Luận án tiến sĩ: Thu nhận protein từ sinh khối rong nước lợ Chaetomorpha sp trong công nghiệp thực phẩm

• Tác giả: Bạch Ngọc Minh
• Người hướng dẫn: TS. Hoàng Kim Anh
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Thu Nhận Protein Từ Rong Nước Lợ Chaetomorpha Sp Cho Ngành Thực Phẩm
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: Tổng quan về rong
• 1.1. Tổng quan về rong biển
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
• 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
• 2.1. Vật liệu nghiên cứu
• 2.2. Đối tượng nghiên cứu
• 2.3. Dụng cụ, thiết bị, hoá chất
• 2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm
• 2.5. Xác định các nhóm protein trong rong
• 2.6. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nguyên liệu đến hiệu suất trích ly protein
• 2.7. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình trích ly protein tan trong nước có sự hỗ trợ của enzyme cellulase
• 2.8. Tối ưu hóa quá trình trích ly protein tan trong kiềm có sự hỗ trợ của enzyme
• 2.9. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình trích ly nhóm protein tan trong kiềm bằng dung môi NaOH
• 2.10. Tối ưu hóa quá trình trích ly nhóm protein tan trong kiềm bằng dung môi NaOH
• 2.11. Nghiên cứu quá trình tinh sạch protein
• 2.12. Khảo sát quá trình kết tủa đẳng điện
• 2.13. Khảo sát quá trình kết tủa protein bằng ethanol
• 2.14. Khảo sát quá trình kết tủa protein bằng muối (NH4)2SO4
• 2.15. Nâng cao hàm lượng protein bằng phương pháp thẩm tích
• 2.16. Nghiên cứu các đặc điểm hình thái và cấu trúc của chế phẩm protein từ rong
• 2.17. Xác định tính chất sinh học của các chế phẩm protein concentrate
• 2.18. Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn
• 2.19. Thử nghiệm khả năng kháng oxy hoá
• 2.20. Xác định tính chất chức năng của protein
• 2.21. Đánh giá giá trị dinh dưỡng trong điều kiện in vitro
• 2.22. Khả năng tiêu hóa – in vitro protein digestibility (IVPD)
• 2.23. Chỉ số AAS – Amino acid score
• 2.24. Chỉ số PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Scoring)
• 2.25. Đánh giá giá trị dinh dưỡng trong điều kiện in vivo
• 2.26. Phương pháp phân tích
• 2.27. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Thành phần protein trong rong
• 3.2. Xác định thành phần sinh hóa của rong
• 3.3. Xác định các nhóm protein trong rong
• 3.4. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý nguyên liệu đến hiệu suất trích ly protein
• 3.5. Quá trình trích ly nhóm protein tan trong nước với sự hỗ trợ của cellulase
• 3.6. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình trích ly protein với sự hỗ trợ của cellulase
• 3.7. Tối ưu hóa quá trình trích ly nhóm protein tan trong nước
• 3.8. Khảo sát quá trình trích ly nhóm protein tan trong kiềm bằng dung môi NaOH
• 3.9. Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ đến quá trình trích ly protein bằng NaOH
• 3.10. Tối ưu hoá quá trình trích ly nhóm protein tan trong kiềm
• 3.11. Đánh giá hiệu quả trích ly protein bằng các phương pháp
• 3.12. Nghiên cứu quá trình tinh sạch protein
• 3.13. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình kết tủa đẳng điện
• 3.14. Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình kết tủa protein bằng ethanol
• 3.15. Khảo sát quá trình kết tủa protein bằng (NH4)2SO4
• 3.16. So sánh hiệu quả của các phương pháp kết tủa protein
• 3.17. Xác định tính chất của chế phẩm protein concentrate
• 3.18. Thành phần protein của chế phẩm protein concentrate
• 3.19. Thành phần acid amin trong các chế phẩm protein
• 3.20. Hình thái và cấu trúc của chế phẩm protein concentrate
• 3.21. Xác định tính chất sinh học của chế phẩm protein concentrate
• 3.22. Thử nghiệm hoạt tính kháng khuẩn
• 3.23. Thử nghiệm khả năng kháng oxy hóa của chế phẩm protein từ rong
• 3.24. Khả năng bắt gốc tự do DPPH
• 3.25. Khả năng trung hoà gốc tự do ABTS•+
• 3.26. Đánh giá khả năng kết hợp với ion Fe2+
• 3.27. Đánh giá hoạt tính ức chế peroxy hóa lipid tế bào (thử nghiệm MDA)
• 3.28. Xác định tính chất chức năng của protein
• 3.29. Khả năng hòa tan
• 3.30. Khả năng hấp thu nước
• 3.31. Khả năng tạo bọt và ổn định hệ bọt thực phẩm
• 3.32. Khả năng tạo gel
• 3.33. Khả năng tạo nhũ
• 3.34. Đánh giá giá trị dinh dưỡng trong điều kiện in vitro
• 3.35. Khả năng tiêu hóa – in vitro protein digestibility (IVPD)
• 3.36. Chỉ số AAS và PDCAAS
• 3.37. Đánh giá giá trị dinh dưỡng của chế phẩm APC-K trong điều kiện in vivo
• 3.38. Nhóm sử dụng thức ăn không chứa protein
• 3.39. Nhóm sử dụng thức ăn chứa protein
• 3.40. Hệ số tăng trọng (PER) và tỷ lệ hấp thu protein tịnh (NPR)
• 3.41. Giá trị sinh học (Biological value – BV)
• 3.42. Các chỉ số máu chuột thí nghiệm
• 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về rong

Rong nước lợ, đặc biệt là Chaetomorpha sp, đang trở thành một nguồn tài nguyên quý giá cho ngành thực phẩm. Các nghiên cứu cho thấy rằng rong biển không chỉ có giá trị dinh dưỡng cao mà còn chứa nhiều protein thực phẩm có thể được thu nhận và ứng dụng trong chế biến thực phẩm. Việc khai thác và sử dụng rong nước lợ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có. Chaetomorpha sp có khả năng sinh trưởng nhanh và dễ dàng thu hoạch, điều này làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho việc nghiên cứu và phát triển sản phẩm mới trong ngành thực phẩm.

1.1. Đặc điểm của rong nước lợ

Rong nước lợ như Chaetomorpha sp có cấu trúc sợi dài và dễ dàng thích nghi với môi trường sống. Chúng thường phát triển mạnh trong các ao nuôi tôm, nơi mà lượng rong thừa có thể gây ô nhiễm. Việc thu hoạch và chế biến rong nước lợ không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu phong phú cho ngành thực phẩm. Các thành phần dinh dưỡng trong rong, bao gồm protein, vitamin và khoáng chất, đã được chứng minh là có lợi cho sức khỏe con người. Nghiên cứu cho thấy rằng việc bổ sung rong vào chế độ ăn uống có thể cải thiện sức khỏe tiêu hóa và tăng cường hệ miễn dịch.

II. Quy trình thu nhận protein từ rong

Quy trình thu nhận protein từ Chaetomorpha sp bao gồm nhiều bước quan trọng. Đầu tiên, rong được thu hoạch và làm sạch để loại bỏ tạp chất. Sau đó, các phương pháp như kỹ thuật trích ly protein và kỹ thuật tinh sạch protein được áp dụng để thu nhận protein thực phẩm. Việc sử dụng enzyme cellulase trong quá trình trích ly giúp tăng cường hiệu suất thu nhận protein. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tối ưu hóa các yếu tố như pH, nhiệt độ và thời gian trích ly có thể nâng cao hiệu quả thu nhận protein từ rong nước lợ.

2.1. Kỹ thuật trích ly protein

Kỹ thuật trích ly protein từ Chaetomorpha sp thường sử dụng phương pháp thẩm tích và sắc ký. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng enzyme cellulase có thể cải thiện đáng kể hiệu suất trích ly protein. Enzyme này hoạt động hiệu quả trong môi trường pH trung tính hoặc kiềm nhẹ, giúp phá vỡ cấu trúc tế bào rong và giải phóng protein. Ngoài ra, việc áp dụng kỹ thuật siêu âm cũng đã được chứng minh là có thể tăng cường khả năng trích ly protein, tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao cho ngành thực phẩm.

III. Đánh giá giá trị dinh dưỡng của protein từ rong

Protein thu nhận từ Chaetomorpha sp có thành phần acid amin cân đối và hàm lượng cao các acid amin thiết yếu. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng protein thực phẩm từ rong nước lợ có khả năng tiêu hóa tốt và giá trị sinh học cao. Việc đánh giá giá trị dinh dưỡng của protein trong điều kiện in vitro và in vivo cho thấy rằng protein từ rong có thể được sử dụng như một nguồn dinh dưỡng bổ sung trong chế độ ăn uống. Điều này mở ra cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng từ rong nước lợ.

3.1. Khả năng tiêu hóa và hấp thu protein

Khả năng tiêu hóa protein từ Chaetomorpha sp đã được nghiên cứu kỹ lưỡng. Các chỉ số như AAS (Amino Acid Score) và PDCAAS (Protein Digestibility Corrected Amino Acid Scoring) cho thấy rằng protein từ rong có giá trị dinh dưỡng cao. Việc sử dụng rong trong chế độ ăn uống không chỉ cung cấp protein mà còn giúp cải thiện sức khỏe tổng thể. Nghiên cứu cho thấy rằng việc bổ sung protein từ rong vào khẩu phần ăn có thể giúp tăng cường sức khỏe tiêu hóa và hỗ trợ hệ miễn dịch.