Tài liệu Nghiên cứu tách chiết và ứng dụng enzyme protease từ tôm sú penaeus monodon vào chế biến thủy sản

  • Số trang: 247 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 160 |
  • Lượt tải: 0
thuvientrithuc1102

Đã đăng 15893 tài liệu

Mô tả:

y o c u -tr a c k .c BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG -------- Nguyễn Lệ Hà NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE TỪ TÔM SÚ PENAEUS MONODON VÀO CHẾ BIẾN THỦY SẢN LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Nha Trang 2011 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG -------- Nguyễn Lệ Hà NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ ỨNG DỤNG ENZYME PROTEASE TỪ TÔM SÚ PENAEUS MONODON VÀO CHẾ BIẾN THỦY SẢN Chuyên ngành: Công nghệ Chế biến Thủy sản Mã số: 62 54 10 05 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS. TS. TRẦN THỊ LUYẾN 2. PGS. TS ĐỒNG THỊ THANH THU Nha Trang 2011 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c LỜI CÁM ƠN Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận án, tôi đã nhận được sự quan tâm tận tình của quý thầy cô hướng dẫn khoa học, các tập thể, các cá nhân trong và ngoài trường, đã góp phần vào sự hòan thành luận án này. Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn sâu sắc tới các cô giáo hướng dẫn: GS.TS. Trần Thị Luyến, Nguyên Hiệu phó trường Đại học Nha Trang, PGS.TS. Đồng Thị Thanh Thu, Nguyên Trưởng bộ môn Hóa sinh trường Đại học tổng hợp TPHCM, những người đã hết lòng chỉ bảo tận tình, thường xuyên theo dõi quá trình thực hiện luận án, góp phần làm nên kết quả của luận án này. Xin chân thành cảm ơn PGS. TS Nguyễn Tiến Thắng, CN Đỗ Thị Tuyến, Viện Sinh học Nhiệt đới Thành phố Hồ Chí Minh, Th.S Nguyễn Thị Nguyệt Thu, Trưởng phòng Miễn dịch Viện Pasteur Thành phố Hồ Chí Minh, PGS. TS Ngô Đăng Nghĩa vì những ý kiến đóng góp và sự giúp đỡ trong quá trình thực nghiệm. Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học Trường Đại học Nha Trang, Ban giám hiệu và Viện Công nghệ Sinh học & Thực phẩm Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều tiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và bảo vệ luận án. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân, bạn bè đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên để tôi hoàn thành công việc. Nguyễn Lệ Hà .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kì công trình nào khác. Tác giả luận án .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c MỤC LỤC TRANG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i DANH SÁCH HÌNH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ii DANH SÁCH BẢNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . vii DANH SÁCH SƠ ĐỒ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . viii MỞ ĐẦU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Chương 1- TỔNG QUAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1 GIỚI THIỆU VỀ TÔM SÚ Penaeus monodon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.1 Cấu tạo và đặc điểm sinh học của tôm sú. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.1.2 Tập tính ăn của tôm sú. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ENZYME VÀ PROTEASE TRONG THỦY SẢN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2.1 Giới thiệu chung về enzyme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.2 Phương pháp tách và làm sạch enzyme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.3 Giới thiệu phương pháp sắc ký lọc gel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.2.4 Protease của động vật thủy sản. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 11 12 1.3. NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA ENZYME TỪ CÁ VÀ THỦY SẢN VÀO MỤC ĐÍCH THỰC PHẨM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.3.1. Sự phân giải có chọn lọc mô thịt cá và thủy sản. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.2. Sử dụng enzyme protease trong chiết rút carotenoprotein từ phế liệu của quá trình chế biến các loài giáp xác. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.3. Sử dụng protease vào thu nhận chitin và protein từ phế thải chế biến tôm. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.4. Ứng dụng protease chiết rút từ cá và thủy sản thay thế rennet trong sản xuất phomai. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.3.5. Sử dụng enzyme protease trong sản xuất dịch cá (nước mắm) . . . . . . 20 1.3.6. Sử dụng protease trong sản xuất bột đạm cá thủy phân . . . . . . . . . . . 21 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c 1.4 CAROTENOPROTEIN TRONG ĐỘNG VẬT THUỶ SẢN VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT RÚT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.4.1 Carotenoid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.4.2 Astaxanthin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.4.3 Carotenoprotein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 1.4.4 Một số phương pháp chiết rút carotenoprotein từ phế liệu chế biến động vật giáp xác. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.5. CÁC NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VỀ ỨNG DỤNG CỦA ENZYME PROTEASE TỪ ĐỘNG VẬT THỦY SẢN . . . . . . . . . . . . . . . . 37 Chương 2- NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . . . . . 41 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU . . . . . . . . . . . . . 41 2.1.1 Nguyên liệu để tách chiết và tinh sạch enzyme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 2.1.2 Nguyên liệu dùng trong quá trình ứng dụng enzyme protease vào thủy 41 phân. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.3 Hóa chất dùng trong nghiên cứu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.2.1 Thu nhận protease tinh sạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.2.2 Khảo sát các tính chất của protease sau tinh sạch . . . . . . . . . . . . . . . 47 2.2.3 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme CPE thu nhận từ đầu tôm sú vào thủy phân protein từ hỗn hợp máu và gan cá basa . . . . . . . . . . . 52 2.2.4 Tối ưu hóa quá trình thủy phân hỗn hợp máu và gan cá basa . . . . . . 55 2.2.5 Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme thu nhận từ đầu tôm sú vào thủy phân phế liệu đầu và vỏ tôm thu nhận carotenoprotein . . . . . . . 55 2.2.6 Tối ưu hóa quá trình thủy phân thu nhận carotenoprotein . . . . . . . . . 60 2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ĐÃ ÁP DỤNG. . . . . . . . . . . . . . . 61 2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Chương 3- KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN. . . . . . . . . . . . . . 63 3.1 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TINH SẠCH PROTEASE TỪ GAN TỤY VÀ ĐẦU TÔM SÚ . . . . . . . . . . 63 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c 3.1.1. Các thông số cho quá trình thu nhận chế phẩm protease từ gan tụy và đầu tôm sú. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 3.1.2. Thu nhận protease tinh sạch từ chế phẩm enzyme gan tụy và đầu tôm sú Penaeus monodon bằng sắc ký lọc gel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 3.2. MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA PROTEASE SAU TINH SẠCH TỪ GAN TỤY VÀ ĐẦU TÔM SÚ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 3.2.1. Trọng lượng phân tử của protease gan tụy và đầu tôm . . . . . . . . . . . . 76 3.2.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ protease sau tinh sạch . . . . . . . . 83 3.2.3. Độ bền nhiệt của protease sau tinh sạch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.2.4. Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ protease gan tụy và đầu tôm . . . . . . . 