Nghiên cứu sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ các phụ phẩm bằng chế phẩm aspergillus oryzae n2 và bước đầu ứng dụng trong nông nghiệp

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM NGUYỄN NGỌC THANH TRANG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH THỦY PHÂN GIÀU ĐẠM TỪ CÁC PHỤ PHẨM BẰNG CHẾ PHẨM Aspergillus oryzae N2 VÀ BƯỚC ĐẦU ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN NGỌC THANH TRANG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH THỦY PHÂN GIÀU ĐẠM

TỪ CÁC PHỤ PHẨM BẰNG CHẾ PHẨM Aspergillus oryzae N2

VÀ BƯỚC ĐẦU ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm

HUẾ - 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

NGUYỄN NGỌC THANH TRANG

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT DỊCH THỦY PHÂN GIÀU ĐẠM

TỪ CÁC PHỤ PHẨM BẰNG CHẾ PHẨM Aspergillus oryzae N2

VÀ BƯỚC ĐẦU ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP

LUẬN VĂN THẠC SĨ CHẾ BIẾN LƯƠNG THỰC, THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm

Mã số: 8540101

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS LÊ VĂN LUẬN

HUẾ - 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài: “Nghiên cứu sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ các phụ phẩm bằng chế phẩm Aspergillus oryzae N2 và bước

đầu ứng dụng trong nông nghiệp” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi Các số

liệu, ví dụ và trích dẫn trong luận văn đảm bảo độ tin cậy, chính xác và trung thực Những kết luận khoa học của luận văn chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Thanh Trang

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập, nghiên cứu, được sự hướng dẫn, giảng dạy của thầy

cô, sự quan tâm giúp đỡ của cơ quan cùng với sự đóng góp của bạn bè, đồng nghiệp,

sự động viên của gia đình, tôi đã hoàn thành luận văn thạc sỹ Qua đây, tôi xin chân thành gửi lời cảm cảm ơn đến:

Ban Giám hiệu, các thầy cô Khoa Cơ khí - Công nghệ, Phòng Đào tạo Trường Đại học Nông Lâm Huế, cùng các giảng viên đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những tri thức kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian học tập tại trường

Cảm ơn lãnh đạo đơn vị công tác đã tạo điều kiện để tôi được học tập, nâng cao trình độ

Cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian học tập và hoàn thiện luận văn Đặc biệt, tôi xin dành sự kính trọng và cảm ơn sâu sắc đến TS Lê Văn Luận và PGS.TS Nguyễn Hiền Trang đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này

Tác giả luận văn

Nguyễn Ngọc Thanh Trang

TÓM TẮT

Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát một số yếu tố như tỷ lệ chế phẩm, thời gian, nhiệt độ ảnh hưởng đến chất lượng dịch thủy phân cá phế thải, khô dầu lạc, hỗn

hợp cá phế thải và khô dầu lạc bằng chế phẩm Aspergillus oryzae N2 (A oryzae N2)

Kết quả nghiên cứu cho thấy đối với quá trình thủy phân cá phế thải, ở điều

kiện: tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 bổ sung 4%, nhiệt độ thủy phân 35oC trong thời gian 30 ngày thu được hàm lượng đạm tổng số, hàm lượng amino acid, tỷ lệ đạm thu hồi và tỷ lệ sản lượng dịch thu được đạt cao nhất Đối với khô dầu lạc, điều kiện tốt

nhất để thu nhận dịch thủy phân cũng tương tự đối với cá phế thải (ở tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 bổ sung 4%, nhiệt độ thủy phân 35oC, thời gian thủy phân là 30 ngày) Sau khi xác định các điều kiện thủy phân riêng biệt của cá phế thải và khô dầu lạc, chúng tôi thử nghiệm thủy phân hỗn hợp của cá phế thải và khô dầu lạc ở các tỷ lệ phối trộn 0:1, 1:0, 1:1, 1:2 và 2:1 Kết quả cho thấy, tỷ lệ phối trộn 2 cá phế thải và 1 khô dầu lạc thu được hàm lượng đạm tổng số, hàm lượng amino acid, tỷ lệ đạm thu hồi cao nhất, lần lượt là 31,88%, 5,38 g/L và 70,82% Tỷ lệ sản lượng dịch thu được ở các

công thức phối trộn khá tương đồng nhau

Dịch thủy phân sản xuất từ hỗn hợp 2 cá phế thải và 1 khô dầu lạc ở nhiệt độ

35oC trong 30 ngày và bổ sung tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 4% được ứng dụng vào trồng

rau xà lách bằng phương pháp thủy canh trong nhà màng Tiến hành phân tích chất lượng rau sau 40 ngày trồng cho thấy, rau xà lách trồng ở nồng độ dịch thủy phân 3% (CT3) thu được: hàm lượng xơ, hàm lượng vitamin C, hàm lượng đường khử cao và không có sự sai khác về ý nghĩa thống kê so với mẫu rau xà lách trồng đối chứng (CT0); hàm lượng xơ

và hàm lượng khoáng của rau xà lách trồng ở nồng độ dịch thủy phân 3% cao hơn so với nồng độ 1% (CT1), 2% (CT2); hàm lượng vitamin C ở các công thức khá tương đồng và không sai khác về ý nghĩa thống kê (p<0,05)

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU ix

DANH MỤC HÌNH ẢNH x

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

3.1 Ý nghĩa khoa học 2

3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ A oryzae 3

1.1.1 Tổng quan về nấm mốc 3

1.1.2 Tổng quan về Aspergillus 3

1.1.3 Tổng quan về A oryzae 6

1.2 TỔNG QUAN VỀ KHÔ DẦU LẠC 9

1.2.1 Tổng quan về cây lạc 9

1.2.2 Tổng quan về khô dầu lạc 10

1.3 CÁ PHẾ THẢI 11

1.3.1 Giới thiệu về phế phụ phẩm từ cá trên thế giới và Việt Nam 11

1.3.2 Phân loại sản phẩm thủy phân protein từ phế phụ phẩm cá 12

1.3.3 Dịch thủy phân từ phế phụ phẩm cá giàu protein 13

1.3.4 Tận dụng cá phế thải 13

1.4 TỔNG QUAN VỀ RAU XÀ LÁCH 14

1.4.1 Giới thiệu chung về rau xà lách 14

1.4.2 Đặc điểm thực vật học 16

1.4.3 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh 16

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 16

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 16

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước 17

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 21

2.1.1 Phạm vi nghiên cứu 21

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu 21

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 21

2.2.1 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá phế thải bằng chế phẩm A oryzae N2 21

2.2.2 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2 21

2.2.3 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân hỗn hợp cá phế thải và khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2 22

2.2.4 Bước đầu ứng dụng trong nông nghiệp 22

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.3.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 22

2.3.2 Phương pháp vật lý 29

2.3.3 Phương pháp hóa sinh 29

2.3.4 Xử lý số liệu 30

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN CÁ PHẾ THẢI BẰNG CHẾ PHẨM A oryzae N2 31

3.1.1 Xác định hàm lượng đạm tổng số ban đầu của cá phế thải 31

3.1.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến khả năng thủy phân cá phế thải 31

3.1.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân cá phế thải 33 3.1.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng thủy phân cá phế thải 36 3.1.5 Đề xuất quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ cá phế thải bằng chế

phẩm A oryzae N2 39

3.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH

THỦY PHÂN KHÔ DẦU LẠC BẰNG CHẾ PHẨM A oryzae N2 40

3.2.1 Xác định hàm lượng đạm tổng số ban đầu của khô dầu lạc 40 3.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến khả năng thủy phân khô dầu lạc 41

3.2.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến khả năng thủy

phân khô dầu lạc 42 3.2.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân khô dầu lạc 44 3.2.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến khả năng thủy phân khô dầu lạc 47 3.3 KẾT QUẢ KHẢO SÁT CHẤT LƯỢNG DỊCH THỦY PHÂN HỖN HỢP CÁ

PHẾ THẢI VÀ KHÔ DẦU LẠC BẰNG CHẾ PHẨM A oryzae N2 51

3.3.1 Kết quả khảo sát chất lượng dịch thủy phân hỗn hợp cá phế thải và khô dầu lạc

xà lách 56

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 58

4.1 KẾT LUẬN 58

4.2 ĐỀ NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 66

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

A oryzae N2 : Aspergillus oryzae N2

ANOVA : Analysis of Variance

B subtilis : Bacillus subtilis

BIO – BL : Chế phẩm sinh học dùng trong trồng trọt

TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam

WHO : World Health Organization

trình thủy phân cá phế thải bằng chế phẩm A oryzae N2 23

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát bố trí thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình thủy phân khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2 25

Hình 2.3 Sơ đồ tổng quát bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ phối trộn cá phế thải và khô

dầu lạc khi thủy phân bằng chế phẩm A oryzae N2 27 Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến a) hàm lượng đạm tổng số

và b) hàm lượng amino acid trong dịch thủy phân cá phế thải 32

Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến tỷ lệ đạm thu hồi trong dịch

thủy phân cá phế thải 32

Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến tỷ lệ sản lượng dịch thu

được trong dịch thủy phân cá phế thải 33Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến a) hàm lượng đạm tổng số và b) hàm lượng amino acid trong dịch thủy phân cá phế thải 34Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ đạm thu hồi trong dịch thủy phân cá phế thải 35Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ sản lượng dịch thu được trong dịch thủy phân cá phế thải 35Hình 3.7 Ảnh hưởng của thời gian đến a) hàm lượng đạm tổng số và b) hàm lượng amino acid trong dịch thủy phân cá phế thải 36Hình 3.8 Ảnh hưởng của thời gian đến tỷ lệ đạm thu hồi trong dịch thủy phân cá phế thải 37Hình 3.9 Ảnh hưởng của thời gian đến tỷ lệ sản lượng dịch thu được trong dịch thủy phân cá phế thải 38Hình 3.10 Sơ đồ quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ cá phế thải bằng chế phẩm A oryzae N2 39

