TRUÒNG DAI HOC PHÙ YÈN THÀNH PHÀN HÓA H Q C , GIÀ TRI D I N H D l / Ò N G VÀ TINH CHAT C H i r C NÀNG CÙA P R O T E I N CONCENTRATE T i r GAO TRANG VÀ G A O L Ù t D Ò Phan Quynh Tram* Tom tàt Mifc tiè[.]
TRUÒNG DAI HOC PHÙ YÈN T H À N H PHÀN H Ó A H Q C , G I À T R I D I N H D l / Ò N G VÀ T I N H C H A T C H i r C N À N G CÙA P R O T E I N C O N C E N T R A T E T i r GAO TRANG VÀ GAO L Ù t D Ò Phan Quynh Tram* Tom tàt Mifc tièu cùa nghién cùu xàc dinh thành phàn hóa hgc, già tri dinh duàng tinh chat chùc nàng eùa che phàm protein concentrate (PC) duac chiét tàch thu hói tù ggo trang ggo lùt dị Két qua nghién cùu cho thày thành phàn hóa hgc cùa PC tù ggo lùt dò (RPC) PC tir ggo trang (WPC) eò net dàc thù khàc Ben cgnh dò, WPC RPC chùa day dù càc axit amiti thiét yéu vài hàm luang tuang dói cao ti le tièu hóa cùa WPC RPC déu cao han so vói albumin trùng WPC thè hién càc tinh chat chùc nàng tịt han so vói RPC dgc biét vè khà nang hòa tan nuàc khà nàng tgo bgt Già tri khà nàng tgo bgt cùa WPC 280% tuang tu vói già tri khà nàng tgo boi éa albumin trùng Diéu cho thày WPC cĨ thè dugc su dung di thay thè cho albumin trùng còng thùc thuc pham dòi hòi cao khà nàng tgo bgt Tir khóa: Protein concentrate, thành phàn hóa hgc, già tri dinh duàng, tinh ehàt chùc nang, ggo trang, ggo lùt dò Dàt van de Lùa ggo thuc phàm chinh cùa hon phàn nùa dàn toc thè giói cung càp hon 20% tịng nàng lugfng hàp thii hàng ngày cùa nhàn loai Rièng hon ti ngì chàu A, lùa ggo cung càp tù 40 dèn 80% lugng calo it nhàt 40% lugng protein Hién lùa ggo ngày trò nén phò bién sàu rịng ó chàu My, Trung Dóng nhàt chàu Phi vi lùa gao dugc xem nhu thuc phàm bó dng lành manh cho sue kh thich hgp cho da dgng hòa càc bua àn hàng ngày So vói protein cùa càc loai hgt ngù e khàc, protein cùa lùa gao có già tri sinh hgc cao, ty le hàp thu tù 96,5% dén 98% thành phàn axit amin tuong dòi càn bang (hàm lugng lysine chiém khồng khồng 3,5% tóng SĨ protein) Mat khàc, protein gao khóng gay di ùng, khóng chùa gluten, vày viéc su dung nò de san xuàt thue phàm àn kièng thuc phàm ehùe nàng làm tàng thèm nàng lue canh tranh cùa san phàm [1] So vói protem cùa càc logi ngù eòe khàc ' TS, Truòng Dgi hgc Phù n qua trình tàch protein gao khịi nguyen liéu tuong dịi khó khan Càc thành phàn cùa protein gao bau hèt dèu khóng tan phàn lón càc dung mòi ngogi ùù dung dich kiém Tuy nhién, kiém có thè làm thay dèi khóng thuàn ngbich càu trùc nhu già tri dinh duòng tinh chat chùc nàng cùa protein [2], Trén thè giói dà eó nhiéu thù nghiém, nghién cùu tgp trung vào viée phàn lap thu hói protein cùa lùa gao [3, 4, 5] Tuy nhièn càc phuong phàp it nhiéu dàn dén bién tinh protein, san lugng protein concentrate dugc chiét xuàt tinh chat chùc nàng cùa nò khịng cao Trong dị, ó Viét Nam chua nhièu nghién cùu tu Uèu lién quan dèn viéc trich xuàt protein tù lùa gao ma khóng làm thay dèi dàng ké dén càu trùc gay bièn tinh protein Vì vay, viéc tìm kièm nhùng phuang phàp mói, hiéu