Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii và ứng dụng trong chế biến surimi

• Tác giả: Ths. Bùi Huy Chích
• Người hướng dẫn: Ts. Vũ Ngọc Bội
• Trường học: Trường Đại học Nha Trang
• Chuyên ngành: Công nghệ chế biến thủy sản
• Đề tài: Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan từ rong sụn Kappaphycus alvarezii bằng enzyme và ứng dụng trong chế biến surimi
• Loại tài liệu: luận án
• Năm xuất bản: 2010
• Địa điểm: Nha Trang

• MỤC LỤC
• DANH MỤC KÝ HIỆU
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
• MỞ ĐẦU
• 1. GIỚI THIỆU VỀ RONG SỤN VÀ CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN
• 1.1. Giới thiệu về rong sụn
• 1.2. Giới thiệu về carrageenan
• 1.3. Tính chất lý hoá của carrageenan
• 1.4. Giới thiệu một số kỹ thuật sản xuất carrageenan
• 2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ OLIGOCARRAGEENAN
• 2.1. Tình hình nghiên cứu oligocarrageenan ở Việt Nam
• 2.2. Tình hình nghiên cứu oligocarrageenan ở nước ngoài
• 3. GIỚI THIỆU VỀ ENZYME POLYSACCHARASE
• 3.1. Enzyme viscozyme L và khả năng sử dụng trong sản xuất carrageenan từ rong sụn
• 3.2. Enzyme Termamyl 120L và khả năng sử dụng trong thủy phân carrageenan
• 4. MỘT SỐ KỸ THUẬT TINH SẠCH CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN
• 5. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC CỦA CARRAGEENAN
• 5.1. Phương pháp phân tích thành phần và cấu trúc của carrageenan
• 5.2. Nghiên cứu cấu trúc của carrageenan
• 6. GIỚI THIỆU VỀ NGHIÊN CỨU ĐỘC CHẤT
• 7. SURIMI VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CARRAGEENAN, OLIGOCARRAGEENAN TRONG SẢN XUẤT SURIMI
• 7.1. Giới thiệu về surimi
• 7.2. Nghiên cứu ứng dụng carrageenan và oligocarrageenan trong đồng tạo gel thực phẩm
• 8. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 8.1. NGUYÊN VẬT LIỆU
• 8.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 8.2.1. Phương pháp lấy mẫu và phân tích
• 8.2.2. Phương pháp tinh sạch, xác định cấu trúc và độc chất
• 8.2.3. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 9. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN
• 9.1. Thiết bị chủ yếu sử dụng trong luận án
• 10. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU
• 11. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 11.1. NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME VISCOZYME L TRONG SẢN XUẤT CARRAGEENAN TỪ RONG SỤN KAPPAPHYCUS ALVAREZII (DOTY) DOTY
• 11.1.1. Tối ưu hóa quá trình xử lý rong sụn bằng enzyme viscozyme L
• 11.1.2. Xác định chế độ chiết carrageenan
• 11.2. NGHIÊN CỨU TINH SẠCH CARRAGEENAN THU NHẬN TỪ RONG SỤN
• 11.2.1. Xác định nhiệt độ tinh sạch
• 11.2.2. Xác định nồng độ ethanol kết tủa protein trong tinh sạch carrageenan
• 11.2.3. Xác định chế độ kết tủa carrageenan trong dung dịch car sau kết tủa protein
• 11.2.4. Đề xuất quy trình tinh sạch carrageenan bằng ethanol
• 11.3. NGHIÊN CỨU THỦY PHÂN CARRAGEENAN THÀNH OLIGOCARRAGEENAN BẰNG PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG ENZYME POLYSACCHARASE
• 11.3.1. Nghiên cứu lựa chọn loại enzyme polysaccharase thích hợp cho thủy phân carrageenan thành oligocarrageenan
• 11.3.2. Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân carrageenan thành oligocar bằng enzyme Termamyl 120L
• 11.4. NGHIÊN CỨU TINH SẠCH VÀ XÁC ĐỊNH MỘT SỐ ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA OLIGOCARRAGEENAN
• 11.4.1. Xác định nhiệt độ tinh sạch
• 11.4.2. Xác định nồng độ ethanol kết tủa phân đoạn protein
• 11.4.3. Xác định chế độ kết tủa oligocarrageenan trong dung dịch oligocarrageenan sau kết tủa protein
• 11.4.4. Đề xuất quy trình tinh sạch oligocarrageenan bằng ethanol
• 11.4.5. Đánh giá độ sạch của oligocarrageenan tinh sạch
• 11.4.6. Xác định một số đặc tính cấu trúc của oligocarrageenan
• 11.5. NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ĐỘC CHẤT HỌC CỦA CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN
• 11.5.1. Đánh giá độc tính liều đơn
• 11.5.2. Đánh giá độc tính liều lặp lại
• 11.6. THỬ NGHIỆM SỬ DỤNG CARRAGEENAN VÀ OLIGOCARRAGEENAN TRONG SẢN XUẤT SURIMI TỪ CÁ ĐỔNG
• 11.6.1. Thử nghiệm sử dụng carrageenan trong sản xuất surimi từ cá đổng
• 11.6.2. Thử nghiệm sử dụng oligocarrageenan trong sản xuất surimi từ cá đổng
• KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về rong sụn và carrageenan

Rong sụn Kappaphycus Alvarezii là nguồn nguyên liệu quan trọng trong sản xuất carrageenan, một polysaccharide có nhiều ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm. Carrageenan được chiết xuất từ thành tế bào của rong sụn, có tính chất tạo gel và độ nhớt cao. Kappaphycus Alvarezii được nuôi trồng phổ biến tại các vùng biển Việt Nam như Khánh Hòa, Ninh Thuận. Carrageenan từ rong sụn được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất surimi. Quá trình sản xuất carrageenan từ rong sụn thường sử dụng phương pháp hóa học, nhưng phương pháp enzyme đang được nghiên cứu để tối ưu hóa hiệu suất và giảm tác động môi trường.

1.1. Tính chất lý hóa của carrageenan

Carrageenan có cấu trúc phân tử gồm các đơn vị galactose và 3,6-anhydrogalactose. Tính chất tạo gel và độ nhớt của carrageenan phụ thuộc vào loại liên kết hóa học và cấu trúc phân tử. Carrageenan được chia thành ba loại chính: kappa, iota và lambda, mỗi loại có ứng dụng khác nhau trong công nghiệp. Kappa-carrageenan tạo gel cứng, iota-carrageenan tạo gel mềm, và lambda-carrageenan không tạo gel nhưng có khả năng tạo độ nhớt cao.

1.2. Kỹ thuật sản xuất carrageenan

Các kỹ thuật sản xuất carrageenan từ rong sụn bao gồm phương pháp hóa học và phương pháp enzyme. Phương pháp hóa học sử dụng kiềm để chiết xuất carrageenan, nhưng có nhược điểm là gây ô nhiễm môi trường. Phương pháp enzyme sử dụng enzyme polysaccharase để thủy phân thành tế bào rong sụn, giúp tăng hiệu suất chiết xuất và giảm tác động môi trường.

II. Nghiên cứu sản xuất oligocarrageenan bằng enzyme

Oligocarrageenan là sản phẩm thủy phân của carrageenan, có khối lượng phân tử thấp và hoạt tính sinh học cao. Quá trình sản xuất oligocarrageenan từ carrageenan sử dụng enzyme polysaccharase như Termamyl 120L. Enzyme này thủy phân carrageenan thành các oligosaccharide có từ 2 đến 10 đơn vị monosaccharide. Oligocarrageenan có nhiều ứng dụng trong y học và thực phẩm, đặc biệt là trong chế biến surimi.

2.1. Quy trình thủy phân carrageenan bằng enzyme

Quy trình thủy phân carrageenan bằng enzyme Termamyl 120L bao gồm các bước: chuẩn bị dung dịch carrageenan, thêm enzyme, và ủ ở nhiệt độ và pH tối ưu. Nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân là 85°C, pH 6.5, và thời gian ủ là 16 giờ. Oligocarrageenan thu được có khối lượng phân tử thấp hơn carrageenan khoảng 132 lần.

2.2. Tinh sạch oligocarrageenan

Quy trình tinh sạch oligocarrageenan bao gồm kết tủa phân đoạn bằng ethanol 960. Protein và tạp chất được loại bỏ bằng cách kết tủa ở nồng độ ethanol 30%, sau đó oligocarrageenan được kết tủa ở nồng độ ethanol 80%. Sản phẩm cuối cùng được sấy khô bằng kỹ thuật sấy lạnh ở nhiệt độ 45°C.

III. Ứng dụng oligocarrageenan trong chế biến surimi

Oligocarrageenan được sử dụng như một chất phụ gia trong chế biến surimi, giúp cải thiện chất lượng và độ ổn định của sản phẩm. Surimi là một loại thực phẩm chế biến từ cá, có cấu trúc gel và độ đàn hồi cao. Oligocarrageenan giúp tăng cường độ gel và hạn chế biến đổi chất lượng của surimi trong quá trình bảo quản đông.

3.1. Thử nghiệm sử dụng oligocarrageenan trong surimi

Thử nghiệm sử dụng oligocarrageenan trong surimi từ cá đổng cho thấy, bổ sung 0.2% oligocarrageenan giúp tăng cường độ gel và cải thiện chất lượng cảm quan của sản phẩm. Oligocarrageenan cũng giúp hạn chế sự thoát nước và biến đổi protein trong quá trình bảo quản đông.

3.2. Đánh giá độc tính của oligocarrageenan

Nghiên cứu độc tính của oligocarrageenan trên chuột thí nghiệm cho thấy, sản phẩm này hoàn toàn không độc và an toàn cho sử dụng trong thực phẩm. Các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh vật của oligocarrageenan đều đạt tiêu chuẩn quy định của Bộ Y tế.