ĐẶT VẤN ĐỀ
Bà Rịa - Vũng Tàu là một tỉnh trọng điểm nghề cá của cả nước. Toàn tỉnh hiện có trên 6.000 tầu khai thác thủy sản. Trong số đó có nhiều tàu cá đánh bắt theo nghề lưới kéo và nghề lưới kéo tập trung chủ yếu ở thành phố Vũng Tàu và huyện Đất Đỏ. Thành phố Vũng Tàu có khoảng 1500 tàu thuyền với tổng công suất 180.000 CV, trung bình 120CV/tàu. Huyện Đất Đỏ có trên 2600 tàu thuyền các loại với tổng công suất 160.000 CV, chiếm trên 50% toàn tỉnh. Trong đó có trên 1200 tàu làm nghề lưới kéo.
Đối tượng khai thác thủy sản khá đa dạng: mực, bạch tuộc, các loại cá nổi (cá nục, cá chỉ vàng, cá đối, cá lượng, cá mối, cá trác, cá liệt, cá sao, cá nhụ, cá khế, cá đù), tôm he biển sâu (Penalusteraoe), tôm vỗ biển sâu (Ibacus ciliatus),..
Tổng sản lượng khai thác của Tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu năm 2017 vào khoảng 327.208 tấn. Tuy vậy, việc bảo quản nguyên liệu thủy sản trên tàu cá sau đánh bắt còn hạn chế dẫn đến tỷ trọng nguyên liệu cá sau đánh bắt bị dập nát khá cao. Do vậy việc nghiên cứu, chế biến nguồn cá tạp kém chất lượng, tạo thành các sản phẩm chế biến có giá trị gia tăng là cần thiết. Trong giới hạn của báo cáo, chúng tôi tập trung vào giới thiệu việc chế biến cá tạp thành dịch đạm thủy phân dùng trong thực phẩm hoặc làm chế phẩm “phân bón lá” dùng trong nông nghiệp chất lượng cao.
Dịch đạm thủy phân là sản phẩm của quá trình thủy phân protein cá bằng enzyme protease. Tùy theo thời gian và loại enzyme sử dụng mà dịch đạm thủy phân chứa acid amin, peptid hoặc polypeptid. Quá trình thủy phân protein được thực hiện theo sơ đồ sau:
Trong lĩnh vực thực phẩm, dịch đạm thủy phân từ cá có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột gia vị dùng cho các loại sản phẩm cháo, phở, mì tôm ăn liền, sản xuất bột nêm, nước mắm, nước chấm, ...
Trong lĩnh vực nông nghiệp công nghệ cao, sau khi được bổ sung một số nguyên tố vi lượng, các chất điều hòa sinh trưởng, dịch đạm thủy phân sẽ trở thành chế phẩm phân bón lá trực tiếp cho các loại cây trồng như rau sạch, hoa cao cấp, …
Sau đây chúng tôi trình bày sơ bộ một số kết quả nghiên cứu của chúng tôi về lĩnh vực này.
1. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.1. Nguyên liệu
Nguyên liệu: là các loại cá tạp, dập nát có trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu như: cá mối, cá đổng, cá hố, ...
Hình 1. Hình ảnh cá tạp tại cảng cá
1.2. Enzymeprotease
+ Enzym alcalase:
Enzym alcalase 2.4L là chế phẩm protease thương mại do hãng Novozyme - Đan Mạch cung cấp. Alcalase thuộc nhóm enzyme endopeptidase có các đặc tính kỹ thuật như sau: pH thích hợp trong khoảng 6 - 8, nhiệt độ thích hợp 45 - 650C, hoạt tính 5887,5UI/ml được bảo quản ở 0 - 100C.
+ Enzyme Flavourzyme: Enzyme do hãng Novozyme - Đan Mạch cung cấp. Flavourzymechứa cả hai hoạt tính endopeptidease và exopeptidease, có các đặc tính kỹ thuật như sau: pH thích hợp từ 5 - 7, nhiệt độ thích hợp 45 - 60oC, hoạt tính 500 LAPU/g (Leucine Aminopeptidease Units)/g và cần được bảo quản ở nhiệt độ từ 0-10oC.
1.3. Các phương pháp phân tích
- Xác định đạm tổng số Nts theo tiêu chuẩn Việt Nam 3705-90.
- Xác định đạm formol theo phương pháp Sorensen.
- Xác định đạm NH3 theo tiêu chuẩn Việt Nam 3706-90.
- Đạm acid amin = Đạm focmon – Đạm NH3.
- Xác định hàm lượng nước theo tiêu chuẩn Việt Nam 3700-90.
- Xác định hàm lượng tro theo tiêu chuẩn Việt Nam 4327-2007.
- Xác định lipid theo tiêu chuẩn Việt Nam 4331:2000.
- Xác định hoạt độ enzyme protease theo phương pháp Anson cải tiến.
1.4. Phương pháp xử lý số liệu
- Xử lý số liệu thực nghiệm và vẽ đồ thị bằng phần mềm MS. Excel 2007.
- Mỗi thí nghiệm đều tiến hành 3 lần, mỗi lần 3 mẫu và kết quả là trung bình cộng của các lần thí nghiệm.
2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
2.1.Thành phần khối lượng và thành phần hóa học của cá tạp
Thành phần khối lượng trung bình của cá tạp được thể hiện ở bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thành phần khối lượng của cá tạp (%)
Thịt |
Đầu |
Xương |
Vây |
Nội tạng |
55,65 ± 0,2 |
18,75 ± 0,1 |
11,4 ± 0,1 |
5,46 ± 0,1 |
8,14 ± 0,1 |
Bảng 2.2. Thành phần hóa học của cá tạp (%)
Protein |
Lipid |
Tro |
Ẩm |
NNH3 |
Naa |
Nts |
20,47 |
1,13 |
3,05 |
75,35 |
0,02 |
0,38 |
3,28 |
Từ kết quả phân tích ở bảng 2.1 và 2.2 cho thấy cá tạp có tỷ lệ phần thịt khá cao tới 55,65% và thịt cá có hàm lượng protein trên 20%. Do vậy, việc tận dụng thịt cá để thủy phân thu dịch đạm là một hướng nghiên cứu phù hợp.
2.2. Xác định một số thông số thích hợp cho quá trình thủy phân protein cá tạp bằng hỗn hợp enzyme alcalase và flavourzyme
2.2.1. Xác định tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase và flavourzyme
Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase /flavourzyme đến tỷ lệ Naa/Nts,NNH3, và hiệu suất thu hồi nitơ được thể hiện trên hình 3.1.
Hình 2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase - flavourzyme đến hàm lượng đạm NH3 và tỷ lệ Naa/Nts
Hình 2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase - flavourzyme đến hiệu suất thu hồi nitơ
Từ kết quả nghiên cứu ở hình 2.1 và 2.2 cho thấy tỷ lệ kết hợp giữa alcalase /flavourzyme trong khoảng 5/1 –30/1 có ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng Naa, Nts và hiệu suất thu hồi nitơ từ thịt cá tạp. Cụ thể, hàm lượng đạm NH3 tăng dần khi tăng tỷ lệ enzyme alcalase so với flavourzyme trong khi tỷ lệ Naa/Nts và hiệu suất thu hồi nitơ lại giảm đáng kể. Tỷ lệ Naa/Nts đạt giá trị cao nhất (61%), hiệu suất thu hồi đạt 61,79% khi tỷ lệ kết hợp giữa alcalase /flavourzyme là 10/1. Do đó tỷ hỗn hợp alcalase - flavourzyme được lựa chọn là 10/1.
2.2.2. Xác định tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase /flavourzyme
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme tỷ lệ Naa/Nts,NNH3, và hiệu suất thu hồi nitơ được trình bày ở hình 2.3.
Hình 2.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme đến hàm lượng đạm NH3 và tỷ lệ Naa/Nts
Từ kết quả phân tích trình bày ở các hình 2.3 và 2.4 cho thấy trong vùng khảo sát tỷ lệ Naa tăng khi tăng tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase - flavourzyme sửu dụng từ 1,5% - 2,5% trong khi đó hàm lượng NNH3 giảm mạnh. Hiệu suất thu hồi nitơ tăng đáng kể khi tăng tỷ lệ hỗn hợp enzyme sử dụng trong quá trình thủy phân. Như vậy, tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase /flavourzyme phù hợp cho quá trình thủy phân cá tạp trong khoảng 1,5 - 2,5%.
