1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)

86 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN (15)
    • 1.1 Tổng quan về trái bí đao (15)
      • 1.1.1 Phân loại khoa học (15)
      • 1.1.2 Phân bố và đặc điểm (15)
      • 1.1.3 Đặc điểm thực vật học (17)
      • 1.1.4 Thành phần dinh dưỡng (17)
      • 1.1.5 Tình hình nghiên cứu trên trái bí đao (20)
    • 1.2 Tổng quan về enzyme pectinase và cellulase (21)
      • 1.2.1 Pectinase (22)
      • 1.2.2 Cellulase (25)
  • CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU (29)
    • 2.1 Nguyên vật liệu (29)
      • 2.1.1 Trái bí đao (29)
      • 2.1.2 Enzyme (29)
      • 2.1.3 Maltodextrin (29)
      • 2.1.4 Hóa chất (29)
    • 2.2 Dụng cụ và thiết bị (30)
      • 2.2.1 Dụng cụ (30)
      • 2.2.2 Thiết bị (30)
    • 2.3 Phương pháp nghiên cứu (30)
      • 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu (30)
      • 2.3.2 Quy trình trích ly dịch quả bằng enzyme (32)
      • 2.3.3 Bố trí thí nghiệm thủy phân (32)
      • 2.3.4 Phối chế dịch quả sau tối ưu và sấy phun (36)
      • 2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu (37)
      • 2.3.6 Phương pháp phân tích (37)
  • CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN (39)
    • 3.1 Kết quả xác định một số thành phần trong nguyên liệu (39)
    • 3.2 Kết quả thí nghiệm 1: Xác định tỉ lệ pha loãng thích hợp (40)
    • 3.3 Kết quả thí nghiệm 2: Xác định tỉ lệ enzyme thích hợp (42)
    • 3.4 Kết quả thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả (44)
    • 3.6 Kết quả thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả (47)
    • 3.7 Kết quả thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả (50)
    • 3.8 Kết quả thí nghiệm 7: Tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân (0)
      • 3.8.1 Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân trên thịt quả (51)
      • 3.8.2 Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân trên vỏ quả (54)
    • 3.9 Kết quả thí nghiệm 8: Kiểm chứng H (%) dự đoán từ mô hình so với thực nghiệm (56)
    • 3.10 Kết quả thí nghiệm 9: Phối chế dịch vỏ và thịt quả sau khi tối ƣu (57)
    • 3.11 Kết quả thí nghiệm 10: Đánh giá chất lƣợng sản phẩm sấy phun và sự biến đổi của một số hợp chất chống oxy hóa trong sản phẩm (58)
      • 3.11.1 Phân tích một số thành phần hóa học trong sản phẩm (58)
      • 3.11.2 Kết quả phân tích hàm lượng phenolic từ nguyên liệu đến sản phẩm (59)
      • 3.11.3 Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH và ABTS từ nguyên liệu đến sản phẩm (60)
  • CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ (62)
    • 4.1 Kết luận (62)
    • 4.2 Kiến nghị (63)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (64)
  • PHỤ LỤC (68)
    • 1. Xác định hàm lượng các hợp chất phenolic – Phương pháp Folin-Ciocalteu (68)
    • 2. Phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH (69)
    • 3. Phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS (71)
    • A. aculeatus (25)

Nội dung

TÊN ĐỀ TÀI: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao Benincasa Hispida bằng phương pháp enzyme ứng dụng sản xuất bột bí đao hòa tan - Khảo sát một số thành phần trong quả bí đao - Xá

TỔNG QUAN

Tổng quan về trái bí đao

Bí đao có tên khoa học là Benincasa hispida (hay Benincasa cerifera, Cucurbita hispida, Curcubita pepo-aspera) thuộc họ Cucurbitaceae, chi Benincasa Đây là loài duy nhất trong chi Benincasa Ngoài tên khoa học, bí đao còn có nhiều tên gọi khác nhau ở các nước khác nhau, tiêu biểu có các tên dưới đây:

Tên tiếng Anh: Ash Gourd, Wax Gourd, Chinese Preserving, Melon, Chinese Water Melon, Gourd Melon, Joined Gourd, Tallow Gourd, Winter Gourd, Winter

Melon, White Pumpkin Tên Trung Quốc: Dong Gua, Tung Kua, Bai Dong Gua, Yin Dong Gua, Bai-Gua, Pai Gua

Tên Ấn Độ: Kumora, Komora ( Assamese ), Chal Kumra, Kumra ( Bengali) , Bhujailu, Gol-Kaddu, Golkaddu, Kadu, Khola, Kondha, Kudimah, Kumra, Petha, Pethaa, Phuthia, Raksa ( Hindu )

Tên Thái Lan: Faeng, Fak, Mafak Khom, Mafak Mon, Mafak Mon Khom Tên Tây Ban Nha: Calabaza Blanca, Calabaza China

1.1.2 Phân bố và đặc điểm

Nguồn gốc của bí đao vẫn chưa được xác định rõ nhưng khu vực Đông Dương và Ấn Độ đƣợc xem là nơi tập trung của loại quả này Bí đao không mọc hoang dã mà đƣợc trồng Bí đao đƣợc trồng ở Trung Quốc từ năm 500 Sau công nguyên và trồng rộng rãi ở Đông Nam Á [20] Ở Việt Nam, bí đao là loại quả phổ biến, dễ chăm sóc và được trồng khắp cả nước

Bảng 1.1: Sản lƣợng các cây quan trọng thuộc họ bầu bí (bí ngô, bí đỏ, bí đao) ở một số nước trên Thế giới [40]

Tên nước Sản lượng (tấn)

Dựa vào bảng trên có thể thấy sản lƣợng của các cây họ bầu bí tăng lên theo thời gian Sự gia tăng này là do nhu cầu tăng cao của người tiêu dùng cũng như các nhận thức về những lợi ích sức khỏe mà các loại cây này mang lại Tính đến thời điểm

2007 thì Trung Quốc tạm thời dẫn đầu về sản lƣợng các cây họ bầu bí với hơn 6 triệu tấn Ấn Độ đứng hai với 3,6 triệu tấn Các quốc gia nhƣ Mỹ, Nga, Ai Cập cũng có sản lƣợng cao cho thấy đƣợc sự phổ biến trên khắp thế giới của nhóm các cây này

Bí đƣợc trồng ở độ cao khoảng 1000m, nhìn chung phù hợp với những vùng thấp có khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới Bí chịu đƣợc khô hạn và có thể phát triển ở những vùng khô Nhiệt độ thích hợp từ 23 - 28 o C, pH từ 6,0 – 7,0, đất tới xốp, thoát nước tốt [21]

1.1.3 Đặc điểm thực vật học

Về đặc điểm thực vật học, cây bí đao gồm 4 thành phần chính là rễ, thân lá, hoa và quả Rễ sinh trưởng mạnh và có khả năng chịu hạn tốt, gặp điều kiện thuận lợi rễ sẽ ăn sâu vào mặt đất Nếu gặp đất tốt và độ ẩm thích hợp, rễ phát triển tốt, làm tăng khả năng hấp thu nước và chất dinh dưỡng từ đất Thân lá thuộc loại thân thảo, leo bò rất tốt Thân tròn, có màu xanh và đƣợc phủ bới một lớp lông cứng và dày, lông dài hơn về phía ngọn Khả năng phân nhánh của bí xanh tương đối mạnh và đều cho quả Lá xanh thẫm, dày, phủ lông cứng Lá lớn có dạng chân vịt 5 cạnh, 2 lá mầm Lá có răng cƣa và lông mềm, độ dài lá từ 5 - 20cm Hoa có 5 cánh hợp màu vàng, đơn tính cùng gốc Hoa cái cánh to hơn hoa đực và mọc trên cùng nách lá Hoa đực dài từ 7,5 - 10cm, hoa cái ngắn hơn Hoa cái có thể xuất hiện từ nách lá thứ 6 - 7 trở đi Cây thụ phấn nhờ côn trùng Quả có màu xanh, hình trụ thon dài, hẹp dần về phía trung tâm Độ dài quả từ 15 - 23cm, đường kình từ 5 - 10cm Bên ngoài quả được phủ một lớp phấn sáp có lông nên còn đƣợc gọi là bí phấn hay bí sáp [17] [20] [21]

Bí đao có thể trồng quanh năm ở tất cả các vùng sinh thái Tuy nhiên tuỳ theo chế độ đất và nước của từng vùng, bố trí thời vụ thích hợp để thời kỳ ra hoa, ra quả tránh bị úng hoặc gặp hạn kéo dài Các vụ trong năm gồm:

Vụ Xuân gieo trồng vào tháng 1;

Vụ hè gieo trồng vào tháng 5-6 Ở Đồng bằng sông Cửu Long vùng không chủ động nước gieo trồng đầu tháng 4 đến tháng 5;

Vụ Thu gieo trồng vào tháng 9-10;

Vụ Đông: Vùng Đồng bằng sông Hồng, các tỉnh miền núi ấm, vùng Bắc Trung Bộ trồng bí đao vào đầu tháng 10, sau khi đã thu hoạch lúa mùa sớm ở Đồng bằng sông Cửu Long bí đao trồng dưới ruộng, tốt nhất là vụ Đông – Xuân, xuống ruộng tháng 10-11

Thời gian thu quả phụ thuộc vào mục đích sử dụng Khi bí có nhiều phấn trắng là đã già, có thể bảo quản đƣợc lâu

Bảng 1.2: Thành phần dinh dƣỡng của bí đao [37]

Thành phần Đơn vị Giá trị trên 100g

Số liệu từ bảng trên cho thấy, ngoài các thành phần dinh dƣỡng cơ bản, bí đao tươi còn chứa các vitanmins nhiều nhất có thể kể đến vitamin C, Riboflavin, Niacin; các khoáng chất Natri, Kali, Canxi, Photpho, Magie Ngoài ra trong bí đao còn chứa một lƣợng lớn các triterpenoids, flavanoids, glycosides, saccharides, β sitosterin và acid uronic Bên canh đó, một số các báo cáo còn cho thấy bí đao là một nguồn dồi dào các axit amin thiết yếu và không thiết yếu, đặc biệt là trong hạt và vỏ quả

Bảng 1.3: Hàm lượng các axit amin (mg/100g quả tươi) trong các phần khác nhau của trái bí đao chín [40]

Axit amin Thịt Hạt Vỏ

Ornithine Aspartate Threonine Serine Glutamate Proline Glycine Alanine Cysteine Valine Methionine Isoleucine Leucine Tyrosine Phenylalanine Lysine

Các hợp chất dễ bay hơi đƣợc tìm thấy trong bí đao có E-2-hexenal, n-hexanal và n-hexyl formate trong khi đó các hợp chất tạo mùi chính đƣợc phát hiện gồm có acetoin, octanal và nonanal Trong thịt quả còn chứa các hợp chất phenolic, 3 hợp chất

6 phenolic đƣợc tìm thấy khi tách 2g phenolic thô chiết từ quả là astilbin (120mg), catechin (103 mg) và naringenin (79 mg) [40]

1.1.5 Tình hình nghiên cứu trên trái bí đao

Tình hình nghiên cứu về trái bí đao trong nước nhìn chung còn hạn chế Các sản phẩm về bí đao hiện có trên thị trường Việt Nam cũng chưa nhiều Phổ biến hơn cả là trà bí đao với hương vị đặc biệt của bí đao và đường caramel hóa Tại Việt Nam cũng có đề tài thực hiện bởi Đ.T.A.Đào về “Nghiên cứu chế biến nước uống từ bí đao”

Các nghiên cứu thực hiện trong vòng 30 năm trở lại đây trên thế giới cho thấy bí đao là loại có nhiều tính năng y học vƣợt trội nhƣ khả năng chống oxy hóa, chống loét, chống ung thƣ, chống suy nhƣợc, kháng viêm, kháng histamine, trị tiêu chảy, hỗ trợ hoạt động tiêu hóa và bài tiết [10] [17] [40]

Dịch chiết bằng methanol từ hạt bí đao cho thấy khả năng loại bỏ các gốc tự do một cỏch hiệu quả tựy thuộc vào nồng độ Ở nồng độ 300àg/ml, hoạt tớnh loại bỏ cỏc gốc tự do đƣợc tìm thấy là cao nhất với 79.8%, khả năng loại bỏ gốc H2O 2 là 63.7% ở nồng độ 200àg/ml [21] Hạt bớ cũn cú khả năng cao nhất trong việc ức chế sự oxy húa axit linoleic và loại bỏ gốc tự do DPPH so với vỏ,thịt hay lõi quả Trong một thử nghiệm trên chuột bạch, bí đao còn cho thấy việc làm giảm tổn thương thận sau quá trình thiếu máu cục bộ ở thận do khả năng loại bỏ các gốc tự do Khả năng chống oxy hóa có được là do sự có mặt của các hợp chất phenolic, bằng phương pháp sắc kí ngƣợc dòng tốc độ cao, 3 hợp chất phenolic đƣợc xác định có trong bí đao là astilbin, catechin and naringenin [40]

Hình 1.1: Các hợp chất phenolic tìm thấy trong bí đao [40]

Một nghiên cứu khác trên chuột bạch cũng cho răng, bí đao giúp ngăn ngừa bệnh Alzheimer – thường gặp nhất ở người lớn tuổi do các gốc tự do được tạo thành ngày càng nhiều Với một lƣợng khoảng 400mg/kg thể trọng, bí đao có thể bảo vệ các tế bào thần kinh chuột khỏi các nguyên nhân gây ra bệnh Alzheimer [40]

Bí đao đã qua sơ chế cũng đƣợc nghiên cứu cho rằng sẽ kéo dài thời gian sử dụng khi đƣợc chiếu xạ ở liều 0,5- 2,5 kGy kết hợp với bảo quản ở nhiệt độ thấp (4 -

15 o C) Sử dụng chiếu xạ còn giúp hàm lƣợng phenolic và hoạt tính chống oxy hóa giữ đƣợc lâu hơn so với bí không chiếu xạ [36].

Tổng quan về enzyme pectinase và cellulase

Thành tế bào thực vật cấu tạo chủ yếu từ cellulose, hemicellulose và protopectin Mô thực vật đƣợc cấu tạo từ các tế bào riêng rẽ liên kết vững chắc với nhau nhờ các bản mỏng trung gian cấu tạo chủ yếu từ pectin [7] Do đó, enzyme cellulase và pectinase đƣợc sử dụng để xử lý các loại trái cây sau quá trình nghiền xé

Các enzyme sẽ hỗ trợ quá trình phá hủy thành tế bào và lớp kết dính giữa các tế bào trong cấu trúc mô thực vật Nhờ đó mà dịch bào và chất chiết thu đƣợc nhiều hơn [5]

Trong ngành công nghệ thực phẩm, enzyme có thể có nguồn gốc từ vi sinh vật, nguyên liệu động thực vật hoặc chế phẩm enzyme Các chế phẩn enzyme đƣợc sản xuất từ nguồn nguyên liệu thực vật, động vật hay vi sinh vật Nguồn thu nhận enzyme chủ yếu hiện nay là vi sinh vật vì chủng loại enzyme đa dạng, hoạt tính cao và giá thành thấp Chất lƣợng chế phẩm enzyme đƣợc đánh giá qua hai chỉ tiêu cơ bản:

Hoạt tính của chế phẩm: là số đơn vị hoạt độ (đvhđ – đơn vị quốc tế IU) có trong 1ml hay 1g chế phẩm Giá trị này nói lên cường lực xúc tác của chế phẩm enzyme Khi số đơn vị hoạt độ có trong 1ml hay 1g chế phẩm càng cao thì hoạt tính của chế phẩm càng cao Theo Hiệp hội Hóa sinh thế giới thì 1 đvhđ sẽ tương đương với lƣợng enzyme cần thiết để xỳc tỏc phản ứng làm chuyển húa 1àmol cơ chất hoặc tạo ra đƣợc 1àmol sản phẩm trong 1 giõy ở điều kiện nhiệt độ và pH xỏc định

Hoạt tính riêng: là số đơn vị hoạt độ có trong 1mg protein của chế phẩm Giá trị này nói lên độ tinh sạch của chế phẩm enzyme Nếu chế phẩm enzyme có giá trị hoạt độ riêng càng cao thì độ tinh sạch của nó sẽ càng cao [5]

Cơ chất của pectinase là các hợp chất pectin với những thành phần là protopectin, axit pectic, axit pectinic, pectin, pectate và pectinate Protopectin là phức của pectin với các hợp chất hóa học khác và có nhiều khi trái cây chƣa chín Axit pectic là axit polygalacturonic, là polymer của các phân tử axit galacturonic liên kết với nhau bằng liên kết α-1,4 glycoside Axit pectinic là axit polygalacturonic trong đó một số gốc -COOH đã bị ester hóa bởi metanol Nếu hầu hết các gốc -COOH bị ester hóa bởi metanol thì axit galacturonic khi đó đƣợc gọi là pectin Pectate và pectinate là muối của axit pectic và pectinic Trừ protopectin, các hợp chất còn lại đều tan trong nước [5]

Các chế phẩm pectinase đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến rau quả Ngoài mục đích làm tăng hiệu suất thu hồi chất khô còn giúp giảm độ nhớt và tăng độ bền keo của dịch quả Chế phẩm thương mại của enzyme lần đầu tiên được sử dụng năm 1930 để chuẩn bị các sản phẩm rượu vang và nước ép trái cây Đến những năm 1960, các nhà khoa bắt đầu nghiên cứu ứng dụng enzyme này một cách rộng rãi hơn và ngày nay pectinase được sử dụng rộng rãi dưới dạng các chế phẩm thương mại

[24] Pectinase từ vi sinh vật chiếm 25% trong tổng số các enzyme thực phẩm toàn cầu [26]

Hệ enzyme pectinase gồm 4 nhóm chính:

Nhóm 1: Nhóm pectinesterase (EC.3.1.1.11): hay còn gọi là Pectin methyl esterase (PME) xúc tác phản ứng thủy phân ester trong phân tử pectin, làm giảm mức độ ester hóa của cơ chất và giải phóng ra methanol Enzyme phản ứng trên nhóm methyl ester tại galaturonate nằm kế bên một galacturonate không có gốc methyl hóa

Các chế phẩm pectinesterase thường được ứng dụng trong sản xuất pectin để tạo ra sản phẩm với những mức độ ester hóa khác nhau pectinesterase còn sử dụng để tách pectin khỏi dịch nước trái cây làm tăng độ trong sản phẩm [5] [15]

Nhóm 2: Nhóm enzyme thủy phân liên kết α-1,4 glycoside trong các hợp chất pectin: gồm 2 nhóm nhỏ là polygalacturonase (PG) và polymethylgalacturonase (PMG)

Endo PG (EC.3.2.1.15): thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tại những vị trí giữa mạch của axit pectic hay axit pectinic

Exo PG (EC.3.2.1.67): thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử axit pectic hay acid pectinic và tạo ra sản phẩm là D-galacturonate

Exo PG (EC.3.2.1.82): thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử axit pecticvhay acid pectinic và tạo ra sản phẩm là digalacturonate

Polymethylgalacturonase (PMG) gồm 2 emzyme: Endo PMG và Exo PMG

Endo PMG thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tại những vị trí giữa mạch phân tử pectin Exo PMG thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử pectin Phản ứng ƣu tiên với pectin có mức độ ester hóa cao hơn và tạo ra sản phẩm là 6-methyl-D-galacturonate [5]

Nhóm 3: Nhóm pectin transeliminase: những enzyme này xúc tác phản ứng phân giải liên kết α-1,4 glycoside trong các hợp chất pectin nhƣng không có sự tham gia của phân tử nước Tương tự như nhóm enzyme thủy phân liên kết α-1,4 glycoside trong các hợp chất pectin, các enzyme transeliminase cũng đƣợc chia thành hai nhóm:

Polygalacturonatelyase (PGL) gồm hai enzyme:

Endo PGL (EC.4.2.2.2): xúc tác trên cơ chất là axit pectic hay axit pectinic, liên kết bị phân hủy nằm ở những vị trí giữa mạch phân tử cơ chất

Exo PGL (EC.4.2.2.9): xúc tác trên cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở vị trí đầu không khử của phân tử cơ chất

Polymethylgalacturonatelyase (PMGL) gồm có các enzyme Endo PMGL (EC.4.2.2.10): hay còn gọi là pectin lyase (PL) xúc tác trên cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở vị trí giữa mạch của phân tử cơ chất

Exo PMGL: xúc tacstreen cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở vị trí đầu không khử của phân tử cơ chất

Ngoài ra, hệ enzyme pectinase còn có những enzyme thủy phân hoặc phân hủy liên kết α-1,4 glycoside trong các oligo-D-galacturonate [5]

Hình 1.2: Hình thức phản ứng của pectinase: (a) gốc R là H với PG và R là CH3 với PMG, (b) PE, (c) gốc R là H với PGL và R là CH3 với PL Mũi tên chỉ vị trí mà pectinase xúc tác phản ứng [15]

Các enzyme pectin đƣợc sản xuất một cách tự nhiên bởi các loại sinh vật khác nhau nhƣ vi khuẩn, nấm men, nấm mốc, côn trùng, động vật nguyên sinh và thực vật

Các enzyme thủy phân pectin đƣợc sản xuất chủ yếu từ nấm mốc, hoạt động tốt trong môi trường axit hoặc trung tính [15] Pectinase được sản xuất từ chủng mốc

Aspergillus sp có pH hoạt động vào khoảng 4,0 – 6,0, nhiệt độ vào khoảng 40 – 50 o C

Enzyme tổng hợp đƣợc chủ yếu là Endo polygalacturonase và Exo polygalacturonase

Pectinase tinh sạch từ chủng Aspergillus aculeatus và Aspergillus foetidus cho hoạt tính enzyme cao hơn so với các chủng mốc khác [26]

Hình 1.3: Hoạt tính khác nhau của enzyme pectinase khi đƣợc phân lập bởi các chủng khác nhau trong môi trường pectin [26]

Hình 1.4: pH và nhiệt độ hoạt động của pectinase phân lập từ A.foetidus và

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên vật liệu

Bí đao được mua tại chợ Chợ Thạch Đà, Gò Vấp, TPHCM Quả tươi xanh còn nguyên vỏ, độ dài 20 – 30cm, khối lƣợng 400 – 700g Quả sử dụng sau thu hoạch 1 ngày và bảo quản lạnh đông -18 o C đến khi sử dụng

Enzyme pectinase đƣợc mua tại công ty BrennTag Việt Nam, TPHCM

Pectinase đƣợc sản xuất từ nấm mốc Aspergillus aculeatus, xuất xứ từ hãng

Novozymes, Đan Mạch Nhóm enzyme là Polygalacturonase (PG) với hoạt tính công bố là 4751 U/ml, pH hoạt động từ 3,0 – 5,0; nhiệt độ khoảng 40 – 55 o C Enzyme ở dạng lỏng, màu nâu, bảo quản trong tủ mát từ 0 - 10 o C trước và sau khi sử dụng

Enzyme cellulase đƣợc mua tại công ty BrennTag Việt Nam, TPHCM

Cellulase đƣợc sản xuất từ nấm mốc Trichoderma reesei, xuất xứ từ hãng Novozymes, Đan Mạch Nhóm enzyme là Endoglucanse (EG) với hoạt tính là 5021U/mL pH hoạt động từ 3,0 – 7,0, nhiệt độ khoảng 40 – 55 o C Enzyme ở dạng lỏng, màu nâu, bảo quản trong tủ mát từ 0 - 10 o C trước và sau khi sử dụng

Maltodextrin sử dụng sản phẩm Glucidex 12D, xuất xứ Pháp, độ ẩm nguyên liệu 3,3%

Methanol (Merk, Đức) Acid galic (Merk, Đức) Na 2 CO 3 (Merk, Đức) K 2 Cr 2 O 7 (Merk, Đức) Folin-ciocalteu (Merk, Đức) Acid citric (Trung Quốc) ABTS (BioBasic, Canada)

DPPH (Sigma-Aldrich, Mỹ) Trolox (Sigma-Aldrich, Mỹ)

Dụng cụ và thiết bị

Becher 250ml Lon sắt tây Thau nhựa Bình định mức 50ml, 100ml

Bình tam giác 100ml Bình thủy tinh tối màu Pipet 1ml, 5ml, 10ml

Cuvet Ống nghiệm Giá đỡ ống nghiệm Đũa thủy tinh Ống nhỏ giọt Chén sấy

Cân 2 chữ số, 4 chữ số pH kế

Bể điểu nhiệt Máy sấy ẩm hồng ngoại

Máy hút chân không Tủ sấy

Máy quang phổ UV-VIS

Máy cô quay chân không Máy sấy phun (SD-06AG spray dryer, Anh) Tủ lạnh

Bếp hồng ngoại Máy xay sinh tố

Phương pháp nghiên cứu

Phân tích thành phần trái bí đao

Khảo sát tỉ lệ pha loãng thịt quả:H 2 O và vỏ quả:H 2 O

Khảo sát tỉ lệ enzyme pectinase:cellulase

Khảo sát các điều kiện thủy phân

Tỉ lệ thịt quả: vỏ quả Độ ẩm

Năng lƣợng Thành phần dinh dƣỡng:

Lipid Xơ thô Canxi Magie pH Nhiệt độ

Nồng độ enzyme Thời gian

Tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân

Khảo sát tỉ lệ phối chế dịch quả/dịch vỏ

Sấy phun dịch quả đã phối chế

Phân tích một số hoạt tính chống oxy hóa trong sản phẩm và nguyên liệu

Phân tích thành phần sản phẩm bột bí đao hòa tan Độ ẩm Năng lƣợng Protein Carbohydrate

Lipid Xơ thô Canxi Magie

2.3.2 Quy trình trích ly dịch quả bằng enzyme

2.3.3 Bố trí thí nghiệm thủy phân

Thí nghiệm 1: Xác định tỉ lệ pha loãng thích hợp

Yếu tố khảo sát TN trên thịt quả TN trên vỏ quả

Tỉ lệ pectinase /cellulase: pH Nhiệt độ Nồng độ enzyme (tính trên chất khô)

Yếu tố thay đổi Tỉ lệ pha loãng với nước 1/0;1/0,5; 1/1; 1/0;1/0,5; 1/1;

Cắt, xay nhuyễn Thủy phân

Lọc thô Lọc tinh Bí đao

Tách vỏ Cắt, xay nhuyễn

Phối chế Cô quay Lọc tinh

Chỉ tiêu đánh giá Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)

Thí nghiệm 2: Xác định tỉ lệ enzyme pectinase : cellulase

Yếu tố khảo sát TN trên thịt quả TN trên vỏ quả

Tỉ lệ pha loãng với nước pH

Nhiệt độ Nồng độ enzyme Thời gian

Yếu tố thay đổi Tỉ lệ pectinase /cellulase 1/0, 0/1, 1/1, 1/2,

Chỉ tiêu đánh giá Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của pH

Yếu tố khảo sát TN trên thịt quả TN trên vỏ quả

Tỉ lệ pha loãng với nước Tỉ lệ pectinase /cellulase Nhiệt độ

Nồng độ enzyme Thời gian

Yếu tố thay đổi pH 4,0; 4,5; 5,0; 5,5;

Chỉ tiêu đánh giá Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)

Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ

Yếu tố khảo sát TN trên thịt quả TN trên vỏ quả

Tỉ lệ pha loãng với nước Tỉ lệ pectinase /cellulase pH

Theo TN1 Theo TN2 Theo TN3

Theo TN1 Theo TN2 Theo TN3

Nồng độ enzyme Thời gian

Yếu tố thay đổi Nhiệt độ 40, 45, 50, 55, 60 40, 45, 50, 55, 60

Chỉ tiêu đánh giá Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)

Thí nghiệm 5 : Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme trên chất khô

Yếu tố khảo sát TN trên thịt quả TN trên vỏ quả

Tỉ lệ pha loãng với nước Tỉ lệ pectinase /cellulase pH

Nhiệt độ Thời gian (phút)

Theo TN1 Theo TN2 Theo TN3 Theo TN4 60 phút

Theo TN1 Theo TN2 Theo TN3 Theo TN4 120

Yếu tố thay đổi Nồng độ enzyme (%) 0,4; 0,6; 0,8; 1,0;

Chỉ tiêu đánh giá Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)

Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian

Yếu tố khảo sát TN trên thịt quả TN trên vỏ quả

Tỉ lệ pha loãng với nước Tỉ lệ pectinase /cellulase pH

Nhiệt độ Nồng độ enzyme

Theo TN1 Theo TN2 Theo TN3 Theo TN4 Theo TN5

Theo TN1 Theo TN2 Theo TN3 Theo TN4 Theo TN5

Yếu tố thay đổi Thời gian (phút) 30, 60, 90, 120,

Chỉ tiêu đánh giá Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)

Thí nghiệm 7: Tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân

4 yếu tố tối ƣu hóa là pH, nhiệt độ, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân

Quá trình tối ưu hóa các yếu tố được thực hiện bằng Phương pháp bề mặt đáp ứng (Response Surface Method - RSM) và phần mềm Mode 5.0 với hàm mục tiêu là hiệu

21 suất thu hồi chất khô H (%) trên cả hai nguyên liệu là thịt quả và vỏ quả Giá trị ở tâm và bước nhảy trong các thí nghiệm tối tưu được chọn như sau:

Bảng 2.1: Giá trị ở tâm và bước nhảy trong thí nghiệm tối ưu hóa

Yếu tố khảo sát Giá trị ở tâm Bước nhảy pH (Z 1 ) Kết quả TN3 0,5

Nhiệt độ (Z 2 ) Kết quả TN4 5 o C

Nồng độ enzyme (Z 3 ) Kết quả TN5 0,2%

Thời gian (Z4) Kết quả TN6 30 phút

Với 4 yếu tố khảo sát, số điểm ở tâm là 7, phần mềm Mode 5.0 sẽ cho bảng quy hoạch thực nghiệm gồm 31 thí nghiệm bố trí nhƣ sau:

Bảng 2.2: Bảng quy hoạch thực nghiệm 4 yếu tố

Trong đó: x 1 , x 2 , x 3 , x 4 là 4 yếu tố khảo sát “0” là giá trị tâm tìm đƣợc ở các thí nghiệm trước, “-1” “+1” là các giá trị biên, “-α” “+α” được xác định dựa vào quy tắc đòn bẩy Để đánh giá mức độ tin cậy của mô hình thí nghiệm, hai giá trị dùng để đánh giá là R 2 và Q 2 Khi R 2 > 0,8 và Q 2 > 0,5 thì các giá trị hồi quy có ý nghĩa và mô hình đáng tin cậy Phương trình hồi quy được biểu diễn như sau:

Các biến x1, x 2 , x 3 , x 4 tìm đƣợc trong Mode 5.0 là các biến mã hóa vì vậy các biến này cần đƣợc chuyển sang biến thực theo công thức x i i i x x

Zi: giá trị thực của yếu tố khảo sát x i : giá trị mã hóa của yếu tố khảo sát x o : giá trị mức cơ sở

Thí nghiệm 8: Kiểm chứng giá trị tối ƣu từ lý thuyết bằng thực nghiệm

Sau khi tìm được các giá trị tối ưu hóa từ phương trình hồi quy, mode 5.0 sẽ dự đoán hiệu suất cao nhất có thể có đƣợc từ các thông số tối ƣu hóa trên Thí nghiệm 8 sẽ tiến hành kiểm chứng lại để đánh giá tính xác thực của mô hình

2.3.4 Phối chế dịch quả sau tối ưu và sấy phun Thí nghiệm 9: Phối chế dịch vỏ và thịt quả sau khi tối ƣu

Dịch sau tối ƣu từ vỏ quả sẽ đƣợc phối chế vào dịch thịt quả ở các tỉ lệ khác nhau sau đó được đánh giá bằng phương pháp cho điểm thị hiếu để xác định tỉ lệ phối chế thích hợp Phương pháp đánh giá cảm quan được lựa chọn là phép thử ưu tiên so hàng với 4 mẫu là 4 tỉ lệ phối chế nhƣ trong bảng …

Bảng 2.3: Tỉ lệ phối chế dịch vỏ quả vào thịt quả (% so với dịch từ thịt quả)

STT mẫu Thịt quả Vỏ quả

Các số liệu của phép thử so hàng sẽ đƣợc phân tích một cách dễ dàng và nhanh chóng bằng cách sử dụng bảng tra Basker

Thí nghiệm 10: Đánh giá chất lƣợng sản phẩm sấy phun và sự biến đổi của một số hợp chất chống oxy hóa trong sản phẩm

Các thông số của quá trình sấy phun: hàm lƣợng chất khô 21%, áp lực sấy 3bar, nhiệt độ sấy 160 o C

Sản phẩm sấy phun sẽ đƣợc phân tích các chỉ tiêu chất lƣợng: Năng lƣợng, hàm lƣợng Protein, hàm lƣợng lipid, hàm lƣợng carbohydrate, xơ, một số khaongs nhƣ Canxi, Magie

Phân tích một số hoạt tính chống oxy hóa bao gồm: hàm lƣợng phenolic, DPPH, ABTS và đánh giá sự thay đổi từ nguyên liệu (thịt quả và vỏ quả) đến dịch sau tối ƣu (thịt quả và vỏ quả), dịch phối chế và sản phẩm sấy phun

2.3.5 Phương pháp xử lý số liệu

Kiểm định độ tin cậy của các kết quả trong thí nghiệm tìm tâm: sử dụng phương pháp phân tích phương sai ANOVA bằng phần mềm SPSS 16.0 với mức ý nghĩa α 0,05 [8]

Quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp hai tâm xoay, tối ƣu hóa bằng phần mềm Mode 5.0

Bảng 2.4: Các phương pháp phân tích

Chỉ tiêu phân tích Phương pháp phân tích

Hàm lượng phenolic Phương pháp Folin – Ciocalteu [16]

Hoạt tính chống oxy hóa Theo DPPH và ABTS [31] [37]

Xác định ẩm Sấy đến khối lƣợng không đổi

Hiệu suất thu hối chất khô H (%)

Với m2: khối lƣợng chất khô sau thủy phân m 1 : khối lượng chất khô trước thủy phân

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Kết quả xác định một số thành phần trong nguyên liệu

Bảng 3.1: Một số thành phần dinh dƣỡng cơ bản trong nguyên liệu

Thành phần Đơn vị Kết quả

Năng lƣợng Kcal 12,6 Độ ẩm trên thịt quả % 94,37 Độ ẩm trên vỏ % 91,69

Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng cho thấy nước chiếm phần lớn trong nguyên liệu (94,37%), năng lƣợng do 100g bí đao cung cấp là 12,6kcal, chiếm phần lớn chất khô là carbohydrate với 2,36%, kết quả khá tương đồng với dữ liệu từ USDA (2010) (năng lƣợng 13kcal, hàm lƣợng carbohydrate 3%), tuy nhiên các khoáng chất như Canxi (15mg) và Magie (7.,mg) lại thấp hơn (tương ứng 19mg và 10mg) T.K

Lim (2012) cũng cho thấy hàm lượng Canxi và Magie cao hơn (tương ứng 12mg và 15mg) nhưng lại cho kết quả protein và lipid tương đương với kết quả phân tích (0,7% và 0%) Sự khác biệt tuy có nhƣng không đáng kể có thể là do một số khác biệt trong điều kiện nuôi trồng, các điều kiện tự nhiên khí hậu, thổ nhƣỡng…

Có thể thấy thành phần chất khô chiếm nhiều nhất trong nguyên liệu là carbohydrate Do đó, việc sử dụng enzyme pectinase và cellulase để thủy phân là hợp lí Lƣợng pectinase và cellulase sử dụng sẽ đƣợc nghiên cứu kĩ hơn trong các thí nghiệm phía sau

Nguyên liệu bí đao sử dụng trong nghiên cứu chủ yếu là các quả vừa chín tới (là loại bán đa số trên thị trường), lúc này hạt vẫn chưa già nên hàm lượng lipid trong hạt hầu nhƣ là không có (kết quả phân tích 0%) Nghiên cứu tiến hành trên vỏ và thịt quả (bao gồm cả hạt), tuy nhiên vì vỏ có các thành phần khác với thịt quả và có thể gây nên các mùi khó chịu ảnh hưởng đến cảm quan sản phẩm nên chúng tối tiến hành thí nghiệm trên hai phần vỏ và thịt quả riêng biệt

Bảng 3.2: Tỉ lệ thành phần thịt và vỏ trong bí đao

Kết quả thí nghiệm 1: Xác định tỉ lệ pha loãng thích hợp

Vì quả không bổ sung nước sẽ rất khó khăn cho quá trình xay nghiền cũng như thủy phân dịch quả bằng enzyme Do đó, chúng tôi tiến hành thí nghiệm pha loãng trước tiên với các thông số cố định và thay dổi như đã nêu trong phần phương pháp nghiên cứu Kết quả thu đƣợc nhƣ sau:

Hình 3.1: Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng thịt quả/nước đến H(%)

Hình 3.2: Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng vỏ quả/ nước đến H (%)

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % )

Tỷ lệ pha loãng thịt quả / nước

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô (% )

Tỷ lệ pha loãng vỏ quả / nước

Ghi chú: các giá trị biểu diễn là trung bình của ba lần lặp lại ± độ lệch chuẩn

Các giá trị nghiệm thức có cùng kí tự thì không có sự khác biệt có ý nghĩa về thống kê với mức ý nghĩa α = 0,05 Cơ sở đánh giá dựa vào kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD theo phụ lục B.1 và B.2

Kết quả khảo sát cho thấy tỉ lệ pha loãng với nước ở cả thịt quả và vỏ quả đều có ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô H (%) Cụ thể ở hình 3.1 biểu diễn sự ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng thịt quả/ nước cho thấy, khi không pha loãng (tỉ lệ 1/0), H (%) đạt ở mức 47,17±1,53%, nhưng khi có pha loãng với nước thì H (%) tăng rõ rệt từ

58,47±0,32% đến 58,87±0,29% tương ứng với các tỉ lệ pha loãng từ 1/0,5 đến 1/2) Điều này có thể giải thích là do mẫu không pha loãng có độ nhớt cao hơn làm cản trở quá trình tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất dẫn đến hiệu suất thu đƣợc không cao Các mẫu đã được pha loãng với nước ở các tỉ lệ 1/0,5; 1/1; 1/1,5; 1/2 lại cho H(%) không khác nhau có ý nghĩa với mức ý nghĩa α = 0,05 dù đã tăng hàm lượng nước lên Kết quả có thể được giải thích là do bản thân trong nguyên liệu đã chưa một lượng nước liên kết khá lớn (94,37%) nên chỉ cần bổ sung thêm một lượng nước nhỏ để hỗ trợ cho quá trình xay nghiền giúp chất khô hòa tan đƣợc giải phóng nhiều hơn, đồng thời làm giảm độ nhớt giúp enzyme dễ thủy phân hơn thì H(%) thu đƣợc cao hơn

Kết quả khảo sát trên vỏ quả cũng cho thấy hiện tượng tương tự Khi không pha loãng, H (%) là thấp với 27,02±0,33% Khi tăng dần hệ số pha loãng thì H (%) cũng cao hơn Khi mẫu bắt đầu đƣợc pha loãng ở tỉ lệ thấp nhất (1/0,5) đã tăng H (%) lên hơn 10% (từ 27,02±0,33 lên 38,31±0,52) so với mẫu không pha loãng và tiếp tục tăng thêm khoảng 3% nữa khi tăng tỉ lệ pha loãng lên 1/1; 1/1,5; 1/2 Ở các tỉ lệ pha loãng từ 1/1 trở đi thì H (%) khác nhau không có ý nghĩa với α = 0,05 Sự giải thích có thể tương tự như đối với pha loãng thịt quả Tuy nhiên, có thể nhận thấy sự khác biệt ở 2 cơ chất khi ở thịt quả, H (%) ổn định ngay từ tỉ lệ pha loãng 1/0,5 thì ở vỏ quả, H(%) ổn định từ tỉ lệ 1/1 Điều này có thể giải thích là do vỏ quả có hàm ẩm thấp hơn thịt quả (91,69%), nên độ nhớt lớn hơn và cần một tỉ lệ pha loãng cao hơn để giảm độ nhớt xuống

Nhằm nâng cao hiệu suất thủy phân và tiết kiệm chi phí năng lượng, nước, đồng thời để hàm lƣợng chất khô trong mẫu không quá thấp, chúng tôi chọn tỉ lệ pha loãng trên thịt quả là 1/0,5 và trên vỏ quả 1/1 làm cơ sở cho các thí nghiệm tiếp theo.

Kết quả thí nghiệm 2: Xác định tỉ lệ enzyme thích hợp

Thí nghiệm được tiến hành trên từng loại enzyme riêng lẻ (tương ứng tỉ lệ 1/0 và 0/1) và kết hợp cả hai loại enzyme ở các tỉ lệ khác nhau Mục đích là để đánh giá sự hiệu quả của việc kết hợp 2 enzyme so với việc sử dụng 1 enzyme đơn lẻ trên cả hai cơ chất là thịt quả và vỏ quả Tỉ lệ pha loãng là kết quả của thí nghiệm 1 (tỉ lệ 1/0,5 đối với thịt quả và 1/1 đối với vỏ quả)

Hình 3.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme đến H (%) trên thịt quả

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô (% )

Tỷ lệ enzyme pectinase/cellulase

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô (% )

Tỷ lệ enzyme pectinase/cellulase

Hình 3.4: Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme đến H (%) trên vỏ quả Ghi chú: Cơ sở đánh giá dựa vào kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD theo phụ lục B.3 và B.4

Dựa vào kết quả ở hình 3.3 và hình 3.4 ta thấy: có sự khác biệt rõ ràng giữa việc sử dụng một enzyme thủy phân và kết hợp 2 enzyme ở các tỉ lệ khác nhau Cụ thể với thí nghiệm trên thịt quả, H (%) chỉ đạt 56,62±0,78% khi thủy phân bằng cellulase và 55,58±1,57% khi thủy phân bằng pectinase Tuy nhiên khi kết hợp 2 enzyme ở các tỉ lệ các nhau trong cùng một điều kiện thủy phân thì H (%) tăng lên đáng kể H(%) tương ứng với các tỉ lệ 1/1, 1/2, 2/1, 1/3 và 3/1 lần lượt là 59,61±1,02%, 60,40±0,43%, 60,15±0,73%, 60,22±0,53% và 60,17±0,60% Kết quả ở tỉ lệ pectinase/ cellulase 1/1 khác biệt có ý nghĩa so với các tỉ lệ còn lại trong khi các tỉ lệ 1/2, 2/1, 1/3 và 3/1 không có sự khác biệt với mức ý nghĩa α = 0,05 Kết quả khảo sát cho thấy việc kết hợp 2 enzyme pectinase và cellulase là hoàn toàn có hiệu quả Cellulase giúp thủy phân cellulose cấu tạo nên thành tế bào, làm giải phóng dịch bào trong khi đó pectinase xúc tác thủy phân các pectin liên kết các thành phần trong tế bào, làm giảm độ nhớt, nhờ đó cellulase dễ hoạt động hơn dẫn đến hiệu suất trích ly cao hơn

Khảo sát trên vỏ quả cho thấy khi kết hợp hai enzyme thì hiệu suất trích ly cũng cao hơn Thủy phân vỏ quả bằng cellulase cho H (%) là 32,34±0,63% và bằng pectinase cho H (%) là 27,31±0,40% nhƣng khi kết hợp 2 enzyme thì H (%) cao nhất đạt đƣợc đến 41,98±0,40% (ở tỉ lệ pectinase/ cellulase là 1/1) Một điều nhận thấy trên cả hai cơ chất là hiệu lực xúc tác trên cellulase cao hơn trên pectinase cả khi sử dụng từng enzyme riêng lẻ lẫn kết hợp 2 loại enzyme Điều này chứng tỏ hàm lƣợng cellulose trong nguyên liệu cao và hiệu suất trích ly đạt cao hơn khi cellulose đƣợc thủy phân nhiều hơn

Từ kết quả khảo sát trên chúng tôi quyết định chọn tỉ lệ enzyme pectinase/ cellulase dùng thủy phân thịt quả là 1/2 và tỉ lệ enzyme thủy phân vỏ quả là 1/1 làm cơ sở cho các thí nghiệm tiếp theo

Kết quả thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả

Trên cơ sở tỉ lệ pha loãng và tỉ lệ enzyme pectinase/ cellulase vừa có đƣợc ở 2 thí nghiệm trên, chúng tôi tiến hành khảo sát 4 yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân thịt quả và vỏ quả là pH, nhiệt độ thủy phân, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân

Hình 3.5: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô trên thịt quả H (%)

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % ) pH

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % ) pH

Hình 3.6: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô trên vỏ quả H (%)

Ghi chú: Cơ sở đánh giá dựa vào kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD theo phụ lục B.5 và B.6

Dựa vào đồ thị minh họa ở hình 3.5 ta thấy có sự thay đổi ở H (%) ở các điều kiện pH khác nhau Ở pH 4 hiệu suất đạt đƣợc là 60,24±0,65% và tăng dần khi các giá trị pH được tăng lần lượt lên 4,5; 5,0 và 5,5 (H (%) tương ứng là 61,95±0,25%,

61,65±0,47% và 62,47±0,55%, các giá trị không có sự khác biệt có ý nghĩa Giá trị cao nhất đạt đƣợc là ở pH 5,5 Tuy nhiên, khi pH tiếp tục đƣợc tăng lên 6,0 thì pH bắt đầu có dấu hiệu đi xuống và đạt giá trị H (%) là 60,15±0,62% tương đương với H (%) ở pH 4 (hai giá trị khác biệt không có ý nghĩa) Mỗi enzyme đều có một khoảng pH hoạt động thích hợp, khi tăng hoặc giảm pH, cấu trúc protein enzyme bị thay đổi và có thể dẫn đến biến tính không thuận nghịch Vì vậy, khi cho pH biến thiên ra xa giá trị pH tối ƣu, hoạt tính enzyme bị giảm thậm chí có thể mất hoạt tính [1] [9]

Với kết quả thủy phân trên vỏ, pH cũng biến thiên theo đồ thị tương tự như ở thịt quả chứng tỏ được sự ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô Hiệu suất tăng khi tăng dần pH từ 4,0 đến 5,5 và giảm dần từ pH 5,5 đến 6,0 Ở pH, hiệu suất đạt 36,27±0,62% và tăng lên 40,48±0,73% ở pH 5,5, sau đó giảm xuống còn 38,70±0,67% ở pH 6,0

Qua kết quả khảo sát trên, chúng tối quyết định chọn pH thích hợp trên thịt quả và vỏ quả là 5,5 làm cơ sở cho các thí nghiệm tiếp theo

3.5 Kết quả thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả

Tiếp tục cố định các kết quả đã tìm đƣợc ở các thí nghiệm trên để tiến hành khảo sát nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân trên thịt quả và vỏ quả Kết quả thí nghiệm đƣợc biểu diễn bằng đồ thị ở hình 3.7 và 3.8

Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%)trên thịt quả

Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%) trên vỏ quả

Ghi chú: Cơ sở đánh giá dựa vào kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD theo phụ lục B.7 và B.8

Kết quả ở hình 3.7 và 3.8 cho thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi chất khô trên thịt quả và vỏ quả Quy luật thể hiện giống nhau trên cả hai cơ chất đó là khi tăng nhiệt độ thủy phân thì hiệu suất tăng nhƣng đến một lúc nào đó khi nhiệt độ thủy phân đạt tối ƣu thì việc tiếp tục tăng nhiệt độ sẽ làm giảm hiệu suất

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % )

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % )

Trước tiên xét kết quả thể hiện trên quá trình thủy phân thịt quả, hiệu suất tăng dần bắt đầu từ 52,54±0,64% lên 57,51±1,22% và đạt cao nhất 60,18±0,69% khi tăng nhiệt độ từ 40 lên 45 và 50 o C Tiếp tục tăng nhiệt độ lên 55 o C thì hiệu suất giảm xuống còn

59,10±0,53% và khi nâng nhiệt độ lên 60 o C hiệu suất thu đƣợc là 54,42±0,99% Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi chất khô trên vỏ quả ở hình 3.8 thể hiện xu hướng tương tự như ở thí nghiệm trên thịt quả Giá trị hiệu suất cao nhất được nhận thấy là 4,10±0,30% ở nhiệt độ 50 o C, giá trị này khác biệt không có ý nghĩa so với hiệu suất thu được ở nhiệt độ 45 o C (40,07±0,76%) khi được tiến hành phân tích phương sai và kiểm định LSD Khi nhiệt độ giảm xuống 40 o C hoặc tăng lên 55 o C, 60 o C thì hiệu suất thu được giảm thấp (lần lượt tương ứng 35,29±0,59%, 39,23±0,12%, 35,40±0,96%) so với hiệu suất ở các nhiệt độ 45 o C và 50 o C Khi ở nhiệt độ thích hợp, tốc độ phản ứng enzyme sẽ đạt cao nhất, enzyme thể hiện hoạt tính tốt nhất Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tối thích có thể làm enzyme giảm hoạt tính hoặc đình chỉ hoạt tính tạm thời và sẽ phục hồi khi đƣợc đƣa về nhiệt độ thích hợp Đây là một dạng biến tính thuận nghịch của enzyme ở điều kiện nhiệt độ thấp Ngƣợc lại, khi tăng nhiệt độ lên cao, cấu trúc protein enzyme bị thay đổi, enzyme bị biến tính và đây là biến tính không thuận nghịch Enzyme bị vô hoạt và không đƣợc phục hồi hoat tính khi trở về nhiệt độ tối thích Đây cũng là cơ sở của việc tiến hành vô hoạt enzyme sau khi thủy phân để đảm bảo tính chính xác của kết quả thủy phân [1] [9]

Dựa vào kết quả khảo sát thu đƣợc, chúng tôi quyết định chọn nhiệt độ 50 o C là giá trị tâm để thực hiện các thí nghiệm tiếp theo trên cả hai cơ chất là thịt quả và vỏ quả.

Kết quả thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả

Thí nghiệm đƣợc tiến hành với các thông số cố định là các kết quả đã có từ 4 thí nghiệm trước Khi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất khô, chúng tôi khảo sát với mẫu không xử lý enzyme (nồng độ enzyme 0%) để đánh giá sự hiệu quả của việc sử dụng enzyme trong việc trích ly chất khô trong nguyên liệu Kết quả khảo sát đƣợc thể hiện chi tiết ở hình 3.9 và hình 3.10

Hình 3 9: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến H (%) trên thịt quả

Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến H (%) trên vỏ quả

Ghi chú: Cơ sở đánh giá dựa vào kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD theo phụ lục B.9 và B.10

Hình 3.9 và hình 3.10 mô tả về sự thay đổi của hiệu suất thu hồi chất khô trên thịt quả và vỏ quả ở các nồng độ enzyme khác nhau (nồng độ enzyme tính trên chất khô) Theo nhƣ kết quả ở hình 3.9, khi không sử dụng enzyme để thủy phân, hiệu suất

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô (% )

Nồng độ enzyme trên chất khô (%v/w)

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % )

Nồng độ enzyme tính trên chất khô (%)

35 thu được khá thấp là 38,80±1,20%, tương tự kết quả trên vỏ cũng cho thấy hiệu suất thu hồi chất khô khi không sử dụng enzyme thủy phân là 22,87±0,57% Hiệu suất thấp là do các cellulose cấu tạo thành tế bào không đƣợc phá vỡ, các dịch bào không đƣợc giải phóng nên chất chiết thu đƣợc không nhiều Hiệu suất bắt đầu tăng khi có sử dụng enzyme kể cả với nồng độ thấp nhất (0,4% so với chất khô) khác biệt có ý nghĩa so với không sử dụng enzyme Hiệu suất ghi nhận đƣợc ở thịt quả với nồng độ enzyme 0,4% là 59,55±0,07%, trên vỏ quả là 34,62% tăng hơn 20% hiệu suất trên thịt và hơn 12% trên vỏ Kết quả chứng minh đƣợc việc sử dụng enzyme để nâng cao hiệu suất thu hồi chất khô là hoàn toàn có cơ sở Hiệu suất đƣợc tăng lên khi các nồng độ enzyme khảo sát tăng dần Ở nồng độ enzyme 0,6%, hiệu suất thu đƣợc trên thịt quả là 60,70±0,89% và dần đạt sự ổn định ở các tỉ lệ 0,8%, 1,0% và 1,2%, kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD cho thấy các giá trị hiệu suất ở các nồng độ enzyme 0,6%,

0,8%, 1,0% và 1,2% khác biệt không có ý nghĩa Tuy nhiên, ở thí nghiệm trên vỏ quả, sự ổn định chỉ có đƣợc kể từ nồng độ 0,8% trở đi khi kiểm định LSD cho thấy sự không khác biệt có ý nghĩa ở các nồng độ 0,8%, 1,0% và 1,2% Điều này cho thấy một sự ổn định trong hiệu suất thu hồi chất khô khi tăng dần nồng độ enzyme, nghĩa là khi tăng dần nồng độ enzyme đến một giá trị nào đó, hiệu suất không tiếp tục tăng mà duy trì không đổi Khi tốc độ phản ứng phụ thuộc vào nồng độ enzyme, việc tăng dần nồng độ enzyme làm cho sự tiếp xúc giữa enzyme và cơ chất ở mức độ cao, phức enzyme – cơ chất tạo thành nhiều và từ đó sản phẩm tạo ra nhiều, hiệu suất thủy phân cao Theo phương trình Michaelis Menten, khi vận tốc phản ứng đạt cực đại, nghĩa là lượng enzyme bổ sung đã kết hợp hoàn toàn với cơ chất để tạo phức enzyme – cơ chất, việc tăng nồng độ enzyme sẽ không làm tăng vận tốc phản ứng nữa (vì nồng độ cơ chất không tăng) mà vận tốc duy trì không đổi Đồ thị ở hình 3.9 và 3.10 cho thấy kết quả khảo sát đã mô tả đúng được ý nghĩa của phương trình Michaelis Menten [9]

Dựa vào kết quả khảo sát trên, chúng tối quyết định chọn nồng độ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân trên cả thịt quả và vỏ quả là 0,8% tính trên chất khô để tiết kiệm chi phí đầu tƣ enzyme Nồng độ 0,8% sẽ là cơ sở cho các thí nghiệm tiếp theo

Kết quả thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả

Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi chất khô từ thịt và vỏ quả đƣợc thể hiện ở hình 3.11 và hình 3.12

Hình 3.11: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu H (%)trên thịt quả

Hình 3.12: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến H (%) trên vỏ quả

Ghi chú: Cơ sở đánh giá dựa vào kết quả phân tích phương sai ANOVA và kiểm định LSD theo phụ lục B.11 và B.12

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô (% )

H iệ u su ất th u h ồ i c h ất kh ô H ( % )

Kết quả thí nghiệm 7: Tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân

Kết quả thí nghiệm đã thể hiện rõ sự phụ thuộc của hiệu suất thu hồi chất khô vào thời gian thủy phân Thí nghiệm trên thịt quả cho thấy, ở thời gian 30 phút, hiệu suất thu đƣợc là 53,61±0,58% nhƣng ngay sau đó hiệu suất tăng lên cao hơn khi thời gian đƣợc nâng lên 60 phút là 59,98±0,65% Hiệu suất tiếp tục tăng lên thành 62,42±0,13% ở thời gian 90 phút, tiếp theo đó thời gian đƣợc tăng lên 120 phút và 150 phút nhƣng hiệu suất ghi nhận không thay đổi đáng kể

Thí nghiệm trên thịt quả cũng cho thấy sự tương đồng với xu hướng hiển thị trên quá trình thủy phân thịt quả Hiệu suất là 35,44±1,18% đƣợc ghi nhận khi thủy phân ở thời gian 60 phút Có sự tăng dần hiệu suất từ 35,44±1,18% ở 60 phút lên

39,84±0,46% ở 120 phút và đƣợc kiểm định là khác biệt có ý nghĩa thống kê.Ở các thời gian dài hơn tiếp theo (150 phút và 180 phút), hiệu suất giữ ổn định và đƣợc kiểm định LSD cho kết quả không có sự khác biệt (hiệu suất tương đương 39,98±0,70% và

39,17±0,68%) Hiện tượng xảy ra tương tự trên cả thịt quả và vỏ quả cho thấy, enzyme cần thời gian để xúc tác phản ứng thủy phân Thời gian tăng hiệu suất tăng do enzyme có thời gian tiếp xúc và thủy phân cơ chất Tuy nhiên, khi ở một mốc thời gian thích hợp khi mà phản ứng thủy phân đã xảy ra gần nhƣ hoàn toàn, việc kéo dài thời gian phản ứng chỉ làm tăng không đáng kể hiệu suất thu hồi chất khô

Kết luận: Để tiết kiệm thời gian cho quá trình thủy phân đồng thời vẫn giữ đƣợc hiệu suất thu hồi chất khô cao, chúng tôi quyết định chọn thời gian thủy phân trên thịt quả là 90 phút và trên vỏ quả là 120 phút Hai giá trị tâm này sẽ là cơ sở cho các thí nghiệm tối ƣu hóa tiếp theo

3.8 Kết quả thí nghiệm 7: Tối ƣu hóa các điều kiện thủy phân

Dựa trên các yếu tố vừa tìm đƣợc trong các thí nghiệm tìm tâm ở trên, chúng tối tiến hành tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô H (%) gồm: pH, nhiệt độ thủy phân, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân

3.8.1 Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân trên thịt quả

Các giá trị tâm tìm đƣợc tại các thí nghiệm khảo sát : pH: 5.5

Thời gian: 90 phút Thí nghiệm tối ƣu hóa tiến hành trên 4 yếu tố với số điểm ở tâm là 7 gồm 31 thí nghiệm với kết quả thu đƣợc nhƣ sau:

Bảng 3.3: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo các điều kiện thủy phân (pH, nhiệt độ, nồng độ, thời gian) theo quy hoạch thực nghiệm

Mẫu pH Nhiệt độ( o C) Nồng độ enzyme (%) Thời gian (phút) H (%)

Bảng 3.4: Hệ số phương trình hồi quy

H (%) Coeff SC Std Err P Conf int(±)

Constant 63,7582 0,54036 5,92438e-025 1,14551 pH (x 1 ) -0,645761 0,291828 0,0417935 0,618646 nhi (x 2 ) 2,07451 0,291828 2,47807e-006 0,618646 non(x 3 ) 1,11676 0,291827 0,00148639 0,618646 tho(x 4 ) 1,32807 0,291828 0,000327272 0,618646 pH*pH(x 1 2 ) -1,42454 0,267351 6,79149e-005 0,566758 nhi*nhi(x 2 2 ) -1,35517 0,267351 0,000113926 0,566757 non*non(x 3 2 ) -1,19529 0,267351 0,000386132 0,566757 tho*tho(x 4 2 ) -1.06892 0,267351 0,00103599 0,566758 pH*nhi(x 1 x 2 ) -0,0835112 0,357414 0,818218 0,757684 pH*non(x 1 x 3 ) 0,380991 0,357414 0,302263 0,757684 pH*tho(x 1 x 4 ) -0,0473595 0,357414 0,896238 0,757684 nhi*non(x 2 x 3 ) -0,282736 0,357414 0,440479 0,757684 nhi*tho(x 2 x 4 ) 0,533114 0,357414 0,155261 0,757684 non*tho(x 3 x 4 ) 1,19761 0,357414 0,00406069 0,757684

Kết quả ở bảng 3.4 cho thấy hệ số biến thiên R 2 có đƣợc từ kết quả các hiệu suất ở bảng 3.3 là 0,916 > 0,8 và giá trị biến thiên ảo Q 2 là 0,531 > 0,5 chứng tỏ kết quả thí nghiệm là phù hợp khi tiến hành quy hoạch thực nghiệm bằng phần mềm Mode 5.0

Các biến có ảnh hưởng đến hàm mục tiêu H (%) là các biến có giá trị p < 0,05

Dựa vào bảng 3.4 ta thấy các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô là x1, x 2 , x 3 , x 4 , x 3 x 4 , x 1 2 , x 2 2 , x 3 2 , x 4 2 (p < 0,05) trong đó các biến x 2 , x 3 , x 4 , x 3 x 4 có ảnh hưởng dương, các biến x1, x 1 2 , x 2 2 , x 3 2 , x 4 2 có ảnh hưởng âm đến H (%), các biến còn lại không ảnh hưởng (p > 0,05) Phương trình hồi quy biểu diễn sự ảnh hưởng của các biến đến H (%) nhƣ sau:

40 x 2 = (Z 2 – 50)/5 x 3 = (Z 3 – 0,8)/0,2 x 4 = (Z 4 – 90)/30 Với Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 lần lƣợt là biến thực của các giá trị pH, nhiệt độ thủy phân, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân Ta có phương trình hồi quy theo biến thực:

3.8.2 Tối ưu hóa các điều kiện thủy phân trên vỏ quả

Các giá trị tâm tìm đƣợc tại các thí nghiệm khảo sát : pH: 5,5

Nhiệt độ: 50 o C Nồng độ enzyme: 0,8%

Bảng 3.5: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo các điều kiện thủy phân (pH, nhiệt độ, nồng độ, thời gian) theo quy hoạch thực nghiệm

Mẫu pH Nhiệt độ(oC) Nồng độ enzyme (%) Thời gian (phút) H (%)

Bảng 3.6: Hệ số phương trình hồi quy

H (%) Coeff SC Std Err P Conf int(±)

Constant 40,0395 0,500797 2,96908e-022 1,06164 pH (x 1 ) -2,68563 0,270461 3,02942e-008 0,573352 nhi (x 2 ) -0,800629 0,270461 0,00921211 0,573352 non(x 3 ) 0,685006 0,270461 0,022163 0,573352 tho(x 4 ) 0,900362 0,270461 0,00425152 0,573352 pH*pH(x 1 2 ) -0,855223 0,247776 0,00328251 0,525262 nhi*nhi(x 2 2 ) -1,0029 0,247776 0,000933816 0,525262 non*non(x 3 2 ) 0,0585535 0,247776 0,816187 0,525262 tho*tho(x 4 2 ) -0,440835 0,247776 0,0942142 0,525262 pH*nhi(x 1 x 2 ) -0,289956 0,331246 0,394335 0,70221 pH*non(x 1 x 3 ) 0,812697 0,331246 0,0259924 0,70221 pH*tho(x 1 x 4 ) 0,670521 0,331246 0,0599729 0,70221 nhi*non(x 2 x 3 ) -0,991306 0,331246 0,00861034 0,70221 nhi*tho(x 2 x 4 ) -0,900857 0,331246 0,0151509 0,70221 non*tho(x 3 x 4 ) -0,195355 0,331246 0,563589 0,70221

Từ bảng 3.6, ta thấy hệ số biến thiên R 2 có đƣợc là 0,919 > 0,8 và giá trị biến thiên ảo Q 2 là 0,626 > 0,5 thể hiện đƣợc kết quả thí nghiệm là phù hợp khi tiến hành quy hoạch thực nghiệm bằng phần mềm Mode 5.0

Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô là x1, x 2 , x 3 , x 4 , x 1 x 3 , x 2 x 3 , x 2 x 4 , x 1 2 , x 2 2 (p < 0,05) trong đó các biến x 3 , x 4 , x 1 x 3 có ảnh hưởng dương, các biến x 1 , x 2 , x 2 x 3 , x 2 x 4 , x 1 2 , x 2 2 có ảnh hưởng âm đến H (%), các biến còn lại không ảnh hưởng

(p > 0,05) Phương trình hồi quy biểu diễn sự ảnh hưởng của các biến đến H (%) như sau:

0,812697x 1 x 3 – 0,991306x 2 x 3 – 0,900857x 2 x 4 – 0,855223x 1 2 – 1,0029x 2 2 Trong đó: x 1 = (Z 1 – 5,5)/0,5 x 2 = (Z 2 – 50)/5 x 3 = (Z 3 – 0,8)/0,2 x 4 = (Z 4 – 120)/30 Với Z 1 , Z 2 , Z 3 , Z 4 lần lƣợt là biến thực của các giá trị pH, nhiệt độ thủy phân, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân Ta có phương trình hồi quy theo biến thực:

Kết quả thí nghiệm 8: Kiểm chứng H (%) dự đoán từ mô hình so với thực nghiệm

Sau khi có được phương trình hồi quy biểu diễn sự ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát đến hiệu suất thu hồi chất khô, phần mềm Mode 5.0 tiếp tục đƣa ra các giá trị tối ƣu của quá trình thủy phân đồng thời dự đoán kết quả H (%) khi kết hợp các điều kiện tối ƣu đó Các điều kiện thủy phân tối ƣu trên thịt quả và vỏ quả lần lƣợt đƣợc thể hiện trong bảng 3.7

Bảng 3.7: Các điều kiện thủy phân tối ƣu trên thịt quả và vỏ quả đƣợc xác định từ phần mềm Mode 5.0

Yếu tố ảnh hưởng Thịt quả Vỏ quả pH 5,42 5,23

Thời gian (phút) 120 149,99 Để kiểm chứng H (%) dự đoán từ các điều kiện thủy phân tối ƣu trên, chúng tôi tiến hành thực nghiệm các yếu tố ảnh hưởng với các điều kiện thủy phân đã chọn như trên, kết quả H (%) đƣợc biểu diễn trong bảng 3.8

Bảng 3.8: Kết quả kiểm chứng H (%) dự đoán từ phần mềm Mode 5.0

H (%) dự đoán H (%) thực nghiệm H (%) dự đoán H (%) thực nghiệm

Kết quả thu đƣợc khi thực nghiệm tính chính xác của giá trị dự đoán từ Mode 5.0 cho thấy, các giá trị H (%) thực nghiệm trên cả thịt quả và vỏ quả đều không có sự khác biệt về mặt thống kê với mức ý nghĩa α = 0,05 so với giá trị H (%) dự đoán Cụ thể giá trị thu đƣợc trên thịt quả là 66,08 ± 0,17% không khác biệt so với giá trị dự đoán 66,0645% và giá trị thực nghiệm trên vỏ quả là 42,27 ± 0,71% cũng không cho thấy sự khác biệt có ý nghĩa Kết quả thực nghiệm đã chứng minh đƣợc sự chính xác của quá trình tối ƣu hóa bằng phần mềm Mode 5.0 Nhƣ vậy, quá trình tối ƣu hóa với các thông số nhƣ phần mềm Mode 5.0 thể hiện đã giúp tăng hiệu suất thu hồi chất khô trên thịt quả lên hơn 66% và trên vỏ quả lên hơn 42%

Kết quả thí nghiệm 9: Phối chế dịch vỏ và thịt quả sau khi tối ƣu

Sau khi có kết quả tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân thịt quả và vỏ quả,chúng tối tiến hành thí nghiệm phối chế hai dịch thủy phân với các tỉ lệ khác nhau để chọn ra tỉ lệ thích hợp cho các thí nghiệm tiếp theo

Sau khi tiến hành phép thử ưu tiên so hàng với 4 mẫu thí nghiệm trên 22 người thử, chúng tôi có bảng kết quả nhƣ trong bảng 3.9

Bảng 3.9: Kết quả của phép thử ƣu tiên so hàng trên 4 mẫu thí nghiệm

Tỉ lệ thịt quả/ vỏ quả

Nhóm ý nghĩa ab ab ac c

Theo bảng Basker ta biết đƣợc giá trị tới hạn của sự khác biệt giữa các tổng thứ hạng, p = 0,05, cho 22 người đánh giá trên 4 sản phẩm bằng phép thử ưu tiên so hàng có giá trị khác biệt là 22 [2] Nghĩa là các mẫu sẽ có sự khác biệt có ý nghĩa khi mà giá trị tổng hạng giữa chúng chênh lệch lớn hơn giá trị tới hạn đƣợc tra trong bảng Basker (cụ thể ở thí nghiệm này là 22) Các giá trị có cũng mẫu tự ở nhóm ý nghĩa là các mẫu

44 không có sự khác biệt với mức ý nghĩa 0,05 Mẫu đƣợc ƣu tiên nhất là mẫu có tổng hạng thấp nhất Trong thí nghiệm này mẫu có tổng hạng thấp nhất là mẫu phối chế dịch thịt quả + 5% dịch vỏ quả với tổng hạng là 37 Các mẫu phối chế dịch thịt quả + 10% dịch vỏ quả và mẫu 100% vỏ quả không nhận được sự đánh giá cao từ các người thử và lần lƣợt có tổng hạng là 61 và 78

Dựa vào kết quả thí nghiệm, chúng tôi quyết định chọn tỉ lệ phối chế là dịch thịt quả + 5% dịch vỏ quả làm dịch quả cuối cùng để sấy phun tạo sản phẩm bột bí đao.

Kết quả thí nghiệm 10: Đánh giá chất lƣợng sản phẩm sấy phun và sự biến đổi của một số hợp chất chống oxy hóa trong sản phẩm

3.11.1 Phân tích một số thành phần hóa học trong sản phẩm

Dịch quả bí đao sau khi phối chế đƣợc cô quay về hàm lƣợng chất khô 6,6%, thể tích thu đƣợc sau cô quay là 1,7l Maltodextrin đƣợc bổ sung với lƣợng 300g để tăng hàm lƣợng chất khô lên 20,1% để chuẩn bị cho sấy phun Quá trình sấy phun đƣợc thực hiện ở 160 o C, áp lực 3 bar Trong quá trình sấy sản phẩm ra đều, ít dính vào thiết bị Bột bí đao thu đƣợc có dạng hạt mịn, màu ngà vàng, mùi thơm đặc trƣng của bí Kết quả phân tích các thành phần hóa học trong sản phẩm đƣợc thể hiện chi tiết trong bảng 3.10

Bảng 3.10: Một số thành phần hóa học trong sản phẩm bột bí đao

Thành phần Đơn vị Kết quả

Năng lƣợng Kcal 358 Độ ẩm % 7,7 ± 0,26

Kết quả phân tích thành phần dinh dƣỡng của sản phẩm bột bí đao cho thấy đây là một sản phẩm giàu năng lƣợng với lƣợng calo cung cấp trên 100g sản phẩm là 358kcal Ngoài ra sản phẩm còn giàu carbohydrate với 85,2%, ngoài ra còn có protein

45 và các khoáng chất nhƣ Canxi, Magie Lipid và xơ thô hoàn toàn không tìm thấy trong sản phẩm giúp sản phẩm tránh đƣợc các phản ứng oxy hóa chất béo gây hƣ hỏng

3.11.2 Kết quả phân tích hàm lượng phenolic từ nguyên liệu đến sản phẩm

Chúng tôi tiến hành đánh giá sự thay đổi hàm lƣợng phenolic bắt đầu từ nguyên liệu (thịt quả và vỏ quả) đến dịch thủy phân sau khi đã tối ƣu hóa (thịt quả và vỏ quả), dịch phối chế chuẩn bị cho sấy phun (dịch thịt quả + 5% dịch vỏ quả) và sản phẩm bột bí đao Kết quả phân tích đƣợc biểu diễn ở hình 3.13

Hình 3.13: Kết quả phân tích hàm lƣợng phenolic từ nguyên liệu đến sản phẩm

Kết quả phân tích hàm lƣợng phenolic ở hình 3.13 cho thấy sự thay đổi hàm lƣợng phenolic từ nguyên liệu đến sản phẩm Vỏ quả có hàm lƣợng phenolic rất cao với 30,15±0,05mgGAE/g nguyên liệu và giảm xuống còn 17,76±0,1mgGAE/g sau khi thủy phân Hàm lƣợng phenolic trên thịt quả cũng giảm từ 12,75±0,85mgGAE/g xuống 9,09±0,03mgGAE/g sau khi thủy phân Kết quả khảo sát của Wan và công sự trên quả (bao gồm cả vỏ và thịt quả) cho kết quả trên nguyên liệu tươi là

26,6±1,5mgGAE/g [38] Khi đƣợc phối chế 5% dịch vỏ quả vào thịt quả thì lƣợng phenolic trong dịch quả lúc này là 9,72±0,54mgGAE/g và sau khi thủy phân lƣợng phenolic trong sản phẩm là 5,78±0.01 mgGAE/g Lƣợng phenolic bị mất từ nguyên

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 thịt quả vỏ quả dịch thủy phân thịt quả dịch thủy phân vỏ quả dịch phối chế bột bí đao

Hàm lư ợ n g p h e n o lic t rê n 1g n gu yê n li ệ u t ư ơ i (m gGAE/ g)

46 liệu đến sản phẩm là do các quá trình có sử dụng nhiệt nhƣ vô hoạt enzyme và công đoạn sấy phun Tác dụng nhiệt làm giảm bớt hàm lƣợng phenolic trong sản phẩm

3.11.3 Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH và ABTS từ nguyên liệu đến sản phẩm

Hình 3.14: Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH từ nguyên liệu đến sản phẩm

Kết quả phân tích cho thấy thịt quả và vỏ quả có hoạt tính chống oxy hóa trong 100g nguyên liệu lần lƣợt là 219,45±7,77mg TEAC và 235,88±4.14 mgTEAC Sau khi thủy phân hoạt tính giảm xuống còn 147,81±3,01 mgTEAC ở thịt quả và 165,99±1,37 mgTEAC ở vỏ quả Dịch thịt quả sau đó nhờ bổ sung thêm 5% dịch vỏ quả nên hoạt tính đƣợc tăng từ 147,81±3,01 mgTEAC lên 151,75±3,01 mgTEAC Sau khi sấy phun hoạt tính giảm nhẹ còn 140,55±7,01 mgTEAC

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 thịt quả vỏ quả dịch thủy phân thịt quả dịch thủy phân vỏ quả dịch phối chế bột bí đao

H o ạt tính c h ố n g o xy h ó a th e o D PP H (m gTE A C/ 100g )

Hình 3.15: Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS từ nguyên liệu đến sản phẩm

Hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS của nhìn chung tương đối cao hơn hoạt tính theo DPPH Ở thịt quả, hoạt tính xác định đƣợc là 298,25±3,01 mgTEAC và giảm còn 195,43±7,46 mgTEAC sau khi thủy phân Hoạt tính cũng giảm ở vỏ từ

352,30±10,77 mgTEAC còn 255.59±10,68 mgTEAC sau thủy phân Hoạt tính xác định trên dịch phối chế thịt quả + 5% vỏ quả là 219,87±8,61 mgTEAC và sau khi sấy phun hoạt tính đạt giá trị 149,58±4,07 mgTEAC

0.00 50.00 100.00 150.00 200.00 250.00 300.00 350.00 400.00 thịt quả vỏ quả dịch thủy phân thịt quả dịch thủy phân vỏ quả dịch phối chế bột bí đao

H o ath t ín h c h ố n g o xy h ó a t h e o A B TS (m gTE A C)

Ngày đăng: 10/09/2024, 10:51

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.3: Hoạt tính khác nhau của enzyme pectinase khi đƣợc phân lập bởi các chủng - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 1.3 Hoạt tính khác nhau của enzyme pectinase khi đƣợc phân lập bởi các chủng (Trang 25)
Hình 1.5: Hoạt tính khác nhau của cellulase khi đƣợc phân lập bởi các chủng khác - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 1.5 Hoạt tính khác nhau của cellulase khi đƣợc phân lập bởi các chủng khác (Trang 27)
Hình 1.6: nhiệt độ và pH tối ƣu của cellulase sản xuất bởi Trichoderma reesei S542 - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 1.6 nhiệt độ và pH tối ƣu của cellulase sản xuất bởi Trichoderma reesei S542 (Trang 28)
Bảng 2.2: Bảng quy hoạch thực nghiệm 4 yếu tố - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 2.2 Bảng quy hoạch thực nghiệm 4 yếu tố (Trang 35)
Bảng 2.1: Giá trị ở tâm và bước nhảy trong thí nghiệm tối ưu hóa - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 2.1 Giá trị ở tâm và bước nhảy trong thí nghiệm tối ưu hóa (Trang 35)
Bảng 2.3: Tỉ lệ phối chế dịch vỏ quả vào thịt quả (% so với dịch từ thịt quả) - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 2.3 Tỉ lệ phối chế dịch vỏ quả vào thịt quả (% so với dịch từ thịt quả) (Trang 37)
Bảng 3.1: Một số thành phần dinh dƣỡng cơ bản trong nguyên liệu - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 3.1 Một số thành phần dinh dƣỡng cơ bản trong nguyên liệu (Trang 39)
Hình 3.1: Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng thịt quả/nước đến H(%) - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ pha loãng thịt quả/nước đến H(%) (Trang 40)
Bảng 3.2: Tỉ lệ thành phần thịt và vỏ trong bí đao - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 3.2 Tỉ lệ thành phần thịt và vỏ trong bí đao (Trang 40)
Hình 3.3: Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme đến H (%) trên thịt quả - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.3 Ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme đến H (%) trên thịt quả (Trang 42)
Hình 3.5: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô trên thịt quả H (%) - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.5 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô trên thịt quả H (%) (Trang 44)
Hình 3.7: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%)trên thịt quả - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%)trên thịt quả (Trang 46)
Hình 3.8: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%) trên vỏ quả - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến H (%) trên vỏ quả (Trang 46)
Hình 3. 9: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến H (%) trên thịt quả - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3. 9: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến H (%) trên thịt quả (Trang 48)
Hình 3.10: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến H (%) trên vỏ quả - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.10 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến H (%) trên vỏ quả (Trang 48)
Hình 3.11: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu H (%)trên thịt quả - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.11 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hiệu H (%)trên thịt quả (Trang 50)
Bảng 3.3: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo các điều kiện thủy phân (pH, nhiệt - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 3.3 Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo các điều kiện thủy phân (pH, nhiệt (Trang 52)
Bảng 3.7: Các điều kiện thủy phân tối ƣu trên thịt quả và vỏ quả đƣợc xác định từ phần - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 3.7 Các điều kiện thủy phân tối ƣu trên thịt quả và vỏ quả đƣợc xác định từ phần (Trang 56)
Bảng 3.9: Kết quả của phép thử ƣu tiên so hàng trên 4 mẫu thí nghiệm - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Bảng 3.9 Kết quả của phép thử ƣu tiên so hàng trên 4 mẫu thí nghiệm (Trang 57)
Hình 3.13: Kết quả phân tích hàm lƣợng phenolic từ nguyên liệu đến sản phẩm - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.13 Kết quả phân tích hàm lƣợng phenolic từ nguyên liệu đến sản phẩm (Trang 59)
Hình 3.14: Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH từ nguyên liệu đến - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.14 Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH từ nguyên liệu đến (Trang 60)
Hình 3.15: Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS từ nguyên liệu đến - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình 3.15 Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS từ nguyên liệu đến (Trang 61)
Hình phụ lục A.1: Đường chuẩn acid gallic - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình ph ụ lục A.1: Đường chuẩn acid gallic (Trang 69)
Bảng A.2: Các bước xây dựng đường chuẩn trolox cho DPPH  Nồng độ dung dịch trolox chuẩn (àM)  0  100  200  300  400  500  600  700 - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
ng A.2: Các bước xây dựng đường chuẩn trolox cho DPPH Nồng độ dung dịch trolox chuẩn (àM) 0 100 200 300 400 500 600 700 (Trang 70)
Hình phụ lục A.3: Đường chuẩn trolox cho ABTS - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
Hình ph ụ lục A.3: Đường chuẩn trolox cho ABTS (Trang 72)
Bảng B.3: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%)  theo pH - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
ng B.3: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo pH (Trang 78)
Bảng B.5: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo nồng độ enzyme (tính trên chất khô - Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nâng cao hiệu suất trích ly dịch quả bí đao bằng phương pháp Enzyme (Benincasa hispida)
ng B.5: Hiệu suất thu hồi chất khô H (%) theo nồng độ enzyme (tính trên chất khô (Trang 81)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN