intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lí bằng enzyme alcalase đến chất lượng gelatin từ da cá tra (pangasianodon hypophthalmus)

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST
Báo xấu
46
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu thay thế kiềm bằng enzyme Alcalase trong quá trình tiền xử lí da cá tra đến chất lượng của gelatin từ da cá tra thông qua các chỉ tiêu như độ gel, độ nhớt, nhiệt độ và thời gian tạo gel, màu sắc, phổ FT-IR, thành phần amino acid và hiệu suất thu hồi đã được thực hiện. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất thu hồi gelatin từ da cá tra tiền xử lí theo phương pháp enzyme cao hơn mẫu đối chứng (phương pháp kiềm).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lí bằng enzyme alcalase đến chất lượng gelatin từ da cá tra (pangasianodon hypophthalmus)

  1. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TIỀN XỬ LÍ BẰNG ENZYME ALCALASE ĐẾN CHẤT LƯỢNG GELATIN TỪ DA CÁ TRA (Pangasianodon hypophthalmus) Nguyễn Văn Thơm1, Lê Thị Minh Thủy1* TÓM TẮT Nghiên cứu thay thế kiềm bằng enzyme Alcalase trong quá trình tiền xử lí da cá tra đến chất lượng của gelatin từ da cá tra thông qua các chỉ tiêu như độ gel, độ nhớt, nhiệt độ và thời gian tạo gel, màu sắc, phổ FT-IR, thành phần amino acid và hiệu suất thu hồi đã được thực hiện. Kết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu suất thu hồi gelatin từ da cá tra tiền xử lí theo phương pháp enzyme cao hơn mẫu đối chứng (phương pháp kiềm). Gelatin được sản xuất trong điều kiện tiền xử lí enzyme với nồng độ 0,01 UI/g, 60 phút cho chất lượng tốt nhất với độ gel đạt 185,9 g, độ nhớt là 14,1 mPa.s và hiệu suất thu hồi gelatin đạt 16,5%, có các đặc tính tương tự với mẫu đối chứng. Kết quả phân tích phổ FT-IR và thành phần amino acid cho thấy không có sự khác biệt về nhóm chức năng và hàm lượng amino acid của gelatin da cá tra được tiền xử lí bằng enzyme Alcalase và tiền xử lí bằng kiềm. Như vậy, phương pháp sử dụng enzyme thay thế cho phương pháp sử dụng kiềm trong quá trình tiền xử lí nguyên liệu sản xuất gelatin đã mang lại triển vọng thay thế hóa chất bằng cách sử dụng enzyme mà vẫn đảm bảo chất lượng của gelatin và hạn chế được ô nhiễm môi trường do hóa chất thải ra. Từ khóa: Amino acid, da cá tra, độ gel, enzyme Alcalase, hiệu suất thu hồi, phổ FT-IR. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ2 trường. Ngược lại, các dữ liệu về ứng dụng enzyme trong sản xuất gelatin hiện nay còn khá hạn chế và Việt Nam là quốc gia đứng đầu trên thế giới hầu như chưa có bất kì dẫn liệu khoa học nào về trong ngành nuôi cá tra thương phẩm (FAO, 2019). trích ly gelatin từ da cá tra bằng phương pháp tiền xử Sản lượng thu hoạch đạt 725,3 nghìn tấn và tổng lí enzyme. Các công bố gần đây đã sử dụng enzyme doanh thu xuất khẩu cá tra đạt 612,3 triệu USD trong để chiết xuất gelatin như vảy cá chép bằng alkaline 6 tháng đầu năm 2020 (VASEP, 2020). Ngành chế protease (Jiang, 2013), da cá nhám góc bởi enzyme biến cá tra phi lê xuất khẩu đã thải ra một lượng lớn Alcalase (Squalus acanthias) (Zhang et al., 2019) và da, chiếm khoảng 6% (Mahmoodani et al., 2014). Da đã mang lại các tính chất tốt cho gelatin và thân thiện cá tra có đặc điểm là khá dày và dai, chứa hàm lượng môi trường. Do đó, nghiên cứu chiết xuất gelatin từ collagen cao nên đây là nguồn nguyên liệu tiềm năng da cá tra bằng enzyme Alcalase đã được triển khai, để sản xuất gelatin hay collagen có giá trị kinh tế cao nhằm đánh giá đầy đủ các điều kiện xử lí enzyme để (Singh et al., 2011; Mahmoodani et al., 2014). Chính thu nhận gelatin đạt chất lượng tốt và có thể thay thế vì thế, đã có rất nhiều nghiên cứu về chiết xuất cho phương pháp kiềm. gelatin từ nguồn nguyên liệu này trên nhiều phương diện, từ ảnh hưởng của thời gian bảo quản da cá tra 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU đến chất lượng gelatin (Lê Thị Minh Thủy và Hồ Văn 2.1. Chuẩn bị mẫu Việt, 2018) đến tối ưu hóa điều kiện tiền xử lí và chiết Da cá tra thu mẫu từ Công ty Caseamex, Khu xuất (Mahmoodani et al., 2014; Chavan et al., 2018), công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ. Nguyên các nghiên cứu về cải thiện màu sắc và khử mùi cho liệu được bảo quản trong nước đá để hạn chế các gelatin cũng được quan tâm (Singh và Benjakul, biến đổi xảy ra trong quá trình vận chuyển từ công ty 2017; Ismail và Wan a Latiff, 2019), nhưng điểm về phòng thí nghiệm của Bộ môn Chế biến thủy sản, chung của các nghiên cứu này là sử dụng hóa chất để Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ. Tiến hành xử lí nguyên liệu, ảnh hưởng tiêu cực đến môi rửa sạch da và để ráo, cắt nhỏ (kích thước 2 x 1 cm), cho vào các túi PE (50 g/túi) và được trữ đông ở - 1 20°C cho đến khi tiến hành thí nghiệm, thời gian bảo Khoa Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ Email: ltmthuy@ctu.edu.vn quản nguyên liệu da cá tra không quá 6 tháng. N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020 75
  2. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 2.2. Hóa chất dịch là 1:8 (w/v) trong thời gian 1 giờ ở nhiệt độ Các hóa chất được sử dụng: Enzyme Alcalase phòng, hỗn hợp được lắc liên tục trên máy lắc. Các 2.4L (Đan Mạch), NaOH (Sodium Hydroxide), thông số cho sự khử lipid và chiết xuất gelatin được C4 H9OH (butyl alcohol), H2SO4 (Sulfuric acid) đậm cố định như mẫu xử lí enzyme. đặc, H3BO3 (Boric acid) và một số hóa chất khác. 2.4. Phương pháp phân tích 2.3. Phương pháp nghiên cứu 2.4.1. Phân tích thành phần hóa học của nguyên Thí nghiệm: Ảnh hưởng của điều kiện tiền xử lí liệu và gelatin bằng enzyme Alcalase đến các tính chất của gelatin Các chỉ tiêu về thành phần hóa học của nguyên từ da cá tra liệu và gelatin được xác định theo AOAC (2000). Xác Tiến hành thí nghiệm: Da cá tra được rã đông và định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng được xử lí bằng enzyme Alcalase theo mô tả của không đổi (AOAC, 2000 số 934.01), hàm lượng tro Zhang et al. (2019) với một số hiệu chỉnh. Các mức bằng phương pháp đốt (AOAC, 2000 số 942.05), hàm nồng độ enzyme khác nhau lần lượt là 0,006; 0,008 và lượng lipid bằng phương pháp Soxhlet (AOAC, 2000 0,01 UI/g với 3 mốc thời gian: 45, 60 và 75 phút. Thí số 991.36) và hàm lượng protein bằng phương pháp nghiệm được thực hiện ở điều kiện nhiệt độ phòng Kjeldahl (AOAC, 2000 số 954.01). và hỗn hợp được khuấy trên máy lắc OS-2000 (Hàn 2.4.2. Hiệu suất thu hồi Quốc), tỉ lệ da cá: dung dịch enzyme là 1: 2 (w/v). Hiệu suất thu hồi gelatin được xác định bằng Sau đó, các mẫu da được bất hoạt enzyme ở 900C phương pháp kiểm tra khối lượng: trong 2 phút và rửa sạch, để ráo. Mẫu da cá tra đã xử lí bằng enzyme Alcalase được tiếp tục ngâm khuấy trong dung dịch butyl alcohol để khử lipid theo mô tả bởi Zhang et al. 2.4.3. Xác định độ bền gel (2012). Nồng độ dung dịch butyl alcohol là 10%, ở Độ bền gel (g) của gelatin được xác định theo nhiệt độ phòng trong 24 giờ, tỉ lệ nguyên liệu: dung phương pháp của Gómez-Guillén et al. (2002), sử dịch (w/v) là l: 10. Sau đó, mẫu được rửa sạch và để dụng máy phân tích Texture analyze (Model TA.XT, ráo trước tiến hành chiết xuất gelatin microsystems, Surrey, Anh) với đầu dò P/0.5S đâm xuyên vào khối gel gelatin tới độ sâu 4 mm ở tốc độ 1 Quá trình chiết xuất gelatin da cá tra trong bể điều nhiệt (W350, Memmert, Schwabach, Đức) mm/s. Mẫu gelatin được hòa tan hoàn toàn trong với tỉ lệ nguyên liệu: nước cất (w/v) là 1:7 ở 70 °C nước cất (6,67% w/v) ở 600C. 15 mL dung dịch trong 1 giờ. Sau đó, hỗn hợp được lọc qua 2 lớp gelatin được đổ vào cốc thủy tinh đáy phẳng có kích thước 35×45 mm và giữ ở 60C khoảng 16-18 giờ để vải lọc và được li tâm để loại bỏ phần cặn bã còn sót lại bằng thiết bị Hettich universal 320R (Đức). hình thành gel. Dung dịch gelatin được làm đông tách nước trong 2.4.4. Xác định độ nhớt gelatin tủ đông (-200C) khoảng 16-18 giờ trước khi sấy ở Sử dụng máy đo độ nhớt Brookfield DV (RVDV- 60°C (độ ẩm của gelatin đạt 6 - 8%) bằng tủ sấy WTE 11+CP, Mỹ), hòa tan gelatin trong nước nóng ở 600C Binder (Đức). Mẫu gelatin được nghiền mịn và phân trong 10 phút cho gelatin được hòa tan hoàn toàn để tích các chỉ tiêu: hiệu suất thu hồi, độ bền gel, nhiệt đạt nồng độ 6,67% (Jamilah et al., 2011). Tốc độ vòng độ và thời gian tạo gel, độ nhớt, màu sắc. Sau đó mẫu quay của đĩa là 100 rpm, thể tích dung dịch gelatin tốt nhất được phân tích amino acid và phổ FT-IR. Thí cho mỗi lần đo là 0,5 mL. Đơn vị của độ nhớt là nghiệm được thực hiện thông qua 2 nhân tố (nồng mPa.s. độ enzyme và thời gian xử lí), 3 nghiệm thức, số lần lặp lại là 3. Khối lượng mẫu cho mỗi bố trí thí nghiệm 2.4.5. Phân tích thành phần amino acid là 50 g. Xác định hàm lượng amino acid theo Thuy et al. Mẫu đối chứng (tiền xử lý bằng kiềm) được (2015): 20 mg bột gelatin được thủy phân trong HCl chuẩn bị theo phương pháp của Lê Thị Minh Thủy và có nồng độ 6 M ở 110 0C, 22 giờ trong điều kiện chân Hồ Văn Việt (2018) với một số sửa đổi. Da được không. Dịch thủy phân được trung hòa bằng dung ngâm trong dung dịch NaOH 0,1 M với tỉ lệ da: dung dịch NaOH 6 N và 0,6 N và được lọc bằng bộ lọc 76 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020