Hình 2.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ hỗn hợp enzyme đến hiệu suất thu hồi nitơ
2.2.3. Xác định kích thước nguyên liệu
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts và hiệu suất thu hồi nitơ được trình bày ở các hình 2.5 ÷ 2.7.
Hình 2.5. Ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến hàm lượng đạm NH3
Hình 2.6. Ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến tỷ lệ Naa/Nts
Hình 2.7. Ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi nitơ
Từ kết quả phân tích trình bày ở các hình 2.5 ÷ 2.7 cho thấy trạng thái nguyên liệu ảnh hưởng đáng kể đến các thông số của quá trình thủy phân. Trạng thái nguyên liệu càng lớn thì quá trình thủy phân diễn ra càng chậm. Kết quả phân tích cũng cho thấy khi xay nhỏ nguyên liệu thì tỷ lệ Naa/Nts và hiệu suất thu hồi protein cao, trong khi đó hàm lượng đạm NH3 ở mức trung bình. Do vậy, chúng tôi nên chọn hình thức xay nhỏ nguyên liệu để thủy phân trong các nghiệm tiếp theo.
2.2.4. Xác định nhiệt độ thủy phân
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/ Nts và hiệu suất thu hồi nitơ được trình bày ở các hình 2.8 và 2.9.
Hình 2.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng đạm NH3 và tỷ lệ Naa/Nts
Hình 2.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ
Từ kết quả phân tích trình bày ở hình 2.8 và 2.9 cho thấy nhiệt độ ảnh hưởng khá mạnh ới các thông số của quá trình thủy phân và ở nhiệt độ thủy phân 50oC hỗn hợp thủy phân có hiệu suất thủy phân và tỷ lệ Naa/Nts cao nhất, trong khi đó hàm lượng NH3 ở mức trung bình. Vì thế, nhiệt độ 50oC được lựa chọn làm thông số cố định cho quá trình thủy phân.
2.2.5. Xác định pH thích hợp cho quá trình thủy phân
Kết quả phân tích ảnh hưởng của pH đến hàm lượng đạm đạm NH3, tỷ lệ Naa/Nts và hiệu suất thu hồi nitơ được trình bày ở các hình 2.10 và 2.11.
Hình 2.10. Ảnh hưởng của pH của hỗn hợp đến hàm lượng đạm NH3 và tỷ lệ Naa/Nts
Hình 2.11. Ảnh hưởng của pH của hỗn hợp đến hiệu suất thu hồi nitơ
Kết quả phân tích trình bày ở các hình 2.10 và 2.11 cho thấy pH cũng ảnh hưởng khá mạnh tới các thông số của quá trình thủy phân và ở pH 6,5 hỗn hợp thủy phân có hiệu suất thủy phân và tỷ lệ Naa/Nts cao nhất, trong khi đó hàm lượng NH3 ở mức trung bình. Vì thế, chúng tôi lựa chọn pH thủy phân là 6,5.
2.2.6. Xác định thời gian thủy phân
Kết quả phân tích ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đạm NH3, tỷ lệ Naa/Nts và hiệu suất thu hồi nitơ được trình bày ở các hình 2.12 và 2.13.
Hình 2.12. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đạm NH3 và tỷ lệ Naa/Nts
Hình 2.13. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi nitơ
Kết quả phân tích trình bày ở hình 2.12 và 2.13 cho thấy thời gian thủy phân cũng ảnh hưởng mạnh mẽ tới các thông số của quá trình thủy phân và trong 18 giờ thủy phân đầu tiên dịch đạm thủy phân thu được có tỷ lệ Naa/Ntsvà NNH3 tăng nhanh. Sau đó nếu tiếp tục tăng thời gian thủy phân > 18 giờ thì tỷ lệ Naa/Nts có xu thế tăng chậm và tỷ lệ Naa/Nts có giá trị cao nhất khi thời gian thủy phân trong khoảng 18-30 giờ. Thời gian thủy phân càng dài thì hàm lượng đạm NH3 càng tăng, mùi vị của sản phẩm cũng bị ảnh hưởng theo chiều hướng không mong muốn. Nếu tiếp tục tăng thời gian thủy phân trong khoảng từ 30 -36 giờ hiệu suất thu hồi nitơ tăng không đáng kể. Mặt khác, khi kéo dài thời gian thủy phân còn tạo điều kiện cho vi sinh vật gây thối phát triển làm giảm hàm lượng Naa và làm cho sản phẩm nặng mùi. Do vậy lựa chọn thời gian thủy phân trong khoảng 18-30 giờ là phụ hợp.
2.2.7. Xác định tỷ lệ nước bổ sung
Kết quả phân tích ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến hàm lượng đạm đạm NH3, tỷ lệ Naa/Nts và hiệu suất thu hồi nitơ được trình bày ở hình 2.14 và 2.15.
Hình 2.14. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến hàm lượng đạm NH3 và tỷ lệ Naa/Nts
Hình 2.15. Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến hiệu suất thu hồi nitơ
Kết quả phân tích trình bày ở hình 2.14 và 2.15 cho thấy tỷ lệ nước bổ sung cũng ảnh hưởng tới các thông số của quá trình thủy phân và tỷ lệ nước bổ sung càng lớn thì hàm lượng đạm NH3 càng cao. Hàm lượng Naa, Nts và hiệu suất thu hồi nitơ cũng tăng theo chiều tăng tỷ lệ nước bổ sung và đạt cao nhất khi tỷ lệ nước bổ sung là 20%, sau đó nếu tăng tỷ lệ nước bổ sung > 20% thì hàm lượng Naa, Nts và hiệu suất thu hồi nitơ tăng không đáng kể. Như vậy tỷ lệ nước bổ sung thích hợp trong khoảng 15% - 25%.
2.3. Tối ưu cho công đoạn thủy phân protein thịt cá tạp bằng hỗn hợp enzyme alcalase - flavourzyme
Tiến hành tối ưu hóa công đoạn thủy phân thịt cá tạp bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, sử dụng mô hình thiết kế Box-Behnken công đoạn thủy phân cá tạp với các thông số biên như sau: tỷ lệ hỗn hợp enzyme alcalase - flavourzyme (1,5% - 2,5%), thời gian thủy phân (18-30 giờ), tỷ lệ nước bổ sung (15% - 25%). Cố định các yếu tố: nhiệt độ thủy phân: 50oC, tỷ lệ muối bổ sung: 2%, pH 6,5. Kết quả tối ưu hóa được thể hiện trong bảng 2.3, 2.4 và hình 2.16.
Bảng 2.3. Kết quả thí nghiệm của mô hình Box-Behnken
TN |
Thời gian (giờ) |
Tỷ lệ Enyme(%) |
Tỷ lệ nước (%) |
NNH3 (g/l) |
Naa/Nts(%) |
1 |
18 |
1,5 |
20 |
1,37 |
53,88 |
2 |
30 |
1,5 |
20 |
1,47 |
59,72 |
3 |
18 |
2,5 |
20 |
1,27 |
62,43 |
4 |
30 |
2,5 |
20 |
1,05 |
64,24 |
5 |
18 |
2,0 |
15 |
1,28 |
60,84 |
6 |
30 |
2,0 |
15 |
1,26 |
63,78 |
7 |
18 |
2,0 |
25 |
0,70 |
60,56 |
8 |
30 |
2,0 |
25 |
2,15 |
64,10 |
9 |
24 |
1,5 |
15 |
1,26 |
62,35 |
10 |
24 |
2,5 |
15 |
1,14 |
64,52 |
11 |
24 |
1,5 |
25 |
1,52 |
62,74 |
12 |
24 |
2,5 |
25 |
1,31 |
64,40 |
13 |
24 |
2,0 |
20 |
2,05 |
60,93 |
14 |
24 |
2,0 |
20 |
1,84 |
61,30 |
15 |
24 |
2,0 |
20 |
1,42 |
63,29 |
16 |
24 |
2,0 |
20 |
1,92 |
60,99 |
17 |
24 |
2,0 |
20 |
1,68 |
62,30 |
Bảng 2.4. Kết quả xử lý số liệu trên phần mềm DX6
Source |
Sum of Squares |
df |
Mean Square |
F Value |
p-value Prob > F |
|
Model |
89,44 |
9 |
9,94 |
4,64 |
0,0277 |
significant |
A - Thời gian |
24,95 |
1 |
24,95 |
11,65 |
0,0112 |
|
B - Tỷ lệ E |
35,76 |
1 |
35,76 |
16,69 |
0,0047 |
|
C-Tỷ lệ nước |
0,01 |
1 |
0,01 |
0,01 |
0,9416 |
|
AB |
4,04 |
1 |
4,04 |
1,89 |
0,2120 |
|
AC |
0,09 |
1 |
0,09 |
0,04 |
0,8435 |
|
BC |
0,06 |
1 |
0,06 |
