,7% .
Khi tỷ lệ enzyme càng tăng, khả năng phân cắt mạch polypeptide thành các peptide ngắn mạch và acid amin càng nhiều do đó hiệu suất thu hồi Nitơ tăng theo tỷ lệ enzyme.
Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ acid amin đƣợc thể hiện ở hình 3.11.
Hình 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lượng Nitơ acid amin
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Theo nhƣ kết quả phân tích, khi tỷ lệ enzyme tăng từ 0,1 đến 0,5% thì hàm lƣợng Nitơ acid amin tăng từ 4,79 đến 5,10 g/l. Tiếp tục tăng tỷ lệ enzyme thì hàm lƣợng Nitơ acid amin vẫn tăng nhƣng không có sự khác nhau có ý nghĩa đối với các mẫu có tỷ lệ enzyme 0,5 và 0,7%.
Khi tỷ lệ enzyme tăng thì thúc đẩy quá trình phân cắt mạch polypeptide thành các peptide ngắn mạch và acid amin nhiều hơn nên hàm lƣợng acid amin tăng theo tỷ lệ enzyme.
Ảnh hƣởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lƣợng Nitơ amoniac đƣợc thể hiện ở hình 3.12.
Hình 3.12. Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme giai đoạn sau đến hàm lượng Nitơ amoniac
Các giá trị trung bình mang ký tự khác nhau thì khác nhau có ý nghĩa về thống kê.
Kết quả nghiên cứu cho thấy: Hàm lƣợng Nitơ amoniac hầu nhƣ không thay đổi nhiều khi tỷ lệ enzyme tăng. Điều này cho thấy tỷ lệ enzyme không ảnh hƣởng lớn đến hàm lƣợng amoniac.
Sự có mặt của enzyme trong dịch thủy phân nguyên nhân là do vi sinh vật phân hủy các chất hữu cơ có đạm có trong dịch thủy phân và tạo sản phẩm là NH3, điều này phụ thuộc vào điều kiện thủy phân, bảo quản mẫu. Do đó, hàm lƣợng Nitơ amoniac không bị ảnh hƣởng lớn bởi tỷ lệ enzyme.
Từ kết quả phân tích trên, chọn tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp là 0,5%.
3.2.5. Kết quả xác định nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau thích hợp
Tiến hành thủy phân 5 mẫu đầu xƣơng cá Tra với nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau lần lƣợt là 400C, 450C, 500C, 550C, 600C theo sơ đồ hình 2.8.
Ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân giai đoạn sau đến hiệu suất thu hồi Nitơ đƣợc thể hiện ở hình 3.13.