Nghiên ứu ứng dụng enzyme trong quy trình sản xuất siro từ khoai lang tím

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI THỊ TRANG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SIRO TỪ KHOAI LANG TÍM CHUN NGÀNH CƠNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Vũ Hồng Sơn PGS.TS Nguyễn Văn Đạo HÀ NỘI – 2017 1708330015180f4c0b3f8-9c31-4f2e-8839-ae271ef245ce 1708330015180a5ea2857-d6fa-44ef-8791-0e1db76c42d0 1708330015180c7a688da-a471-4d23-9a35-4d33df293190 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Trong su t trình hc tp nghiên cu    c rt nhiu s ch b ca thi thân bn bè Chính nh c vn kin th hoàn thành tt lu u tiên, em xin trân trng c i hc   i hc Bách khoa Hà Nu kin cho em hoàn thành lu Em xin gi li cc nhn thy PGS.TS Nguyo  Vin i hc M Hà Ni  Vin Công ngh sinh hc Công ngh Thc Phm - i Hc Bách Khoa Hà Ni ng d , cung cp thông tin kin thc quý báu sut trình hc tp thc hin lu     y cô ging viên ca Vin Công ngh sinh hc Công ngh Thc Phm i Hc Bách Khoa Hà Ni t tình ging dy, truyt kin thc to m u kin thun li cho em sut trình hc tp nghiên cu tng Cui cùng, xin gi li c  n tt c bn bè tôi, nhng  ng hành sut trình hc tp Hà Nội, tháng năm 2017 Sinh viên Bùi Thị Trang Lu i Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi LỜI MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung khoai lang 1.1.1 Khoai lang 1.1.2 Khoai lang tím 1.1.3 Tính u vit ca khoai lang tím so vi loi khoai lang khác 1.2 C khoai lang tím thành phn hóa hc ca khoai lang tím 1.2.1 C khoai lang tím 1.2.2 Thành phn hóa hc khoai lang tím 1.3 Tng quan v anthocyanin 1.3.1 Gii thiu 1.3.2 Cu trúc hóa hc ca anthocyanin 1.3.3 Tính cht ca anthocyanin 10 1.4 Tình hình sn xut tiêu th khoai lang Th gii Vit Nam 11 1.4.1 Tình hình sn xut tiêu th khoai lang Th gii 11 1.4.2 Các nghiên cu v khoai lang tím Th gii 14 1.4.3 Tình hình sn xut tiêu th khoai lang  Vit Nam 15 1.5 Tng quan Enzyme 16 1.5.1 Quá trình phát trin Enzyme 16 1.5.2 Tính u vit ca enzyme 18 1.5.3 Enzyme Termamyl-120L 18 CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Vt liu hóa cht 23 2.1.1.Vt liu 23 2.1.2 Hóa cht 23 2.2 Thit b 23 Lu ii Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội 2.3 Phng pháp nghiên cu 24 nh thành phn ca khoai lang tím 24 nh hàm lng kh bng phng pháp DNS 30 2.3.3 Phng pháp sc kí bn mng (TLC) 32 2.3.4 Phng pháp sc ký lng hi 33 2.3.4 Phm quan 35 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Kt qu nh thành phn hóa hc ca khoai lang tím 38 nh hàm lng nc c khoai lang tím 38 3.1.2 39 nh hàm lng protein 41 nh hàm lng lipit 41 nh hàm lng tinh bt 42 nh hàm lng 43 3.2 Khc tính ca enzyme Termamyl-120L c cht khoai lang tím 43 3.2.1 Kho sát nh hng ca nhi  ti hot lc ca enzyme Termamyl120L 44 3.2.2 Kho sát nh hng ca pH ti hot lc ca enzyme Termamyl-120L 46 3.2.3 Kho sát nh hng ca ion kim loi ti hot lc ca enzyme Termamyl120L 48 nh thi gian phn ng thích hp ca phn ng enzyme Termamyl tìm giá tr ng hc enzyme Km 50 nh giá tr ng hc Km 52 3.2.6 Kim tra sn phm thy phân bng enzyme Termamyl-120L bng phng pháp TLC 53 3.3 Kt qu ng dng thy phân c khoai lang tím s dng enzyme Termamyl-120L54  xut quy trình làm siro t khoai lang tím s dng enzyme Termamyl120L quy mơ phịng thí nghim 54 3.3.2 Kt qu sn xut siro t khoai lang tím s dng enzym Termamyl-120L56 3.4 Kt qu t lng siro khoai lang tím 56 Lu iii Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội 3.4.1 Hàm lng anthocyanin dch siro khoai lang tím 57 3.4.2 Phân tích carbohydrat có sn phm siro khoai lang tím 58 3.4.3 Kt qu m quan thành phm siro khoai lang tím 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Lu iv Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC BẢNG Bng 1.1 Hàm lng cht chng oxy hóa loi khoai lang khác Bng 1.2 Hàm lng cht vi lng loi khoai lang Bng 1.3 Thành phn hóa hc ca khoai lang (tính cho 100g sn phm) Bng 1.4 Các acid amin có protein tồn phn (tính theo 16g N ) Bm thành phn hóa hc ca ging khoai lang khác Bng 1.6 Sn lng khoai lang Th gii 12 Bng 1.7    nh ca Termamyl (thi gian, phút cn thi  mt 50% hot tính) 20 Bng 2.1 Thành phn cht phn  xây dng chun 30 Bm ch m quan ca siro khoai lang tím 36  38 Bng 3.2 Kt qu nh anthocyanin nguyên liu 40 Bng 3.3 Kt qu hàm lng protein nguyên liu 41 Bng 3.4 Kt qu hàm lng lipit khoai lang tím 42 Bng 3.5 Kt qu hàm lng tinh bt khoai lang tím 42 Bng 3.6 Kt qu hàm lng khoai lang tím 43 Bng 3.7 Kt qu kho sát nh hng ca nhi ti hot lc ca enzyme Termamyl120L 44 Bng 3.8 Kt qu kho sát nh hng ca pH ti hot lc ca enzyme Termamyl120L 46 Bng 3.9 Kt qu kho sát nh hng ca ion kim loi ti hot lc ca enzyme Termamyl-120L 49 Bng 3.10 Kt qu nh thi gian thch hp ca phn ng enzyme Termamyl120 tìm giá tr ng hc Km 50 Bng 3.11: Kt qu ng anthocyanin dch siro khoai lang tím 57 Bng 3.12 Kt qu c làm t khoai lang tím 59 Lu v Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hình nh khoai lang Hình 1.2 Hình nh khoai lang tím Hình 1.3 nh chp lát c uc làm t khoai lang tím Hình 1.4 S  phân loi polyphenol Hình 1.5 Công thc cht màu ca anthocyanin t khoai lang tím [32] Hình 1.6 nh hng ca pH lên hot tính ca Termamyl ti nhi khác 20 Hình 1.7 nh hng ca nhi lên hot tính ca Termamyl 21 Hình 2.1 Màu ca anthocyanin khoai lang tím ti pH =1 pH=4,5 29  th ng chun glucose 31 Hình 2.3 S  th hin s nh hng ca lc ra gii 33 Hình 2.4 Quá trình ra gii tách peak ca cht A cht B 34 c thái lát mng tin hành thí nghim 38 c ngâm dung môi 39 Hình  th nh bc sóng ci ca anthocyanin khoai lang tím 40 Hình 3.4 th kt qu kho sát nh hng ca nhi ti hot lc ca enzyme Termamyl-120L 45 Hình 3.5 Phn ng màu DNS ca dch thy phân nh hng bi nhi 45 Hình 3.6 Bi nh hng cn ho ca Termamyl-120L 47 Hình 3.7 Phn ng màu DNS ca dch thy phân nh hng bi pH 47 Hình 3.8 Phn ng màu DNS ca dch thy phân nh hng bi ion kim loi 49 Hình 3.9 Bi  kt qu  nh thi gian phn ng thích hp ca phn ng enzyme Termamyl- nh giá tr ng hc enzyme Km 51 Hình 3.10 Phn ng màu DNS ca phn ng 51 Hình 3.11 th Lineaweaver & Burk ca Termamyl-120L 53 Hình 3.12: Sc ký bn mng ca sn phm thy phân khoai lang tím bng enzyme Termamyl-120L 54 Lu vi Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 3.13: S  quy trình làm siro t khoai lang tím s dng enzyme Termamyl120L quy mơ phịng thí nghim 55 Hình 3.14 Thành phm siro khoai lang tím .56 Hình 3.15: nh dch siro khoai lang tím  pH=1 pH=4.5 trc sau pha loãng 10 ln 57 Hình 16 Hình ảnh sắc ký đồ phân tích siro từ khoai lang tím phân tích sắc ký lỏng cao áp (HPLC) 58 Lu vii Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI MỞ ĐẦU Vit Nam nm vùng khí hu nhiu kin thun li cho s  ng phát trin ca loi       i hoa c tri  Vit Nam, xp th sau lúa, ngô khoai lang i nhanh chóng vai trị t c thành cơng nghip ch bin vi t phát trin cao  nh  u th k XXI Khoai lang cha nhiu thành ph    protid, lipid, glucid, vitamin, mui khoáng nguyên t ng rt c th i Hin th  gii nói chung Vit Nam nói riêng sn ph  ung nhi u sn phm khác t khoai lang tím  vào phát trin sn xut mnhn phm mi có giá tr ng cao ng thi rt có li cho sc khi Loi sn phm khơng ch có giá tr v mng mà cịn mt lo ung giá r , thích hp vi mi la tuc bit ph n tr em Khoai lang tím ngồi giá tr cung cp loi vitamin, cht khoáng, tinh bt d tiêu hóa m     ch  c phm, cịn có nh t tri so v  ng Trong khoai lang tím có cha nhiu cht chp chc bing anthocyanin khoai lang tím caot hp cht sinh hc có tác dng kháng oxi hóa rt mnh, có kh m ch t bin t bào  huyt áp, phịng nga bnh tim mch Ngồi ra, vi mt màu sng hp dn s to cho sn phm ch bin có mt giá tr cm quan cao Là mt nhng yu t kích thích s la chn ci tiêu dùng, i v vic s dng khoai lang, mang li s tin dng cho i s dng góp phn gii quyt v tiêu th i trng khoai lang tím, nâng cao hiu qu kinh t,  thêm thu nhi dân Nhu ci vi lo  ung ch yu da vào giá tr     màu sc (McLellan,1990) (Coggins et al 2003) báo cáo rc ép có th c tiêu th Lu viii Bùi Th Trang BK-01 Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Đại học Bách khoa Hà Nội c gii khát hoc kt hp vi loi  to thành mt lot c trái pha.Vì vy, vic nghiên cu sn xut sn phm, ch phm t khoai lang tím rt cn thit hồn tồn phù hp, s d ch bin siro s mt la chn kh thi cho th ng Xut phát t nhng yu t thc t tin hành nghiên c  tài : “ Nghiên cứu ứng dụng enzyme quy trình sản xuất siro từ khoai lang tím ” Mục đích nghiên cứu đề tài : Nghiên cc quy trình to sn phm siro t c khoai lang tím dùng làm thc phm b sung nguyên liu ch bin mt s  ung làm phong phú sn phc sn xut t c khoai lang tím Nội dung nghiên cứu : u kin thích hp ca enzyme ng dng cơng ngh sn xut siro t khoai lang tím Xây dc quy trình cơng ngh sn xut siro t khoai lang tím Tc sn phm Lu ix Bùi Th Trang BK-01