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

Thuỷ phân đầu cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) bằng enzyme alcalase

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

8
lượt xem
2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Thuỷ phân đầu cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) bằng enzyme alcalase trình bày thành phần hoá học của đầu cá ngừ vây vàng; Thành phần hoá học của sản phẩm thuỷ phân protein đầu cá ngừ; Thành phần axit amin của sản phẩm thuỷ phân protein đầu cá ngừ.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Thuỷ phân đầu cá ngừ vây vàng (Thunnus albacares) bằng enzyme alcalase

  1. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THUỶ PHÂN ĐẦU CÁ NGỪ VÂY VÀNG (Thunnus albacares) BẰNG ENZYME ALCALASE Nguyễn Thị Mỹ Hương1* TÓM TẮT Việc sản xuất sản phẩm thuỷ phân protein từ đầu cá ngừ bằng enzyme Alcalase đã được nghiên cứu. Sự thuỷ phân đầu cá ngừ được thực hiện bằng enzyme Alcalase 0,5% với tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1: 1 ở nhiệt độ 55°C, pH tự nhiên (6,5) trong thời gian 6 giờ. Kết quả nghiên cứu cho thấy đầu cá ngừ vây vàng có hàm lượng protein 14,8%, hàm lượng lipid 13,5%, tỷ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thuỷ phân protein tăng theo thời gian thuỷ phân. Sau 6 giờ thuỷ phân, tỷ lệ thu hồi nitơ đạt được 87,6%. Sản phẩm thuỷ phân protein từ đầu cá ngừ có hàm lượng protein 89,4%, lipit 1,4% và tro 7,7%. Tổng hàm lượng các axit amin là 68,82 g/100 g, hàm lượng các axit amin không thay thế là 36,49 g/100 g. Sản phẩm thuỷ phân protein đầu cá ngừ có giá trị dinh dưỡng cao, tỷ lệ axit amin không thay thế là 53,02% tổng axit amin. Các axit amin có hàm lượng cao trong sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ là aspartic, leucine, glycine, histidine và alanine. Dầu cá thu được từ sự thuỷ phân đầu cá ngừ giàu axit béo omega 3, đặc biệt là axit docosahexaenoic (DHA) và axit eicosapentaenoic (EPA). Các axit béo có hàm lượng cao trong dầu đầu cá ngừ là axit palmitic, axit oleic và axit docosahexaenoic. Từ khoá: Alcalase, dầu cá, đầu cá ngừ, sản phẩm thuỷ phân protein. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ4 ô nhiễm môi trường do phụ phẩm cá gây ra mà còn nâng cao giá trị sử dụng của phụ phẩm, tăng thêm lợi Cá ngừ đại dương, đặc biệt cá ngừ vây vàng nhuận cho các doanh nghiệp chế biến thuỷ sản. (Thunnus albacares) là nguyên liệu thuỷ sản có giá trị kinh tế cao và được khai thác với sản lượng lớn. Xuất 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU khẩu cá ngừ vây vàng của Việt Nam ngày càng tăng 2.1. Đầu cá ngừ vây vàng trong những năm qua. Trong quá trình chế biến cá Đầu cá ngừ vây vàng được cung cấp bởi Công ty ngừ thành các mặt hàng cho xuất khẩu, chỉ khoảng Chế biến Thuỷ sản Hải Vương, Khu Công nghiệp Suối 50 - 60% khối lượng cá nguyên con được sử dụng Dầu, Khánh Hòa. Đầu cá ngừ vây vàng ở trạng thái trong khi đó một lượng đáng kể nguyên liệu còn lại đông lạnh được vận chuyển trong thùng xốp về hay phụ phẩm chưa được sử dụng có hiệu quả. Các phòng thí nghiệm, sau đó đầu cá ngừ được rã đông, phụ phẩm đặc biệt là đầu cá giàu protein và lipit, vì xay nhỏ bằng máy xay và cho vào các túi nhựa (500 vậy cần phải tận dụng đầu cá để thu hồi các chất g/túi). Các túi nguyên liệu này được bảo quản trong dinh dưỡng, chế biến chúng thành những sản phẩm tủ đông ở nhiệt độ - 20 ± 2°C để dùng cho việc thủy có giá trị gia tăng nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng phân. phụ phẩm. Công nghệ thuỷ phân protein phụ phẩm 2.2. Enzyme Alcalase cá bằng enzyme protease thương mại là một phương pháp không những thu hồi protein có hiệu quả mà Enzyme Alcalase dùng cho sự thuỷ phân protein còn thu hồi lipit của phụ phẩm. Nhờ đó có thể chế được cung cấp bởi công ty Novozyme của Đan Mạch. biến đầu cá ngừ vây vàng thành những sản phẩm có Đó là enzyme protease có nguồn gốc từ vi sinh vật giá trị gia tăng như bột protein thuỷ phân và dầu cá Bacillus licheniformis. Enzyme Alcalase có hoạt độ mà các sản phẩm này có thể được ứng dụng trong 2,4 AU/g, điều kiện thích hợp cho enzyme này hoạt việc sản xuất thức ăn cho tôm, cá hoặc ứng dụng động là pH = 6,5 - 8,5 và nhiệt độ 55 - 70°C. trong lĩnh vực thực phẩm cho con người. Việc sản 2.3. Thuỷ phân đầu cá ngừ vây vàng xuất sản phẩm thuỷ phân protein từ đầu cá ngừ là cần Quá trình thuỷ phân đầu cá ngừ được thể hiện ở thiết và có ý nghĩa không những góp phần giảm thiểu sơ đồ hình 1. Đầu cá ngừ xay nhỏ đông lạnh được rã đông trong tủ lạnh qua đêm, sau đó được thuỷ phân 1 Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nha Trang bằng enzyme Alcalase. Tỷ lệ enzyme là 0,5% so với * Email: huongntm@ntu.edu.vn 128 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021
  2. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ nguyên liệu, tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1. Quá trình 2.5. Xử lý số liệu thuỷ phân được thực hiện ở nhiệt độ 55°C, pH tự Kết quả được phân tích thống kê trên phần mềm nhiên (6,5) trong thời gian 6 giờ. Hỗn hợp được Excel. Số liệu báo cáo là trung bình của 3 lần lặp lại khuấy trộn với tốc độ 300 vòng/phút. Sau khi thuỷ thí nghiệm. phân làm bất hoạt enzyme ở nhiệt độ 95°C trong 15 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN phút. Hỗn hợp sau khi thuỷ phân được lọc qua rây để tách riêng phần rắn (xương) và phần dịch lọc. Phần 3.1. Thành phần hoá học của đầu cá ngừ vây dịch lọc được đem ly tâm lạnh với tốc độ 10.000 vàng vòng/phút ở 4°C trong 30 phút. Sau khi ly tâm thu Thành phần hoá học của đầu cá ngừ vây vàng được 3 phần: Dầu đầu cá ngừ, dịch thuỷ phân và cặn được xác định và thể hiện ở bảng 1. ly tâm. Dịch thuỷ phân được sấy chân không thăng Bảng 1. Thành phần hoá học của đầu cá ngừ vây hoa thu được sản phẩm thuỷ phân protein. vàng Thành phần hoá học Hàm lượng (%) Nước 59,0 ±1,1 Protein 14,8 ± 0,1 Lipit 13,5 ± 0,1 Tro 11,8 ± 1,1 Kết quả phân tích cho thấy, đầu cá ngừ vây vàng có hàm lượng protein 14,8%, lipid 13,5% và tro 11,8%. Đầu cá ngừ là một nguồn giàu protein và lipit mà cần phải thu hồi để nâng cao giá trị sử dụng đầu cá. Đầu cá ngừ có hàm lượng protein cao, thích hợp cho việc tận dụng để sản xuất sản phẩm thủy phân protein. 3.2. Thu hồi nitơ Theo Benjakul và Morrissey (1997) sự thu hồi nitơ (hay protein) phản ánh tỷ lệ nitơ thu hồi được trong sản phẩm thuỷ phân. Tỷ lệ thu hồi nitơ của đầu cá ngừ trong quá trình thuỷ phân được thể hiện ở Hình 1. Sơ đồ quá trình thuỷ phân đầu cá ngừ bằng hình 2. enzyme Alcalase 100 2.4. Phương pháp phân tích Tỉ lệ thu hồi nitơ (%) 90 Tỷ lệ thu hồi nitơ được xác định theo Liaset et al. 80 (2002) như sau: 70 60 Thu hồi nitơ (%) = (Lượng nitơ tổng số trong sản 50 phẩm thuỷ phân/lượng nitơ tổng số trong đầu cá ngừ 40 xay nhỏ đem thuỷ phân) x 100. 30 Hàm lượng nước được xác định bằng phương 0 1 2 3 4 5 6 pháp sấy ở nhiệt độ 100 - 105°C theo tiêu chuẩn Việt Thời gian thuỷ phân (giờ) Nam TCVN 3700: 90. Hàm lượng tro tổng số được Hình 2. Tỷ lệ thu hồi nitơ trong quá trình thuỷ phân xác định bằng phương pháp nung ở nhiệt độ 550 - đầu cá ngừ bằng Alcalase 600°C theo TCVN 5105: 90. Hàm lượng nitơ tổng số được xác định theo TCVN 3705- 90. Hàm lượng Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ thu hồi nitơ protein thô = Nitơ tổng số x 6,25. Hàm lượng lipit trong sản phẩm thuỷ phân tăng theo thời gian thuỷ được xác định theo Folch et al. (1957). Thành phần phân. Trong 3 giờ đầu tiên của quá trình thuỷ phân, axit amin và axit béo được phân tích theo phương tỷ lệ thu hồi nitơ tăng nhanh, sau đó tăng chậm dần. pháp sắc ký. Sau 6 giờ thuỷ phân thì tỷ lệ thu hồi nitơ đạt 87,6%. N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021 129
  3. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Sự tăng hiệu suất thu hồi nitơ theo thời gian thuỷ Các axit amin có hàm lượng cao trong sản phẩm thuỷ phân cũng đã được khẳng định bởi Liaset et al. phân protein đầu cá ngừ là aspartic, leucine, glycine, (2002); Aspmo et al. (2005); Nguyen et al. (2011). histidine và alanine. Một số nghiên cứu khác về sự Các tác giả này cũng cho thấy tỷ lệ thu hồi nitơ trong thuỷ phân đầu cá trích (Sathivel et al., 2003) và sự sản phẩm thuỷ phân tăng theo thời gian thuỷ phân. thuỷ phân đầu cá hồi (Sathivel et al., 2005) cũng đã Trong quá trình thuỷ phân dưới tác dụng của cho thấy các sản phẩm thuỷ phân protein có hàm enzyme, các liên kết peptit của protein bị cắt mạch lượng axit amin không thay thế cao. càng nhiều dẫn đến các peptit ngắn mạch hình thành Bảng 3. Thành phần axit amin của sản phẩm thuỷ hoà tan trong dịch thuỷ phân càng nhiều nên hiệu phân protein đầu cá ngừ suất thu hồi nitơ tăng theo thời gian thuỷ phân. Hàm lượng 3.3. Thành phần hoá học của sản phẩm thuỷ Thành phần axit amin (g/100 g chất khô) phân protein đầu cá ngừ Arginine 4,46 Thành phần hoá học của sản phẩm thuỷ phân Histidine 6,34 protein đầu cá ngừ sau 6 giờ thuỷ phân bằng enzyme Isoleucine 4,27 Alcalase được thể hiện ở bảng 2. Leucine 6,52 Bảng 2. Thành phần hoá học của sản phẩm thuỷ Lysine 3,04 phân protein đầu cá ngừ Methionine 2,53 Hàm lượng Thành phần hoá học Phenylalanine 2,87 (% theo chất khô) Nước 8,3 ± 0,3 Threonine 3,12 Protein 89,4 ± 0,9 Valine 3,34 Lipit 1,4 ± 0,3 Alanine 5,76 Tro 7,7 ± 0,4 Aspartic 7,86 Kết quả nghiên cứu cho thấy, sản phẩm thuỷ Glutamic 3,48 phân protein đầu cá ngừ có hàm lượng protein cao Glycine 6,35 (89,4%), hàm lượng lipit thấp (1,4%) và hàm lượng tro Hydroxyproline 1,65 7,7%. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng thành Proline 2,38 phần hoá học của sản phẩm thuỷ phân phụ thuộc vào Serine 2,53 nguyên liệu ban đầu và điều kiện thuỷ phân… Chẳng hạn, sản phẩm thuỷ phân protein thu được từ sự thuỷ Tyrosine 2,32 phân đầu cá trích bằng enzyme Alcalase có hàm Tổng axit amin không thay lượng protein 85,2%, lipit 1,2%, tro 10,1% (Sathivel et thế 36,49 al., 2003), sản phẩm thuỷ phân protein từ xương cá Tổng axit amin 68,82 hồi bằng enzyme Protamex có hàm lượng protein 82,9%, lipit 1,6%, tro 10,25% (Liaset et al., 2003). Tỷ lệ axit amin không thay 53,02 3.4. Thành phần axit amin của sản phẩm thuỷ thế/tổng axit amin (%) phân protein đầu cá ngừ 3.5. Thành phần axit béo của dầu đầu cá ngừ Thành phần và hàm lượng axit amin của sản Trong quá trình thuỷ phân đầu cá ngừ dưới tác phẩm thuỷ phân protein đầu cá ngừ sau 6 giờ thuỷ dụng của enzyme, liên kết peptit trong protein bị cắt phân được thể hiện ở bảng 3. mạch tạo ra các peptit ngắn mạch hơn, đồng thời lipit Bảng 3 cho thấy, sản phẩm thuỷ phân đầu cá trong đầu cá ngừ cũng được giải phóng ra do có sự ngừ có tổng hàm lượng axit amin là 68,82 g/100g phá vỡ cấu trúc mô (Dumay et al., 2006). Do đó, khi chất khô, hàm lượng axit amin không thay thế là thuỷ phân đầu cá ngừ không những thu được sản 36,49 g/100 g chất khô. Axit amin không thay thế phẩm thuỷ phân protein mà còn thu được dầu cá từ chiếm tỷ lệ 53,02% tổng lượng axit amin. Kết quả cho đầu cá ngừ. Thành phần và hàm lượng axit béo của thấy sản phẩm thuỷ phân protein đầu cá ngừ có giá dầu cá thu được từ sự thuỷ phân đầu cá ngừ sau 6 giờ trị dinh dưỡng cao, giàu axit amin không thay thế. thuỷ phân được thể hiện ở bảng 4. 130 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021
  4. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng 4. Thành phần và hàm lượng axit béo của dầu tác dụng phòng ngừa bệnh tim mạch. Các công trình đầu cá ngừ (% tổng axit béo) nghiên cứu trước đây đã cho thấy rằng hàm lượng Axit béo Hàm lượng DHA trong các loài cá ngừ cao hơn trong hầu hết các (% tổng axit béo) loài cá khác và hàm lượng DHA cao hơn nhiều EPA Axit myristic (C14:0) 3,14 (Shimada et al., 1997). Axit palmitic (C16:0) 28,58 4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Axit stearic (C18:0) 9,86 Tỷ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thuỷ phân đầu Axit linoceric (C24:0) 1,35 cá ngừ tăng theo thời gian thuỷ phân. Sau 6 giờ thuỷ 42,93 phân bằng enzyme Alcalase, tỷ lệ thu hồi nitơ đạt Tổng axit béo no 87,6%. Sản phẩm thuỷ phân protein đầu cá ngừ có Axit palmitoleic (C16:1 ω7) 5,69 hàm lượng protein 89,4% và có giá trị dinh dưỡng cao, Axit oleic (C18:1 ω9) 15,57 giàu axit amin không thay thế. Dầu cá thu được từ sự Axit vacenic (C18:1 ω7) 2,95 thuỷ phân đầu cá ngừ có hàm lượng axit béo omega 3 2,85 cao, đặc biệt là DHA và EPA. Sản phẩm thủy phân Axit gadoleic (C20:1 ω9) protein từ đầu cá ngừ vây vàng có thể được ứng dụng Axit erucic (C22:1 ω9) 2,84 trong việc sản xuất thức ăn cho tôm, cá hoặc ứng Axit nervonic (C24:1 ω9) 1,53 dụng trong lĩnh vực thực phẩm cho con người như Tổng axit béo không no một nối trong việc sản xuất bột protein dinh dưỡng. 31,43 đôi TÀI LIỆU THAM KHẢO Axit linoleic (C18:2 ω6) 2,06 1. Aspmo S. I., Horn S. J., Eijsink V. G. H., Axit linolenic (C18:3 ω3) 1,25 2005. Enzymatic hydrolysis of Atlantic cod (Gadus Axit stearidonic (C18:4 ω3) 1,49 morhua L.) viscera, Process Biochem. 40, 1957 - Axit arachidonic (C20:4 ω6) 1,12 1966. Axit docosatetraenoic (C22:4 ω6) 0,58 2. Benjakul S., Morrissey M. T., 1997. Protein Axit eicosapentaenoic (EPA, hydrolysates from Pacific whiting solid waste, J 3,32 C20:5 ω3) Agric. Food Chemistry 45, 3423 - 3430. Axit docosapentaenoic (C22:5 0,48 3. Dumay J., Donnay - Moreno C., Barnathan ω3) Axit docosahexaenoic (DHA, G., Jaouen P., Bergé J. P., 2006. Improvement of 15,34 lipid and phospholipid recoveries from sardine C22:6 ω3) (Sardina pilchardus) viscera using industrial Tổng axit béo không no nhiều 25,64 proteases, Process Biochemistry 41, 2327 - 2332. nối đôi Bảng 4 cho thấy, trong dầu đầu cá ngừ, hàm 4. Folch J., Lees, N., Sloan-Stanley G. H., 1957. lượng axit béo no chiếm 42,93% tổng lượng axit béo, A simple method for the isolation and purification of axit béo không no một nối đôi chiếm 31,43% và axit total lipids from animal tissues, J. Biol. Chem. 226: béo không no nhiều nối đôi chiếm 25,64%. Các axit 497 - 509. béo có hàm lượng cao trong dầu đầu cá ngừ là axit 5. Khoddami, A., Ariffin, A. A., Bakar, J., and palmitic (28,58%), axit oleic (15,57%) và axit Ghazali, H. M., 2012. Quality and fatty acid profile of docosahexaenoic (15,34%). Dầu đầu cá ngừ có nhiều the oil extracted from fish waste (head, intestine and axit béo omega 3, đặc biệt là axit docosahexaenoic liver) (Euthynnus afinis), African Journal of (DHA) và axit eicosapentaenoic (EPA). Khoddami et Biotechnology, 11 (7), 1683 - 1689. al. (2012) đã cho thấy hàm lượng DHA và EPA trong 6. Liaset B., Nortvedt R., Lied, E., Espe, M., dầu đầu cá ngừ chấm (Euthynnus affinis) lần lượt là 2002. Studies on the nitrogen recovery in enzymatic 15,7% và 1,48%. DHA và EPA là các axit béo omega 3 hydrolysis of Atlantic salmon (Salmo salar, L.) rất cần thiết cho con người. DHA có vai trò quan frames by Protamex™ protease, Process trọng trong việc phát triển mô thần kinh não, EPA Biochemistry 37: 1263 - 1269. góp phần làm giảm tỷ lệ cholesterol trong máu và có N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021 131
  5. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 7. Liaset B., Julshamn K., Espe M., 2003. 2003. Biochemical and functional properties of Chemical composition and theoretical nutritional herring (Clupea harengus) byproduct hydrolysates, evaluation of the produced fractions from enzymatic Food Science 68: 2196 - 2200. hydrolysis of salmon frames with ProtamexTM, 10. Sathivel S., Smiley S., Prinyawiwatkul W., Process Biochemistry 38, 1747 - 1759. Bechtel P. J., 2005. Functional and nutritional 8. Nguyen H. T. M., Sylla K. S. B., properties of red salmon (Oncorhynchus nerka) Randriamahatody Z., Donnay-Moreno C., Moreau J., enzymatic hydrolysates, Food Science 70: 401 - 406. Tran T. L., Bergé J. P., 2011. Enzymatic hydrolysis of 11. Shimada Y., Maruyama K., Sugihara A. yellowfin tuna (Thunnus albacares) by-products Moriyama S., Tominaga Y., 1997. Purification of using Protamex protease, Food Technology and docosahexaenoic acid from tuna oil by a two-step Biotechnology 49 (1): 48 - 55. enzymatic method: hydrolysis and selective 9. Sathivel S., Bechtel P. J., Babbitt J., Smiley, esterification. Journal of the American Oil Chemists’ S., Crapo C., Reppond K. D, Prinyawiwatkul W., Society 74, 1441 - 1446. HYDROLYSIS OF YELLOWFIN TUNA HEAD BY ALCALASE Nguyen Thi My Huong1* 1 Faculty of Food Technology, Nha Trang University Email: huongntm@ntu.edu.vn Summary The production of protein hydrolysate from tuna head by Alcalase was studied. Hydrolysis of tuna head was carried out using Alcalase 0.5% with a water/material ratio of 1: 1 at 55°C, natural pH (6.5) for 6 hours. Results of study showed that yellowfin tuna head had a protein content of 14.8%, lipid content of 13.5%, the ratio of nitrogen recovery in the protein hydrolysate increased with increasing hydrolysis time. After 6 hours of hydrolysis, the ratio of nitrogen recovery obtained 87.6%. Protein hydrolysate from tuna head had a protein content of 89.4%, lipid content of 1.4% and ash content of 7.7%. The content of total amino acids was 68.82 g/100 g, content of essential amino acids was 36.49 g/100 g. The tuna head protein hydrolysate had a high nutrient value, the ratio of essential amino acids to total amino acids was 53.02%. The amino acids with high contents in protein hydrolysate from tuna head were aspartic, leucine, glycine, histidine and alanine. The fish oil obtained from hydrolysis of tuna head was rich in omega - 3 fatty acids, especially docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA). Fatty acids with high contents in tuna head oil were palmitic acid, oleic acid and docosahexaenoic acid. Keywords: Alcalase, fish oil, protein hydrolysate, tuna head. Người phản biện: TS. Đỗ Văn Nam Ngày nhận bài: 7/01/2021 Ngày thông qua phản biện: 8/02/2021 Ngày duyệt đăng: 18/02/2021 132 N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 1 - TH¸NG 6/2021
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2