Nghiên cứu quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan từ tôm thịt vụn bằng phương pháp enzyme

Mục tiêu đề tài là tìm điều kiện sản xuất bột đạm tôm hòa tan có độ thủy phân, độ hòa tan cao nhất và bước đầu xây dựng quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan bằng phương pháp sấy phun P

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

Người hướng dẫn khoa học:

TS ĐỖ LÊ HỮU NAM

Chủ tịch Hội đồng:

PGS TS NGUYỄN ANH TUẤN

Phòng ĐT Sau Đại học:

iii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất bột

đạm tôm hòa tan từ tôm thịt vụn bằng phương pháp enzyme” là công trình nghiên

cứu của cá nhân tôi và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào

khác cho tới thời điểm này

Khánh Hòa, Ngày 16 tháng 10 năm 2018

Tác giả luận văn

Võ Quốc Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Qua quá trình nỗ lực bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của Gia đình, quý Thầy Cô, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trung tâm Thí nghiệm – Thực hành đã giúp tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

Thầy: TS Đỗ Lê Hữu Nam- đã hết lòng hướng dẫn, chỉ bảo và đôn đốc tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Toàn thể Thầy Cô trong Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trung tâm Thí nghiệm – Thực hành đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu, thực hiện

đề tài

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến gia đình cùng với bạn bè kính yêu Những người đã ủng hộ cả vật chất lẫn tinh thần, chia sẻ những khó khăn và động viên để tôi hoàn thành tốt luận văn này

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN iii

LỜI CẢM ƠN iv

MỤC LỤC v

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT vii

DANH MỤC HÌNH viii

DANH MỤC BẢNG ix

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN x

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 3

1.1 Tổng quan về tôm 3

1.1.1 Giới thiệu chung 3

1.1.2 Thành phần hoá học của tôm 4

1.1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của tôm 4

1.1.3 Tôm thịt vụn 5

1.2.Tổng quan về sự thủy phân protein bằng enzyme protease 5

1.2.1 Khái quát về sự thủy phân protein 5

1.2.2 Enzyme Flavourzyme 6

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein 6

1.2.4 Ứng dụng sản phẩm thủy phân protein 6

1.2.5 Đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein 10

1.3 Tổng quan công nghệ sấy phun 11

1.3.1 Nguyên lý của phương pháp sấy phun 12

1.3.2 Ưu nhược điểm của quá trình sấy phun 12

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun 13

1.3.4 Tổng quan về Maltodextrin 15

1.4.1 Tình hình nghiên cứu thế giới: 16

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 19

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Đối tượng nghiên cứu 21

2.1.1 Tôm thịt vụn 21

2.1.2 Enzyme 22

2.1.3 Hóa chất và trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm 22

2.2 Phương pháp nghiên cứu 24

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học 24

2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 24

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu 25

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36

3.1 Thành phần hóa học cơ bản của tôm thịt vụn 36

3.2 Kết quả tối ưu hóa chế độ thủy phân tôm thịt vụn bằng enzyme Flavourzyme 37 3.2.1 Kết quả xác định miền thủy phân thích hợp bằng enzyme Flavourzyme 37

3.2.2 Kết quả tối ưu hóa chế độ thủy phân tôm thịt vụn bằng enzyme Flavourzyme 39

3.3 Tối ưu hóa quá trình sấy phun 46

3.3.1 Ảnh hưởng nồng độ maltodextrin đến quá trình sấy 46

3.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến quá trình sấy bột đạm hòa tan 48

3.3.3 Ảnh hưởng tốc độ bơm dịch đến quá trình sấy bột đạm hòa tan 49

3.3.4 Kết quả tối ưu hóa quá trình sấy tạo bột đạm tôm hòa tan 50

3.4 Đề xuất quy trình và đặc tính chức năng của sản phẩm bột đạm tôm hòa tan ở chế độ thủy phân và sấy phun tối ưu 54

3.4.1 Quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan 54

3.4.2 Khảo sát đặc tính chức năng và thành phần của sản phẩm bột đạm tôm hòa tan 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

HOSO Head on shell-on shrimp (Tôm nguyên con còn đầu, còn vỏ)

HLSO Headless shell-on (Tôm vỏ bỏ đầu)

PTO Peeled tail-on (Tôm bóc vỏ chừa đuôi)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TSVSVHK Tổng số vi sinh vật hiếu khí

VASEP Hiệp hội chế biến và xuất khẩu thủy sản Việt Nam

WTO World Trade Organization

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hình dáng ngoài của tôm sú 21

Hình 2.2 Tôm thịt vụn 22

Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần hóa học cơ bản của tôm thịt vụn 25

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme thích hợp 26

Hình 2.5 Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp 28

Hình 2.6 Sơ đồ thí nghiệm xác thời gian thích hợp 30

Hình 2.7 Sơ đồ thí nghiệm xác định nồng độ maltodextrin thích hợp 32

Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy thích hợp 33

Hình 2.9 Sơ đồ thí nghiệm xác định nồng độ maltodextrin thích hợp 34

Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme đến quá trình thủy phân 37

Hình 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân 38

Hình 3.3 Ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân 39

Hình 3.4 Bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đến độ thủy phân 42

Hình 3.5 Bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của nồng độ và thời gian đến độ thủy phân 43

Hình 3.6 Bề mặt đáp ứng thể hiện ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ đến độ thủy phân 43

Hình 3.7 Điểm tối ưu thu được từ mô hình hồi quy 45

Hình 3.8 Sự thay đổi độ hòa tan theo tỷ lệ maltodextrin bổ sung 47

Hình 3.9 Sự thay đổi độ ẩm theo tỷ lệ maltodextrin bổ sung 47

Hình 3.10 Sự thay đổi độ hòa tan bột tôm theo nhiệt độ sấy 48

Hình 3.11 Sự thay đổi độ ẩm bột tôm theo nhiệt độ sấy 49

Hình 3.11 Sự thay đổi độ hòa tan bột tôm theo tốc độ bơm dịch 49

Hình 3.11 Sự thay đổi độ ẩm bột tôm theo nhiệt độ sấy 50

Hình 3.12 Sơ đồ quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan 54

ix

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Hàm lượng chất dinh dưỡng tính theo % trong thịt tôm tươi 4

Bảng 1.2 Các tính chất của sản phẩm Maltodextrin 16

Bảng 3.1 Thành phần hóa học cơ bản của tôm thịt vụn 36

Bảng 3.2 So sánh thành phần hóa học cơ bản của tôm thịt vụn 36

Bảng 3.3 Quy đổi biến mã và biến thực 40

Bảng 3.4 Thiết kế thí nghiệm theo biến thực sử dụng mô hình Box-behnken 40

Bảng 3.5 Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình đáp ứng bậc 2 của hàm mục tiêu độ thủy phân 41

Bảng 3.6 Thông số đánh giá tính phù hợp và tương quan mô hình 41

Bảng 3.7 Các hệ số ảnh hưởng tronng mô hình hồi quy 44

Bảng 3.8 Các thông số tối ưu từ mô hình hồi quy 45

Bảng 3.9 Thí nghiệm lặp lại điểm tối ưu và kết quả 45

Bảng 3.10 Quy đổi biến mã và biến thực 51

Bảng 3.11 Thiết kế thí nghiệm theo biến thực sử dụng mô hình Box-behnken 51

Bảng 3.12 Kết quả phân tích ANOVA cho mô hình đáp ứng bậc 2 của hàm mục tiêu độ thủy phân 52

Bảng 3.13 Các thông số tối ưu từ mô hình hồi quy 53

Bảng 3.14 Thí nghiệm lặp lại điểm tối ưu và kết quả 53

Bảng 3.15 Chất lượng cảm quan bột đạm tôm hòa tan 57

Bảng 3.16 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm bột đạm tôm hòa tan sau khi sấy 57

Bảng 3.17: Thành phần cơ bản bột đạm tôm hòa tan 57

Bảng 3.18: Thành phần axit amin của bột đạm tôm hòa 58

TRÍCH YẾU LUẬN VĂN

Theo thống kê của Tổng cục Thủy sản, tổng sản lượng thủy sản sản xuất năm

2016 đạt hơn 6.726 triệu tấn, tăng 2,5% so với năm 2015 (6.559 triệu tấn) Trong đó, sản lượng tôm ước tính đạt 4,580 triệu tấn, chiếm 68,1% so với sản lượng của cả nước Nhưng chủ yếu xuất khẩu các mặt hàng như: HOSO (head on shell-on shrimp) tôm nguyên con (còn đầu, còn vỏ), HLSO (headless shell-on): tôm vỏ bỏ đầu, PTO ( peeled tail-on) tôm bóc vỏ chừa đuôi là những sản phẩm tôm có chất lượng tốt Trong khi

đó một lượng lớn tôm thịt vụn (chiếm 7-10%) trong quá trình sản xuất không được

quan tâm và thường được dùng làm các sản phẩm cấp thấp Vì vậy, “Xây dựng quy

trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan từ tôm thịt vụn bằng phương pháp enzyme”

góp phần tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng, mang lại lợi nhuận lớn, nâng cao giá trị kinh tế của tôm Việt Nam là cần thiết Mục tiêu đề tài là tìm điều kiện sản xuất bột đạm tôm hòa tan có độ thủy phân, độ hòa tan cao nhất và bước đầu xây dựng quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan bằng phương pháp sấy phun

Phương pháp nghiên cứu, sử dụng tôm thịt vụn được thủy phân với enzyme Flavourzyme Tiến hành thử nghiệm các chế độ thủy phân khác nhau: tỉ lệ enzyme với nguyên liệu từ: 0,1%; 0,4%; 0,7%; 1%, nhiệt độ thủy phân 400C; 450C; 500C; 600C;

650C; 700C, thời gian thủy phân: 4giờ; 5 giờ; 6 giờ; 7 giờ; 8 giờ và bố trí thí nghiệm theo phương pháp cổ điển Kết hợp tìm điều kiện tối ưu bằng phương pháp bề mặt đáp ứng Box benken với 17 thí nghiệm ngẫu nhiên trong đó có 12 là thí nghiệm biến xoay

và 5 thí nghiệm tại trung tâm để tiên đoán lỗi để ra thông số tối ưu của quá trình thủy phân bằng enzyme Flavourzyme Cuối cùng nghiên cứu chế độ sấy phun và khảo sát một vài tính chất và thành phần bột đạm tôm hòa tan Tất cả các thí nghiệm đều được lặp lại 3 lần, kết quả trình bày là giá trị trung bình Các số liệu thí nghiệm được xử lý

và giá trị trung bình được so sánh dựa vào phân tích ANOVA và kiểm định Duncan (Duncan’s Multiple - Comparison Test) trên phần mềm SPSS 16 (SPSS Inc., Chicago, IL) Khác biệt có ý nghĩa tại giá trị p < 0,05

Kết quả bước đầu nghiên cứu cho quá trình thủy phân tôm thịt vụn bằng enzyme flavourzyme tìm được tỉ lệ enzyme/cơ chất 0,905%; nhiệt độ thủy phân 51,10C; thời gian thủy phân 7,25 giờ Điều kiện thích hợp cho quá trình sấy phun dịch

thủy phân tìm được thông số quá trình sấy tỷ lệ maltodextrin so với nguyên liệu là 14,5 nhiệt độ là 1150C và tốc độ bơm là 13,6v/phút

Từ khoá: bột đạm, hòa tan, tôm thịt vụn, enzyme Flavourzyme, sấy phun

MỞ ĐẦU

Việt Nam hiện đang trong thời kỳ mở cửa hội nhập kinh tế khu vực và thế giới cùng với việc gia nhập WTO (World Trade Organization) mở ra cánh cửa lớn đưa nền kinh tế tiến sâu vào thị trường thế giới Cùng trong xu thế phát triển đó, chế biến thủy sản là một trong những ngành kinh tế mũi nhọn hàng đầu mang lại kim ngạch xuất khẩu lớn cho đất nước Số liệu thực tế cho thấy xuất khẩu tôm Việt Nam năm 2015 đạt

3 tỷ USD chiếm 2% tỷ trọng giá trị xuất khẩu so với cả nước và 44% tỷ trọng giá trị xuất khẩu so với các mặt hàng thủy sản (theo VASEP) Tại một vài thị trường lớn điển hình như Nhật Bản, trong gần 10 năm Nhật Bản là thị trường nhập khẩu tôm quan trọng của Việt Nam, chiếm tỷ lệ xuất khẩu lớn nhất với 50.800 tấn và 0,69 tỷ USD trong năm 2014 (chiếm 22,65% thị phần) Giá bán tôm tại thị trường này cũng cao nhất và duy trì tốt, thường cao hơn nguồn khác 10 - 14% Các doanh nghiệp sản xuất lớn: Minh Phú, Thông Thuận, Bạc Liêu chủ yếu xuất khẩu các mặt hàng như: HOSO (head on shell-on shrimp) tôm nguyên con (còn đầu, còn vỏ), HLSO (headless shell-on): tôm vỏ bỏ đầu, PTO (peeled tail-on) tôm bóc vỏ chừa đuôi là những sản phẩm tôm có chất lượng tốt Trong khi đó một lượng lớn tôm thịt vụn trong quá trình sản xuất không được quan tâm và thường được dùng làm các sản phẩm cấp thấp Tuy nhiên qua quá trình phân tích thành phần hóa học của tôm thịt vụn này cho thấy hàm lượng các chất như sau: Protein: 19-21%, lipid: 0,7-1,7%, nước: 74,5-7,0%, tro: 1,14-1,63% Trong đó protein có rất nhiều loại axit amin quý, không thể thay thế [16]

Hiện nay có nhiều nguyên cứu thủy phân protein từ nhiều loại nguồn động vật khác nhau như: cá, phế liệu tôm, gà nhằm mục đích tận dụng phế liệu trong các ngành chế biến Tuy nhiên chưa có sản phẩm chất lượng cao được thủy phân từ thịt tôm Đồng thời phương pháp sản xuất các loại bột đạm thủy phân hiện còn rất thô sơ chủ yếu dùng nhiệt và áp suất cao để thủy phân thu lấy dịch, làm cho một số thành phần hóa học bị mất, biến tính trong quá trình chế biến Do đó cần phải nghiên cứu đưa công nghệ mới vào trong quá trình sản xuất

Từ những lý do trên, đề tài: “ Xây dựng quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan từ tôm thịt vụn bằng phương pháp enzyme ” Nhằm đa dạng hóa sản phẩm từ

tôm trên thị trường Thành công của đề tài sẽ góp phần nâng cao giá trị cho con tôm

từ đó làm tăng thu nhập cho người nuôi và chế biến tôm Bột đạm tôm hòa tan có

thể được sử dụng như các sản phẩm thực phẩm dinh dưỡng cho trẻ em và người

cao tuổi

Mục tiêu nguyên cứu

Xây dựng quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan từ tôm thịt vụn bằng enzyme Flavourzyme

Nội dung nghiên cứu

1 Tối ưu hóa quá trình thủy phân tôm thịt vụn bằng phương pháp enzyme

- Xác định điều kiện thủy phân của enzyme Flavourzyme

- Tối ưu hóa quá trình thủy phân

- Đánh giá chất lượng dịch thủy phân

2 Tối ưu hóa quá trình sấy

- Xác định điều kiện quá trình sấy phun dựa trên 3 thông số: nhiệt độ, tốc độ bơm, tỷ lệ Maltodextrin

3 Đánh giá chất lượng bột thủy phân sau khi sấy

- Đánh giá chất lượng bột sấy qua các chỉ tiêu: độ ẩm, hàm lượng protein, chất lượng cảm quan, độ hòa tan, độ tạo bọt, vi sinh vật

- Đề xuất quy trình sản xuất bột đạm tôm hòa tan

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học

Kết quả của đề tài là dẫn liệu khoa học về sự thủy phân thịt tôm bằng emzyme Flavourzyme, giá trị dinh dưỡng và đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein thịt tôm Các dẫn liệu này là nguồn tài liệu tham khảo cho sinh viên, cao học viên, giảng viên và cán bộ làm việc trong các doanh nghiệp chế biến thủy sản

Ý nghĩa thực tiễn

Đề tài góp phần nâng cao hiệu quả sử dụng tôm thịt vụn, đa dạng hóa sản phẩm nhằm mang lại lợi ích kinh tế to lớn cho các doanh nghiệp chế biến thủy sản, nhờ vào việc tận dụng nguồn tôm thịt vụn để sản xuất sản phẩm thủy phân protein dùng trong lĩnh vực thực phẩm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về tôm

1.1.1 Giới thiệu chung

Tôm là một đối tượng dùng chế biến các sản phẩm xuất khẩu rất quan trọng của thuỷ sản nước ta hiện nay Kể từ tháng 4 đến tháng 10 năm nay, xuất khẩu tôm Việt Nam chưa có dấu hiệu phục hồi so với cùng kỳ năm 2017 Tháng 10/2018, xuất khẩu tôm Việt Nam giảm 17,3% so với cùng kỳ năm ngoái đạt hơn 348 triệu USD Lũy kế

10 tháng đầu năm nay, xuất khẩu tôm của cả nước đạt 2,97 tỷ USD, giảm 5,8% so với cùng kỳ năm 2017[1] Các sản phẩm chế biến từ tôm đã có mặt trên 70 thị trường ở khắp các châu lục trên Thế giới Tôm có giá trị dinh dưỡng cao, tổ chức cơ thịt rắn chắc, có mùi vị thơm ngon đặc trưng hấp dẫn

Tôm thuộc họ giáp xác, bộ mười chân, trong đó một số loại có giá trị nhất là :

tôm sắt, tôm he, tôm hùm… có giá trị xuất khẩu hàng đầu Việt Nam Bên cạnh sản lượng tôm khai thác tự nhiên, sản lượng tôm nuôi ở Việt Nam nói chung tăng lên nhanh chóng, là nguồn nguyên liệu chính cung cấp cho các nhà máy chế biến xuất khẩu thuỷ sản Tôm biển ngày nay không những là món ăn quen thuộc đối với người dân Việt Nam mà còn có giá trị trên thị trường thế giới Tuy nhiên sản lượng khai thác phần lớn là cỡ trung bình hoặc nhỏ, cỡ lớn chủ yếu đạt 20- 30 con/ kg hoặc lớn hơn nhưng khối lượng không đáng kể Mùa vụ khai thác chủ yếu của tôm biển từ tháng 2 đến tháng 11 hàng năm Tôm nuôi: nghề nuôi tôm đã và đang được phát triển mạnh và mang lại hiệu quả kinh tế cao đối với xuất khẩu thuỷ sản Ngoài tôm sú được nuôi phổ biến, tôm chân trắng hiện nay cũng đã và đang được đầu tư nuôi với quy mô lớn để tạo thêm nguồn nguyên liệu phục vụ xuất khẩu và tiêu thụ nội địa

Mùa vụ thu hoạch tôm nuôi rải rác từ tháng 4 đến tháng 9 Chính vụ sản lượng cao nhất vào tháng 5, 6 Có hơn 50 mặt hàng tôm đông lạnh xuất khẩu, được chế biến dưới nhiều dạng sản phẩm khác nhau như tươi sống, đông lạnh, các sản phẩm chế biến sẵn, chế biến ăn liền, các sản phẩm phối chế, các sản phẩm khô, đóng hộp, lên men chua…

1.1.2 Thành phần hoá học của tôm

1.1.2.1 Khái quát chung

Thành phần hoá học của cơ thịt tôm gồm có: nước, protein, lipid, gluxit, chất khoáng, vitamin, enzyme, hocmon Những thành phần tương đối nhiều là: nước, protein, lipid, chất khoáng Hàm lượng gluxit trong tôm tương đối ít và tồn tại dưới dạng glycogen.[9]

Thành phần hoá học của tôm thường khác nhau theo giống loài Trong cùng một loài nhưng hoàn cảnh sinh sống khác nhau thì thành phần hoá học cũng khác nhau Ngoài ra thành phần hoá học của tôm còn phụ thuộc nhiều vào trạng thái sinh lý, mùa

vụ, thời tiết… Sự khác nhau về thành phần hoá học và sự biến đổi của chúng làm ảnh hưởng rất lớn đến mùi vị và cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.[5]

Bảng 1.1: Hàm lượng chất dinh dưỡng tính theo % trong thịt tôm tươi

1.1.2.2 Giá trị dinh dưỡng của tôm

Như đã giới thiệu ở trên tôm có trữ lượng lớn, có giá trị xuất khẩu cao cả về chất lượng và số lượng Thịt tôm thơm ngon, giàu chất dinh dưỡng và dễ tiêu hoá, giàu khoáng và chứa một lượng vitamin đáng kể cần thiết đối với sự sống của cơ thể con người, đặc biệt trong thịt tôm chứa hầu hết các axit amin không thay thế (chỉ thiếu leucin) do đó, thịt tôm được đánh giá là thực phẩm có dinh dưỡng cao, hơn nữa có hàm lượng lipid rất ít, đây là thực phẩm được ưa chuộng nhất đối với người ăn kiêng [9]

1.1.3 Tôm thịt vụn

Tôm thịt vụn là sản phẩm thân tôm gãy đôi, gãy vụn, mất đốt đuôi, mất đốt đầu, còn từ 2-5 đốt Tuy nhiên không được lẫn tôm ngoại cỡ (tôm ngoại cỡ là những thân tôm ngoài số cỡ quy định, tức là 500up) Những loại tôm thịt vụn có cùng màu thường được để cùng nhau: như tôm thẻ, chì, bạc cùng nhóm và sắc, sú, rằn để chung cùng nhóm Người ta phân biệt tôm thịt vụn thành hai loại: loại 1 (còn gọi xóa trắng), loại 2 (còn gọi xóa thường)[14] Theo nghiên cứu công ty Việt Nhân sản lượng tôm loại này thường chiếm 7-10% sản lượng tôm thịt trong quá trình sản xuất, tương đương 700-1000 tấn/ năm Tôm thịt vụn trong quá trình sản xuất không được quan tâm và thường được dùng làm các sản phẩm cấp thấp như: chế biến khô tôm, cấp đông bán cho các công ty tiêu thụ trong nước với giá 70 000 VND/kg

1.2.Tổng quan về sự thủy phân protein bằng enzyme protease

1.2.1 Khái quát về sự thủy phân protein

Protease là enzyme thủy phân liên kết peptit của phân tử protein Enzyme protease được phân thành hai dạng là endoprotease và exoprotease Các endoprotease như trypsin, chymotrypsin, chymosin thủy phân các liên kết peptit ở bên trong chuỗi polypeptit Các exoprotease cắt các liên kết ở hai đầu tận cùng của chuỗi polypeptit, các exoprotease cắt vào đầu có nhóm carboxyl tận cùng được gọi là carboxylpeptidase còn những enzyme tác dụng vào đầu có nhóm amin tận cùng gọi là aminopeptidases [45] Các endoprotease và exoprotease kể trên cộng tác một cách rất có hiệu quả trong việc phân giải protein Có thể nói rằng, chức năng chính của endoprotease tạo ra một lượng lớn các chuỗi peptit có đầu C và đầu N tự do để tạo điều kiện cho các exoprotease hoạt động [24] Tuy nhiên, tác dụng của các protease rất phức tạp, bản chất của các mạch nhánh của axít amin ở bên cạnh các liên kết peptit có ảnh hưởng mạnh đến hoạt động của các enzyme Trên thực tế, các protease rất đặc hiệu và tỷ lệ những liên kết peptit trong một phân tử protein bị bẻ gãy bởi một protease là không cao.Ví dụ, trypsin chỉ thủy phân liên kết peptit giữa lysine và argininine, Chymotrypsin chỉ thủy phân những liên kết peptit giữa tyrosine, phenylalanine, tryptophan Thậm chí chymosin chỉ thủy phân liên kết peptit giữa Phe105-Met106 của kappacasein [45]

Hiện nay, có rất nhiều loại protease đã được phát hiện và chúng được chia thành 4 nhóm cơ bản: serine protease (EC 3.4.21), cysteine protease (EC 3.4.22), aspartic protease (EC 3.4.23), và metalloprotease (EC 3.4.24) [46]

1.2.2 Enzyme Flavourzyme

Flavourzyme là một enzyme vừa mang cả hai hoạt tính endoprotease và

exopeptidase, được sản xuất từ nấm mốc Aspergillus oryzae bằng quá trình lên men

chìm Điều kiện hoạt động tối ưu của enzyme Flavourzyme là pH từ 5 - 7; nhiệt độ khoảng 50-550C Hoạt độ của Flavourzyme là 500 LAPU/g Flavourzyme có thể bị bất hoạt trong 10 phút ở 75°C (167°F) hoặc cao hơn Tuy nhiên, điều kiện bất hoạt còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như nồng độ cơ chất, pH Enzyme sẽ mất dần hoạt tính theo thời gian bảo quản, phụ thuộc vào nhiệt độ và độ ẩm bảo quản Điều kiện bảo quản khô ráo và thoáng mát được cho là tốt đối với enzyme Flavourzyme Khi bảo quản trong bao bì kín ở 5°C (41°F), enzyme sẽ duy trì hoạt tính ít nhất là 3 tháng Kéo dài thời gian bảo quản hoặc điều kiện bảo quản bất lợi (nhiệt độ cao, độ ẩm cao) đều ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme và lúc này yêu cầu lượng enzyme cao hơn [44]

1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein

Trong quá trình thủy phân bằng enzyme protease, các yếu tố ảnh hưởng tới độ thủy phân như nhiệt độ, pH, thời gian, diện tích tiếp xúc, nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất

Ảnh hưởng của nồng độ enzyme: Khi nồng độ enzyme thấp, lượng cơ chất lớn,

vận tốc thủy phân phụ thuộc tuyến tính vào nồng độ enzyme Khi nồng độ enzyme tăng, tốc độ phản ứng thủy phân tăng đến một giá trị giới hạn v = vmax thì nếu nồng độ enzyme tiếp tục tăng, tốc độ phản ứng thủy phân bởi enzyme tăng không đáng kể, thậm chí không tăng

Ảnh hưởng của nhiệt độ: Enzyme là protein có hoạt tính xúc tác nên kém bền với nhiệt, chúng chỉ có hoạt tính trong khoảng nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ làm chúng biến tính Trong khoảng nhiệt độ đó, khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng thủy phân tăng Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng thủy phân do enzyme xúc tác được đặc trưng bằng hệ số:

𝑄10 =(𝐾𝑡+10)/𝐾𝑡Với Kt: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t

Kt + 10: Hằng số tốc độ phản ứng tại nhiệt độ t + 100C

Người ta đã xác định được hệ số Q10 của các loại enzyme trong cơ thể cá trong khoảng từ 2 – 3, cá biệt có thể lên đến 7 như phản ứng Hemoglobin trong máu cá Vùng nhiệt độ tạo cho enzyme có nhiệt độ cao nhất gọi là vùng nhiệt độ thích hợp của enzyme, trong đó có một giá trị nhiệt độ mà ở đó, tốc độ enzyme đạt cực đại gọi là nhiệt độ tối thích Với đa số enzyme, vùng nhiệt độ thích hợp trong khoảng 400 - 500C

Nhiệt độ làm cho enzyme mất hoàn toàn hoạt tính gọi là nhiệt độ tới hạn, đa số enzyme có nhiệt độ tới hạn khoảng 700C, với các enzyme bền nhiệt (bromelin, papain ), nhiệt độ tới hạn có thể cao hơn Nhiệt độ thích hợp với một enzyme có sự

thay đổi khi có sự thay đổi về pH, nồng độ cơ chất [37]

Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: Thời gian phản ứng thích hợp giúp enzyme cắt mạch triệt để làm cho cơ chất bị thủy phân hoàn toàn hơn Nhưng nếu kéo dài thời gian thủy phân quá mức sẽ tạo điều kiện cho vi sinh vật hoạt động làm sản sinh ra các sản phẩm cấp thấp như: NH3, H2S, indol, scatol và việc kéo dài thời gian thủy phân sẽ làm giảm hiệu quả kinh tế Ngược lai nếu thời gian thủy phân ngắn thì quá trình thủy phân chưa triệt để các axít amin tạo thành còn ít trong khi các peptit còn tồn tại nhiều trong sản phẩm như vậy sẽ gây lãng phí nguyên liệu và khó khăn cho quá trình lọc để thu dịch thủy phân protein

Ảnh hưởng của pH: pH có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt tính enzyme vì pH ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, ion hóa enzyme và đến độ bền của protein enzyme Đa số enzyme có khoảng pH thích hợp từ 5–9 Với nhiều protease, pH thích hợp ở vùng trung tính nhưng cũng có một số protease có pH trong vùng axít (pepsin, protease axít của vi sinh vật ) hoặc nằm trong vùng kiềm (tripsin, subtilin ) Với từng enzyme, giá trị pH thích hợp có thể thay đổi khi nhiệt độ, loại cơ chất thay đổi

Ảnh hưởng của lượng nước: Nước vừa là môi trường phân tán enzyme và cơ chất lại vừa trực tiếp tham gia phản ứng nên tỷ lệ nước có ảnh hưởng lớn đến tốc độ và chiều hướng và là một yếu tố điều chỉnh phản ứng thủy phân bởi enzyme

Ảnh hưởng của diện tích tiếp xúc: Diện tích tiếp xúc lớn tức là enzyme và cơ chất có điều kiện gặp nhau tốt hơn, như vậy sẽ thuận lợi cho phản ứng thủy phân nó sẽ làm cho phản ứng thủy phân diễn ra nhanh hơn

Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất: Nồng độ cơ chất có ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng thủy phân, khi càng tăng nồng độ cơ chất, tốc độ phản ứng thủy phân càng

tăng, nhưng khi tốc độ phản ứng thủy phân đạt đến giới hạn v = vmax nếu tiếp tục tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng thủy phân hầu như không tăng

Ảnh hưởng của các chất kìm hãm: Chất kìm hãm (hay chất ức chế) là những chất vô cơ hay hữu cơ mà khi có sự hiện diện của chúng, enzyme có thể bị giảm hoặc mất hoạt tính Với mỗi enzyme ta có các chất kìm hãm khác nhau, vì vậy khi sử dụng enzyme ta phải biết rõ các chất kiềm hãm của nó để điều chỉnh phản ứng

Ảnh hưởng của các chất hoạt hóa: Chất hoạt hóa là những chất khi có mặt trong phản ứng có tác dụng làm tăng hoạt tính enzyme, các chất này có bản chất hóa học khác nhau, có thể là ion kim loại, anion hoặc các chất hữu cơ Tuy nhiên các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng trong giới hạn nồng độ xác định Khi dùng quá nồng độ cho phép, hoạt độ enzyme sẽ giảm

1.2.4 Ứng dụng enzyme protease và sự phát triển ứng dụng thủy phân protein tại Việt Nam

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành công nghiệp, nông nghiệp, y học… thì enzyme protease được ứng dụng khá rộng rãi nhất là trong ngành công nghiệp thực phẩm Sau đây là những ứng dụng cụ thể của enzyme protease trong cuộc sống: [5]

Ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm:

+ Trong công nghiệp chế biến thịt: protease được dùng làm mềm thịt nhờ sự thủy phân protein trong thịt [13]

+ Trong chế biến thủy sản: chế biến nước mắm ngắn ngày rút ngắn thời gian chế biến và nâng cao hiệu quả kinh tế

+ Trong công nghiệp sữa: protease được dùng trong sản xuất fomat nhờ tác dụng làm đông tụ sữa.[13]

+ Trong sản xuất bánh mì, bánh quy protease: làm giảm thời gian nhào trộn, tăng độ dẻo và làm nhuyễn bột, tạo độ xốp và độ nở tốt hơn [13]

+ Trong sản xuất nước giải khát: làm tăng độ bền của bia và rút ngắn thời gian lọc Làm trong và ổn định nước quả, rượu vang [13]

Ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm từ phế liệu thủy sản:

Enzyme protease được dùng để thủy phân phế liệu thủy sản để sản xuất chế phẩm dẫn mùi giàu đạm dùng trong thức ăn nuôi tôm, cá hạn chế ô nhiễm môi trường Với công nghệ sản xuất đơn giản sử dụng chất xúc tác enzyme bổ sung vào phế liệu thủy sản (đầu, xương cá), protein được thủy phân chúng[3] Sản phẩm thủy phân trộn với thức ăn cho tôm, phần xương được làm sạch, sấy khô, nghiền thành bột dùng cho chăn nuôi gia súc Biện pháp không những xử lý ngay được chất thải rắn với chi phí thấp, mà còn mang lại hiệu quả kinh tế từ việc sản xuất ra thức ăn dùng cho chăn nuôi được người tiêu dùng chấp nhận.[4]

Sự phát triển trong ứng dụng thủy phân protein tại Việt Nam

Những sản phẩm phụ thải chứa nhiều protein nhưng thường được chế biến thành các sản phẩm trên thị trường có giá trị thấp, chẳng hạn như thức ăn gia súc, bột

cá và phân bón [43] Theo quan điểm của việc sử dụng các chất thải công nghiệp cá và làm tăng giá trị cho một số loài cá sử dụng đúng mức, thủy phân protein từ protein cá đang được chuẩn bị bởi nhiều nhà nghiên cứu trên khắp thế giới Protein thủy phân là sản phẩm thủy phân từ protein cá thành peptit nhỏ hơn, thường có chứa 2 - 20 axít amin Trong những năm gần đây, thủy phân protein cá đã thu hút nhiều sự chú ý của công nghệ sinh học thực phẩm, do có một khối lượng lớn nguyên liệu cho quá trình này, và sự hiện diện của các hàm lượng protein cao, axít amin tốt sự cân bằng và peptit hoạt tính sinh học (chất chống oxy hóa, hạ huyết áp, điều hòa miễn dịch và kháng khuẩn peptit) [27]

Ngành công nghiệp chế biến thủy sản chiếm 60% các sản phẩm bao gồm đầu,

da, vây, khung xương, nội tạng và trứng, và chỉ có 40% sản phẩm cá cho người [30]

Cá phi lê, ướp muối và xông khói có sản xuất số lượng lớn các sản phẩm rắn (50 - 75% của các cá) với tổng số hơn 3,17 triệu tấn mỗi năm [34] Xử lý chất thải và các sản phẩm bỏ đi của thủy sản hiện nay đang gia tăng, do khản năng tiêu thụ thuỷ sản gia tăng và thay đổi xu hướng tiêu dùng đối với các sản phẩm phụ Tuy nhiên, trong thập

kỷ qua, một số phương pháp công nghệ sinh học đã được phát triển để phục hồi các chất dinh dưỡng cần thiết để chuẩn bị sử dụng tốt hơn các nguồn tài nguyên giàu protein này và để giải quyết các vấn đề ô nhiễm và xử lý là tốt Thủy phân protein cá tạo ra các thành phần thực phẩm hoặc các sản phẩm công nghiệp trong một số ứng dụng, bao gồm cả peptone cá [28]

1.2.5 Đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein

Sản phẩm thủy phân protein có một số đặc tính chức năng như: độ hòa tan, khả năng tạo bọt, khả năng giữ nước,… Các đặc tính chức năng của sản phẩm thủy phân protein được phụ thuộc rất nhiều vào nguồn nguyên liệu thủy phân, phương pháp thủy phân (sinh học, hóa học), chế độ thủy phân… Đặc biệt quá trình thủy phân bằng enzyme còn đóng vai trò quan trọng nhất ảnh hưởng đến các đặc tính chức năng khác như khả năng tạo bọt, khả năng tạo nhũ tương…[47]

Độ hòa tan

Độ hòa tan của protein được định nghĩa là: một tập hợp các điều kiện là trạng thái nhiệt động lực học của trạng thái cân bằng giữa protein/protein và protein/sự tương tác của dung môi Nó có liên quan rất nhiều đến sự thay đổi năng lượng tự do phát sinh từ sự tương tác của các phần kỵ nước và ưa nước trên bề mặt protein với xung quanh dung môi Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan protein bao gồm nhiều thuộc tính của cả protein và dung môi, nồng độ, pH của môi trường, cường độ ion và nhiệt độ Khi thí nghiệm biến đổi pH sẽ làm thay đổi lực hút và lực đẩy của các protein và khả năng liên kết giữa protein với nước [53] Đặc tính hòa tan rất quan trọng để xác định điều kiện tối ưu trong quá trình chiết xuất và tinh chế protein từ các nguồn tự nhiên và phân chia các protein khác nhau và quá trình sấy các sản phẩm thủy phân Ngoài ra khả năng hòa tan trong các điều kiện khác nhau còn cho thấy khả năng ứng dụng khác của protein thủy phân.[23]

