Luận văn công nghệ hóa thực phẩm trích ly dầu gấc từ màng gấc bằng enzim pectinex ultra sp l

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc đề tài “Trích ly dầu Gấc từ màng gấc bằng enzim Pectinex Ultra SP-L” chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến: Cô Trần Thị Mỹ Trinh và Thầy Trịnh Thanh Tâm đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho chúng tôi hoàn thành đề tài này. Trung tâm Y tế dự phòng, Sở Y tế tỉnh Đồng Nai đã tạo điều kiện cho sinh viên thực tập đƣợc hoàn thành tốt bài báo cáo nghiên cứu khoa học trong quá trình thực tập tại trung tâm. Quý thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm và các bạn sinh viên cùng khóa nghiên cứu đã giúp đỡ trong thời gian chúng tôi học tại trƣờng và thực hiện đề tài nghiên cứu. Sinh viên thực hiện Phạm Thuận An Đặng Trung Thành MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU GẤC 4 1.1.1 Cây gấc 4 1.1.2 Đặc điểm hình thái 4 1.1.3 Công dụng của cây gấc 6 1.2 SƠ LƢỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DẦU GẤC 7 1.3 GIỚI THIỆU VỀ DẦU MÀNG GẤC 8 1.3.1 Tính chất hóa lý 8 1.3.2 Thành phần hóa học 8 1.3.3 Một số hoạt chất sinh học có trong dầu gấc 9 1.3.3.1 -carotene 9 1.3.3.2 Lycopen 10 1.3.3.3 Tocopherol (Vitamin E) 11 1.3.3.4 Các nguyên tố vi lƣợng 12 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP KHAI THÁC DẦU GẤC 12 1.4.1 Phƣơng pháp truyền thống 12 1.4.2 Phƣơng pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ 13 1.4.3 Phƣơng pháp trích ly dầu gấc bằng công nghệ enzyme 13 1.5 HỆ ENZYME PECTINASE 14 1.5.1 Cơ chất pectin 14 1.5.2 Pectinase 15 1.5.3 Các đặc tính kỹ thuật quan trọng của enzyme pectinase 16 1.5.4 Ứng dụng của hệ enzyme pectinase 18 1.5.4.1 Tình hình ứng dụng enzyme trong công nghiệp trên thế giới 18 1.5.4.2 Ứng dụng của hệ enzyme Pectinase 19 1.6 SƠ LƢỢC QUÁ TRÌNH SẤY 19 1.6.1 Động lực của quá trình sấy 19 1.6.2 Bản chất đặc trƣng của quá trình sấy 20 1.6.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến vận tốc sấy 22 1.6.4 Biến đổi nguyên liệu trong quá trình sấy 22 1.6.4.1 Biến đổi vật lý 22 1.6.4.2 Biến đổi hóa lý 23 1.6.4.3 Biến đổi hóa học 23 1.6.4.4 Biến đổi sinh hóa 23 1.6.4.5 Biến đổi sinh học 23 1.6.4.6 Biến đổi dinh dƣỡng 24 1.6.4.7 Biến đổi cảm quan 24 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 VẬT LIỆU NGUYÊN CỨU 25 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu 25 2.1.2 Nguyên liệu 25 2.1.3 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 25 2.1.3.1 Hóa chất 25 2.1.3.2 Dụng cụ, thiết bị 25 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.2.1 Quy trình công nghệ trích ly dầu gấc đƣợc thực hiện trong đề tài 26 2.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ 27 2.2.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 27 2.2.3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 28 2.2.3.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 30 2.2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc . 32 2.2.3.4 Thí nghiệm 4 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme 34 2.2.3.5 Thí nghiệm 5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme 36 2.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU 39 3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ENZYME ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC 39 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN XỬ LÝ ENZYME ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC 42 3.4 ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN CHẤT LƢỢNG DẦU GẤC 45 3.5 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC TỪ MÀNG GẤC TƢƠI SAU KHI ĐÃ XỬ LÝ ENZYME 52 3.6 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC TỪ MÀNG GẤC KHÔ KHÔNG XỬ LÝ ENZYME 54 3.7 SO SÁNH ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY GIỮA HAI PHƢƠNG PHÁP TRÍCH LY ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI 56 3.8 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN DINH DƢỠNG CỦA DẦU GẤC 57 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 4.1 KẾT LUẬN 58 4.2 ĐỀ NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT HIV: vi rút HIV gây ra bệnh AIDS (Human Immunodeficiency virut) pH: hệ số đặc trƣng đo acid của môi trƣờng TP: thành phố DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần acid béo của dầu gấc 9 Bảng 1.2 Hàm lƣợng carotenoid tổng thay đổi theo độ chín của gấc 11 Bảng 1.3 Hoạt tính riêng của các phức hợp đa enzyme trong các chế phẩm pectinase đƣợc sản xuất từ nấm 18 Bảng 2.1 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly 28 Bảng 2.2 Ảnh hƣởng của thời gian zử lý enzyme đến hiệu suất trích ly 30 Bảng 2.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc 32 Bảng 2.4 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme 34 Bảng 2.5 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme 36 Bảng 3.1. Kết quả phân tích chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu màng gấc 39 Bảng 3.2 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 40 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 42 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy 45 Bảng 3.5 Ảnh hƣởng của của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc 46 Bảng 3.6 Điểm trung bình đánh giá cảm quan của các sản phẩm dầu gấc sấy ở các nhiệt độ khác nhau 50 Bảng 3.7 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly dầu gấc 52 Bảng 3.8 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly dầu gấc 54 Bảng 3.9 Chỉ tiêu hóa lý của dầu gấc 57 Bảng 3.10 Chỉ tiêu vi sinh vật của dầu gấc 57 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hoa Gấc 4 Hình 1.2 Trái Gấc Tẻ 5 Hình 1.3 Trái Gấc Nếp 5 Hình 1.4 Trái gấc sau khi bổ đôi 6 Hình 1.5 Trans - -carotene 9 Hình 1.6 Lycopen 10 Hình 1.7 Tocopherol 11 Hình 1.8 Cấu trúc cơ bản của phân tử pectin 14 Hình 1.9 Đồ thị biểu diễn bản chất đặc trƣng của quá trình sấy khô sản phẩm 21 Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ trích ly dầu gấc bằng công nghệ enzyme 26 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 29 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 31 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc 33 Hình 2.5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme 35 Hình 2.6 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme 37 Hình 3.1 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly dầu 40 Hình 3.2 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hàm lƣợng -carotene 41 Hình 3.3 Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình hiệu suất trích ly dầu . 43 Hình 3.4 Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến hàm lƣợng -carotene 44 Hình 3.5 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy 45 Hình 3.6 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hàm lƣợng -carotene 47 Hình 3.7 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chỉ số acid 48 Hình 3.8 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chỉ số peroxyt 49 Hình 3.9 Dầu gấc 50 Hình 3.10 Điểm đánh giá cảm quan của các sản phẩm dầu gấc sấy ở các nhiệt độ khác nhau 51 Hình 3.11 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất 52 Hình 3.12 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hàm lƣợng -carotene 53 Hình 3.13 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất 54 Hình 3.14 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hàm lƣợng -carotene 55 Hình 3.15 So sánh ảnh hƣởng của phƣơng pháp trích ly đến hiệu suất trích ly 56 Hình 4.1 Quy trình sản xuất dầu gấc 59 1 LỜI NÓI ĐẦU Khi xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về nguồn thực phẩm sạch của con ngƣời ngày càng cao. Những thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, giàu giá trị dinh dƣỡng và dễ sử dụng thì càng đƣợc nhiều ngƣời tiêu dùng chú ý. Ngoài ra bên cạnh đó thì thực trạng ung thƣ cũng nhƣ việc gia tăng số lƣợng trẻ cận thị bậc tiểu học ở nƣớc ta ngày càng tăng. Nguyên nhân là do ngƣời dân thƣờng có tính chủ quan, tiết kiệm và thiếu hiểu biết về dinh dƣỡng đặc biệt là khu vực vùng sâu, vùng xa. Trong khi đó, gấc là loại thực phẩm đặc sản có nhiều ở Việt Nam. Dầu gấc có tác dụng phòng ngừa và chữa bệnh khô giác mạc, bệnh quáng gà, suy dinh dƣỡng ở trẻ em. Chất béo trong dầu gấc chủ yếu là omega 9 (44%) và omega 6 (30%) là những chất quan trọng giúp phát triển não bộ, võng mạc mắt và sợi thần kinh trung ƣơng (Cossut, 2001). Chính vì dầu gấc có nhiều tác dụng nhƣ vậy nên dầu gấc đã đƣợc sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều sản phẩm dƣợc phẩm và thực phẩm chức năng trong nƣớc và nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Trên cơ sở đó mục tiêu của đề tài nghiên cứu “Khảo sát ảnh hƣởng của xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi” góp phần nghiên cứu việc tăng hiệu suất trích ly dầu gấc nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất trong nƣớc và nâng cao giá trị của trái gấc Việt Nam. Tổng quan tình hình nghiên cứu Các nghiên cứu trong nƣớc - Hà Văn Mạo, Đinh Ngọc Lâm (1990), đã có những nhận xét về Gacavit (chế phẩm dầu gấc) đƣợc thực hiện trên gia súc và trên ngƣời bệnh, có khả năng sửa chữa những rối loạn của nhiễm sắc thể, các khuyết tật của phôi thai do dioxin và khả năng phòng ngừa ung thƣ cho ngƣời bị bệnh xơ gan. - Viện dinh dƣỡng quốc gia (2000), cũng đã chứng minh dầu gấc giúp tăng trƣởng hồng cầu và làm tăng sức đề kháng, -carotene, lycopen thiên nhiên trong dầu gấc giúp bảo vệ thai nhi khỏi sự tấn công của các gốc tự do, chất gây biến đổi gen nhƣ chất độc dioxin, thuốc trừ sâu trong thực phẩm, ngăn ngừa ung thƣ mạnh, chống lão hóa,… 2 Các nghiên cứu nƣớc ngoài - Hiromitso AOKI, Nguyen Thi Minh Kieu, Noriko KUZE, Nguyen Van Chuyen (2002), “Carotenoid Pigments in GAC Fruit” - Ishida, B.K, Turner C, Chapman M.H (2004), “Fatty acid and carotenoid composition of gac fruit” - D.S.Burke, L.T.Vuong (2005), “Momordica cochinchinensis, rosa roxburghii, wolfberry and sea buckthorn – Highly nutritional fruits supported by tradition and science” Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu này chỉ tập trung chủ yếu vào phân tích, đánh giá thành phần hóa học, dinh dƣỡng của dầu gấc, cũng nhƣ ứng dụng chúng trong y học và chế biến thức phẩm. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Xuất phát từ thực trạng nghiên cứu và sản xuất, cũng nhƣ để thỏa mãn nhu cầu của ngƣời tiêu dùng, thị trƣờng trong và ngoài nƣớc và nhằm ổn định chất lƣợng sản phẩm, nâng cao sản lƣợng thì cần phải hoàn thiện công nghệ sản xuất và hình thành đƣợc một mô hình sản xuất dầu màng gấc có thể áp dụng vào sản xuất quy mô công nghiệp giúp tăng giá trị của cây gấc đặc sản của Việt Nam. Mục tiêu nghiên cứu - Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học của nguyên liệu màng gấc tƣơi - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme [...]... của nhiệt độ sấy đến chất l ợng dầu gấc Thí nghiệm 4 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử l enzyme Thí nghiệm 5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử l enzyme 2.2.3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc  Mục đích: Tìm ra nồng... thực vật, gây sự phân hủy mô của thành tế bào l m mềm và l m mục mô thực vật Ngoài ra còn có: - Pectin-transeliminase (poly 1,4--galaturonid-methylesteglucanolise) l enzyme tác dụng l n pectin và pectinic acid - Polygalactorunate-transeliminase (poly 1,4--galaturonid-glucanolise) tác dụng l n pectin và pectinic acid - Pectin lyase (PNL): xúc tác sự phân cắt các đơn vị galacturonate đã bị ester hóa. .. đồng thời theo dõi thực nghiệm tác dụng chống l o hóa, hạn chế tác động độc hại của dioxine và độc tố vi nấm Aflatoxine trên gan chuột,… 1.3 GIỚI THIỆU VỀ DẦU MÀNG GẤC 1.3.1 Tính chất hóa l [15] Dầu màng gấc (Oleum Momordicae) l dầu đƣợc l y từ màng đỏ bọc xung quanh hạt gấc Dầu màng gấc l chất l ng sánh, trong, màu đỏ máu, có mùi thơm đặc biệt, vị béo, với các tính chất hóa l : - Độ hòa tan: dễ... 1,4- galacturoniglucanohydrolase, xúc tác sự phân cắt các mối liên kết -1,4-glycoside Các exo-PG (exo-poly -1,4-D-galacturonide) galacturonohydrolase, phân cắt từ đầu không khử, và endo-PG (endo- poly -1,4-D-galacturonide) glycanohydrolase tấn công ngẫu nhiên vào giữa mạch cơ chất Polygalacturonase l một phức hệ enzyme gồm có nhiều cấu tử và thƣờng có tính đặc hiệu cao đối với cơ chất - Pectate lyase... Ủ, 50oC Sấy, w: 7% Xay nhỏ, 2mm Cân Dung môi nhexan tỉ l 1:12 Trích ly to 50oC Thời gian 6 giờ L c Cặn Tách dung môi +o Dầu thô Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ trích ly dầu gấc bằng công nghệ enzyme + + + 27 2.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ  Màng gấc tƣơi: Sau khi l y ra ở nhiệt độ -18oC sẽ đƣợc rã đông, màng gấc không bị hƣ hỏng  Cân: Màng gấc sau rã đông, thì cân 100g với độ chính xác 0.1mg  Xay nhỏ:... ly bằng dung môi hữu cơ Trích ly l quá trình ngâm chiết l m chuyển dầu từ nguyên liệu vào dung môi thực hiện bằng khuyếch tán phân tử (chuyển dầu từ nội tâm nguyên liệu vào dung môi) và khuyếch tán đối l u chuyển dầu từ bề mặt nguyên liệu từ dung môi • Nhƣợc điểm: sử dụng nhiều dung môi trong quá trích ly nên ảnh hƣởng đến sức khoẻ • Ƣu điểm: phƣơng pháp này có hiệu suất trích ly cao hơn, ít gây ảnh... 1.4 Trái gấc sau khi bổ đôi - Màng gấc tƣơi có chất l ợng: + Ẩm: 77%  pH: 5.8% - 6% + Hàm l ợng Protein: 2.1%/100g nguyên liệu + Hàm l ợng Glucid: 10.5%/100g nguyên liệu + Hàm l ợng Lipid: 61.2mg/kg + Hàm l ợng -caroten: >1.13g/kg + Hàm l ợng Lycopen: >0.15%... trị nhƣ: -Carotene, Lycopen, Tocopherol (vitamin E), … Đây l phƣơng pháp sử dụng phổ biến nhất hiện nay trong sản xuất cũng nhƣ trong nghiên cứu 1.4.3 Phƣơng pháp trích ly dầu gấc bằng công nghệ enzyme Trong các phƣơng pháp thông thƣờng để trích ly dầu gấc, một số dầu đƣợc chiết xuất còn sót l i trong nguyên liệu Do phần l n dầu đƣợc chiết nằm trong các không bào tự do nhƣng dầu phân tán trong không... trong các chế phẩm pectinase đƣợc sản xuất từ nấm (U/ml) [8] Hoạt tính enzyme Cơ chất A B C 1982 3314 1878 PG Polygalacturonic acid PL Pectin DE 90 43 53 74 PE Pectin DE 65 548 448 227 Combined pectolytic Pectin DE 75 498 290 274 C--cellulase CMC 998 180 1228 99 1 22 9 10 16 1,3; 1,2; 1,5- -L- arabinan 14 14 16 PNP-Arabinofuranoside 35 37 333 (Cacboxymethylcllulose) C-1-cellulase A vicel Arabanase:... nhau thì khác nhau - Pectinase thƣơng mại: l các chế phẩm enzyme của nấm mốc, đƣợc điều chế chủ yếu từ các loài Aspergillus Chúng thƣờng l hỗn hợp của các PE, PG, PEL, hemicellulase và endo--glucanase Hoạt tính của ba chế phẩm thƣơng mại khác nhau đƣợc trình bày ở bảng 1.3 Các enzyme đều đƣợc thu nhân từ nấm mốc trừ enzyme C-1-cellulase l đƣợc thêm vào để chế phẩm pectinase đạt đƣợc mục đích kỹ thuật . gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme 3 Đối tƣợng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: Màng gấc tƣơi Phạm vi nghiên cứu. CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC TỪ MÀNG GẤC TƢƠI SAU KHI ĐÃ XỬ LÝ ENZYME 52 3.6 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC TỪ MÀNG GẤC KHÔ KHÔNG XỬ. viên thực tập đƣợc hoàn thành tốt bài báo cáo nghiên cứu khoa học trong quá trình thực tập tại trung tâm. Quý thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm và các bạn sinh viên cùng khóa nghiên cứu