Ảnh hưởng của loại enzyme và điều kiện thủy phân đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH của protein artemia thủy phân

Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn<br /> <br /> Soá 1/2013<br /> <br /> KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU ÑAØO TAÏO SAU ÑAÏI HOÏC<br /> <br /> ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI ENZYME VÀ ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN ĐẾN<br /> HOẠT TÍNH KHỬ GỐC TỰ DO DPPH CỦA PROTEIN ARTEMIA THỦY PHÂN<br /> THE EFFECT OF ENZYMES AND HYDROLYSIS CONDITIONS ON DPPH RADICAL<br /> SCAVENGING ACTIVITY OF ARTEMIA PROTEIN HYDROLYSATES<br /> Nguyễn Hồng Ngân1, Nguyễn Anh Tuấn2, Huỳnh Nguyễn Duy Bảo3<br /> Ngày nhận bài: 12/9/2012; Ngày phản biện thông qua: 12/10/2012; Ngày duyệt đăng: 15/3/2013<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Nghiên cứu này nhằm khám phá hoạt tính khử gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) của Protein Artemia<br /> thủy phân (APH). Protein của Artemia được thủy phân bằng các enzyme Protamex, Neutrase, Flavourzyme và Alcalase<br /> trong 5 giờ ở 500C, với tỷ lệ enzyme/cơ chất (E/S) là 0,375 AU/g nguyên liệu. Tất cả các enzyme đều tạo ra APH có hoạt<br /> tính khử gốc tự do DPPH. Protein Artemia thủy phân bởi enzyme Protamex có hoạt tính khử gốc tự do DPPH cao nhất nên<br /> đã chọn enzyme Protamex để nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện thủy phân. Kết quả cho thấy tỷ lệ E/S, nhiệt độ, pH và<br /> thời gian thủy phân protein Artemia bằng enzyme Protamex có ảnh hưởng đến khả năng khử gốc tự do DPPH của APH<br /> tạo thành.<br /> Từ khóa: artemia, enzyme, chống oxy hóa, protein, thủy phân<br /> <br /> ABSTRACT<br /> The present study was aimed to investigate the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity<br /> of Artemia Protein Hydrolysates (APH). The Artemia protein was hydrolyzed with Protamex, Neutrase, Flavourzyme and<br /> Alcalase for 5h at 500C, at an enzyme/substrate (E/S) ratio of 0.375 AU/g material. All the enzymes yielded APH that<br /> possessed DPPH radical scavenging activity. Protamex derived hydrolysates having the highest DPPH radical scavenging<br /> activity and was therefore used to investigate the effect of other hydrolysis conditions. Time, temperature, pH and E/S ratio<br /> were shown to influence DPPH radical scavenging activity of Protamex-derived APH.<br /> Keywords: artemia, enzymes, antioxidant, protein, hydrolysates<br /> <br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Artemia là một loài giáp xác nhỏ có thể sống ở<br /> những vùng nước mặn có nồng độ muối dao động<br /> lớn từ vài phần nghìn đến 250‰. Với chu trình sinh<br /> trưởng ngắn, sau 10 - 15 ngày Artemia có thể đạt<br /> giai đoạn trưởng thành và tham gia sinh sản. Artemia<br /> có thể sinh sản lần đầu sau 8 ngày phát triển. Mỗi<br /> lần đẻ khoảng 300 trứng hoặc con, với chu kỳ đẻ<br /> 4 ngày/lần vì vậy lượng sinh khối Artemia thu được<br /> rất lớn [1,2]. Artemia là loại nguyên liệu thủy sản có<br /> hàm lượng protein cao, chiếm 67,8% trọng lượng<br /> khô. Hiện tại, các nghiên cứu chế biến Artemia còn<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> rất hạn chế đặc biệt là chế biến Artemia thành thực<br /> phẩm cho người chưa được quan tâm. Artemia chủ<br /> yếu được sử dụng dưới dạng sinh khối tươi dùng<br /> làm thức ăn nuôi ấu trùng tôm càng xanh, cua, tôm<br /> biển và cá cảnh [5]. Phần sinh khối dư thừa hiện<br /> chưa được sử dụng một cách hiệu quả; do vậy việc<br /> nghiên cứu chế biến Artemia thành các sản phẩm<br /> thực phẩm là cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả sử<br /> dụng loại nguyên liệu thủy sản giàu protein này.<br /> Hiện nay, có nhiều nghiên cứu tách chiết các<br /> chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là các chất có<br /> hoạt tính chống oxy hóa từ protein của động vật<br /> <br /> Nguyễn Hồng Ngân: Lớp Cao học Công nghệ Sau thu hoạch 2009 - Trường Đại học Nha Trang<br /> TS. Nguyễn Anh Tuấn, 3TS. Huỳnh Nguyễn Duy Bảo: Khoa Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang<br /> <br /> 120 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG<br /> <br /> Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn<br /> thủy sản [7, 9, 15]. Protein thủy phân có chứa các<br /> peptide, acid amin có khả năng chống oxy hóa được<br /> sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như thực phẩm,<br /> thực phẩm chức năng, mỹ phẩm [11, 14].<br /> Vì vậy, nghiên cứu khả năng chống oxy hóa<br /> của protein Artemia thủy phân để sử dụng trong lĩnh<br /> vực thực phẩm cho con người là một hướng đi mới<br /> góp phần sử dụng hiệu quả hơn nguồn sinh khối<br /> Artemia. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá<br /> ảnh hưởng của loại enzyme và điều kiện thủy phân<br /> đến hoạt tính khử gốc tự do DPPH của APH.<br /> II. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> 1. Nguyên vật liệu và hóa chất<br /> Gốc tự do 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH)<br /> mua từ công ty hóa chất Sigma-Aldrich, Hoa Kỳ.<br /> Các hóa chất khác dùng trong nghiên cứu này là<br /> loại đạt tiêu chuẩn dùng cho phân tích.<br /> Dựa vào việc sử dụng enzyme trong các nghiên<br /> cứu về hoạt tính chống oxy hóa của prtein thủy<br /> phân từ sinh vật biển [6, 7, 10], nghiên cứu này sử<br /> dụng các chế phẩm protease thương mại bao gồm:<br /> Neutrase, Alcalase, Flavourzyme và Protamex của<br /> hãng Novo - Đan Mạch. Neutrase là loại metallo<br /> endoprotease được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus<br /> amyloliquefaciens; Alcalase là loại endoprotease<br /> được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus licheniformis;<br /> Protamex kết hợp cả hai loại edoprotease và<br /> exopeptidase được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus<br /> licheniformis<br /> và<br /> Bacillus<br /> amyloliquefaciens;<br /> Flavourzyme kết hợp cả hai loại edoprotease và<br /> exopeptidase thu nhận từ nấm Aspergillus oryzae.<br /> 2. Chuẩn bị protein Artemia thủy phân<br /> Artemia được thủy phân bằng các enzyme<br /> thương mại bao gồm Protamex, Neutrase, Alcalase<br /> và Flavourzyme. Quá trình thủy phân được giữ ở<br /> 50oC trong bể ổn nhiệt trong thời gian 5 giờ. Hoạt độ<br /> của enzyme so với cơ chất là 0,375 AU/g. Hỗn hợp<br /> sau khi thủy phân đưa đi bất hoạt enzyme ở nhiệt độ<br /> 85oC trong 10 phút, rồi lọc tách bỏ phần bã thu dịch<br /> protein Artemia thủy phân (APH).<br /> 3. Phương pháp phân tích<br /> Khả năng khử gốc tự do DPPH của APH xác<br /> định theo phương pháp của Fu và cộng sự (2002)<br /> [8, 12].<br /> Dịch thủy phân được pha loãng 5 lần bằng<br /> nước cất. Đối với mẫu đo cho vào ống nghiệm 1,8ml<br /> nước cất, 0,2ml mẫu tương ứng, 1ml methanol, 1ml<br /> DPPH. Do dịch thủy phân có màu nên ta cần chuẩn<br /> <br /> Soá 1/2013<br /> bị mẫu blank. Mẫu blank cũng chuẩn bị tương tự<br /> nhưng thay 1ml DPPH bằng 1 ml methanol. Ống<br /> chuẩn gồm: 2ml nước + 1ml methanol + 1ml DPPH.<br /> Lắc đều rồi đem ủ trong bóng tối ở nhiệt độ phòng.<br /> Sau 30 phút đem đi đo độ hấp phụ ở bước sóng 517<br /> nm trên thiết bị UV-Vis mini 1240.<br /> 4. Phương pháp xử lý số liệu<br /> Số liệu trình bày trong bài báo này là giá trị trung<br /> bình của 3 lần thí nghiệm ± SD (độ lệch chuẩn). Tính<br /> giá trị trung bình và vẽ đồ thị sử dụng phần mềm<br /> Microsoft Excel 2003. Sự khác biệt có ý nghĩa về<br /> mặt thống kê (p < 0,05) của các giá trị trung bình<br /> được phân tích trên phần mềm thống kê R phiên<br /> bản 2.15.1. Các kí tự a, b, c, d, e, f khác nhau trên<br /> đồ thị thể hiện số liệu khác nhau có ý nghĩa ở mức<br /> p