Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng enzyme Alcalase

Nghiên cứu này tập trung vào các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong haetomorpha sp. bằng enzyme Alcalase để tạo thành các peptide có hoạt tính sinh học. Các thông số như tỷ lệ enzyme và cơ chất, pH môi trường, nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân được khảo sát. Theo kết quả nghiên cứu, tỷ lệ enzyme:cơ chất là 1%, pH của dung dịch protein là 8, nhiệt độ thủy phân là 40oC, thời gian thủy phân là 2h sẽ cho kết quả thủy phân tốt nhất. Khi đó hoạt tính kháng oxi hóa của dịch thủy phân protein bằng enzyme Alcalase tăng 3,2 so với mẫu đối chứng. Mức độ thủy phân của dịch thủy phân protein bằng Alcalase tăng khi thời gian thủy phân tăng, hiệu suất thu hồi peptide/protein đạt 82%.

pdf9 trang | Chia sẻ: Tiểu Khải Minh | Ngày: 17/02/2024 | Lượt xem: 37 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng enzyme Alcalase, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Kỷ yếu hội thảo khoa học – Phân ban Công nghệ thực phẩm 10 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THỦY PHÂN PROTEIN TỪ RONG CHAETOMORPHA SP. BẰNG ENZYME ALCALASE Phạm Thị Mỹ Tiên1, Phan Thị Yến Nhi1, Nguyễn Bảo Toàn1, Nguyễn Thúy Hương1, Trần Chí Hải1,* 1Khoa Công nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP.Hồ Chí Minh *Email: haitc@cntp.edu.vn Ngày nhận bài: 15/06/2017; Chấp nhận đăng: 02/07/2017 TÓM TẮT Nghiên cứu này tập trung vào các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng enzyme Alcalase để tạo thành các peptide có hoạt tính sinh học. Các thông số như tỷ lệ enzyme và cơ chất, pH môi trường, nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân được khảo sát. Theo kết quả nghiên cứu, tỷ lệ enzyme:cơ chất là 1%, pH của dung dịch protein là 8, nhiệt độ thủy phân là 40oC, thời gian thủy phân là 2h sẽ cho kết quả thủy phân tốt nhất. Khi đó hoạt tính kháng oxi hóa của dịch thủy phân protein bằng enzyme Alcalase tăng 3,2 so với mẫu đối chứng. Mức độ thủy phân của dịch thủy phân protein bằng Alcalase tăng khi thời gian thủy phân tăng, hiệu suất thu hồi peptide/protein đạt 82%. Từ khóa: Chaetomorpha sp., enzyme Alcalase, peptide sinh học, thủy phân. 1. MỞ ĐẦU Hiện nay, rong tảo đã được nghiên cứu sử dụng trong thực phẩm, công nghiệp và dược phẩm ở nhiều nước trên thế giới. Rong biển rất giàu protein và khoáng chất, có thể tận dụng để sử dụng trong thực phẩm và thức ăn gia súc [1]. Gần đây, các nhà khoa học đang quan tâm nhóm rong sống trong vùng nước lợ. Kết quả phân tích sơ bộ thành phần hóa sinh cho thấy hàm lượng protein trong rong thay đổi từ 10 - 20% khối lượng khô, với nhiều loại amino acid thiết yếu cần thiết cho sự tăng trưởng và duy trì các chức năng sinh lý [2]. Đã có khá nhiều nghiên cứu chứng minh các lợi ích từ các peptide có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ thực vật như điều hòa miễn dịch, kháng khuẩn, chống đông máu, giảm cholesterol trong máu, chống tăng huyết áp và đặc biệt một số peptide được chứng minh có hoạt tínhchống oxy hóa [3,4]. Việc thủy phân protein bằng enzyme protease được xem là một phương pháp hiệu quả, đơn giản và có khả năng mở rộng với quy mô công nghiệp. Đồng thời phương pháp thủy phân bằng enzyme cũng đã được chứng minh là làm tăng hiệu suất thu hồi peptide và khả năng chống oxi hóa [5,6]. Một số peptide sinh học tồn tại tiềm ẩn trong dung dịch protein ban đầu cũng sẽ được hoạt hóa bởi enzyme thủy phân.Tuy nhiên, chưa có nghiên cứu nào về peptide sinh học từ rong Phạm Thị Mỹ Tiên, Phan Thị Yến Nhi, Nguyễn Bảo Toàn, Nguyễn Thúy Hương, Trần Chí Hải 11 Chaetomorpha sp.. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng enzyme Acalase và khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân như tỷ lệ enzyme:cơ chất, pH dung dịch protein thủy phân, nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân thông qua việc đánh giá hoạt tính sinh học của dung dịch thu được để tìm ra các điều kiện thích hợp nhất cho quá trình thủy phân đạt hiệu quả cao nhất về hiệu suất thu hồi peptide và khả năng kháng oxi hóa. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1.Vật liệu 2.1.1. Nguyên liệu Rong Chaetomorpha sp. được thu tại các ao nuôi tôm tại tỉnh Bạc Liêu, Cà Mau. Rong được vận chuyển trong thùng xốp đưa lên phòng thí nghiệm trong ngày. Tại phòng thí nghiệm, rong được rửa để loại bỏ các tạp chất, sau đó được sấy khô và xay mịn bằng máy. Sau đó, nguyên liệu được xử lý với enzyme cellulase (nồng độ cơ chất 10%, nồng độ enzyme 117 UI/g cơ chất, pH 7-8, nhiệt độ 52-53oC trong thời gian 73 phút) và sau đó trích ly bằng dung môi NaOH 0,75%, tỉ lệ nguyên liệu:dung môi là 1:20, nhiệt độ 500C trong 79 phút. Sau khi trích ly, hỗn hợp được ly tâm 10.000 vòng/10 phút để thu dịch nổi. Protein sau đó được kết tủa bằng (NH4)2SO4 tại các điều kiện: nồng độ bão hòa của dung dịch muối sử dụng: 90%; tỷ lệ nguyên liệu/dung môi kết tủa 5:1; thời gian tủa 2 giờ. Phần tủa protein được tách ra bằng cách ly tâm 10.000 vòng/phút trong 15 phút. Kết tủa thu được sẽ được đem đi thẩm tích bằng màng cellophane có kích thước lỗ màng là 14.000A0 để loại hết (NH4)2SO4, sau đó sấy đông khô để thu sản phẩm dạng bột và đem đi lưu trữ để sử dụng cho các thí nghiệm. 2.1.2. Hóa chất Enzyme Alcalase 2,4L của hãng Novozyme – Đan Mạch, enzyme này được mua tại Công ty Brenntag Việt Nam. Alcalase hoạt động giữa pH 6,5 và 8,5, trong khoảng nhiệt độ từ 45 đến 65°C. Hóa chất kiểm tra bao gồm: DPPH (1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl), vitamin C (hóa chất của Đức). Các hóa chất phân tích khác đạt yêu cầu kỹ thuật của phòng thí nghiệm được mua tại công ty hóa chất Đoàn Lê. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Chế phẩm protein thu được sẽ được tái hòa tan với nước thành dung dịch có nồng độ protein là 5%. Sau đó, tiến hành thủy phân dịch trong bể điều nhiệt với việc thay đổi các yếu tố: pH môi trường thay đổi từ 3 đến 10 (sử dụng NaOH 0,1N để điều chỉnh),nhiệt độ thủy phân (từ 30 đến 70oC), thời gian thủy phân (0h, 1h, 2h, 3h, 4h, 5h) và tỉ lệ enzyme sử dụng (nồng độ [E/S] thay đổi từ 0%, 1%, 2%, 3%, 4%, 5%). Sau thời gian thủy phân, mẫu được bất hoạt enzyme ở 95ºC trong 5 phút, sau đó được đưa đi ly tâm với vận tốc 3500 vòng/phút trong 15 phút, phần dịch thu được tiến hành đo các chỉ tiêu. 2.3. Phương pháp phân tích và xử lý số liệu 2.3.1. Phương pháp phân tích Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng alcalase 12 2.3.1.1. Xác định mức độ thuỷ phân Mức độ thủy phân (DH) được xác định theo He và cộng sự được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm của các nhóm amin tự do cắt từ protein, được tính từ tỷ lệ α amin trên tổng số nitơ. Nito formaldehyde được xác định dựa trên phương pháp chuẩn độ formal. Protein thủy phân (5 mL) được trộn với 20 mL nước