88 3.2.5. Ảnh hưởng của nồng độ muối ăn đến hoạt độ protease sau tinh sạch 90 3.2.6 Ảnh hưởng của một số kim loại và chất ức chế đến hoạt độ protease tôm sú sau tinh sạch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 3.2.7. Động học của protease gan tụy tôm sau tinh sạch . . . . . . . . . . . . . . . 97 3.3 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN HỖN HỢP MÁU VÀ GAN CÁ BA SA BẰNG CHẾ PHẨM ENZYME PROTEASE TÁCH CHIẾT TỪ ĐẦU TÔM SÚ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 3.3.1 So sánh quá trình thủy phân bằng chế phẩm enzyme protease đầu tôm trên hỗn hợp máu và gan cá basa tươi và đã gia nhiệt . . . . . . . . . . . . . 101 3.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme protease đến quá trình thủy phân hỗn hợp máu và gan cá basa gia nhiệt . . . . . . . . . . . . 103 3.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ tới quá trình thủy phân hỗn hợp máu và gan cá gia nhiệt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 3.3.4 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân hỗn hợp máu và gan cá gia nhiệt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 3.4 TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN HỖN HỢP MÁU VÀ GAN CÁ BASA BẰNG CHẾ PHẨM ENZYME TỪ ĐẦU TÔM SÚ . . . . . . 109 3.4.1 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân . . . . . . . . . . . 109 3.4.2 Xác định chỉ tiêu tối ưu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c 3.4.3 Thiết lập phương trình hồi qui của quá trình thủy phân . . . . . . . . . . . . 110 3.4.4 Phân tích các yếu tố ảnh hưởng, tìm thông số tối ưu của quá trình thủy phân. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 114 3.4.5 Sơ bộ đánh giá chất lượng dịch thủy phân thu được. . . . . . . . . . . . . . . . 121 3.5 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN THU NHẬN BỘT CAROTENOPROTEIN TỪ ĐẦU VÀ VỎ TÔM BẰNG CHẾ PHẨM ENZYME PROTEASE TÁCH CHIẾT TỪ ĐẦU TÔM SÚ . . . . . . . . . . . . . 123 3.5.1 Thành phần phế liệu đầu và vỏ tôm sú. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 3.5.2 Xác định điểm đẳng điện của dịch thủy phân phế liệu đầu vỏ tôm . . . 124 3.5.3 Nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu đầu, vỏ tôm thu nhận bột carotenoprotein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 3.6 TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PHẾ LIỆU ĐẦU, VỎ TÔM THU SẢN PHẨM BỘT CAROTENOPROTEIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 3.6.1 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân . . . . . . . . . . . 141 3.6.2 Xác định chỉ tiêu tối ưu của quá trình thủy phân. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.6.3 Thiết lập phương trình hồi qui của hàm lượng carotenoid CP và xác định thông số tối ưu của quá trình thủy phân thu nhận carotenoprotein giàu carotenoid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 3.6.4 Thiết lập phương trình hồi qui của hàm lượng protein AP và xác định thông số tối ưu của quá trình thủy phân thu nhận carotenoprotein giàu protein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 3.6.5 Kiểm tra tính tương thích của các chỉ tiêu tối ưu vào thực nghiệm . . . . 156 3.6.6 Sơ bộ đánh giá về chất lượng của bột carotenoprotein thu nhận từ phế liệu tôm theo thông số tối ưu hóa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 TÀI LIỆU THAM KHẢO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 PHỤ LỤC .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DC Dịch chiết CPE Chế phẩm enzyme ĐC Đối chứng PI Điểm đẳng điện S Nồng độ cơ chất V Vận tốc phản ứng thủy phân PMSF Phenylmethyl sulphonyl fluoride SBTI Soybean trypsin inhibitor TLCK Tosyl-lysine chloromethyl ketone TPCK Tosil-phenyl chloromethyl ketone EDTA Ethylene diamine tetraacetic acid DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU HL Hàm lượng peptid và acid amin mạch ngắn CP Hàm lượng carotenoid AP Hàm lượng protein hòa tan T Nhiệt độ thủy phân C Nồng độ chế phẩm enzyme tg Thời gian thủy phân .