Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định động học quá trình

Lipase thu nhận từ thực vật có rất nhiều tính năng nổi bật và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Trong đó chúng được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu xúc tác cho các phản ứng thủy phân và tổng hợp chất béo Trong nghiên cứu này chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ Kết quả cho thấy phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất thủy phân như sau Y 252 913 180 516X1 7 115X3 – 42 110X12 – 0 077X32 trong đó Y là hiệu suất quá trình thủy phân X1 là nồng độ enzyme X2 là tỉ lệ dung môi cơ chất w w X3 là nhiệt độ thủy phân oC Khoảng tỉ lê dung môi cơ chất khảo sát nằm trong vùng tối ưu nên thay đổi X2 trong 0 5 ÷ 1 5 không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất thủy phân cực đại Các điều kiện tối ưu cho hiệu suất thủy phân cao nhất là nồng độ enzyme 1 68 tỉ lệ dung môi cơ chất 0 97 w w và nhiệt độ 36 6oC Với điều kiện tối ưu hiệu suất thu được khi thủy phân 1 giờ là 35 7 Thời gian thủy phân đạt hiệu suất thủy phân cao đồng thời đạt hiệu quả về kinh tế là trong vòng 48 giờ Nghiên cứu này cũng xác định các thông số động học của phản ứng thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ Vmax và KM tìm được lần lượt là 266 4 µmol FFAs giờ ml và 293 3 µmol FAs ml năng lượng hoạt hóa E 43 6 KJ mol Nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA EPA trong dầu cá hồi phục vụ cho ngành sản xuất thực phẩm chức năng

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 2

Tên đề tài: Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ

mủ đu đủ và xác định động học quá trình

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc

Số thẻ sinh viên: 107150107 Lớp: 15H2A

Lipase thu nhận từ thực vật có rất nhiều tính năng nổi bật và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Trong đó, chúng được ứng dụng nhiều trong nghiên cứu xúc tác cho các phản ứng thủy phân và tổng hợp chất béo Trong nghiên cứu này chúng tôi

đã tiến hành nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase

từ mủ đu đủ Kết quả cho thấy phương trình hồi quy thể hiện ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất thủy phân như sau Y = -252,913 + 180,516X1 + 7,115X3 – 42,110X1 – 0,077X3 trong đó Y là hiệu suất quá trình thủy phân, X1 là nồng độ enzyme (%), X2 là

tỉ lệ dung môi/cơ chất (w/w), X3 là nhiệt độ thủy phân (oC) Khoảng tỉ lê dung môi/cơ chất khảo sát nằm trong vùng tối ưu nên thay đổi X2 trong [0,5 ÷ 1,5] không ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất thủy phân cực đại Các điều kiện tối ưu cho hiệu suất thủy phân cao nhất là nồng độ enzyme: 1,68%, tỉ lệ dung môi/ cơ chất: 0,97 (w/w) và nhiệt độ: 36,6oC Với điều kiện tối ưu, hiệu suất thu được khi thủy phân 1 giờ là 35,7%

Thời gian thủy phân đạt hiệu suất thủy phân cao đồng thời đạt hiệu quả về kinh tế

là trong vòng 48 giờ

Nghiên cứu này cũng xác định các thông số động học của phản ứng thủy phân dầu

cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ, Vmax và KM tìm được lần lượt là 266,4 (µmol FFAs/giờ.ml) và 293,3 (µmol FAs/ml), năng lượng hoạt hóa E = 43,6 KJ/mol

Nghiên cứu này sẽ là tiền đề cho nghiên cứu ứng dụng quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng lipase từ mủ đu đủ để làm giàu DHA, EPA trong dầu cá hồi phục vụ cho ngành sản xuất thực phẩm chức năng

Trang 3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ HỒNG PHÚC Số thẻ sinh viên: 107150107

1 Tên đề tài đồ án:

“Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ

đu đủ và xác định động học quá trình”

2 Đề tài thuộc diện: ☐ Có ký kết thỏa thuận sở hữu trí tuệ đối với kết quả thực hiện

3 Các số liệu và dữ liệu ban đầu:

4 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:

- Mở đầu

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

8 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 16/12/2019

Thông qua bộ môn

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019 Đà Nẵng, ngày tháng năm 2019

PGS.TS Đặng Minh Nhật PGS.TS Đặng Minh Nhật

Trang 4

i

LỜI NÓI ĐẦU

Sau gần 4 tháng nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu

cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định động học quá trình”, được sự hướng

dẫn tận tình của thầy Đặng Minh Nhật, cùng với sự giúp đỡ của cô Phan Thị Việt Hà, các thầy cô bộ môn và các bạn sinh viên trong phòng thí nghiệm, em đã hoàn thành đồ

án tốt nghiệp của mình

Trước hết cho phép em bày tỏ lòng biết ơn chân thành, sâu sắc nhất đến thầy Đặng Minh Nhật, thầy đã giúp đỡ em từ việc chọn đề tài cho đến khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình Trong suốt thời gian em thực hiện đồ án, thầy đã luôn định hướng, góp ý và sửa chữa những chỗ sai, để từ đó giúp em nắm bắt kĩ lưỡng, chi tiết hơn về nội dung, cũng như các vấn đề liên quan đến đồ án, và hoàn thành đồ án một cách tốt nhất Bên cạnh đó, em cũng xin gửi lời cảm ơn đến cô Phan Thị Việt Hà, cô đã hướng dẫn, hỗ trợ và động viên em, tạo điều kiện tốt nhất để em có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Nhờ cô mà em được tiếp xúc với môi trường thực hành cùng những trang thiết

bị hiện đại tại trường Đại học Duy Tân Cô luôn nhắc nhở và góp ý đúng lúc giúp em tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm cho bản thân mình

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Công nghệ thực phẩm, các thầy cô ở phòng thí nghiệm và tất cả bạn bè, người thân đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi, khích lệ và động viên em trong suốt thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp của mình

Cuối cùng cho em xin được cảm ơn các thầy cô trong Hội đồng bảo vệ tốt nghiệp

đã dành thời gian quý báu của mình để đọc và nhận xét cho đồ án của em

Trang 5

ii

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp này là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các số liệu thực tế và được thực hiện theo hướng dẫn của giáo viên hướng dẫn Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới và là thành quả của riêng tôi, không sao chép theo bất cứ đồ án tương tự nào Mọi sự tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo và danh mục tài liệu tham khảo Mọi sao chép không hợp lệ, vi phạm quy chế của nhà trường, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