Hình 3.11 Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến a) hàm lượng đạm tổng số

và b) hàm lượng amino acid trong dịch thủy phân khô dầu lạc 42

Hình 3.12 Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến tỷ lệ đạm thu hồi trong

dịch thủy phân khô dầu lạc 43

Hình 3.13 Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến tỷ lệ sản lượng dịch thu

được trong dịch thủy phân khô dầu lạc 44Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến a) hàm lượng đạm tổng số và b) hàm lượng amino acid trong dịch thủy phân khô dầu lạc 45Hình 3.15 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ đạm thu hồi trong dịch thủy phân khô dầu lạc 46Hình 3.16 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tỷ lệ sản lượng dịch thu được trong dịch thủy phân khô dầu lạc 46Hình 3.17 Ảnh hưởng của thời gian đến a) hàm lượng đạm tổng số và b) hàm lượng amino acid trong dịch thủy phân khô dầu lạc 47Hình 3.18 Ảnh hưởng của thời gian đến tỷ lệ đạm thu hồi trong dịch thủy phân khô dầu lạc 48Hình 3.19 Ảnh hưởng của thời gian đến tỷ lệ sản lượng dịch thu được trong dịch thủy phân khô dầu lạc 49Hình 3.20 Sơ đồ quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ khô dầu lạc bằng chế

phẩm A oryzae N2 50

Hình 3.21 Sơ đồ quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ hỗn hợp cá phế thải và

khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2 52

Hình 3.22 Ảnh hưởng của dịch thủy phân đến hàm lượng đường khử của rau xà lách 54Hình 3.23 Ảnh hưởng của dịch thủy phân đến hàm lượng vitamin C của rau xà lách 55Hình 3.24 Ảnh hưởng của dịch thủy phân đến hàm lượng xơ của rau xà lách 56Hình 3.25 Ảnh hưởng của dịch thủy phân đến hàm lượng khoáng của rau xà lách 56

MỞ ĐẦU

Khô dầu lạc là sản phẩm phụ chủ yếu trong sản xuất dầu lạc, giàu protein với số lượng amino acid thiết yếu lớn (Basha và cs, 1982), tuy nhiên, chất lượng khô dầu lạc sau quá trình ép dầu dễ bị suy giảm dẫn đến độ hòa tan protein kém, màu tối, hương vị khó chịu và giá trị dinh dưỡng thấp Ngoài ra, các loại nguyên liệu thủy sản không đáp ứng được yêu cầu chế biến cũng là nguồn nguyên liệu giàu protein, amino acid

Để giảm thiểu ô nhiễm môi trường, công nghệ tái chế và làm sạch được áp dụng ngày càng nhiều Các phế phụ phẩm này được nghiên cứu tái chế cho việc sản xuất enzyme, các chất có hoạt tính sinh học, phân bón hữu cơ, như: Đặng Thị Mộng Quyên và cs (2006) đã tiến hành thủy phân cá phèn và cá ngân phế liệu bằng phương pháp thủy phân kết hợp enzyme protease và acid thu được dịch thủy phân có hàm lượng đạm tổng số 39 g/L, đạm amin 21,6 g/L, đạm amoniac 3,95 g/L Trần

Thanh Dũng (2009) sử dụng chế phẩm vi khuẩn B subtilis thủy phân phụ phẩm cá

tra, thu được hàm lượng đạm amin đạt cao nhất (49,88 g/kg chất khô), đạm amoniac thấp nhất (5,0 g/kg chất khô) vào ngày thủy phân thứ 10 Năm 2011, Su và cs đã nghiên

cứu sử dụng protease thô từ Aspergillus oryzae HN 3,042 (CPE) để thủy phân khô dầu

lạc, hiệu quả thu hồi protein là 80,6%; mức độ thủy phân bởi protease thô cao hơn so với các protease thương mại

Chế phẩm nấm mốc A oryzae được ứng dụng phổ biến trong quá trình sản xuất

nước chấm lên men từ đậu nành, cá hoặc thịt nhằm thúc đẩy quá trình lên men, tăng chất lượng sản phẩm và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm (Chancharoonpong và cs,

2012) Nghiên cứu của Nguyễn Hiền Trang và cs (2014), cho thấy chủng A oryzae N2

được nuôi cấy trên môi trường bán rắn (cám gạo và trấu) có hoạt độ protease khá cao

Với những tiềm năng ứng dụng ở trên, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu

sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ các phụ phẩm bằng chế phẩm Aspergillus oryzae N2 và bước đầu ứng dụng trong nông nghiệp”

2 Mục tiêu của đề tài

- Xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá phế thải bằng

- Bước đầu ứng dụng sản phẩm dịch thủy phân trong nông nghiệp

3 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài

3.1 Ý nghĩa khoa học

Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần cung cấp những thông tin khoa học liên quan đến việc sản xuất chế phẩm sinh học từ dịch thủy phân từ các phụ phẩm giàu

đạm (khô dầu lạc và cá phế thải) bằng chế phẩm A oryzae N2 và áp dụng thành tựu

khoa học này trong sản xuất nông nghiệp

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN VỀ A oryzae

1.1.1 Tổng quan về nấm mốc

Nấm mốc là một vi nấm có cấu tạo đa bào, tế bào đã có nhân chuẩn, có hình thái dạng sợi phân nhánh hay không phân nhánh, phân bố rộng rãi trong tự nhiên: đất, nước, không khí, rác thải, Nấm mốc góp phần quan trọng trong việc đảm bảo các vòng tuần hoàn vật chất trong tự nhiên, chúng có khả năng phân giải mạnh mẽ các hợp chất hữu cơ phức tạp, sử dụng để sản xuất tương, đậu phụ, sản xuất các chế phẩm enzyme như amylase, protease, Nhiều loại nấm mốc có khả năng tích lũy vitamin, các chất sinh trưởng và nhiều loại ankaloit có giá trị chữa bệnh Nấm mốc có khả năng tiết chất kháng sinh có giá trị như: penicillin, fucidin, fumagilin,… Bên cạnh đó, nấm mốc cũng là nguyên nhân gây ra tổn thất to lớn cho việc bảo vệ mùa màng, lương thực, thực phẩm, hàng hóa, vải vóc, dụng cụ quang học, phim ảnh, sách vở,… Nhiều loại gây nên những bệnh khác phổ biến và khó điều trị ở người, gia súc, cây trồng Một

số loài tiết độc tố gây ngộ độc thức ăn như Aspergillus, gây tổn thất lớn trong chăn

nuôi (Hoàng Hải và cs, 2008)

1.1.2 Tổng quan về Aspergillus

1.1.2.1 Lịch sử nghiên cứu và phân loại Aspergillus

Aspergillus là tên của một loại nấm mốc được đặt bởi Micheli năm 1729, nhưng đến giữa thế kỷ 19, Aspergilli mới bắt đầu được công nhận là tác nhân tích cực trong

nhiều quá trình phân hủy, là nguyên nhân thỉnh thoảng gây bệnh cho người và động vật và là tác nhân lên men có khả năng tạo ra các sản phẩm sinh hóa có giá trị (Charles

và cs, 1945)

Trong lịch sử, Aspergilli được xem là một phần của sự mốc meo, là một yếu tố

môi trường của con người nhưng bị loại bỏ như nấm mốc trắng, vàng, xanh lục, đỏ hoặc đen, có hoặc không có bất kỳ giải thích nào về điều này Sau khi kính hiển vi ra đời, người ta bắt đầu nhìn thấy cấu trúc của nấm mốc Micheli (1729), đã phân biệt giữa cọng bào tử và phần bọng Ông lưu ý rằng, những phần bọng thô, chuỗi bào tử

hoặc cột tạo ra một bề mặt không bằng phẳng, do đó ông đặt tên là Aspergillus (rough

head - bọng/đầu thô) Sau đó, ông đã đánh dấu bằng các cụm từ Latin trong bản phát

thảo của mình về các nấm mốc có màu khác nhau, ví như Aspergillus capitatus ochroleuces có thể là một số chủng Aspergillus ochraceus; Aspergillus capitulo pulla

có màu đen… (Charles và cs, 1945)

Năm 1809, Link đã mô tả loài Aspergillus glaucus và loài Nấm túi Eurotium herbariorum phát hiện thấy trên cùng một tiêu bản mẫu cây khô (Bùi Xuân Đồng và

cs, 2000) Giai đoạn bào tử trần của Eurotium herbariorum chính là Aspergillus

glaucus được phát hiện bởi De Bary năm 1850 (Bùi Xuân Đồng và cs, 2000; Charles

và cs, 1945) Các nghiên cứu tiếp theo của Fresenius, Cramer, Wilhelm và Brefeld ở Đức, Raulin và Van Tieghem ở Pháp đã phát triển quá trình lên men củatannin trong hạt mật thành acid gallic vào những năm 1860 với nghiên cứu so sánh các loại nấm mốc khác nhau Năm 1880, tại Paris, Bainier bắt đầu xuất bản các nghiên cứu về nấm mốc khi chúng xuất hiện trong các sản phẩm dược phẩm (Charles và cs, 1945)

