Protein Bã đậu nành Yuporn Puechkamut và Woralak Panyathitipong công b protein trong Bã ốđậu nành gi m kh ả ả năng hòa tan vào nước do tr i qua các quá trình nghiả ền cơ học và nhi t là
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CAO THỊ KIM CHI NGHIÊN CỨU THU NHẬN SẢN PHẨM THỦY PHÂN PROTEIN TỪ BÃ ĐẬU NÀNH CỦA CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT SỮA BÀNG CÁC CHẾ PHẨM ENZYME THƯƠNG MẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC Hà Nội – 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204842761000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - CAO THỊ KIM CHI NGHIÊN CỨU THU NHẬN SẢN PHẨM THỦY PHÂN PROTEIN TỪ BÃ ĐẬU NÀNH CỦA CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT SỮA BÀNG CÁC CHẾ PHẨM ENZYME THƯƠNG MẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS QUẢN LÊ HÀ Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Học viên: Cao Thị Kim Chi Nơi đào tạo: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học Người hướng dẫn : PGS.TS Quản Lê Hà Tên luận văn: “Nghiên cứu thu nhận sản phẩm thủy phân protein từ Bã đậu nành công nghiệp sản xuất sữa chế phẩm enzyme thương mại” Nội dung cam đoan: Em xin cam đoan, suốt trình nghiên cứu luận văn thạc sĩ, hướng dẫn bảo tận tình giáo viên hướng dẫn, em tiến hành nghiên cứu luận văn cách trung thực, toàn nội dung báo cáo luận văn em trực tiếp thực Tất kết nghiên cứu không chép từ báo cáo khoa học, luận văn tiến sĩ, thạc sĩ hay sách tác giả Học viên Cao Thị Kim Chi LỜI CẢM ƠN Đối với học viên cao học, luận văn tốt nghiệp cơng trình khoa học nhỏ mang ý nghĩa lớn, đánh dấu bước trưởng thành cá nhân đường ứng dụng kiến thức học vào thực tiễn Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Quản Lê Hà, Viện trưởng – Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, PGS.TS Phạm Thu Thủy – giảng viên mơn Cơng nghệ sinh học tận tình hướng dẫn truyền đạt kiến thức quý báu để giúp em hoàn thành luận văn Trong thời gian thực tập làm việc phịng Thí nghiệm môn Công nghệ Sinh học- Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm, em nhận quan tâm giúp đỡ, bảo tận tình chuyên môn, kĩ thuật động viên chân thành thầy cô tập thể học viên, sinh viên thực tập phòng Em xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu Em xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn Cuối em xin cảm ơn gia đình bạn bè động viên khuyến khích em suốt q trình học tập để đạt kết ngày hôm Hà Nội, tháng năm 2018 Học viên Cao Thị Kim Chi DANH MỤC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT [a.a]: Hàm lượng axit amin BĐ: Bã đậu CK: Chất khô ĐPL: Độ pha loãng HSTH: Hiệu suất thu hồi HSTP: Hiệu suất thủy phân KL: Khối lượng KLTB: Khối lượng trung bình OD: Optical density (mật độ quang) [Pr]: Hàm lượng protein TLPT: Tỉ lệ phối trộn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỞ ĐẦU CHƢƠNG I TỔNG QUAN 10 ậu nành 10 1.1.1.Sản xuất sữa đậu nành 10 1.1.2.Bã đậu nành 11 1.1.3.Thành phần Bã đậu nành: 13 1.1.4.Protein Bã đậu nành 14 1.1.5.Phương pháp xử lí protein 15 1.2.Hệ enzyme protease 18 1.2.1.Định nghĩa 18 1.2.2.Phân loại protease 19 1.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính protease 20 1.3.Protein thủy phân hoạt tính chống oxy hóa protein thủy phân 22 CHƢƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Vật liệu nghiên cứu: 26 2.1.1.Bã đậu nành 26 2.1.2.Các chế phẩn enzyme thương mại 26 2.2.Hóa chất 26 2.3.Thiết bị 26 2.4.Phương pháp xác định hoạt độ protease chế phẩm 27 2.5.Phương pháp xác định độ ẩm nguyên liệu 29 2.6.Phương pháp xác định protein hòa tan phương pháp Lowry 30 2.7.Phương pháp xác định axit amin Ninhydrin 32 2.8.Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa DPPH: 34 2.9.Sơ đồ nghiên cứu thủy phân Bã đậu nành chế phẩm protease 36 CHƢƠNG III KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 40 3.1.Phân tích thành phần ban đầu Bã đậu nành 40 3.2.Xác định hoạt độ chế phẩm enzyme thương mại 40 3.3.Nghiên cứu thu hồi protein bã đậu ướt chế phẩm protease thương mại 40 3.3.1.Nghiên cứu thủy phân protein bã đậu ướt chế phẩm protease 40 3.3.2.Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ phối trộn bã đậu ướt nước đến khả thuỷ phân protein 42 3.3.3.Nghiên cứu lựa chọn chế độ khuấy đến hoạt tính chống oxy hóa dịch thủy phân 45 3.3.4.Nghiên cứu lựa chọn nồng độ enzyme đến khả thủy phân protein47 3.3.5.Nghiên cứu kết hợp loại enzyme Neutrase Flavourzyme thủy phân protein Bã đậu nành thu nhận sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao 49 3.4 Nghiên cứu khảo sát tỉ lệ phối trộn bã đậu khô nước tới khả thu hồi protein 51 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 58 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng 100g bã đậu nành ướt 13 Bảng 1.2 Bảng so sánh thành phần axit amin protein Bã đậu nành ướt hạt đậu nành 15 Bảng 3.1 Thành phần Bã đậu nành 40 Bảng 3.2 Hoạt độ chế phẩm enzyme 40 Bảng 3.3 Nghiên cứu kết hợp chế phẩm enzyme Neutrase Flavourzyme thủy phân protein Bã đậu nành 50 Bảng 3.4 Nghiên cứu khảo sát tỉ lệ phối trộn bã đậu khô nước tới khả thu hồi protein 51 Bảng 1.1’: Bảng xác định độ ẩm nguyên liệu 58 Bảng 1.2’: Bảng xác định protein hòa tan Bã đậu nành 59 Bảng 2.1’ : Xác định lượng protein dịch 60 Bảng 2.2’: Xác định lượng axit amin dịch 61 Bảng 3.1’ Bảng xác định lượng protein dịch 64 Bảng 3.2’ Bảng xác định lượng axit amin dịch 65 Bảng 3.3’ : Kết phân tích dịch khảo sát tỷ lệ phối trộn bã đậu nước 67 Bảng 3.4’ : Kết phân tích hoạt tính chống oxy hóa dịch khảo sát tỷ lệ phối trộn bã đậu nước 68 Bảng 4.1’ Bảng xác định lượng protein dịch 69 Bảng 4.2’ Bảng xác định lượng axit amin dịch 70 Bảng 4.3’ : Kết phân tích hoạt tính chống oxy hóa dịch khảo sát chế độ khuẩy 71 Bảng 5.1’ Bảng xác định lượng protein dịch 72 Bảng 5.2’ Bảng xác định lượng axit amin dịch 74 Bảng 5.3’: Kết phân tích hoạt tính chống oxy hóa dịch khảo sát nồng độ enzyme 75 Bảng 5.4’: Kết phân tích hoạt tính chống oxy hóa dịch khảo sát tỉ lệ phối trộn bã đậu khô nước 76 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mơ hình enzyme Protease thủy phân phân tử Protein 19 Hình 1.2 Hỗn hợp protein thủy phân 23 Hình 2.1 Đường chuẩn Tyrosine 28 Hình 2.2 Đường chuẩn albumin 31 Hình 2.3 Đồ thị đường chuẩn glutamic 33 36 