BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ************* VŨ THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME BROMELIN THÔTỪ CHỒI DỨA KẾT HỢP VỚI ENZYME FLAVOURZYME TRONGSẢN XUẤT BỘT ĐẠM THỦY PHÂN TỪ CÁ NỤC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHÁNH HÒA, NĂM 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ************* VŨ THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME BROMELIN THÔ TỪ CHỒI DỨA KẾT HỢP VỚI ENZYME FLAVOURZYME TRONG SẢN XUẤT BỘT ĐẠM THỦY PHÂN TỪ CÁ NỤC Chuyên ngành Công nghệ Sau thu hoạch Mã số : 60540104 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS HUỲNH NGUYỄN DUY BẢO KHÁNH HÒA, NĂM 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết luận văn trung thực Tác giả luận văn Vũ Thị Quyên LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập nghiên cứu thực luận văn, nhận quan tâm, tư vấn tận tình quý thầy cô hướng dẫn khoa học, tập thể, cá nhân Viện Nghiên cứu Hải sản giúp đỡ hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp phòng Nghiên cứu Công nghệ Sau thu hoạch –Viện Nghiên cứu Hải sản tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực thí nghiệm ý kiến đóng góp cho luận văn Xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo hướng dẫn Huỳnh Nguyễn Duy Bảo, người hướng dẫn khoa học nhiệt tình bảo hướng dẫn thực luận văn Xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp Th.s Lê Hương Thủy chủ nhiệm đề tài:"Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme để sản xuất bột đạm thủy phân giàu acid amin từ moi cá nục ứng dụng sản xuất nước mắm công nghiệp" cho sử dụng kết đề tài cho báo cáo tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn thầy Vũ Ngọc Bội, thầy Đỗ Văn Ninh thầy Nguyễn Anh Tuấn có góp ý cho trình viết đề cương tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC .5 ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan nguyên liệu cá nục 1.1.1 Đặc điểm hình thái cá nục 1.1.2 Đặc điểm phân loại cá nục 1.2.3 Ứng dụng cá nục đời sống 1.2 Tổng quan enzyme .6 1.2.1 Giới thiệu enzyme 1.2.2 Enzyme protease 1.2.3 Phân loại enzyme protease 1.2.4 Giới thiệu enzyme bromelin 1.2.5 Enzyme flavourzyme 1.3.Quá trình thủy phân sản phẩm thủy phân .9 1.3.1 Quá trình thủy phân 1.3.2 Thủy phân protein enzyme 1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân protein enzyme 1.3.4 Sản phẩm trình thủy phân ứng dụng 11 1.4 Tổng quan trình sấy 12 1.4.1 Phương pháp sấy 12 1.4.2 Thiết bị sấy phun 14 1.5 Các nghiên cứu giới nước trình thủy phân protein enzyme 18 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tượng nghiên cứu 22 2.1.1 Nguyên liệu 22 2.1.2 Enzyme 22 2.1.3 Hóa chất 22 2.1.4 Thiết bị .22 2.2 Phương pháp nghiên cứu .23 2.2.1 Xác định thay đổi hoạt độ enzyme bromelin thô theo thời gian bảo quản 23 2.2.2 Xác định thành phần khối lượng thành phần hóa học cá nục thuôn 23 2.2.3 Bố trí thí nghiệm tổng quát 24 2.2.4 Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện biên yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân 26 2.2.5 Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện tối ưu cho trình thủy phân protein cá nục kết hợp enzyme bromelin thôvới flavourzyme 36 2.2.6 Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện thích hợp để cô đặc dịch đạm thủy phân 37 2.2.7 Bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy phun thích hợp thu bột đạm thủy phân 38 2.2.8 Các phương pháp phân tích .44 2.2.9 Phương pháp xử lý số liệu .45 CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 46 3.1 Sự biến đổi hoạt độ enzyme bromelin thô theo thời gian bảo quản 46 3.2.Thành phần khối lượng thành phần hóa học cá nục thuôn 47 3.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân protein cá nục sử dụng kết hợp enzyme bromelin thô từ chồi dứa với flavourzyme .47 3.3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/Nts hiệu suất thu hồi nitơ 47 3.3.2 Kết nghiên cứu xác định tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme so với nguyên liệu 49 3.3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng kích thước nguyên liệu 51 3.3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ 52 3.3.5 Ảnh hưởng pH thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ 54 3.3.6 Ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ 55 3.3.7 Ảnh hưởng hàm lượng nước đến đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ .57 3.4 Tối ưu cho trình thủy phân protein cá nục enzyme bromelin thô kết hợp với flavourzyme 58 3.5 Đề xuất quy trình thủy phân cá nục hỗn hợp enzymebromelin thô kết hợp vớiflavourzyme .62 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian cô đặc đến thể tích độ khô dịch đạm thủy phân .64 3.6.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian cô đặc đến thể tích dịch đạm thủy phân 64 3.6.2 Ảnh hưởng thời gian cô đặc đến độ khô sản phẩm 65 3.7 Ảnh hưởng điều kiện sấy phun đến độ ẩm, hàm lượng protein hiệu suất thu hồi bột đạm thủy phân 66 3.7.1 Ảnh hưởng chất trợ sấy .66 7.3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ chất trợ sấy .67 3.7.3 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu vào trình sấy phun .69 3.7.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu trình sấy phun 70 3.8 Đề xuất quy trình sấy phun bột đạm thủy phân từ cá nục .71 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .75 PHỤ LỤC I DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng cá nục Bảng 2.1 Quy hoạch thực nghiệm yếu tố theo mô hình box-behnken 36 Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm với biến ảo mô hình BoxBehnken 37 Bảng 3.1 Lượng thành phẩm hoạt độ enzyme bromelinthô thu từ 46 kg chồi dứa tươi 46 Bảng 3.2 Biến đổi hoạt độ enzyme bromelin theo thời gian bảo quản lạnh 4-8oc 46 Bảng 3.3 Thành phần khối lượng cá nục thuôn (%) 47 Bảng 3.4 Thành phần hóa học cá nục thuôn (%) 47 Bảng 3.5 Kết thí nghiệm mô hìnhBox-Behnken 59 Bảng 3.6 Kết xử lý số liệu phần mềm dx6 59 Bảng 3.7 Kết dự đoán tối ưu cho tỷ lệ Naa/Ntstheo mô hình Box-Behnken 61 Bảng 3.8 Kết kiểm chứng tối ưu theo tiên đoán thực nghiệm 62 Bảng 3.9 Chất lượng dịch đạm thủy phân protein cá nục 64 Bảng 3.10 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến thể tích dung dịch cô 64 Bảng 3.11 Tỷ trọng dịch đạm thủy phân giá trị bx 66 Bảng 3.12 Bảng đánh giá cảm quan chất lượng bột đạm thủy phân 72 Bảng 3.13 Chỉ tiêu hóa học bột đạm thủy phân 72 Bảng 3.14 Chỉ tiêu vi sinh bột đạm thủy phân 73 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cá nục sồ Hình 1.2 Cá nục thuôn Hình 1.3 Cơ cấu phun thiết bị sấy phun 15 Hình 1.4 Các kiểu buồng sấy phun 15 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thống sấy phun 16 Hình 2.1 Chồi dứa 22 Hình 2.2 Xác định thành phần khối lượng thành phần hóa học cá nục thuôn 23 Hình 2.3 Sơ đồ quy trình bố trí thí nghiệm tổng quát 24 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ kết hợp enzyme bromelin flavourzyme 26 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm lựa chọn tỷ lệ hỗn hợp enzyme/cơ chất 28 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định kích thước nguyên liệu phù hợp 30 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp 31 Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm xác định ảnh hưởng ph đến trình thủy phân 32 Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng thời gian thủy phân 34 Hình 2.10 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định ảnh hưởng tỷ lệ nước đến trình thủy phân 35 Hình 2.11 Bố trí thí nghiệm xác định điều kiện cô đặc thích hợp 38 Hình 2.12 Bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy phun thích hợp để thu bột đạm thủy phân 39 Hình 2.13 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chất trợ sấy thích hợp 41 Hình 2.14 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ chất trợ sấy thích hợp 42 Hình 2.15 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ đầu vào trình sấy phun 43 Hình 2.16 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ đầu trình sấy phun 44 Hình 3.1a Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme đến hàm lượng đạm NH3 48 Hình 3.1b Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme đến tỷ lệ Naa/Nts 48 Hình 3.1c Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme hiệu suất thu hồi nitơ 49 Hình 3.2a Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với nguyên liệu đến hình thành đạm NH3 49 Hình 3.2b Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với nguyên liệu đến tỷ lệ Naa/Nts 50 Hình 3.2c Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi nitơ 50 Hình 3.3a Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hàm lượng đạm NH3 51 Hình 3.3b Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến tỷ lệ Naa/Nts 51 Hình 3.3c Ảnh hưởng kích thước nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi nitơ 51 Hình 3.4a Ảnh hưởng nhiệt độ đến hàm lượng đạm NH3 52 Hình 3.4b Ảnh hưởng nhiệt độ đến tỷ lệNaa/Nts 53 Hình 3.4c Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi nitơ 53 Hình 3.5a Sự ảnh hưởng ph đến hàm lượng đạm NH3 54 Hình 3.5b Sự ảnh hưởng ph đến tỷ lệ Naa/Nts 54 Hình 3.5c Sự ảnh hưởng ph đến hiệu suất thu hồi nitơ 55 Hình 3.6a Sự ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng đạm NH3 56 Hình 3.6b Sự ảnh hưởng thời gian thủy phân đến tỷ lệ Naa/Nts 56 Hình 3.6c Sự ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ 56 Hình 3.7a Ảnh hưởng tỷ lệ nước bổ sung đến hàm lượng đạm NH3 57 Hình 3.7b Ảnh hưởng tỷ lệ nước bổ sung đến tỷ lệ Naa/Nts 57 Hình 3.7c Ảnh hưởng tỷ lệ nước bổ sung đến hiệu suất thu hồi nitơ 58 Hình 3.8 Đường đồng mức bề mặt đáp ứng (3d) tỉ lệ Naa/Nts (%) theo 60 Thời gian thủy phân (giờ) tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với chất (%) 60 Hình 3.9.Đường đồng mức bề mặt đáp ứng (3d) tiên đoán tỉ lệ Naa/Nts (%) tối ưu theo thời gian thủy phân (giờ) tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với chất (%) 61 Hình 3.10 Sơ đồ quy trình thủy phân cá nục hỗn hợp enzyme bromelin thô kết hợp với flavourzyme 62 Hình 3.11 Sản phẩm dịch đạm thủy phân 63 Hình 3.13 Ảnh hưởng thời gian đến độ bx thể tích dung dịch cô 65 Hình 3.14 Ảnh hưởng chất trợ sấy đến hàm lượng protein hiệu suất thu hồi bột đạm 66 Hình 3.15 Ảnh hưởng tỷ lệ chất trợ sấy đến hàm lượng proteinvà hiệu suất thu hồi bột đạm 68 Hình 3.16 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu vào đến hàm ẩm khối lượng bột đạm thu hồi 69 Hình 3.17 Ảnh hưởng nhiệt độ đầu đến hàm ẩm khối lượng bột đạm thu hồi 70 Hình 3.18 Quy trình sấy phun tạo bột đạm thủy phân từ cá nục 71 Hình 3.19 Sản phẩm bột đạm thủy phân 72 74 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu sản xuất thành công sản phẩm bột đạm thủy phân protein cá nục có hàm lượng protein cao, tỷ lệ đạm acid amin so với đạm tổng số chiếm 63,63 ± 1,53 %, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm Chế độ thủy phân Điều kiện thích hợp cho trình thủy phân cá nục hỗn hợp enzyme Bromelin thô Flavourzyme nhiệt độ 50oC, pH = 6,5, tỷ lệ muối bổ sung 2%, thời gian thủy phân 24,24 giờ, tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với chất 2,44% tỷ lệ nước bổ sung 15,34% Dịch đạm thủy phân thu có hàm lượng Nts 27,25 ± 0,37(gN/l),tỷ lệ Naa chiếm 63,63 ± 1,53 (%) so với Nts, có mùi thơm đặc trưng Chế độ cô đặc sấy phun Qua khảo sát chế độ cô đặc tách nước chế độ sấy phun dịch đạm thủy phân đưa thông số sau: Cô đặc tách bớt nước cho dung dịch có độ khô khoảng 32-33oBx Bổ sung 2% hỗn hợp chất trợ sấy maltodextrin-trehalose tỷ lệ 1:1 so với dịch Với điều kiện sấy phun: Tốc độ phun:12p/lít; Tốc độ ly tâm: 25800 v/p; Tốc độ bơm: 85 v/p; Nhiệt độ đầu vào: 150oC; Nhiệt độ đầu ra: 95oC Chất lượng bột đạm thủy phân Bột đạm thủy phân có màu vàng nhạt, mùi thơm bột đạm thủy phân,vị acid amin vị mặn muối Bột đạm thủy phân có hàm lượng protein đạt 67,82%, đạm acid amin đạt 67,82%, hàm lượng đạm NH3 1,33%, độ ẩm 9,24% ĐỀ XUẤT Thời gian bảo quản bột đạm thủy phân tốt vòng tháng nhiệt độphòng Cần nghiên cứu thêm chế độ bảo quản để sản phẩm sử dụng an toàn hiệu Nghiên cứu tối ưu hóa trình sấy phun bột đạm thủy phân, so sánh hiệu chất lượng bột đạm so với phương pháp sấy tạo bột khác Đề xuất nghiên cứu ứng dụng bột đạm thủy phân protein cá nục trình thực phẩm 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT Hoàng Kim Anh (2007) Hóa học thực phẩm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Phạm Thị Hải Âu, Nguyễn Thúy Hường (2010) "Nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme để sản xuất sản phẩm protein thủy phân từ cá tạp phế liệu cá nhà máy chế biến cá." Viện Công Nghiệp Thực Phẩm, Hà Nội Vũ Ngọc Bội (2004) "Nghiên cứu trình thủy phân protein cá enzyme protease từ B.subtilis S5." Luận án tiến sĩ sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên TP Hồ Chí Minh, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh Phạm Thị Trân Châu, Phan Tiến Hòa Nguyễn Thị Bảo (1987) Thành phần số tính chất chế phẩm bromelain chồi dứa tây (Anas Comosus LGroup Queen).Tạp chí sinh học Hoàng Văn Chước (1997) Kỹ Thuật Sấy, Nhà Xuất Bản Khoa học Kỹ thuật Trần Cộng Hòa (2010) "Nghiên cứu ảnh hưởng enzyme bromelin nồng độ muối đến trình sản xuất nước mắm." Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Lê Thanh Hùng, Nguyễn Văn Thành, Lý Đại Đức (1996) "Sử dụng biện pháp sinh học để sản xuất nước mắm nhanh, đạt chất lượng xuất khẩu" Đề tài khoa học Lê Thị Thanh Mai, Nguyễn Kiêu Hùng (2011) "Khảo sát khả làm mềm thịt từ enzyme bromelin thu từ phần phế liệu dứa - chồi ngọn" Trần Thị Luyến (2006) Các phản ứng biến đổi thực phẩm trình công nghệ, Nhà xuất Nông nghiệp TP.Hồ Chí Minh 10 Lê Văn Việt Mẫn (2010) "Nước mắm cao đạm từ cá nục" Báo cáo khoa học Trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh 11 Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng (2006) Công nghệ Chế biến thực phẩm thủy sản, Nhà xuất Nông nghiệp 12 Đỗ Văn Ninh (2004) "Nghiên cứu trình thủy phân protein cá proteasenội tạng cá, mực thử nghiệm sản xuất sản phẩm từ protein thủy phân." Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường đại học Thủy sản, Nha Trang 13 Đặng Thị Thu (2012) Công nghệ Enzyme, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 14 Lê Ngọc Tú (2010) Hóa sinh công nghiệp, Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội 76 15 Chu Tiến Vĩnh, Bùi Đình Chung, Nguyễn Phi Đính (1998) Đặc điểm sinh học số loài cá di cư thuộc giống cá Nục (Decapterus), cá Bạc Má (Rastrelliger) cá Ngừ vùng biển Việt Nam, Nhà Xuất Nông nghiệp 16 Công nghệ sản xuất cà phê hòa tan - instant coffee production technology (www.dalatcoffee.com.vn) TÀI LIỆU TIẾNG ANH 17 A.F Walker, R Bundy, S.M Hicks, et al (2002) "Bromelain reduces mild acute knee pain and improves well-being in a dose-dependent fashion in an open study of otherwise healthy adults " Original Research Article Volume 9(Issue 8): 681-686 18 Amiza, M.A, Ow, Y.W and Faazaz,A.L (2013) "Physicochemical properties of silver catfish ( Pangasius sp) frame hydrolysate International Food research Journal (1255-1262) 19 Aristotelis T.Homonides, Anthony K.D.Taylor, Anne J.Morris (2011) "Enzymatic hydrolysis of fish frames using Pilot plant scale systems Food and nutrition Sciences, (586-593) 20 Aristotelis T.Homonides, Anthony K.D.Taylor, Anne J.Morris (2011) "A study of the enzymatic hydrolysis of fish frame using model systems Food and nutrition Sciences, (575-585) 21 C.S Cheow, M.S Norizah, Z.Y Kyaw, et al (2007) "Preparation and characterisation of gelatins from the skins of sin croaker (Johnius dussumieri) and shortfin scad (Decapterus macrosoma)." Food Chemistry Volume 101(Issue 1): 386-391 22 E Domian, A Sułek, J Cenkier, et al (2010) "Influence of agglomeration on physical characteristics and oxidative stability of spray-dried oil powder with milk protein and trehalose wall material." Faculty of Food Sciences, Warsaw University of Life Sciences – SGGW, Nowoursynowska 159c St., 02-776 Warsaw, Poland 23 F Guérard, L Dufossé, D De La Broise, et al (2001) "Enzymatic hydrolysis of proteins from yellowfin tuna (Thunnus Albacares) wastes using Alcalase." Journal of MolecularCatalysis B:Enzymatic(11): 1051-1059 24 Nguyen Thi Quynh Hoa, Nguyen Phuoc Minh, Dong Thi Anh Dao (2014) "Improvement of protein Extraction from soybean by non thermal and thermal 77 treatment International Journal of Scientific & Technology research, Volume 3, Issue 8, August 2014 25 Katya Chobotova, Ann B Vernallis, Fadzilah Adibah Abdul Majid (2009) "Bromelain’s activity and potential as an anti-cancer agent: Current evidence and perspectives." Elsevier Ireland 26 K Kanpairo, W Usawakesmanee, P Sirivongpaisal, et al (2012) "The composition and properties of spray dried tuna flavour powder produced from tuna precooking juice." International Food Research Journal: 893-899 27 M Chalamaiah, B.Dinesh kumar, R.Hemalatha, et al (2012) "Fish protein hydrolysates: Proximate composition, amino acid composition, antioxidant activities and applicants: A review." Food chemistryVolume 135(Issue 4): 3020-3038 28 Planta Med (2007) "In vivo antitumoral activity of stem pineapple (Ananas comosus) bromelain." Facultad de Ciencias Médicas, Ciego de Avila, Cuba 73(13): 1377-1383 29 Secor ER Jr, Shah SJ, Guernsey LA, et al (2012) "Bromelain limits airway inflammation in an ovalbumin-induced murine model of established asthma." Department of Immunology, University of Connecticut School of Medicine, CT, USA 18(5): 9-17 30 Stephan G Maas, Gerhard Schaldach, Eva M Litringer, et al (2011) "The impact of spray drying outlet temperature on the particle morphology of mannitol." Powder Technology 31 Suthasinee Nilsang, Sittiwat Lertsiri, Manop Suphantharika, et al (2004) "Optimization of enzymatic hydrolysis of fish soluble concentrate by commercial proteases." Journal of Food engineering 32 Tran Thanh Truc, Le Kim Thanh and NguyenVan Muoi (2007) "Effect of pH and Temperature on activity of bromelain in pineapple fruit" Department of Food Technology, Can Tho University 33 Yaowapa Thiansilakul, Soottawat Benjakul, Fereidoon Shahidi (2007) "Compositions, functional properties and antioxidative activity of protein hydrolysates prepared from round scad (Decapterus maruadsi)." Food Chemistry103(4): 1385-1394 i PHỤ LỤC PHẦN XÁC ĐỊNH CÁC ĐIỀU KIỆN BIÊN CỦA QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN 3.3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme đến tỷ lệ Naa/Nts, NNH3, hiệu suất thu hồi nitơ Chỉ tiêu đánh giá NNH3 Chỉ tiêu đánh giá Naa/Nts Chỉ tiêu đánh giá HSTH Enzyme Lần Lần Lần TB 5/1 2,16 2,18 2,11 2,15±0,04a 10/1 2,25 2,04 2,22 2,17±0,11a 15/1 2,38 2,42 2,43 2,41±0,03b 20/1 2,65 2,76 2,66 2,69±0,06c 25/1 2,68 2,66 2,88 2,74±0,12cd 30/1 2,97 3,02 2,98 2,99±0,03d Lần Lần Lần TB 5/1 59,07 58,36 57,65 58,36±0,71A 10/1 61,40 60,65 61,01 61,02±0,38B 15/1 56,50 57,45 57,37 57,10±0,53A 20/1 54,35 54,13 52,62 53,70±0,94C 25/1 51,24 51,77 52,47 51,83±0,61C 30/1 48,72 48,34 48,52 48,53±0,19D bromelin/flavourzyme Enzyme bromelin/flavourzyme Enzyme Lần Lần Lần TB 5/1 62,03 61,69 63,96 62,56±1,22a 10/1 61,19 62,58 61,61 61,79±0,71a 15/1 59,02 59,46 59,24 59,24±0,21b 20/1 58,36 58,32 59,06 58,58±0,41b 25/1 58,29 57,70 57,44 57,81±0,43c 30/1 56,62 56,84 56,54 56,67±0,15d bromelin/flavourzyme ii 3.3.2 Kết nghiên cứu xác định tỷ lệ hỗn hợp enzyme bromelin/flavourzyme so với nguyên liệu Chỉ tiêu đánh giá NNH3 Chỉ tiêu đánh giá Naa/Nts Chỉ tiêu đánh giá HSTH Tỷ lệ hỗn hợp Lần Lần Lần TB 3,56 3,58 3,12 3,42±0,26a 2,75 2,34 2,95 2,68±0,31b 1,5 2,78 2,42 2,48 2,56±0,19b 2,25 2,04 2,22 2,17±0,11c 2,5 2,05 1,96 2,11 2,04±0,07d Lần Lần Lần TB 41,16 42,53 42,15 41,95±0,7A 47,44 48,20 47,83 47,83±0,37B 1,5 53,52 55,72 54,13 54,46±1,13C 61,40 60,64 61,01 61,02±0,37D 2,5 62,07 62,70 61,69 62,15±0,51D enzyme/S (%) Tỷ lệ hỗn hợp enzyme/S (%) Tỷ lệ hỗn hợp Lần Lần Lần TB 37,14 37,32 36,45 36,97±0,45a 55,87 55,50 54,51 55,29±0,7b 1,5 61,25 60,73 61,92 61,30±0,59c 62,52 63,94 62,95 63,14±0,72c 2,5 63,02 64,40 64,61 64,01±0,86c enzyme/S(%) 3.3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng kích thước nguyên liệu Chỉ tiêu đánh giá Kích thước nguyên liệu NNH3 Lần Lần Lần TB Đập dập 4,53 4,54 4,7 4,59±0,09a