Lycopene có nhiều trong các loại thực phẩm nhƣ cà chua, gấc, dƣa hấu, bƣởi đỏ và ổi đào… Lycopene có thể đƣợc trích ly từ cà chua bằng cách dùng môi hữu cơ nhƣ hexane, acetone, ethanol,
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ PHƢƠNG NAM NGHIÊN CỨU ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ THU NHẬN LYCOPENE TỪ CÀ CHUA CÓ SỬ DỤNG CHẾ PHẨM ENZYME Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : PGS.TS PHẠM THU THỦY TS TRƢƠNG HƢƠNG LAN HÀ NỘI – NĂM 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204902241000000 Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, em xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phạm Thu Thủy, Bộ môn công nghệ sinh học, Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội; TS Trƣơng Hƣơng Lan, Bộ môn Thực phẩm Dinh dƣỡng, Viện Công nghiệp Thực phẩm tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em suốt q trình nghiên cứu hồn thành đề tài Em xin gửi lời cảm ơn chân thành cảm ơn tới cán Bộ môn Thực phẩm Dinh dƣỡng, Viện Công nghiệp Thực phẩm động viên giúp đỡ em suốt trình thực đề tài Em xin cảm ơn tới thầy cô giáo cán công tác Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội dạy dỗ tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt thời gian học tập trƣờng Em xin cảm ơn gia đình bạn bè, ngƣời ln ln bên cạnh động viên, khích lệ, giúp em vƣợt qua khó khăn trình học tập nghiên cứu Hà Nội ngày 28 tháng năm 2018 Học viên Vũ Phương Nam Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: Kết luận văn kết nghiên cứu đƣợc thực Viện Công nghiệp Thực phẩm Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đƣợc đăng tải tác phẩm, tạp chí theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Hà Nội ngày 27 tháng năm 2018 Học viên Vũ Phương Nam Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .1 PHẦN 1: TỔNG QUAN .3 1.1 LYCOPENE 1.1.1 Tính chất vật lý hóa học 1.1.2 Tính chất sinh học 1.1.3 Vai trò Lycopene thể ngƣời 1.1.4 Nguồn cung cấp Lycopene 1.2 CÀ CHUA .9 1.2.1 Một số giống cà chua Việt Nam 1.2.2 Thành phần hóa học cấu trúc cà chua 10 1.2.3 Sự phân bố Lycopene cà chua 13 1.3 MỘT SỐ KỸ THUẬT TRÍCH LY CÁC HOẠT CHẤT SINH HỌC TỪ THỰC VẬT 14 1.3.1 Kỹ thuật trích ly dung môi .14 1.3.2 Vai trị bổ sung chế phẩm enzyme trích ly hoạt chất sinh học từ thực vật 16 1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÍCH LY LYCOPENE TỪ CÀ CHUA .18 1.4.1 Trích ly Lycopene từ cà chua dung môi 18 1.4.2 Ứng dụng chế phẩm enzyme xử lý cà chua để trích ly Lycopene .20 1.5 Một số phƣơng pháp thu nhận sản phẩm chứa hoạt chất sinh học 22 1.5.1 Phƣơng pháp cô đặc dịch chiết 22 1.5.2 Phƣơng pháp kết tinh 24 Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 1.6 Tình hình sản xuất sản xuất sản phầm giàu Lycopene 24 PHẦN 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27 2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 27 2.1.1 Nguyên liệu 27 2.1.2 Thiết bị .27 2.1.3 Hóa chất 28 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.2.1 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện xử lý nguyên liệu cà chua chế phẩm enzyme 28 2.2.2 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện thích hợp trích ly Lycopene dung môi 30 2.2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu lựa chọn thông số cô đặc chân khơng thích hợp 31 2.2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu điều kiện kết tinh Lycopene .32 2.2.5 Phƣơng pháp thu nhận chế phẩm sấy chân không 34 2.3 Các phƣơng pháp phân tích 34 2.3.1 Phƣơng pháp đo pH 34 2.3.2 Phƣơng pháp xác định độ ẩm 35 2.3.3 Các phƣơng pháp xác định Lycopene 35 PHẦN - KẾT QUẢ VÀO THẢO LUẬN 37 3.1 NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ TÁCH CHIẾT LYCOPENE TỪ CÀ CHUA 37 3.1.1 Nghiên cứu xử lý nguyên liệu cà chua chế phẩm enzyme 37 3.1.2 Nghiên cứu điều kiện tách chiết Lycopene từ Paste cà chua sau xử lý enzyme 45 3.2 NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN CÔNG NGHỆ THU NHẬN CHẾ PHẨM LYCOPENE .51 3.2.1 Nghiên cứu điều kiện thu hồi dịch Lycopene cô đặc 51 3.2.2 Nghiên cứu điều kiện kết tinh Lycopene 52 3.2.3 Nghiên cứu điều kiện thu hồi tinh thể Lycopene .58 Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội 3.3 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM .62 PHẦN KẾT LUẬN .64 KIẾN NGHỊ 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO .66 PHỤ LỤC 72 Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt BBC Tên đầy đủ British Broadcasting Corporation Thông xã quốc gia Anh DNA Deoxyribonucleic acid TNF-α Tumor necrosis factor α Yếu tố hoại tử khối u α IL ICAM-1 Interleukin Intecellular adhesion molecule Phân tử gắn kết tế bào nhóm ROS Reactive oxygen species Gốc tự oxy hóa EC 50 Half maximal effective concentration Nồng độ hiệu trung bình BHT Vũ Phương Nam Butylated hydroxytoluene Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC BẢNG TÊN BẢNG Trang Bảng 1.1 Tính chất vật lý Lycopene Bảng 1.2 Hàm lƣợng Lycopene số loại rau Bảng 1.3 Hàm lƣợng Lycopene cà chua số sản phẩm chế biến từ cà chua Bảng 1.4 Thành phần hóa học cà chua 11 Bảng 1.5 Hàm lƣợng Lycopene thời kỳ chín đỏ số giống cà chua 14 Bảng 2.1 Hằng số riêng bƣớc sóng cực đại dung môi 34 Bảng 3.1 Ảnh hƣởng loại dung môi tới hiệu kết tinh Lycopene từ cà chua 52 Bảng 3.2 Ảnh hƣởng nhiệt độ sấy tới hiệu sấy tinh thể Lycopene 58 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng áp suất chân không tới hiệu sấy tinh thể Lycopene 60 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng thời gian sấy tới hiệu sấy tinh thể Lycopene 61 Bảng 3.5 Các tiêu lý hóa chế phẩm Lycopene 50% 62 Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH TÊN HÌNH Trang Hình 1.1 Cấu trúc Lycopene Hình 1.2 Sơ đồ chế hấp thụ Lycopene thể ngƣời Hình 1.3 Một số giống cà chua Việt Nam 10 Hình 1.4 Cấu trúc tế bào thực vật 12 Hình 1.5 Mặt cắt ngang cà chua 12 Hình 3.1 Ảnh hƣởng thời gian tới hàm lƣợng Lycopene trích ly từ cà chua 41 Hình 3.2 Ảnh hƣởng dung mơi đến hiệu suất trích ly Lycopene 43 Hình 3.3 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung môi/ nguyên liệu tới hiệu suất trích Lycopene 44 Hình 3.4 Ảnh hƣởng tốc độ khuấy đến hiệu suất trích ly Lycopene 45 Hình 3.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian đến hiệu suất trích ly Lycopene 46 Hình 3.6 Ảnh hƣởng số lần trích ly tới hiệu suất trích ly Lycopene 47 Hình 3.7 Ảnh hƣởng nhiệt độ áp suất cô đặc tới tỷ lệ Lycopene cịn lại sau đặc 49 Hình 3.8 Ảnh hƣởng tỷ lệ dung môi : nhựa dầu Oleoresin tới hiệu kết tinh Lycopene 51 Hình 3.9 Ảnh hƣởng tốc độ khuấy tới hiệu kết tinh Lycopene 52 Hình 3.10 Ảnh hƣởng nhiệt độ tới hiệu kết tinh Lycopene 53 Hình 3.11 Ảnh hƣởng thời gian tới hiệu kết tinh Lycopene 54 Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH Luận văn thạc sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội MỞ ĐẦU Lycopene hydrocarbon tetraterpenic (C40) có chứa 11 liên kết đơi liên hợp tuyến tính, chịu trách nhiệm cho màu đỏ đậm đặc tính chống oxy hóa mạnh cà chua chín [52] Khả vơ hiệu hóa oxy nguyên tử Lycopene gấp lần β-carotene cao gấp 10 lần so với α-tocopherol, Lycopene có tác dụng chống lại bệnh ung thƣ, xơ vữa động mạch bệnh liên quan đến động mạch vành Lycopene có nhiều loại thực phẩm nhƣ cà chua, gấc, dƣa hấu, bƣởi đỏ ổi đào… Lycopene đƣợc trích ly từ cà chua cách dùng môi hữu nhƣ hexane, acetone, ethanol, chloroform, petroleum, ether, tetrahydrofuran Một số nghiên cứu gần rằng, Lycopene đƣợc trích ly cách sử dụng số phƣơng pháp khác nhƣ: trích ly có hỗ trợ sóng siêu âm; q trình trích ly với hỗ trợ vi sóng/siêu âm, trích ly phƣơng pháp CO2 lỏng siêu tới hạn, phƣơng pháp trích ly có hỗ trợ enzyme Để hạn chế tối đa việc sử dụng dung mơi hữu cơ, trích ly sử dụng enzyme lựa chọn khả thi thân thiện với môi trƣờng “xanh” Các enzyme có hoạt tính cellulolytic, hemicellulolytic pectinolytic, có khả phân cắt mạng lƣới cellulose, hemicellulose pectin cấu trúc thành thực vật cà chua Vì làm tăng thâm nhập dung mơi hịa tan Lycopene xuất hợp chất polysaccharide thành tế bào bị enzyme phân cắt [5], dẫn đến hiệu suất q trình trích ly tăng lên Lycopene từ cà chua đƣợc giới cơng nhận an tồn đƣợc phép sử dụng loại sản phẩm thực phẩm dƣợc phẩm Theo dự báo BBC, tháng năm 2011, thị trƣờng toàn cầu Lycopene dạng chất màu phụ gia thực phẩm chất bổ sung dinh dƣỡng tăng từ 66 triệu Đô la Mỹ (USD) năm 2010 lên 84 triệu USD năm 2018 Tuy nhiên, Việt Nam chƣa sản xuất đƣợc chất màu đỏ Lycopene từ cà chua để làm phụ gia thực phẩm dƣợc phẩm nguồn nguyên liệu cà chua nƣớc ta lớn Việc tạo sản phẩm màu đỏ Việt Nam có ý nghĩa cho việc bảo vệ sức khỏe ngƣời tiêu dùng, bối Vũ Phương Nam Lớp 15BCNSH.KH