NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG ENZYME OPTIMAX HI DEX và ENZYME DEXTROZYME DX1 5x TRONG sản XUẤT ĐƯỜNG GLUCOZA từ sắn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HOÀNG VĂN HÒA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - HOÀNG VĂN HÒA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME OPTIMAX HI.DEX VÀ ENZYME DEXTROZYME DX1.5X TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG GLUCOZA TỪ SẮN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA: 2011 - 2013 HÀ NỘI - 2013 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận văn Thạc sĩ mình, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Viện sau đại học, Viện CNSH - CNTP giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình truyền đạt kiến thức quý báu cho suốt trình học tập hoàn thành Luận văn Thạc sĩ Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Thanh Mai, người trực tiếp bảo, hướng dẫn suốt trình nghiên cứu hoàn thành Luận văn Thạc sĩ Tôi xin chân thành cảm ơn tạo điều kiện giúp đỡ ban Lãnh đạo cán công nhân viên Công ty CPTP Minh Dương giúp đỡ hoàn thành Luận văn Thạc sĩ Cuối xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, khuyến khích suốt trình học tập nghiên cứu Xin chân thành cảm ơn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn Thạc sĩ kỹ thuật, chuyên ngành công nghệ thực phẩm “ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME OPTIMAXHI.DEX VÀ ENZYME DEXTROZYME DX1.5X TRONG SẢN XUẤT ĐƯỜNG GLUCOZA TỪ SẮN” công trình nghiên cứu cá nhân Các số liệu luận văn số liệu thực Hà Nội, tháng năm 2013 MỤC LỤC - Tính DE dịch hóa theo công thức sau : 35 DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU Glucoza sản phẩm sử dụng rộng rãi công nghiệp thực phẩm, dược phẩm nhiều ngành công nghiệp khác Các ứng dụng glucoza không ngừng tăng lên kể từ bắt đầu sản xuất cách gần kỷ, việc làm để tạo nhiều sản phẩm glucoza trình sản xuất đặt ra, phương pháp sản xuất thay đổi, nguồn nguyên liệu, chế phẩm, thiết bị cải tiến, kỹ thuật tinh chế ngày đại phương pháp để kiểm tra điều kiện sản xuất công nghệ cho phép tạo sản phẩm có giá trị cao, đồng thời hạ giá thành sản phẩm Tước để sản xuất đường glucoza người ta sử dụng phương pháp thủy phân tinh bột axit Tuy nhiên phương pháp có nhiều nhược điểm hiệu suất chuyển hóa thấp, yêu cầu thiết bị chịu axit cao, chịu nhiệt áp suất lớn giá thành cao, đặc biệt ô nhiễm môi trường xung quanh, vấn đề xã hội quan tâm Mặt khác ngày với tiến khoa học kỹ thuật, đặc biệt công nghệ vi sinh cho phép người tìm chủng giống vi sinh vật để sản xuất nguồn enzyme có khả thủy phân tinh bột với hiệu cao sản xuất góp phần vào việc thay dần biện pháp thủy phân tinh bột axit Vì năm trở lại chế phẩm enzyme sử dụng rộng rãi lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực thực phẩm chúng mang lại hiệu kinh tế cao Trên giới việc ứng dụng enzyme vào sản xuất có từ lâu phát triển mạnh, trở thành ngành kinh tế chủ lực với quốc gia Trung Quốc, Mỹ, Hàn Quốc, Nhật…Tuy nhiên nước ta lĩnh vực mẻ, chưa khai thác hết tiềm Việt Nam nước có đủ điều kiện để ứng dụng enzyme vào sản xuất có nguồn nguyên liệu từ tinh bột dồi sắn, ngô, khoai… Gần thị trường Việt Nam xuất nhiều loại enzyme thủy phân