THU NHẬN PROTEIN TỪ VI TẢO Chlorella vulgaris BẰNG CÔNG NGHỆ KẾT HỢP ENZYME THỦY PHÂN KẾT HỢP VÀ SIÊU ÂM

Abstract

This study investigates using ultrasound technology and commercial enzymes for protein extraction from Vietnam Chlorella vulgaris. The research aims to optimize the combined ultrasound and enzymatic conditions to improve the efficiency and quality of protein extraction. The study was conducted in three main stages: Ultrasound-assisted cell disruption followed by hydrolysis with viscozyme and finally, protein extraction with flavourzyme. The study demonstrates the effectiveness of ultrasound technology in breaking down algal cells and increasing protein extraction yield. The optimal conditions for this stage were identified as pH 8, 50°C temperature, 40 minutes ultrasound time and a 100 g/L ratio of algae to water. The enzyme viscozyme was selected as the appropriate cellulase to enhance the disruption of the cells after ultrasound treatment. The optimal conditions for viscozyme were identified as pH 6, 50°C temperature, 90 minutes enzyme treatment time and 0.75% enzyme concentration. After the cell disruption with viscozyme, flavourzyme was used to extract protein, with the optimal conditions being identified as pH 6.8, 50°C temperature, 2.5 hours treatment time, 380 rpm stirring speed and 2.8% (NH₄)₂SO₄ concentration. The use of inorganic salt (NH₄)₂SO₄ helps to increase the ionic strength, reduce the electrostatic repulsion between protein molecules and thus increase the solubility of protein, improving the extraction yield. The experimental results demonstrate remarkable consistency with the model predictions, highlighting the feasibility of the utilized parameters in the experimental conditions and their applicability in larger-scale settings. The research offers promising results for the production of high-quality protein products from Chlorella vulgaris.

Tóm tắt

Với nhiều ưu điểm như: Hiệu quả, thân thiện với môi trường, có khả năng ứng dụng ở quy mô công nghiệp, siêu âm và enzyme là những công nghệ tiềm năng, được chú ý nghiên cứu và ứng dụng trong sản xuất protein từ thực vật, bao gồm từ vi tảo. Mục tiêu của nghiên cứu này là nghiên cứu phối hợp công nghệ siêu âm và enzyme thương phẩm (viscozyme và flavourzyme) trích ly protein từ vi tảo Chlorella vulgaris, một trong những nguồn cung cấp protein và peptide chức năng dồi dào cho công nghiệp thực phẩm. Các công đoạn được nghiên cứu và tối ưu hóa gồm: Phá vỡ tế bào bằng siêu âm, hỗ trợ trích ly protein bằng viscozyme và trích ly protein bằng flavourzyme. Điều kiện siêu âm phá tế bào sau nghiên cứu tối ưu là pH 8, nhiệt độ 50°C, thời gian siêu âm 40 phút và tỷ lệ vi tảo/nước 100 g/L. Phương pháp bề mặt đáp ứng và mô hình I-optimal được áp dụng để tối ưu hóa điều kiện thủy phân, phá tế bào bằng viscozyme và trích ly protein bằng flavourzyme. Điều kiện tối ưu cho thủy phân phá tế bào và hỗ trợ trích ly protein bằng viscozyme là: pH 6, nhiệt độ 50°C, thời gian 90 phút và nồng độ enzyme 0,75%. Điều kiện tối ưu cho trích ly protein bằng flavourzyme là: pH 6,8, nhiệt độ 50°C, thời gian 2,5 giờ, tốc độ khuấy 380 vòng/phút và nồng độ (NH₄)₂SO₄ là 2,8%. Tỷ lệ tế bào bị phá vỡ sau quá trình xử lý bằng siêu âm và viscozyme đạt 73,45%. Hiệu suất trích ly protein từ Chlorella vulgaris Việt Nam sử dụng flavourzyme đạt 76%, với mức độ thủy phân DH là 37,53%. Kết quả của nghiên cứu khả thi, có khả năng ứng dụng ở quy mô công nghiệp và làm nguyên liệu sản xuất sản phẩm chức năng từ protein vi tảo Chlorella vulgaris.