Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quy trình sản xuất bột dứa hòa tan

Nội dung nghiên cứu: o Khảo sát ty lệ các thành phan của quả;© Khảo sát các thông số chỉ tiêu của thịt dứa: độ âm, vitamin Co_ Khảo sát các chỉ tiêu của dịch dứa tươi: đường tổng, đường

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Trang 2

TRUONG ĐẠI HỌC BACH KHOA - DHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: TS Ngô Đại Nghiệp

- - -.-Cán bộ cham nhận xét 1: PGS.TS Đồng Thị Thanh Thu Cán bộ chấm nhận xét 2: TS Huỳnh Ngọc Oanh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Dai học Bách Khoa, DHQG Tp.HCM

ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRUONG KHOA KY THUẬT HOA HỌC

HVTH: Nguyén Thi Ngoc Thuy GVHD: TS Ngô Đại Nghiệp

Trang 3

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM CONG HOA XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIET NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập — Tự do — Hanh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Nguyễn Thị Ngọc Thuý MSHV: 11110218

Ngày, tháng, năm sinh: 08/11/1987 Nơi sinh: Tp.HCM

Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm va đồ uống Mã số: 605402

I TÊN DE TÀI: Nghiên cứu quy trình sản xuất bột dứa hoà tanNHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nghiên cứu quy trình sản xuất sản phẩm bột dứa chứa các chất có lợi cho sức khỏe,đặc biệt là giữ được enzyme bromelain và chứa xơ tiêu hóa sinh học có giá tri sinh học cao.

Nội dung nghiên cứu:

o Khảo sát ty lệ các thành phan của quả;© Khảo sát các thông số chỉ tiêu của thịt dứa: độ âm, vitamin Co_ Khảo sát các chỉ tiêu của dịch dứa tươi: đường tổng, đường khử, vitamin C,

hoạt tính bromelain, protein, pH, độ Bx;

o Khảo sát hoạt tính bromelain của dịch dứa sau khi điều chỉnh pH:o Khao sát chế độ say phun: nông độ chất khô của dịch dứa trước khi say,

nhiệt độ đầu vào của tác nhân gia nhiệt, lưu lượng nhập liệu, áp lực khí nén;o Khảo sát tỷ lệ phối trộn đường Chitosan oligosaccharide với dịch dứa trước

khi say: tính kháng oxy hoá, đường tổng, đường khử;

o Khảo sát đánh giá mức độ ưa thích đối với sản phẩm.NGÀY GIAO NHIỆM VU: 21/01/2013

Il NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 21/06/2013Ill CÁN BỘ HƯỚNG DAN: TS Ngô Đại Nghiệp

Tp.HCM, ngày tháng năm 2013CÁN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TS Ngô Đại Nghiệp

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HOÁ HỌC

HVTH: Nguyễn Thị Ngọc Thuý GVHD: TS Ngô Đại Nghiệp

Trang 4

Trong suốt thời gian thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giúp đỡ rấtnhiều từ phía quý Thầy Cô ở khoa Công nghệ Thực phẩm, trường Đại học Kỹ ThuậtCông Nghệ Tp.HCM, quý thầy cô ở Bộ Môn Công nghệ Thực Phẩm khoa Kỹ Thuật

Hóa học trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM va ban bè ở Bộ môn Sinh hóa KhoaSinh học trường Đại học Khoa học Tự nhiên Tp.HCM.

Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sac đến TS Ngô Đại Nghiệp, ngườiđã nhiệt tình truyền đạt, hướng dẫn và tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn

Trang 5

Nghiên cứu quy trình sản xuất bột dứa hoà tan chứa các chất có lợi cho sức

khỏe, đặc biệt là giữ được enzyme bromelain và chứa xơ tiêu hóa sinh học có giá tri

sinh học cao, đồng thời góp phần làm đa dạng hóa và nâng cao giá trị dinh dưỡngcho sản phẩm đồ uống tại Việt Nam là lý do chúng tôi thực hiện nghiên cứu này

Nghiên cứu đã đưa ra được các thông số tối ưu cho quá trình say phun: nồngđộ chất khô của dịch dứa sau khi pha loãng là 8% và sau khi phối trộn vớimaltodextrin trước khi sấy là 20%, nhiệt độ đầu vào của tác nhân sấy là 150°C, lưu

lượng nhập liệu là 0,0063lít/phút, áp lực khí nén 4,0bar ứng với pH dịch dứa trước

khi sấy là 4,0 Hiệu suất thu hồi chất khô cho quá trình sấy là 45,07% Bột dứa thuđược sau khi say dat 248,62ppm vitamin C; 1,95 (Nx6,25) % protein; hoat tinhbromelain 34519,23UI/mg; ham lượng đường khử va đường tong lần lượt là 12,6%và 66,3%; độ am bột dứa là 4,03%; sản phẩm có khả năng kháng oxy hóa đạt

67,04%.

Từ khóa: bột dứa, bromelain, chitosan oligosaccharide, Ananas comosus, say phun,xơ tiêu hóa sinh học.

SUMMARYStudy on producing pineapple soluble powder including some helpfulnutritional substances for your health, specialy to keep bromelain and have higherbiology investigated fiber, and to make diversify and increase nutritional valuemore than for Vietnam beverage products are the reasons we did in this research.

The best value of spraying dryer are followed as the dry matter concentrationof pineapple solution after diluting is 8% and after mixing with maltodextrin before

drying is 20%, the inlet temperature of the drying agent is at 150°C, the input flow

is 0,0083liters/min, the compressed air pressure is 4,0bar with pH value beforedrying is 4,0 The recovery of dry matter for the drying process is 45,07%.Pineapple powder is obtained was 248,62ppm vitamin C; 1,95 (Nx6,25) % protein;the bromelain’s activity is 34519,23UI/mg; the reducing sugar content and total

Trang 6

Keywords: pineapple powder, bromelain, chitosan oligosaccharide, Ananascomosus, spray drying, biology investigated fiber.

Trang 7

LỜI CAM ĐOAN

Công trình nghiên cứu dé tài luận văn này do chính tôi thực hiện, tôi camđoan không sao chép bất kỳ dữ liệu nào từ các công trình nghiên cứu khác Nội

dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đăng tải trên cáctác phâm, tạp chí và các trang web theo danh mục tài liệu của luận văn.

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Ngọc Thuý

Trang 8

10/9000 8

DANH MUC HÏNH G- s66 S5 519191 1 E91 91 9195 511191 1 1 E111 111v ni 13DANH MỤC BẢNG - G111 121 1 5111915191 9 91110101 11010111191 H1 nen: l6DANH MỤC TỪ VIET TẮTT SE SE SE E9 318v 311126 3118 xnxx: 20®:10190)10510.006710070777 21Ă.m.› 8 211.2 Cơ sở khoa học, tính thực tiễn, ý nghĩa của để tài Sáo con srseseeeeo 221.3 Mục tiêu của dé tài c- Set 1 n2 1 121111121211 11 2111.110101 1111 2214 Gidi co co na 23CHƯƠNG 2: TONG QUAN <-<<-< << sesse<e Error! Bookmark not defined.2.1 Tổng quan về nguyên liệu đứa - ¿+ 2+2 E+S2 E2 SE +E£E+ESESEE£E£ErEeErrerkrerree 242.1.1 Nguồn gỐc -L-E- S12 1 1 151 52111115111111111111111101 011110101110 1d 24

