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

Tối ưu hóa quá trình thủy phân phụ phẩm tôm bằng enzyme

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST
Báo xấu
10
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Tối ưu hóa quá trình thủy phân phụ phẩm tôm bằng enzyme được nghiên cứu nhằm tối ưu hóa các điều kiện thủy phân bằng enzym để tạo ra dịch thủy phân từ phụ phẩm tôm của các nhà máy chế biến tôm đông lạnh.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tối ưu hóa quá trình thủy phân phụ phẩm tôm bằng enzyme

  1. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PHỤ PHẨM TÔM BẰNG ENZYME Phạm Duy Hải1*, Võ Thị My My1, Đinh Thị Mến1, Nguyễn Lữ Hồng Diễm1, Nguyễn Văn Nguyện1 TÓM TẮT Nghiên cứu này nhằm tối ưu hóa các điều kiện thủy phân bằng enzym để tạo ra dịch thủy phân từ phụ phẩm tôm của các nhà máy chế biến tôm đông lạnh. Thí nghiệm tiến hành sử dụng hỗn hợp enzymes (alcalase và flavourzyme) để thủy phân với chế độ thủy phân bao gồm nồng độ enzyme (% so với cơ chất), nhiệt độ (oC), thời gian (phút), pH và hàm mục tiêu là mức độ thủy phân (DH%). Tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) chỉ ra rằng điều kiện thủy phân tối ưu để thu được DH% tối đa (74,7 %) của nồng độ enzyme, nhiệt độ, thời gian và pH tương ứng là 0,2%, 58,0 oC, 60 phút và 7,65. Kết quả nghiên cứu cho thấy sản phẩm dịch thủy phân chứa hàm lượng protein cao có thể được sử dụng như một chất bổ sung thức ăn cho vật nuôi thủy sản. Từ khóa: enzyme, độ thủy phân, phụ phẩm tôm, thủy phân, điều kiện thủy phân I. ĐẶT VẤN ĐỀ đó, giảm lượng phụ phẩm từ chế biến hoặc tìm Theo báo cáo của Tổng cục thủy sản, năm giải pháp tái sử dụng chúng giúp làm tăng lợi 2021 với sản lượng tôm nuôi các loại đạt 970.000 nhuận cho ngành thủy sản, đồng thời làm giảm tấn và hơn 740.000 ha nuôi tôm nước lợ tập trung thiểu ô nhiễm môi trường. chủ yếu ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long Các phụ phẩm tôm từ lâu đã được chứng (ĐBSCL) (Tổng cục thủy sản, 2021). Tôm xuất minh là có chứa hàm lượng protein cao 35÷40% khẩu chiếm khoảng 14% tổng giá trị xuất khẩu, (Sachindra và ctv., 2006; Nguyễn Văn Thiết và đứng thứ hai trên toàn thế giới (VASEP, 2019). Đỗ Ngọc Tú, 2007), đồng thời là một nguồn Theo VASEP thì trong 4 tháng đầu năm 2022, nguyên liệu dồi dào để sản xuất chitin và sản lượng và giá trị xuất khẩu tôm vẫn tăng đều astaxanthin. Trong đó, đầu tôm có thành phần bất chấp dịch bệnh COVID-19. Năm thị trường hóa học gồm 40% protein, 3,79% tổng chất béo, nhập khẩu tôm chính của Việt Nam vẫn là Mỹ, 31,98% tro thô và 19,92% chitin (Holanda và Nhật Bản, EU, Trung Quốc, Hàn Quốc tăng Netto, 2006). Đã có rất nhiều nghiên cứu thu trưởng từ 15-91% trong 4 tháng đầu năm 2022. hồi và tận dụng nguồn phụ phẩm này để tạo ra Điều này dẫn đến lượng phụ phẩm đầu vỏ tôm các sản phẩm phân bón, thức ăn gia súc, thức thải ra ngày càng cao, ước tính khoảng 325.000 ăn thuỷ sản (Bộ công thương Việt Nam, 2019). tấn/năm. Sản phẩm phụ tạo ra trong quá trình Tuy nhiên, biện pháp trên chưa thực sự hiệu quả chế biến tôm dao động khoảng 48-56% trọng và tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu đầu vỏ lượng cơ thể (Nguyễn Thị Ngọc Hoài và ctv., tôm, sản phẩm tạo ra không có chất lượng cao 2013; Hà Thị Thúy Vy và ctv., 2018). Mỗi ngày dẫn đến giá trị kinh tế thấp, bên cạnh đó còn gây có hơn 1.000 tấn phụ phẩm bị loại thải khỏi ô nhiễm môi trường, không có khả năng phát dây chuyền sản xuất và đi vào môi trường nếu triển bền vững, không đáp ứng được xu hướng không được nghiên cứu xử lý và tái sử dụng. Do phát triển ngành tôm trong nước. 1 Viện Nghiên cứu Nuôi trồng Thủy sản II. * Email: duyhaipp@gmail.com TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022 73
  2. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Do đó, dịch tôm thủy phân từ phụ phẩm trình thủy phân và giảm thiểu các phản ứng tôm được xem là một giải pháp tối ưu nhất, giải không mong muốn, giảm ô nhiễm môi trường. quyết được các nhược điểm của những phương Hiện nay, đã có rất nhiều các nghiên cứu tối pháp xử lý khác. Dịch tôm thủy phân là hỗn ưu hóa quá trình thủy phân protein từ enzyme hợp các acid amin và peptide, có vai trò như là protease thương mại như alcalase, protamex, chất dinh dưỡng, dẫn dụ đối với vật nuôi thủy flavourzyme thu được hiệu quả cao. Trong đó, sản. Protein thuỷ phân có hàm lượng cao và có chủ yếu vẫn tập trung vào enzyme alcalase đầy đủ các amino acid, trong đó các amino acid (Gildberg và Stenberg, 2001; Mizani và ctv., thiết yếu chiếm 54 - 56% và các amino acid tạo 2005; Normah và ctv., 2005; See và ctv., 2011; mùi chiếm 38 - 39% như glutamic acid, aspartic Herpandi và ctv., 2013; Nguyễn Thị Ngọc Hoài acid, glycine và alanine (Gildberg và Stenberg, và ctv., 2013; Bùi Xuân Đông và ctv., 2017; 2001; Mizani và ctv., 2005; See và ctv., 2011). Trần Kiều Anh và ctv., 2017; Nguyen và ctv., Hàm lượng lysine cao (7 - 8%), arginine (8 - 2021). Những năm gần đây mới có một vài 9%). Giá trị dinh dưỡng trong dịch thuỷ phân những nghiên cứu về các enzyme còn lại cũng đầu tôm rất lớn làm cho nó trở thành một chất như sự kết hợp giữa các enzyme (Nguyễn Thị bổ sung thực phẩm và tăng cường mùi vị tiềm Mỹ Hương, 2012; Dey và Dora, 2011; Tran Thi năng. Protein thuỷ phân từ tôm có thành phần Linh và Pham Thu Thuy, 2016; Trần Thị Bích tryptophan cao gấp 3,5 lần trong bột tôm và Thủy và Đỗ Thị Thanh Thủy, 2016; Herpandi bột cá, cao gấp 1,75 đến 2,4 lần trong bột đậu và ctv., 2017; Ha Thi Thuy Vy và ctv., 2018). nành. Hàm lượng methionine cao gấp 4,5 - 5,7 Mặc dù có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc lần trong đậu nành, gấp 3 lần trong bột tôm và sản xuất và sử dụng chất hấp dẫn có nguồn gốc gấp 1,5 - 2,5 lần trong bột cá. Methionine và từ cá biển để cải thiện mức tiêu thụ thức ăn lysine là các amino acid quan trọng trong thuỷ và hiệu quả của các loài thủy sản khác nhau, sản, là yếu tố được xem xét khi lựa chọn nguồn nhưng dường như vẫn còn hạn chế thông tin về protein thay thế bổ sung vào thức ăn chăn nuôi sản xuất và chất lượng sản phẩm thủy phân từ (Leal và ctv., 2010). Ngoài ra, astaxanthin trong phụ phẩm tôm để tăng cường thức ăn cho động dịch thủy phân là một chất chống oxy hóa khi vật thủy sản. Do đó, nghiên cứu này được thực bổ sung vào thức ăn giúp cải thiện màu sắc, tăng hiện tối ưu quy trình sản xuất dịch thủy phân sự tăng trưởng và hệ miễn dịch của động vật từ phụ phẩm đầu vỏ tôm bằng hỗn hợp enzyme thủy sản (Christiansen và ctv., 1995; Holanda alcalase: flavourzyme (1:1). và Netto, 2006; Chandrasekar và ctv., 2014; Hồ II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Sơn Lâm và Phan Thị Ngọc, 2017). NGHIÊN CỨU Quá trình thủy phân protein giúp cắt mạch 2.1. Vật liệu nghiên cứu protein tạo ra các peptide và acid amin. Các acid 2.1.1. Phụ phẩm đầu vỏ tôm amin có trong dịch thủy phân chính là nguồn Phụ phẩm tôm bao gồm đầu, vỏ tôm thu từ sinh tổng hợp protein và quá trình thuỷ phân có một nhà máy chế biến tôm đông lạnh tại Sóc thể được thực hiện bởi tác nhân hoá học (acid Trăng. Mẫu được đông lạnh và chuyển về phòng hoặc bazơ) hoặc sinh học (enzyme). Tuy nhiên thí nghiệm và bảo quản ở -20oC cho đến khi sử việc sử dụng acid hoặc bazơ mạnh để thủy phân dụng. Thành phần hóa học của nguyên liệu ban là nguyên nhân tạo ra các sản phẩm phụ gây ô đầu được thể hiện lần lượt như sau: ẩm (81,84 nhiễm môi trường. Vì vậy, thực hiện thủy phân ± 0,22 %); protein thô (10,82 ± 0,07 %); lipid protein bằng enzyme có thể kiểm soát các quá (2,46 ± 0,02 %) và tro (3,89 ± 0,27 %). 74 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022
  3. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 2.1.2. Enzyme Điều chỉnh pH của nguyên liệu. Tiếp theo, bổ Sử dụng hỗn hợp enzyme alcalase và sung enzyme và tiến hành thủy phân. Sau khi flavourzyme theo tỉ lệ 1:1. thủy phân tiến hành gia nhiệt ở 90oC trong 10 Enzyme alcalase, flavourzyme sử dụng phút để bất hoạt enzyme. Lọc xác và thu được thủy phân được mua từ hãng Novozyme. Tất cả dịch thủy phân. các loại enzyme được bảo quản tốt nhất ở nhiệt 2.2.2. Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân độ từ 0 - 10oC. dịch đầu vỏ tôm Enzyme Alcalase 2,5L thuộc nhóm enzyme Bốn yếu tố ảnh hưởng bao gồm nồng độ endopeptidase, điều kiện hoạt động tối ưu pH enzyme (%) so với cơ chất, nhiệt độ (oC), thời từ 7-9, nhiệt độ: 30 - 65oC, hoạt tính 22.560 u/ gian, pH được sử dụng để kiểm soát quá trình ml/10’. thủy phân của enzyme. Dựa trên kết quả thu Enzyme Flavourzyme chứa cả hai hoạt tính được từ các thí nghiệm khảo sát tiếp tục xác định endopeptidease và exopeptidease, Điều kiện được khoảng giá trị tối ưu, các giá trị tối ưu thực hoạt động tối ưu pH từ 5 - 7, nhiệt độ 50 - 55oC, nghiệm cũng như mức độ ảnh hưởng của từng hoạt tính 1.190 u/g/10’. yếu tố đến quá trình thủy phân đầu vỏ tôm bằng 2.2. Phương pháp nghiên cứu phương pháp quy hoạch thực nghiệm án quay 2.2.1. Quy trình thủy phân bậc hai của Box-Behnken. Từ các thí nghiệm Quy trình thủy phân: Phụ phẩm tôm được khảo sát ban đầu đã chọn được những khoảng nghiền với kích thước lưới lọc 5mm với tỉ lệ cụ thể của từng yếu tố được thể hiện trong Bảng bổ sung nước (1:1) theo khối lượng. Bất hoạt 1. Sau đó tiến hành thực hiện 29 nghiệm thức, enzyme nội sinh ở nhiệt độ 90oC trong 10 phút. 3 lần lặp lại để tối ưu hóa quá trình thủy phân. Bảng 1. Các mức yếu tố ảnh hưởng đến hàm mục tiêu. Các yếu tố ảnh hưởng Gía trị mục tiêu Mức độ X1 X2 X3 X4 Y E/S (%) Nhiệt độ ( C) o Thời gian (phút) pH DH (%) -1 0,100 50 50 7 - 0 0,175 60 60 8 - +1 0,250 70 70 9 - E/S: Nổng độ enzyme/cơ chất;; DH: mức độ thủy phân. Mô hình hồi quy của quá trình thủy phân Tối ưu hóa phương trình thực nghiệm để được mô tả bằng phương trình bậc hai như sau: tìm ra các thông số tối ưu cho quá trình thủy k k k phân (nồng độ enzyme, thời gian thủy phân, Y = bo + ∑b x ∑ b x x ∑b x j i + jl j l + jj j 2 (1) nhiệt độ thủy phân và pH môi trường thủy j=1 j ,l =1 ( j #l ) j=1 phân). Các thông số công nghệ được xác định dựa vào phương pháp bề mặt đáp ứng thông qua Trong đó: tối ưu hóa phương trình hồi quy thực nghiệm. Y: hàm mục tiêu mức độ thủy phân DH (%) 2.3. Phương pháp phân tích Xi và Xj: là các biến số độc lập: 2.3.1. Các chỉ tiêu hóa học cơ bản bo, bj, bjl, bjj là các hệ số trong phương Áp dụng các phương pháp phân tích, đánh trình hồi quy giá chất lượng nguyên liệu đầu vỏ tôm: Hàm lượng ẩm (%) được xác định theo phương pháp TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022 75
  4. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TCVN 4326:2001; protein thô (%) theo TCVN thành trong quá trình thuỷ phân (mmol) 4328:2007; lipid tổng (%) theo Folch (Folch và A = Abs/k, k - hệ số góc của phương trình ctv., 1957); tro (%) theo TCVN 4327-2007; xơ tuyến tính đường chuẩn. theo TCVN 4329:2007. 20: Thể tích nước (mL) đã dùng để pha 2.3.2. Mức độ thủy phân (DH%) lượng mẫu đã cân Mức độ thủy phân được xác định dựa theo Df: Hệ số pha loãng phương pháp của Goodwin (1968) và Nguyen 2.4. Phương pháp xử lý số liệu và ctv. (2011) bằng cách đo hàm lượng các Các số liệu được xử lý bằng phần mềm nhóm amin tự do dựa theo phản ứng với thuốc thống kê SPSS 20,0, Phân tích phương sai thử dinitrofluorobenzen (DNFB) tạo ra hợp chất (One-way ANOVA) và so sánh các giá trị trung dinitrophenyl (DNP) có màu vàng và đo độ hấp bình bằng kiểm định Ducan (mức ý nghĩa 0,05) thụ ở bước sóng 410 nm bằng máy quang phổ đối với các nghiệm thức đồng nhất về phương UV-VIS. sai, nonparametric test đối với các nghiệm thức Công thức tính: DH(%) = [(A × 20 × Df)/(P không đồng nhất về phương sai. × 7,7 × m)] × 100 Phần mềm Design- Expert 7.0 được sử dụng Trong đó: để tìm giá trị tối ưu cho quá trình thủy phân. DH: Độ thủy phân (%) III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 7,7 : Tổng số liên kết peptide trong 1 g 3.1. Kết quả khảo sát các điều kiện thủy protein phân P: Hàm lượng protein có trong 1g mẫu dịch Dựa theo các kết quả khảo sát ban đầu thủy phân (g/g). P = %protein*0,01. nghiên cứu chọn hỗn hợp enzyme alcalase và Hàm lượng protein (%) có trong mẫu xác flavourzyme (1:1). Kết quả độ thủy phân ở các định theo phương pháp Kjeldahl. điều kiện thủy phân khác nhau được trình bày A: Lượng các nhóm amin tự do được hình ở Bảng 2. Bảng 2. Kết quả thủy phân theo mô hình quy hoạch thực nghiệm. STT Enzyme (%) Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút) pH DH(%)* 1 0,100 60 50 8 47,7±4,1 2 0,250 60 60 9 56,4±3,4 3 0,175 70 60 7 55,9±3,5 4 0,175 50 70 8 65,8±5,0 5 0,250 60 50 8 76,3±3,7 6 0,175 60 60 8 71,3±2,6 7 0,175 60 70 7 67,9±3,3 8 0,100 70 60 8 40,2±3,2 9 0,175 60 50 7 61,2±2,8 10 0,100 50 60 8 48,3±3,0 11 0,175 70 70 8 58,4±4,2 12 0,175 50 60 7 68,5±2,7 13 0,175 60 70 9 58,7±2,2 14 0,250 50 60 8 62,7±2,8 15 0,175 50 50 8 64,6±1,7 76 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022
  5. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II STT Enzyme (%) Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút) pH DH(%)* 16 0,175 60 50 9 60,9±1,3 17 0,175 50 60 9 58,6±4,8 18 0,175 60 60 8 72,2±2,1 19 0,175 70 60 9 55,2±1,4 20 0,100 60 70 8 52,7±1,3 21 0,175 60 60 8 75,9±3,0 22 0,250 60 60 7 67,7±3,0 23 0,175 60 60 8 73,4±3,6 24 0,100 60 60 9 39,4±3,2 25 0,175 70 50 8 55,9±3,6 26 0,250 70 60 8 59,9±1,4 27 0,175 60 60 8 75,5±2,5 28 0,100 60 60 7 49,1±3,2 29 0,250 60 70 8 75,6±1,2 *Giá trị trung bình ± SD của 3 lần lặp lại. Sau quá trình thủy phân, mức độ thủy phân mức độ thủy phân theo sự thay đổi của nồng độ có sự khác biệt rõ ràng và biến thiên rất lớn trong enzyme và nhiệt độ được biểu diễn theo Hình 1. các điều kiện thủy phân khác nhau từ 40-76%. Theo phương trình hồi quy (2) thì các hệ số của Từ số liệu thu được trong Bảng 2, sử dụng X12, X22, X42 lớn hơn nhiều các hệ số khác và thể phần mềm Design- Expert 7.0. để tiến hành hiện ảnh hưởng đáng kể của chúng đến mức độ phân tích và xác định được 01 phương trình hồi thủy phân.Yếu tố nồng độ enzyme X1 mang hệ quy mô tả ảnh hưởng của điều kiện thủy phân số dương cho thấy nồng độ enzyme tỉ lệ thuận đến DH được trình bày dưới đây: với mức độ thủy phân. Ngược lại, yếu tố nhiệt Y = -10,98X12 - 8,73X22 - 2,27X32 - 8,04X42 độ và pH mang hệ số âm chứng minh rằng khi + 1,32X1 X2 - 1,43X1 X3 - 0,40X1 X4 + 0,32X2 tăng nhiệt độ hoặc pH thì mức độ thủy phân sẽ X3 + 2,30X2 X4 - 2,22X3 X4 + 10,10X1 - 3,58X2 giảm và ngược lại. +1,04X3 - 3,43X4 + 73,66 (2) Giá trị DH, như một chỉ thị thủy phân, 3.2. Ảnh hưởng các điều kiện thủy phân đóng một vai trò quan trọng trong việc mô tả đến mức độ thủy phân trạng thái và hiệu quả của quá trình thủy phân. Tương tự, phương trình hồi quy (2) được Trong nghiên cứu này, giá trị DH quan sát được phân tích thống kê ANOVA thể hiện ở Bảng 3, ở các thí nghiệm khác nhau trong ma trận thiết giá trị p 0,05) khẳng định Nhiều công trình trước đây sử dụng enzyme để tương thích với thực nghiệm của mô hình. R2 thủy phân phụ phẩm thủy sản chỉ ra rằng giá = 0,9429 có nghĩa là nó áp dụng đúng 94,29% trị thực nghiệm của DH thu được sau 12 giờ trường hợp thực nghiệm, chỉ có 5,71% sự thay đối với thủy phân đầu, nội tạng và đuôi của cá đổi là do sai số ngẫu nhiên. Kết quả cho thấy ngừ vây vàng bằng enzyme Protamex lần lượt sự có mặt của các yếu tố nồng độ enzyme (X1), là 32,3, 16,8 và 22,2% (Nguyen và ctv., 2011). nhiệt độ (X2), pH (X4), X12, X22, X42 đều có ảnh Trong nghiên cứu của Nguyen và ctv. (2021) hưởng đến hàm mục tiêu (p
  6. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II điều kiện ES (0,21%), nhiệt độ (58,87), thời cáo của See và ctv. (2011). Tương tự, DH cao của See và ctv. (2011). Tương tự, DH cao hơn (40,31%) tương quan tốt với pHtốt với pH cao và gian (67,76 phút) và pH (7,87) cho DH tối đa hơn (40,31%) tương quan cao hơn (8,2) hơn ES (1,8%) trong khi nhiệt độ thấp hơn (45,4°C) được (8,2) và ES (1,8%) trong khi nhiệt độ (2014). 27,90% khi sử dụng phương pháp xác định khẳng định bởi Gunasekaran và ctv. thấp hơn mức độ thủy phân bằng pH stat. Trong khi đó, (45,4°C) được khẳng định bởi Gunasekaran và Bảng 3. Số liệu thống kê đánh giá mô hình đánh giá mức độ thủy phân protein (DH). DH thu được là cao nhất (77,03%) đối với quá ctv. (2014). Source thủy phân da cá hồi (Salmo salar) theo báo MS trình SS DF F-Value p-Value Model Bảng 3. Số 2851,81 liệu thống kê đánh giá mô hình đánh giá mức 16,51 phân protein (DH). 14 203,70 độ thủy < 0,0001 X1-ES Source 1224,12SS 1 DF 1224,12MS 99,20 F-Value < 0,0001 p-Value X2-Temp Model 154,08 2851,81 1 14 154,08203,70 12,49 16,51 0,00330,0001 < X3-Time X1-ES 13,02 1224,12 1 1 13,02 1224,12 1,06 99,20 0,32170,0001 < X4-pH2-Temp X 154,08 140,77 1 1 154,08 140,77 11,4112,49 0,0033 0,0045 X1X2 3-Time X 7,0213,02 1 1 7,02 13,02 0,57 1,06 0,3217 0,4631 X -pH 140,77 1 140,77 11,41 0,0045 X 1X 3 4 8,12 1 8,12 0,66 0,4308 XX 7,02 1 7,02 0,57 0,4631 X 1X 4 1 2 0,64 1 0,64 0,052 0,8231 X1X3 8,12 1 8,12 0,66 0,4308 X 2X 3 0,42 1 0,42 0,034 0,8559 X1X4 0,64 1 0,64 0,052 0,8231 X 2X 4 X X 21,160,42 1 1 21,16 0,42 1,71 0,034 0,2115 0,8559 2 3 X 3X 4 X X 19,8021,16 1 1 19,8021,16 1,60 1,71 0,2259 0,2115 2 4 X12 X3X4 782,01 19,80 1 1 782,01 19,80 63,37 1,60 < 0,0001 0,2259 X 22 X 1 782,01 1 782,01 63,37 < 0,0001 2 494,35 1 494,35 40,06 < 0,0001 X 32 X 2 494,35 1 494,35 2,70 40,06 0,12240,0001 < 2 33,35 1 33,35 X32 33,35 1 33,35 2,70 0,1224 X 42 419,56 1 419,56 34,00 < 0,0001 X4 2 419,56 1 419,56 34,00 < 0,0001 Residual 172,76 14 12,34 Residual 172,76 14 12,34 Lack of Fit 156,59 10 15,66 3,87 0,1019 Lack of Fit 156,59 10 15,66 3,87 0,1019 PurePure Error Error 16,1716,17 4 4 4,04 4,04 Total Total 3024,57 3024,57 28 28 SS: Sum of squares; DF: degree of freedom; MS: MS: mean square; R2 = 0,9429 adjust R2 =R2 = 0,8858 SS: Sum of squares; DF: degree of freedom; mean square; R2 = 0,9429 and and adjust 0,8858 Hình 1. Bề Bề mặt đáp ứng giữa các yếu ảnh hưởng đến mức độ độ thủy phân. Hình 1. mặt đáp ứng giữa các yếu tố tố ảnh hưởng đến mức thủy phân. 78 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022
  7. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II 3.3. Tối ưu điều kiện thủy phân là 0,20%, 58,17oC, 58,88 phút, 7,65. Kết quả Từ phương trình hồi quy (2) với hàm mục thu được dịch thủy phân có mức độ thủy phân tiêu DH% cao nhất đã chỉ ra các điều kiện thủy tối đa là 76,3%. phân tối ưu bao gồm nồng độ, nhiệt độ, thời Từ các điều kiện tối ưu tiến hành đánh giá gian và pH để sản xuất dịch thủy phân lần lượt thực nghiệm và kết quả thể hiện Bảng 4. Bảng 4. Điều kiện và kết quả quá trình thủy phân thực nghiệm. Điều kiện thủy phân DH DH (%) (%) Nồng độ Nhiệt Thời Độ ẩm (%) Lipid (%) Protein (%) pH thực -dự enzyme độ gian nghiệm đoán 0,20 58 60 7,65 79,2 1,0 4,08 0,19 12,5 1,05 74,71,6 76,3% Kết quả cho thấy độ ẩm chiếm 79,2%, enzyme alcalase (6 - 12%) và nghiên cứu của lipid 4,08%, hàm lượng protein khoảng 12,5%. Dey và Dora (2011) đối với vỏ tôm sú (Penaeus Kết quả phù hợp với các nghiên cứu trước đây monodon) bằng enzyme alcalase (33,13%). về thủy phân đầu vỏ tôm cũng cho thấy rằng Riêng đối với kết quả nghiên cứu của Nguyen sau quá trình thủy phân hàm lượng protein đạt V.N và ctv. (2021) thủy phân phụ phẩm đầu vỏ được khá cao (>60% vật chất khô) (Synowiecki tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vanname) bằng và ctv., 2000; Gildberg và Stenberg, 2001; enzyme alcalase chỉ đạt 27,90%. Tuy nghiên, Ruttanapornvareesakul và ctv., 2005; Limam và nghiên cứu của nhóm tác giả xấp xỉ các nghiên Abed, 2008; See và ctv., 2011; Nguyen và ctv., cứu của See và ctv. (2011) thủy phân da cá hồi 2021). Protein thu hồi đạt được cao 85,3%, cao bằng enzyme alcalse (77,03%) và Mizani và ctv. hơn các nghiên cứu trước đây về hiệu quả thu (2005) nếu kết hợp sodium sulphite với enzyme hồi protein sau quá trình thủy phân đầu vỏ tôm alcalase hoặc enzyme và Triton x-100 làm tăng 45,1 – 73,2% (Mizani và ctv., 2005; Holanda mức độ thủy phân lên trên 60%. Riêng nghiên và Netto, 2006; Dey và Dora, 2011; Tran Thi cứu của Ha Thi Thuy Vy và ctv. (2018) thủy Linh và Pham Thu Thuy, 2016; Bùi Xuân Đông phân thịt đầu tôm thẻ chân trắng bằng cách sử và ctv., 2017), cá đổng (Nemipterus japonicus) dụng kết hợp enzyme alcalase và flavourzyme là 70% (Normah và ctv., 2005). Protein được cho độ thủy phân cao >90%. thu hồi dưới dạng thủy phân có thể được sử IV. KẾT LUẬN dụng làm chất dẫn dụ và kết hợp vào thức ăn Quá trình thủy phân đầu vỏ tôm bằng bằng cho nuôi trồng thủy sản (Gildberg và Stenberg, hổn hợp enzyme alcalse: flavourzyme (1:1) chỉ 2001). Hàm lượng lipid thấp hơn so với nghiên ra rằng mức độ thủy phân bị ảnh hưởng đáng cứu của Synowiecki và ctv. (2000) là 6,24% kể bởi nồng độ enzyme, nhiệt độ, thời gian và nhưng cao hơn rất nhiều so với nghiên cứu của độ pH. Các điều kiện thủy phân tối ưu thu được Ruttanapornvareesakul và ctv. (2005) trên đầu bằng phương pháp bề mặt là nồng độ enzyme tôm là 0,01-0,02%, có thể sau quá trình thủy 0,2%, nhiệt độ 58,0oC, thời gian 60 phút và pH phân lipid trong dịch thủy phân đã được loại bỏ. là 7,65 cho hiệu suất thủy phân 74,7%. Dịch Độ thủy phân (DH%) đạt 74,7% cao hơn nghiên thủy phân chứa hàm lượng protein cao có thể cứu của Holanda và Netto (2006) khi thủy phân được sử dụng như một chất bổ sung vào thức ăn phụ phẩm tôm Xiphopenaeus kroyeri bằng làm tăng độ đạm. TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022 79
  8. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II TÀI LIỆU THAM KHẢO processing waste by enzymatic hydrolysis. Tài liệu tiếng Việt Journal of Food Science, 71(5). Trần Kiều Anh, Nguyễn Hà Trung, Nguyễn Khánh Dey, S.S., and Dora, K.C., 2011. Optimization of the Hoàng Việt, Nguyễn Thị Hồng Loan và Phạm production of shrimp waste protein hydrolysate Kiên Cường, 2017. Nghiên cứu các điều kiện using microbial proteases adopting response thủy phân phụ phẩm cá hồi (Salmo salar) nhằm surface methodology. Journal of food science thu nhận peptit mạch ngắn có hoạt tính chống ô and technology, 51(1),16-24. xy hóa. Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Gildberg, A., and Stenberg, E., 2001. A new process Tự nhiên và Công nghệ, Tập 33, Số 1S (2017) for advanced utilization of shrimp waste. Process 7-13. Biochem, 36:809–12. Bùi Xuân Đông, Phạm Thị Mỹ, Huỳnh Văn Anh Gbogouri, G.A, Linder, M., Fanni, J., and Parmentier, Thi, Trần Trung Thanh Bình, Ngô Thị Ngọc M., 2004. Influence of hydrolysis degree on the Bích, Nguyêñ Văn Tuyên, Hà Ngọc Tuấn, 2017 functional properties of salmon by-products Nghiên cứu thu nhận dịch đạm thủy phân từ vỏ hydrolysates. J Food Sci., 69(8): 615-622. đầu tôm bằng enzyme Alcalase. Tạp chí Khoa học Herpandi, H., Huda, N., Rosma, A., and Nadiah, W.A., và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, số 7(116)/2017, 2013. Optimizing the Enzymatic Hydrolysis of 21-26. Skipjack Tuna (Katsuwonus pelamis) Dark Flesh Nguyễn Thị Mỹ Hương, 2012. Sản xuất sản phẩm Using Alcalase Enzyme: A Response Surface thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng Approach. Journal of Fisheries and Aquatic protease thương mại. Tạp chí Khoa học - Công Science, 8(4), 494-505. nghệ Thủy sản, số 2/2012, 25-30. Leal, A.L.G., de Castro, P.F., de Lima, J.P.V., 2010. Nguyễn Thị Ngọc Hoài, Ngô Thị Hoài Dương, Ngô Use of shrimp protein hydrolysate in Nile tilapia Đăng Nghĩa, 2013. Tối ưu hóa quá trình thủy (Oreochromis niloticus, L,) feeds. Aquacult Int phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus 18, 635–646. vannamei) bằng alcalase theo phương pháp mặt Linh, T. T., and Thuy, P. T., 2016. Research on protein đáp ứng. Tạp chí khoa học-công nghệ thủy sản, hydrolysis from shrimp waste using commercial số 2, 129-134. proteases. Journal of Science and Technology, Nguyễn Văn Thiết và Đỗ Ngọc Tú, 2007. Nghiên 54(4A), 140-147. cứu tách chiết chitin từ đầu-vỏ tôm bằng các Limam, Z., Sadok, S., and Abed, A.E., 2008. phương pháp sinh học I-sử dụng bromelain trong Enzymatic hydrolysis of shrimp head waste: dịch ép vỏ dứa. Tạp chí Khoa học và Công nghệ, functional and biochemical properties. Food 45(4): 43-50. Biotechnology, 22(4), 352-362. Trần Thị Bích Thủy và Đỗ Thị Thanh Thủy, 2016. Lowry, O. H., Rosebrough, N. J., Farr, A.L., and Nghiên cứu ứng dụng enzyme protamex để thủy Randall, R. J., 1951. Protein measurement with phân cá Trích (Sardinella gibbosa) thu dịch đạm. the Folin phenol reagent. Journal of Biological Tạp chí Khoa học - Công nghệ Thủy sản, số 2: Chemistry, 193, 1, 265-275. 93-100. Mizani, M. A. R. Y. A. M., Aminlari, M., and Tài liệu tiếng Anh Khodabandeh, M., 2005. An effective method Christiansen, R., Lie, O., and Torrissen, O.J., 1995. for producing a nutritive protein extract powder Growth and survival of Atlantic salmon, Salmo from shrimp-head waste. Food Science and salar L., fed different dietary levels of astaxanthin. Technology International, 11(1), 49-54. First‐feeding fry. Aquaculture Nutrition, 1(3), Normah, I., Jamilah, B., Saari, N., and Yaakob, 189-198. B.C.M., 2005. Optimization of hydrolysis Chandrasekar, J., Govintharaj, Y., Sannasi, M. A., conditions for the production of threadfin bream Lourthu, S.S.M., Jesu, A., and Pitchaimuthu, (Nemipterus japonicus) hydrolysate by alcalase. M., 2014. Effect of dietary astaxanthin against Journal of Muscle Foods, 16(2), 87-102. Aeromonas hydrophila infection in common carp, Nguyen, H.T.M., Sylla, K.S.B., Randriamahatody, Cyprinus carpio. Fish & Shellfish Immunology, Z., Donnay-Moreno, C., Moreau, J., Tran, L.T., 41(2):674-680. and Bergé, J.P., 2011. Enzymatic hydrolysis of Holanda, H.D., and Netto, F.M., 2006. Recovery of yellowfin tuna (Thunnus albacares) by-products components from shrimp (Xiphopenaeus kroyeri) using Protamex protease. Food Technology and 80 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022
  9. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II Biotechnology, 49 (1): 48 – 55. Simpson, B.K., and Haard, N.F., 1985. The use of Nguyen, N. V., Hai, P. D., My My, V. T., Men, D. enzymes to extract carotenoprotein from shrimp T., Trung, L. D., & Bavor, H.J., 2021. Improving waste. J, Appl, Biochem, 7, pp,212-222. Product Added-value from Shrimp (Litopenaeus Souissi, N., Bougatef, A., Triki-Ellouz, Y., Nasri, vannamei) Waste by Using Enzymatic Hydrolysis M., 2007. Biochemical and functional properties and Response Surface Methodology. Journal of of sardinella (Sardinella aurita) by-product Aquatic Food Product Technology, 1-13. hydrolysates. Food Tech. Biotech, 45(2): 187-94. Goodwin, J.F., 1968. The colorimetric estimation Synowiecki, J., and Khateeb, Al- N. A. A. Q., 2000. of plasma amino nitrogen with DNFB. Clinical The recovery of protein hydrolysate during Chemistry, 14(11), 1080-1090. enzymatic isolation of chitin from shrimp Ruttanapornvareesakul, Y., Ikeda, M., Hara, K., Crangon crangon processing discards. Food Osako, K., Kongpun, O., and Nozaki, Y., 2005. chemistry, 68(2), 147-152. Effect of shrimp head protein hydrolysates on the Linh, T. T., and Thuy,P. T., 2016. Research on state of water and denaturation of fish myofibrils protein hydrolysis from shrimp waste using during dehydration. Fisheries science, 71, 1, commercial proteases.  Journal of Science and 220-228. Technology, 54(4A), 140-147. Sachindra, N.M., Bhaskar, N., and Mahendrakar,N.S., Vy, H.T.T., Truc ,T.T. and N. Van Muoi. 2018. 2006. Recovery of carotenoids from shrimp Optimization of protein hydrolysis conditions waste in organic solvents. Waste Manage, 26(10): from shrimp head meat (Litopenaeus vannamei) 1092-1098. using commercial alcalase and flavourzyme See, S.F., Hoo, L.L. and Babji, A.S., 2011. enzymes.  Can Tho University Journal of Optimization of enzymatic hydrolysis of Salmon science, 54, 16-25. (Salmo salar) skin by Alcalase. International Food Research Journal, 18(4). TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022 81
  10. VIỆN NGHIÊN CỨU NUÔI TRỒNG THỦY SẢN II OPTIMIZATION OF ENZYMATIC HYDROLYSIS OF SHRIMP BY-PRODUCTS Pham Duy Hai1*, Vo Thi My My1, Dinh Thi Men1, Nguyen Lu Hong Diem1, Nguyen Van Nguyen1 ABSTRACT The present study aimed to optimize the enzymatic hydrolysis conditions to produce hydrolyzate from shrimp by-products collected from frozen shrimp processing plants. The experiment was conducted by using a mixture of enzymes (Alcalase and Flavourzyme) to hydrolyze with the hydrolysis regime including enzyme concentration (percentage of enzyme/substrate), temperature (oC), time (minute), pH and degree of hydrolysis (DH%). Optimization of the hydrolysis by Response Surface Methodology (RSM) indicated that the optimum hydrolysis conditions of ES, temperature, time, and pH were 0.2%, 58.0oC, 60 min, and 7.65, respectively, to obtain a maximum DH (74.7%) of hydrolysate. The results showed that this product contained high protein content that can be used as a potential feed supplement for aquatic animals. Keywords: enzyme, degree of hydrolysis, hydrolysis, shrimp waste. Người phản biện: TS. Nguyễn Hoàng Dũng Người phản biện: TS. Lê Đức Trung Ngày nhận bài: 12/4/2022 Ngày nhận bài: 14/4/2022 Ngày thông qua phản biện: 08/5/2022 Ngày thông qua phản biện: 10/5//2022 Ngày duyệt đăng: 15/6/2022 Ngày duyệt đăng: 15/6/2022 1 Research Institute for Aquaculture No. 2 * Email: duyhaipp@gmail.com 82 TẠP CHÍ NGHỀ CÁ SÔNG CỬU LONG - SỐ 22 - THÁNG 6/2022
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2412 lượt tải
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
2=>2