Cắt khúc 2cm 3,36 3,36 3,3 3,34±0,03b Cắt khúc 4cm 2,8 2,91 2,91 2,87±0,06c Xay nhỏ 3,64 3,35 3,6 3,53±0,15d Xay mịn 3,69 3,3 3,66 3,55±021d iii Chỉ tiêu đánh giá Kích thước nguyên liệu Naa/Nts Lần Lần Lần TB Đập dập 43,12 44,1 43,12 43,44±0,56A Cắt khúc 2cm 41,71 41,99 42,85 42,18±0,59A Cắt khúc 4cm 39,54 38,98 38,71 39,07±0,42A Xay nhỏ 59,93 58,58 59,25 59,25±0,67B Xay mịn 59,28 60,8 58,55 59,54±1,14B Chỉ tiêu đánh giá Kích thước nguyên liệu HSTH Lần Lần Lần TB Đập dập 51,43 50,33 51,43 51,06±0,63a Cắt khúc 2cm 41,03 40,76 39,94 40,57±0,56b Cắt khúc 4cm 33,51 33,99 34,23 33,91±0,36c Xay nhỏ 59,50 60,86 60,18 60,18±0,68d Xay mịn 48,14 46,94 48,75 47,94±0,91a 3.3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ Chỉ tiêu đánh giá Nhiệt độ NNH3 Lần Lần Lần TB ĐC 2,24 2,24 2,17 2,21±0,04a 45oC 2,17 2,1 2,15 2,14±0,03a 50oC 0,95 1,1 0,89 0,98±0,1b 55oC 0,69 0,56 0,69 0,64±0,07c 60oC 0,49 0,42 0,42 0,44±0,04d 65oC 0,35 0,42 0,35 0,37±0,04d Chỉ tiêu đánh giá Nhiệt độ Naa/Nts Lần Lần Lần TB ĐC 40,70 38,52 39,94 39,72±1,1A 45oC 49,88 51,26 50,56 50,57±0,69B 50oC 61,11 60,77 59,87 60,58±0,63C 55oC 49,38 50,84 50,10 50,11±0,72B 60oC 45,44 44,82 45,76 45,34±0,47D 65oC 45,99 46,63 46,98 46,53±0,5D iv Chỉ tiêu đánh giá Nhiệt độ HSTH Lần Lần Lần TB ĐC 22,65 24,02 23,16 23,27±0,68a 45oC 44,28 43,08 43,68 43,68±0,59b 50oC 61,55 61,89 62,82 62,09±0,66c 55oC 59,84 58,13 58,98 58,98±0,85d 60oC 58,66 59,46 58,25 58,79±0,61d 65oC 57,86 57,05 56,64 57,18±0,61d 3.3.5 Ảnh hưởng pH thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ Chỉ tiêu đánh giá NNH3 Chỉ tiêu đánh giá Naa/Nts Chỉ tiêu đánh giá HSTH pH Lần Lần Lần TB ĐC 2,38 2,45 2,45 2,42±0.04a pH6 2,85 2,88 2,91 2,88±0,03b pH6,5 2,29 2,4 2,12 2,27±0,14c pH7 2,63 2,67 2,48 2,59±0,1d pH7,5 2,7 2,81 2,62 2,71±0,09a pH8 2,67 2,91 2,79 2,79±0,12b pH Lần Lần Lần TB ĐC 54,85 56,50 55,50 55,62±0,82A pH6 55,61 53,69 54,318 54,54±0,97A pH6,5 61,158 59,40 59,74 60,10±0,93B pH7 52,77 51,66 52,39 52,27±0,56AB pH7,5 55,02 56,67 56,0 55,89±0,82B pH8 49,81 50,34 50,89 50,34±0,54C pH Lần Lần Lần TB ĐC 57,64 55,96 56,97 56,85±0,84a pH6 57,44 59,50 58,81 58,58±1,044a pH6,5 61,25 63,07 62,70 62,34±0,95b pH7 60,25 61,55 60,69 60,83±0,65c pH7,5 58,81 57,10 57,79 57,90±0,86ad pH8 57,86 57,24 56,62 57,24±0,61d v 3.3.6 Ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ Chỉ tiêu đánh giá Thời gian NNH3 Lần Lần Lần TB 6h 1,46 1,48 1,74 1,56±0,15a 12h 1,65 2,04 1,89 1,86±0,19b 18h 2,42 2,18 1,82 2,14±0,3c 24h 2,25 2,04 2,22 2,17±0,11c 30h 2,38 2,26 2,32 2,32±0,06c 36h 1,96 2,78 2,94 2,56±0,52d Chỉ tiêu đánh giá Thời gian Naa/Nts Lần Lần Lần TB 6h 44,82 43,85 43,65 44,11±0,62A 12h 48,91 49,69 48,25 48,95±0,72B 18h 57,60 55,30 56,99 56,63±1,19C 24h 61,40 60,64 61,01 61,02±0,37D 30h 62,69 62,98 61,67 62,45±0,68D 36h 63,83 63,90 63,29 63,67±0,33D Lần Lần Lần TB 6h 30,80 31,48 30,91 31,06±0,36a 12h 41,08 39,84 41,44 40,79±0,83b 18h 56,34 57,21 54,96 56,17±1,13c 24h 66,51 68,02 66,97 67,17±0,77d 30h 67,90 67,04 68,39 67,78±0,67d 36h 70,16 69,33 70,09 69,86±0,45d Chỉ tiêu đánh giá Thời gian HSTH 3.3.7 Ảnh hưởng hàm lượng nước đến đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts hiệu suất thu hồi nitơ Chỉ tiêu đánh giá Hàm lượng nước NNH3 Lần Lần Lần TB 5% 1,46 1,58 1,16 1,40±0,22a 10 % 1,85 1,93 1,83 1,87±0,05b 15 % 2,28 1,82 2,05 2,05±0,23c 20 % 2,25 2,04 2,22 2,17±0,11c 25 % 2,08 2,41 2,26 2,25±0,17c 30 % 2,37 2,42 2,71 2,50±0,18d vi Chỉ tiêu đánh giá Hàm lượng nước Naa/Nts Lần Lần Lần TB 5% 49,29 49,55 48,94 49,26±0,31A 10 % 51,61 50,56 51,74 51,30±0,65A 15 % 56,86 56,61 55,73 56,40±0,59B 20 % 61,40 60,65 61,01 61,02±0,38C 25 % 63,03 63,01 61,55 62,53±0,85C 30 % 63,63 64,19 63,84 63,89±0,29D Chỉ tiêu đánh giá Hàm lượng nước HSTH Lần Lần Lần TB 5% 43,02 41,86 42,20 42,36±0,59a 10 % 49,30 50,70 49,47 49,82±0,76b 15 % 63,43 65,26 63,52 64,07±1,03c 20 % 67,39 68,93 67,86 68,06±0,78d 25 % 70,28 70,10 71,67 70,69±0,86d 30 % 71,31 71,58 70,28 71,06±0,68d PHẦN SẤY PHUN Bảng 1: Cơ sơ đánh giá cảm quan dịch đạm thủy phân cô đặc Bậc đánh giá Điểm chưa có trọng lượng Cơ sở đánh giá Vàng cánh dán nhạt Thơm dịch đạm thủy phân Vị acid Lỏng sánh, dịch amin, vị mặn muối Vàng cánh dán Thơm nhẹ dịch đạm thủy phân Vị nhẹ acid amin, vị mặn muối 3 Vàng cánh dán đậm Mùi thơm nhẹ dịch đạm thủy phân có mùi khét Không rõ vị Dịch không hoàn acid amin toàn trong, có cặn lơ lửng xuất Vàng cánh Mùi khét dán ngả sang màu nâu Vị ngang Dịch đục có cặn lơ lửng xuất Màu nâu Mùi khét Vị ngang Dịch đục Màu nâu Mùi khét Vị ngang đắng Dịch đục Màu sắc Mùi Vị Trạng thái Lỏng sánh, dịch không hoàn toàn vii Bảng 2: Bảng đánh giá cảm quan cô đặc dịch đạm thủy phân ủ nhiệt độ khác nhau: Nhiệt độ cô đặc Chỉ tiêu Điểm số Hệ số quan trọng Điểm có trọng lượng 60oC Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 4 4,0 19 Cộng 70oC Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 4 4,0 19 Cộng 80oC Màu sắc 0,8 3,2 Mùi 3 Vị 1,2 4,8 Trạng thái 3 4,0 14 Cộng Bảng 3: Cơ sở đánh giá cảm quan bột đạm thủy phân Bậc đánh giá Điểm chưa có trọng lượng Cơ sở đánh giá Màu sắc Mùi Vị Trạng thái Vàng be nhạt Thơm dịch đạm thủy phân Vị acid amin, vị mặn muối Bột mịn, tơi trôi chảy Vàng be Thơm nhẹ Vị nhẹ dịch đạm thủy acid amin, vị mặn phân muối Bột mịn tơi cánh dán nhạt nhạt Mùi thơm nhẹ dịch đạm thủy Không rõ vị phân acid amin có mùi khét Không tơi, xuất số cục nhỏ đường kính 1-2 cm cánh dán nhạt Không có vị acid amin, vị ngang Không tơi mà có xu hướng tụ lại thành mảng lớn Mùi khét viii Bậc đánh giá Điểm chưa có trọng lượng Cơ sở đánh giá Màu sắc Mùi Vị Trạng thái Vàng cánh dán Mùi khét Vị ngang Vón cục Vàng cánh dán đậm Mùi khét Vị ngang đắng Vón cục Bảng 4: Kết cảm quan bột đạm thủy phân sấy nhiệt độ đầu vào khác Nhiệt độ sấy đầu vào 135oC Chỉ tiêu Điểm số Hệ số quan trọng Điểm có trọng lượng Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 3 4,0 18 Cộng o 140 C Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 3 4,0 18 Cộng o 145 C Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 4 4,0 19 Cộng o 150 C Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 5 4,0 20 Cộng 155oC Cộng Màu sắc 0,8 Mùi 5 Vị 1,2 Trạng thái 4 4,0 19 ix 3.6.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian cô đặc đến thể tích dung dịch 85 độ C 75 độ C 65 độ C Thể tích(%) 0h 0h 0h 100 1.7h 2,2h 2,7h 90 3.5h 4,5h 5,5h 80 5.3h 6,7h 8h 70 7h 9h 10,5h 60 8h 11h 13h 50 3.6.2 Ảnh hưởng thời gian cô đặc đến độ khô sản phẩm Thời gian Bx Thể tích 26,5 100 28,49 91 32,1 82,22 33,51 73,13 38,5 64,44 10 45,13 55,55 12 46,8 45,45 3.7 Kết khảo sát điều kiện trình sấy phun 3.7.1 Kết khảo sát chất trợ sấy H thu hồi (%) Protein (%) Maltodextrin 19,5 58 Trehalose 18,8 63,5 Maltodextrin-Trehalose 19 63 3.7.2 Kết khảo sát tỷ lệ chất trợ sấy Tỷ lệ Protein (%) H thu hồi (%) 1,0 64,25 18,3 1,5 64,1 18,5 2,0 63,5 19 2,5 61 19 3,0 60,5 19,2 x 3.7.3 Kết khảo sát nhiệt độ đầu vào trình sấy phun Nhiệt độ Hàm ẩm (%) H thu hồi (%) 140 18,1 16,1 145 18 16,5 150 17,3 18,5 155 12,5 19,3 160 7,2 20,2 3.7.4 Kết khảo sát nhiệt độ đầu trình sấy phun Nhiệt độ Hàm ẩm (%) H thu hồi (%) 85 12,5 19,3 95 10,6 19,8 105 9,8 19,9 xi MỘT SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI Máy nghiền Máy sấy phun ZPG Máy xay Máy chưng cất đạm [...]... cứu sử dụng enzyme bromelin thô từ chồi dứa kết hợp với enzyme flavourzymetrong sản xuất bột đạm thủy phân từ cá nục 2 2 Mục tiêu của đề tài Mục tiêu chung Xây dựng quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ cá nục bằng cách sử dụng enzyme bromelin thô kết hợp với enzyme flavourzyme 3 Nội dung nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp để thủy phân protein từ cá nục bằng cách sử dụng enzyme. .. cá nục thuôn và cá nục gai Có nhiều nghiên cứu về quá trình thủy phân protein từ cá nục cho thấy sản phẩm thu được có hàm lượng đạm acid amin so với đạm tổng số đạt trên 60% Tuy nhiên,hầu hết các nghiên cứu sử dụng enzyme thương mại cho quá trình thủy phân Những nghiên cứu sử dụng nguồn enzyme bromelin từ chồi dứa để thủy phân protein cá nục còn rất hạn chế Trong khi đó, nhiều nghiên cứu cho thấy enzyme. .. enzyme bromelin thô kết hợp với enzyme flavourzyme 3.2 Nghiên cứu các điều kiện thích hợp để cô đặc và sấy khô dịch đạm thủy phân 4 Điểm mới, ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài 4.1 Điểm mới của đề tài Đây là nghiên cứu đầu tiên về thủy phân protein cá nục bằng sử dụng kết hợp enzyme bromelin thô với enzyme flavourzyme nhằmthu đượcdịch đạm thủy phân có tỷ lệ đạm acid amin (Naa) /đạm tổng số (Nts)... từ cá 4.3 Ý nghĩa thực tiễn Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể áp dụng để sản xuất bột đạm thủy phân từ cá nục có hàm lượng đạm acid amin chiếm tỷ lệ cao hơn 60% đạm tổng số bằng cách sử dụng kết hợp enzyme bromelin thô với enzyme flavourzyme Công nghệ này góp phần tận dụng có hiệu quả nguồn phế liệu dứa, nâng cao giá trị sử dụng của cá nục, có thể giảm được chi phí sản xuất và mang lại hiệu quả kinh... động vật thủy sản, đặc biệt là dùng khi thời tiết thay đổi hay khi sử dụng kháng sinh trị bệnh Bột đạm thủy phân là sản phẩm thu được từ quá trình thủy phân được đem đi cô đặc và sấy khô Bột đạm thủy phân được ứng dụng trong thực phẩm sản xuất bột dinh dưỡng cao đạm, bổ sung vào quá trình sản xuất nước mắm công nghiệp để tăng độ đạm b Sản phẩm phụ của quá trình thủy phân Sau quá trình thủy phân, lọc... 60% để sản xuất bột đạm thủy phân có Naa/Nts đạt 60% trở lên 4.2 Ý nghĩa khoa học Kết quả nghiên cứu của đề tài đóng góp cơ sởkhoa học cho việc sử dụng kết hợp hai enzyme để thủy phân protein cá nhằm thu được dịch đạm thủy phân có hàm lượng đạm acid amin chiếm tỷ lệ cao hơn 60% so với đạm tổng số Đây cũng là cơ sở khoa học cho các quá trình công nghệ sản xuất các chế phẩm giàu acid amin từ cá 4.3 Ý... nghiên cứu Sản phẩm thủy phân protein từ cá có thể dưới dạng dịch đạm thủy phân, cô đặc hoặc sấy khô thành bột đạm thủy phân để sử dụng cho các quá trình chế biến khác Dịch đạm thủy phân cá là sản phẩm được tạo thành do sự phân cắt protein của cá bởi enzyme tạo thành các peptide nhỏ hơn, thường chứa 2-20 amino acids Trong những năm gần đây dịch đạm thủy phân cá có sức hấp dẫn lớn với ngành công nghệ... thể người Trong ngành công nghiệp thực phẩm, dịch đạm thủy phân được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất súp gia vị cho các loại sản phẩm cháo, phở, mì tôm ăn liền, các sản phẩm hạt nêm, nước mắm, nước chấm, thực phẩm dinh dưỡng như bột dinh dưỡng cho trẻ em, người già, các sản phẩm siro dinh dưỡng Để sản xuất bột đạm thủy phân từ protein phải thực hiện công đoạn thủy phân tạo ra dịch đạm thủy phân Công... exopeptidease phân cắt các acid amin từ hai đầu của chuỗi polypeptide cho sản phẩm thủy phân là các peptide mạch ngắn và các acid amin Do enzyme flavourzyme có cả hai hoạt tính endoprotease và exopeptidease nên thích hợp khi kết hợp cùng với enzyme bromelin để mang lại hiệu quả thủy phân cao 9 1.3.Quá trình thủy phân và sản phẩm thủy phân 1.3.1 Quá trình thủy phân Quá trình thủy phân là quá trình phân cắt... có thể dùng các phương pháp hóa học hoặc sinh học như lên men và thủy phân bằng enzyme Trong đó phương pháp sử dụng enzyme để thủy phân protein được ứng dụngnhiều do quá trình thủy phân triệt để, thời gian thủy phân ngắn và không để lại sản phẩm phụ Trong các loài cá giá trị kinh tế thấp, cá nục vào mùa khai tháccác tàu cá đánh bắt được từ 5 đến 10 tấn mỗi đêm đi biển Phần lớn sản lượng cá nục đánh bắt ... bromelin thô từ chồi dứa kết hợp với enzyme flavourzymetrong sản xuất bột đạm thủy phân từ cá nục 2 Mục tiêu đề tài Mục tiêu chung Xây dựng quy trình sản xuất bột đạm thủy phân từ cá nục cách sử dụng. .. dụng enzyme bromelin thô kết hợp với enzyme flavourzyme Nội dung nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp để thủy phân protein từ cá nục cách sử dụng enzyme bromelin thô kết hợp với. .. NHA TRANG ************* VŨ THỊ QUYÊN NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME BROMELIN THÔ TỪ CHỒI DỨA KẾT HỢP VỚI ENZYME FLAVOURZYME TRONG SẢN XUẤT BỘT ĐẠM THỦY PHÂN TỪ CÁ NỤC Chuyên ngành Công nghệ Sau thu