Sử dụng sóng siêu âm để hỗ trợ quá trình trích ly protein từ hạt chôm chôm (nephelium lappaceum l )

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỔ THỊ XUÂN MAI SỬ DỤNG SÓNG SIÊU ÂM ĐỂ HỖ TRỢ Q TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ HẠT CHÔM CHÔM (Nephelium lappaceum L.) Chuyên ngành: Thực phẩm đồ uống Mã số: 12110202 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2014 CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM Cán hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự – Hạnh phúc - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Cổ Thị Xuân Mai MSHV: 12110202 Ngày sinh: 09/11/1989 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành: CN Thực Phẩm & Đồ Uống Mã số: 605402 I Tên đề tài: SỬ DỤNG SÓNG SIÊU ÂM ĐỂ HỖ TRỢ Q TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ HẠT CHƠM CHƠM (Nephelium lappaceum L.) II Nhiệm vụ nội dung - - Khảo sát nguyên liệu bột hạt chôm chôm tách béo Nghiên cứu q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm có hỗ trợ sóng siêu âm Xây dựng mơ hình động học q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm Xác định kích thƣớc phân tử albumin có/khơng có hỗ trợ sóng siêu âm Xác định tính chất chức nhóm protein hạt chơm chơm đồng thời so sánh với chế phẩm protein thƣơng mại III Ngày giao nhiệm vụ: 20/01/2014 IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 21/07/2014 V Cán hƣớng dẫn: PGS TS Lê Văn Việt Mẫn Tp Hồ Chí Minh, ngày…… tháng … năm 2014 Cán hƣớng dẫn Chủ nhiệm môn Trƣởng khoa Kỹ Thuật Hóa Học LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn cho em suốt trình thực luận văn Kế đến, xin cảm ơn gia đình hỗ trợ động viên suốt trình học tập trƣờng Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh Ngồi ra, em xin bày tỏ lịng biết ơn đến tập thể quý thầy cô môn Công nghệ thực phẩm, ngƣời dẫn dắt, dạy cho em kiến thức tảng ngƣời kỹ sƣ thực phẩm nhƣ kỹ xã hội cần thiết, làm hành trang giúp em tự tin bƣớc vào đời Cuôi cùng, xin ơn bạn bè quan tâm, chia sẻ giúp đỡ trình học tập trƣờng nhƣ hồn thành luận văn tốt nghiệp TP Hồ Chí Minh, ngày…… tháng……năm 2014 Học viên thực Cổ Thị Xuân Mai i TÓM TẮT LUẬN VĂN Thành phần protein chủ yếu hạt chôm chôm bao gồm albumin, globulin glutelin với hàm lƣợng lần lƣợt 46.37%, 26.41% 21.53% Điểm đẳng điện nhóm protein nói dao động khoảng 3.6 – 4.2 Khi trích ly albumin từ bột hạt chơm chơm tách béo có hỗ trợ sóng siêu âm với cơng suất siêu âm 20 W/g nguyên liệu, thời gian siêu âm phút thời gian trích ly 20 phút, hiệu suất trích ly đạt 45.92% so với lƣợng protein tổng nguyên liệu cao 18% so với mẫu đối chứng Quá trình trích ly albumin từ bột hạt chơm chơm tách béo tn theo mơ hình động học bậc Hằng số tốc độ trích ly albumin mẫu đƣợc xử lý sóng siêu âm 4.87 ± 0.38 (g.L-1.phút-1) cao 35 lần so với mẫu đối chứng khơng xử lý siêu âm Khơng có khác biệt thành phần nhƣ tính chất chức chế phẩm albumin concentrate đƣợc thu nhận từ bột hạt chơm chơm có khơng có sóng siêu âm hỗ trợ Khả tạo bọt độ bền nhũ tƣơng chế phẩm albumin từ hạt chôm chôm tốt với chế phẩm protein đậu nành ii ABSTRACT The protein profile of rambutan seed mainly consisted of albumin (46.37%), globulin (26.41%) and glutelin (21.53%) The isoelectric point of the protein fractions