Sinh viên thực hiện

Trang 6

iii

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI NÓI ĐẦU i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ v

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 3

1.1 Tổng quan về đu đủ 3

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố 3

1.1.2 Hình thái và sinh lý cây đu đủ 4

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng, ý nghĩa kinh tế và đặc tính dược lý của đu đủ 4

1.1.4 Mủ đu đủ 5

1.2 Tổng quan về enzyme lipase 6

1.2.1 Định nghĩa 6

1.2.2 Nguồn gốc 6

1.2.3 Cấu tạo của lipase 7

1.2.4 Cơ chế động học xúc tác của lipase 8

1.2.5 Một số phản ứng đặc trưng 9

1.3 Tổng quan về cá hồi 11

1.3.1 Phân bố và đặc điểm 11

1.3.2 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi 13

1.3.3 Tình hình khai thác, chế biến và xuất khẩu cá hồi trên thế giới 13

1.4 Tổng quan về dung môi iso-octan 14

1.4.1 Tính chất vật lý 15

1.4.2 Tính chất hóa học 15

1.4.3 Ứng dụng 16

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 17

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 17

2.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng 21

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

Trang 7

iv

2.2.2 Phương pháp xác định hiệu suất thủy phân dầu cá hồi xúc tác bởi enzyme lipase từ mủ đu đủ 22 2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase mủ đu đủ 22 2.2.4 Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ

mủ đu đủ 24 2.2.5 Xác định động học của quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase

từ mủ đu đủ 26 2.2.6 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 30 2.2.7 Phương pháp xử lý số liệu 30

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Xác định các chỉ số dầu ban đầu 31 3.2 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase mủ đu đủ 31

3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thủy phân 31 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân 32 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân 34

3.3 Tối ưu hóa nồng độ enzyme, tỉ lệ dung môi/cơ chất, nhiệt độ quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ 35 3.4 Xác định động học của quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase

từ mủ đu đủ 40

3.4.1 Xác định các thông số động học KM và Vmax 41 3.4.2 Xác định năng lượng hoạt hóa E 43

3.5 Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 44 KẾT LUẬN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC

Trang 8

v

DANH MỤC BẢNG VÀ HÌNH VẼ

Danh sách các bảng

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng có trong 100g đu đủ 5

Bảng 1.2 Đặc điểm các loại cá hồi 11

Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi trong 100g 13

Bảng 2.1 Khoảng biến thiên các yếu tố thực nghiệm 25

Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch thực nghiệm 26

Bảng 3.1 Hiệu suất thủy phân ở các nống độ enzyme khác nhau 31

Bảng 3.2 Hiệu suất thủy phân ở các tỉ lệ dung môi/cơ chất khác nhau 33

Bảng 3.3 Hiệu suất thủy phân ở các mức nhiệt độ khác nhau 34

Bảng 3.4 Hiệu suất của phản ứng thủy phân qua các thí nghiệm 35

Bảng 3.5 Giá trị các hệ số b trong phương trình hồi quy, kiểm định T và xác suất p tương ứng 36

Bảng 3.6 Vận tốc phản ứng ban đầu thu được ở các nồng độ cơ chất khác nhau trong thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase thô từ mủ đu đủ trong thời gian 1 giờ 42

Bảng 3.7 Kết quả thu được sau khi nghiên cứu động học cho quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase thô từ mủ đu đủ tho mô hình động học Michaelis-Menten 42

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số tốc độ (k) 43

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 44

Danh sách các hình vẽ Hình 1.1 Cây đu đủ 4

Hình 1.2 Cấu trúc không gian của lipase từ Candida rugosa 8

Hình 1.3 Mô hình cơ chế xúc tác của lipase ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu – nước 8

Hình 1.4 Sự hoạt hóa enzyme 9

Hình 1.5 Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất 9

Hình 1.6 Phản ứng thủy phân 10

Hình 1.7 Phản ứng este hóa 10

Hình 1.8 Phản ứng trao đổi giữa các este 10

Hình 1.9 Phản ứng chuyển este 10

Hình 1.10 Cá hồi Đại Tây Dương 11

Hình 1.11 Sản lượng cá hồi Đại Tây Dương năm 2005 – 2020 14

Hình 1.12 Cấu tạo của iso-octan 15

Trang 9

vi

Hình 2.2 Sơ đồ thu nhận chế phẩm lipase thô 18

Hình 2.3 Enzyme lipase thô từ mủ đu đủ sau khi sấy thăng hoa 19

Hình 2.4 Lườn cá hồi thu mua tại Công ty TNHH chế biến thực phẩm D&N 20

Hình 2.5 Sơ đồ thu nhận dầu cá hồi 20

Hình 2.6 Dầu cá hồi thu được 21

Hình 2.7 Máy ly tâm 21

Hình 2.8 Máy sấy thăng hoa 22

Hình 2.9 Máy khuấy từ 22

Hình 2.10 Sơ đồ khảo sát quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ 23

Hình 2.11 Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất 28

Hình 2.12 Sự phụ thuộc của tốc độ phản ứng vào nồng độ cơ chất theo Lineweaver-Burk 28

Hình 3.1 Sản phẩm thu được sau 1 giờ thủy phân ở các mẫu 31

Hình 3.2 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất của phản ứng thủy phân 32

Hình 3.3 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất phản ứng thủy phân 33

Hình 3.4 Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng thủy phân 34 Hình 3.5 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân 37

Hình 3.6 Biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân 37

Hình 3.7 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân 38

Hình 3.8 Biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của nồng độ enzyme và tỉ lệ dung môi/cơ chất đến hiệu suất thủy phân 38

Hình 3.9 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất và nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân 39

Hình 3.10 Biểu đồ bề mặt (surface plot) biểu thị ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/cơ chất và nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân 39

Hình 3.11 Điểm tối ưu của phản ứng 40

Hình 3.12 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi tốc độ phản ứng theo thời gian trong thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase mủ đu đủ 41

Trang 10

vii

42 Hình 3.14 Đồ thị Arrhenius thủy phân dầu cá bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ 44 Hình 3.15 Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 45