Từ giữa thế kỷ thứ 20, một số nhà nấm học đã nghiên cứu các đặc điểm khác như các đặc điểm hóa sinh, hóa tế bào,… dùng làm đặc điểm phân loại cho chi

Aspergillus Cho đến nay, hệ thống phân loại chi Aspergillus của Raper và Fennell

(1965) gồm 18 nhóm loài vẫn ổn định và được sử dụng rộng rãi, không sửa đổi về cơ

bản, mặc dù từ chuyên luận phân loại về chi Aspergillus của Raper và Fennell (1965)

đến nay, một số loài mới thuộc chi nấm này đã được công bố ở một số nước (Bùi Xuân Đồng và cs, 2000)

1.1.2.2 Vị trí chi Aspergillus trong hệ thống phân loại nấm

Theo Bennett (2009), Aspergillus có hơn 200 loài, chúng được phân vào chung nhóm vì có cấu trúc sinh sản vô tính tương tự nhau Các loài Aspergillus có khả năng

tạo ra số lượng lớn bào tử đính, các bào tử này là vô tính

Hiện nay, có hai quan điểm khác nhau về phân loại chi Aspergillus cùng tồn tại:

- Quan điểm thứ nhất: chỉ dùng một tên chi (tên Aspergillus) cho tất cả các loài

tạo thành bộ máy mang bào tử trần có các đặc điểm của chi nấm này, dù các loài đó có

hoặc không có giai đoạn bào tử túi (giai đoạn hữu tính) Chi Aspergillus như vậy có 2

- Quan điểm thứ hai: Một khuynh hướng khác không coi chi Aspergillus là một trường hợp ngoại lệ của Luật quốc tế về Danh pháp thực vật Tên Aspergillus chỉ dùng

cho các loài nấm bất toàn, dù các loài đó có hay không tạo thành bào tử túi Mặt khác,

những loài nấm có giai đoạn bào tử trần thuộc chi Aspergillus và tạo thành bào tử túi

được tập hợp riêng trong các chi Nấm túi Các chi Nấm túi này được thành lập căn cứ chủ yếu vào các đặc điểm phân loại của bộ máy sinh bào tử túi Như vậy, một loài

Nấm túi có giai đoạn bào tử trần thuộc chi Aspergillus, mang 2 tên: một tên thuộc chi Aspergillus, một tên loài thuộc chi Nấm túi (Bùi Xuân Đồng và cs, 2000)

1.1.2.3 Đặc điểm hình thái Aspergillus

Hình 1.1 Khuẩn ty và sự hình thành cọng mang túi bào tử của Aspergillus

Chú thích: Foot cell: tế bào chân, sterigmta = phialide: thể bình, conidiophore: cọng bào tử, vesicle: túi, cytoplasm: tế bào chất (Nguyễn Văn Bá và cs, 2005)

Theo Bùi Xuân Đồng (2000), hệ sợi nấm chi Aspergillus gồm các sợi ngăn

vách, phân nhánh, không màu, màu nhạt hoặc trong một số trường hợp trở thành nâu hay màu sẫm khác ở các vùng nhất định của khuẩn lạc Bộ máy mang bào tử trần phát triển từ một tế bào có đường kính lớn hơn, màng dày hơn các đoạn lân cận của sợi nấm (tế bào chân - foot cell) Giá bào tử trần phát triển từ tế bào chân, như là một nhánh của sợi nấm, gần thẳng góc với trục của nhánh, không có hoặc có ít vách nang, có phần đỉnh to ra thành bọng hình chùy, hình elip, hình nửa cầu hoặc hình cầu Bọng hữu thụ này (bọng đỉnh giá) mang các thể bình (sterigmata) Các thể bình này hoặc song song và hợp thành cụm ở phần đỉnh bọng, hoặc xếp thành hình tia sát nhau trên toàn bộ bề mặt bọng Thể bình hoặc chỉ có một tầng hoặc có 2 tầng Trong trường hợp sau, mỗi thể bình cấp 1 (cũng gọi là cuống thể bình, metula) mang một cụm gồm 2 - 3 (hoặc nhiều hơn) thể bình cấp 2 (gọi là thể bình) ở phần đỉnh Các bào tử trần được tạo

thành nối tiếp nhau trong miệng thể bình, thành chuỗi hướng gốc (bào tử ở ngay miệng thể bình là bào tử non nhất, càng xa miệng thể bình càng già), không phân nhánh Bào

tử trần không ngăn vách, thay đổi về hình dạng, kích thước, màu sắc, dấu vết ở mặt ngoài (nhẵn, có gai, có nốt sần) tùy từng loài Tất cả các chuỗi bào tử trần tạo thành các thể bình của một bọng đỉnh giá hợp thành khối bào tử trần đỉnh bọng (conidial head) Khối bào tử trần đỉnh bọng có thể có các dạng hình cột (các chuỗi bào tử trần song song, sát nhau), hình cầu hoặc hình tia tỏa tròn Một số có bào tử túi (ascosporum) trong các thể quả kín (eleitothecium)

1.1.2.4 Vai trò của chi Aspergillus

Các loài trong họ Aspergillaceae có nhiều ứng dụng trong thực tế sản xuất, chế biến thực phẩm như A oryzae, A sojae,… Chúng sinh ra nhiều enzyme như amylase,

protease, pectinase và được ứng dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất thực phẩm lên men như rượu, tương, nước tương,… (Machida và cs, 2008; Lương Đức Phẩm, 2010)

Một số loài có khả năng tạo thành các chất kháng sinh, như A fumigatus tạo thành fumagilin có tác dụng trên Entanioebae histolyca, A humicola, A nidulans tạo thành lần lượt humicolin, nidulin có tác dụng ức chế đối với một số loài nấm, A candidus tạo thành candidulin, A oryzae, A tamatii, một số tạo thành acid kojic có tác

dụng ức chế đối với vi khuẩn Một số loài khác tạo thành các độc tố (mycotoxin), đặc

biệt đáng chú ý là các loài tạo thành các độc tố gây ung thư gan như A flavus, A parasiticus tạo thành aflatoxin, A versicoloer tạo thành sterigmatovystin (Bùi Xuân

Đồng và cs, 2000)

Như vậy, ở trên thế giới cũng như ở nước ta, các loài thuộc chi Aspergillus đã

được sử dụng hay được nghiên cứu sử dụng vào công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm và nhiều ngành công nghiệp khác

1.1.3 Tổng quan về A oryzae

1.1.3.1 Lịch sử phát hiện và phân lập A oryzae

Theo Machida và cs (2008), A oryzae lần đầu tiên được phân lập từ koji bởi H Ahlburg vào năm 1876 Tên ban đầu của nó là Eurotium oryzae, sau này được đổi tên thành A oryzae bởi F Cohn vì ông cho rằng, chúng thiếu khả năng sinh sản hữu tính Trình tự bộ gen của A oryzae RIB40 (ATTC - 42149) được hoàn thành giải mã năm

2005 Chủng được giải trình tự là một chủng hoang dã, tương tự như các loại được sử dụng để sản xuất rượu sake nhưng vẫn có khả năng sản xuất protease mạnh, đây là một trong những đặc điểm quan trọng nhất cho lên men nước tương

Hiện nay, A oryzae đã được biết đến và sử dụng rộng rãi ở nhiều lĩnh vực,

nhiều quốc gia trên thế giới, nhất là sử dụng trong công nghệ lên men, sản xuất thương mại các loại enzyme như amylase, protease, lipase có giá trị công nghiệp ở các quốc

gia Châu Á Việc sử dụng rộng rãi A oryzae trong các ngành công nghiệp lên men

được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) chứng nhận an toàn (Generally Recognized as Safe (GRAS)) (Tailor và cs, 1979; Abe và cs, 2006) Sự an toàn của vi sinh vật này cũng được Tổ chức Y tế thế giới (WHO) công nhận vào năm 1987

Mặc dù A oryzae có bộ gen di truyền rất gần với A flavus, loài được biết đến sản sinh aflatoxin, chất gây ung thư tự nhiên mạnh nhất A oryzae không có báo cáo sản xuất

aflatoxin hoặc bất kỳ chất chuyển hóa ung thư nào khác (Barbesgaard và cs, 1992)

1.1.3.2 Vị trí A oryzae trong hệ thống phân loại nấm

A oryzae là nấm mốc sinh bào tử đính màu vàng hoa cau, theo Lê Xuân Phương (2001), A oryzae thuộc:

Lớp: Ascomycetes

Bộ: Cúc khuẩn Plectascineae

Loài: Aspergillus oryzae

1.1.3.3 Đặc điểm hình thái của A oryzae

Đặc điểm đại thể: A oryzae (Ahlburg) Cohn - Khuẩn lạc trên môi trường

Czapek (nhiệt độ nuôi cấy 27oC, 10 ngày tuổi), đường kính 5 - 6 cm, màu lục, vàng lục, lục nâu sau chuyển thành nâu lục, nâu (Bùi Xuân Đồng và cs, 2000)

Hình 1.2 Đặc điểm vi mô của A oryzae (Noor và cs, 2017)

Đặc điểm vi thể của A oryzae: khối bào tử trần đỉnh bọng hình tia tỏa tròn,

phần lớn đường kính từ 150 - 300 đến 400 - 500 µm Giá bào tử trần nhẵn hoặc ráp, thường dài 1,0 - 2,5 cm, có thể tới 4 - 5 cm Bọng đỉnh giá hình gần cầu, đường kính

