Nghiên cứu các điều kiện thích hợp sản xuất siro fructoza 42% từ tinh bột sắn bằng các chế phẩm enzym

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN THÍCH HỢP SẢN XUẤT SIRO FRUCTOZA 42% TỪ TINH BỘT SẮN BẰNG CÁC CHẾ PHẨM ENZYM NGÀNH: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM MÃ SỐ: 2003718C7963 PHÍ THỊ THƯƠNG HUYỀN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGÔ TIẾN HIỂN HÀ NỘI, 2009 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Phần MỞ ĐẦU Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Fructoza ứng dụng 2.1.1 Fructoza 2.1.2 Ứng dụng fructoza công nghiệp thực phẩm 2.1.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất siro fructoza 2.2 Sắn tinh bột sắn 2.2.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ sắn giới Việt Nam 2.2.2 Một số đặc tính tinh bột 2.2.3 Đặc tính tinh bột sắn 12 2.3 Enzym sản xuất đường fructoza từ tinh bột 13 2.3.1 Giới thiệu enzym thuỷ phân tinh bột 13 2.3.2 Nhóm enzym đồng phân hoá .18 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động enzym 21 Phần NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 26 3.1 Nguyên vật liệu 26 3.2 Phương pháp phân tích .27 3.3 Phương pháp nghiên cứu .31 Phần KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37 4.1 Xác định chất lượng nguyên vật liệu sử dụng nghiên cứu 37 4.1.1 Xác định độ ẩm hàm lượng tinh bột nguyên liệu 37 4.1.2 Xác định hoạt độ chế phẩm enzym sử dụng 37 4.2 Nghiên cứu trình công nghệ thuỷ phân tinh bột thành đường .38 4.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình thuỷ phân tinh bột 40 4.3.1 Quá trình dịch hoá .40 4.3.2 Quá trình đường hoá 54 4.4 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến trình đồng phân hoá 63 4.4.1 Ảnh hưởng nồng độ dịch đường 63 4.4.2 Ảnh hưởng nồng độ enzym 64 4.4.3 Ảnh hưởng lưu lượng dòng chảy 66 4.5 Kết sản xuất siro fructoza quy mô công nghiệp 67 4.6 Kết ứng dụng siro fructoza sản xuất bánh mềm 73 Phần KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 76 Kết luận 76 Đề xuất 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang Hình 2.1 Cấu tạo fructoza dạng mạch thẳng mạch vòng Hình 2.2 Sản lượng tinh bột sắn số nước (1000 tấn) Hình 2.3 Biểu đồ tăng trưởng diện tích, suất sản lượng tinh bột sắn nước ta Hình 2.4 Cấu tạo tinh bột Hình 2.5 Cấu trúc amyloza 10 Hình 2.6 Cấu trúc amylopectin 10 Hình 2.7 Các amylaza tham gia vào trình thuỷ phân 13 tinh bột Hình 2.8 Quá trình thuỷ phân tinh bột 14 Hình 2.9 Sơ đồ chuyển hoá Glucoza thành fructoza 20 enzym glucoisomeraza 10 Hình 2.10 Dạng chung đường biểu diễn phụ thuộc 22 vận tốc phản ứng vào nồng độ chất 11 Hình 2.11 Đường minh họa ảnh hưởng nhiệt độ đến vận 24 tốc phản ứng enzym 12 Hình 2.12 Đường minh họa ảnh hưởng pH đến vận tốc 25 phản ứng enzym 13 Hình 4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ đến trình dịch hoá 42 14 Hình 4.2 Ảnh hưởng nồng độ Spezyme đến trình 43 dịch hoá 15 Hình 4.3 Ảnh hưởng nồng độ chất lên trình dịch 44 hoá tinh bột 16 Hình 4.4 Sự phụ thuộc DE dịch hoá cố định nhiệt 49 độ = 800C 17 Hình 4.5 Sự phụ thuộc DE dịch hoá cố định nồng 50 độ tinh bột = 30% 18 Hình 4.6 Sự phụ thuộc DE dịch hoá cố định yếu tố 51 nồng độ enzym = 0,06% 19 Hình 4.7 Ảnh hưởng thời gian dịch hoá (DE dịch hoá) 53 đến hiệu đường hoá 20 Hình 4.8 Xác định tỷ lệ Optimax thích hợp cho 54 trình đường hoá 21 Hình 4.9 Ảnh hưởng thời gian đường hoá đến DE 55 đường hoá 22 Hình 4.10 Sự phụ thuộc DE đường hoá cố định yếu 60 tố DE dịch hoá = 13,5% 23 Hình 4.11 Sự phụ thuộc DE đường hoá cố định yếu 60 tố thời gian đường hoá = 36h 24 Hình 4.12 Sự phụ thuộc DE đường hoá cố định yếu 61 tố nồng độ enzym = 0,13% 25 Hình 4.13 Ảnh hưởng nồng độ dịch đường đến hiệu suất 63 chuyển hoá 26 Hình 4.14 Ảnh hưởng tỷ lệ enzym đến tốc độ chuyển hoá 65 27 Hình 4.15 Xác định tốc độ dòng chảy thích hợp 66 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Bảng 2.1 Điểm đẳng điện nhiệt độ hoạt động Trang 16 glucoamylaza từ số nguồn khác Bảng 4.1 Độ ẩm hàm lượng tinh bột nguyên liệu 37 Bảng 4.2 Hoạt độ số enzym nghiên cứu 38 Bảng 4.3 Ảnh hưởng thời điểm bổ sung enzym Optimax 39 đến tốc độ thuỷ phân tinh bột Bảng 4.4 Ảnh hưởng nồng độ tinh bột tới thời gian lọc 45 nồng độ dịch lọc (tính cho 1000 kg tinh bột khô) Bảng 4.5 Bảng bố trí thí nghiệm theo ma trận tâm xoay 46 Bảng 4.6 Kết thí nghiệm hàm lượng đường khử thu 47 sau dịch hoá Bảng 4.7 Kết phân tích ANOVA tối ưu cho trình 49 dịch hoá Bảng 4.8 Kết kiểm chứng thực nghiệm 52 10 Bảng 4.9 Giá trị mã hoá thực nghiệm 57 11 Bảng 4.10 Kết thí nghiệm DE đường hoá sau trình 57 đường hoá 12 Bảng 4.11 Kết phân tích ANOVA tối ưu cho trình 59 đường hoá 13 Bảng 4.12 Kết kiểm chứng thực nghiệm 62 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AM: Amylose AP: Amylopectin DE: Dextrose Equivalent FAO: Tổ chức Lương thực giới g/ ml: gam/ mililit HFCS: High Fructose Corn Syrup NXB: Nhà xuất PGS TS: Phó giáo sư, tiến sỹ SEM: Kính hiển vi điện tử quét w/ w: PHẦN 1: MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật, ngành công nghệ sinh học phát triển mạnh mẽ Một thành tựu to lớn CNSH nghiên cứu ứng dụng công nghệ enzym Trong ba thập kỷ cuối kỷ 20, chế phẩm enzym từ vi sinh vật sử dụng rộng rãi lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, y học… đặc biệt công nghệ thực phẩm tạo hiệu kinh tế cao Trong công nghiệp chế biến thực phẩm, tinh bột nguyên liệu phổ biến để sản xuất nhiều loại sản phẩm mà phản ứng thuỷ phân tinh bột mắt xích quan trọng quy trình ứng dụng rộng rãi nhiều ngành sản xuất công nghiệp Trên giới, công nghệ thuỷ phân tinh bột enzym phát triển cho phép điều khiển trình thuỷ phân tinh bột, tạo loại tinh bột biến tính, maltodextrin, siro khác maltoza, glucoza, fructoza Phương pháp thuỷ phân tinh bột enzym thu hiệu suất chuyển hoá cao ≥ 95%, độ phân cắt xác, giảm tạp chất sản phẩm Trước đường saccaroza chiếm vị trí hàng đầu, đường fructoza tốt lẽ đường fructoza hơn, có số Glycemic Index (GI) thấp, không làm tăng đường glucoza máu nên tránh nguy gây bệnh đái tháo đường béo phì Fructoza có chất lượng cao, có đặc tính quý giá chức sức khỏe, chất có hương thơm đặc trưng Hàng năm giới có khoảng triệu siro sản xuất, có tới ½ lượng fructoza sử dụng để sản xuất nước giải khát như: Cocacola, Pepsicola, nước hoa quả… Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 Ở Việt Nam, chưa có sở sản xuất sản xuất fructoza Công ty Minh Dương, Hà Nội Phần lớn công nghệ thực phẩm phải nhập fructoza để thay đường mía sacaroza Với ưu điểm vượt trội so với chất xúc tác hoá học, chế phẩm enzym sản xuất ngày nhiều Hiện thị trường có khoảng 12 hãng sản xuất enzym thương mại với 60 nhà cung cấp lớn Với loại enzym đưa vào thử nghiệm, nhà công nghệ thường tập trung nghiên cứu điều kiện ảnh hưởng đến khả hoạt động enzym động học phản ứng thuỷ phân tinh bột enzym nhằm nâng cao hiệu suất thuỷ phân Điều đem lại hướng lựa chọn chế phẩm enzym thêm phong phú Trên sở đó, chọn hướng nghiên cứu với đề tài: “Nghiên cứu điều kiện thích hợp sản xuất siro fructoza 42% từ tinh bột sắn chế phẩm enzym” với nội dung sau đây: Xác định điều kiện hoạt động tối ưu enzym trình dịch hoá Xác định điều kiện hoạt động tối ưu enzym trình đường hoá Xác định điều kiện hoạt động thích hợp enzym trình đồng phân hoá Ứng dụng siro fructoza 42% công nghiệp sản xuất bánh Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Fructoza ứng dụng 2.1.1 Fructoza 2.1.1.1 Cấu tạo tính chất fructoza Về mặt hoá học, fructoza đường đơn tự nhiên, có nhiều thực phẩm đồ uống, rau tươi, chín mật ong Fructoza thường tồn dạng furanoza có công thức hoá học tổng quát 2C6H12O6.H2O Quá trình vòng hoá nhóm chức xeton cacbon vị trí thứ hai tạo cầu oxy với C5 để tạo vòng furanoza CH2OH CH2OH O C O HO H H C H C OH C OH H CH2OH D (-) frutoza OH H H OH CH2OH CH2OH OH H α - D (-) frutoza H OH O OH HO CH2OH H β - D (-) frutoza Hình 2.1 Cấu tạo fructoza dạng mạch thẳng mạch vòng Khi kết tinh dung dịch nước fructoza có hình kim, tinh thể ngậm phân tử nước Fructoza tinh khiết dạng tinh thể có dạng màu trắng, vị gấp 1,7 lần độ sacaroza Do có mặt nhiều nhóm hydroxyl phân tử nên fructoza dễ tan nước không tan dung môi hữu Hoá tính quan trọng fructoza tính chất nhóm chức xeton [41] 2.1.1.2 Giá trị dinh dưỡng fructoza GI gì? Glycemic Index (GI) số phản ánh tốc độ làm tăng đường huyết sau – ăn thực phẩm giàu chất bột đường Chất bột đường Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 69 4.5.2.5 Quá trình làm dịch đường fructoza - Tẩy màu than hoạt tính 25 kg/ nồi, thời gian om 30’, nhiệt độ om 75 – 800C - Trao đổi ion: nhiệt độ dịch lọc 60 – 650C; pH dịch = 4,5 – 5,0 - Cô đặc dịch fructoza thu đến 70 – 720Bx 4.5.3 Quy trình công nghệ sản xuất siro fructoza công ty Minh Dương Nguyên liệu Hoà sữa Dịch hoá lần Dịch hoá lần Đường hoá Bơm lọc Tẩy màu Tẩy màu Trao đổi ion Cô sơ Lọc vi sinh Hoạt hoá enzym Đồng phân hoá Tẩy màu Trao đổi ion Cô đặc Siro fructoza 42% Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 70 Thuyết minh quy trình Nguyên liệu: Tinh bột ướt khô qua xử lý: Đây sản phẩm công nghệ sản xuất tinh bột sắn từ sắn củ tươi, sắn lát Sau lắng lọc, ly tâm tách tinh bột dạng hoà tan sấy khô đạt độ ẩm 12 – 14% dạng ẩm 50 – 55% Xử lý tinh bột trình làm sạch, nâng cao hàm lượng tinh bột, giảm tạp chất tinh bột, nâng cao giá trị cảm quan, tinh có độ trắng, độ mịn cao Sản phẩm trình tinh bột khô (nếu sấy khô) để bảo quản, tinh bột dạng sữa dịch hoá Hoà sữa: Cấp nước trước, cấp nguyên liệu tinh bột sau, vừa chạy cánh khuấy vừa cấp nước nguyên liệu tinh bột Phân ly làm lần, khống chế Be’ đầu vào Be’ đầu để đảm bảo hiệu tẩy rửa tinh bột tách riêng tinh bột Phân ly 1: nồng độ dịch bột ra: – 10 Be’ Phân ly 2: nồng độ dịch bột ra: 18 – 22 Be’; pH: 5,2 – 6,2 Dịch hoá: Quá trình dịch hoá xảy cuối trình hồ hoá nhiệt độ áp suất giảm đột ngột đạt 95 0C áp suất không khí (0 kG/ cm2) Quá trình dịch hoá xảy liên tục hệ thống thiết bị dịch hoá Nhiệt độ dịch hoá 100 - 105 0C, thời gian lưu 60 phút Bổ sung enzym làm lần: lần bổ sung 180 ml/ mẻ; lần bổ sung 100 ml/ mẻ Khi DE đạt 10 - 15% điều kiện dịch chảy tràn ngăn thiết bị dịch hoá, thiết bị có cánh khuấy, lớp, bảo ôn điều chỉnh, kiểm soát nhiệt độ pH = Sản phẩm trình dịch hoá dịch tinh bột có độ nhớt thấp, màu sáng, phản ứng màu với iot có DE 10 - 15% Đường hoá: Nồi đường hoá phải vệ sinh trước bơm dịch vào Dùng axit HCl hoà loãng, cho từ từ vào dịch để điều chỉnh pH 4,3 – 4,5 Khi pH ổn định hoà loãng enzym cho vào Đường hoá nhiệt độ 600C, thời gian đường hoá 30 – 35 DE kết thúc đường hoá phải đảm bảo ≥ 95% Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 71 Bơm lọc: Là trình tách bã thu hồi dịch siro glucoza 92- 96%, nồng độ chất khô 22- 25% Dùng nén ép khô bã để thu hồi triệt để dịch đường, bã lọc thu hồi làm thức ăn chăn nuôi giảm thiểu ô nhiễm môi trường Nhiệt độ dịch lọc 60 – 650C Tẩy màu lần 1: Tỷ lệ than tái sinh 40 kg/ nồi Nhiệt độ tẩy màu 55 0C, thời gian tẩy màu tối thiểu 30 phút Tẩy màu lần 2: Sử dụng than ngoại GA – T1 25 kg/ nồi Nhiệt độ om than 75 – 800C, thời gian om 30 phút Lọc tách than thu hồi dịch đường trắng suốt Nếu dịch đường chưa trắng phải kéo dài thời gian om than bổ sung thêm than cần thiết Trao đổi ion 1: Là trình làm cation kim loại hoá trị như: Ca++, Mg++, Fe++, gốc axit, hợp chất keo, tạp chất khác Chỉnh pH = 5, nhiệt đột trước lọc khoảng 60 – 650C Cô sơ bộ: Nhằm nâng cao nồng độ tinh bột, tách thu hồi dịch đường, giữ nhiệt độ không 700C Nếu dịch bột loãng phải cô đặc, dịch bột đặc phải phối chế cho phù hợp điều kiện dịch hoá Bx dịch sau cô đặc 40 – 45% Sau cô đặc, dịch bơm vào thùng chứa điều chỉnh thông số: pH dịch = 7, – 7,8; hạ nhiệt độ dịch xuống 58 – 620C; kiểm tra hàm lương Ca2+ để tính toán bổ sung Mg2+ gấp 42 – 45 lần Ca2+ Lọc vi sinh: Dịch sau điều chỉnh tiêu lọc qua máy lọc vi sinh để loại bỏ vi sinh vật dịch, tránh nhiễm khuẩn enzym đồng phân hoá Bơm dịch siro glucoza qua máy lọc vô trùng Kích thước màng lọc < micron, lưu lượng 400 ml/ giờ, áp lực < kg/ cm2 Sản phẩm sau lọc cấp chứa vô trùng, đạt nhiệt độ 600C Dịch bơm vào tháp (cột) phản ứng đồng phân hoá Đồng phân hoá: Đồng phân hoá trình xúc tác enzym cố định glucoisomeraza (SweetzymeT) chuyển hoá glucoza thành fructoza Quá trình Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 72 phản ứng gián đoạn bán liên tục liên tục Trong suốt trình đồng phân hoá phải đảm bảo yêu cầu sau: + Tránh tiếp xúc với không khí để giảm tác hại oxy hoá + Thực điều kiện vô trùng, chuyển hoá glucoza thành fructoza Nếu dịch siro glucoza bị nhiễm trùng, nhiệt độ thấp nguy nhiễm trùng cao + Không làm đảo lộn lớp enzym phân tầng theo tỷ trọng kích thứơc hạt + Giữ nhiệt độ ổn định, nhiệt độ cao gây biến tính protein enzym, làm bất hoạt enzym + Có quy trình thao tác kiểm soát nhiệt độ 600C, pH = - 7,5, điều chỉnh nhiệt độ pH + Công suất đồng phân hoá phụ thuộc vao chất lượng nguyên liệu đầu vào (siro glucoza) chất lượng sản phẩm đầu (siro fructoza) Lưu lượng đầu vào đầu phù hợp cho hàm lượng fructoza đạt 42 - 45% đường tổng số 250-300 lít/ Tẩy màu lần 3: Đây trình than hoạt tính hấp phụ hợp chất màu, tạp chất, hợp chất keo Quá trình tẩy màu nhiệt độ 55 - 600C để hạn chế nhiễm trùng Lọc tách than để thu nhận siro fructoza có nồng độ thấp 20 - 23% Bột than tạo màng lọc giữ lại vi sinh vật, hạn chế nhiễm trùng Trao đổi ion 2: Là trình bơm dịch vào tháp chứa ion, ion kim loại, gốc axit hợp chất keo, tạp chất khác giữ lại bề mặt hấp phụ hạt ion (anion cation) Sự giảm thiểu ion kim loại hoá trị 2, đặc biệt Fe++ góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm Cô đặc: Cô chân không giai đoạn nâng cao hàm lượng chất khô sản phẩm từ 23% lên 70% Sản phẩm có hàm lượng > fructoza 42% glucoza < Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 73 52%, có màu sáng trong, sánh vị ngọt, mùi thơm đặc trưng, có pH chỉnh 4,5 - 5, có lợi cho trình bảo quản Siro fructoza 42%: Đó sản phẩm siro fructoza 42% đạt tiêu chuẩn chất lượng sở, cung cấp cho công nghiệp thực phẩm dược phẩm 4.5.4 Kết thực nghiệm - Glucoza: > 95%, dextrin không phát có vết, độ ẩm < 60%, pH = 7,0, SO2 < 10 mg/ kg, kim loại nặng < 2,1 mg/ kg, vi sinh vật gây bệnh, vi sinh vật tổng số < 1500 CFU/ mg - Fructoza: 39 – 45%, 70 – 720Bx, tiếp tục kiểm tra thành phần, chất lượng sản phẩm 4.6 Kết ứng dụng siro fructoza sản xuất bánh mềm Công nghệ sản xuất bánh mềm phủ socola không phủ socola công nghệ so với công nghệ sản xuất bánh mềm có Việt Nam Chúng tiến hành ứng dụng thử nghiệm công ty cổ phần bánh kẹo Hải Hà hai loại bánh: bánh mềm cao cấp có không phủ socola nhằm đa dạng hoá đổi sản phẩm Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất bánh mềm cao cấp phủ socola bao gồm: bột mỳ, đường kính, sữa bột, shortening, bơ, gelatin, trứng gà, hương liệu, lecithin, socola Khi ứng dụng sản xuất thử nghiệm bánh mềm có bổ sung fructoza với tỷ lệ 2,5% để thay fructoza nhập ngoại, giữ nguyên quy trình Quá trình ứng dụng siro fructoza công nghiệp sản xuất bánh kẹo mang lại loại sản phẩm có ý nghĩa mặt dinh dưỡng cao hơn, chất lượng sản phẩm tốt phong phú chủng loại, đưa phát triển thành sản phẩm đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng Đã thiết lập quy trình sản xuất bánh có sử dụng fructoza, chất lượng sản phẩm bánh đánh giá phương pháp phân tích lý hóa, vi sinh cảm quan Sản phẩm có chất lượng tương đương với mẫu đối chứng, có giá trị cảm Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 74 quan tốt, có hiệu kinh tế kỹ thuật, sau thời gian bảo quản đạt yêu cầu chất lượng Tuy nhiên cần nghiên cứu sâu lĩnh vực mở rộng sản phẩm khác Bột mỳ Đường kính, chất béo, sữa Máy đánh tơi bột Máy trộn bột nhào kiểu trục ngang Máy trộn sục khí Máy rót liên tục-deposit Lò nướng bánh Băng tải làm nguội bánh Hệ thống phun cồn tiệt trùng Hệ thống xếp bánh kẹp kem Nguyên liệu Máy trộn sục khí Thùng chứa Bơm Hệ thống tiệt trùng Hệ thống cắt bánh sóng siêu âm Băng tải bánh Máy tiếp liệu tự động cho máy đóng gói Máy đóng gói Đóng thùng cactôn Sơ đồ qui trình sản xuất bánh mền cao cấp Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 75 Bột mỳ Đường kính, chất béo, sữa Máy đánh tơi bột Máy trộn bột nhào kiểu trục ngang Máy trộn sục khí Máy rót liên tục-deposit Lò nướng bánh Băng tải làm nguội bánh Hệ thống phun cồn tiệt trùng Nguyên liệu Máy trộn sục khí Thùng chứa Hệ thống xếp bánh kẹp kem Bơm Hệ thống tiệt trùng Chocolate compound Hệ thống cắt bánh sóng siêu âm Hệ thống phủ bọc sôcôla Thùng gia nhiệt Bơm Hầm lạnh Băng tải xếp Máy tiếp liệu tự động cho máy đóng gói Máy đóng gói Đóng thùng cactôn Sơ đồ qui trình sản xuất bánh phủ socola Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 76 PHẦN KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT KẾT LUẬN Đã xác định điều kiện hoạt động tối ưu enzym trình thuỷ phân tinh bột sắn Đã xác định điều kiện hoạt động tối ưu enzym trình dịch hoá: - Đã sử dụng enzym Spezyme Prime 42 có họat độ 15,34 U/ml làm enzym dịch hoá - Nồng độ enzym Spezyme: 0,06% so với tinh bột - Nồng độ tinh bột: 30% - Nhiệt độ dịch hoá: 800C, pH = 6,0 - Thời gian dịch hoá: 60’ - DE dịch hoá: 12 – 15% Đã xác định điều kiện hoạt động tối ưu enzym trình đường hoá - Đã sử dụng enzym Optimax 4060 VHP có hoạt độ 29,36 U/ml làm enzym đường hoá để thuỷ phân tinh bột sắn - Nồng độ enzym Optimax: 0,13% so với tinh bột - Nhiệt độ đường hoá: 600C, pH = 4,5 - Thời gian đường hoá: 36 - DE đường hoá > 95% Đã xác định điều kiện hoạt động thích hợp enzym trình đồng phân hoá - Đã sử dụng enzym Gensweet IGI-SA làm enzym đồng phân hoá để chuyển hoá glucoza thành fructoza trình sản xuất sirô fructoza 42% - Nồng độ enzym: 25% (g/ml dịch glucoza đầu vào) Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 77 - Nhiệt độ đồng phân hoá: 600C - Nồng độ dịch đường glucoza: 40 – 45% - Tốc độ dòng chảy: – 12 ml/ phút Đã ứng dụng thành công siro fructoza công nghiệp sản xuất bánh Đã xác định quy trình công nghệ, cảm quan, giá thành, giá trị dinh dưỡng bánh mềm cao cấp có không phủ socola ĐỀ XUẤT - Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ xử lý nguyên liệu, làm nguyên liệu xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu tinh bột sắn - Nghiên cứu nâng cao chất lượng nguyên liệu đầu vào trình đồng phân hoá siro glucoza - Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ , dịch hoá, đường hoá, đồng phân hoá quy mô sản xuất thử nghiệm quy mô công nghiệp - Nghiên cứu bao bì, bảo quản vận chuyển siro fructoza 42% - Ứng dụng siro fructoza 42 % vào số sản phẩm khác ngành công nghệ thực phẩm phát triển thị trường Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên (2006), Tinh bột sắn sản phẩm từ tinh bột sắn, NXBKH KT, Hà Nội Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương (2001), Nghiên cứu sản xuất maltodextrin từ tinh bột sắn phương pháp enzym ứng dụng chế biến thực phẩm, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Thư viện Quốc Gia Hoàng Kim Anh, Ngô Kế Sương, Nguyễn Xích Liên (2003), “Nghiên cứu trình thuỷ phân tinh bột sắn thu maltodextrin α – amylaza từ Bacilus subtilis”, Báo cáo Khoa học, Hội nghị công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội, 431 – 435 Phạm Thị Trân Châu, Trần Thị Áng (1999), Hoá sinh học, NXB Giáo dục Hà Nội Nguyễn Xuân Dinh (2007), Nhiên liệu sinh học – Mối quan tâm cộng đồng quốc tế ý tưởng lộ trình Việt Nam kỷ 21, Hội thảo nhiên liệu sinh học cho vận tải “tiềm – điều kiện phát triển”, Hội đồng sách khoa học công nghệ Quốc Gia Nguyễn Hải Đức (2007), Xây dựng mô hình toán học để điều khiển kết thúc trình thuỷ phân tinh bột sắn enzyme, Báo cáo luận văn thạc sĩ khoa học Đại học Bách Khoa, Hà Nội Nguyễn Thị Minh Hạnh, Ngô Thị Vân, Đỗ Tuyết Mai, Nguyễn Thị Bích Liên, Nguyễn Thuỳ Linh (2007), “Kết ứng dụng maltooligosaccarit giàu maltotrioza sản xuất bánh kẹo đồ uống” Các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học – Công nghiệp thực phẩm giai đoạn 2001 – 2005, NXB Lao động – Xã hội, 315 – 319 Nguyễn Thị Minh Hạnh, Nguyễn Thị Bích Liên, Ngô Thị Vân, Phan Thị Khanh Hoa (2003), “Hoàn thiện công nghệ sản xuất fructoza từ tinh bột Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 79 quy mô công nghiệp”, Báo cáo khoa học, Hội nghị Công nghệ sinh học toàn quốc, Hà Nội, NXB Khoa học Kỹ thuật, 576 – 579 Ngô Tiến Hiển (2006), Hoàn thiện công nghệ, thiết bị sản xuất ứng dụng maltodextrin từ tinh bột (sắn, ngô) sản xuất thực phẩm dược phẩm Mã số KC 07 – DA 08, Báo cáo tổng kết khoa học kỹ thuật dự án cấp nhà nước, Chương trình: Khoa học công nghệ phục vụ công nghiệp hoá đại hoá nông nghiệp nông thôn 10 Ngô Tiến Hiển, Nguyễn Thị Minh Hạnh, Nguyễn Duy Hồng cộng (2007), “Nghiên cứu ứng dụng maltodextrin công nghiệp thực phẩm dược phẩm”, Các công trình nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học – Công nghiệp thực phẩm giai đoạn 2001 – 2005, NXB Lao động –Xã hội, 326 – 333 11 Võ Thị Lý (2003), Nghiên cứu điều kiện tối ưu cho hoạt động enzym công nghệ sản xuất Cyclodextrin từ tinh bột sắn, Báo cáo luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 12 Lê Thanh Mai cộng (2005), Các phương pháp phân tích ngành công nghệ lên men, NXB KH KT, Hà Nội 13 Đàm Lam Thanh (1998), Nghiên cứu điều kiện thích hợp cho hoạt động enzym công nghiệp sản xuất đường glucoza tinh thể từ tinh bột sắn, Báo cáo luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 14 Trần Thanh Thủy (2003), Sử dụng vi sinh vật để lên men đồ uống từ sắn, Luận án tiến sĩ sinh học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 15 Bùi Minh Trí (2006), Tối ưu hoá, tập 1, NXB KH KT, Hà Nội 16 Lê Ngọc Tú (chủ biên) (2000), Hoá sinh công nghiệp, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 17 Lê Ngọc Tú, La Văn Trứ, Phạm Thị Trân Châu, Nguyễn Lân Dũng (1982), Enzym vi sinh vật, tập 1, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 80 18 Vũ Thanh Tú (2003), Nghiên cứu sinh thái học enzym Maltogenic amylaza ứng dụng chuyển hoá tinh bột thành đường chức mạch nhánh, Báo cáo luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Bách Khoa, Hà Nội 19 Nguyễn Minh Tuyển (2004), Quy hoạch thực nghiệm, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội 20 Nguyễn Đình Thưởng, Nguyễn Thanh Hằng (2005), Công nghệ sản xuất kiểm tra cồn etylic, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh 21 Adinarayana Kunameni, Suren Singh (2005), “Response surface optimization of enzymatic hydrolysis of maize starch for higher glucose production” Biochemical Engineering Journal, 27 (2), 179-19 22 Amol C Kshirsagar, Rekha S Singhal (2008), “Preparation of hydroxypropyl corn and amaranth starch hydrolyzate and its evaluation as wall material in microencapsulation”, Food Chemistry, 108 (3), 958-964 23 Balagopalan C and Padmaja G (1988), Cassava in Food, Feed and industry, CRC Press Inc Boca Raton, Florida 24 Bernetti R (1992), Quality assurance and analytical methods, Starch hydrolysis products, VCH Publisher Inc , NewYork 25 Calorie Control Council (2006), Questions & Answers For Health Professionals Calorie Control Council 1100 Johnson Ferry Rd Suite 300 Atlanta, GA 30342 (404) 252-3663 http://www.fructoza.org/q_and_a.asp 26 Charles E Ophardt (2003), Corn Syrup http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/548HFsyrup.html 27 Enzym and M icrobial Technology Volume 31, Issues 1-2 2002 Pages 67-76 Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 81 28 Gennecor’S Document, Spezyme Prime 42- High Performance Alpha Amylase for Starch Hydrolysis.2007 29 Geovana R.P Moore, Luciana R.do Canto, Edna R.Amante, Valdir Soldi (2005), “Cassava and corn starch in maltodextrin production”, Quimica Nova, 28 (4), 1-11 30 Hisayori Shigechi, Yasuya Fujita, Jun Koh, Mitsuyoshi Ueda, Hideki Fukuda, Akihiko Kondo (2004), “Energy-saving direct ethanol production from low-temperature-cooked corn starch using a cell-surface engineered yeast strain co-displaying glucoamylase and α – amylase”, Biochemical Engineering Journal, 18 (2), 149-153 31 Hans Goesaert, Christophe M Cortin, Jan A Delcour (2008), “Use of enzymes in the production of cereal-based functional foods and food ingredients”, Gluten-Free Cereal Products and Beverages, 237-265 32 Marc J.E.C, Vander Maarel, Bart vander V een, Joost C.M.U itdehaag, Hans Leemhuis, L Dijkhuizen (2002), “Properties and application of starch - converting enzymes of the α - amylase family”, Journal of Biotechnology, 94, 137-155 33 Maarshall R O vµ Earl R.Kooi (1957), Enzymatic Conversion of dGlucose to D-Fructose Science 125 (3249): 648 34 NOVO Nordisk, Enzyme for conversion of starch 35 Oino Food Ltd (2004), Maltodextrin, What is Maltodextrin used for? http:// www.oinofood.com.maltodextrin 36 Origin Agrostar Limited (2001), What is Maltodextrin used for ? http://www.Originagrostar.com/malto.htm 37 International Food Information Council (IFIC) and the IFIC Foundation 1100 Connecticut Avenue, NW, Suite 430, Washington, foodinfo@ific.org\April 2005 Questions and Answers About Foods Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 82 38 J H Li T Vasanthan, R Hoover, B G Rossnagel (2004), “Starch from hull-less barley: V In-vitro susceptibility of waxy, normal, and highamylose starchs towards hydrolysis by alpha-amylases and amyloglucosidase”, Food Chemistry, 84 (4), 621-632 39 Jae – Hwang Lee, Hyun – Wook Choi, Byung-Yong Kim, Myong-Soo Chung, Dong-Seob Kim, Sung Won Choi, Dong-Un Lee, Seok-Jun Park, Nam-Yoon Hur, Moo-Yeol Baik (2006), “Nothermal starch hydrolysis using ultra high pressure: I Effects of acids and starch concentrations”, Food Science and Technology, 39 (10), 1125-1132 40 Joint FAO/WHO Food Standards Programme (2005), Codex Alimentarius Commission 41 Jonh E Long and Cliton (1996), “High fructose corn syrup”, Biotechnology December, 31 (12), 868-873 42 Judith Wylie-Rozatt, EdD, RD, (January 2006) High Fructose Corn Syrup http://72.14.235.104/search?q=cache:XgEA7VKctlwJ:www.eatright.org/cps/rde/xchg/a da/hs.xsl/nutrition_7883_ENU_HTML.htm+fructoza&hl=vi&ct=clnk&cd=103&gl=vn 43 Jurgens, Hella (2005), Consuming Fructoza-sweetened Beverages Increazas Body Adiposity in Mice Obesity Res 13: 1146-1156 44 James Bovard (August 13, 2007), Archer Daniels Midland: A Caza Study In Corporate Welf Cato Policy Analysis No.241 45 Pham Duc Nghia, Vu Hong Thang, Tran Dinh Man (2003), “The varying conditiona affected to cassava starch conversion process to glucose syrup supported by doehlert optimax matrix”, Asean food science and technology, 1, 552-557 46 Prasanna V Aiyer (2005), “Review Amylases and their applications”, African Journal of Biotechnology, (13), 1525-1529 Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 83 47 Sorini Corporation (2003), Maltodextrin and Dried Glucoza Syrup – Aplications http:// www.sorini.co.id/malto.html 48 Shrenik and Cybersurf (2003), Application of Maltodextrin in Food Industry http://riddhisiddhi.co.in/app_foodindustry.htm 49 Steven Young (2003), Dairy Foods Magazine - Fortifying with Resistant Maltodextrin http://www.dairyfoods.com/ 50 The use of enzymes in starch hydrolysis http://www.Isbu.ac.uk.biology/enztech/starch.html 51 http://docs.google.com/gview?a=v&attid=0.1&thid=11fabab0cb478a09& mt=application%2Fpdf 52 http://docs.google.com/DocAction?action=impgml&thid=11faba11bb2d9a 69&attid=0.1 53 http://hdl.handle.net/1811/24737 Phí Thị Thương Huyền – CHTP 07 - 09 ... Nghiên cứu điều kiện thích hợp sản xuất siro fructoza 42% từ tinh bột sắn chế phẩm enzym với nội dung sau đây: Xác định điều kiện hoạt động tối ưu enzym trình dịch hoá Xác định điều kiện hoạt... tinh bột sắn Tinh bột sắn có màu trắng Trong trình sản xuất, củ nghiền chưa bóc vỏ, tinh bột thu thường có màu tối Màu xám tinh bột sắn ảnh hưởng tới chất lượng giá sản phẩm Củ sắn tinh bột sắn. .. suất sản lượng tinh bột sắn nước ta Ngoài tinh bột sắn, sản phẩm khác chế biến từ tinh bột sắn là: Cồn, rượu, bột ngọt, axit glutamic, axit amin, loại tinh bột biến tính, maltodextrin, siro maltoza,