Nghiên cứu sản xuất chế phẩm đậu tương giàu isoflavone dạng aglucone

Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm cấu trúc Isoflavone 1.2 Tác dụng Isoflavone 11 1.2.1 Tác dụng chống ung thư 11 1.2.2 Giảm chứng bốc hoả phụ nữ thời kỹ mãn kinh 12 1.2.3 Chống loãng xương 13 1.2.4 Tác dụng giảm cholesterol isoflavone 14 1.2.5 Tác dụng chống lão hoá 17 1.3.Tính an toàn isoflavone 19 1.4 Tình hình nghiên cứu sản xuất isoflavone Việt Nam giới 20 1.4.1 Sự chuyển hóa isoflavone enzym β-glucosidase 20 1.4.2 Nguồn enzym β-glucosidase từ vi sinh vật lên men đậu tương 23 PHẦN II 25 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Nguyên liệu 25 2.2 Phƣơng pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Phương pháp công nghệ 25 2.2.2 Phương pháp phân tích hố lý 25 2.2.3 Phương pháp toán học 29 PHẦN III 30 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 3.1 Nghiên cứu lựa chọn loại đậu tƣơng có hàm lƣợng isoflavone cao 30 3.2 Nghiên cứu xác định điều kiện trình nảy mầm đậu tƣơng 31 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng thời gian ủ nảy mầm đến hàm lượng isoflavone dạng aglucone 31 3.2.2 Tối ưu hố q trình ủ nảy mầm đậu tương để thu hàm lượng cao isoflavone dạng aglucone 32 Sb* t = 0,14* 2,12 = 0,29  Tất hệ số phương trình hồi qui có ý nghĩa 35 3.3 Nghiên cứu xác định loại enzym phù hợp tối ƣu hố điều kiện q trình thuỷ phân chuyển hoá isoflavone từ dạng glucoside sang dạng aglucone dịch sữa đậu tƣơng nảy mầm 38 3.3.1 Nghiên cứu lựa chọn chế phẩm enzym thích hợp 38 Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên 3.3.2 Nghiên cứu xác định pH thích hợp cho q trình chuyển hố isoflavone từ dạng glucosid sang dạng aglucon enzym Lactozym 40 3.3.3 Nghiên cứu xác định nhiệt độ thích hợp cho q trình chuyển hố isoflavone từ dạng glucosid sang dạng aglucon enzym Lactozyme 41 3.3.4 Nghiên cứu xác định thời gian thích hợp để chuyển hoá isoflavone từ dạng glucoside thành dạng aglucone dịch sữa đậu tương nảy mầm chế phẩm enzym Lactozym 42 3.3.5 Nghiên cứu xác định nồng độ chế phẩm enzym Lactozym thích hợp để chuyển hố isoflavone từ dạng glucoside thành dạng aglucone 43 3.4 Nghiên cứu qui trình đồng hố dịch sữa đậu tƣơng nảy mầm 44 3.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất đồng hoá đến chất lượng dịch sữa đậu tương nảy mầm 44 3.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đồng hoá đến chất lượng dịch sữa đậu tương nảy mầm 46 3.5 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm sữa bột đậu tƣơng nảy mầm 49 3.5.1 Xác định ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí sấy 49 3.5.2 Xác định ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu 51 3.5.3 Xác định ảnh hưởng áp suất khí nén 52 3.6 Xây dựng mơ hình sản xuất bột đậu tƣơng giàu ISOFLAVONE 55 3.6.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ 55 PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hàm lượng isoflavon đậu tương sản phẩm chế biến từ đậu tương (mg/100g) [26] Bảng 1.2 Hàm lượng isoflavon (mg/100g) .7 hai loại đậu tương khác Bảng 1.3 Hàm lượng isoflavon đậu tương sản phẩm chế biến từ đậu tương điều kiện khác Bảng 2.1 Chương trình dung mơi pha động phân tích isoflavon .26 Bảng 3.1 Hàm lượng isoflavon giống đậu tương khác .30 Bảng 3.2 Sự thay đổi hàm lượng isoflavon dạng aglucon trongquá trình nảy mầm 32 Bảng 3.3 Mức yếu tố 33 Bảng 3.4 Các thí nghiệm cần tiến hành 33 Bảng 3.5 Mơ hình thí nghiệm 35 Bảng 3.6 Lược đồ tối ưu 36 Bảng 3.7 So sánh thành phần dinh dưỡng đậu tương chưa nảy mầmvà đậu tương nảy mầm 37 Bảng 3.8 Ảnh hưởng pH đến chuyển hoá isoflavon từ dạng glucosid sang dạng aglucon dịch sữa đậu tương nảy mầm 40 