40 -50 µm, hoặc mang cuống thể bình và thể bình, hoặc chỉ mang thể bình Cuống thể bình 4 - 5 x 8 - 12 µm Thể bình mọc trực tiếp trên bọng đỉnh giá 3 - 5 x 12 - 15 µm, thể bình mọc trên cuống thể bình 3,0 - 3,5 x 8 - 10 µm Bào tử trần phần lớn hình cầu,

đôi khi hình elip đường kính 4,5 - 7,0 µm hoặc 8 - 10 µm trục lớn, nhẵn hoặc ráp, có gai mịn (Bùi Xuân Đồng và cs, 2000)

1.1.3.4 Đặc điểm sinh lý, sinh hóa của A oryzae

A oryzae là một trong những loại nấm mốc có khả năng sinh trưởng và phát

triển dễ dàng trên nhiều cơ chất khác nhau (đậu tương, ngô mảnh, cám gạo,…) Việc lựa chọn thành phần dinh dưỡng và sự tương quan số lượng giữa các cấu tử trong môi trường là những việc cần được chú ý khi nuôi cấy vi sinh vật Điều kiện thích hợp cho

quá trình tổng hợp các enzyme khác nhau của các loài thuộc chi Aspergillus là khác

nhau Do đó, muốn điều khiển sự tổng hợp định hướng một enzyme xác định thì chúng

ta cần nắm vững quy luật ảnh hưởng của các yếu tố này Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về một số yếu tố (như yếu tố điều kiện nuôi cấy, thành phần môi trường) ảnh hưởng đến khả năng thu nhận enzyme trên những nguồn cơ chất khác nhau (Shanoun, 2012; Shipra, 2011)

A oryzae là vi sinh vật hiếu khí, để đảm bảo sinh trưởng, phát triển và sản sinh enzyme, khi nuôi cấy A oryzae cần chú ý:

Độ ẩm thích hợp để A oryzae phát triển 45 - 55%, độ ẩm không khí 85 - 95%,

pH môi trường 5,4 - 6,5, nhiệt độ 27 - 30oC, thời gian nuôi cấy từ 30 - 36 giờ (Nguyễn Thị Hiền, 2004)

A oryzae sinh sản chủ yếu bằng bào tử đính (conidia), rất ít khi sinh sản bằng bào tử nang Cuống đính bào tử A oryzae thường dài 1 - 2 mm nên có thể nhìn thấy

bằng mắt thường, phía đầu cuống đính bào tử phồng lên gọi là bọng, từ bọng này phân chia thành những tế bào nhỏ thuôn dài gọi là những tế bào hình chai Đầu hình chai phân chia thành những bào tử đính vào nhau nên gọi là đính bào tử, đính bào tử có màu vàng lục hay vàng hoa cau Thường gọi là mốc vàng hoa cau Khi mới phát triển,

hệ sợi có màu trắng, sau đó chuyển sang màu vàng, khi già chuyển sang màu lục (Imanaka và cs, 2010)

A oryzae có khả năng sản xuất nhiều loại enzyme cắt các đại phân tử: như

amylase, pectinase, phosphatase, protease, peptidase, glutaminase và lipase, trong đó amylase có hoạt lực rất cao Các enzyme này biến đổi các polymer không hoà tan trong nước thành những chất hoà tan trong nước, có trọng lượng phân tử nhỏ và có giá trị sinh học cao, đồng thời, các sản phẩm chuyển hoá hoá sinh tạo ra hàng trăm thành phần tạo mùi như aldehyde, amoniac, alcohol, hợp chất chứa sulfur, lactone, làm cho sản phẩm có mùi tự nhiên (Lê Xuân Phương, 2001)

1.1.3.5 Vai trò của A oryzae trong công nghệ thực phẩm

A oryzae là loài nấm mốc được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp

lên men truyền thống của Nhật Bản gồm nước tương, rượu sake, hạt nêm đậu (been

crud seasoning) và sản xuất giấm Một trong những đặc điểm nổi bật của việc sử dụng

A oryzae trong lên men truyền thống của Nhật Bản là sử dụng canh trường rắn

(solid-state cultivation) Cách lên men này được cho là có nguồn gốc 2000 - 3000 năm trước

ở Trung Quốc và du nhập vào Nhật Bản trong thời kỳ Yayoi (Machida và cs, 2008)

Năm 1987, Tổ chức Y tế Thế giới đã chấp nhận cả A oryzae và enzyme của nó

(α - amylase và protease) được sử dụng vào thực phẩm (WHO, 1987)

A oryzae là tác nhân chủ yếu lên men trong sản xuất nước tương theo phương pháp truyền thống Trong quá trình lên men, nấm mốc A oryzae sản sinh ra các

enzyme như amylase, invertase, maltose, protease và catalase có khả năng thủy phân

tinh bột và protein thành đường và amino acid tương ứng A oryzae có thể tạo ra gần

50 gam amylase từ 1 kg cám lúa mì, tương đương với 1 lít môi trường nuôi cấy lỏng (Machida và cs, 2008)

Ngoài vai trò trong sản xuất các thực phẩm truyền thống, nấm sợi A oryzae còn

được sử dụng trong một số ngành công nghiệp sản xuất enzyme có giá trị kinh tế cao như glucoamylase, α - amylase và một số protease phục vụ sản xuất bánh kẹo, đồ uống Nguồn cung cấp enzyme protease cho công nghiệp sản xuất thực phẩm và các

chất tẩy rửa từ các loài nấm sợi thuộc chi Conidiobolus, Verticillium, Penicilium và Aspergillus, trong đó phải kể đến loài sinh protease rất cao là A oryzae (Aluko và cs,

2005; Nguyễn Thị Khuyến, 2016)

Glucoamylase là enzyme amylolytic được công nhận là tốt và được sử dụng

trong ngành công nghiệp thực phẩm, thường được sản xuất bởi chi Aspergillus dưới

quá trình lên men ở môi trường bán rắn: bề mặt của trấu, cám lúa mì, cám gạo, bột hạt bông, ngô mảnh, bột bã mía, bánh dầu dừa và bánh dầu lạc làm chất nền Tối ưu hóa các phương tiện và thông số của môi trường bán rắn dẫn đến tăng 24% hoạt động

glucoamylase Do đó, có thể sử dụng A oryzae trong quá trình xử lý sinh học đối với

các loại phế phẩm nông nghiệp (Zambare, 2010)

1.2 TỔNG QUAN VỀ KHÔ DẦU LẠC

1 2.1 Tổng quan về cây lạc

Theo Đường Hồng Dật (2007), cây lạc có tên La tinh là Arachis hypogaea L.,về

nguồn gốc cây lạc còn có những ý kiến khác nhau Một số nhà khoa học cho rằng, cây lạc có nguồn gốc từ Trung Quốc Có người lại cho rằng cây lạc có nguồn gốc từ Ai Cập Hiện nay, phần lớn các nhà khoa học đều cho rằng cây lạc có nguồn gốc từ Brazil (Nam Mỹ) Vào khoảng thế kỷ thứ XV cây lạc được đưa từ Brazin sang Châu Phi, từ Châu Phi lạc được đưa sang Châu Á và Nam Châu Phi Ở nước ta, cây lạc được đưa từ Trung Quốc sang vào khoảng đầu thế kỷ XIX Tuy lịch sử trồng trọt của cây lạc trên

thế giới so với nhiều loại cây trồng khác là chưa lâu, chỉ 300 - 400 năm trở lại đây, nhưng diện tích trồng lạc được mở rộng rất nhanh, vượt xa các loại đậu đỗ khác Cây lạc là một cây thân thảo hàng năm, được phân bố từ vùng nhiệt đới khô nóng đến vùng cận nhiệt đới tương đối ẩm Thân chính thường cao khoảng 25 - 50 cm,

lá kép hình lông chim, có 4 lá chét mọc đối nhau, hình trái xoan ngược Khi cây lạc có

5 - 6 lá trên thân chính thì lạc bắt đầu phân hóa các mầm hoa Hoa lạc mọc ra từ các mắt của cành, mỗi vị trí có thể có từ 3 - 5 hoa Hoa lạc sau khi thụ phấn thì đâm tia xuống đất hình thành quả Mỗi quả có từ 1 - 3 hạt cũng có khi có 4 hạt Hạt hình trứng,

có vỏ lụa màu đỏ, vàng, cánh sen hoặc trắng (Phạm Văn Thiều, 2000)

1.2.2 Tổng quan về khô dầu lạc

Khô dầu lạc là phần bã lạc còn lại sau khi đã ép đậu lấy dầu Khô dầu này tồn tại ở dạng bánh khô và chứa rất ít chất béo, có chứa bột mịn, rất dễ nghiền nhuyễn, có tính chất hút nước và nở ra thành bột mịn rất thơm

Có hai loại bánh dầu phộng: Khô dầu lạc có vỏ và khô dầu lạc không vỏ

Khô dầu lạc là nguồn bổ sung chất đạm và chất béo quan trọng trong chế biến thức ăn gia súc tổng hợp Khô lạc nhân sau khi ép dầu có chứa khoảng 10% nước, 45% protein, 8% lipid, 4,8% cellulose, 25% glucid và 6,5% các loại muối khoáng (Phạm Văn Thiều, 2000)

Trong khô dầu lạc có chứa đựng lượng protein khá lớn, nên dùng làm thức ăn chăn nuôi rất tốt Đối với gà vịt, khẩu phần thức ăn gồm 60% hạt cốc và 20% khô dầu

Có thể dùng khô dầu lạc để thay thế 2/3 đạm động vật trong khẩu phần thức ăn gà vịt

mà không có những ảnh hưởng xấu đến năng suất trứng, khả năng nở của trứng và sức sống của gà con Khô dầu lạc cũng được dùng để chế biến thực phẩm dùng cho người

ở một số địa phương Bột khô dầu lạc thực phẩm là khô dầu lạc nghiền mịn trong các điều kiện và tiêu chuẩn sau đây:

- Hạt lạc tốt, không bẩn, không mốc, chứa ít nhất là 27% protein

- Được loại bỏ toàn bộ vỏ quả, ít nhất là 40% vỏ lụa và loại bỏ mầm hạt

- Đảm bảo chất lượng cho khô dầu trong quá trình rang, nấu, ép dầu hoặc rút bằng dung môi, không để nhiệt độ lên quá 150oC trong 10 phút hay quá 120oC trong

bánh quy protid,… (Đường Hồng Dật, 2007)

Ngoài ra trong thực tế, người ta còn tận dụng tối đa lượng sản phẩm phụ khô dầu lạc có chứa đạm này để làm phân bón cho các loại cây cảnh, cây kiểng, giá thể trồng cây và nuôi nấm Trong lĩnh vực chăn nuôi dùng làm thức ăn cho gia súc và các loại cá,

1.3 CÁ PHẾ THẢI

1.3.1 Giới thiệu về phế phụ phẩm từ cá trên thế giới và Việt Nam

Ngành cá là nguồn kinh tế chính của một số quốc gia trên toàn thế giới Protein

từ cá là nguồn dinh dưỡng thiết yếu cho con người, đặc biệt là các nước đang phát triển Ngành công nghiệp chế biến sản phẩm cá có hơn 60% sản phẩm là chất thải, bao gồm đầu, da, vây, khung xương, nội tạng và trứng, chỉ 40% sản phẩm cá sử dụng cho con người Lượng lớn chất thải phụ phẩm cá sẽ gây ra vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng ở các nước phát triển và đang phát triển (Chalamaiah, 2012)

Nước ta với hệ thống sông ngòi dày đặc và có đường biển dài 3.260 km rất thuận lợi cho hoạt động khai thác và nuôi trồng thủy sản Ngành chế biến thủy sản của nước ta phát triển thành một ngành kinh tế mũi nhọn, ngành sản xuất hàng hóa lớn, đi đầu trong hội nhập kinh tế quốc tế Theo thống kê của Hiệp hội Chế biến và Xuất khẩu Thủy sản Việt Nam, giá trị xuất khẩu năm 2015 đạt 6,57 tỷ USD, sản phẩm thủy sản được xuất khẩu sang 164 nước và vùng lãnh thổ, với 3 thị trường chính là EU, Mỹ, Nhật Bản chiếm trên 54% tỷ trọng Tuy nhiên, trong những hoạt động khai thác thủy sản tăng khá thấp, bình quân 6,42%/năm Nguyên nhân là do sự cạn kiệt dần các nguồn thủy sản tự nhiên và trình độ của hoạt động khai thác, đánh bắt chưa được cải thiện; dụng cụ, trang thiết bị, tàu thuyền phục vụ cho hoạt động đánh bắt còn thô sơ, chưa được đầu tư đúng mức Tổn thất sau thu hoạch và chế biến khá cao Tổng lượng phế phẩm (đầu, xương, da, vây, vẩy,…) ước tính khoảng 200.000 tấn/năm Theo Quyết định số 1445/QĐ-TTg ngày 16/8/2013 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt quy hoạch tổng thể phát triển thủy sản đến năm 2020, tầm nhìn năm 2030 có nhiều nội dung, trong đó Chính phủ đặt mục tiêu: giảm tổn thất sau thu hoạch sản phẩm khai thác hải sản từ trên 20% hiện nay xuống dưới 10%

Phế phụ phẩm từ cá là những thứ phẩm không có giá trị thương mại (các sản phẩm có giá trị thương mại như: miếng fillet, cá viên, cá đông lạnh sau khi bỏ nội tạng,…) nhưng nó có thể tái chế sau khi được xử lý bao gồm tất cả các nguyên liệu thô (không thể hay có thể ăn được) được sản sinh ra trong suốt quy trình sản xuất sản phẩm chính và có thể tận dụng được

Đối với ngành chế biến các sản phẩm từ cá, có hơn 60% sản phẩm phụ là chất thải, bao gồm da, đầu, nội tạng, gan, khung, xương và trứng Những chất thải phụ

phẩm này chứa một lượng lớn nguyên liệu giàu protein thường xử lý thành các sản phẩm có giá trị thị trường thấp như thức ăn chăn nuôi, bột cá và phân bón (Chalamaiah và cs, 2012)

1.3.2 Phân loại sản phẩm thủy phân protein từ phế phụ phẩm cá

Theo Chalamaiah và cs (2012), sản phẩm thủy phân protein từ phế phụ phẩm cá được phân loại như sau:

- Thủy phân protein từ da cá

Da cá, chất thải phụ phẩm chế biến từ ngành công nghiệp cá, là một nguồn collagen và gelatin phong phú

- Thủy phân protein từ đầu cá

Các ngành công nghiệp chế biến cá tạo ra một lượng lớn đáng kể đầu cá giàu protein như một chất phụ phẩm Dịch thủy phân protein từ phế phụ phẩm từ đầu cá đã

được nghiên cứu từ nhiều loài cá khác nhau

- Thủy phân protein từ cơ cá

Các cơ cá giàu protein, chúng chủ yếu được chế biến thành các sản phẩm giá trị thị trường thấp, do đó, việc chuyển đổi các vật liệu giàu protein này thành thủy phân protein để sử dụng tiếp có thể tạo ra các sản phẩm có giá trị cao (Hsu, 2010)

- Thủy phân protein cá từ nội tạng

Nội tạng cá được tạo ra trong quá trình chế biến là một nguồn protein tiềm năng

có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất thủy phân protein, có thể có một số tính chất đặc biệt cho các ứng dụng công nghiệp khác nhau Trong thời gian gần đây, một

số nghiên cứu đã được thực hiện để sản xuất các chất thủy phân protein từ nội tạng cá bằng cách sử dụng một số enzyme phân giải protein

- Thủy phân protein từ gan cá

Các chất thủy phân protein có thể được sử dụng như các sản phẩm giá trị gia tăng, được áp dụng rộng rãi để cải thiện và nâng cấp các tính chất chức năng và dinh dưỡng của protein

- Thủy phân protein xương cá

Xương sống cá là một trong những phần quan trọng của phế thải từ chế biến cá

và chứa khoảng 30% protein

- Thủy phân protein từ trứng cá

Trứng hoặc trứng của một số loài cá không được sử dụng đúng mức và được coi là phụ phẩm ở các khu vực khác nhau trên thế giới, đặc biệt là ở các nước đang

phát triển Trứng cá chứa một lượng protein đáng kể, để sử dụng nguồn protein chưa được sử dụng này từ trứng cá, người ta sử dụng alcalase và papain làm enzyme phân giải protein (Chalamaiah, 2012)

1.3.3 Dịch thủy phân từ phế phụ phẩm cá giàu protein

Theo Chalamaiah và cs (2012), thủy phân protein cá là sản phẩm phân hủy của enzyme chuyển protein thành các chuỗi peptide nhỏ hơn, thường chứa từ 2 đến 20 amino acid Trong những năm gần đây, thủy phân protein cá đã thu hút nhiều sự chú ý của các nhà công nghệ sinh học thực phẩm do có sẵn một lượng lớn nguyên liệu thô cho quá trình này, và sự hiện diện của hàm lượng protein cao với các amino acid có hàm lượng cân bằng và hoạt tính sinh học Các công nghệ sinh học hiện đại đang được

sử dụng để thu hồi các peptide quan trọng về dinh dưỡng và sinh lý là thủy phân protein bằng enzyme từ các sản phẩm phụ phẩm từ chế biến cá và sử dụng một số loài

cá có giá trị thấp

Một số enzyme phân giải protein được sử dụng phổ biến nhất để thủy phân protein cá bao gồm alcalase, papain, pepsin, trypsin, alpha chymotrypsin, pacreatin, flavourzyme, pronase, neutrase, protamex, bromelain, cryotin F, protease N, protease

A, orientase, thermolysin và validase

Với sự ra đời của các kỹ thuật enzyme, một số chất thủy phân protein cá được sản xuất từ các chất thải phụ phẩm giàu protein khác nhau và có nhiều ứng dụng bao gồm dược phẩm, mỹ phẩm và dinh dưỡng động vật

1.3.4 Tận dụng cá phế thải

Đầu, xương sống, ruột,… chế biến bột cá làm thức ăn công nghiệp phục vụ chăn nuôi bằng cách nấu chín, ép và sấy khô Hiện nay ở Việt Nam có hai loại bột cá chủ yếu là bột cá biển từ nguyên liệu cá biển (cá nước mặn) và bột cá từ nguyên liệu

cá tra (cá nước ngọt) Tùy vào nguyên liệu chế biến sẽ làm ra hai loại sản phẩm bột cá

Từ cá kém chất lượng sẽ thu được bột cá dùng trong chăn nuôi và thủy sản Bột cá chứa 55 - 67% là đạm tổng số, trong đó đạm tiêu hóa và hấp thu là 80 - 95% (tùy vào công nghệ chế biến và nguyên liệu ban đầu), trong khi đạm tiêu hóa của các nguồn protein thực vật chỉ ở mức tiêu hóa và hấp thu 30 - 40% (Nguyễn Kim Đường, 2017)

Đa phần, lượng phế thải này được sử dụng để sản xuất dầu diezel (phần phế thải chứa mỡ cá), phần lớn còn lại được dùng làm thức ăn chăn nuôi hoặc tiêu hủy Điều này ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe người lao động do phương pháp xử lý còn nhiều hạn chế, kém hiệu quả Do đó đã có nhiều nghiên cứu về việc sử dụng hiệu quả nguyên liệu thủy hải sản nói chung và cá nói riêng nhằm nâng cao giá trị của phế liệu thủy hải sản và giảm tác động đến môi trường như:

Năm 2009, Nguyễn Thế Trang và cs đã nghiên cứu ảnh hưởng của chế phẩm

vi khuẩn lactic lên sự thay đổi hàm lượng axit amin của cá tạp sau thời gian bảo quản và ứng dụng cho nuôi trồng thủy sản Trang Sỹ Trung và cs (2009), nghiên cứu protein thu hồi từ dịch thải máu cá tra

Năm 2012, Nguyễn Thị Mỹ Hương đã nghiên cứu sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng protease thương mại Năm 2014, tác giả tiếp tục nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của các sản phẩm thủy phân từ đầu và xương cá chẽm bằng enzyme flavourzyme

Năm 2013, Nguyễn Thị Ngọc Hoài và cs đã nghiên cứu tối ưu hóa quá trình

thủy phân protein từ đầu tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei) bằng alcalase theo

phương pháp mặt đáp đứng

Năm 2015, Trần Thanh Trúc và cs nghiên cứu khả năng thủy phân dịch protein của thịt đầu tôm sú bằng enzyme protease nội tại

1.4 TỔNG QUAN VỀ RAU XÀ LÁCH

1.4.1 Giới thiệu chung về rau xà lách

1.4.1.1 Nguồn gốc và phân loại

Rau xà láchcòn gọi là cải bèo có tên khoa học là Lactura sativa L., tên tiếng Anh: Lettuce (Phạm Hoàng Hộ, 1999)

Trần Khắc Thi và cs (2005), vùng tiểu Á Trung Đông được xem là quê hương của xà lách Hiện nay loại rau này đã được sử dụng và gieo trồng rộng rãi khắp các nước trên thế giới

Nguyễn Mạnh Chinh và cs (2007), xà lách chủ yếu dùng ăn sống, cùng với các loại rau gia vị, là món ăn phổ biến ở nước ta và nhiều nước khác Trong xà lách có nhiều khoáng chất và vitamin, đặc biệt là vitamin E và C Ngoài ra còn có chất lactucarium là một chất có hoạt tính sinh hoạt cao, có tác động đến thần kinh, làm giảm đau và gây ngủ Xà lách còn có tác dụng giải nhiệt, kích thích tiêu hóa, lợi sữa, trị ho, suy nhược tâm thần, táo bón, thấp khớp Từ cây xà lách và rau diếp có thể chiết

ra một loại dịch như nhựa, chế thành siro hoặc để khô làm thành viên thuốc chữa bệnh

Ở nước ta, cây xà lách trồng được ở các vùng từ Bắc đến Nam, như trong điều kiện lạnh và đủ ấm cây mới cuốn, vì vậy ở miền Bắc và vùng Đà Lạt trồng nhiều hơn

Xà lách lá thực vật thượng đẳng có đơn vị phân loại như sau:

Ngành hạt kín: Angiospermatophyta

Lớp hai lá mầm: Dicotyledoneae

Bộ cúc: Asterales

Họ cúc: Compositae

Chi: Lactuca

Giống xà lách: Lactuca saviva L

Có giống xà lách lá trắng, cuộn chặt (gọi là xà lách trứng) Có giống lá xanh, mép lá hơi xoăn, không cuộn (gọi là xà lách xoăn)

Hình 1.3 Rau xà lách 1.4.1.2 Giá trị dinh dưỡng và sử dụng

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của rau xà lách

(Nguyễn Công Khẩn và cs, 2007)

Nguyễn Mạnh Chinh và cs (2007), xà lách là cây thân thảo sống hàng năm

Thân thẳng, hình trụ và có thể phân cành, rễ chùm khá phát triển

Lá mọc quanh thân, các lá phía gốc mọc chụm với nhau, có cuống, còn các lá phía trên không cuống, có 2 tai lá Phiến lá hình hơi tròn, nhăn nheo, quăn ở mép Trong thân và cuống lá có mủ trắng

Chùm hoa ở đầu thân, dạng chùy kéo dài, mang nhiều hoa nhỏ màu vàng, hình môi

Quả bế có lông trắng, trong chứa nhiều hạt nhỏ

1.4.3 Yêu cầu điều kiện ngoại cảnh

Xà lách thích hợp trong khoảng nhiệt độ 15 - 20oC vào ban ngày và đêm lạnh Nhiệt độ trên 25oC bắp hình thành không chặt Quá trình tạo bắp sẽ không diễn ra khi nhiệt độ trên 28oC Xà lách xoăn khả năng chịu nhiệt độ cao tốt hơn xà lách cuốn Bộ

rễ của xà lách rất yếu, vì vậy cần trồng trên đất giàu dinh dưỡng, khả năng giữ nước tốt, đất pha cát hơi kiềm Xà lách không chịu được hạn và đất chua (pH<6) (Trần Khắc Thi và cs, 2005)

1.5 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ THẾ GIỚI LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Việc sản xuất chế phẩm amylase và protease từ nấm mốc A oryzae được nghiên

cứu và ứng dụng rất nhiều trong thực phẩm như: Một nhóm tác giả chọn tỷ lệ nấm mốc

bổ sung là 0,2% khi nghiên cứu điều kiện sản xuất koji tương từ A oryzae (Oyashiki

và cs, 1989) Năm 1996, Carlsen và cs đã nghiên cứu động học hoạt tính của α -

amylase từ A oryzae Fujita và cs (2003), sản xuất hai loại phytase từ A oryzae trong

việc tạo ra koji công nghiệp Ngoài ra, Wang và cs (2005), đã nghiên cứu sản xuất

chế phẩm protease từ A oryzae trong quá trình lên men bột

Ngoài ra, đã có những nghiên cứu nhằm tận dụng nguồn phế liệu cá để sản xuất

dịch đạm thủy phân ví dụ như tại Pháp, Guerard (2002), đã ứng dụng công nghệ enzyme trong sản xuất dịch đạm thủy phân từ phế thải của nhà máy sản xuất cá hộp, từ đó tận dụng được nguồn phế liệu và giảm thiểu các chi phí xử lý môi trường

Năm 2013, Wan và cs đã nghiên cứu sự phát triển của nước tương từ đậu nành

hữu cơ so với đậu nành không hữu cơ, lên men nước tương với chế phẩm A oryzae

Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng acid béo không no trong nước tương lên men bằng đậu nành hữu cơ cao hơn mẫu đối chứng

Năm 2016, Sun và cs đã nghiên cứu bổ sung chế phẩm (từ A oryzae) giúp giảm

thời gian lên men, làm tăng hàm lượng amino acid, đạm amino, chất chống oxy hóa, màu sắc cân bằng và mùi vị có thể chấp nhận hơn, ít xuất hiện các mùi vị không mong muốn Phương pháp lên men nhanh này hiệu quả trong việc sản xuất nước mắm có chất lượng cao

Phân bón hữu cơ dạng lỏng là một sản phẩm từ quá trình lên men sinh học rau quả, chất thải động vật và vi sinh vật hữu ích Những vi khuẩn này giúp phân hủy chất dinh dưỡng trong thực vật làm cho chúng trở thành một chất dinh dưỡng có giá trị tiềm năng - nguồn phân hữu cơ phong phú Khi nguyên liệu được xử lý bởi vi khuẩn, chất chuyển hóa, chẳng hạn như protein, amino acid, acid hữu cơ kích thích tố tăng trưởng, vitamin và enzyme được giải phóng, rất hữu ích cho sự phát triển hiệu quả của thực vật (Pangnakorn và cs, 2009)

Năm 2017, Busato và cs đã tiến hành nghiên cứu sản xuất phân bón từ hỗn hợp

cá phế thải và cỏ nghiền nhỏ theo tỷ lệ 3:1, khảo sát chất lượng phân ủ và sử dụng phân ủ làm nguồn axit humic (HA) kích thích sự phát triển của rau diếp

Năm 2015, Fahlivi đã tiến hành nghiên cứu sản xuất phân bón lỏng từ nội tạng

cá bằng ba phương pháp: sử dụng NaOH 1M, dùng enzyme tự nhiên; dùng enzyme alcalase Kết quả phân tích chất lượng cho thấy, phân bón xử lý alcalase có hàm lượng dinh dưỡng cao như 2,11% nitơ, 0,22% phospho và 0,25% kali So sánh phân bón từ nội tạng cá với phân bón công nghiệp (Maxicrop) khi ứng dụng trồng trên hành tây và tỏi cho thấy tỷ lệ tăng trưởng cao nhất (92,60% đối với hành tây và 105,55% đối với tỏi) và chiều cao cây (38,50 cm đối với hành tây và 50,13 cm đối với tỏi) Phân bón xử

lý xử lý alcalase rất hiệu quả để được sử dụng làm phân bón để trồng hành và tỏi sản xuất tổng tỷ lệ và năng suất cao hơn so với phân bón công nghiệp (Maxicrop)

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Năm 2006, Đặng Thị Mộng Quyên và cs tiến hành thủy phân cá phèn và cá ngân phế liệu bằng phương pháp thủy phân kết hợp enzyme protease và acid Kết quả với điều kiện thủy phân bằng enzyme: tỷ lệ muối 3%, tỷ lệ dịch chiết enzyme 20%, nhiệt độ thủy phân 50oC, điều kiện thủy phân bằng acid: tỷ lệ muối 3%, nhiệt độ thủy

phân 90oC, thể tích HCl 7N 20%, trung hòa bằng Na2CO3 20% Dịch thủy phân có hàm lượng đạm tổng số 39 g/L, đạm amin 21,6 g/L, đạm amoniac 3,95 g/L

Năm 2006, Lê Văn Việt Mẫn và cs đã khảo sát một số tính chất của chế phẩm

protease từ A oryzae trên canh trường nuôi cấy bề mặt và ứng dụng enzyme trong sản xuất nước mắm, nhóm tác giả đã chứng minh được nấm mốc A oryzae có thể sản sinh

ra được loại protease có khả năng chịu được nồng độ muối cao do đó có thể rút ngắn được thời gian thủy phân protein cá trong quá trình chượp

Nguyễn Thị Mỹ Hương (2012), sản xuất sản phẩm thủy phân protein từ đầu cá ngừ vây vàng bằng enzyme protamex 0,5% ở nhiệt độ 45oC và pH tự nhiên trong thời gian 6 giờ, tỷ lệ nước với nguyên liệu là 1:1 Các kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ thủy phân và tỷ lệ thu hồi nitơ trong sản phẩm thủy phân tăng lên cùng sự tăng thời gian thủy phân Sau 6 giờ thủy phân, độ thủy phân đã đạt được 30,1% và tỷ 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 amino acid không thay thế cao và có thể được sử dụng trong sản xuất thức ăn cho người và động vật Dầu đầu cá ngừ thu được từ sự thủy phân giàu acid béo omega 3, 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, DHA và EPA Năm 2014, Nguyễn Thị Mỹ Hương đã nghiên cứu thành phần dinh dưỡng của các sản phẩm thủy phân từ đầu và xương cá chẽm bằng enzyme flavourzyme Kết quả nghiên cứu cho thấy bột thủy phân protein có hàm lượng protein cao (81,5%), hàm lượng lipid thấp (1,8%) Các sản phẩm được tạo ra từ sự thủy phân đầu và xương cá chẽm có thể được ứng dụng vào trong thực phẩm cho con người hoặc thức ăn cho nuôi trồng thủy sản Phạm Đình Dũng và cs (2013), đã sử dụng enzyme alcalase thủy phân phụ phẩm

cá tra tối ưu trong điều kiện pH 8, nhiệt độ 65oC và thời gian là 120 phút Để bảo quản dịch thủy phân thì bổ sung 0,5% natribenzoat cho hiệu quả, dịch sau khi thủy phân phụ phẩm cá tra có hàm lượng các chất: 1,2% N; 0,11% P2O5; 0,12% K2O; 18 ppm Fe; 11 ppm Zn; 3,4 ppm Mn; 1 ppm Cu; 17 ppm Bo

Năm 2013, Nguyễn Hiền Trang và cs đã sản xuất chế phẩm koji có hoạt độ

protease ngoại bào cao từ chủng A oryzae N2 nuôi cấy trên môi trường bán rắn gồm

74% cám gạo, 6% bột mì, 20% trấu, độ ẩm ban đầu của cơ chất là 55% và tỷ lệ nấm mốc bổ sung vào là 0,3% Với các điều kiện trên, thời gian thu nhận chế phẩm thích hợp là sau 72 giờ lên men

Trần Thanh Dũng (2009), nghiên cứu ứng dụng chế phẩm vi khuẩn B subtilis thủy phân phụ phẩm cá tra (Panagasius hypophthalmus) tạo ra dịch đạm cao

làm phân bón sinh học hữu cơ phục vụ sản xuất rau sạch và an toàn là mục tiêu chính của đề tài nghiên cứu Thí nghiệm được bố trí theo thừa số 3 nhân tố, mỗi nhân tố có 3

mức độ đối với chế phẩm vi khuẩn, muối và pH để có dịch đạm thủy phân đạt hàm lượng đạm amin cao và đạm amoniac thấp Sử dụng dịch đạm thủy phân làm phân bón

lá và phân bón viên bón cho cây hẹ (Allium tuberosum), đánh giá năng suất và hàm

lượng nitrate so với kiểu bón phân của nông dân và một số phân bón khác Kết quả tỷ

lệ tối ưu giữa các thành phần bổ sung chế phẩm vi khuẩn B subtilis là 1,4%, muối 7%

và pH 5,2 cho thấy mật độ vi khuẩn thủy phân protein cao và hàm lượng đạm amin đạt cao nhất (49,88 g.kg-1 chất khô), đạm amoniac thấp nhất (5,0 g.kg-1 chất khô) vào ngày thủy phân thứ 10 Dịch đạm thủy phân này phù hợp để làm phân bón Cây hẹ đạt năng suất cao (2,61 kg rau tươi 1,0 m-2) và hàm lượng nitrate thấp (281,95 mg.kg-1 rau tươi)

ở nghiệm thức phân bón lá của dịch đạm thủy phân, (2,54 kg rau tươi 1,0 m-2) và hàm lượng nitrate (268,36 mg.kg-1 rau tươi) ở nghiệm thức phân bón viên của dịch đạm thủy phân, đạt tiêu chuẩn rau an toàn (hàm lượng nitrate < 300 mg.kg-1 rau tươi) Trần Thị Tường Linh và cs (2017), đã sử dụng chế phẩm phân bón lá NACEN – Trùn quế (Hydrolysis earthworm) do Chi nhánh Viện Ứng dụng Công nghệ tại thành phố Hồ Chí Minh sản xuất theo công nghệ thủy phân thịt Trùn quế bằng dung dịch kiềm (NaOH) và men protease, bổ sung khoáng chất để bón trực tiếp qua lá cho rau cải ngọt và cây cà chua thu được kết quả: với liều lượng 10, 20 và 30 mL/8L trên cây cải ngọt giúp tăng năng suất 14 - 39% so với đối chứng, với liều lượng 15, 30 và 45 mL/8L trên cây cà chua cải thiện sự sinh trưởng của cây, năng suất quả tăng 10 - 27%

Lê Công Toàn (2007), đã phối trộn chế phẩm cá và mùn cưa theo các tỷ lệ 4:1, 3:1, 9:4 sau đó phun chế phẩm vào các mẫu đã phối trộn với liều lượng 1 L/m3 và đem

ủ kị khí Trong quá trình ủ có đảo trộn và phun định kỳ Kết quả cho thấy các mẫu phân phối rộng theo tỷ lệ 3:1, 9:4 đều đạt tiêu chuẩn quy định trong sản xuất phân bón

về hàm lượng chất hữu cơ và axit humic Tuy nhiên cũng có một vài chất không đạt như hàm lượng kali vì vậy các tác giả khuyến cáo cần bổ sung thêm chất này trong quá trình ủ phân

Nguyễn Thị Quỳnh Trang và cs (2017), đã thử nghiệm việc lên men bã đậu nành bằng chế phẩm vi sinh EM tác động đến khả năng sinh trưởng, phát triển và năng

suất của cây cà chua (Solanum lycopersicum L) được trồng trên cát kết quả thu được

rất tích cực Đặc biệt, lượng nitrat thu được trong quá trình trồng nằm trong ngưỡng an toàn đối với người tiêu dùng

Từ những tham khảo các tài liệu liên quan đến đề tài nghiên cứu trong nước và ngoài nước, chúng tôi nhận thấy, các nghiên cứu chủ yếu tập trung việc sử dụng chế

phẩm A oryzae để thủy phân các phế phụ phẩm tạo các sản phẩm có giá trị dinh

dưỡng cao để ứng dụng trong một số ngành như: thực phẩm, thức ăn chăn nuôi, Tuy

nhiên, việc sử dụng chế phẩm A oryzae để thủy phân hỗn hợp phụ phẩm giàu đạm (cá

phế thải, khô dầu lạc, ) để ứng dụng và nông nghiệp vẫn chưa được thực hiện Vì vậy,

chúng tôi tiến hành nghiên cứu sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ các phụ phẩm

bằng chế phẩm A oryzae N2 và bước đầu ứng dụng trong nông nghiệp nhằm khảo sát

một số yếu tố dinh dưỡng làm tiền đề cho những nghiên cứu tiếp theo

CHƯƠNG 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 PHẠM VI, ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1 Phạm vi nghiên cứu

- Thời gian: Đề tài được thực hiện từ tháng 11/2018 đến tháng 5/2019

- Địa điểm: Phòng thí nghiệm khoa Cơ khí - Công Nghệ, khoa Chăn nuôi Thú

y, Viện Nghiên cứu và Phát triển (trại Tứ Hạ) trực thuộc Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế

2.1.2 Đối tượng nghiên cứu

- Khô dầu lạc với bán kính khoảng 20 cm, loại khô dầu lạc sử dụng là loại bã sau khi ép dầu 01 ngày và được mua tại các cơ sở sản xuất dầu lạc trên địa bàn phường Hương Văn, thị xã Hương Trà, tỉnh Thừa Thiên Huế

- Cá phế thải (các loại cá chất lượng kém, đã có hiện tượng hư hỏng) được mua

từ các chợ trên địa bàn thành phố Huế (Đông Ba và Tây Lộc)

- Chế phẩm A oryzae N2 được sản xuất tại khoa Cơ khí - Công nghệ, trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế Chế phẩm A oryzae N2 có độ ẩm 6,3% với hoạt

