Chương 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH
3.1.1. Ảnh hưởng của pH dung môi chiết đến hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ
Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH dung môi chiết đến hiệu suất tách chiết và khả năng hòa tan protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ
Từ kết quả hình 3.1 cho thấy hiệu suất tách chiết protein phụ thuộc rất lớn vào dung môi chiết. Đường biểu diễn có khuynh hướng tăng theo pH, hiệu suất tách chiết cao nhất tại pH = 12 với giá trị là 57,07%, hiệu suất tách criết thấp nhất trong dãy pH khảo sát là pH = 8 chỉ đạt 6,52%. Tuy nhiên khi tới pH = 12,6 thì hiệu suất lại giảm xuống chỉ còn giá trị 53,29%.
8 9 10 11 12 13
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Hiệu suất (%)
pH
8 9 10 11 12 13
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
Nồng độ protein hòa tan (%)
pH
53
Nguyên nhân có sự thay đổi nhƣ vậy là do quá trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH phụ thuộc vào loài cá và phương pháp xử lí nguyên liệu khác nhau [16]. Bên cạnh đó, protein là chất lƣỡng tính và trong nguyên liệu có chứa nhiều loại protein, tùy loại protein có tính kiềm, tính axit khác nhau mà dung môi chiết có giá trị pH khác nhau. Ở pH thấp, protein tích điện dương vì nhóm amide thu nhận proton (nhận thêm H+ ). Ở giá trị pH cao, protein tích điện âm vì các nhóm carbonxyl trong phân tử protein bị mất đi proton (mất H+). Tại giá trị pI (Isoelectrics point – điểm đẳng điện), protein không tích điện. Điều này làm giảm tính tan của protein vì protein không còn khả năng tương tác với môi trường, khi đó các phân tử các phân tử protein sẽ tách ra khỏi môi thường. Điểm đẳng điện của các protein có tính axit nằm trong khoảng pH từ 3,0 – 3,2, protein trung tính nằm trong khoảng pH từ 5,6 – 7,0 và protein có tính axit từ 9,7 – 10,8 [8]. Theo nhận định này thì các loại protein có tính axit sẽ tan tốt trong môi trường kiềm còn các loại protein có tính kiềm sẽ có khả năng tan tốt trong môi trường axit. Từ kết quả trên có thể giải thích rằng, phần lớn protein trong cơ thịt sẫm cá ngừ có tính axit do đó có khả năng hòa tan tốt trong môi trường kiềm cho hiệu suất thu hồi cao. Bởi vì, ở pH khác nhau xảy ra sự ion hóa các ion của mạch bên của protein, các nhóm trái dấu sẽ đẩy nhau và hòa tan nên hiệu suất hòa tan và thu hồi sẽ cao. Nhƣng tại pH = 12,6 thì khả năng hòa tan không khác biệt nhiều so với pH = 12 tuy nhiên lúc này mạch protein sẽ bị ngắn hơn nên hiệu suất thu đƣợc bị giảm đi.
3.1.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Hiệu suất (%)
Thêi gian (giê)
1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
Nồng độ protein hòa tan (g/l)
Thêi gian (giê)
54
Hình 3.2. Ảnh hưởng của thời gian chiết đến hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ
Khi thời gian chiết tăng lên từ 1 – 3 giờ thì khả năng hòa tan và hiệu suất tách chiết cũng tăng cao lần lƣợt là 1 giờ (30,74%), 1,5 giờ (36%), 2 giờ (42,84%), 2,5 giờ (46,04%) và đạt cao nhất tại 3 giờ (57,38%), sau đó hiệu suất giảm tại 3,5 giờ (55,18%), tại 4 giờ (53,46%).
Nguyên nhân của sự thay đổi nhƣ vậy là do quá trình tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH bị ảnh hưởng bởi thời gian của dung môi chiết [35],[39].
Khi thời gian tăng lên lƣợng chất khuếch tán tăng, nhƣng chỉ tới một giới hạn nhất định. Khi đã đạt đƣợc mức độ tách chiết cao nhất nếu kéo dài thời gian không mang lại hiệu quả kinh tế [10].
Như vậy hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ bằng phương pháp đều chỉnh pH phụ thuộc vào thời gian hòa tan protein trong dung môi chiết. Đạt hiệu suất thu hồi cao nhất khi thời gian hòa tan là 3 giờ.
3.1.3. ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết đến hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ
Hình 3.3. ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết đến khả năng hòa tan protein và hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ
Từ hình 3.3 cho thấy hiệu suất tách chiết protein bằng phương pháp điều chỉnh pH cũng phụ thuộc rất lớn và tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết. Tại tỷ lệ 1/3 (43,36%)
1/3 1/5 1/7 1/9
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
Hiệu suất (%)
Tỷ lệ
1/3 1/5 1/7 1/9
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140
Nồng độ protein hòa tan (g/l)
tỷ lệ
55
hiệu suất thấp nhất, hiệu suất tăng cao nhất khi tăng lên tỷ lệ 1/5 (57%), sau đó lại giảm dần ở tỷ lệ 1/7 (52,28%), 1/9 (50,06%).
Nguyên nhân có sự thay đổi này là do khi tỷ lệ nguyên liệu/dung môi càng nhỏ thì sự chênh lệch nồng độ protein trong nguyên liệu và trong dung môi càng cao. Điều này sẽ tạo lực khuếch tán mạnh cho quá trình khuếch tán của các phân tử protein trong nguyên liệu, với tỷ lệ nguyên liệu/dung môi ngày càng lớn thì dung dịch sẽ càng nhanh đạt đến điểm cân bằng vật chất giữa dung môi và chất tan, sẽ làm chậm lại quá trình hòa tan. Trong khi đó đối với một lƣợng nguyên liệu thể tích dung môi lớn thì sẽ cần phải có một lƣợng vật chất lớn mới đạt đƣợc tới điểm cân bằng [10].
Như vậy hiệu suất tách chiết protein từ cơ thịt sẫm cá ngừ bằng phương pháp điều chỉnh pH phụ thuộc vào tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết. Hiệu suất thu hồi đạt đƣợc cao nhất ở tỷ lệ nguyên liệu/dung môi chiết là 1/5.