Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quy trình thu nhận chất xơ từ bã điều (Anacardium Occidentale L)

LỜI CÁM ƠNĐể hoàn thành tốt kết quả công trình nghiên cứu này, lời đầu tiên tôi xinchân thành cảm ơn GS TS Đống Thị An Daod ếtlòn tư ng dẫn và chỉ bảo đểtôi có thé hoàn thành tốt luận vă

ĐẠI HỌC QUOC GIA THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

a

NGUYEN THI THUY VY

Chuyên ngành: Công nghệ thực phamMã số: 60 54 01 01

LUẬN VANT ACSI

Tp.H6 Chi Minh, thang 7 nim 2017

Công trình được hoàn thành tại:

TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA-D QG-HCMCan bộ hư ng dẫn khoa hoc: GS TS Đốn T iAn Đảo

Cán bộ cham nhận xét 1: PGS.TS.Lê Phi NgaCán bộ chấm nhận xét 2: TS.Trịn n SơnLuận vant a sĩ được bảo vệ tại Truon Đại họ B oa, DHQG Tp HNgày llt n 7 nam 2017

Thanh phan Hội đồn dn i luậnvănt a sĩ 6m:1 PGS.TS.Nguyén Tién Thang

2 PGS.TS.Lé Phi Nga3.TS.Trin n Son4.TS.Trần Thị Thu Tra5 TS V6oDn Lệ Tam

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồn dn i LV và Trưởng Khoa quản lýchuyên ngành sau khi luận văn đ được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI DONG TRƯỞNG KHOA

KỸ THUẬT HÓA HỌC

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦNG IA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do - Hanh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VANT ACSIHo tén hoc vién: Nguyén Thi Thay Vy MSHV: 1570446Ngày, thang, năm sinh: 26/5/1981 Noi sin : Tp Hồ MinhChuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 60540101

I TEN DE TÀI: Nghiên cứu quytrn tun an ấtxơtừ điều (AnacardiumOccidentale L.)

Il NHIEM VỤ VÀ NOI DUNG:

in ứuqu trn tun an âtxơtừ quả đào lộnhột n p ươnpháp thủy phân lần lượt bởi enzyme Termamyl SC, Alcalase 2.5, Dextrozyme GA

ao st yếu t ản ưởn tiqu trn tty p n ủa enzymeTermamyl SC, Alcalase 2.5; Tốiưu óa qu trn t ủy phân b ng enzyme Alcalase2.5;X dinh một số đặc tính của sản phẩm và sosn đn i sản phẩm v ¡ quytrn d n in wu.

HI NGÀY GIAO NHIỆM VU: 2/2017

IV NGAY HOAN THANH NHIEM VU: 7/2017v CANBO UONGDAN GSTS D ng Thị Anh Ð o

Tp HCM,ngày tháng năm 2017CÁN BỘ ƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRUONG KHOA

LỜI CÁM ƠN

Để hoàn thành tốt kết quả công trình nghiên cứu này, lời đầu tiên tôi xinchân thành cảm ơn GS TS Đống Thị An Daod ếtlòn tư ng dẫn và chỉ bảo đểtôi có thé hoàn thành tốt luận văn nay

Cảm ơn Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa kỹ thuật hóa ho , Truon Đạihọ B oa TPH d tạo điều kiện thuận lợi về trang thiết bị và ơ sở vậtchất giúp tôi thực hiện dé tai din tiễn độ

Bên cạn đó, tôi tin i lời cảm ơn đến các em sinh viên trong phòng thínghiệm đã có những hỗ trợ, chia sẻ những dụng cụ, thiết bị thực hành cần thiếttrong thời gian thực hiện đề tài

Cuối cùng tôi xin cảm ơn s u sa đến iadn va an ed động viên,

khích lệ và tạo mọi điều kiện tốt nhất dé tôi tham gia học tập và hoàn thành tốt côngtrình nghiên cứu này.

Tôi xin gởi lời chúc sức khỏe đền iadn ,t ay cô và bạn bè.

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 05 tháng 7 năm 2017

Nguyễn Thị Thúy Vy

TOM TATy điều là một trong những cây trồng quan trọn tron o au nông nghiệpcủa nhiều nu c, n ư là An Độ, Nigeria và Việt Nam Quả điều (Anacardiumoccidentale L.) không phải là phan mon nu c (quả giả) mà là phan hạtđn vàon dư i quả giả Không giỗn n ưp ân quả thật, có mùi vị di trun do tanhiều chất béo và có giá trịt ươn mại cao, phần quả giả có giá trị din dưỡng cao(chứa nhiều vitamin C và các chấtk on nư anxi,P otp o và Sat) có tiềm nankait tươn mại wun t ực tế sản phẩm t ươn mại từ phan quả giả khôngđược phô biến trên thị trường Quả giả t ườn được xem là phụ phẩm của các nhamáy sản xuất hạt điều Từ phan quả giả này,n ười tađ k ait dé sản xuất ra cácsản phẩmn ưnư tri y,rượu, quả điều sấy, syrup hoặc mứt Jam un n tingnghiên cứu về tận dụng chấtxơtừ điềuvẫn ua ó,v vậy mu đ của đề tàichúng tôi là nghiên cứu p ươn p pt un ận chất xơ từ bã điều Du i tác dụngcủa enzyme ơ-amylase va protease, ar o ydrate va protein tron diéu sé duocthủyp n và được loại bỏ bởi nu c và cồn điều kiệntốiưu oqu trn chanlà: nhiệt độ chan 90°C, thời gian chân 8 phút, tỷ lệ nư c/bã là 4/1.

Giá trị tối ưu o qu trn t ủy phân b ng enyzme a-amylase là: tỷ lệdém/ba là 5/1, pH 5,5, am lượng enyzme a-amylase 2% (V/W.«nát kno), nhiệt độ thủyphân là 85°C và thời gian thủy phân là 90 phút Giá trịtốiưu oqu trn t ủyphân b ng enzyme protease là: pH thủy phân 8, am lượng enzyme 4% (VÍWchát khô):nhiệt độ thủy phân là 55°C và thủy phân trong 30 phút Tỷ lệ cồn/dịch thủy phân là4/1 Sản phẩm chất xơ t un ận cao nhất là 65% trên nguyên liệu là điều, có độtinh khiết là 83%

Cashew is one of the most important plantation crops and widely grown intropical areas as India, Brazil, Nigeria and Vietnam Cashew apple (Anacardiumoccidentale L.) is not a true fruit, but swollen peduncle to which the nut is attached.Unlike cashew nut kernel, which has an indisputably exclusive fine taste and aommer ial attra tiveness of its own, as ew “apple,” despite its i nutritivevalues (high content of vitamin C and minerals, 1.e., Ca, P, Fe) and economicpotential, is virtually an unknown product in the consumer market Cashew apple isconsidered as a waste in cashew nut processing industry Various value addedproducts such as juice, fenny, wine, dried cashew apple, syrup and jam can beprepared from cashew Not many researches mentioned to cashew apple dietaryfiber So the aim of this research will investigate a new approach utilizing cashewapple residue to produce dietary fiber.

Under the effect of a-amylase and protease, carbohydrates and proteins in theresidue will be hydrolysed and removed by water and alcohol The optimum

conditions for the blanching process are: blanching temperature of 90°C, blending

time of 8 minutes, water/residue ratio of 4/1.

The optimum value for hydrolysis of enyzme amylase was 5/1, pH 5.5,

enyzme amylase 2% v/w, hydrolysis temperature of 85°C and hydrolysis time of 90

minutes The optimum value for hydrolysis by protease enzyme is hydrolysis pH 8,

enzyme content 4% (v/w), hydrolysis temperature 55°C and hydrolysis for 30

minutes The ratio of ethanol and rate hydrolysis fiber product that obtainedefficiency 65% of casthew apple residue has the purification of 83%.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin am đoan r ng các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn nàylà công trình nghiên cứu thực su của n n tôi và được thực hiện du isu ư ngdẫn khoa học của GS TS Đống Thị An Đảo

Các số liệu, những kết luận nghiên cứu trong luận văn là trung thực và khôngtrùng lặp v 1 dé tài k in nư vưatừn được công bố dư i bất cứ hìnhthức nào, các thông tin trích dẫn trong luận văn đ được chỉ rõ nguồn gốc