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ đến chuyển hoá isoflavon từ dạng glucosid sang dạng aglucon nhờ enzym Lactozyme .41 Bảng 3.10 Ảnh hưởng thời gian đến chuyển hoá isoflavontừ dạng glucosid sang dạng aglucon nhờ enzym Lactozyme .42 Bảng 3.11 Ảnh hưởng nồng độ enzym đến chuyển hoá isofalvon .43 Bảng 3.12 Ảnh hưởng áp suất đồng hoá đến chất lượng dịch sữa 44 Bảng 3.13 Ảnh hưởng áp suất đồng hóa đến cảm quan dịch sữa đậu tương nảy mầm 44 Bảng 3.14 Ảnh hưởng nhiệt độ đồng hoáđến chất lượng dịch sữa đậu tương nảy mầm 47 Bảng 3.15 Ảnh hưởng nhiệt độ đồng hóa đến cảm quan dịch sữa đậu tương nảy mầm 48 Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên Bảng 3.16 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm 49 Bảng 3.17 Ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm 51 Bảng 3.18 Ảnh hưởng áp suất khí nén đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm .53 Bảng 3.19 Thành phần dinh dưỡng tính chất cảm quan Bột sữa đậu tương nảy mầm giàu isoflavon 54 Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngun DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cấu trúc đồng phân isoflavon Hình 1.2 Cơ chế thuỷ phân genistinthành genistein Hình1.3.Cấutrúcenzyme β–glucosidaseAtừvikhuẩnClostridium 21 Hình1.4 Sự thủy phân isoflavone enzym β-glucosidase 22 Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 6OAceGlc : 6’’ – acetyl daidzin, 6’’ – acetyl genistin , 6’’ – O - acetyl glycitin 6OMalGlc : 6’’ – O – malonyl daidzin, 6’’ – O – malonyl genistin , 6’’ – O – malonyl glycitin HRT : Hormone Replace treatment SERMs ( Selecitive estrogen receptor modulators): Chất điều biến đặc hiệu thụ thể estrogen LDL – cholesterol : Low Density Lipoprotein - cholesterol HDL – cholesterol : High Density Lipoprotein - cholesterol PPAR : peroxisom proliferator activated receptor NCI : National Cancer Institute- viện ung thư Quốc gia Mỹ GH : hydrolase glycoside 10 FOS: Fructooligosacarit Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên DANH MỤC ĐỒ THỊ Đồ thị 3.1 Hiệu suất chuyển hoá isoflavon từ dạng glucosid thành dạng aglucon sữa đậu tương nảy mầm chế phẩm enzym 39 Đồ thị 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào 50 đến hàm lượng isoflavon sản phẩm 50 Đồ thị 3.3 Ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu đến hàm lượng isoflavon sản phẩm 52 Đồ thị 3.4 Ảnh hưởng áp suất khí nén đến hàm lượng isoflavon sản phẩm 53 Đồ thị 3.5 Quy trình cơng nghệ sản xuất Sữa bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon 55 Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên ĐẶT VẤN ĐỀ Đậu tương hay đỗ tương, đậu nành (Glycine max) loại họ đậu (Fabaceae) giàu hàm lượng chất đạm, protein Cây đậu tương thực phẩm có hiệu kinh tế lại dễ trồng Từ trước đến nay, sản phẩm từ đậu tương sử dụng đa dạng dùng trực tiếp hạt thô chế biến thành đậu phụ, ép thành dầu đậu nành, nước tương, làm bánh kẹo, sữa đậu nành đáp ứng nhu cầu đạm phần ăn hàng ngày người Trong nhiều năm qua, nhà khoa học giới tìm flavonoid, chất chống oxy hóa, có nhiều loại thực phẩm khác trái cây, rau củ, thảo mộc, ngũ cốc chocolate, tốt cho sức khỏe người Trong cỏ, flavonoids giúp điều hoà sống tăng trưởng, chống tác dụng nguy hại ánh sáng cực tím Tiến sĩ Catherine Rice Evans thuộc International Antioxidant ResearchCentre, Luân Ðôn báo cáo rằng: genistein daidzein thuộc nhóm isoflavones có khả chống oxi hóa hữu hiệu Isoflavone có tác dụng chống ung thư Lee cộng sự liên kết quan trọng tiêu thụ đậu tương giảm nguy mắc số bệnh ung thư Isoflavone isoflavone dạng aglucone có tác dụng giảm chứng bốc hỏa phụ nữ thời mãn kinh, làm giảm hàm lượng cholesterol máu, giảm nguy mắc bệnh tim mạch Rất nhiều nghiên cứu chứng minh isoflavone có khả ức chế oxy hoá lipoprotein (tác động chống oxy hoá), giảm cholesterol huyết Các nghiên cứu cho thấy isoflavone sữa đậu nành làm giảm hàm lượng cholesterol tổng số LDL-cholesterol, cholesterol xấu thể người có hàm lượng cholesterol cao Các thực phẩm sữa đậu nành giúp bảo vệ điều trị loãng xương Isoflavone daidzein genistein từ đậu tương thực phẩm thực phẩm từ đậu tương có khả ngăn ngừa lỗng xương Các isoflavone tồn dạng: dạng tự aglucone dạng liên hợp glucoside Phần lớn isoflavone đậu nành dạng glucoside Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên genistin, daidzin, glycitin Tuy nhiên, dạng isoflavone có hoạt tính sinh học thấp so với dạng aglucone (genistein, daidzein, glycitein) Matsura cộng xác định đậu tương nảy mầm, isoflavone dạng aglucon tăng lên nhiều hoạt tính β-glucosidase nội bào đậu tương kích hoạt q trình nảy mầm Enzym cắt liên kết βglucoside phân tử genistin, loại phân tử glucose để chuyển hóa thành genistein Khi vào thể, isoflavone tự do( aglucone) đựợc hấp thu ruột non nhanh so với isoflavone dạng glucoside Sự chuyển hoá isoflavone đáng ý trình tạo sản phẩm có tác dụng mạnh nhiều so với chất ban đầu Hệ vi sinh đường ruột chúng minh có tầm quan trọng đặc biệt chuyển hoá sinh khả dụng isoflavone, có động vật có hệ vi sinh đường ruột thấy có tiết sản phẩm chuyển hố có tác dụng mạnh (equol) isoflavone Chính lí đề tài “ Nghiên cứu sản xuất chế phẩm đậu tƣơng giàu isoflavone dạng aglucone”được xây dựng Mục tiêu nghiên cứu: Xác định điều kiện tối ưu cho trình nảy mầm đậu tương trình thủy phân isoflavone dạng glucoside sang dạng aglucone đậu tương chế phẩm có chứa enzyme β - glucosidase Xác định điều kiện thu nhận chế phẩm xây dựng qui trình cơng nghệ sản xuất chế phẩm đậu tương giàu isoflavone dạng aglucone Công Nghệ Sinh Học Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm cấu trúc Isoflavone Đậu tương, loại thực phẩm tiếng phổ biến nhất, chiếm vị trí đỉnh tháp dành cho người động vật chứa lượng protein lớn có giá trị cao (33 - 36%), đầy đủ axít amin thay khơng thay thế, axít béo khơng no, vitamin, muối khống hệ enzyme thuỷ phân nước ta, đậu tương trồng gần quanh năm Theo kết nghiên cứu Trung tâm Đậu Đỗ, Viện Khoa học Kỹ thuật Nơng nghiệp Việt Nam, tỉnh phía Bắc đậu tương trồng vụ/năm Đậu tương có mặt phần ăn hình thức khác đậu phụ, tương chao, xì dầu, nước chấm, sữa đậu nành Tuy nhiên sử dụng đậu tương chế biến thực phẩm gặp nhiều hạn chế bột đậu tương có chứa chất phản dinh dưỡng lectin, chất ức chế tripsin Theo nghiên cứu Pandfiaitan, 98% isoflavon có mặt đậu tương dạng glucoside, có 2% dạng aglucone, dạng có hoạt tính sinh học cao isoflavone Bên cạnh đó, việc hấp thụ thể isoflavone dạng glucoside thấp nhiều so với isoflavone dạng aglucone Nảy mầm đậu tương giải pháp hữu hiệu để làm tăng hoạt tính -glucosidase đậu tương làm tăng cường chuyển hoá isoflavone từ dạng glucoside sang dạng aglucone Theo pattent số 20070092588 Mỹ, dịch sữa đậu tương nảy mầm giàu chất chức axít -aminobutyric (15 mg/125ml), isoflavon (32 mg/125ml) Trong trình nảy mầm, bên cạnh thay đổi chất dinh dưỡng protein, gluxit, lipit, tạo số lượng lớn vitamin E, vitamin K, caroten, vitamin nhóm B tăng theo Hạt đậu tương ban đầu khơng có Cơng Nghệ Sinh Học hàm lượng isoflavone mg/100 g Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên 485 484.5 484 483 482.1 482 481.2 481 480 479.5 479 478 477 lít/h lít/h lít/h lít/h Lưu lượng dịng nhập liệu Đồ thị 3.3 Ảnh hƣởng lƣu lƣợng dòng nhập liệu đến hàm lƣợng isoflavone sản phẩm Theo kết bảng 3.17 lưu lượng dịng nhập liệu tăng - lít/h, hiệu suất thu hồi lại không cao (78,96 70,36% tương ứng) Một số tác giả cho tốc độ nhập liệu làm tăng thể tích hạt chất lỏng, tạo sản phẩm có hiệu suất thu hồi thấp [23] Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao lưu lượng nhập liệu lít/h (90,2%) chế độ thời gian sấy dài nên chọn lưu lượng dịng nhập liệu lít/h Với tốc độ này, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 87,41%, không thấp nhiều so với lưu lượng nhập liệu lít/h Kết đồ thị 3.3 cho thấy lưu lượng nhập liệu không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng isoflavone sản phẩm Khi nhập liệu với dịng lưu lượng khác từ - lít/h, hàm lượng isoflavone dao động khoảng từ 479,5 mg/100g đến 484,5 mg/100g 3.5.3 Xác định ảnh hưởng áp suất khí nén Áp suất khí nén ảnh hưởng đến vận tốc đĩa quay thiết bị sấy phun Áp suất khí nén tăng đĩa quay nhanh Khi tăng áp suất khí nén từ - bar (các thơng số nhiệt độ khơng khí đầu vào, tốc độ nhập liệu Công Nghệ Sinh Học 52 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên cố định 180oC lít/h tương ứng), kết trình bày bảng 3.18 Bảng 3.18 Ảnh hƣởng áp suất khí nén đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm Áp suất khí nén (bar) Hiệu suất thu hồi (%) Đánh giá cảm quan 81,3 Bột màu vàng sáng, mịn, không tơi 85,7 Bột màu vàng sáng, mịn 93,7 Bột màu vàng sáng, mịn, tơi 81,5 Bột màu vàng, mịn hàm lượng isoflavone mg/100 g 500 493.5 495 490 485 481 480 476 475 470 465 462.5 460 455 450 445 bar bar bar bar Áp suất khí nén Đồ thị 3.4 Ảnh hƣởng áp suất khí nén đến hàm lƣợng isoflavone sản phẩm Từ kết bảng 3.18, nhận thấy áp suất khí nén có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm trình sấy phun Khi áp suất khí nén tăng từ bar lên bar, hiệu suất thu hồi tăng từ 81,3 lên 93,7% Kết hoàn toàn phù hợp áp suất khí nén tăng làm đĩa phun quay nhanh hơn, diện tích tiếp xúc với khơng khí nóng tăng, hạt sấy phun tạo nhẹ khơ bị dính lại thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao Công Nghệ Sinh Học 53 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên Tuy nhiên áp suất khí nén cao quá, nghĩa tốc độ đĩa quay lớn hệ thống sấy phun làm việc không ổn định Do vậy, áp suất khí nén 5,0 lựa chọn với hiệu suất thu hồi sản phẩm 93,7% Tương tự, hàm lượng isoflavon sản phẩm bột đậu tương nảy mầm thay đổi theo điều kiện áp suất khí nén Hàm lượng isoflavon đạt cao 493,5 mg/100g áp suất khí nén bar Điều giải thích áp suất khí nén tăng làm đĩa phun quay nhanh hơn, thời gian lưu sản phẩm với khơng khí nóng ngắn hơn, isoflavone bị phá huỷ Các điều kiện tối ưu cho việc thu nhận chế phẩm bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon phương pháp sấy phun là: - Nhiệt độ khơng khí đầu vào: 180oC - Lưu lượng nhập liệu: lít/h - Áp suất khí nén: bar, tương đương với tốc độ đĩa quay 14.000 vòng/phút Với chế độ sấy này, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 93,7%, hàm lượng isoflavon 481,3 mg/100g Sản phẩm có màu vàng sáng, bột tơi, mịn, thơm đặc trưng Chất lượng sản phẩm Bột Sữa đậu tương nảy mầm trình bày bảng 3.19 Bảng 3.19 Thành phần dinh dƣỡng tính chất cảm quan Bột sữa đậu tƣơng nảy mầm giàu isoflavone TT Tính chất sản phẩm Đơn vị Hàm lượng % 3,8 mg/100g 481,3 Độ ẩm Isoflavon Protein % 51,8 Lipit % 24,6 Gluxit % 18,8 Màu Vàng sáng Mùi Đặc trưng Trạng thái Tơi, mịn Công Nghệ Sinh Học 54 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Ngun 3.6 Xây dựng mơ hình sản xuất bột đậu tƣơng giàu ISOFLAVONE 3.6.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ Đồ thị 3.5 Quy trình công nghệ sản xuất Sữa bột đậu tƣơng nảy mầm giàu isoflavone Thuyết minh quy trình Lựa chọn làm đậu tương Từ giống đậu tương (DT 96, DT 51, DT 2008, DT 2001, DT 08, DT02), giống DT 2001 có hàm lượng isoflavone cao Đậu tương giống Công Nghệ Sinh Học 55 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên DT2001 sau thu hoạch phơi khô đến độ ẩm < 13% bảo quản kho lạnh nhiệt độ 150C đảm bảo cho trình nảy mầm sau thuận lợi Đậu tương làm cát, sạn, hạt vỡ, hạt lép hạt nhỏ Sau đó, rửa lại lần nước để loại bỏ chất bẩn bám bề mặt hạt đến hết bọt nước rửa suốt Ngâm đậu tương Ngâm coi giai đoạn trình nảy mầm Tỷ lệ nước/đậu tương xác định 4/1, nhiệt độ nước ngâm 300C thời gian Trong trình này, độ ẩm hạt tăng lên, enzym hạt hoạt hoá tác dụng chúng mơ phát triển làm cho kích thước hạt tăng lên khoảng lần Kết thúc q trình ngâm, độ ẩm hạt đạt 50% thích hợp cho trình nảy mầm Ủ nảy mầm Sau ngâm, đậu tương rửa để 15 phút thực giai đoạn ủ nảy mầm Hạt trải khay inox có lót vải bề mặt phủ lớp vải Điều kiện tối ưu cho trình ủ nảy mầm nhiệt độ ủ 300C, thời gian ủ 36 Tiến hành phun ẩm cho hạt lần để đảm bảo độ ẩm tối ưu cho trình nảy mầm Sau 36 ủ hạt đậu tương nảy mầm có chiều dài thân trụ từ 1,5 – 2,0 cm Kết thúc trình ủ thu đậu tương nảy mầm giầu Isoflavone dạng aglucone Tách vỏ Đậu tương nảy mầm tách vỏ cách dễ dàng nhờ phương pháp đãi nước Sau tách, rửa thật khối hạt để Từ đây, sử dụng đậu tương tách vỏ để sản xuất sữa bột đậu tương nảy mầm đem phơi khô để bảo quản Xay mịn Đậu tương nảy mầm tách vỏ xay mịn để thu dịch sữa đậu tương nảy mầm Sau xay, dịch sữa bã thô tách riêng biệt Quá Công Nghệ Sinh Học 56 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên trình xay tiến hành lần để thu hồi triệt để thành phần dinh dưỡng đậu tương nảy mầm - Lần 1: Đậu tương + nước tỷ lệ nước chiết/đậu tương nảy mầm 4/1 - Lần 2: Bã + nước tỷ lệ nước chiết/đậu tương nảy mầm 1,5/1 Phối trộn dịch chiết từ lần xay thứ lần xay thứ trước đem ly tâm để tạo dịch sữa hỗn hợp có nồng độ chất khơ hồ tan 7,50Bx Ly tâm Sữa đậu tương vừa xay xong lẫn nhiều bã mịn chưa tách hết đem ly tâm Tốc độ ly tâm 1.450 vòng/phút Sau trình ly tâm, dịch đậu tương nảy mầm mịn sáng Thuỷ phân Trong số 12 đồng phân isoflavon aglucon isoflavon daidzein, genistein glycitein có hoạt tính sinh học mạnh nhiều so với glucosid với ảnh hưởng chống ung thư, làm giảm hàm lượng cholesterol máu Do đó, chúng tơi tiến hành thủy phân dịch sữa đậu tương nảy mầm sau ly tâm enzym Lactozym Novo - Nodisk (Đan Mạch) để chuyển hóa isoflavone dạng glucoside thành dạng aglucone Điều kiện trình thuỷ phân dịch sữa đậu tương nảy mầm pH 5,0; nhiệt độ 400C, nồng độ enzym ml/l Quá trình thủy phân tiến hành thời gian tank Inox có cánh khuấy Đồng hoá Sau thuỷ phân dịch sữa đậu tương nảy mầm, sản phẩm nâng nhiệt đến 700C Sau đó, dịch đưa vào máy đồng hoá cấp áp suất 200 bar Nhờ thay đổi đột ngột tốc độ dòng chảy qua khe van nhỏ mà cầu mỡ bị chia nhỏ phân tán khối dịch, lực liên kết cầu mỡ protein tăng cường nên tránh tượng tích tụ cầu mỡ đơng tụ protein Dịch sữa đậu tương sau q trình đồng hố có trạng thái đồng tốt, màu trắng sáng Sấy phun dịch sữa đậu tương nảy mầm Công Nghệ Sinh Học 57 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên Quá trình sấy phun giai đoạn cuối quy trình sản xuất sữa Bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavon Khơng khí nóng đưa vào buồng sấy theo hình xốy trơn ốc Ngun liệu dạng lỏng từ máng ngun liệu qua lọc bơm lên phun sương đỉnh buồng sấy làm nguyên liệu trở thành dạng hạt sương cực nhỏ, tiếp xúc với khơng khí nóng, lượng nước có ngun liệu nhanh chóng bay hơi, nguyên liệu dạng lỏng sấy khô thành bột thời gian cực ngắn Những hạt sữa bột đậu tương nảy mầm rơi xuống đáy tháp sấy hút vào xyclo chứa, phần khí thừa cịn lại quạt gió hút đẩy ngồi Chế độ sấy phun thực điều kiện nhiệt độ khơng khí đầu vào 1800C, lưu lượng dịng nhập liệu l/h, áp suất khí nén bar Công Nghệ Sinh Học 58 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Từ kết thu được, rút số kết luận sau đây: Các giống đậu tương có hàm lượng isoflavone khác Hàm lượng isoflavone dạng aglucone chiếm tỷ lệ thấp (từ 1,54% - 4,16 %) Trong giống đậu tương nghiên cứu, giống DT2001 có hàm lượng isoflavone tổng sốcao (là 286 mg/100g) Quá trình nảy mầm đậu tương thu hàm lượng isoflavone cao độ ẩm hạt đạt 50%, nhiệt độ ủ 30°C, thời gian ủ hạt 36h Hàm lương isoflavone aglucone tăng từ 6,3 mg/100g lên 15,2 mg/100 g Chế phẩm enzyme Lactozym có hiệu suất chuyển hóa isoflavon cao Sự chuyển hóa isoflavone dạng glucosid sang dang aglucon đạt cao pH 5, nhiệt độ 40°C, với thời gian thủy phân 4h nồng độ enzym 2ml/l Đã xác định điều kiện trình thu nhận chế phẩm đậu tương giầu isoflavone dạng aglucone Điều kiện trình đồng hóa là:nhiệt độ đồng hóa 70°C,áp suất đồng hóa 200 bar Điều kiện trình sấy phun là:nhiệt độ khơng khí đầu vào 1800C, lưu lượng dịng nhập liệu l/h, áp suất khí nén bar Sản phẩm có hàm lượng isoflavone dạng aglucon 481,3mg/100g, Protein là:51,8%, độ ẩm: 3,8%, sử dụng làm thực phẩm chức bổ sung vào sản xuất bánh qui, cracker, bánh mỳ, mỳ, kem…nhằm bổ sung isoflavone vào phần ăn hàng ngày người Kiến nghị Do hạn chế thời giam, đề tài mong muốn nghiên cứu tiếp tục chuyển hóa isoflavone từ dạng glucoside sang dạng aglucone đường lên menvi sinh vật Công Nghệ Sinh Học 59 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Bộ môn bào chế (1997) Kỹ thuật bào chế sinh dược học dạng thuốc, tập tập 2.Trường ĐH Dược Hà Nội Nguyễn Văn Đạt, Ngơ Văn Tám (1975) Phân tích Lương thực - Thực phẩm Bộ lương thực thực phẩm, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Hội Dinh dưỡng học Thượng Hải (2002) Bách khoa dinh dưỡng, Nhà xuất Phụ nữ, trang 41 Nguyễn Thiện Luân, Lê Doãn Diên Phan Quốc Kinh (1997) Các loại thực phẩm thuốc thực phẩm chức Việt Nam Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Niên giám thống kê 2007 Tổng cục thống kê, Nhà xuất thống kê Lâm Xuân Thanh (2003) Công nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Tài liệu tiếng Anh Zhan, S & S.C Ho 2005 Meta-analysis of the effects of soy protein containing isoflavones on the lipid profile Am J Clin Nutr 81, 397-408 Nobuyoshi Nakajima, Nobuyuki Nozaki, Kohji Ishihara, Akiko Ishikawa and Hideaki Tsuji (2005.) Analysis of isoflavone content in tempeh, a fermented soybean, and preparation of a new isoflavone-enriched tempeh Journal of Bioscience and Bioengineering, Vol 100, No 6, 685687 Coward, L., Smith, M., Kirk, M., and Barner, S., (1998) “Chemical modification of isoflavones in soy foods during cooking and processing”, Am J Clin Nutri., Vol 68 (supply), p 1486-1491 10 Crouse, J.K., T Morgan, J.G Terry, J Ellis, M Vitolin & G.L Burke (1999) A randomized trial comparing the effect of casein with that of Công Nghệ Sinh Học 60 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên soyprotein containing varying amounts of isoflavones on plasma concentrations of lipids and lipoproteins Arch Intern Med 159, 20702076 11 Dimitri Tsangalis, Gisela Wilcox, Nagendra P Shah and Lily Stojanovska.(2005).Bioavailability of isoflavone phytoestrogens in postmenopausal women consuming soya milk fermented with probiotic bifidobacteria British Journal of Nutrition, Vol 93: pp.867-877 Cambridge University Press 12 Erdman, J W., and Potter, S M., (1997) “Soy and bone health” The Soy Connection, 5:1 13 Frank M Sacks (2006) Soy protein, isoflavones, and Cardiovascular Health American Heart Asociation 14 Heinonen MI (1990) Carotenoids and provitamin A activity of Carrot ( Daucees carota L ) cultivars J Agric Food Chem (38): 609- 612 15 Jaya, S.; Das, H, (2004) Effect of maltodextrin, glycerol monostearate and tricalcium phosphate on vaccum dried mango powder properties J Food Eng 63, p 125-134 16 Isao Akagi, Motoki Nishihara, Shigehide Ueda, Akitoshi Yokoyma, Yoki Asano and Yuichi Saeki (2007) "Isoflavone content of soybean cultivars for warm districts grown in Miyazaki Prefecture" Japanese Journal of Crop Science Vol 76, No.3, pp 454-458 17 Kwok, K and Niranjan, K (1995) Review: Effect of thermal processing on soymilk International J Food Sci and Technol 30:263 18 Kwok, Kin-Chor; Basker, Dov; Niranfan, Keshavan (2000) Kinetics of sensory quality changes in soymilk during thermal processing, by parametric and non-parametric date analyses J Sci food and Agric 80 (5): 559 Công Nghệ Sinh Học 61 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên 19 Matsuura, M., Obata, A., Fukushima, D., (1989) “Objectionable flavor of soy milk developed during the soaking of soybeans and its control”, J Food Sci., Vol 54, p 602-605 20 Maury, M Murphy, K Kumar, S., Shi, L, Lee, G (2005) Effect of process variables on the powder yield of spray-dried trehalose on a laboratory spray dryer Euro J Farma Biofarm, 59, p.565-573 21 Mercedes Concordia Carrao-Panizzi, Adelaide Del Pino Beleia, Keisuke Kitamura and Maria Cristina Neves Oliveira (1999) "Effect of genetics and enviroment on isoflavone content of soybean from different regions of Brazil" Pesq Agropec Bras.,Brasilis, Vol 34, No 10, p 1787 – 1795 22 Mercedes Concordia Carrao-Panizzi, and Iose Renato Bordingnon (2000) “Activity of -glucosidase and levels of isoflavone glucosides in soybean cultivars affected by the enviroment”, Pesq Agropec Bras.,Brasilis, Vol 35, No 5, p 873-878 23 Merz-Demlow, B.E., A.M Duncan, K.E Wangen, X Xu, T.P Carr, W.R Phipps & M.S Kurzer 2000 Soy isoflavones improve plasma lipids in normocholesterolemic, premenopausal women Am J Clin Nutr 71, 1462-1469 24 Mezei, O., Y Li, E Mullen, J.S Ross-Viola & N.F Shay 2006 Dietary isoflavone supplementation PPAR{alpha}-dependent and modulates lipid -independent metabolism mechanisms via Physiol Genomics 26, 8-14 25 Milner J.A (2006) Functional Food and health promotion,Nutrition org (129) 26 Nagata, C., N Takatsuka, Y Kurisu & H Shimizu 1998 Decreased Serum Total Cholesterol Concentration Is Associated with High Intake of Soy Products in Japanese Men and Women J Nutr 128, 209-213 Công Nghệ Sinh Học 62 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên 27 Naim, M., Gestetner, B., Bondi, A., Birk, Y., (1976) “Antioxidative and antihemolytic activities of soybean isoflavones”, J Agric Food Chem., Vol 24, p 1174 28 Pandjaitan, N., Hettiarachchy, N., and Ju Z Y, (2000) “Enrichment of genistein in soy protein concentrate with õ-glucosidase”, Insitute of Food Technologysts, Vol 65, No 3, 403-406 29 Ribeiro, M.L.L., Mandarino, J.M.G., Panizzi M.C.C., Oliveira, M.C.N., Campo, C.B.H., Nepomuceno, A.L., Ida, E.I (2007)."Isoflavone content and beta glucosidase activity in soybean cultivars of different maturity groups", Journal of Food Composition and Analysis Vol.20, Issue 1, p.19-24 30 Rober Froid M (2001) Functional Food: A challenger for the future of the 21st century Abstracts 17th international congress of Nutrition, August 27-31, Vienna 31 Sabrina T Umphress, Suzanne P Murphy, Adrian A Franke, Laurie J Custer and Carrie L Blitz (2005) Isoflavone content of foods with soy additives Journal of Food Composition and Analysis; Vol 18, 6, pp 533-550 32 Setchell, K.D.R (2001) Soy Isoflavones Benefits and Risks from Nature's Selective Estrogen Receptor Modulators (SERMs) J Am Coll Nutr 20, 354S-362 33 Sfakianos, J., Coward, L., Kirk, M., Barnes, S., (1997) “Intestinal uptake and biliary excretion of the isoflavone genistein in rats”, J Nutr., Vol 127, p 1260-1268 34 Shu-Lan Yeh and Miao-Lin Hu (2000) Antioxidant and pro-oxidant effects of lycopene in comparison with õ-carotene on oxidant-induced damage in Hs68 cells J Nutr Biochem 11:548 –554 35 Shu-Lan Yeh, Hui-MinWang, Pei-Ying Chen, Tzu-ChinWuc (2009) Interactions of ox-carotene and flavonoids on the secretion of proCông Nghệ Sinh Học 63 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên inflammatory mediators in an in vitro system Chemico-Biological Interactions 179 386–393 36 Taku, K., K Umegaki, Y Sato, Y Taki, K Endoh & S Watanabe (2007) Soy isoflavones lower serum total and LDL cholesterol in humans: a meta-analysis of 11 randomized controlled trials Am J Clin Nutr 85, 1148-1156 37 T Hertrampf, C Ledwig, S Kulling, A Molzberger, F Măoller, O Zierau, G Vollmer, S Moors, G.H Degen, P Diel.(2008) Responses of estrogen sensitive tissues in female Wistar rats to pre- and postnatal isoflavone exposure Toxicology Letters 38 Walter, E., (1941) “Genistin (an isoflavone glucoside) and its aglucon, genistein, from soybeans”, J Am Chem Soc., Vol 63, p 3273 - 3276 39 Weggemans RM, Trautwein EA (2003) Relation between soy- associated isoflavones and LDL and HDL - cholesterol concentrations in humans: a meta-analysis Eur J Clin Nutr 57(8): 940-946 Công Nghệ Sinh Học 64 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên TÓM TẮT NỘ DUNG LUẬN VĂN Trong nhiều năm qua, nhà khoa học giới tìm flavonoid, chất chống oxy hóa, có nhiều loại thực phẩm khác trái cây, rau củ, thảo mộc, ngũ cốc chocolate, tốt cho sức khỏe người Isoflavone có tác dụng chống ung thư, isoflavone dạng aglucone có tác dụng giảm chứng bốc hỏa phụ nữ thời mãn kinh, làm giảm hàm lượng cholesterol máu, giảm nguy mắc bệnh tim mạch Các isoflavone tồn dạng: dạng tự aglucone dạng liên hợp glucoside Khi vào thể, isoflavone tự do( aglucone) đựợc hấp thu ruột non nhanh so với isoflavone dạng glucoside Chính lí đề tài “ Nghiên cứu sản xuất chế phẩm đậu tƣơng giàu isoflavone dạng aglucone”được xây dựng Mục tiêu nghiên cứu: Xác định điều kiện tối ưu cho trình nảy mầm đậu tương trình thủy phân isoflavone dạng glucoside sang dạng aglucone đậu tương chế phẩm có chứa enzyme β - glucosidase Xác định điều kiện thu nhận chế phẩm xây dựng qui trình cơng nghệ sản xuất chế phẩm đậu tương giàu isoflavone dạng aglucone Từ kết thu được, rút số kết luận sau đây: Các giống đậu tương có hàm lượng isoflavone khác Trong giống đậu tương nghiên cứu, giống DT2001 có hàm lượng isoflavone tổng sốcao (là 286 mg/100g) Quá trình nảy mầm đậu tương thu hàm lượng isoflavone cao độ ẩm hạt đạt 50%, nhiệt độ ủ 30°C, thời gian ủ hạt 36h Hàm lương isoflavone aglucone tăng từ 6,3 mg/100g lên 15,2 mg/100 g Chế phẩm enzym Lactozym có hiệu suất chuyển hóa isoflavon cao.Điều kiện tối ưu để thu isoflavone dạng aglucone pH 5, nhiệt độ 40°C, với thời gian thủy phân 4h nồng độ enzym 2ml/l Công Nghệ Sinh Học 65 Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nguyên Đã xác định điều kiện trình thu nhận chế phẩm đậu tương giầu isoflavone dạng aglucone Điều kiện trình đồng hóa là:nhiệt độ đồng hóa 70°C,áp suất đồng hóa 200 bar Điều kiện q trình sấy phun là:nhiệt độ khơng khí đầu vào 1800C, lưu lượng dịng nhập liệu l/h, áp suất khí nén bar Sản phẩm có hàm lượng isoflavone dạng aglucon 481,3mg/100g, Protein là:51,8%, độ ẩm: 3,8%, sử dụng làm thực phẩm chức bổ sung vào sản xuất bánh qui, cracker, bánh mỳ, mỳ, kem…nhằm bổ sung isoflavone vào phần ăn hàng ngày người Công Nghệ Sinh Học 66