Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu phương pháp thu nhận xơ thực phẩm từ bã cơm dừa

Dé tài: “Nghiên cứuphương pháp thu nhận xơ thực phẩm từ bã cơm đừa” được thực hiện với các nội dung: Xác định thành phân hóa học của bã cơm dừa, nghiên cứu loại bỏ tạp chất trong bã com

MỞ DAU 1.1 Đặt vẫn đề

Cây dừa (Cocos nucifera) là một trong những loại cây lẫy dau quan trọng nhất của thé giới Com dừa được chú trọng khai thác tối đa dé ép lay dầu Ba com dừa là phan xơ bã còn lại của com dừa sau khi ép lay dịch sữa dừa; là phụ phẩm của công nghiệp chế biến các sản phẩm từ com dừa tươi như dau dừa tươi, sữa dừa, bột sữa dừa, kẹo dừa Chất xơ thực phẩm (DF) gồm hỗn hợp các polysaccharies phi tinh bột bao gồm: cellulose, hemicellulose ; là những chất không bị thủy phân bởi các enzyme tiêu hóa của con người Trong lĩnh vực dinh dưỡng hiện đại việc sử dụng khẩu phan chất xơ phù hợp được quan tâm để bảo vệ và duy trì sức khỏe Chất xơ giúp kiểm soát lượng đường trong máu, giảm cholesterol và giúp giữ nó lâu hơn Nó giúp tăng cường nước hấp thụ trong ruột, do đó ngăn ngừa táo bón Khuyến nghị dùng hang ngày của chất xơ là khoảng 25g cho phụ nữ va 38g cho nam giới. Ở Việt Nam, các sản phẩm chế biến từ com dừa kể trên là những mặt hàng truyền thống Hiện nay địa phương có diện tích trồng dừa lớn nhất là tỉnh Bến Tre với khoảng 63 000 ha, sản lượng 493 triệu quả năm 2013 (Theo Niên giám Thống kê của Hiệp hội Dừa Châu Á - Thái Bình Dương) Chỉ tính riêng một nhà máy sản xuất bột sữa dừa của Bến Tre với công suất ép 3 - 4 tan/ngay đã có thé cho ra một lượng bã com dừa khoảng 1 000 tan/ năm Phụ phẩm này hiện được sử dung làm thức ăn cho gia súc dưới dạng thô Cho đến nay việc nghiên cứu công nghệ chế biến để nâng cao giá trị bã cơm dừa ở nước ta vẫn chưa được quan tâm đúng mức Trong khi đó, néu được đầu tư khai thác một cách hiệu quả hơn thì nguồn lợi thu được từ loại phụ phẩm này có thể góp phần không nhỏ trong việc làm hạ giá thành, nâng cao sức cạnh tranh cho các sản phẩm của các doanh nghiệp chế biến dừa BA com dừa có lượng xơ cao nhưng hiện nay chưa được khai thác mà bã cơm dừa chỉ được chế biến làm thức ăn gia súc hoặc phân bón.

Nhăm tận thu nguồn chất xơ trong phụ phẩm bã cơm dừa từ các nhà máy chế biến các sản phẩm từ com dừa dé chế biến thành xơ thực phẩm cho con người sử dụng, tạo điều kiện phát triển đa dạng các sản phẩm từ dừa, cũng như góp phần

Khai thác tiềm năng dinh dưỡng hữu ích của nguồn phụ phẩm bã com dừa từ các nhà máy chế biến dừa, từ đó khai thác nâng cao giá trị thương phẩm, tăng hiệu quả kinh tế cho nguồn nguyên liệu com dừa, tao ra bột xơ thực phẩm làm đa dạng hóa các sản phẩm từ dừa Nghiên cứu này thực hiện với mục tiêu: xây dựng quy trình công nghệ thu nhận bột xơ thực phẩm từ bã cơm dừa băng phương pháp enzyme.

Nghiên cứu thành phần hóa học của bã cơm dừa Nghiên cứu loại bỏ tạp chất trong bã cơm dừa bằng enzyme BAN, Flavourzyme và Viscozyme Cassava C.

Nghiên cứu thu nhận chất xơ thực phẩm từ bã cơm dừa Đánh giá chất lượng sản phẩm chất xơ thực phẩm.

TONG QUAN 2.1 Tong quan về bã cơm dừa

Ba cơm dừa là phan xơ bã còn lại của cơm dừa sau khi ép lay dịch sữa dừa; là phụ phẩm của công nghiệp chế biến các sản phẩm từ com dừa tươi như dau dừa tươi, sữa dừa, bột sữa dừa, kẹo dừa

Trong com dừa có chứa prebiotic hay chất tiền sinh là một thành phan thực phẩm của vi khuẩn sống có ích trong cơ thé động vật Prebiotic là một thành phân thức ăn tự nó không tiêu hóa được nhưng có ảnh hưởng tốt cho vật chủ băng cách kích thích có chọn lọc sự phát triển hay hoạt động của một hoặc vai vi khuẩn ở đại tràng có lợi cho sức khỏe Prebiotic ảnh hưởng tới đáp ứng miễn dịch thông qua ảnh hưởng của probiotic Đó là những chất sinh hóa có thể phân loại vào nhóm carbohydrat co thé không tiêu hóa được [21, 29].

Diện tích dừa của Việt Nam có khoảng 200 000 ha, phân bố chủ yếu ở miền Trung và đồng băng sông Cửu Long Riêng đồng bằng sông Cửu Long chiếm hon 78% diện tích dừa cả nước, khoảng 156 000 ha Bến Tre - xứ sở dừa Việt Nam, nơi có diện tích trồng dừa lớn nhất cả nước khoảng 63 000 ha, sản lượng 493 triệu quả năm 2013 Chỉ tính riêng một nhà máy sản xuất bột sữa dừa của Bến Tre với công suất ép 3 - 4 tan/ ngày đã có thé cho ra một lượng bã com dừa khoảng 1000 tan/ năm (Công ty TNHH Chế Biến Dừa Bến Tre) [3].

Bảng 2.1 Diện tích va sản lượng dừa cua Việt Nam từ 2010 - 2013

Sản lượng Năm Diện tích Tương đương

(1.000 ha) Triệu quả Cơm dừa khô

Nguôn: Theo Niên giám Thống kê của Hiệp hội Dừa Chau A - Thái Bình Dương.

Acid béo không no một nối đôi 1,425 g Acid béo không no nhiều nối đôi 0.366 g

Nguôn: Co sở dữ liệu của Bộ Nông Nghiệp Hoa ky.

Hiện Bến Tre đã sản xuất được hơn 30 sản phẩm từ dừa, với giá tri sản xuất công nghiệp đạt khoảng 1 323 tỷ đồng, tăng bình quân 10,05% /năm (giai đoạn 2011-2015) Với các sản phẩm chủ yếu như cơm dừa nao sấy (45 000 tan; 234.6 tỷ đồng), sữa dừa (35 000 tan; 342.45 ty đồng), bột sữa dừa (2 500 tan; 18,07 ty đồng), thạch dừa (30000 tấn; 17,6 tỷ đồng), kẹo dừa (20 000 tan; 120 ty đồng), than hoạt tính (13.500 tan; 128,25 tỷ đồng) đều tăng khá VỀ cơ cấu giá trị một số sản phẩm dừa chủ yếu như sau: sữa dừa (nước cốt dừa) chiếm 28,07%, cơm dừa nạo sấy chiếm 18,41%, chỉ xơ dừa chiếm 11,43%, than hoạt tính chiếm 10,51%, kẹo dừa chiếm 9,84%, các sản phẩm từ dừa khác chiếm 21,74%.

Bã cơm dừa có hàm lượng xơ (60,9 %) cao vượt trội so với hàm lượng xơ trong các nguôn khác như bột yến mach (8,3 %), hạt lanh (28%) Yến mạch va hạt lanh là nguồn chat xơ thực phẩm đã được chứng minh là có tác dung bảo vệ và phòng ngừa các bệnh về tim mạch (Anderson, 1990), ung thư đạ tràng và ung thư vú (Jenab &

Bảng 2.3 Thanh phan hóa học của bã com dừa [30]

Thành phần Giá trị (%) Độ am 3,6

Xo không hoa tan 56,8 Xo tan 3.8 s* Dac diém cau tao vách tê bào com dừa

Vách tế bào com dừa được cấu tạo bởi các sợi polysaccharides gồm 13% cellulose, một lượng nhỏ arabinogalactan, 61% mannan và 26% galactomannan

[17] Thành phần đường don thu được sau khi thủy phân hoàn toàn các polysaccharides này gồm có 60% mannose, 30% glucose, 4% galactose, 4% arabinose, 0,8% xylose va 0,7% rhamnose [3, 13, 17].

Galactomannan com dừa là một chuỗi đồng glycan của các mannose liên kết nhau băng liên kết B (1-4) và các galactopyranose riêng lẻ, phân nhánh bên băng liên kết B (1-6) Tỉ lệ tương ứng giữa các đường đơn là 1 galactose cho 14 mannose (hình 2.1) Ti lệ giữa mannose va galactose có thé anh huong đến tính hòa tan của chất xơ, trong đó mannan tỉnh khiết thì hoàn toàn không tan và hàm lượng galactose càng nhiêu thì tính hòa tan càng lớn [3]. © Mannose @ Galactose

Liền kết B-1,4-glucoside Liên kết B-1,6-glucoside

Hình 2.1 Cau trúc của galactomannan cơm dừa [3|

B-D- mannosidase (cắt các đường đôi ở liên kết giữa một mannose và một đường khác), B-D- mannanase (cắt các sợi polymers ở liên kết giữa hai mannose) B-D- mannanase là enzym duy nhất cắt các sợi hemicellulose [19] Theo Dekker và

Richards (1976), B-D- mannanase là những enzym có khả năng thủy phân các liên kết B (1-4)D- mannopyranose của các D-mannan và D-galactomannan [20].

* Một số nghiên cứu về bã com dừa trong và ngoài nước Nghiên cứu điều kiện thủy phân thích hop để chuyển hóa bã com dừa tạo prebiotic mannooligosaccharide bang Endo-B-1,4-mannanase từ Aspergillus niger BKOI đã đưa ra kết qua là nồng độ bã com dừa: 10%, ty lệ enzim/co chất: 40 U/g, pH: 6, nhiệt độ: 40° C, thời gian thủy phân: 16 giờ Sản phẩm được sản xuất thử nghiệm ở quy mồ phòng thí nghiệm chứa trên 50% mannooligosaccharide khi sử dụng enzim tự nhiên và chứa xấp xỉ 90% mannooligosaccharide khi sử dụng enzim tái tổ hợp, bao gồm chủ yếu là mannobiose và mannotriose [24].

Nghiên cứu sản xuất thử nghiệm chế phẩm prebiotic từ phụ phẩm bã cơm dừa dé dùng trong chăn nuôi đã nghiên cứu thành công sản phẩm thử có hàm lượng glucomannoprotein 60,4%, đạt yêu cầu về kỹ thuật so với tiêu chuẩn của sản phẩm thương mại cùng loại nhập khâu (không nhỏ hơn 25%) [29].

Nghiên cứu khả năng hydrat hóa của chất xơ dừa cho kết quả là tính hydrat hóa tăng khi hàm lượng chất béo giảm từ 10% xuống còn 2% Tính hydrat hóa cao nhất khi kích thước hạt xơ dừa là 550 m, kích thước hat cao hon 1127 pm thì tính hydrat hóa giảm, trong khi đối với các kích thước hạt thấp hơn 390 pm thì tính hydrat hóa thấp [16].

Nghiên cứu hiệu quả giảm cholesterol của cơm dừa đối với người bị gia tăng cholesterol trong huyết thanh chỉ ra răng chất xơ thực phẩm từ dừa giúp làm giảm hàm lượng cholesterol và triglyceride trong huyết thanh, nâng mức độ cholesterol tốt Bột xơ dừa còn làm giảm đáng kế cholesterol xấu khi b6 sung vào thực phẩm

Nghiên cứu sử dụng bột dừa làm nguồn polysacharides, bột xơ dừa có thé ứng dụng để b6 sung vào bánh quy với hàm lượng khoảng 10 — 20% (Yalegaman và công sự).

Sretsei Saittagaroon va cộng sự, nghiên cứu vé tinh chat của polysaccharide trong cơm dừa đã chứng minh răng các polysaccharide quan trọng trong cơm dừa là mannan, chiếm khoảng 61% trong holocellulose đã loại protein, tiếp theo là cellulose, arabinoxylogalactan, galactomannan và lượng không đáng kế arabinomannogalactan và galactoglucomannan [14].

S P Ng va cong sự đã nghiên cứu đặc tính va phương pháp thu nhận xơ thực phẩm từ bã cơm dừa [28].

John A Monro (1985) đã nghiên cứu thành phần xơ hòa tan và xơ không tan trong cơm dừa [15].

2.2 Chất xơ thực phẩm Chat xơ thực phẩm là một hỗn hợp của các polysaccharides phi tinh bột, là những chất không bị thủy phân bởi các enzyme tiêu hóa ở ruột non nhưng có thể được lên men trong ruột kết thành các axit béo mạch ngăn như acetate, propionate va butyrate cung cap 1,5- 2,0 kcal/ g chất xơ (Roberfroid, 1997) Nó giúp tăng cường sự hấp thụ nước ở đại tràng, do đó ngăn ngừa táo bón Propionate đã được chứng minh có thé ức chế hoạt động của các enzyme HMG CoA reductase, enzyme hạn chế để tổng hợp cholesterol Chất xơ thực phẩm có khả năng kết hop với acid mật và ngăn chặn tái hấp thu lại vào gan Do đó, ức chế sự tổng hợp cholesterol (Dietary Fiber, 1994) Butyrate tăng cường biệt hóa tế bào giúp ngăn ngừa sự hình thành khối u ở đại trang (Jenkins et al., 1982) Chất xơ thực phẩm kiểm soát glucose trong máu giúp ngăn ngừa bệnh tiêu đường và béo phì [30].

Chất xơ thực phẩm từ dừa có khả năng ngậm nước, giữ nước và trương nở cao vượt trội khi so sánh với các loại xơ khác, đây là đặc tính mong muốn nhất của xơ.

Trong lĩnh vực dinh dưỡng hiện đại, người ta nói đến nhiều tác dụng của chất xơ trong việc bảo vệ và duy trì sức khỏe Chất xơ giúp kiểm soát lượng đường trong máu, giảm cholesterol và giúp giữ no lâu hơn Khuyến nghị dùng hàng ngày của chất xơ là khoảng 25 gam cho phụ nữ và 38 gam cho nam giới Hiệp hội tim mạch thực phẩm lành mạnh cho tim dé bố sung cho chế độ ăn uống hàng ngày [3, 30].

AWRY: } *

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm Các thí nghiệm được thực hiện tại phòng thí nghiệm Công nghệ chế biến thực phẩm 2, tường Dai hoc Bach Khoa TP HCM.

Nguyên liệu sử dụng là bã cơm dừa của Công ty TNHH MTV Dầu Thực Vật

> Chế phẩm enzyme amylase được sử dụng là BAN 480L, một loại alpha- amylase được sản xuất từ Bacillus amyloliquefaciens Xuất xử từ hãng

Novozymes, Đan Mạch Mua tại công ty BrennTag Việt Nam, TP.HCM.

Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của Ban 480L, Chỉ tiêu Thông số kỹ thuật Trạng thái, màu sắc Dung dịch dạng lỏng, màu nâu

Liéu luong 0,1 - 0,25 kg/tan tinh bét

Nhiệt độ hoạt động 70 - 80°C pH hoạt động 6-65 Nhiệt độ bao quan 0 - 10°C

KNU (Kilo Novo alpha-amylase Unit): lượng enzyme phan giải hoàn toàn

5.26g tinh bộtgiờ (theo phương pháp Novozyme dễ xác định alpha- amylase).

Số don vị hoạt lực trong 1 pl enzyme là: 0,6 KNU/ yl.

> Chế phẩm enzyme protease sử dụng là Flavourzyme 500MG gồm aminopeptidase và endoprotease, được sản xuất từ Aspergillus oryzae Xuất xứ từ hãng Novozymes, Đan Mạch Mua tại công ty BrennTag Việt Nam,TPHCM.

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật của Flavourzyme 500 MG Chỉ tiêu Thông số kỹ thuật Trạng thái, màu sắc Dạng khan, màu nâu

Hoạt tính 500 LAPU/g Ty trọng Ig/ ml Nhiệt độ hoạt động 35 - 55°C pH hoạt động 55-75 Nhiệt độ bảo quản 2 - 8%

LAPU (Leucine Aminopeptidase Unit) theo Novozymes.

Hoạt lực có trong 1 l enzyme là 0,5 LABU/ pl

> Ché pham enzyme cellulase được sử dụng là Viscozyme® Cassava C, là một loại endoglucanase chỉ chứa cellulase, được sản xuất từ Trichoderma reesei, mua tại công ty BrennTag Việt Nam, TPHCM Xuất xứ từ hãng Novozymes, Đan Mạch.

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của Viscozyme® Cassava C Chỉ tiêu Thông số kỹ thuật Trạng thái, màu sắc Dung dịch dạng lỏng, màu nâu

Hoạt tính 700 EGU/g Ty trọng 1,22 g/ml Nhiệt độ hoạt động 40 - 60°C pH hoạt động 4-55 Nhiệt độ bao quan 0 - 25°C EGU (Endoglucanase Unit) theo Novozymes.

Hoạt lực có trong | pl enzyme là 0,854 EGU/ pl

3.2.3 Hóa chat Hóa chất sử dụng để phân tích được mua của Merk, Trung Quốc, Ấn Độ.

Sodium lauryl sulphate, Ethyleneglycol monoethylether Ethylendiamin tetraacetic acid (EDTA)

Cetyltrimethyllammonium Bromide (CTAB)KMnO4, Ag2SO4, AgNO3, Fe(NO3)3 9H20,, Na2HPO4, Na2B407.10H20

Say đuôi dung môi Ỷ Rửa ỶỲ Xử lý với amylase Ỷ Rửa ỶỲ Xử lý với protease Ỷ Rửa Ỷ Xử lý với Viscozyme Ỷ

Hình 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất bột xơ thực phẩm

“+ Ba cơm dừa: Bã com dừa sử dụng là bã cơm dừa đã ép lay dau và nghiền nhỏ.

* Say khô Mục dich: loại âm chuẩn bi cho quá trình trích ly loại bỏ lipid.

Phương pháp thực hiện: sây tới khối lượng không đôi. s* Chiết lipid Mục đích: loại lipid bằng dung môi

Phương pháp thực hiện: sử dụng dung môi diethyl ether theo phương pháp Soxhlet để loại bỏ lipid, thời gian chiết khoảng 16 giờ. s* Say đuôi dung môi

Mục dich: loại bỏ dung môi ra khỏi nguyên liệu.

Phương pháp thực hiện: sây ở nhiệt độ 55°C trong thời gian khoảng 3 giờ s% Rửa

Mục đích: loại bỏ các chất hòa tan trong nước ra khỏi nguyên liệu.

Phương pháp thực hiện: nguyên liệu sau khi loại bỏ chất béo thi được ngâm nước | giờ với lượng nước là 20ml/ g mẫu, sau đó rửa nước và rửa bang ethanol để loại bỏ chất hòa tan. s* Xu lý với amylase

Mục đích: thủy phân loại sạch a-glucan liên kết a-1,4-glycoside ra khỏi nguyên liệu.

Phương pháp thực hiện: sử dụng chế phẩm enzyme BAN U ở nhiệt độ 75°C, pH 6, lắc 120 vòng/phút, sau đó lọc rửa bang nước | lần với lượng nước 15ml/ g mẫu. s* Xu lý với protease

Mục đích: loại sạch protein ra khỏi nguyên liệu.

Phương pháp thực hiện: sủ dụng enzyme Flavourzyme để thủy phân loại bỏ protein.

U ở điều kiện nhiệt độ 50°C, pH 7, lắc 120 vòng/ phút Sau đó và lọc rửa với nước 1 lần với lượng nước 15ml/g mẫu. s* Xu lý với Viscozyme C

Mục đích: thủy phân xơ trong bã cơm dừa thành các đoạn ngăn hơn làm giảm kích thước hạt, tăng lượng xơ hòa tan.

Phương pháp thực hiện: sử dung enzyme Viscozyme Cassava C U ở điều kiện nhiệt độ 50°C, pH 5, sử dụng tủ lắc 120 vòng/phút, sau đó vô hoạt enzyme. s* Lọc, rửa

Mục đích: Tách riêng các thành phần hòa tan trong nước và không tan trong nước.

Trong nghiên cứu này chi là nghiên cứu bước dau thu nhận xơ không tan (phan không đi qua lọc) nên chưa nghiên cứu thu nhận phan xơ tan Rửa với nước 1 lần với lượng nước 15ml/g mẫu. s* Say Phan trên lọc dem say khô tới khối lượng không đổi. s* Bao gói

Mục dich: hạn ché tôi đa tác nhân gây hư hỏng sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản.

Phương pháp tiễn hành: bột xơ thực pham không tan được đóng gói hút chân không và bảo quản ở nơi thoáng mát.

Bột xơ thực phẩm là bột xơ thực phẩm không tan, đã loại bỏ hết các thành phân không mong muốn như: lipid, protein, các glucan và các chất tan trong nước với các thành phần xơ như: cellulose, hemicellulose, lignin được trình bày cu thể trong phần kêt quả nghiên cứu.

3.3.2 So đồ nghiên cứu và bồ trí thí nghiệm khảo sát 3.3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu

Phân tích thành phân cơm dừa Ỷ

Khảo sát quá trình xử lý với enzyme amylase ằ| Anh hưởng của tỷ lệ E/S

Khảo sát quá trình xử lý với protease Ảnh hưởng của thoi gian xử lý enzyme

- Độ am - Cellulose - Protein tong - Lignin

Hàm lượng a-glucan mat đi thông qua mức giảm khôi lượng a >ằ

Anh hưởng của ty lệ E/S Anh hưởng cua thời gian xử lý Ƒ

Khảo sát quá trình xử lý với

- Kich thước hạt - Ham lượng cellulose - Ham lượng hemicellulose

- Ham lượng lignin pham Hiệu xuat thu hồi xơ

Hình 3.2 Sơ đồ nghiên cứu

—> | Hàm lượng protein mat đi thông enzyme qua mức giảm khôi lượng

Anh hưởng của tỷ lệ E/S

Anh hưởng của thời gian xử lý *èẽ Ham lượng xơ tan tăng thụng enzyme qua mức giảm khôi lượng y,

3.3.2.2 Bó trí thí nghiệm khảo sát ¢ Phân tích thành phần nguyên liệu Kiểm tra chất lượng nguyên liệu, phân tích thành phan, đánh giá chất lượng nguyên liệu dau vao, làm cơ sở theo dõi quá trình thí nghiệm Tiến hành theo bảng dưới:

Bảng 3.4 Chỉ tiêu và phương pháp kiểm tra chất lượng cơm dừa

Chỉ tiêu Phương pháp Độ âm Say ở 105° C đến khôi lượng không đôi Hàm lượng protein tong Kjeldahl

Ham lượng khoáng Nung ở 550°C trong 5 giờ Hàm lượng lipid Soxhlet

Kích thước hạt Sử dung ray 0,105 mm : 140(mesh)

Ham luong xo tong (NDF) Phuong phap phan tich Van Soest

Ham lượng cellulose Phuong phap phan tich Van Soest Ham lượng hemicellulose Phuong phap phan tich Van Soest Ham lượng ligin Phuong phap phan tich Van Soest

Kiểm tra đánh giá kích thước hạt dựa theo khối lượng hạt (%) qua ray 0,105 mm được tính theo công thức: (m/ mo) x 100

Trong đó: m là khối lượng mẫu qua rây, mo là khối lượng mẫu ban đầu.

Phương pháp phân tích Van Soest được trình bày ở phần phụ lục 9.

* Phân tích nguyên liệu sau khi chiết béo va say khô Nguyên liệu sau khi chiết béo và say khô thì kiểm tra kích thước hạt băng cách sử dụng rây 0,105 mm và phân tích hàm lượng chất hòa tan bằng cách rửa với nước nóng nước lạnh và dung môi Hàm lượng chất hòa tan (%) được xác định theo công thức sau: 100 - ((M/Mo) x 100)

Trong do: M: là khối lượng mẫu còn lại sau khi rửa

Mo: là khối lượng mẫu trước khi rửa.

35 s* Thí nghiệm 1: Khao sát ty lệ E/S với enzyme BAN

Mục tiêu: Chọn tỷ lệ E/S của enzyme BAN phù hợp với cơ chất bã cơm dừa có khả năng loại bỏ hoàn toàn các glucan a - 1,4 - glycoside.

Phương pháp tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm gồm 14 nghiệm thức, được bồ trí theo kiểu ngẫu nhiên đơn yếu tố, mỗi nghiệm thức thực hiện 3 lần lặp lại.

Yếu tổ cô định của thí nghiệm là nhiệt độ 75°C, pH 6, thời gian phản ứng thủy phân: 10 phút Lượng mẫu sử dụng dé tiễn hành thí nghiệm là 1g.

Yếu tố khảo sát là ty lệ E/S được bồ trí theo bảng 3.5 Chỉ tiêu theo dõi là lượng ơ-glucan mất đi thông qua mức giảm khối lượng mẫu (%), được tính theo công thức: 100 — ((M/M.,) x 100)

Trong đó: M: khối lượng mẫu còn lại sau khi xử lý enzyme.

Mo: khối lượng mẫu ban đầu trước khi xử lý enzyme.

Bang 3.5 Khao sát tỷ lệ E/S với enzyme BAN STT Tỷ lệ E/S ( pl /g)

5 1606 2007 2408 2809 32010 360II 40012 44013 48014 520 s* Thí nghiệm 2: Khao sát thời gian thủy phân bằng enzyme BAN lv G

Mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme dựa trên tỷ lệ E/S tốt nhất đã được khảo sát ở thí nghiệm 1 Từ đó chọn ra thời gian xử lý thích hợp nhất.

Phương pháp tiễn hành thí nghiệm: Thí nghiệm gồm 6 nghiệm thức, được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên đơn yếu tố, mỗi nghiệm thức thực hiện 3 lần lặp lại.

Yếu tổ cô định của thí nghiệm là nhiệt độ 75°C, pH 6, tỷ lệ E/S thích hợp được chọn từ thí nghiệm 1 Lượng mẫu sử dụng để tiễn hành thí nghiệm là lg.

Yếu t6 khảo sát là thời gian phan ứng thủy phân của enzyme được bồ trí theo bảng 3.6

Chỉ tiêu theo dõi là lượng a-glucan mất đi thông qua mức giảm khối lượng mẫu (%), được tính theo công thức: 100 — ((M/M.,) x 100)

Bảng 3.6 Khảo sát thời gian thủy phân của enzyme BAN

Thí nghiệm 3: Khảo sát tỷ lệ E/S với enzyme Flavourzyme

Mục tiêu: Chọn tỷ lệ E/S của enzyme Flavourzyme phù hợp với cơ chất bã cơm dira có khả năng loại bỏ hoàn toàn protein.

Phương pháp tiễn hành thí nghiệm: Thí nghiệm gôm 9 nghiệm thức, được bồ trí theo kiểu ngẫu nhiên đơn yếu tố, mỗi nghiệm thức thực hiện 3 lần lặp lại.

- Yéu tô cô định của thí nghiệm là nhiệt độ 50°C, pH 7, thời gian phan ứng thủy phân 5 phút Lượng mẫu sử dụng để tiễn hành thí nghiệm là 1g.

- _ Yếu tổ khảo sát là tỷ lệ E/S được bố trí theo bảng 3.7 - Chi tiêu theo dõi là lượng mat protein thông qua mức giảm khối lượng (%), được tính theo công thức: 100 — ((M/ M.) x 100)

Mo: khối lượng mẫu ban đầu trước khi xử ly enzyme

Bang 3.7 Khao sát ty lệ E/S với enzyme Flavourzyme

9 320 s* Thi nghiệm 4: Khao sát thời gian thủy phân với enzyme Flavourzyme

- - Mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme dựa trên ty lệ E/S tốt nhất đã được khảo sát ở thí nghiệm 3 dé chọn ra thời gian xử lý thích hợp nhất.

- Phuong pháp tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm gồm 8 nghiệm thức, được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên đơn yếu tố, mỗi nghiệm thức thực hiện 3 lần lặp lại.

- _ Yếu tô cô định của thí nghiệm là nhiệt độ 50°C, pH 7, ty lệ E/S tốt nhất được chọn ra từ khảo sát ở thí nghiệm 3 Lượng mẫu sử dụng để tiễn hành thí nghiệm la 1g.

Yếu t6 khảo sát là thời gian phan ứng thủy phân của enzyme được bồ trí theo bảng 3.8

Chỉ tiêu theo dõi là lượng mat protein thông qua mức giảm khối lượng (%), được tính theo công thức: 100 — ((M/ M.) x 100)

M.: khối lượng mẫu ban đầu trước khi xử lý enzyme.

Bang 3.8 Khảo sát thời gian thủy phân của Flavourzyme

8 40 s* Thí nghiệm 5: Khảo sát ty lệ E/S với enzyme Viscozyme Cassava C

Mục tiêu: Chọn tỷ lệ E/S của enzyme Viscozyme Cassava C phù hợp với cơ chất bã cơm dừa.

Yếu tố cố định của thí nghiệm là nhiệt độ 50°C, pH 5, thời gian phản ứng thủy phân 5 giờ Lượng mẫu sử dụng để tiến hành thí nghiệm là 1g.

- _ Yếu tổ khảo sát là tỷ lệ E/S được bố trí theo bang 3.9 Chỉ tiêu theo dõi là hàm lượng xơ tan tăng thông qua mức giảm khối lượng

(%) được tính theo công thức: 100 — ((M/M,) x 100)

Bang 3.9 Khao sát ty lệ E/S enzyme Viscozyme Cassava C

T 400 s* Thi nghiệm 6: Khao sát thời gian thủy phân với Viscozyme Cassava C

Mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme ở tỷ lệ E/S chọn từ thí nghiệm ở thí nghiệm 5 để chọn ra thời gian xử lý thích hợp nhất.

KET LUAN VA KIEN NGHI 5.1 Kết luận

Nguyên liệu bã cơm dừa có hàm lượng lipid 38%, protein 15%, khoáng 3,5%, tong hàm lượng chất hòa tan trong nước 38%, hàm lượng xơ tổng (NDF) là 26,72% trong đó hemicelluloses chiém 64%, cellulose 8%, 28% lignin.

Quy trình thu nhận bột xơ thực phẩm từ bã com dừa bằng phương pháp enzyme thu được kết quả là các a — glucan bằng chế phẩm enzyme BAN, xử lý ở nhiệt độ 60 — 75°C, pH 5-6, ty lệ E/S là 240 „l/g trong 20 phút Loại protein bằng chế phẩm enzyme Flavourzyme, xử lý ở nhiệt độ 35 — 55°C, pH 5-6, tỷ lệ E/S là 80 pl/ g trong

25 phút Tiếp tục xử lý làm giảm kích thước xơ băng chế phẩm enzyme Viscozyme cassava C, ở nhiệt độ 40 — 60°C với ty lệ E/S là 80 „l/ g trong 50 giờ, sau đó lọc rửa dé thu nhận xơ thực phẩm không tan Việc xử lý với BAN và Flavourzyme đã giúp tăng cao hiệu quả thủy phân xơ của Viscozyme C và cho hiệu suất thu hồi là 77%, với 80,95% xơ trong sản phẩm gom 4.7% cellulose, 39,25% hemicellulose, 37% lignin.

Khảo sát hiệu quả thủy phân của Viscozyme Cassava C đối với cơ chất là xơ (NDF) thu nhận bang phương pháp hóa học thì ty lệ E/S và thời gian tốt nhất là 80 pl/ g trong 40 giờ, hiệu suất thu hồi 79%, qua ray 0,105:140 là 56% với 100% xơ.

5.2 Kiến nghị Tiếp tục nghiên cứu để thu hồi xơ hòa tan có trong dịch lọc Dịch lọc sau quá trình xử lý với enzyme Viscozyme Cassava C có thé cô đặc để giảm hàm lượng nước trong dịch, sau đó cho kết tủa với ethanol 96% theo tỷ lệ 4 côn : 1 dịch xơ [28] Tiếp theo là ly tâm để thu xơ hòa tan, đem sấy thu sản phẩm bột xơ hòa tan hoặc có thể đem trộn với bột xơ không tan dé tạo thành san phẩm xơ thực phẩm VỚI day du thanh phan xơ hòa tan hoặc có thé phối trộn với các loại xơ khác (xơ từ cam quýt, xơ từ đậu nành ) để đa dạng hóa sản phẩm Đánh giá khả năng thắm nước, trương nở, khả năng hydrate hóa của sản phẩm.

Nghiên cứu hoàn thiện sản phâm vé mặt cam quan: cải thiện mau sac

Lê Ngọc Tu, 2000, Hóa sinh công nghiệp, NXB Khoa Hoc và Ky Thuật.

Lê Văn Việt Mẫn và cộng sự, 2011, Công nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM.

Nguyễn Thị Minh Nguyệt, 2011, Nghiên cứu chế biến bã cơm dita làm nguyên liệu dé sản xuất thức ăn cho gia súc, Viện nghiên cứu dầu và cây có dầu.

Nguyễn Thị Hiền va cộng sự, 2012, Công nghệ sản xuất enzyme, protein và ung dung, NXB Giáo Dục.

N Nazanin (2012), Investigation of cellulase activity in some soil borne fungi isolated from agricultural soils, Annals of Biological Research, vol.3

R.K Sukumaran (2005), Microbial cellulases — production, applications and challenges, Journal of scientific and industrial research, vol.64, 832- 844

Arja M.O (2004), Trichoderma reesei strains for production of cellulase for the textile industry, VTT publications 550, 96p.

Trinidad P Trinidad et al, The Cholesterol-Lowering Effect of Coconut Flakes in Humans with Moderately Raised Serum Cholestero, Journal Of Medicinal Food JI Med Food, 126-140, 2004.

Youngyo Kim et al, Dietary fibre intake and mortality from cardiovascular disease and all cancers: A meta-analysis of prospective cohort studies, Science Direct, 2015.

Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2007) “Nghiên cứu chiết xuất dau dừa tinh khiết bằng phương pháp enzym ” Luận án tiễn sĩ sinh học.

S.N Raghavendra et al, Grinding characteristics and hydration properties of coconut residue: A source of dietary fiber, Journal of Food Engineering, 2006.

Kazunon Nakashima et al, (2011), Direct bioethanol product from isi.

57 cellulose by the combination of celluiase-displaying yeast and ionic liquid pretreatment Green Chemistry, 13, 2948.

M.K.D Rambo et al, Multivariate analysis of coconut residues by near infrared spectroscopy, Talanta, 2015.

Stretsei Saittagaroon et al, Characterisation of Polysaccharides of Copra Meal, J Sci, Food Agric, 1983, 34, 855-860

John A Monro et al, Dietary Fibre of Coconuts from a Pacific Atoll:

Soluble and Insoluble Components in Relation to Maturity, J Sci.

K.S.M.S Raghavarao et al, Potential of coconut dietary fiber, Department of Food Engineering, Central Food Technological Research Institute, Mysore - 570 020, INDIA.

Balasubramaniam, K., Polysaccharides of kernel of maturing and matured coconuts, Journal of Food Science, 41, pp 13770-1373.

Sundu, B et al (2006), The effect of levels of copra meal and enzymes on bird performance, Proceedings of Queensland Poultry Science Symposium, The University of Queendsland, Gatton, Australia, 14, p I- 15.

Mc Cleary, B V (1988), Synthesis of B-D-mannopyranosides for the assay of B-D-mannostdase and exo- B-D-mannanase, Methods in Enzymology,

160, pp 515-518 Dekker et al (1976), Hemicellulases: their occurrence, purification, properties and mode of action, Adv Carbohyd Chem Biochem 32, pp.

277-352 Pham Thị Thục (2006), Thức ăn chức năng, http://www tuoitre.com Roberto C Guarte et al, 1996, Drying characteristics of copra and quality of copra and coconut oil, Postharvest Biology and Technology 9, 361-372

Lê Trung Hiếu, 2010, Nghiên cứu công nghệ sản xuất sữa ngô đặc giàu đạm, Viện Công Nghiệp Thực Phẩm.

Dang Thị Thu va cộng sự, 2010, Nghiên Cứu Chuyển Hoa Bã Cơm Dua Tạo Prebiotic Mannooligosaccharit Bằng Endo-B-1,4-Mannanase_ Từ Aspergillus Niger Bk 01, Tạp Chí Khoa Học Và Công Nghệ Tập 48, số 3,

2010 Tr 43-49 Manisha DebMandal et al, 2011, Coconut: In health promotion and disease prevention, Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 241-247 Dr Lalitha Ramaswamy, 2014, coconut flour - a low carbohydrate, gluten free flour, International Journal of Ayurvedic and Herbal Medicine 4:1,

1426-1436 Mohamed Elleuch et al, 2011, Dietary fibre and fibre-rich by-products of food processing: Characterisation, technological functionality and commercial applications, Food Chemistry 124, 411-421 S P Ng et al, 2010, Extraction and characterization of dietary fiber from coconut residue, Journal of Food, Agriculture & Environment Vol.8 (2):

Nguyễn Thi Minh Nguyệt, 2011, San Xuất Thử Nghiệm Chế Phẩm Chat Tiên Sinh (Prebiotic) Từ Phu Phẩm BG Com Dita Dé Dùng Trong Chăn Nuôi, Viện nghiên cứu dầu và cây có dầu.

Trinidad P Trinidad et al, Dietary fiber from coconut flour: A functional food, Innovative Food Science and Emerging Technologies 7 (2006) 309—

317 Lenihan P et al, (2010), “Dilute acid hydrolysis of lignocellulosic biomass”, Chemical Engineering Journal, Volume 156, Issue 2, page 395-

Trang web của Viện Dinh Dưỡng Quốc Gia Việt Nam. http://viendinhduong.vn/news/vi/162/54/0/a/vai-tro-dinh-duong-cua-chat- x0-doi-voi-suc-khoe.aspx

PHỤ LỤC 1 Ket quá xứ ly ANOVA trong thí nghiệm 1: Khảo sát ty lệ E/S với enzyme BAN

STT Ty lệ E/S ( pl /g) Lượng giảm ( %)

95% Confidence Interval for Mean Between-

Std Std Lower Upper Component N Mean | Deviation | Error Bound Bound |Minimum|Maximum] Variance

Test of Homogeneity of Variances VAR00018

Levene Statistic df1 df2 Sig.

Sum of Mean Squares df Square F Sig.

Robust Tests of Equality of Means VAROO018

Welch 45.704 13 10.736 000Brown-Forsythe 70.255 13 14.133 000 a Asymptotically F distributed.

Kết quả xử ly ANOVA trong thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian thủy phân bang enzyme BAN

STT Thời gian ( phút) Lượng giảm ( %) l 10 95I+0.02 2 20 10.28 + 0.04°

Std Std Lower Upper Component N Mean | Deviation Error Bound Bound = |Minimum|Maximum] Variance

Robust Tests of Equality of Means VAR00020

Welch 100.737 5 5.403 000 Brown-Forsythe 17.807 5 3.794 009 a Asymptotically F distributed.

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

Kết quả xử ly ANOVA trong thí nghiệm 3: Khảo sát tý lệ E/S với enzyme

STT Tỷ lệ E/S ( HÌ / g) Lượng giảm ( %)

95% Confidence Between- Interval for Mean Compone

Std Std Lower Upper |Minimu|Maximu nt N Mean | Deviation | Error Bound Bound m m Variance

Groups Line Contrast 21.701 1 21.701} 565.741] 000 a" Deviation Ter 21.664 7 3.095} 80.681 000 m

Robust Tests of Equality of Means VAR00022

3 3 9.7067 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

Kết qua xứ ly ANOVA trong thí nghiệm 4: Khảo sát thời gian thủy phân với enzyme Flavourzyme

STT Thời gian (phút) Lượng giảm ( %) l 5 9.82 +0.10°

Std Std Lower Upper Minimu | Maximu | Component N Mean | Deviation Error Bound Bound m m Variance

Sum of Squares dí Mean Square F Sig.

Robust Tests of Equality of Means VARO0024

Welch 844.216 7 6.843 000Brown-Forsythe 1.262E3 7 14.920 000 a Asymptotically F distributed.

1 3 9.8233 3 3 9.9767 4 3 14.9267 8 3 15.6067 6 3 16.0967 7 3 16.6867 5 3 17.3267 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

Kết quả xử ly ANOVA trong thí nghiệm 5: Khảo sát tý lệ E/S với enzyme

STT Ty lệ E/S ( ul/ g) Lượng giảm ( %)

Std Std Lower Upper Minimu | Maximu | Component N Mean | Deviation Error Bound Bound m m Variance

Sum of Squares dí Mean Square F Sig.

Robust Tests of Equality of Means?

Welch Brown-Forsythe a Asymptotically F distributed. b Robust tests of equality of means cannot be performed for VARO0028 because at least one group has 0 variance.

10 3 3.7500 11 3 3.8367 9 3 3.9533 8 3 4.3133 6 3 4.5933] 4.5933 2 3 4.6900 5 3 5.3867 4 3 5.4800] 5.4800 3 3 5.7333 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses ơ ơ Sample 1 = TT

Kết quả xử ly ANOVA trong thí nghiệm 6: Khảo sát thời gian thủy phan với

STT Thoi gian ( gid) Lượng giảm ( %) l 5 4.14+0.07°

Std Std Lower Upper Minimu | Maximu | Component Mean | Deviation Error Bound Bound m m Variance

Sum of Mean Squares dí Square F Sig.

Robust Tests of Equality of Means VAROO0026

Welch 1.440E3 9 7.961 000Brown-Forsythe 740.630 9 11.998 000 a Asymptotically F distributed.

8 3 18.5267 7 3 18.5567 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000.

Kết qua xử ly ANOVA trong thí nghiệm 7: Khảo sát ty lệ E/S với enzyme

STT Ty lệ ( ul g) Lượng giảm ( %)

Std Std Lower Upper Minimu | Maximu | Component N Mean | Deviation | Error Bound Bound m m Variance

Test of Homogeneity of Variances VAROOO30

2 3 6.9000 4 3 7.7433 6 3 7.7467 7 3 7.8000 5 3 7.8400 3 3 7.9833 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic In - Size = 3.000.

Kết qua xứ ly ANOVA trong thi nghiệm 8: Khảo sát thời gian thủy phân với

Viscozyme Cassava C STT Thời gian (giò) Lượng giảm ( %) l 5 7.744014 2 10 9.70 + 0.07°

95% Confidence Interval for Mean Betweer

Std Std Lower Upper Maximu | Compone Mean Deviation Error Bound Bound Minimum m Varianc

Test of Homogeneity of Variances VARO0030

Sum of Mean Squares dí Square F Sig.

VAR00030 VARO000 Subset for alpha = 0.05

2 3 9.7033 3 3 12.3200 4 3 17.0133 6 3 20.7500 5 3 20.9567 7 2 21.1450 Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 2.800.

PHU LUC 9 Phương pháp phân tích Van Soest (P J VAN SOEST et al)

1 Xac dinh xo trung tinh (Neutral Detergent Fibre - NDF)

Phương pháp nay ứng dụng cho các loại thức ăn nhiều xơ như cây cỏ, rom ra

Xo trung tính (NDF) là phan còn lại sau khi chiết xuất trong dung dịch

Sodium lauryl sulfate và Ethylendiamin tetraacetic acid (EDTA) NDF chứa lignin, cellulose va hemicellulose.

> Dụng cụ, hóa chất ° Hệ thống bếp điện ° Lo nung ¢ Dung dich trung tính (ND) gom:

Ethyleneglycol monoethylether (han ché trao): 10 ml Nước cất vừa đủ : 1 lít

Cách pha : hòa tan xút vào khoảng 200 ml nước và thêm EDTA và

Na2B4O7.10 H2O Hoa tan Na2HPOs vào 300 ml nước, đun nóng, dé nguội và trộn với hỗn hợp dung dịch trên Hòa sodium lauryl sulfate vào 400 ml nước Trộn với dung dịch trên và điều chỉnh pH 6,9 - 7,1 bởi NaOhoặc HC]. eA-xé-t6n

Tién hanh ¢ Say và cân cốc lọc xơ đến khối lượng không đổi.

‹ Chiết xuất: Cân 1 g mẫu và chuyền vào cốc đốt dung tích 600 ml Thêm 100 ml dung dịch ND, đợi ngắm và đánh dấu vạch mức.Đun sôi 5-6 phút sau đó điều chỉnh nhiệt của hệ thống để tiếp tục sôi | giờ, thêm nước cất nóng thường xuyên dé đảm bảo nông độ dung dịch.

89 ¢ Loc rửa va xác định khối lượng: Lọc dung dịch qua cốc lọc xơ đã biết khối lượng, rửa nhiều lần bằng nước cất nóngvà rửa lần cuối bằng a-xê-tôn.Đợi a-xê-tôn bay hơi hết dem say phan xơ có trong cốc lọc ở nhiệt độ 105°C qua đêm (khoảng 12 gid).

Lam nguội ở bình hút 4m 30 phút và cân Lap lại việc sấy (khoảng | gid) và cân đến khối lượng không đổi. ¢ Khoáng hóa : Chuyén toàn bộ cốc và xơ đã say vào lò nung, và giữ nhiệt độ 6000C trong 3 giờ (đến khi mẫu trang đều) Làm nguội ở bình hút 4m 1 giờ (đến nhiệt độ phòng), xác định khối lượng Lặp lại việc nung và cân đến khối lượng không đổi (thời gian nung khoảng 30 phút).

Tính kết quả: ¢ Hàm lượng % NDF bao gồm khoáng được xác định theo công thức sau:

Trong đó: Wd là khối lượng cốc và xo sau khi sấy, g.

Wt là khối lượng cốc, g.

W là khối lượng mẫu, g. ° Hàm lượng % NDF hữu cơ (NDFOM) được tính theo công thức :

Trong đó: Wa là khối lượng cốc va xo sau khi nung (g).

2 Xác định xơ acid (Acid Detergent Fibre - ADE)

Phương pháp này ứng dụng đối với các loại thức ăn nhiễu xơ như cây cỏ, rom rạ