Trang 11

viii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

PUFA(s): Acid béo không no có nhiều nối đôi

DHA: Docosahexaenoic acid

EPA: Eicosapentaenoic acid

TG: Triglyceride

DG: Diglyceride

MG: Monoglyceride

FFA(s): Acid béo tự do

FA(s): Acid béo

TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

Trang 12

Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hồng Phúc Hướn g dẫn: Đặng Minh Nhật 1 Pha n Thị Việt Hà

MỞ ĐẦU

Khoa học hiện đại đã chứng minh các acid béo không no chứa nhiều nối đôi (PUFAs) đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với sức khỏe con người Gần đây, các nghiên cứu cho thấy các n-3PUFA có nguồn gốc từ cá là EPA (Eicosapentaenoic acid)

và DHA (Docosahexaenoic acid) rất quan trọng cho sự phát triển của thai nhi và trẻ em, bao gồm chức năng thần kinh, võng mạc và chức năng miễn dịch EPA và DHA ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh của chức năng tim mạch, chúng ngăn ngừa các bệnh về tim mạch, nguy cơ gây xơ vữa động mạch và đột quỵ EPA và DHA có tác dụng phòng ngừa, kiểm soát chức năng nhận thức ở những người mắc bệnh Alzheimer Tuy nhiên,

cơ thể chúng ta không thể sản sinh ra các acid béo này mà phải thu nhận từ cá và các sản phẩm dầu cá [1]

Cá hồi đã được biết đến là một trong những thực phẩm giàu chất dinh dưỡng nhất, đặc biệt là chứa tỉ lệ các acid béo chưa bão hòa như DHA và EPA cao Năm 2010, một nghiên cứu trong ngành cá hồi Na Uy cho thấy, trong số 45.800 tấn đầu cá, xương, vây bụng và thịt thừa thải ra từ 5 công ty lớn nhất, chỉ 24% trong số đó (11.000 tấn) là được tận dụng phục vụ cho con người, phố biến nhất vẫn là tận dụng thịt vụn để làm chả hoặc xúc xích, còn lại đều được chế biến làm thức ăn chăn nuôi [2] Vậy tại sao ta lại không tận dụng nguồn phụ phẩm rẻ tiền từ chế biến thủy sản đó để tạo ra các chế phẩm giàu DHA và EPA phục vụ cho nhu cầu dinh dưỡng của con người, đặc biệt là thế hệ trẻ Trong công nghiệp chế biến chất béo trước đây, thông thường người ta sử dụng các phương pháp hóa học để thủy phân dầu mỡ thành glycerol và các acid béo, sau đó

sử dụng phương pháp vật lý để tinh sạch Những năm gần đây, phương pháp làm giàu acid béo bằng xúc tác enzyme thường được lựa chọn để thu nhận và tinh sạch các acid béo không no nhiều nối đôi, do chúng dễ bị oxy hóa và phân hủy ở nhiệt độ cao trong các quá trình chưng cất truyền thống Chính vì vậy, enzyme lipase đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với nhóm phương pháp này [3]

Phần lớn lipase được sử dụng trong các nghiên cứu tính đến thời điểm này có nguồn gốc chủ yếu từ vi sinh vật Cho đến nay, ở Việt Nam chưa có công trình nghiên cứu nào ứng dụng enzyme lipase từ thực vật để làm giàu DHA và EPA trong dầu cá Vì vậy, sử dụng enzyme lipase từ thực vật (đu đủ) để thủy phân dầu cá hồi nhằm tạo nên sản phẩm giàu DHA và EPA có thể nói là một định hướng mới và hứa hẹn cho kết quả khả quan, bởi các enzyme từ thực vật có những ưu thế riêng so với enzyme từ các nguồn khác như giá thành thấp, là enzyme cố định tự nhiên và được sử dụng trực tiếp như chất

Trang 13

xúc tác sinh học ở dạng chế phẩm thô [4] Bên cạnh đó, cây đu đủ được trồng nhiều ở nước ta chủ yếu chỉ để thu nhận papain từ phần protein tan trong nước, còn phần không tan trong nước có chứa lipase được coi như phế thải Ta có thể tận dụng phần phế thải không tan trong nước này để thu nhận enzyme lipase ứng dụng trong thủy phân dầu cá

để làm giàu DHA và EPA [5]

Mục đích của nghiên cứu này là tìm ra điều kiện tối ưu thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và xác định các thông số động học của phản ứng để biết được ảnh hưởng của nồng độ cơ chất và enzyme đến phản ứng thủy phân Từ lý do đó

tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ và xác định động học quá trình”

Trang 14

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU

1.1 Tổng quan về đu đủ

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố

❖ Nguồn gốc

Đu đủ có tên khoa học là Carica papaya L., được cho là có nguồn gốc ở miền nam

Mexico, Trung Mỹ và hiện đang có mặt ở khắp các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đu

đủ được mô tả lần đầu tiên vào năm 1526 bởi nhà sử học người Tây Ban Nha, Oviedo, người tìm thấy đu đủ đầu tiên trên bờ biển Panama và Colombia Quả được nhân giống nhanh chóng trong vùng nhiệt đới nhờ có lượng hạt dồi dào Cây trồng đã thích nghi khá tốt đến các khu vực nhiệt đới với đất đai màu mỡ và lượng mưa dồi dào [6]

Hiện nay đu đủ được trồng ở các nước vùng nhiệt đới và Á nhiệt đới ấm trong phạm vi 32° Bắc – 32° Nam ở những nơi có nhiệt độ bình quân trong năm không thấp hơn 15°C Tuy nhiên với những tiến bộ trong công tác tạo và chọn giống đã tạo ra một

số giống tương đối chịu lạnh có thể trồng trong vùng phân bố của chúng ở độ cao so với mặt biển 600 – 1000m [7]

• Châu Phi: có Tanzania, Uganda

• Châu Mỹ: gồm các nước thuộc Nam Mỹ và Trung Mỹ, ở Bắc Mỹ có Hoa Kỳ [8]

Theo tổ chức Nông Lương Quốc Tế (FAO), mỗi năm thế giới sản xuất khoảng 6.634.580 tấn đu đủ, trong đó 95% dùng ăn tươi, số còn lại phục vụ cho ngành công nghiệp chế biến đồ hộp và sản xuất nhựa mủ [9]

