Nghiên cứu lựa chọn điều kiện thu hồi tách chiết, tinh sạch b glucan từ nấm men bia

MỞ ĐẦU Thực tại, hàng năm giới từ nhà máy chế biến rượu bia, thực phẩm ủ chua… thải lượng bã khổng lồ Ở Việt Nam, nấm men bia thu từ nhà máy bia lớn Ước tính trung bình 1000 lít bia thu 1,5 kg nấm men khơ [Hồ Xưởng, 1996] Năm 2005, sản lượng bia nước đạt 1,5 tỷ lít, tương ứng với 18 triệu sinh khối nấm men thải Đến năm 2010, sản lượng bia nước đạt 2,5 tỷ lít lượng nấm men thải 30 triệu [Nguyễn Thị Hoàng Anh cs, 2008] Hầu hết sản phẩm lên men dùng để chế biến thức ăn cho động vật, làm phân cải tạo đất dùng làm nguồn vật liệu rẻ tiền để sản xuất dịch chiết nấm men tự phân Song cịn tồn đọng 50-60% lượng chất rắn thơ mà chủ yếu thành tế bào nấm men (trong β-glucan chiếm 50-60% trọng lượng khô thành tế bào nấm men) nguồn chất rắn bán làm thuốc bổ sung cho chăn nuôi với giá rẻ thải môi trường gây ô nhiễm Nhiều nước giới Hàn Quốc, Mỹ, Nhật Bản… có sản phẩm β-glucan sản xuất từ tế bào nấm men để sử dụng yếu tố kích thích miễn dịch tiềm ẩn tác động đáng kể đến việc bảo vệ vật chủ, tăng tính đề kháng vật chủ phần lớn loại bệnh nhiễm khuẩn, nấm, virut nhiều sinh vật kí sinh khác Khơng vậy, nhà khoa học Nhật Bản sản xuất chế phẩm β-glucan yếu tố kích thích miễn dịch hiệu điều trị ung thư Bên cạnh đó, β-glucan cịn chất chống oxi hóa có tác dụng tái tạo da, làm mờ nếp nhăn nên sử dụng chất bổ sung để sản xuất mỹ phẩm Sản xuất chế phẩm giầu β-glucan từ bã nấm men bia có ý nghĩa lớn lao việc giải phế thải cho nhà máy sản xuất bia, tạo sản phẩm có giá trị kinh tế cao, đồng thời cịn góp phần bảo vệ mơi trường Chính vậy, em chọn Luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu lựa chọn điều kiện thu hồi, tách chiết, tinh βglucan từ nấm men bia” Mục tiêu Luận văn: Lựa chọn điều kiện thích hợp thu hồi, tách chiết, tinh β-glucan từ bã nấm men bia Các nội dung Luận văn: - Nghiên cứu lựa chọn phương pháp thu hồi -glucan tổng số - Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tinh -glucan - Nghiên cứu tạo dạng sản phẩm -glucan PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu chung -glucan 1.1.1 Nguồn nguyên liệu chứa  -glucan Nguồn nguyên liệu tự nhiên để thu nhận -glucan bao gồm vi khuẩn, nấm men, tảo, nấm lớn, đại mạch yến mạch Cấu trúc hóa học -glucan phụ thuộc vào nguồn gốc nguyên liệu (1,3)--glucan có vi khuẩn Alcalignes faecalis, tảo Euglena gracilis, (1,3), (1,6) -glucan có tảo Laminaria sp., tảo nâu Eisenia bicyclis, nấm hương Lentnula ododes, nấm men Saccharomyces cerevisiae, (1,3), (1,4) -glucan thu nấm sò Pleurotus ostreatus, đại mạch, yến mạch số loại hạt khác [Hunter cs, 2002] -glucan yến mạch lúa mạch có khơng có hoạt tính Nhưng -glucan nước yến mạch có tác dụng làm giảm nguy bệnh tim -glucan tìm thấy nấm lớn có phân nhánh với phân tử glucoza tăng cường miễn dịch đến mức Bên cạnh đó, -glucan chiết từ thành tế bào nấm men S cerevisiae phân nhánh mạnh có khả tăng hoạt tính miễn dịch mạnh tất loại - glucan [Chan cs, 2009] β-glucan hợp chất đường liên phân tử tạo nên từ đơn phân tử D-glucose gắn với qua liên kết β-glycoside Các β-glucan nhóm phân tử phân biệt dựa vào phân tử khối, độ hịa tan, độ nhớt cấu trúc khơng gian chiều Các nghiên cứu cho thấy dạng hợp chất khơng hịa tan (1,3/1,6) β-glucan có hoạt tính sinh học cao dạng (1,3/1,4) β-glucan Sự khác liên kết βglucan cấu tạo hóa học chủ yếu độ hịa tan, phản ứng hoạt tính sinh học 1.1.2 Cấu trúc hóa học phương pháp thu nhận β-glucan từ nguồn khác Tùy thuộc vào nguồn thu nhận β-glucan mà có cấu trúc khác (bảng 1.1) Bảng 1.1: Cấu trúc hóa học β-glucan từ nguồn khác [Stone and Clarke, 1992]  - glucan từ yến mạch Hàm lượng β-glucan hạt lúa mạch (3-11%) yến mạch (3-7%) Một lượng nhỏ β-glucans tìm thấy lúa (khoảng 2%), lúa mì (khoảng 1%) lúa miến (0,2-0,5%) [11] Trong trường hợp yến mạch, β-glucans có mặt chủ yếu lớp hạt, trong hạt lúa mạch, chất trải toàn ngũ cốc Khơng giống cellulose khơng hịa tan, tồn phân tử glucose nối với liên kết β-D-(1→ 4), β-glucans có nội nhũ hạt ngũ cốc hỗn hợp β-D-glucose chuỗi không phân nhánh liên kết với β - (1 → 3) β - (1 → 4) glycosizit [Bednarski, 2001] -glucan yến mạch lúa mạch có khơng có hoạt tính Nhưng - glucan nước yến mạch chịu trách nhiệm cho mối liên kết tế bào sản phẩm yến mạch giảm nguy bệnh tim Hình 1.1: Cấu tạo phân tử (1-3)/(1-4)- -glucan từ lúa mạch Sơ đồ 1: Quy trình sản xuất  -glucan từ yến mạch quy mô công nghiệp [Sibakov, 2011; Heneen, 2009]  - glucan từ nấm - glucan từ nấm gồm loại: β - (1 → 3)/ (1 → 6) glucan, dạng không hòa tan chiếm khoảng 53-58% β - (1 → 3)/ (1 → 4) glucan dạng hòa tan chiếm khoảng 16-46% - glucan có mức độ phân nhánh trùng hợp thấp dạng hịa tan, - glucan khơng hòa tan phân nhánh nhiều mạch dài - glucan thu từ nhiều loại nấm khác có kích thước phân tử khác nằm khoảng 0.2x101 – 104 Kda - glucan có trọng lượng phân tử lớn 3.103 Kda có độ nhớt cao, trọng lượng phân tử khoảng Kda dạng gel [Zeković cs, 2005] Hình 2: - glucan dạng hịa tan [Zeković cs, 2005] Hình 1.3: - Glucan dạng khơng hịa tan tan nhẹ, mạch dài chứa nhiều nhánh [Zeković cs, 2005] Có vài nấm dạng dược liệu, sử dụng thuốc cổ truyền cở châu Á như: Chinese Reishi (Ganoderma lucidum), Japanese Shiitake (Lentinula edodes),Maitake (Grifola frondosa), nấm dạng tầm gửi: Chaga (Inonotus obliquus), Turkey Tail (Trametes versicolor), Split Gill (Schizophyllum commune), Mulberry Yellow Polypore (Phellinus linteus) dạng nuôi trồng như: Hiratake (Pleurotus ostreatus, Oyster mushroom) Hàm lượng -glucan Basidomycota thấp, - glucan biết tới cấu trúc khoảng 0.21-0.53 g/100 g khô hoạt tính sinh học với tên: lentinan từ Lentinus edodes, schizophyllan (SPG) từ Schizophyllum commune, pleuran từ Pleurotus ostreatus pullulans (AP-FBG) từ Aureobasidium pullulans, scleroglucan (SGG) từ Sclerotium rolfsii, grifolan (GRN) từ Grifola frondosa, krestin (PSK -polysaccharide-K and PSP - polysaccharopeptide) từ Coriolus versicolor [Kony cs, 2007; Standish cs, 2008; Oba cs, 2009; Schmid cs, 2010; Jong Suk Lee cs, 2010] Hình 1.4: - glucan (còn gọi lentinan) từ Lentinus edodes [Oba, 2009] Hình 1.5: Cấu trúc phân tử Schizophyllan (A) từ Schizophyllum commune pleuran (B) từ Aureobasidium pullulans Hình 1.6: Cấu trúc phân tử scleroglucan từ Sclerotium rolfsii Sơ đồ 1.2: Quy trình sản xuất -glucan từ nấm [http://www.immulink.com]  - glucan từ vi khuẩn Polysaccharit từ vi khuẩn sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm chất phụ gia Chúng thường gọi bacterial egzopolisaccharides cấu tạo thành tế bào sản phẩm trình trao đổi chất vi khuẩn: Cellulomonas flavigena of KU strain [36], Bacillus curdlanolyticus and Bacillus kobensis [37], Bacillus and Micromonospora [38] Agrobacterium spp TCC31749 [39], Bradyrhizobium, Rhizobium spp Sarcina ventriculi [40] Các sản phẩm từ vi khuẩn: xanthan, dextran, pullulan or gellan Cấu trúc β-glucan vi khuẩn tương tự mannans, glucose thành phần cấu tạo Beta glucan sản phẩm trình lên men gọi curdlan laminarin Hình 1.7: Cấu tạo phân tử (1-3)-β-glucan (A – curdlan; B - laminarin) 1.2  - glucan từ nấm men bia 1.2.1 Giới thiệu chung nguồn nấm men bia Việt Nam Theo thống kê tổ chức EUWATCH cơng bố, có khoảng tỷ lít bia tiêu thụ Việt Nam năm 2013, tương đương với khoảng tỷ USD, trung bình người tiêu thụ khoảng 32 lít bia Với mức tiêu thụ đưa Việt Nam lên hàng tiêu thụ bia đứng thứ Châu Á, đứng số Đông Nam Á [Châu Long, http://baocongthuong.com.vn] Thông thường triệu lít bia tạo 15-18 bã men cần xử lý Với số tiêu thụ bia khổng lồ vậy, lượng bã nấm men bia cần xử lý lên tới khoảng 450-480 nghìn Hiện nấm men bia chủ yếu dùng để làm bột chiết nấm men, làm thức ăn gia súc, phân bón Song tồn khoảng 50-60% chất rắn thơ chủ yếu thành tế bào nấm men (trong -glucan chiếm 50-60% trọng lượng khô tế bào nấm men) chủ yếu làm thức ăn chăn nuôi, giá trị kinh tế thấp Do cần thiết công nghệ thu hồi tinh -glucan làm thành sản phẩm thực phẩm chức có giá trị dinh dưỡng kinh tế cao 1.2.2  - glucan từ nấm men bia Là polysacharit nhiều thành tế bào nấm men, glucan tồn homopolymer glucoza, liên kết với qua cầu nối (1,3) -(1,6)-D-glycosidic, chịu trách nhiệm cho hình dạng độ bền học thành tế bào Thành tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae gồm có -(1,3)D-glucan, -(1,6)-D-glucan, chitin mannoprotein Cả thành phần cấu trúc thành tế bào liên kết hoá trị với Mannoprotein (khối lượng protein khoảng 100 Kda) liên kết với -(1,6)-D -glucan qua glycosyl-phosphatidyl-inositol có chứa gốc 10 * Tinh theo phương pháp enzyme: Bước sử dụng enzyme lipase thương phẩm Novo Lipozyme CalBL để thủy phân lipid từ màng tế bào Thành tế bào nấm men bổ sung nước theo tỷ lệ 1:1 (w/v) chỉnh pH=10 NaOH, bổ sung 0.1% Lipozyme CalBL, giữ nhiệt độ 450C, Kết thúc thủy phân, bất hoạt enzyme 850C 15 phút [Jaehrig cs, 2008] * Tinh theo phương pháp hóa học [Vesna Zechner-Krpan cs, 2010]: - Thành tế bào thu thủy phân NaOH 1M nhiệt độ 900C Ly tâm thu cặn, rửa lại nước cất lần - Cặn thu bổ dung axit H3PO4 theo tỷ lệ 1:1 (w/v), giữ nhiệt độ phòng Ly tâm thu cặn, rửa nước cất lần - Cặn thu xử lý loại bỏ mannaprotein bổ sung dung dịch đệm citrate pH=7 theo tỷ lệ 1:2 (w/v), hấp 1210C, thời gian 90 phút Ly tâm thu cặn chứa -glucan, rửa nước cất lần, ly tâm thu cặn -glucan tinh -glucan tách chiết từ thành tế bào nấm men, tinh theo phương pháp hóa học phương pháp enzyme kết thu thể bảng 3.5 Bảng 3.5: Ảnh hưởng phương pháp tinh tới hiệu suất thu hồi Phương pháp Hàm lượng Hàm lượng Hiệu suất thu tinh chất béo (%)  -glucan (%) hồi  -glucan từ cặn thô (%) Cặn -glucan thô 8.5 65.6 Phương pháp 3.1 71.3 80.1 Phương pháp hóa 4.3 66.8 45.5 dùng enzyme học (Hàm lượng chất béo -glucan tính theo % trọng lượng cặn khô thu được) Qua kết bảng cho thấy tinh cặn thô theo phương pháp dùng enzyme hàm lượng -glucan, hiệu suất thu hồi cao hàm lượng lipid mẫu thấp tinh theo phương pháp hóa học 29 Do enzyme lipase thủy phân chất béo tốt so với thủy phân chất béo NaOH, mặt khác phương pháp hóa học phải qua nhiều cơng đoạn, q trình rửa giải nhiều, dẫn tới hiệu suất thu hồi thấp 3.7 Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ bổ sung enzyme lipase thích hợp tinh -glucan Tiến hành bổ sung enzyme lipase theo tỷ lệ 0.1-0.25% (w/v) Kết thu thể bảng 3.6 Bảng 3.6 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ bổ sung enzyme lipase tới trình tinh -glucan Hàm lượng  -glucan (%) Hàm lượng chất béo (%) 0.05 68.4 6.9 0.10 71.3 3.10 0.15 74.5 2.50 0.20 75.0 2.55 Tỷ lệ bổ sung enzyme lipase (%) (w/w) (%  -glucan, chất béo tính theo cặn khô sau thủy phân) Kết bảng cho thấy tăng nồng độ enzyme từ 0.05-0.15%, hàm lượng -glucan tăng Khi tăng nồng độ ezyme lên tới 0.20% hàm lượng -glucan tăng không đáng kể Do chọn nồng độ enzyme 0.15% thích hợp 3.8 Nghiên cứu lựa chọn thời gian thủy phân thích hợp tinh -glucan Thủy phân loại bỏ chất béo, thu hồi -glucan khoảng thời gian: 4.0, 5.0, 6.0 7.0 Kết thúc thủy phân, nâng nhiệt lên 800C 15 phút để bất hoạt enzyme Sau thủy phân tiến hành ly tâm thiết bi ly tâm vắt, loại bỏ dịch chứa chất béo, thu cặn Cặn thu tiến hành rửa nước lạnh lần, ly tâm thu glucan tinh Kết thu bảng 3.7 30 Bảng 3.7 Ảnh hưởng thời gian thủy phân enzyme lipasse tới trình tinh -glucan Hàm lượng  -glucan (%) Hàm lượng chất béo (%) 4.0 65.3 3.81 5.0 74.5 1.50 6.0 75.0 2.45 7.0 75.1 2.4 Thời gian thủy phân (giờ) Khi tăng thời gian thủy phân, độ tinh khiết -glucan tăng, hàm lượng chất béo giảm xuống, thời gian thích hợp cho thủy phân giờ, hàm lượng -glucan đạt 74.5%, hàm lượng chất béo 2.5% 3.10 Nghiên cứu lựa chọn nhiệt độ thủy phân thích hợp cho trình tinh -glucan Tiến hành thu hồi -glucan dải nhiệt độ từ 45-550C Kết thu bảng 3.9 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân tới trình tinh -glucan Nhiệt độ (0C) Hàm lượng  -glucan (%) Hàm lượng chất béo (%) 40 57.8 3.1 45 74.5 1.50 50 75.6 0.90 55 75.0 1.40 Khi tăng nhiệt độ từ 40-500C hàm lượng -glucan thu tăng dần từ 57.8%-75.6%, hàm lượng chất béo giảm từ tiếp tục tăng nhiệt độ lên tới 550C hàm lượng -glucan giảm Hàm lượng protein không ảnh hưởng nhiều yếu tố nhiệt độ Do lựa chọn nhiệt độ thích hợp cho thu hồi -glucan tổng số 550C 3.11 Nghiên cứu lựa chọn pH thích hợp cho q trình tinh -glucan tổng số 31 Bổ sung nước theo tỷ lệ 1:1 (w:v), chỉnh mẫu theo pH= 8-11, dung dịch NaOH đậm đặc 40% Kết thu bảng 3.10 Bảng 3.10 Nghiên cứu ảnh hưởng pH tới thu nhận -glucan tổng số pH Hàm lượng  -glucan (%) Hàm lượng chất béo (%) 8.0 75.0 0.70 9.0 76.2 0.30 10.0 75.6 0.90 11.0 74.5 0.8 Khi tăng pH dịch thủy phân từ pH=8-11, hàm lượng -glucan thu thay đổi không đáng kể Hàm lượng chất béo đạt giá trị thấp pH=9 0.3% Chọn pH thích hợp cho tinh -glucan 9.0 Từ 16 kg cặn chứa -glucan (w=65%) qua trình tinh thu 10 kg -glucan tinh có w=80%, hàm lượng -glucan đạt 76.2% Hiệu suất thu hồi đạt 42% 3.12 Nghiên cứu tạo dạng sản phẩm -glucan 3.12.1 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tạo sản phẩm Tiến hành sấy sản phẩm theo phương pháp: sấy phun, sấy chân không, sấy đông khô Kết bảng 3.11 Bảng 3.11 Nghiên cứu lựa chọn phương pháp tạo sản phẩm cho chế phẩm -glucan làm thức ăn cho người Phương Thông số chế độ sấy pháp tạo sản Đặc điểm Hiệu suất sản phẩm thu hồi (%) Nhận xét phẩm Sấy phun Bổ sung nước theo tỷ Bột tơi mịn, 90 Có thể sản lệ 1:1 (w/v), malto màu vàng xuất quy mơ 10 g/lít, sấy nhiệt độ nhạt công nghiệp đầu vào 1500C, tốc độ đầu quay 40.000 v/phút, tốc độ sấy 2.5 lít dịch/giờ 32 Sấy chân khơng Nhiệt độ 600C, Đóng thành P=0.5 atm mảng dầy quy mơ mầu nâu phịng thí 91 sẫm Phù hợp với nghiệm Sấy đơng -Nhiệt độ phịng để Đóng thành khơ máy đơng khơ: 20 mảng mỏng quy mơ mầu phịng thí C - Áp xuất buồng sấy: vàng nâu 93 Phù hợp với nghiệm 5,6 10-2 - Nhiệt độ buồng đông khô: - 80 0C 3.12.2 Nghiên cứu tạo sản phẩm -glucan dạng bột bằng phương pháp sấy phun Nghiên cứu lựa chọn công thức phối trộn chất mang (maltodextrin) với -glucan tinh hàm lượng -glucan đạt 76.2% (w=80%) chế độ sấy thích hợp quan trọng Vì nghiên cứu tạo chế phẩm -glucan dạng bột thực cách: -glucan tinh bổ sung thêm nước theo tỷ lệ 1:1 (w/v), bổ sung thêm chất mang điều chỉnh nồng độ chất rắn dịch trước sấy phun thơng số tối thích Nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ chất mang trình sấy phun  -glucan dạng bột Maltodextrin loại chất mang dùng nhiều sấy phun, đặc biệt sấy sản phẩm có đường, protein chất keo khác Maltodextrin giá thành hợp lý, dễ dàng ứng dụng quy mô sản xuất công nghiệp, chọn maltodextrin làm chất mang cho sản phẩm -glucan sấy phun tạo bột Tỷ lệ chất mang chất rắn dịch chiết thông số cần xác định Đề tài tiến hành thử nghiệm sấy phun mẫu -glucan có tỷ lệ chất mang khác điều kiện sấy giống là: Nhiệt độ đầu vào 150 0C; Tốc độ bơm dịch vào 2.5 lít/giờ; - 33 glucan tinh (w=80%) bổ sung nước cất theo tỷ lệ 1:1; Tốc độ đầu quay 40000 vòng/phút Kết thu bảng 3.12 Bảng 3.12: Ảnh hưởng tỷ lệ chất mang Stt Tỷ lệ bổ sung Hiệu suất thu malto (g/l) hồi (%) 80 Cảm quan đánh giá Bột tơi, khơng bết dính vón cục nhanh gặp khơng khí 86 Bột tơi, khơng bết dính, hiệu suất cao 10 90 Bột tơi hơn, khơng bết dính.Hiệu suất cao 12 Bột tơi hơn, khơng bết dính, thao tác dễ 90 dàng Hiệu suất cao Bổ sung với lượng malto g/lít hiệu suất thu hồi đạt 86%, hàm lượng -glucan cao bổ sung malto từ 10-12 g/lít, bổ sung với nồng độ hiệu suất thu hồi cao hơn, lượng chất mang nhiều hàm lượng hoạt chất yêu cầu sản phẩm giảm xuống Chọn nồng độ bổ sung malto 7g/lít thích hợp Xác định nồng độ chất khô dịch trước sấy phun Do -glucan tinh có w=80% , tiến hành bổ sung thêm nước với tỷ lệ (w/v) hợp lý tiết kiệm tổn lượng, hiệu suất thu hồi hiệu kinh tế cao Nếu bổ sung lượng nước độ nhớt cao, tắc đầu phun, bột ẩm, không sấy Các mẫu bổ sung với lượng nước khác nhau, bổ sung thêm 7% malto Kết thu bảng 3.13 Bảng 3.13: Ảnh hưởng lượng nước bổ sung vào -glucan tinh dịch trước sấy phun Stt Tỷ lệ bổ sung Hiệu suất