Nghiên cứu quy trình chế biến sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô (Lentinula Edodes) và khảo sát hoạt tính chống Oxi hóa của sản phẩm

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Mở TP.HCM, ban chủ nhiệm Khoa Thực Phẩm đã giúp để em thực hiện đề tài này. Đặc biệt em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến ThS. Nguyễn Thị Lệ Thủy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và lời khuyên quý báu trong suốt quá trình em thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn các thầy, cô ở phòng thí nghiệm Sinh Hóa, phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm đã hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Em xin cảm ơn tới bố mẹ, gia đình, bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ và giúp đỡ em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài. Em xin chân thành cảm ơn! Ngày 16, tháng 06, năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đình Luân MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH i DANH MỤC BẢNG ii ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM ĐÔNG CÔ 3 1.1.1. Phân loại 3 1.1.2. Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của nấm Đông cô 3 1.1.3. Giai đoạn phát triển của hệ sợi nấm Đông Cô 5 1.1.4. Giá trị dinh dưỡng của nấm Đông cô 5 1.1.5. Tính chất dược học của nấm Đông Cô 7 1.2. TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NẤM ĐÔNG CÔ 9 1.2.1. Tình hình ngoài nước 9 1.2.2. Tình hình trong nước 10 1.3. GIỚI THIỆU VỀ HỆ ENZYME CELLULASE 10 1.3.1. Giới thiệu chung 10 1.3. 2.Cấu trúc của enzyme cellulase 11 1.3.3. Tính chất của enzyme cellulase 11 1.3.4. Nguồn gốc của enzyme cellulase 12 1.3.5. Cơ chất của enzyme cellulase 12 1.3.6. Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase 12 1.3.7. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của enzyme cellulase 12 1.3.8. Các ứng dụng của nhóm enzyme cellulase trong ngành thực phẩm. 14 1.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TRÍCH LY 14 1.4.1. Cơ sở khoa học 14 1.4.2. Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện 16 1.4.3. Các biến đổi của nguyên liệu 16 1.4.4. Các yếu tố ảnh hưởng 17 1.4.5. Thiết bị trích ly 18 1.5. HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA DPPH  20 1.5.1. Sự hình thành các gốc tự do và các chất kháng gốc tự do. 20 1.5.2. Các tính chất của gốc tự do DPPH  20 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1. NGUYÊN LIỆU 22 2.1.1. Nguyên liệu chính 22 2.1.2 Nguyên liệu phụ 22 2.1.3. Địa điểm và thời gian thực hiện 23 2.1.4. Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 23 2.2. PHUƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 25 2.3.1. Đề xuất quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến 25 2.3.2. Thuyết minh quy trình 26 2.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26 2.4.1. Phân tích thành phần, tính chất nguyên liệu 26 2.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất trích ly 27 2.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến hiệu suất trích ly 27 2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly 28 2.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly 29 2.4.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly. 29 2.4.7. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly. 30 2.4.8. Khảo sát ảnh huởng của quá trình phối trộn đến chất luợng sản phẩm 30 2.4.9. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm. 31 2.4.10. Khảo sát chất lượng sản phẩm 32 2.4.11. Khảo sát khả năng đánh bắt gốc tự do DPPH  36 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1. Kết quả khảo sát các thành phần, tính chất của nguyên liệu. 39 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiiệu suất trích ly 39 3.3. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu : dung môi đến hiệu suất trích ly 41 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly. 42 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme Cellulase đến hiệu suất trích ly. 45 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly 46 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme Cellulase đến hiệu suất trích ly 47 3.8. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của quá trình phối trộn đến chất lượng sản phẩm 48 3.9. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm 49 3.10. Kết quả khảo sát chất lượng của sản phẩm. 52 3.10.1. Kết quả phân tích hóa lý, vi sinh vật của sản phẩm 53 3.10.2. Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô. 53 3.10.3. Kết quả đánh giá khả năng chống oxy hóa của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô. 54 3.11. Kết quả của thử nghiệm chống oxy hóa 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC A I i DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Nấm Đông Cô 3 Hình 1.2. Enzyme cellulase 11 Hình 1.3. Thiết bị trích ly kiểu thùng quay 18 Hình 1.4. Thiết bị trích ly kiểu vít tải 19 Hình 1.5. Thiết bị trích ly hai vít nằm ngang tác động liên tục 19 Hình 2.1 Nấm Đông Cô tươi và nấm Đông Cô khô 22 Hình 2.2. Các bước tiến hành nghiên cứu 24 Hình 2.3. Quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến 25 Hình 2.4. Quy trình ly trích mẫu Nấm Đông Cô khô 36 Hình 3.1. Nuớc cốt nấm Đông Cô sau 4 tuần 52 Hình 3.2. Sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô 52 Hình 3.3. Biểu đồ so sánh khả năng chống oxy hóa của Vitamin C, BHT và Nấm Đông Cô. 56 Hình 3.4. Khả năng ức chế DPPH  của nấm Đông Cô và vitamin C 57 Hình 4.1. Sơ đồ quy trình chế biến nước cốt Nấm Đông Cô 59 ii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hóa học của một số loại nấm (Nguồn FAO 1972) 6 Bảng 2.1. Phuơng pháp xác định hóa lý 26 Bảng 2.2.Bảng bố trí thí nghiệm thời gian và nhiệt độ trích ly nấm Đông Cô. 28 Bảng 2.3. Bảng chỉ tiêu đánh giá cảm quan độ ngọt nước cốt nấm Đông Cô. 31 Bảng 2.4. Bảng chỉ tiêu đánh giá cảm quan nước cốt nấm Đông Cô qua 4 tuần. 32 Bảng 2.5. Bảng chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí trong nước cốt nấm Đông Cô qua 4 tuần 32 Bảng 2.6. Khảo sát các thành phần hóa lý của sản phẩm 32 Bảng 2.7. Phương pháp xác định sự hiện diện các vi sinh vật gây hư hỏng và tạo độc tố trong sản phẩm. 33 Bảng 2.8. Các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm khi đánh giá cảm quan 33 Bảng 2.9. Chỉ tiêu đánh giá kết quả cảm quan của sản phẩm theo phương pháp cho điểm chất lượng sản phẩm 35 Bảng 2.10. Mức chất lượng sản phẩm (theo TCVN 3215-79) 35 Bảng 2.11. Độ pha loãng và nồng độ mẫu nấm Đông Cô 37 Bảng 2.12. Độ pha loãng và nồng độ Vitamin C 37 Bảng 2.113. Độ pha loãng và nồng độ BHT 38 Bảng 3.1.Chỉ tiêu hóa lý của nấm Đông Cô 39 Bảng 3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các loại dung môi đến hiệu suất trích ly 39 Bảng 3.3. Kết quả khảo sát tỷ lệ dung môi trích ly nấm Đông Cô 41 Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích 43 Bảng 3.5. Kết quả khảo sát trích ly bằng enzyme celulase đến hiệu suất trích ly 45 Bảng 3.6. Kết quả khảo sát thời gian xử lý enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly 46 Bảng 3.7. Kết quả khảo sát nhiệt độ xử lý enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly 47 Bảng 3.8. Kết quả đánh giá cảm quan độ ngọt của sản phẩm theo phương pháp cho điểm. 48 Bảng 3.9 Kết quả đánh giá cảm quan sau khi tiệt trùng 49 Bảng 3.10. Kết quả kiểm tra vi sinh trong sản phẩm sau 4 tuần 51 iii Bảng 3.11. Các thành phần hóa lý của sản phẩm 53 Bảng 3.12. Kết quả kiểm tra vi sinh vật có trong sản phẩm 53 Bảng 3.13. Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm theo phương pháp cho điểm 54 Bảng 3.14. Nồng độ và kết quả đo OD của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô 54 Bảng 3.15. Nồng độ và kết quả đo OD của vitamin C 55 Bảng 3.16. Nồng độ và kết quả đo OD của BHT 55 Bảng 3.17. Nồng độ và kết quả đo OD của dịch nấm Đông Cô 56 Khóa luận tốt nghiệp – Nguyễn Đình Luân GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lệ Thủy trang1 ĐẶT VẤN ĐỀ Với xu hướng phát triển của xã hội hiện nay thì nhu cầu về thực phẩm ngày càng tăng cao cả về số lượng và chất lượng, vì thế mà khẩu phần ăn hàng ngày được chú trọng nhiều hơn. Ăn không chỉ là để no để ngon mà còn để cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cho nhu cầu hoạt động và phát triển của cơ thể. Bên cạnh các loại thực phẩm như thịt, cá trứng, sữa, ngũ cốc… thì rau cũng là một loại thực phẩm không thể thiếu trong khẩu phần ăn hàng ngày của mỗi chúng ta, cung cấp một lượng lớn chất xơ, các loại vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Nấm ăn là một loại thực phẩm tự nhiên được biết từ lâu đời, cung cấp nhiều protein, lipit, đuờng, chất khoáng có lợi cho cơ thể và ngày nay được xếp vào nguồn cung cấp thực phẩm chức năng của nhiều quốc gia (Theo Fang N và cộng sự năm 2006). Trong các loại nấm thì nấm Đông Cô là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao. Hơn nữa nó có khả năng phòng và chữa bệnh.Từ xa xưa, các nước Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc…đã biết trồng và sử dụng nấm Đông Cô để làm thực phẩm cũng như dược phẩm. Ngày nay các nước khu vực Đông Nam Á nói riêng và toàn thế giới nói chung đang sử dụng nấm Đông Cô làm thực phẩm đồng thời làm đối tượng nghiên cứu và chế biến các sản phẩm có hoạt tính sinh học cao dùng để phòng và chữa bệnh cho nhân loại. Vì nấm Đông Cô có giá trị dinh dưỡng và hoạt tính dược lý cao, nên các nhà nghiên cứu không ngừng tìm hiểu và nghiên cứu về nó. Trong nấm Đông Cô có chứa khá nhiều đạm và giàu khoáng chất, vitamin, chẳng hạn như vitamin C, B, tiền vitamin D, canxi, Niacin, nhôm, sắt, magiê Nó có khoảng 30 enzyme và tất cả các acid amin tối cần cho cơ thể (tức là những acid amin mà cơ thể không tổng hợp được). Nấm cũng có một số alcool hữu cơ mà khi nấu chín, các alcool này biến đổi, tạo thành mùi thơm đặc biệt của nó. Trong Nấm Đông Cô còn chứa lentinan và Lentinula Edodes mycelium (LEM) có khả năng tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể, kháng khuẩn và virut, chống ung thư, giảm cholesterol, thanh trừ các gốc tự do và chống lão hóa…Mặc dù Khóa luận tốt nghiệp – Nguyễn Đình Luân GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lệ Thủy trang2 nấm Đông Cô có giá trị dinh dưỡng và hoạt tính dược lý cao nhưng việc khai thác và sử dụng nấm Đông Cô còn nhiều hạn chế. Vậy tại sao chúng ta không tạo ra một sản phẩm từ nấm Đông Cô, có thể tiết kiệm được thời gian chế biến thông thường, có thể sử dụng ngay mà không cần phải qua bất kỳ qúa trình chế biến nào khác nữa. Đó chính là lý do mà chúng tôi chọn đề tài “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN PHẨM NUỚC CỐT NẤM ĐÔNG CÔ (Lentinula Edodes) VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA SẢN PHẨM.”. Nội dung nghiên cứu: - Tìm hiểu tổng quan tài liệu về nấm Đông Cô. - Đề xuất quy trình chế biến dự kiến, bố trí nghiệm thức. - Nghiên cứu các công đoạn chính trong quy trình. - Đưa ra quy trình chế biến sản phẩm hoàn chỉnh. Phương pháp nghiên cứu chính: - Tổng hợp và phân tích tài liệu - Phương pháp hóa lý: xác định ẩm độ, hàm lượng protein, hàm lượng béo,… - Phương pháp cô đặc: sử dụng các phương pháp thuờng quy. - Phương pháp tiệt trùng: tiệt trùng bằng nhiệt. Ý nghĩa đề tài: Nghiên cứu quy trình chế biến sản phẩm nuớc cốt nấm Đông Cô (lentinula edodes) và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm nhằm đưa ra một sản phẩm nước uống vừa ngon vừa rẻ lại cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Khóa luận tốt nghiệp – Nguyễn Đình Luân GVHD: ThS. Nguyễn Thị Lệ Thủy trang3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM ĐÔNG CÔ 1.1.1. Phân loại [12] Nấm Đông cô (Hương, Hương cô, Shiitake) có tên khoa học là Lentiluna edodes. Phân loại khoa học  Ngành Nấm thật: Eumycota  Ngành phụ: Basidiomycotina  Lớp: Holobasidiomycetes  Lớp phụ: Hymenomycetidae  Giới Nấm: Myconta hay Fungi.  Bộ: Agaricaless  Họ: Tricholomataceae Hình 1.1. Nấm Đông Cô 1.1.2. Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của nấm Đông cô Nấm Đông cô thuộc nhóm nấm hoại sinh, nhóm nấm mọc trên gỗ. Nấm Đông cô có dạng như cái ô, mũ nấm có đường kính 4-10 cm, màu nâu nhạt, khi chín chuyển thành nâu sậm. Lúc đầu mũ nấm có dạng nón nhọn ở giữa, sau trải rộng ra và bằng phẳng. Viền của mũ thường cuộn vào trong. Mặt ngoài có màu nâu đến đen và rải rác những vẩy trắng. Phiến có màu trắng, nhưng nếu bị dập hay già biến thành màu nâu. Bề ngang của phiến tương đối rộng và có khuynh hướng bám vào cuống nấm. Mặt trên tai nấm màu nâu, mặt dưới có nhiều bản mỏng xếp lại. Trên mặt nấm có những vảy nhỏ màu trắng, thịt nấm màu trắng, cuống hình trụ [12] . Chu trình sống bắt đầu từ bào tử nảy mầm cho hệ sợi sơ cấp. Hai sợi sơ cấp khác phải phối hợp cho hệ sợi thứ cấp. Hệ sợi thứ cấp phát triển thành mạng hệ sợi. Trong điều kiện thuận lợi mạng hệ sợi sẽ kết hạch tạo tiền quả thể(nụ nấm). Nụ nấm tiếp tục lớn dần cho tai nấm trưởng thành, các phiến dưới mũ mang các đảm và sinh ra bào tử. Đảm bào tử được phóng thích và chu trình lại tiếp tục. . qúa trình chế biến nào khác nữa. Đó chính là lý do mà chúng tôi chọn đề tài “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN PHẨM NUỚC CỐT NẤM ĐÔNG CÔ (Lentinula Edodes) VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA. 2.1 Nấm Đông Cô tươi và nấm Đông Cô khô 22 Hình 2.2. Các bước tiến hành nghiên cứu 24 Hình 2.3. Quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến 25 Hình 2.4. Quy trình ly trích mẫu Nấm Đông Cô. tích hóa lý, vi sinh vật của sản phẩm 53 3.10.2. Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô. 53 3.10.3. Kết quả đánh giá khả năng chống oxy hóa của sản phẩm nước cốt nấm Đông