cất và chuẩn độ đến pH=8,2 với NaOH 0,5 M trước khi bổ sung thêm 10 mL dung dịch formalin (37%). Các mẫu này sau đó được tiếp tục chuẩn độ đến pH=9,2 với NaOH 0,05 M. Thể tích NaOH sử dụng để điều chỉnh pH 8,2 đến 9,2 được ghi lại [7]. DH (%) được tính toán bằng phương trình sau: 𝐷𝐻(%) = 𝑁𝑖𝑡𝑟𝑜𝑝ℎ𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙𝑑𝑒ℎ𝑦𝑑𝑒 𝑁𝑖𝑡𝑜 𝑡ổ𝑛𝑔 × 100 2.3.1.2. Xác định khả năng kháng oxi hoá Khả năng bắt gốc tự do của dịch protein thủy phân được xác định dựa theo phương pháp của Je và cộng sự. 100µL dung dịch DPPH 1,5x10-4M được trộn với 100µL dịch thủy phân, sau đó hỗn hợp được ủ trong tối, ở nhiệt độ phòng trong 30 phút, hỗn hợp được đo ở bước sóng 517 nm. Mẫu control làm tương tự nhưng thay dịch thủy phân bằng nước cất [8]. Khả năng bắt gốc tự docủa dịch thủy phân được tính theo công thức sau: % ứ𝑐 𝑐ℎế(%) = 𝐴𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 − 𝐴𝑠𝑎𝑚𝑝𝑙𝑒 𝐴𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙 × 100 2.3.1.3. Xác định hàm lượng phenolic tổng Hàm lượng phenolic trong dịch thủy phân được xác định theo phương pháp của Dewanto và cộng sự. 0,125 mL mẫu (nước cất làm mẫu trắng) được cho vào ống nghiệm và được pha loãng với 0,5 mL nước cất. Sau đó, bổ sung thêm 0,125 mL Folin và để trong 6 phút. Tiếp theo, bổ sung thêm 1,25 mL dung dịch Na2CO3 7%, lắc đều và thêm 1 mL nước cất để đạt thể tích tổng là 3 mL. Phản ứng được thực hiện trong 90 phút rồi tiến hành đo độ hấp thu ở bước sóng 760 nm trên máy quang phổ so màu UV-Vis [9]. 2.3.1.4. Hiệu suất thu hồi peptide/protein Hiệu suất thu nhận peptide/protein tính bằng tỷ lệ phần trăm giữa lượng peptide thu được trong dịch thủy phân so với lượng protein trong nguyên liệu ban đầu. 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu Các thí nghiệm được tiến hành lặp lại 3 lần. Kết quả được trình bày bằng giá trị trung bình ± SD. Sử dụng phần mềm Statgraphics để phân tích thống kê số liệu thí nghiệm và đánh giá sự khác biệt giữa các mẫu với p<0,05. Phạm Thị Mỹ Tiên, Phan Thị Yến Nhi, Nguyễn Bảo Toàn, Nguyễn Thúy Hương, Trần Chí Hải 13 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Ảnh hưởng của nồng độ chế phẩm enzyme Alcalase đến hoạt tính sinh học của dịch protein thuỷ phân thu nhận từ rong Chaetomorpha sp. Quá trình thủy phân protein bằng enzyme theo các nồng độ enzyme lần lượt là 0, 1, 2, 3, 4 và 5%. Hoạt tính sinh học của chế phẩm protein thủy phân và kết quả được trình bày như hình sau (hình 1). Hình 1. Khả năng kháng oxy hóa, hàm lượng Phenolic tổng (a); mức độ thủy phân của dịch thủy phân và hiệu suất thu hồi peptide/protein (b) khi thủy phân protein của rong Chaetomorpha sp. bằng Alcalase ở các nồng độ enzyme khác nhau. Chú thích: : Khả năng kháng oxi hóa (mg TE/g protein), : Hàm lượng Phenolic tổng (gGAE/g protein), : Mức độ thủy phân (%), : Hiệu suất thu hồi peptide/protein (%). Hình 1 cho thấy được mức độ thủy phân thay đổi khi thay đổi nồng độ chế phẩm emzyme. Khi nồng enzyme tăng thì mức độ thủy phân tăng từ 12,9 đến 33,09%. Hiệu suất thu hồi peptide/protein đạt (81-82%). Hiệu suất thu hồi peptide/protein cao nhất đạt được tại nồng độ enzyme 2% và khác biệt không có ý nghĩa khi nồng độ enzyme tiếp tục tăng. Nguyên nhân có thể do khả năng tiếp cận phần cơ chất không tan còn lại (những phân tử protein của rong có bề mặt kị nước lớn) của enzyme không được cải thiện khi tăng nồng độ enzyme, nên không làm tăng