Nghiên cứu thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và ứng dụng để làm giàu dha và epa từ dầu cá hồi

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 thu nhận chế phẩm enzyme lipase thô từ mủ đu đủ bằng các phương pháp khác nhau Kết quả cho thấy hoạt lực của chế phẩm enzyme lipase thu nhận từ mủ đu đủ ở phương pháp sấy thăng hoa cho cả giai đoạn sấy mủ trước và sau khi hòa tan là cao vượt trội so với các phương pháp khác Do đó sử dụng phương pháp này để thu nhận chế phẩm enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và để nghiên cứu cho quá trình thủy phân dầu cá hồi Kết quả xác định các chỉ tiêu chất lượng cho thấy dầu cá hồi thu được đảm bảo yêu cầu chất lượng để sử dụng Kết quả phân tích thành phần dầu cá hồi trước và sau khi thủy phân cho thấy tỉ lệ các thành phần axit béo không thay đổi lớn nên có thể kết luận enzyme lipase thu nhận từ mủ đu đủ không có tính đặc hiệu với các axit béo mạch dài phổ biến trong dầu cá Điều kiện tối ưu về nhiệt độ và pH tỉ lệ lượng nước cơ chất và nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ đã được xác định bằng quy hoạch thực nghiệm Kết quả đã tìm được nhiệt độ pH tối ưu cho quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ là nhiệt độ 29oC và pH 7 6 lượng nước cơ chất và nồng độ enzyme tối ưu cho quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ là ở tỉ lệ nước cơ chất là 4 36 1 và nồng độ enzyme là 1 34 Thời gian thủy phân đạt hiệu suất thủy phân cao đồng thời đạt hiệu quả về kinh tế là trong vòng 48h 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

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU THU NHẬN ENZYME LIPASE THÔ TỪ

MỦ ĐU ĐỦ VÀ ỨNG DỤNG ĐỂ LÀM GIÀU DHA VÀ EPA

đã tiến hành nghiên cứu thu nhận chế phẩm enzyme lipase thô từ mủ đu đủ bằng các phương pháp khác nhau Kết quả cho thấy hoạt lực của chế phẩm enzyme lipase thu nhận từ mủ đu đủ ở phương pháp sấy thăng hoa cho cả giai đoạn sấy mủ trước và sau khi hòa tan là cao vượt trội so với các phương pháp khác Do đó, sử dụng phương pháp này để thu nhận chế phẩm enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và để nghiên cứu cho quá trình thủy phân dầu cá hồi Kết quả xác định các chỉ tiêu chất lượng cho thấy dầu cá hồi thu được đảm bảo yêu cầu chất lượng để sử dụng Kết quả phân tích thành phần dầu cá hồi trước và sau khi thủy phân cho thấy tỉ lệ các thành phần axit béo không thay đổi lớn nên có thể kết luận enzyme lipase thu nhận từ mủ đu đủ không có tính đặc hiệu với các axit béo mạch dài phổ biến trong dầu cá Điều kiện tối ưu về nhiệt độ và pH, tỉ lệ lượng nước/cơ chất và nồng độ enzyme đến quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase

từ mủ đu đủ đã được xác định bằng quy hoạch thực nghiệm Kết quả đã tìm được nhiệt

độ, pH tối ưu cho quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ là nhiệt độ 29oC và pH=7,6, lượng nước/cơ chất và nồng độ enzyme tối ưu cho quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzyme lipase từ mủ đu đủ là ở tỉ lệ nước/cơ chất là 4,36:1

và nồng độ enzyme là 1,34% Thời gian thủy phân đạt hiệu suất thủy phân cao đồng thời đạt hiệu quả về kinh tế là trong vòng 48h

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

Họ và tên sinh viên: BÙI THỊ SƯƠNG Số thẻ sinh viên: 107140145

1 Tên đề tài đồ án:

“Nghiên cứu thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu đủ và ứng dụng để làm giàu

DHA và EPA từ dầu cá hồi”

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:

- Lời mở đầu

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

- Chương 4: Kết luận và kiến nghị

- Tài liệu tham khảo

- Phụ lục

5 Các bản vẽ: Không

6 Họ tên người hướng dẫn: PGS.TS Đặng Minh Nhật

ThS Phan Thị Việt Hà

7 Ngày giao nhiệm vụ : 02/02/2019

8 Ngày hoàn thành nhiệm vụ : 30/05/2019

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

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 4 tháng nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thu nhận enzyme lipase thô từ

mủ đu đủ và ứng dụng để làm giàu DHA và EPA từ dầu cá hồi.”, 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 Sinh học, 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

phẩm-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

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

Bùi Thị Sương

MỤC LỤC

TÓM TẮT

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

LỜI CẢM ƠN i

LỜI CAM ĐOAN ii

MỤC LỤC iii

LỜI MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN 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 5

1.1.4 Mủ đu đủ 6

1.2 Tổng quan về enzyme lipase 7

1.2.1 Định nghĩa 7

1.2.2 Nguồn gốc 7

1.2.3 Cấu tạo của lipase 7

1.2.4 Cơ chế xúc tác của enzyme lipase 8

1.2.5 Một số phản ứng đặc trưng 10

1.2.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về lipase 11

1.3 Tổng quan về cá hồi 12

1.3.1 Hình thái 13

1.3.2 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi 14

1.3.3 Phân bố 15

1.3.4 Tình hình khai thác, chế biến và xuất khẩu cá hồi trên thế giới 15

1.4 Quy trình làm giàu DHA và EPA bằng phương pháp thủy phân xúc tác bởi enzyme lipase 16

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

2.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 18

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 18

2.1.2 Dụng cụ, hóa chất và thiết bị sử dụng 20

2.2 Phương pháp nghiên cứu 22

2.2.1 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm enzyme lipase thô từ mủ đu đủ 22

2.2.2.Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi chế phẩm enzyme lipase thô 24

2.2.3.Phương pháp đo quang 25

2.2.6 Phương pháp xác định hiệu suất thủy phân dầu cá hồi xúc tác bởi enzyme

lipase thô từ mủ đu đủ 30

2.2.7 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 30

2.2.8 Phương pháp đánh giá chất lượng dầu cá hồi 30

2.2.9 Phương pháp xử lý số liệu 30

Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm enzyme lipase thô 31

3.1.1 Kết quả thu nhận chế phẩm lipase thô theo 2 phương pháp sấy kết thúc 31

3.1.2 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp sấy khô mủ đu đủ tươi 31

3.2 Ứng dụng chế phẩm lipase thô để thủy phân dầu cá hồi 34

3.2.1 Kết quả đánh giá chỉ tiêu chất lượng của dầu cá hồi 34

3.2.2 Thành phần axit béo của dầu cá hồi trước và sau khi thuỷ phân bằng enzyme lipase thô từ mủ đu đủ 35

3.2.3 Tối ưu hóa quá trình thủy phân dầu cá hồi bằng enzym lipase từ mủ đu đủ 41

3.2.4 Kết quả ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 46

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

4.1 Kết luận 48

4.2 Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

PHỤ LỤC 52

DANH SÁCH CÁC BẢNG, HÌNH VẼ

Danh sách các bảng

Bảng 1 1 Sản lượng đu đủ theo vùng địa lý 3

Bảng 1 2 Đặc điểm các loại cá hồi 13

Bảng 1 3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi trong 100g 15

Bảng 2 1 Dụng cụ, hóa chất 21

Bảng 2 2 Khoảng biến thiên các yếu tố thực nghiệm 27

Bảng 2 3 Ma trận quy hoạch thực nghiệm 28

Bảng 2 4 Khoảng biến thiên các yếu tố thực nghiệm 29

Bảng 2 5 Ma trận quy hoạch thực nghiệm 29

Bảng 3.1 So sánh hiệu suất thu nhận và hoạt lực của chế phẩm lipase thô bằng 2 phương pháp sấy khác nhau 31

Bảng 3.2 So sánh hiệu suất thu nhận và hoạt lực của chế phẩm lipase thô của các phương pháp thu nhận khác nhau 32

Bảng 3.3 Các chỉ tiêu chất lượng của dầu cá 35

Bảng 3.4: Phần trăm axit béo có trong dầu cá hồi trước và sau khi thủy phân 40

Bảng 3.5 Hiệu suất của phản ứng thủy phân qua các thí nghiệm 41

Bảng 3.6 Giá trị các hệ số b trong phương trình hồi quy, kiểm định T và xác suất p tương ứng 41

Bảng 3.7: Hiệu suất của phản ứng thủy phân qua các thí nghiệm 44

Bảng 3 8 Giá trị các hệ số b trong phương trình hồi quy, kiểm định T và xác suất p 44 Bảng 3.9 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân Error! Bookmark not defined Danh sách các hình vẽ Hình 1.1 Hình ảnh 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 9 Hình 1.4 Sự hoạt hóa enzyme 9

Hình 1.5 Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất 10

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 ester 11

Hình 1.9 Phản ứng chuyển ester 11

Hình 1.10 Cá hồi (Salmon/Oncorhynchus spp) 12

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

Rabobank, Uncommtrade, Eurostat, 2015) Error! Bookmark not defined.

Hình 1.12 Sơ đồ quy trình làm giàu DHA và EPA 17

Hình 2.1 Vườn thu nhận mủ đu đủ 18

Hình 2.2 Lườn cá hồi thu mua tại Công ty TNHH chế biến thực phẩm D&N 19

Hình 2.3 Sơ đồ thu nhận dầu cá hồi 20

Hình 2.4 Máy lắc 21

Hình 2.5 Máy đo pH 21

Hình 2.6 Máy ly tâm 22

Hình 2.7 cân phân tích 4 số 22

Hình 2.8 Máy đo quang 22

Hình 2.9 Cân kỹ thuật điện tử 22

Hình 2.10 Sơ đồ thu nhận chế phẩm lipase thô theo các phương pháp sấy khác nhau ở giai đoạn kết thúc 23

Hình 2.11 Sơ đồ thu nhận chế phẩm lipase thô theo các phương pháp sấy mủ khác nhau 24 Hình 2.12 Sơ đồ quy trình phân đoạn dầu cá hồi sau khi thủy phân bằng enzym lipase từ mủ đu đủ 26

Hình 3.1 Hình ảnh mủ đu đủ khô sau khi sấy theo các phương pháp 32

Hình 3.2 Biểu đồ so sánh hoạt lực của chế phẩm liapse thô từ các phương pháp thu nhận khác nhau 33

Hình 3.3 Sơ đồ thu nhận chế phẩm lipase thô 34

Hình 3.4 Dầu cá hồi thu được từ lườn cá hồi 34

Hình 3.5 Kết quả đo sắc ký khí của mẫu dầu cá hồi ban đầu 36

Hình 3.6 Sắc ký đồ của mẫu dầu cá ban đầu 37

Hình 3.7 Kết quả sau khi đo sắc kí khí của phân đoạn dầu không bị thủy phân 38

Hình 3.8 Sắc ký đồ của phân đoạn dầu không bị thuỷ phân 39

Hình 3.9 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến hiệu suất thủy phân 42