độ protease đạt 802 (U/g) (Nguyễn Hiền Trang và cs, 2013)

- Rau xà lách: Sử dụng giống rau xà lách xoăn - Tango TN 518 do Công ty TNHH - TM Trang nông phân phối, được trồng tại Viện Nghiên cứu và Phát triển trực thuộc Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế

2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.2.1 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân cá phế thải bằng

chế phẩm A oryzae N2

- Xác định hàm lượng đạm tổng số ban đầu của cá phế thải

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến quá trình thủy phân

cá phế thải

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân cá phế thải

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân cá phế thải

- Đề xuất quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ cá phế thải bằng chế

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến khả năng thủy phân khô dầu lạc

- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 đến quá trình thủy phân

khô dầu lạc

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân khô dầu lạc

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian đến quá trình thủy phân khô dầu lạc

- Đề xuất quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ khô dầu lạc bằng chế

phẩm A oryzae N2

2.2.3 Xác định các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân hỗn hợp cá phế thải vàkhô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2

- Khảo sát chất lượng dịch thủy phân hỗn hợp cá phế thải và khô dầu lạcbằng

chế phẩm A oryzae N2 theo các tỷ lệ phối trộn cá và khô dầu lạc như sau: 0:1, 1:0,

1:1, 1:2 và 2:1

- Đề xuất quy trình sản xuất dịch thủy phân giàu đạm từ hỗn hợp khô dầu lạc và

cá phế thảibằng chế phẩm A oryzae N2

2.2.4 Bước đầu ứng dụng trong nông nghiệp

Sau khi xác định được các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân hỗn hợp khô dầu lạc và cá phế thải và tỷ lệ phối trộn thích hợp Tiến hành sản xuất dịch thủy phân và ứng dụng vào trồng rau và đánh giá chất lượng thông qua một số chỉ sau:

Ở thí nghiệm này, chúng tôi sử dụng chế phẩm A oryzae N2 được phối trộn

với cá phế thải với các tỷ lệ 0%, 2%, 4% và 6% khối lượng, các thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ và thời gian cố định Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công

thức được lặp lại 3 lần như sau:

CT1: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 0% so với lượng nguyên liệu ban đầu

CT2: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 2% so với lượng nguyên liệu ban đầu

CT3: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 4% so với lượng nguyên liệu ban đầu

CT4: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 6% so với lượng nguyên liệu ban đầu

Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, dịch chiết thu được ở các thí nghiệm với

tỷ lệ chế phẩm khác nhau được xác định đạm tổng số, amino acid, tỷ lệ đạm thu hồi và sản lượng dịch thu được để chọn tỷ lệ chế phẩm thích hợp thực hiện các thí nghiệm tiếp theo

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát bố trí thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình thủy phân cá phế thải bằng chế phẩm A oryzae N2

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân cá phế thải

Sau khi đã xác định được tỷ lệ chế phẩm bổ sung tiến hành quá trình thủy phân

cá phế thải với tỷ lệ chế phẩm và thời gian cố định với nhiệt độ thủy phân được thay

đổi Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần như sau:

CT1: Nhiệt độ thủy phân là 25oC

Lọc loại bỏ bã

Hàm lượng

đạm tổng số

Hàm lượng amino acid

Tỷ lệ đạm thu hồi

Dịch lọc

Tỷ lệ sản lượng dịch thu được

CT2: Nhiệt độ thủy phân là 30oC

CT3: Nhiệt độ thủy phân là 35oC

CT4: Nhiệt độ thủy phân là 40oC

Kết thúc quá trình thủy phân, dịch chiết thu được ở các thí nghiệm với các nhiệt độ khác nhau được phân tích các chỉ tiêu để chọn ra nhiệt độ thích hợp nhất

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đến khả năng thủy phân cá phế thải

Sau khi đã xác định được tỷ lệ chế phẩm và nhiệt độ thủy phân tiến hành quá trình thủy phân cá phế thải với thời gian thay đổi Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần

CT1: Thời gian thủy phân là 10 ngày

CT2: Thời gian thủy phân là 20 ngày

CT3: Thời gian thủy phân là 30 ngày

CT4: Thời gian thủy phân là 40 ngày

Kết thúc quá trình thủy phân, dịch chiết thu được ở các thí nghiệm với các thời gian khác nhau được xác định đạm tổng số, amino acid, sản lượng dịch thu được, tỷ lệ đạm thu hồi để chọn thời gian thích hợp

2.3.1.2 Bố trí thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2

Dựa trên nghiên cứu của Zambare (2010) chúng tôi bố trí thí nghiệm sản xuất dịch thủy phân khô dầu lạc như hình 2.2

Trên cơ sở quy trình đã được tham khảo, chúng tôi tiến hành bố trí một số thí nghiệm để đưa ra điều kiện tốt nhất cho quá trình sản xuất

- Ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến khả năng thủy phân của khô dầu lạc

Nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ nước bổ sung đến khả năng thủy phân của khô dầu lạc Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần

Các chỉ tiêu được cố định như: tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 bổ sung là 6%, tiến hành

thủy phân ở nhiệt độ 30oC và thời gian 20 ngày với các tỷ lệ nước bổ sung như sau: CT1: Tỷ lệ nước và khô dầu lạc là 0:1

CT2: Tỷ lệ nước và khô dầu lạc là 1:1

CT3: Tỷ lệ nước và khô dầu lạc là 1:2

CT4: Tỷ lệ nước và khô dầu lạc là 2:1

Sau khi kết thúc quá trình thủy phân tiến hành thu dịch lọc và phân tích các chỉ tiêu để chọn ra được tỷ lệ nước bổ sung tốt nhất

Hình 2.2 Sơ đồ tổng quát bố trí thí nghiệm khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá

trình thủy phân khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2

- Ảnh hưởng của tỷ lệ chế phẩm A oryzae N2 bổ sung đến khả năng thủy phân của khô dầu lạc

Tiến hành quá trình thủy phân khô dầu lạc với tỷ lệ nước đã chọn được ở thí nghiệm trên Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công thức được lặp lại 3 lần Các thí nghiệm được thực hiện ở nhiệt độ và thời gian cố định (30oC và 20 ngày) với các tỷ

lệ chế phẩm bổ sung khác nhau theo công thức như sau:

CT1: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 0% so với lượng nguyên liệu ban đầu

Chế phẩm A oryzae

N2 0%, 2%; 4% và 6%

Lọc loại bỏ bã Thanh trùng 121oC, 15 phút

Hàm lượng

đạm tổng số

Hàm lượng amino acid

Tỷ lệ đạm thu hồi

Dịch lọc

Tỷ lệ sản lượng dịch thu được Làm nguội

CT2: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 2% so với lượng nguyên liệu ban đầu

CT3: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 4% so với lượng nguyên liệu ban đầu

CT4: Bổ sung chế phẩm với tỷ lệ 6% so với lượng nguyên liệu ban đầu

Kết thúc quá trình thủy phân tiến hành thu dịch lọc và phân tích các chỉ tiêu để chọn ra được tỷ lệ chế phẩm tốt nhất

- Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân của khô dầu lạc

Sau khi đã xác định được tỷ lệ nước và chế phẩm bổ sung, tiến hành quá trình thủy phân khô dầu lạc với nhiệt độ thủy phân thay đổi và thời gian cố định 20 ngày Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần như sau:

CT1: Nhiệt độ thủy phân là 25oC

CT2: Nhiệt độ thủy phân là 30oC

CT3: Nhiệt độ thủy phân là 35oC

CT4: Nhiệt độ thủy phân là 40oC

Kết thúc quá trình thủy phân tiến hành thu dịch lọc và phân tích các chỉ tiêu để chọn ra được nhiệt độ thủy phân tốt nhất

- Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng thủy phân của khô dầu lạc

Thí nghiệm được thực hiện khi đã xác định được tỷ lệ nước, tỷ lệ chế phẩm bổ sung và nhiệt độ thủy phân tối ưu đã xác định được ở các thí nghiệm trên với thời gian thủy phân thay đổi Thí nghiệm bố trí với 4 công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần: CT1: Thời gian thủy phân là 10 ngày

CT2: Thời gian thủy phân là 20 ngày

CT3: Thời gian thủy phân là 30 ngày

CT4: Thời gian thủy phân là 40 ngày

Kết thúc quá trình thủy phân tiến hành thu dịch lọc và phân tích các chỉ tiêu để chọn thời gian thủy phân tốt nhất Từ đó chọn được các điều kiện tối ưu cho quá trình

thủy phân khô dầu lạc bằng chế phẩm A oryzae N2

2.3.1.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ cá phế thải và khô dầu lạc khi thủy phân bằng chế phẩm A oryzae N2

Sau khi đã xác định được tỷ lệ nước bổ sung vào thủy phân khô dầu lạc; tỷ lệ chế phẩm bổ sung, nhiệt độ và thời gian thủy phân cá phế thải và khô dầu lạc, tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn giữa cá phế thải và khô dầu lạc khi thủy phân bằng chế phẩm A oryzae N2 đến chất lượng dịch thủy phân

Hình 2.3 Sơ đồ tổng quát bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ phối trộn cá phế thải và khô

dầu lạc khi thủy phân bằng chế phẩm A oryzae N2

Thí nghiệm bố trí với 5 công thức, mỗi công thức lặp lại 3 lần như sau:

Tỷ lệ đạm thu hồi

Dịch lọc

Tỷ lệ sản lượng dịch thu được