nghiên cứu ứng dụng enzyme trong quy trình sản xuất siro từ khoai lang tím

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - BÙI THỊ TRANG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT SIRO TỪ KHOAI LANG TÍM CHUN NGÀNH CƠNG NGHỆ SINH HỌC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS Vũ Hồng Sơn PGS.TS Nguyễn Văn Đạo HÀ NỘI – 2017 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm LỜI CẢM ƠN Trong suốt q trình học tập nghiên cứu tơi nhận nhiều bảo, quan tâm giúp đỡ thầy cô khoa, người thân bạn bè Chính nhờ điều giúp tơi tích lũy vốn kiến thức q báu để hoàn thành tốt luận văn thạc sĩ Đầu tiên, em xin trân trọng cảm ơn Viện Đào tạo Sau đại học – Trường Đại học Bách khoa Hà Nội quan hữu quan tạo điều kiện cho em hoàn thành luận văn thạc sĩ Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy PGS.TS Nguyễn Văn Đạo – Viện Đại học Mở Hà Nội TS Vũ Hồng Sơn – Viện Công nghệ sinh học Công nghệ Thực Phẩm - Đại Học Bách Khoa Hà Nội tận tình hướng dẫn giúp đỡ, cung cấp thông tin kiến thức quý báu suốt trình học tập thực luận văn Xin cám ơn thầy cô giảng viên Viện Công nghệ sinh học Công nghệ Thực Phẩm– Đại Học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt trình học tập nghiên cứu trường Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, đến tất bạn bè tôi, người bên tôi, giúp đỡ đồng hành tơi suốt q trình học tập Hà Nội, tháng năm 2017 Sinh viên Bùi Thị Trang Luận văn thạc sĩ i Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC CÁC BẢNG v DANH MỤC CÁC HÌNH vi LỜI MỞ ĐẦU viii CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung khoai lang 1.1.1 Khoai lang 1.1.2 Khoai lang tím 1.1.3 Tính ưu việt khoai lang tím so với loại khoai lang khác 1.2 Củ khoai lang tím thành phần hóa học khoai lang tím 1.2.1 Củ khoai lang tím 1.2.2 Thành phần hóa học khoai lang tím 1.3 Tổng quan anthocyanin 1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Cấu trúc hóa học anthocyanin 1.3.3 Tính chất anthocyanin 10 1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ khoai lang Thế giới Việt Nam 11 1.4.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ khoai lang Thế giới 11 1.4.2 Các nghiên cứu khoai lang tím Thế giới 14 1.4.3 Tình hình sản xuất tiêu thụ khoai lang Việt Nam 15 1.5 Tổng quan Enzyme 16 1.5.1 Quá trình phát triển Enzyme 16 1.5.2 Tính ưu việt enzyme 18 1.5.3 Enzyme Termamyl-120L 18 CHƯƠNG II VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1 Vật liệu hóa chất 23 2.1.1.Vật liệu 23 2.1.2 Hóa chất 23 2.2 Thiết bị 23 Luận văn thạc sĩ ii Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 2.3 Phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1 Xác định thành phần khoai lang tím 24 2.3.2 Xác định hàm lượng đường khử phương pháp DNS 30 2.3.3 Phương pháp sắc kí mỏng (TLC) 32 2.3.4 Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 33 2.3.4 Phương pháp đánh giá cảm quan 35 CHƯƠNG III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38 3.1 Kết xác định thành phần hóa học khoai lang tím 38 3.1.1 Xác định hàm lượng nước củ khoai lang tím 38 3.1.2 39 3.1.3 Xác định hàm lượng protein 41 3.1.4 Xác định hàm lượng lipit 41 3.1.5 Xác định hàm lượng tinh bột 42 3.1.6 Xác định hàm lượng đường 43 3.2 Khảo sát đặc tính enzyme Termamyl-120L chất khoai lang tím 43 3.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới hoạt lực enzyme Termamyl120L 44 3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH tới hoạt lực enzyme Termamyl-120L 46 3.2.3 Khảo sát ảnh hưởng ion kim loại tới hoạt lực enzyme Termamyl120L 48 3.2.4 Xác định thời gian phản ứng thích hợp phản ứng enzyme Termamyl120L để tìm giá trị động học enzyme Km 50 3.2.5 Xác định giá trị động học Km 52 3.2.6 Kiếm tra sản phẩm thủy phân enzyme Termamyl-120L phương pháp TLC 53 3.3 Kết ứng dụng thủy phân củ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl-120L54 3.3.1 Đề xuất quy trình làm siro từ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl120L quy mơ phòng thí nghiệm 54 3.3.2 Kết sản xuất siro từ khoai lang tím sử dụng enzym Termamyl-120L56 3.4 Kết đánh giá chất lượng siro khoai lang tím 56 Luận văn thạc sĩ iii Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 3.4.1 Hàm lượng anthocyanin dịch siro khoai lang tím 57 3.4.2 Phân tích carbohydrat có sản phẩm siro khoai lang tím 58 3.4.3 Kết đánh giá cảm quan thành phẩm siro khoai lang tím 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Luận văn thạc sĩ iv Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng chất chống oxy hóa loại khoai lang khác Bảng 1.2 Hàm lượng chất vi lượng loại khoai lang Bảng 1.3 Thành phần hóa học khoai lang (tính cho 100g sản phẩm) Bảng 1.4 Các acid amin có protein tồn phần (tính theo 16g N ) Bảng 1.5 Đặc điểm thành phần hóa học giống khoai lang khác Bảng 1.6 Sản lượng khoai lang Thế giới 12 Bảng 1.7 Độ ổn định Termamyl (thời gian, phút cần thiết để 50% hoạt tính) 20 Bảng 2.1 Thành phần chất phản ứng DNS để xây dựng đường chuẩn 30 Bảng 2.2 Thang điểm tiêu đánh giá cảm quan siro khoai lang tím 36 Bảng 3.1 Kết đo độ ẩm nguyên liệu 38 Bảng 3.2 Kết xác định anthocyanin nguyên liệu 40 Bảng 3.3 Kết hàm lượng protein nguyên liệu 41 Bảng 3.4 Kết hàm lượng lipit khoai lang tím 42 Bảng 3.5 Kết hàm lượng tinh bột khoai lang tím 42 Bảng 3.6 Kết hàm lượng đường khoai lang tím 43 Bảng 3.7 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới hoạt lực enzyme Termamyl120L 44 Bảng 3.8 Kết khảo sát ảnh hưởng pH tới hoạt lực enzyme Termamyl120L 46 Bảng 3.9 Kết khảo sát ảnh hưởng ion kim loại tới hoạt lực enzyme Termamyl-120L 49 Bảng 3.10 Kết xác định thời gian thịch hợp phản ứng enzyme Termamyl120L để tìm giá trị động học Km 50 Bảng 3.11: Kết đánh giá hàm lượng anthocyanin dịch siro khoai lang tím 57 Bảng 3.12 Kết đánh giá cảm quan siro làm từ khoai lang tím 59 Luận văn thạc sĩ v Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Hình ảnh khoai lang Hình 1.2 Hình ảnh khoai lang tím Hình 1.3 Ảnh chụp lát cắt khoai lang tím đồ uống làm từ khoai lang tím Hình 1.4 Sơ đồ phân loại polyphenol Hình 1.5 Cơng thức chất màu anthocyanin từ khoai lang tím [32] Hình 1.6 Ảnh hưởng pH lên hoạt tính Termamyl nhiệt độ khác 20 Hình 1.7 Ảnh hưởng nhiệt độ lên hoạt tính Termamyl 21 Hình 2.1 Màu anthocyanin khoai lang tím pH =1 pH=4,5 29 Hình 2.2 Đồ thị đường chuẩn glucose 31 Hình 2.3 Sơ đồ thể ảnh hưởng lực rửa giải 33 Hình 2.4 Quá trình rửa giải tách peak chất A chất B 34 Hình 3.1 Khoai lang tím thái lát mỏng tiến hành thí nghiệm 38 Hình 3.2 Khoai lang tím ngâm dung mơi 39 Hình 3.3 Đồ thị xác định bước sóng cực đại anthocyanin khoai lang tím 40 Hình 3.4 Đồ thị kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới hoạt lực enzyme Termamyl-120L 45 Hình 3.5 Phản ứng màu DNS dịch thủy phân ảnh hưởng nhiệt độ 45 Hình 3.6 Biểu đồ ảnh hưởng pH đến hoạt độ Termamyl-120L 47 Hình 3.7 Phản ứng màu DNS dịch thủy phân ảnh hưởng pH 47 Hình 3.8 Phản ứng màu DNS dịch thủy phân ảnh hưởng ion kim loại 49 Hình 3.9 Biểu đồ kết xác định thời gian phản ứng thích hợp phản ứng enzyme Termamyl-120L để xác định giá trị động học enzyme Km 51 Hình 3.10 Phản ứng màu DNS phản ứng 51 Hình 3.11 Đồ thị Lineaweaver & Burk Termamyl-120L 53 Hình 3.12: Sắc ký mỏng sản phẩm thủy phân khoai lang tím enzyme Termamyl-120L 54 Luận văn thạc sĩ vi Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Hình 3.13: Sơ đồ quy trình làm siro từ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl120L quy mơ phòng thí nghiệm 55 Hình 3.14 Thành phẩm siro khoai lang tím 56 Hình 3.15: Ảnh dịch siro khoai lang tím pH=1 pH=4.5 trước sau pha loãng 10 lần 57 Hình 16 Hình ảnh sắc ký đồ phân tích siro từ khoai lang tím phân tích sắc ký lỏng cao áp (HPLC) 58 Luận văn thạc sĩ vii Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm LỜI MỞ ĐẦU Việt Nam nằm vùng khí hậu nhiệt đới nên có điều kiện thuận lợi cho sinh trưởng phát triển loại lương thực loại hoa màu, ăn trái khác Khoai lang lương thực trồng lâu đời Việt Nam, xếp thứ sau lúa, ngô khoai lang chuyển đổi nhanh chóng vai trò từ lương thực thành công nghiệp chế biến với tốc độ phát triển cao năm đầu kỷ XXI Khoai lang chứa nhiều thành phần dinh dưỡng protid, lipid, glucid, vitamin, muối khoáng nguyên tố vi lượng cần cho thể người Hiện giới nói chung Việt Nam nói riêng sản phẩm đồ uống nhiều sản phẩm khác từ khoai lang tím bắt đầu ý đưa vào phát triển sản xuất mạnh Đây sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao đồng thời có lợi cho sức khỏe người Loại sản phẩm khơng có giá trị mặt dinh dưỡng mà loại đồ uống giá rẻ, thích hợp với lứa tuổi đặc biệt phụ nữ trẻ em Khoai lang tím ngồi giá trị cung cấp loại vitamin, chất khoáng, tinh bột dễ tiêu hóa hàm lượng đáng kể chất sơ thực phẩm, có ưu điểm vượt trội so với khoai lang thường Trong khoai lang tím có chứa nhiều chất chống oxy hóa hợp chất phenol, anthocyanin, carotenoid…Đặc biệt, hàm lượng anthocyanin khoai lang tím cao, hợp chất sinh học có tác dụng kháng oxi hóa mạnh, có khả kiềm chế đột biến tế bào ung thư, ngăn ngừa ung thư, hạ huyết áp, phòng ngừa bệnh tim mạch Ngoài ra, với màu sắc đa dạng hấp dẫn tạo cho sản phẩm chế biến có giá trị cảm quan cao Là yếu tố kích thích lựa chọn người tiêu dùng, đáp ứng cầu người việc sử dụng khoai lang, mang lại tiện dụng cho người sử dụng góp phần giải vấn đề tiêu thụ cho người trồng khoai lang tím, nâng cao hiệu kinh tế, tăng thêm thu nhập cho người dân Nhu cầu loại đồ uống chủ yếu dựa vào giá trị dinh dưỡng, hương vị màu sắc (McLellan,1990) (Coggins et al 2003) báo cáo nước ép tiêu thụ Luận văn thạc sĩ viii Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm nước giải khát kết hợp với loại nước khác để tạo thành loạt nước trái pha.Vì vậy, việc nghiên cứu sản xuất sản phẩm, chế phẩm từ khoai lang tím cần thiết hoàn toàn phù hợp, sử dụng khoai lang tím để chế biến siro lựa chọn khả thi cho thị trường Xuất phát từ yếu tố thực tế tiến hành nghiên cứu đề tài : “ Nghiên cứu ứng dụng enzyme quy trình sản xuất siro từ khoai lang tím ” Mục đích nghiên cứu đề tài : Nghiên cứu đưa quy trình tạo sản phẩm siro từ củ khoai lang tím dùng làm thực phẩm bổ sung nguyên liệu chế biến số đồ uống làm phong phú sản phẩm sản xuất từ củ khoai lang tím Nội dung nghiên cứu : Tìm điều kiện thích hợp enzyme ứng dụng công nghệ sản xuất siro từ khoai lang tím Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất siro từ khoai lang tím Tạo sản phẩm Luận văn thạc sĩ ix Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Hình 3.9 Biểu đồ kết xác định thời gian phản ứng thích hợp phản ứng enzyme Termamyl-120L để xác định giá trị động học enzyme Km Hình 3.10 Phản ứng màu DNS phản ứng Luận văn thạc sĩ 51 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Kết cho thấy thời gian tăng độ hoạt động tương đối enzyme tăng Hoạt độ tăng mạnh thời gian tăng từ – 10 phút (tăng 21.22%) Tiếp tục tăng thời gian từ 10 phút đến 14 phút độ hoạt động enzyme tăng khơng đáng kể (tăng 0.54%) Trong khoảng thời gian khảo sát, thu kết từ -10 phút, tốc độ phản ứng tỷ lệ thuận với tạo thành sản phẩm hay nói cách khác tốc độ phản ứng thời gian tuyến tính với Do chúng tơi định chọn thời gian thích hợp cho phản ứng Termamyl-120L 10 phút để tiến hành nghiên cứu cho bước 3.2.5 Xác định giá trị động học Km Giá trị động học Km gọi số Michael, số biểu thị mức độ phân ly biểu kiến phức enzyme – chất Km cho biết cách gần lực enzyme chất: Km nhỏ lực enzyme chất lớn ngược lại Giá trị Km enzyme với chất định số, enzyme tác dụng với chất khác số Km khác Để xác định giá trị động học Km ta dựa vào đồ thị Lineaweaver & Burk ( Hình 12) Thí nghiệm tiến hành với khoai lang tím cho vào đệm thích hợp nồng độ 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6% (w/v) Phản ứng enzyme tiến hành với lượng chất 5ml lượng enzyme 50µl, nhiệt độ 95oC, pH = 6.5 thời gian phản ứng 10 phút Tốc độ phản ứng biểu thông qua giá trị OD mẫu phản ứng theo phương pháp DNS đo bước sóng 575nm Khi tăng nồng độ chất từ – % nồng độ sản phẩm tạo thành tăng dần nghĩa giá trị OD lớn dần hay vận tốc phản ứng tăng dần Khi nồng độ chất % tốc độ phản ứng khơng tăng nữa, đồ thị ngang Đồ thị phụ thuộc tốc độ phản ứng (V) vào nồng độ chất (S) dựng lên Xác định phụ thuộc 1/V 1/S, từ phương trình bậc LineweaverBurk thiết lập dạng : 1/V= Km/Vmax x 1/[S] + 1/V max hay y = ax + b xác định thông số động học enzym với chất : Vmax=1/b Km=a/b Kết thí nghiệm thể qua đồ thị: Luận văn thạc sĩ 52 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm ĐỒ THỊ XÁC ĐỊNH Km y = 126.6x + 0.415 R² = 0.975 1/OD -0.01 0.01 0.02 0.03 0.04 1/[S] Hình 3.11 Đồ thị Lineaweaver & Burk Termamyl-120L Kết cho thấy, phương trình phụ thuộc tốc độ phản ứng với nồng độ chất tuân theo hàm y = ax + b với độ tin 97,55% ( R2=0,9755) Từ phương trình Lineaweaver & Burk ta tính Km = 304.521 mg/ml Ta thấy giá trị Km Termamyl-120L cao 3.2.6 Kiếm tra sản phẩm thủy phân enzyme Termamyl-120L phương pháp TLC Khoai lang tím 1% sau thủy phân Termamyl-120L 95oC thời gian khác 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 phút đưa kiểm tra TLC thu kết Luận văn thạc sĩ 53 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm G1 G2 ĐC1 ĐC2 Hình 3.12: Sắc ký mỏng sản phẩm thủy phân khoai lang tím enzyme Termamyl-120L Đối chứng (ĐC 1) đường glucose Đối chứng (ĐC 2) đường maltose 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, dịch chứa khoai lang tím thủy phân Termamyl-120L thời gian 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 phút Quan sát sắc ký mỏng ta thấy: sản phẩm thủy phân tinh bột enzyme Termamyl-120L maltodextrin gồm nhiều đường khác gồm đường từ G1 – G7 3.3 Kết ứng dụng thủy phân củ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl-120L 3.3.1 Đề xuất quy trình làm siro từ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl-120L quy mơ phòng thí nghiệm Từ kết nghiên cứu tiến hành ứng dụng điều kiện tối ưu vào sản xuất thử nghiệm làm siro từ khoai lang tím enzyme Termamyl-120L, sau xác định hàm lượng anthocyanin siro khoai lang tím thành phẩm đưa quy trình sau: Luận văn thạc sĩ 54 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Hình 3.13: Sơ đồ quy trình làm siro từ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl-120L quy mơ phòng thí nghiệm Thuyết minh quy trình: Ngun liệu : Khoai lang tím sử dụng củ không bị dập nát, thối hỏng, không sâu bệnh, chưa mọc mầm Phân loại, rửa : Khoai lang tím sau phân loại theo kích cỡ, rửa thủ cơng nước lần để loại bỏ đất cát, tạp chất bẩn Gọt vỏ, thái lát: Gọt vỏ máy gọt vỏ nhằm loại bỏ chất bẩn vi sinh vật gây bệnh lại sau rửa loại bớt phần gây biến màu cho sản phẩm Việc thái lát giúp rút ngắn thời gian thủy phân enzyme Cơng đoạn giới hóa cách dùng máy nghiền sắn dây để nghiền nát củ thay cho việc thái lát Sau bổ sung nước enzyme Termamyl-120L tiến hành dịch hóa 95oC thời gian Nhờ hỗ trợ enzyme Termamyl- Luận văn thạc sĩ 55 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 120L phân tử tinh bột khoai lang tím cắt nhỏ thành oligosaccharide Dịch sau thủy phân ta đem lọc thu dịch tiếp tục đun độ đường khoảng 60oBx (là độ đường thích hợp để bảo quản siro) Sản phẩm đóng chai bảo quản nhiệt độ mát 3.3.2 Kết sản xuất siro từ khoai lang tím sử dụng enzym Termamyl-120L Từ kết nghiên cứu tiến hành làm thử nghiệm theo quy trình cơng nghệ mà chúng tơi đề xuất Từ khai lang tím tươi xử lý enzyme, ta thu dịch đường oligosaccharide Sau dịch thủy phân lọc thu lấy dịch đường, tiếp tục đun sôi bay hơi, dùng chiết quang kế kiểm tra độ đường liên tục độ chất khơ đạt 65oBx, rót vào chai để bảo quản Thành phẩm cuối cô đặc đến nồng độ chất khô mong muốn tính tốn từ kilo khoai lang tím sau chế biến thu lượng siro 400ml Hình 3.14 Thành phẩm siro khoai lang tím 3.4 Kết đánh giá chất lượng siro khoai lang tím Chúng tơi tiến hành xác định chất đánh giá cảm quan thành phẩm siro khoai lang tím tạo quy mơ phòng thí nghiệm Luận văn thạc sĩ 56 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 3.4.1 Hàm lượng anthocyanin dịch siro khoai lang tím * Hàm lượng anthocyanin dịch siro thành phẩm Anthocyanin thành phần chúng tơi mong đợi có nhiều sản phẩm cuối Trong trình thực nghiên cứu để tạo sản phẩm phải trải qua nhiều công đoạn gia nhiệt, xử lý enzyme tiếp xúc với hóa chất kim loại,… hàm lượng chất hao hụt, hay biến đổi việc định lượng lại hàm lượng anthocyanin sản phẩm cần thiết Qua đánh giá sản phẩm siro cuối bảng 3.11 cho ta kết hàm lượng anthocyanin cuối cừng lại sản phẩm Bảng 3.11: Kết đánh giá hàm lượng anthocyanin dịch siro khoai lang tím Lần đo Mật độ quang Hàm lượng λmax 700nm λmax 700nm anthocyanin ( mg/ml) Lần 8,22 1,49 2,65 0,83 4,0 Lần 8,25 1,43 2,61 0,84 4,2 Trung bình 8,24 1,46 2,63 0,84 4,1 pH =1 pH =4,5 Trước Sau Hình 3.15: Ảnh dịch siro khoai lang tím pH=1 pH=4.5 trước sau pha loãng 10 lần Luận văn thạc sĩ 57 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Từ kết phân tích bảng 3.11, chúng tơi thấy sản phẩm siro khoai lang tím thu có hàm lượng anthocyanin sau phân tích cao bị tổn thất 3.4.2 Phân tích carbohydrat có sản phẩm siro khoai lang tím Để đánh giá hydrat carbon tạo thành chuyển hóa tinh bột có củ sắn dây thành dịch cô đặc thành siro, chúng tơi gửi phân tích Trung tâm phân tích thực phẩm, Viện Cơng nghiệp thực phẩm Kết phân tích siro máy sắc ký lỏng cao áp (HPLC) kết phác họa sắc ký đồ hình 3.16 Hình 16 Hình ảnh sắc ký đồ phân tích siro từ khoai lang tím phân tích sắc ký lỏng cao áp (HPLC) (1,2,3,4,5,6,7,8 tương ứng oligosaccharide G1, G2, G3, G4, G5, G6, G7, G8) Từ sắc ký đồ ghi lại, nhận thấy hydrat carbon có sản phẩm đường đơn, đường đôi đường oligosaccharid Kết tương đồng với phân tích dịch thủy phân sắc ký lớp mỏng TLC hình 3.11 3.4.3 Kết đánh giá cảm quan thành phẩm siro khoai lang tím Đối với sản phẩm thực phẩm dùng cho người, thành phần dinh dưỡng tốt cho sức khỏe, khơng độc hại, có giá trị dinh dưỡng cao, sản phẩm phải phù hợp với cảm quan người tiêu dùng mùi, vị, cấu trúc, màu sắc quan trọng, định khả sử dụng thương mại hóa sản phẩm Do vậy, việc đánh giá cảm quan cho sản phẩm thiếu cho sản phẩm thực phẩm Luận văn thạc sĩ 58 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm Sau thu thành phẩm, tiến hành đánh giá cảm quan với hỗ trợ đánh giá số bạn phòng thí nghiệm, thu kết bảng 3.12 Do điều kiện phòng thí nghiệm khơng có sở vật chất để đánh giá cảm quan thấy cho sản phẩm thực chưa có nhiều kinh nghiệm cơng việc này, nên việc đánh giá cảm quan sản phẩm làm mang tính chất tham khảo Bảng 3.12 Kết đánh giá cảm quan siro làm từ khoai lang tím Chỉ tiêu đánh giá Cấu trúc Mơ tả đặc tính Đặc vừa phải, bề mặt bên dịch đồng khơng gợn Siro khoai lang tím Màu sắc Màu tím đậm Mùi Mùi thơm đặc trưng khoai Ngọt vừa, mát Vị (so với đường 20%) Qua kết đánh giá cảm quan bảng chúng tơi thấy dịch siro khoai lang tím khơng có hàm lượng anthocyanin cao, bị tổn thất mà có chất lượng tốt màu sắc, trạng thái, mùi vị Vì vậy, phát triển sản xuất siro khoai lang tím đưa ứng dụng rộng thị trường khả thi Luận văn thạc sĩ 59 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình thực nghiệm đạt số kết đây: Đã khảo sát xác định thành phần khoai lang tím lựa chọn làm thí nghiệm: Hàm lượng nước chiểm 61,1 (%); Lipit chiếm 0,15 (%); Protein chiếm 0,30 (%); Hàm lượng anthocyanin 0,26 (%);hàm lượng tinh bột 26,38 (%), hàm lượng đường 4,86 (%) Đã khảo sát lại tính chất enzyme Termamyl-120L chất khoai lang tím, yếu tố ảnh hưởng tới hoạt lực enzyme: Nhiệt độ hoạt động tối ưu enzyme 95oC; pH tối ưu cho enzyme hoạt động pH = 6.5; Các ion kim loại có ảnh hưởng khác tới hoạt lực enzyme Termamyl-120L: ion Zn2+ làm ức chế khả hoạt động enzyme, ion Fe2+, Ca2+ có ảnh hưởng đến hoạt lực enzyme, ion Mg2+ có khả kích hoạt hoạt tính Termamyl120L, Giá trị động học Km Termamyl-120L 304,525 mg/ml Sản phẩm siro sản xuất từ khoai lang tím cơng nghệ enzyme có độ đậm đặc 600 Bx; Hàm lượng anthocyanin dịch siro thành phẩm 0,41g/ml; Sản phẩm đánh giá cảm quan có mầu tím hương vị đặc trưng khoai lang tím, có độ tương đương với độ dung dịch đường saccharose 20% hàm lượng đường khử chiếm 20,02% Từ kết đề xuất quy trình làm siro từ khoai lang tím enzyme termayl quy mơ phòng thí nghiệm Kiến Nghị Do thời gian thực đề tài có hạn nên dừng lại số nghiên cứu Dựa vào kết đạt được, chúng tơi có đề xuất số kiến nghị sau : Đưa kết nghiên cứu vào làm sở để tiến hành số thí nghiệm : - Làm thí nghiệm pha chế, nguyên liệu cho số sản phẩm khác - Lựa chọn bao bì cho sản phẩm - Nghiên cứu thời gian bảo quản chất lượng dịch siro khoai lang tím Luận văn thạc sĩ 60 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Huy Đáp (1984), Hoa Màu Việt Nam, tập : Cây khoai lang NXB Nông Nghiệp Đặng Thị Thu, (2012) Công nghệ enzyme Giáo trình Đặng Thị Thu Hóa sinh cơng nghiệp Giáo trình Đỗ Thị Giang, Lê Thanh Mai, Nguyễn Đình Du ( 1994) Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm Amylaza để thu nhận glucoza từ tinh bột – Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Đỗ Thị Giang, Nguyễn Thị Hiền,Vũ Yến Lan ( 1995) Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm enzyme hãng NOVO Đan Mạch để sản xuất bia từ Malt gạo, Khoa CNTP, Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Hoàng Thị Kiều Nguyên (1996) Bài giảng môn lý thuyết màu Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, Hoàng Thị Kim Cúc ( 2004 ) Nghiên cứu thu nhận ứng dụng anthocyanin thực phẩm Trường Cao đẳng lương thực-thực phẩm Đà Nẵng Hoàng Thị Kim Cúc, Phạm Châu Huỳnh, Nguyễn Thị Lan, Trần Khôi Uyên (2004) Xác định hàm lượng anthocyanin số nguyên liệu rau phương pháp pH vi sai Tạp chí khoa học cơng nghệ, Đại học Đà Nẵng, 3(7),47-54 Huỳnh Văn Vũ Nguyễn Minh Thủy, (2014) Ảnh hưởng tỷ lệ nước bổ sung enzyme α-amylase thủy phân tinh bột khoai lang tím Nhật Tạp chí khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Chuyên đề Nông Nghiệp, tập 1, trang 28-34 10 Lê Doãn Diên, Vũ Thị Thư, Lê Hữu Hiếu, Nguyễn Xuân Mạnh, Nguyễn Ngọc Tâm, Nguyễn Đặng Hùng (1991) Nghiên cứu chất lượng dinh dưỡng đậu đỗ có củ miền Bắc Việt Nam Báo cáo nghiệm thu vấn đề 02A-09 thuộc chương trình nhà nước 02A 11 Lê Đức Diên, Nguyễn Văn Hun (1967) Đặc điểm sinh lí sinh hóa khoai lang ứng dụng Tin tức hoạt động khoa học N0 10, tr 15-28 12 Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Lợi, Lưu Duẩn, Ngô Hữu Hợp, Đặng Thị Thu Nguyễn Trọng Cẩn, (2003) Hóa học thực phẩm Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Luận văn thạc sĩ 61 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 13 Lý Nguyên Bình, Nghiên cứu chế biến số sản phẩm từ củ khoai lang tím giống Nhật Bản 14 Ngơ Văn Đạt, Ngơ Văn Tám (1974) Sử dụng enzyme công nghệ thực phẩm, Bộ Lương thực thực phẩm 15 Nguyễn Đặng Hùng (1991) Nghiên cứu chất lượng dinh dưỡng số giống khoai lang có triển vọng tốt sản xuất, chế biến sử dụng Kết nghiên cứu khoa học 1986-1991 khoa Trồng trọt ĐHNN 16 Nguyễn Hữu Chấn, Enzyme xúc tác sinh học, NXB Y Học Hà Nội 17 Nguyễn Minh Thủy, (2010) Kỹ thuật sau thu hoạch rau quả, Nhà xuất Nông Nghiệp 160 trang 18 Nguyễn Trọng Cẩn, Nguyễn Thị Hiền, Đỗ Thị Giang, Trần Thị Luyện, Công nghệ enzyme, NXB Nông Nghiệp TPHCM 19 Nguyễn Văn Tuất (2008), Nghiên cứu chọn lọc phát triển giống có củ có chất lượng hàng hóa cao sử dụng cho mục đích chế biến miền Bắc miền Trung Việt Nam Dự án AUSAID CARD 008/07VIE 20 Thái Thị Ánh Ngọc (2011) Nghiên cứu thành phần chất màu anthocyanin chiết từ khoai lang tím, N07, tr : 155-157 21 Tổng cục thống kê (2012) Niên giám thống kê, NXB thống kê Hà Nội 22 Viện dược liệu (2004) Cây thuốc động vật làm thuốc Việt Nam – tập II, NXB Khoa học Kỹ thuật Tài liệu tiếng Anh 23 Akio Tsukui, Atsuko Suzuki, Sumi Nagayama and Norihiko terahara (1996) Stability of anthocyanin pigments from purple leaveas of perilla ocimoides, L var.crispa, Nippon Shokuhin Kagaku Kaishi Vol 43, N0 4, 113-119 ( article), 24 Boco A., M – E Cuvelies, H Richard and C Berset.(1998).Antioxidant activity and phenolic composition of citrus peel and seed extracts J Agric Food Chem 46 : 2123 – 2129 25 Briddle P ; Timberlake, C.F.(1997) Anthocyanins natural food colour – selecterd aspects, Food Chem.,58, 103-109 Luận văn thạc sĩ 62 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 26 Cacase J.E and Mazza G (2003) Optimization of extraction of anthocyanins from black currants with aquepus ethanol Journal of Food Science 68 : 209 – 215 27 Chu Wen-jing, TENG Jian-wen, XIA Ning and WEI Bao-yao ( Lingt Industry and Food Engineering Institute, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004, China)(2007) Research on the Antioxidant Activity of Pruple Sweet Potato Wine Eichhorn S , Winterhalter P 2005 Anthocyanins from pigmented potato ( Solanum tuberosum L.) varieties, Food Research International, 38, 943- 948 28 Francis F (1989) Food colourants : Anthocyanin Critical Review in Food Science and Nutrition, 28 : 273 – 314 29 Fuleki, T., Francis, F J., Quantitative Methods for Anthocyanins (1968) Determination of total anthocyanin and degradation Index for Cranberry Juice, J Food Science, Vil.33, 30 Giusti M.M and Wrolstad R.E.(2000) Characterization and Measurement of Anthocyanin by UV- Visible Spectroscopy, John Wiley & Sons, Inc 31 Hrazdina G ; Iredale H ; Mattick L.R.(1977) Anthocyanin composition of Brassica oleracea cv Red Phytochemistry, 16(2) , 297 – 299 32 Ikuo SUDA, Tomoyuki OKI, Mami MASUDA, Mio KOBAYASHI, Yoichi NISHIBA, Shu FUTUTA (2003) Physiological Funtionality of Purlple-Fleshed Sweet potatoes Containing Anthocyanin and Their Utilization in Foods , JARQ – (Vol 37 N0 3) 33 J.E.Cacace and G Mazza, (2002 Extraction of anthocyanin other phenolic from black curants with sufured water, Journal of Agriculture and Food chemity, 34 Jennifer A woolfe (1992) Sweet potato an untapped food resource NXB Cambridge University Press 35 John Wiley & Sons, Inc, (2000).Characterization and measurement of anthocyanin by UV- Visible spectroscopy, University of Maryland, 36 Oki, T., Miyoshi, A.; Goto, K.; Sato, M,; Shiratsuchi, H.; Terahara, N.; Suda, I National Agricultural Research Center for Kyushu Okinawa Region, Koshi, Kumamoto (Japan); (2010) Detemination of major anthocyanins in processed foods Luận văn thạc sĩ 63 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm made from purple-fleshed sweet potato Journal of the Japan Society for Food Siencc and Technology V 57(3) p 128-133) 37 Truong V.D, Bienman C.J and Marlett J.A (1986) Simple sugar, oligosacchrides and starch deteminnation in raw and cooked sweet potato.J.Agric.Food.chem 38 Truuong and Guarte RC (1990) Root crops processing tools and equipment In: Root Crops, Annual report of the phillipine root crop research and training Center, VISCA, Baybaym Leyte, p.76-79 39 Wei Na Fu, Tuo Ping Li, You Feng Jia, Zhong Sheng Zhao, Wei Hou, Ying Chen (2011) Changes in the Antioxidant Activity of Purple Sweet Potato Wine during Stora 40 Winaro F.G, (1992) Sweetpotato processing and by products utilizaion in the tropic In: Villareal R.L & Griggs T.D, Sweetpotato, processing of the first international Symposium, AVDC, Shanhua, Taiwan, P.373-384 41 ZhenzhouZhu, QingyanGuan, MohamedKoubaa, Francisco J Barba, ShahinRoohinejad, GiancarloCavotto, XinsunYang, ShuyiLi, JingrenHe, HPLCDAD-ESI-MS2 analytical profile of extracts obtained from purple sweet potato after green ultrasound-assisted extraction, Food Chemistry, 2017, Volume 215, 15 January 2017, Pages 391-400 42 Thorpe A., Making a standard solution, Chemistry Review, November 2002 43 The Chemistry Video Consortium and The Royal Society of Chemistry (2000) Practical 26 Chemistry for Schools and Colleges CD ROM 44 Thorpe A., Making a standard solution, Chemistry Review, November 2002 45 Lainchbury A., Stephens J, Thompson A, (1997), Advanced Practical Chemistry, John Murray 46 TCVN 9936:2013 – Xác Định Hàm Lượng Nitơ Bằng Phương Pháp Kjeldahl 47 TCVN 8103 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 14156 : 2001, With Amendment : 2007 Luận văn thạc sĩ 64 Bùi Thị Trang BK-01 Đại học Bách khoa Hà Nội Viện CN Sinh học & CN Thực phẩm 48 Ronald E Current Protocols in Food Analytical Chemistry John Wiley & Sons, Inc., 2003 49 Smith B, Roe J A photometric method for the determination of α-amylase in blood and urine, with the use of the starch-iodine color J Biol Chem 179, 53 (1949) 50 Piia Salo, Thin-Layer Chromatography with Ultravioletand Mass Spectrometric Detection: From Preparative-Layer to Miniaturized Ultra-Thin-Layer Technique ,Division of Pharmaceutical Chemistry Faculty of Pharmacy University of Helsinki, Finland 51 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5090:1990 phân tích cảm quan - phương pháp luận đánh giá thực phẩm phương pháp sử dụng thang điểm Ủy ban Khoa học Nhà nước ban hành Luận văn thạc sĩ 65 Bùi Thị Trang BK-01 ... hành nghiên cứu đề tài : “ Nghiên cứu ứng dụng enzyme quy trình sản xuất siro từ khoai lang tím ” Mục đích nghiên cứu đề tài : Nghiên cứu đưa quy trình tạo sản phẩm siro từ củ khoai lang tím dùng... phú sản phẩm sản xuất từ củ khoai lang tím Nội dung nghiên cứu : Tìm điều kiện thích hợp enzyme ứng dụng công nghệ sản xuất siro từ khoai lang tím Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất siro từ khoai. .. quy trình làm siro từ khoai lang tím sử dụng enzyme Termamyl120L quy mơ phòng thí nghiệm 55 Hình 3.14 Thành phẩm siro khoai lang tím 56 Hình 3.15: Ảnh dịch siro khoai lang tím