Nghiên cứu ứng dụng enzyme để thu nhận sản phẩm giàu axit amin và peptid từ phế thải công nghiệp chế biến cá

- Giới thiệu về cá tra và cá basa .
- Tình hình nuôi trồng và xuất khẩu cá tra và basa ở Việt Nam .
- Phế phẩm từ sản xuất cá tra .
- Thành phần da cá tra .
- Ứng dụng trong y học và dược phẩm Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 2 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 1.2.8.3.
- Tổng quan về protease và khả năng thuỷ phân của protease .
- Kết quả ảnh hưởng của nồng độ axit axetic đến hiệu quả thủy phân da cá .
- Xác định thành phần da cá Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 3 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 3.3.
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme neutrase đến hiệu suất thuỷ phân .
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme flavourzyme đến hiệu suất thuỷ phân .
- Ảnh hưởng của nồng độ hỗn hợp enzyme neutrase+ flavourzyme đến hiệu suất thuỷ phân .
- Lựa chọn điều kiện để hỗn hợp enzyme neutrase + flavourzyme thuỷ phân da cá đạt hiệu quả tốt nhất.
- Lựa chọn nhiệt độ tối ưu thuỷ phân protein da cá .
- Lựa chọn pH tối ưu thuỷ phân protein da cá Lựa chọn thời gian tối ưu thuỷ phân protein da cá .
- Tối ưu hóa điều kiện thuỷ phân protein từ da cá theo chương trình phần mềm Design Expert 8.0.1.4 (DX) của Stat – Ease (Minneapolis, Minesota .
- Tối ưu hóa điều kiện thuỷ phân protein da cá .
- Kết quả điện di TÀI LIỆU THAM KHẢO KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ PHỤ LỤC Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 4 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1.
- Bảng thành phần da cá Bảng 1.4.
- Bảng kết quả xử lý da cá bằng axit Bảng 3.2.
- Bảng kết quả phân tích thành phần da cá Bảng 3.3.
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme neutrase đến hiệu suất thuỷ phân Bảng 3.5.
- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme flavouzyme đến hiệu suất thuỷ phân Bảng 3.6.
- Ảnh hưởng của nồng độ hỗn hợp enzyme neutrase và flavouzyme đến hiệu suất thuỷ phân Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thuỷ phân da cá tra Bảng 3.8.
- Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thuỷ phân da cá tra Bảng 3.9.
- Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thuỷ phân da cá tra Bảng 3.10.
- Bảng các yếu tố ảnh hưởng nghiên cứu Bảng 3.11.
- Ma trận thực nghiệm và kết quả của chương trình Design Expert Bảng 3.12.
- Phân tích phương sai ANOVA của mô hình Bảng 3.13.
- Kết quả kiểm chứng Bảng 3.14.
- Bảng phân tích thành phần axit amin trong dich thuỷ phân da cá bằng phương pháp HPLC Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 5 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1.
- Hình ảnh cá tra và basa Hình 1.2.
- Phế phẩm từ các nhà máy chế biến cá tra Hình 1.3.
- Sự gia tăng hàm lượng axit amin khi sử dụng axit xử lý da cá Hình 3.2.
- Sự thay đổi hiệu suất thuỷ phân khi sử dụng enzyme neutrase Hình 3.3.
- Sự thay đổi hiệu suất thuỷ phân khi sử dụng enzyme flavouzyme Hình 3.4.
- Sự thay đổi hiệu suất thuỷ phân khi sử dụng hỗn hợp enzyme neutrase và flavouzyme Hình 3.5.
- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thuỷ phân da cá tra Hình 3.6.
- Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thuỷ phân da cá tra Hình 3.7.
- Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thuỷ phân da cá tra Hình 3.8.
- Hàm kỳ vọng và điều kiện tối ưu để biểu hiện hiện hiệu suất thuỷ phân da cá Hình 3.9.
- Kết quả sắc ký đồ phân tích thành phần axit amin trong dịch thủy phân ......58 Hình 3.10.
- Kết quả điện di SDS-PAGE Hình 3.11.
- Xây dựng quy trình tách chiết collagen từ da cá tra Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 6 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội DANH CÁC KÝ HIỆU MỤC Da dalton kDa kilo dalton h giờ g gam OD Optical Density (mật độ quang) SDS PAGE Sodium dode cyl sulfate polyacrylamide gel electron ( kỹ thuật điện di trên gel polyacrylamide) Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 7 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội LỜI MỞ ĐẦU Ở Việt Nam, trong những năm gần đây, thủy sản đang trở thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn.
- Cần Thơ, An Giang, Vĩnh Long, Đồng Tháp và nhiều tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long đang thực sự làm giàu nhờ nuôi trồng và chế biến thủy sản, đặc biệt là mặt hàng phi lê cá tra và cá basa đông lạnh.
- Theo Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam (VASEP), quý I năm 2011, xuất khẩu cá tra và cá basa của Việt Nam đạt 153.062 tấn, kim ngạch 376,430 triệu USD, tăng 21,6% về giá trị, 5,2% về sản lượng so với cùng kỳ năm 2010, chiếm khoảng 34,22% tổng kim ngạch xuất khẩu thủy sản.
- Phần thịt cá sử dụng trong sản phẩm cá tra phi lê chỉ chiếm khoảng 30% trọng lượng thân cá.
- Vì vậy mà bên cạnh các giá trị mà cá tra mang lại thì các nhà máy chế biến cũng phải đối mặt với việc giải quyết lượng chế phẩm lên đến 70% gồm chủ yếu là da, xương và nội tạng cá.
- Da cá chiếm khoảng 5 – 6% cũng chỉ được bán xô cùng các phế phẩm khác với giá rẻ để sản xuất bột cá.
- Như vậy, nếu trong một năm riêng vùng ĐBSCL sản xuất khoảng 600.000 tấn cá tra phi lê thì sẽ có khoảng tấn da cá được thải ra.
- Trên thế giới hiện nay, collagen được mua với giá từ 25 - 30USD/kg (collagen thô) cho đến 170 – 180USD/kg (collagen tinh sạch) trong khi cá tra philê đông lạnh được bán cao nhất cũng chỉ khoảng 3,5 - 4USD/kg, còn các mặt hàng cá tra khác được xuất khẩu với giá chỉ 2 - 2,5USD/kg.
- Tính ra, giá phụ phẩm cá tra có thể cao gấp 8-10 lần giá chính phẩm.
- Một số nghiên cứu bước đầu cho thấy da cá tra có hàm lượng collagen cao, chiếm khoảng 53% hàm lượng chất khô của da.
- Việc nghiên cứu tách chiết collagen từ da cá tra không những góp phần giải quyết vấn đề ô nhiễm môi trường, làm tăng giá trị các phụ phẩm, mà còn biến phế phẩm của ngành sản xuất phi lê cá tra thành một sản phẩm có giá trị kinh tế cao, làm tăng giá trị các phụ phẩm.
- Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 8 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Xuất phát từ thực tế trên chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng enzyme để thu nhận sản phẩm giàu axit amin và peptid từ phế thải công nghiệp chế biến cá” Mục đích của đề tài.
- Đưa ra quy trình công nghệ thuỷ phân nguồn collagen từ phế thải da cá tra.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện xử lý da cá trước khi thủy phân +Nghiên cứu điều kiện thích hợp để thuỷ phân da cá: nồng độ enzyme, nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thuỷ phân.
- Tối ưu điều kiện thuỷ phân da cá.
- Xây dựng quy trình công nghệ thu nhận collagen từ da cá tra Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 9 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Tổng quan nguồn nguyên liệu 1.1.1.
- Giới thiệu về cá tra và cá basa Hình 1.1.
- Hình ảnh cá tra, cá ba sa Trong thực tế, hiện vẫn còn sự lẫn lộn giữa tên gọi hai loài cá basa và cá tra.
- Cá tra (tên tiếng Anh: Shutchi catfish) trước đây được nuôi nhiều trong ao, ở đồng bằng Nam bộ Việt Nam.
- Cá tra (Pangasius hypophthalmus) và cá basa (Pangasius bocourti) đều là cá da trơn (không vẩy).
- Cá tra có cơ quan hô hấp phụ, có thể hô hấp bằng bóng khí và da, nên chịu đựng được môi trường nước thiếu oxy hòa tan.
- Ngoài ra, cá tra có khả năng thích nghi với nhiều loại thức ăn như mùn bã hữu cơ, cám, rau, động vật đáy, thức ăn hỗn hợp.
- Cá tra có thể Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 10 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội nuôi trong môi trường chật hẹp với mật độ cao (50 con/m2) như bè, ao hầm, gần đây là nuôi cồn và đăng quần cũng cho hiệu quả cao.
- Đặc điểm sinh lý, sinh thái Cá tra là cá da trơn, thân dài, lưng xám đen, bụng hơi bạc, miệng rộng, có 2 đôi râu dài.
- Cá tra sống chủ yếu trong nước ngọt, có thể sống được ở vùng nước hơi lợ (nồng độ muối 7-10.
- Cá tra có số lượng hồng cầu trong máu nhiều hơn các lòai cá khác.
- Tiêu hao oxy và ngưỡng oxy của cá tra thấp hơn 3 lần so với cá mè trắng [40] 1.1.3.
- Đặc điểm sinh trưởng Cá tra có tốc độ tăng trưởng tương đối nhanh, còn nhỏ cá tăng nhanh về chiều dài.
- Đặc điểm sinh dưỡng Cá tra dạ dày của cá phình to hình chữ U và co giãn được, ruột cá tra ngắn, không gấp khúc lên nhau mà dính vào màng treo ruột ngay dưới bóng khí và tuyến sinh dục.
- Trong điều kiện thiếu thức ăn, cá có thể Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 11 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội sử dụng các loại thức ăn bắt buộc khác như mùn bã hữu cơ, thức ăn có nguồn gốc động vật[40].
- Tình hình nuôi trồng và xuất khẩu cá tra và basa ở Việt Nam Ở Việt Nam cá tra và cá ba sa được đưa vào sản xuất từ những năm 60 và là một trong những đối tượng nuôi trồng thủy sản đang được phát triển với tốc độ nhanh tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long ( tập trung chủ yếu ở ba tỉnh An Giang, Đồng Tháp và Thành phố Cần Thơ) và là một trong những loài cá có giá trị xuất khẩu cao.
- Sản lượng cá tra, basa của Việt Nam xuất khẩu sang từng thị trường năm 2008 Thị trường Sản lượng ( tấn) EU 224.310 Bắc mỹ 32.057 ASEAN 33.953 Trung Quốc và Hồng Kông 18.519 Các thị trường khác 331.988 Tổng cộng 640.827 Nguồn: Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản việt nam- VASEP( Theo số liệu Hải quan Việt Nam) Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 12 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Theo thống kê, sáu tháng đầu năm 2010 Đồng bằng sông cửu Long đã xuất khẩu trên 300.000 tấn cá tra phi lê với kim ngạch hơn 640 triệu đô la Mỹ, tăng 19,4% về lượng và 11,6% về giá trị so cùng kỳ năm 2009.
- Do có ưu điểm như dễ nuôi, lớn nhanh, thịt ngon nên tiềm năng nuôi cá tra vẫn còn khá lớn.
- Việc phát triển nuôi cá tra sẽ làm tăng sản lượng cá nuôi nước ngọt trong cả nước, tăng thêm lượng thủy sản xuất khẩu và góp phần phát triển ổn định nghề nuôi.
- Nguồn: Cục Quản lý Chất lượng Nông Lâm sản và Thủy sản Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 13 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội 1.1.6.
- Phế phẩm từ sản xuất cá tra Theo kết quả điều tra tại các nhà máy chế biến, tỷ lệ phi lê cá Tra đạt khoảng 30% còn lại 70% là phế phẩm như xương, da, thịt vụn, nội tạng, mỡ… Đối với các phế phẩm này, ngoài một số phần được tách riêng để chế biến tiếp thành những sản phẩm giá trị gia tăng tiêu dùng nội địa như bong bóng, bao tử, thịt vụn, mỡ thì phần còn lại chủ yếu vẫn được bán xô để làm bột cá.
- Da cá Tra cũng nằm trong thành phần phụ phẩm được bán xô này với tỷ lệ khoảng 5-6%.
- Như vậy, nếu trong một năm riêng vùng ĐBSCL sản xuất khoảng 600.000 tấn cá Tra phi lê thì sẽ có khoảng tấn da cá được thải ra.
- Thành phần da cá tra Theo nghiên cứu của tác giả AmonratThanonkaew và cộng sự [16] ,thành phần hóa học trong da và vây của cá tra tự nhiên với cá tra nuôi trồng đã được phân tích ( bảng 1.3) Hình 1.2.
- Phế phẩm từ các nhà máy chế biến cá tra Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 14 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Bảng 1.3.
- Bảng thành phần da cá tra Cá tra tự nhiên Cá tra nuôi Thành phần Da cá Vây Da cá Vây Độ ẩm Protein Lipit Chất khoáng Nhận xét: Trong cả 2 dòng cá này thì có ít sự khác biệt giữa độ ẩm và chất khoáng.
- Da cá tự nhiên lớn hơn 2 % hàm lượng protein nhưng ở vây và da cá tra nuôi có hàm lượng chất béo cao hơn.
- Luận văn thạc sỹ khoa học Công nghệ sinh học Trần Thị Quy 15 Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Protein chất cơ được hòa tan trong cơ của vây.
- Hàm lượng Collagen có trong vây cá được quy định theo từng loài, cách thức cho ăn và khu vực sinh sống của cá.[16] Theo một số nghiên cứu, da cá Tra có hàm lượng protein cao, trong đó khoảng 53% hàm lượng khô của da cá tra là collagen

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt