Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc Channa Striata và phát triển sản ...

• Người hướng dẫn: PGS. Trần Thanh Trúc
• Trường học: Trường Đại học Cần Thơ
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc Channa Striata và đánh giá khả năng phát triển sản phẩm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: GIẢI THÍCH
• 1.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.1.1. Mục tiêu chung
• 1.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 1.2. Nội dung nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 1.4. Ý nghĩa của luận án
• 1.5. Điểm mới của luận án
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 2.1. Giới thiệu về cá lóc và phụ phẩm cá
• 2.2. Thành phần dinh dưỡng của thịt và phụ phẩm cá lóc
• 2.3. Phụ phẩm cá trong quá trình chế biến
• 2.4. Nguyên lý các quá trình tiền xử lý phụ phẩm cá
• 2.4.1. Quá trình tiền xử lý loại lipid từ phụ phẩm cá
• 2.4.2. Quá trình xử lý loại các hợp chất phi collagen từ phụ phẩm cá
• 2.4.3. Quá trình xử lý loại khoáng từ phụ phẩm cá
• 2.5. Enzyme protease thương mại và ứng dụng thủy phân protein
• 2.6. Hiệu suất thủy phân và hiệu suất thu hồi protein
• 2.7. Đặc tính dinh dưỡng của bột đạm thủy phân từ phụ phẩm thủy sản
• 2.8. Ứng dụng bột đạm thủy phân trong sản xuất sản phẩm thực phẩm
• 2.9. Quá trình chiết tách collagen từ phụ phẩm cá
• 2.9.1. Sơ lược về collagen
• 2.9.2. Quá trình chiết tách collagen
• 2.9.3. Collagen thủy phân và ứng dụng trong sản xuất đồ uống giàu collagen
• 2.10. Nghiên cứu trong và ngoài nước
• 2.10.1. Nghiên cứu về thủy phân protein bằng protease
• 2.10.2. Nghiên cứu về chiết tách collagen
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Phương tiện nghiên cứu
• 3.1.1. Địa điểm và thời gian thí nghiệm
• 3.1.2. Dụng cụ, thiết bị
• 3.1.3. Enzyme và hóa chất
• 3.2. Nguyên liệu và chuẩn bị nguyên liệu
• 3.2.1. Chuẩn bị mẫu thí nghiệm
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Phương pháp phân tích và đo đạc các chỉ tiêu
• 3.3.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
• 3.4. Phương pháp bài trí thí nghiệm
• 3.4.1. Xác định thành phần hóa học của phụ phẩm cá lóc
• 3.4.2. Nội dung 1: Xác định điều kiện tiền xử lý và trữ đông phụ phẩm cá lóc
• 3.4.3. Nội dung 2: Xác định điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase và flavourzyme
• 3.4.4. Nội dung 3: Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc bằng acetic acid và pepsin
• 3.4.5. Nội dung 4: Khảo sát khả năng ứng dụng các chế phẩm protein từ phụ phẩm cá lóc trong sản xuất sản phẩm thực phẩm
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Thành phần khối lượng và hóa học của phụ phẩm cá lóc
• 4.2. Nghiên cứu điều kiện tiền xử lý và trữ đông phụ phẩm cá lóc
• 4.2.1. Ảnh hưởng của thời gian trữ đông đến chất lượng nguyên liệu và hiệu suất thu hồi protein từ đầu cá lóc bằng alcalase
• 4.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian ngâm đến khả năng khử protein phi collagen từ da cá lóc
• 4.2.3. Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nồng độ dung dịch EDTA-2Na đến khả năng khử khoáng trên vảy cá lóc
• 4.3. Xác định điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc thích hợp bằng alcalase và flavourzyme
• 4.3.1. Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng flavourzyme
• 4.3.2. Ảnh hưởng của điều kiện thủy phân protein từ đầu cá lóc bằng alcalase
• 4.3.3. Tái ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc khi kết hợp đồng thời alcalase và flavourzyme
• 4.3.4. Ảnh hưởng của thời điểm bổ sung flavourzyme trong quá trình thủy phân protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
• 4.3.5. Tái ưu hóa điều kiện thủy phân thu hồi protein từ đầu cá lóc theo trình tự bổ sung alcalase trước và flavourzyme sau
• 4.4. Nghiên cứu chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.1. Ảnh hưởng của nồng độ acetic acid đến khả năng chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm acetic acid đến khả năng chiết tách collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.3. Ảnh hưởng của nồng độ pepsin kết hợp với acetic acid đến hiệu suất thu hồi, màu sắc và phổ FTIR của collagen chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.4.4. Ảnh hưởng của thời gian ngâm pepsin đến hiệu suất thu hồi, màu sắc và phổ FTIR của collagen từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.5. Dự đoán thời hạn sử dụng bột đạm thủy phân và xác định tỷ lệ phối trộn bột đạm thủy phân trong sản xuất bột súp rau củ
• 4.6. Sản xuất nước ép giàu collagen bổ sung collagen thủy phân từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 4.6.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ collagen thủy phân và loại nước ép đến chất lượng sản phẩm nước ép giàu collagen
• 4.6.2. Đề xuất quy trình sản xuất nước ép dâu tằm giàu collagen bổ sung collagen thủy phân từ hỗn hợp da-vảy cá lóc
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC A: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
• PHỤ LỤC B: THỐNG KÊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu và mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu này tập trung vào việc thu nhận protein từ phụ phẩm cá lóc Channa striata, một nguồn nguyên liệu giàu dinh dưỡng và có giá trị kinh tế thấp. Mục tiêu chính là tối ưu hóa quy trình chiết tách protein và thủy phân để tạo ra các sản phẩm giàu protein như bột đạm thủy phân và collagen. Nghiên cứu cũng đánh giá khả năng ứng dụng các sản phẩm này trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là sản xuất thực phẩm chức năng và sản phẩm giàu collagen.

1.1. Mục tiêu cụ thể

Nghiên cứu nhằm xác định các thông số kỹ thuật tối ưu cho quá trình thu hồi protein từ đầu, da và vảy cá lóc. Đồng thời, đánh giá hiệu quả của các phương pháp thủy phân bằng enzyme như alcalase và flavourzyme. Nghiên cứu cũng hướng đến việc tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng như bột súp rau củ và nước ép giàu collagen, góp phần tận dụng tối đa nguồn phụ phẩm thủy sản.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp công nghệ enzyme và kỹ thuật chiết tách để thu hồi protein từ phụ phẩm cá lóc. Quá trình bao gồm tiền xử lý nguyên liệu, thủy phân bằng enzyme, và chiết tách collagen. Các chỉ tiêu như độ ẩm, pH, hàm lượng protein, và hiệu suất thủy phân được đo lường để đánh giá chất lượng sản phẩm.

2.1. Tiền xử lý nguyên liệu

Phụ phẩm cá lóc được xử lý bằng dung dịch NaOH để loại bỏ protein phi collagen và EDTA-2Na để khử khoáng. Quá trình này giúp tăng hiệu suất thu hồi collagen và protein từ da và vảy cá.

2.2. Thủy phân bằng enzyme

Quá trình thủy phân được thực hiện bằng alcalase và flavourzyme. Các điều kiện tối ưu như nồng độ enzyme, thời gian, và nhiệt độ được xác định để đạt hiệu suất thủy phân cao nhất.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã thu được các kết quả đáng kể. Đầu cá lóc bảo quản lạnh đông trong 2 tháng vẫn duy trì chất lượng tốt, với hiệu suất thủy phân và thu hồi protein cao. Collagen chiết tách từ hỗn hợp da-vảy cá lóc đạt hiệu suất 20.8% khi sử dụng pepsin. Các sản phẩm như bột đạm thủy phân và nước ép giàu collagen đạt giá trị dinh dưỡng và cảm quan cao.

3.1. Hiệu suất thủy phân

Hiệu suất thủy phân đạt 50.29% khi kết hợp alcalase và flavourzyme. Peptide có khối lượng phân tử nhỏ hơn 3 kDa chiếm 82.8%, giúp giảm vị đắng và tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.

3.2. Ứng dụng sản phẩm

Bột đạm thủy phân được sử dụng để sản xuất bột súp rau củ, đạt giá trị cảm quan 18.6 điểm. Nước ép dâu tằm giàu collagen bổ sung 2% collagen thủy phân đạt hàm lượng protein hòa tan cao (26.5 mg/mL).

IV. Kết luận và đề xuất

Nghiên cứu đã chứng minh tiềm năng lớn của việc tận dụng phụ phẩm cá lóc để sản xuất các sản phẩm giàu protein và collagen. Các phương pháp thủy phân và chiết tách được tối ưu hóa mang lại hiệu quả cao, góp phần giảm thiểu tác động môi trường và tạo ra các sản phẩm giá trị gia tăng. Nghiên cứu đề xuất tiếp tục phát triển các ứng dụng thực tế trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

4.1. Hướng phát triển

Nghiên cứu đề xuất mở rộng quy mô sản xuất và ứng dụng các sản phẩm từ phụ phẩm cá lóc trong các ngành công nghiệp khác như mỹ phẩm và dược phẩm. Đồng thời, cần nghiên cứu thêm về tính an toàn và hiệu quả của các sản phẩm này.