Nghiên cứu thủy phân moi biển (Acetes sp) bằng hỗn hợp Enzym alcalase - Bromelin thô

Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 4/2015<br /> <br /> THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC<br /> <br /> NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN MOI BIỂN (ACETES SP) BẰNG HỖN HỢP<br /> ENZYM ALCALASE - BROMELIN THÔ<br /> STUDY ON HYDROLYSIS OF ACETES (Acetes sp) BY THE COMBINATION<br /> OF ALCALASE AND BROMELIN<br /> Vũ Ngọc Bội1, Lê Hương Thủy2, Phan Thị Hương2, Đặng Thị Thu Hương1<br /> Ngày nhận bài: 28/5/2015; Ngày phản biện thông qua: 18/6/2015; Ngày duyệt đăng: 15/12/2015<br /> <br /> TÓM TẮT<br /> Trong nội dung bài báo này chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu thủy phân moi biển (Acetes sp) bằng<br /> hỗn hợp enzym alcalase và bromelin thô. Kết quả nghiên cứu đã xác định được một số thông số tối ưu cho quá<br /> trình thủy phân moi biển (Acetes sp) bằng hỗn hợp enzym alcalase - bromelin thô: nhiệt độ thủy phân 50,010C,<br /> pH 7, tỷ lệ nước bổ sung 20%, tỷ lệ alcalase 0,49 %, bromelin 13%, thời gian thủy phân 14,93 giờ. Dịch đạm<br /> thủy phân thu được có độ đạm đạt 24,73 gN/l, tỷ lệ Naa/Nts đạt 58,35%, có mùi thơm đặc trưng, vị ngọt có hậu<br /> và đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm.<br /> Từ khóa: alcalase, bromelin thô, moi (Acetes sp), thủy phân, tối ưu<br /> ABSTRACT<br /> This paper reports the results of hydrolysis of Acetes (Acetes sp) by the combination of alcalase and<br /> bromelin. The optimal hydrolysis condition of Scad was determined: hydrolysis temperature of 50°C, pH = 7,<br /> added water ratio of 20%, Alcalase/material ratio of 0.49%, bromelin/material ratio of 13%, and hydrolysis<br /> time of 14 hours with 55 minutes. The hydrolysis solution contained 24,73g N/l of protein and the Naa/Nts ratio<br /> was 58,35% with the special flavour and odour. This product fully satisfies the required standards of the Food<br /> Hygiene Regulation.<br /> Keywords: alcalase, bromelin, acetes, hydrolysis, optimal<br /> I. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Sản lượng khai thác moi biển ở Việt Nam<br /> hiện nay vào khoảng 40.000 tấn/năm. Hiện<br /> moi chủy yếu được sử dụng để làm mắm, chế<br /> biến khô nên giá trị kinh tế chưa cao và khả<br /> năng tiêu thu còn hạn chế. Moi có hàm lượng<br /> axit amin cao, chiếm tới 48% nitơ tổng số. Đặc<br /> biệt, moi có chứa 7 trong tổng số 8 axít amin<br /> không thay thế và hàm lượng axit amin không<br /> thay thế của moi chiếm tới 28,8% tổng số<br /> <br /> 1<br /> 2<br /> <br /> axit amin [3],[5]. Do vậy việc nghiên cứu thuỷ<br /> phân moi thu dịch đạm giầu axit amin dùng<br /> trong lĩnh vực thực phẩm như chế biến bột<br /> dinh dưỡng, hạt nêm, súp gia vị,… đang được<br /> nhiều nhà khoa học quan tâm [1], [3], [5], [6].<br /> Để thủy phân protein từ moi có nhiều<br /> phương pháp khác nhau như phương pháp<br /> hóa học, phương pháp sử dụng enzyme<br /> protease,.. trong đó phương pháp thủy phân<br /> moi bằng enzyme protease tỏ ra có nhiều<br /> <br /> TS. Vũ Ngọc Bội, ThS. Đặng Thị Thu Hương: Khoa Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang<br /> ThS. Lê Hương Thủy, KS. Phan Thị Hương: Viện Nghiên cứu Hải sản Hải Phòng<br /> <br /> 18 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> ưu điểm như dịch đạm thủy phân không<br /> chứa hóa chất, có hàm lượng đạm axít amin<br /> cao,... [1], [4], [5], [6]. Do vậy, chúng tôi tiến<br /> hành nghiên cứu sử dụng enzyme alcalase và<br /> bromelin trong thủy phân protein moi biển để<br /> thu dịch đạm thủy phân sử dụng lĩnh vực sản<br /> xuất nước mắm công nghiệp.<br /> II. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP<br /> NGHIÊN CỨU<br /> 1. Nguyên vật liệu<br /> 1.1. Moi biển<br /> Nguyên liệu moi biển tươi được khai<br /> thác tại vùng biển Hải Phòng. Sau khi khai<br /> thác, moi được bảo quản bằng cách ướp đá<br /> <br /> Số 4/2015<br /> và vận chuyển về cảng cá Máy Chai - Hải<br /> Phòng. Tại cảng cá, moi được lựa chọn, loại<br /> bỏ tạp chất, rửa sạch và đưa vào thùng xốp,<br /> ướp đá xay theo tỷ lệ 1/1 và vận chuyển<br /> về phòng thí nghiệm, bảo quản đông ở<br /> t0 = -20 0C dùng làm nguyên liệu trong suốt<br /> quá trình nghiên cứu.<br /> 1.2. Enzym alcalase<br /> Enzym alcalase 2.4L là chế phẩm protease<br /> thương mại do hãng Novozyme - Đan Mạch<br /> cung cấp. Alcalase thuộc nhóm enzyme<br /> endopeptidase có các đặc tính kỹ thuật như<br /> sau: pH thích hợp trong khoảng 6 - 8, nhiệt<br /> độ thích hợp 45 - 650C, hoạt tính 5887,5UI/ml<br /> được bảo quản ở 0 - 100C.<br /> <br /> Hình 1. Hình ảnh về moi biển<br /> <br /> 1.3. Enzym bromelin thô: quả dứa tươi<br /> (Ananas comosus (L.) Merr) được thu mua<br /> là loại quả đạt độ chín kỹ thuật, có trọng<br /> lượng trung bình từ 400 - 500g/quả, không bị<br /> sâu bệnh hay bị dập hoặc hư hỏng. Sau khi<br /> thu mua, tách lấy chồi dứa và sử dụng chồi<br /> dứa trong thủy phân moi. Trước mỗi đợt thí<br /> nghiệm, xay nhuyễn chồi dứa và xác định<br /> hoạt độ enzym bromelin. Hoạt độ enzyme<br /> được điều chỉnh cố định là 0,741 UI/g hỗn<br /> hộp chồi dứa xay để sử dụng trong suốt đợt<br /> thí nghiệm.<br /> <br /> 2. Phương pháp nghiên cứu<br /> 2.1. Các phương pháp phân tích: Định lượng<br /> protein tổng theo TCVN 3705 - 90; Định lượng<br /> axit amin tổng số theo TCVN 3708 - 90; Định<br /> lượng NH3 theo TCVN 3706 - 90 [1], [4]; Đánh<br /> giá cảm quan theo phương pháp mô tả (TCVN<br /> 3215-79) [1].<br /> 2.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm<br /> Bố trí thí nghiệm để xác định các yếu tố<br /> ảnh đến quá trình thủy phân moi bằng hỗn hợp<br /> enzym alcalase và bromelin thô được thể hiện<br /> trên hình 2.<br /> TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG • 19<br /> <br /> Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản<br /> <br /> Số 4/2015<br /> <br /> Hình 2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát quá trình thủy phân moi bằng hỗn hợp enzym Alcalase và Bromelinthô<br /> <br /> Nguyên liệu moi sau khi rửa sách tạp chất<br /> được xay nhỏ và sử dụng để nghiên cứu thủy<br /> phân bằng chế phẩm enzym alcalase kết hợp<br /> với bromelin thô. Để tối ưu hóa quá trình thủy<br /> phân, tiến hành các thí nghiệm thăm dò nhằm<br /> khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố (tỷ lệ<br /> enzym so với nguyên liệu, nhiệt độ thủy phân,<br /> thời gian thuỷ phân, tỷ lệ nước bổ sung) đến<br /> quá trình thủy phân. Thí nghiệm khảo sát được<br /> tiến hành ở pH 7, tỷ lệ bromelin so với nguyên<br /> liệu là 10%. Tỷ lệ enzyme alcalase so với<br /> nguyên liệu thay đổi từ 0-0,5% tỷ lệ alcalase/<br /> bromelin thô (0/10- 0,5/10), nhiệt độ thủy phân<br /> (45-65°C), thời gian thủy phân (3-18 giờ), tỉ lệ<br /> nước bổ sung so với nguyên liệu (0-60%). Kết<br /> quả đánh giá hàm lượng NNH3, tỷ lệ Naa/Nts và<br /> đánh giá cảm quan là cơ sở để xác định điều<br /> kiện thủy phân thích hợp. Kết quả thu được từ<br /> thí nghiệm thăm dò sẽ làm cơ sở để thực hiện<br /> các thí nghiệm tối ưu.<br /> Tiến hành tối ưu hóa quá trình thủy phân<br /> bằng phương pháp đường dốc nhất, sử dụng<br /> mô hình thiết kế nhân tố 2k. Hàm mục tiêu<br /> được chọn là tỷ lệ Naa/Nts có kết hợp với đánh<br /> giá cảm quan dịch thủy phân [2].<br /> 2.3. Thiết bị và hóa chất<br /> - Thiết bị: sử dụng các thiết bị hiện có tại<br /> phòng thí nghiệm - Viện Nghiên cứu Hải sản Hải<br /> Phòng: thiết bị chưng cất đạm Kjeldahl (Đức);<br /> <br /> 20 • TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG<br /> <br /> máy ly tâm ALC PK121R (Italia), Tủ sấy<br /> Shella (Mỹ), nồi thủy phân dung tích 30 lít<br /> (Việt Nam),…<br /> - Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm<br /> đều là hoá chất tinh khiết do hãng Merck - Đức<br /> cung cấp.<br /> 2.4. Phương pháp xử lý số liệu<br /> Phân tích số liệu được thực hiện bằng phần<br /> mềm STATISTICA (Version 10.0, StatSoft, Inc.<br /> 2300 East 14th Street Tulsa, OK 74104 USA);<br /> Design Expert (Version 6.09, © Stat-Ease, Inc.<br /> 2021East Hennepin Ave, Suit 480 Minneapolis,<br /> MN 55413) và MS- Excel 2013. One – way<br /> ANOVA và Tukey HSD test được sử dụng để<br /> so sánh sự khác biệt giữa các giá trị trung<br /> bình. Sự khác biệt có ý nghĩa thống kế được<br /> xác định khi p