Chiết rút chế phẩm đạm giàu carotenoid từ đầu tôm thẻ chân trắng

Chế phẩm đạm giàu carotenoid với hàm lượng đạm và carotenoid cao được chiết rút từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng quá trình xử lý kết hợp Alcalase và Flavourzyme. Đầu tôm được xử lý ở chế độ tối ưu: đầu tiên xử lý bằng Alcalase ở nồng độ là 0,2% (w/w) trong 2 giờ, tiếp theo xử lý bằng Flavourzyme ở nồng độ 0,1% trong 1 giờ. Chế phẩm đạm giàu carotenoid thu được có hàm lượng protein đạt gần 65% và carotenoid đạt trên 250 mg/kg.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chiết rút chế phẩm đạm giàu carotenoid từ đầu tôm thẻ chân trắng Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 1/2013 KEÁT QUAÛ NGHIEÂN CÖÙU ÑAØO TAÏO SAU ÑAÏI HOÏC CHIẾT RÚT CHẾ PHẨM ĐẠM GIÀU CAROTENOID TỪ ĐẦU TÔM THẺ CHÂN TRẮNG EXTRACTION OF CAROTENOPROTEIN FROM WHITE SHRIMP HEADS Phạm Thị Đan Phượng1, Trần Thị Luyến2 Ngày nhận bài: 10/7/2012; Ngày phản biện thông qua: 28/12/2012; Ngày duyệt đăng: 15/3/2013 TÓM TẮT Chế phẩm đạm giàu carotenoid với hàm lượng đạm và carotenoid cao được chiết rút từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng quá trình xử lý kết hợp Alcalase và Flavourzyme. Đầu tôm được xử lý ở chế độ tối ưu: đầu tiên xử lý bằng Alcalase ở nồng độ là 0,2% (w/w) trong 2 giờ, tiếp theo xử lý bằng Flavourzyme ở nồng độ 0,1% trong 1 giờ. Chế phẩm đạm giàu carotenoid thu được có hàm lượng protein đạt gần 65% và carotenoid đạt trên 250 mg/kg. Bên cạnh đó, chế phẩm có màu đỏ đẹp, mùi và vị đặc trưng của tôm. Hiệu suất thu hồi chế phẩm carotenoprotein cũng cao hơn khi xử lý bằng cặp enzyme so với sử dụng enzyme đơn. Từ khóa: carotenoprotein, đầu tôm thẻ chân trắng, Alcalase, Flavourzyme ABSTRACT Carotenoprotein with high protein and carotenoid content has been extracted from white shrimp heads by combination of Alcalase and Flavourzyme in extraction process. The shrimp heads were first treated with Alcalase (0.2%, w/w) for 2 h and then with Flavourzyme (0.1%, w/w) for 1 h. The obtained carotenoprotein has protein content of nearly 65% and carotenoid content of approximately 250 mg/kg. Besides, the carotenoprotein has red color and shrimp flavor. Recovery efficiency of carotenoprotein of the enzyme combination treatment was higher than that of single enzyme treatment. Keywords: carotenoprotein, white shrimp heads, Alcalase, Flavourzyme I. ĐẶT VẤN ĐỀ Tôm là một trong những mặt hàng xuất khẩu quan trọng của Việt Nam. Trong quá trình chế biến tôm, ước khoảng hơn 200.000 tấn phế liệu tôm được thải ra hàng năm (Trung & Phuong, 2012). Phế liệu tôm bao gồm 2 thành phần chính là đầu và vỏ tôm. Trong phế liệu tôm có nhiều thành phần có giá trị như chitin, protein, khoáng và carotenoid (Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2010). Đặc biệt, trong đầu tôm chứa một lượng lớn protein có thành phần acid amin rất cân bằng (Synowiecki & Al-Khateeb, 2000). Ngoài ra, đầu tôm còn chứa carotenoid (chủ yếu là astaxanthin) có hoạt tính sinh học cao, được ứng dụng vào lĩnh vực thực phẩm chức năng, mỹ phẩm và thức ăn thủy sản (Armenta & 1 2 Guerrero-Legarreta, 2009; Higuera-Ciapara và cộng sự, 2006). Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu thu hồi protein và carotenoid ở dạng hỗn hợp carotenoid-protein (carotenoprotein) từ đầu tôm để làm nguyên liệu trong chế biến thực phẩm hoặc thức ăn cho động vật thủy sản (Chakrabarti, 2002; Holanda & Netto, 2006; Klomklao và cộng sự, 2009). Tại Việt Nam, đầu tôm chỉ mới được sử dụng làm nguyên liệu để thu hồi chitin ở các cơ sở chế biến phế liệu quy mô nhỏ, thành phần protein và carotenoid chưa được thu hồi mà thải bỏ vào hệ thống nước thải, làm giảm hiệu quả sử dụng nguyên liệu và gây ô nhiễm môi trường. Việc nghiên cứu thu hồi carotenoprotein trong quá trình sản xuất chitin từ phế liệu tôm và Phạm Thị Đan Phượng: Lớp Cao học Công nghệ Sau thu hoạch 2009 - Trường Đại học Nha Trang GS.TS. Trần Thị Luyến: Trường Đại học Nha Trang TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG ❖ 125 Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn bước đầu đã được nghiên cứu bổ sung vào chế biến thức ăn cá đã được tiến hành ở quy mô nhỏ (Phượng và cộng sự, 2008; Trang Sĩ Trung và cộng sự, 2007). Bên cạnh đó, các nghiên cứu này chỉ sử dụng một loại enzyme protease mà chưa kết hợp nhiều loại protease có tính chất khác nhau (endoprotease và exoprotease) để nâng cao hiệu suất thu hồi cũng như chất lượng của sản phẩm thủy phân. Nhiều nghiên cứu cho thấy việc kết hợp endoprotease với exoprotease trong quá trình thủy phân protein sẽ góp phần nâng cao chất lượng và hiệu suất thu hồi sản phẩm thủy phân (Kamnerdpetch và cộng sự, 2007; Nchienzia và cộng sự, 2010). Trong nghiên cứu này, Alcalase và Flavourzyme được kết hợp trong quá trình thu hồi chế phẩm đạm giàu carotenoid (ĐGC) từ đầu tôm. II. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Nguyên vật liệu Đầu tôm thu nhận từ Công Ty CP Nha Trang Seafoods F17, Khánh Hòa và được bảo quản ở 40C trong quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm. Alcalase (có tính endoprotease) và Flavourzyme (có tính exoprotease chủ yếu) được mua từ công ty Novozymes (Đan Mạch). Alcalase 2,4L có hoạt tính là 2,4 AU/g và Flavourzyme có hoạt tính 500 LAPU/g. Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu là các loại hóa chất tinh khiết. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Chiết rút chế phẩm đạm giàu carotenoid từ đầu tôm Nguyên liệu đầu tôm thẻ chân trắng sau khi rửa và loại bỏ tạp chất và xay nhỏ đến kích thước từ 2 - 3mm. ĐGC được tách chiết ra khỏi đầu tôm bằng phương pháp thủy phân dùng kết hợp 2 enzyme protease: Alcalase và Flavourzyme. Trong nghiên cứu này, đầu tôm được thủy phân tuần tự với Alcalase trước và Flavourzyme sau để tăng hiệu quả thủy phân theo kết quả nghiên cứu của Je và cộng sự (2009). 2.1.1. Xác định điều kiện thủy phân thích hợp của Alcalase trong công đoạn đầu của quá trình thu nhận đạm giàu carotenoid từ đầu tôm Nguyên liệu được thủy phân bằng enzyme Alcalase với các nồng độ khác nhau từ 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4% (w/w: khối lượng enzyme trên khối lượng đầu tôm) ở nhiệt độ 550C trong bể ổn nhiệt lắc đảo, thời gian là 2 giờ, ở pH tự nhiên (pH = 6,9) để xác định tỷ lệ Alcalase/nguyên liệu thích hợp. Để xác định ảnh hưởng của thời gian thủy phân, nguyên 126 ❖ TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG Soá 1/2013 liệu được thủy phân bằng Alcalase với tỷ lệ Alcalase thích hợp đã được xác định ở thí nghiệm trên, ủ mẫu ở nhiệt độ 550C trong bể ổn nhiệt lắc đảo, thời gian thực hiện thí nghiệm là 1; 2; 3; 4; 5 giờ. Bất hoạt enzyme Alcalase ở nhiệt độ 850C trong thời gian 15 phút, sau đó làm nguội đến nhiệt độ 550C, tiếp tục thủy phân mẫu thí nghiệm bằng Flavourzyme 0,2% (w/w) trong bể ổn nhiệt ...