Nghiên cứu thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm ĐỖ THỊ THANH HƯỜNG Huong.dtt202903M@sis.hust.edu.vn Ngành Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Thành Viện: Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 10/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm ĐỖ THỊ THANH HƯỜNG Huong.dtt202903M@sis.hust.edu.vn Ngành Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: Viện: Chữ ký GVHD TS Nguyễn Tiến Thành Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm HÀ NỘI, 10/2022 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn : Đỗ Thị Thanh Hường Đề tài: Nghiên cứu thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số HV: 20202903M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 31/10/2022 với nội dung sau: STT Ý kiến hội đồng Chỉnh sửa Bổ sung tổng quan anthocyanin Đã bổ sung phần tổng quan anthocyanin yếu tố ảnh hưởng đến độ bền anthocyanin (trang 20 – 22) Rút gọn phương pháp Đã lược bỏ cách tiến hành phương pháp phân tích bản: độ ẩm, tinh bột, xơ phân tích thơ, tro, chất béo (trang 32 – 35) Bổ sung tài liệu tham Đã thêm tài liệu tham khảo cho hình: khảo cho hình ảnh Hình 1-4, 1-5, 1-6 (trang 15, 16, 19) Giảm bớt số lượng tài liệu Đã lược bỏ bớt tài liệu tham khảo phần tổng quan (từ 95 xuống 64 tài liệu tham khảo tham khảo) Chỉnh sửa lỗi tả Đã rà soát chỉnh sửa Ngày Giáo viên hướng dẫn tháng năm 2022 Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Họ tên học viên: Đỗ Thị Thanh Hường Khóa: 20B Mã học viên: 20202903M Viện: Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Ngành: Công nghệ thực phẩm Đầu đề nghiên cứu: Nghiên cứu thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm Nội dung phần thuyết minh: Bao gồm chương: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Vật liệu phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Chương 4: Kết luận kiến nghị Các vẽ, đồ thị: Các hỉnh ảnh, bảng biểu, đồ thị cột, đường Họ tên cán hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Thành Ngày giao nhiệm vụ luận văn: 30/10/2020 Ngày hoàn thành luận văn: 30/9/2022 Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên Lời cảm ơn Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Tiến Thành, người tận tình hướng dẫn, bảo động viên tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn thầy cô Trung tâm Nghiên cứu Phát triển Công nghệ Sinh học, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, Viện Đào tạo Sau đại học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội giảng dạy, giúp đỡ tạo điều kiện cho tơi hồn thành khố học thạc sỹ hồn thành luận văn Vì kiến thức cịn hạn chế, tơi mong nhận góp ý chân thành thầy để tơi hồn thiện nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn! Tóm tắt nội dung luận văn Protein từ gạo nguồn protein quan trọng có nhiều ưu điểm vượt trội so sánh với protein thực vật khác giá trị sinh học độ tiêu hóa cao Luận văn nhằm nghiên cứu cơng nghệ thủy phân nhiệt hồ hóa chế phẩm enzyme có khả thủy phân tinh bột sống, gián tiếp thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm Để thực mục tiêu đó, yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân loại bỏ phi protein (ở chủ yếu tinh bột) lượng enzyme amylase thủy phân, nồng độ chất khô, nhiệt độ thời gian thủy phân, sử dụng enzyme bổ trợ, thủy phân hai lần khảo sát Kết luận văn đưa quy trình cơng nghệ thủy phân thành phần phi protein nhiệt độ 50℃, nồng độ chất khô lựa chọn 30%, với lượng Stargen 002 ml/kg nguyên liệu, kết hợp enzyme Viscozyme L (0,05 w/w) Cellulast 1.5L (0,2 ml/kg nguyên liệu), sử dụng lần thuỷ phân 72h (lần 1) 24h (lần 2) Sản phẩm rắn thu có hàm lượng protein 58,62%, phổ protein có chứa băng protein tương tự gạo nếp cẩm nguyên liệu, khả tiêu hoá 22% tăng lên trích ly kiềm (>90%), có số đặc tính cơng nghệ khả hấp thụ nước (2,09 g/g), khả hấp thụ dầu (2,13 g/g), khả tạo bọt tăng theo độ tăng pH từ đến (1,08 – 38,37%), khả tạo nhũ pH trung tính cao (pH 37,5%) Học viên thực Ký ghi rõ họ tên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .1 1.1 Tổng quan protein từ gạo Giới thiệu Ứng dụng protein gạo Sự phân bố thành phần protein gạo Đặc tính chức protein gạo Phương pháp thu nhận protein từ gạo 10 1.2 Thu nhận protein gạo phương pháp thủy phân thành phần phi protein…… 13 Cơ sở phương pháp 13 Phương pháp thủy phân tinh bột truyền thống 13 Phương pháp thủy phân tinh bột nhiệt hồ hóa 14 1.3 Gạo nếp cẩm 18 Giới thiệu 18 Thành phần dinh dưỡng gạo cẩm 19 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền anthocyanin 20 Ứng dụng gạo nếp cẩm 22 1.4 Mục tiêu đề tài 24 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Vật liệu nghiên cứu 25 Gạo nếp cẩm 25 Enzyme 25 Hóa chất thiết bị 26 2.2 Bố trí thí nghiệm 27 Phân tích thành phần nguyên liệu 27 Khảo sát điều kiện thủy phân enzyme loại tinh bột để thu nhận bã giàu protein 28 Đánh giá chất lượng sản phẩm rắn giàu protein 31 2.3 Phương pháp phân tích 32 Xác định độ ẩm 32 Phương pháp xác định đường khử tinh bột 32 Phương pháp xác định độ tro 33 i Phương pháp xác định protein tổng số 33 Xác định hàm lượng xơ thô phương pháp Ankom 33 Xác định hoạt độ enzyme glucoamylase chế phẩm Stargen 002……… 33 Xác định hàm lượng anthocyanin phương pháp pH vi sai .34 Xác định hàm lượng chất béo phương pháp Soxhlet .35 Xác định đường dịch thủy phân phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao 35 Phân tích phổ protein 36 Phương pháp điện di SDS – PAGE 37 Phương pháp xác định số đặc tính chức protein 38 Đánh giá khả tiêu hóa in vitro sản phẩm giàu protein 39 Ứng dụng sơ chế phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm 42 2.4 Phương pháp thống kê xử lý số liệu 43 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 Phân tích thành phần nguyên liệu 44 3.2 Khảo sát điều kiện ảnh hưởng tới thuỷ phân loại tinh bột thu nhận bã giàu protein 45 Lựa chọn lượng chế phẩm enzyme thủy phân 45 Lựa chọn nồng độ chất khô 48 Lựa chọn nhiệt độ thủy phân 51 Ảnh hưởng enzyme phụ trợ 54 Thủy phân hai lần 56 3.3 Đánh giá chất lượng sản phẩm rắn giàu protein 58 Phân tích hành phần dinh dưỡng sản phẩm 59 Phân tích hợp phần protein sản phẩm rắn diện di biến tính SDS – PAGE 60 Đánh giá số đặc tínhcơng nghệ sản phẩm giàu protein .62 Đánh giá khả tiêu hóa sản phẩm 66 Ứng dụng sơ sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm 67 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 4.1 Kết luận 70 4.2 Kiến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 ii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 Sản lượng ngũ cốc toàn giới năm 2021 - 2022 [2] Hình 1-2 Phân bố protein gạo lớp subaleurone [6] Hình 1-3 Quy trình thủy phân tinh bột truyền thống 13 Hình 1-4 Cơ chế trình thủy phân tinh bột khơng hồ hóa [26] 15 Hình 1-5 Hình ảnh qua máy hiển vi điện tử quét (SEM, x1000) hạt tinh bột ngô (a, b), sắn (c, d) trước sau thủy phân 24h [28] 16 Hình 1-6 Hạt gạo đặc trưng với màu trắng, tím - đen đỏ [33] 19 Hình 1-8 Sự phân hủy cyanidin-3-glucoside nhiệt [34] 21 Hình 1-9 Sự thay đổi cấu trúc cyanidin-3-glucoside theo pH [38] 22 Hình 2-1 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 28 Hình 2-2 Đường chuẩn GOPOD 32 Hình 2-3 Đường chuẩn pNP 34 Hình 2-4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm chiết xuất hợp phần protein 36 Hình 2-5 Sơ đồ quy trình phương pháp tiêu hóa INFOGEST 2.0 39 Hình 3-1 Hiệu suất tạo glucose theo thời gian thủy phân thay đổi lượng enzyme… 46 Hình 3-2 Sắc ký đồ dịch đường sau thủy phân 12h (A); 24h (B); 48h (C); 72h (D)……… 47 Hình 3-3 Hàm lượng protein phần rắn sau thủy phân (% chất khô) lượng enzyme Stargen 002 khác 47 Hình 3-4 Hiệu suất tạo glucose theo thời gian nồng độ chất khô khác nhau…… 48 Hình 3-5 Hàm lượng protein theo chất khô phần rắn sau thủy phân nồng độ chất khô khác 50 Hình 3-6 Hiệu suất tạo glucose tạo thủy phân nhiệt độ khác 51 Hình 3-7 Hàm lượng protein sản phẩm rắn sau thủy phân nhiệt độ khác 30℃ (120h), 40℃ (96h), 50℃ (72h) 53 Hình 3-8 Biến đổi hàm lượng anthocyanin theo thời gian nhiệt độ thủy phân khác 54 Hình 3-9 Dịch đường sau thủy phân 56 Hình 3-10 Hàm lượng glucose tạo theo thời gian thuỷ phân lần phần rắn chứa protein 57 Hình 3-11 Quy trình thu nhận sản phẩm giàu protein từ gạo nếp cẩm phương pháp thủy phân gián tiếp tinh bột nhiệt hồ hóa 58 Hình 3-12 Điện di SDS - PAGE chiết xuất gạo sản phẩm rắn giàu protein dung môi chiết chứa SDS 60 iii