0,03 |
0,8667 |
|
A2 |
8,73 |
1 |
8,73 |
4,07 |
0,0834 |
|
B2 |
0,27 |
1 |
0,27 |
0,13 |
0,7320 |
|
C2 |
16,79 |
1 |
16,79 |
7,83 |
0,0266 |
|
Residual |
15,00 |
7 |
2,14 |
|
||
Lack of Fit |
10,85 |
3 |
3,62 |
3,49 |
0,1294 |
not significant |
Pure Error |
4,15 |
4 |
1,04 |
|
||
Cor Total |
104,43 |
16 |
|
Kết quả thí nghiệm cho thấy có mối liên hệ hàm bậc 2 giữa tỷ lệ Naa/Nts(%) với thời gian thủy phân (giờ), tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất (%) và tỷ lệ nước bổ sung (%) (P F lack of fit = 0,1294).
Y= 61,76 + 1,77X1 + 2,11X2 + 0,039X3 - 1,44X12 - 0,25X22 + 2X32 – 1,01X1X2 + 0,15X1X3 – 0,13X2X3
Trong đó: Y: tỷ lệ Naa/Nts(%)
X1: Thời gian thủy phân (giờ)
X2: Tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất (%)
X3: Tỷ lệ nước bổ sung (%).
Kết quả xử lý thống kê cho thấy trong khoảng nghiên cứu hai yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ Naa/Nts(%) là thời gian thủy phân (p=0,0112) và tỷ lệ hỗn hợp enzyme (p =0,0047). Thời gian thủy phân và tỷ lệ hỗn hợp enzyme càng tăng thì tỷ lệ Naa/Nts(%) càng tăng. Kết quả xử lý thống kê cũng cho thấy tỷ lệ nước bổ sung ảnh hưởng không nhiều đến quá trình thủy phân (p=0,9416), hay nói cách khác trong khoảng nghiên cứu việc bổ sung thêm nước không làm tăng tỷ lệ Naa/Nts.
Hình 2.16. Đường đồng mức và bề mặt đáp ứng (3D) của tỉ lệ Naa/Nts (%) theo thời gian thủy phân (giờ) và tỷ lệ hỗn hợp enzyme (%)
Kết quả dự đoán vùng tối ưu cho tỷ lệ Naa/Nts được thể hiện trên bảng 2.4 và hình 2.16. Kết quả chỉ ra một vùng tối ưu và tỷ lệ Naa/Nts cao nhất là 65,27%.
Bảng 2.5. Kết quả dự đoán tối ưu cho tỷ lệ Naa/Nts theo mô hình Box-Behnken
Điểm tiên đoán |
Thời gian thủy phân (giờ) |
Tỷ lệ hỗn hợp Enzyme so với cơ chất (%) |
Lượng nước bổ sung (%) |
Tỷ lệ Naa/Nts (%) dự đoán |
1 |
28,91 |
2,11 |
24,99 |
64,6271 |
2 |
29,46 |
2,47 |
24,63 |
64,8413 |
3 |
24,14 |
2,38 |
24,11 |
64,54 |
4 |
29,18 |
2,38 |
24,61 |
64,7793 |
5 |
24,02 |
2,42 |
15,76 |
64,8362 |
6 |
23,93 |
2,42 |
24,95 |
65,2485 |
7 |
24,24 |
2,44 |
15,34 |
65,2682 |
8 |
25,77 |
2,39 |
15,23 |
65,2596 |
9 |
26,61 |
2,14 |
24,83 |
64,627 |
10 |
24,97 |
2,46 |
15,53 |
65,2406 |
Hình 2.17. Đường đồng mức và bề mặt đáp ứng (3D) tiên đoán tỉ lệ Naa/Nts (%) tối ưu theo thời gian thủy phân (giờ) và tỷ lệ hỗn hợp enzyme (%)
Từ bảng 2.5 chọn được thí nghiệm 7 là thí nghiệm tối ưu cho quá trình thủy phân, tương ứng với chế độ thủy phân là: thời gian thủy phân 24,24 giờ, tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất 2,44% và lượng nước bổ sung là 15,34%. Trên cơ sở các điểm tiên đoán từ mô hình, tiến hành thí nghiệm kiểm chứng. Kết quả thí nghiệm kiểm chứng được trình bày ở bảng 2.6.
