Đề tài: Ứng dụng phương pháp mặt đáp ứng để tối ưu quá trình thủy phân protein trên đầu tôm thẻ chân trắng bằng enzyme Alcalase

i<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Để có thể hoàn thành tốt đề tài khóa luận tốt nghiệp, ngoài nỗ lực của bản thân còn có sự giúp đỡ tận tình của những người đi trước, em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến những người đã giúp đỡ em trong suốt thời gian qua, nhất là thời gian 3 tháng thực tập trên phòng thí nghiệm. Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy PGS.Ts Ngô Đăng Nghĩa, cô Th.S Ngô Thị Hoài Dương đã luôn bên em, trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và truyền đạt những kinh nghiệm quý báu để em có thể từng bước hoàn thành tốt đề tài. Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn các thầy cô trong trường, nhất là các thầy cô trong khoa công nghệ thực phẩm, bộ môn công nghệ chế biến đã trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức trong suốt thời gian em theo học tại nhà trường. Em xin chân thành cảm ơn đến các thầy, cô phụ trách phòng thí nghiệm Hóa sinh – vi sinh thực phẩm, cùng thầy cô bộ môn quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm, bộ môn công nghệ lạnh, các anh chị trung tâm công nghệ sinh học và Trung tâm ứng dụng công nghệ chế biến trường Đại học Nha Trang đã tạo điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực tập. Em chân thành cảm ơn chị Ngọc Hoài sinh viên cao học thạc sĩ, các bạn sinh viên lớp 50CBTS, cùng toàn thể các bạn sinh viên thực tập tại phòng thí nghiệm đã nhiệt tình giúp đỡ động viên em. Cuối cùng con xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến bố, mẹ kính mến cùng anh chị em thân yêu, những người đã ủng hộ nhiệt tình cả vật chất lẫn tinh thần trong quá trình học tập và thực hiện đề tài.<br /> <br /> Nha Trang, ngày 10 tháng 07 năm 2012 Sinh viên<br /> <br /> Nguyễn Hồng Anh Diễm<br /> <br /> ii<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> Trang LỜI CẢM ƠN ..........................................................................................................i MỤC LỤC ..............................................................................................................ii DANH MỤC CÁC BẢNG ...................................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................vi DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................viii LỜI MỞ ĐẦU .........................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...................................................................................3 1.1. Khái quát về phế liệu tôm.............................................................................3 1.1.1. Tình hình nuôi trồng, chế biến và xuất khẩu tôm Việt Nam....................3 1.1.2. Sản lượng phế liệu tôm trong chế biến thủy sản .....................................4 1.1.3. Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của phế liệu tôm ...................5 1.1.3.1. Thành phần hóa học của phế liệu tôm ..............................................5 1.1.4. Các hướng tận dụng phế liệu tôm ...........................................................6 1.1.4.1. Sản xuất thức ăn chăn nuôi...............................................................7 1.1.4.2. Sản xuất chitin – chitosan và các dẫn xuất khác của chitin................7 1.1.4.3. Sản xuất màu Astaxanthin ................................................................8 1.1.4.4. Làm các sản phẩm định hình ............................................................8 1.1.4.5. Sản phẩm súp và canh, mắm tôm và gia vị .......................................8 1.2. Enzyme protease và quá trình thủy phân protein...........................................8 1.2.1. Enzyme protease ...................................................................................8 1.2.1.1. Phân loại protease ............................................................................9 1.2.1.2. Nguồn thu nhận protease ................................................................ 10 1.2.1.3. Cơ chế tác dụng của protease ......................................................... 10 1.2.1.4. Hoạt độ enzyme ............................................................................. 11 1.2.1.5. Enzyme Alcalase ............................................................................ 12 1.2.1.6. Hệ enzyme protease của tôm .......................................................... 12<br /> <br /> iii<br /> <br /> 1.2.2. Quá trình thủy phân protein bằng enzyme protease .............................. 14 1.2.2.1. Protein thủy phân .......................................................................... 14 1.2.2.2. Phương pháp sản xuất protein thủy phân ....................................... 16 1.2.2.3. Giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của dịch thủy phân protein ....................................................................................................... 16 1.2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein .................. 17 1.3. Giới thiệu về phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) .................................... 19 1.3.1. Nguyên tắc .......................................................................................... 20 1.3.2. Công dụng của RMS ........................................................................... 21 1.3.3. Ưu, nhược điểm của RMS ................................................................... 22 1.3.4. Các mô hình thí nghiệm trong RMS ..................................................... 22 1.3.4.1. Thiết kế Box-Behnken (BBD) ....................................................... 22 1.3.4.2. Thiết kế Central composit (CCD) .................................................. 23 1.4. Các nghiên cứu và ứng dụng nguyên liệu còn lại từ nguyên liệu tôm.......... 25 1.4.1. Trên thế giới......................................................................................... 25 1.4.2. Ở Việt Nam.......................................................................................... 27 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU....................... 28 2.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................. 28 2.1.1. Nguyên liệu đầu tôm ............................................................................ 28 2.1.2. Enzyme Alcalase.................................................................................. 28 2.1.3. Hóa chất............................................................................................... 28 2.2. Phương pháp nghiên cứu và xử lý số liệu ................................................... 28 2.2.1. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................... 28 2.2.1.1. Phương pháp thu nhận mẫu ............................................................ 28 2.2.1.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu ................................................ 29 2.3. BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM .............................................................................. 30 2.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát ......................................................... 30 2.3.2. Bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của công đoạn xử lý nhiệt cho nguyên liệu trước khi thủy phân và việc bổ sung enzyme đến sự thủy phân protein trên đầu tôm thẻ chân trắng ........................................................ 31<br /> <br /> iv<br /> <br /> 2.3.3. Bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến quá trình thủy phân protein trên đầu tôm thẻ chân trắng ................................................ 33 2.3.4. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bằng enzyme Alcalase trên đầu tôm thẻ chân trắng ................................................. 34 2.3.5. Bố trí thí nghiệm đặc trưng tính chất của dịch thủy phân protein thu được..... 37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................ 39 3.1. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của công đoạn xử lý nhiệt và bổ sung enzyme Alcalase đến khả năng thủy phân protein trên đầu tôm thẻ chân trắng............................ 39 3.1.1. Ảnh hưởng của công đoạn xử lý nhiệt và bổ sung enzyme đến hàm lượng protein hòa tan trong dịch thủy phân protein thu được.......................... 39 3.1.2. Ảnh hưởng của công đoạn xử lý nhiệt và bổ sung enzyme đến khả năng chống oxi hóa của dịch thủy phân protein thu được................................ 41 3.1.3. Ảnh hưởng của công đoạn xử lý nhiệt và bổ sung enzyme đến hiệu suất khử protein còn lại trên bã....................................................................... 43 3.2. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến quá trình thủy phân protein trên đầu tôm thẻ chân trắng .................................................................... 44 3.2.1. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy phân ............................................................................. 44 3.2.2. Ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng chống oxi hóa của dịch thủy phân ....................................................................................................... 50 3.3. Kết quả tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bằng enzyme Alcalase trên đầu tôm thẻ chân trắng ................................................................................ 56 3.4. Kết quả đặc trưng tính chất dịch thủy phân protein thu được ...................... 70 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN............................................... 73 4.1. Kết luận...................................................................................................... 73 4.2. Đề xuất ý kiến ............................................................................................ 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 74 PHỤ LỤC................................................................................................................1<br /> <br /> v<br /> <br /> DANH MỤC CÁC BẢNG<br /> Trang Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của phế liệu tôm Penaeus vannamei ............. 6 Bảng 2.2. Bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến quá trình thủy phân protein trên đầu tôm cho các giá trị ở biên............................................. 33 Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến quá trình thủy phân protein trên đầu tôm ở tâm phương án................................................... 34 Bảng 2.4. Mức thí nghiệm của các yếu tố cho thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân protein trên đầu tôm .............................................................................. 35 Bảng 2.5. Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình thủy phân protein trên đầu tôm theo RMS-CCD .............................................................................................. 36 Bảng 3.1. Bảng Effect list cho hàm mục tiêu hàm lượng protein hòa tan ............... 44 Bảng 3.2. Bảng Effect list cho hàm mục tiêu nồng độ DPPH bị khử ...................... 50 Bảng 3.4. Kết quả ma trận quy hoạch thực nghiệm theo RMS-CCD ...................... 57 Bảng 3.5. Bảng FIT SUMMARY đối với hàm mục tiêu hàm lượng protein hòa tan ........ 58 Bảng 3.6. Bảng FIT SUMMARY đối với hàm mục tiêu nồng độ DPPH bị khử. .... 58 Bảng 3.7. Bảng FIT SUMMARY đối với hàm mục tiêu hiệu suất khử protein còn lại trên bã........................................................................................................ 58 Bảng 3.8. Kết quả phân tích ANOVA.................................................................... 59 Bảng 3.9. Bảng tổng hợp các tiêu chí lựa chọn chế độ xử lý tối ưu cho quá trình thủy phân protein trên đầu tôm. ..................................................................... 67 Bảng 3.10. Nhận xét cảm quan dịch thủy phân protein từ đầu tôm......................... 70 Bảng 3.11. Một số chỉ tiêu sinh hóa học của dịch thủy phân protein từ đầu tôm .... 71 Bảng 3.12. Thành phần % các axit béo .................................................................. 71<br /> <br />