Sử dụng chế phẩm enzyme để hỗ trợ quá trình trích ly protein từ hạt chôm chôm (nephelium lappaceum l )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HOÀNG NGỌC TÚ SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME ĐỂ HỖ TRỢ Q TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ HẠT CHÔM CHÔM (Nephelium lappaceum L.) Chuyên ngành: Thực phẩm đồ uống Mã số: 12110219 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2014 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Hoàng Ngọc Tú MSHV: 12110219 Ngày sinh: 22/08/1985 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: CN Thực Phẩm & Đồ Uống Mã số: 605402 I Tên đề tài SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME ĐỂ HỖ TRỢ Q TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ HẠT CHÔM CHÔM II Nhiệm vụ nội dung - Xác định tỉ lệ nhóm protein hạt chơm chơm (theo dung mơi hịa tan) - Khảo sát q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm tách béo có hỗ trợ chế phẩm enzyme Viscozyme L - Xây dựng mơ hình động học cho q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm - So sánh tính chất chức chế phẩm albumin hạt chôm chôm với chế phẩm protein thƣơng mại III Ngày giao nhiệm vụ 10/02/2014 IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ 21/07/2014 V Cán hƣớng dẫn PGS TS Lê Văn Việt Mẫn Tp Hồ Chí Minh, ngày …… tháng…… năm 2014 Cán hƣớng dẫn Chủ nhiệm mơn Trƣởng khoa Kỹ Thuật Hóa Học LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn, ngƣời định hƣớng tận tình giúp đỡ em chun mơn suốt thời gian thực luận văn Kế đến, xin cảm ơn gia đình hỗ trợ động viên suốt trình học tập trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Ngồi ra, em xin bày tỏ lòng biết ơn đến tập thể quý thầy cô môn Công nghệ thực phẩm, ngƣời dẫn dắt, dạy tạo điều kiện cho em hồn thành luận văn Ci cùng, tơi xin cảm ơn bạn bè quan tâm, chia sẻ giúp đỡ tơi q trình học tập trƣờng nhƣ hoàn thành luận văn tốt nghiệp TP Hồ Chí Minh, ngày …… tháng…… năm 2014 Sinh viên thực Hồng Ngọc Tú i TĨM TẮT LUẬN VĂN Trong thành phần protein hạt chôm chôm, chiếm tỉ lệ cao albumin (46.37%), globulin (26.41%), glutelin (21.53%) prolamin (5.69%) Khi sử dụng chế phẩm enzyme Viscozyme L (cellulase hemicellulase) hiệu suất trích ly albumin tăng 14% so với mẫu đối chứng Nồng độ thời gian thích hợp để xử lý enzyme lần lƣợt 5FBG/g nguyên liệu 90 phút Q trình trích ly albumin từ bột hạt chơm chơm tn theo mơ hình động học bậc Nồng độ protein cực đại mẫu có khơng có xử lý enzyme tƣơng đƣơng Hằng số tốc độ trích ly albumin -1 -1 mẫu đƣợc xử lý enzyme 0.28 g.L phút , tăng gấp lần so với mẫu đối chứng Kết điện di SDS – PAGE cho thấy nhóm albumin hạt chơm chơm có chứa nhiều phân đoạn protein với khối lƣợng phân tử khác nhau, chiếm tỉ lệ cao phân đoạn 15 kDa Việc xử lý enzyme q trình trích ly albumin khơng thay đổi tính chất chức chế phẩm albumin concentrate Khả tạo bọt độ bền nhũ chế phẩm albumin hạt chôm chôm tốt so với chế phẩm albumin lòng trắng trứng soy protein ii ABSTRACT In this study, protein profile of rambutan seed was analyzed Albumin was the predominant protein fraction (46.37%) followed by globulin (26.41%), glutelin (21.53%) and prolamin (5.69%) When Viscozyme L preparation (cellulase and hemicellulase) was used in albumin extraction from defatted rambutan seed, the albumin yield increased 14% compared with that in the sample control The appropriate enzyme concentration and biocatalytic time were FBG/g flour and 90 min, respectively Albumin extraction from defatted rambutan seed flour was perfectly described by the first kinetic model The maximal protein concentration of the enzyme – assisted extraction and the conventional extraction was similar However the -1 -1 extraction rate constant in the enzyme – assisted extraction reached 0.28 g.L minute , which was times higher than that in the conventional extraction SDS – PAGE analysis showed that the rambutan seed albumin consisted of many protein bands with different molecular weights The predominant fraction was 15kDa protein The enzyme – assisted extraction did not affect the functional properties of rambutan seed albumin concentrate Foaming capacity and emulsion stability of rambutan seed albumin concentrate were better than egg white albumin and soy protein concentrate iii LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tác giả luận án Hoàng Ngọc Tú iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii ABSTRACT iii LỜI CAM ĐOAN iv DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC HÌNH viii Chƣơng GIỚI THIỆU Chƣơng TỔNG QUAN 2.1 Nguyên liệu hạt chôm chôm 2.1.1 Giới thiệu hạt chôm chôm 2.1.2 Thành phần protein hạt chôm chôm 2.2 Trích ly protein có hỗ trợ chế phẩm enzyme 2.2.1 Trích ly protein 2.2.2 Chế phẩm enzyme hỗ trợ q trình trích ly protein từ thực vật 11 2.2.3 Ứng dụng chế phẩm enzyme để trích ly protein từ thực vật 14 2.3 Điểm đề tài 15 Chƣơng NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 3.1 Nguyên vật liệu 17 3.1.1 Hạt chôm chôm 17 3.1.2 Chế phẩm enzyme Viscozyme L 17 3.1.3 Thiết bị 17 3.2 Nội dung nghiên cứu 18 3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 18 3.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu 19 3.2.3 Nội dung thí nghiệm 25 3.3 Phƣơng pháp phân tích 33 v 3.4 Cơng thức tính toán 34 3.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu 34 Chƣơng KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 35 4.1 Xác định thành phần hóa học nguyên liệu hạt chôm chôm .35 4.2 Xác định tỉ lệ nhóm protein hạt chơm chơm 36 4.3 Khảo sát q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm tách béo có hỗ trợ chế phẩm enzyme Viscozyme L 39 4.3.1 Ảnh hƣởng nồng độ enzyme 39 4.3.2 Ảnh hƣởng thời gian xử lý enzyme 41 4.4 Xây dựng mơ hình động học cho q trình trích ly albumin mẫu có xử lý enzyme mẫu đối chứng 45 4.5 Thu nhận chế phẩm albumin từ q trình trích ly có khơng có sử dụng enzyme 47 4.5.1 Xác định phân tử lƣợng nhóm albumin hạt chơm chơm 47 4.5.2 So sánh tính chất chức chế phẩm albumin hạt chôm chôm với albumin lòng trắng trứng soy protein concentrate 48 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56 5.1 Kết luận 56 5.2 Kiến ghị 56 PHỤ LỤC 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học hạt chơm chơm Bảng 2.2: Thành phần acid béo dầu hạt chôm chôm Bảng 2.3: Thành phần khống hạt chơm chôm Bảng 4.1: Thành phần hóa học (% w/w) bột hạt chôm chôm tách béo 35 Bảng 4.2: Tỉ lệ nhóm protein hạt chơm chơm 36 Bảng 4.3: Các giá trị C∞, k , h R q trình trích ly albumin 46 Bảng 4.4: Tính chất chức albumin hạt chơm chơm, albumin lịng trắng trứng soy protein concentrate 49 Bảng 4.5: Thành phần acid amin tỉ lệ acid amin thiết yếu albumin hạt chơm chơm, albumin lịng trắng trứng soy protein concentrate 50 Bảng 4.6: Hàm lƣợng acid amin chứa gốc ƣa nƣớc kỵ nƣớc albumin hạt chôm chôm, albumin lòng trắng trứng soy protein concentrate 51 vii