Thu nhận bột đạm giàu astaxanthin từ phế liệu đầu tôm sú penaeus monodon bằng protease và lipase kết hợp

Nghiên cứu này thực hiện thủy phân phế liệu đầu tôm sú lần lượt bằng protease và lipase kết hợp nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi protein và astaxanthin. Đã xác định được chế độ thủy phân thích hợp gồm 2 giai đoạn: Đầu tiên thuỷ phân bằng Alcalase ở 600C, trong 2 giờ, với nồng độ enzyme 0,5%, tiếp đó phần bã thu được sau khi thủy phân bằng Alcalase sẽ thủy phân với Lipase nồng độ 0,3%, trong 3 giờ ở 400C. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Thu nhận bột đạm giàu astaxanthin từ phế liệu đầu tôm sú penaeus monodon bằng protease và lipase kết hợp Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018 THU NHẬN BỘT ĐẠM GIÀU ASTAXANTHIN TỪ PHẾ LIỆU ĐẦU TÔM SÚ PENAEUS MONODON BẰNG PROTEASE VÀ LIPASE KẾT HỢP *Nguyễn Lệ Hà; Huỳnh Hoa Nhi; Nguyễn Đăng Khôi; Hồ Thị Kim Thu; Nguyễn Ngọc Thảo My; Nguyễn Ngọc Linh; Nguyễn Hùng Nam Trường Đại học Công nghệ TP.HCM Email: *nl.ha@hutech.edu.vn TÓM TẮT Nghiên cứu này thực hiện thủy phân phế liệu đầu tôm sú lần lượt bằng protease và lipase kết hợp nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi protein và astaxanthin. Đã xác định được chế độ thủy phân thích hợp gồm 2 giai đoạn: Đầu tiên thuỷ phân bằng Alcalase ở 600C, trong 2 giờ, với nồng độ enzyme 0,5%, tiếp đó phần bã thu được sau khi thủy phân bằng Alcalase sẽ thủy phân với Lipase nồng độ 0,3%, trong 3 giờ ở 400C. Bột đạm giàu astaxanthin thu nhận sau thuỷ phân được đông khô có các thành phần và tính chất phù hợp cho mục đích thực phẩm. Từ khóa: đầu tôm, astaxanthin, thủy phân, bột đạm thuỷ phân. ĐẶT VẤN ĐỀ Trong phế liệu đầu tôm có một lượng lớn protein, chitin đặc biệt là chất màu astaxanthin (Klomklao, 2008), hợp chất sinh học đang ngày càng thu hút sự chú ý từ các nhà sản xuất và chuyên gia sức khỏe. Tính đến hiện tại, astaxanthin thương mại chủ yếu được thu nhận từ tảo Haematococcus pluvialis và nấm men Phaffia. Đã có một số nghiên cứu thực hiện chiếc rút astaxanthin từ phế liệu đầu tôm bằng dung môi hóa học hay hữu cơ, một số khác thuỷ phân bằng protease. Tuy vậy, việc sử dụng các tác nhân hóa học hay hữu cơ đều có các một số nhược điểm nhất định, do vậy, hạn chế ứng dụng của sản phẩm thu được. Nghiên cứu này hướng đến quá trình thuỷ phân đầu tôm bằng enzyme nhằm mục đích thu nhận bột đạm giàu astaxanthin với hiệu suất thu hồi cao, phù hợp mục đích thực phẩm và góp phần bảo vệ môi trường. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Đầu tôm nuôi tại Cà Mau được thu tại bàn chế biến của nhà máy thủy sản xuất khẩu Ngọc Sinh. Đầu tôm rửa sạch và cấp đông ở -400C, sau đó bảo quản ở -180C cho đến khi tiến hành thí nghiệm. Các enzyme sử dụng trong đề tài gồm Alcalase LFG 2.4 1128 của Novozyme và Lipase L 3126 của Sigma. Hoá chất sử dụng thuộc nhóm hoá chất phân tích. 383 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018 Thu nhận bột đạm giàu astaxanthin Đầu tôm đông lạnh được làm nhỏ 2-3 mm, sau đó gia nhiệt ở 95oC trong 10 phút rồi bổ sung nước với tỉ lệ đầu tôm: nước là 1:3 (w/v). Hỗn hợp được bổ sung Alcalase với nồng độ cần thiết (0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 và 0,6%) và thực hiện thủy phân ở các nhiệt độ 45, 55, 60, 650C, khuấy trộn mỗi nửa giờ. Vào các thời điểm định trước, mẫu được lấy ra, lọc qua nhiều lớp vải thô, dịch lọc được kết tủa bằng HCl 10% đến khi đạt pH thích hợp cho kết tủa carotenoprotein, thêm dung dịch chitosan đến nồng độ 100ppm, sau đó để lắng ở 4oC trong 2 giờ. Bột nhão protein- astaxanthin thu nhận bằng cách ly tâm 40 phút ở 4.000 vòng/ph. Sau đó, bã đầu tôm sau lọc được gia nhiệt đến 85oC để bất hoạt Alcalase rồi tiếp tục thuỷ phân bằng Lipase ở các nhiệt độ 30; 35; 40; 450C, với nồng độ enzyme lipase lần lượt là 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5% và thu bột nhão tương tự trên. Cả hai bột nhão được đông khô ở -40oC để thu thành phẩm. Xác định pH thích hợp cho kết tủa bột đạm-astaxanthin từ dịch thủy phân phế liệu tôm Việc xác định pH thích hợp cho kết tủa carotenoprotein được thực hiện theo phương pháp của Klomklao (2009) và Chakrabarti (2002) có đôi chút chỉnh sửa như sau: Hỗn hợp đầu tôm chuẩn bị như trên được thủy phân bằng Alcalase với nồng độ 0,1%, thời gian thủy phân 30 phút ở nhiệt độ 45oC, dịch carotenoprotein thu nhận sau lọc được bổ sung HCl 10% đến khi đạt pH 4; 4,5; 5; 5,5; 6 rồi thêm chitosan để đạt nồng độ 100ppm, sau đó lắng ở 4oC trong 2 giờ. Quá trình ly tâm được thực hiện 40 phút,4.000 vòng/ph để thu dịch trong và bột nhão. Hàm lượng protein hòa tan của dịch trong được xác định bằng phương pháp Bradford (1976), hàm lượng astaxanthin của bột nhão được xác định bằng phương pháp Tolasa (2005). pH thích hợp để kết tủa thu bột đạm astaxanthin là giá trị pH cho độ hòa tan protein của dịch trong thấp nhất và hàm lượng astaxanthin trong bột nhão cao nhất. Phương pháp phân tích Hàm lượng astaxanthin được xác định bằng phương pháp Tolasa (2005) với chất chuẩn astaxanthin (Sigma). Hàm lượng tro xác định bằng phương pháp trọng lượng, nung ở 600oC. Xác định hàm lượng protein hòa tan bằng phương pháp Bradford. (Bradford, 1976). Xác định hàm lượng protein tổng bằng phương pháp Kjeldahl (Rao, MS và cộng sự, 2007). Xác định hoạt tính enzyme protease theo phương pháp Anson cải tiến (Anson, M.L 1938), hoạt tính Lipase theo phương pháp Titrimetric ( Sigma - Aldrich Mỹ). Xác định độ ẩm bằng phương pháp trọng lượng , sấy đến độ ẩm không đổi ở 1050C (Phạm Văn Sổ và Bùi Thị Như Thuận, 1991). Hiệu suất thu hồi của chế phẩm đươc tính theo phương pháp Dauphin (Dauphin, 1991). Phương pháp xử lý số liệu Các thí nghiệm được thực hiện song song ba lần, mỗi lần ba mẫu. Toàn bộ số liệu được phân tích ANOVA để kiểm tra sự khác biệt giữa các lần lặp lại và tính giá trị trung bình. Phân tích thống kê được thực hiện với phần mềm JMP 10 và đồ thị được vẽ trên phần mềm Excel. 384 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng và An ninh lương thực lần 2 năm 2018 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Xác định pH thích hợp cho kết tủa dịch thủy phân sau lọc nhằm thu protein và astaxanthin cao nhất Số liệu thực nghiệm cho thấy hàm lượng protein hòa tan trong dịch trong sau lọc thấp nhất, astaxanthin trong bột nhão cao nhất đều tại pH =4,5. Astaxanthin trong các loài giáp ...