tinh bột sắn hãng sản xuất tiếng giới Novozyme, Genencor… Tuy nhiên việc lựa chọn ứng dụng loại enzyme vào sản xuất nhằm nâng cao hiệu kinh tế lại vấn đề quan tâm hàng đầu nhà máy sản xuất đường glucoza nước ta nói chung Công ty cổ phần thực phẩm (CPTP) Minh Dương nói riêng Hiện Công ty CPTP Minh Dương sử dụng enzyme đường hóa OptimaxHi.dex vào sản xuất, nhiên giá thành loại enzyme cao so với số loại enzyme khác, công ty hướng tới việc thay loại enzyme với giá thành rẻ hơn, hiệu suất thủy phân tinh bột lại cao hơn, mặt khác thị trường xuất loại enzyme Dextrozyme DX1.5X (Novo) có giá thành thấp hơn, nhiên hiệu việc thu hồi đường glucoza chưa tìm hiểu, nghiên cứu để phù hợp với điều công ty Vì việc nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến khả thủy phân tinh bột enzyme vấn đề quan trọng công ty Xuất phát từ yêu cầu thực đề tài “Nghiên cứu ứng dụng Enzyme Optimax Hi.dex Enzyme Dextrozyme DX1.5X sản xuất đường glucoza từ sắn.” CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ đường Glucoza nước 1.1.1 Ngoài nước Trên giới trình thủy phân tinh bột thành đường glucoza phát triển mạnh sau năm 1940 Đặc biệt công nghệ sản xuất enzyme ứng dụng vào sản xuất quy mô công nghiệp thay hoàn toàn cho việc sản xuất phương pháp axit (phương pháp hóa học) Đến năm 1960 glucoza tinh thể sản xuất tiêu thụ với lượng lớn nhu cầu glucoza ngày cao Hiện sản xuất đường glucoza đứng đầu giới Trung Quốc, Mỹ, Hàn Quốc, Nhật Bản…và Trung Quốc nước tiêu thụ glucoza lớn Nguồn nguyên liệu dùng sản xuất glucoza phong phú tinh bột ngô, tinh bột khoai tây, tinh bột hoàng tinh chế biến từ củ dong, tinh bột sắn chế biến từ sắn, tinh bột hoài sơn chế biến từ củ củ mài….Trong ngô nguồn nguyên liệu cung cấp tinh bột Ước tính khoảng 70% tinh bột ngô giới chuyển hóa thành glucoza [4] 1.1.2 Trong nước Công nghệ sản xuất đường từ tinh bột phương pháp enzyme phát triển mạnh 10 năm trở lại Hàng loạt nhà máy sản xuất xiro glucoza công nghệ enzyme : Công ty 19/5 Sơn Tây, Công ty CPTP Minh Dương, Nhà máy đường Quảng Ngãi…Với sản phẩm hàng hóa 10.000 tấn/năm phục vụ cho công nghiệp kẹo với công suất 10-20 tấn/ngày [10] Nước ta nguyên liệu chủ yếu dùng sản xuất đường glucoza bột sắn, với nguồn nguyên liệu dồi đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất nước xuất Tuy nhiên việc ứng dụng enzyme để sản xuất đường glucoza chưa hiệu quả, năm qua Đảng Nhà nước không ngừng đầu tư, khuyến khích công ty nước liên doanh, liên kết mở rộng, nâng cao hiệu suất thu hồi đường 1.2 Giới thiệu tính chất công nghệ sản xuất đường glucoza 1.2.1 Cấu tạo phân tử đường glucoza [12] Glucoza monosacarit, dẫn xuất aldehit xeton polyol Cấu tạo monosacarit nhận thấy phân tử chúng có chứa số nguyên tử cacbon bất đối, monosacarit tồn dạng đồng phân lập thể khác nhau, số đồng phân lập thể tính theo n với n số nguyên tử cacbon bất đối Người ta dùng chữ L D để cấu hình đồng phân thêm vào dấu (+) (-) để độ quay cực bên phải bên trái Công thức phân tử glucoza C 6H12O6 có ba dạng công thức cấu tạo gồm dạng mạch hở hai dạng mạch vòng (hình 1.1) Khi hòa tan nước tạo dung dịch, glucoza có cân chuyển hóa qua lại tồn ba dạng cấu tạo này, dạng vòng diện nhiều Sự tạo vòng xảy nhóm cacbonyl (ở C1 C2) nhóm rượu phân tử monosacarit thông thường nhóm rượu vị trí C C5 aldoza C6 xetoza Như dạng vòng monosacarit hay cạnh Dạng vòng cạnh glucoza hình thành tương tác nhóm cacbonyl C1 với nhóm -OH vị trí C Dạng vòng cạnh gọi piranoza 10 3.2.2 Ảnh hưởng đồng thời thời gian hàm lượng enzyme dịch hóa Khả thủy phân enzyme dịch hóa phụ thuộc nhiều không nồng độ enzyme mà thời gian để enzyme hoạt động Đây yếu tố có khả tương hỗ nên nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời chúng Nồng độ enzym Termamyl thay đổi từ 0,05-0,08 % thời gian dịch hóa từ 1,5-3 Các yếu tố khác cố định nói phần Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian hàm lượng enzyme tới DE dịch hóa Enzyme Hàm lượng enzyme Termamyl bổ sung (%) 0,05 0,06 0,07 0,08 8,2 8,3 10,3 11,1 2,0 11,1 11,4 13,1 14,3 2,5 12,2 13,0 14,1 17,2 3,0 12,0* 14,5 16,0 14,0* 18,4 19,1 Thời gian (giờ) 1,5 (*) theo tài liệu nghiên cứu công ty CPTP Minh Dương Kết cho thấy thời gian hàm lượng enzyme tăng tỷ lệ thuận với giá trị DE dịch hóa (bảng 3.3) Với thời gian dịch hóa 2,5 hàm lượng enzyme 0,07% so với lượng tinh bột hàm lượng đường khử 14,1 (thí nghiệm trường), nhà máy DE=14,0, theo kết (bảng 3.2) DE đường hóa cao Vậy thời gian lượng enzyme Termamyl sử dụng cho trình dịch hóa để DE=14,1 2,5 0,07% so với lượng tinh bột 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ chất tới DE dịch hóa độ nhớt dịch Nồng độ chất yếu tố ảnh hưởng lớn đến hoạt động enzyme, đến số DE, độ nhớt dịch thủy phân Để nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ chất trình dịch hóa, thay đổi tỷ lệ bột sắn – nước từ 1:2,5 đến 1:4 (g/mL) tương ứng với nồng độ chất khô từ 30 đến 20 % cố định yếu tố khác hàm lượng enzyme Termamyl 0,07% so với lượng tinh bột; pH=5,7; 39 nhiệt độ dịch hóa 950C thời gian dịch hóa 2,5 Ngoài giá trị DE dịch hóa, xác định thêm độ nhớt dịch nồng độ chất có liên quan nhiều đến độ nhớt Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ chất khô tới trình dịch hóa Stt Bột:nước (g/ml) Nồng độ chất DE dịch Độ nhớt (Cp) 1: 2,5 khô (Bx) 30 hóa 13,2 350 1: 3,0 25 14,0 120 1:3,5 22 18,1 100 1:4,0 20 20,7 85 Cp Đồ thị 3.2 Ảnh hưởng nồng độ chất khô tới DE độ nhớt dịch Kết (bảng 3.4 đồ thị 3.2) cho thấy nồng độ chất tăng DE dịch hóa giảm (từ 20,7- 13,2), độ nhớt tăng (từ 85 lên 350 cp) Tại nồng độ chất 25% hàm lượng đường khử 14,0 Khi nồng độ chất nhỏ 25% làm giảm độ nhớt dịch tạo điều kiện cho trình thủy phân, hàm lượng đường khử thu lớn 18,1, nhiên giá trị đường hóa lượng đường khử thu không cao Mặt khác nồng độ chất lớn 25% làm tăng độ nhớt dịch bột, ngăn cản trình thủy phân tinh bột enzyme làm giảm DE Do nồng độ chất thích hợp cho trình dịch hóa để DE=14,0 25% 3.2.4 Ảnh hưởng pH tới DE dịch hóa 40 pH ảnh hưởng lớn đến trình dịch hóa, độ nhớt bột, loại enzyme thích hợp với giá trị pH khác việc điều chỉnh pH dịch cho phù hợp với enzyme có ý nghĩa quan trọng việc nâng cao hiệu thủy phân Để nghiên cứu ảnh hưởng pH dịch hóa tới trình thay đổi giá trị pH dịch thủy phân từ 5,2 đến 7,0; đồng thời cố định yếu tố chọn Bảng 3.5 Ảnh hưởng pH tới trình dịch hóa Stt pH 5,2 5,7 6,0 6,5 7,0 DE 9,2 14,0 14,5 15,8 12,5 Độ nhớt (Cp) 130 120 120 115 110 Kết (bảng 3.5) cho thấy pH tăng (từ 5,2 đến 7.0), DE dịch hóa tăng sau giảm (khi pH từ 5,2 đến 6,5 DE tăng từ 9,2 đến 15,8 giảm pH=7, DE dịch hóa giảm xuống 12,5), độ nhớt dịch giảm dần (từ 130 đến 110 cp) Sự thay đổi giải thích pH làm thay đổi trạng thái ion hóa nhóm định chức trung tâm hoạt động enzyme, làm thay đổi khả phản ứng nhóm chức Mặt khác pH làm thay đổi trạng thái ion hóa chất, pH cao thấp protein bị biến tính làm giảm hoạt tính enzyme Vậy pH thích hợp cho trình dịch hóa để DE 14,0 5,7 3.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới DE dịch hóa Mỗi enzyme có nhiệt độ hoạt động tối ưu khác Trong trình sản xuất việc trì độ ổn định nhiệt độ thời gian thủy phân có ý nghĩa quan trọng, nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến trình dịch hóa cách thay đổi nhiệt độ (từ 75 0C đến 1000C), đồng thời cố định yếu tố khác Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ tới DE dịch hóa Stt Nhiệt độ (0C) DE dịch hóa Độ nhớt (Cp) 75 7,0 250 41 80 9,1 200 85 90 10,2 11,5 145 135 95 14,0 125 100 16,0 115 Kết (bảng 3.6 ) cho thấy nhiệt độ tăng DE tăng (từ 7,0 đến 16,0) độ nhớt giảm dần (từ 250 xuống 115 cp) Trong khoảng nhiệt độ (từ 75 0C-900C) DE thu (từ 7,0-11,5), nhiệt độ dịch hóa 95 0C hàm lượng đường khử 14,0 nhiệt độ 100 0C DE=16, nhiên với giá trị DE lớn nhỏ 14,0 lại không thích hợp cho trình đường hóa Vậy để có DE 14,0 nhiệt độ dịch hóa thích hợp 950C Vậy để điều kiện dịch hóa nguyên liệu bột sắn enym Termamyl thích hợp cho trình sản xuất đường glucose nồng độ chất 25%, nhiệt độ dịch hóa 950C, pH = 5,7, thời gian dịch hóa 2,5 hàm lượng enzyme dịch hóa 0,07 % so với lượng tinh bột để DE dịch hóa đạt khoảng 14 Chúng sử dụng điều kiện dịch hóa để nghiên cứu trình đường hóa 3.3 Nghiên cứu trình đường hóa có sử dụng enzyme OptimaxHi.dex DextrozymeDX1.5X 3.3.1 Xác định ảnh hưởng đồng thời nồng độ chất thời gian đường hóa tới DE đường hóa Trong trình thủy phân tinh bột nồng độ chất thời gian đường hóa ảnh hưởng lớn đến hoạt động enzyme, hai yếu tố quan trọng tương hỗ trình nên nghiên cứu ảnh hưởng đồng thời chúng Theo quy trình Cty CPTP Minh Dương sau dịch hóa theo điều kiện nêu phần trình đường hóa enzyme OptimaxHi.dex 0,2% so với lượng tinh bột; nồng độ chất 25%; nhiệt độ 60 0C; pH = 4.3; thời gian 27 DE đường hóa 96,3 (bảng 3.7) Để chọn nồng độ chất thời gian thích hợp cho enzyme Dextrozyme DX1.5X, chọn nồng độ chất 20, 25, 30 35% thời gian từ 18 đến 36 giờ, sau 18 đường hóa 42 lấy mẫu (18, 24, 27, 30 36 giờ) để xác định DE Các yếu tố đường hóa khác cố định : nhiệt độ 600C; pH = 4.3; hàm lượng enzyme DextrozymeDX1.5X 0,15% so với lượng tinh bột (nồng độ enzyme theo khuyến cáo 0,15), đồng thời làm thêm mẫu với enzyme OptimaxHi.dex phòng thí nghiệm để đối chiếu với kết công ty có Bảng 3.7 Ảnh hưởng nồng độ chất thời gian tới DE đường hóa enzyme Dextrozyme Stt Nồng độ chất (%) DE đường hóa enzyme Dextrozyme 18 24giờ 27 30 36 20 68,2 92,2 96,0 96,3 91,4 25 64,0 86,3 96,7 95,5 93,2 30 53,2 80,2 93,0 90,3 87,6 35 45,1 58,5 69,7 73,6 77,3 25 Đường hóa Optimax.Hidex * kết Cty Minh Dương 96,4 96,5* Kết (bảng 3.7) cho thấy nồng độ chất khác thời gian tăng (từ 18-27 giờ) dẫn tới DE tăng (từ 64,0-96,7 %) tăng mạnh thời điểm đường hóa 27 DE=96,7, tiếp tục tăng thời gian lên (từ 30-36 giờ) DE lại giảm (từ 96,3 xuống 91,4) Điều giải thích thời gian đường hóa kéo dài dẫn tới chuyển hóa tạo sản phẩm phụ không mong muốn làm cho lượng dịch đường glucoza tạo thành bị giảm Mặt khác nồng độ chất nhỏ 25% DE tăng, nồng độ chất lớn 25% DE lại giảm, DE đường hóa đạt giá trị lớn 96,7 nồng độ chất 25% Điều nồng độ chất 25% độ nhớt tăng làm cản trở trình thủy phân tinh bột enzyme 43 Khả thủy phân tinh bột thông qua ứng dụng enzyme OptimaxHi.dex phòng thí nghiệm Bộ môn với điều kiện nhà máy đưa DE thu 96,4 (của nhà máy 96,5) Điều cho thấy điều kiện thí nghiệm nhà máy phòng thí nghiệm tương đồng Vậy nồng độ chất thời gian thích hợp cho trình đường hóa sử dụng enzyme DextrozymeDX1.5X để đạt DE lớn 96,7 25% 27 3.3.2 Xác định ảnh hưởng nhiệt độ tới DE đường hóa Giống dịch hóa đường hóa nhiệt độ có ảnh hưởng không nhỏ đến trình thủy phân tinh bột, sản xuất cần thay đổi nhỏ nhiệt độ làm ảnh hưởng tới hiệu thủy phân, nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tới trình đường hóa cách thay đổi nhiệt độ (từ 45650C), đồng thời cố định yếu tố khác nêu Bảng 3.8 Ảnh hưởng nhiệt độ tới DE đường hóa Stt Nhiệt độ ( 0C) 45 DE đường hóa 64,6 55 58 81,0 93,8 60 96,7 63 95,3 65 75,7 Đường hóa Enzyme Optimax.Hidex 600C 96,4 96,5* * kết Cty Minh Dương Kết (bảng 3.8) cho thấy sử dụng enzyme DextrozymeDX1.5X vào trình đường hóa theo dõi nhiệt độ tăng (từ 45-600C) DE tăng (từ 64,6-96,7), nhiệt độ 600C giá trị DE thu lớn 96,7, tiếp tục tăng nhiệt độ (từ 60-650C) DE lại giảm Điều giải thích nhiệt độ tăng từ 450 đến 600C, tác động enzyme làm xúc tác cho thủy phân liên kết glucoza α-1,4 α-1,6 tinh bột xảy cách từ từ lượng đường khử 44 tạo thành tăng dần, nhiệt độ 60 0C DE lại giảm nhiệt đường hóa cao nhiệt độ tối ưu enzyme làm cho enzyme bị hoạt tính enzyme có chất protein, tác dụng nhiệt độ tạo sản phẩm phụ thông qua chuyển hóa sản phẩm Còn sử dụng enzyme OptimaxHi.dex với hàm lượng 0,2% so với lượng tinh bột DE thu 96,4 (thí nghiệm nhà máy 96,5), điều cho thấy hiệu thủy phân tinh bột enzyme DextrozymeDX1.5X cao so với OptimaxHi.dex Từ cho thấy nhiệt độ thích hợp cho trình đường hóa để DE=96,7 600C 3.3.3 Ảnh hưởng lượng enzyme DextrozymeDX1.5X tới DE đường hóa Trong sản xuất việc xác định hàm lượng enzyme cần bổ sung cho hợp lý vào trình đường hóa việc quan trọng, góp phần sử dụng tối thiểu lượng enzyme bổ sung đồng thời tối đa hiệu thủy phân, nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng enzyme đường hóa tới trình thủy phân cách thay đổi lượng enzyme (từ 0,05-0,25% so với lượng tinh bột), yếu tố khác cố định như: nhiệt độ 600C; pH=4,3; Bx=25 Bảng 3.9 Ảnh hưởng hàm lượng enzyme thời gian đường hóa tới DE Hàm lượng Stt enzyme (%) 0,05 51,7 0,1 63,8 0,15 68,0 0,2 77,1 DE tính theo thời gian đường hóa 18giờ 24 27 30 59,0 64,2 68,0 69,1 62,2** 78,6 82,5 86,5 88,5 84,5** 81,0 94,7 96,7 96,1 95,1** 84,3 95,6 96,3 96,5 96,5** 96,4* 45 36 70,2 92,3 95,5 95,7 0,25 79,9 86,5 96,0 95,5 96,6** 95,1 94,9 * kết Cty Minh Dương ** Đường hóa enzym OptimaxHi.dex Kết (bảng 3.9) cho thấy lượng enzyme sử dụng tăng DE đường hóa tăng theo Tuy nhiên với enzyme DextrozymeDX1.5X DE tăng lớn 96,7 hàm lượng enzyme 0,15% thời gian 27 giờ, tiếp tục tăng lượng enzyme DextrozymeDX1.5X từ 0,2-0,25% DE thu lại giảm (từ 96 xuống 95,5) Với thời gian lớn nhỏ 27 DE giảm, giảm hàm lượng enzyme bổ sung cao mức cho phép dẫn tới lượng đường khử tạo tối đa lượng enzyme cho vào dư trình thủy phân diễn tạo chuyển hóa thành sản phẩm khác không mong muốn Đối với enzyme OptimaxHi.dex tăng hàm lượng enzyme (từ 0,05-0,25%), thời điểm đường hóa 27 DE tăng (từ 62,6-96,5), điều cho thấy trình thủy phân lượng enzyme OptimaxHi.dex cần sử dụng nhiều so với enzyme DextrozymeDX1.5X Kết cho thấy nên sử dụng hàm lượng enzyme DextrozymeDX1.5X 0,15% DE đường hóa cao 96,7 3.4.4 Ảnh hưởng pH tới DE đường hóa Việc xác định pH dịch thủy phân cho phù hợp với pH enzyme có ý nghĩa quan trọng trình thu hồi dịch đường, nghiên cứu ảnh hưởng pH tới trình đường hóa việc thay đổi pH điểm khác 3,3; 3,8; 4,3; 4,8 5,3, đồng thời cố định yếu tố : nhiệt độ 60 0C; thời gian 27 giờ; Bx=25; hàm lượng enzyme Dextrozyme DX1.5X 0,15% enzyme OptimaxHi.dex 0,2% Kết trình bày (bảng 3.10) Bảng 3.10 Ảnh hưởng pH tới DE đường hóa Stt pH 3,3 3,8 4,3 4,8 DE 90.0 96.1 96.7 94.5 46 5,3 Đường hóa Enzyme Optimax.Hihdex pH = 4.3 * kết Cty Minh Dương 92.2 96,4 96,5* Kết từ (bảng 3.10) cho thấy cần thay đổi nhỏ pH dẫn tới thay đổi đáng kể lượng đường khử tạo thành Đối với enzyme DextrozymeDX1.5X pH 3,3 3,8 DE thu tương ứng 90,0 96,1; pH 4,8 5,3 DE thu theo thứ tự 94,5 92,2 , pH = 4.3 DE thu lớn 96,7 Sự giảm DE giải thích pH cao thấp protein bị biến tính làm giảm hoạt tính enzyme Mặt khác pH làm thay đổi trạng thái ion hóa chất Kết cho thấy pH=4,3 giá trị DE thu từ enzyme DextrozymeDX1.5X cao so với enzyme OptimaxHi.dex Do chọn pH thích hợp để thu DE đường hóa cao 96,7 4,3 3.5 Đề xuất quy trình thủy phân bột sắn thành đường glucoza đánh giá khả sử dụng enzyme đường hóa Dextrozyme DX1.5X 3.5.1 Đề xuất quy trình sản xuất dịch đường glucoza Qua trình tìm hiểu quy trình sản xuất dịch đường glucoza nhà máy Bột sắn Minh Dương với việc nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới trình thủy phân tinh bột thông qua việc ứng dụng enzyme DextrozymeDX1.5X vào sản xuất đề xuất quy trình sản xuất dịch đường glucoza theo (sơ đồ 3.1) Nước Termamyl ( 0,07 % ) Hòa bột (bột: nước=1:3 (g/ml)) đạt nồng độ chất khô 25 % Chỉnh pH=5,7 Dịch hóa (2,5 giờ; 950C, pH=5,7) Làm nguội, chỉnh pH=4,3 Dextrozyme DX1.5X (0.15 %) dd HCl 10% Đường hóa (Bx=25, 600C, pH=4,3; 27 giờ) 47 Dịch chứa 96,7% Glucoza dd HCl 10% Sơ đồ 3.1 Quy trình công nghệ sản xuất dịch đường glucoza enzyme Dextrozyme DX1.5X 3.5.2 Đánh giá khả sử dụng enzyme đường hóa Dextrozyme DX1.5X Từ kết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng tới trình đường hóa tinh bột thông qua việc ứng dụng enzyme Dextrozyme DX1.5X vào thí nghiệm sản xuất thử công ty CPTP Minh Dương, nhận thấy: - Lượng enzyme OptimaxHi.dex sử dụng 0,2% hàm lượng đường khử DE thu 96,4, với lượng enzyme DextrozymeDX1.5X 0,15% DE thu 96,7 Vậy sử dụng enzyme DextrozymeDX1.5X cho hiệu cao - Về giá Với enzyme OptimaxHi.dex giá thị trường 265.000 đồng/kg, với enzyme Dextrozyme DX1.5X giá 250.000 đồng/kg Từ số liệu quy bảng số liệu sau để thấy hiệu sử dụng enzyme DextrozymeDX1.5X vào sản xuất Giá thành Giá thành enzyme (VND/kg) Lượng enzyme sử dụng (%) Giá thành enzyme đường Enzym đường hóa OptimaxHi.dex Dextrozyme DX1.5X 265.000 250.000 0,2 0,15 42.000 30.000 hóa sản xuất bột sắn 48 (VND/ bột sắn ) Từ phân tích việc ứng dụng enzyme Dextrozyme vào sản xuất hứa hẹn góp phần nâng cao suất lao động giảm chi phí sản xuất cho nhà máy góp phần hạ giá thành sản phẩm nâng cao tính cạnh tranh thị trường CHƯƠNG IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận: Thông qua trình nghiên cứu tìm hiểu tình hình sản xuất thực tế nhà máy sản xuất đường glucoza Công ty CPTP Minh Dương, nhận thấy việc sử dụng enzyme vào sản xuất dịch đường glucoza có vai trò vô quan trọng trình sản xuất kinh doanh công ty Để sản xuất dịch đường glucoza sử dụng enzyme dịch hóa Termamyl 120L (nhà máy sử dụng), enzyme đường hóa OptimaxHi.dex (nhà máy sử dụng) DextrozymeDX1.5X (đang nghiên cứu) xác định yếu tố ảnh hưởng tới trình thủy phân tinh bột - Đối với enzyme dịch hóa Termamyl 120L: điều kiện thích hợp cho trình thủy phân: + Nồng độ dịch tinh bột: 25% + Nhiệt độ dịch hóa: 950C + Thời gian dịch hóa: 2,5 + pH = 5,7 + Hàm lượng enzyme: 0,07% so với lượng tinh bột - Đối với enzyme đường hóa Dextrozyme DX1.5X qua nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu enzyme: + Nồng độ chất: 25% + Thời gian đường hóa: 27 49 + Nhiệt độ đường hóa: 600C + pH=4,3 + Hàm lượng enzyme 0,15% so với lượng tinh bột hàm lượng đường khử thu DE=96.7 - Đối với enzyme OptimaxHi.dex nhà máy sử dụng với việc nghiên cứu thử phòng thí nghiệm môn Công nghệ thực phẩm: + Nhiệt độ đường hóa 600C + Thời gian đường hóa 27 + pH=4,3 + Nồng độ chất: 25% + Hàm lượng enzyme 0,2% so với lượng tinh bột Khi hàm lượng đường khử thu DE=96,4 - Như việc ứng dụng enzyme Dextrozyme DX1.5X vào sản xuất cho hiệu kinh tế cao nhiều so với việc sử dụng enzyme OptimaxHi.dex 4.2 Kiến nghị: - Hiện thị trường xuất nhiều loại enzyme với hiệu chuyển hóa cao sản xuất dịch đường glucoza nói riêng chế biến thực phẩm nói chung, việc nghiên cứu ứng dụng enzyme vào sản xuất cho phù hợp với điều kiện nước ta cần quan tâm - Do điều kiện nên không cho phép nghiên cứu sâu trình tạo sản phẩm đường glucoza tinh thể Vì mong đề tài sau nghiên cứu thêm trình để tạo sản phẩm đường glucoza 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt: Hoàng Kim Anh, Ngô Kiến Sương, Nguyễn Xích Liên (…), tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột sắn, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội Báo cáo quy trình công nghệ vận hành sản xuất đường glucoza, tài liệu lưu hành nội Công ty CPTP Minh Dương Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Thoa Nguyễn Văn Tiếp (1982), sử dụng chế phẩm enzyme công nghiệp thực phẩm (tài liệu dịch), NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội Gennencor-jj Degussa Việt Nam (1999), yếu tố ảnh hưởng đến tính kinh tế sản xuất glucoza, hội thảo enzyme tinh bột TP.HCM Nguyễn Thị Minh Hạnh, Nguyễn Thị Bích Liên, Ngô Thị Vân, Phan Thị Khánh Hoa Nguyễn Thùy Linh (2003), nghiên cứu quy trình công nghệ, thiết bị mô hình chế biến tinh bột biến tính Báo cáo khoa học kỹ thuật Đề tài nhánh thuộc đề tài cấp Nhà nước KC 07-14 Viện Công nghiệp thực phẩm Nguyễn Thị Minh Hạnh, Nguyễn Thị Bích Liên Nguyễn Minh Đức (1995), nghiên cứu ứng dụng enzyme vào sản xuất siro glucoza Việt Nam, hội nghị Quốc gia Hóa sinh công nghệ vi sinh Lê Văn Hoàng, Trương Thị Minh Hạnh, Châu Thanh Hiền (2002), “nghiên cứu biến hình tinh bột sắn dây phương pháp enzyme Các yếu tố ảnh 51 hưởng đến trình biến hình tinh bột”, tạp chí KH CN đại học Đà Nẵng, (số 9), trang 45-50 Ngô Tiến Hiển (2003), nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzyme công nghiệp thực phẩm, báo cáo khoa học hội nghị công nghệ khoa học toàn quốc Ngô Tiến Hiển (2004), hoàn thiện công nghệ, thiết bị sản xuất ứng dụng Maltodextrin từ tinh bột (sắn, ngô) sản xuất dược phẩm thực phẩm, dự án sản xuất thử nghiệm cấp Nhà nước, mã số KC 07-DA 08, chương trình KHCN phục vụ CNH, HĐH nông nghiệp nông thôn, mã số KC-07, Viện Công nghiệp thực phẩm 10 Ngô Tiến Hiển (2008), đào tạo hướng dẫn kỹ thuật công nghệ enzyme công nghiệp thực phẩm, báo cáo chuyên đề 24, thực công ty cổ phần thực phẩm Minh Dương Hoài Đức Hà Nội 11 Hoàng Kim (2008), lương thực-cây sắn http://cây lương thực blogspot.com/2008/01/v-tr-kinh-t-ca-cy-sn.html 12 Đàm Thanh Lam (1998), nghiên cứu điều kiện tối ưu cho hoạt động enzyme công nghệ sản xuất đường glucoza tinh thể từ tinh bột sắn, luận văn cao học đại học Bách Khoa Hà Nội 13 Lê Thanh Mai (2009), phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 14 Nguyễn Văn Mùi (2001), thực hành hóa sinh học, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 15 Ngô Kế Sương (1997), báo cáo kết công nghệ biến tính tinh bột phương pháp enzyme, đề tài thuộc chương trình CNSH Quốc gia, phân Viện CNSH, thành phố Hồ Chí Minh 16 Đặng Thị Thu (2004), công nghệ enzyme, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 17 Nguyễn Chí Thanh (2000), nghiên cứu sử dụng hệ enzyme amilaza để nâng cao hiệu sản xuất glucoza tinh thể từ tinh bột sắn, luận văn thạc sỹ khoa học đại học Bách Khoa Hà Nội 18 Vũ Thị Thuận (2010), sản xuất thử nghiệm tinh bột biến tính công nghệ enzyme làm nguyên liệu cho công nghiệp dược công nghiệp thực phẩm, báo cáo tổng kết dự án, Viện công nghiệp thực phẩm 52 19 Hà Duyên Tư (2009), phân tích hóa học thực phẩm, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 20 Lê Ngọc Tú, La Văn Chứ, Đặng Thị Thu, Phạm Quốc Thắng, Nguyễn Thị Thịnh, Bùi Đức Hợi, Lưu Duẩn, Lê Doãn Diên (1997), hóa sinh công nghiệp, NXB khoa học kỹ thuật Hà Nội 21 Cao Lê Hải Yến (2003), tối ưu hóa trình sản xuất tinh bột biến tính Maltodextrin DE 12 phương pháp enzyme, luận văn tốt nghiệp đại học Bách Khoa Hà Nội Tài liệu tiếng anh: 22 Mac.Allister A (1975), Technologies bazad on enzymatic catalysis Enzyms in food processing Academic press New York.P.230-340 23 Lin P.S (1975), Starch conversion by soluble and immobilized amilaza Biotechnol Bioeng Vol.17.P.153-165 24 Abel H & Marie D.J (2000), Purification & characterization of an extracellular lipaza from a themophilic Rhizopus oryzae strain isolated from palm fruit Enzym & Microbial Technology, Vol 26, pp.412-430 25 Nagano H.& Kim Anh To (2000), Purification of collagenaza & Specificity of its Related Enzym from Bacillus subtilis FS-2 Bioci, Biotechnol Biochem, pp 182-183 26 Novo Nordisk, enzyme for conversion of starch 53