Hình 3.19. Sơ đồ quy tr nh sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xương cá Tra
3.3.2. Thuyết minh quy trình sản xuất dịch thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra
* Nguyên liệu
Đầu xƣơng cá Tra có chất lƣợng tốt, màu sắc tự nhiên, mùi tự nhiên, không có dấu hiệu bị ƣơn.
- Tỷ lệ N/NL: 1/1 - Tỷ lệ E/NL: 0,5% - Nhiệt độ TP: 550C - Thời gian TP: 4h - pH tự nhiên
Đầu xƣơng cá Tra
Thủy phân bằng Alcalase Xử lý Nghiền nhỏ - Tỷ lệ E/NL: 0,5% - Nhiệt độ TP: 500C - Thời gian TP: 3h - pH tự nhiên Bã ly tâm Thủy phân bằng Flavourzyme
Sấy phun Lọc
Dịch thủy phân
Bột thủy phân protein Bã lọc
Ly tâm Bất hoạt enzyme
* Xử lý
Nguyên liệu đƣợc cấp đông, tiến hành rã đông, sau đó chặt nhỏ để thuận lợi cho công đoạn tiếp theo.
* Nghiền nhỏ
Nguyên liệu sau khi đã rã đông và xử lý xong, đem nghiền nhỏ với đƣờng 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 các túi nhựa để tiện cho quá trình thủy phân sau này.
* Thủy phân bằng enzyme Alcalase
Nguyên liệu đƣợc đem thủy phân với enzyme Alcalase với tỷ nƣớc/nguyên liệu là 1/1, khuấy trộn đều, tỷ lệ enzyme/nguyên liệu là 0,5%, nhiệt độ thủy phân là 550C, thời gian thủy phân là 4 giờ. Tiến hành khuấy đảo thƣờng xuyên tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn. Sau khi thủy phân tiến hành bất hoạt enzyme ở 900C trong 15 phút.
* Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme
Nguyên liệu đƣợc đem thủy phân với enzyme Flavourzyme với tỷ lệ enzyme/nguyên liệu là 0,5%, nhiệt độ thủy phân là 500C, thời gian thủy phân là 3 giờ. Tiến hành khuấy đảo thƣờng xuyên tạo điều kiện cho quá trình thủy phân diễn ra nhanh hơn.
* Bất hoạt enzyme
Sau khi thủy phân tiến hành bất hoạt enzyme ở 900C trong 15 phút. * Lọc
Sau khi thủy phân, bất hoạt enzyme, tiến hành lọc. Lọc xong ta loại bỏ đƣợc phần bã lọc (chủ yếu là xƣơng).
* Ly tâm
Sau khi lọc xong, dịch lọc đƣợc ly tâm trong thời gian 30 phút với tốc độ ly tâm là 5000 vòng/phút. Ly tâm xong ta thu đƣợc dịch thủy phân protein, lipid và bã ly tâm.
Dịch thủy phân sau khi phối trộn Maltodextrin, với tỷ lệ Maltodextrin là 10%, đƣợc đem đi sấy phun ở nhiệt độ 1350
C, tốc độ bơm dịch 12ml/phút, áp suất khí nén = 0,5bar.
3.4. SẢN XUẤT SẢN PHẨM THỦY PHÂN THEO QUY TRÌNH ĐỀ XUẤT
Sau khi xác định các thông số thích hợp, tiến hành thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra theo quy trình đề xuất thu đƣợc sản phẩm thủy phân protein và các sản phẩm phụ khác.
