Luận văn thạc sĩ về tác động sinh học của dịch thủy phân protein trong công nghệ thực phẩm

Khám phá luận văn thạc sĩ về công nghệ thực phẩm, tập trung vào hoạt tính sinh học của dịch thủy phân protein và ứng dụng trong ngành thực phẩm.

Trường đại học

Đại học Bách Khoa

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn thạc sĩ

2024

95
1
0

Phí lưu trữ

35 Point

Tóm tắt

I. Giới thiệu về hến

Hến là loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, sống ở nhiều vùng nước khác nhau như nước lợ và nước ngọt. Chúng có giá trị kinh tế thấp nhưng chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng như protein, lipid, và vi khoáng. Đặc biệt, thịt hến được sử dụng trong nhiều món ăn và có tiềm năng lớn trong sản xuất thực phẩm chức năng. Với sự gia tăng nhu cầu về sản phẩm dinh dưỡng từ tự nhiên, việc nghiên cứu dịch thủy phân protein từ hến trở nên cấp thiết. Nghiên cứu này nhằm khai thác nguồn nguyên liệu này để tạo ra các sản phẩm có hoạt tính sinh học, đặc biệt là hoạt tính ức chế lipase, góp phần nâng cao giá trị gia tăng cho hến. Theo các số liệu, hến có thể sản xuất hàng trăm kg mỗi ngày với giá trị thấp, cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển ngành công nghiệp thực phẩm từ nguồn nguyên liệu này.

II. Dịch thủy phân protein

Dịch thủy phân protein (DTP) là sản phẩm của quá trình thủy phân protein, tạo ra hỗn hợp oligopeptides, peptides và acid amin tự do. Quá trình này không chỉ giúp tăng cường khả năng hấp thu dinh dưỡng mà còn tạo ra các peptide có hoạt tính sinh học, như hoạt tính ức chế lipase. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng DTP từ hến có thể đạt được hoạt tính ức chế lipase cao, nhờ vào thành phần acid amin phong phú, trong đó chứa khoảng 44,86% acid amin thiết yếu. Việc nghiên cứu và phát triển DTP từ hến không chỉ mang lại lợi ích dinh dưỡng mà còn mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp thực phẩm, như là chất bổ sung dinh dưỡng và chất phụ gia thực phẩm. Điều này thể hiện rõ qua việc DTP có thể được sử dụng trong các sản phẩm thực phẩm chức năng, giúp cải thiện sức khỏe người tiêu dùng.

III. Hoạt tính ức chế lipase của dịch thủy phân protein

Hoạt tính ức chế lipase của DTP từ thịt hến đã được nghiên cứu và cho thấy kết quả tích cực. Nghiên cứu chỉ ra rằng hoạt tính ức chế lipase của DTP đạt đến 36,83 ± 1,17%, cao hơn so với Orlistat, một loại thuốc thường được sử dụng để điều trị béo phì. Điều này cho thấy tiềm năng của DTP như một thành phần tự nhiên có thể hỗ trợ trong việc kiểm soát cân nặng và cải thiện sức khỏe. Bên cạnh đó, độ bền hoạt tính ức chế lipase của DTP cũng được khảo sát dưới ảnh hưởng của pH và nhiệt độ, cho thấy rằng hoạt tính này vẫn ổn định trong khoảng pH từ 2 đến 4, điều này rất quan trọng cho việc ứng dụng trong thực phẩm. Kết quả này không chỉ mở ra cơ hội cho việc phát triển sản phẩm mới mà còn khẳng định giá trị của hến như một nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng và có lợi cho sức khỏe.

