Xác định tính chất chức năng của phân đoạn protein từ rong bún nước lợ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TẤN ANH NGUYÊN XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PHÂN ĐOẠN PROTEIN TỪ RONG BÚN NƯỚC LỢ (Enteromorpha sp.) Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 60540101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM Cán hướng dẫn khoa học : GS TS Lê Văn Việt Mẩn Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS Hoàng Kim Anh Cán chấm nhận xét : TS Lê Minh Hùng Cán chấm nhận xét : PGS TS Tôn Nữ Minh Nguyệt Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 10 tháng 07 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Chủ tịch: PGS TS Lê Nguyễn Đoan Duy Phản biện 1: TS Lê Minh Hùng Phản biện 2: PGS TS Tôn Nữ Minh Nguyệt ủy viên: PGS TS Hoàng Kim Anh ủy viên, thư ký: TS Nguyễn Quốc Cường Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Tấn Anh Nguyên MSHV : 1570433 Ngày, tháng, năm sinh: 06/11/1992 Nơi sinh: Quảng Ngãi Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số : 60540101 I TÊN ĐÈ TÀI: XÁC ĐỊNH TÍNH CHẤT CHỨC NĂNG CỦA PHÂN ĐOẠN PROTEIN TỪ RONG BÚN NƯỚC LỢ (Enteromorpha sp.) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Xác định nhóm protein rong - Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình trích ly phân đoạn protein tan nước - Sử dụng chế phẩm enzyme cellulase để hỗ trợ q trình trích ly protein - Đánh giá tính chất chức phân đoạn protein tan nước III NGÀY GIAO NHỆM VỤ : 11/02/2019 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHỆM VỤ: 02/07/2019 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS TS Lê Văn Việt Mẩn PGS TS Hoàng Kim Anh Tp HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2019 CÁN Bộ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) Luận văn thạc sĩ i LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn GS TS Lê Văn Việt Mẩn PGS TS Hồng Kim Anh tận tình hướng dẫn chun mơn q trình thực luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn đến Thầy, Cô giảng dạy Trường Đại học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh tận tâm giảng dạy, cung cấp cho tơi nhiều kiến thức q trình học tập Trường, cho lời khuyên chân thành, kinh nghiệm quý báu Cuối cùng, xin trân trọng cảm ơn Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Cơng nghệ Sài Gòn nhiệt tình hỗ trợ tơi thiết bị q trình làm thí nghiệm, tạo điều kiện thuận lợi để tơi an tâm cơng tác hồn thành thí nghiệm Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 07 năm 2019 Nguyễn Tấn Anh Nguyên HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên Luận văn thạc sĩ ABSTRACT In this study, the extraction of protein from brackish weed Enteromorpha sp was investigated and the functional properties of the obtained protein fraction were evaluated The conditions for the protein extraction were ratio of material weight to solvent of 1:20, temperature of 40°C and extraction time of 50 The result showed that glutelin was the most abudant fraction (42.54%), followed by albumin (23.32%) and globulin (11.92%), prolamin (10.42%) The protein extraction yield without the aid of cellulase was 72.86% When cellulase treatment was introduced, the protein extraction yield was 83.97% The conditions for the enzymatic treatment were enzyme dosage of 30 u/g and incubation time of 60 The effecs of pH or NaCl concentration on functional properties of albumin from brackish weed Enteromorpha sp and soy protein concentrate were also investigated The albumin fraction demonstrated the minimal solubility at pH 3.0 (8.81%) and the maximal solubility at pH 10.0 (93.38%) Increase in NaCl concentration from to 0.2M raised the solubility of albumin However, further increase in NaCl concentration over 0.2M did not change albumin solubility The oil absorption capacity of albumin (6.89 mL/g) was higher than that of soy protein concentrate (2.81 mL/g) The highest water absorption capacity of albumin from brackish weed was observed at pH 2.0 (2.82 mL/g) and NaCl concentration of 0M (2.13 mL/g) The albumin fraction showed the lowest foaming capacity at the pl (32.35%) and the maximum foaming capacity was recored at pH 10.0 (110.71%) In contrast, the foaming stability of albumin exhibited the maximal value at pH 4.0 (96.38%) The albumin fraction had the lowest emulsifying capacity at the pl (0.24 mL/g) and the highest emulsifying capacity at pH 10.0 (0.64 mL/g) The emulsifying stability of albumin had maximal level at pH 4.0 (87.13%) The foaming capacity, foaming stability, emulsifying capacity, and emulsifying stability of alubumin showed the highest valuest at NaCl concentration of 0.2M; which were 91.54%, 65.73%, 0.52 mL/g, and 72.26, respectively HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên Luận văn thạc sĩ TĨM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn này, chứng tơi tiến hành khảo sát q trình trích ly protein xác định tính chất chức phân đoạn protein từ rong bún Enteromorpha sp Q trình trích ly protein: tiến hành trích ly với tỷ lệ chất dung mơi (1:20), 40°C thời gian trích ly 50 phút Trong thành phần protein rong bún, glutelin chiếm tỷ lệ cao (42.54%), albumin (23.32%) thấp globulin (11.92%), prolamin (10.42%) Hiệu suất thu nhận protein 72.86% Hiệu suất trình trích ly protein có hỗ trợ enzyme cellulase 83.97% với thông số: nồng độ enzyme 30 u/g, thời gian xử lý với enzyme 60 phút Độ hoà tan albumin rong bún thấp pH 3.0 (8.81%) đạt giá trị cao pH 10.0 (93.38%) Khi nồng độ muối tăng từ đến 0.2M, khả hoà tan chế phẩm albumin rong bún tăng, tiếp tục gia tăng nồng độ muối độ hồ tan chúng khơng thay đổi đáng kể Albumin rong bún có khả hấp thu dầu (6.89 mL/g) cao so với soy protein concentrate Khả hấp thu nước albumin rong bún cao pH 2.0 (2.82 mL/g) nồng độ muối 0M (2.13 mL/g), giảm tiếp tục tăng pH nồng độ muối Khả tạo bọt albumin rong bún đạt giá trị thấp pl (32.35%) cao pH 10.0 (110.71%); ngược lại, độ bền bọt đạt giá trị lớn pH 4.0 (96.38%) Khả tạo nhũ có giá trị thấp pl (0.24 mL/g) đạt giá trị cáo pH 10.0 (0.64 mL/g); độ bền nhũ đạt giá trị cao pH 4.0 (87.13%) Khả tạo bọt độ bền bọt, tạo nhũ độ bền nhũ đạt giá trị cao nồng độ muối 0.2M (91.54% 65.73%, 0.52 mL/g 72.26%) HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên Luận văn thạc sĩ LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực không chép từ nguồn Việc tham khảo nguồn tài liệu thực việc trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tác giả luận văn Nguyễn Tấn Anh Nguyên HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên Luận văn thạc sĩ V MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i TÓM TẮT LUẬN VĂN iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC V DANH MỤC BẢNG viii DANH MỤC HÌNH ix CHƯƠNG GIỚI THIỆU CHƯƠNG TÔNG QUAN 2.1 Rong bún (Enteromorpha sp.) 2.1.1 Một số đặc điểm sinh học 2.1.2 Thành phần hóa học ứng dụng rong bún 2.2 Thu nhận protein 2.2.1 Trích ly protein 2.2.2 Xử lý nguyên liệu bang enzyme để hỗ trợ trích ly protein 2.3 Tính chất chức protein 10 2.3.1 Khả hoà tan protein 10 2.3.2 Khả hấp thu dầu protein 12 2.3.3 Khả hấp thu nước protein 13 2.3.4 Khả tạo tạo bọt độ bền bọt protein 14 2.3.5 Khả tạo nhũ độ bền hệ nhũ tương protein 16 2.3.6 Khả tạo gel protein 17 2.4 Điểm đề tài 19 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 HVTH: Nguyễn Tấn Anh Nguyên Luận văn thạc sĩ 45 pH Khi pH thay đổi phía acid kiềm độ hồ tan tất mẫu protein gia tăng Nghiên cứu Lawai cộng (2005) cho thấy khả hoà tan chế phẩm albumin từ đậu Parkia bigỉobossa đạt giá trị thấp pH Nghiên cứu Du cộng (2012) cho thấy khả hoà tan chế phẩm albumin hạt Akebia trifoliate pH thấp Độ hoà tan chế phẩm protein thấp pl gia tăng pH tiến vào vùng kiềm acid Nguyên nhân cho pl phân tử protein trung hoà điện làm giảm tương tác protein-dung môi, gia tăng tương tác protein-protein dẫn đến protein dễ tập hợp kết tụ lại với làm giảm độ tan Khi pH tiến vùng acid kiềm phân tử protein bị ion hố tích điện dấu, làm tăng tương tác phân tử protein dung môi, đồng thời lực đẩy tĩnh điện phân tử protein dấu làm tăng phân tán giúp chúng hoà tan tốt Trong khoảng pH từ 3-10, chế phẩm albumin rong bún có độ hồ tan cao so với chế phẩm soy protein concentrate 4.5.2.2 Ảnh hưởng nồng độ muối đến khả hòa tan protein Ảnh hưởng nồng độ muối đến khả hoà tan chế phẩm protein (pH 7.0) biểu diễn hình 4.3 Khi nồng độ muối thay đổi từ 0-1M độ hồ tan soy protein concentrate có giảm nhẹ Trước đây, nghiên cứu soy protein, Kinsella (1979) cho điều kiện tự nhiên (pH =7.0, nồng độ muối 0M) khả tương tác protein dung môi tốt nhất, gia tăng nồng độ muối hydrate hoá muối làm giảm tương tác protein dung mơi, từ làm cho độ tan soy protein bị giảm Độ hồ tan albumin có gia tăng nồng độ muối tăng từ đến 0.2M đạt giá trị cực đại 63.51% Tiếp theo, tăng nồng độ muối IM, khả hoà tan chế phẩm albumin không thay đổi đáng kể Nguyên nhân gây gia tăng khả hoà tan chế phẩm protein nồng độ muối thấp (