Sản lượng nước thu hồi (%) (g/giờ) 1:0.5 75 230 Nhận xét Dịch trước sấy đặc, khó sấy, tốc độ sấy chậm, bột ẩm, dễ vón cục 34 1:1 86 376 Dịch loãng vừa phải, bột tơi khơng bết dính, độ ẩm vừa phải, khơng cháy, thao tác dễ 1:1.5 87 380 Dịch loãng, bột tơi khơng bết dính, khơ, khơng cháy, thao tác dễ Thời gian sấy kéo dài lượng dịch nhiều Xác định chế độ sấy phun chế phẩm giầu  -glucan Bảng 3.14: Ảnh hưởng chế độ sấy phun Stt Chế độ sấy Nhiệt độ Hiệu Sản Hàm Đánh giá cảm suất lượng lượng quan thu (g/giờ)  -glucan hồi chế (%) phẩm (%) Bột bết, cháy, 170 0C đầu vào Tốc độ dính nhiều thiết bị, thao tác lít/ khó tiếp liệu Tốc độ 40000 quay vòng/phút 75 276 60.5 bơm li tâm Nhiệt độ Bột không cháy 160 0C đầu vào Tốc độ bết dính 2,8 lít/giờ tiếp liệu Tốc độ 40000 quay vòng/phút nhiều thiết 80 305 35 65.4 bị bơm li tâm Nhiệt độ Bột tơi không 150 0C đầu vào Tốc độ 2,5 tiếp liệu lít/ Tốc độ 40000 quay vịng/phút vón cục, khơng dính bết, thao tác 86 376 74,5 dễ bơm li tâm Các thông số điều khiển chế độ sấy phun bao gồm: nhiệt độ đầu vào, nhiệt độ đầu ra, tốc độ tiếp liệu, tần xuất tạo sương (tốc độ quay đầu li tâm tạo sương) Các thơng số lại có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau, ví dụ tốc độ tiếp liệu ảnh hưởng trực tiếp nhiệt độ đầu ra; Tần suất tạo sương phải tương xứng với tốc độ tiếp liệu Vì xác định chế độ sấy phun thích hợp xác tập hợp thông số tối ưu Dựa kinh nghiệm nghiên cứu sản xuất loại đồ uống tan nhanh khác tiến hành thử nghiệm sấy chế độ sấy khác để tìm điều kiện sấy thích hợp cho sản phẩm Kết ghi nhận bảng 3.16 Ta thấy chế độ sấy phun thứ ba, nhiệt độ đầu vào 1500C; Tốc độ tiếp liệu 2,5 lít/giờ tốc độ đầu bơm ly tâm 40000 vịng/ phút cho sản phẩm có chất lượng tốt Vì chúng tơi chọn chế độ cho sản xuất chế phẩm giầu -glucan phương pháp sấy phun 36 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết đạt đưa kết luận sau: Đã lựa chọn phương pháp thu hồi -glucan sử dụng enzyme thủy phân protease thương phẩm Alkalase Đã lựa chọn điều kiện thu hồi -glucan thô thủy phân dịch chứa thành tế bào nấm men qua xử lý enzyme Alkalase thiết bị nồi vỏ có cánh khuấy sau: + Thành tế bào nấm men bổ sung nước theo tỷ lệ 1:1 (w/v) Bổ sung 0.25% (v/v) enzyme Alkalase, nhiệt độ thủy phân 550C, thời gian + Cặn chứa -glucan tổng số thu tinh phần loại bỏ manoprotein, peptid (hàm lượng -glucan đạt 65,6%, hàm lượng protein 2.5%), sử dụng cặn cho bước tinh Đã lựa chọn phương pháp tinh -glucan thô sử dụng enzyme lipase thương phẩm Novo Lipozyme CalBL Đã lựa chọn điều kiện tinh sau: + Cặn chứa -glucan bổ sung nước theo tỷ lệ 1:1 (w/v), nồng độ ezyme bổ sung 0.15% (w/v), pH =9 + Nhiệt độ thủy phân 500C, thời gian thủy phân: giờ, + Kết thúc thủy phân gia nhiệt 800C 15 phút Làm lạnh nhanh, ly tâm thu -glucan tinh sử dụng cho bước tạo dạng sản phẩm Đã lựa chọn phương pháp tạo sản phẩm cho chế phẩm giầu -glucan + -glucan tinh bổ sung nước theo tỷ lệ 1:1 (v/v), bổ sung malto g/lít + Chế độ sấy: 1500C, tốc độ sấy 2.5 lít/giờ, tốc độ đầu quay 40.000v/phút Hiệu suất thu hồi đạt 86%, hàm lượng -glucan 74.5%, tổng lượng bột thu 1.3 kg Kiến nghị Do thời gian thực Luận văn có hạn nên số nội dung tơi chưa hồn thiện Nếu có điều kiện tiếp tục nghiên cứu tơi xin hồn thiện thêm số nội dung sau: Xây dựng quy trình sản xuất chế phẩm giầu -glucan từ bã nấm men 37 bia quy mô 500 kg bã nấm men/mẻ Phân tích chất lượng sản phẩm, độ an tồn vi sinh vật, phân tích độc tính cấp, độc tính bán trường diễn chế phẩm giầu -glucan từ bã nấm men 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Châu Long, http://baocongthuong.com.vn Hồ Xưởng (1996) Công nghệ sản xuất bia Nhà xuất Khoa Học Kĩ Thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Hoàng Anh, Trịnh Vinh Hiển, Bùi Thị Thu Huyền (2008) “Chế biến nấm men từ phế phụ phẩm sản xuất bia làm ngun liệu thức ăn chăn ni” Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển Nông thôn, số 10 tháng 10/2008 Tài liệu tiếng Anh Bell S J., Forse R A., Bistrian B R (2001) Dietary supplement and method for lowering risk of heart disease US Patent 6.210.686 Brennan C S., Tudorica C M (2007) Fresh pasta quality as aff ected by enrichment of nonstarch polysaccharides J Food Science 72: 659-665 Bohn JA, Bemiller JN, 1995 (1-3) – Beta-D- glucan as biologycal response modifiers: a review of structure-funtional activity relationship Carbonhydr Polym 28: 3-14 Boonraeng S, Foo-Trakul P, Kanlayakrit W, Chetanachitra C Effects of Chemical, Biochemical and Physical Treatments on the Kinetics and on the Role of Some Endogenous Enzymes Action of Baker’s Yeast Lysis for FoodGrade Yeast Extract Production Kasetsart J (Natural Science) 2000; 34: 270– Chan GC, Chan WC, DD Man-Yuen Sze (2009) The effect of -glucan on human immune and cancer cells J Hematol & Oncol 2009: 2-25 Chema Borchani, 2014 Clavaud C., Aimanianda V., Latge J P (2009) Organization of fungal, oomycete and lichen (1,3)-β-glucans In: Chemistry, biochemistry, and biology of 1,3-β-glucans and related polysaccharides (A Bacic, G Fincher, B Stone, eds), Academic Press, New York, 387-424 39 Cook M T., Hayball P J., Hutchnison W., Nowak B F., Hayball J D (2003) Administration of a commercial immunostimulant preparation, EcoActiva as a feed supplement enhances macrophage respiratory burst and the growth rate of snapper (Pagrus auratus, Sparidae (Bloch and Schneider)) in winter Fish Shellfi sh Immun 14: 333-345 Douaud C (2007) Finnish collaboration expands industry uses for betaglucan Europe (http://www.nutraingradients.com/Industry/Finnish - collaboration-exp) 10 Hayen D G., Pollmann D S (2001) Animal feeds comprising yeast glucan US Patent 6.214.337 11 Hobson J C., Greenshields R N (1996) Water insoluble coloring agent US Patent 5.545.557 12 Hobson J C., Greenshields R N (2001) Yeast debris products US Patent 6.274.370 B1 13 Jamas S., Rha C., Sinskey A J (1989) Glucan composition and process for the preparation thereof US Patent 4.810.646 14 Jezequel V., (1998) Curdlan: a new functional β-glucan Cereal Foods World 43: 361-364 15 Kath F., Kulicke W M (1999) Mild enzymatic isolation of mannan and glucan from yeast Saccharomyces cerevisiae Angew Makromol Chem 268: 59-68 16 Keller T (2000) Compounding with s-1,3-D-Glucan International Journal of Pharmaceutical Compounding 4: 342-345 17 Kida K., Inoue T., Kaino Y., Goto Y., Ikeuchi M., Ito T., Matsuda H., Elliott R B (1992) An immunopotentiator of β-1,6;1,3 D-glucan revents diabetes and insulitis in BB rats Diabetes Res Clin Pract 17: 75-79 18 Kim S Z., Song H J., Lee Y Y., Cho K.-H., Roh Y K (2006) Biomedical issues of dietary fi ber β-glucan J Korean Med Sci 21: 781-789 40 19 Konno A (1988) Edible fi lms EP 0328317 A1 20 Laroche C., Michaud, P H (2007) New developments and properties for β(1,3)-glucans Recent Pat Biotechnol 1: 59-73 21 Lazzari F (2000) Product based on polysaccharides from baker’s yeast and its use as a technological co-adjuvant for bakery products US Patent 6.060.089 22 Lee S., Inglett G E., Palmquist D., Warne K.(2009) Flavor and texture attributes of foods containing beta-glucan-rich hydrocolloids from oats LWT Food Sci Technol 42: 350-357 23 Liu X Y., Wang Q., Cui S W., Liu H Z (2008) A new isolation method of β-D-glucans from spent yeast Saccharomyces cerevisiae Food Hydrocolloid 22: 239–247 24 Marić V., Štefanić K (1987) New approach of spent brewer’s yeast processing and use as a biologically additive in feeding some animals Proc 4th European Congress on Biotechnology 2:498–501 25 Neumann E., van Rees A B., Onning G., Oste R., Wydra M., Mensink P (2006) Beta-glucan incorporated into fruit drink eff ectively lowers serum LDL-cholesterol concentration Am J Clin Nutr 83: 601–605 26 Nicolosi R., Bell S J., Bistrian B R., Greenberg I., Forse R A., lackburn G L (1999) Plasma lipid changes aft ersupplementations with β-glucan fi ber from yeast Am J Clin Nutr 70: 208-212 27 Osumi M (1998) Th e Ultrastructure of Yeast: Cell Wall Structure and Formation Micron, 29: 207-233 28 Queenan K M., Stewart M L., Smith K N., Th omas W., Fulcher R G., Slavin J L (2007) Concentrated oat β-glucan, a fermentable fiber, lowers serum cholesterol in hypercholesterolemic adults in a randomized controlled trial Nutr J 6: 6-11 41 29 Reed G., Nagodawithana T W (1991) Yeast-derived products and food and feed yeast In: Yeast Technology, Van Nostrand Reinhold, New York, pp 369-440 30 Santipanichwong R., Suphantharika M (2007) Carotenoids as colorants in reduced-fat mayonnaise containing spent brewer’s yeast β-glucan as a fat replacer Food Hydrocolloid 21: 565-574 31 Satrapai S., Suphantharika M (2007) Infl uence of spent brewer’s yeast βglucan on gelatinization and retrogradation of rice starch Carbohyd Poliym 67: 500–510 32 Seeley R D (1977) Fractionation and utilization of baker’s yeast MBAA Tech Q 14: 35-39 33 Shukla T P., Halpern G J (2005 a) Emulsifi ed liquid shortening compositions comprising dietary fi ber gel, water and lipid US 2005/0064068 34 Shukla T P., Halpern G J (2005 b) Cookies comprising emulsifi ed liquid shortening compositions comprising dietary fi ber gel, water and lipid US 2005/0084584 35 Shukla T P., Halpern G J (2005 c) Processed meats comprising emulsifi ed liquid shortening compositions comprising dietary fiber gel, water and lipid US 2005/0084590 36 Shukla T P., Halpern G J (2005 d) Processed cheeses comprising emulsifi ed liquid shortening compositions comprising dietary fi ber gel, water and lipid US 2005/0084595 42 43