  3. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ màng cellulose 0,45 μm (Toyo Roshi Kaisha Ltd., Số liệu được phân tích bằng phương pháp thống Tokyo, Nhật Bản). Hàm lượng amino acid trong dịch kê mô tả (trung bình ± độ lệch chuẩn). Sự khác biệt lọc được xác định bằng hệ thống HPLC (LC-10A, của các yếu tố giữa các nghiệm thức được phân tích Shimadzu, Kyoto, Nhật Bản) với cột Shimpack bằng ANOVA với mức ý nghĩa 95% và phép thử Amino-Li (100 mm x 6.0 mm, Shimadzu) và Shim- Duncan (p < 0,05), bằng chương trình Statistical pack SC- 30/S0504 Li (150 mm x 4.0 mm, Shimadzu). Package for the Social Sciences (SPSS) 16.0. 2.4.6. Đo màu 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Đo màu: mẫu bột gelatin được trải đều và đủ dày 3.1. Thành phần hóa học của da cá tra trên một tờ giấy trắng và được tiến hành đo màu Chất lượng của gelatin thu nhận được không bằng thiết bị Colorimeter PCE-CSM 2 (Trung Quốc), những phụ thuộc vào các điều kiện xử lí, mà còn dựa các giá trị L* (độ sáng), a*(màu đỏ đến xanh lá cây) trên các tính chất của nguồn nguyên liệu ban đầu và b* (màu vàng đến xanh da trời) được khi nhận (Regenstein và Zhou, 2007). Thành phần hóa học của (Sae-leaw và Benjakul, 2015). Tổng sự chênh lệch da cá tra được thể hiện ở bảng 1. màu sắc (ΔE) giữa mẫu gelatin và mẫu tiêu chuẩn Bảng 1. Thành phần hóa học của da cá tra được xác định bởi công thức. Mẫu tiêu chuẩn có các (tính theo căn bản ướt) giá trị L* = 93,52; a* = -0,3 và b* = 1,57. Chỉ tiêu Ẩm Protein Lipid Khoáng Hàm 61,6± 32,7± 3,97± 1,06± 2.4.7. Xác định phổ FTIR của gelatin lượng (%) 0,201 0,115 0,160 0,059 Phổ FTIR của các mẫu gelatin được phân tích Ghi chú: Số liệu thống kê được trình bày dưới bằng thiết bị Bruker Optics ALPHA FT-IR với bước dạng trung bình ± độ lệch chuẩn với n=3 sóng quang phổ từ 4000 đến 400 cm-1. Dữ liệu được Số liệu ở bảng 1 cho thấy da cá tra có hàm lượng thu thập bằng chương trình phần mềm OPUS 7.5 protein cao 32,7% và lipid chiếm 3,97%. Hàm lượng (Bruker, Ettlingen, Đức). protein trong nguyên liệu cao là yếu tố quan trọng 2.4.8. Xác định nhiệt độ và thời gian tạo gel cho hiệu suất chiết xuất gelatin cao. Mặt khác, hàm Hút 5 mL dung dịch gelatin có nồng độ là 6,67% lượng lipid khá cao nên dễ xảy ra sự oxy hóa trong (40°C) cho vào ống nghiệm thủy tinh (1,5x10 cm) quá trình chiết xuất gelatin, tạo mùi khó chịu và màu (PYREX, Mỹ). Đặt ống nghiệm vào bể nước lạnh sẫm cho gelatin, ảnh hưởng đến khả năng ứng dụng (8°C), ghim đầu nhiệt kế vào dung dịch gelatin và trong nhiều lĩnh vực (Sae-leaw et al., 2016; Singh et rút ra khỏi dung dịch cứ sau 20 giây. Thời gian đầu al., 2017). Do đó, cần loại bỏ các hợp chất nitơ phi nhiệt kế không thể tách ra khỏi khối gelatin được collagen, lipid có trong nguyên liệu trước khi chiết ghi nhận là thời gian tạo gel. Xác định nhiệt độ tạo xuất gelatin (Benjakul et al., 2012). gel được xác định tương tự. Nhiệt độ khi rút đầu 3.2. Hiệu suất thu hồi gelatin từ da cá tra nhiệt kế ra khỏi dung dịch gelatin mà không còn Hiệu quả chiết xuất gelatin có liên quan đến loại nhỏ giọt được xem là nhiệt độ tạo gel nguyên liệu và điều kiện tiền xử lí, chiết xuất gelatin (Sinthusamran et al., 2014). (Montero và Gómez-Guillén, 2000). Hiệu suất thu hồi 2.5. Phương pháp xử lí số liệu gelatin từ da cá tra được tiền xử lí với các chế độ enzyme khác nhau được trình bày ở bảng 2. Bảng 2. Hiệu suất thu hồi, độ gel và độ nhớt của gelatin da cá tra Nồng độ enzyme (UI/g) - Hiệu suất thu hồi Độ gel (g) Độ nhớt (mPa.s) thời gian (phút) (%) Đối chứng 12,1±2,04e 176,0±11,6bc 15,0±0,252a 45 11,6±0,523e 160,5±10,8cd 9,33±0,321f de de 0,006 60 12,5±0,170 146,8±6,75 12,3±0,757b 75 16,8±0,622b 136,0±9,86e 10,3±0,436e 0,008 45 12,6±0,636de 197,4±5,57a 11,8±0,306bc cd ab 60 14,3±0,523 190,7±2,11 14,7±0,200a N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020 77
  4. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 75 19,3±0,509a 152,5±8,86de 11,0±0,416cde 45 14,9±0,212bc 199,7±18,7a 12,0±0,513bc 0,01 60 16,5±0,453b 185,9±6,78ab 14,1±0,808a 75 20,0±1,12a 153,1±6,18de 11,0±0,666ed Ghi chú: Số liệu thống kê trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3), những chữ cái (a, b, c và d) khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy 95%. Hiệu suất thu hồi gelatin tăng đáng kể khi tăng nhiệt độ 70º0C, 1 giờ cho độ bền gel là cao nhất 149 g nồng độ enzyme Alcalase và kéo dài thời gian tiền xử (Lê Thị Minh Thủy và Nguyễn Văn Thơm, 2019). Độ lí (Bảng 2). Tỉ lệ thu hồi gelatin cao gấp 1,04-1,65 lần gel và độ nhớt của gelatin có khuynh hướng giảm so với mẫu đối chứng (phương pháp kiềm). Sản dần với thời gian tiền xử lí đạt 75 phút. Kéo dài thời lượng gelatin thu hồi được trong nghiên cứu này cao gian tiền xử lí làm protein bị thủy phân dẫn đến tỉ lệ hơn đối với các nghiên cứu trước đây của Koli et al. các chuỗi peptide có trọng lượng phân tử cao cũng ít (2014) thì hiệu suất thu hồi chỉ đạt 7,8% khi thực hiện hơn và khả năng hình thành gel và độ nhớt của tiền xử lí da cá tra trong dung dịch NaOH (0,2%), gelatin sẽ giảm xuống (Zhang et al., 2019). sulphuric acid (0,2%) và citric acid (0,1%). Một 3.4. Nhiệt độ và thời gian tạo gel của gelatin nghiên cứu khác của Lê Thị Minh Thủy và Nguyễn Nhiệt độ và thời gian tạo gel của gelatin thu Văn Thơm (2019) đã đề cập gelatin đạt hiệu suất được từ các mẫu da cá tra được tiền xử lí enzyme 13,1% khi da cá tra được nấu chiết ở cùng mốc 70°C, được trình bày ở bảng 3 1 giờ. Kết quả này cũng tương tự như số liệu được Bảng 3. Nhiệt độ và thời gian tạo gel của gelatin công bố bởi Jiang (2013), hiệu suất thu nhận gelatin Nồng độ enzyme Thời gian tạo từ vảy cá chép tăng dần khi tăng thời gian thủy phân Nhiệt độ tạo (UI/g) - thời gian gel và tăng tỉ lệ enzyme alkaline protease bổ sung. Việc gel (°C) (phút) (phút) bổ sung Alcalase với nồng độ cao và thời gian dài có Đối chứng 15,5±0,656a 2,07±0,126b thể làm protein bị thủy phân thành các mạch peptide ngắn (Liaset et al., 2000; Zhang et al., 2019), tạo 45 13,0±0,200cd 3,80±0,087a de thuận lợi cho quá trình chiết xuất gelatin, mặt khác 0,006 60 12,9±0,404 3,71±0,150a sẽ ảnh hưởng lớn đến khả năng hình thành mạng 70 12,4±0,173e 4,14±0,292a lưới gel của gelatin. 45 13,3±0,252cd 2,12±0,168b b 0,008 60 14,1±0,208 2,42±0,092b 3.3. Độ gel và độ nhớt của gelatin 70 12,9±0,458de 4,02±0,500a Cường độ gel và độ nhớt của gelatin là những 45 13,6±0,115bc 2,15±0,321b tính chất vật lí quan trọng của gelatin (Karim và 0,01 60 13,6±0,200 bc 2,22±0,633b Bhat, 2009). Đặc tính gel của gelatin chịu ảnh hưởng 12,5±0,351e 2,47±0,383b 70 bởi thành phần amino acid và chiều dài chuỗi polypeptide (Muyonga et al., 2004b). Trong khi đó, Ghi chú: Số liệu thống kê trình bày dưới dạng độ nhớt chủ yếu phục thuộc vào khối lượng phân tử trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3), những chữ cái (a, của gelatin (Boran và Regenstein, 2009). Theo kết b, c và d) khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự quả được trình bày ở bảng 2, các mẫu da cá tra được khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy 95%. tiền xử lí bằng enzyme với 2 nồng độ là 0,008 UI/g và Hai mẫu da cá tra được tiến hành tiền xử lí 0,01 UI/g trong khoảng thời gian xử lí từ 45 đến 60 enzyme trong cùng 60 phút cho kết quả nhiệt độ và phút đều cho kết quả độ gel gelatin cao (từ 185,87 thời gian tạo gel cao lần lượt là 14,1°C và 2,42 phút đến 197,37 g) và cao hơn độ gel của mẫu đối chứng (0,008 UI/g) và 13,6°C và 2,22 (0,01 UI/g). Kết quả (176 g), còn dung dịch gelatin có độ nhớt dao động này cao hơn đối với nghiên cứu của Ratnasari và từ 11,8-14,7 mPa.s và đạt cao nhất ở 1 giờ tiền xử lí Firlianty (2016), đã xác định nhiệt độ tạo gel của enzyme. Những số liệu này vẫn cao hơn khi so sánh gelatin trên da cá tra là 11,67°C, da cá trê trắng là với kết quả độ bền gel được công bố bởi Lê Thị Minh 10°C và da cá lóc là 10,67°C. Ngoài ra, 13,06°C là Thủy và Hồ Văn Việt (2018), gelatin từ da cá tra đạt nhiệt độ tạo gel của gelatin từ da cá tra trong nghiên độ gel 151-166 g. Ngoài ra, da cá tra được nấu chiết ở cứu của Chavan et al. (2018). Nhiệt độ tạo gel giảm 78 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020
  5. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ dần và thời gian tạo gel tăng dần khi tăng thời gian cho gelatin tạo gel lâu hơn (Kittiphattanabawon et al., tiền xử lí nguyên liệu ở cùng nồng độ enzyme, vì tỉ lệ 2010). các chuỗi peptide có trọng lượng phân tử thấp có 3.5. Màu sắc của sản phẩm gelatin trong gelatin là rất cao khi điều kiện tiền xử lí Khả năng ứng dụng vào thực phẩm của gelatin enzyme tăng (thời gian và nồng độ enzyme) do quá phụ thuộc khá nhiều vào màu sắc (Zhang et al., trình thủy phân protein (Liaset et al., 2000; Zhang et 2019). Sự thay đổi màu sắc của gelatin được trình bày al., 2019) nên làm giảm khả năng đông kết và làm ở bảng 4. Bảng 4. Màu sắc của bột gelatin từ da cá tra ở các điều kiện tiền xử lí enzyme Nồng độ enzyme (UI/g) L* a* b* ΔE* - thời gian (phút) Đối chứng 80,0±0,895a 3,79±0,060a 17,8±0,372a 21,5±0,503e 45 80,0±0,382a 3,38±0,055b 17,4±0,438ab 22,5±0,662e ab b ab 0,006 60 79,2±0,728 3,38±0,062 17,5±0,374 23,8±0,428cd 75 78,1±0,517b 3,79±0,180a 15,5±0,396d 23,5±0,377d 45 79,1±0,785ab 3,58±0,491ab 17,6±583ab 24,0±0,351bcd ab b c 0,008 60 79,0±0,343 3,31±0,088 16,6±0,139 23,4±0,347d 75 76,9±0,956c 3,25±0,087b 16,5±0,257c 25,0±0,774ab 45 78,4±0,216b 3,31±0,276b 17,7±0,336ab 24,5±0,317abc ab b bc 0,01 60 78,7±1,01 3,36±0,085 17,0±0,621 23,9±0,994cd 75 75,6±0,226d 3,54±0,252ab 15,6±0,336d 25,5±0,331a Ghi chú: Số liệu thống kê trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3), những chữ cái (a, b, c và d) khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy 95%. Giá trị độ sáng L* của phần lớn các mẫu gelatin sự thay đổi lớn và tương tự với màu sắc của mẫu đối khác biệt không quá lớn và tương tự với màu sắc của chứng. mẫu đối chứng (đều lớn hơn 78), các chỉ số a*, b* Như vậy, thông qua các chỉ tiêu đã được đề cập ở cũng tương tự, chỉ có gelatin thu được với chế độ tiền trên thì mẫu gelatin từ da cá tra được tiền xử lí bằng xử lí ở mức thời gian cao nhất (75 phút) ở cả hai nồng enzyme Alcalase có nồng độ 0,01 UI/g trong 1 giờ độ enzyme lần lượt là 0,008 UI/ g và 0,01 UI/g có giá không những có các tính chất tốt và tương tự như trị L* thấp (76,93 và 75,55) và khác biệt có ý nghĩa so mẫu đối chứng mà còn có hiệu suất thu hồi cao hơn với các trường hợp khác. Do đó, sự khác biệt về màu mẫu đối chứng (1,36 lần). Vì thế, gelatin với chế độ sắc (ΔE) của hai mẫu này cũng cao hơn so với các tiền xử lí enzyme Alcalase có nồng độ 0,01 UI/g, 1 mẫu khác lần lượt là 24,98 và 25,50. Sự giảm độ sáng giờ được lựa chọn để phân tích phổ FT-IR và amino của bột gelatin có thể do quá trình tiền xử lí da cá tra acid. trong thời gian dài và nồng độ enzyme cao sẽ làm cắt 3.6. Phổ FT-IR của gelatin mạch protein thành các phân tử có kích thước ngắn, đồng thời các amino acid tự do được giải phóng ra có Phổ FT-IR của các mẫu gelatin từ da cá tra được thể tham gia phản ứng hóa nâu không enzyme tiền xử lí bởi enzyme Alcalase (0,01 UI/g, 1 giờ) và (maillard) với các nhóm khác như đường khử, phương pháp kiềm (mẫu đối chứng) được trình bày ở carbohydrate trong nguyên liệu thô trong khi chiết hình 1. Cả hai mẫu gelatin thu nhận được theo hai xuất gelatin (Schrieber và Gareis, 2007; Zhang et al., phương pháp khác nhau có phổ FT-IR tương tự nhau 2018) và gây sẫm màu cho gelatin. Khi so sánh với về bước sóng tại vùng amide A lần lượt là 3415 cm-1 các nghiên cứu đã công bố, giá trị L* cao hơn các kết (tiền xử lí enzyme) và 3422 cm-1 (xử lí kiềm) và đỉnh quả được đưa ra bởi Ratnasari et al. (2013) với giá trị amide I (đại diện cho liên kết giữa nhóm -C=O- với L* của gelatin da cá tra là 64,67, còn trong thí nhóm COO-) đặc trưng cho cấu trúc cuộn (cấu trúc nghiệm của Jamilah et al. (2011) thì L* đạt 68,69. bậc II) của các mẫu gelatin cũng được quan sát ở các Qua đó cho thấy, màu sắc của gelatin từ da cá tra với bước sóng lần lượt là 1686 cm-1 và 1691 cm-1. Bên các chế độ tiền xử lí bằng enzyme Alcalase không có cạnh đó, gelatin từ da được tiền xử lí enzyme cho N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020 79
  6. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ đỉnh amide II (đại diện cho nhóm -NH kết hợp với thông qua đỉnh amide III và đều được xác định ở nhóm -CN) hấp thụ ở bước sóng 1527 cm-1 và 1530 bước sóng 1241 cm-1. Thông qua các dữ liệu đo cm-1 đối với mẫu được xử lí kiềm. Hầu như không có quang phổ FT-IR, gelatin được sản xuất theo phương sự khác biệt trong cấu trúc xoắn ba của gelatin thu pháp tiền xử lí bằng enzyme Alcalase có các nhóm nhận được từ cả hai phương pháp enzyme và hóa học chức năng gần với phương pháp xử lí kiềm. a b Hình 1: Phổ FT-IR của gelatin da cá tra theo phương pháp tiền xử lí enzyme Alcalase (a) và tiền xử lí kiềm (b) 3.7. Thành phần amino acid của gelatin Hầu như không có sự khác biệt về thành phần Thành phần amino acid của hai mẫu gelatin da amino acid giữa hai mẫu gelatin của hai phương pháp cá tra được sản xuất theo phương pháp tiền xử lí tiền xử lí bằng enzyme và kiềm (Bảng 5), 3 loại bằng enzyme Alcalase (nồng độ enzyme 0,01 UI/g, amino acid chiếm tỉ lệ cao trong gelatin là glycine, 60 phút) và phương pháp kiềm được thể hiện trong proline và hydroxyproline. Giống với kết quả được bảng 5. công bố bởi Sinthusamran et al. (2014) hàm lượng glycine, proline và hydroxyproline lần lượt chiếm Bảng 5. Thành phần amino acid (đơn vị/1000 đơn vị) 334, 116-118, 82-84 (đơn vị/1000 đơn vị). Zhang et al. của gelatin da cá tra (2019) cũng báo cáo gelatin từ da cá nhám góc được Phương pháp tiền xử sản xuất bằng enzyme Alcalase có glycine (31,6%) Thành phần lí xử lí STT proline (10%) và hydroxyproline (7,9%). Bởi vì proline amino acid Enzyme Kiềm và hydroxyproline chịu trách nhiệm cho sự ổn định 1 Aspartic acid 46 46 cấu trúc chuỗi xoắn ba của chuỗi collagen thông qua 2 Threonine 26 27 liên kết hydrogen giữa các phân tử nước tự do và 3 Serine 32 33 nhóm hydroxyl của chúng nên làm tăng độ gel 4 Glutamic acid 76 75 gelatin (Fernandez-Diaz et al., 2001). Như vậy, thành 5 Glycine 341 346 phần amino acid ít bị ảnh hưởng bởi các phương 6 Alanine 91 91 pháp tiền xử lí trong nghiên cứu này. 7 Valine 25 24 3.8. Thành phần hóa học của gelatin 8 Cysteine 2 2 9 Methionine 10 10 Thành phần hóa học của sản phẩm gelatin được 10 Tryptophan ND ND chiết xuất từ da cá tra theo phương pháp tiền xử lí 11 Isoleucine 7 6 enzyme và kiềm được thể hiện ở bảng 6. 12 Leucine 29 27 Bảng 6 thể hiện thành phần hóa học của sản 13 Tyrosine 3 2 phẩm gelatin theo 2 phương pháp khác nhau. Hàm 14 Phenylalanine 16 16 lượng protein của sản phẩm gelatin thu nhận được 15 Hydrolysine 6 7 khi da cá tra được tiền xử lí bởi enzyme và kiềm lần 16 Lysine 29 29 lượt là 90,5% và 91,2%, hàm lượng lipid và khoáng đều 17 Histidine 5 5 thấp hơn 0,03%. Theo Benjakul et al. (2009) hàm 18 Arginine 56 56 lượng khoáng dưới 0,5% cho gelatin có chất lượng 19 Hydroxyproline 89 87 cao. Jamilah et al. (2011) cũng đã công bố kết quả 20 Proline 111 111 tương tự, gelatin có tỉ lệ các thành phần ẩm, protein Ghi chú: ND: Không phát hiện và khoáng lần lượt là 7,29%, 80,02% và 0,08%. 80 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020
  7. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 6. Thành phần hóa học của sản phẩm gelatin Chỉ tiêu Ẩm Protein Lipid Khoáng a a a Phương pháp Enzyme 7,01±0,383 90,5±0,935 0,017±0,003 0,024±0,002a Phương pháp kiềm 6,61±0,295a 91,2±0,808a 0,018±0,003a 0,025±0,003a Ghi chú: Số liệu thống kê trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn (n = 3), những chữ cái (a, b, c và d) khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy 95%. 4. KẾT LUẬN 6. FAO, 2019. Viet Nam on track for USD 2 Phương pháp tiền xử lí da cá tra bằng enzyme billion annual pangasius export target as high prices Alcalase với nồng độ enyme 0,01 UI/g trong 1 giờ ở continue, ngày truy cập 6/02/2020. Địa chỉ: nhiệt độ phòng và được chiết xuất ở 70°C trong 1 giờ http://www.fao.org/in-action/globefish/market- là thích hợp nhất để sản xuất gelatin, gelatin thu reports/resource-detail/en/c/1176222/. nhận được có các tính hóa lý tương tự như phương 7. Fernandez-Diaz, M. D., Montero, P. and pháp kiềm. Hơn nữa, phương pháp tiền xử lí bằng Gomez-Guillen, M. C. (2001). Gel properties of enzyme cho hiệu quả thu hồi gelatin tốt (16,5%) và collagens from skins of cod (Gadus morhua) and cao gấp 1,36 lần so với việc sản xuất gelatin bằng hake (Merluccius merluccius) and their phương pháp kiềm (12,1%). Qua đó cho thấy, tiềm modification by the co-enhancers magnesium năng sản xuất gelatin bằng phương pháp tiền xử lí sulphate, glycerol and transglutaminase. Food nguyên liệu bởi enzyme Alcalase là rất lớn và có thể Chemistry. 74(2): 161-167. thay thế phương pháp kiềm. 8. Gómez-Guillén, M. C., Turnay, J., Fernández- LỜI CẢM ƠN Díaz, M. D., Ulmo, N., Lizarbe, M. A. and Montero, Đề tài này được tài trợ bởi Dự án Nâng cấp P. (2002). Structural and physical properties of Trường Đại học Cần Thơ VN14-P6 bằng nguồn vốn gelatin extracted from different marine species: A vay ODA từ Chính phủ Nhật Bản. comparative study. Food Hydrocolloids. 16(1): 25-34. 9. Ismail, N. and Wan A Latiff, W. N. F. (2019). TÀI LIỆU THAM KHẢO Effect of Pre-Treatment on Physical Properties and 1. AOAC, 2000. In: Horwitz, W (Ed.). Official Sensory Attributes of Gelatin Extracted from Sutchi methods of analysis of the Association of Offical Catfish (Pangasius sutchi) Skin. Scientific Research Analytical chemists, 17th. Washington DC. USA. Journal. 16(2): 59-76. 2. Benjakul, S., Nalinanon, S. and Shahidi, F. 10. Jamilah, B., Tan, K. W., Umi Hartina, M. R. (2012). Fish collagen. In: Simpson, B. K. (Ed.). Food and Azizah, A. (2011). Gelatins from three cultured Biochemistry and Food Processing, 2rd. John Wiley freshwater fish skins obtained by liming process. & Sons, Inc, New York, pp. 369–370. Food Hydrocolloids. 25(5): 1256-1260. 3. Benjakul, S., Oungbho, K., Visessanguan, W., 11. Jiang, L. (2013). Preparation of fish-scale Thiansilakul, Y. and Roytrakul, S. (2009). gelatins by mild hydrolysis and their Characteristic of gelatin from the skins of bigeye characterization. Journal of Polymers and the snapper, Priacanthus tayenus and Priachanthus Environment. 21(2):564-567. macracantus. Food Chemistry. 116: 445-451. 12. Karim, A. A. and Bhat, R. (2009). Fish 4. Boran, G. and Regenstein, J. M. (2009). gelatin: Properties, challenges, and prospects as an Optimization of gelatin extraction from silver carp alternative to mammalian gelatins. Food skin. Journal of Food Science. 74(8): 432-441. Hydrocolloids. 23(3): 563-576. 5. Chavan, R. R., Dora, K. C., Koli, J. M., 13. Kittiphattanabawon, P., Benjakul, S., Chowdhury, S., Sahu, S. and Talwar, N. A. (2018). Visessanguan, W. and Shahidi (2010). Comparative Optimization of Fish Gelatin Extraction from study on characteristics of gelatin from skin of Pangasianodon hypophthalmus and Protonibea brownbanded bamboo shark and blacktip shark as diacanthus Skin and Bone. International Journal of effected by extraction conditions. Food Pure Applied Bioscience. 6(2): 1195-1209. Hydrocolloids. 24(2-3): 164-171. N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020 81
  8. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 14. Koli, J. M., Sagar, B. V., Kamble, R. S. and characterization of gelatin from different fresh water Sharangdhar S., T. (2014). Functional properties of fishes as alternative sources of gelatin. International gelatin extracted from four different types of fishes. Food Research Journal. 20(6): 3085-3091. A comparative study. Indian Journal of Fundamental 24. Regenstein, J. M. and Zhou P. (2007). and Applied Life Sciences. 4(4): 322-327. Collagen and Gelatin from Marine By-Products. In: 15. Lê Thị Minh Thủy và Hồ Văn Việt (2018). Shahidi, F. (Ed.). Mazimising the Value of Marine Ảnh hưởng của thời gian bảo quản nguyên liệu đến By-Products, 1st.Woodhead Publishing Limited, chất lượng của gelatin chiết rút từ da cá tra Cambridge, pp. 279-303. (Pangasianodon hypophthalmus). Tạp chí Khoa học - 25. Sae-leaw, T. and Benjakul, S. (2015). Physico- Trường Đại học Cần Thơ. Số chuyên đề: Thủy sản. chemical properties and fishy odour of gelatin from 54(2): 227-233. seabass (Lates calcarifer) skin stored in ice. Food 16. Lê Thị Minh Thủy và Nguyễn Văn Thơm Bioscience. 10: 59-68. (2019). Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử 26. Sae-leaw, T., Benjakul, S., O'brien, N. M. and lí và điều kiện chiết rút đến chất lượng của gelatin từ Kishimura, H. (2016). Characteristics and functional da cá tra (Pangasianodon hypophthalmus). Tạp chí properties of gelatin from seabass skin as influenced Khoa học - Công nghệ Thủy sản. 4: 130-138. by defatting. International Journal of Food Science & 17. Liaset, B., Lied, E. and Espe, M. Technology. 51(5): 1204-1211. (2000). Enzymatic hydrolysis of by-products from the 27. Schrieber, R. and Gareis, H. (2007). Gelatine fish-filleting industry; chemical characterisation and Hand-book: Theory and Industrial Practice. Wi-ley- nutritional evaluation. Journal of the Science of Food VCH GmbH & Co, Weinhem, Germany, pp. 334. and Agriculture. 80(5): 581-589. 28. Singh, P. and Benjakul, S. (2017). Extraction 18. Mahmoodani, F., Ardekani, V. S., Fern, S. S., and characterisation of gelatin from the skin of Mohamad Yusop, S. and Babji, A. S., 2014. striped catfish (Pangasianodon hypophthalmus) and Optimization of extraction and physicochemical studies on its colour improvement. African Journal of properties of gelatin from pangasius catfish Biotechnology. 16(1): 1-9. (pangasius sutchi) skin. Sains Malaysiana. 43(7): 995-1002. 29. Singh, P., Benjakul, S., Maqsood, S. and Kishimura, H. (2011). Isolation and characterisation 19. Montero, P. and Gómez-Guillén, M. C. of collagen extracted from the skin of striped catfish (2000). Extracting conditions for megrim (Pangasianodon hypophthalmus). Food Chemistry. (Lepidorhombus boscii) skin collagen affect 124(1): 97-105. functional properties of the resulting gelatin. Journal of Food Science. 65(3): 434-438. 30. Sinthusamran, S., Benjakul, S. and 20. Muyonga, J., Cole, C. G. and Duodu, K. Kishimura, H. (2014). Characteristics and gel (2004b). Extraction and physico-chemical properties of gelatin from skin of seabass (Lates characterisation of Nile perch (Lates niloticus) skin calcarifer) as influenced by extraction conditions. and bone gelatin. Food Hydrocolloids. 18(4): 581-592. Food Chemistry. 152: 276-284. 21. Nalinanon, S., Benjakul, S., Visessanguan, W. 31. Thuy, L. T. M., Dat, N. T., Quynh, N. D. and and Kishimura, H. (2008). Improvement of gelatin Osako, K. (2015). The effect of preparation extraction from bigeye snapper skin using pepsin- conditions on the properties of gelatin film from aided process in combination with protease inhibitor. horse mackerel (Trachurus japonicus) scale. Can Food Hydrocolloids. 22(4): 615-622. Tho University Journal of Science. 1: 39-46. 22. Ratnasari, I. and Firlianty. (2016). 32. VASEP, 2020. Xuất khẩu cá tra nửa đầu năm Physicochemical characterization and skin gelatin 2020, ánh sáng tại thị trường Singgapore và Anh. rheological of four freshwater fish as alternative Ngày truy cập 15/8/2020, địa chỉ gelatin source. AACL Bioflux. 9(9): 1196-1207. http://vasep.com.vn/Tin-Tuc/1207_61376/Xuat- 23. Ratnasari, I. and Yuwono, S. S., Nusyam, H. khau-ca-tra-nua-dau-nam-2020-anh-sang-tai-thi-truong- and Widjanarko, S. B. (2013). Extraction and Singapore-va-Anh.htm. 82 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020
  9. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 33. Zhang, Q. X., Fu, R. J., Yao, K., Jia, D.Y., He, carp (Hypophthalmichthys molitrix). Food Q. and Chi, Y. L. (2018). Clarification effect of Hydrocolloids. 29(1):100-105. collagen hydrolysate clarifier on chrysanthemum 35. Zhang, Y., Dutilleul, P., Li, C. and Simpson, beverage. LWT-Food Science and Technology. 91: B. K. (2019). Alcalase-assisted production of fish skin 70-76. gelatin rich in high molecular weight (HMW) 34. Zhang, J., Duan, R., Wang, Y., Yan, B. and polypeptide chains and their characterization for film Xue, W. (2012). Seasonal differences in the forming capacity. LWT - Food Science and properties of gelatins extracted from skin of silver Technology. 110: 117-125. THE EFFECT OF PRETREATED METHOD BY ALCALASE ENZYME ON THE GELATIN QUALITY FROM STRIPED CATFISH SKIN (Pangasianodon hypophthalmus) Nguyen Van Thom1, Le Thi Minh Thuy1 1 College of Aquaculture and Fisheries, Can Tho University Email: ltmthuy@ctu.edu.vn Summary The purpose of this research was to replace alkaline by Alcalase enzyme during pretreatment process on the quality of gelatin from striped catfish skin through gel strength, viscosity, setting temperature and time for gelation, colour, FT-IR spectra, amino acid as well as gelatin yield was conducted. According to the results, the recovery yield of gelatin from pretreated skin by enzyme method was significantly higher than that of the control sample (alkaline method). Gelatin product was pretreated in enzyme condition at the concentration of 0.01 UI/g enzyme for 60 minutes had the best qualities, gel strength of gelatin reached to 185.9 g and its viscosity got 14.1 mPa.s and gelatin recovery yield was 16.5%, these properties were similar to the control sample. The analysis of FT-IR spectra and amino acid also showed, there was not different about the fuctional group and amino acid composition of gelatin from striped catfish skin pretreated by Alcalase enzyme and alkaline. Hence, the method of using enzyme could be use as an alternative method for that of alkaline to pretreat skin for gelatin production and potential opportunity for replacing chemical by enzyme, which still ensured the quality of gelatin and limited the environmental pollution because of chemical substance’s releasing. Keywords: Amino acid, enzyme Alcalase, FT-IR spectra, gel strengh, recovery yield, Striped catfish skin. Người phản biện: TS. Đỗ Văn Nam Ngày nhận bài: 14/8/2020 Ngày thông qua phản biện: 15/9/2020 Ngày duyệt đăng: 22/9/2020 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 12/2020 83
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
6=>0