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c DANH SÁCH HÌNH Hình Tên hình 1.1 Cấu tạo ngoài và trong của tôm sú Trang 5 1.2 Nguyên tắc hoạt động của một số loại sắc ký 10 1.3 Tách các phân tử bằng lọc gel 11 1.4 Cấu trúc hóa học của một số carotenoid 25 1.5 Các dạng astaxanthin 28 2.1 Hệ thống sắc ký cột áp suất thấp Bio-Rad 46 2.2 Thiết bị điện di 48 3.1 Ảnh hưởng của dung môi và tỉ lệ gan tụy:dung môi (w/v) đến hiệu suất thu nhận protease của dịch chiết từ gan tụy tôm sú 3.2 Ảnh hưởng của dung môi và tỉ lệ đầu tôm:dung môi (w/v) đến hiệu suất thu nhận protease của dịch chiết từ đầu tôm sú 3.3 69 Ảnh hưởng của tác nhân và nồng độ kết tủa đến hoạt độ riêng protease của chế phẩm enzyme từ đầu tôm sú 3.8 67 Ảnh hưởng của tác nhân và nồng độ chất kết tủa đến hoạt độ riêng protease của chế phẩm enzyme từ gan tụy tôm sú 3.7 66 Ảnh hưởng của thời gian chiết rút đến hoạt độ protease dịch chiết từ gan tụy và đầu tôm sú 3.6 66 Ảnh hưởng của dung môi và tỉ lệ đầu tôm:dung môi (w/v) đến hoạt độ riêng của dịch chiết từ đầu tôm sú 3.5 64 Ảnh hưởng của dung môi và tỉ lệ nội tạng:dung môi (w/v) đến hoạt độ riêng của dịch chiết từ gan tụy tôm sú 3.4 64 69 Ảnh hưởng của thời gian kết tủa đến hoạt độ riêng protease chế phẩm enzyme từ gan tụy và đầu tôm sú 70 3.9 Sắc ký đồ lọc gel chế phẩm protease tủa bằng (NH 4)2SO4 từ đầu tôm 73 3.10 Sắc ký đồ lọc gel chế phẩm protease tủa bằng ethanol từ đầu tôm sú 73 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c Hình 3.11 Tên hình Sắc ký đồ lọc gel chế phẩm protease tủa bằng (NH 4)2SO4 từ gan tụy tôm 3.12 Trang 74 Sắc ký đồ lọc gel chế phẩm protease tủa bằng ethanol từ gan tụy tôm 74 3.13 Điện di đồ Zymogram của protease gan tụy tôm sú 76 3.14 Điện di đồ Zymogram của protease đầu tôm sú 77 3.15 Đồ thị tương quan giữa phân tử lượng protein chuẩn và khoảng cách di chuyển của chúng khi điện di trên gel polyacrylamide 12% 3.16 Điện di đồ Zymogram so sánh hệ protease gan tụy (a) và đầu tôm sú (b) 3.17 86 Ảnh hưởng của pH đến độ hoạt động của protease thu nhận từ gan tụy và đầu tôm sú 3.21 84 Độ bền nhiệt của protease gan tụy và đầu tôm ở các nhiệt độ khác nhau 3.20 80 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ tương đối của protease gan tụy và đầu tôm 3.19 79 Điện di đồ Substrate-Gel so sánh hệ protease gan tụy (a) và đầu tôm sú (b) 3.18 78 89 Ảnh hưởng của nồng độ NaCl đến độ hoạt động của protease từ gan tụy và đầu tôm 91 3.22 Ảnh hưởng của các ion kim loại đến hoạt độ protease tôm sú 93 3.23 Ảnh hưởng của một số chất kìm hãm đến hoạt độ của protease tôm 95 3.24 Biến đổi vận tốc phản ứng thủy phân V theo nồng độ cơ chất [S] 98 3.25 Quan hệ giữa nghịch đảo vận tốc và nghịch đảo nồng độ cơ chất 3.26 trong phản ứng thủy phân do protease tôm xúc tác 98 Đồ thị Hill- quan hệ giữa log[v/(Vmax-v)] và log[S] 100 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c Hình 3.27 Tên hình Biến động hàm lượng peptid và acid amin trong quá trình thủy phân hỗn hợp máu và gan cá basa tươi và đã gia nhiệt 3.28 117 Ảnh hưởng của nhiệt độ (T) và thời gian (tg) đến hàm mục tiêu HL (Function) khi nồng độ chế phẩm enzyme CPE bổ sung là 4% 3.37 116 Ảnh hưởng của nhiệt độ (T) và thời gian (tg) đến hàm mục tiêu HL (Function) khi nồng độ chế phẩm enzyme CPE bổ sung là 3,5% 3.36 108 Ảnh hưởng của nhiệt độ (T) và thời gian (tg) đến hàm mục tiêu HL (Function) khi nồng độ chế phẩm enzyme CPE bổ sung là 3% 3.35 108 Biến đổi hàm lượng peptid và acid amin trong dịch thủy phân theo thời gian ở nồng độ CPE bổ sung 4,5% 3.34 106 Biến đổi hàm lượng peptid và acid amin trong dịch thủy phân theo thời gian ở nồng độ CPE bổ sung 3,5% 3.33 105 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến biến đổi hàm lượng peptid và acid amin trong dịch thủy phân khi nồng độ CPE bổ sung là 2% 3.32 104 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến biến đổi hàm lượng peptid và acid amin trong dịch thủy phân ở 60oC 3.31 104 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến biến đổi hàm lượng peptid và acid amin trong dịch thủy phân ở 50oC 3.30 102 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến biến đổi hàm lượng peptid và acid amin trong dịch thủy phân ở 40oC 3.29 Trang 118 Ảnh hưởng của nhiệt độ (T) và thời gian (tg) đến hàm mục tiêu HL peptid và acid amin khi nồng độ chế phẩm enzyme CPE bổ sung là 4,5% 3.38 119 Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme bổ sung đến hàm lượng peptid và acid amin tạo thành sau 14,5 giờ thủy phân ở nhiệt độ 57oC 120 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c Hình 3.39 Tên hình Độ hòa tan của protein ở dịch trong sau kết tủa thu carotenoprotein 3.40 136 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu protein khi thủy phân phế liệu tôm ở 50oC 3.51 133 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu protein khi thủy phân phế liệu tôm ở 40oC 3.50 133 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm với nồng độ CPE 5% 3.49 132 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm với nồng độ CPE 3,5% 3.48 131 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm với nồng độ CPE 2% 3.47 131 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm ở 65oC 3.46 130 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm ở 60oC 3.45 130 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm ở 50oC 3.44 127 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu nhận carotenoid khi thủy phân phế liệu tôm ở 40oC 3.43 127 Hiệu suất thu nhận protein hòa tan trong quá trình thủy phân phế liệu tôm tươi và đã gia nhiệt 3.42 125 Hiệu suất thu nhận carotenoid trong quá trình thủy phân phế liệu tôm tươi và đã gia nhiệt 3.41 Trang 136 Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu protein khi thủy phân phế liệu tôm ở 60oC 137 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c Hình 3.52 Tên hình Ảnh hưởng của nồng độ CPE đến hiệu suất thu nhận protein khi thủy phân phế liệu tôm ở 65oC 3.53 139 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu nhận protein khi thủy phân phế liệu tôm với nồng độ CPE 3,5% 3.55 138 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu nhận protein khi thủy phân phế liệu tôm với nồng độ CPE 2% 3.54 Trang 139 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu nhận protein khi thủy phân phế liệu tôm với nồng độ CPE 5% 140 3.56 Bề mặt đáp ứng hàm CP ở nồng độ CPE 2% 146 3.57 Bề mặt đáp ứng hàm CP ở nồng độ CPE 3,5% 147 3.58 Bề mặt đáp ứng hàm CP ở nồng độ CPE 5% 148 3.59 Bề mặt đáp ứng hàm CP sau 10 giờ thủy phân 149 3.60 Bề mặt đáp ứng hàm AP ở nồng độ CPE 2% 153 3.61 Bề mặt đáp ứng hàm AP ở nồng độ CPE 3,5% 154 3.62 Bề mặt đáp ứng hàm AP ở nồng độ CPE 5% 155 3.63 Bề mặt đáp ứng hàm AP sau khi thủy phân 9,5 giờ 156 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên bảng Trang 3.1 Bảng tóm tắt quá trình tinh sạch protease gan tụy tôm sú 72 3.2 Bảng tóm tắt quá trình tinh sạch protease từ đầu tôm sú 75 3.3 Trọng lượng phân tử của protease gan tụy và đầu tôm Penaeus monodon 3.4 Hoạt tính còn lại (%) của protease gan tụy và đầu tôm sú khi có mặt một số chất ức chế đặc hiệu 3.5 78 95 Khoảng biến thiên của các yếu tố cần tối ưu trong quá trình thủy phân hỗn hợp máu và gan cá 110 3.6 Các hệ số ảnh hưởng trong mô hình hồi qui 115 3.7 Nhận xét cảm quan dịch thuỷ phân hỗn hợp máu và gan cá basa 121 3.8 Một số chỉ tiêu hóa học của dịch thủy phân từ hỗn hợp máu và gan cá basa 121 3.9 Thành phần acid amin trong dịch đạm thủy phân 122 3.10 Thành phần cơ bản của phế liệu đầu, vỏ tôm P. monodon 124 3.11 Khoảng biến thiên của các yếu tố biến đổi cần tối ưu khi thủy phân đầu, vỏ tôm 141 3.12 Các hệ số ảnh hưởng trong mô hình hồi qui CP 145 3.13 Các hệ số ảnh hưởng trong mô hình hồi qui AP 152 3.14 Thông số tối ưu của quá trình thu nhận bột carotenoprotein 157 3.15 Các thông số kỹ thuật bột carotenoprotein trên thực tế và theo tính toán 158 3.16 Thành phần hóa học cơ bản của bột carotenoprotein 159 3.17 Thành phần acid amin của bột carotenoprotein 159 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y o c u -tr a c k .c DANH SÁCH SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1 Tên sơ đồ Bố trí thí nghiệm nghiên cứu enzyme protease từ đầu và gan tụy tôm sú 2.2 54 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu đầu, vỏ tôm 2.10 53 Bố trí thí nghiệm so sánh quá trình thủy phân bằng CPE protease đầu tôm trên hỗn hợp máu và gan cá basa tươi và đã gia nhiệt 2.9 50 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu quá trình thuỷ phân hỗn hợp máu và gan cá basa bằng chế phẩm enzyme từ đầu tôm sú 2.8 50 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nồng độ muối NaCl tới hoạt độ enzyme protease 2.7 49 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của pH tới hoạt độ enzyme protease từ đầu và gan tụy tôm sú 2.6 45 Bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ tới hoạt độ của enzyme protease 2.5 44 Bố trí thí nghiệm xác định tác nhân và nồng độ tủa thích hợp thu chế phẩm enzyme 2.4 43 Bố trí thí nghiệm xác định dung môi và tỷ lệ chiết thích hợp thu dịch chiết enzyme 2.3 Trang 56 Bố trí thí nghiệm xác định điểm đẳng điện để kết tủa dịch carotenoprotein sau khi thủy phân 59 3.1 Qui trình tách chiết chế phẩm enzyme từ đầu hoặc gan tụy tôm sú 71 3.2 Qui trình ứng dụng CPE đầu tôm vào thuỷ phân hỗn hợp máu và gan 3.3 cá basa 123 Qui trình thu nhận bột carotenoprotein từ đầu và vỏ tôm 160 .d o m o w w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c y .c .d o m w o o c u -tr a c k w w .d o C lic k to bu y bu to k lic C w w w N O W ! h a n g e Vi e N PD ! XC er O W F- w m h a n g e Vi e w PD XC er F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e N y to k lic .c MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ Trong sản xuất và đời sống, enzyme nói chung, protease nói riêng được sử dụng ngày càng phổ biến như một phương tiện trợ giúp hiệu quả ở rất nhiều lĩnh vực sản xuất thực phẩm và ngày càng đóng vai trò quan trọng hơn trong công nghệ thực phẩm[14,32]. Sản lượng và kim ngạch mua bán các chế phẩm enzyme trên thị trường thế giới tăng 20-30% mỗi năm [83,85]. Cho đến thời điểm hiện tại, chế phẩm protease được sản xuất chủ yếu từ vi sinh vật, một số ít có nguồn gốc từ thực vật hoặc động vật. Các protease thu nhận từ những phần ăn được của thực vật và động vật được coi là an toàn, không cần kiểm định và vì vậy, ngày càng thu hút sự quan tâm của các phòng thí nghiệm cũng như các nhà sản xuất, cung ứng chế phẩm enzyme thương mại và của người tiêu dùng. Tôm là mặt hàng chế biến xuất khẩu chủ lực của ngành chế biến thủy sản, chủ yếu là tôm sú và tôm thẻ chân trắng đông lạnh, trong đó tôm sú là đối tượng chủ lực quyết định thành công của ngành tôm Việt nam. Mười một tháng đầu năm 2010, sản lượng tôm sú xuất khẩu là 129.000 tấn, trị giá 1,304 tỉ USD, giữ vị trí đầu trong các mặt hàng thủy sản đông lạnh xuất khẩu, tăng 42,4% về khối lượng và 58,8% về giá trị so với cùng kỳ 2009. Dự kiến giá trị xuất khẩu tôm sú cả năm 2010 là 141.000 tấn, đạt 1,45 tỉ USD. Tôm dùng cho chế biến được cung cấp từ hai nguồn: đánh bắt và nuôi trồng, trong đó, nguồn tôm nuôi đang chiếm ưu thế và nuôi tôm ở Việt nam trong những năm gần đây đã trở thành ngành kinh tế quan trọng. Đồng thời với khối lượng lớn tôm xuất khẩu hàng năm thì phế liệu của nó là đầu và vỏ tôm cũng chiếm lượng khá lớn. Nếu tính rằng khối lượng đầu tôm trung bình chiếm 25-30% so với khối lượng toàn cơ thể thì song song với lượng tôm xuất khẩu năm 2009 là 209.000 tấn sẽ là 50-60.000 tấn đầu tôm được thải ra từ quá trình chế biến. Trong đầu tôm chứa một lượng lớn protein, chitin, chất màu astaxanthin .d o m o o c u -tr a c k C w w w .d o m C lic k to 1 w w w w bu bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e N y to k lic .c và nhiều hợp chất sinh học khác, đặc biệt là hệ enzyme trong đầu tôm có hoạt độ khá cao. Phế liệu tôm được sử dụng chủ yếu để làm thức ăn gia súc, một phần nhỏ để sản xuất chitin. Cách sử dụng như vậy cũng mang lại hiệu quả kinh tế. Tuy nhiên, vẫn rất cần thiết để tìm ra những phương hướng sử dụng nguồn phế liệu này một cách có hiệu quả hơn, mang lại những lợi ích cao hơn về kinh tế, kỹ thuật và môi trường. Đề tài “ Nghiên cứu tách chiết và ứng dụng enzyme protease từ tôm sú Penaeus monodon vào chế biến thủy sản” được tiến hành với mong muốn kiếm tìm những hiểu biết đầy đủ về enzyme protease trong tôm nhằm đáp ứng các nhu cầu thông tin về mặt hàng nuôi trồng và chế biến chủ lực của ngành thuỷ sản đất nước, giúp chúng ta hiểu và lý giải được các biến đổi của tôm sau khi thu hoạch, trong quá trình chế biến cũng như bảo quản, từ đó đề ra những biện pháp hữu hiệu gìn giữ chất lượng tôm. Đề tài cũng hướng tới thu nhận protease từ nguồn phế liệu dồi dào này để ứng dụng trong thủy phân một vài đối tượng phế liệu chế biến thuỷ sản nhằm nâng cao hiệu quả tận dụng của các phế liệu thải ra và góp phần nhỏ bảo vệ môi trường. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích chung của đề tài là nghiên cứu tách chiết protease từ tôm sú nuôi Penaeus monodon và tính chất của nó, nghiên cứu ứng dụng enzyme này trong thuỷ phân protein ở một vài phế liệu chế biến thuỷ sản (máu và gan cá basa Pangasiadon hypophthanus, phế liệu đầu vỏ tôm) để thu nhận các sản phẩm có giá trị kinh tế cao hơn. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đề tài tập trung vào đối tượng nghiên cứu là tôm sú nuôi ở vùng biển Cần Giờ, thành phố Hồ Chí Minh. Phế liệu chế biến thuỷ sản được nghiên cứu tận dụng gồm hai nguồn: hỗn hợp máu và gan cá basa Pangasiadon hypophthanus nuôi ở .d o m o o c u -tr a c k C w w w .d o m C lic k to 2 w w w w bu bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c h a n g e Vi e N y to k lic .c Tiền giang; hỗn hợp phế liệu đầu và vỏ tôm sú thải ra từ qui trình sản xuất tôm sú đông lạnh xuất khẩu với nguồn tôm được nuôi ở Cần giờ. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt được mục đích nghiên cứu chung đã đặt ra, đề tài tập trung vào các nội dung cụ thể sau đây: 1. Xác định qui trình tách chiết và thu nhận chế phẩm enzyme protease CPE từ phế liệu của ngành thuỷ sản là nội tạng và đầu tôm sú Penaeus monodon.  Xác định dung môi chiết protease, tỷ lệ dung môi chiết: mẫu, và thời gian chiết thích hợp thu dịch chiết enzyme DC.  Xác định tác nhân kết tủa thích hợp, tỷ lệ tác nhân tủa: mẫu, và thời gian tủa thích hợp thu chế phẩm enzyme CPE. 2. Tinh sạch enzyme protease từ đầu và nội tạng tôm sú bằng sắc ký lọc gel. 3. Khảo sát một số tính chất của enzyme protease từ nội tạng và đầu tôm.  Xác định phân tử lượng của protease từ nội tạng và đầu tôm.  Ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, nồng độ muối ăn, một số ion kim loại và chất ức chế đến hoạt độ của protease.  Xác định các thông số động học của protease. 4. Thử nghiệm ứng dụng chế phẩm enzyme CPE thu nhận được vào thuỷ phân dịch hỗn hợp máu và gan cá basa:  Khảo sát khả năng thủy phân của CPE tách chiết từ đầu tôm trên hỗn hợp máu và gan cá ở dạng tươi hoặc đã qua xử lý nhiệt.  Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến quá trình thủy phân.  Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân. .d o m o o c u -tr a c k C w w w .d o m C lic k to 3 w w w w bu bu y N O W ! XC er O W F- w PD h a n g e Vi e ! XC er PD F- c u -tr a c k .c
- Xem thêm -