Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc (Channa striata) và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯƠNG THỊ MỘNG THU NGHIÊN CỨU THU NHẬN PROTEIN TỪ PHỤ PHẨM CÁ LÓC (Channa striata) VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ CẤP TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẦM MÃ NGÀNH: 954.01.01 NĂM 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TRƯƠNG THỊ MỘNG THU MÃ SỐ NCS: P1120003 NGHIÊN CỨU THU NHẬN PROTEIN TỪ PHỤ PHẨM CÁ LÓC (Channa striata) VÀ ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ CẤP TRƯỜNG CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ NGÀNH: 954.01.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN PGS.TS TRẦN THANH TRÚC PGS.TS LÊ THỊ MINH THỦY LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận án này, ngồi nỗ lực thân tơi nhận động viên, giúp đỡ hỗ trợ thật quý báu từ đơn vị cá nhân ngồi trường Xin bày tỏ lịng tri ân chân thành sâu sắc Sau thời gian học tập nghiên cứu, với giúp đỡ tận tình quý Thầy Cô bạn đồng sự, hồn thành luận án tiến sĩ Có kết này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGs Ts Trần Thanh Trúc PGs Ts Lê Thị Minh Thủy, cảm ơn hai Cô tin tưởng nhận em thực nghiên cứu sinh với hai Cơ Chính nhờ hỗ trợ, hướng dẫn tận tâm, kiến thức, kinh nghiệm vô quý báu mà hai Cô truyền đạt suốt tiến trình học tập giúp em thuận lợi thực nghiên cứu Cảm ơn hai Cơ giúp em có định hướng đắn từ ban đầu, kiểm tra, đánh giá tiến độ thực để giúp em hồn thành tốt luận án tiến sĩ Em xin gửi lời cảm ơn đến Gs Nguyễn Văn Mười, Thầy đóng góp ý kiến nhằm đưa phương hướng thảo luận kết suốt trình thực luận án Em xin gởi lời tri ân chân thành đến tất quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ thực phẩm – người Thầy, người Cô tận tâm truyền đạt kinh nghiệm quý báu niềm đam mê nghiên cứu, luôn giúp đỡ em suốt chặn đường nghiên cứu gian nan khó nhọc Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ts Trần Chí Nhân Ts Nguyễn Nhật Minh Phương phụ trách công tác Sau đại học Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Ban Lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm, Ban chủ nhiệm Khoa Sau đại học quý Thầy Cô thuộc Khoa Sau đại học, Trường Đại học Cần Thơ hỗ trợ, giúp đỡ em trình học Đối với thân, Trường Đại học Cần Thơ nơi gắn liền với bao kỷ niệm tuổi trẻ, tình u hồi bão, nơi nâng bước em từ sinh viên đến Nghiên cứu sinh Đồng thời, nơi gắn bó với nghiệp giảng dạy Xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học Cần Thơ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập, nghiên cứu Trường Em xin gửi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm, quý Thầy Cô thuộc Khoa Khoa học Công nghệ Chế biến Thủy sản, Trường Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ nhiệt tình hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị, bạn Nghiên cứu sinh ngành Công nghệ Thực phẩm Khóa 2020, 2021 bạn sinh viên ngành Cơng nghệ Chế biến Thủy sản khóa 43, 44, 45 làm việc phịng thí nghiệm Chế biến Thủy sản, Khoa Khoa học Công nghệ Chế biến Thủy sản, Trường Thủy sản, Trường Đại học Cần Thơ; Các bạn sinh viên nghiên cứu viên phịng thí nghiệm 1006 Bộ mơn Cơng nghệ thực phẩm, i TĨM TẮT Phụ phẩm cá lóc chứa hàm lượng protein tương đối cao, nguồn nguyên liệu rẻ tiền giàu dinh dưỡng Việc xác định thông số kỹ thuật tối ưu hóa q trình thu nhận protein từ đầu, da vảy cá lóc cơng nghệ enzyme kỹ thuật chiết tách để sản xuất chế phẩm giàu protein bột đạm thủy phân collagen; đồng thời ứng dụng chế phẩm protein sản xuất sản phẩm bột súp rau củ nước ép giàu collagen thực cần thiết, mang ý nghĩa khoa học thực tiễn cao Từ nghiên cứu thu kết sau: (1) Nguyên liệu đầu cá lóc đảm bảo chất lượng tháng bảo quản lạnh đông -20±2°C thông qua tiêu độ ẩm, pH, PV, TVB-N tổng vi khuẩn hiếu khí Tuy nhiên, hiệu suất thủy phân (DH) alcalase, hiệu suất thu hồi protein (PR) cao ổn định đầu cá lóc bảo quản lạnh đơng tối đa tháng Đầu cá lóc khơng tiền xử lý loại lipid trước thủy phân alcalase cho hiệu suất tách lipid, DH, PR hàm lượng đạm amin (Naa) cao, có giá trị tương ứng 78,4%; 38,5%; 48,7% 11,6 g/L, hàm lượng đạm ammoniac thấp 0,249 g/L Bên cạnh đó, da cá lóc tiền xử lý dung dịch 0,1 M NaOH hàm lượng protein lại thấp 24,5% với hiệu loại protein phi collagen cao đạt 25,7% Trong đó, vảy cá lóc khử khống dung dịch EDTA-2Na có nồng độ 0,8 M 24 hàm lượng khống cịn lại thấp 1,99% hiệu khử khống lên đến 92,8%; (2) Quá trình thủy phân đầu cá lóc để thu hồi protein hồn tồn thực với việc sử dụng flavourzyme alcalase Điều kiện thủy phân flavourzyme thích hợp nồng độ enzyme 120 U/g protein thời gian thủy phân 30 nhiệt độ 50oC cho DH, PR Naa cao tương ứng 39,1%; 49,9% 6,49 g/L Trong đó, điều kiện thích hợp cho alcalase hoạt động nồng độ enzyme 40 U/g protein thời gian thủy phân 30 nhiệt độ 50oC với giá trị DH, PR Naa cao 40,8%; 50,2% 13,0 g/L Khi kết hợp đồng thời alcalase flavourzyme, điều kiện thủy phân đầu cá lóc tối ưu nhiệt độ 56°C thời gian 30 giờ, pH nồng độ enzyme alcalase flavourzyme kết hợp đồng thời 179 U/g protein cho DH, PR Naa cao tương ứng 50,29%; 65,43% 13,09 g/L Việc tối ưu hóa phương pháp bề mặt đáp ứng cho thấy, nâng cao khả thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase (nồng độ 51 U/g protein) trước flavourzyme (nồng độ 112 U/g protein) sau, vào thời điểm bổ sung flavourzyme 8,5 thời gian thủy phân 33 cho giá trị DH, PR Naa cao tương ứng 53,05%; 66,68% 14,01 g/ L Giá trị DH, PR Naa cao vị đắng dịch đạm thủy phân thấp (1,86 điểm), tổng hàm lượng amino acid tổng hàm lượng amino acid thiết yếu bột đạm thủy phân cao 80,59 g/100 g bột đạm 24,56 g/100 g bột đạm protein từ đầu cá lóc thủy phân theo trình tự bổ sung alcalase trước flavourzyme sau Peptide có khối lượng phân tử nhỏ kDa chiếm 82,8% với điểm cảm quan vị đắng yếu 1,42 điểm dịch đạm thủy phân từ đầu cá lóc iii lọc màng Amicon – Millipore với kích thước màng lọc kDa Để tiết kiệm chi phí lọc màng, dịch đạm thủy phân khơng lọc màng có điểm cảm quan vị đắng yếu 1,86 iv điểm sử dụng để sản xuất bột đạm thủy phân; (3) Sử dụng dung dịch 0,6 M acetic acid để chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc thời gian ngày cho hiệu suất thu hồi collagen 3,18% màu sắc sáng với giá trị L* 83,6 Bằng cách bổ sung pepsin với nồng độ enzyme 0,1% (pha dung dịch đệm 0,6 M acetic acid) thời gian chiết tách ngày cải thiện hiệu suất thu hồi collagen lên đến 20,8% màu sắc sáng với giá trị L* 87,9 Cả mẫu collagen thành phẩm tốt chiết tách acetic acid pepsin thuộc collagen loại I thơng qua kết phân tích điện di protein SDS-PAGE, hàm lượng amino acid phổ FTIR, có độ hòa tan tốt pH nồng độ NaCl nhỏ 0,4 M Collagen chiết tách acetic acid có hàm lượng imino acid (proline hydroxyproline) 22,6% nhiệt độ biến tính 35,78°C, hàm lượng imino acid 20% nhiệt độ biến tính 34,09°C collagen chiết tách pepsin Collagen thành phẩm từ hỗn hợp da-vảy cá lóc chiết tách pepsin thủy phân alcalase với nồng độ enzyme 2% thời gian thủy phân cho hiệu suất thu hồi collagen thủy phân độ nhớt 98,6% 7,01 mPa.s; (4) Thời hạn sử dụng sản phẩm bột đạm thủy phân dự đoán phương pháp gia tốc cho hạn sử dụng 10,3 tháng điều kiện bảo quản nhiệt độ khơng khí 30 oC độ ẩm tương đối khơng khí 70% Sản phẩm bột súp rau củ đạt giá trị cảm quan tốt (18,6 điểm) cân dinh dưỡng với hàm lượng protein, lipid, carbohydrate lượng cung cấp đạt 10,1%; 4,42%; 67,8% 351,4 kcal/100 g, phối trộn 8% bột đạm thủy phân từ đầu cá lóc 24,9% bột kem béo thực vật Sản phẩm nước ép dâu tằm giàu collagen có điểm cảm quan, giá trị DPPH hàm lượng protein hòa tan cao với giá trị tương ứng 17,9 điểm; 60,1% 26,5 mg/mL bổ sung 2% collagen thủy phân từ hỗn hợp da-vảy cá lóc vào nước ép Các kết nghiên cứu đóng góp liệu khoa học giải pháp tận dụng nguồn protein từ phụ phẩm cá lóc để tạo chế phẩm protein cho thấy khả phát triển sản phẩm thực phẩm từ chế phẩm protein Từ khóa: Alcalase, chiết tách, collagen, flavourzyme, phụ phẩm cá lóc, thủy phân ASTRACT Snakehead by-products with relatively high protein content are cheap resource and nutritional materials Therefore, determination of the technical parameters and optimization of the protein recovery process from snakehead heads, skins sand scales were conducted by using enzyme technology and extraction technique to produce richprotein products such as hydrolyzed protein powder and collagen Simultaneously, the application of rich-protein products in the production of vegetable soup powders and rich-collagen juices has been performed very necessary, high scientific and practical significance Results achieved from the research have been summarized as following: (1) Snakehead heads still maintained good quality within months stored at -20±2 oC through moisture content, pH, PV, TVB-N and total aerobic bacteria However, the degree of hydrolysis (DH) by using alcalase and protein recovery (PR) were high and stable as storing snakehead heads at -20±2 oC for up to months Snakehead heads weren’t pre-treatment to remove lipid before hydrolysing by using alcalase gave high lipid removing efficiency, DH, PR and amino acid content (N aa) of 78.4%, 38.5%, 48.7% and 11.6 g/L, respectively whereas low ammonia content of 0.249 g/L Besides, pretreating fish skins in 0.1 M NaOH solution for hours achieved low protein content of 24.5% and non-collagen protein removement efficiency reached to 25.7% Meanwhile, low mineral content of 1.99% and high mineral removement efficiency of 92.8% when snakehead scales were demineralized in 0.8 M EDTA-2Na solution for 24 hours; (2) The hydrolysis of snakehead head for protein recovery was able to perform by using flavourzyme and alcalase The most suitable hydrolysis conditions for flavourzyme with enzyme concentration of 120 U/g protein, hydrolysis time of 30 hours and temperature of 50oC gave high DH, PR and N aa of 39.1 %, 49.9% and 6.49 g/L, respectively Meanwhile, the enzyme concentration of 40 U/g of protein and the hydrolysis time of 30 hours at 50oC was suitable for alcalase to obtain high DH, PR and Naa of 40.8%, 50.2% and 13.0 g/L, respectively When combining alcalase and flavourzyme with the optimum hydrolysis conditions for snakehead head at 56°C for 30 hours, pH 7, alcalase and flavourzyme concentration of 179 U/g protein achieved high DH, PR and Naa of 50.29%, 65.43% and 13.09 g/L, respectively The optimization by the response surface method showed that it is possible to improve hydrolyzed protein recovery from snakehead fish by adding alcalase (concentration of 51 U/g protein) first and flavourzyme (concentration of 112 U/g protein) after, at the flavourzyme addition time of 8.5 hours and hydrolysis time of 33 hours, which gave the high DH, PR and Naa of 53.05%, 66.68% and 14.01 g/L, respectively Snakehead heads were hydrolyzed by adding alcalase first and flavourzyme after gave the highest DH, PR, Naa and lowest bitter taste score in hydrolysate (1.86 points), the highest total amino acid and total essential amino acid contents of 80.59 g/100 g powder and 24.56 g/100 g powder, respectively Peptides with molecular weight less than kDa accounted for 82.8% with a very weak bitter taste score of 1.42 points when protein hydrolysate from snakehead