IV. Tính chất chức năng của dịch thủy phân protein

Dịch thủy phân protein từ hến không chỉ có hoạt tính ức chế lipase mà còn sở hữu nhiều tính chất chức năng khác như khả năng tạo bọt, tạo nhũ, và giữ nước. Các nghiên cứu cho thấy rằng khả năng tạo bọt của DTP đạt giá trị cao nhất khi pH ở mức 3, vượt trội hơn so với albumin. Độ bền bọt và khả năng tạo nhũ cũng được xác định là rất cao, cho thấy khả năng ứng dụng của DTP trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất các sản phẩm thực phẩm chức năng và chế biến thực phẩm. Điều này không chỉ giúp cải thiện hương vị mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Việc phát triển DTP từ hến với các tính chất chức năng này có thể tạo ra các sản phẩm mới, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường về thực phẩm dinh dưỡng và chức năng.

V. Ứng dụng của dịch thủy phân protein

Ứng dụng của DTP từ thịt hến trong ngành công nghiệp thực phẩm là rất đa dạng. DTP có thể được sử dụng như một chất bổ sung acid amin, chất điều vị, và chất ổn định trong các sản phẩm thực phẩm. Việc sử dụng DTP không chỉ giúp cải thiện hương vị mà còn tăng cường giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Hơn nữa, với hoạt tính sinh học cao, DTP có thể được phát triển thành các sản phẩm chức năng hỗ trợ sức khỏe, như sản phẩm giảm cân hoặc bổ sung dinh dưỡng cho người cao tuổi. Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng DTP từ hến có thể trở thành một nguồn nguyên liệu quý giá trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm mới, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng về sức khỏe và dinh dưỡng.

10/01/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Hến thuộc họ gồm các loài nhuyễn thể hai mảnh vỏ, thuộc bộ Veneroida, có vỏ cứng hình tròn, thường sống ở nhiều vùng nước khác nhau như các cửa sông nước lợ, nước ngọt, gần các vùng kênh, rạch và ven biển ở nước ta. Có 4 loài hến thường gặp, gồm Corbicula baudoni, C. Thống kê cho thấy, trong tháng 4 năm 2023, sản lượng thu hoạch hến ở hồ Ea Kao và sông Mã từ 50-100 kg/ngày/người với giá bán 10000-15000 đồng/kg [1]. Thịt hến chứa nhiều chất dinh dưỡng như protein, lipid, carbohydrate, vi khoáng [2].

Ngoài việc được dùng trong một số món ăn như hến xào, hến sấy và món cơm hến nổi tiếng ở Huế [3], hến còn được xem là nguồn thức ăn chính trong chăn nuôi tôm hùm ở Nha Trang. Đây là nguồn nguyên liệu quý để sử dụng và chế biến tạo sản phẩm có giá trị gia tăng, mang lại hiệu quả kinh tế nhưng chưa được khai thác hiệu quả [4]. Gần đây, nghiên cứu về dịch thủy phân protein (DTP)/peptide có hoạt tính sinh học như hoạt tính liên kết khoáng, hoạt tính kháng oxy hoá, hoạt tính ức chế enzyme chuyển đổi Angiotensin (Angiotensin-converting enzyme – ACE),… đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu trên thế giới và ở nước ta. Nghiên cứu từ Chen và cộng sự [5] đã tinh sạch một peptide từ DTP cơ cá ngừ chù có hoạt tính liên kết calcium cao (76,8 ± 4,5 mg/g) và trình tự của peptide được xác định là Glu-Pro-Ala-His.

Zhang và cộng sự [6] khảo sát hoạt tính kháng oxy hóa của DTP gelatin được trích ly từ da cá mè trắng Hoa Nam với ba loại chế phẩm enzyme khác nhau là Alcalase, Papain và Flavourzyme. Kết quả cho thấy DTP bằng chế phẩm enzyme Flavourzyme thể hiện khả năng trung hòa gốc tự do DPPH● cao nhất (gấp 1,2 lần DTP từ Alcalase; 1,6 lần DTP từ Papain) và khả năng khử cao nhất (gấp 1,2 lần DTP từ Alcalase; 2,3 lần DTP từ Papain), trong khi DTP bằng chế phẩm enzyme Alcalase thể hiện khả năng liên kết Fe2+ cao nhất. Mongkonkamthorn và cộng sự [7] đã sử dụng máu cá ngừ, là một loại phụ phẩm của quy trình sản xuất cá ngừ đóng hộp, để thu nhận peptide có hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế ACE bằng phương pháp thủy phân với các chế phẩm enzyme (Alcalase, Neutrase hoặc Flavourzyme). Kết quả cho thấy phân đoạn < 1 kDa 2 của DTP với enzyme Neutrase thể hiện hoạt tính kháng oxy hóa và ức chế ACE cao nhất.

Hoạt tính ức chế lipase của DTP thịt hến được khảo sát trong nghiên cứu này. Mục đích của nghiên cứu này là cung cấp dữ liệu sơ bộ về hoạt tính ức chế lipase của DTP từ hến và phân đoạn peptide. Nghiên cứu này có thể là nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn như thử nghiệm in vitro, in vivo, thử nghiệm an toàn, cơ chế hoạt động của các peptide trong cơ thể sống hoặc các thử nghiệm lâm sàng.1 Giới thiệu về hến 1.1 Phân bố Hến là loài động vật thân mềm hai mảnh, tương đối nhỏ sinh sống tại các vùng nước khác nhau, chủ yếu ở các vùng nước lợ (cửa sông) và nước ngọt (hồ, sông, suối), ngoài ra còn có ở vùng nước mặn (ven biển). Hến phân bố ở Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, tập trung nhiều ở Nam Trung Quốc, Thái Lan, Malaysia, Philippine, Ấn Độ, Việt Nam… [8, 9].

Phân loại khoa học của hến [10] Giới Animalia Ngành Mollusca Lớp Bivalvia Bộ Venerida Họ Cyrenidae Chi Corbicula Việt Nam có các loài chủ yếu là: Corbicula baudoni, Corbicula moreletiana, Corbicula bocuri, Corbicula cyreniformis, Corbicula fluminea… Chúng phân bố khắp cả nước, có nhiều ở miền Trung (Quảng Trị, Thừa Thiên Huế…) và Đông Nam Bộ (Đồng Nai, Bến Tre, Tiền Giang…).2 Đặc điểm hình thái Hến có hình bầu dục hay tam giác, có khi gần tròn, cân đối, phồng to và dày. Vỏ hình trứng và sâu nhất ở khớp nối hai mảnh vỏ, vùng đỉnh nhô cao, phần đầu và đuôi gần bằng nhau. Cạnh trước và sau đều tròn, cạch bụng cong nhiều hơn. Mặt ngoài của vỏ thường là màu xanh vàng tới nâu, trên vỏ có nhiều đường vân sinh trưởng thể hiện số tuổi của hến.

Mặt trong của vỏ được bao phủ bởi lớp xà cừ nhẵn bóng, ánh tím. Kích thước hến trưởng thành thường gặp từ 20,5 đến 28,5 mm [11]. Hình thái của hến Đây là loài động vật ăn lọc, chúng sống chủ yếu ở các vùng nước chảy. Thức ăn của hến là các vật lơ lửng như mùn bã hữu cơ và sinh vật phù du, các loài tảo có kích thước nhỏ.

Sự tăng trưởng của hến phụ thuộc vào nhiệt độ, môi trường sống, nguồn thức ăn, nguồn nước. Sự tăng trưởng của hến thể hiện chủ yếu trên các đường vân vỏ.3 Thành phần hóa học Theo bảng thành phần dinh dưỡng Việt Nam, trong nguyên liệu hến tươi có một số thành phần như sau: Bảng 1. Thành phần hóa học của thịt hến tươi [12] Thành phần Khối lượng (mg/100g ăn được) Protein 4500,0 Lipid 700,0 Carbohydrate 5100,0 Tro 900,0 Calcium 144,0 Sắt 1,6 Phosphorus 86,0 5 1.2 Dịch thủy phân protein 1.1 Giới thiệu DTP được định nghĩa là hỗn hợp của oligopeptides, peptides và acid amins tự do bằng cách thủy phân một phần hay toàn bộ nguồn protein trong điều kiện được kiểm soát, theo sau đó là quá trình xử lý sau thủy phân để phân lập các peptide có hoạt tính sinh học [13]. DTP được sản xuất cho nhiều mục đích sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, bao gồm chất thay thế sữa, chất bổ sung protein, chất ổn định trong đồ uống và chất điều vị trong các sản phẩm bánh kẹo [14].

Gần đây, lợi ích của việc thủy phân protein thực phẩm để tạo thành các peptide có hoạt tính sinh học và thành phần bổ sung dinh dưỡng đang nhận được nhiều sự quan tâm.2 Phương pháp thu nhận dịch thủy phân protein Nhìn chung, DTP có thể được thu nhận bằng cách sử dụng phương pháp thủy phân trong môi trường acid/kiềm, thủy phân bằng chế phẩm enzyme protease hoặc lên men bằng vi sinh vật [15]. Thủy phân hóa học có thể được thực hiện bằng cách cắt đứt liên kết peptide trong môi trường acid hoặc kiềm [16]. Ưu điểm của phương pháp này là chi phí thấp, nhanh và cho hiệu suất thu hồi protein cao [17]. Tuy nhiên, các sản phẩm không mong muốn có thể được hình thành do quá trình xử lý không đặc hiệu như chuyển hóa đồng phân L-acid amin thành D-acid amin và có thể hình thành chất độc như lysino-alanine [18]; một số acid amin có thể bị ảnh hưởng như Trp thường bị phá hủy hoàn toàn khi thủy phân bằng acid; Cys, Ser và Thr bị mất một phần và Asn và Gln được chuyển đổi thành dạng acid của chúng trong quá trình thủy phân bằng acid [19].

Từ đó làm giảm giá trị dinh dưỡng và hoạt tính sinh học của sản phẩm khi thủy phân bằng acid hoặc kiềm. Do sự thay đổi lớn trong quá trình thủy phân dẫn đến sự thay đổi cao về hoạt tính sinh học của các peptide thu được đã hạn chế đáng kể các ứng dụng có giá trị của các sản phẩm thủy phân protein theo phương pháp này [13]. Lên men bằng vi sinh vật cũng là một cách thu nhận các peptide có các hoạt tính sinh học nhất định [20]. Các vi khuẩn hoặc nấm men đang phát triển sẽ tiết ra 6 các enzyme phân giải protein vào nguyên liệu để giải phóng các peptide từ các protein mẹ [21].

Ưu điểm của quá trình lên men là quá trình thủy phân bằng enzyme được thực hiện bởi các protease của vi sinh vật, và do đó, các peptide có hoạt tính sinh học có thể được tinh chế mà không cần thủy phân thêm [22]. Tuy nhiên, nhược điểm của quá trình lên men là hiệu suất tạo thành peptide thấp [23]. Trên thực tế, trong quá trình lên men, một số peptide có hoạt tính sinh học và acid amin được giải phóng từ protein, thông qua tác động của các enzyme có nguồn gốc từ vi sinh vật phân giải protein, sẽ được chủng vi khuẩn sử dụng làm nguồn carbon hoặc nitrogen cho sự phát triển của chúng [13]. Quá trình thủy phân bằng chế phẩm enzyme chuyển đổi protein thành các peptide có kích thước khác nhau và các acid amin tự do [24].

Thủy phân in vitro cơ chất protein bằng cách sử dụng các chế phẩm enzyme phân giải protein thích hợp là quá trình được sử dụng rộng rãi để sản xuất DTP và peptide với các hoạt tính sinh học mong muốn [25]. So với phương pháp thủy phân hóa học, phương pháp thủy phân protein bằng chế phẩm enzyme là một cách tiếp cận phù hợp để sản xuất peptide có hoạt tính sinh học, do quy trình yêu cầu điều kiện nhẹ nhàng hơn (pH 6,0-8,0; nhiệt độ 40-60℃) và quá trình thủy phân được kiểm soát tốt hơn [13]. Hơn nữa, trái ngược với thủy phân hóa học, thành phần acid amin của DTP bằng chế phẩm enzyme gần như tương tự với thành phần của protein ban đầu. Ngoài ra, quá trình thủy phân bằng chế phẩm enzyme không có các dung môi hữu cơ hoặc hóa chất độc hại, do đó nó phù hợp cho các ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm [26].3 Hoạt tính ức chế lipase của dịch thuỷ phân protein 1.1 Giới thiệu hoạt tính ức chế lipase của dịch thuỷ phân protein Béo phì là một căn bệnh toàn cầu và là yếu tố nguy cơ chính gây ra các bệnh mạn tính và bệnh đi kèm [27].

Tổ chức Y tế Thế giới dự đoán rằng số người béo phì và thừa cân trên toàn cầu có thể lên tới khoảng 3,3 tỷ người vào năm 2030 [28]. Béo phì là kết quả của sự tích tụ quá nhiều chất béo trong cơ thể và chuyển hóa lipid bất thường. Các enzyme tham gia vào các quá trình này có thể được sử dụng làm mục tiêu được lựa chọn để phát triển các chất chống béo phì. Một số phương pháp đã được 7 đề xuất để điều trị bệnh béo phì, bao gồm ức chế quá trình đồng hóa chất béo trong chế độ ăn uống thông qua ức chế lipase đường tiêu hóa và tuyến tụy để giảm quá trình thủy phân chất béo trong chế độ ăn uống, giảm hấp thu monoglyceride và acid béo tự do.

Orlistat đã được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt để điều trị béo phì, vì Orlistat có thể ức chế hoạt động của lipase tuyến tụy và ức chế hấp thu khoảng 30% chất béo trong chế độ ăn uống [29]. Pancreatic lipase (Lipase tuyến tụy) (EC 3.3) là một enzyme chủ yếu để chuyển hóa lipid, tiêu hóa triglyceride trong chế độ ăn uống, ở người. Tính đến thời điểm hiện tại đã có những loại dược phẩm thương mại ức chế lipase tuyến tụy, ngăn chặn hoạt động của enzyme này làm giảm hấp thu chất béo, thúc đẩy quá trình giảm cân [30].

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Luận văn thạc sĩ "Luận văn thạc sĩ về tác động sinh học của dịch thủy phân protein trong công nghệ thực phẩm" của tác giả Trần Cao Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS. Võ Đình Lệ Tâm tại Đại học Bách Khoa, TP. Hồ Chí Minh, năm 2024, khám phá các khía cạnh quan trọng liên quan đến hoạt tính sinh học của dịch thủy phân protein và ứng dụng của nó trong công nghệ thực phẩm. Bài viết cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức mà dịch thủy phân protein có thể cải thiện chất lượng dinh dưỡng và tính an toàn của thực phẩm, đồng thời mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực này.

Để hiểu rõ hơn về các ứng dụng và nghiên cứu liên quan trong lĩnh vực thực phẩm và dinh dưỡng, bạn có thể tham khảo các tài liệu sau: Nghiên cứu quá trình thuỷ phân tinh bột khoai lang bằng enzyme và ứng dụng trong thực phẩm, một nghiên cứu liên quan đến thuỷ phân thực phẩm, và Nghiên cứu thu nhận hoạt chất từ vỏ quả măng cụt và ứng dụng trong ngành thực phẩm, tập trung vào việc chiết xuất và ứng dụng các hoạt chất tự nhiên trong thực phẩm. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức về các phương pháp và ứng dụng trong công nghệ thực phẩm.