2.1.2.1 Phân loại theo khoa học + + + 111111 1111111111111 x6 24

2.1.2.2 Phân loại theo giỐng -¿- - E1 SE SE2E 151511 1212151211111 ecxrk.242.1.3 Thanh phần dinh dưỡng ¿2 - 2 + 2 SE SE£E+E#EEEE£E£E+EEEEErErErkerersred 26"Noo an a1 282.1.5 Điều kiện sinh trưởng + ¿+ + S2 SE SE£E+E2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErErrkrkred 292.1.6 Giá trị của dứa đối với sức khoẻ Con người - 2 25s s5s+s+sz£scscs¿ 302.2 Tong quan về brommelain - + ¿6 + 2 2 +E+E£E+E£EEEE£E£E#EEEEEEEEEEEEEEEEErxrkrree 30

2.2.1 GiGi thiệu brorneÌa1rn - 5 2 233 333333333333333333333388881 13111113111 xe 31

2.2.2 Tinh chat vật lí của bromelain - 6s + xxx E32 EeEsEeEeksesersesed 31

Trang 9

2.2.3 Tính chất hoá học của bromelain - + + + + +Ek+k+k+E+E+x xxx vverree 322.2.3.1 Cấu tạo hoá học -c- - scst E15 911111111111 11 111111011511 11 1x gkrki 322.2.3.2 Cau trúc không gian của bromelain - 2252 2+s+cs+xezszxecs2 33

2.2.4 Hoạt tính của bromelaIn - << - 3333311111111 1 1111111111111 x2 33

2.2.4.1 Hoạt tính phân giải - ng ngờ 33

2.2.4.2 Các yếu tô ảnh hưởng đến hoạt tính bromelain - - 2 55552 342.3 Tổng quan về Chitosan oligosaccharide - ¿+5 + +2 ££+x+xz£zzzzxzxreee 362.3.1 Timh Chat 362.3.2 Ứng dụng cicccccccccccccscscsscscscscsssscsescscsssscscscscsssscsesescsssssssscscsssssesscssesseeeees 362A Kỹ thuật say phun c- E1 S213 1512 111211151311 11 1111111151111 1111111111 re 3624.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình sấy phun - ¿5-5-5 +5 2£2££££+ezzersced 36242 Các biến đôi của nguyên liệu trong quá trình sấy - - + 555552 382.4.3 Thiết bị sấy phun ¿-c-EE S213 191515 121215151511 11 171115111111 T 39244 Các giai đoạn của quá trình sy phun . 5- 5-5252 552scc+eszcrsce¿ 4224.5 Các yếu tổ ảnh hưởng tới quá trình sấy - + 5252 52s+£+£s£scscs¿ 42

2.5 Các công trình nghiên cứu trước đây Ă SH re, 43

2.5.1 Nghiên cứu vé thành phần hoá học của dứa - 5-5 +c+cs£eczcee: 432.5.2 Những nghiên cứu về kỹ thuật sấy phun trong công nghệ chế biến các sảnphẩm từ rau quả ¿ - 5 256262139 2 52121 1511511 1111511115 1111111111111 1105111111 gy643

2.5.2.1 Say phun bột cà chua: Hoàn nguyên các đặc tinh và mau sắc 442.5.2.2 Say phun bột dứa có bố sung Maltodextrin - ¿5-55 s+s+s+s+s+ss2 442.5.3 Những nghiên cứu về Chitosan va Chitosan oligosaccharide 45

2.5.3.1 Tinh năng cua Chitin va Chitosan cc eeessscceceeeeeseeeneeeeeeeeeesneeeeeeees 45

2.5.3.2 Sản phẩm thủy phân bang enzyme và hoạt tính sinh hoc của chitosan

Trang 10

oligosaccharide (COS) nọ và 45

2.5.3.3 Tác động vi bao của Chitooligosaccharide lên tính chất vật lý, cảm

QUAN CUA STA oo .44 46

2.5.3.4.Điều chế của qua trình chuyển hóa lipid bởi hỗn hợp của protamine vachitooligosaccharide qua lipase tụy hoạt động ức chế trong một mô hình chuột 2.5.4 Những nghiên cứu về Bromelain - + - - 2 + 2+2 +E£E+Ee£e£E£Erteeerrsred 462.5.4.1 Tác động của nhiệt độ lên tính bền nhiệt của Bromelain từ giống dứa

2.5.4.2 Hoạt tính Bromelain và tiềm năng như một tác nhân chống ung thu:Bang chứng và quan điểm hiện tại + + 2 55 E222 £E£E+EzEEErErEreererered 462.5.4.3 Tính bên nhiệt của bromelain tự do và phức bromelain — polyphenol

trONG NUGC EP MUA 0 010ẼẺẼẺ - 49

2.5.4.4 Ứng dung trong điều tri của Protease dứa (Bromelain) - 49CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU -.5 cs<ssesscsss 50

3.1 Nguyên liệu và phương pháp nghiÊn CỨU - (<< <5 1 1S he eeeg 50

3.1.1 Sơ đồ nghiên CỨU E552 S21 1 E5 E1 311512151111 1111111 1111111111 ck.50

3.1.2 Nguyên lIỆU - Gv rre 51

3.1.3 Dung cụ, thiết bị và hóa chất ¿5 5E SE SEEE E2 EEEEEEEkrkrrerkred 513.1.3.1 Dụng cu, thiẾt bị - + c5 S121 1 151111111121 5 1111011111111 11 cty 513.1.3.2 HOa nh 51

3.1.4 Phương pháp nghiÊn CỨU GĂ G0001 ng re 52

3.1.4.1 Phương pháp phân tich - - << +1 1199991011 11 v1 ng.52

3.1.4.2 Phương pháp xử lý số liệu: xử lý ANOVA bang phần mềm Stagraphic

Trang 11

3.2 Nội dung nghiÊn CỨU G9001 re 126

3.2.1 Quy trình sản xuất dự kiẾn - 2 2525621 E*E2EEEEEEEEEE E1 EEErrrrrred 1263.2.2 Thuyết minh quy trình công nghỆ - + 2 2 255 2 £2££+££E+£z££zzx2 128

3.2.3 Nội dung nghiÊn CỨU - c0 re 131

3.2.3.1 Khảo sát tỉ lệ các phần của quả đứa - - 2 2 2 s+s+s+cscscscs¿ 1313.2.3.2 Khảo sát các thông số của thịt đứa ¿-¿- c2 +c+czcecxreeesrersred 1313.2.3.3 Khảo sát các thông số của dịch dứa ¿ ¿255 s+s+x+x+k+xrxexeescee 1313.2.3.4 Khảo sát hoạt tính bromelain sau khi điều chỉnh pH dịch dứa 1313.2.3.5 Khảo sát chế độ sấy phun c.cccccccccccscssesescsescscsssscsesssssssesessssseeees 1323.2.3.6 Đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng -5- 134CHƯƠNG 4: KET QUA VA BAN LUẬNN <-5-5 << <cscsesesesesssseseee 1354.1 Khảo sát tỷ lệ các phần của quả dita -¿-¿- + c2 2 22E£E+E+Es£zererrsree 1354.2 Khảo sát thông số của thịt dita 5-52 522221 3 SE EEEEEEEEEE EEkrrrreeg 135

4.3 Khảo sát các chỉ tiêu của dịch đứa << cSSSS S315 re 136

44 Khảo sát ảnh hưởng của pH lên hoạt tính bromelain - -««<- 137

4.5 Khảo sát chế độ sấy phun - + 2 6E EE2ESE SE E239 E1 1212151511 5112111 ee, 1394.5.1 Khao sát sự ảnh hưởng của nông độ chất khô đến chế độ sấy phun 139

4.5.2 Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đâu vào của tác nhân sây đên chê độ

4.5.3 Khảo sát sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến chế độ sây phun 654.5.4 Khảo sát sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến chế độ sấy phun 1744.6 Khảo sát tý lệ phối trộn dung dịch Chitosan oligosaccharide (COS) vào dichdứa trước khi SấẤy - + +51 1 S3 1 1115111111 111111 111101117111 110101 11.01111111 rkg 1844-7 Phân tích sản phẩm - + ¿6E + SE SE2E£E9EEEEEEEEE5E3E1 1511111115111 11 e 189

Trang 12

4.7.1 Kết quả phân tích cảm quan đánh giá mức độ ưa thích của người tiêu dùng

¬ 189

4.7.1.1 Mô tả san phẩm thí nghiém: occ eeeseeesessscsesesesssesseseseens 189

4.7.1.2 Lượng mẫu: - - E56 E151 1 1E 51511111 115 11151515 1111111 re 189

4:7.1.3 Người thử: icc cccccccscscscscsscscscsscscscsscscscsscscsvsssssscsesscscsssscessnsscenesees 189

4.7.2 Kết QUaciccccccccccccccccccscscscsescscsssscscscscsssscscssscsssscscscscscssssssesssssssscscssscsessseess 1894.8 Kết quả phân tích chi tiêu vi sinh eeesesssesescscssssesessesseseeseseeeeen 1894.9 Kết qua phân tích chỉ tiêu hóa LY ccecccecesceeeseseeessesescesssssesesessseseeseseeteen 190CHƯƠNG 5: KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, 5-5- 5-55 ssesssssssss<e 191TÀI LIEU THAM KHAO <5 s° S2 s29 s2 se esesse 122PHU LUC 1 - KET QUA PHAN TÍCH ANOVA - 5< 5 ss<<sesscse 125PHU LUC 2 - MAU PHIẾU DANH GIÁ CAM QUAN 5-<< 172PHU LUC 3 - KET QUA DANH GIÁ CAM QUAN <-5-<-sc<2 173PHU LUC 4 - CÁC PHƯƠNG PHAP PHAN TICH 5-5 «- 175PHU LUC 5 - DO THI DUONG CHUAN < 5-55 s5 se se Sscscseseseses 185PHU LUC 6 - MOT SO HÌNH ANH - 5s 5 s2 sessssesseesesse 187PHIẾU KET QUÁ THU NGHIỆM CHỈ TIỂU VI SINH

PHIẾU KET QUA THU NGHIỆM CHỈ TIỂU HOA LÝ

Trang 13

DANH MUC HINHHình 2.1 Các giống dứa . - ¿6E S221 39 12121511 212111 2111111111111 11.1 cyyeU 26Hình 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất bột dứa dự kiến - ¿5 c2 2cs+scc+2 55Hình 3.2 Sơ d6 quy trình lẫy dịch đứa tươi ¿5-5 2 22s £xctvrceererererreee 59Hình 3.3 Sơ đồ quy trình điều chỉnh pH dịch dứa 2-55-5- +2 2£s+szs+2 60Hình 4.1 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của sự thay đổi pH lên hoạt tính bromelain66Hình 4.2 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô lên hoạt tínhbromelain của dich dứa hoạt nguyên sau khi sấy - + +2 5+ s+s+x+escxcxee 68Hình 4.3 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chat khô lên hàm lượng vitaminC của dịch dứa hoạt nguyên sau khi sấy - ¿25 52 Ss+E+EE£E+EvEcxvxerererreee 70Hình 4.4 Biéu đỗ biểu diễn ảnh hưởng của nông độ chất khô lên hàm lượng proteincủa dich dứa hoạt nguyên sau khi sấy ¿+ + 5222 ‡E‡EvEEEEeEerxrkrkrrererreee 72Hình 4.5 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nông độ chất khô lên hàm lượng đườngkhử của dịch dứa hoạt nguyên sau khi sấyy ¿+ + 5222 cxvxerxrxrrrrererreee 74Hình 4.6 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nông độ chất khô lên hàm lượng đườngtong của dịch dứa hoạt nguyên sau khi SAY ¿5-5 52 s2 x+xeEcxrverererreee 76Hình 4.7 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nông độ chất khô lên hiệu suất thu hồichất khô bột dứa sau khi SAY -¿- E2 2212121 1512111121 11511511 1111111111111 xe 78Hình 4.8 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chat khô lên vận tốc bay hơi âmtrong quá trình SẤy - ¿+ + 2E SE2E9EEE 2393212191511 2111 1513211111111 1111111 1 80Hình 4.9 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ chất khô lên độ am của bột dứa

Hình 4.10 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân sấy lênhoạt tính bromelain của dich dứa hoàn nguyên sau khi sấy - +: 84

Hình 4.11 Biêu đỗ biêu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ dau vào của tác nhân say lên

Trang 14

hàm lượng vitamin C của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - - 85

Hình 4.12 Biêu đồ biêu dién anh hưởng của nhiệt độ dau vào của tác nhân say lên

hàm lượng protein của dich dứa hoàn nguyên sau khi sấy . - - 86

Hình 4.13 Biêu đỗ biêu diễn anh hưởng của nhiệt độ dau vào của tác nhân say lên

hàm lượng đường khử của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - 88

hàm lượng đường tổng của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - 89

hiệu suất thu hồi chất khô bột dita sau sấy - + 2 252522222 £E£EcEzErrxrerree 90Hình 4.16 D6 thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân say lên độ

âm của bột dứa SAU SÂy nọ nọ và 9]

Hình 4.17 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân sấy lênvận tốc bay hơi âm trong quá trình SAy -¿-¿- 52 2562 SE‡E+EE£EEeErkrkerererreee 92Hình 4.18 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên hoạt tínhbromelain của dich dứa hoàn nguyên sau khi sấy - 22552 +cs+escscscsee 94Hình 4.19 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên hàm lượngvitamin C của dịch dứa hoàn nguyên sau khi SAY +55 +52 cs+c+cscscsee 95Hình 4.20 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên hàm lượngprotein của dich dứa hoàn nguyên sau khi sấy +5 55+ 2s+sS+cs+xeeezxcxee 96Hình 4.21 Biéu đồ biểu diễn anh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên ham lượngđường khử của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy 5-5- 2555525255552 97Hình 4.22 Biéu đồ biểu diễn anh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên ham lượngđường tong của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - 225252 s+s+ssscse2 98Hình 4.23 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên hiệu suất thuhôi chất khô bột dứa sau khi sấy phun - ¿2-5 52522252 ‡E+E+EE£E£EvEecErtererrrreei 99Hình 4.24 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên độ âm của bột

Trang 15

dứa sau khi Say phuIn ¿5c 562% SE 2E9EEE E93 1239112121131 2111121111111 1y 100Hình 4.25 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu lên vận tốc bay hơiâm trong quá trình sấy phunn ¿2-5 2562952 SE£E#EEEE£E£EEEEEEEEEEEEEEEEEECErkrrkrrrreee 101Hình 4.26 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên hoạt tính bromelaincủa dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - + 2522252 Se+x‡E£EEvErkrrrrererreee 103Hình 4.27 Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên hàm lượng vitaminC của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - + 52 5+2 e+xvEececxerererree 104Hình 4.28 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên hàm lượng proteincủa dich dứa hoàn nguyên sau khi sấy - + 25222252 Se+x+E2EEeErkrrerererrees 105Hình 4.29 Biéu đỗ biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên hàm lượng đườngkhử của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - ¿5 2 252252 2e+E+Eezecxerererree 107Hình 4.30 Biéu đồ biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên hàm lượng đườngtong của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy - + 2 5552 sec cxzxerersrree 108Hình 4.31 D6 thị biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên hiệu suất thu hồi chấtkhô bột dứa sau khi SAY phun - - 2 - ¿52652 SE 2E9E£SE‡E#EEE£EEEEEEEEEEEEErkrkrrkrerrres 109Hình 4.32 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên độ âm của bột dứa108408.) 11 110Hình 4.33 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của áp lực khí nén lên vận tốc bay hơi 4mtrong quá trình sấy phuin - ¿6 5£ SEESESE£E£EEEEEEEEEEEEEEEEEE E111 11111 xee IIIHình 4.34 Biéu đồ biểu diễn sự thay đối khả năng kháng oxy hóa ở từng tỷ lệ bốsung COS trước và sau khi sây phun - ¿2-5552 2E+ES+£E£EeE£EeEerereerererree 114Hình 4.35 Biểu đồ biéu diễn sự thay đôi hàm lượng đường khử ở từng ty lệ bố sungCOS trước và sau khi sấy phunn -¿- - ¿6 522529 SE£E#EEEE2EEEEEEEEEEEEEEEEEkrrrrree 115Hình 4.36 Biểu đỗ biểu diễn sự thay doi hàm lượng đường tổng ở từng tỷ lệ bốsung COS trước và sau khi sây phun - ¿2-5552 2E+ES+£E£EeE£EeEerereerererree 116

Trang 16

DANH MỤC BANGBảng 2.1 Phân loại dứa theo giỖng - ¿252252232322 EEEEEEEEEEEEEEErErrkrrrreee 25Bang 2.2 Thanh phan dinh dưỡng trong 100g thịt quả dứa -. - 27Bang 2.3 Tính chat vật lý của bromelain thân - + 25252 ++s+s+£ezxzsee: 32

Bang 2.4 Hoạt tính phân giải casein của bromeÌa1n -«««««« << <<ssseeess 34

Bang 2.5 Hoạt tính phân giải Benzoyl — Arginine amide (BAA) của bromelain 3⁄4

Bang 4.1 Tỷ lệ các phần của quả dứa - ¿2 + 52+ £E‡ESEEEEEEeEerkrkrrererreee 63Bảng 4.2 Độ âm và hàm lượng vitamin C của thit dứa -ccss+s<cs+s 63Bảng 4.3 Một số chỉ tiêu tính trong 100g dịch dứa tươi và 100g dịch dứa khô 64Bảng 4.4 Sự thay đôi pH dịch dứa ảnh hưởng lên hoạt tính bromelain 66Bang 4.5 Sự anh hưởng của nông độ chat khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các ty lệ pha loãng dịch dứa đến hoạt tính bromelain (UI/mg) của dịch dứahoàn nguyên sau khi sấy phun . - ¿2 52 SE+E+S£SE£E£E£E£EEEEEEEEEEeEErkrkrrererrees 67Bảng 4.6 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các tỷ lệ pha loãng dịch dứa đến hàm lượng vitamin C (mg%) cua dịch dứahoàn nguyên sau khi sấy phun . - ¿2 52 SE+E+S£SE£E£E£E£EEEEEEEEEEeEErkrkrrererrees 69Bang 4.7 Sự ảnh hưởng của nông độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các ty lệ pha loãng dich dứa đến hàm lượng protein (mg%) của dịch dứahoàn nguyên sau khi sấy phun . - ¿2 52 SE+E+S£SE£E£E£E£EEEEEEEEEEeEErkrkrrererrees 7]Bang 4.8 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các tỷ lệ pha loấng dịch dứa đến hàm lượng đường khử (mg%) của dịchdứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - ¿+56 S2 SE+E+E££E£EvEEEEEeEerkrkrrererreee 73

Trang 17

Bang 4.9 Sự ảnh hưởng của nông độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các ty lệ pha loãng dich dứa đến hàm lượng đường tong (mg%) cua dichdứa hoàn nguyên sau khi sấy phun c.cecceccccsescssesesscsesesessesssessesesesseseseessseseeseseseesesen 75Bảng 4.10 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các tỷ lệ pha loãng dịch dứa đến hiệu suất thu hồi chất khô (%) của bột dứa18011080 17 :‹-15 77Bảng 4.11 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các ty lệ pha loãng dich dứa đến vận tốc bay hơi 4m trong quá trình sấy 79Bảng 4.12 Sự ảnh hưởng của nồng độ chất khô của dịch dứa sau khi phối trộn MDứng với các ty lệ pha loãng dich dứa đến độ âm (%) của bột dứa sau khi sấy SĨBang 4.13 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân say đến hoạt tínhbromelain (UI/mg) của dịch dứa hoàn nguyên sau khi say phun -. - 83Bang 4.14 Sự anh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân sây đến ham lượngvitamin C (mg%) của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - 85Bang 4.15 Sự anh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân sấy đến hàm lượngprotein (mg%) của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - 86Bảng 4.16 Sự anh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân sấy đến hàm lượngđường khử (mg%) của dich dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - - 87Bang 4.17 Sự anh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân sây đến ham lượngđường tong (mg%) của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - 89Bang 4.18 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân say đến hiệu suất thuh6i chất khô (%) của bột dứa sau khi sấy ¿ - - +52 252 SE2E+ESE2EE E2 rkrkrkrree 90Bang 4.19 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ đầu vào của tác nhân say đến độ âm (%) củabột dứa sau khi SAY - 5+ S11 1E 1 1111151511111 71111151111 11111511 011111001111 re 9]Bang 4.20 Su ảnh hưởng cua nhiệt độ đầu vào của tác nhân say đến vận tốc bay hơiâm trong quá trình Sấy - ¿+ 525% 2+3 SE+E9E1 2121911212111 2121111 211111111111 ck 92Bảng 4.21 Sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến hoạt tính bromelain (UI/mg)

Trang 18

của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy PhuN c.ceccccccscscsesesseseseseesesesesseseseeseseseesesen 93Bảng 4.22 Sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến hàm lượng vitamin C (mg%)của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun ¿2 - 2+ 55+++S++*+E++£x+xezezxcxee 95Bảng 4.23 Sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến hàm lượng protein (mg%)của dịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun ¿2 - 2+ 55+++S++*+E++£x+xezezxcxee 96Bang 4.24 Sự ảnh hưởng cua lưu lượng nhập liệu đến hàm lượng đường khử(mg%) của dịch dứa hoàn nguyên sau khi say phun 25-5552 s+s+sz5s>s+2 97Bang 4.25 Sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến hàm lượng đường tổng(mg%) của dịch dứa hoàn nguyên sau khi say phun 25-5552 s+s+sz5s>s+2 98Bang 4.26 Sự anh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến hiệu suất thu hồi chất khô(%) của bột dứa sau khi sây —— ố e 99Bang 4.27 Sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến độ âm (%) của bột dứa sau

Bảng 4.28 Sự ảnh hưởng của lưu lượng nhập liệu đến vận tốc bay hơi âm trong quá

Bảng 4.29 Sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến hoạt tính bromelain (UI/mg) củadịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - - ¿2-52 2 +s+++E£££+E+Eeze+xerezxrree 102Bảng 4.30 Sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến hàm lượng vitamin C (mg%) củadịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - - ¿2-52 2 +s+++E£££+E+Eeze+xerezxrree 104Bảng 4.31 Sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến hàm lượng protein (mg%) của dịchdứa hoàn nguyên sau khi sấy phun: ¿2-5 5252292 2E‡E£E£E£EeEErxrrerererrees 105Bảng 4.32 Sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến hàm lượng đường khử (mg%) củadịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - - ¿2-52 2 +s+++E£££+E+Eeze+xerezxrree 106Bang 4.33 Sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến hàm lượng đường tổng (mg%) củadịch dứa hoàn nguyên sau khi sấy phun - - ¿2-52 2 +s+++E£££+E+Eeze+xerezxrree 108Bang 4.34 Sự ảnh hưởng của áp lực khí nén đến hiệu suất thu hồi chất khô (%) của

Trang 20

DANH MỤC TU VIET TAT

MD: Maltodextrin

COS: Chitosan Oligosaccharide

Trang 21

CHUONG 1: MO DAU1.1 Dat van dé

Việt Nam là nước nhiệt đới gió mùa, lãnh tho đất nước trải dài trên nhiều vituyến nên hình thành nhiều tiểu vùng khí hậu khác nhau tạo nên điều kiện khí hậu,đất đai rất đa dạng, do đó rau quả của Việt Nam cũng rất đa dang Rau quả ViệtNam là rau quả nhiệt đới, ngon, quý hiếm, chỉ trồng được ở Việt Nam và một vàinước láng giéng của Việt Nam như dứa, xoài, thanh long, vú sữa, nhãn, sầu riéng,chom chôm, mang cụt, và một số loại rau củ

Rau quả đang là lựa chọn hàng dau hiện nay bởi trong thành phan dinh dưỡng

của rau quả, hàm lượng đường, xơ, vitamin và muối khoáng rất cao Đây là những

thành phân dinh dưỡng rất quan trọng đến sức khỏe của con người Đa dạng hóa sảnphẩm, nâng cao giá trị dinh dưỡng là những xu hướng hiện đang được ứng dụngvào ngành công nghiệp chế biến rau quả tại Việt Nam Chính vì thế, Việt Nam đãxây dựng nhiều nhà máy chế biến rau quả với thiết bị hiện đại nhập khẩu từ cácnước châu Âu, Mỹ và Nhật v v Sản phẩm chính là đồ hộp, đông lạnh, nước quảcô đặc, sây khô từ dứa, vải, chôm chôm, thanh long, xoài, dừa, bưởi, dưa chuột Trong đó, sản phẩm dạng bột từ rau quả hiện đang trở nên được ưa chuộng bởi tínhda dạng, tiện lợi, va dap ứng được những gia tri về đinh dưỡng đối với sức khoẻ con

người.Dứa là được xem là “hoàng hậu” của các loại quả, không những mang vẻ đẹp

bên ngoài mà dứa giàu dinh dưỡng Trên thị trường hiện nay có nhiều sản phẩm chếbiến từ dứa như mứt dứa, dứa đóng hộp, dứa sấy v v

Xuất phát từ nhu cầu thực tế, việc sản xuất ra một sản phẩm mới từ dứa “bột

dứa” hứa hẹn sẽ mang lại một dạng thức uống có lợi cho sức khỏe, nhanh gọn, tiệndung, đáp ứng được thị hiếu tiêu dùng và góp phan da dạng hóa sản phẩm

Vì vậy mục tiêu của đề tài là tim thông sô tôi ưu nhat cho quy trình san xuât

Trang 22

sản phẩm bột dứa có lợi cho sức khỏe hướng tới thử nghiệm trên quy mô sản xuất.

1.2 Cơ sở khoa học, tính thực tiễn, ý nghĩa của đề tàiỞ nước ta, dứa được trồng khá pho biến, nhiều địa phương đã xây dựng nênthương hiệu dứa đặc sản như Tam Điệp — Ninh Bình, Tiền Giang Kiên Giang Vìvậy nguon nguyên liệu doi dào và khá rẻ tiền Quy trình sản xuất các sản phẩm từdứa đã trở nên pho biến và nhận được sự ưa chuộng từ người tiêu dùng Nghiên cứunày nhằm xây dựng một quy trình sản xuất sản phẩm mới từ dứa không những làmđa dạng hóa sản phẩm, tiện dụng mà còn cung cấp một giá trị dinh dưỡng giàu lợi

ích cho sức khỏe.

1.3 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu quy trình sản xuất sản phẩm bột dứa chứa các chất có lợi cho sức

khỏe, đặc biệt là giữ được enzyme bromelain và chứa xơ tiêu hóa sinh học có giá tri

sinh học cao, đồng thời góp phần làm đa dạng hoá và nâng cao giá trị dinh dưỡngcho sản phẩm đồ uống tại Việt Nam

Nội dung nghiên cứu tập trung khảo sát:

o Khảo sát tỷ lệ các thành phan của quả;o Khao sát các thông số chỉ tiêu của thịt dứa: độ âm, vitamin Co Khảo sát các chỉ tiêu của dịch dứa tươi: đường tổng, đường khử,

vitamin C, hoạt tính bromelain, protein, pH, độ Bx;

o_ Khảo sát hoạt tính bromelain của dịch dứa sau khi điều chỉnh pH:o Khao sát chế độ sấy phun: nồng độ chất khô của dịch dứa trước khi

sây, nhiệt độ đầu vào của tác nhân gia nhiệt, lưu lượng nhập liệu, áp

lực khí nén;

o Khảo sát tỷ lệ phối trộn đường Chitosan Oligosaccharide với dich dứatrước khi sấy: tính kháng oxy hoá, đường tổng, đường khử;

o Khảo sát đánh giá cảm quan thị hiếu người tiêu dùng: mức độ ưa thích

đôi với sản phâm.

Trang 24

CHƯƠNG 2: TÔNG QUAN2.1 Tổng quan về nguyên liệu dứa

2.1.1 Nguôn gốc

Dứa là loại cây ăn quả nhiệt đới, rat được ưa chuộng ở phương Tây, được

mệnh danh là “vua hoa quả”.

Dứa có nguôn gốc từ Nam Mỹ, do Christophe Colomb phát hiện và trồng thửvào ngày 04/11/1993 sau đó dứa được trông pho biến khắp nơi Ngày nay dứa đượctrông pho biên ở hau hết các quốc gia nhiệt đới va á nhiệt đới Tại Việt Nam, dứađược trông nhiêu ở phía Nam, chiêm 75,43% tong diện tích trồng dứa của cả nước,trong đó các tỉnh đồng băng sông Cửu Long như Long An, Kiên Giang, SócTrăng chiêm đến 69,43% diện tích dứa cả nước [7]

2.1.2 Phân loại

2.1.2.1 Phần loại theo khoa học [7]

e lên khoa học: Ananas comosus

e GIỚI (regnum):: Plantae

e Bo (ordo): Poales

e Ho (familia): Bromeliaceae.

e Phan ho (subfamilia): Bromelioideae

e Chi (genus): Ananas

e LOàiI (species): Ananas comosus

Tén tiéng Anh: Pineapple2.1.2.2 Phân loại theo giỗng

Dứa có nhiêu loại nhưng có thé gdp chung thành 3 giống:

Trang 25

Bang 2.1 Phân loại dứa theo giống [7]

Chung loại Khối lượng Đặc điểm

(kg)

Queen (Hoàng hậu) 0.8—1,6 Qua nho

Mat lỗi, dạng tru, tương đối đều

Phù hợp chế biến công nghiệp nhưngchưa phổ biến ở Việt Nam

Spanish 136—2.0 Quả trung bình

Mắt to, sau

Thịt vàng nhạt, có chỗ trăngVị chua, ít thơm, nhiều nước

Tập trung ở khu vực Vĩnh Phú

Tại Việt Nam, dứa được trồng nhiều nơi Quả dứa có giá tri kinh tế rất cao vìdễ trồng, không đòi hỏi đất tốt, mau thu hoạch, năng suất cao, từ khi trồng đến khiăn quả trung bình khoảng 12 — 14 tháng, giá trị dinh dưỡng cao va chứa nhiều

bromelain.

Trang 27

Bảng 2.2 Thành phan dinh dưỡng trong 100g thịt quả dứa [26]

100g 100g` 100g ` `

PanthothenicHydratcacbon (g) 12,39 0,160 | Cystein (g) 0,007

acid (mg)

, PhenylalaninChat xo (g) 1,2 Vitamin B6 (mg) | 0,087 0,01:

Trang 28

Zn (mg) 0.08 acid béo no, bao | 0,032 | Glycine (g) 0.017

Cây dứa gồm có 4 phan:

s* Thân cây:

- Hinh búp măng

- Dai 20+30cm

- Chia làm hai phan: thân trên mặt đất, tương đối non mềm; thân

Trang 29

ngầm già hơn- Than to mập biểu hiện cây sinh trưởng khỏe, thân dai và nhỏ thi

cây sinh trưởng kém, năng suất thấp, chéi mọc ra cũng yếu [7]

s Lá:

- _ Hình xoăn ốc, lá hẹp dài giống hình lưỡi kiếm.- Phan bố xòe đều ra bốn phía, dài từ 85+200cm, rộng từ 4+10cm

Mỗi cây có khoảng từ 20 lá trở lên

- Mau xanh nhạt, xanh vàng, xanh pha đỏ hay xanh thầm Viễn lá cógai ngăn hoặc không có gai Mỗi lá có một lớp phan trăng [7]

xanh, dan dân một vài hang nhỏ ở phía dưới bién vàng và sau cùng toàn cả quả đềumau vàng hay màu đỏ Quả lớn hay nhỏ, hình dạng, màu sắc cũng tuy theo mỗigiống dứa mà khác nhau Cùng một giống dứa nhưng nhiệt độ cao hay thấp, thờigian sinh trưởng dài ngăn, cây mạnh hay yếu cũng ảnh hưởng đến quả lớn nhỏ khácnhau Quả dứa sinh trưởng trong thời kỷ nhiệt độ cao, độ âm lớn thì thời gian sinhtrưởng ngăn hơn thời kỳ khô hạn hay rét [7]

2.1.5 Điều kiện sinh trưởngs* Nhiệt độ: dứa là cây nhiệt đới nên thích nhiệt độ cao, thích hợp nhất từ 21 —

27°C (giới hạn cho phép không dưới 15°C và không trên 35°C)s* Lượng mưa trung bình hàng năm từ 1200 — 2000mm là thích hợp với sự sinh

Trang 30

trưởng và phát triển của cây dứa Nhu cầu nước hàng ngày của dứa từ 1,25 —

2.1.6 Giá trị của dứa đối với sức khoẻ con người

Dứa là loại quả cây nhiệt đới có mùi vị đặc trưng và rât có lợi cho sức khoẻ.

Dứa chứa nhiều Ca, K, chất xơ, và vitamin C, rất ít chất béo và cholesterol [19]Vitamin C trong cơ thé là chất chống oxy hoá tan trong nước, chống sự tấncông lên các tế bào thông thường của các gốc tự do Đồng thời dứa cũng là nguồnrất giàu vitamin B1, Bó, Cu, chất xơ tiêu hoá và cũng có khả năng hỗ trợ tiêu hoá,quả cây có tác dụng chống viêm [19]

Ngoài ra, trong quả và thân dứa còn có bromelain, là một enzyme có tác dụng

thuỷ phân protein, giúp cho các vết thương ở niêm mạc dạ dày chóng thành sẹo.Trong y học, bromelain được sử dụng để làm giảm đau nhanh sau phẫu thuật, giảmthời gian tan các vết bam tím và chống viêm Bromelain còn có khả năng làm giảmnguy cơ đột quy đối với các bệnh nhân tim mạch, tăng khả năng hấp thu các loạithuốc đặc biệt là các thuốc kháng sinh như amoxicilline hay tetracycline và kiểmsoát sự phát triển của các tế bào ung thư [19], [16]

Bromelain có khả năng kích thích hoá chất hoạt động trong cơ thể Băng cách

phá bỏ fibrin, bromelain giúp ngăn ngừa đông máu và cải thiện lưu thông máu Hoạtđộng của enzyme ngăn ngừa sự tích tụ của các mảng bám trong động mạch và làm

chậm quá trình đông máu của tiểu câu [16]2.2 Tổng quan về bromelain

Trang 31

2.2.1 Giới thiệu bromelain

Bromelain là enzyme có nhiều trong quả dứa

Bromelain là nhóm protease thực vật được thu nhận từ họ Bromeliaceae, đặc

biệt là từ thân (EC-3.4.22.32) và quả dứa (EC-3.4.22.33) Ở mỗi bộ phận khác nhau

thì Bromelain có pH tôi ưu khác nhau va cau tạo cũng có sự khác nhau.

Bromelain có trong toàn bộ cây dứa, nhưng nhiều nhất là trong quả Bromelainlà nhóm endoprotease có khả năng phân cắt các liên kết peptid nội phân tử proteindé chuyển phân tử protein thành các đoạn nhỏ gọi là các peptide

Thành phần chủ yếu của Bromelain có chứa nhóm sulfurhydryl thủy giải

protein.|5 |

2.2.2 Tính chất vật lí của bromelain

Bromelain tan nhẹ trong nước và glycerine nhưng không tan trong dung môi

hữu cơ Murachi và cộng sự năm 1964 đã nghiên cứu về tính chất vật lý củabromelain trích từ thân cây dứa và thay như sau:

Bang 2.3 Tinh chat vat ly cua bromelain than [5]

Trang 32

Hằng số 5 7.77x 10”khuéch tan cm /s

Thể tích V 0.743riéng phan mL/g

Độ nhớt

[1] 0.039 dl/gbén trong

Ti số ma sát f/f, 1.26

Diém dang

Pi 9.55dién

35 500”” | tan

”” : Tinh từ hang số sa lắng và độ nhớt bên

trong.

“” : Tinh bằng phương pháp Archibald

2.2.3 Tính chất hoá học của bromelain2.2.3.1 Cau tạo hoá học

Bromelain là một protease nhưng nó khác với các protease thực vật khác

như papain, ficin ở chỗ nó là một glycoprotein, mỗi phân tử có glycan gdm 3

manose, 2 glucosamine, | xylose, và | fructose [5].

Trang 33

Ser — Val — Lys — Asn — Gln — Asn — Pro — Cys — Gly — Ala — Cys — Tryp —

— Gly — Cys — Lys

-Bromelain là một protease trong tâm hoạt động có chứa cysteine và hai sợi

polypeptide liên kết với nhau bằng cầu nối —S-S- (disulfur) [5]

Tâm hoạt động —Cys đặt cách nhóm imidazole của histidine là 5A

Chuỗi phân tử gấp nếp phức tạp thành dạng hình cầu

Trong phân tử bromelain thân có chứa nhóm sulfhydryl có vai trò chủ yêu

trong hoạt tính xúc tác và trong mỗi phân tử có tât cả 5 câu nôi disulfite Ngoàira, trong phân tử bromelain thân còn có sự hiện diện của các ion Zn”' với hamlượng 2mg/g enzyme có vai trò duy trì cấu trúc không gian của enzyme [5]

2.2.4 Hoạt tính của enzyme bromelain

Thịt quả dứa chỉ có hoạt tính Bromelain kế từ 3 tháng trước khi chín Trong đóhoạt tính cao nhất là khoảng 20 ngày trước khi chín Khi quả chín, hoạt tínhbromelain giảm xuống nhưng không mat han

2.2.4.1 Hoạt tính phân giải

Bromelain có 3 hoạt tính khác nhau: peptidase, amidase và esterase, hoạt tínhesterase ở bromelain hơn papain và ficin [5]

Kha nang phân giải các cơ chat tự nhiên cua bromelain.

Trang 34

Bang 2.4 Hoạt tính phân giải casein của bromelain

Hoạt tính phân giải casein (UI/mg)

Kha năng phân giải các co chat nhân tạo của bromelain

Bang 2.5 Hoạt tính phân giải Benzoyl — Arginine amide (BAA) của bromelain

Hoat tinh phan giai BAA (UI/mg)

Co chat

Bromealain than Bromelain qua xanh Bromelain qua chin

BAA 3,7 9,1 7,2

Qua bảng trên ta thay bromelain quả xanh có hoạt tinh phân giải BAA cao hon

bromelain thân và quả chín.

2.2.4.2 Các yếu tố anh hưởng đến hoạt tính bromelainGiống như các loại chất sinh học khác, bromelain cũng bị ảnh hưởng bởicác yếu tố như nông độ cơ chất, nồng độ enzyme, nhiệt độ, pH, ion kim loại, mộtsố nhóm chức, phương pháp ly trích, phương pháp tinh sạch

Ảnh hưởng của nhiệt độNhiệt độ của phản ứng xúc tác chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: thời giantác động càng dài thì nhiệt độ sẽ có những thay đổi làm ảnh hưởng đến hoạt tínhcủa enzyme, nồng độ cơ chất, dạng ton tại của enzyme

Ví dụ: Ở dịch chiết quả dứa (pH = 3,5) khi tăng nhiệt độ lên đến 60°C thìbromelain vẫn còn hoạt tính nhưng nếu tăng cao quá thì bromelain bị mất hoạt

Trang 35

tính Ở 5°C, pH 4-10 thì enzyme giữ hoạt tính tối đa trên casein trong 24h Ở55°C, pH 6,1 thì enzyme mat 50% hoạt tính trong vòng 20 phút [5]

Ảnh hưởng của pHpH là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme.pH thích hợp nhất đối với bromelain không 6n định mà phụ thuộc vào nhiệt độ,thời gian phan ứng, ban chất và nồng độ cơ chất, độ tinh sạch của enzyme, ban

chất của dung dịch đệm, sự có mặt của chất tăng hoạt

Biên độ pH khá rộng từ 3-10 nhưng pH tối ưu thường nằm trong khoảng

5-8 tùy cơ chất: gelatin:5-6, casein: 7-5-8 [5]

Anh hướng bởi các ion kim loạiCác ion kim loại thường gan với phân tử protein tại các trung tâm hoạtđộng do đó ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của enzyme Vì bromelain thuộcnhóm protease cystein, trung tâm hoạt động có nhóm —SH đều là hoạt chất hoạt

hóa cho bromelain Ví dụ: KCN, Thioglycolic Acid, Cystein, Sulfid, Sisulfid,Cianit

Bromelain bi ức chế bởi những ion hoặc hợp chất có ái lực mạnh hơn nhóm

SH, các tác nhân oxi hóa, halogen hóa, ankyl hóa như: lodoacetate,bromoacetate, clo acetophenol, H;O›, methyl bromur.

Các ion kim loại như: Fe, Cu, Ag, Sb, Zn có xúc tác làm ôn định câu trúcphân tử bromelain [5].

Ảnh hưởng bởi cơ chấtTrên những cơ chất khác nhau, bromelain có hoạt tính khác nhau Nếu cơchất là hemoglobin thì khả năng phân giải cùa bromelain mạnh hơn papain gấp 4lần, nếu cơ chất là casein thì hoạt tính của bromelain tương tự như papain Đốivới các cơ chất tổng hợp như BAA (Benzoyl-L-Arginine amide), BAEE(Benzoyl-L-Arginine ethyl ester) thi khả năng thuỷ giải của bromelain yếu hon

papain [5].

Trang 36

2.3 Tổng quan về Chitosan oligosaccharide2.3.1 Tinh chat

Chitosan oligosaccharide (COS) là một loại oligosaccharide từ chitin hoặc

chitosan bằng phương pháp phân huỷ hoá hoc hoặc enzyme, có khả năng tan trong

nước.Tên hoá học: 2-mino-f-1,4-glucose polymerCông thức phân tử là (C;H¡¡OxN);.

~ n=2-20

Công thức hoa học:

2.3.2 Ứng dụngVới những hoạt tính sinh lý và chức năng tốt nên nó được sử dụng rất rộng rãi

Trong y dược, chitosan oligosaccharide có chức năng sinh lý đa dạng ở mọi

phương diện Đặc biệt là hexasaccharide, nó có thể được dùng như thuốc để trị ungthư gai đoạn sớm bang cách điều khiến khối u bên trong thành mạch máu tế bào.Kết quả là các khối u được kiểm soát trong vùng giới hạn nhất định

Trong thực phẩm, loại đường di- và tri- có những chức năng khác nhau nhưhồi phục huyết áp, giảm cholesterol, tăng miễn dịch và cải thiện sự bí nước

Trong nông nghiệp, nó được dùng dé điều chỉnh các tác nhân phát triển câytrong và thuốc trừ sâu sinh học mới Đường tetra-, penta- và hexa- có tính năng nỗibật về bệnh chậm phát triển ở cây trông

Ngoài ra, chitosan oligosaccharide cũng dùng trong mỹ phẩm như khả năngchống lão hoá, làm trắng da và giữ âm

2.4 Kỹ thuật sấy phun2.4.1 Cơ sở lý thuyết của quá trình say phun

Say la qua trinh lam bốc hơi nước ra khỏi vat liệu dưới tác dụng của nhiệt

Trong quá trình say, nước được tách ra khỏi vật liệu nhờ sự khuếch tán do:

Trang 37

- Chênh lệch độ âm giữa bề mặt và bên trong vật liệu

- Chênh lệch áp suât hơi riêng phân của nước tại bê mặt vật liệu và môitrường xung quanh.

Quá trình say phun có một số điểm khác biệt hơn so với các quá trình sâykhác Mẫu nguyên liệu đưa vào sấy phun có dạng lỏng, còn sản phẩm thu được saukhi say có dạng bột Mẫu nguyên liệu khi vào thiế bị say sẽ được phân tán hànhnhững hạt nhỏ li ti trong buông say Chúng được tiếp xúc với tác nhân sấy Kết qualà hơi nước được bốc đi nhanh chóng Các hạt sản phẩm được tách ra hỏi tác nhânsay nhờ một hệ thông thu hoi riêng [6]

Quá trình say phun có những ưu điểm sau:- Thời gian tiếp xúc giữa các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngăn,do đó nhiệt độ của mẫu nguyên liệu đem say không bị tăng quá cao Nhờ đó, sự tonthat các hợp chất dinh dưỡng mẫn cảm với nhiệt độ có trong mẫu là không đáng kể

- Sản phẩm sấy phun thu được là những hạt có hình dạng và kích thước tươngđối đồng nhất Tỷ lệ khối lượng giữa các cấu tử không bay hơi trong hạt sản phẩmtương tự như trong mau lỏng ban dau

- Thiết bị say phun trong thực tế sản xuất thường có năng suất cao và làm việctheo nguyên tắc liên tục Điều này góp phan làm hiện đại hoá các quy trình sản xuất

công nghiệp.

Tuy nhiên, quá trình say phun cũng có một số nhược điểm:

- Không sử dụng cho những mẫu nguyên liệu có độ nhớt quá cao hoặc sản

phẩm thu được yêu cau có tỷ trọng cao.- Mỗi thiết bị say phun thường được thiết kế dé sản xuất một số sản phẩm vớinhững tính chat và chỉ tiêu đặc thù riêng như thiết bị chuyên dùng dé sản xuất dangbột mịn (kích thước hạt nhỏ) không thé sử dung để sản xuất san phâm dạng bột khô

(kích thước hạt lớn).

- Vốn đầu tư thiết bị say phun khá lớn khi ta so sánh với các thiết bị say liên

Trang 38

tuc khac.

Quá trình say phun bao gồm 3 giai đoạn cơ bản sau:

- Giai đoạn phân tan dòng nhập liệu thành những hạt sương nhỏ li ti (giaiđoạn phun suong).

- Giai đoạn trộn mẫu can sây và không khí nóng, khi đó sẽ xảy ra quá trìnhbốc hơi nước trong mẫu

- Giai đoạn thu hôi sản phẩm sau khi sấy từ dòng khí thoát.2.4.2 Các biến đối của nguyên liệu trong quá trình say

trong nguyên liệu.

e Phản ứng Maillard: là phản ứng thường gặp khi say nguyên liệu có chứađường khử và các hợp chat có nhóm -NH; tự do > tạo ra các hợp chấtmelanoidine và làm cho sản phẩm sây bị sậm màu

- Hoá lý: biến đổi quan trong nhất trong quá trình say là sự chuyển pha củanước từ dạng lỏng sang dạng hơi Các hợp chất dễ bay hơi có trong nguyên liệu cânsay thoát ra môi trường bên ngoài làm cho mùi của sản phẩm say cũng giảm đi so

với nguyên liệu ban dau.

Trang 39

- Sinh học: trong quá trình say, khi nhiệt độ say tăng cao, sự trao đối chất củacác tế bào và mô nguyên liệu sẽ ngừng lại Nguyên nhân chính là do hệ enzymetrong tế bào bị vô hoạt bất thuận nghịch Ngoài ra, các thành phân khác trong tế bàonhư DNA cũng có thể bị biến tính nhiệt

- VỊ sinh: Các vi sinh vat trong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc bị tiêu diệt do

tac dụng nhiệt và do hoạt độ của nước giảm di.

- Hoá sinh: trong giai đoạn dau của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên liệuchưa tăng cao, các phản ứng enzyme trong nguyên liệu tiếp tục diễn ra mạnh mẽ

Khi nhiệt độ tăng cao, các enzyme bị vô hoạt và các phản ứng hoá sinh sẽ dừng lại.

2.4.3 Thiết bị sây phunHệ thống say phun có 4 bộ phận chính: caloriphe, cơ câu phun sương, buôngsay và hệ thống thu hôi bột sản phẩm

- Caloriphe: dé gia nhiệt tác nhân say (không khí nóng), nhiệt độ tối đa củatác nhân sây đầu vào là 350°C

- Cơ câu phun sương: có chức năng đưa nguyên liệu (dạng lỏng) vào buôngsây dưới dạng hat min (sương mù) Quá trình tạo sương mù sé quyết định kíchthước các giọt lỏng và sự phân bố của chúng trong buông sấy, do đó sẽ ảnh hưởngđến giá tri bề mặt truyền nhiệt và tốc độ sây Hiện nay có ba dạng cơ câu phunsương: đâu phun áp luc, dau phun ly tâm và dau phun khí động

e Cơ cau phun áp lực (cơ câu phun một dòng) : mẫu nguyên liệu sé được nénvào đầu phun bang một bơm cao áp Áp lực có thé lên đến 5 - 7Mpa Tiếp

theo, mẫu sẽ thoát ra khỏi một lỗ phun có dạng hình nón với đường kính

0.4 - 4mm Góc phun có thé dao động từ 40 - 140°C Ưu điểm dang chú ý nhấtcủa dau phun áp lực là chi phí năng lượng thấp Tuy nhiên, dau phun áp lực dễbị tac nghẽn và không thé sử dụng cho các mẫu dạng huyền phù có nông độcao Năng suất thiết kế của các đầu phun áp lực thường không cao, do đó détăng năng suất hoạt động của thiết bi say phun, người ta thường bồ trí hệ thônggôm nhiêu đầu phun áp lực trong buông sây

e Co cau phun ly tâm: đầu phun ly tâm có câu tạo dạng đĩa Mẫu nguyên liệu

Trang 40

sẽ được bơm vào tâm của đĩa Người ta sử dụng khí nén để làm quay đĩa Do

tác động quay của đĩa và sự thoát ra của khí nén, mẫu nguyên liệu sẽ di

chuyên về phía thành dia, va đập vào các rãnh trên đĩa và được phân tán thànhcác hạt sương nhỏ li ti Góc phun ra là 180°C nên các hạt lỏng sẽ chuyển độngngang đập vào thành buông sấy Khi đó, chúng bị thay đối phương đột ngột vàtạo nên một hỗn hợp sương bụi xoáy rỗi di chuyển xuống phía đáy buông say.Ưu điểm chính của cơ câu phun ly tâm là có thé tạo ra được các hạt sản phẩmvới độ đông nhất cao, đâu phun ly tâm ít bị tắc nghẽn khi mẫu sây có dạnghuyện phù mịn, chúng cũng có thé sử dụng cho những mẫu có độ nhớt caobơm vào đâu phun theo ống trung tâm Tác nhân sây sẽ theo ông ở phân biênđâu phun đi vào buông sây Hỗn hợp sẽ được phân tán dưới dạng sương mùtrong buông sây Trường hợp này, góc phun dao động từ 20 - 60°C phụ thuộcvào cau tạo của đâu phun Ưu điểm của cơ câu phun băng khí động là có thésử dụng cho các mẫu dạng huyện phù hoặc mẫu có độ nhớt cao Dạng đầuphun này ít được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm

- Buông say: nơi hòa trộn mẫu say (dạng sương mù) và tác nhân say (khôngkhí nóng) Buông say phun có thé có nhiêu hình dạng khác nhau nhưng pho biếnnhất là buông sấy hình trụ đứng, đáy côn Kích thước buông sây (chiêu cao, đườngkính ) được thiết kế phụ thuộc vào kích thước các hạt lỏng và quỹ đạo chuyểnđộng của chúng tức là phụ thuộc vào loại cơ câu phun sương sử dụng Dựa vàohướng chuyền động của dòng nuyên liệu và tác nhân ấy trong buông sấy, ta có 3

trường hợp sau :

e Dòng nguyên liệu và tác nhân say chuyển động cùng chiêu: dau phunnguyên liệu và cửa vào cho tác nhân say cùng được bồ trí trên đỉnh buông say.Dòng nguyên liệu qua cơ câu phun tạo sương mù cùng hoà trộn với tác nhânsay và di chuyển xuống đáy buông say Cả ba loại cơ câu phun (ly tâm, áp lựcvà khí động) đêu có thể áp dụng trong trường hợp này Nhiệt độ bột sản phẩmthu được sẽ thấp hơn nhiệt độ tác nhân say tại cửa vào buông say Trường hợpnày rat thích hợp cho những nguyên liệu man cảm với nhiệt độ Đây là trườnghợp phô biên nhat được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm

Tiêu đề	Nghiên cứu quy trình sản xuất bột dứa hòa tan chứa các chất có lợi cho sức khỏe, đặc biệt là giữ được enzyme bromelain và chứa xơ tiêu hóa sinh học có giá tri sinh học cao
Tác giả	Nguyễn Thị Ngọc Thuý
Người hướng dẫn	TS. Ngô Đại Nghiệp
Trường học	Đại học Quốc Gia TP.HCM
Chuyên ngành	Công nghệ thực phẩm va đồ uống
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2013
Thành phố	TP. HCM

Định dạng
Số trang	192
Dung lượng	19,05 MB