3.4.1. Các sản phẩm thu đƣợc từ sự thủy phân đầu xƣơng cá Tra
Thủy phân 1kg đầu xƣơng cá Tra theo các thông số thích hợp ở quy trình đề xuất, thu đƣợc các sản phẩm sau đƣợc thể hiện ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Các sản phẩm thu được từ 1kg đầu xương cá Tra
Các sản phẩm thu đƣợc từ quá trình thủy phân
Khối lƣợng (g)
Bột thủy phân protein 74
Lipid 180
Bột protein không tan 29
Bột khoáng 112
** Nhận xét: Từ 1 kg nguyên liệu đầu xƣơng cá Tra, thu đƣợc 74g bột thủy phân protein, 180g lipid, 29g bột protein không tan và 112g bột khoáng. Việc thủy phân đầu xƣơng cá Tra bằng sự kết hợp 2 enzyme Alcalase và Flavourzyme đem lại hiệu quả cao. Từ đây có thể thấy rằng, từ nguyên liệu còn lại không có giá trị kinh tế có thể tạo ra nhiều sản phẩm có thể ứng dụng cho nhiều lĩnh vực để có thể nâng cao giá trị kinh tế hơn. Chẳng hạn, bột thủy phân protein có thể ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi, bột nêm, nƣớc mắm,… còn bột khoáng, bột protein không tan có thể ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi,…
Hình 3.20. Bột protein không tan từ đầu xương cá Tra trước và sau khi sấy
3.4.2. Chất lƣợng dịch thủy phân protein
nh 3.21. Dịch thủy phân protein từ đầu xương cá Tra Bảng 3.3. Chất lượng cảm quan của dịch thủy phân protein
Chỉ tiêu Đánh giá
Trạng thái Dịch trong
Màu Dịch có màu vàng cam
Mùi Có mùi đặc trƣng của dịch đạm thủy phân từ cá
Vị Không có vị đắng
Bảng 3.4. Chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân protein
Chỉ tiêu Nts (gN/l) Naa (gN/l) NNH3(gN/l) Naa/Nts (%)
Nhận xét: Từ bảng 3.3 và 3.4 cho thấy, dịch thủy phân protein thu đƣợc có màu vàng cam, dịch trong, có mùi đặc trƣng từ dịch đạm thủy phân từ cá, không có vị đắng. Hàm lƣợng Nitơ tổng số và Nitơ acid amin tƣơng đối cao. Do đó, có thể sử dùng dịch đạm thủy phân này để ứng dụng vào việc sản xuất các sản phẩm khác.
3.4.3. Chất lƣợng bột thủy phân protein
Hình 3.22. Bột thủy phân protein từ đầu xương cá Tra Bảng 3.5.Chất lượng cảm quan của bột protein hòa tan
Chỉ tiêu Đánh giá
Trạng thái Bột khô, tơi, mịn
Màu Trắng sữa
Mùi Thơm đặc trƣng của bột protein hòa tan
Vị Không có vị đắng, có vị đặc trƣng của sản phẩm thủy phân
Bảng 3.6. Kết quả xác định chỉ tiêu hóa học bột protein hòa tan
Chỉ tiêu Độ ẩm Protein thô Lipid Tro Nitơ tổng số Nitơ acid amin Hàm lƣợng (%) 7,08 62,78 3,20 3,15 10,04 4,08
Kết quả cho thấy bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra có màu trắng sữa, có mùi thơm đặc trƣng của bột protein thủy phân từ cá, bột tan tốt trong nƣớc, khô, tơi và mịn. Theo kết quả xác định chỉ tiêu hóa học của bột protein hòa tan cho thấy, bột protein hòa tan có hàm lƣợng protein cao (62,78%). Do đó, có thể ứng dụng để sản xuất nhiều sản phẩm.
Bảng 3.7. Kết quả xác định thành phần acid amin của bột protein hòa tan
STT Tên acid amin Hàm lƣợng (g/100g chất khô)
1 Lysine* 0,95 2 Phenylalanine* 1,54 3 Valine* 0,97 4 Leucine* 1,18 5 Isoleucine* 2,10 6 Threonine* 2,58 7 Methionine* 1,76 8 Proline 0,59 9 Asparagine 0,83 10 Glycine 1,12 11 4- Hydroxyproline 1,25 12 Glutamine 1,19 13 Alanine 0,91 14 Serine 0,37 15 Histidine 4,20 16 Hly 1,74 17 Tyrosine 1,38 TAA 24,66 TEAA 11, 08 TEAA/TAA (%) 44,93
TEAA (Total essential amino acid): Tổng acid amin không thay thế.
Thành phần acid amin của bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra đƣợc trình bày trong bảng 3.7. Kết quả phân tích cho thấy sản phẩm bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra có hàm lƣợng acid amin cao (24,66g/100g chất khô). Trong đó, hàm lƣợng các acid amin không thay thế là 11,08g/100g chất khô, chiếm 44,93% tổng acid amin. Từ kết quả phân tích cho thấy, hàm lƣợng acid amin trong bột thủy phân protein từ đầu xƣơng cá Tra khá cao, có thể ứng dụng để sản xuất các sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng nhƣ bột đạm chăn nuôi, bột nêm giàu acid amin, nƣớc mắm,…
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
1. KẾT LUẬN
Từ kết quả nghiên cứu, có thể rút ra một số kết luận sau:
* Xác định đƣợc thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu đầu xƣơng cá Tra là nƣớc 58,37%, protein 17,04%, lipid 12,38%, khoáng 11,25%.
* Đã xác định đƣợc các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu xƣơng cá Tra nhƣ sau:
+ Giai đoạn 1: Thủy phân bằng enzyme Alcalase - Tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu: 0,5 % - Nhiệt độ thủy phân thích hợp: 550C - Thời gian thủy phân thích hợp: 4 giờ
+ Giai đoạn 2: Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme - Tỷ lệ enzyme Flavourzyme: 0,5 %
- Nhiệt độ thủy phân thích hợp: 500C - Thời gian thủy phân thích hợp: 3 giờ
* Đã đề xuất đƣợc quy trình sản xuất sản phẩm thủy phân từ đầu xƣơng cá Tra.
* Các sản phẩm thu đƣợc từ quá trình thủy phân (tính trên 1kg nguyên liệu):
- Bột thủy phân protein: 74g.
- Lipid: 180g.
- Bột protein không tan: 29g.
- Bột khoáng: 112g.
* Đã xác định thành phần hóa học của dịch thủy phân: Nitơ tổng số 9,53 gN/l, Nitơ acid amin 4,62 gN/l, Nitơ NH3 0,97 gN/l, tỉ lệ Nitơ acid amin/ Nitơ tổng số là 48,50%.
* Đã xác định thành phần hóa học của bột thủy phân protein: độ ẩm 7,08%, protein 62,78%, lipid 3,20% , tro 3,15g, nitơ tổng số 10,04%, nitơ acid amin 4,08%.
* Đã xác định thành phần acid amin, tổng acid amin 24,66g, acid amin không thay thế là 11,08g, tỷ lệ acid amin/tổng acid amin là 44,93%.
2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
Vì điều kiện thời gian có hạn nên chƣa nghiên cứu đƣợc các thông số cho quá trình sấy phun mà chỉ sử dụng các kết quả của các công trình nghiên cứu trƣớc, do đó cần tiếp tục nghiên cứu chế độ sấy thích hợp cho dịch thủy phân protein từ đầu, xƣơng cá Tra để tạo ra sản phẩm bột protein hòa tan có chất lƣợng tốt.
Trong quá trình thực hiện đề tài này tại phòng thí nghiệm có nhiều công đoạn còn gặp nhiều khó khăn do phòng thí nghiệm chƣa đƣợc trang bị đầy đủ máy móc, thiết bị. Do vậy cần trang bị thêm máy móc thiết bị cho phòng thí nghiệm để tạo điều kiện thuận lợi hơn cho trong việc nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO TIẾNG VIỆT
1. Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến, (1988), “Công nghệ enzyme”. Nhà xuất bản nông nghiệp TP. Hồ Chí Minh 2. Lâm Tuyết Hận (2004), Nghiên cứu thu chế phẩm enzyme protease từ nội
tạng cá chẽm va ứng dụng sản xuất bột cá thực phẩm, Luận văn thạc sỹ kỹ
thuật, Trƣờng Đại học Nha Trang.
3. Nguyễn Thanh Hiền. Thông tin Khoa Học Công Nghệ - Kinh Tế Thủy Sản. Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp, 2003.
4. Nguyễn Thị Ngọc Hoài (2012), Nghiên cứu thu hồi và đặc trưng hóa tính
chất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme, Luận văn thạc sĩ,
Trƣờng Đại họcNha Trang.
5. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng (2011), Sử dụng 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.
6. Nguyễn Thị Mỹ Hƣơng (2012), Sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu
cá Ngừ vây vàng bằng protease thương mại, Tạp chí Khoa học – Công nghệ
Thủy sản, số2/2012, 25-30.
7. Phạm Văn Khánh, Kỹ thuật nuôi một số loài cá xuất khẩu. Nhà Xuất Bản Nông Nghiệp, 2004.
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, Trƣơng Quang Bình (2011), Nghiên cứu ứng dụng ezyme protease từ vi khuẩn (Bacillus subtilis) để thủy phân
phụ phẩm cá tra, Khoa thủy sản, Trƣờng Đại học Nông Lâm thành phố Hồ
Chí Minh, trang 448 và 457.
10. Nguyễn Thị Kiều Oanh, Hoàn thiện quy trình chế biến sản phẩm chà bông
11. Kỹ thuật ương nuôi cá tra, phòng Khuyến ngƣ Trung Tâm Khuyến nông tỉnh An Giang, 2001.
TIẾNG ANH
12. Liaset. B et al (2001), Studies on the nitrogen recovery in enzymic hydrolysis
of Atlantic salmon (Salmo salar, L.) frames by Protamex™ protease, Process
Biochemistry 37 (2002) 1263–1269.
13. Molia, A.B. (2011), Processing of visceral waste proteins of Beluga (Huso
Huso) using Protamex, Journal of Armenia, 4 (63).
14. 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.
15. 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
16. 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.
17. 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.
18. Sathivel, S., Smiley, S., Prinyawiwatkul, W., Peter, J.B. (2005), Functional and Nutritional Propertiesof Red Salmon (Oncorhynchus nerka) Enzymatic
Hydrolysates, Journal Of Food Science , Vol. 70, Nr. 6.
19. Sylla K.S.B., Musabyemariya B., Berge J.P., Seydi Mg. (2008), Water ratio effect on the proteins hydrolysis tongue sole by-products (Cynuglossus
senefalensis), Revue Africaine de Santé et de Productions Animales (RASPA), Vol. 6 (3-4), Pages 189-194.
TRANG WED 20. http://caimon.org/Giaoduc/Luanan/LUAN%20AN%20LAM%20THI%20TU YET%20TRINH/CHUONG%20I.htm 21. www.agroviet.gov.vn 22. http://www.vasep.com.vn/Tin-Tuc/51_24135/Nam-2013-San-luong-ca-tra- giam-duoi-1-trieu-tan.htm 23. http://www.vinanet.com.vn/tin-thi-truong-hang-hoa-viet- nam.gplist.286.gpopen.211925.gpside.1.gpnewtitle.tinh-hinh-san-xuat-va- nuoi-trong-thuy-san-qui-i-2013.asmx 24. http://www.ncbe.reading.ac.uk/ncbe/materials/enzymes/alcalase.html 25. http://www.vasep.com.vn/Tin-Tuc/651_24299/Ai-Cap-Nhap-khau-ca-tra- tiep-tuc-kha-quan-trong-nam-2013.htm 26. http://www.vasep.com.vn/Tin-Tuc/378_24520/Nhap-khau-ca-tra-vao-My- tang-102-nam-2012.htm
PHỤ LỤC Phụ lục 1: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH
Bảng 1. Hàm lượng và hiệu suất thu hồi Nitơ trong dịch thủy phân ở các mẫu có tỷ lệ enzyme Alcalase khác nhau
Mẫu
Nts Naa NNH3 Hiệu suất thu
hồi Nitơ (%) gN/l Mẫu 1: 0,1% E 8,17 ± 0,20a 3,89± 0,28a 0,63 ± 0,03a 43,48 ± 1,07a Mẫu 2: 0,3% E 8,58± 0,18b 4,34± 0,31b 0,62 ± 0,07a 45,71 ± 0,93b Mẫu 3: 0,5% E 8,93 ± 0,18c 4,92 ± 0,06c 0,73 ± 0,03b 48,07 ± 1,09c Mẫu 4: 0,7% E 8,98 ± 0,10c 5,17± 0,01cd 0,75 ± 0,04b 49,06 ± 0,54cd Mẫu 5: 0,9% E 9,07 ± 0,04c 5,40 ± 0,06d 0,67 ± 0,06ab 50,48 ± 0,97d
Bảng 2. Hàm lượng Nts, Naa, NNH3 và hiệu suất thu hồi Nitơ trong dịch thủy phân ở các mẫu có nhiệt độ thủy phân ở giai đoạn đầu khác nhau
Mẫu
Nts Naa NNH3 Hiệu suất thu
hồi Nitơ (%) gN/l Mẫu 1: 400C 7,35 ± 0,17a 3,64 ± 0,48a 1,20 ± 0,04d 39,97 ± 0,93a Mẫu 2: 450C 8,09± 0,06b 4,32 ± 0,53b 1,07 ± 0,04c 43,04 ± 0,32b Mẫu 3: 500C 8,67 ± 0,07c 4,87 ± 0,56c 0,93 ± 0,10b 46,46 ± 0,39c Mẫu 4: 550C 9,37± 0,09d 5,37 ± 0,57d 0,78 ± 0,09a 50,40 ± 0,48d Mẫu 5: 600C 9,51 ± 0,10d 5,69 ± 0,60d 0,72 ± 0,04a 51,01 ± 0,54d
Bảng 3. Hàm lượng Nts, Naa, NNH3 và hiệu suất thu hồi Nitơ trong dịch thủy phân ở các mẫu có thời gian thủy phân ở giai đoạn đầu khác nhau
Mẫu Nts Naa NNH3 Hiệu suất thu
hồi Nitơ(%) gN/l
Mẫu 1: 1 giờ 7,58 ± 0,10a 3,05 ± 0,07a 0,48 ± 0,02a 40,00 ± 0,53a Mẫu 2: 2 giờ 9,04 ± 0,05b 3,50 ± 0,05b 0,58 ± 0,04b 48,15 ± 0,28b
Mẫu 3: 3 giờ 9,31 ± 0,04c 3,73 ± 0,40c 0,64 ± 0,07b 49,36 ± 0,19c Mẫu 4: 4 giờ 9,50 ± 0,02d 4,35 ± 0,46d 0,78± 0,09c 50,35 ± 0,09d Mẫu 5: 5 giờ 9,52 ± 0,04de 4,54 ± 0,48de 0,95 ± 0,09c 51,36 ± 0,19de Mẫu 6: 6 giờ 9,60 ± 0,02e 4,60 ± 0,48e 1,06 ± 0,02d 51,73± 0,11e
Bảng4. Hàm lượng Nts, Naa, NNH3 và hiệu suất thu hồi Nitơ trong dịch thủy phân ở các mẫu có tỷ lệ enzyme Flavourzyme khác nhau
Mẫu
Nts Naa NNH3 Hiệu suất thu
hồi Nitơ (%) gN/l Mẫu 1: 0,1% E 8,28 ± 0,20a 4,79 ± 0,12a 0,78 ± 0,09ba 44,00 ± 1,07a Mẫu 2: 0,3% E 8,81± 0,10b 4,95± 0,04b 0,71 ± 0,02ab 46,78 ± 0,54b Mẫu 3: 0,5% E 8,98 ± 0,10bc 5,10 ± 0,03c 0,73 ± 0,03ab 48,04 ± 0,54c Mẫu 4: 0,7% E 9,04 ± 0,05c 5,23± 0,09cd 0,75 ± 0,04ab 49,02 ± 0,29cd Mẫu 5: 0,9% E 9,11 ± 0,02c 5,34 ± 0,10e 0,67 ± 0,06a 50,06 ± 0,11d
Bảng 5. Hàm lượng Nts, Naa, NNH3 và hiệu suất thu hồi Nitơ trong dịch thủy phân ở các mẫu có nhiệt độ thủy phân ở giai đoạn sau khác nhau
Mẫu
Nts Naa NNH3 Hiệu suất thu
hồi Nitơ (%) gN/l Mẫu 1: 400C 7,68 ± 0,04a 3,64 ± 0,47a 1,20 ± 0,04d 39,93 ± 0,21a Mẫu 2: 450C 8,19± 0,04b 4,32 ± 0,53b 1,07 ± 0,04c 43,20 ± 0,18b