Nghiên cứu sử dụng enzyme trong chiết tách dầu béo và các thành phần của cám gạo

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU DẦU VÀ CÂY CÓ DẦU BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME TRONG CHIẾT TÁCH DẦU BÉO VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA CÁM GẠO CHỦ TRÌ THỰC HIỆN: TS. NGUYỄN THỊ MINH NGUYỆT 7776 11/3/2010 TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12/2009 B CÔNG THNG VIN NGHIÊN CU DU VÀ CÂY CÓ DU BÁO CÁO TNG KT  TÀI NGHIÊN CU S DNG ENZYME TRONG CHIT TÁCH DU BÉO VÀ CÁC THÀNH PHN CA CÁM GO Thc hin theo Hp ng t hàng sn xut và cung cp dch v s nghip công nghiên cu khoa hc và phát trin công ngh s 191.RD/H-KHCN ngày 16/03/2009 gia B Công Thng và Vin Nghiên cu Du và Cây có du Ch trì thc hin: TS. Nguyn Th Minh Nguyt Tham gia thc hin: KS. Trn Nguyn M Châu KS. Võ Bu Li KTV. ng Th Thanh Hng TP. H Chí Minh, tháng 12/2009 i LI NÓI U Hin nay, công ngh ch bin du thc vt  nc ta ch yu vn theo phng pháp c in là ép c hc hoc trích ly bng dung môi hu c. Trong khi ó, xu hng tiêu dùng trên th gii ngày càng thiên v s dng các sn phm thiên nhiên. S tiêu th các lo i du thc vt c ly trích bng dung môi hu c  các nc phát trin ang gim dn vì lý do an toàn sc kh!e. Hn na, s qun lý và iu hành ca các t chc th gii nh FDA (US Food and Drug Administration) và WHO (World Health Organization), c"ng ang ngày càng cht ch# hn dn n kh n$ng thu h%p ca th tr&ng du thc vt dùng trong ngành thc phm, dc phm, m' phm… Trong l(nh vc an toàn công nghip và môi tr&ng, công ngh trích ly du thc vt bng dung môi hu c hoc tinh luyn bng phng pháp hóa hc ang c các nc trên th gii ánh giá là nhiu nguy c cháy, n và ô nhi)m môi tr&ng. S liu thng kê cho thy trung bình m*i n$m trên th gii có 1 v n nhà máy trích ly du thc vt bng dung môi hu c. Hin nay lut l  mt s nc nh M' ã cm xây dng mi các nhà máy trích ly du bng dung môi hexane (Morten Gylling, 1993). Mt trong nhng thành tu khoa hc - công ngh trên th gii liên quan n ch bin du thc vt hin nay là dùng phng pháp enzym  làm t$ng hiu sut trích ly và giá tr s dng ca các lo i du d+a, du u tng, du mm ngô, du l c, du cám g o….Ngoài ra, ph phm bã sau khi tách du có th c tip tc x lý bng công ngh enzym hoc vi sinh  nâng cao giá tr, góp phn làm cho vic khai thác tài nguyên vùng nguyên liu c hiu qu nht. Nhm tip cn công ngh ch bin tiên tin phù hp  a d ng hóa sn phm, nâng cao cht lng và kh n$ng c nh tranh i vi sn phm có li th và có trin vng xut khu nh du cám g o, chúng tôi ã thc hin  tài R&D “Nghiên cu s dng enzyme trong chit tách du béo và các thành phn ca cám go”. ii MC LC Trang L,I NÓI -U i M.C L.C ii DANH M.C CÁC B/NG iv DANH M.C CÁC BI0U 1 v DANH M.C CÁC HÌNH vi TÓM T2T 3 TÀI vii M4 -U 1 1. C s pháp lý/xut x ca  tài 1 2. Tính cp thit và mc tiêu nghiên cu ca  tài 1 3. i tng/ph m vi và ni dung nghiên cu 2 CH56NG 1: T7NG QUAN TÀI LI8U 4 1.1. Tình hình nghiên cu trong nc 4 1.2. Tình hình nghiên cu ngoài nc 6 CH56NG 2: TH9C NGHI8M 10 2.1. Vt liu và phng pháp nghiên cu 10 2.1.1. Vt liu 10 2.1.2. Phng pháp nghiên cu 10 2.2. Thit b, dng c, nguyên vt liu và hóa cht 15 CH56NG 3: K:T QU/ VÀ BÌNH LU;N 16 3.1. Nghiên cu chn nguyên liu cho sn xut 16 3.2. Xây dng qui trình công ngh chit tách du béo và protein t+ cám g o bng phng pháp enzyme 18 3.2.1. Chit tách du béo 18 3.2.2. Chit tách protein 26 3.3. Nghiên cu thu hi ph phm cht x hòa tan 31 3.3.1. Kho sát nh hng ca tc  ly tâm 31 3.3.2. Kho sát nh hng ca tác nhân kt ta 32 3.3.3. Phân tích quang ph ca các phân o n x cám g o 32 3.3.4. Qui trình thu nhn ch phm x hòa tan 35 3.4. Phân tích ánh giá cht lng sn phm và hiu qu kinh t 36 3.4.1. Phân tích ánh giá cht lng sn phm 36 3.4.1.1. Du cám 36 3.4.1.2. Protein cám 38 3.4.1.3. X hòa tan 38 3.4.2. Phân tích hiu qu kinh t 39 iii K:T LU;N VÀ KI:N NGH< 45 1. Kt lun 45 2. Kin ngh 46 TÀI LI8U THAM KH/O 47 PH. L.C 51 iv DANH MC CÁC BNG Trang Bng 3.1: Kt qu phân tích thành phn hoá hc ca cám g o 16 Bng 3.2: Hàm lng du và ch= s acid, peroxid ca các lo i cám g o 17 Bng 3.3: Ngun gc và ho t  ca các enzyme c s dng trong nghiên cu19 Bng 3.4: /nh hng ca liu lng enzyme n hiu sut chit xut du cám 20 Bng 3.5: Hiu qu chit xut và ch= s acid ca du cám theo th&i gian x lý enzyme 21 Bng 3.6: /nh hng ca pH dung dch khuy trn n hiu sut thu hi 22 Bng 3.7: Hàm lng du và hiu sut thu hi ca các lo i cám 22 Bng 3.8: /nh hng ca x lý nhit  nguyên liu cám g o n hiu sut chit xut du cám g o 24 Bng 3.9: Mt  protein theo pH dch chit cám 26 Bng 3.10: /nh hng ca tc  ly tâm n th tích dch chit cám g o 31 Bng 3.11: /nh hng ca tác nhân kt ta n hiu sut thu ho ch 32 Bng 3.12: Các ch= tiêu cht lng ca du cám 36 Bng 3.13: Thành phn acid béo ca du cám g o ly trích bng phng pháp enzyme và các phng pháp khác 37 Bng 3.14: Kt qu phân tích các ch= tiêu cht lng ca sn phm protein chit xut t+ cám g o 38 Bng 3.15: Kt qu phân tích các ch= tiêu cht lng ca sn phm 39 Bng 3.16: Chi phí nguyên vt liu cho sn xut và kh n$ng doanh thu 40 v DANH MC CÁC BIU  Trang Biu  3.1: T= l % các thành phn ca cám g o 17 Biu  3.2: Hiu sut chit xut du cám ca các enzyme 20 Biu  3.3: Hàm lng du và hiu sut thu hi ca các lo i cám 23 Biu  3.4: Mt  protein theo pH ca dch chit cám 27 Biu  3.5: /nh hng ca các tác nhân x lý n mt  protein trong dch chit cám 27 Biu  3.6: /nh hng ca các tác nhân x lý n hiu sut chit xut protein cám 28 Biu  3.7: Kt qu quét ph a bc sóng ca dch chit cám g o 29 Biu  3.8: Kt qu quét ph a bc sóng ca kt ta protein cám g o 29 Biu  3.9: /nh hng ca tc  ly tâm n th tích dch chit cám g o và  m ca bã cám g o sau khi ly tâm 32 Biu  3.10: Kt qu quét ph a bc sóng ca dch chit bã cám g o sau khi x lý enzyme protease và x lý kim 33 Biu  3.11: Kt qu quét ph a bc sóng ca phân o n x hòa tan ca cám g o 34 vi DANH MC CÁC HÌNH Trang Hình 3.1: S  qui trình chit xut du cám g o 25 Hình 3.2: S  qui trình chit xut protein cám g o 30 Hình 3.3: S  qui trình thu nhn ch phm x hòa tan t+ cám g o 35 Hình 3.4: Nguyên liu cám g o 42 Hình 3.5: Thí nghim chit du cám bng phng pháp enzym 42 Hình 3.6: Sn phm du cám g o 43 Hình 3.7: Các sn phm du cám thng m i 43 Hình 3.8: Sn phm protein cám g o 44 Hình 3.9: Sn phm x hòa tan chit xut t+ cám g o 44 vii TÓM TT  TÀI  tài c thc hin t i Vin Nghiên cu Du và Cây có du, bao gm các bc: chn nguyên liu, kho sát nh hng ca các yu t thí nghim n hiu sut chit xut du béo và các thành phn ca cám g o bng phng pháp enzyme nh nh hng ca lo i enzyme, liu lng enzyme, th&i gian x lý enzyme, pH dung dch khuy trn sau khi x lý enzyme, hàm lng du trong nguyên liu cám và hiu qu x lý nhit  nguyên liu cám. Kt qu nghiên cu cho thy nguyên liu thích hp dùng  chit xut du cám là cám g o có hàm lng du không di 14%, c x lý nhit 100 0 C trong 5 phút trc khi x lý enzyme. Các enzyme có th dùng  chit xut du cám g o  t hiu qu cao là protease, hemicellulase và carbohydrase, liu lng enzyme là 0,1%, th&i gian x lý enzyme là t+ 30 phút n 2 gi&; sau giai o n x lý enzyme, cn khuy trn dch chit cám trong môi tr&ng có pH 10. Hiu sut chit xut du cám g o  t 77,5%. Tác nhân x lý bã cám g o thích hp  vic chit xut protein cám g o  t hiu qu cao là kt hp x lý enzyme protease, sau ó khuy trn  môi tr&ng có pH10. Hiu sut chit xut protein cám g o  t 75,4 %. Thu nhn x hòa tan t+ bã cám g o bng cách ly tâm dch chit cám  5000 rpm trong 20 phút, kt ta x hòa tan trong 80% C 2 H 5 OH  pH7. Hiu sut chit xut x hòa tan  t 10,4 %. Kt qu phân tích cho thy các sn phm thu nhn t+ cám g o là du béo, protein và x hòa tan u  t tiêu chun thc phm. 1 M U 1. C s pháp lý/xut x ca ! tài: - Quyt nh s 6363/Q-BCT ngày 02/12/2008 ca B trng B Công Thng v vic t hàng thc hin các nhim v khoa hc và công ngh n$m 2009. - Hp ng t hàng sn xut và cung cp dch v s nghip công nghiên cu khoa hc và phát trin công ngh s 191.RD/H-KHCN ngày 16/03/2009 gia B Công Thng và Vin Nghiên cu Du và Cây có du. 2. Tính cp thi"t và m#c tiêu nghiên cu ca ! tài: 2.1. Tính cp thit: i vi ngành du thc vt nc ta hin nay, có mt s vn  cn c quan tâm nh sau : - Công ngh ch bin: ch yu vn theo phng pháp c in là ép c hc hoc trích ly bng dung môi hu c, sau ó tinh luyn. Trong khi ó, xu hng tiêu dùng trên th gii ngày càng thiên v s dng các sn phm thiên nhiên. S tiêu th các lo i du thc vt c ly trích bng dung môi hu c hay tinh luyn bng phng pháp hóa hc  các nc phát trin ang gim dn vì lý do an toàn sc kh!e. Hn na, s qun lý và iu hành ca các t chc th gii nh FDA (US Food and Drug Administration) và WHO (World Health Organization) c"ng ang ngày càng cht ch# hn dn n kh n$ng thu h%p ca th tr&ng du thc vt dùng trong ngành thc phm, dc phm, m' phm… - An toàn công nghip và môi tr&ng: công ngh trích ly du thc vt bng dung môi hu c hoc tinh luyn bng phng pháp hóa hc ang c các nc trên th gii ánh giá là có nhiu nguy c cháy, n và ô nhi)m môi tr&ng. S liu thng kê cho thy trung bình m*i n$m trên th gii có 1 v n nhà máy trích ly du thc vt bng dung môi hu c. Hin nay lut l  mt s nc nh M' ã cm xây dng mi các nhà máy trích ly du bng dung môi hexane (Morten Gylling, 1993). Trong khi ó, nhiu thành tu khoa hc - công ngh trên th gii ã kh>ng nh kh n$ng ng dng công ngh enzyme  làm t$ng hiu sut trích ly và giá tr s dng ca nhiu lo i du thc vt nh du d+a, du u tng, du mm ngô, du l c, du cám g o….Ngoài ra, ph phm bã sau khi tách du có th c tip tc x lý bng công ngh enzyme hoc vi sinh  nâng cao giá tr, góp phn làm cho vic khai thác tài nguyên vùng nguyên liu c hiu qu nht. [...]... ngh enzyme béo và protein t+ cám g o 3 &i t 3.1 it nâng cao ch t l ng và hi u su t thu h i d u ng/ph'm vi và n$i dung nghiên c u: ng nghiên c u: cám g o và d u cám g o 3.2 Ph m vi nghiên c u: phòng thí nghi m 3.3 N i dung nghiên c u: - Nghiên c u ch n nguyên li u cho s n xu t - Xây d ng qui trình công ngh chi t tách d u béo và protein t+ cám g o b ng ph ng pháp enzyme: l a ch n enzyme, xác nh các thông... [31] • Ph ng pháp enzyme: nh ng k t qu nghiên c u s d ng enzyme trong ch bi n cám g o ã c công b nh sau: a/ Ch ng lo i enzyme: các enzyme c nghiên c u s d ng trong chi t tách d u cám g o là protease, D-amylase, cellulase b/ i u ki n chi t tách: các i u ki n t i u chi t tách d u cám g o c xác nh là dùng h*n h p enzyme amylase (80U), protease (368U) và cellulase (380U), v i 10g cám g o trong 40ml n c,... 1 lo i cám, t= l cám 6% -7%, hàm l ng d u trong cám 18% - 21,5% T i các nhà máy, c m máy có công su t 24 t n - 30 t n/ngày tr lên mi n Nam thì quá trình xay xát s# cho ra 2 lo i cám Lo i cám th 1, th &ng c g i là cám lau bóng g o hay cám g o trBng, có t= l cám 4% - 6%, hàm l ng d u trong cám 14% - 16% Lo i cám th 2 c g i là cám xay lúa hay cám g o !, có t= l cám là 4% - 5%, hàm l ng d u trong cám 8%... lo i cám thích h p nh t cho vi c chi t xu t d u cám trong i u ki n mi n Nam hi n nay là cám lau bóng c a lo i g o h t trong 3.2 Xây d ng qui trình công ngh chi"t tách d u béo và protein t3 cám g'o b4ng ph ng pháp enzyme: 3.2.1 Chi"t tách d u béo: 3.2.1.1 Kh o sát nh h cám: a/ Kh o sát nh h ng c a các y u t thí nghi m ng c a lo i enzyme s d ng n hi u su t chi t xu t d u chi t xu t d u cám: Các enzyme. .. nh h ng d u trong d ch chi t/ kh i l ng c a li u l - Y u t thí nghi m: li u l ng d u trong ng enzyme: ng enzyme - Các nghi m th c: 4 nghi m th c x 3 l n l p l i NT1: li u l ng enzyme 0,1 ml/100g cám NT2: li u l ng enzyme 1ml/100g cám NT3: li u l ng enzyme 2ml/100g cám NT4: li u l ng enzyme 3ml/100g cám - Y ut ng nh t: Lo i enzyme: ch n 1 lo i enzyme, c$n c vào k t qu c a thí nghi m a1 Các y u t khác:... 30,26 4,75 Cám g o c 13,0 12,76 14,67 35,70 8,09 Cám xay lúa 8,57 8,91 9,75 81,17 11,5 Cám lau bóng g o 14,37 13,17 15,38 78,4 8,20 Cám nhuy)n 13,82 14,03 16,28 78,4 8,20 17 Cám là ph ph m c a quá trình xay xát thóc ra g o Cám xay lúa là lo i cám thu c trong quá trình xay xát tách b! v! tr u (cám lo i 2) Cám lau bóng g o là lo i cám thu c trong quá trình mài mòn l p cám lau bóng g o (cám lo i 1) Cám nhuy)n... tiêu nghiên c u c a tài: Nghiên c u xác nh m t s enzyme thích h p chi t tách d u béo, thu h i protein trong cám g o và x lý các ph ph m nh m nâng cao giá tr kinh t c a vi c t n d ng các ph ph m, m b o v sinh an toàn th c ph m cho s n ph m và quá trình s n xu t Yêu c u c a ! tài: - Ch n c nguyên li u phù h p v i công ngh và ch t l cám g o ng s n ph m d u - Có qui trình công ngh chi t tách d u béo và protein... m Cám g o có màu sáng và mùi th m tr ng Thành ph n hóa h c và giá tr dinh d @ng c a cám g o bi n ng r t l ph thu c nhi u vào k' thu t xay xát g o m m c n, TA l v! tr u sau khi xay xát nh h ng nhi u t i hàm l ng protein, béo và x c a cám g o thành ph m TA l protein trong cám g o m n có th t 12 - 14% L ng protein thô cám g o cao h n so v i bBp h t (ch= t 8,3%) Hàm l ng ch t béo trong kho ng 13 - 14% và. .. 3N), khu y 30 phút 6 Ly tâm (5.000 rpm trong 20 phút) 7 X lý tách nh , thu ho ch s n ph m D u cám g'o Hình 3.1: S qui trình chi"t xu t d u cám g'o Ch n nguyên li u: Nguyên li u dùng chi t xu t d u cám nên ch n là lo i cám 1 (cám lau bóng hay cám g o trBng), hàm l ng d u trong cám không d i 14% X lý cám và chi t xu t d u cám: Có 7 công o n x lý cám và chi t xu t d u cám, Công o n 1: rây ho c sàng c mô... nhiên cám m i xay xát t+ nhà máy - S l n l y m u: 5 l n x 5 lo i cám g o - Các ch= tiêu phân tích: hàm l ng ch t béo, ch= s acid, ch= s peroxid 2.1.2.2 Xây d ng qui trình công ngh chi t tách d u béo và protein t cám g o b ng ph ng pháp enzyme: A Chi t tách d u béo: a) Kh o sát nh h cám: ng c a các y u t thí nghi m a1/ Kh o sát nh h ng c a lo i enzyme s d ng n hi u su t chi t xu t d u chi t xu t d u cám: . CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU DẦU VÀ CÂY CÓ DẦU BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME TRONG CHIẾT TÁCH DẦU BÉO VÀ CÁC THÀNH PHẦN CỦA CÁM GẠO CHỦ TRÌ. Phng pháp enzyme: nhng kt qu nghiên cu s dng enzyme trong ch bin cám g o ã c công b nh sau: a/. Chng lo i enzyme: các enzyme c nghiên cu s dng trong chit tách du cám g o. ngh enzyme  nâng cao cht lng và hiu sut thu hi du béo và protein t+ cám g o. 3. &i tng/ph'm vi và n$i dung nghiên cu: 3.1. i tng nghiên cu: cám g o và du cám g