Sản xuất chế phẩm dịch thủy phân từ hàu

  • Số trang: 60 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 19 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

MỤC LỤC DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ........................................................................................ 2 1.1 Tổng quan về nguyên liệu hàu ................................................................................ 2 1.1.1 Nguyên liệu hàu ................................................................................................. 2 1.1.2 Tìm hiểu đặc tính sinh học của hàu ................................................................... 3 1.1.3 Tìm hiểu tình hình nuôi hàu ở Việt Nam và thế giới ......................................... 4 a. Tìm hiểu tình hình nuôi hàu trong nƣớc ............................................................ 4 b. Tìm hiểu tình hình nuôi hàu trên thế giới .......................................................... 7 1.2 Tìm hiểu các nghiên cứu và ứng dụng về protease trong nƣớc và trên thế giới ... 9 1.2.1 Tìm hiểu các nghiên cứu về protease trong nƣớc và trên thế giới ....................... 9 1.2.2 Tìm hiểu các ứng dụng của protease ................................................................... 13 1.3 Tìm hiểu về các chế phẩm dịch thủy phân từ thịt hàu và các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân ............................................................................................... 16 1.3.1 Giới thiệu về chế phẩm dịch thủy phân ............................................................. 16 1.3.2 Tìm hiểu bản chất cơ chế của quá trình thủy phân ............................................ 16 1.3.3 Tìm hiểu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân .................................. 16 CHƢƠNG 2: TÌM HIỂU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CÁC CHẾ PHẨM TỪ THỊT HÀU .............................................................................................................................. 22 2.1 Tìm hiểu thành phần khối lƣợng của nguyên liệu hàu ........................................... 22 2.2 Tìm hiểu thành phần hóa học của nguyên liệu hàu ................................................ 23 2.3 Tìm hiểu các chất phòng thối cho quá trình thủy phân thịt hàu ............................. 30 2.4 Tìm hiểu quá trình thủy phân thịt hàu bằng enzyme FD ........................................ 32 2.4.1 Tìm hiểu nguồn thu nhận enzyme Allzyme FD................................................... 32 2.4.2 Tìm hiểu ảnh hƣởng của pH đến hoạt độ enzyme Allzyme FD .......................... 33 2.4.3 Tìm hiểu ảnh hƣởng của tỉ lệ enzyme tới quá trình thủy phân ............................ 34 2.4.4 Tìm hiểu ảnh hƣởng của pH đến quá trình thủy phân ......................................... 35 2.4.5 Tìm hiểu ảnh hƣởng của thời gian đến quá trình thủy phân ................................ 36 2.5 Tìm hiểu chế độ cô đặc thích hợp cho dịch thuy phân từ thịt hàu .......................... 37 2.6 Tìm hiểu chế độ thanh trùng thích hợp cho dịch thuy phân từ thịt hàu .................. 39 2.7 Tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất dịch thủy phân từ thịt hàu ........................ 41 CHƢƠNG 3: TÌM HIỂU ỨNG DỤNG CỦA CÁC CHẾ PHẨM THU ĐƢỢC TỪ THỊT HÀU TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM .............................................................. 44 3.1 Tìm hiểu ứng dụng của các chế phẩm từ thịt hàu trong nƣớc ................................ 45 3.2 Tìm hiểu ứng dụng của các chế phẩm từ thịt hàu trên thế giới .............................. 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt Diễn giải CPT Chế phẩm thô CPE Chế phẩm enzyme DC Dịch chiết ES Phức hợp enzyme-cơ chất E/S Tỷ lệ enzyme/cơ chất NTS Nitơ tổng số NNH3 Nitơ đạm thối Naa Đạm acid amin DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1 Nội dung Diện tích và sản lƣợng hàu thƣơng phẩm nuôi ở đầm Lăng Cô 2 Sản lƣợng hàu Cgigas ở Trung Quốc 7 3 Sản lƣợng hàu Cgigas ở Nhật Bản 8 4 Sản lƣợng hàu Cgigas ở Hàn Quốc 8 5 Sản lƣợng hàu Cgigas ở Pháp 9 Trang 4 8 Thành phần hóa học của hàu khu vực Khánh Hòa theo kích cỡ nguyên liệu Hàm lƣợng các acid béo (% tổng các acid béo) theo kích thƣớc của hàu (chiều dài vỏ) Thành phần sinh hóa của nhuyễn thể 2 vỏ và thủy sản khác 9 Hàm lƣợng vitamin trong một số nhuyễn thể 2 vỏ và thủy sản khác 25 10 Hàm lƣợng khoáng trong một số nhuyễn thể 2 vỏ và thủy sản khác 26 11 26 12 Hàm lƣợng Testosteron và Carotenoid tổng số trong thịt một số loài động vật thân mềm Thành phần hóa học của thịt hàu 13 Hàm lƣợng các acid amin trong thịt hàu 29 6 7 14 15 16 Ảnh hƣởng của thời gian đến sự thay đổi trạng thái cảm quan của các mẫu thủy phân thịt hàu Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đến trạng thái cảm quan trong quá trình cô đặc Kết quả kiểm tra vi sinh vật chế độ thanh trùng 23 24 25 28 36 37 39 DANH MỤC CÁC HÌNH Bảng Nội dung Trang 1 Ảnh hƣởng của pH đến hoạt độ enzyme Allzyme FD 33 2 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến sự biến đổi hàm lƣợng ẩm theo thời gian của các mẫu cô đặc dịch thủy phân thịt hàu 38 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây với sự phát triển mạnh của ngành chế biến thuỷ sản thì việc khai thác và sử dụng nguồn lợi sinh vật biển đang đƣợc xem là một hƣớng chiến lƣợc quan trọng để phát triển nền kinh tế biển. Ngoài các đối tƣợng truyền thống nhƣ cá, tôm đã đƣợc quan tâm từ trƣớc đến nay thì việc nghiên cứu và sử dụng các sản phẩm từ động vật thân mềm cũng đang đƣợc các nhà khoa học chú ý đến. Bên cạnh các đối tƣợng thuỷ sản có giá trị xuất khẩu, hàu đƣợc đánh giá là loài hải sản có giá trị xuất khẩu cao, nhiều ngƣời ƣa chuộng vì thịt hàu ngon, thơm, bổ dƣỡng và có giá trị dinh dƣỡng cao. Đặc biệt, hàu đƣợc coi là thực phẩm thuốc có khả năng phòng và chữa trị một số bệnh. Hiện nay, hàu trở thành đối tƣợng hấp dẫn của ngành nuôi trồng và chế biến thuỷ sản ở nƣớc ta. Chính ví vậy, tôi đã chọn đề tài “Tìm hiểu công nghệ sản xuất của một số chế phẩm từ thịt hàu và ứng dụng của chúng trong công nghệ thực phẩm”. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 1 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU HÀU 1.1.1 Nguyên liệu hàu: Hàu nguyên liệu đƣợc chọn thuỷ phân là hàu Crassostrea lugubris đƣợc ngƣời dân ven biển gọi là hàu sữa. Đây là loài hàu đại diện cho khu vực miền Trung phân bố dọc từ Thừa Thiên Huế - Đà Nẵng – Bình Định – Phú Yên – Khánh Hoà. Hàu sữa Crassostrea lugubris hệ thống phân loại thuộc: Ngành: Mollusca Lớp: Bivalvia Bộ: Ostreoide Họ: Ostreidae Giống: Crassostrea Loài: Crassostrea lugubris Tên tiếng việt: Miền bắc gọi là hầu Miền Nam gọi là hàu, hào. Tên tiếng anh: Oyster Ở khu vực miền Trung, hàu Crassostrea lugubris có sản lƣợng nuôi chiếm ƣu thế và có giá trị dinh dƣỡng cao. Trƣớc đây, hàu Crassostrea lugubris cũng đƣợc nuôi nhiều ở đầm Nha Phu – Khánh Hòa nhƣng trong những năm gần đây sản lƣợng nuôi ngày càng giảm. Tại thời điểm từ tháng 5–12/2007, nguyên liệu hàu Crassostrea lugubris tại Nha Trang rất khan hiếm. Vì vậy trong quá trình làm luận văn, nguyên liệu hàu đƣợc chọn là hàu Crassostrea lugubris, thu mua từ đầm Ô Loan – Phú Yên. Đây là nơi có phong trào nuôi hàu và cho sản lƣợng lớn. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 2 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1.2 Tìm hiểu đặc tính sinh học của hàu. Hàu là loài động vật thân mềm 2 mảnh vỏ, có kích thƣớc lớn, vỏ dày, chắc chắn. Mảnh vỏ trái lớn và dính liền với vật bám, hõm sâu vào và chứa toàn bộ phần thân mềm, mảnh vỏ phải nhỏ, phẳng nhƣ nắp đậy. Hàu phân bố rộng trên toàn thế giới nhƣng đa số tập trung ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới. Mặc dù hàu có khả năng thích nghi tốt với điều kiện nuôi nhƣng nghề nuôi hàu chỉ phát triển ở một vài quốc gia vùng nhiệt đới. Sản lƣợng hàu thu đƣợc chủ yếu khai thác từ tự nhiên. Các loại hàu hiện nay đang đƣợc nuôi và khai thác gồm 3 nhóm chính: Ostrea, Crassostrea, Saccotrea, trong đó sản lƣợng hàu chủ yếu thu từ nhóm Crassostrea [37], [43] Tốc độ sinh trƣởng của hàu phụ thuộc rất lớn vào yếu tố nhiệt độ. Ở vùng nhiệt đới nhiệt độ ấm áp nên tốc độ sinh trƣởng của hàu nhanh và diễn ra quanh năm (ví dụ hàu Crassostrea paraibanensis có thể đạt chiều cao 15cm trong một năm) . Ở vùng ôn đới quá trình sinh trƣởng chỉ diễn ra vào mùa xuân – hè, mùa thu – đông hàu gần nhƣ không sinh trƣởng. Ngoài yếu tố nhiệt độ thì sự sinh trƣởng của hàu còn phụ thuộc vào mật độ, vào loài và vùng phân bố do điều kiện môi trƣờng nƣớc của từng vùng khác nhau và do đặc tính riêng của mỗi loài [37]. Mùa vụ sinh sản của hàu xảy ra quanh năm nhƣng tập trung chủ yếu vào tháng 4-6. Tác nhân chính kích thích đến quá trình sinh sản của hàu là nhiệt độ, nồng độ muối và thức ăn có trong môi trƣờng [37]. Thức ăn chính của hàu gồm vi khuẩn, vi sinh vật nhỏ, tảo hoặc trùng roi có kích thƣớc nhỏ. Phƣơng thức bắt mồi của chúng là thụ động theo hình thức lọc. Cũng nhƣ các loài khác, hàu bắt mồi trong quá trình hô hấp nhờ vào cấu tạo đặc biệt của mang [37] Hàu có khả năng tự bảo vệ nhờ vào vỏ, khi gặp kẻ thù chúng khép vỏ lại. Kẻ thù chính của hàu là một số loài sao biển và thân mềm chân bụng. Đặc biệt chúng còn có khả năng chống lại các dị vật (cát, sỏi…), khi dị vật rơi vào cơ thể màng áo sẽ tiết ra chất xà cừ bao quanh lấy dị vật [37],[43]. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 3 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.1.3 Tìm hiểu tình hình nuôi hàu ở Việt Nam và trên thế giới theo Nguyễn Chính (1996), Lê Lan Hương (2006), Lê Hoài Hương (2006), Võ Hải Thi (2006), Hà Lê Thị Lộc (2001), Nguyễn Thị Kim Bích (2001). a. Tình hình nuôi hàu ở Việt Nam. Vào thời kỳ hƣng thịnh sản lƣợng sò, nghêu, hàu… của Việt Nam ƣớc tính khoảng 150-200 nghìn tấn/ năm. Nghề nuôi hàu đã phát triển mạnh ở cả 3 vùng đất nƣớc. - Miền Bắc, nghề nuôi hàu bắt đầu từ những năm 1960 và đƣợc nuôi tại Yên Hƣng- Quảng Ninh, khu vực này có 5-6 loài hàu có thể phát triển nuôi nhƣ hàu sú, hàu cồn, hàu trắng…Đến năm 1962 tổng diện tích bãi nuôi lên 300 bãi, tổng sản lƣợng nuôi hàu hàng năm đạt khoảng 300 tấn hàu thƣơng phẩm. - Miền Trung, điều kiện sinh thái rất phù hợp cho hàu sinh trƣởng và phát triển. Riêng đầm Lăng Cô- Thừa Thiên Huế đã phát triển rầm rộ từ năm 1997 đến nay. Diện tích nuôi và sản lƣợng hàu đƣợc thể hiện qua bảng sau: Bảng 1: Diện tích và sản lƣợng hàu thƣơng phẩm nuôi ở đầm Lăng Cô Chỉ tiêu Diện tích (m2) Sản lƣợng (kg) Năm 1997 100 160 Năm 1998 1.350 2.400 Năm 1999 7.000 98.000 Năm 2000 20.513 32.490 Năm 2001 129.749 171.285 Nguồn: Hà Lê Thị Lộc, Nguyễn Thị Kim Bích (2001) - Tại Bình Định đầu tháng 4-2006, Ban quản lý khu sinh thái Cồn Chim- Đầm Thị Nại tập huấn kỹ thuật, hỗ trợ con giống cho 9 hộ dân ở khu vực này nuôi khảo nghiệm 0,7 ha hàu thƣơng phẩm. Trong quá trình nuôi cho thấy, môi trƣờng nƣớc ở khu vực này phù hợp với điều kiện sinh trƣởng và phát triển của hàu. Hiện nay, ngƣời dân đã thu hoạch xong diện tích hàu nuôi khảo nghiệm với sản lƣợng gần 14 triệu tấn, giá hơn 5000đồng/kg. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 4 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Phú Yên cũng là tỉnh có tiềm năng nuôi hàu lớn đặc biệt là hàu Crassostrea lugubris. Việc nuôi hàu không chỉ thực hiện ở những vùng có sự phân bố tự nhiên mà còn có khả năng mở rộng ra nhiều địa phƣơng có biển bằng việc di dời giống. Ở những đầm chƣa phát triển nguồn lợi hàu, nếu di giống và phát triển nuôi cọc, nuôi khay, nuôi giàn sau một thời gian sẽ hình thành bãi hàu tự nhiên. Chính bãi giống này là nơi ẩn nấp an toàn, thu hút đƣợc các đàn tôm, cá mẹ về sinh sản tạo thêm nguồn lợi cho các đầm, vịnh. Hiện nay, bà con Phú Yên đang phát triển nuôi hàu mạnh ở các đầm Ô Loan, Cù Mông…[42]. - Nha Trang cũng đƣợc coi là địa điểm có nghề nuôi hàu phát triển. Với đề tài cấp Viện khoa học-công nghệ Việt Nam về “Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ phát triển nguồn lợi hàu phục vụ cho việc phát triển đa dạng sinh học, cho môi trƣờng và tạo nguồn hàng xuất khẩu ổn định” là đề tài cấp Viện Khoa học - Công nghệ Việt Nam, đƣợc thực hiện trong 2 năm (2003 - 2005) do Phó Giáo sƣ, Tiến sĩ Khoa học Nguyễn Tác An, Viện trƣởng Viện Hải dƣơng học Nha Trang làm chủ nhiệm với sự cộng tác của 25 cán bộ khoa học của Viện Hải dƣơng học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học thể dục thể thao, Bệnh viện Y học cổ truyền Trung ƣơng và một số ngƣời dân của thôn Ngọc Diêm, xã Ninh Ích, huyện Ninh Hòa, tỉnh Khánh Hòa. Nhóm nghiên cứu đã nuôi hàu thực nghiệm tại đầm Nha Phu. Công trình tập trung nghiên cứu quy trình công nghệ phát triển loài hàu Crassostrea lugubris (dân gian vẫn gọi là hàu sữa). Kỹ sƣ Cao Văn Nguyện, cán bộ Trạm thực nghiệm của Viện Hải dƣơng học, thƣ ký đề tài cho biết: “Đây là loài hàu đại diện cho khu vực miền Trung, phân bố dọc Thừa Thiên Huế - Đà Nẵng - Bình Định - Phú Yên - Khánh Hòa. Hàu Crassostrea lugubris thƣơng phẩm nuôi từ 8 tháng đến 1 năm có kích thƣớc vỏ hàu khoảng 8 - 10cm, nặng từ 50 - 56g/con”. Các nhà khoa học cũng đã xây dựng thành công quy trình chế biến bột hàu Crassostrea lugubris ở quy mô phòng thí nghiệm bằng kỹ thuật enzyme thủy phân. Theo quy trình thủy phân này, cứ 8kg thịt hàu tƣơi đông lạnh, thu đƣợc 0,55kg chế phẩm bột hàu thủy phân. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chi phí đầu tƣ nuôi hàu không cao do giống có thể lấy hoàn toàn trong tự nhiên, thức ăn sẵn có trong tự nhiên, kỹ thuật nuôi cũng khá đơn giản. Bằng nhiều phƣơng pháp, các nhà khoa học thực hiện đề tài đã khẳng định: Thịt hàu nuôi ở đầm Nha Phu có đầy đủ các acid amin không thay thế, trong đó 5 loại cần cho các chức năng tiêu hóa, thần kinh, nội tiết, tạo mô xƣơng, phối hợp vận động… có hàm lƣợng tƣơng đƣơng hoặc cao hơn thịt bào ngƣ, có 2 loại enzyme sinh tổng hợp các protein có hoạt tính sinh dƣợc học là Cyclosporin synthethase và HC-toxins ythethase có tác dụng kháng nấm. Riêng Cyclosporin còn có tác dụng kháng miễn dịch mạnh, cần thiết cho việc ghép tạng và có tác dụng hữu hiệu trong ngăn chặn các tổn thƣơng não, chống viêm khớp cấp tính, giảm đau… (theo Cao Văn Nguyện (2001), Nguyễn Tác An(2005), Lâm Ngọc Trâm và cộng sự (1996), [40]. - Khu vực miềm Nam nuôi hàu mạnh nhất ở 2 địa điểm là Bà Rịa- Vũng Tàu và Cần Giờ- TP Hồ Chí Minh. Vùng nƣớc Long Sơn (Vũng Tàu) đƣợc mệnh danh là mỏ hàu. Đây là vùng nƣớc có điều kiện tự nhiên thuận lợi phù hợp cho việc vỗ béo hàu Crassostrea lugubris lý tƣởng sau thu hoạch. Theo ƣớc tính chỉ riêng vùng nƣớc Long Sơn số công ty và hộ gia đình nuôi hàu đã lên đến hàng trăm. Năm 2003-2004 TS.Lê Minh Viễn - GĐ công ty nuôi trồng thuỷ sản và thƣơng mại Viễn Thành đã nghiên cứu thành công đề tài “Sản xuất hàu giống bám đơn bằng sinh sản nhân tạo và nuôi hàu thƣơng phẩm”. Phƣơng pháp này cho ra những con hàu có thân hình gọn, đẹp, sâu lòng, đồng kích cỡ, vỏ mọng, tỷ lệ thịt/ vỏ cao (25%) và mức hao hụt khi khai thác hàu thƣơng phẩm thấp (3-5%). Hiện nay, công ty TNHH nuôi trồng thuỷ sản và thƣơng mại Viễn Thành đang xây dựng một trung tâm sản xuất giống theo công nghệ sinh sản nhân tạo với đầy đủ trang thiết bị trên một khuôn viên rộng 2,3 ha tại vùng nƣớc Long Sơn. Hy vọng trong tƣơng lai đây sẽ là địa điểm tin cậy để cung cấp giống hàu nuôi chất lƣợng cao phục vụ cho phía Nam theo Nguyễn Tuấn Anh (2004),[37]. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 6 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Nhƣ vậy, chỉ có thể kết hợp chặt chẽ giữa bảo vệ và phát triển nguồn lợi tự nhiên, phát triển khai thác và nuôi nhân tạo các loài nhuyễn thể 2 mảnh chung và con hàu nói riêng thì chúng ta mới có đƣợc nguồn sản phẩm lớn, tập trung và ổn định phục vụ cho nhu cầu trong nƣớc và xuất khẩu đang ngày một gia tăng. b. Tìm hiểu tình hình nuôi hàu trên thế giới. Trên thế giới, do hàu có giá trị kinh tế cao nên nhiều nƣớc nhƣ Trung Quốc, Nhật bản, Hàn Quốc, Canada, Mỹ… đã tiến hành nuôi và đạt sản lƣợng lớn. - Trung Quốc: là nƣớc có nghề nuôi hàu đã đƣợc phát triển hơn 2000 năm trƣớc đây và sản phẩm hàu luôn là hải sản truyền thống trong khẩu phần ăn của ngƣời dân Trung Quốc. Đối tƣợng nuôi chủ yếu khoảng 17 loài trong đó hàu C.plicatula là đối tƣợng nuôi đầu tiên, tiếp theo là hàu C.rivularis, C.gigas (nhập từ Nhật Bản). Sản lƣợng nuôi hàu luôn đúng đầu thế giới. Sau 10 năm nghề nuôi hàu ở Trung Quốc phát triển nhƣ vũ bão và đạt tới sản lƣợng vƣợt qua mọi dự báo [38]. Bảng 2: Sản lƣợng hàu C.gigas ở Trung Quốc Năm Sản lƣợng hàu lớn T.B.D (1000 T) 1985 42 1990 503 1995 2.280 1996 2.285 1997 2.318 1998 2.833 1999 3.200 Nguồn: Trƣơng Vân Phi (1962) Hiện nay hàu là thực phẩm quan trọng của ngƣời Trung Quốc và rất đƣợc ƣa chuộng trên thị trƣờng. Giá hàu nuôi Trung Quốc khá rẻ, trung bình chỉ có 0,9 USD/kg (cả vỏ). SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 7 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Nhật Bản : Nhật Bản không chỉ là quê hƣơng của nghề nuôi hàu mà ngƣời Nhật còn cống hiến cho nhân loại nhiều thành tựu và kinh nghiệm quý báu trong lĩnh vực này. Ngƣời Nhật đã hoàn thiện công nghệ sinh sản nhân tạo từ rất sớm và đƣa vào thực hành thành công kỹ thuật nuôi treo hiện nay đƣợc phổ biến khắp thế giới. Điều đáng buồn là do nhiều nguyên nhân khác nhau, nghề nuôi hàu của Nhật Bản vốn rất tiến bộ và hiện đại lại cứ sa sút dần theo năm tháng [39]. Bảng 3: Sản lƣợng hàu C.gigas ở Nhật Bản Năm 1985 1990 Sản lƣợng hàu (1000T) 260 250 1995 227 1996 222 1997 218 1998 1999 205 180 Nguồn: Tế Diệu Quốc (1962) - Hàn Quốc: Trƣớc đây Hàn Quốc là nƣớc nuôi hàu lớn thứ nhì thế giới, nhƣng hiện nay chỉ đứng thứ ba do sản lƣợng đang bị giảm sút [39] Bảng 4: Sản lƣợng hàu C.gigas ở Hàn Quốc Năm 1985 1990 Sản lƣợng hàu lớn T.B.D (1000 T) 230 219 1995 191 1997 200 1998 175 1999 170 Nguồn:Lâm Truyền Kỳ (1962) - Pháp : Pháp là quốc gia châu Âu, nhƣng từ sớm đã nhập nội hàu lớn Thái Bình Dƣơng và nuôi rất thành công. Hiện nay họ đứng hàng thứ tƣ thế giới về sản lƣợng hàu nuôi [39]. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 8 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 5: Sản lƣợng hàu C.gigas ở Pháp Năm 1990 Sản lƣợng hàu (1000T) 142 1995 1997 144 147 1998 143 1999 145 Nguồn: Trƣơng Sĩ Kỳ (2001) Các nước khác : Sau Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc và Pháp, các nƣớc nuôi hàu đó là: Mỹ (sản lƣợng 84000/1999), Đài Loan (sản lƣợng 20000/1999), Tây Ban Nha (sản lƣợng 15000/1999) và Niu Dilan (sản lƣợng 13000/1999). 1.2; TÌM HIỂU CÁC NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VỀ PROTEASE TRONG NƢỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI Nguyễn Ngọc Bội (2004), Đặng Văn Hợp (2000), Đỗ Văn Ninh (2004), Đỗ Minh Phụng (1997), Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004) 1.2.1 Tìm hiểu các nghiên cứu về protease trong nƣớc và trên thế giới Protease là nhóm enzyme xúc tác thuỷ phân liên kết peptid (-CO-NH-) trong phân tử protein, polypeptid và các cơ chất tƣơng tự theo cơ chế sau: H2N-CH-CO-NH-CH-CO-…-NH-CH-COOH + (n+1) H2O protease R1 R2 Rn H2N-CH-COOH + H2N-CH-COOH + … + H2N-CH-COOH R1 R2 Rn SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 9 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong các protease thì nhóm protease tiêu hoá đƣợc nghiên cứu sớm và nhiều hơn cả. Nhƣng ngay thế kỷ 18, nhà tự nhiên học Reomur đã phát hiện ra trong dạ dày của chim có tác nhân xúc tác cho quá trình thuỷ phân protein. Sau đó, vào năm 1836, Schwann đã quan sát đƣợc hoạt động thuỷ phân protein của tác nhân có trong dịch vị và 30 năm sau ngƣời ta tách đƣợc enzyme thuỷ phân mà ngày nay gọi là pepsin theo Nguyễn Ngọc Bội (2004), Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004). Năm 1962, Danivevski đã tách đƣợc tripsin, amylase tuỵ tạng bằng phƣơng pháp hấp phụ. Nghiên cứu này có ý nghĩa lớn trong tách chiết, nghiên cứu các tính chất của enzyme cũng nhƣ protein. Sau đó, hàng loạt enzyme protease đã đƣợc nghiên cứu, tách dƣới dạng chế phẩm nhƣ: papain đƣợc Wurtz tách ra năm 1879, bromelain đƣợc Crassman, Ambros tách ra năm 1920… theo Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004). Năm 1970, Kerry T. Yasunobu và James Mc Conn đã nghiên cứu tách chiết protease trung tính từ môi trƣờng nuôi cấy B.subtilis theo phƣơng pháp nuôi bán rắn và nhận thấy protease này là một protease kim loại có ion Ca2+ trong trung tâm hoạt động, có pHopt = 6,5-7,5, t0opt =570C. Protease này bị ức chế bởi Cu2+, Ni2+, Hg2+,Pb2+, Cd2+ , Fe2+ và khi có mặt ion Ca2+ enzyme này có thể bền trong khoảng pH = 5.5-10 theo Nguyễn Ngọc Bội (2004), Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004). Dong Ho Ahn, Hoon Kim và Pack My (1993) đã nghiên cứu về protease trung tính ở A.oryzae và nhận thấy rằng đó là một protease kiềm, trong cấu trúc có 3 cầu disulfid nội phân tử. Enzyme này không bền sau 10 phút xử lý ở 750C, nhƣng độ bền của enzyme lại đƣợc phục hồi ở trên 750C cho đến 1000C. Đặc tính bền nhiệt này của enzyme là do các liên kết disulfid trong enzyme quyết định. Để tăng độ bền nhiệt của protease kiềm từ A.oryzae các nhà khoa học Nhật Bản đã tiến hành gây đột biến ở chủng nấm mốc này để tạo ra một liên kết disulfid trong phân tử protease. Kết quả là protease ban đầu của nấm mốc A.oryzae có nhiệt độ tối thích ở 510C nhƣng sau khi gây đột biến ở đoạn Cys 169 và Cys 200 thì enzyme này có nhiệt độ tối thích ở 560C theo Đặng Văn Hợp (2000). SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Những kết quả đạt đƣợc trong lĩnh vực nghiên cứu về protease vi sinh vật và nấm mốc đã góp phần mở rộng quy mô sản xuất và ứng dụng của các nhóm enzyme này trong các lĩnh vực đời sống. Hiện nay, số lƣợng các enzyme đƣợc sản xuất hàng năm trên thế giới ở các nƣớc phát triển chủ yếu là Châu Âu, Mỹ và Nhật Bản vào khoảng 300.000 tấn với doanh thu từ sản xuất enzyme ƣớc tính khoảng 500 triệu USD theo Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Lâm Dũng (1993). Hàng năm trên thế giới có khoảng 600 tấn protease tinh khiết đƣợc sản xuất từ vi sinh vật, trong đó khoảng 500 tấn từ vi khuẩn và 100 tấn từ nấm mốc. Những nƣớc có công nghệ sản xuất và ứng dụng protease tiên tiến trên thế giới là: Đan Mạch, Mỹ, Anh, Pháp, Hà Lan, Trung Quốc, Đức, Áo…Các nƣớc này đã đầu tƣ thích đáng cho công tác nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng protease từ vi sinh vật. Vi sinh vật chính là đối tƣợng có thể sản xuất enzyme nói chung và protease nói riêng với số lƣợng nhiều và giá thành rẻ. Chính vì thế nhịp độ sản xuất enzyme ở quy mô công nghiệp tại các nƣớc phát triển hàng năm tăng vào khoảng 515%. Ở Việt Nam, có nhiều công trình công bố về việc nghiên cứu sử dụng protease, các công trình công bố tập trung trong các lĩnh vực tách chiết, tinh chế, nghiên cứu một số đặc tính nghiên cứu của enzyme…Một số công trình nghiên cứu về protease ở Việt Nam nhƣ sau: - Nguyễn Lâm Dũng, Đào Trọng Hùng và Ngô Khắc Truy (1964) đã nghiên cứu sử dụng protease A.oryzae cho thấy có thể sử dụng enzyme này để rút ngắn thời (1967) còn tiến hành trộn trực tiếp một số chủng nấm mốc Aspergillus có khả năng sản xuất protease với cá và giữ ở 550C trong khoảng 1-3 ngày, kết quả nghiên cứu cho thấy cá bị thuỷ phân nhanh hơn [3]. - Phạm Thị Trân Châu và các cộng sự (1987) đã nghiên cứu một số tính chất của bromelain tách từ chồi dứa cho thấy trong chồi dứa có 2 protease và bromelain chồi dứa có hoạt tính cực đại ở pH = 6,5; t0opt = 600C. Tới năm 1997, Lê Thị Thanh Mai tiếp tục nghiên cứu các phƣơng pháp tinh sạch và ứng dụng bromelain đã cho thấy có thể thu nhận bromelain theo phƣơng pháp kết tủa bằng aceton hay cô đặc theo phƣơng pháp siêu lọc rồi kết tủa bằng aceton cũng nhƣ có thể tinh sạch bromelain bằng phƣơng pháp lọc gelsephadex G-75 với hiệu suất cao [3]. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 11 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Ngô Thị Mại, Nguyễn Thị Dự và cộng sự (1991) đã dùng B.subtilis bổ sung vào thuỷ phân cá. Kết quả cho thấy khi bổ sung 0,3% chế phẩm B.subtilis vào chƣợp, trong điều kiện nhiệt độ 500C thì thời gian chế biến nƣớc mắm rút ngắn còn 10 ngày và 30-35 ngày trong điều kiện tự nhiên mùa hè [3]. - Nguyễn Trọng Cẩn và cộng sự (1993) đã nghiên cứu và cho thấy có thể dùng môi trƣờng nuôi cấy chứa protease của nấm mốc A.oryzae 29A để rút ngắn thời gian chế biến nƣớc mắm. Tuy nhiên nƣớc mắm sản xuất theo phƣơng pháp này chƣa có mùi vị đặc trƣng và khâu lọc rút nƣớc mắm còn gặp khó khăn do hỗn hợp chƣợp đặc nhuyễn [10]. - Tác giả Đặng Văn Hợp (2000) công bố nghiên cứu về protease của A. oryzae A4 cho thấy có thể thu nhận protease từ môi trƣờng nuôi cấy A. oryzae A4 theo phƣơng pháp bề mặt và thu nhận chế phẩm protease kỹ thuật từ canh trƣờng nuôi theo cách chiết rút bằng nƣớc cất rồi kết tủa bằng ammo niumsul phate. Enzyme thu đƣợc hoạt động tốt nhất ở 500C, pH 6,5 và có thể ứng dụng để rút ngắn thời gian chế biến nƣớc mắm. [10] - Vũ ngọc Bội (2004) công bố các nghiên cứu về protease B.subtilis S5 cho thấy có thể dùng nƣớc cất để thu nhận protease với hoạt tính cao từ canh trƣờng nuôi B.subtilis S5 theo phƣơng pháp nuôi cấy bán rắn và thu nhận chế phẩm protease kỹ thuật bằng cách dùng ethanol để gây kết tủa. Protease thu đƣợc có nhiệt độ thích hợp là 550C và pH thích hợp là 6,0. Protease này có thể sử dụng rất tốt trong thuỷ phân cơ thịt cá tạp để sản xuất bột đạm thuỷ phân và thuỷ phân cá cơm trong sản xuất nƣớc mắm ngắn ngày [3], [21]. - Đỗ Văn Ninh (2004) công bố các nghiên cứu về protease thu nhận từ nội tạng cá và gan mực cho thấy chế phẩm protease thu đƣợc từ nội tạng cá và gan mực là một hỗn hợp gồm nhiều protese có nhiệt độ thích hợp từ 50-550C và hoàn toàn có thể sử dụng protease này trong thuỷ phân cơ thịt cá để sản xuất dịch đạm thuỷ phân ứng dụng trong sản xuất pasta cá cũng nhƣ bột dinh dƣỡng [18]. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 12 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Các công trình nghiên cứu trên đã góp phần thúc đẩy lĩnh vực nghiên cứu về protease ở nƣớc ta phát triển. Tuy nhiên, các nghiên cứu ứng dụng protease ở nƣớc ta còn nhiều hạn chế nhƣ các chế phẩm enzyme đƣợc sản xuất với giá thành còn cao…Vì vậy, cần tiếp tục nghiên cứu hạ giá thành chế phẩm enzyme và đƣa ra một phƣơng pháp ứng dụng phù hợp với điều kiện sản xuất thực tế tại Việt Nam. Đặc biệt là cần tăng cƣờng nghiên cứu về protease từ vi sinh vật - một lĩnh vực cho phép hạ giá thành chế phẩm enzyme. 1.2.2 Tìm hiểu ứng dụng của protease  Protease là loại enzyme đƣợc ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực: công nghệ thực phẩm, chế biến thuỷ sản, y học…Hơn nữa, khi thuỷ phân bằng protease thì có những ƣu điểm sau: - Tính đ ặc hiệu cao - Điều kiện nhẹ nhàng (nhiệt độ thƣờng) - An toàn đối với ngƣời sử dụng. Tuy nhiên, khi dùng protease để thuỷ phân thì mỗi enzyme yêu cầu có những điều kiện hoạt động riêng. Hoạt lực của enzyme đƣợc xác định giá trị hoạt động của nó.  Những ứng dụng của protease: + Trong chế biến thuỷ sản: Từ lâu ngƣời ta đã nghiên cứu và biết đƣợc tác dụng của protease tiêu hoá và enzyme khác có sẵn trong nguyên liệu có tác động đến quá trình thuỷ phân cá trong công nghệ sản xuất nƣớc mắm. Để tăng quá trình thuỷ phân rút ngắn thời gian chế biến nƣớc mắm ngƣời ta đã tiến hành tạo nhiệt độ thích hợp cho protease hoạt động, làm giảm độ mặn ban đầu của khối cá cũng nhƣ làm tăng diện tích tiếp xúc giữa protease với cá bằng cách xay nhỏ cá. Hơn nữa, ngƣời ta còn nghiên cứu bổ sung thêm protease từ ngoài vào để làm tăng tốc độ, hiệu quả thuỷ phân protease cá. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 13 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Còn trong sản xuất bột cá nếu sử dụng protease sẽ dễ dàng tách da thịt ra khỏi xƣơng, bột cá mịn hơn, hiệu quả kinh tế cao hơn theo Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến (1990).[6], [21]. + Trong công nghệ thực phẩm: Đây là lĩnh vực mà enzyme đƣợc sử dụng rộng r ãi nhất. Trong chế biến thịt, đậu: Ngƣời ta thƣờng sử dụng protease thuỷ phân nhẹ nhàng nguyên liệu để làm mềm, tăng nhanh quá trình “chín” của thịt, đậu hoặc thuỷ phân sâu sắc tạo thành các dạng dịch thuỷ phân hoặc bột đạm thuỷ phân trƣớc khi chế biến các sản phẩm nhằm tạo cho thịt, đậu có màu, mùi vị mới dễ tiêu hoá. Dịch hoặc bột thịt, đậu thuỷ phân là loại bột dinh dƣỡng cao cấp, dễ hấp thụ, không có phần ức chế enzyme, có thể phối chế theo các công thức khác nhau để chế biến thức ăn cho trẻ em, ngƣời già, ngƣời bị bệnh. Mặt khác, quá trình này cũng tiết kiệm đƣợc năng lƣợng trong chế biến một cách đáng kể Đỗ Văn Ninh (2004).[18] - Trong chế biến phomat: Ngƣời ta sử dụng các protease khác nhau để làm đông tụ sữa, thu casein và thúc đẩy quá trình chín của phomat. Nhờ protease mà hƣơng vị chất lƣợng phomat tăng lên, thời gian chế biến ngắn hơn, hiệu suất thu hồi sản phẩm cao hơn theo Nguyễn Thị Mỹ Trang (2004) [21] - Trong công nghiệp bia: Các protease đƣợc sử dụng để thuỷ phân protein tạo sản phẩm tiền đề cho quá trình lên men tiếp theo, ảnh hƣởng quyết định đến độ trong, độ tạo bọt, độ bền của bọt, màu, mùi vị của sản phẩm theo Lê Ngọc Tú, Lương Hữu Đồng (1975)[25]. - Trong sản xuất rƣợu: Protease đƣợc sử dụng là trong rƣợu, giảm bọt, thúc đẩy quá trình lên men malolactic. - Trong chế biến các loại ngũ cốc, làm bánh: Sử dụng protease để cải thiện các đặc tính công nghệ, cải thiện độ chắc, tăng thể tích của bánh, giảm thời gian nhào trộn bột. - Trong chế biến trứng và các sản phẩm từ trứng: Làm chín trứng muối, cải thiện vị, trạng thái tăng chất lƣợng bột trứng. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 14 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Các protease cũng đƣợc sử dụng để thuỷ phân protein trong phế liệu của công nghệ thực phẩm(xƣơng, nội tạng, máu động vật …), chuyển phần protein của phế liệu thành dạng hoà tan, tách khỏi các thành phần không tan hoặc hoà tan nhƣng khác tỷ trọng, thu dịch đạm thuỷ phân hoặc bột giàu đạm dùng làm thức ăn chăn nuôi hoặc thực phẩm. + Trong nông nghiệp: Protease đƣợc sử dụng để xử lý nhằm tận dụng các phế liệu giàu protein làm thức ăn cho động vật nuôi, tăng khả năng tiêu hoá thức ăn và hệ số sử dụng thức ăn, có thể tiến hành bằng cách thêm trực tiếp protease vào thức ăn trƣớc khi dùng hoặc dùng protease để xử lý sơ bộ thức ăn theo Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyến (1990) , Nguyễn Hữu Chấn (1983)[6], [7], [21]. + Trong y học: Một số protein nhƣ trypsin, α chymotrypsin dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh kém tiêu hoá, bệnh nghẽn tim mạch, tiêu mủ ở các ổ viêm, làm thông đƣờng hô hấp, bệnh thiếu enzyme bẩm sinh…GS- TSKH. Phạm Thị Trân Châu đã kết hợp với Viện quân y 108 nghiên cứu sử dụng chế phẩm protease có tên gọi “prozi mabo” để điều trị bỏng. Kết quả cho tháy giả mạc rụng nhanh, vết bỏng nhanh khỏi theo Phạm Thị Trân Châu(1993), Nguyễn Lâm Dũng (1993), Nguyễn Hữu Chấn (1983)[8], [21] + Trong công nghiệp phim ảnh: Protease dùng để thuỷ phân sơ bộ da nguyên liệu, làm mềm da, dễ tẩy lông và tỷ lệ lông thu hồi tăng 20-30% so với phƣơng pháp tẩy lông bằng hoá học đồng thời làm tăng chất lƣợng của da theo Đỗ Văn Ninh (2004)[18]. + Trong công nghiệp sản xuất xà phòng, chất tẩy rửa và mỹ phẩm: Protease đƣợc bổ sung vào xà phòng, kem đánh răng, bột giặt làm tăng chất lƣợng tẩy sạch các vết bẩn có protein nhƣ vết máu, mủ trên quần áo bệnh nhận, vải trong bệnh viện, quần áo bộ đội thời chiến, quần áo blu của công nhân trong nhà máy thuỷ sản hoặc bổ sung vào kem dƣỡng da, kem bôi mặt có thể loại bỏ đƣợc lớp biểu bì chất làm mềm da theo Lê Ngọc Tú (1997)[25]. SVTH: LÝ MỸ HẠNH Trang 15
- Xem thêm -