Bảng 2.6. Kết quả kiểm chứng tối ưu theo tiên đoán và thực nghiệm
Điểm tiên đoán |
Thời gian thủy phân (giờ) |
Tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất (%) |
Lượng nước bổ sung (%) |
Tỷ lệ Naa/Nts (%) |
Điểm tiên đoán |
24,24 |
2,44 |
15,34 |
65.2682 |
Thực nghiệm |
24,24 |
2,44 |
15,34 |
63,63 ± 1,53 |
Kết quả thực nghiệm kiểm chứng cho thấy có sự tương thích giữa lý thuyết và thực nghiệm. Tỷ lệ Naa/Nts đạt cao nhất 63,63 ± 1,53 (%) và NNH3 1,62 ± 0,22 (gN/l) khi thủy phân cá tạp bằng hỗn hợp enzyme alcalase-flavourzyme ở nhiệt độ 50oC, pH = 6,5 và tỷ lệ muối bổ sung 2%, thời gian thủy phân 24,24 giờ, tỷ lệ hỗn hợp enzyme là 2,44% và lượng nước bổ sung là 15,34%. Kết quả đánh giá cảm quan cho thấy dịch đạm thủy phân thu được có màu nâu đỏ, mùi đặc trưng của dịch thủy phân.
Từ kết quả nghiên cứu ở trên cho phép chọn thông số tối ưu cho quá trình thủy phân cá tạp bằng hỗn hợp enzyme alcalase - flavourzyme: thời gian thủy phân 24,24 giờ, tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất 2,44% và lượng nước bổ sung là 15,34%.
2.4. Đề xuất quy trình thủy phân cá tạp bằng hỗn hợp enzymealcalase -flavourzyme
Từ kết quả nghiên cứu ở trên cho phép đề xuất quy trình thủy phân protein cá tạp bằng hỗn hợp enzyme alcalase – flavourzyme:
Hình 2.18. Sơ đồ quy trình thủy phân cá tạp bằng hỗn hợp enzyme alcalase -flavourzyme
* Thuyết minh quy trình
+ Nguyên liệu: Nguyên liệu cá tạp được thu mua tại cảng cá.
+ Rửa: Cá thu mua về được loại bỏ tạp chất trên bề mặt cá.
+ Xay nhỏ: Cá tạp được xay nhỏ bằng máy xay.
+ Thủy phân: Nguyên liệu cho vào nồi thủy phân có cánh khuấy với tỷ lệ muối 2%, pH 6,5, Tỷ lệ enzyme alcalase/flavourzyme là 10/1, tỷ lệ hỗn hợp enzyme so với cơ chất 2,44%, nhiệt độ thủy phân là 50oC, thời gian thủy phân 24,24 giờ. Dịch đạm thủy phân thu được có màu nâu đỏ (hình 3.19), mùi đặc trưng.
Bảng 2.7. Kết quả đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng dịch đạm thủy phân từ cá tạp
|
Chỉ tiêu |
Kết quả |
|
||
|
Cảm quan |
Màu săc |
Nâu đỏ |
|
|
|
Mùi |
Đặc trưngcủa dịch đạm thủy phân từ cá |
|
||
|
Vị |
Vị đặc dịch đạm |
|
||
|
Trạng thái |
Trong, không vẩn đục |
|
||
|
Hóa học
|
Đạm tổng số (g/l) |
27,36 |
|
|
|
Đạm amin (g/l) |
17,98 |
|
||
|
Đạm amoniac (g/l) |
3,37 |
|
||
|
Naa/Nts(%) |
65,71 |
|
||
|
Độ Bx |
26±0,2 |
|
Hình 3.19. Hình ảnh về dịch đạm thủy phân từ cá tạp
Hình 3.20. Hình ảnh bột đạm thủy phân từ cá mối
Bảng 2.8. Bảng đánh giá cảm quan chất lượng bột đạm thủy phân
Màu sắc |
Mùi |
Vị |
Trạng thái |
Vàng đặc trưng |
Mùi thơm bột đạm thủy phân |
Vị ngọt của đạm acid amin và có vị hơi mặn của muối |
Bột tan tốt trong nước |
Bảng 2.9. Thành phần dinh dưỡng cơ bản của bột đạm từ cá mối
Tên chỉ tiêu |
Kết quả (%) |
NTS |
13,460 |
Protein thô (NTS x 6,25) |
84,125 |
Naa |
9,121 |
NNH3 |
0,070 |
Protein hòa tan |
13,580 |
Lipid |
0,580 |
Độ ẩm |
8,150 |
Tro toàn phần |
8,500 |
Phần bột đạm hòa tan |
93,700 |
Phần bột đạm không hòa tan |
6,300 |
2.5. Định hướng ứng dụng
- Sản xuất nước mắm.
- Bột đạm thủy phân.
- Hỗn hợp điều vị.
- Dùng sản xuất phân bón lá
KẾT LUẬN
Từ các nghiên cứu ở trên cho phép rút ra một số kết luận:
1) Điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân cá tạp bằng hỗn hợp enzyme Alcalase - 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 cơ chất 2,44% và tỷ lệ nước bổ sung là 15,34%.
2) Dịch đạm thủy phân thu được có thành phần: 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.
3) Từ dịch đạm cso thể sấy phun tạo bột đạm thủy phân với hàm lượng protein thô là trên 84%, bột đạm có mầu vàng đặc trưng.
Tài liệu tham khảo
Tiếng Việt
1. Vũ Ngọc Bội (2003), Nghiên cứu sản xuất protease từ Bacillus subtilis và sử dụng để sản xuất dịch đạm thủy phân từ cá Mối, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp Bộ Giáo dục và Đào tạo, Trường Đại học Thủy sản Nha Trang.
2. Vũ Ngọc Bội (2004). "Nghiên cứu quá trình thủy phân protein cá bằng 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.
3. Hoàng Văn Chước (1997), Kỹ Thuật Sấy, Nxb. Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Trần Thị Luyến (2006), Các phản ứng cơ bản và biến đổi của thực phẩm trong quá trình công nghệ, Nhà xuất bản Nông nghiệp TP.Hồ Chí Minh.
5. Nguyễn Trọng Cẩn, Đỗ Minh Phụng (2006). Công nghệ Chế biến thực phẩm thủy sản, Nhà xuất bản Nông nghiệp TP.Hồ Chí Minh.
6. Lê Ngọc Tú (2010). Hóa sinh công nghiệp, Nhà Xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
Tiếng Anh
7. 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.
8. F. Guerard, L. Dufosse, D. De La Broise, et al. (2001), "Enzymatic hydrolysis of proteins from yellowfin tuna (Thunnus Albacares) wastes using Alcalase",Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic(11): 1051-1059.
9. 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.
10. 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 chemistry Volume 135(Issue 4): 3020-3038.
11. Suthasinee Nilsang, Sittiwat Lertsiri, Manop Suphantharika, et al. (2004), "Optimization of enzymatic hydrolysis of fish soluble concentrate by commercial proteases",Journal of Food engineering.
12. Yaowapa Thiansilakul, Soottawat Benjakul, Fereidoon Shahidi (2007), "Compositions, functional properties and antioxidative activity of protein hydrolysates prepared from round scad (Decapterus maruadsi)", Food Chemistry 103(4): 1385-1394.
PGS.TS. Vũ Ngọc Bội, Ths Nguyễn Thị Mỹ Trang