Ở Việt Nam chưa xác định được nguồn gốc, xuất xứ của cây đu đủ, nhưng đến nay hầu hết các tỉnh từ Bắc vào Nam đều có trồng đu đủ, nhiều nhất là các tỉnh miền Đô ng Nam Bộ và Tây Nguyên [8]

Cây đu đủ được trồng nhiều ở các tỉnh đồng bằng, dọc theo các con sông, trên các loại đất phù sa, dốc tụ, phù sa cổ và nhiều loại đất khác, những vùng đu đủ có thể kể đến

là Hà Tây, Hà Nam, Hưng Yên, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc (Miền Bắc), Lái Thiêu, Tiền Giang, Sông Bé (cũ), các tỉnh Tây nguyên… (Miền Nam) Diện tích trồng đu đủ của cả

Trang 15

nước ước khoảng 10.000 – 17.000 ha với sản lượng khoảng 200 – 350 nghìn tấn quả [7]

1.1.2 Hình thái và sinh lý cây đu đủ

Đu đủ là cây thân thảo to, không hoặc ít khi

có nhánh, cao từ 3 – 10 m Lá to hình chân vịt,

cuống dài, đường kính 50 – 70 cm, có khoảng 7

khía Hoa trắng hay xanh, đài nhỏ, vành to năm

cánh Quả đu đủ to tròn, dài, khi chín mềm, hạt

màu nâu hoặc đen tùy từng loại giống, có nhiều hạt

[10]

Quả đu đủ có hình oval hoặc gần tròn, dài 15

– 50cm, bề dày 10 – 20cm và trọng lượng có thể

đạt 9kg Khi còn xanh, quả đu đủ chứa rất nhiều

mủ, vỏ quả xanh và cứng Khi chín, vỏ quả chuyển

thành màu từ vàng nhạt đến cam Quả đu đủ già

chứa rất nhiều hạt hình trứng, màu xám đen, bám

nhẹ vào lớp thịt quả nhờ lớp mô sợi mềm [11]

Hình 1.1 Cây đu đủ [10]

Đu đủ thường được trồng từ hạt, hạt nảy mầm trong 2 – 4 tuần sau khi gieo, 6 – 8 tuần sau khi nảy mầm sẽ được cây con [11] Thời gian quả sinh trưởng và phát triển kéo dài 3 – 4 tháng tùy thuộc vào mùa vụ và giống [7]

Đu đủ được coi là cây đa tính vì trong cùng một giống tồn tại nhiều kiểu cây có giới tính khác nhau Người ta thường phân biệt ra 3 kiểu hình cây là cây đực, cây cái và câu lưỡng tính [7]

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng, ý nghĩa kinh tế và đặc tính dược lý của đu đủ

Đu đủ là loại cây dễ trồng, ra quả sớm, sản lượng cao, chu kỳ kinh tế ngắn, đồng thời toàn bộ thân lá, quả của cây được sử dụng với nhiều mục đích khác nhau: quả ăn tươi, nguyên liệu chế biến, trồng để lấy nhựa, chăn nuôi [12]

Quả đu đủ chín chứa ít calo và lượng lớn vitamin C (51,2mg/100g), tiền chất vitamin A bao gồm carotene (232,3g/100g) và cryptoxanthin (594,3g/100g), cũng như magie (19,2 – 32,7mg/100g) [13]

Còn đu đủ xanh, ngoài các chất có trên còn có chứa 4% chất nhựa latex màu trắng đục là hỗn hợp của nhiều protease (loại men tiêu hóa chất đạm), trong đó chất chủ yếu

là papain Men papain đu đủ có tác dụng như men pepsin của dạ dày, giống men trypsin của tuyến tuỵ trong tiêu hóa các chất thịt Đặc biệt nó còn có thể ức chế sự phát triển của vi khuẩn Papain còn có tác dụng làm đông sữa và tác dụng làm giảm độc đối với

Trang 16

toxin và toxanpunin [12]

Bảng 1.1 Giá trị dinh dưỡng có trong 100g đu đủ [14]

Thành phần Đu đủ chín Đu đủ xanh

Lá đu đủ chứa ancaloit carpain làm chậm nhịp tim, diệt amíp Hạt đu đủ có glucozit caricin và myrosin [12] Năm 1994 Chinoy và cộng sự đã thí nghiệm trên chuột, đã chứng minh dịch trích từ hạt đu đủ có thể được dùng như thuốc tránh thai [15]

Đu đủ được làm mứt, đồ chua, món tráng miệng Quả đu đủ xanh được dùng phổ biến ở Thái Lan, Việt Nam như một loại rau, lên men làm dưa chua hoặc ngâm đường [12]

Mủ thô của Carica papaya L đã được biết đến để cung cấp rất nhiều lợi ích và

tiềm năng đặc biệt là trong nông nghiệp, công nghiệp và sức khỏe con người [17] Enzyme phân giải protein như papain và chymopapain có trong mủ đu đủ có tác dụng kháng virut, kháng nấm và kháng khuẩn Papain là thành phần chính của mủ đu đủ, được ứng dụng trọng việc làm mềm thịt và trong ngành mỹ phẩm, dược phẩm [13] Ngoài papain và chymopapain, mủ đu đủ còn chứa các enzyme khác như lipase, hydrolase [5] Lipase từ mủ đu đủ liên kết chặt với vật chất khô có trong mủ quả đu đủ và do đó,

nó không hòa tan trong nước Vì vậy, nó đã được được coi như “enzyme cố định tự nhiên” Các hoạt động của lipase là hoàn toàn độc lập với các protease khác hiện diện trong mủ Lipase tinh chế một phần được thu được bằng hòa tan papain thô trong nước rồi bỏ pha nước sau khi ly tâm [5]

Trang 17

1.2 Tổng quan về enzyme lipase

1.2.1 Định nghĩa

Lipase (triacylglycerol ester hydrolase, EC 3.1.1.3) là các enzyme xúc tác thủy phân toàn bộ hoặc một phần chất béo và dầu, giải phóng acid béo tự do, diacylglycerol, monoacylglycerol và glycerol [18]

Lipase chỉ thủy phân cơ chất không tan trong nước và hoạt tính được tăng cường khi ở bề mặt phân chia pha cơ chất – nước Vì vậy hoạt tính tối ưu của lipase chỉ được thể hiện trong hệ nhũ tương, khi đó thì diện tích bề mặt tiếp xúc giữa cơ chất và enzyme

sẽ tăng lên rất nhiều Lipase hoạt động mạnh ở những hệ nhũ là nước trong dầu và dầu trong dung môi hữu cơ [19]

Nhờ đặc tính độc đáo của chúng, lipase được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau các lĩnh vực, như thực phẩm, dược phẩm, nhiên liệu sinh học, hóa dầu, dệt, hóa chất nông nghiệp, sản xuất giấy, mỹ phẩm và nhiều ngành khác Trong ngành công nghiệp thực phẩm, lipase có thể là được sử dụng làm chất điều chế hương vị bằng cách tổng hợp các este và rượu béo chuỗi ngắn, và để thu được các sản phẩm có giá trị dinh dưỡng tăng lên bằng cách điều chỉnh triacylglycerol cấu trúc để xen kẽ hoặc transester hóa Trong công nghiệp bánh, lipase là ứng cử viên tiềm năng thay thế cho chất nhũ hóa Trong ngành công nghiệp rượu vang, các enzyme này được sử dụng để sản xuất este rượu đặc trưng Ngoài ra, lipase có thể được sử dụng trong nhiều quá trình, như để tổng hợp chất béo ít calo trong sữa và trong phô mai [18]

1.2.2 Nguồn gốc

Lipase phân bố rộng rãi từ vi sinh vật, thực vật, đến động vật có vú Ở động vật có

vú, lipase đóng vai trò như chìa khóa trong quá trình tiêu hóa lipid (lipase ở tuyến tụy, dạ dày), trong quá trình đồng hóa và dị hóa (lipase ở ruột, gan, lysosome và lipoprotein) [20] Trong thực vật, lipase được tìm thấy ở các mô dự trữ của các hạt chứa dầu như: hạt thầu dầu, hạt ngũ cốc, hạt hướng dương, và chủ yếu được tìm thấy trong quá trình nảy mầm [20]

Lipase vi sinh vật phân bố rộng rãi từ vi khuẩn, nấm men đến nấm mốc Hầu hết lipase ứng dụng thương mại có nguồn gốc vi khuẩn Vi sinh vật tổng hợp lipase được tìm thấy trong nhiều nguồn như nước thải công nghiệp, nhà máy chế biến dầu thực vật, sữa, hạt có dầu, thực phẩm thối rữa, than đá, và suối nước nóng [20]

Lượng lớn lipase trong công nghiệp được sản xuất từ các loại vi sinh vật: vi khuẩn

(Streptomyces rimous, Pseudomonas cepacia), nấm mốc (Aspergillus, Rhizopus tách từ quả dừa, Rhizopus oryzae phân lập từ dầu dừa, Pythiumnltimum trong dung dịch hữu cơ

và Mucor sp humicola lamuginosa), nấm men (Candida rugosa) [21]

Trang 18

1.2.3 Cấu tạo của lipase

1.2.3.1 Trình tự acid amin

Thành phần acid amin của lipase từ các nguồn khác nhau cũng khác nhau, nhưng nhiều trình tự acid amin được suy ra từ trình tự của lipase tách dòng, từ đó cho thấy có những điểm tương đồng giữa những cấu trúc không gian của lipase [21]

Khi so sánh trình tự amino acid vùng quanh trung tâm hoạt động của nhóm gồm

ba enzyme xúc tác protease, lipase, cutinase với esterrase, người ta thấy sự tồn tại của trình tự Gly – X1 – Ser – X2 – Gly (X là một amino acid bất kỳ) Khác biệt duy nhất đã biết với trình tự trên là sự thay thế của alanine cho glycine thứ hai trong chuỗi acid amin Không một trình tự cố định nào được tìm thấy quanh gốc histidine hoặc glutamic acid của trung tâm hoạt động trừ trường hợp trong các enzyme tương đồng từ các loài họ hàng rất gần Nói chung có rất ít những trình tự giống nhau hoàn toàn, ngoại trừ những trình tự quanh vùng trung tâm hoạt động [21]

1.2.3.2 Cấu trúc không gian của enzyme lipase

Cấu trúc ba chiều của lipase được coi là cơ sở để hiểu được phản ứng động học, đặc hiệu cơ chất, tiên đoán những đặc điểm sinh hoá và hoạt động của lipase tại bề mặt phân pha dầu nước [21]

Lipase từ Rhizomun miehei là enzyme thuỷ phân đầu tiên có cấu trúc bậc 3 được

xác định bởi tinh thể học tia X Dùng phương pháp tia X đã phát hiện cấu trúc α/β Liên kết β song song làm cầu nối với cấu trúc xoắn ốc α để hình thành cấu trúc phức tạp Các cầu disunfua được tìm thấy trong phân tử lipase có lẽ nhằm làm ổn định cấu trúc gấp nếp của enzyme Trong cấu trúc này protein hình cầu chứa một nhân kị nước tạo nên một chuỗi không cực ở cạnh có ý nghĩa quan trọng cho sự ổn định phân tử Bên cạnh đó còn có vài nhóm có cực và những phân tử được liên kết Sự có mặt của những phân tử nước đã làm tăng lực liên kết của Vander Wall và lực phân tán trong nhân, vì vậy sự ổn định về cấu trúc không gian của phân tử enzyme được tăng lên [21]

Nhóm quan trọng nhất tạo thành trung tâm hoạt động của lipase là bộ ba Asp…His…Ser Lipase tham gia vào vị trí xúc tác với proteinase và esterase Đối lập với proteinase, trung tâm xúc tác của nó không phân bố ở bề mặt ngoài mà nằm dưới chuỗi xoắn bề mặt Vị trí hoạt động của mọi lipase đều có Ser, His và Asp (hoặc Glu)

và hoàn toàn bị che khuất bởi một đoạn nắp cấu tạo bởi một hoặc hai chuỗi xoắn Bề mặt mang Trypsin hoàn toàn không cực và tác động qua lại với đầu kị nước bao quanh trung tâm hoạt động Trong hầu hết cấu trúc lipase, đầu serin hoạt động trong chuỗi pentapeptit có trình tự Gly – X1 – Ser – X2 – Gly cấu trúc đó cũng được tìm thấy ở protease serin [21]

Trang 19

Hình 1.2 Cấu trúc không gian của lipase từ Candida rugosa [21]

