(Đồ án tốt nghiệp) tối ưu hóa quá trình trích ly polysaccharides từ quả đậu bắp (abelmoschus esculentus)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN TỐI ƯU HÓA Q TRÌNH TRÍCH LY POLYSACCHARIDES TỪ QUẢ ĐẬU BẮP (ABELMOSCHUS ESCULENTUS) MÃ SỐ: SV2022-115 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI: NGUYỄN HOÀNG HỒNG THẮM SKC008094 Tp Hồ Chí Minh, tháng 11/2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN TỐI ƯU HĨA Q TRÌNH TRÍCH LY POLYSACCHARIDES TỪ QUẢ ĐẬU BẮP (ABELMOSCHUS ESCULENTUS) SV2022-115 Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật SV thực : Nguyễn Hoàng Hồng Thắm Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: 19116CLA2, Khoa đào tạo chất lượng cao Năm thứ:4 /Số năm đào tạo:4 Ngành học: Công nghệ thực phẩm Người hướng dẫn: TS Phạm Thị Hoàn TP Hồ Chí Minh, 11/2022 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH i DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT iv THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI v TÓM TẮT ĐỀ TÀI PHẦN MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.1 Các công trình nghiên cứu nước 1.2 Các công trình nghiên cứu nước Lý chọn đề tài .4 Mục tiêu đề tài Phương pháp nghiên cứu 5 Đối tượng phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG - CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về đậu bắp 1.1.1 Giới thiệu chung .7 1.1.2 Thành phần hóa học 10 1.1.3 Phân loại 11 1.1.4 Lợi ích sức khỏe 12 1.2 Polysaccharide 13 1.2.1 Giới thiệu về polysaccharide 13 1.2.2 Phân loại polysaccharide 14 1.2.3 Polysaccharide từ đậu bắp (Abelmoschus esculentus) 17 1.2.4 Các phương pháp thu nhận polysaccharide 21 1.3 Kết luận 25 CHƯƠNG - VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị dụng cụ sử dụng 26 2.1.1 Nguyên liệu 26 2.1.2 Hóa chất 26 2.1.3 Thiết bị dụng cụ sử dụng 26 2.2 Sơ đồ nghiên cứu 28 2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 28 2.2.2 Quy trình thu hồi bột vỏ đậu bắp 29 2.2.3 Quy trình trích ly polysaccharide từ đậu bắp (Abelmoschus esculentus) 30 2.3 Nội dung nghiên cứu 33 2.3.1 Quy hoạch tối ưu hóa thực nghiệm 33 2.3.2 Phân tích các thành phần hóa học của bột polysaccharide từ đậu bắp (Abelmoschus esculentus) 40 2.4 Phương pháp phân tích 40 2.4.1 Hiệu suất thu hồi polysaccharide từ đậu bắp (Abelmoschus esculentus) 40 2.4.2 Hàm lượng carbohydrate 40 2.4.3 Hàm lượng protein 41 2.4.4 Hàm lượng tro 41 2.4.5 Hàm lượng ẩm 42 2.4.6 Hàm lượng béo 42 2.4.7 Phương pháp xử lý số liệu 43 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 44 3.1 Thành phần hóa học của bột đậu bắp 44 3.2 Kết quy hoạch tối ưu hóa thực nghiệm 44 3.2.1 Kết thực nghiệm 44 3.2.2 Kết xây dựng kiểm định tính tương thích của phương trình hồi quy 46 3.2.3 Đánh giá mô hình 50 3.2.4 Kết giải toán tối ưu 54 3.2.5 Thực nghiệm kiểm chứng 55 3.3 Thành phần hóa học của polysaccharide từ đậu bắp 57 CHƯƠNG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 4.1 Kết luận 59 4.2 Kiến nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 71 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Quả đậu bắp .7 Hình 1.2 Sự phân bố địa lí lồi đậu bắp theo (Charrier, 1984) Hình 1.3 Quả đậu bắp 10 Hình 1.4 Ví dụ cấu trúc số loại polysaccharide (Crowder, 2013) .14 Hình 1.5 Các homopolysaccharide hetropolysaccharide có nhánh (Branched) không phân nhánh – (Unbrached) Các monosaccharide khác biểu thị màu sắc khác (Mohammed đồng tác giả, 2021) 15 Hình 1.6 Cấu trúc hóa học polysaccharide dịch nhầy đậu bắp (Zaharuddin đồng tác giả, 2014) 18 Hình 1.7 Ví dụ cấu trúc hoá học polysaccharide từ đậu bắp thơng qua phương pháp chiết xuất dùng nước nóng (Al-Shawi đồng tác giả, 2021) 18 Hình 1.8 Sự khác biệt thành phần hóa học polysaccharide đậu bắp dựa loại phương pháp chiết xuất (Al-Shawi đồng tác giả, 2021) 20 Hình 2.1 Quả đậu bắp tươi 26 Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu 28 Hình 2.3 Quy trình thu hồi bột vỏ đậu bắp 29 Hình 2.4 a) Vỏ đậu bắp sau sấy b) Bột vỏ vỏ đậu bắp 29 Hình 2.5 Quy trình trích ly polysaccharide từ đậu bắp 30 Hình 2.6 Kết tủa tiếp xúc với cồn (a) sau để tủ lạnh (b) 32 Hình 2.7 Kết tủa sau ly tâm rửa với cồn 96˚C 32 Hình 2.8 Kết tủa sau sấy 33 Hình 2.9 Kết tủa sau nghiền mịn 33 Hình 2.10 Đối tượng cơng nghệ trích ly polysaccharide đậu bắp 34 Hình 3.1 Kết tính tốn đánh giá ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy Design Expert (A – Thời gian; B- Thời gian; C - Tỷ lệ nước:đậu bắp) 48 Hình 3.2 Hiệu suất trích ly polysaccharide đậu bắp thực tế so với hiệu suất trích ly polysaccharide đậu bắp điều kiện tối ưu 49 i Hình 3.3 Mơ hình bề mặt đáp ứng (response surface) đường đồng mức (contour) hàm mục tiêu hiệu suất thu hồi polysaccharide (y) 52 Hình 3.4 Kết giải tốn tối ưu 55 Hình 3.5 Sơ đồ tối ưu quy trình trích ly polysaccharide đậu bắp 56 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Phân lớp đậu bắp (Tripathi đồng tác giả, 2011) Bảng 1.2 Thành phần hóa học tính 100g phận ăn đậu bắp (Gopalan đồng tác giả, 2007) 10 Bảng 1.3 Bảng phân loại chi Abelmoschus (Tripathi đồng tác giả, 2011) 12 Bảng 1.4 Phân loại polysaccharide dựa nguồn gốc (Wijesinghe đồng tác giả, 2021) 16 Bảng 1.5.Một số sản phẩm polysaccharide thị trường (Wijesinghe đồng tác giả, 2021; Zeece, 2020) 16 Bảng 2.1 Các mức yếu tố ảnh hưởng 36 Bảng 3.1 Thành phần hoá học bột đậu bắp 44 Bảng 3.2 Kết thực nghiệm 45 Bảng 3.3 Kiểm định ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy y 46 Bảng 3.4 Kiểm định tương thích phương trình hồi quy 47 Bảng 3.5 Kiểm định tính tương thích mơ hình đa thức bậc 48 Bảng 3.6 Kết tối ưu 55 Bảng 3.7 Thành phần hóa học mẫu bột polysaccharide đậu bắp 57 iii DANH MỤC NHỮNG TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt Central Composite Circumscribed Mô hình quy hoạch tổng hợp trung tâm DP Degree of polymerization Mức độ trùng hợp RSM Response surface method CCC Phương pháp đáp ứng bề mặt iv BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Tối ưu hóa q trình trích ly polysaccharides từ đậu bắp (Abelmoschus esculentus) - Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Hoàng Hồng Thắm Mã số SV: 19116049 - Lớp: 19116CLA2Khoa: Đào tạo chất lượng cao - Thành viên đề tài: Stt Họ tên Nguyễn Trần Hoàng Anh MSSV Lớp Khoa 19116012 19116CLA2 Đào tạo chất lượng cao Trần Tiểu Phụng 19116053 19116CLA1 Đào tạo chất lượng cao Nguyễn Thị Quỳnh Trân 19116013 19116CLA1 Đào tạo chất lượng cao - Người hướng dẫn: TS Phạm Thị Hoàn Mục tiêu đề tài: - Xác định các thông số công nghệ quá trình trích ly polysaccharides từ đậu bắp phương pháp đáp ứng bề mặt (response surface methodology – RSM) - Xác định thành phần hóa học của polysaccharide bao gồm hàm lượng carbohydrates, hàm lượng ẩm, tro, béo, protein Tính sáng tạo: v