Tên đề tài: “Sử dụng thịt đầu tôm thẻ chân trắng (Litopenaeus vannamei) để chế biến chế phẩm giàu protein ”.

 Tác giả: Hà Thị Thụy Vy, Khóa: 2014

 Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm; Mã số: 62540101. Nhóm ngành: Công nghệ sản xuất và chế biến

 Người hướng dẫn chính: PGS.TS. Nguyễn Văn Mười, Trường Đại học Cần Thơ.

1. Tóm tắt nội dung luận án

Mục tiêu của nghiên cứu trong luận án là xác định chế độ thích hợp cho quá trình thủy phân protein từ thịt đầu tôm thẻ bằng enzyme protease nội bào và enzyme thương mại (enzyme alcalse/flavourzyme) để thu nhận dịch chế phẩm giàu protein. Trên cơ sở đó, protease nội bào được kết hợp với enzyme thương mại trong thủy phân thịt đầu tôm thẻ nhằm gia tăng hiệu suất quá trình thủy phân và nâng cao tính chất chức năng của dịch đạm thu nhận được. Sau khi xử lý, dịch thủy phân giàu protein từ thịt đầu tôm thẻ được thử nghiệm như nguồn nguyên liệu bổ sung nhằm cải thiện chất lượng cho một số thực phẩm chế biến tiêu biểu ở đồng bằng sông Cửu Long.

Kết quả nghiên cứu đã xác định tính chất enzyme thô thu nhận được bằng việc trích ly từ nguồn nguyên liệu thịt đầu tôm thẻ và sau khi tinh sạch sơ bộ. Enzyme protease kỹ thuật hoạt động tốt nhất ở nhiệt độ 60 °C và pH 7. Hoạt tính enzyme tăng nhanh khi nồng độ cơ chất thịt đầu tôm tăng từ 0 đến 0,6 g/mL với hằng số K_m của protease khảo sát là 0,0795 g/mL và giá trị V_max đạt 11,70 UI/phút. Hiệu quả thủy phân protein của thịt đầu tôm bằng protease nội bào bị ảnh hưởng của một số yếu tố cơ bản. Điều kiện tối ưu quá trình kích hoạt thủy phân protein đạt tốt nhất khi thịt đầu tôm thẻ được tiền xử lý nhiệt ở nhiệt độ 56,19 °C; pH 7,04 và thời gian 3,62 phút trước khi thủy phân. Bên cạnh đó, các thông số tốt nhất để thủy phân thịt đầu tôm thẻ bằng enzyme alcalase thương mại là nồng độ 20 UI/g là pH 7,67; nhiệt độ 57,99 °C; thời gian thủy phân 4 giờ. Tương tự enzyme alcalase, điều kiện thích hợp để enzyme flavourzyme hoạt động là ở pH 6,97; nhiệt độ 51,04 °C; nồng độ enzyme là 30 UI/g và thủy phân trong thời gian 3 giờ. Việc kết hợp enzyme protease thương mại và enzyme nội bào nhằm mục đích vừa đạt hiệu suất thủy phân cao vừa có hoạt tính chống oxy hóa tốt nhất khi bổ sung enzyme flavourzyme sau 32,24 phút sử dụng enzyme alcalase ở điều kiện pH 7,01; nhiệt độ 54,94 °C và thời gian 2,96 giờ. Nồng độ enzyme alcalase và enzyme flavouryme bổ sung lần lượt là 19,43 UI/g và 32,09 UI/g giúp hiệu quả thủy phân protein từ thịt đầu tôm thẻ đạt 90,19% và hoạt tính chống oxy hóa là 86,16%. Kết quả nghiên cứu đã xây dựng quy trình chế biến chế phẩm giàu protein thủy phân thông qua việc cô đặc dịch thủy phân với các thông số tối ưu của quá trình cô đặc chân không ở nhiệt độ 45,85 °C và thời gian tương ứng là 41,85 phút. Chế phẩm giàu protein (sau quá trình cô đặc) được ứng dụng trong việc nâng cao chất lượng của nước mắm và cải thiện khả năng bảo quản cho khô cá lóc một nắng do hạn chế được quá trình oxy hóa sản phẩm trong thời gian bảo quản lạnh.

2. Những kết quả mới của luận án

Xác định một số tính chất cơ bản của enzyme protease thô thu nhận được bằng việc trích ly từ nguồn nguyên liệu thịt đầu tôm thẻ và sau khi tinh sạch sơ bộ. Kết quả nghiên cứu làm phong phú thêm những hiểu biết về đặc điểm cũng như các thông số hoạt động của enzyme nội bào hiện diện trong thịt đầu của tôm thẻ chân trắng. Qua đó, tận dụng có hiệu quả nguồn enzyme nội bào an toàn có sẵn trong thịt đầu tôm thẻ để thu nhận dịch thủy phân giàu chất dinh dưỡng và có hoạt tính chống oxy hóa cao.

Luận án đã đưa ra phương pháp kết hợp nhằm tận dụng các ưu điểm của enzyme thương mại dựa trên các thông số hoạt động tối ưu của enzyme alcalase và enzyme flavourzyme trên cơ chất thịt đầu tôm thẻ. Kết hợp hiệu quả enzyme nội bào và enzyme thương mại trong thủy phân protein của thịt đầu tôm. Nghiên cứu xây dựng được quy trình cho hoạt động thủy phân protein của tổ hợp enzyme sẽ mở ra một hướng đi mới trong việc cải tiến khả năng thu hồi và nâng cao chất lượng sản phẩm protein có hoạt tính sinh học, đồng thời giảm đáng kể chi phí nhằm dần dần cải thiện giá trị thương mại của phụ phẩm tôm.

Sử dụng chế phẩm cô đặc giàu protein và khả năng chống oxy hóa vào một số quy trình chế biến thực phẩm có hiệu quả. Qua đó, luận án đã góp phần định hướng cho việc ứng dụng nguồn phụ phẩm đầu tôm trong quá trình chế biến các sản phẩm tôm đông lạnh xuất khẩu, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường, nâng cao sức cạnh tranh cũng như giá trị mặt hàng tôm thẻ đông lạnh.

3. Khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu là giải pháp thiết thực từ thực tế sản xuất của ngành chế biến tôm đông lạnh, tạo sản phẩm có giá trị gia tăng từ nguồn phụ phẩm đầu tôm, góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp tôm của Việt Nam.

Thử nghiệm khả năng chống oxy hóa của chế phẩm giàu protein thu được trên nhiều dạng sản phẩm thực phẩm khác nhau nhằm xác định giá trị của một loại phụ phẩm thủy sản không chỉ bổ sung hàm lượng dinh dưỡng mà còn giúp duy trì chất lượng thực phẩm trong thời gian bảo quản.

Sản phẩm nghiên cứu rất có tiềm năng để đưa vào sản xuất lớn tại nhà máy. Tính toán hiệu quả kinh tế của quá trình sản xuất thử nghiệm ở quy mô lớn để có thể chuyển giao công nghệ cho các công ty chế biến thủy sản khi có nhu cầu.

1. Summary of the thesis

The main objective of this thesis is to determine the appropriate hydrolysis parameters for each protein hydrolysis from white leg shrimp head meat by using intracellular protease and commercial enzymes (alcalse/flavourzyme enzyme) for producing of protein-enriched products. In addition, high protein products obtained from the shrimp head meat was used to make as supplementary materials which can improve some functional properties in the food processing procedure. After processing, high protein-enriched products obtained from the shrimp head meat was used as supplementary materials for improving the quality of some typical processing foods in the Mekong Delta.

   The research’s content has determined basic properties of crude protease obtained by extraction from raw materials of shrimp head meat and after preliminary purification. Protease enzyme attained from the white leg shrimp head meat had a good activity at 60°C (pH 7.0). Enzyme activity was increased rapidly when the shrimp head meat amount rose from 0 to 0.6 g/mL with K_m constant of 0.0795 g/mL and V_max value was 11.70 UI/min. Optimal conditions for protease pretreatment before hydrolysis were 56.19°C, pH 7.04, and 3.62 minutes. Besides, the best parameters for shrimp head meat’s hydrolysis were 57.99°C, pH 7.67, 4 hours hydrolysis time by using 20 UI/g commercial alcalase enzyme. Similarly, flavourzyme enzyme had a good activity at 51.04 °C, pH 6.97, 3 hours hydrolysis time by using 30 UI/g flavourzyme enzyme. Combination of commercial protease and intracellular enzyme have been investigated and the following results have been obtained: 54.94°C, pH 7.01, 2.96 hours hydrolysis time by using alcalase enzyme (19.43 UI/g) and flavouryme enzyme (32.09 UI/g). The hydrolysis efficiency (%DH) and antioxidant activity have been improved to 90.19% and 86.16%, respectively. The results of this study have developed of hydrolyzed protein processing procedure with good conditions to condense the high protein product were 45.58°C and 41.85 min.. Application of enriched protein products (after the condensation process) into fish sauce quality improvement and the dried snakehead fish preservation capacity against moisture, to reduce in cold condition.

2. The new contributions of the thesis

Determination of basic properties of crude protease obtained by extraction from raw materials of shrimp head meat and after preliminary purification. The results of the study will offer an understanding insight about the characteristics as well as the parameters of activity of an intracellular enzyme present in the head meat of white leg shrimp. From that, intracellular protease in the shrimp head meat was efficiently activated to obtain the nutrient-enriched proteins and high antioxidant activity.

This thesis has proposed a combination method to take advantage of the commercial enzyme based on the optimal parameters for the activity of alcalase and flavourzyme in shrimp head meat. Optimizing hydrolysis parameters by combining intracellular and commercial enzymes in protein hydrolysis of shrimp head meat. Building the process for the hydrolysis of the enzyme complexes will offer a new direction for the improvement of recovery technology and enhance the quality of protein products having a high biological activity. In addition, manufacturing fees can be signigicantly reduced, which gradually improve the commercial value of shrimp processing’s by-products.

Condensed enriched protein products, which have high antioxidant capacity, have been used effectively in food processing. Thus, the thesis has contributed to the orientation for the application of by-product sources in the frozen shrimp processing in our country to minimize environmental pollution, improve competitiveness as well as the values of frozen shrimp products.

3. Application/applicability in practice, problems need to continue research

The obtained results from researches can contribute to practical solutions in current frozen shrimp processing such as creating value-added products from shrimp processing’s by-products, contributing to the sustainable development of Vietnam's shrimp industry.

Testing the enriched protein products, which have the high antioxidant capacity, have been effectively used in food products to determine the value of a by-product of seafood not only to enhance nutrients but also to maintain the quality during the food preservation process.

Researched products have the potential to be processed on a large scale in the factory. Calculating economic efficiency in large-scale production in order to transfer the technology of production to Seafood company.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)