1.2.4 Cơ chế động học xúc tác của lipase

Theo các nghiên cứu lipase có nhóm serin, histidin và acid aspastic ở trung tâm hoạt động của nó Với các cơ chất không tan trong nước, hoạt tính của lipase đạt được cực đại chỉ khi nó được phân tán vào giữa bề mặt phân pha dầu nước Quá trình đó được gọi là quá trình hoạt hoá phân pha [21]

Hình 1.3 Mô hình cơ chế xúc tác của lipase ở bề mặt tiếp xúc giữa hai pha dầu – nước

[19]

Trong đó: E : lipase hòa tan có hoạt tính

E* : lipase hoạt động được hấp thu

S : cơ chất không tan trong nước

E*S: các phức hệ cơ chất lipase

P : sản phẩm thủy phân

Khi không có mặt nước hoặc khi có nước với lượng nhỏ, phản ứng este hoá được

ưu tiên Trong trường hợp này, những đặc tính như tốc độ xúc tác và tính đặc hiệu phụ thuộc nhiều vào điều kiện phản ứng và bản chất cơ chất [21]

Lipase xúc tác cho một phản ứng hóa học qua ba bước [19]

Trang 20

Bước 1: Lipase thủy phân liên kết este của lipid tại bề mặt phân pha giữa lipid và nước Trong nước trung tâm hoạt động chứa serine bị khóa lại bởi vòng xoắn helix (Hình 1.4) [19]

Hình 1.4 Sự hoạt hóa enzyme [19]

Bước 2: Khi lipase gắn vào bề mặt phân pha thì vòng xoắn helix di chuyển, cho phép cơ chất gắn vào trung tâm hoạt động (Hình 1.5) [19]

Phản ứng este hóa (Hình 1.7) là phản ứng giữa một acid béo và rượu tạo ra este

Trang 21

Hình 1.6 Phản ứng thủy phân [20]

Hình 1.7 Phản ứng este hóa [20]

Phản ứng trao đổi giữa các este (Hình 1.8) là phản ứng trao đổi giữa các este hoặc giữa este và acid béo

Hình 1.8 Phản ứng trao đổi giữa các este [20]

Phản ứng chuyển este (Hình 1.9) là phản ứng giữa este với rượu hoặc glycerol

Hình 1.9 Phản ứng chuyển este [20]

Trang 22

1.3 Tổng quan về cá hồi

Hình 1.10 Cá hồi Đại Tây Dương [22]

Cá hồi là tên chung cho nhiều loài cá thuộc họ Salmonidae

Tên tiếng anh: Salmon

Cá hồi sống dọc các bờ biển tại cả Bắc Đại Tây Dương và Thái Bình Dương [22]

Đa số các loài cá hồi sinh ra ở nước ngọt, sau đó di cư ra biển đến giai đoạn trưởng thành thì quay trở lại vùng nước ngọt, nơi chúng được sinh ra để tiếp tục duy trì nòi giống Tuy nhiên, cũng có nhiều loài cá hồi sống cả đời trong vùng nước ngọt Tất cả các loài này đều chết trong vòng vài ngày hay vài tuần sau khi đẻ trứng [23]

Bảng 1.2 Đặc điểm các loại cá hồi [22],[23]

Cá hồi Thái Bình Dương và Đại Tây Dương

Họ

Tên thường gọi

Tên khoa học Đặc điểm hình thái

Salmo

(Cá hồi Đại

Tây Dương)

Cá hồi Đại Tây Dương

Salmo salar

Có những điểm hình dấu X trên đường bên, có thể có hoặc không những điểm này trên đuôi Hàm trên không rộng quá phía sau mắt Có những điểm đen lớn phủ trên mang

để phân biệt với cá hồi Đại Tây Dương Tia vây hậu môn: 8 – 12

Trang 23

Oncorhynchus

(Cá hồi Thái

Bình Dương)

Cá hồi Chinook

Oncorhynchus tshawytscha

Có màu xanh lá – xanh dương trên lưng và trên đỉnh đầu với hai bên mình màu bạc và bụng màu trắng Chúng có những điểm màu đen trên đuôi và phân nửa thân phía trước, miệng của chúng màu xám đậm

Cá hồi Chum

Oncorhynchus keta

Có chiều dài khoảng 58cm, trọng lượng 15,9kg và tuổi thọ tối đa là 7 năm

Cá hồi Coho

Oncorhynchus kisutch

Có thân thon dài, cá đực thành thục thường có một cái bướu nhỏ Hàm trên kéo dài đến sau mắt Lược mang

18 – 25, vây lưng 8 – 10, vây hậu môn 12 – 14

Cá hồi hồng

Oncorhynchus gorbuscha

Có màu bạc sáng ở đại dương Sau khi trở về dòng suối, màu sắc thay đổi sang màu xám nhạt ở mặt sau với bụng màu trắng hơi vàng (mặc

dù một số biến màu sắc tổng thể màu xanh lá cây đục) Như với tất cả cá hồi, ngoài các vây lưng, chúng cũng

có một vây mỡ Cá hồi hồng được đặc trưng bởi một cái miệng màu trắng với đen nướu răng, không có răng trên lưỡi, điểm lớn hình bầu dục màu đen trên lưng và đuôi hình chữ V, và vây đuôi có 13 – 17 vây tia mềm

Cá hồi Sockeye

Oncorhynchus nerka

Có chiều dài khoảng 58cm, trọng lượng 7,7kg

Cá hồi Masu

Oncorhynchus masou

Có lưng màu tối, và các sọc trên mặt

cơ thể trở thành màu đỏ tươi với pha

đỏ thẫm kết hợp vào bụng vào một dải phổ biến theo chiều dọc có màu sắc nhẹ hơn

Trang 24

Cá hồi là loài cá ôn đới, thích hợp với khí hậu lạnh, nhiệt độ thích hợp là 10 –

20oC Chúng có thể chịu được nhiệt độ cao hơn trong thời gian ngắn, nhưng khi nhiệt

độ lên quá cao, cá hồi không sống được [23]

1.3.2 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi

Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi trong 100g [24]

Thành phần dinh dưỡng

Hàm lượng dinh dưỡng trong 100g cá hồi

Đơn vị đo lường

Ngoài ra, protein có trong cá hồi còn giúp sinh và phục hồi các mô cơ bắp và tất

cả các tế bào trong cơ thể Thịt cá hồi có thể giảm tác hại của thuốc lá do acid béo omega-3 có khả năng hạn chế tác hại gây ra bởi thuốc lá [24]

Thịt cá hồi có màu từ da cam đến đỏ do chứa sắc tố, chủ yếu là astaxanthin và canthaxanthin [24]

1.3.3 Tình hình khai thác, chế biến và xuất khẩu cá hồi trên thế giới

Sản lượng cá hồi khai thác được trên thế giới thấp nhưng lại có giá trị thương mại cao, xuất khẩu đạt hơn 14 tỷ USD trong năm 2013 Sở dĩ cá hồi có giá trị thương mại cao do sản xuất chỉ tập trung ở một số ít nước như Na Uy, Chi Lê, Canada và Anh Cá hồi đánh bắt tự nhiên tại Mỹ và Nga được chế biến ở châu Á, chủ yếu là Trung Quốc [25]

Na Uy hiện đang là nước xuất khẩu cá hồi lớn nhất thế giới, khoảng 1 triệu tấn/năm

và là nước cung cấp cá hồi chính cho thị trường EU và Nga Cá hồi Na Uy xuất khẩu

Trang 25

sang EU có giá trị thương mại lớn nhất trong ngành thuỷ sản [25]

Hình 1.11 Sản lượng cá hồi Đại Tây Dương năm 2005 – 2020 (dự báo)

(Nguồn: Rabobank, Uncommtrade, Eurostat, 2015)

Cá hồi Chi Lê đứng thứ hai, xuất khẩu khoảng 500.000 tấn và xuất khẩu chủ yếu sang Mỹ, Nhật Bản và Brazil Từ khi lệnh cấm nhập khẩu của Nga năm 2014, luồng thương mại cá hồi đã có sự thay đổi Chi Lê tăng xuất khẩu cá hồi sang Nga, trong khi

Na Uy tăng xuất khẩu sang các thị trường khác như EU, Mỹ và một số thị trường mới nổi ở châu Á và Trung Đông [25]

1.4 Tổng quan về dung môi iso-octan

Có 2 môi trường thủy phân dầu thường gặp là thủy phân trong hệ 1 pha chỉ có nước và thủy phân trong hệ 2 pha nước – dung môi không phân cực

Trong nghiên cứu mới đây, Aditi Sharma đã sử dụng iso-octan làm dung môi cho

quá trình thủy phân dầu cá bằng chế phẩm enzyme Lipase B Candida antarctica

(CAL-B) từ vi sinh vật giúp đem lại hiệu suất thủy phân cao vì dung môi này có thể làm giảm

sự ức chế hoặc bất hoạt enzyme Hoạt động của lipase bị ảnh hưởng rất lớn bởi nồng độ iso-octan làm dung môi Iso-octan hoạt động như một pha hữu cơ trong hệ thống phản ứng hai pha và giúp tách sản phẩm thủy phân ra khỏi hỗn hợp phản ứng một cách dễ dàng vì sản phẩm được tạo thành sau phản ứng có xu hướng hòa tan trong dung môi do

đó hạn chế được ảnh hưởng của sản phẩm thủy phân đến hoạt động của enzyme nhưng dùng dư iso-octan sẽ làm giảm khả năng tiếp xúc giữa enzyme với cơ chất [26]

Trang 26

Hình 1.12 Cấu tạo của iso-octan [27]

Iso-octan có danh pháp IUPAC là 2,2,4–trimetylpentan, là một đồng phân quan trọng của octan Công thức hóa học là C8H18 [27]

Cấu trúc đơn giản: (CH3)2–CH–CH2–C–(CH3)3

Trang 27

Trang 28

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1.1 Mủ đu đủ

Hình 2.1 Vườn thu nhận mủ đu đủ

Mủ đu đủ được thu từ một số vườn đu đủ trồng tại huyện Đại Lộc, tỉnh Quảng Nam

❖ Thu nhận mủ đu đủ

➢ Điều kiện lấy mủ

• Lấy ở những quả đang còn xanh, vỏ quả mịn, có trọng lượng từ 0,5 – 1 kg là tốt nhất Để thu chế phẩm enzyme có hoạt tính cao nhất, nên lấy mủ ở quả đang độ 10 tuần tuổi

• Thời gian lấy mủ bắt đầu thu nhận từ sáng sớm và kết thúc vào giữa buổi sáng (giai đoạn độ ẩm không khí cao) Khi độ ẩm không khí thấp, dòng mủ chảy chậm và đặc, khó thu nhận Mùa khô: mủ ít, đặc, nồng độ protein cao Mùa mưa: mủ nhiều, loãng, nồng độ protein thấp [7]

➢ Tiến hành

• Mủ đu đủ lấy ở quả xanh còn trên cây

• Dùng dao lam rạch vài đường dọc theo quả ở chỗ đường kính to nhất, các lát khía cách nhau 3 – 5 cm (không rạch sâu quá 2 mm, nếu không dịch nước và

Trang 29

tinh bột từ quả sẽ trộn lẫn vào mủ và làm giảm chất lượng dịch mủ thu được)

• Hứng lấy mủ chảy ra bằng lọ, miệng rộng trong 4 – 6 phút, sau khi lấy mủ xong đậy nắp kín, giữ trong tối và bảo quản lạnh Sau khi thu nhận sử dụng ngay hoặc lạnh đông ở -20°C để sử dụng sau này

• Bảo quản lạnh mang về phòng thí nghiệm, mục đích để tránh cho mủ không tiếp xúc lâu với không khí và đảm bảo hoạt tính của lipase có trong mủ

Lưu ý:

• Không nên trộn mủ khô với mủ tươi vì nó làm giảm chất lượng

• Khi tiến hành các thao tác với mủ tươi tránh không cho nhựa tiếp xúc vào da

vì nó sẽ gây bỏng Đồng thời cũng không nên để mủ tiếp xúc với các dụng cụ làm bằng kim loại nặng như sắt, đồng,…vì nó làm biến màu và giảm hoạt tính của enzyme Lọ, dao, muỗng,…phải làm bằng thép không rỉ hoặc nhựa

• Khi lấy mủ cần tránh không cho các chất bẩn hoặc côn trùng lẫn vào

• Quả có thể được rút mủ trong suốt khoảng thời gian từ 4 – 7 ngày Lần đầu tiên có thể chỉ một lần rạch là đủ, ở những lần thu mủ sau, rạch 2 – 3 đường giữa những đường rạch trước đó [4]

❖ Thu nhận enzyme lipase thô

Hình 2.2 Sơ đồ thu nhận chế phẩm lipase thô

Sấy thăng hoa

Chế phẩm enzyme

Ly tâm (6000 vòng, 20 phút, 4°C)

Thu pha rắn Hòa nước tỉ lệ (1:33)

Mủ đu đủ tươi

Ly tâm

lặp lại 3 lần

Sấy thăng hoa

Trang 30

Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện ở Hình 2.2

Mủ đu đủ sau khi lấy về được đem đi sấy thăng hoa: Mủ được đem đi cấp đông rồi đem đi sấy thăng hoa ở nhiệt độ -40oC trong 16h, ta thu được mủ khô Cân mủ khô và hòa với nước cất theo tỉ lệ 1:33 (mủ khô:nước), khuấy 3 phút Ly tâm lạnh mẫu ở nhiệt

độ 4°C với tốc độ 6000 vòng/phút trong 20 phút Sau khi ly tâm, loại bỏ dịch nổi, thu tủa Tiếp tục hòa nước lạnh và ly tâm thêm 2 lần nữa Tủa thu được sấy bằng phương pháp sấy thăng hoa ở -40°C trong 6 giờ Nghiền mịn mẫu, ta thu được chế phẩm lipase dạng thô, bảo quản trong bình thủy tinh đậy kín ở nhiệt độ -4°C

Hình 2.3 Enzyme lipase thô từ mủ đu đủ sau khi sấy thăng hoa

Na2SO4 khan vào, Na2SO4 khan có tác dụng hút ẩm mạnh sẽ giữ nước và đóng cục

Na2SO4 và cặn sẽ được đóng chặt ở đáy ống ly tâm khi quay ở tốc độ 3000 vòng/phút trong 10 phút Dầu cá thô thu được sau khi đã tách nước hoàn toàn được bổ sung chất

Trang 31

chống oxy hóa BHA, BHT Dầu cá sạch đã qua xử lý được bảo quản trong bình kín ở nhiệt độ -40C

Hình 2.4 Lườn cá hồi thu mua tại Công ty TNHH chế biến thực phẩm D&N

Hình 2.5 Sơ đồ thu nhận dầu cá hồi

Ly tâm (3000 vòng/phút, 10 phút)

Nước, cặn thô

Xác định các chỉ số của lipid:

- Chỉ số acid

- Chỉ số xà phòng hóa

Trang 32

Hình 2.6 Dầu cá hồi thu được

2.1.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng

❖ Hóa chất: HCl, KOH, NaOH, dietyl ete, aceton, Na2SO4 khan, BHA, BHT, octan, đệm phosphate pH = 7, acid oxalic và một số hóa chất thông dụng trong phòng thí nghiệm khác Các hóa chất có xuất xứ Việt Nam và Trung Quốc với độ tinh khiết ở mức phân tích

iso-❖ Dụng cụ: các dụng cụ thông thường dùng trong phòng thí nghiệm

❖ Thiết bị: nghiên cứu sử dụng máy ly tâm EBA 20 Hettich (Đức), máy sấy thăng hoa Christ (Anh), máy khấy từ và một số máy móc, thiết bị thường dùng trong phòng thí nghiệm khác

Hình 2.7 Máy ly tâm

Trang 33

Hình 2.8 Máy sấy thăng hoa Hình 2.9 Máy khuấy từ

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp đánh giá chất lượng dầu cá hồi

• Xác định chỉ số acid theo TCVN 6127:1996 về xác định chỉ số acid [31]

• Xác định chỉ số xà phòng hóa theo TCVN 6126:2007 về xác định chỉ số xà phòng hóa [32]

• Xác định chỉ số este: chỉ số este = chỉ số xà phòng – chỉ số acid

2.2.2 Phương pháp xác định hiệu suất thủy phân dầu cá hồi xúc tác bởi enzyme lipase từ mủ đu đủ

Mẫu cá hồi sau khi kết thúc quá trình thủy phân, dùng 10ml hỗn hợp aceton và etanol (tỉ lệ 1:1) để bất hoạt enzyme Sản phẩm thu được sau phản ứng được đem đi xác định chỉ số acid và tính được hiệu suất của quá trình thủy phân theo công thức sau:

𝐻 (%) = 𝐶ℎỉ 𝑠ố 𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑠𝑎𝑢 𝑡ℎủ𝑦 𝑝ℎâ𝑛 − 𝐶ℎỉ 𝑠ố 𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢

𝐶ℎỉ 𝑠ố 𝑥à 𝑝ℎò𝑛𝑔 ℎó𝑎 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢 − 𝐶ℎỉ 𝑠ố 𝑎𝑐𝑖𝑑 𝑏𝑎𝑛 đầ𝑢× 100% (2.1)

Chỉ số acid được xác định dựa vào hàm lượng acid béo tự do tạo ra trong phản ứng thủy phân, được xác định bởi số mg KOH cần thiết để trung hòa lượng acid béo tự do trong 1g dầu cá hồi [33]

2.2.3 Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase mủ đu đủ

Để nghiên cứu ảnh hưởng tương tác giữa các yếu tố công nghệ đến hiệu suất của quá trình thủy phân tôi tiến hành khảo sát đơn biến từng yếu tố ảnh hưởng: nồng độ

Trang 34

enzyme (%), tỉ lệ dung môi/cơ chất (w/w), nhiệt độ thủy phân (oC)

Quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ được thực hiện như sơ đồ Hình 2.10

2.2.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme (%) đến hiệu suất thủy phân

Tham khảo các kết quả nghiên cứu của Aditi Sharma [26], tiến hành bố trí 4 mẫu thí nghiệm có lượng dầu cá là như nhau (m = 1g), nhưng nồng độ enzyme sử dụng ở các mẫu khác nhau lần lượt là 1,2%; 1,4%; 1,6%; 1,8% và được thủy phân với các điều kiện

+ Thời gian thủy phân: 1 giờ

Hình 2.10 Sơ đồ khảo sát quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ

mủ đu đủ

Dầu cá Enzyme lipase

Xác định chỉ số acid bằng phương pháp chuẩn độ với KOH

Tính hiệu suất của quá trình thủy phân

Định dạng
Số trang	68
Dung lượng	2,25 MB