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

TP.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 6 năm 2017

Tác gia luận văn

Nguyễn Thị Thúy Vy

Mục lục

MUC LUC 1-4 |DANH MUC BANG 2 iiiDANH MUC 9-0 2 ivDANH MỤC TU VIET TẮTT G- G5 519191 1E 519191 1 1E 111151 113 1111511 ng ng rke VMỞ ĐẦU << S11 1 1 111111121111 11 1111 1111011111 2111101 1111 0101111111710 11 17111111111 |HUGO G 1: TONG QUANN G1 1519151111 9111515111 111010111 11111 ng ng 21.1 y điều và quả điỀU ¿6 5£ SE 21239 1232191121111 211111 2111111111111 1.1111 re 2[.I.1.GI 1 thiệu Chung - «c0 0 nọ re 2112 Da điểm thực Vật G1112 TT ng TT HT TT rkg 21.1.3.Hiện trạng khai thác và sản xuất sản phẩm từ điều trên thé gi ¡ 31.1.4.Chất xơ từ điểu Ă c.S + HH TH 1111111112111 11 re 4115 Da điểm một số loại chất xơ p 6 biẾn - 5E + E2 SEEEEEEEEEEkrkrkrkrkrerree 61.2 Ungdun enzyme để thủyp n điều thu nhận chất xơ -2 252555555: 9[.2.1.AmyÏAS© Gì 91.2.2 .PLOteaSse -Q TQ 0n HH ng HH HH HH HH c0 56 131.3 Tình hình nghiên cứu về quả điỀU ¿5 - +2 52 2E+E+S££E£E£EE£E£EeEEEvErkererrrrrrerree 141⁄4 Tính m ¡ của để tài - +55 1 E9 E121 151151111 11111 1111111111111 11 11111011111 15HƯƠ G2 GUYE LIEU VÀ PHƯƠ GPHAP GHIE ỨU 172.1 Nguyên liệu và hóa Chat cccccccccccsccsssessssssesscsesesscsesessesesessesesessssesscscsssessesesecssseeeesceeees 172 11B điều SG SE 2c Sc St S3 E1 1111121111111 11 1101111111111 172.1.2.Chế phẩm enZyme - - ¿+ +59 E E93 E131 123911 21211121 2111211111111 cxye 172.1.3.Các hóa chất, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu - ¿555552 2s+e+secs2 182.2 Nội dung nghiÊn CỨU << 1.000 gọn 182.3.1.MỤ đ n In ỨU ẶẶSQQQQQc 00H HH ng vớ 182 3 2 Sơ đồ nghiên COU w.ceccccccccscsessssesessssssessssesessesessssssesscsssessesssessssssessesesessessseeseeen 192.3.3.Quy trình nghiÊn CỨU - - << 1 000 nọ ke 192.3.4.B6 trí thí nghiệm - + 25611 E5 1 11151311 E1217151111 1111111111111 xe 242.3.P ươn p PX định GG SG và 29244.P ươn p pxử lý số liệu và tối ưu Óa -2 252 SE2E£E+ESEEEEErEererersrered 31

HUG G3: ET QUÁ VÀ BAN LUẬN -.- -cSc St S 11T E TvS TS ng re rreg 323.1.Kết quả khảo sát nguyên liỆU - ¿+ 5£ 2E+E9EESE£EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErkrrrkrrerrred 323.2.Kết quả khảo sát quá trình xử lý tiền thủy phân - ¿5 52 52+ e+xsrerecrerered 32

3.2.1.An vưởn tan iệđộ Andén iệusuấtt tamnin 32

322An won wat oi ian andén iệusuấtt tannin 34

323An ưởn watylénu / đến iệusuấtt tannin 35

3.3.Kết quả quá trình thủyp n điều b ng chế phẩm Termamyl §C 37

33.1.Án ưởn ủatylệđệm/ đến qu trn t typ ntin ộttron điều 37

3.3.2 Án _ ưởng của pH đến quá trình thủy phân tinh bột tron điều 38

3.3.3.An ưởng của am lượng a-amylase đến quá trình thủy phân tinh bột 39

3.3.4.Án _ ưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân tinh bộttron điểu 41

3.3.5An ưởng của thời ian đến quá trình thủy phân tinh bột tron điều 42

3.4 Kết quả quá trình thủyp n diéub ng chế phẩm Alcalase 2.5 L 44

3.4.1 An _ ưởng của pH đến quá trình thủy phân protein tron điều 45

342Án ưởngcủa àm lượn enzyme đến quá trình thủy phân protein 46

3.43 Án ưởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân tinh bộttron — điều 47

344An wong của thời ian đến quá trình thủy phân tinh bột tron điều 46

3.5Tốiưu óaqu trn t ủy phân b ng enzyme prOf€aSe ¿2-5 25252252 2s+zszscs2 513.6 Khảo sát ty lệ cồn/dịch thủyp ndén am lượng chất thải sau quá trình thủy phân 563⁄7 Kết quả phân tích chế phẩm bột chat xo tir điều trong quá trình nghiên cứu 57HƯƠ G4_ ET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, -G- G11 312 SE vs reo 59nh 7 604.2 Kiến nghị CC 2E 3 1 15 1111111111511 11 111115111111 111 111101 1101010101 111170110111 61TAI LIEU THAM KHẢO G3618 3E 51919191 E5 11915111 5 1110121111 g1 g1 21g vớ 62PHU LUC S22 SE 21 1515151121 15111 1111115151111 1115111111101 1101010111 070111111110 1H 70

Bảng 2.

Bảng 2.Bảng 2.Bảng 2.Bảng 2.Bảng 3.Bảng 3.

Bảng 3.Bảng 3.Bảng 3.Bảng 3.

2 Bồ trí thí nghiệm khảo sátthủyp n điềubn enzyme ơ-amylase 24

3 Bồ trí thí nghiệm khảo sát thủyp n điều b ng enzyme protease 25

4 Bảng quy hoạch cau trúc có tâm xoay cấp hai, bốn yếu tố an ưởng 27

5 Gia trit m và uc nhảy trong thí nghiệm tối ưu qu trn t ủy phân 28

1.Thanh phan ótron 100 điều sau khi xử lý sơ ộ 32

2 Kết quả thí nghiệm khảo sát an ưởng của quá trình chan đến hiệu suất tách2000100007 — - 36

3 Kết quả thí nghiệm khảo sát thủyp n diéu b ng enzyme a-amylase 43

4 Kết quả thí nghiệm khảo sát thủyp n điều b ng enzyme protease 50

5 Thiết kế thí nghiệm tối ưu Sat eomô n _ 51

6 Bang bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm và am lượng chat thải sauThuy p Nt U ẨƯỢC -G Ăn nọ nọ rh 517 Hệ số của p uon frn ôi quy và độ tin cậy của các hệ số tươn ung v icacyếu tô của quá trình thủy phan c.cccccccccscsesescsessesesesscsesessesesessssesessessseseesssseeeees 528 Kết qua am lượng chat thải sau quá trình thủy phân (%) từp ươn trn ôiquy và thực nghiỆTm - << 990000 re 569 Kết quả phân tích thành phan chế phẩm xơtừ điểu 57

DANH MỤC HÌNHHình 1.1 Cau trúc thành tẾ bàO - ¿6 5£ SE2ESE E919 E233 1219111121 211111 111111111 6Hình 1.2 liên kết của các phân tử cellUlOse ¿+2 2 +2 S£+E+E£E+E+Ee£EzEexeeererrerered 7Hình 1.3 Liên kết trong phân tử pectin ¿- + ¿5 5£ 2x23 £E9E2 E231 12111111211 Erk 8Hình 1.4 Vị trí cắt liên kết của enzyme O-AMYlase c.cecescccssessesesessesesessssessesesesscssseeseseseees 10Hình 1.5 Quá trình thủy phân tinh bột bởi G-amylase - << 5S 1n 1 ng 10Hn 16 Sơ đồ phân loại protease c.ccccccccsscssssssessesssesscsssesscsesesscsesesscsesesscscsesescsesesseseeeeees 14Hn 2 ITriđiềuvà điều sĂS-5ẶSCSESEtEctSEeErkerrrrkrrerrrees 17Hình 2.2 Nội dung cứu thu nhận chất xơ từ điều -5-cc<c<c5¿ 19Hình 2.3 Quy trình thu than điều từ tr ¡ điều tươi - 2c 5cc+cccsceseereceee 20Hình 2 4 Quy trình nghiên cứu thu nhận chất xơtừ điều 21Hình 3.1.Ản ưởng của nhiệt độ chan đến hiệu suất tách tannin -2555¿ 33Hình 3.2 Án ưởng của thời gian chan đến hiệu suất tách tannin -. - +: 34Hình 3 3 Thể hiénan ưởng của tý lệnư / đến hiệu suất tách tannin 35Hinh3.4An ưởng củatylệnư / đến am lượng chất thải sau quá trình thủy phân 37Hình 3.5.Ản ưởng của pH đến am lượng chat thải sau quá trình thủy phân 38Hình3.6Án vưởngcủa àm lượn ơ-amylase sử dụn đến am lượng chất thải sau quá

trình thủy phẫn 0 0 kh 40Hình 3.7 An ưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân -5-5- + c2 s52 AlHình 3.8Án ưởng của thời gian thủyp n đến hiệu suất thủy phân - 42Hình 3.10 Án _ ưởng của pH đến hiệu suất thủy phân - + + 555252 s+x+scscxe2 45Hình 3.11 An vưởng của am lượng protease sử dụn đến hiệu suất thủy phân 46Hình 3.12 Án wong của nhiệt độ đến hiệu suất thủy phân -. - 5-5-5 555552 47Hình 3.13 An ưởng của thời ian đến hiệu quả thủy phân - 25555552 5555+2 49Hình 3 14 Mô hình bề mặt đ p ứng biểu diễn ản ưởng của pH và nhiệt độ đến hàm

lượng chat thải sau quá trình thủy Phan . ¿5-2 25s 2£s+s+£zs+xezezszxee 55Hình 3 15 Mô hình bê mặt đ p ứng biểu diễnản vưởng củathời ian va am lượng

enzyme/ o hat đến am lượng chat thải sau quá trình thủy phân 55Hình 3.16 An wong của tỷ lệ cén/dich thủyp ndén am lượng chất thải sau quá trình

0000901117 56Hình 3 17 Hình chụp SEM chế phẩm xo tit điều -5555+: 58

DANH MỤC TU VIET TAT

IDF: Chat xo k 6n 6a tan (Insolu le dieatary fi er)SDF: Chat xo 6a tan (Solu le dietary fi er)

TDF: Tổng chat xo (Total dietary fi er)TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam

AOAC: Association of Official Analytical ChemistsQTTP: Qua trinh thuy phan

CT: Chat thai

MO DAU

Điều ay đào lộn hột thuộc loài A.occidentale, chi A.occidental là một loạicây công nghiệp nhiệt d i dài ngày có nguôn gốc từ Braxil Trên thé gi i, điều đượctrồng chủ yếu ở các quốc gia có khí hậu nhiệt đ i, tron đó Việt Nam là quốc gia códiént an t điều! nnhất thé gi i[1],[2].O Việt am, y điều được trồngdap ằnởmiền amn un không có nhiều ở miền Bac Phố biến trồng ở các tinh:Bn Duon —Bn P w c (82.000 a), Đồng Nai (35.000 ha), Bà Rịa - Vũn Tàu(20.000 ha), Tây Ninh (10.000 ha), Bình Thuận, Dap 4n điều được thu hoạch layphan hạt còn phan thịt quả bị vứt bỏ, là nguyên nhân gây ra thực trang ô nhiễm môitrường ở vùn đất canh tác và chế biến điều Mặtk , đ y là sự lãng phí dophân thịt quả có chứa am lượng cao các chất din dưỡn n ư vitamin BI, vitaminB6, vitamin K, polyphenols, amino acid, một số khoáng chấn u , ,n oài ra,phan thịt quả còn chứa một lượng | n carbohydrat và chất xơ, v i thành phần kếtrên, bã điều có thé được chế biến thành chat xơ ân thiết o ot ê, là nguyên liệuđể sản xuất thực phẩm chứ nan [3], [4] Yêu cầu đặt ra là phải có kế hoạch tậndụng nguồn phụ phẩm doi dào, đa dạng hóa các sản phẩm từ điều và qua đó tanthêm thunhập on ười trồn điều Từ những lập luận ở trên, chúng tôi thực hiệnđề tà “ ¡in tu quy trình thu nhận chấtxơtừ điều? un tôi y vọng kếtquả nghiên cứu sẽ đón 6p một phan dữ liệu làm ơ sở cho việc triển khai ứngdụng trong công nghiệp nh m tận dụng hiệu quả phụ phẩm sẵn ó dé tạo ra các sảnphâm có giá tri iatan và tôt cho sức khỏe.

C ƯƠNG 1: TONG QUAN1.1 Cây điều va quả điều

1.1.1 Giới thiệu chungĐiều hay còn gọi là đào lộn hột, có danh pháp khoa học là Anacardiumoccidentale L, là một loại cay công nghiệp dai ngày thuộc họ Xoài Cây này cónguôn gốc từ vin đôn 4 Braxil y điều có nhiều tên gọi k n aunư:Cashew (Anh), Caju hay Cajueiro (Bồ Đào a), Ana ardier (P p), crey(Venezuela), aranon(T y Ban a) và ở Việt Nam gọi là Điều ay Dao LộnHot ày nay nó được trồng khắp các khu vực khí hậu nhiệt đ i dé lay nhân hạtchế biến làm thực phẩm [1]

Vào thế kỷ 16,n ườiT yBan ad đưa in diéu này đến bờ biến phíatây của Ấn Độ và Đôn uP i Từđó iốn điều này được lan rộng ra khắp nơiLoại cây này thích hợp trồng ở các vùng khí hậu nhiệt đ 1 và cận nhiệt đ i Cácnư c trồn điều nhiều nhất hiện nay là: Việt Nam, Ấn Độ, Nigeria, Brazil,Tanzania, Indonesia, Guinea-Bissau, ote D’Ivoire, ozam ique va Benin [2].

y điều duoc du nhập vào miền Nam Việt Nam từ thé kỷ 18 n ưn đếnnăm 1975 m i chính thức là loại cây trồng có trong danh mu , an đầu được trồngđể khắc phục những rừn đổi bị phá hoại do chiến tranh gây ra, phủ xan đổi trọc,từ đó diện t y điều tăn dân l nt eonămt n và đến năm 1.990 y điều trởthành loại cây công nghiệp cho giá trị kinh tế cao Hiện nay, diện tích trồn diéu cảnu c khoảng 450.000 ha v i sản lượng thu hoạch 500.000 tan được trông tập trungnhiều ở các tinh mién Đôn amBộnưĐồn aiBn Dươn,Bn Pư cvàĐắk Lắk, Bình Thuận

1.1.2 Đặc điểm thực vậtĐiều là cây công nghiệp 1 unăm 6 tuổi thọ lên t ¡ 40 năm tuổi, y † ường

onăn suất ôn địn tron iai đoạn từ 10 đến 20 năm sau k i trồng

y điều cao 6 — 14m, là loại cây có thân thấp và an dài, l đơnn uy nhình trứn tròn đều, hoa nhỏ mọc thành chùy Quả thật là một loại quả khô hình quảthận, nặng 5 — 9g, dai 2 — 3cm, vỏ cứng có màu xám, mặt hốm vào Cuông qua

phinh to b ng quả trim màu vàn , đỏ và trang Do vậy n ười ta t ường có cảmtưởng phan cuống quả phình ra là quả, còn qua thật đính vào là hạt, do đó mà ótên đào lộn hột (tứ dao 6 tn m ngoài qua) [1].

y điều được trông ở nu c nhiệt d i do điều kiện sin trưởng va pháttriển của cây không phù hợp v i nhiệt độ và độ âm thấp, y điều được trồng ở cácvùng khí hậu gần — vĩ độ 25 độ Bac hod 25 độ Nam [5] Do đó, y diéu ởnư cta chỉ phát triển tốt ở miền Nam, Tây Nguyên, miền Trung, Duyên Hải Trung Bộ,tron đó diện tích ở Đôn am Bộ chiếm 70% diện tích toàn qué y điều trồngduo trn anómđất n 1a: đất đỏ vàn (76%), dat x m (20%), và đất cát biển(4%).

Từ sau năm 1999 Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển ôn Tônđ opéptrồng khu vực hoá 10 giỗn điềun ư:P 1,LG1, H4/5, H5/4, Được nhângiốngbn pươn p p ép onan xuất2- 3 tấnha ở nhiềutin Đôn amBộ.

1.1.3 Hiện trạng khai thác và sản xuất sản phẩm từ điều trên thế giớiHạt điều được sử dụng nhiều trong âm thực Ấn Độ, đa p an được sử dụngtrong chế biễn bánh ngọt (Vi dụ: bánh Kaju barfi), cà ri hoặ dug dun dé sản xuấtnu c sốt “korma”, n oài ra, ở An Độ, hạt điều òn được xay thành bột dé bồ sungvào bánh ngọt hoa duo dun n ư móntrn miệng Ở Thái Lan và Trung Quốc,đa p an hạt điều được rang và bố sung vào các sản phẩm bánh hoa được sử dụngn ư một món ăn vặt Ở P illippines, diéu duoc str dung trong san xuất bánhTurrones de casuy Ở Indonexia thì hạt đượ ran và ư p muối, gọi là kacang metehay kacand mede Ở Mozambique, hạt điều được nghiền chung v ik oait y để làmnn n olopolana, đ y là móntrn miệng rất phố biến ở Nam Phi [6] Ở Brazil,quả điều được ép lay nư và đ y là sản phẩm nu c giải khát phố biến ở Brazil ỞPanama, hạt điều được sử dụn n ư làn uyn liệu nn để làm bánh dulce demaranon Trong thời gian gan đ y, diện tích trồn điều ở nư uP ¡đ tandn kê do nhu cau sản xuât sữa điêu [7].

Việt Nam là một trong các quốc gia có sản lượng hạt điều xuất khẩu | n nhấtthế gi i 4m 2015, Việt Nam có thị phần chiếm trên 50% tong giá trị t ươn mạin n điều toàn cầu (khoảng 5 tỉ USD) va tin là năm t ứ 10 liên tiếp,n an điềuViệt Nam giữ vịtr an đầu thế gi 1 về xuất khaun n điều [2].

y điều được trồng rất nhiều ở các tỉnh miền núi p a nam n ư Đắk Lak,Dak ôn vàBn Pưc

Bang 1 1.Tinh hình sản xuất hạt điều trên thế gi i [8]

Các qu c gia có sản lượng hạt điều lớn nhất thé giới năm 2015Qué ia San luon (tan)

India 172.719Cote d'Ivoire 171.111Vietnam 113.059

Brazil 33.000

World Total 738.861Bảng 1 2 Thanh phan của 100g bã điều say khô [9]

Dai lượng m lượng (%)

at tan (°Brix) 2,68 + 0.31

Carbohydrate (mg/100g) 16,86 + 0,28

Protein (%) 3,25+031Lipid (%) 1,10 + 0,39Xo ton (%) 41,53 + 0,24

Am (%) 3,55 +0201.1.4 Chat xơ từ ba điều

Chất xơ (dietary fi er) đượ din n Talàp ức hợp carbohydrate cấu tạo nênthành tế bào thực vật, bao gồm cả oli osa aride vàpolysa ariden ư ellulose,hemicellulose, hợp chat pectic, gum, tinh bột bên, inulin Các thành phan này có thé

kết hợp v i lignin và các thành phần kôn được xếp vào aro ydratek nupolyphenol, sáp, saponin, cutin, phytate va protein [10].

Dựa trên kha nan òa tan hay khuếch tán tron nu c của chat xo, n ười taphân loại thành chất xơ òa tan (SDF), ao ồm pe tin, B- lu an, um, va atxơk ôn oatan (IDF), ao 6m cellulose, hemicellulose, lignin [11], [12]

Chat xo k ôn 6a tan (IDF): Bao 6m cellulose, hemicellulose va lignin,chúng là thành phan chính cau tao nên thành tế bào thực vat

Nguồn cung cấp chất xơ tốt nhất là cám gạo, cám lúa mì, cám ngô, vỏ qua,các loại hạt, các quả có hạch và vỏ trái cây, các thực phẩm nguyên hạt, các loại đậuđỗ say khô, cải bắp, củ cải, cà rốt, vỏt ot y vv IDF ó đặc tính thâm thấu nu ctrong ruột, truon | n tao điều kiện cho chất thải dễ thoát ra ngoài Chat xơ òa tanbao gồm pectin, các chất keo và chất nhây

Nguồn cung cấp SDF tốt nhất là các loại trái cây, các loại rau xanh, vỏ quảhọ cam chanh, bã táo và quả dâu tây, cám kiều mạ „ dai mạch, cám gạo, vỏ hạt,các loại đậu sây khô, sữa đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành v.v SDF k 1 đi quaruột sẽ tạo ra thể đôn làm ậm quá trình hấp thu một số chat din dưỡng vào máu;lam tin độ xốp, mềm của bã thải tiêu hóa [11] [13]

Chat xơ ó vai trò quan trọn đối v ¡sức khỏe onn ười, ót động tốt đốiv in uđộng ruột của onn ười [13] Chế độ ăn uống giàu chất xơ 1up hỗ trợ điềutri, n ănn ta hoặc giảm thiểu các bệnh về đường tiêu hóa và bệnh tim mạch [14],[15], [16] Khi nghiên cứu về chất xơ tron loại nguyên liệu k n au,n ười tatườn quant m đến tỷ lệ IDF/SDF, giá trị thích hợp được khuyến o đối v ity lệnày là IDF/SDF = 2 [17] [18] Vì nhữn t động tíchcự đối v i sức khỏe, chất xơđược xem là thành phan không thể thiếu trong bữa ăn ủa onn ười Lượng chất xơđược khuyến cáo trong chế độ ăn uống của onn ười là 30g/ngay (Elmadfa, 2009)[19].

T eo E HR (2009), ó đến 21/28 quốc gia thành viên của Liên minh ChâuÂu tiêu thụ chất xơ dư i mức khuyến o Điều này thôi thúc các nhà khoa học tìmkiếm giảip pdé iatăn mức tiêu thụ chấtxơtron ế độ ăn uống hàng ngày củan ười dân Ngày nay, nguồn chất xo từ phụ phẩm ngành nông nghiệp d được chú

trọng khai thác, đem lại hiệu suât thực sự tích đôi v 1 sức khỏe onn ười và lợi íchvề kinh tế [12]

1.1.5 Đặc điểm một s loại chất xơ pho biến

CellulosesoOH ‹ fay ¢„œn by On os Lon

HOT LJ EO hơ7—?x —_—°9 07 LT 9 —_HO Lape A áo oO —( s© pO —— HO \ „0n

TH on ¿ ĐH Oia ĐH~

a “onOW “on

Hình 1 1 Cấu trúc của thành tế bàoCellulose [20]

Cellulose là chat hữu o 6 ôn t ức cấu tao (C¿H;sOs);, là thành phan chủyếu cầu tạo chủ yếu của thành tế bào thực vật Cellulose là hợp chất hữu ơn iéu

nhất trong sinh quyền, an năm t uc vật tong hop khoang 1.011 tan Cellulose

chứa khoảng một nửa toàn bộ cacbon hữu o ta sinh quyén Các mach celluloseđược liên kết v i nhau nhờ liên kết hydro và liên kết Van Der waals, hình thành haivùng cấu trúc chính là tinh thé và vô định hình Trong vùng tinh thé, các phân tửcellulose liên kết chặc chẽ v i nhau, vùng này khó bi xâm nhập bởi enzyme iinnu óa ất;vàn ược lai, đối v ivùn vô định hình, cellulose liên kết không chặtv ¡nhau nên dễ bị xâm nhập ơn

Cellulose có cấu tạo tươn tự các carbohydrate phức tạp n u tin ot vàly o en polysa aride nay đều được cấu tạo từ đơnp n là lu oseCellulose là lu ank ôn p nn n,tron đó ốc glucose kết hợp v i nhauqua liên kết B-1,4- lu oside, đó n là sự khác biệt cellulose và các phân tửcarbohydrate phức tạp khác Giỗn nưtin 6t, ellulose được cấu tạo thành chuỗi

dài gồm ít nhất 500 phân tử glucose, các chuỗi cellulose này xếp đối song song taothành các sợi ó đường kính khoảng 3,5nm Mỗi chuỗi có nhiều nhóm OH tự do, vìvậy giữa các sợi ở cạnh nhau kết hợp v ¡ nhau nhờ các liên kết ydro được taothành giữa các nhóm OH của chúng Các sợi lại kết hop v i nhau thành bó gọi làmixen ó đường kính 20nm, giữa các sợi trong mixen có những khoảng trong | n.Khi tế bào còn non, những khoảng này chứa day nu c, ở tế bào già lignin và

emi ellulose on đây trong các khoang này

OH

OHO HO ot

HO O lộ

OH

_ OH tnHình 1 2 Liên kết của các phân tử celluloseellulose là a on ydrat ot é không có kha nan ti u 6a, được tim thay61 p vỏ ngoài của các loại rau và trái cây Chúng có tác dụng rất tốt trong việcn ănn ừabện trĩ, vi m ruột kết, chứng táo bón và loại bỏ o at yun tucho ruột kết Xenlulo được tìm thay trong táo, các loại cai cu, các qua có hạch ởBrazil, cải xanh, carot, các loại rau họ dau, đỗ vàn ñũ óc nguyên hạt

Cellulose có cấu trúc rất bền, khó bị thủyp n ười và động vật không cóenzyme phân giải cellulose (cellulase) k 6n tiu 6a được cellulose vì vậycellulose không có giá tri din dưỡng Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho thaycellulose có thể có vai trò hoạt động của hệ thống tiêu hóa Ở động vật nhai lại,trong ống tiêu hóa của chúng có chứa các vi khuẩn sinh enzyme phân giải cellulose.Vì vậy chúng có thể sử dụng cellulose làm thứ ăn

Hemicellulose [21]Hemicellulose là một loại polymer phức tap va p nn n, độ trùng hợpkhoản 70 đến 200 đơnp n Tàn p an ơ ản của emi ellulose là B-D-xylopyranose, liên kết v i nhau b ng liên kết B-1,4-glycoside

Hemicellulose là polysaccharide trong màng tế bào, tan trong dung dịchkiềm và có liên kết chặc chẽ v i cellulose, là một trong ba sinh khối tự nhiên chính.Cùng v ¡ cellulose và lignin, hemicellulose tạo nên thành tế bào vững chắc ở thựcvật.

Tùy theo trong thành phan của hemicellulose có chứa monosaccharide nàomà nó sẽ có nhữn tn tươn ứn nu mana, ala tan, lu an va xylanpolysa ariden ư manan, ala tan, luan ay xylan đều là các chất phố biếntrong thực vật, chủ yếu ở các thành phần của màng tế bào của ơ quan kn aun ư ô,rơmfraạ

Pectin [23]

COOCH, COOH COOCH, COOCH, COOH

O H 0 0 O asố Os Thu É HẢ/P on 4 //° te HzP Kou H

H | H H H HÀ

H OH H oe H OH H OH H OH

Hình 1 3 Liên kết trong phân tử pectinCau tạo phân tử pectin là một dẫn xuất của axit pectic, axit pectic là mộtpolymer của axit D-galacturonic liên kết v i nhau b ng liên kết 1-4-glicozit

Pectin là một loại chất xơ òa tan tron nư c Pectin không cung cấp nănlượn nun ón iéu giá trị trong công nghiệp thực phẩm và dược phẩm

Trong công nghệ thực phẩm, pe tin đượ dùn để chế bánh kẹo cao cấp nhờtính chất dé tan tron nu ‘Tron môi trường axit, pectin tạo keo vì vay nó đượcdin n ưmộtt n nđôn đặ,t n nlàmtăn độ nh t của dung dịch.

Trong công nghệ dược phẩm, pe tin được dùng chế thuốc uống, thuốc tiêm

(bắp, dư i da) dé cam m utru c và sau phẫu thuat ran am mặt, tai mũi ong, phụ

khoa Chữa chảy m u đường tiêu hóa, tiết niệu Dung dị pe tin 5% òn được sửdun n wt uốc sát trùng HzO› (nu c oxy già) trong phẫu thuật ran am mặt, taimũi ong (không gây xót lại cầm máu tốt) hay thắm bông nhét vào chỗ nhồ răn để

cầm máu Trên thị trường hiện có biệt dược Hacmophobin (Đức) và Arhemapectin(Pháp) Bên cạn đó, pe tin On ó vai trò tron vié điều trị giảm cần ởn ười béophi do kéo dài thời gian tiêu hóa thứ ăntron ruột, có tác dung tin apt u dưỡngchat trong thứ ann 06 đó tạo cảm giác no bụng kéo dai, giảm nan lượn ăn vào

Mặt khác, pectin có tác dụng hạ cholesterol, hạ LDL - loại cholesterol khôngcó lợi cho tim mạ ược lại, pe tin lam tan HDL - chất có lợi cho tim mach.Một chế độ ăn uốnghn này iàu pe tin(to, ưởi, am ) rất có lợi cho sứckhỏe tim mạch, giảm nhẹ tình tran tan ao lipit m u, đường mau, giảm b † đượcliều lượng của các thuốc dùng h ng ngày của bện n nđit o đường, cao huyếtáp hoặc cholesterol hoặc lipit mau cao.

1.2 Ung dung enzyme dé thủy phân bã điều thu nhận chất xơ1.2.1 Amylase

a-amylase (EC 3.2.1.1) v it nt won mại là Termamyl SC hay còn gọi là1 4-a-D-glucan glucanohydrolase hoặc glycogenase, la enzyme chúng tôi sử dụngdé thủy phân thành phan tinh bột ótron điều

Amylose là một chuỗi polymer không phân nhánh, dài gần 300 — 1.000 gốcglucose, chỉ có liên kết a — 1,4 glucoside, có khối lượng phân tử từ vàin n đếnơn một triệu Dalton Chuỗi amylose xoắn theo kiểu lò xo, một vòng xoăn có 6 gốcglucose, mỗi gốc tạo thành góc 60° so v i gd p atru c Cấu trúc xoăn được làmbên nhờ liên kết hidro giữa các nhóm — OH tự do của các gốc glucose Bên trongvòng xoan có thé kết hợp v i các nguyên tử khác, ví dun ư iôt, tạo thành màu xanhdi trun Amylose t ườn được phân bố ở phần bên trong của hạt tinh bột Dungdi amylose ó độnh tthấp ơnamylope tin [18]

Amylopectin có cau trúc phân nhánh, ngoài liên kết a — 1,4 glucoside còn cócả liên kết a — 1,6 glucoside ở điểm phân nhánh Phân tử bao gồm một nhánh trungtâm, từ nhánh này, cứ cách 24 — 30 gốc lại có một điểm phân nhánh qua liên kết a —1,6 glucoside Phân tử amylopectin có khối lượng phân tử ao ơn amylose, ot éIn đến một triệu gốc glucose [18]

; / 1-6 glycosidic bond

uv, 1-4 glycosidic bond] 1-4 glvcosidic bond

OH NOH

O

OH OH OH OH

(a) amylose (b) amylopectin

Hình 1 4 Vị trí cắt liên kết của enzyme ơ-amylase

a-amylase (EC 3.2.1.1) thuộc các enzyme kim loại (metallo enzyme) chứaCa”” (cofactor, nhóm ngoại) Mỗi phân tử a-Amylase đều có chứa 1-30 nguyên tửam a/mol,n un kiên t ơn I- 6 nguyên tử gam/mol Ca tham gia vào sự hìnhthành và 6n định cau trúc bậc 3 của enzyme, duy trì hoạt động của enzyme Do đó,Ca còn có vai trò duy trì sự tồn tại của enzyme khi bịt động bởi các tác nhân gâybiếntn vat động của các enzyme phân giải protein Nếu phân tử a-Amylase bịloại bỏ hết Ca thì nó sẽ hoàn toàn bị mất hết khả năn t typ n o At a-Amylasebên v ¡ nhiệt độ ơn enzyme k Đặc tính này có lẽ li n quan đến am lượngCa trong phân tử và nồn độ Mg”” Tất cả Amylase đều bị kiềm hãm bởi các

kim loại nặn n ư u, Ag*, Hg”” Một số kim loại n ư : Lit, Na*, Cr*, Mn”,Zn”*, Co”, Sn*, Cr*, không cóản vưởng nhiều đến a-Amylase Một đặ điểmcần lưu ý là âu hết ø-Amylase khá bền v it động của protease [24]

a-Amylase từ các nguôn khác nhau có nhiều điểm rất gi6n n au a-Amylasecó khả nan p n &t các liên kết a-1,4-glucoside n m ở phía bên trong phân tử ơchất (tỉnh bột hoặc ølycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trật tự nào cả.ø-Amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó thủy phân cả hạt tinh bột nguyên,v itd độ rất chậm [24]

Quá trình thủy phân tinh bột bởi a-Amylase là qu trn đa lai đoạn:e © iai đoạn đầu ( iai đoạn dextrin hóa), chỉ một số phân tử ơ At bị thủyphân tạo thành một lượng | n dextrin phân tử thấp (a-dextrin), dư 1 tác dụng của a-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh thành oligosaccharide gồm 6 - 7 gốcglucose làm cho độ nh t của hồ tinh bột giảm nhanh

e Giai đoạn 2( iai đoạn đường hóa), các dextrin phân tử thấp tạo thành bị thủyphân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu v i iodine Các chất này bịthủy phân rat chậm bởi a-Amylase cho t i disaccharide va monosaccharide

e Giai đoạn 3, các poliglucose này bi phân cắt tiếp tục tạo nên các machpolyglucose colagen cứ ngăn dan và bị phân giải chậm đến maltotetrose, maltotriosevà maltose Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của amylose chứa13% glucose và 87% maltose Tac dụng của ơ-Amylase | n amylope tin On xảyra trơn tựnưn v k 6n p n ắt được liên kết a-1,6-glycoside ở chỗ mạchnhánh trong phân tử amylopectin nên dù có chịu tác dụng lâu thì sản phẩm cuỗiun ,n oai đường nói trên (72% maltose và 19% glucose) con có dextrin phantu thap va isomaltose 8% [24]

Tóm lại, du i tác dung của a-Amylase, tinh bột có thể chuyển thànhmaltotetrose, maltose, glucose va dextrin phân tử thấp Tuy nhiên,t ôn t won ơ-Amylase chỉ thủy phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thắp không cho màuv 1 lodine và một ít maltose.

Đặc tính của ơ-amylase:

ơ-amylase từ các nguồn khác nhau có thành phan amino acid khác nhau, mỗiloại a-amylase có một tổ hop amino a id đặc hiệu rin a-amylase có cau trticprotein giau tyrosine, tryptophan, acid glutamic va aspartic Cac glutamic acid vaaspartic acid chiếm khoảng 4 tốn lượng amino acid cấu thành nên phân tử

enzyme:

e ơ-Amylase có ít methionine và có khoảng 7-10 gốc cysteine.e Tron lượng phân tử của a-amylase nắm mốc: 45.000-50.000 Da [25].e Amylase dễ tantron nư c,trong dung dịch muối và rượu loãng.e Protein cua g-amylase có tính acid yếu va có tính chat hóa lý gan v iølobuline.

Điểm dan điệnn m trong vùng pH=4,2-5,7 [24].Gluco-amylase (EC 3.2.1.3): hay con hoi là glucan 14-a-glucosidase,amyloglucosidase, exo-1 ,4-a-glucosidase, glucoamylase, lysosomal œ-glucosidase,1.4-a-D-glucan glucohydrolase, phân cat liên kết 1,6 glycoside va 14 glycoside tạiđầu không khử của phân tử amylose và amylopectin tạo thành các phân tử glucose[24].

Các amyloglucosidase chủ yếu được tao nên từ hai iso enzyme I và II khácnhau ở kha nan t ủy phân tinh bột ở trạng thái ran và bởi độ bên của chúng.amyloglucosidase | tự hấp thụ và thủy phân tinh bột ở trạng thái rắn, n ược lạiamyloglucosidase II không có cả hai tinh chất này

Amyloglucosidase có thé giải p ón ra B-D-glucose b ng cách thủy phân lặplại nhiều lần các liên kết o-1,4 của mạ a-glucan từ đầu không khử, ún tnthủy p n được các liên kết a-1,6 và a-1,3 n un rất chậm (10 - 30 lần) Tố độthủy p n tn p ụ thuộc vào bản chất của các liên kết kề cận v i các liên kếtlu ozit được thủy phân, tin nuk tu cvà cấu trúc của o ất bị thủy phân.Đặc biệt là v i các dextrin mach dai (amylose va amylopectin) thi bị thủy phannan ơn làv I1 các maltodextrin và các oligosaccharit [26].

Dac tính cúa y-amylase (glucoamylase):Glucoamylase có khả năn thủy phân các liên kết a-1,4 lẫn a-1,6 glucoside.Khi thủy phân liên kết a-1,4-glucan trong chuỗi polysaccharide, glucoamylase tách

lần lượt từng phân tử glucose ra khỏi đầu không khử của mạ để tạo ra glucose,enzyme này có nhiều tên gọik n au: a-1,4 ; a-1,6-glucan-4; 6-glucohydrolase;glucoamylase; amyloglucosidase; taka-amylase B; y-amylase La enzyme ngoạibao.

Ngoài các liên kết a-1,4 và a-1,6 glucoside, glucoamylase còn có kha nanthủy phân các liên kết a-1,2 và a-1,3 glucoside

Glucoamylase có khả năn thủy phân hoàn toàn tinh bột, glucogen,amylopectin, dextrin, panose, iso maltose và maltose thành glucose, mà không cầncó sự tham gia của các loại enzyme khác Glucoamylase thủy giải cácpolysaccharide có phân tử lnnan ơn so v i các chất có phân tử nhỏ Cácpolisa aride 6n n nu amylope tin, lu o en, B- dextrin bị glucoamylasethuy phan kha nhanh.

Đa số glucoamylase có hoạt lực cao nhất ở vùng có pH 3,5 — 5,5 và nhiệt độ50°C N6 bền v ia id ona-Amylasen un kém én ơntron rượu, acetone vak 6n được bảo vệ bởi Ca”

1.2.2 ProteaseProtease (peptidase) thuộc phan! p4 của L p thứ 3 (E.C.3.4).Protease là nhóm enzym xúc tác sự thủy phân liên kết peptide, là liên kết chủyếu trong phân tử protein va peptide o é thủy p nnư sau: t ường cácprotease tron ot tôn tai ở dạng không hoạt động (zymogen) và có thé trở thànhhoạt độn do on protease tươn wn t động b ng sự cắt đứt một hay một sốliên kết peptide trong phân tử của nó, k ¡ đó sự t ay đổi cấu trúc phân tử theo

ư_ng có lợi cho hoạt động xúc tác, enzym chuyền sang trạng thái hoạt động.Nhóm enzyme protease (peptit — hidrolase 3.4) xúc tac quá trình thủy phanliên kết liên kết peptit (-CO-NH-), trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩmcuối cùng là các axit amin Ngoài ra, nhiều protease tin 6k ảnăn thủy phânliên kết este và vận chuyển axit amin

> V i enzyme protease thì có nhiều cách phân loạin un ta i dựa vào haiđặ điểm sau để phân loại chúng:

e Dựa vào vi trí tac dung cua protease lên các peptide trong phân tử protein,n ười ta chia protease làm 2 nhóm chính:

e_ Endopeptidase (proteinase): Chủ yêu phân giải các liên kết peptide n mtrong phân tử protein tạo thành nhữn đoạn peptide có trọn lượng phân tử nhỏ.Exopeptidase (polypeptidase): Chủ yêu phân cat peptide ở ai đầu mach

> Dựa vào thành phần amimo acid va vùng pH tối ưu ủa protease, n ười tachia làm các nhóm:

e Protease acid: pepsin, renin, oat động ở vùng pH acid.e Protease kiểm: tryssin, chymmotrysin, oat động ở vùng pH kiểm.e Protease trung tính: papain, oat động ở vùng pH trung tính.

Peptidase (Protease)(E.C.3.4)

! !

_| Exopeptidase Endopeptidase

(E.C 3 4.11- (E.C

3.4.21-VvSerine proteinaseAminopeptidase

ỸCystein proteinase

vAspartic proteinase

vCarbox ypeptidase

VvMetallo proteinaseHình 1.6 So đồp n loại protease

1.3 Tinh hình nghiên cứu về quả điều

Trên thé gi i, trong thời gian gần đy đ ók_ n iéu nghiên cứu về quảdiéun un in ứu của Macedo và cong su (2015) về kha nan t un ận các hopchat carotenoids tir diéu [27] Nghiên cứu về khả năn l n men dịch quả điều sảnxuât ethanol từ dịch quả điêu b ng nam men Saccharomyces cerevisiae của AM

Pacheco và cộng sự (2010) [28|, hay lên men b ng nắm men Kluyveromycesmarxianus của các tac gia JA da Costa và cộng sự (2015) [29], THS Rodrigues vacộng sự (2016) [30] Các nghiên cứu về ứng dụn điều để sản xuất thức uốngkhông cénn un ¡in ứu của De Carvalho va cộng sự (2007) [31], Mathew vàcong sự (2013) [32], một số nghiên cứu sản xuất thức uống lên men từ quả điều n ưnghiên cứu của Neelakandan và Usharani (2009) [33], Prommajak và cộng sự(2014) [34], Talasila và Vechalapu (2015) [35] Các nghiền cứu về sản xuất bột từđiềun un in ứucủa Ray và cộng sự (2010) [36], Sobhana và cộng sự (2015)[37].

Các nghiên cứu về trích ly các chat din dưỡngtừ diédunun in ứutrích ly flavonoids cua Lopes và cộng sự (2012) [38], carotenoids của Moo-Huchinvà cong sự (2014) [39] va trích ly anthocyanins của da Silva và cộng sự (2015) [29].Andrade va cộng sự (2015) [40], Fonteles va cộng sự (2016) [41] Theo Costa vàcộng sự (2009) [42], diéu còn là nguén dồi dào chất xo, a id as or ¡ và đườngkhửvà điều đ được nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất n ookie iàu xơ(Matias và cộng sự, 2005) [9], bồ sung vào các sản phẩm n lầu xơ và t éOdư i dạng bột khô (Pinho và cộng sự, 2011) [43].

Tác giả Trần Nhật am (2013) đ tiến hành nghiên cứu thức uống Probioticvà thu nhận chất xơ từ tr ¡ điều sử dụng enzyme Pectinex ultraSP_L v i tỷ lệ bađiều nu c là 1:6, pH là 4,5, nhiệt độ 40°C,nôn độ enzyme là 0,3% (v/w), chat xơt uđượ ó độ tỉnh khiết là 87% [44]

1.4 Tính mới của đề tài

Mặc dù trên thế gi id ók n iềunghiên cứuvề điều,n ư vào 1981,Augustine và cộng sự đ n in ứu về khả nan tận dụng các phụ phầm từ nênnông nghiệp n ư loại hạt lay dau, ap , tràx ma, điều [45] đ y có thể xemn ưlàn in tu đầu tỉ ntr n đối tượn điều Tuy được nghiêncứu từ khás mn ưn ta Ot éthay dieu vân là một đôi tượng còn nhiêu thu hútđôi v i các nghiên cứu về khai thác, trích ly các chat din dưỡng hay ứng dụng vàoquá trình sản xuât thức uông, chat độn cho quá trình sản xuât n ooklen ud đềcập ở mục 2.3.

Ở Việt Nam, theo tìm hiểu của chúng tôi thì m ¡ chỉ có nghiên cứu khoa họckỹ thuật cấp bộ "Nghiên cứu công nghệ và thiết bị chế biến thịt quả điều" của Việnơ điện nông nghiệp và công nghệ sau thu hoạch Có thé nói, ma dù tr i điều cóthành phần din dưỡn aon ưvậyn un nó ua được khai thác có hiệu suất 6Việt nam vì một số nguyên nhân: thứ nhất là thời gian thu hoạch ngắn (khoảng 2t n ).vườn trồn điều rải rác xa các trung tâm công nghiệp mà tr i điều dé bị dậpntva ut 6i đòi ỏi phải chế biến n ay tru c 24 giờ Thứ hai là trong dich tráiđiều có nhiều tannin và một số chất không thích hợp Ngày nay, v i sản lượng hạtđiều thô của nu c ta khoảng 350.000 tân/năm (tức là 315.000.000 tan quả/năm), tr iđiều xứn dn duo quantm ơnnữa.

Tru kiat eot diquen,n ndntatườn dun tr i điềun ư một loại rauănn un v ¡ số lượng rất ít Từ năm 1980,k i ó ủtrươn p ttriểntrồn điềuđể lay hạtt đồng thời việc sử dụng, chế biến tr i điều tin duo đặt ra bức thiếton Ởnư tatrư cnhữn năm 1980 m i chỉ có một số ít kết quả nghiên cứu vềtr i điều, chủ yếu là về thành phan trái của Viện Nghiên cứu Nôn | mĐôn dươn(IRAFL,) (Cây đào lộn hột, Nha canh nông, Tổng nha Nông nghiệp Sài gòn 1973):Nghiên cứu ứng dụng một số công nghệ chế biến quả điều và dầu vỏ hạt điều(Trung tâm thông tin tư liệu khoa học và công nghệ quốc gia Hà nội, 1995)

V ¡ các luận điểm trên, có thé nói, những nghiên cứu về khả nan t iétchat xo tr = diéu là ư ng nghiên cứu cấp thiết đối v ¡ ư ng tận dung phụ phẩmnông nghiệp ở nu c ta hiện nay Hơn nữa, ở Việt Nam và trên thé gi ivan ua 6nghiên cứu nào về lin vực này,đ y Ot ê coi là tính m i của đề tài chúng tôi.

C UONG 2 NGUYEN LIEU VA P UONGP APNG I NCỨU2.1 Nguyên liệu va hóa chat

2.1.1 Ba diéuTr i điều tuoi được thu hoạch ở tin Đồng Nai Thời điểm thu hoạch vàokhoảng tháng 11-12 và tháng 3-4 an năm, y điều được 10 năm tuổi, thu hoạchtrái già, chín Sau khi thu hoạ điều được bảo quan tron điều kiện lan đôn -

18°C Tru c khi sửdụn điều được tiến an r đôn và được ép loại nu c lấy bã

2.1.2 Chế phẩm enzymeTrong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng 3 chế phẩm enzyme khác nhau.Enzyme thứ nhất là amylase chịu nhiệt 6t nt ươn mại là Termamyl SC.Enzyme có nguồn gốc từ vi khuẩn Bacillus licheniformis đ được biến đôi gen.Hoạt độ 32.351,85 + 803,13 (Ul/mL) Nhiệt độ tối thích là 90°C, pH tối thích là5 ,0+6,0.

Enzyme thứ hai là protease 6 tnt ươn mại là Alcalase 2.5 L có nguồnsốc từ vi khuẩn Bacillus licheniformis biễn đối gen Hoạt độ 251,17 + 18,15(UI/mL) Nhiệt độ tối thích là 55+60°C, pH tối thích là 6,0+9,0

Enzyme thứ ba là Gluco-amylase ó tnt ươn mại là Dextrozyme GA,enzyme có nguồn gốc từ nam mốc Aspergillus niger Hoạt độ 42.567,90 + 212,19(UI/mL) Nhiệt độ tối thích là 55+60°C, pH tối thích là 4.0+5.0

Cả ba chế phẩm enzyme nay do n ovozyme (Đan ach) sản xuất vàđược cung cấp bởi Công ty trách nhiệm hữu hạn Brentag Việt Nam thuộc tập đoàn

Brenta (Dit ), địa chi: 202 Hoàn Văn T u, p ường 09, quận Phú Nhuận, TP HồChí Minh.

Các chế phẩm này được bảo quản từ 0 + 5°C, trong thời gian 12 tháng kế từngày sản xuất

2.1.3 Các hóa chất, thiết bị sử dụng trong nghiên cứu- _ Các hóa chất sử dung trong nghiên cứu dug dun để thủy phân, kết tủaprotein và điều chỉnh pH

e Chế phẩm TermamylS ( ovozyme, Dan ach)e Chế phẩm Alcalase2.5L( ovozyme, Dan ach)e Chế phẩm Dextrozyme GA ( ovozyme, Dan ach)e Absolute ethanol (Sigma-Aldrich, Mỹ)

e NaOH (Chemsol, Việt Nam)e HCl (Chemsol, Việt Nam)- _ Các thiết bị sử dụng chính là:

e May xay rau quả gia dụnge Nhiệt kế

° y đopHe Brix kée Tu saye Bé điều nhiệte Thiết bị lọc chân không2.2.Nội dung nghiên cứu

2.3.1 Mục đích nghiên cứuNội dung của nghiên cứu này là khảo sátản tưởng của các thông số (thờigian, nhiệt độ, ty lệ bã/đệm) đến quá trình xử lý tiền thủy phân va an wong củacác thông số (nồn độ enzyme, thời gian ủ enzyme, nhiệt độ ủ enzyme, pH ủenzyme) đến quá trình thủyp n điều b ng enzyme Từ đó on ra diéu kiệnthủy phân tối ưu để am lượng chất xơt u được là cao nhất

2.3.2 So đồ nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu

1 Khao sát quá trìnhxử lý tiền thủy phân

Các thông s :

- Thời gian chân- Nhiệt độ chân-Tylé /nu c

Điêu kiện xử lý nhiệt ảnhưởn đền hiệu suat táchtanin.

2 Khảo sát quá trìnhthiyp n điềubn enzyme a-amylase

Ỷ

Các thông s :

- Ty lệ đệm/bã- Nồn độ enzyme- Thời gian u- Nhiệt độ ủ

- pH

Chọn điều kiện thủy phân tinhbộtản ưởn đến am lượngchất xơt u được hoặc hàmlượng chất thải sau quá trìnhthủy phan.

3 Khảo sát quá trìnhthủyp n điềub ng enzyme protease

Ỷ

Các thông s :

- Nén độ enzyme| - Thời gian u

- Nhiệt độ u- pHu

Chọn điều kiện thủy phânb ng protease an ưởn đến

am lượng chat xo t u đượchoi am lượng chat thải sauqua trinh thuy phan.

4.Téiuu 6a diéukién trinh thuy phanb ng enzyme protease

i

Cac thông s :

- Nồn độ- Thời gian- Nhiệt độ

- pH

Hàm lượng chất xơt u đượchoặc hàm lượng chât thải sauquá trình thủy phân.

5 Khảo s t điêu kiệntủa côn

{

Ty lệ con/dich thủyphan

6 Phan tich thanhphan chê phầm bột

Hiệu suất thu hồiĐộ tinh khiết

Hình 2 2 Nội dung nghiên cứu thu nhận chat xo tir điềuGhi chú: Trong thí nghiệm này, tôi chọn àm lượng chất thải sau quá trìnhthủy phân là ham mu ti u để khảo sát quá trình thủy phân

2.3.3 Quy trình nghiên cứu

B điều

Hình 2 3 Quy trình nghiên cứu thu nhận điều từ tr i điều tươi

ỶThủy phân protein

ỶĐiều chỉnh pH

điều

THUYET MINH QUY TRINH

> Ba điều: Qua điều duo sơ 6, nghién, loc va say so Ôtrưđ k i đưavào ôn đoạn chan

Mục đích: ôn đoạn rửa sẽ loại bỏ tạp chất ơ ọc còn lẫn trong thịt quả,bên cạn đó Un loại bỏ một phan các chất hòa tan có trong thịt quả va vi sinh vậtcó trên bề mặt vào môi trườn nư c, qua đó làm tăn hiệu suất quá trình thủy phâncủa enzyme và thu nhận chất xơ Qua quá trình nghién, nguyên liệu sẽ giảm kíchtu, tan diện tích tiếp xúc giữa bể mặt thịt quả va enzyme, itp tăn iệu suấtthu hồi chất khô trong quá trình thủy phân

Thực hiện: quả điều được tách cuống và rửa trong dung dị nư c muối 5%.Nghién b ng máy xay gia dụng, lọc và sấy để loại b t nu tron Duan uy nliệu về hàm âm khoảng 60%

> Chan:Thông số công nghệ:- Thời gian: 6-12 phút

- Nhiệt độ nư c: 70-95°C

Mục dich:- B điều được nhúng ngập vào nư c nóng 70-95°C trong thời gian 6 - 12 phútv i tỷ lệ nu c/bã là 3/1; 4/1; 5/1; 6/1 Quá trình này có mu d= vo oat enzympolyphenoloxidase, làm chậm quá trình oxi hóa dé an é pảnứn ót éxayratron qu trn sấy(pảnứn aillard p anim aramel o )làmản ưởn t i

at lượn ảm quan ủasảnp âm- Quá trình này còn sẽ làm mềm cấu trúc nguyên liệu dé chuẩn bị cho các quátrình thủy phân.

> Thủy phân bằng enzyme Termamyl SCThông số công nghệ:

pH: 4,0 + 0,2 —6,0+ 0,2

Nhiệt độ: 75 — 95°C

Thời gian: 60 phútTy lệnư c/bã: 3/1; 4/1; 5/1; 6/1; 7/1

- Hàm lượn enzyme/ ơ At: 0— 8 % (v/Wenit khô)Mục đích

- Thủyp nt an p 4ntinh bột tron điều thành các dextrin hòa tan trongnu và được rửa bỏ đi làm tan độ tinh sạch của chất xơ

> Thủy phân bang enzyme Alcalase 2.5 L:Thông số công nghệ:

pH: 5.0 +02 đến 10 +02

Nhiệt độ: 45 — 65°C

Thời gian: 15 - 75 phútHàm lượn enzyme/ o ất:0—6 % (v/Wendt khó)Mục dich:

- Thuy phân protein thành acid amin và peptid oatantron nu c chúngđược loại khỏi điều dé làm tăn độ tinh khiết của chat xo

> Thủy phân bằng enzyme Dextrozyme GA:Thông số công nghệ:

- pH: 45+ 0,2

- Nhiét dd: 60°C

- Phời gian: 30 phútMục dich:

> Thủyp ndextrint an đường lu oseđể òatantron nu c và tách khỏi bãlam tan độ tinh sạch của chất xơ

> Tua ethanol:

Thông số công nghệ:- Thém ethanol 96% vào dịch thủy phân theo tỷ lệ 3/1; 4/1; 5/1; 6/1 (v/v)

- Nhiệt độ: 25°C

- Phời gian u: 60 phút.Mục dich:

- Ethanol loại các chất mau và các chất kết tủa bị lôi kéo theo ra ngoài.- Quá trình tủa ethanol tin làm iam hàm 4m của khối chất xơ, itp khốichất xo trở n n tơi xốp tạo thuận lợi cho quá trình say và nghiên

> Say:Thông số công nghệ: [44]

- Nhiệt độ: 60°C

- Thời gian u: 4.5 gio.Mục đích: Làm giảm giá trị hoạt độ của nư c trong nguyên liệu nên ức chếhệ vi sinh vật và một số enzyme, giúp kéo dài thời gian bảo quản

80 aos t 80 10 4/1

90 n it độ 90 10 4/1

an(1)95 95 10 4/1

6 6 4/1

10 ian an (2) n iém(l) 10 4/1

12 12 4/11/3 3/1

1/4 aos tty lệ ét qua từ t ết quả từ t 4/1

1/5 /nu (3) n i¢m(1) n iém(2) MÃI1/6 6/1Bảng 2 2 Bồ trí thí nghiệm khảo sát thủyp n diéu b n enzyme a-amylase

Tén Ty Ie cya Nhigt Thời gian

mẫu Nội dung | đệm/bã pH (% vl Wen do (phit)

(v/w) (°C)

khô)

3/1 3/1 6 6 90 604/1 aos tty 4/1 6 6 90 60

MÃI lệnư / 5/1 6 6 90 60

6/1 (4) 6/1 6 6 90 60

7/1 771 6 6 90 60

40 có 40 6 90 60

45 etqua "45 6 90 6050 aost | ut 50 6 90 60

_ pH (5) n iém ˆ55 (4) 55 6 90 606.0 6.0 6 90 600 0 90 601 1 90 602 c2 ết 2 90 60

60 áo s t ee | quảtừ | ét quate | C8 60

Tên | _ mlwong | nhiệt độ | Thời gian

mẫu Nội dung pH cnzyme CC) (phút

To (VÍW chất khô)

5 5 6 60 306 ảo s tpH 6 6 60 307 (9) 7 6 60 308 8 6 60 30

9 9 6 60 3010 10 6 60 300 0 60 30l l 60 302 aos t F to 2 60 30

3 àm lượn | “oat 3 60 30

4 enzyme (10) n lạm) 4 60 30

5 5 60 306 6 60 3045 45 3050 aos t Loos Las 50 30

55 n iệt độ et qua tu t et qua tu t 55 30

S0 (11) n i¢m (9) n i¢m (10) S0 3065 65 3015 ct, 15

30 gost | og er qua 30

15 tời jan et qua tu t et qua tu t tu t 45

n i¢m (9) n Iệm (10) n iém

Pươn p p ématd ptm làtập op mô n ton ọ vàtôn k,lin quan ita việ xử lý số liệu và tàn lậpp ươn trn i quy để mô tatôn số đầu vào t itn at ủa sảnp am Ð ylàp ươn p p fu liệu tronviệ toi ưu qu trn é iếntự p am

é oa 6n op a ait mxoay đượ sudun kix din ệsố ủapươn trn déiquy Déké oa ỗn oplaxoayt m, i trị n tayddna ontir diéu kién:

a = 24

Số điểm ởt mt eokế oa n, duo tan 1 n7 để ma trận k ôn suy ién,do vaynnké oa này sétrn duo saisoOkix din ammu tiuYo

diémt n iém ta Èmặt iudiễn 6 nt n iémduo tự lệnt eomôn ton tap ânmềm odde 5.0

Tron n in ứunảy, ún toitién an t eop uon p pquy oa tun iémv i4yéut6k ảostn ư an 24

Tron đó, i tri 0; -1 và +1 lần lượt là i triởt mvà in taién duo xéttron t n iém ta quy oa tu n iém Gi tri-a và +ơ duox din dua vao quy tat don ay XI; X93 Xa; Xa la ién số An tối ưu

Tron qu trn tự ién an úýQ vàRT, tn sẽ o iếtmứ độ tin

ay uamo nt n lệm R“là độ iến t int at, QÝ là độ ién t i nao Trong

đó, R” > 0.8 và Q? >0,5 va độ sai lệ ủa ún là[0,2203] ot ay i trị diquy là óýn iavamo n dn tin ay

Bang 2 4 Bang quy hoạch cau trúc có tâm xoay cấp hai, bốn yếu tổản ưởng

STT XỊ X2 Xa Xa1 -] -] -] -]2 +] -] -] -]3 - | +1 -] -]4 +1 +1 - | - |5 -] - | +1 -]6 +1 - | +1 - |7 - | +1 +1 - |8 +1 +1 +1 - |9 -] - | - | +]10 +1 - | - | +]11 -] +] -] +]12 +1 +1 - | +113 - | - | +1 +]14 +1 - | +1 +115 - | +1 +1 +116 +1 +1 +1 +117 - Œ 0 0 018 +o 0 0 019 0 - Œ 0 020 0 +ơ 0 021 0 0 - Œ 022 0 0 +o 023 0 0 0 -24 0 0 0 +o,25 0 0 0 0

26272829303l SIC|C|ICICICESIC|C|ICICICESIC|C|ICICICESIC|C|ICICICE

Teopươn p ptrự iao ấp ai ốnyếutốản ưởn t p ươn trnði quy dug iéudiénn uw sau:

CS (%) = bọ + bịXi + bạX¿ + b3X3 + baXa + DịaXIXa + ĐịaXIXs + by4X1X4+ ĐaaX2Xa+ bo4XoX4 + b34X3X4 + bx 7+ ba x¿Ÿ + bạ X:7 + ba Xa

kết qua tap von trn ôi quy duo tmratừviệ iảip ươn trntron odde 50 ila iễnm_ óa (n anki i tri p < 0,05), do đó an

uyén san iếnsốt ự n ưsau:

t n iémduo tự lệnv I1 yeuton ư an 2.5Bảng 2 5 Giá trit m và ư c nhảy trong thí nghiệm tối ưu qu trn t ủy phân

STT Yếu t Giá trị tâm Bước nhảy

1 | Nhiệt độ (z¡) Tu thí nghiệm 11 10°C

2 | pH (z) Từ thí nghiệm 9 0.53 | Hàm lượn enzyme/ ơ At (7a) Từ thí nghiệm 10 1%4 Thời gian (z4) Tu thí nghiệm 12 10 phút

Hàm mục tiêu: Hàm lượn = att ải sau qu trn tủyp n(%)Yêu tô an, t 6n sô tôi ưu Ua enzyme a-amylase n ư là am lượnenzyme/ oat, ty lệ đệm/ ,n lệt độ, † ời lan, pH môi trườn dug ọn từtn lệm lđênt n lệm6 va Odin tron sudtqu trn t n lệm