qua de thu nhgn san xuàt protein có già tri dinh dng cao vói càc tinh chat chùc nàng hihi ich luón nhùng thàch thùc mang Igi nhiéu bua ben lón ngành cịng nghiép thue phàm TAP CHI KHOAHOC SÓ 11 * 2016 Trong nhiing nghién cim trc day chùng tịi dà xày dung duge quy trinh san xuàt PC tù ggo trang ggo lùt dò su dung che phàm enzyme amylase xylanase protease vói hièu st cùa qua trình dgt khồng 74% so vói lugng protem nguyen lìèu [6,7] Nghién cùu nhu mot phàn tièp nói éa càc két qua dgt duge truóc day nhàm xàe dinh thành phàn hóa hge, già tri dinh duóng tinh chat chùc nàng ciia càe che phàm protein concentrate tù gao trang gao lùt dị, tù dị có ké hoach phat trièn nhu da dgng hóa càc san phàm thuc phàm tù protein ggo Vat lièu phuong phàp nghién cùu 41 - Kèt tua protein bang phucmg phàp diém dàng dien kèt hgp vói bị sung triealeium citrato có nịng dị 10%; - Thùy phàn mot phàn protein vói càc diéu kién tịi uu bang che phàm enzyme protease San phàm de xàe dinh thành phàn hóa hgc, già tri dinh duóng tinh chat ehùe nàng càc màu che phàm PC dà dugc sày khó dén dị tut dói bang phuong phàp sày phun 2.2.2 Xàc dinh thành phàn hòa hoc cùa protein concentrate Nguyen hèu de tàch ehièt thùy phàn protein bót ggo tràng tù gìóng lùa hgt dai nhàn bièu "Hai n" bót gao lùt dị nhàn hiéu "Thài Duong" Bót gao dùng cho càc phàn tich dugc thu hói sau dua màu ggo vào mày nghién Ipc qua sàng có dng kinh 200 mm kich thuóc lo sàng 163|im Trong phàn tich xù li càc màu bót déu dugc làm khó dén dị tut dói Dị àm cùa PC duoc xàe dinh theo TCVN 9706-2013 Hàm lugng protein tịng so dugc xàe dil bang phucmg phàp Kjeldabl Lipid tòng so dugc xàc dinh bang phuong phàp Soxhlet Hàm lugng tro dugc xàe djnh theo TCVN 5253-90 Hàm lugng tinh bgt hàm lugng duòng khù dugc phàn tich theo phuong phàp Bertrand Hàm lugng chat xo dugc xàc dinh theo TCVN 5714-1993 Hàm lugng càc nguyen tò kim logi dugc xàc dinh bang phuang phàp phò hàp thu nguyen tù diing nggn lùa Trong qua trình trich ly, thùy phàn thu hịi protein su dung eàc chat sau: 2.2.3 Xàc dinh già tri dinh duàng cùa protein concentrate 2.1 Vat lièu nghién cùu - Hydrochloric acid; - Càc che phàm enzyme thuòng mai có ngn góc tù vi sinh (bang Novozymes): Fungamyl 2500 SG (Endoamylase), Shearzym 500 L, Protamex; - Triealeium citrale 2.2 Phu-omg phàp nghién cùu Thành phàn axit amin dugc phàn tieh trén mày sàc ky nhàn hiéu L-8800 (Hitachi HighTechnologies, Tokyo, Nhàt Bàn) vói thièt bi trao dịi cation sulfo copolymer cùa styrene vói divinylbenzene [8], Khà nàng tiéu hóa cùa PC dugc dành già bang phuong phàp in vitro dua trèn khà nàng thùy phàn protein mòi truàng mò phòng giòng nhu duòng dg dày-ruòt ngi [9] 2.2.1 Chn bi màu protein concentrate: Quy trình san xuàt PC tù ggo tràng gao lùt dò nhu dugc mó tà bịi Phan Quynh Tram cịng su (2012) bao gom ba giai dogn chinh sau [6]: 2.2.4 Xàc dinh tinh chat chùc nàng cùa protein concentrate - Xù ly so bị bót ggo bang càc che phàm enzyme có chùa xylanase amylase ehièt xuàt tiép theo dung dich hydrochloric acid có nịng dị 0,0IN; Khà nàng giù ne éa PC duge xàc dinh bang phuang phàp mò tà bòi RodriguezAmbriz et al.[10] Khà nàng hịa tan nc, khà nàng nhù hóa su ịn dinh cùa TRU'ỊNG DAI HOC PHÙ N 42 nhù tuong dugc xàc dinh theo phuorng phàp cùa Klompong et al.[ll] Khà nàng giù dàu dugc xàc dinh bang phuang phàp mò tà bòi Lin Zayas [12] Khà nàng tao bgt dò ben cùa bgt dugc xàc dinh theo phuang phàp cùa Sze-Tao Sathe [13] 2.2.5 Phuang phdp phàn tich dành già kétqua Tàt cà eàc phép phàn tich thành phàn hóa hoc, phàn tich già tri dinh duong tinh chat chùc nàng eùa PC dugc thuc hién làp lai kèt qua bào cào già tri trung bình±dị lèch chuàn So liéu dugc thu thàp xù ly bang chuong trình Excel (Office 2003, Microsoft Corp., USA) Két qua nghién cùu thào luàn 3.1 Thành phàn hóa hoc cùa protein concentrate Càe thành phàn hóa hge cùa hai che phàm protein concentrate thu dugc tù gao tràng ggo lùt dò dugc thè hién bang 3.1, Két qua cho thày ràng hàm lugng protein cùa WPC dat tói 83-85% cao hon 5-6% so vói RPC, hàm lugng tinh hot WPC lai thàp 45-55% Trong dò lugng chat beo, chat xo càc nguyen tó tgo tro cùa hai che phàm gan nhu Tuy nhièn, hàm lugng càc nguyen tS da lugng nhu natri, kaU, magie RPC thàp hon so vói WPC, canxi Igi cao hon gap 2,3 Su khàc vè thành phàn hóa hge giùa hai che phàm dugc thè hièn qua hàm lugng càc nguyen tó vi lugng RPC so vói WPC chùa lugng sàt, dóng, kèm nhiéu hon, nhumg Igi chùa it hon mangan, molypden, crom coban Ngoài ra, RPC WPC chùa mot lugng rat nhó càc kim loai nang góm chi cadimi, nhung hàm lugng cùa hai nguyen tó déu nam ùong ngng an tồn Bang 3.1 Thành phàn hóa hgc cùa protein concentrate Thàtth phàn Dpam Protem Tinh bpt Chat xa Chat beo Tro Kali Canxi Magie Natii Sàt Dịng Mangan g/lOOg ìàn phàm PC tiì gao tràng PCtùgaoliitaò 4-6 83-85 8,6-10,6 03 0,3 1,30 Càe nguyen tò kim loai: mg/kg >ànphàm 46,3 7010 350 107,0 5,40 4,57 2,66 4-6 78-80 13,7-15,7 0,3 0,3 1,25 33,2 7504 190,1 98,2 9,20 4,70 2,43 TAP CHI KHOA HOC SĨ 11 • 2016 Kèm Coban Molypden Crom Chi Cailinu 34,2 0,010 0,24 0,035 0,061 0,040 35,9 0,020 0,448 0,094 0,099 0,089 3.2 Già trj dinh duòng cùa protein concentrate 3.2.L Thành phàn axit amin cùa protein concentrate Thành phàn axit amin cùa WPC RPC dugc liét ké bang 3.2 Két qua cho thày dà phàt hién dugc 16 axit amin mòi PC tù gao tràng gao lùt dò Thành phàn axit amin giùa WPC RPC bau nhu khịng có sir khàc bièt dàng kè duge dgc trung bịi mgt lugng lón glutamine, arginine, asparagine, phenylalanìne Kèt qua éng ehi ràng WPC RPC chùa day dù càc axit amin thiét yéu (Ile, Leu, Lys, Met, Phe, Thr, Val, His) vói tóng hàm lugng chiém khồng 37% tịng so axit amin nhàn dién Ti le gan nhu tuong duong vói già tri khun cào cùa FAOAVHO (1973) dói vói mot protein hồn bào, theo dò ti le axit amin thièt yéu chiém it nhàt 36% dugc xem mot ti le càn dòi Diéu cho thày protein cùa WPC RPC protein hồn hào thè nguòn cung càp protein tòt cho nhu càu dinh duòng cìia ngi Bang 3.2 Thành phàn axit amin chi so axit amin thièt yéu cùa protein concentrate Axit amin Isoleucine* (De) Leucine* (Leu) Lysine* (Lys) Methionine* (Met) Cystine (Cys) Phenylalanìne* Thjeonine* Valme* Asparagine Serine Glutamine Prolìne Glycine Alanine Histidine* Aiginine Hàm luong (g/lOOg protein) Chi so axit amin thièt yèu (%) RPC WPC RPC WPC 3,2±0,01 6,7±0,Q1 2,9±0,01 2,040,01 1,7±0,01 9,&t0,01 4,840,01 5,5±0,01 9,5±0,01 5,5±0,01 18,6±0,01 6,2±0,0O 5,1±0,01 6.0±0,00 1,9±0,01 11,010,01 3,4±0,0I 7,6±0,01 3,2±0,01 1,940,01 1,5±D,01 7,8±0,01 4,4±0,01 5,5±0,01 9,5±0,01 5,5iO,01 19,6±0,01 6,7±0,00 4,8±0,01 6,4±0,00 1,9±0,01 10,6±D,01 80 96 53 85 108 58 106 (MeMCys) 97(MetK:ys) 160 120 HO 130 110 110 106 106 (*): Axit amin thièt yèu TRU'ÒNG BAI HOC PHÙ YÈN 44 3.2.2 Khà nàng tiéu hóa cùa protein concentrate Khà nàng tiéu hóa eó y nghta rat lón viéc dành già già tn dinh duòng cùa protein dugc xàe dinh bang toc dị thùy phàn ciìng nhu lugng san phàm thu dugc qua trinh thùy phàn protein Khà nàng tiéu hóa cùa WPC RPC nghién cùu dugc dành già so sành vói khà nàng tìéu hóa cùa albumin trùng Càc thi nghiém dugc thuc hién in vitro vói cap che phàm enzyme pepsin-pancreatin Tù kèt qua thè hièn ó dị thi hình 3.1 cho thày ràng, toc dị phàn giài ti le tiéu hóa éa protein ó tàt cà màu già tang theo thói gian thùy phàn Trong giai dogn dàu tién duói tàc dung cùa pepsin su tuong tàc tàn cóng cùa enzyme vói càc màu protein nghìèn cùu déu xày ch|m hon so vói pancreatin Tù hình 3.1 có thè nhàn thày ràng, ti le tièu hóa éa WPC suót qua trinh phàn giài duói tàe dung cùa pepsin cao 1,6-1,8 làn, duói tàc dung cùa pancreatin cao hon 1,3-1,4 so vói ti le tiéu hóa cùa RPC Qua trình thùy phàn protein ó cà WPC RPC déu xày nhanh hon so vói albumin trùng Sau già thùy phàn duói tàc dung cùa cap che phàm enzyme pepsin-pancreatin, ty le tièu hóa cùa WPC gap 1,4 làn; cùa RPC gap 1,1 so vói albumin trùng Nhùng ket qua thu dugc ve khà nang tièu hóa cùa PC dièu kièn m vitro có thè dugc su dung de du dồn mùc dg tìéu hóa protein éa thuc phàm chùa WPC RPC co thè 100 140 200 240 Thòi gian thùy phàn (min) 300 Hinh 3.1 Ti le tiéu hóa cùaprotein concentrate in vitro 1- WPC, 2- RPC,3-Albumin trùng 3.3 Tinh chat chùc nàng cùa protein concentrate Tinh chat chùc nàng cùa protein nhu tinh chat vat ly hay hịa hgc cùa protein ành hng dén st càc qua tìình chuàn bi, che bién, bào quàn tièu thu thue phàm Vì vày, viéctìmhiéu nghién cùu càc tinh chat chùc nàng cùa protein vó éng quan hgng ền thièt dịi vói viéc dành già khà nàng ùng dung cùa nị cóng nghiéptìiircphàm Qua kèt qua nghién cùu càc so liéu ị bang 3.3 có thè nhgn thày ràng già tri bau hèt càc tinh chat chùc nàng cùa WPC déu cao hon RPC dac bièt khà nang tao bgt dò ben cùa he bgt Già tri khà nàng giù nuóc, khà nàng hịa tan nc, khà nàng giù dàu, khà nàng nhù hóa su ịn dinh cùa nhù tuang éa WPC cao hon iàn lugt 18%, 21%, 20%, 11,6%, 11,6% so vói RPC Già tri khà nàng tgo bgt cùa WPC 280% cao TAP CHI KHOAHOC SO li * 2016 hon gap so vói RPC Già tri dị ben éa he bpt dugc tgo tù WPC 83%, dò bgt tao tù RPC hồn tồn khóng ben có già tri bang Bang 3.3 Tinh chat chùc nàng cùa protein concentrate Tinh chat chùc nàng WPC RPC Khà nàng hòa tan nuóc (%) 42,5±1,00 35,0±1,00 Khà nàng giii nuóc (g H^O/g protein) l,78t0,02 1,51±0,02 Khà nàng giù dàu (g dàu /g protein) 1,3210,02 1,10±0,D2 Khà nàng nhù hóa (%) 48±1,00 43±1,00 Su òn dinh cùa nhù tuong (%) 48±1,00 43±1,00 Khà nàng tao hot (%) 280±2,aO 55i2,00 Dò ben cùa he bot (%) 83±1,00 Két luàn Thành phàn hóa hgc, già tri dinh duóng tinh chat chùc nàng cùa che phàm protein concentrate tù ggo tràng ggo lùt dò dà dugc xàc dinh Thành phàn boa hgc cùa WPC có net dàc thù khàc so vói RPC WPC chùa hàm lugng protein, kali, natri, magie, mangan, molypden, coban, crom cao hon; nhung chùa it hon canxi, sàt, dịng, so vói RPC Ben cgnh dị, WPC RPC chùa day dù càc axit amin thiét u, chiém tói 37% tịng SĨ càe axit amin nhàn dién Ti le cho thày su càn dòi vè thành phàn càc axit amin thiét yèu cà WPC RPC Két qua dành già khà nàng tìéu hóa cùa PC dièu kién in vitro cho thày ràng, ti le tiéu hóa cùa WPC suót qua ùình thùy phàn di tàc dung éa pepsin cao hon 1,6- 1,8 làn, duói tàc dung cùa pancreatin eao hon 1,3-1,4 so vói ti lètìéuhóa cùa RPC ti le tiéu hịa éa WPC RPC déu eao hon so vói albumin trùng Ngồi ra, WPC thè hién tinh chat chùc nàng tịt hon so vói RPC, dac biét vè khà nàng hịa tan nc, khà nàng tao bgt dò ben cùa he bgt Khà nang hịa tan nc, khà nàng tgo bgt dị ben cùa he bgt cùa WPC có già tri lugt 42,5%, 280% 83%, dò già tri khà nàng tao bgt cùa WPC gàn nhu tuong dóng vói già tri khà nàng tao bgt cùa albumin trùng Diéu cho thày WPC có tiém nàng có thè thay thè cho albumin trùng cóng thùc thuc phàm dòi hòi cao khà nàng tgo bgt nhu hành, keo, cocktail, ềe dị àn tràng miéng dị ng nàng lugng a TÀI LIÉU THAM KHAO [1] XocHH, P.K 3epHo H sepHonpoAyKTM / P.K ^ C H H - CITỊ; npo^ìeccHa, 2006 -336 e [2] Issara S., Siuawit P, Katemanee W et al (2008), Extractìon of protein and amino acids from deoiledrice bran by subcritieal water hydrolysis, Bioresource Technology, 99, pp 555-561 Morirà T, Kiriyama S (1993), Mass production method for rice protein isolate and nutritional evaluation, / Food Sci 58, pp 1393-1396 Shih, F (1997), Use of enzymes for the separation of protein from rice flour, Cercai Chem.,pp.437-44l [3] [4] 45 TRU'ÒNG DAI HOC PHÙ YÈN [5] Lixia H., Yongyi Z., Qmgxiao L (2010), Characterization and preparation of broken rice proteins modified by proteases Food Technol Biotechnol, l, pp 50-55 [6] Phan Quynh Tram, V.V Kolpakova (2012), Solubility and protein yield of rice aour in the presenee of enzyme preparations Food Technology (Russia) 4, pp 31-33 [7] Phan Quynh Tram, V.V Kolpakova, L.V Chumikina (2013), Enzymatic extractìon and functional properties of rice concentrates, Proceedings ofthe VJIMoscow International Congress "Biotechnology: State ofthe Art and Prospects of Development" (March 19-22, 2013, Moscow, Russia), Moscow: SJC "Expo-biochem-technologies", D.l, Mendeleyev University of Chemistry anh Technology of Russia, pp 65-66 [8] Moore, S., Spackman D., Stein W (1958), Chromatography aminoacids on sulfonated polystyrene resins, ^«a/;'^ Chem 50, pp 1185-1190 [9] noKpoBCKHÌi, A.A ATaicyeMOCTb ĨeiiKOB oHUieBbix npoflyicroB / A.A noKpoBCKHÌi, H.ZI EpranoB // Bonpocti mrrmns - 1965 - 193 - C 265-272 [10] Rodriguez-Ambriz, S L., Martinez-Ayalo, A L., Milla, F., & Davila-Ortiz, G (2005), Composition and ftinctional properties of Lupins camperstris protein isolates Plani Foods for Human Nutrition, 60, pp 99-107 [11] Klompong, V, Benjakul, S., Kantachote, D., & Shahid, F (2007), Antioxidative activity and fiinctional properties of protein hydrolysate of yellow stripe trevally (Selaroides leptolepis) as ìnfluence by the degree of hydrolysis and enzyme type, Food Chemistry, 102, pp.120-131 [12] Lin, C S-, & Zayas, J F (1987), Functional of defatted com germ proteins in a model system: Fat binding and water retention, Journal of Food Science, 52, pp.1308-1311 [13] Sze-Tao, K W C , & Sathe, S K (2000), Functional properties and in vifro digestibility of almond (Prunus duleis L.) protein isolate Food Chemistry, 69, pp.153-160 Abstract Chemical composition, nutritional values and functional properties of protein concentrate in white rice and red rìce In this study, the chemical composition, nutritional values and functional properties of protein concentrate (PC) extractedfrom white rice and red rice were investigated The study results showed that the chemical composition of protein concentrate from red rice (RPC) and protein concentrate from white rice (WPC) were significantly diferent Besides, WPC and RPC includedfully essential amino acids with a high ratio and the digestibility of WPC and RPC were higher than egg albumin WPC represented better functional properties than RPC, especially on solubility and foaming properties WPC had highfoaming capacity (280%) that was similar ofegg albumin This showed that WPC can be used as a replacement for egg albumin in food formulations requiring highfoaming capacity Key words: Protein concentrate, chemial composition nutritional value, functional properties, white rice, red rice ... xàe dinh thành phàn hóa hgc, già tri dinh duóng tinh chat ehùe nàng càc màu che phàm PC dà dugc sày khó dén dị tuyét dói bang phuong phàp sày phun 2.2.2 Xàc dinh thành phàn hòa hoc cùa protein concentrate. .. Microsoft Corp., USA) Két qua nghién cùu thào luàn 3.1 Thành phàn hóa hoc cùa protein concentrate Càe thành phàn hóa hge cùa hai che phàm protein concentrate thu dugc tù gao tràng ggo lùt dò dugc... day nhàm xàe dinh thành phàn hóa hge, già tri dinh duóng tinh chat chùc nàng ciia càe che phàm protein concentrate tù gao trang gao lùt dị, tù dị có ké hoach phat trièn nhu da dgng hóa càc san