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình thu hồi protein sử dụng enzyme 36 Hình 3.1 (a) Lượng axit amin dịch thủy phân bã đậu ướt chế phẩm Flavourzyme Neutrase 41 Hình 3.1 (b) Khả thủy phân protein BĐ ướt chế phẩm enzyme 41 Hình 3.2 (a) Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn BĐ nước tới lượng axit amin 42 Hình 3.2 (b) Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn BĐ nước tới hiệu suất thủy phân enzyme 43 Hình 3.2 (c) Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn BĐ nước tới hiệu suất thu hồi protein 43 Hình 3.2 (d) Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn BĐ nước tới hoạt tính chống oxy hóa dịch thủy phân protein 44 Hình 3.3 (a) Ảnh hưởng chế độ khuấy tới lượng axit amin dịch sau thủy phân 45 Hình 3.3 (b) Ảnh hưởng chế độ khuấy tới hiệu suất thủy phân protein 46 Hình 3.3 (c) Ảnh hưởng chế độ khuấy tới hiệu suất thu hồi protein 46 Hình 3.3 (d) Ảnh hưởng chế độ khuấy tới hoạt tính chống oxy hóa dịch thủy phân protein 46 Hình 3.4 (a) Ảnh hưởng nồng độ enzyme tới hàm lượng axit amin dịch thủy phân 47 Hình 3.4 (b) Ảnh hưởng nồng độ enzyme tới hiệu suất thủy phân protein 48 Hình 3.4 (c) Ảnh hưởng nồng độ enzyme tới hiệu suất thu hồi protein 49 Hình 3.4 (d) Ảnh hưởng nồng độ enzyme tới hoạt tính chống oxy hóa dịch thủy phân protein 49 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, ngành sản xuất sữa đậu nành phát triển cách vượt bậc Theo số liệu thống kê hãng thống kê thị trường Neilsen, năm 2014 Việt Nam tiêu thụ khoảng 613 triệu lít sữa đậu nành, có nghĩa khoảng 1,5 triệu lít / ngày Việt Nam nước tiêu thụ sữa đậu nành nhiều thứ giới [34] Với thị trường tiềm này, doanh nghiệp mạnh tay đầu tư sở, công nghệ để sản xuất mặt hàng này, bật nhà máy Vinasoy (Bắc Ninh Quảng Ngãi), nhà máy Vinamilk …Nhưng đơi với việc đẩy mạnh chế biến đậu nành việc lượng lớn bã đậu thải Theo số thống kê cho biết, riêng nhà máy Vinasoy với cơng suất thiết kế 180 triệu lít/năm, năm nhà máy thải 20000 bã đậu [34] Phần lớn lượng bã sấy khô bán cho nhà máy chế biến thức ăn gia súc Với phương pháp tận thu tiêu tốn lượng không đem lại lợi nhuận cao Còn phần bã đậu bán tươi, nhiên bã đậu chứa nhiều chất dinh dưỡng độ ẩm cao nên dễ hư hỏng cần sử dụng Để khắc phục nhược điểm trên, có nhiều nghiên cứu ứng dụng bã đậu lên men thu hồi axit xitric hay dùng enzyme cellulase pectinase thủy phân bã đậu thu hồi sản phẩm kích thước nhỏ bổ sung phần vào bột làm bánh mì….bởi phần bã đậu sau trình sản xuất sữa đậu nành chứa nhiều thành phần dinh dưỡng protein (20-30%), gluxit, chất béo chất xơ Nhận thấy nguồn protein bã đậu có khả thu hồi việc thu hồi protein bã đậu giúp tiết kiệm lượng tăng giá trị thương mại bã đậu Xu hướng mở phối hợp chế phẩm enzyme thương mại để thủy phân bã đậu tạo peptide, axit amin có hoạt tính chống oxy hóa sử dụng để bổ sung vào thực phẩm chức hay ứng dụng dược phẩm Xuất phát từ mục đích thăm dị khả thu hồi protein bã đậu khô chế phẩm Neutrase Flavourzyme nhằm đưa hướng giúp tận dụng tốt đa nguồn bã đậu thải hàng năm mang lại giá trị kinh tế cao, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu thu nhận sản phẩm thủy phân protein