intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình thủy phân protein để sản xuất protein hydrolysate từ tảo Spirulina

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST
Báo xấu
35
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này tập trung khảo sát quá trình thủy phân tảo Spirulina bởi các chế phẩm protease như Alcalase, Protamex và Favourzyme để thu nhận protein hydrolysate có hoạt tính sinh học cao. Khi khảo sát các yếu tố như pH, nhiệt độ, tỉ lệ enzyme/nguyên liệu

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình thủy phân protein để sản xuất protein hydrolysate từ tảo Spirulina

  1. Kỷ yếu hội thảo khoa học – Phân ban Công nghệ thực phẩm ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ TRONG QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN ĐỂ SẢN XUẤT PROTEIN HYDROLYSATE TỪ TẢOSPIRULINA Nguyễn Ngọc Tuyền1, Trần Nữ Duyên Mai1, Văn Thụy Kiều Khanh1, Đào Thị Tuyết Mai1, Trần Chí Hải1,* Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh 1 * Email: haitc@cntp.edu.vn Ngày nhận bài: 15/62017; Ngày chấp nhận đăng: 2/7/2017 TÓM TẮT Nghiên cứu này tập trung khảo sát quá trình thủy phân tảo Spirulina bởi các chế phẩm protease như Alcalase, Protamex và Favourzyme để thu nhận protein hydrolysate có hoạt tính sinh học cao. Khi khảo sát các yếu tố như pH, nhiệt độ, tỉ lệ enzyme/nguyên liệu, thời gian thủy phân của mỗi loại enzyme lên hoạt tính kháng oxi hóa của dịch thủy phân thì mẫu được thủy phân bằng enzyme Alcalase cho dịch trích có hoạt tính sinh học là cao nhất với điều kiện thủy phân tối ưu tại pH 8; nhiệt độ 50oC; nồng độ 1,0%; thời gian 120 phút. Khi đó, hoạt tính kháng oxi hóa đạt 1604,23 mg vitamin C/L và hiệu suất thủy phân protein đạt 69,43%. Từ khóa: enzyme protease, protein hydrolysate, Spirulina. 1. GIỚI THIỆU Tảo Spirulina là một loài khuẩn lam có hình xoắn ốc và là loại Cyanobacterium có nhiều bào tử, thuộc lớp Cyanophyta. Hội nghị thực phẩm thế giới của Liên hợp quốc tuyên bố Spirulina là thực phẩm "tốt nhất cho tương lai" và nó đang dần trở nên phổ biến rộng rãi trong những năm gần đây như là một thực phẩm chức năng [1]. Trong tảo Spirulina chứa một lượng lớn protein với khả năng tiêu hóa tương đối cao do cấu trúc của tế bào mucopolysaccharide [2]. Ngoài ra, protein từ tảo cũng được đánh giá cao nhờ khả năng kháng oxi hóa và kháng khuẩn [3]. Hơn nữa, các nghiên cứu chỉ ra rằng khả năng kháng oxi hóa tăng lên khi sử dụng các chế phẩm protease để thủy phân protein do sự giảm kích thước của các peptide thu được [4]. Sự thay đổi về kích cỡ, mức độ và thành phần của các axit amin và các peptide có mối quan hệ mật thiết với khả năng kháng oxy hoá của dịch protein thủy phân [5]. Vì vậy, trong nghiên cứu này quá trìnhthu nhận protein hydrolysate từ tảo Spirulina bằng cách thủy phân tảo bởi ba loại enzyme Alcalase, Flavourzyme và Protamex đã được thực hiện. Đồng thời, sản phẩm sau thủy phân tiến hành đánh giá hoạt tính sinh học. Nghiên cứu này tạo tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn về xác định trình tự của các đoạn peptide có hoạt tính sinh học cũng như các nghiên cứu thủy phân trên các đối tượng protein khác. 39
  2. Nguyễn Ngọc Tuyền, Trẫn Nữ Duyên Mai, Văn Thụy Kiều Khanh, Đào Thị Tuyết Mai, Trần Chí Hải 2. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu Nguyên liệu sử dụng là tảo Spirulina tươi dạng viên đóng hộp được mua từ Công ty TNHH công nghệ sinh học Vina Tảo Spirulina với các thành phần chủ yếu trong một viên tảo (10±0,02g) bao gồm: nước 89±0,01%, chất khô 11±0,04% và protein 59,27±0,03% so với hàm lượng chất khô, sau đó vận chuyển lạnh về phòng thí nghiệm và được bảo quản ở ngăn đá tủ lạnh cho đến khi sử dụng. Enzyme Alcalase, Protamex và Flavourzyme sử dụng để thủy phân nguyên liệu được mua từ công ty Novozymes A/S (Bagsvaerd, Denmark). Alcalase® 2.4 L là loại endoprotease được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus licheniformis có hoạt tính 2,4U/g chế phẩm, điều kiện thích hợp của enzyme là pH=7-9 và nhiệt độ 40-65oC. Protamex kết hợp cả hai loại endoprotease và exopeptidase được thu nhận từ vi khuẩn Bacillus licheniormis và Bacillus amyloliqueaciens có hoạt tính 1,5U/g chế phẩm, điều kiện thích hợp của enzyme là pH=5,5-7,5 và nhiệt độ 35-60oC. Flavourzyme kết hợp cả hai loại endoprotease và exopeptidase thu nhận từ nấm Aspergillus oryzae có hoạt tính 500U/g chế phẩm, điều kiện thích hợp của enzyme là pH=5-7 và nhiệt độ 50-55oC. Hóa chất: DPPH xuất xứ từ Đức và thuốc thử Nessler được mua tại Công ty TNHH Hóa chất và Công nghệ Khai Vũ (số 7 Nam Quốc Cang, phường Phạm Ngũ Lão, quận 1, Tp. HCM). 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Quy trình thủy phân tảo Spirulina bằng các chế phẩm enzyme Nguyên liệu được rã đông sau đó bổ sung nước với tỉ lệ nguyên liệu:nước là 1:10 (w/v). Hỗn hợp được xử lý với sóng siêu âm ở công suất 12,5 (w/g) trong 5 phút, sau đó tiến hành khảo sát các yếu tố như: 2.2.1.1. Khảo sát nồng độ chế phẩm enzyme Các thông số cố định: pH 7, nhiệt độ thủy phân 50oC, thời gian 120 phút. Với nồng độ enzyme khác nhau (0%, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%, 2,5%). 2.2.1.2. Khảo sát pH môi trường Các thông số được cố định: nhiệt độ thủy phân 50oC, thời gian 120 phút, nồng độ enzyme tối ưu ở thí nghiệm 2.2.1.1. Với pH môi trường thay đổi (5, 6, 7, 8, 9). 2.2.1.3. Khảo sát nhiệt độ thủy phân Các thông số được cố định: thời gian 120 phút, nồng độ enzyme và pH môi trường tối ưu ở thí nghiệm 2.2.1.1 và 2.2.1.2. Với nhiệt độ thủy phân thay đổi (control, 40, 50, 60, 70, 80oC). 2.2.1.4. Khảo sát thời gian thủy phân Các thông số được cố định: nồng độ enzyme, pH môi trường, nhiệt độ thủy phân tối ưu ở thí nghiệm 2.2.1.1, 2.2.1.2 và 2.2.1.3. 40
  3. Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình thủy phân protein để sản xuất protein hydrolysate từ tảo Spirulina Thời gian thủy phân thay đổi (0, 100, 110, 120, 130, 140 phút) [6]. Sau quá trình thủy phân, mẫu được vô hoạt enzyme ở 95ºC trong 5 phút, rồi đưa đi ly tâm với vận tốc 3500 v/ph trong 5 phút, phần dịch thu được tiến hành đo các chỉ tiêu như hoạt tính kháng oxi hóa và hiệu suất thu hồi protein [7]. 2.2.2. Các phương pháp phân tích 2.2.2.1. Xác định khả năng kháng oxi hoá Hoạt tính chống oxy hóa được quy về hoạt tính của vitamin C dựa trên phương pháp quang phổ so màu, sử dụng thuốc thử là DPPH và đo độ hấp thu quang học ở bước sóng 517 nm [3]. Khả năng bắt gốc tự do của dịch thủy phân được tính theo công thức sau: 𝐴𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 − 𝐴𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 % ứ𝑐 𝑐ℎế(%) = × 100 𝐴𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 2.2.2.2. Hiệu suất thu hồi peptide/protein Hàm lượng đạm tổng số được xác định dựa trên phương pháp quang phổ so màu, sử dụng chất chuẩn là amoni clorua (NH4Cl) và thuốc thử là Nessler, đo độ hấp thu quang học ở bước sóng 440 nm [8]. Hiệu suất thu nhận peptide/protein tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa lượng peptide thu được trong dịch thủy phân so với lượng protein trong nguyên liệu ban đầu. 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu Tất cả các thí nghiệm đều được lặp lại 3 lần, kết quả trình bày là giá trị trung bình ± sai số. Các số liệu thí nghiệm được tiến hành xử lý và phân tích phương sai ANOVA để xác định sự khác biệt của các số liệu (p
  4. Nguyễn Ngọc Tuyền, Trẫn Nữ Duyên Mai, Văn Thụy Kiều Khanh, Đào Thị Tuyết Mai, Trần Chí Hải Hiệu suất thu hồi protein của ba chế phẩm protease đều có sự tăng lên so với mẫu đối chứng Alcalase tăng 2,44 lần (từ 26,53 lên 64,83%), Protamex tăng 2,34 lần (từ 26,53 lên 62,12%) và Flavourzyme tăng 2,34 lần (từ 26,53 lên 62,12%) so với mẫu đối chứng. Sự thu hồi protein phản ánh tỉ lệ protein thu hồi được trong sản phẩm thủy phân [11]. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tỉ lệ enzyme 0,5% đến 1,0% thì khả năng kháng oxi hóa và hiệu suất thu hồi protein tăng. Khi tỷ lệ enzyme tăng từ 1,0% đến 2,5% thì hiệu suất thu hồi protein tăng không đáng kể. Không có sự khác nhau có ý nghĩa thống kê về hiệu suất thu hồi protein giữa các mẫu có tỉ lệ enzyme 1,0%; 1,5% ; 2,0%, và 2,5%. Kết quả nghiên cứu này phù hợp với nghiên cứu của Guerard và cộng sự; Liaset và cộng sự; mà ở đó hiệu suất thu hồi protein tăng cùng với sự tăng của tỉ lệ enzyme. Điều này có thể được giải thích là khi tăng tỷ lệ enzyme, các liên kết peptit bị cắt mạch càng nhiều, các peptit ngắn mạch được hình thành nhiều hòa tan trong dịch đạm thủy phân dẫn đến sự tăng hiệu suất thu hồi protein [11, 12, 13]. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tỉ lệ enzyme tăng từ 0,5% đến 1,0% thì hiệu suất thu hồi protein có xu hướng tăng nhưng khi tỉ lệ enzyme lớn hơn 1,0% thì hiệu suất thu hồi proteintăng không đáng kể. 1600 Hoạt tính kháng oxi hóa (mg vit 1400 1200 1000 C/L) 800 600 400 200 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Nồng độ enzyme (%) Alcalase Protamex Flavourzyme Hình 1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme lên hoạt tính sinh học của dịch sau thủy phân Bảng 1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme lên hoạt hiệu suấtthu hồi protein của dịch sau thủy phân Nồng độ 0,5% 1,0% 1,5% 2,0% 2,5% Alcalase(%) 59,97±0,05b 64,83±0,04a 64,93±0,02a 65,13±0,06a 5 65,34±0,05a Protamex(%) 57,31±0,03b 62,12±0,02a 62,22±0,04a 62,32±0,04a 62,42±0,05a Flavourzyme(%) 59,15±0,05b 64,37±0,04a 64,42±0,02a 64,72±0,02a 64,93±0,02a (a,b Các giá trị có ký tự ở trên khác nhau nằm trong cùng một hàng thì khác nhau có ý nghĩa (p
  5. Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình thủy phân protein để sản xuất protein hydrolysate từ tảo Spirulina enzyme hoạt động nằm trong khoảng pH tối thích của từng loại enzyme sẽ cho hiệu suất thu hồi protein và khả năng kháng oxi hóa của dịch thủy phân tăng lên. 1800.00 Hoạt tính kháng oxi hóa (mg vit C/L) 1600.00 1400.00 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 5 6 7 8 9 pH Alcalase Protamex Flavourzyme Hình 2. Ảnh hưởng của pH lên hoạt tính sinh học của dịch sau thủy phân Bảng 2. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi protein của dịch sau thủy phân pH 5 6 7 8 9 Alcalase (%) 54,09±0,05e 57,82±0,04d 64,83±0,03b 69,33±0,04 a 62,63±0,03c Protamex (%) 57,21±0,04c 59,46±0,04b 62,12±0,02a 54,91±0,02d 52,35±0,07e Flavourzyme (%) 62,63±0,05c 67,59±0,03a 64,37±0,04b 56,85±0,09d 52,97±0,05e (a,b,c,d Các giá trị có ký tự ở trên khác nhau nằm trong cùng một hàng thì khác nhau có ý nghĩa (p
  6. Nguyễn Ngọc Tuyền, Trẫn Nữ Duyên Mai, Văn Thụy Kiều Khanh, Đào Thị Tuyết Mai, Trần Chí Hải 1800.00 Hoạt tính kháng oxi hóa (mg vit C/L) 1600.00 1400.00 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 40 50 60 70 80 Nhiệt độ (oC) Alcalase Protamex Flavourzyme Hình 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ lên hoạt tính sinh học của dịch sau thủy phân Bảng 3. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi protein của dịch sau thủy phân Nhiệt độ (oC) 40 50 60 70 80 b a b c Alcalase (%) 64,62±0,04 69,33±0,02 65,34±0,02 61,09±0,03 56,80±0,04d Protamex (%) 60,79±0,03c 62,22±0,01b 65,75±0,04a 60,38±0,03c 56,70±0,04d Flavourzyme 60,58±0,07c 67,69±0,05a 65,54±0,03b 61,50±0,04c 57,11±0,05 d (%) (a,b,c,d Các giá trị có ký tự ở trên khác nhau nằm trong cùng một hàng thì khác nhau có ý nghĩa (p
  7. Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình thủy phân protein để sản xuất protein hydrolysate từ tảo Spirulina 1800.00 Hoạt tính kháng oxi hóa (mg vit C/L) 1600.00 1400.00 1200.00 1000.00 800.00 600.00 400.00 200.00 0.00 0 100 110 120 130 140 pH Alcalase Protamex Flavouzyme Hình 4. Ảnh hưởng của thời gian lên hoạt tính sinh học của dịch sau thủy phân Bảng 4. Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi protein của dịch sau thủy phân Thời gian (phút) 100 110 120 130 140 Alcalase (%) 61,50±0,05d 64,93±0,03c 69,43±0,03b 70,04 0,03ab 70,86±0,04a Protamex (%) 60,89±0,04d 63,45±0,03c 65,75±0,03b 66,97±0,04a 68,20±0,03a Flavourzyme(%) 61,40±0,04d 63,70±0,03c 67,69±0,03b 68,51±0,03ab 69,02±0,02a (a,b,c Các giá trị có ký tự ở trên khác nhau nằm trong cùng một hàng thì khác nhau có ý nghĩa (p
  8. Nguyễn Ngọc Tuyền, Trẫn Nữ Duyên Mai, Văn Thụy Kiều Khanh, Đào Thị Tuyết Mai, Trần Chí Hải hiệu suất thu hồi protein cũng lớn nhất. Trong nghiên cứu, nhiệt độ tối ưu của Alcalase, Protamex, Flavourzyme lần lượt và 50oC, 60oC, 50oC và pH tối ưu của Alcalase, Protamex, Flavourzyme lần lượt là 8, 7, 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Kapoor R., Mehta U., - Effect of supplementation of blue green algae on outcome of pregnancy of rats. Plants Food Hum Nutr 43 (1993) 131-148. 2. Venkataraman L.V., - Spirulina: global reach of a health care product. Souvenir, 4th International Food Convention, 24 (1998) 173-175. 3. Charles T.J.,- Antioxidant properties of spices, herbs and other sources: Springer Science & Business Media, 37 (2012) 234-237. 4. Bordbar s., et al, - The Improvement of The Endogenous Antioxidant Property of Stone Fish (Actinopygalecanora) Tissue Using Enzymatic Proteolysis, BioMed Research International (2013). 5. Wu H.C., Chen H.M., Shiau C.Y.,-Free amino acids and peptides as related to antioxidant properties in protein hydrolysates, Food Reseach International, 36 (2003) 949-957. 6. Bạch Ngọc Minh - Sử dụng sóng siêu âm để cải thiện hiệu suất trích ly protein từ sinh khối rong biển, luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Bách Khoa (Đại học Quốc gia TP.HCM) (2013). 7. Oliveira E.G., Rosa G.S., Moraes M.A., Pinto L.A.A. - Phycocyanin content of spirulina platensis dried in spouted bed and thin layer.Journal of Food Processing Engineering 31(2008) 34-50. 8 TCVN9937-2013:– Xác định hàm lượng nitơ bằng phương pháp Kjeldahl – Phương pháp quang phổ. 9. Tanuja S.,et al - Functional andantioxidative properties of fish proteinhydrolysate (FPH) produced from theframe meat of striped catfishPangasianodon. Indian J. Fish., 61(2) (2014) 82- 89. 10. Rossawan Intarasirisawat, Soottawat Benjakul, Wonnop Visessanguan, Jianping Wu. - Antioxidative and functional properties of protein hydrolysate from defatted skipjack (Katsuwonouspelamis) roe.Food Chemistry., 135 (4) (2012) 3039-3048. 11. Benjakul S., Morrissey M. T. - Protein hydrolysates from Pacifi c whiting solid waste. Food Chemistry. 45 (1997) 3423-3430. 12. Guérard F., Guimas L., Binet A. - Production of tuna waste hydrolysates by a commercial neutral protease preparation. J Mol Catal B-Enzyme, 19-20 (2002) 489-498. 13. Liaset B., Nortvedt R., Lied E., Espe M., - Studies on the nitrogen recovery in enzymatic hydrolysis of Atlantic salmon (Salmo salar, L.) frames by Protamex™ protease. Process Biochemistry, 37 (2002) 1263-1269. 14. Klompong V., Benjakul S., Kantachote D., Hayes K.D., Shahidi F., -Comparative study on antioxidative activity of yellow stripe trevally protein hydrolysate produced from Alcalase and Flavourzyme.International Journal of Food Science and Technology 43 (2008) 1019–1026. 46
  9. Ảnh hưởng của một số thông số công nghệ trong quá trình thủy phân protein để sản xuất protein hydrolysate từ tảo Spirulina 15. Gbogouri G.A., Linder M., Fanni J., Parmentier M.,- Influence of hydrolysis degree on the functional properties of salmon byproduct hydrolysates.Journal of Food Science., 69 (2001) 615–622. 16. Aspmo S. I., Horn S. J., Eijsink V. G. H., - Enzymatic hydrolysis of Atlantic cod (Gadus morhua L.) viscera. Process Biochemistry. 40 (2005) 1957-1966. ABSTRACT INFLUENCE OF SOME PARAMETERS TECHNOLOGY IN PROCESS HYDROLYZE PROTEIN FOR PRODUCTION OF HYDROLYSATE PROTEIN FROM SPIRULINA ALGAE Nguyen Ngoc Tuyen, Tran Nu Duyen Mai, Van Thuy Kieu Khanh, Dao Thi Tuyet Mai, Tran Chi Hai* Faculty of Food Technology, Ho Chi Minh City University of Food Industry *Email: haitc@cntp.edu.vn This study focused on the hydrolysis of spirulina by protease preparations such as Alcalase, Protamex and Favourzyme to obtain highly bioavailable hydrolysates. When investigating factors such as pH, temperature, enzyme/material ratio, hydrolysis of each enzyme to the antioxidant activity of the hydrolysis, samples were hydrolyzed by Alcalase enzyme for active extracts biologicality is highest with optimum hydrolysis condition at pH 8; temperature: 50oC; 1,0% concentration; time: 120 minutes. At that time, the antioxidant activity was 1658.258 mg C/L and the hydrolysis efficiency was 72.55% Key words: enzyme protease, hydrolysate protein, Spirulina. 47
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2