Luận án tiến sĩ: Sản xuất bột đạm thủy phân từ sụn cá mập trắng Carcharhinus dussumieri

Chondroitin sulfate là một glycosaminoglycan quan trọng, có vai trò thiết yếu trong cấu trúc và chức năng của sụn khớp. Nó không chỉ giúp duy trì độ đàn hồi và tính linh hoạt của khớp mà còn bảo vệ sụn khỏi sự phá hủy do các enzyme như collagenase. Việc sử dụng chondroitin sulfate trong các sản phẩm thực phẩm chức năng ngày càng phổ biến, nhờ vào khả năng hỗ trợ điều trị các bệnh lý về xương khớp. Nghiên cứu này tập trung vào việc sản xuất bột đạm từ sụn cá mập trắng (Carcharhinus dussumieri) thông qua quá trình thủy phân bằng enzyme protease. Sản phẩm thu được không chỉ có giá trị dinh dưỡng cao mà còn chứa hàm lượng chondroitin sulfate đáng kể, mở ra cơ hội ứng dụng trong ngành thực phẩm chức năng.

Sụn cá mập là nguồn nguyên liệu quý giá, chứa hàm lượng protein thủy phân và chondroitin sulfate cao. Việc khai thác sụn cá mập không chỉ đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng mà còn góp phần bảo vệ môi trường biển. Tuy nhiên, việc khai thác cần được quản lý bền vững để tránh tình trạng cạn kiệt nguồn tài nguyên. Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng, việc sử dụng enzyme protease trong quá trình thủy phân sụn cá mập không chỉ giúp tối ưu hóa hiệu suất thu hồi chondroitin sulfate mà còn nâng cao giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Các thông số như tỷ lệ enzyme, pH, và nhiệt độ đều ảnh hưởng đến quá trình này, cần được điều chỉnh hợp lý để đạt được hiệu quả tối ưu.

Quá trình thủy phân sụn cá mập được thực hiện bằng cách sử dụng enzyme protease với các tỷ lệ khác nhau. Kết quả cho thấy, tỷ lệ enzyme alcalase/papain 60/40 với nồng độ 0,3% mang lại hiệu suất thu hồi chondroitin sulfate cao nhất. Thời gian thủy phân tối ưu là 20 giờ ở nhiệt độ 50°C và pH 6,8. Sản phẩm thu được không chỉ chứa hàm lượng chondroitin sulfate cao mà còn đảm bảo tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm. Điều này chứng tỏ rằng, việc ứng dụng công nghệ enzyme trong sản xuất bột đạm từ sụn cá mập là một hướng đi tiềm năng cho ngành công nghiệp thực phẩm.

Chất lượng dịch thủy phân từ sụn cá mập được đánh giá thông qua các chỉ tiêu hóa học và vi sinh. Kết quả cho thấy, dịch thủy phân đạt tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm với hàm lượng chondroitin sulfate cao. Phân tích cấu trúc cho thấy sản phẩm chứa cả hai đồng phân GlcA-GalNAc-4SO3- và GlcA-GalNAc-6SO3-, cho thấy tính đa dạng và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Việc xác định cấu trúc này không chỉ giúp khẳng định chất lượng sản phẩm mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới trong việc phát triển các sản phẩm chức năng từ sụn cá mập.

Quá trình sấy phun được thực hiện để tạo ra bột đạm từ dịch thủy phân sụn cá mập. Các thông số như tỷ lệ chất mang, nhiệt độ buồng sấy và tốc độ bơm nhập liệu được tối ưu hóa. Kết quả cho thấy, sử dụng 12% maltodextrin làm chất mang với nhiệt độ sấy 80°C cho hiệu suất thu hồi chondroitin sulfate lên đến 87,81%. Sản phẩm cuối cùng đạt tiêu chuẩn vi sinh và có hàm lượng dinh dưỡng cao, mở ra cơ hội ứng dụng trong ngành thực phẩm chức năng. Việc nghiên cứu và phát triển quy trình sản xuất này không chỉ mang lại giá trị kinh tế mà còn góp phần bảo vệ nguồn tài nguyên biển.