Ngoài ra độ hòa tan là một chỉ số rất quan trọng và quyết định lớn đối với protein được sử dụng trong đồ uống Ngoài ra, người ta nghiên cứu các protein này tan được trong các pH và bền ở các mức nhiệt độ khác nhau Biết được khả năng hòa tan của protein trong các điều kiện khác nhau cũng sẽ là những gợi ý tốt trong việc định hướng ứng dụng protein này

mặt của một protein và khả năng làm giảm sức căng bề mặt liên pha của nó Các dẫn xuất ưa béo của các casein và protein khác nhau có khả năng tạo bọt rất tốt vì chúng định hướng và trãi ra ở bề mặt liên pha không khí/nước rất dễ dàng [2] Sự hình thành bọt bao gồm sự khuếch tán các protein hòa tan đến bề mặt liên pha không khí/nước Tại đây chúng tự giãn mạch, tự tập trung và tự trãi ra một cách nhanh chóng để làm giảm sức căng bề mặt liên pha Còn để có bọt bền thì màng mỏng protein tạo thành xung quanh mỗi bọt khí phải dày, cố kết, đàn hồi liên tục và không thấm khí Dường như các protein hình cầu có khối lượng phân tử cao và khó bị giãn mạch ở bề mặt sẽ tạo được những màng hấp thụ dày do đó làm cho bọt bền Có thể để tạo ra lớp bọt mỏng bền như thế thì nhiều lớp protein đã bị giãn mạch từng phần trước tiên phải tự liên hợp lại với nhau ở bề mặt liên pha bằng các tương tác ưa béo và có thể bằng liên kết hydro và liên kết tĩnh điện [2]

Khả năng giữ nước

Quá trình hydrat hóa của một protein thực phẩm ở các trạng thái khô thể hiện như sau: Rất nhiều sản phẩm thực phẩm là những hệ thống chất rắn ngậm nước do đó tính chất lý hóa, tính chất lưu biến và cả tính chất cảm quan của chúng sẽ phụ thuộc rất nhiều vào sự tương tác của protein và đồng thời các hợp phần khác với nước nghĩa là phụ thuộc vào khả năng hydrat hóa Hơn thế nữa các sản phẩm thực phẩm protein dạng khô khi sử dụng cũng phải được hydrat hóa Quá đó, protein được hydrat hóa và tái hydrat[32]

1.3 Tổng quan công nghệ sấy phun

Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra khỏi vật liệu dưới tác dụng của nhiệt Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do:

+ Chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt và bên trong vật liệu

+ Chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

Mục đích của quá trình sấy là làm giảm khối lượng vật liệu, tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được lâu hơn

- Sấy phun là một trong những công nghệ sấy công nghiệp chính do khả năng sấy một bậc nguyên liệu từ dạng lỏng sang dạng bột khá đơn giản, dễ dàng kiểm soát nhiệt độ và định dạng hạt sản phẩm một cách chính xác

Thiết bị sấy phun dùng để sấy các dạng dung dịch và huyền phù trong trạng thái phân tán nhằm tách ẩm ra khỏi vật liệu giúp tăng độ bền và bảo quản sản phẩm được lâu hơn Sản phẩm của quá trình sấy phun là dạng bột mịn như bột đậu nành, bột trứng, bột sữa… hoặc các chế phẩm sinh học, dược liệu…

1.3.1 Nguyên lý của phương pháp sấy phun

Một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phù đã được cô đặc trước (40 - 60% ẩm) được phun để hình thành những giọt mịn, rơi vào trong dòng khí nóng cùng chiều hoặc ngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150 - 3000C trong buồng sấy lớn Kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng Các hạt sản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng

Sấy phun gồm 3 giai đoạn cơ bản

Giai đoạn 1: Chuyển nguyên liệu cần sấy sang dạng sương mù các hạt lỏng

phân tán trong không khí nhờ cơ cấu phun sương trong thiết bị sấy phun Hiện nay có

3 cơ cấu phun sương: đầu phun ly tâm, đầu phun 1 dòng, đầu phun 2 dòng Kích thước các giọt nhỏ sau giai đoạn phun sương dao động trong khoảng 10 tới 20 m

Giai đoạn 2: Hòa trộn sương mù với dòng tác nhân sấy trong buồng sấy Đây

chính là giai đoạn tách ẩm ra khỏi nguyên liệu Do nguyên liệu được phun sương nên diện tích tiếp xúc giữa các giọt lỏng và tác nhân sấy là rất lớn Do đó ẩm trong nguyên liệu được bay hơi nhanh chóng Thời gian tách ẩm diễn ra từ vài giây đến vài chục giây

Giai đoạn 3: Tách sản phẩm ra khỏi dòng tác nhân sấy Người ta có thể sử dụng

cyclone, túi lọc hoặc phương pháp kết tủa trong trường tĩnh điện, phổ biến nhất là sử dụng cyclone Hiệu suất thu hồi sản phẩm trong thiết bị sấy phun dao động trong khoảng 90 tới 98%

1.3.2 Ưu nhược điểm của quá trình sấy phun

Ưu điểm:

Tính chất và chất lượng của sản phẩm đạt điểm tốt hơn Sản phẩm sau khi sấy

có dạng bột mịn đồng nhất, xốp, dễ hòa tan, không cần phải qua giai đoạn nghiền, chất lượng ít bị biến đổi so với nguyên liệu ban đầu, tiện lợi cho quá trình chế biến và sử dụng Quá trình sấy diễn ra rất nhanh chỉ vài giây nên hạn chế tổn thất và biến đổi của các chất nhân mẫn cảm với nhiệt [21]

Nhược điểm:

Không thể sử dụng cho những nguyên liệu có độ nhớt quá cao, hàm lượng chất khô thấp hoặc sản phẩm thu được yêu cầu có tỷ trọng cao Vốn đầu tư cao hơn các loại thiết bị sấy khác, tiêu tốn năng lượng nhiều, lượng nguyên liệu thất thoát lớn do hiện tượng bột dính vào thành của buồng sấy [29][21]

1.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy phun nhưng quan trọng nhất là các yếu tố sau:

Nồng độ chất khô của nguyên liệu:

Trong quá trình sấy phun, nếu nồng độ chất khô của nguyên liệu càng cao thì lượng nước cần bốc hơi để sản phẩm đạt giá trị độ ẩm yêu cầu càng thấp Tuy nhiên nếu nồng độ chất khô quá cao sẽ làm tăng độ nhớt của nguyên liệu, gây khó khăn cho quá trình tạo sương mù trong buồng sấy, cơ cấu phun dễ bị tắc nghẽn hoặc tạo hạt với hình dạng và kích thước không như mong muốn

Ở quy mô công nghiệp, dung dịch nguyên liệu thường được cô đặc đến nồng độ chất tan 50 - 60% Trong quy mô phòng thí nghiệm, với các thiết bị nhỏ công suất thấp nồng độ dung dịch có thể được giảm xuống còn 20 - 30% nhằm tránh hiện tượng tắc vòi phun do độ nhớt cao [45]

Nhiệt độ sấy

Các tính chất bột như độ ẩm, mật độ khối, kích thước hạt, khả năng hút ẩm và hình thái của hạt bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ tác nhân sấy vào không khí nóng Thông thường, nhiệt độ đầu vào sử dụng cho kỹ thuật sấy phun thực phẩm là 100 - 220C tùy

thuộc vào các loại nguyên liệu Các nghiên cứu thực nghiệm đã chứng minh rằng ở cùng tốc độ nạp liệu, tăng nhiệt độ tác nhân sấy đầu vào sẽ làm giảm độ ẩm cuối của sản phẩm Hàm lượng ẩm giảm với sự gia tăng nhiệt độ đầu vào, do sự truyền nhiệt nhanh hơn giữa sản phẩm và tác nhân sấy Nhiệt độ tác nhân sấy vào cao sẽ làm tăng gradient nhiệt độ giữa tác nhân sấy và nguyên liệu, làm tăng tốc độ trao đổi nhiệt, thúc đẩy quá trình bay hơi nước.[12]

Ngoài ra, nhiệt độ đầu vào làm giảm mật độ khối Sự gia tăng nhiệt độ khí đầu vào thường dẫn đến sự hình thành nhanh chóng của lớp màng khô, cứng trên bề mặt giọt Điều này dẫn đến việc hình thành các màng không thấm khí trên bề mặt giọt, tiếp

theo là sự giãn nở không khí trong các hạt tạo thành các bong bóng hơi làm tăng thể tích hạt Nhiệt độ không khí vào càng cao càng làm giảm sự hình thành các khối bột, tạo khuynh hướng hình thành bột với các hạt rỗng rời và mịn hơn

Ngoài ra, nhiệt độ không khí đầu vào còn ảnh hưởng đến tốc độ bơm dịch và độ

ẩm của khối bột Nếu nhiệt độ không khí đầu vào quá cao sẽ dẫn tới sự tách ẩm quá nhanh

và quá nhiều dẫn tới các vết nứt bề mặt hạt gây lên hiện tượng hư hỏng cấu trúc và làm mất các chất dễ bay hơi Ngợc lại nếu nhiệt độ không khí đầu vào thấp, tốc độ bốc hơi nước chậm dẫn tới độ ẩm cao và tính chảy kém do đó sẽ sảy ra hiện tượng vón cục [52]

Chất trợ sấy

Thành phần nguyên liệu trong các dịch sấy, đặc biệt là dịch trái cây thường có chứa các phân tử có phân tử lượng thấp với nhiệt độ hóa gương thấp như sacarose, fructose,…Khi sấy ở nhiệt độ cao những chất này dễ dàng chuyển đổi từ trạng thái vô định hình sang trạng thái gương rắn bám dính trên bề mặt thành buồng sấy làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm Để tăng nhiệt độ hóa gương của dịch sấy, các chất mang chất trợ sấy với bản chất là các polymer có lợi được bổ sung vào dung dịch trước khi đem sấy Hơn nữa, những chất này cũng được sử dụng cho bao gói vi chất Chúng có thể bảo vệ các thành phần nhạy cảm trong thực phẩm chống lại các tác động tiêu cực

từ điều kiện xung quanh không thuận lợi, che đậy và bảo quản hương vị, giảm bớt sự biến động chất lượng sản phẩm thực phẩm.Việc sử dụng các chất trợ sấy như maltodextrin, gôm arabic, tinh bột sáp và cellulose vi tinh thể ảnh hưởng đến tính chất

và sự ổn định của bột Hình dạng tinh thể và trạng thái vô định hình của cùng một loại bột cho thấy sự khác biệt về kích thước hạt, hình dạng hạt, mật độ lớn, tính chất hoá lý, hóa học, tính ổn định, độ tan trong nước và độ ẩm khi sử dụng chất mang khác nhau Maltodextrin là chất trợ sấy được sử dụng phổ biến trong sấy phun Khả năng bao bọc tạo thành lớp áo ngoài của maltodextrin được ứng dụng để hạn chế các tác động tiêu cực của môi trường sấy đến các thành phần nhạy cảm với nhiệt độ trong nguyên liệu Bên cạnh đó maltodextrin còn có khả năng hòa tan tốt và có hiệu quả làm giảm hiện tượng hóa gương của các thành phần trong quá trình sấy, tăng hiệu suất sấy Tuy nhiên, tỷ lệ maltodextrin bổ sung phụ thuộc vào thành phần và tính chất của nguyên liệu sấy Do vậy, cần nghiên cứu xác định tỷ lệ maltodextrin thích hợp để

bổ sung vào dung dịch nguyên liệu tránh gây lãng phí và cản trở quá trình sấy [45][ 28][ 35] Đây là nội dung được thực hiện trong nghiên cứu này

1.3.4 Tổng quan về Maltodextrin

Maltodextrin là một sản phẩm tinh bột biến tính dưới tác nhân sinh học (enzyme) Sản phẩm maltodextrin là một sản phẩm tạo ra từ tinh bột, có những tính chất khác biệt hơn so với tinh bột Từ đó ta có thể ứng dụng một cách có hiệu quả trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm Maltodextrin là sự đa dạng hoá thêm ứng dụng của tinh bột trong sản xuất công nghiệp cũng như đáp ứng được nhu cầu của người tiêu dùng.[6]

Cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ FDA định nghĩa thì maltodextrin là các loại polysaccharide không ngọt, có công thức (C6H1005)nH2O Là thủy phân tinh bột không hoàn toàn bằng enzyme hoặc acid có đương lượng Dextrose – Hàm lượng đường khử được biểu thị bằng số gam D-glucose khan trên 100g chất khô (DE –Dextrose Equivalent) từ 4 đến 20 Đặc tính của maltodextrin phụ thuộc và chỉ số DE nhận được Sản phẩm có thể ở dạng bột màu trắng hoặc dung dịch đậm đặc

Do maltodextrin có chỉ số DE thấp nên vị của nó hầu như có vị không ngọt hoặc vị ít ngọt, ít bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, pH và một số yếu tố khác Maltodextrin được chứng minh là phụ gia cho thực phẩm và thuốc, an toàn cho người sử dụng trực tiếp Maltodextrin được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm Maltodextrin có DE thấp từ 4-7 được sử dụng trong việc tạo màng mỏng, dễ tan

và được ứng dụng trong bọc kẹo và bọc trái cây khi bảo quản Maltodextrin với DE từ 15-18 được sử dụng làm chất kết dính, chất tăng vị cho đồ uống , được cho vào thành phần bột sữa, cà phê hòa tan, Trong công nghệ dược phẩm, maltodextrin được

sử dụng làm chất độn để phối chế thuốc Trong công nghệ sấy phun, ngoài việc được

sử dụng như một chất độn để làm tăng hàm lượng chất khô và chức năng tạo hạt thì maltodextrin còn được sử dụng như một chất hỗ trợ quá trình vi bao Theo Kenyon [34] thì maltodextrin có khả năng bảo vệ chất nền khỏi các phản ứng oxy hóa Trong quá trình sấy phun, chỉ số DE cũng ảnh hưởng lớn đến kích thước của các hạt sản phẩm Maltodextrin có chỉ số DE cao sẽ tạo ra các hạt có kích thước nhỏ hơn so với maltodextrin có chỉ số DE thấp [27] Kết quả của nhiều nghiên cứu cho thấy maltodextrin sử dụng trong sấy phun có chỉ số DE từ 10 tới 20 Trong nghiên cứu này, maltodextrin có chỉ số DE 10 được sử dụng

Maltodextrin là phụ gia có nhiều ứng dụng trong công nghệ thực phẩm và công nghệ dược phẩm Trong công nghệ thực phẩm maltodextrin là chất cố định mùi, vị; thay đổi cấu trúc và tăng cảm quan thực phẩm; chất trợ sấy; tăng năng lượng cho thực phẩm

ăn kiêng giúp thực phẩm dễ hòa tan, dễ tiêu hóa, tăng giá trị dinh dưỡng Vì vậy, Maltodextrin được dùng trong sản xuất sữa bột, bột trái cây hòa tan, cà phê, bánh ngọt, nước xốt, tương ớt Trong công nghệ dược phẩm maltodextrin là chất độn để phối chế thuốc Maltodextrin có cấu trúc đường đơn giản, tạo cảm giác ngon miệng và tiêu hóa

dễ dàng được sử dụng nhiều trong thức ăn trẻ em, người già, bệnh nhân, đặc biệt dành cho người bệnh tiểu đường và người già

1.4 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước về sự thủy phân protein bằng enzyme

1.4.1 Tình hình nghiên cứu thế giới

Trên thế giới, hiện nay các sản phẩm thủy phân được biết đến từ nhiều năm và

đã có rất nhiều công trình nghiên cứu công bố về việc sử dụng enzyme để thủy phân nguyên liệu phụ phẩm của các nguyên liệu thủy sản để sản xuất ra các sản phẩm thủy phân, ứng dụng nhiều trong lĩnh vực thức ăn gia súc, thực phẩm cho người

Joszef Synowiecki và cộng sự (1999) bước đầu nghiên cứu ứng dụng Alcalase để khử protein từ phế liệu vỏ tôm Crangon crangon nhằm thu hồi chitin và protein Vỏ tôm Crangon crangon được khử khoáng sơ bộ bằng dung dịch HC1 10% ở 20°c

trong 30 phút, sau đó khử protein bởi enzyme thương mại Alcalase ở nhiệt độ 55°c và

pH 8,5 Dịch sau khi thủy phân thu được chứa 63% protein so với vật chất khô, 6,24% lipid, 23,4% NaCl Tiếp theo nghiên cứu sâu hơn về khả năng khử protein của enzyme protease, Jen-Kuo Yang và cộng sự (1999) sử dụng protease từ Bacillus subtilis (ở nhiệt

độ 50°c, pH 8,0) để khử protein từ nhiều nguồn như: vỏ tôm, vỏ ghẹ và vỏ tôm hùm trong công nghệ sản xuất chitosan Kết quả đã khử được protein: 88% đối với vỏ tôm, 67% đối với vỏ ghẹ và 83% đối với vỏ tôm hùm

Nilsang và cộng sự (2004), đã nghiên cứu sử dụng kết hợp hai loại enzyme là Flavourzyme 1000L và Kojizyme 800L để tận dụng thủy phân nước nấu từ quá trình chế biến cá ngừ đóng hộp Kết quả thu được điều kiện thủy phân tối ưu cho Flavourzyme 1000L ở thời gian 6 giờ, nhiệt độ 45oC; pH tự nhiên (5,6-6); nồng độ enzyme 50 LAPU/g protein (5%); nồng độ cơ chất 20% (w/w) với các điều kiện thủy phân như trên thì độ thủy phân đạt 62% Điều kiện thủy phân tối ưu cho Kojizyme 800L

ở thời gian 6 giờ; nhiệt độ 50oC; pH tự nhiên (5,6- 6); nồng độ enzyme 40 LAPU/g protein (5%); nồng độ cơ chất 20% (w/w) Với điều kiện thủy phân như trên thì độ thủy phân đạt 68% [43]

Lian và cộng sự (2005) đã nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân phần còn lại của sản phẩm mực bằng hai enzyme là Protamex và Flavourzyme Kết quả nghiên cứu với điều kiện thủy phân ở thời gian 6 giờ và nhiệt độ 50oC, thì sản phẩm thủy phân protein có hàm lượng acid amin tự do cao nhất (24,8%) và cao gấp 3 lần so với mẫu kiểm chứng (8,2%) [38]

Luan và Li-jiao (2009) đã nghiên cứu kết hợp các loại enzyme protease thủy

phân cơ thịt ngao (Meretrix meretrix L) Giai đoạn 1 kết hợp protease trung tính với

Trypsin để thủy phân thịt ngao, giai đoạn 2 tiến hành thủy phân bằng Flavourzyme Kết quả cho thấy tỷ lệ kết hợp tối ưu của protease trung tính/Trypsin là 3/1, còn điều kiện thủy phân tối ưu cho Flavourzyme ở thời gian 5 giờ, pH=5; nhiệt độ 55oC, Với các điều kiện thủy phân như trên thì độ thủy phân thu được là cao nhất với mức giá trị là: 55,97%[40]

Xiu – Min và cộng sự (2011) đã nghiên cứu tối ưu hóa quá trình sản xuất bột nêm

từ sản phẩm thủy phân điệp Với các điều kiện thủy phân sò điệp được xác định như sau: Flavourzyme với hàm lượng 1200AU/g nguyên liệu và tỷ lệ nguyên liệu /nước là 1:4 (g/mL) trong thời gian thủy phân 5 giờ ở nhiệt độ 450C Dịch đạm thủy phân thu

được đem đi phối trộn với gia vị là: muối, đường và bột ngọt ở tỷ lệ thích hợp sau đó tối

ưu hóa chế độ sấy phun bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, thiết kế thí nghiệm theo phương trình Box – Benken Sản phẩm bột nêm thu được với các thành phần chính như sau: hàm lượng protein thô là 82,89%, chất béo là 1,55%, đường tổng số 6,82% và sản phẩm có độ ẩm 4,09% [51]

Vanessa và cộng sự (2012) đã nghiên cứu về tối ưu hóa sự thủy phân thịt vẹm bằng enzyme Thịt vẹm đã được thủy phân bằng cách sử dụng enzyme Protamex Các điều kiện tối ưu cho sự thủy phân thịt vẹm là pH = 6,85, nhiệt độ 510C, và tỷ lệ enzyme

so với nguyên liệu là 4,5% Với những điều kiện như trên độ thủy phân là 26,5% và hiệu suất thu hồi protein 65% [48]

Fonseca và cộng sự (2016) đã nghiên cứu thủy phân phụ phẩm và thịt cá giò bằng nhiều enzyme thương mại khác nhau Kết quả cho thấy sau khi thủy phân thịt và phụ phẩm với Alcalase, Flavourzyme và Protamex đã thu được sản phẩm thuỷ phân có

độ DH 27,94% trong 760 phút đối với thịt và 33,14% trong 580 phút đối với phụ phẩm [30]

Vazquez J A và cộng sự (2017) đã sản xuất protein từ phụ phẩm cá nhám có khản năng chống oxy hoá bằng phương pháp đáp ứng bề mặt Nhiệt độ 64,60C và 60,80 ,

pH 9,40 và 8,90 được xác lập là điều kiện thủy phân tốt nhất cho Alcalase và Esperase Tối ưu hóa các điều kiện tốt nhất để tối đa hóa các hoạt động chống cao huyết áp và chống oxy hoá được thực hiện pH và nhiệt độ tối ưu cho chất chống oxy hoá là 550C /

pH 8,0 đối với ABTS / DPPH - Esperase, 63,10C / pH 9,0 đối với DPPH-Alcalase và

550C / pH 9,0 đối với ABTS – Alcalase [49]

Vo và cộng sự (2017) đã nghiên cứu về khả năng chống oxy hoá của các phân tử peptit từ sản phẩm thủy phân phụ phẩm cá tra bằng enzyme Alcalase 2,4L FG Thứ nhất, phân tích thành phần hoá học của phụ phẩm cá tra Kết quả thành phẩm cho thấy các sản phẩm phụ của cá tra có chứa 58,5% độ ẩm, 33,9% protein thô, 50,1% lipit thô

và 15,8% tro (tính theo trọng lượng sản phẩm khô) Kết quả hoạt động chống oxy hoá của thủy phân cho thấy nồng độ ức chế DPPH 50% (IC50) của sản phẩm thủy phân đạt khoảng 6775 μg/mL, gấp 1645 lần so với vitamin C và cao gấp 17 lần so với BHT (điều kiện thủy phân (E/S) là 30 U/g protein, nhiệt độ thủy phân là 550C và pH là 7,5) với độ thủy phân (DH) 14,6% khi thời gian thủy phân là 5 giờ; Khả năng chống oxy hoá của thủy phân bằng phương pháp FRAP đạt khoảng 52,12 μM tương đương gấp 53 lần và

gấp 18 lần so với vitamin C và BHT khi thời gian thủy phân là 5 giờ, tỉ lệ enzym/ cơ chất là 30U/g protein, nhiệt độ là 500C, và mức độ pH là 8 [50]

1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Vũ Ngọc Bội (2004) đã nghiên cứu quá trình thủy phân cá bằng enzyme protease

từ B.subtilis S5 Chế phẩm protease này có nhiệt độ 550C, pH thích hợp là 6,0 và có thể

sử dụng rất tốt trong thủy phân cơ thịt cá tạp để sản xuất bột đạm thủy phân và thủy phân cá cơm trong quá trình sản xuất nước mắm [20]

Nguyễn Thị Ngọc Hoài (2012) đã nghiên cứu thu hồi và đặc trưng hóa tính chất sản phẩm thủy phân protein từ đầu tôm bằng enzyme Kết quả dịch thủy phân protein thu được đem cô quay ở 45oC, với áp suất hút chân không là 50mbar, thời gian là 20 phút, nồng độ chất khô trong dịch thủy phân sau cô quay là 22oBrix Sau đó đem đi sấy phun dịch cô quay ở 1300C, nồng độ maltodextrin bổ sung là 8%, mẫu thu được có độ

ẩm 10%, trong 1g bột thì hàm lượng protein hòa tan là 110,1mg [8]

Huỳnh Dự (2010) nghiên cứu quá trình thủy phân phế liệu mực bằng enzyme protease và thử nghiệm kết hợp bổ sung dịch thủy phân vào thức ăn nuôi cá Kết quả chỉ

ra rằng qua 3 loại enzyme Alcalase, Protamex và Neutras sử dụng thủy phân phế liệu mực thì Alcalase hiệu quả hơn so với hai loại enzyme còn lại Điều kiện thủy phân tối

ưu nhất với enzyme Alcalase là nhiệt độ 53oC; thời gian 2 giờ; pH=7,6; nồng độ enzyme/trọng lượng chất khô của phế liệu mực là 5% [6]

Phạn Thị Đan Phượng (2012) đã nghiên cứu thu nhận bột đạm giàu carotenoid từ đầu tôm thẻ chân trắng bằng phương pháp xử lý kết hợp enzyme Alcalase và Flavourzyme Kết quả nghiên cứu cho thấy điều kiện thủy phân thích hợp khi kết hợp hai enzyme: Giai đoạn đầu xử lý bằng Alcalase ở nhiệt độ 550C, thời gian 2 giờ, pH tự nhiên, tỷ lệ Alcalase/đầu tôm là 0,2%; sau đó xử lý tiếp bằng Flavourzyme trong thời gian 1 giờ, tỷ lệ Flavourzyme/đầu tôm là 0,1% Chế phẩm protein giàu carotenoid được phối trộn với thành phần gia vị khác theo tỷ lệ như sau: bột carotenoprotein sấy khô: 41g, muối ăn: 41g, đường: 9g, mì chính: 9g để chế biến bột canh tôm với kết quả đánh giá cảm quan khá tốt, sản phẩm bột nêm có màu đỏ gạch, mùi thơm hài hòa, có hương thơm của tôm, vị ngọt nhẹ [17]

Nguyễn Thị Mỹ Hương (2012) đã nghiên cứu sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng protease thương mại Thủy phân đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme Protamex 0,5% ở nhiệt độ 45oC và pH tự nhiên trong thời gian 6

giờ với tỉ lệ nước/nguyên liệu là 1/1 Các kết quả nghiên cứu đã cho thấy độ thủy phân và tỉ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thủy phân protein tăng lên cùng với sự tăng thời gian thủy phân Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đã đạt được 30,1% và tỉ lệ thu hồi nitơ là 85,1% Sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng có hàm lượng protein 88,2%; lipid 1,4% và tro 8,3% Sản phẩm thủy phân protein này có hàm lượng acid amin không thay thế cao và có thể được sử dụng trong sản xuất các sản phẩm cho người Dầu đầu cá ngừ thu được giàu acid béo omega 3, trong đó đặc biệt là acid docosahexaenoic (DHA) và acid eicosapentaenoic (EPA) Các acid béo có hàm lượng cao trong dầu đầu cá ngừ là acid palmitic, acid stearic, acid oleic, acid docosahexaenoic (DHA) và acid eicosapentaenoic (EPA) [10]

Như vậy, đã có nhiều các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến việc tận dụng các nguyên liệu còn lại của quá trình chế biến thực phẩm, thủy sản để sản xuất ra các sản phẩm thủy phân protein Tuy nhiên, việc thủy phân tôm thịt vụn chưa được nghiên cứu Vì vậy, việc nghiên cứu tôm thịt vụn để sản xuất bột đạm thủy phân

và ứng dụng sản phẩm thực phẩm bổ sung đạm cho người là cần thiết

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Hình 2.1 Hình dáng ngoài của tôm sú

Tên tiếng Anh gọi là: Black tiger prawn

Tên tiếng Việt thường được gọi là: tôm sú, tôm cỏ, tôm he

Tôm sú thịt vụn được mua tại công ty Thông Thuận- Cam Ranh (lô A1,A11, A12, A13, A14 khu công nghiệp Suối Dầu, huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hòa)

Hình 2.2 Tôm sú thịt vụn

Nguyên liệu còn tươi không có mùi hôi khi mua được chứa trong các thùng carton, được cấp đông nhanh rồi vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm Tại đây tôm thịt vụn được rã đông, xay nhỏ bằng máy xay trục vít và đồng nhất Tôm thịt vụn được cho vào các túi nhựa (PE), khối lượng mỗi túi là 100g Các túi tôm thịt vụn được đem cấp đông và bảo quản ở nhiệt độ -20oC cho đến khi sử dụng để tiến hành thí nghiệm

2.1.2 Enzyme

Enzyme Flavourzyme: Được mua tại Tp.HCM Được sản xuất từ nấm mốc

Aspergillus oryzae bằng quá trình lên men chìm Điều kiện hoạt động tối ưu của

enzyme Flavourzyme là: pH từ 5÷7; nhiệt độ khoảng 500C Hoạt độ của Flavourzyme

là 500 LAPU/g

2.1.3 Hóa chất và trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm

Các hóa chất sử dụng trong thí nghiệm ở dạng tinh khiết

Sodium tetraborat (Na 2 B 4 O 7 )

M = 36,458

Trạng thái: lỏng trong suốt

Xuất xứ: Trung Quốc

Copper (II) sulfate pentahydrate (CuSO 4 5H 2 O)

M = 294,677 (g/mol)

Trạng thái: rắn màu xanh dương

Xuất xứ: Trung Quốc

Trạng thái: lỏng trong suốt

Xuất xứ: Trung Quốc

Sodium hydroxide (NaOH)

Xuất xứ: Trung Quốc

Các thiết bị, dụng cụ được sử dụng trong thí nghiệm gồm có:

- Thiết bị ổn nhiệt BW-10G

- Hệ thống chưng cất đạm bán tự động Kjeldahl

- Thiết bị UV-Vis mini1240

- Thiết bị sấy phun (Spray Dryer SD-05)- Thiết bị sấy Memmert

- Lò nung điện LH15/13

- Máy ly tâm HERMLE-Z323

- Thiết bị đồng hóa

- Tủ host

- Bút đo pH (pH Tester30)

- Thiết bị Vortex

- Cân phân tích, cân kỹ thuật

- Dụng cụ thủy tinh (ống nghiệm, bình định mức, ống đong, bình tam giác, cốc

thủy tinh, pipet )

- Cốc sấy, cốc nung

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học

1 Xác định hàm ẩm trong thí nghiệm bằng phương pháp sấy ở 105oC theo AOAC

(1990) và được trình bày trong phụ lục

2 Xác định hàm lượng tro trong thí nghiệm bằng phương pháp nung ở 5500C được trình bày trong phụ lục

3 Độ thủy phân trong thí nghiệm được xác định theo phương pháp DNFB như đã được mô tả bởi Nguyen và cộng sự (2011) [42] và được trình bày trong phụ lục

4 Xác định hàm lượng đạm tổng trong thí nghiệm số bằng phương pháp Kjeldahl theo TCVN 3705-1990 và được trình bày trong phụ lục

5 Xác định hàm lượng protein hòa tan của sản phẩm thủy phân tôm thịt vụn theo phương pháp buiret của Gornall (1949) [31] và được trình bày trong phụ lục

6 Xác định độ hòa tan của sản phẩm thủy phân tôm thịt vụn Klompong và cộng sự (2006)[36] và được trình bày trong phụ lục

7 Xác định khả năng tạo bọt của sản phẩm thủy phân tôm thịt vụn theo Amiza và cộng sự (2012)[22] và được trình bày trong phụ lục

8 Xác định vi sinh theo Thông tư 46/2005/QĐ-BYT Bao gồm: Tổng số vi sinh vật hiếu khí (TCVN 4884:2005), Coliforms (TCVN 6848:2007), E coli (TCVN 6946:2007), Tổng số nấm men ,Tổng số nấm mốc (TCVN 5166:1990)

9 Xác định lipid theo phương pháp của Bligh và Dyer (1959) và được trình bày trong phụ lục

2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu

Tất cả các thí nghiệm đều được lặp lại 3 lần, kết quả trình bày trong báo cáo là giá trị trung bình Số liệu thí nghiệm được tính toàn, xử lý và giá trị trung bình được so sánh dựa vào phân tích ANOVA và kiểm định Duncan (Duncan’s Multiple -

Comparison Test) trên phần mềm SPSS 16 (SPSS Inc., Chicago, IL) Khác biệt trong thí nghiệm có ý nghĩa tại giá trị p < 0,05

Số liệu thực nghiệm được tính toán tìm giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và

vẽ đồ thị trên phần mềm Microsoft Excel 2010 (Microsoft Corporation, US) Để xác định kết quả tối ưu hóa của các thí nghiệm ảnh hưởng tương tác của các yếu tố lên tất

cả hàm mục tiêu, sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng RSM (Response Surface Method) và phần mềm Design Expert 6.0 trong thiết kế thí nghiệm và đồng thời xử lý

số liệu thực nghiệm để xác định các thông số tối ưu.[7]

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.2.3.1 Xác định thành phần hóa học cơ bản tôm thịt vụn

Sơ đồ bố trí thí nghiệm nhằm xác định thành phần hóa học cơ bản của tôm thịt vụn được thể hiện trên hình 2.3

Hình 2.3 Sơ đồ thí nghiệm xác định thành phần hóa học cơ bản của tôm thịt vụn

Thuyết minh

Tôm thịt vụn sau khi nghiền nhỏ, trộn đều, tiến hành lấy mẫu để xác định hàm lượng các thành phần hóa học cơ bản protein, tro, và nước theo các phương pháp Xác định độ ẩm nguyên liệu bằng phương pháp sấy ở 105°C

Xác định hàm lượng tro nguyên liệu bằng phương pháp nung ở 550-600°C Xác định hàm lượng nitơ tổng số nguyên liệu bằng phương pháp Kjeldahl

Hàm lượng protein thô nguyên liệu = 6,25 x Hàm lượng nitơ tổng số

Xác định hàm lượng lipit nguyên liệu theo phương pháp của Bligh và Dyer

Từ kết quả phân tích trên thảo luận và đưa ra kết luận chung về thành phần hóa học

Xác định hàm

lượng nước

Xác định hàm lượng tro Xác định protein

Tôm thịt vụn

Kết quả và thảo luận

Xác định lipit

2.2.3.2 Tối ưu hóa chế độ thủy phân tôm thịt vụn bằng enzyme Flavourzyme

Bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme thích hợp

Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ enzyme thích hợp được thể hiện trên hình 2.4

Hình 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme thích hợp

Tôm thịt vụn

Thủy phân bằng Flavourzyme (Nước/nguyên liệu: 1/1, 450C, trong

5h, pH tự nhiên) với tỉ lệ enzyme/nguyên liêu như sau

45oC, 3 giờ, pH tự nhiên), tỷ lệ enzyme so với nguyên

liệu như sau:

Chọn tỉ lệ enzyme thích hợp

Thuyết minh

Tôm thịt vụn đã xay nhỏ cho vào bình tam giác 250ml mỗi bình chứa 100g

nguyên liệu Tiến hành thủy phân bằng enzyme Flavourzyme với các thông số cố định như sau: tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1 (100ml nước), nhiệt độ thủy phân 45oC với thời gian thủy phân là 5 giờ và pH tự nhiên Thí nghiệm được bố trí với tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu là 0.1%; 0.4%; 0.7%; 1% bước nhãy là 0,3% Sau khi thủy phân, tiến hành nâng nhiệt độ lên 850C trong 15 phút để bất hoạt enzyme Sau đó dùng rây để tách riêng phần bã và dịch lọc Phần dịch lọc được đem ly tâm ở tốc độ 5000 vòng/phút, trong 30 phút Sau khi ly tâm, thu được dịch thủy phân protein và bã ly tâm Dịch thủy phân protein đem đi xác định độ thủy phân Từ đó làm cơ sở để chọn được tỷ lệ enzyme thích hợp nhất

Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp

Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp được thể hiện trên hình 2.5

Hình 2.5 Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ thích hợp

Tôm thịt vụn

Thủy phân bằng Flavourzyme (Nước/nguyên liệu: 1/1, tỉ lệ enzyme/cơ chất thích

hợp, trong 5h, pH tự nhiên) với nhiệt độ như sau:

45oC, 3 giờ, pH tự nhiên), tỷ lệ enzyme so với nguyên

liệu như sau:

Chọn tỷ lệ enzyme thích hợp

Thuyết minh

Tôm thịt vụn đã xay nhỏ cho vào bình tam giác 250ml mỗi bình chứa 100g

nguyên liệu Tiến hành thủy phân bằng enzyme Flavourzyme với các thông số cố định như sau: tỷ lệ nước/nguyên liệu là 1/1 (100ml nước), với thời gian thủy phân là 5 giờ,

pH tự nhiên, và tỷ lệ enzyme/cơ chất thích hợp nhất Thí nghiệm được bố trí với các mức nhiệt độ 40oC, 450C 500C, 550C, 600C bước nhảy là 50C Sau khi thủy phân, tiến hành nâng nhiệt độ lên 850C trong 15 phút để bất hoạt enzyme Sau đó dùng rây để tách riêng phần bã và dịch lọc Phần dịch lọc được đem ly tâm ở tốc độ 5000 vòng/phút, trong 30 phút Sau khi ly tâm, thu được dịch thủy phân protein và bã ly tâm Dịch thủy phân protein đem đi xác định độ thủy phân Từ đó làm cơ sở để chọn nhiệt độ thích hợp nhất

Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp

Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy thích hợp được thể hiện trên

hình 2.6