NÂNG CAO ĐỘ TINH SẠCH CHẾ PHẨM PROTEIN TỪ RONG NƯỚC LỢ BẰNG KỸ THUẬT SIÊU LỌC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Đề tài: NÂNG CAO ĐỘ TINH SẠCH CHẾ PHẨM PROTEIN TỪ RONG NƯỚC LỢ BẰNG KỸ THUẬT SIÊU LỌC GVHD: Th.S Nguyễn Bảo Tồn Th.S Trần Chí Hải SVTH: Trần Thị Hồi Lớp: 04DHTP5 MSSV: 2005130367 TP HỒ CHÍ MINH, 06/2017 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM BẢN NHẬN XÉT  Khóa luận tốt nghiệp  Đồ án tốt nghiệp Những thông tin chung: Họ tên sinh viên giao đề tài (Số lượng sinh viên: 01 ) (1) TRẦN THỊ HOÀI MSSV:2005130367 Lớp:04DHTP5…… Tên đề tài: Nâng cao độ tinh chế phẩm protein rong nước lợ kỹ thuật siêu lọc Nhận xét giảng viên hướng dẫn: - Về tinh thần, thái độ làm việc sinh viên: - Về nội dung kết nghiên cứu: - Ý kiến khác: Ý kiến giảng viên hướng dẫn việc SV bảo vệ trước Hội đồng: Đồng ý Khơng đồng ý TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2017 GVHD (Ký ghi rõ họ tên) BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ  Khóa luận tốt nghiệp  Đồ án tốt nghiệp (Phiếu phải đóng vào trang báo cáo) Họ tên sinh viên giao đề tài (Số lượng sinh viên: 01) TRẦN THỊ HOÀI MSSV:2005130367 Lớp:04DHTP5 Tên đề tài : Nâng cao độ tinh chế phẩm protein rong nước lợ kỹ thuật siêu lọc Mục tiêu đề tài: - Đưa quy luật tác động số thơng số kích thước mao quản, lưu lượng nhập liệu, áp suất vận hành hệ số đặc đến q trình phân riêng protein Nội dung nghiên cứu chính: - Khảo sát ảnh hưởng kích thước mao quản màng - Khảo sát ảnh hưởng lưu lượng nhập liệu - Khảo sát ảnh hưởng áp suất vận hành - Khảo sát ảnh hưởng hệ số cô đặc Ngày giao đề tài:20/03/2017 Ngày nộp báo cáo: 25/06/2017 TP.Hồ Chí Minh, ngày… tháng… năm Trưởng khoa Trưởng môn Giảng viên hướng dẫn Nguyễn Bảo Toàn LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan là cơng trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết ḷn khóa luận này là trung thực, và khơng chép từ bất cứ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng theo yêu cầu Tác giả khóa luận Trần Thị Hồi i TĨM TẮT KHĨA LUẬN Kỹ thuật siêu lọc (UF – Ultrafiltration) thường sử dụng để cô đặc tinh sản phẩm protein, loại bỏ màu tăng cường chất lượng cảm quan sản phẩm cuối Kỹ thuật có ưu điểm xử lý lượng lớn dung dịch protein với chi phí lượng mức độ vừa phải, đồng thời giúp bảo vệ đặc tính sinh học vốn nhạy cảm với tác động yếu tố mơi trường Vì coi kỹ thuật “thân thiện” để tinh protein phân đoạn peptide có hoạt tính sinh học Trong nghiên cứu này, tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình tinh dung dịch protein tái hòa tan từ rong nước lợ Chaetomopha sp như: kích thước mao quản màng, lưu lượng nhập liệu, áp suất vận hành hệ số đặc, từ lựa chọn thơng số tối ưu để nâng cao độ tinh protein Kết thu với trình khảo sát kích thước mao quản màng với loại màng 1kDa 5kDa cho thấy thơng lượng dịng qua màng 5kDa cao xấp xỉ 2,7 lần so với thông lượng dòng qua màng 1kD, nhiên xét độ phân riêng protein màng kD cho giá trị cao hẳn, nhằm thu nhận protein nhiều nhất, màng 1kDa khuyến khích sử dụng Với khảo sát ảnh hưởng lưu lượng nhập liệu, độ phân riêng protein ứng với giá trị lưu lượng nhập liệu L/phút, L/phút L/phút 0,99±0,00, 0,96±0,01 0,91±0,01 , lưu lượng nhập liệu 3L/phút cho tối ưu Khi áp suất vận hành tăng độ phân riêng protein tăng theo, kết thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng áp suất vận hành cho thấy áp suất vận hành tăng từ đến bar thơng lượng dịng qua màng tăng 201%; đó, áp suất tăng từ bar đến 10 bar giá trị tăng thêm 24%, áp suất vận hành 6bar chọn cho thí nghiệm tiếp sau Qua nghiên cứu với hệ số cô đặc sau 5h hoạt động, hiệu suất thu hồi protein cao độ tinh tăng theo, hệ số cô đặc thể tích 2,06, độ tinh protein đạt 80,4% Quá trình nghiên cứu cho thấy phương pháp tinh chế phẩm protein kỹ thuật siêu lọc mang lại hiệu tinh protein cao phịng thí nghiệm, tạo tiền đề cho nghiên cứu sau này, mở rộng quy mô triển khai nghiên cứu tinh protein từ rong từ chế phẩm protein thực vật khác với quy mô công nghiệp ii LỜI CÁM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Cô giáo Nguyễn Bảo Tồn, thầy giáo Trần Chí Hải - Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt q trình làm khóa luận Em xin cảm ơn thầy, cô giáo Khoa Thực Phẩm tận tình dạy bảo giúp em có kiến thức tảng phục vụ cho trình nghiên cứu, em xin cám ơn thầy Trung tâm thí nghiệm thực hành luôn tạo điều kiện để em thực khóa luận tốt Em xin gửi lời cám ơn tới bố mẹ, gia đình ln ủng hộ tinh thần, động viên em, gia đình điều tuyệt vời Bên cạnh đó, em xin cảm ơn tất người bạn đồng hành em suốt khoảng thời gian thực đề tài, người cố gắng, kiên trì, vượt qua khó khăn để hồn thành khóa luận cách tốt Mỗi chặng đường qua trình làm việc mang lại cho người kinh nghiệm, kỉ niệm khó qn, em khơng ngoại lệ, thân em nhận thấy học hỏi nhiều điều từ q trình thực khóa luận này, lần em xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy cô, tất bạn giúp đỡ em thời gian qua Tp Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2017 Sinh viên Trần Thị Hoài iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i TÓM TẮT KHÓA LUẬN .ii LỜI CÁM ƠN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH ẢNH vi DANH MỤC BẢNG ix MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Rong Chaetomorpha sp 1.1.1 Phân loại 1.1.2 Đặc điểm chung .3 1.1.3 Phân bố 1.1.4 Vòng đời Chaetomorpha sp 1.1.5 Thành phần carbohydrate rong Chaetomorpha sp 1.1.6 Thành phần khoáng rong Chaetomorpha sp 1.1.7 Thành phần protein rong Chaetomorpha sp 1.1.8 Thành phần hóa học loại rong lục khu vực Đồng sông Cửu Long 1.1.9 Ảnh hưởng vị trí thủy vực thời điểm thu hái tới thành phần hóa học rong mền Chaetomorpha sp 11 1.1.10 Ứng dụng rong 13 1.2 Lịch sử phát triển màng siêu lọc 16 1.2.1 Cơ sở khoa học trình phân riêng màng siêu lọc 16 1.2.2 Một số vật liệu chế tạo màng siêu lọc 18 1.2.3 Các thông số đặc trưng cho membrane vi xốp 20 1.2.4 Các yếu tố liên quan đến nguyên liệu cần phân riêng 21 1.2.5 Hiện tượng fouling 22 1.2.6 Ứng dụng kỹ thuật phân riêng màng siêu lọc 28 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 2.1 Nguyên liệu 31 2.1.1 Chuẩn bị dịch trích protein từ rong mền .31 2.1.2 Chuẩn bị tủa protein 32 2.2 Hóa chất thiết bị nghiên cứu 33 2.2.1 Hóa chất 33 2.2.2 Màng lọc 33 2.2.3 Thiết bị 35 2.3 Nội dung nghiên cứu .39 2.3.1 Mục đích 40 iv 2.3.2 Bố trí thí nghiệm 40 2.4 Phương pháp phân tích 43 2.5 Tính toán xử lý số liệu .43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 45 3.1 Ảnh hưởng kích thước mao quản đến thơng lượng dịng qua màng 45 3.2 Ảnh hưởng lưu lượng nhập liệu đến trình phân riêng dịch trích protein: 46 3.3 Ảnh hưởng áp suất vận hành đến trình phân riêng dịch trích protein .47 3.4 Ảnh hưởng hệ số đặc đến q trình phân riêng dịch tái hịa tan từ tủa protein 48 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 4.1 Kết luận 52 4.2 Kiến nghị 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 53 PHỤ LỤC 56 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Rong mền Chaetomorpha sp thu nhận từ thực địa Hình 1.2 Thành phần loại đường đơn trong carbohydrate rong Chaetomorpha sp Hình 1.3 Lọc bề mặt 19 Hình 1.4 Nhóm polysulfone 20 Hình 1.5 Độ uốn khúc membrane vi xốp (τ ) .22 Hình 1.6 Membrane vi xốp có độ xốp khac kích thước lỗ 22 Hình 1.7 Mơ hình tượng fouling 24 Hình 1.8 Ảnh hưởng áp suất đến lưu lượng dịng permeate hình thành lớp gel thứ cấp 28 Hình 1.9 Phương pháp sản xuất phô mai truyền thống hai phương pháp sử dụng siêu lọc (UF) .30 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất dịch protein 32 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình chuẩn bị tủa protein 33 Hình 2.3 Các thiết bị sử dụng 36 Hình 3.1 Ảnh hưởng kích thước mao quản đến thơng lượng dịng qua màng 46 Hình 3.2 Ảnh hưởng lưu lượng nhập liệu đến q trình phân riêng dịch tái hịa tan từ tủa protein .47 Hình 3.3 Ảnh hưởng áp suất vận hành đến trình phân riêng dịch tái hòa tan từ tủa protein 49 Hình 3.4 Sự thay đổi nồng độ cấu tử theo hệ số cô đặc 50 Hình 3.5 Sự thay đổi hiệu suất thu hồi độ tinh protein theo hệ số đặc 50 Hình 3.6 Sự thay đổi thơng lượng dịng qua màng theo hệ số đặc 51 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần loại polysaccharide carbohydrate rong Chaetomorpha sp Bảng 1.2 Thành phần khoáng rong Chaetomorpha sp thu nhận Bạc Liêu Bảng 1.3 Thành phần acid amin protein rong Chaetomorpha sp thu nhận Bạc Liêu 10 Bảng 1.4 Thành phần hóa học giống rong nước lợ .12 Bảng 1.5 Thành phần hóa học rong Chaetomorpha sp tầng thủy vực khác 13 Bảng 1.6 Thành phần hóa học rong Chaetomorpha sp thu hoạch vào mùa mưa mùa khô 14 Bảng 2.1 Danh mục hóa chất sử dụng 34 Bảng 2.2 Đặc tính kỹ thuật màng GE Osmonics sử dụng 34 Bảng 2.3 Bảng bố trí thí nghiệm 43 ix