Hình 3.10 Biểu đồ bề mặt biểu thị ảnh hưởng của nhiệt độ, pH đến hiệu suất thủy phân 42 Hình 3.11 Biểu thị các điểm tối ưu sau khi phân tích 43

Hình 3.12 Biểu đồ đường mức (contour plot) biểu thị ảnh hưởng của lượng nước/ cơ chất và nồng độ enzyme đến hiệu suất thủy phân 45

Hình 3.13 Biểu đồ bề mặt( surface plot) biểu thị ảnh hưởng của lượng nước/ cơ chất và nồng độ enzyme đến hiệu suất thủy phân 45

Hình 3.14 Biểu thị các điểm tối ưu sau khi phân tích 46

Hình 3.15 Biểu đồ ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất của quá trình thủy phân 46

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DHA: Docosahexaenoic acid

EPA: Eicosapentaenoic acid

PUFA: Polyunsaturated fatty acid (axit béo không bão hòa nhiều nối đôi) TAG: Triacylglycerol

FFA: Free Fatty acid (axit béo tự do)

p-NPP: p-nitrophenyl palmitate

p-NP: p-Nitrophenol

LỜI MỞ ĐẦU

DHA (Docosahexaenoic acid) và EPA (Eicosapentaenoic acid) là một trong

những axit béo không no nhiều nối đôi, đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe và dinh

dưỡng con người Các nghiên cứu gần đây khẳng định rằng việc sử dụng 2 axít béo trên

sẽ duy trì mức độ bình thường của cholesterol trong máu giúp ngăn ngừa các bệnh về

tim mạch và các nguy cơ gây xơ vữa động mạch, đột quỵ và cũng làm giảm các triệu

chứng liên quan đến viêm loét dạ dày và đau khớp Ngoài ra, những acid béo không no

này là phần không thể thiếu trong khẩu phần ăn của trẻ em vì chúng có khả năng tăng

cường thị giác và sự phát triển của trí não [2]

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 nhưng hàm lượng

như vậy vẫn chưa đủ để làm thực phẩm chức năng 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 [1] 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

Gần đây, một số tác giả trên thế giới đã sử dụng enzyme lipase để thủy phân dầu

cá nhằm làm giàu DHA và EPA trong dầu cá phục vụ cho việc sản xuất thực phẩm chức

năng Nhưng chủ yếu là sử dụng enzyme lipase từ vi sinh vật Cho tới nay, ở Việt Nam

chưa có công trình nghiên cứu nào ứng dụng enzyme lipase từ thực vật để thủy phân

dầu cá Lipase từ thực vật tuy chỉ chiếm một phần nhỏ trong nền công nghiệp sản xuất

enzyme nhưng với nhiều ưu điểm như giá thành thấp, là enzyme cố định tự nhiên và

được sử dụng trực tiếp như chất xúc tác sinh học ở dạng chế phẩm thô nên gần đây loại

enzyme này đã được quan tâm và nghiên cứu khá phổ biến [24]

Một số nghiên cứu đã cho thấy lipase từ thực vật được ứng dụng trong các phản

ứng thủy phân hoặc ester hóa Ðặc biệt, một số cây thuộc họ đu đủ như Carica papaya

được phát hiện là có hoạt tính cao trong phản ứng thủy phân và phản ứng tổng hợp Các

nghiên cứu thực hiện trên C.papaya cho thấy rằng mủ thô của nó hoạt động rất mạnh

trên triacylglycerol mạch ngắn (TAG) [25]

Trong khi 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 [16]

Mục đích của nghiên cứu này là chọn ra phương pháp thu nhận lipase thô sao cho

đạt hoạt tính cao và có lợi về kinh tế nhất khi thủy phân dầu cá để làm giàu DHA và

EPA Vì vậy mà em chọn đề tài: “Nghiên cứu thu nhận enzyme lipase thô từ mủ đu

đủ và ứng dụng để làm giàu DHA và EPA từ dầu cá hồi”

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về đu đủ

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố

Đu đủ là một trong những loại trái cây phổ biến của vùng nhiệt đới và cận nhiệt

đới Sản lượng thế giới năm 2004 đạt 6,8 triệu tấn trên 389.990 hecta (FAO 2004), trong

đó 47% sản lượng có nguồn gốc từ khu vực Trung và Nam Mỹ (chủ yếu ở Brazin), 30%

từ Châu Á và 20% thuộc về Châu Phi (FAO 2004) Mặc dù được trồng (>90%) và tiêu

thụ chủ yếu tại các nước đang phát triển, nhưng đu đủ đã nhanh chóng trở thành một

loại trái cây quan trọng của thế giới, bao gồm cả quả tươi cũng như sản phẩm qua chế

biến [17]

Bảng 1.1 Sản lượng đu đủ theo vùng địa lý [17]

Region Area harvested (Ha) Production (Mt)

Đu đủ được phát hiện lần đầu tiên bởi Oviedo, giám đốc vùng mỏ Hispaniola

(Antilles) từ năm 1513 tới 1525 Ông đã mô tả cách thức Alphonso de Val verde thu

nhận hạt đu đủ từ bờ biển Panama tới Darien, sau đó tới San Domingo và các hòn đảo

khác của miền tây Ấn Độ cũng như các vùng lân cận Người Tây Ban Nha đặt tên cho

nó là “papaya” và mang tới trồng ở Philipine, sau đó lan rộng ra khắp Malaya và cuối

cùng là Ấn Độ vào năm 1598 (Schery 1952) Năm 1874, cây đu đủ đã nhanh chóng được

phân bố rộng khắp các quốc gia nhiệt đới và cận nhiệt đới [17]

Cây đu đủ ở Việt Nam

Ở Việt Nam đu đủ được trồng hầu hết ở các tỉnh miền Bắc và miền Nam, chúng

được trồng nhiều ở 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 nước ước khoảng

10.000-17.000 ha với sản lượng khoảng 200-350 nghìn tấn quả [4]

Cây đu đủ rất có thể du nhập vào Việt Nam qua Philippines vào thời điểm chưa

được xác định Ở Việt Nam có hai giống đu đủ nội địa truyền thống là giống đu đủ thịt

đỏ và giống đu đủ thịt vàng Hiện nay có nhiều giống mới được lai tạo và nhập nội chủ

yếu là các giống đu đủ lai F1 với năng suất, sản lượng và chất lượng quả cao với nhiều

màu sắc của thị quả khác nhau như đỏ, vàng, tím…[4]

Năm 2008 vùng Daklak Việt Nam đã được công ty BPI.SA (Vương quốc Bỉ) tài

trợ dự án phát triển cây đu đủ Toàn bộ mủ đu đủ được xuất sang Bỉ ở dạng thô để dùng

làm thuốc và chất xúc tác trong ngành hóa thực phẩm Một đời cây đu đủ giống Solo

(lai giữa đu đủ Châu Phi và Thái Lan) trong điều kiện chăm sóc tốt có thể cho 1-1,5 kg

mủ khô [5]

1.1.2 Hình thái và sinh lý cây đu đủ

Đu đủ là một loại cây nhiệt đới, thân thảo to, thẳng, có nhánh hoặc không phân

nhánh Thân đu đủ có thể cao 2-10 m Rễ chùm, mọc lan tỏa khắp gốc, và đâm sâu xuống

đất [17]

Lá đơn to, phân thùy hình

chân vịt, mọc cách, xoắn theo

vòng, cuống lá hình ống dài, rổng

ruột mỗi phiến lá chia làm 8-9 thuỳ

sâu, mỗi thuỳ lại bị khía thêm nữa

như bị xẻ rách [5]

Hoa màu trắng phớt vàng

nhạt, mọc thành chùm xim ở nách

những lá già Hoa đơn tính thường

khác gốc, nhưng cũng có cây vừa

mang cả hoa đực, hoa cái và hoa

lưỡng tính, hoặc có hoa cái và hoa

lưỡng tính Cụm hoa đực phân nhánh nhiều, có cuống, rất dài Cụm hoa cái chỉ gồm

2-3 hoa [5]

Thon gần tròn, mọc trong phần rổng của ruột quả, hạt có thể không phát triển [5]

Quả đu đủ có hình oval hoặc gần tròn, dài 15-50cm, bề dày 10-20cm và trọng

lượng có thể đạt 9 kg ( Morton 1987) Khi còn xanh, quả đu đủ chứa rất nhiều mủ, vỏ

quả xanh và cứng Khi chín, vỏ quả chuyển thành màu vàng nhạt đến vàng đậm, đến

cam Trái đu đủ già chứa rất nhiều hạt hình trứng, màu xám đen, bám nhẹ vào lớp thịt

quả nhờ lớp mô sợi mềm [17]

Đu đủ thường được trồng từ hạt Quá trình nảy mầm xảy ra trong vòng 2-4 tuần

sau khi gieo Giới tính của cây đu đủ gồm có đu đủ đực, đu đủ cái và đu đủ lưỡng tính,

Hình 1.1 Hình ảnh cây đu đủ

ở mỗi giới tính thì cây đu đủ lại có những đặc điểm về hoa và quả khác nhau [5] Và

giới tính của cây đu đủ không thể xác định được trong 6 tháng sau khi nảy mầm

(Gonsalves 1994) Nên tại thời điểm này, thực vật được tỉa thưa để đạt được tỷ số giới

tính mong muốn và giảm sự cạnh tranh giữa các cây, mà sau này sẽ ảnh hưởng đến sản

lượng (Chia et al 1989) [17]

Cây đu đủ phát triển nhanh, quả đầu tiên được dự kiến trong 10-14 tháng kể từ

khi nảy mầm và nói chung quả đu đủ mất khoảng 5 tháng để phát triển [17]

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng, ý nghĩa kinh tế và đặc tính dược lý của 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 [6]

Giá trị dinh dưỡng trong quả đu đủ chín bao gồm: 85-88% nước; 0,6% protein;

0,1% lipid; 8,3% đường; 60-122 mg vitamin C; 0,33 mg vitamin B1; 0,04 mg vitamin

B2; 0,33 mg vitamin PP và đặc biệt rất giàu vitamin A Quả đu đủ xanh chứa khoảng 60

– 70% các chất dinh dưỡng so với quả chín [3]

Một kết quả nghiên cứu khác cho thấy, trong 100g đu đủ có 74 - 80mg vitamin

C (vitamin chủ yếu trong đu đủ), caroten (tiền vitamine A) 500 - 1250 UI Ngoài ra, còn

có các vitamin B1, B2, các acid gây men, các khoáng chất như: kali (179mg), canxi,

magiê, sắt và kẽm

Còn đu đủ xanh, ngoài các chất có trên còn có chứa 4% chất nhựa latex màu trắng

đục là hỗn hợp của nhiều proteaza (loại men tiêu hóa chất đạm), trong đó chất chủ yếu

là papain Men papain có tác dụng như men papein 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 toxin và

toxanpunin [6]

Lá đu đủ chứa ancaloit carpain, có tác dụng giống glucozit của dương địa hoàng

- Digitalis, họ Hoa mõm chó (Scrophulariaceae), làm chậm nhịp tim, diệt amíp Hạt đu

đủ có glucozit caricin và myrosin [6]

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

(Sankat, Maharaj 1997) 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 [5]

Đu đủ thường được dùng làm thuốc trong y học cổ truyền Theo Reed (1976),

mủ đu đủ rất công dụng cho việc điều trị chứng khó tiêu, đắp vết bỏng ngoài da Okeniyi

và công sự (2007) cho rằng trái và hạt đu đủ có thể tẩy giun sán và amip Gần đây, một

công trình nghiên cứu trên chuột cho thấy ở giai đoạn phát triển của bào thai, việc tiêu

thụ đu đủ chín lại không gây nên nguy cơ nào (Adebiyi et al 2002 ) Ngoài ra, quả, mủ,

phấn hoa đu đủ cũng gây dị ứng tùy vào sự nhạy cảm của mỗi người (Blanca et al 1998)

Mủ đu đủ dùng ngoài da có thể gây kích ứng, làm rộp da, nhưng khi vào cơ thể, nó lại

có tác dụng trị viêm loét dạ dày [17]

Hoa, quả non của cây đu đủ cũng được sử dụng như là nguồn dược liệu trong

việc điều trị ho, viêm phế quản, tắc sữa ở các bà mẹ đang cho con bú [6]

1.1.4 Mủ đu đủ

Mủ cây đu đủ nằm trong các ống dẫn mủ trải rộng khắp toàn bộ cây, ngoại trừ rễ

Quả xanh vào khoảng 10 tuần tuổi chứa nhiều mủ nhất [1]

Mủ cây đu đủ là một chất lỏng màu trắng đục được tạo thành bởi các hợp chất

khác nhau như: protein, nhựa, đường, chất béo, gum… tất cả phân tán trong môi trường

nước và đông lại khi tiếp xúc với môi trường không khí Nó được tiết ra sau khi làm mô

tổn thương Trong đó có khoảng 15% chất khô, 85% nước, và nhiều enzyme thủy phân,

chủ yếu là các protease Hơn nữa, các thành phần protein khác nhau đã được báo cáo là

phụ thuộc vào độ tuổi hay giới tính của cây, cũng như trên thời gian trong ngày mà việc

khai thác mủ được thực hiện Hỗn hợp các enzyme khác nhau có mặt trong mủ được

cho là đóng vai trò bảo vệ cây chống lại các tác nhân bên ngoài [19]

Mủ đu đủ có hoạt tính kháng khuẩn, ức chế sự tăng trưởng của nấm, đặc biệt là

nấm Candida albicans (Giordani và Siepai 1991), vì thế thường được sử dụng trị bệnh

eczema trên da do nấm gây ra Ở Mauritius, khói từ lá đu đủ khô có tác dụng cắt các cơn

hen suyễn, trong khi ở Úc, người ta cho rằng một số bệnh ung thư có thể được cải thiện

sau khi uống dịch trích lá đu đủ

Mủ đu đủ có chứa papain và chymopapain, hai enzyme phân giải protein quan

trọng của ngành công nghiệp Mủ đu đủ xanh là chất làm mềm thịt kỳ diệu, sử dụng

trong điều trị vết bỏng, vết thương bị hoại tử (Starley 1999; Hewitt et al 2000), ngoài ra,

còn được dùng trong sản xuất mỹ phẩm (Singh và Sirohi 1977; Knight 1980), công

nghệ thực phẩm [1] Ngoài papain và chymopapain, mủ đu đủ còn chứa các enzyme

khác như lipase, hydrolase [16]

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 và vai trò tự nhiên của nó chắc chắn là chưa biết rõ Không có thử nghiệm nào

về đặc tính sinh hóa của nó đã được thực hiện, vì cho đến nay, tất cả những nỗ lực để

loại bỏ lipase từ các ma trận của chất khô để tinh sạch đã không thành công Trong bất

kỳ trường hợp, một lipase tinh chế một phần có thể được thu được bằng hòa tan papain

thô trong nước, vì vậy bỏ pha nước sau khi ly tâm [16]

1.2 Tổng quan về enzyme lipase

1.2.1 Định nghĩa

Lipase (triacylglycerol acylhydrolase, EC 3.1.1.3) thuộc nhóm enzyme hydrolase,

thủy phân các liên kết ester trong tri-, di-, và monoglyceride để tạo ra sản phẩm là các

acid béo, diacylglyceride, monoacylglyceride và glycerol ở điều kiện bình thường

Hai enzyme lipase và estease đều phân giải liên kết ester, nhưng 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 hòa tan trong dung

môi hữu cơ Hơn thế nữa, lipase rất linh hoạt vì có thể xúc tác cho phản ứng chuyển hóa ester

và tổng hợp ester đặc hiệu về cấu hình không gian với sự đa dạng về cơ chất phản ứng [9]

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 lipit (lipase ở tuyến tụy,

dạ dày), trong quá trình đồng hóa và dị hóa (lipase ở ruột, gan, lyosome và lipoprotein)

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

Lipase vi sinh vật phân bố rộng rãi từ vi khuẩn, nấm men đến nấm Hầu hết lipase

ứng dụng thương mại có nguồn gốc vi khuẩn Vi sinh vật tổng hợp lipase được tìm thấy

trong các môi trường phong phú như nước thải công nghiệp, nhà máy chế biến dầu thực

vật, sữa, hạt có dầu, thực phẩm thối rữa (Sztajer et al., 1988), than đá, và suối nước nóng

(Wang et al., 1995) [10]

1.2.3 Cấu tạo của lipase

1.2.3.1 Trình tự acid amin

Bản chất enzyme lipase là một protein nên có cấu tạo từ các acid amin

Nhiều trình tự amino acid của lipase được suy ra từ trình tự của lipase đã tách

dòng cho thấy có những điểm tương đồng giữa những cấu trúc không gian của lipase vi

sinh vật và động vật có vú, tuy nhiên vẫn có rất ít những trình tự giống nhau hoàn toàn,

ngoại trừ những trình tự vùng quanh trung tâm hoạt động

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

ba enzym 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 axit bất kỳ) Khác biệt duy nhất đã biết với

trình tự trên là sự thay thế của alanine cho glycine thứ hai trong chuỗi axit amin Không

một trình tự cố định nào được tìm thấy quanh gốc histidine hoặc glutamic axit của trung

tâm hoạt động trừ trường hợp trong các enzym tương đồng từ các loài họ hàng rất gần

1.2.3.2 Cấu trúc không gian của enzyme lipase

Xác định cấu trúc không gian ba chiều là cơ sở để hiểu được động học phản ứng

Cấu trúc chung của enzyme lipase gồm một gấp nếp β ở giữa, được bao quanh bởi các

xoắn α với nhóm serine hoạt động nằm trong một vòng (loop) gọi là cùi chỏ xúc tác

(catalytic elbow) Trên serine là một khe kỵ nước (hydrophobic cleft) được hình thành

sau sự hoạt hóa enzyme Khe ưa nước là một túi được kéo dài (elongated pocket) tùy

theo cơ chất gắn khít vào [8]

Trung tâm hoạt động của lipase là bộ ba gồm: Serine, Aspartate/Glutamate và

Histidine Đối lập với protease, trung tâm xúc tác của lipase 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,

Asp (hoặc Glu) và hoàn toàn bị che khuất bởi một đoạn nắp cấu tạo bởi một hoặc hai

chuỗi xoắn (hình 1.2) 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 serine

hoạt động trong chuỗi pentapeptit có trình tự Gly-X1-Ser-X2-Gly cấu trúc đó cũng được

tìm thấy ở protease serine (Boel và cộng sự, 1998) [9]

Hình 1.2 Cấu trúc không gian của lipase từ Candida rugosa [9]

1.2.4 Cơ chế xúc tác của enzyme lipase

Trong quá trình xúc tác, một đặc điểm quan trọng của lipase là có sự thay đổi về

dạng không gian của vùng (trung tâm) hoạt động

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

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

phản ứng este 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 [Paul

Woolley & Steffen B Petersen, 1992]

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

E : Là lipase hòa tan có hoạt tính

E* : Là lipase hoạt động được hấp thu

S : Là cơ chất không tan trong nước

E*S: Là các phức hệ cơ chất lipase

P : Là sản phẩm thủy phân

Lipase xúc tác cho một phản ứng hóa học qua ba bước (Martinelle, Hult, 1994)

Bước 1: Lipase thủy phân liên kết ester 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)

Hình 1.4 Sự hoạt hóa enzyme 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) [9]

Hình 1.5 Hình thành phức hợp enzyme - cơ chất Bước 3: tạo thành sản phẩm, còn enzyme được giải phóng ra dưới dạng tự do

1.2.5 Một số phản ứng đặc trưng

Lipase có thể tham gia xúc tác cho rất nhiều phản ứng hóa học khác nhau Đặc

biệt là phản ứng thủy phân và este hóa

Phản ứng thủy phân là một phản ứng đặc trưng với sự tham gia của lipase Quá

trình thủy phân sẽ tạo thành acid béo và glycerol (Hình 1.6)

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

Hình 1.6 Phản ứng thủy phân [10]

Hình 1.7 Phản ứng este hóa [10]

Phản ứng trao đổi giữa các ester (Hình 1.8) là phản ứng trao đổi giữa các ester

hoặc giữa este và acid béo

Hình 1.8 Phản ứng trao đổi giữa các ester [10]

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

Hình 1.9 Phản ứng chuyển este [10]

1.2.6 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về lipase

1.2.6.1 Tình hình nghiên cứu lipase ngoài nước

Trên thế giới, việc nghiên cứu về lipase đã được các nhà khoa học quan tâm và

thực hiện từ rất lâu và ngày càng phát triển cho đến ngày nay

Năm 1935, hoạt động của lipase trong mủ đu đủ đã được báo cáo Tuy nhiên mãi

đến năm 1991, sự quan tâm vào nghiên cứu enzyme này mới bắt đầu

Năm 1997, T.A Foglia và P Villeneuve đã nghiên cứu lipase từ đu đủ Carica, xúc tác

phản ứng tổng hợp các triacylglycerol, đặc biệt là tổng hợp các triacylglycerol ít calo [19]

Năm 2001, C Dhuique-Mayer và cộng sự đã nghiên cứu đặc tính sinh học của lipase

trong mủ thô từ quả Babaco (Carica pentagona), cho kết quả là mủ của Carica pentagona thể

hiện tính chất sinh học (0.77U/mg) cao hơn so với mủ của đu đủ Carica (0.28U/mg) [24]

Năm 2006, Pablo Domínguez de María và cộng sự đã nghiên cứu làm nổi bật

nguồn gốc, các tính năng và ứng dụng của enzyme lipase từ mủ đu đủ Carica [20]

Năm 2011, Slim Abdelkafi và cộng sự đã nghiên cứu lipase từ đu đủ Carica, thu

được kết quả enzyme hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 50°C và pH = 9 [22]

Năm 2011, N Annamalai và cộng sự đã nghiên cứu lipase chịu kiềm và chịu nhiệt

từ Bacillus licheniformis sử dụng bánh dầu đậu phộng là chất nền Enzyme ổn định

100% ở 60 °C, và vẫn giữ được hoạt động hơn 80% sau 1h ủ ở 70°C và pH 9-11,5 Các ion

như Ca2+, Ba2+ và Mg2+ tăng cường trong khi Ni2+ và Fe3+ ức chế hoạt động enzyme [21]

Năm 2013, Adriano A Mendes và cộng sự đã nghiên cứu thủy phân dầu thực vật

xúc tác bằng enzyme lipase từ hạt thầu dầu, mục đích của nghiên cứu này là để xác định

khả năng hoạt động enzyme lipase từ hạt thầu dầu (Ricinus communis L.) đến sự thủy

phân của các loại dầu thực vật khác nhau để sản sinh acid béo [15]

1.2.6.2 Tình hình nghiên cứu lipase trong nước

Ở nước ta, các công trình nghiên cứu thu nhận, ứng dụng enzyme lipase chưa

nhiều Tuy nhiên vào những năm gần đây, các nghiên cứu về ứng dụng lipase được nhiều

người quan tâm hơn Một số công trình nghiên cứu điển hình như sau:

Năm 2004, Đặng Thị Thu, Nghiên cứu công nghệ sản xuất một số loại dầu béo

bằng lipase đã khảo sát khả năng thủy phân dầu đậu tương của lipase cố định thu được

dầu có chỉ số acid đạt 80,5 và sử dụng lipase trong sản xuất phomat kết quả cho thấy

phomat có bổ sung lipase đã làm tăng các chỉ tiêu chất lượng cảm quan so với sản phẩm

phomat không bổ sung lipase [9]

Năm 2008, Lại Thị Mai Hương và cộng sự, đã nghiên cứu thu nhận chế phẩm

enzyme lipase từ 12 chủng vi sinh vật và chủng Rhizopus sp Sinh tổng hợp lipase có

nhiệt độ tối ưu là 40°C và pH tối ưu là 8 – 9 [2]

Năm 2012, Trần Thị Bé Lan, Nguyễn Phương Phi và Phan Ngọc Hòa, đã nghiên cứu

enzyme lipase từ Candida rugosa và Porcine pancreas xúc tác phản ứng transerter dầu dừa

Kết quả cho thấy xúc tác LCR cho độ chuyển hóa là 0.77%, cao hơn LPP (0.43%) [7]

Năm 2015, Nguyễn Thị Tuyết Như, Nguyễn Thị Nguyên, Phan Ngọc Hòa, đã

nghiên cứu sử dụng enzyme lipase Candida rugosa làm xúc tác cho phản ứng tổng hợp

bidiosel từ dầu cá tra (Pangasius hypophtalmus) Hiệu suất thu biodiesel đạt 92,65% khi

tiến hành phản ứng với tỷ lệ methanol/dầu cá là 4:1, tỷ lệ enzyme là 2%, ở 40oC, bổ

sung 10% dung dịch đệm pH 7 với thời gian phản ứng 96 giờ [13]

Tuy nhiên vẫn chưa có nghiên cứu nào nghiên cứu về ứng dụng enzyme lipase từ

thực vật để thủy phân dầu cá (cụ thể là enzyme thô từ mủ đu đủ) và khảo sát các yếu tố

ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình thủy phân dầu cá từ enzyme này

1.3 Tổng quan về cá hồi

Hình 1.10 Cá hồi (Salmon/Oncorhynchus spp)

Tên tiếng anh: Salmon

Tên khoa học: Salmon/Oncorhynchus spp

Bảng 1.2 Đặc điểm các loại cá hồi [26]

Cá hồi Thái Bình Dương và Đại Tây Dương

Họ

Tên thường gọi

Tên khoa học Đặc điểm hình thái

Cá hồi

(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 Thái Bình Dương

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

Coho Salmon

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 Nó 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 đít có 13-17 vây tia mềm

Cá hồi Sockeye

Oncorhynchus nerka

Có chiều dài khoảng 58cm, trọng lượng 7,7kg và tuổi thọ tối đa là 8 năm

Steelhead ( Cá hồi Vân)

Oncorhynchus mykiss

Có thân thon dài, 10-12 tia vây lưng,

8-12 tia vây hậu môn; có các chấm màu đen hình cánh sao trên thân Khi thành thục, trên lườn cá xuất hiện các vân màu hồng, đây là điểm đặc trưng của cá đực khi đến mùa sinh sản

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

1.3.2 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi

Cá hồi được phân loại như một loại cá béo và được coi là loại thực phẩm lành

mạnh do hàm lượng protein của cá cao, các acid béo omega-3 cao, và vitamin D

cao Thịt cá hồi cũng là một nguồn cholesterol tốt, với một loạt từ 23–214 mg/100 g tùy

thuộc vào loài Thịt cá hồi vừa ngon, vừa không sợ béo Các loại acid béo omega-3 chứa

trong cá hồi mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như: chống các dấu hiệu lão hóa, giảm

mức cholesterol và huyết áp, giảm nguy cơ bị đột quỵ, giúp giảm đau và cứng khớp gây

ra bởi viêm khớp…[27]

Ngoài ra, protein trong cá hồi còn giúp thành lập và phục hồi các mô cơ bắp và

tất cả các tế bào trong cơ thể Axit béo omega-3 có khả năng hạn chế tác hại gây ra bởi

thuốc lá

Thịt cá hồi có dạng từ màu da cam sang màu đỏ Màu tự nhiên của cá hồi là kết

quả từ sắc tố, chủ yếu là astaxanthin và canthaxanthin trong thịt cá

Bảng 1.3 Thành phần dinh dưỡng của cá hồi trong 100g [26]

Thành phần dinh dưỡng Hàm lượng dinh dưỡng

trong 100g cá hồi Đơn vị đo lường

Cá hồi sống dọc các bờ biển tại cả Bắc Đại Tây Dương (các họ di cư Salmo salar)

và Thái Bình Dương (khoảng sáu họ của giống Oncorhynchus), và cũng đã từng được

đưa tới Hồ lớn ở Bắc Mỹ Cá hồi là cá ngược sông để đẻ, chúng sinh ra tại khu vực nước

ngọt, di cư ra biển và sau đó quay trở lại vùng nước ngọt để sinh sản Tuy nhiên, có

nhiều con thuộc nhiều loài sống cả đời tại vùng nước ngọt [26]

1.3.4 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

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

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 [28]

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

Rabobank, Uncommtrade, Eurostat, 2015)

1.4 Quy trình làm giàu DHA và EPA bằng phương pháp thủy phân xúc tác bởi

enzyme lipase

Cho vào bình nón (dung tích 250ml) hỗn hợp gồm 30g dầu cá và nước cất với tỷ

lệ 5:1 trong 4 ml đệm phosphate ( pH = 7.6) Sau đó bổ sung lượng bột enzyme lipase

thô từ mủ đu đủ theo nồng độ khảo sát Không khí trong bình nón được thay bằng khí

nitrogen, và dịch huyền phù tạo thành được lắc trên máy lắc với tốc độ 200 vòng/phút,

ở 290C trong thời gian 48h Mẫu đối chứng tiến hành tương tự như trên nhưng không

có enzyme

Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, nâng nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng lên

900C trong 15 phút để bất hoạt enzyme

Sản phẩm thu được sau phản ứng được hòa tan trong 50 ml n-hexane và được

chiết với 15 ml dung dịch NaOH 2N pha trong cồn Thu phân đoạn không phân cực (

tan trong n-hexane) chứa acylglycerol không thủy phân và phân đoạn phân cực chứa

acid béo tự do ở dạng muối K phân đoạn không phân cực tiến hành đi cô quay tách

hexan thu acylglycerol đêm đi thủy phân tiếp Ở pha nước tiến hành acid hóa bằng 7

ml HCl 6N, thu acid béo ở pha hexan Tiếp tục ester hóa chọn lọc với glycerol bằng

enzyme Candida antarctica lipase thì thu được sản phẩm giàu DHA và EPA [18]

Dầu cá

(pH=7,6)

Hỗn hợp phản ứng Sục khí N2

Nước cất

Sản phẩm thủy phân

Lắc 200 rpm,

290C, 48 giờ Thêm n-hexane,

KOH 0.5N/cồn

Acylglycerol (pha hexan) (

FFA (pha nước)

-Este hóa chọn lọc với

enzyme Candida antarctica

lipase và glycerol

Hình 1.12 Sơ đồ quy trình làm giàu DHA và EPA [18]

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

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

- Quả: 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 [4]

Tiến hành

− Mủ đu đủ lấy ở quả xanh còn trên cây

Hình 2.1 Vườn thu nhận mủ đu đủ

− 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 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

đóng băng 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]

2.1.1.2 Dầu cá hồi

Dầu cá hồi được thu nhận từ lườn cá hồi được mua tại Công ty TNHH chế biến

thực phẩm D&N, tại 01 Nguyễn Phục, Thọ Quang, Sơn Trà, Đà Nẵng

Tiến hành:

Sơ đồ bố trí thí nghiệm (hình 2.3)

Hình 2.2 Lườn cá hồi thu mua tại Công ty TNHH chế biến thực phẩm D&N

Lườn cá hồi sau khi rã đông ở nhiệt độ thường được làm sạch và cắt nhỏ rồi cho

vào nồi hấp cách thủy khoảng 20 phút Sau đó thu phần dầu tự chảy ra từ lườn cá trong

quá trình hấp ở đáy nồi Lườn cá sau khi hấp được đem đi ép bằng máy ép thủy lực để

lấy triệt để phần dầu trong lườn cá Sau đó, để lắng hỗn hợp và gạn lấy phần dầu ở phía

trên Để tách triệt để nước lẫn trong dầu ta bổ sung muối Na2SO4 khan, khuấy đều Sau

đó, lọc hỗn hợp qua một lớp bông với độ dày vừa phải để loại Na2SO4 Dầu cá thô thu

được sau khi đã tách nước hoàn toàn được bổ sung chất chống oxy hóa BHA, BHT

Dầu cá sạch đã qua xử lý được bảo quản trong bình kín ở nhiệt độ -40C

Hình 2.3 Sơ đồ thu nhận dầu cá hồi

Bảng 2 1 Dụng cụ, hóa chất

Hóa

chất

p-nitrophenyl pamitate (p-NPP), 2-propanol, triton

X-100, muối tris-base, HCl, KOH, Dietyl ete, Gum

Arabic, cồn 96%, thuốc thử phenolphtalein 1%,

aceton, NaH2PO4, Na2HPO4

Phòng thí nghiệm trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng, trường đại học Duy Tân và một số hóa chất mua ở CTCP hóa chất, vật tư khoa học kỹ thuật Thành Trung tại Đà Nẵng

Ống nghiệm, cuvet, phễu chiết, buret

Đũa khuấy thủy tinh, xilanh, bông không thấm

Thiết bị phục vụ nghiên cứu

- Cân kỹ thuật điện tử

- Cân phân tích 4 số

- Máy đo pH OaKaton (Châu Âu)

- Máy ly tâm EBA 20 Hettich (Đức)

- Máy đồng hóa siêu âm Vibracell (Mỹ)

- Máy sấy thăng hoa Christ (Anh)

- Máy lắc

- Và một số dụng cụ, máy móc thiết bị thường dùng trong phòng thí nghiệm