hiệu suất thu hồi peptide/protein. Kết quả cho thấy khi thủy phân protein bằng các enzyme với các nồng độ khác nhau thì khả năng kháng oxi hóa cũng thay đổi. Khi nồng độ enzyme tăng từ 0 đến 1% thì khả năng bắt gốc tự do của dịch thủy phân bằng chế phẩm tăng. Khả năng bắt gốc tự do của dịch thủy phân bằng Alcalase tăng 41% so với mẫu không xử lý enzyme. Sự thủy phân protein đã tạo ra các peptide có kích thước phân tử nhỏ có khả năng kháng oxi hóa, khi tăng nồng độ enzyme thì số lượng các peptide này tăng theo nhưng chỉ đến một giá trị nhất định. Nếu tiếp tục tăng nồng độ enzyme thì quá trình thủy phân diễn ra tốt hơn nhưng đồng thời cũng phân cắt các peptide có hoạt tính sinh học thành các peptide có kích thước nhỏ hơn và amino acid tự do, do đó làm giảm khả năng kháng oxi hóa của dịch thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. Kết quả này có cùng quy luật với một số nghiên cứu của một số tác giả khi thủy phân protein từ cá rô phi, cá ngừ [10]. Các tác giả này cho rằng khả năng kháng oxi hóa có liên quan đến kích thước phân tử của các peptide sinh ra do sự phân cắt của các enzyme protease. Kết quả còn cho thấy hàm lượng phenolic tổng trong dịch protein thủy phân ở các 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 H àm l ư ợ n g P h en o li c tổ n g ( g G A E /g p ro te in ) K h ả n ăn g k h án g o x i h ó a (m g T E /g p ro te in ) Nồng độ enzyme (%) a) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 5 H iệ u s u ất t h u h ồ i p ep ti d e/ p ro te in ( % ) M ứ c đ ộ t h ủ y p h ân ( % ) Nồng độ enzyme (%) b) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng alcalase 14 nồng độ enzyme khác nhau là khác nhau không có ý nghĩa (p>0,05). Điều này chứng tỏ rằng khả năng kháng oxy là do các enzyme protease đã thủy phân protein thành những đoạn peptide có hoạt tính sinh học chứ không phải bởi hoạt tính kháng oxy hóa của polyphenol. Nồng độ enzyme được chọn cho các thí nghiệm tiếp theo là Alcalase 1%. Khi đó hoạt tính kháng Oxy hóa của dịch thủy phân protein bằng enzyme Alcalase là 36,51 mg TE/g protein. Hàm lượng phenolic tổng không có sự thay đổi đáng kể. 3.2. Ảnh hưởng của pH môi trường thủy phân đến hoạt tính sinh học của dịch protein thuỷ phân thu nhận từ rong Chaetomorpha sp. pH của dung dịch protein từ rong Chaetomorpha sp. được thay đổi lần lượt là 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 và 10 khi thủy phân bằng chế phẩm protease là Alcalase. Kết quả được trình bày trong hình 2. Hình 2. Khả năng kháng oxy hóa, hàm lượng Phenolic tổng (a); mức độ thủy phân của dịch thủy phân và hiệu suất thu hồipeptide/protein (b) khi thủy phân protein của rong Chaetomorpha sp. bằng Alcalase tại các pH môi trường khác nhau. Chú thích: : Khả năng kháng oxi hóa (mg TE/g protein), : Hàm lượng phenolic tổng (gGAE/g protein), : Mức độ thủy phân (%), : Hiệu suất thu hồi peptide/protein (%). Kết quả cho thấy khi pH dung dịch protein thay đổi thì khả năng bắt gốc tự do của dung dịch thủy phân cũng thay đổi. Khả năng bắt gốc tự do của dung dịch protein thủy phân đạt giá trị cao nhất trong khoảng 36,51-37,87 mg TE/g protein với pH 7-8. Mức độ thủy phân của dung dịch protein khi thủy phân bằng Alcalase đạt giá trị cao nhất tại pH 7-8. Hàm lượng phenolic tổng của dịch thủy phân thay đổi không đáng kể khi pH của môi trường thay đổi. pH tối ưu theo khuyến cáo của nhà sản xuất đối với Alcalase là 8. Tuy nhiên, trong một số nghiên cứu của các tác giả khác khi sử dụng Alcalase để thủy phân protein có một sự khác biệt đáng kể. Cụ thể là trong nghiên cứu của Kim và cộng sự khi các tác giả thủy phân casein bằng Alcalase thì nhận thấy rằng hiệu suất thủy phân đạt giá trị cao nhất khi pH=7 [11]. Kết quả trong nghiên cứu này cũng cho thấy sự tương đồng với các nghiên cứu khác khi sử dụng Alcalase để thủy phân protein. Kết quả ở hình 2 cũng cho thấy có một sự khác biệt đáng kể về hiệu suất thu hồi khi thay đổi pH của dịch protein. Khi pH của dịch protein tăng từ 3 đến 10 thì hiệu suất thu hồi của dịch thủy phân tăng từ 64 đến 91%. Protein từ rong Chaetomorpha sp. tan tốt trong môi trường kiềm do đó khi pH dịch protein thay đổi từ pH acid sang pH kiềm thì protein tan tốt hơn và làm 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 3 4 5 6 7 8 9 10 H àm l ư ợ n g P h en o li c tổ n g ( g G A E /g p ro te in ) K h ả n ăn g k h án g o x i h ó a (m g T E /g p ro te in ) pH a) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 5 10 15 20 25 30 3 4 5 6 7 8 9 10 H iệ u s u ất t h u h ồ i p ep ti d e/ p ro te in ( % ) M ứ c đ ộ t h ủ y p h ân ( % ) pH b) Phạm Thị Mỹ Tiên, Phan Thị Yến Nhi, Nguyễn Bảo Toàn, Nguyễn Thúy Hương, Trần Chí Hải 15 tăng hiệu suất thu hồi. Với mục đích thu được các phân đoạn peptide có hoạt tính kháng oxy hóa cao với hiệu suất thu hồi cao, pH được chọn để tiến hành thủy phân protein là 8. 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hoạt tính sinh học của dịch protein thuỷ phân thu nhận từ rong Chaetomorpha sp. Nhiệt độ của dung dịch protein từ rong Chaetomorpha sp. được thay đổi lần lượt là 30/40/50/60/700C khi thủy phân bằng chế phẩm protease là Alcalase. Kết quả được trình bày trong hình 3. Hình 3. Khả năng kháng oxy hóa, hàm lượng phenolic tổng (a); mức độ thủy phân của dịch thủy phân và hiệu suất thu hồipeptide/protein (b) khi thủy phân protein của rong Chaetomorpha sp. bằng Alcalase tại các nhiệt độ thủy phân khác nhau. Chú thích: : Khả năng kháng oxi hóa (mg TE/g protein), : Hàm lượng Phenolic tổng (gGAE/g protein), : Mức độ thủy phân (%), : Hiệu suất thu hồi peptide/protein (%). Kết quả cho thấy khi nhiệt độ thủy phân thay đổi thì khả năng bắt gốc tự do của dung dịch thủy phân cũng thay đổi. Khả năng bắt gốc tự do của dung dịch protein thủy phân đạt giá trị cao nhất 38,65 mg TE/g protein ứng với nhiệt độ của dịch thủy phân là 400C. Mức độ thủy phân của dung dịch protein khi thủy phân bằng Alcalase đạt giá trị cao nhất tại nhiệt độ 400C. Kết quả ở hình 3 cũng cho thấy có một sự khác biệt đáng kể về hiệu suất thu hồi khi thay đổi nhiệt độ của dịch protein. Khi nhiệt độ của dịch protein tăng từ 300C đến 700C thì hiệu suất thu hồi của dịch thủy phân tăng từ 71 đến 77,67%. Với mục đích thu được các phân đoạn peptide có hoạt tính kháng oxy hóa cao với hiệu suất thu hồi cao, nhiệt độ được chọn để tiến hành thủy phân protein là 400C. 3.4. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hoạt tính sinh học của dịch protein thuỷ phân thu nhận từ rong Chaetomorpha sp. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hoạt tính sinh học của dịch protein thủy phân từ rong Chaetomorpha sp. được thể hiện trong hình 4. Quá trình thủy phân protein bởi chế phẩm enzyme Alcalase được tiến hành ở các mốc thời gian thay đổi lần lượt là 0, 1, 2, 3, 4 và 5h. 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 30 40 50 60 70 H àm l ư ợ n g P h en o li c tổ n g ( g G A E /g p ro te in ) K h ả n ăn g k h án g o x i h ó a (m g T E /g p ro te in ) Nhiệt độ thủy phân (0C) a) 60 65 70 75 80 85 90 0 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 H iệ u s u ất t h u h ồ i p ep ti d e/ p ro te in ( % ) M ứ c đ ộ t h ủ y p h ân ( % ) Nhiệt độ thủy phân (0C) b) Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng alcalase 16 Hình 4. Khả năng kháng oxi oxy hóa, hàm lượng Phenolic tổng (a); mức độ thủy phân của dịch thủy phân và hiệu suất thu hồi peptide/protein (b) khi thủy phân protein của rong Chaetomorpha sp. bằng Alcalase tại các mốc thời gian thủy phân khác nhau. Chú thích: : Khả năng kháng oxi hóa (mg TE/g protein), : Hàm lượng phenolic tổng (gGAE/g protein), : Mức độ thủy phân (%), : Hiệu suất thu hồi peptide/protein (%). Hình 4 cho thấy mức độ thủy phân tăng dần theo thời gian. Khi thời gian tăng từ 0 giờ đến 5 giờ thì mức độ thủy phân tăng 3,2 lần so với mẫu đối chứng tại thời điểm 0h. Hiệu suất thu hồi peptide/protein tăng từ 0 đến 82% trong 2h thủy phân. Kéo dài thời gian thủy phân không làm tăng thêm khả năng hòa tan của các cấu tử protein có tính kị nước cao và không làm tăng hiệu suất thu hồi. Alcalase là một protease không đặc hiệu thường được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm. Hình 4 còn thể hiện hoạt tính kháng oxi hóa của dịch thủy phân protein rong Chaetomorpha sp. bằng Alcalase. Khi sử dụng enzyme Alcalase để thủy phân dịch protein từ rong Chaetomorpha sp. thì hoạt tính kháng oxi hóa đạt giá trị cao nhất là 36,5 mg TE/g protein trong 2h thủy phân. Thời gian thủy phân dài thì mức độ thủy phân tốt dẫn đến hoạt tính sinh học của dịch thủy phân tăng, tuy nhiên khi mức độ thủy phân càng sâu sắc thì hoạt tính sinh học của dịch thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. càng giảm. Nguyên nhân có thể là do các đoạn peptide có hoạt tính sinh học bị các enzyme protease phân cắt một cách sâu sắc thành các đoạn peptide ngắn hơn và các amino acid không có hoạt tính sinh học. Như vậy thời gian thủy phân tối ưu để thu được các peptide có hoạt tính sinh học từ chế phẩm protein của rong Chaetomorpha sp. là 2 giờ. 4. KẾT LUẬN Dịch protein sau khi thủy phân bằng enzyme Alcalase thể hiện hoạt tính sinh học cao. Khi tiến hành thủy phân ở điều kiện nhiệt độ 400C, thời gian 2h, pH dịch thủy phân là 8 với nồng độ enzyme là 1% thì ta thu được dịch thủy phân có hoạt tính kháng oxi hóa là 36,5 mg TE/g protein, hiệu suất thu hồi protein đạt 82%. Khi thủy phân bằng Alcalase ta thu được các peptide có kích thước từ 2 – 20 acid amin và khối lượng phân tử nhỏ hơn 6000Da, đây là những peptide thể hiện hoạt tính sinh học cao đặc biệt là khả năng kháng oxi hóa. 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 1 2 3 4 H àm l ư ợ n g P h en o li c tổ n g ( g G A E /g p ro te in ) K h ả n ăn g k h án g o x i h ó a (m g T E /g p ro te in ) Thời gian thủy phân (h) a) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 1 2 3 4 5 H iệ u s u ất t h u h ồ i ep ti d e/ p ro te in ( % ) M ứ c đ ộ t h ủ y p h ân ( % ) Thời gian thủy phân (h) b) Phạm Thị Mỹ Tiên, Phan Thị Yến Nhi, Nguyễn Bảo Toàn, Nguyễn Thúy Hương, Trần Chí Hải 17 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Akiko Isa, Yasufumi Mishima, Osamu Takimura, Tomoaki Minowa - Preliminary Study on Ethanol Production by Using Marco Green Algae (2009). 2. Lê Như Hậu - NITRA, chủ nhiệm đề tài cấp Bộ - Nghiên cứu đánh giá tiềm năng rong biển Việt Nam sử dụng làm nguyên liệu sản xuất ethanol nhiên liệu (Biofuel). Triển khai từ 2009 - 2011, trong khuôn khổ Đề án phát triển nhiên liệu sinh học đến năm 2015, tầm nhìn đến năm 2025 (2011). 3. GauthierS. F., PouliotY. and Saint-SauveurD - Immunomodulatory peptides obtained by the enzymatic hydrolysis of whey proteins, International Dairy Journal 16 (2006) 1315-1323. 4. McCann K., Shiell B., Michalski W., Lee A., Wan J., Roginski H., et al - Isolation and characterisation of a novel antibacterial peptide from bovine α S1-casein,International Dairy Journal16 (2006) 316-323. 5. Heo SJ, Park EJ, Lee KW et al - Antioxidant activities of enzymatic extracts from brown seaweeds. Bioresour Technol 96 (2005) 1613–1623. 6. Athukorala Y, Kim KN, Jeon YJ - Antiproliferative and antioxidant properties of an enzymatic hydrolysate from brown alga Ecklonia cava. Food Chem Toxicol 44 (2006) 1065–1074. 7. HeS., WangF., NingZ., YangB., and WangY - Preparation of anchovy (Engraulis japonicus) protein hydrolysates with high free radical-scavenging activity using endogenous and commercial enzymes, Food Science and Technology International (2013). 8. JeJ.-Y., LeeK.-H., LeeM. H., and AhnC.-B - Antioxidant and antihypertensive protein hydrolysates produced from tuna liver by enzymatic hydrolysis,Food Research International 42 (2009) 1266-1272. 9. DewantoV., Wu X., AdomK. K., and LiuR. H - Thermal processing enhances the nutritional value of tomatoes by increasing total antioxidant activity, Journal of agricultural and food chemistry 50 (2002) 3010-3014. 10. Charoenphun N., Cheirsilp B., Sirinupong N., & Youravong W. Calcium-binding peptides derived from tilapia (Oreochromis niloticus) protein hydrolysate. European food research and technology 236 (1) (2013b) 57-63. 11. Je J.-Y., Qian Z.-J., Byun H.-G., and Kim S.-K - Purification and characterization of an antioxidant peptide obtained from tuna backbone protein by enzymatic hydrolysis, Process Biochemistry 42 (2007) 840-846. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein từ rong Chaetomorpha sp. bằng alcalase 18 ABSTRACT FACTORS AFFECTING THE PROTEIN HYGIENE FROM CHAETOMORPHA SP. BY ENZYME ALCALASE Pham Thi My Tien, Phan Thi Yen Nhi, Nguyen Bao Toan, Nguyen Thuy Huong, Tran Chi Hai* Faculty of Food Technology, Ho Chi Minh City University of Food Industry *Email: haitc@cntp.edu.vn This study focused on the factors that influence the hydrolysis of protein from Chaetomorpha sp. Alcalase enzyme to form bioactive peptides. Parameters such as enzyme and substrate ratio, pH of the medium, hydrolysis temperature, hydrolysis time were investigated. According to research results, the enzyme ratio was 1%, the pH of the protein solution was 8, the hydrolysis temperature was 400C, the hydrolysis time was 2 hours will give the best hydrolysis results. The antioxidant activity of the hydrolysis protein by Alcalase enzyme increased 3.2 compared with the control sample. The hydrolysis of hydrolysis of protein hydrolysates by Alcalase increased as the hydrolysis time increased, and the protein / peptide recovery efficiency was 82%. Key words: Biological peptide, Enzyme Alcalase, Hydrolysis.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdfcac_yeu_to_anh_huong_den_qua_trinh_thuy_phan_protein_tu_rong.pdf