was ranged from 3.6 to 4.2 Ultrasound was applied in albumin extraction from deffated rambutan seed At the ultrasonic power of 20W/g, sonication time of and extraction time of 20 min, the albumin yield achieved 45.92% of crude protein weight of the material Albumin extraction from defatted rambutan seed was perfectly described by the first – order kinetic model The extraction rate constant (k) in the ultrasound – assisted extraction was 4.87 ± 0.38 (g.L-1.min-1) which was 35 times higher than that in the conventional extraction The protein fraction and functional properties of the albumin concentrate preparation ( in both untrasonic – assisted extraction and conventional extraction were similar Moreover, foaming capacity and emulsion stability of the albumin preparation from deffated rambutan seed were better than those of protein concentrate iii LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo theo yêu cầu Tác giả luận án Cổ Thị Xuân Mai iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .i TÓM TẮT LUẬN VĂN ii LỜI CAM ĐOAN .iv MỤC LỤC v CHƢƠNG GIỚI THIỆU CHƢƠNG TỔNG QUAN 2.1 Protein từ hạt chôm chôm 2.1.1 Thành phần hóa học hạt chôm chôm 2.1.2 Thành phần protein hạt chôm chôm 2.2 Kỹ thuật sóng siêu âm ứng dụng q trình trích ly protein 2.2.1 Khái niệm sóng siêu âm 2.2.2 Phân loại sóng siêu âm 2.2.3 Cơ chế tác động sóng siêu âm q trình trích ly 2.2.4 Ứng dụng sóng siêu âm q trình trích ly protein 11 2.2.5 Các yếu tố ảnh hƣởng đến q trình trích ly protein sóng siêu âm 13 2.3 Tính đề tài 13 CHƢƠNG NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHI N CỨU 15 3.1 Nguyên liệu 15 3.1.1 Hạt chôm chôm 15 3.1.2 Thiết bị thí nghiệm 15 3.2 Nội dung nghiên cứu 16 3.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 16 3.2.2 Chuẩn bị nguyên liệu 17 3.2.3 Nội dung nghiên cứu 24 3.2.4 Thu nhận chế phẩm albumin từ q trình trích ly có khơng có sử dụng sóng siêu âm 30 3.3 Các phƣơng pháp phân tích 31 3.4 Cơng thức tính tốn 32 3.5 Phƣơng pháp xử lý số liệu 33 v CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 34 4.1 Khảo sát nguyên liệu hạt chôm chôm 34 4.1.1 Xác định thành phần acid amin nhóm protein có hạt chôm chôm 34 4.1.2 Xác định điểm đẳng điện tính chất chức nhóm protein 37 4.2 Nghiên cứu q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm tách béo có sóng siêu âm hỗ trợ 42 4.2.1 chôm Ảnh hƣởng công suất siêu âm đến hiệu suất trích ly albumin hạt chơm 42 4.2.2 chôm Ảnh hƣởng thời gian siêu âm đến hiệu suất trích ly albumin hạt chôm 45 4.2.3 chơm Ảnh hƣởng thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly albumin hạt chơm 46 4.2.4 Xây dựng mơ hình động học cho q trình trích ly protein mẫu khơng có tác động sóng siêu âm mẫu có tác động sóng siêu âm 47 4.3 So sánh tính chất chức chế phẩm albumin từ q trình trích ly có khơng có sử dụng sóng siêu âm với chế phẩm thƣơng mại 48 4.3.1 Xác định phân tử lƣợng phân đoạn albumin hạt chôm chôm 48 4.3.2 So sánh tính chất chức chế phẩm albumin từ hạt chơm chơm với chế phẩm albumin lịng trắng trứng protein đậu nànhconcentrate (SPC) 50 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 5.1 Kết luận 58 5.2 Kiến nghị 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 vi DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Quả chơm chơm hạt chơm chơm Long Khánh, Việt Nam Hình 2.2 ả Hình 2.3 ệ 10 Hình 2.4 ệ ệ ) (Yolando Picó, 2013) 11 Hình 2.5 Ả ởng c a thờ nt ậ ứng mẫu không siêu âm, mẫu xử lý siêu âm thời gian 15s, 60s, 120s (Karki c ng s , 2010) 12 Hình 3.1 Sơ n i dung nghiên cứu 16 Hình 3.2 Sơ thu nhận hạt chôm chôm tách béo 17 Hình 3.3 Hạt chơm chơm sau q trình l a chọn làm 18 Hình 3.4 Quy trình thu nhận dịch trích nhóm protein từ hạt chôm chôm 19 Hình 3.5 Quy trình thu nhận dịch trích albumin thơ 21 Hình 4.1 Đ truy n su t c a dung dịch protein hạt chôm chôm giá trị pH khác 37 Hình 4.2 Ả ởng c a cơng suấ n hiệu suất trích ly albumin 42 Hình 4.3 Hình chụp b m t hạt nguyên liệu q trình trích ly k t thúc, sử dụng kính hiển ện tử quét (a) Mẫ i chứng (b) Mẫ ng c a sóng siêu âm 44 Hình 4.4 Giả phân b ớc hạt c a mẫ i chứng mẫ ng c a sóng siêu âm q trình trích ly k t thúc 44 Hình 4.5 Ả ởng c a thờ n hiệu suất trích ly albumin từ hạt chơm chôm 45 Hình 4.6 Ả ởng c a thờ r ạn xử ý n hiệu suất trích ly albumin từ hạt chơm chơm 46 Hình 4.7 S ổi c a nồ albumin dịch trích theo thời gian trích ly 47 Hình 4.8 K t ện di c a dịch trích albumin từ hạ ơ ng c Đ Đ ẫu có hỗ tr c a sóng siêu âm (SA1, SA2) 49 Hình 4.9 Ch phẩm albumin từ hạt chơm chơm sau trình sấ ă 51 vii TÀI LIỆU THAM KHẢO AGUILERA, J M and GARCIA, H D., 1989, Protein extraction from lupin seeds: a mathematical model, International Journal of Food Science and Technology, pp 17-27 Andrew, H., 2010, Examination of egg white proteins and effects of high pressure on select physical and functional properties, University of Nebraska - Lincoln Augustin, M A and Chua, B C., 1988, Composition of Rambutan Seed, Pertanika, pp 211-215 Chapman, D G., Castillo, R., and Campbell, J A., 1959, EVALUATION OF PROTEIN IN FOODS A METHOD FOR THE DETERMINATION OF PROTEIN EFFICIENCY RATIOS, Can J Biochem Physiol, vol 37, pp 679-686 Chavan, U D., McKenzie, D B., and Shahidi, F., 2001, Functional properties of protein isolates from beach pea (Lathyrus maritimus L.), Food Chemistry, pp 177187 Chavan, U D., McKenzie, D B., and Shahidi, F., 2001, Protein classification of beach pea (Lathyrus maritimus L.), Food Chem, pp 145-153 Dàvila, E., Sagure, E., Toldrà, M., Carretero, C., and Paés, D., 2007, Surface functional properties of blood plasma protein fractions, Eur Food Tech, pp 207214 Deng, Q., et al , 2011, Functional properties of protein isolates, globulin and albumin extracted from Ginkgo biloba seeds, Food Chemistry, p 1458–1465 Esclapez, M D., García, Pérez, J V., Mulet, A., and Cárcel, J A., 2011, Ultrasound-Assisted Extraction of Natural Products, Food Eng Rev, pp 108-120 10 Guo X., Yao H., 2004., Fractionation and characterization of tartary buckwheat flour proteins, Food Chemistry, 98, 90–94 11 Hoàng Kim Anh, 2005, Hóa Học Thực Phẩm, NXB Khoa Hoc Kỹ Thuật 12 Harahap, N S., Ramli, N., Vafaei, N., and Said, M., 2012, Physicochemical and Nutritional Composition of Rambutan Anak Sekolah (Nephelium lappceum L.) Seed and Seed Oil, Pakistan Journal of Nutrition, pp 1073-1077 59 13 Kain, R J., Z.Chen, Sonda, T.S., and Abu, Kpawoh, J.C., 2009, Study on effect of control variables on the extraction of peanut protein isolates from peanut meal (Arachis hypogaea L.), American Journal of Food Technology, vol 14, pp 47-55 14 Karki, B., Lamsa, B P., Jung, S., Leeuwen, J H., and A L., 2010, Enhancing protein and sugar release from defatted soy flakes using ultrasound technology, Journal of Food Engineering, pp 270–278 15 Kinsella, J E., 1979, Functional Properties of Soy Protein, Department of Food Science, Cornell, pp 242-258 16 Kuldiloke, J and Sc, M., 2002, Effect of Ultrasound, Temperature and Pressure Treatments on Enzyme Activity and Quality Indicators of Fruit and Vegetable Juices, D83 17 Lawal, O S., Adebowale, K O., Ogunsanwo, B M., Sosanwo, O A., and Bankole, S A., 2005, On the functional properties of globulin and albumin protein fractions and flours of African locust bean (Parkia biglobossa), Food Chemistry, p 681–691 18 Lê Ngọc Tú cộng sự, 2002, Hóa Sinh Công Nghiệp Hà Nội, Việt Nam Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật 19 Le, H.D., Le, V.V.M, 2014, Application of ultrasound to microencapsulation of coconut milk fat by spray drying method, J Food Sci Technol, – 20 Leverton, R M., 1959, Amino Acid Requirement of Young Adults Washington D.C, USA, vol Chapter 15 21 Mohd, M N and Kheiri, M S A., 1987, Physicochemical characteristic of rambutan kernel, Mardi Publication.Serdang, vol 186 22 Morel, M H., Dehlon, P., Autran, J c., and Leygue, J P., 2000, Effects of Temperature, Sonication Time, and Power Settings on Size Distribution and Extractability of Total Wheat Flour Proteins as Determinedby Size-Exclusion High-Performance Liquid Chromatography, Cereal Chem, pp 685-691 23 Onsaard, E., 2012, Sesame proteins, International Food Research Journal , pp 1287-1295 60 24 Patist, A and Bates, D., 2008, Ultrasonic innovations in the food industry: From the laboratory to commercial production, Innovation Food Science and Emerging Technologies, pp 147-154 25 Píco Y., 2013, Ultrasound-assisted extraction for food and environmental samples, Trends in Analytical Chemistry, vol 43, pp 84-99.\ 26 Rahayu, L., Zakir, L., and Keban, S A., 2013, The Effect of Rambutan Seed (Nephelium lappaceum L.) Infusion on Blood Glucose and Pancreas histology of Mice Induced with Alloxan, Jurnal Ulmu Kefarmasian Indonesia, pp 28-35 27 Rezig, L., et al., 2013, Pumpkin (Cucurbita maxima) Seed Proteins: Sequential Extraction Processing and Fraction Characterization," Agricilture and Food Chemistry, pp 7715−7721 28 Riza, M N., 2006, Soy Application in food Publish 29 Sathe, S K and Salunkhe, D K., 1981, Functional properties of the great northern bean (Phaseolus vulgaris L) proteins: emulsion,foaming, viscosity and gelation properties., Journal of Food Science, pp 71-81 30 Solís-Fuentes, J A., Camey-Ortíz, G., Hernández-Mede, M d R., Pérez-Mendoza, F., and Durán-de-Bazúa, C., 2010, Composition, phase behavior and thermal stability of natural edible fat from rambutan (Nephelium lappaceum L.) seed, Bioresource Technology, pp 799–803 31 T C & Noomhorm, A., 2009, Ultrasonic assisted alkali extraction of protein from defatted rice bran and properties of the protein concentrates, International Journal of Food Science and Technology , p 1843–1849 32 Tounkara, F., Amza, T., Lagnika, C., Le, G,.W., and Shi Y.H., 2013 , Extraction, characterization, nutritional and functional properties of Roselle (Hibiscus sabdariffa Linn) seed proteins, Songklanakarin J Sci.Technol 35(2), pp.159 – 166 33 WHO Standard, 1970, The Amino Acid Content of Foods and Biological Data on Proteins, UNIPUB, Inc., Rome 34 Zhu K.X., Zhou, H.M., Qian, H.F., 2006, Proteins Extracted from Defatted Wheat Germ: Nutritional and Structural Properties," Cereal Chem, pp 69–75 61 PHỤ LỤC C c phƣơng ph p phân t ch X 1.1 nh phân tử ượng c a protein Xác định phân tử lƣợng protein phƣơng pháp điện di gel SDS PAGE Dung dịch mẫu protein (2mg ml) đƣợc chuẩn bị với hỗn hợp gồm 62.5 mmol/L Tris-HCl, pH 6.8, 2% SDS, 10% glycerol, 0.05% bromophenol blue 0.05% 2- βmercaptoethanol Hút 10µl dịch protein vào giếng bảng gel để tiến hành chạy điện di Cƣờng độ dòng điện 25mA 90 phút Gel đƣợc nhuộm màu 0,1% Coomassie Blue axit axetic ethanol nƣớc (10:40:50, v / v / v) Kích thƣớc phân tử protein mẫu phân tích đƣợc xác định cách sử dụng kích thƣớc phân tử Euromedex tiêu chuẩn Ch p hình ảnh cấu trúc tế bào 1.2 Cấu trúc tế bào s đƣợc chụp lại nhờ vào kính hiển vi điện tử quét (Scanning electron microscopy – SEM) Mẫu bột chôm chôm tách béo đƣợc quét mỏng lên miếng đồng trƣớc phủ plantinum palladium Sau thực phủ mỏng nhờ vào thiết bị Sputter coated E-102 Hitachi, Tokyo, Nhật Bản Hình ảnh cấu trúc tế bào đƣợc ghi nhận dƣới kính hiển vi điện tử quét Hitachi S-2500, Tokyo, Nhật Bản với hiệu điện khoảng 15kV 1.3 X ượng acid amin Lấy 10 ml dịch trích protein phối trộn với 2ml HCl 6M ống Teflon có nút bịt chặt đặt thiết bị phản ứng 110oC/24 Protein peptide s đƣợc thủy phân giải phóng acid amin Tuy nhiên acid amin có chứa lƣu huỳnh nhƣ cysteine methionine cần phải đƣợc oxy hóa trƣớc trình thủy phân Asparagin glutamin đƣợc chuyển thành aspartic acid glutamic acid Tryptophan acid amin nhạy cảm với acid HCl nên đƣợc thủy phân NaOH, sau tiến hành chạy sắc kí HPLC 62 Đối với acid amin có chứa lƣu huỳnh, 1ml dung dịch acid formic/hydrogen peroxide 30 (19:1 v v) đƣợc bổ sung vào 10 ml dịch trích protein để oxy hóa custtein methionine thành acid cysteic methionine sulfone 30 phút, sau đƣợc đem thủy phân với HCl Sau trình thủy phân với HCl 24 giờ, mẫu đƣợc làm mát nƣớc bổ sung vào 50µl norleucine (25mml/ml) Mẫu đƣợc sấy khơ thiết bị sấy chân không Sử dụng phenylisothiocyanate (PITC) để phát acid amin bƣớc sóng 254 nm Phân tích đƣợc thực thiết bị sắc kí lỏng cao áp HPLC (Alliance HT system, module 2795, Waters, Milford, MA, USA) có cột Picotag C18 (4mm x 15cm) Các acid amin đƣợc phát bƣớc sóng 245nm nhờ máy đo độ hấp thu Cột đƣợc cân lại dung môi gồm sodium acetate 0.14M, TEA 0.05% (ethanol/water/triethylamine 2/2/1 v/v/v), chỉnh pH 6.4 với glacial acetic acid, 94% acetonitrile 6% Tỷ ế ế ( amin (total amino acid – T) 1.4 Khả ă ob – E) ổ ố b nb t Hòa tan bột protein concentrate với nƣớc t lệ w v, sau đem đồng hóa tốc độ cao phút Thể tích trƣớc (V1) sau đồng hóa (V2) hệ phân tán đƣợc ghi nhận Độ bền bọt đƣợc ghi nhận đồng hồ bấm giây bọt vỡ hoàn toàn + Khả tạo bọt đƣợc xác định theo cơng thức: Thể tích (%) = x 100 + Với V1 V2 thể tích dịch trƣớc sau đồng hóa (ml) 63 Khả ă 1.5 o gel Bột protein concentrate đƣợc đem hòa tan với nƣớc theo t lệ từ – 20% w/v ống nghiệm Đặt dãy ống nghiệm vào bể nƣớc nóng (90oC) vịng giờ, sau làm lạnh nhanh bể nƣớc lạnh tiếp tục làm lạnh 4oC vòng Giá trị nồng độ protein đƣợc cho có khả tạo gel ống nghiệm đƣợc dốc ngƣợc xuống nhƣng phần chứa bên ống nghiệm giữ đƣợc cấu trúc không bị chảy xuống 1.6 Khả ă ấ ước d u Lấy 1g mẫu thử hòa với 10ml nƣớc cất 30 giây Các mẫu đƣợc để yên nhiệt độ phòng (30 ± 2oC) 30 phút Sau đem mẫu ly tâm 5000g 30 phút Thể tích dịch lỏng sau ly tâm đƣợc ghi lại Khả hấp thu dầu đƣợc xác định tƣơng tự Khả hấp thu nƣớc (dầu) = 1.7 Khả ă ũ b ũ Hòa tan chế phẩm protein vào dung dịch đệm Britton – Robinson Universal (Britton, 1956) pH = để tạo dung dịch protein có nồng độ 0.5 Sau cho vào dung dịch protein 4ml dầu đậu nành Tiến hành đồng hóa phút với tốc độ 2000 rpm Hút 50µl dịch sau đồng hóa bổ sung vào 10ml Sodium dodecylsulphate (SDS) đo độ hấp thu bƣớc sóng 500nm tính tốn khả nhũ hóa Độ bền nhũ tƣơng đƣợc xác định cách sử dụng hệ nhũ dùng để tính tốn khả nhũ hóa Tiến hành đo OD bƣớc sóng 500nm thời điểm t = 0, ghi nhận giá trị Abs Sau tiến hành để thời gian lấy dịch bên dƣới đáy hệ nhũ tƣơng đo OD bƣớc sóng tƣơng ứng, ghi nhận giá trị Abs 64 1.8 Đ ượ ổ ằ M – Kjeldahl a Nguyên tắc: Khi đốt nóng ngun liệu đem phân tích với H2SO4 đậm đặc, hợp chất hữu bị oxy hóa Carbon hydro tạo thành CO2 H2O Còn nitơ sau đƣợc giải phóng dƣới dạng NH3 s kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan dung dịch Đuổi NH3 khỏi dung dịch NaOH đồng thời chƣng cất thu NH3 lƣợng dƣ H2SO4 0.1N Định phân lƣợng H2SO4 0.1N lại dung dịch NaOH 0.1N chuẩn, từ tính đƣợc lƣợng nitơ có mẫu ngun liệu thí nghiệm b Cách ti n hành: Vơ hóa mẫu: tiến hành tủ Hotte  Lấy mẫu cho vào bình Kjeldahl Mẫu đƣợc lấy khoảng 0.2g (đối với mẫu rắn) 5mL (đối với mẫu lỏng) Thêm vào từ từ 10ml dung dịch H2SO4 đậm đặc (t trọng 1.84) Để tăng nhanh trình vơ hóa (đốt cháy) cần bổ sung thêm chất xúc tác Chất xúc tác K2SO4:CuSO4:Se (100:10:1) Hỗn hợp xúc tác có khả làm tăng nhiệt độ sơi, làm tăng vận tốc q trình phản ứng Có thể dùng xúc tác acid percloric HClO4, giải phóng oxi cho phản ứng oxy hóa  Sau thêm chất xúc tác, đun nhẹ hỗn hợp tránh sôi trào, đun mạnh kho hỗn hợp chuyển sang dịch lỏng Trong trình đun lắc nhẹ, tráng khéo léo cho khơng cịn vết đen mẫu nguyên liệu thí nghiệm chƣa bị phân hủy sót lại thành bình Đun dung dịch bình hồn tồn trắng  Cất đạm: tiến hành máy cất đạm bán tự động Gerhardt Đức Chuẩn bị máy cất đạm  Chuyển toàn dung dịch mẫu sau vơ hóa xong bình Kjeldahl vào bình định mức 100mL, thêm nƣớc cất vạch định mức Lúc nhiệt độ tỏa mạnh làm nƣớc bay phần Làm nguội điều chỉnh lại mức nƣớc để tránh sai số, sau đổ erlen để dễ lắc trộn dung dịch mẫu đồng  Lấy vào erlen 10mL dung dịch H2SO4 0.1N, lắp vào máy Chú ý nhúng ngập ống vào dịch lỏng 65  Lấy vào ống phản ứng 10mL dung dịch thí nghiệm từ bình định mức Lắp vào hệ thống c Tính tốn k t Hàm lƣợng phần trăm nitơ tổng có mẫu đƣợc tính theo cơng thức sau: Trong đó:  N: hàm lƣợng ni tơ tính phần trăm khối lƣợng  a: số mL dung dịch chuẩn H2SO4 0.1N đem hấp thụ NH3  b: số mL NaOH 0.1N tiêu tốn cho chuẩn độ  m: khối lƣợng mẫu đem vơ hóa, g  V: tổng thể tích định mức dung dịch vơ hóa (100mL)  v: thể tích dung dịch vơ hóa dung chƣng cất (100mL)  0.0014: lƣợng gam nitơ ứng với 1mL H2SO4 0.1N  K: hệ số hiệu chỉnh nồng độ NaOH 0.1N Tính hàm lƣợng protein thơ: nitơ vật liệu sinh học chủ yếu nitơ protein ngồi cịn có lƣợng nhỏ nitơ thành phần khác gọi nitơ phi protein Nitơ tổng = Nitơ protein + Nitơ phi protein Hàm lƣợng protein vật liệu sinh học đƣợc tính cách nhân hàm lƣợng nitơ protein với hệ số chuyển đổi 6.25 hàm lƣợng ni tơ có t lệ ổn định từ 15 – 18% protein, trung bình 16 Nhƣ vậy, cơng thức tính hàm lƣợng phần trăm protein thô là: (%) = N 1.9 Đ ượng lipid tổ (%) x 6.25 S x a Nguyên tắc Dùng dung mơi kị nƣớc trích ly hồn tồn lipid từ nguyên liệu đƣợc nghiền nhỏ Một số thành phần hịa tan chất béo đƣợc trích ly theo bao gồm sắc tố, vitamin tan chất béo, chất mùi…tuy nhiên hàm lƣợng chúng thấp Do có lẫn tạp chất, phần trích ly đƣợc gọi lipid tổng hay dầu thô 66 Hàm lƣợng lipid tính cách cân trực tiếp lƣợng dầu sau chƣng cất loại dung môi tính gián tiếp từ khối lƣợng bã cịn lại Ƣu điểm cách tính gián tiếp đồng thời trích ly nhiều mẫu trụ chiết b Cách ti n hành Sấy khô nguyên liệu đến khối lƣợng khơng đổi, Cân xác 5g ngun liệu đƣợc nghiền nhỏ, cho vào bao giấy đƣợc sấy khô biết khối lƣợng Đặt bao giấy vào trụ chiết, Lắp trụ chiết vào bình cầu gắn ống sinh hàn Qua đầu ống sinh hàn, dùng phễu cho dung môi vào trụ chiết cho lƣợng dung mơi chảy xuống bình cầu lƣợng phễu chiết cịn đủ ngập mẫu Dùng bơng làm nút đầu ống sinh hàn Mở nƣớc lạnh vào ống sinh hàn Điều chỉnh nhiệt độ trích ly cho chu kỳ hồn lƣu dung mơi đạt từ đến lần Chiết – 12 trích ly hồn tồn hết chất béo Thử cách lấy vài giọt ether cuối ống xi phông nhỏ lên giấy lọc, dung môi bay khơng để lại vết dầu loang kết thúc Cho ether chảy xuống hết bình cầu Lấy bao giấy ra, đặt dƣới tủ Hotte cho bay hết ether nhiệt độ thƣờng cho vào tủ sấy, sấy 100 – 105oC 1.5 ;Để nguội bình hút ẩm, cân xác định khối lƣợng c Tính k t Hàm lƣợng phần trăm chất béo tính theo cơng thức: Trong đó: M1: khối lƣợng bao giấy mẫu ban đầu, g M2: khối lƣợng bao giấy mẫu sau trích lipid sấy khơ, g m: khối lƣợng mẫu ban đầu, g 1.10 Thành ph n acid am ước (hydrophilic) acid amin k ước (hydrophobic) t i giá tr pH 7.0 (Monera c ng sự, 1995) Hydrophobic Hydrophilic Leu; Ile; Phe; Trp; Val; Met; Tyr; Cys; Ala Arg; Lys; Asn; Glu; Pro; Asp 67 1.10 X k ước h t Sự phân bố kích thƣớc hạt mẫu có khơng có sử dụng sóng siêu âm đƣợc đánh giá cách sử dụng mơ hình LA 920 dùng tia laser nhiễu xạ (HORIBA, Nhật Bản) Mẫu đƣợc pha loãng khoảng 0.005% khối lƣợng để dễ phân tán tránh lắng trọng lực Kích thƣớc hạt trung bình đƣợc tính theo đƣờng kính trung bình d43 (d43=∑ni.Di4 ∑ni.Di4) (Tangsuphoomand Coupland, 2008) với ni số hạt Di đƣờng kính Giá trị số liệu thơ 2.1 Ả ưởng c a công suấ ến hi u suất trích ly protein Hiệu suất trích ly Albumin (%) Cƣờng độ (W/g) 10 15 20 25 Lần 38.65 42.04 42.38 43.56 44.93 44.86 Lần 39.01 41.70 42.72 43.39 44.60 45.16 Lần 38.91 42.02 42.89 44.07 44.93 44.98 38.85 ± 41.93 ± 42.66 ± 43.67 ± 44.82 ± 44.99 ± 0.18e 0.20d 0.26c 0.35b 0.19a 0.16a TB 2.2 Ả ưởng c a thờ ến hi u suất trích ly protein Hiệu suất trích ly Albumin (%) Thời gian phút phút phút phút Lần 39.16 44.75 46.53 46.88 Lần 39.00 44.60 45.47 45.58 Lần 38.65 44.93 45.59 46.09 38.94 ± 0.26c 44.76 ± 0.17b 45.86 ± 0.58a 46.19 ± 0.65a TB 68 2.3 Ả ưởng c a thờ Hiệu suất trích ly Albumin (%) 10 20 40.52 43.14 45.97 40.20 41.81 45.66 40.69 42.29 46.15 c b 40.46 ± 0.25 42.41 ± 0.67 45.92 ± 0.25a Thời gian (phút) Lần Lần Lần Trung bình 2.4 Khả ến hi u suất trích ly protein 30 46.89 45.58 45.72 46.06 ± 0.71a ng h c c a trình trích ly albumin Mẫu đối chứng Hiệu suất tr ch ly protein (%) Thời gian xử lý (phút) L n1 L n2 L n3 TB SD 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 10.00 4.27 4.49 4.19 4.31 0.16 20.00 4.69 4.81 4.93 4.81 0.12 30.00 5.06 5.00 5.00 5.02 0.04 60.00 5.38 5.31 5.31 5.33 0.04 120.00 5.44 5.50 5.64 5.53 0.10 180.00 5.69 5.63 5.81 5.71 0.10 240.00 5.63 5.81 5.88 5.77 0.13 Parameters: Estimate Std Error a 5.46669 0.06829 ; c 0.13783 0.01104 r 0.991 Mẫu xử lý siêu âm Hiệu suất tr ch ly protein (%) Thời gian xử lý (phút) L n1 Lân L n3 TB SD 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.50 5.12 5.00 5.19 5.10 0.10 1.00 5.00 5.06 5.00 5.02 0.04 1.50 5.31 5.25 5.31 5.29 0.04 69 2.00 5.45 5.50 5.38 5.44 0.06 10.00 5.63 5.50 5.50 5.54 0.07 20.00 5.88 5.75 5.81 5.81 0.06 30.00 5.88 5.81 5.69 5.79 0.10 Parameters: Estimate Std Error a 5.50337 0.06041 ; c 4.87378 0.64559 r 0.990 2.5 Tính chất ă c a albumin, globulin glutelin h t chôm chơm 2.5.1 Khả tạo nhũ Khả nhũ hóa (Abs) Albumin Globulin Glutelin Lần 0.35 0.45 0.18 Lần 0.37 0.43 0.15 Lần 0.36 0.46 0.16 TB 0.36 ± 0.01a 0.45± 0.02a 0.16 ± 0.02b 2.5.2 Độ bền nhũ tƣơng Độ bền nhũ tƣơng Albumin Globulin Glutelin Lần 22.14 18.50 20.46 Lần 21.34 19.90 19.95 Lần 20.76 18.75 20.13 TB 21.41 ± 0.69a 19.05 ± 0.75b 20.18 ± 0.26a % Albumin Globulin Glutelin Lần 70.00 50.00 20.00 Lần 75.00 55.00 20.00 Lần 70.00 55.00 20.00 TB 71.67 ± 2.81a 53.33 ± 2.89b 20.00 ±0.00c 2.5.3 Khả tạo bọt 70 2.5.4 Khả hấp thu nƣớc % Albumin Globulin Glutelin Lần 9.00 30.00 10.00 Lần 8.00 25.00 15.00 Lần 9.00 30.00 10.00 TB 8.67 ± 0.58b 28.33 ± 2.89a 11.67 ± 2.89b 2.5.5 Khả hấp thu dầu 2.6 % Albumin Globulin Glutelin Lần 32.00 10.00 15.00 Lần 33.00 15.00 10.00 Lần 32.00 10.00 15.00 TB 32.33 ± 0.58a 11.67 ± 2.89b 13.33 ± 2.89b ă Tính chất a albumin từ h t chơm chơm, albumin từ lịng trắng ậu nành trứ 2.6.1 Khả tạo nhũ (%) Albumin Albumin Albumin Mẫu đối chứng Mẫu xử lý siêu âm trứng Lần 0.35 0.38 0.98 0.67 Lần 0.39 0.37 0.90 0.70 Lần 0.37 0.37 0.94 0.65 0.37 ± 0.02c 0.37 ± 0.01c 0.94 ± 0.04b 0.67 ± 0.03b TB Soy 2.6.2 Độ bền nhũ tƣơng Albumin Albumin Albumin Mẫu đối chứng Mẫu xử lý siêu âm trứng Lần 22.14 22.15 18.23 15.51 Lần 21.34 22.20 19.01 15.78 71 Soy Lần TB 21.74 21.57 18.62 15.98 21.74 ± 0.40a 21.97 ± 0.35a 18.62 ± 0.39a 15.76 0.24b 2.6.3 Khả tạo bọt (%) Albumin Albumin Albumin Mẫu đối chứng Mẫu xử lý siêu âm trứng Lần 70.00 75.00 36.36 58.33 Lần 80.00 61.90 50.00 66.67 Lần 61.90 70.00 55.00 72.73 70.63 ± 9.06a 68.97 ± 6.61a 47.12 ± 9.65b 65.91 ± 7.23a Albumin Albumin Albumin Soy Mẫu đối chứng Mẫu xử lý siêu âm trứng Lần 9.0 10.0 16.0 50.0 Lần 10.0 10.0 16.0 48.0 Lần 10.0 9.0 15.0 50.0 9.67 ± 0.58c 9.67 ± 0.58c 15.67 ± 0.58b 49.33 ± 1.15a Albumin Albumin Albumin Mẫu đối chứng Mẫu xử lý siêu âm trứng Lần 32.0 33.0 48.0 34.0 Lần 33.0 33.0 49.0 34.5 Lần 32.0 32.0 48.0 35.0 32.3 ± 0.58a 32.7 ± 0.58a 48.3 ± 0.058b 34.5 ± 0.50c TB Soy 2.6.4 Khả hấp thu nƣớc (%) TB 2.6.5 Khả hấp thu dầu (%) TB 72 Soy 73 ... SỬ DỤNG SÓNG SIÊU ÂM ĐỂ HