Nghiên cứu thu nhận pectic oligosaccharide (POS) từ dịch thủy phân pectin và ứng dụng trong sản xuất thực phẩm chức năng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** - NGUYỄN THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN PECTIC OLIGOSACCHARIDE (POS) TỪ DỊCH THỦY PHÂN PECTIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ SINH HỌC HÀ NỘI - 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** - NGUYỄN THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN PECTIC OLIGOSACCHARIDE (POS) TỪ DỊCH THỦY PHÂN PECTIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Chuyên ngành: Công nghệ sinh học LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN THỊ XUÂN SÂM HÀ NỘI - 2016 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, em nhận ủng hộ, giúp đỡ hướng dẫn tận tình thầy cô giáo, gia đình bạn bè Trước hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS NGUYỄN THỊ XUÂN SÂM – Bộ môn Vi sinh - Hóa sinh - Sinh học phân tử - Viện Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, định hướng nghiên cứu, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện cho em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn TS Vũ Kim Dung, Viện Công nghệ sinh học – Đại học Lâm nghiệp thầy cô giáo, anh chị, bạn học viên, sinh viên phòng thí nghiệm Vi sinh- Hóa sinh - Sinh học phân tử nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập thực luận văn Xin cảm ơn thầy cô bạn bè thân thiết động viên, giúp đỡ em trình học tập nghiên cứu Những lời cảm ơn chân thành em xin gửi đến thành viên gia đình, người quan tâm, động viên tạo điều kiện tốt cho em sống Chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 09 năm 2016 Học viên Nguyễn Thị Kim Dung LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu luận văn khoa học Các kết nghiên cứu luận văn hoàn toàn trung thực, số liệu, tính toán hoàn toàn xác chưa công bố công trình nghiên cứu Mọi liệu, hình ảnh, biểu đồ trích dẫn tham khảo luận văn thu thập sử dụng nguồn liệu mở trích dẫn rõ nguồn gốc Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm với cam đoan Hà Nội, ngày 21 tháng 09 năm 2016 Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU CHƢƠNG I - TỔNG QUAN 1.1 Prebiotic Pectic oligosaccharide (POS) 1.1.1 Prebiotic 1.1.2 Pectic oligosaccharide (POS) 1.2 Cơ chất pectin 1.3 Thu nhận Pectic oligosaccharide (POS) 1.3.1 Kỹ thuật thủy phân giới hạn pectin enzyme thu POS hệ thống có tích hợp màng lọc 10 1.3.2 Cô đặc, tách, tinh POS 13 1.3.3 Sấy tạo sản phẩm 17 1.3.4 Bao gói điều kiện bảo quản sản phẩm 19 1.4 Đánh giá pectic oligosaccharide (POS) 20 1.4.1 Phân tích định tính 20 1.4.2 Phân tích định lượng 21 1.4.3 Đánh giá hoạt tính sinh học 23 1.5 Ứng dụng POS sản xuất nước bí đao chức 25 1.5.1 Tiềm ứng dụng POS 25 1.5.2 Ứng dụng sản xuất nước bí đao bổ sung POS 26 CHƢƠNG - VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.1 Vật liệu, hoá chất thiết bị 28 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 2.1.1 Vật liệu 28 2.1.2 Môi trường dung dịch sử dụng 28 2.1.3 Hoá chất 29 2.1.4 Thiết bị 30 2.1.5 Màng lọc 31 2.2 Phương pháp phân tích 33 2.2.1 Phương pháp vi sinh 33 2.2.2 Phương pháp hoá lý - hoá sinh 34 2.3 Phương pháp nghiên cứu 36 2.3.1 Thu nhận dịch thủy phân 36 2.3.2 Cô đặc dịch thủy phân 37 2.3.3 Loại muối khỏi dịch thủy phân kết tủa ethanol 37 2.3.4 Sấy phun 37 2.3.5 Tính toán hiệu suất thu hồi POS 37 2.3.6 Lựa chọn bao bì điều kiện bảo quản chế phẩm POS 38 2.3.7 Nghiên cứu sản xuất nước bí đao bổ sung POS 38 2.4 Phương pháp đánh giá cảm quan 38 CHƢƠNG - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Xây dựng quy trình thu nhận chế phẩm POS 42 3.1.1 Cô đặc dịch thủy phân 42 3.1.2 Loại muối đệm khỏi sản phẩm POS 44 3.1.3 Sấy phun thu chế phẩm POS 47 3.2 Nghiên cứu bảo quản chế phẩm POS 52 3.3 Đánh giá chế phẩm POS bột 57 3.3.1 Đánh giá chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm chế phẩm POS 57 3.3.2 Đánh giá hoạt tính sinh học chế phẩm POS 61 3.4 Nghiên cứu ứng dụng POS để sản xuất nước bí đao chức 64 3.4.1 Nghiên cứu sản xuất nước bí đao bổ sung POS 64 3.4.2 Phân tích thành phần nước bí đao có bổ sung POS 68 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 3.4.3 Xây dựng quy trình sản xuất nước bí đao bổ sung POS 70 3.4.4 Đánh giá chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm sản phẩm nước bí đao bổ sung POS 72 KẾT LUẬN 74 KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO 76 PHỤ LỤC 87 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Chú thích AX Arabinoxylan AXOS Arabinoxylooligosaccharides CFF Cross flow filtration (Lọc dòng ngang) Da Dalton DE Degree of esterification (Mức độ ester hóa) DP Degree of polymerization (Mức độ trùng hợp) FOS Fructo oligosaccharide G1 Monomonogalacturonic G2 Dimonogalacturonic G3 Trimonogalacturonic GalA D-monogalacturonic GalOS Galacto oligosaccharide GOS Galacto oligosaccharide HGA Homogalacturonan HM High methyl ester (Pectin có mức độ methyl hóa cao) HPAEC-PAD High performance anion exchange chromatography (HPAEC) with pulsed amperometric detection (PAD) (Sắc kí trao đổi anion hiệu cao với detector điện hóa) Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học HPLC Công nghệ sinh học High performance liqiquid chromatography (Sắc ký lỏng hiệu cao) kDa kilo Dalton LD50 Liều gây chết 50% động vật thí nghiệm LM Low methyl este (Pectin có mức độ methyl hóa thấp) MOS Mannooligosaccharide MPa Mega Pascal MWCO Molecular weight cutoff NMWL Nominal molecular weight limit (Giới hạn khối lượng phân tử đại diện) PE Polyethylene POS Pectic Oligosaccharide RG I, II Rhamnogalacturonan I, II TLC Thin layer chromatography (Sắc ký mỏng) v/v volume/volume (Thể tích/thể tích) v/v/v volume/volume/volume (Thể tích/thể tích/thể tích) w/v weight/volume (Khối lượng/thể tích) XOS Xylo – oligosaccharide Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật màng 50 kDa (GE Healthcare, Mỹ) 31 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật màng kDa (GE Healthcare, Mỹ) 31 Bảng 2.3 Thông số kĩ thuật màng nano spiral wound 0.3 kDa (Model: DL2540F1072) 32 Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm thử độc tính cấp 34 Bảng 2.5 Phép thử tam giác 40 Bảng 3.1 Xác định hiệu suất thu hồi bước cô đặc lọc nano 43 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỷ lệ ethanol : dịch đến hiệu kết tủa khả loại muối (kết tủa 4˚C giờ) 45 Bảng 3.3 Ảnh hưởng điều kiện kết tủa đến hiệu suất thu hồi POS 46 Bảng 3.4 Ảnh hưởng hàm lượng chất khô dịch POS trước sấy phun 49 Bảng 3.5 Ảnh hưởng chế độ sấy đến hiệu suất chất lượng sản phẩm 51 Bảng 3.6 Ảnh hưởng loại bao bì đến thông số bột POS 53 Bảng 3.7 Kết phân tích tiêu vi sinh vật kim loại POS thành phẩm 58 Bảng 3.8 Bảng theo dõi trọng lượng chuột cho ăn POS 60 Bảng 3.9 Ảnh hưởng POS tới phát triển vi khuẩn có lợi gây hại 62 Bảng 3.10 Kết phân tích hoạt tính sinh học POS bột 63 Bảng 3.11 Xác định công thức nước bí đao bổ sung POS 65 Bảng 3.12 Hàm lượng POS nước bí đao bổ sung POS 66 Bảng 3.13 Kết đánh giá cảm quan phép thử tam giác 67 Bảng 3.14 Thành phần dinh dưỡng nước bí đao (tính 100 mL) 69 Bảng 3.15 Kết phân tích tiêu vi sinh vật kim loại nước bí đao bổ sung POS 73 DANH MỤC CÁC HÌNH Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học A.M.M Combo, M Aquedo, N Qiuévy, S Danthine, D Goffin, N Jacquet, C Blecker, J Devaux, M Paquot (2013) Characterization of sugar beet pecticderived oligosaccharides obtained by enzymatic hydrolysis International Journal of Biological Macromolecules 52: p pp 148-156 Alberto Gallifuoco, Francesco Alfani, Maria Cantarella, and Paolo Viparelli (2001), Studying Enzyme-Catalyzed Depolymerizations in Continuous Reactors, Ind Eng Chem Res., 40, 5184-5190 10 Arun S., Iva Filkova Handbook of Industrial Drying, Volume 1, Part II: Industrial Spray Drying Systems p 263 – 305, Denmark , 2002 11 B Gullón, B Gosmez, M Martínez-Sabajanes, R Yáñez, J.C Parajó and J.L Alonso (2013), Pectic oligosaccharides: Manufacture and functional properties, Trends in Food Science & Technology, 30, 153-161 12 Belén Gómez, Remedios Yáñez, Juan Carlos Parajó and José Luis Alonso (2014)., Production of pectin-derived oligosaccharides from lemon peels by extraction, enzymatic hydrolysis and membrane filtration, J Chem Technol Biotechnol 13 C Onumpai, S Kolida, E Bonnin, R.A Rastall (2011) Microbial Utilization and Selectivity of Pectin Fractions with Various Structures Appl Environ Microbiol 77(16): p pp 5747–5754 14 Canadian Intellectual Property Office (2002) Method for producing pectin hydrolysis products CA 428 473 15 Carpita, N C.; Gibeaut, D M (1993), Structural models of primary cell walls in flowering plants: consistency of molecular structure with the physical properties of the walls during growth Plant Journal, 3:1-30 77 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 16 Combo A.M.M., Aguedo M., Goffin D., Wathelet B., Paquot M (2012) Enzymatic production of pectic oligosaccharides from polymonogalacturonic with commercial pectinase preparations Food and Bioproducts Processing 90, pp 588–596 17 Concha Olmos J., Zúñiga Hansen M.E (2012), Enzymatic depolymerization of sugar beet pulp: Production and characterization of pectin and pecticoligosaccharides as a potential source for functional carbohydrates, Chemical Engineering Journal 192, 29–36 18 D S Smith, J N Cash, W.-K Nip, Y H Hui (1997), Processing Vegetables: Science and Technology, Technomic Publishing Company, Inc, 389-417 19 Delattre C, Michaud P, Courtois B, Courtois J (2005), Oligosaccharides engineering from plants and algae applications in biotechnology and therapeutics, Minerva Biotechnol, 17:107-117 20 Dwaipayan Sen, Aaron Gosling, Geoff W Stevens, Prashant K Bhattacharya, Andrew R Barber, Sandra E Kentish, Chiranjib Bhattacharjee, Sally L Gras (2011) Galactosyl oligosaccharide purification by ethanol precipitation FOOD CHEMISTRY 128: 773-777OCT 21 E Olano-Martin, K.C Mountzouris, G.R Gibson, R.A Rastall (2001) Continuous Production of Pectic Oligosaccharides in an Enzyme Membrane Reactor Food Engineering and Physical Properties 66(7): p pp 966 – 971 22 Esquivel J.C.C., Voget C.E (2004) Purification and partial characterization of an acidic polygalacturonase from Aspergillus kawachii Journal of Biotechnology 110, pp 21 - 28 23 Fanaro S., Jelinek J., Stahl B., Boehm G., Kock R., Vigi V (2005) Acidic oligosaccharides from pectin hydrolysate as new component for infant formulae: effect 78 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học on intestinal flora, stool characteristics, and pH Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 41(2), pp 186 - 190 24 Feng, Y.M., Chang, X.L., Wang, W.H & Ma, R.Y (2009) Separation of galacto-oligosaccharides mixture by nanofiltration Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 40, 326–332 25 Garthoff, J A., Heemskerk, S., Hempenius, R A., Lina, B A R., Krul, C A M., Koeman, J H., et al (2010), Safety evaluation of pectinderived acidic oligosaccharides (pAOS): genotoxicity and sub-chronic studies, Regulatory Toxicology and Pharmacology, 57(1), 31-42 26 Gerhard Dongowski, Angelika Lorenz and Jürgen Proll (2002), The Degree of Methylation Influences the Degradation of Pectin in the Intestinal Tract of Rats and In Vitro, The Journal of Nutrition, 132(7): 1935-44 27 Gibson G.R., Probert H.M., Loo J.V., Rastall R.A., Roberfroid M.B (2004) Dietary modulation of the human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics Nutr Res Rev 17(2): p 259-75 28 Gomez B., Yanez R., Parajo J.C, Alonso J.L (2014) Production of pectinderived oligosaccharides from lemon peels by extraction, enzymatic hydrolysis and membrane filtration Journal of Chemical Technology and Biotechnology, pp 14 29 Goulas, A., Kapasakalidis, P., Sinclair, H.R.,Grandison, A.S & Rastall, R.A (2002) Purification of Oligosaccharides by Nanofiltration Journal of Membrane Science, 209, pp 321-335 30 Guggenbichler, J P., Bettignies-Dutz, A., Meissner, P., Schellmoser, S., &Jurenitsch, J (1997), Acidic oligosaccharides from natural sources block adherence 79 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học of Escherichia coli on uroepithelial cells, Pharmaceutical and Pharmacological Letters, 7(1), 35-38 31 Ho Jin Kang, Joong Ho Kwon, Dong Uk Ahn, Ju Woon Lee, Wan Kyu Lee, Cheorun Jo (2009), Effect of citrus pectin oligosaccharide prepared by irradiation on high cholesterol diet B6.KOR-ApoE mice, Food Sci Biotechnol Vol 18 (4), 884-888 32 Hotchkiss, A T., Manderson, K., Olano-Martin, E., Grace, W E., Gibson, G R., & Rastall, R A (2004), Orange peel pectic oligosaccharide prebiotics with food and feed applications, In Abstracts of papers, 228th ACS National Meeting, Philadelphia, PA, United States, August, 22-26 33 Hotchkiss, A T., Manderson, K., Tuohy, K M., Widmer, W W., Nunez, A., Gibson, G R., et al (2007), Bioactive properties of pectic oligosaccharides from sugar beet and Valencia oranges, In Abstracts of papers, 233rd ACS National Meeting, Chicago, IL, United States, March 25-29 34 J Chen, RH Liang, W Liu, T Li, CM Liu, SS Wu, ZJ Wang (2013) Pectic-oligosaccharides prepared by dynamic high-pressure microfluidization and their in vitro fermentation properties Carbohydrate Polymers 91(1): p pp 175-182 35 J Holck, K Hjernø, A Lorentzen, L.K Vigsnæs, L Hemmingsen, T.R Licht, J.D Mikkelsen, and A.S Meyer (2011), Tailored enzymatic production of oligosaccharides from sugar beet pectin and evidence of differential effects of a single DP chain length difference on human faecal microbiota composition after in vitro fermentation Proc Biochem., 46, pp 1039–1049 36 Jose´ M Rodriguez-Nogalesa, Natividad Ortega, Manuel Perez-Mateos, María D Busto (2008), Pectin hydrolysis in a free enzyme membrane reactor: An approach to the wine and juice clarification, Food Chemistry 107, 112–119 80 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 37 Josiane Courtois (2009), Oligosaccharides from land plants and algae: production and applications in therapeutics and biotechnology, Current Opinion in Microbiology,12:261–273 38 K Be´lafi-Bako´, M Eszterle, K Kiss, N Nemesto´thy, L Gubicza (2007), Hydrolysis of pectin by Aspergillus niger polygalacturonase in a membrane bioreactor, Journal of Food Engineering 78, 438-442 39 K Iwasaki, and Y Matsubara (2000), Purification of pectate oligosaccharides showing root-growth-promoting activity in lettuce using ultrafiltration and nanofiltration membranes, Journal of Bioscience and Bioengineering, 89(5), pp 495497 40 K Kiss, N Nemestothy, L Gubicza, K Bélafí-Bakó (2009), Vacuum assisted membrane bioreactor for enzymatic hydrolysis of pectin from various agro-wastes, Desalination 241, 29-33 41 KLAUS D.Kulbe, Astrid Heinzler and Gisela Knopki (1987), Enzymatic Synthesis of L-Ascorbic Acid via D-Uronic Acids; Membrane-Reactor Integrated Recovery of D-Monogalacturonic from Pectin Hydrolysates, Annals of the New York Academy of Sciences, 506, 543-551 42 Kuhn, R.C., Maugeri-Filho, F., Palacio, L., Pradanos, P & Hernandez, A (2011) Selection of membranes for purification of fructooligosaccharides Desalination and Water Treatment, 27, 18–24 43 L.O Sullivan, B Murphy, P McLoughlin, P Duggan, PG Lawlor, H Hughes, GE Gardiner, (2010) Prebiotics from marine macroalgae for human and animal health applications Mar Drugs 8: p pp 2038 – 2064 81 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 44 Laere V., Hartemink R., Bosveld M (2000) Fermentation ofplant cell wall derived polysaccharides and their correspondingoligosaccharides by intestinal bacteria Journal of Agricultural and Food Chemistry 48, pp 1644 - 1652 45 Lama-Munoz A., Rodriguez-Gutierrez G., Rubio-Senent F (2012) Production, characterization and isolation of neutral and pectic oligosaccharides with low molecular weights from olive by-products thermally treated Food Hydrocolloids 28, pp 92-104 46 Li S., Li T., Jia Y., Zhu R., Wang N., Jin S., Guo M (2011) Fractionation and structural characterization of haw pectin oligosaccharides European Food Research and Technology 233, pp 731 - 734 47 Li, T., Li, S., Du, L., Wang, N., Guo, M., Zhang, J., et al (2010), Effects of haw pectic oligosaccharide on lipid metabolism and oxidative stress in experimental hyperlipidemia mice induced by high-fat diet, Food Chemistry, 121(4), 1010-1013 48 M.A Ducasse, P Williams, E Meudec, V Cheynier, T Doco (2010) Isolation of Carignan and Merlot red wine oligosaccharides and their characterization by ESI-MS Carbohyd Polym 79(3): p pp 747–754 49 M.J Hopkins, J.H Cummings, and G.T MacFarlane, Inter-species differences in maximum specific growth rates and cell yields of bifidobacteria cultured on oligosaccharides and other simpl carbohydrate souces J Appl Microb, 1998 85: p pp 381-386 50 Mads H Clausen (2002), Synthesis and Application of Pectic Oligosaccharides, Ph.D Thesis, Technical University of Danmark 51 Magne F., Hachelaf W., SuauA., Boudraa G., Bouziane-Nedjadi K., RigottierGois J (2008) Effects on fecal microbiota of dietary and acidic 82 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học oligosaccharides in children during partial formula feeding Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 46(5), pp 580 - 588 52 Mandalari G., Bennett R.N., Kirby A.R., Curto R.B.L., Bisignano G., Waldron K.W (2006) Enzymatic hydrolysis of flavonoids and pectic oligosaccharides from bergamot (Citrus bergamia Risso) peel Journal of Agricultural and Food Chemistry 54(21), pp 8307 - 8313 53 Manderson K., Pinart M., Tuohy K.M., Grace W.E., Hotchkiss A.T., Widmer W., Yadhav M.P., Gibson G.R., Rastall R.A (2005) In vitro determination of prebiotic properties of oligosaccharides derived from an orange juice manufacturing by product stream Applied and environmental microbiology 71(12), pp 8383 – 8389 54 Manel Pinelo, Gunnar Jonsson, Anne S Meyer (2009), Membrane technology for purification of enzymatically produced oligosaccharides: Molecular and operational features affecting performance, Separation and Purification Technology 70, 1-11 55 Markwart Kunz, Mohammad Munir, Manfred Vogel (2002), Patent WO2002042484 A2 Method for producing pectin hydrolysis products 56 Martina Martínez Sabajanes, Remedios Yáñez, José L Alonso, Juan C Parajó (2012), Pectic oligosaccharides production from orange peel waste by enzymatic hydrolysis, International Journal of Food Science & Technology, Vol 47 (4), 747–754 57 McCann, M C.; Bush, M.; Milioni, D.; Sado, P.; Stacey, N J.; Catchpole, G.; Derfernez, M.; Carpita, N C.; Hofte, H.; Ulvskov, P.; Wilson, R H.; Roberts, K (2001), Phytochemistry, 57, 811 58 Megazyme (2014) D-glucuronic acid & D-monogalacturonic assay procedure Megazyme International Ireland 59 Milos V Nikolic’, Ljiljana Mojovic (2007), Hydrolysis of apple pectin by the coordinated activity of pectic enzyme, Food Chemistry 101, 1–9 83 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 60 Muhd Nazrul Hisham Zainal Alam (2010), Continuous Membrane Microbioreactor for Development of Integrated Pectin Modification and Separation Processes, PhD Thesis, Technical University of Denmark 61 Nikolic M.V., Mojovic L (2007) Hydrolysis of apple pectin by the coordinated activity of pectic enzymes Food Chemistry 101, pp - 62 Olano-Martin, E., Rimbach, G H., Gibson, G R., & Rastall, R A (2003), Pectin and pectic-oligosaccharides induce apoptosis in vitro human colonic adenocarcinoma cells, Anticancer Research, 23(1A), 341-346 63 Olano-Martin, E., Williams, M R., Gibson, G R., & Rastall, R A (2003), Pectins and pectic-oligosaccharides inhibit Escherichia coli O157:H7 Shiga toxin as directed towards the human colonic cell line HT29, FEMS Microbiology Letters, 218(1), 101-105 64 Ramachandran C., Wilk B.J., Hotchkiss A., Chau H., Eliaz I., Melnick S.J (2011) Activation of human T-Helper/inducer cell, T-cytotoxic cell, B-cell, and Natural Killer (NK)-cell and induction of natural killer cell activity against K562 chronic myeloid leukemia cells with modified citrus pectin BMC Complementary & Alternative Medicine 11(59), pp 1-9 65 Schnitzhofer W., Weber H.J., Vrsanska M., Biely P., Paulo A.C., Guebitz G.M (2007) Purification and mechanistic characterisation of two polygalacturonases from Sclerotium rolfsii Enzyme and Microbial Technology 40, pp 1739 - 1747 66 Stratilova E., Dzurova M., Breierova E., Omelkova J (2005) Purification and biochemical characterization of polygalacturonases produced by Aureobasidium pullulans Naturforsch 60c, pp 91 - 96 84 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 67 Suwattana Pruksasri, Thu-Ha Nguyen, Dietmar Haltrich and Senad Novalin (2015) Fractionation of a galactooligosaccharides solution at low and high temperature using nanofiltration Separation and Purification Technology 151: 124-130 68 Swennen K., Courtin C M., Van Der Bruggen B., Vandecasteele C., Delcour J A (2005) Ultrafiltration and ethanol precipitation for isolation of arabinoxylooligosaccharides with different structures.Carbohydrate Polymers 62 283– 292 69 Thakur, B.R., Signh, R.K., Handa, A.K (1997), Chemistry and uses of pectin - a reviews, Crit Rev Food Sci, 37, 47-73 70 Vos, A P., van Esch, B C., Stahl, B., M’Rabet, L., Folkerts, G., Nijkamp, F P., et al (2007), Dietary supplementation with specific oligosaccharide mixtures decreases parameters of allergic asthma in mice, International Immunopharmacology, 7(12), 1582-1587 71 Westerbeek E.A.M., Berg J.P., Lafeber H.N., Fetter W.P.F., Boehm G., Twisk J.W.R., Elburg R.M (2010) Neutral and acidic oligosaccharides in preterm infants: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial –4 The American Journal of Clinical Nutrition 91, pp 679 - 686 72 Y Wang, F Han, B Hu, J Li, W Yu (2006) In vivo prebiotic properties of alginate oligosaccharides prepared through enzymatic hydrolysis of alginatea Nut Res 26: p pp 597-603 73 Yu L., Zhang X., Shanshan L., Xiaoyu L., Sun L., Haibo L (2010) Rhamnogalacturonan I domains from ginseng pectin Carbohydrate Polymers 79(4), pp 811 - 817 85 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học 74 Zhang, Z., Yang, R., Zhang, S., Zhao, H & Hua, X (2011) Purification of lactulose syrup by using nanofiltration in a diafiltration mode Journal of Food Engineering, 105, 112–118 Website 75.http://www.gelifesciences.com Cross flow filtration method handbook (2014) 76.http://www.prweb.com/releases/prebiotics/prebiotic_ingredients/prweb362554 4.htm: Prweb (2010) Prebiotics: A US & European market report Global Industry Analysts, Inc 77 http://jn.nutrition.org/content/129/7/1407S.full 78 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8777017 86 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chất lượng POS dạng bột sau 12 tháng bảo quản túi PE lớp Thời gian bảo quản (tháng) Hàm lượng POS (g/g) Vi sinh vật tổng số hiếu khí (CFU/g) 10 12 0.55 0.55 0.54 0.54 0.53 0.53 0.53 KPH KPH KPH KPH KPH 20 30 6.85 6.87 6.88 E coli (CFU/g) KPH Samonella (CFU/g) KPH Tổng số bào tử nấm KPH men, mốc (bào tử/g) Hàm ẩm (%) Trạng thái Màu sắc Mùi 6.8 6.82 6.82 Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Vàng Vàng Vàng Vàng Vàng Vàng Vàng nâu nâu nâu nâu nâu nâu nâu Không Không Không Không Không Không Không mùi mùi mùi 87 Nguyễn Thị Kim Dung 6.85 mùi mùi mùi mùi Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học Phụ lục 2: Chất lượng POS dạng bột sau 12 tháng bảo quản túi thiếc Thời gian bảo quản (tháng) Hàm lượng POS (g/g) 10 12 0.55 0.55 0.55 0.54 0.54 0.54 0.53 5.30 5.30 5.34 Vi sinh vật tổng số KPH hiếu khí (CFU/g) E coli (CFU/g) KPH Samonella (CFU/g) KPH Tổng số bào tử nấm KPH men, mốc (bào tử/g) Hàm ẩm (%) Trạng thái Màu sắc Mùi 5.18 5.20 5.21 Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Bột mịn Vàng Vàng Vàng Vàng Vàng Vàng Vàng nâu nâu nâu nâu nâu nâu nâu Không Không Không Không Không Không Không mùi mùi mùi 88 Nguyễn Thị Kim Dung 5.21 mùi mùi mùi mùi Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học Phụ lục 3: Tính toán hiệu suất thu hồi POS từ dịch thủy phân pectin  Hiệu suất trình cô đặc (H1): Thể tích dịch thủy phân: 100 lít Hàm lượng POS dịch thủy phân: 8.47 mg/ml Tổng lượng POS 100 lít dịch thủy phân: 8.47 x 100 x 1000 = 847 000 mg = 847 g Thể tích dịch cô đặc: 20 lít Hàm lượng POS dịch cô đặc: 37.35 mg/ml Tổng lượng POS 100 lít dịch cô đặc: 37.35 x 20 x 1000 = 747 050 mg = 747.05 g H1 = (747.05/847) x100% = 88.2%  Hiệu suất trình kết tủa (H2): Thể tích dịch cô đặc đem kết tủa: 100 ml Hàm lượng POS dịch cô đặc: 37 mg/ml Hàm lượng POS dịch cô đặc đem kết tủa: 37 x 100 = 3700 mg = 3.7 g Hàm lượng POS kết tủa thu được: 3.05 g H2 = (3.05/3.7) x 100% = 82.56%  Hiệu suất trình sấy phun (H3): Tổng thể tích dịch đem sấy phun: 100 lít Hàm lượng POS dịch sấy phun: 70 mg/ml Tỷ khối dịch POS: g/ml Tổng lượng POS 100 lít dịch sấy phun: (70/1000) x 100 x = kg Tỷ khối dung dịch 12˚Bx: 1.1 g/ml Tổng lượng chất khô 100 lít dung dịch 12˚Bx: (120/1000) x 100 x 1.1 = 13.2 kg Lượng maltodextrin cần bổ sung: 13.2 – = 6.2 kg 89 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học Sau sấy thu 12.92 kg chế phẩm độ ẩm 5% Lượng chất khô bột POS: 12.92 x (1 – 0.05) = 12.274 kg Tổn thất trình sấy phun: 13.2 – 12.274 = 0.926 kg Phần trăm tổn thất trình sấy phun: (0.926/13.2) x 100% = 7.0% Lượng POS bột thu sau sấy: x (1 – 0.07) = 6.51 kg H3 = (6.51/7) x 100% = 93%  Hiệu suất toàn trình (H): H = (H1 x H2 x H3) x 100% = (88.2% x 82.56% x 93%) x 100% = 67.7% 90 Nguyễn Thị Kim Dung Luận văn thạc sĩ khoa học Công nghệ sinh học Phụ lục 4: Các kết phân tích hoạt tính sinh học, chất lượng, an toàn vệ sinh thực phẩm độc tính cấp chế phẩm POS 91 Nguyễn Thị Kim Dung ... từ dịch thủy phân pectin ứng dụng sản xuất thực phẩm chức năng Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng quy trình thu nhận POS có chất lượng hiệu suất cao từ dịch thủy phân pectin ứng dụng vào sản xuất nước... trình sản xuất, thu hồi POS từ hệ thống thủy phân có tích hợp màng lọc ứng dụng POS vào sản xuất thực phẩm chức Xuất phát từ lí tiến hành thực đề tài: Thu nhận Pectic Oligosaccharide (POS) từ dịch. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI *** - NGUYỄN THỊ KIM DUNG NGHIÊN CỨU THU NHẬN PECTIC OLIGOSACCHARIDE (POS) TỪ DỊCH THỦY PHÂN PECTIN VÀ ỨNG DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỰC