NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÁCH CHIẾT BETA GLUCAN TỪ TẾ BẢO §4CCHAROMYCES CEREVISIAE TRONG BÃ MEN BIA.

GVHD LÝ TH MINH HI N TR NG KHÓA LU N T T NGHI P IH CM THÀNH PH H CHÍ MINH KHOA CƠNG NGH SINH H C BÁO CÁO KHÓA LU N T T NGHI P TÀI NGHIÊN C U QUY TRÌNH TÁCH CHI T BETA GLUCAN T T BÀO SACCHAROMYCES CEREVISIAE TRONG BÃ MEN BIA Chuyên Ngành: Công Ngh Th c Ph m GVHD: Th.S Lý Th Minh Hi n SVTH: oƠn H nh Ki m BỊNH D SVTH ĐOÀN H NH KI M MSSV: 1053010349 NG, ngƠy 22 tháng n m 2014 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P L IC M N L i đ u tiên em xin trân tr ng g i lòng bi t n đ n Ban giám hi u tr ng i h c M TP H Chí Minh Ban ch nhi m, Th y Cô B môn Ngành Công Ngh Th c Ph m Th y Cô Khoa Công ngh sinh h c Cô ThS Lý Th Minh Hi n Gi ng viên đư t n tình h ng d n, ch b o, truy n đ t nh ng kinh nghi m quý báu t o u ki n t t nh t cho vi c th c hi n vƠ hoƠn thƠnh đ tài th c t p t t nghi p Em xin chân thành c m n: Ban giám đ c Công Ty Bia Hoàng Long Em r t bi t n gia đình đư h t lịng h tr v m i m t đ em hoàn thành đ tài Và t t c b n sinh viên khoa Công ngh sinh h c đư nhi t tình giúp đ h tr em su t trình th c hi n đ tài, nh t nh ng lúc khó kh n Em xin chân thành c m n! Bình D ng, ngƠy 22 tháng n m 2014 Sinh viên th c hi n oƠn H nh Ki m SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P M CL C TV N CH NG 1: T NG QUAN V NGUYÊN LI U 1.1 PH LI U C A QUÁ TRÌNH S N XU T BIA 1.1.1 Bã malt 1.1.2 M m malt 1.1.3 C n protein 1.1.4 Các ph li u h t 1.1.5 CO2 c a lên men bia 1.1.6 N m men bia 1.2 T NG QUAN V BETA GLUCAN 12 1.2.1 L ch s nghiên c u 12 1.2.2 C u trúc c a - Glucan 15 1.2.3 Ngu n nguyên li u ch a 1.2.4 Tính ch t c a 1.2.5 C ch tác đ ng c a ậ glucan 19 1.2.6 Tác d ng c a ậ glucan đ i v i sinh v t 21 1.2.7 ng d ng c a ậ glucan 25 1.2.8 CH ậ glucan 17 ậ glucan 19 Thu nh n tinh s ch 28 NG 2: V T LI U VÀ PH NG PHÁP NGHIểN C U 32 2.1 TH I GIAN VÀ A I M NGHIÊN C U 33 2.2 V T LI U VÀ THI T B NGHIÊN C U 33 2.1.1 V t li u nghiên c u 33 2.2.2 D ng c , thi t b , hóa ch t 33 2.3 PH 2.3.1 Thí nghi m 1: Kh o sát nh h NG PHÁP NGHIểN C U 33 ng c a ph ng pháp đ n trình tách chi t - glucan 33 2.3.2 Thí nghi m 2: Kh o sát nh h ng c a nhi t đ r a bã n m men đ n trình tách chi t - glucan 42 SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N 2.3.3 KHÓA LU N T T NGHI P Thí nghi m 3: Kh o sát nh h ng c a n ng đ enzyme protease đ n trình tách chi t - glucan 44 2.3.4 Thí nghi m 4: Kh o sát nh h ng c a th i gian x lỦ enzyme protease đ n trình tách chi t - glucan 45 2.3.5 Thí nghi m 5: Kh o sát nh h ng c a n ng đ NaOH đ n trình tách chi t - glucan 47 2.3.6 Thí nghi m 6: Kh o sát nh h ng c a nhi t đ th i gian x lý b ng NaOH đ n trình tách chi t - glucan 48 2.3.7 Thí nghi m 7: Kh o sát nh h ng c a t l acetone/c n bã men đ n trình tách chi t - glucan 49 CH 3.1 NG 3: K T QU VÀ TH O LU N 51 nh h ng c a ph ng pháp tách chi t đ n hi u su t vƠ đ tinh s ch - glucan 52 3.2 nh h ng c a nhi t đ r a bã n m men đ n trình tách chi t - glucan 53 3.3 nh h ng c a n ng đ Enzyme protease đ n trình tách chi t - glucan 55 3.4 nh h ng c a th i gian x lý enzyme protease đ n trình tách chi t - glucan 56 3.5 nh h ng c a n ng đ NaOH đ n trình tách chi t - glucan 57 3.6 nh h ng c a nhi t đ th i gian trình x lý NaOH đ n trình tách chi t - glucan 59 3.7 nh h ng c a t l acetone/c n bư men đ n trình tách chi t -glucan 61 CH NG K T LU N VÀ KI N NGH 63 4.1 K t Lu n 64 4.2 Ki n Ngh 64 TÀI LI U THAM KH O 65 PH L C SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P DANH M C B NG B ng 1.1: Thành ph n bã malt (%) .4 B ng 1.2: Thành ph n trung bình c a tro (%) B ng 1.3: Thành ph n hóa h c c a m m malt (%) B ng 1.4: Thành ph n hóa h c trung bình c a c n protein nh sau: (%) B ng 1.5: Thành ph n ch t men bia ép (%) B ng 1.6: B ng hƠm l B ng 1.7: HƠm l ng ch t khô c a n m men bia ng vitamin c a n m men bia s y khô 10 B ng 1.8: B ng thành ph n thành t bào n m men 17 B ng 2.1 B ng b trí thí nghi m 42 B ng 2.2: B ng b trí thí nghi m 43 B ng 2.3: B ng b trí thí nghi m 44 B ng 2.4: B ng b trí thí nghi m 46 B ng 2.5: B ng b trí thí nghi m 47 B ng 2.6: B ng b trí thí nghi m 48 B ng 2.7: B ng b trí thí nghi m 49 B ng 3.1 B ng l ng đ ng t ng hi u su t thu h i - glucan t bã men bia b ng ph ng pháp tách chi t khác .52 B ng 3.2: B ng hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i nhi t đ r a men khác 54 B ng 3.3: B ng hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i - glucan c a trình x lý enzyme protease n ng đ khác 55 B ng 3.4: B ng hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i - glucan th i gian x lý enzyme khác .56 SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P B ng 3.5: B ng hƠm l ng đ ng t ng hi u su t tách chi t beta glucan n ng đ NaOH khác 58 B ng 3.6: B ng hi u su t thu h i vƠ hƠm l ng đ ng t ng ch đ x lý NaOH khác .59 B ng 3.7: B ng hƠm l SVTH ĐOÀN H NH KI M ng đ ng t ng t l acetone/c n bã men khác 61 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P DANH M C HÌNH Hình 1.1 C u trúc hóa h c v a -glucan 15 Hình 1.2: C u trúc khơng gian c a phân t ậ Glucan 16 Hình 1.3: C u trúc thành t bào n m men .16 Hình 2.1: S đ ph ng pháp tách chi t - glucan b ng ph ng pháp hóa h c 34 Hình 2.2: S đ ph ng pháp tách chi t - glucan b ng ph ng pháp sinh h c t phân 37 Hình 2.3 S đ ph ng pháp tách chi t - glucan b ng ph ng pháp sinh h c s d ng enzyme protease 39 SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P TV N Ngày công ngh s n xu t th tr s nl ng bia đ c t o v i m t s l c ng t ng N u không đ ng tiêu th bia ngày phát tri n, ng l n, kéo theo l ng bã men bia th i c x lý t t s gây ô nhi m môi tr bã men bia ch a kho ng 60% l ng Tuy nhiên ng ch t r n thô mà ch y u thành t bào n m men Trong beta glucan chi m 50-60% tr ng l ng khô c a thành t bào n m men Beta glucan thu c nhóm polysaccharide, nhi u nghiên c u th gi i đư ch đ c nh ng ho t ch t có l i c a beta glucan nh kh n ng kích thích mi n d ch, tác đ ng tích c c đáng k đ n h th ng b o v c th , t ng c ng tính đ kháng c a c th đ n ph n l n lo i b nh xâm nh p t bên (Kogan,2000; Stone & Clarke, 1992) hay ng d ng công ngh th c ph m, d n c ph m, m ph m c ta hi n cơng trình nghiên c u v vi c tách chi t beta glucan t bã men bia m i m , trình tách chi t beta glucan s d ng ph pháp hóa lỦ nh ng nh ng ph ng pháp nhi u nh h ng ng đ n beta glucan (Aspinall, Krishnamurthy, Furda, & Khan, 1975; Whistler & BeMiller, 1958) Nh v y, n ng su t th ng th p, d n t i giá cao, ho c đ tinh t c a glucan b gi m, v i vi c nghiên c u s d ng enzyme vào trình tách chi t s mang l i hi u qu thu h i s n ph m cao, v i đ tinh t cao S n ph m ph trình tách chi t s đ c s d ng ph gia công nghi p ch bi n th c ph m Ngày nay, ph gia có ngu n g c hóa h c hay lý h c nh h ng không t t đ n s c kh e c a ng i tiêu dùng Vì th nhà s n xu t ln tìm ki m nh ng ph gia an tồn thay th có ngu n g c t đ ng v t, th c v t, đ c bi t vi sinh v t Vi c tìm th y beta glucan Saccharomyces cerevisiae đư giúp cho ngành s n xu t ph gia an tồn ngày phát tri n Vì beta glucan m t ch t có ho t tính sinh h c cao, an toàn v i ng i hàng ngƠn n m tr c nhi u ngu n th c ph m c a ng FDA khuyên dùng kh u ph n dinh d ng cho ng i đ c i l n tr em tu i V i nh ng u m c a beta glucan vi c tìm ngu n thu nh n đ s n xu t SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P nhi u beta glucan ng d ng vào công ngh th c ph m đư đ quan tâm Nh m t o s n ph m có giá tr dinh d giá thành h p lý cho ng c nhà s n xu t ng nh ng v n đ m b o i tiêu dùng Do chúng tơi th c hi n đ tài: “Nghiên c u quy trình tách chi t beta-glucan thành t bào n m men Saccharomyces cerevisiae bã men bia” nh m s d ng bã men bia th i m t cách có hi u qu gi i quy t đ n c nhi u v n đ nh gi m ô nhi m môi tr ng ch y u ô nhi m c th i, đem l i m t s hi u qu kinh t , t n d ng hi u qu s n ph m ph đ t o ngu n th c ph m có giá tr dinh d ng cao M c tiêu đ tài: Xây d ng đ c quy trình tách chi t thu nh n beta glucan t thành t bào Saccharomyces cerevisiae bã men bia N i dung chuyên đ : Tách beta glucan t t bào Saccharomyces Cerevisiae ng đ n quy trình tách chi t - glucan  Kh o sát ph ng pháp nh h  Kh o sát nh h ng c a trình r a bã men đ n trình tách chi t - glucan  Kh o sát nh h ng c a n ng đ enzyme protease đ n trình tách chi t - glucan  Kh o sát nh h ng c a th i gian x lý enzyme protease đ n trình tách chi t - glucan  Kh o sát nh h ng c a n ng đ NaOH đ n trình tách chi t - glucan  Kh o sát nh h ng c a nhi t đ th i gian x lý NaOH đ n trình tách chi t - glucan  Kh o sát nh h ng c a t l acetone/c n bư men đ n trình tách trình tách chi t - glucan SVTH ĐỒN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N CH KHÓA LU N T T NGHI P NG 1: T NG QUAN V NGUYÊN LI U SVTH ĐOÀN H NH KI M GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P  m1 : kh i l ng c c m u tr  m2 : kh i l ng c c m u sau s y (g) c s y (g)  ghi chú: m1 = m0 + 1-2g SVTH ĐOÀN H NH KI M 72 GVHD LÝ TH MINH HI N B NG S KHÓA LU N T T NGHI P LI U CHI TI T VÀ X LÝ TH NG KÊ C A CÁC THÍ NGHI M 5.1 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.1.1 B ng k t qu hi u su t thu h i - glucan t bã men bia thí nghi m STT Nghi m th c Hi u su t thu h i (%) LL1 LL2 LL3 A1 6,75 6,71 5,59 A2 8,12 10,31 7,94 A3 8,83 8,79 10,13 B ng ANOVA v hi u su t thu h i - glucan SVTH ĐOÀN H NH KI M 73 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P B ng 5.1.2 B ng k t qu hàm l ng đ bia ng t ng c a - glucan t bã men Hàm l ng đ ng t ng (%) Nghi m th c LL1 LL2 LL3 A1 47.2 52.6 45.5 A2 24.2 22.3 39.6 A3 85.5 78.4 69.9 B ng ANOVA v hƠm l SVTH ĐOÀN H NH KI M ng đ ng t ng c a - glucan 74 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P 5.2 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.2.1 K t qu thu nh n hi u su t thu h i - glucan t bã men bia qua trình r a bã b ng n STT Nghi m th c c nóng Hi u su t thu h i (%) LL1 LL2 LL3 B1 0.86 1.49 1.69 B2 1.04 1.19 1.17 B ng ANOVA v hi u suât thu h i - glucan SVTH ĐOÀN H NH KI M 75 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P B ng 5.2.2: K t qu thu nh n hƠm l ng đ ng t ng - glucan t bã men bia HƠm l STT Nghi m th c ng đ ng t ng (%) LL1 LL2 LL3 B1 70.67 62.15 71.97 B2 92.27 87.8 85.12 B ng ANOVA v hƠm l SVTH ĐOÀN H NH KI M ng đ ng t ng c a - glucan 76 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P 5.3 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.3.1: K t qu thu nh n hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i ậ glucan qua x lý enzyme protease t bã men bia đ Hi u su t ng t ng Nghi m th c LL1 LL2 LL3 LL1 LL2 LL3 C1(0.5%) 10.45 10.75 8.37 85.46 86.67 85.46 C2(0.7%) 10.58 10.54 10.29 92.67 94.54 90.6 C3(0.9%) 10.29 11.04 12.38 65.12 89.4 88.22 C4(0.11%) 11.0 13.20 12.21 75.97 88.76 87.23 C5(0.13%) 9.37 11.87 13.38 65.7 85.15 84.02 B ng ANOVA v hi u su t thu h i ậ glucan SVTH ĐOÀN H NH KI M 77 GVHD LÝ TH MINH HI N B ng ANOVA v hƠm l SVTH ĐOÀN H NH KI M KHÓA LU N T T NGHI P ng đ ng t ng 78 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P 5.4 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.4.2: K t qu thu nh n hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i qua trình Nghi m Hi u su t thu h i(%) th c HƠm l ng đ ng t ng (%) LL1 LL2 LL3 LL1 LL2 LL3 14.45 17.29 15.36 89.13 91.3 87.23 D2 (12gi ) 14.04 12.3 13.08 86.04 88.76 87.23 D3 (24gi ) 12.96 11.5 11.87 75.97 89.4 88.22 D1 (6gi ) SVTH ĐOÀN H NH KI M 79 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P B ng ANOVA v hi u su t thu h i B ng ANOVA v hƠm l SVTH ĐOÀN H NH KI M ng đ ng t ng 80 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P 5.5 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.5.1: K t qu thu nh n hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i qua trình x lý b ng NaOH Nghi m th c Hi u su t thu h i(%) LL1 HƠm l ng đ ng t ng (%) LL2 LL3 LL1 LL2 LL3 E1(0.5M) 16.00 15.5 16.21 72.75 70.46 73.17 E2(1.0M) 16.45 17.29 15.36 87.13 88.30 86.23 E3(1.5M) 15.58 16.3 14.12 76.97 75.97 76.73 B ng ANOVA v hi u su t thu h i SVTH ĐOÀN H NH KI M 81 GVHD LÝ TH MINH HI N B ng ANOVA v hƠm l KHÓA LU N T T NGHI P ng đ ng t ng 5.6 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.6.1: K t qu thu nh n hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i qua trình x lý b ng NaOH Nghi m Hi u su t thu h i (%) HƠm l ng đ ng t ng (%) Th c LL1 LL2 LL3 LL1 LL2 LL3 G1H1 11.0 13.2 12.21 72.75 74.46 73.17 A1B2 11.37 11.87 13.38 77.72 75.33 75.69 A1B3 12.29 11.04 12.38 76.97 75.97 76.73 A2B1 14.48 17.22 15.36 89.13 90.03 86.23 A2B2 14.04 15.3 16.08 87.04 89.76 87.42 SVTH ĐOÀN H NH KI M 82 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P A2B3 15.96 14.5 14.87 87.13 88.3 86.23 A3B1 13.0 13.2 12.21 89.13 91.3 87.23 A3B2 12.37 14.87 15.38 86.04 88.76 87.23 A3B3 13.45 89.13 91.3 87.23 14.01 13.68 B ng ANOVA v hi u su t thu h i B ng ANOVA v hƠm l SVTH ĐOÀN H NH KI M ng đ ng t ng 83 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P 5.7 B ng k t qu th ng kê thí nghi m B ng 5.6.1: K t qu thu nh n hƠm l ng đ ng t ng hi u su t thu h i qua trình x lý b ng NaOH Nghi m th c Hi u su t thu h i (%) HƠm l LL1 Ll1 Ll2 Ll3 LL2 LL3 ng đ ng t ng (%) K1 9.93 9.31 11.92 73.81 71.19 71.97 K2 10.71 10.58 12.20 77.72 76.97 78.44 K3 15.38 14.87 12.37 82.51 86.23 87.04 K4 14.48 15.22 15.36 87.13 87.34 88.23 B ng ANOVA v hi u su t thu h i SVTH ĐOÀN H NH KI M 84 GVHD LÝ TH MINH HI N B ng ANOVA v hƠm l SVTH ĐỒN H NH KI M KHĨA LU N T T NGHI P ng đ ng t ng 85 GVHD LÝ TH MINH HI N KHÓA LU N T T NGHI P HÌNH NH NGHIÊN C U D ch sau trình x lý enzyme M uđ NaOH c ly tâm sau x lý v i n ng đ khác Quá trình th y phân - glucan SVTH ĐOÀN H NH KI M D ch chi t ly tâm sau trình x lý enzyme C nđ c thu sau trình ly tâm M u - glucan sau đ c tách chiêt 86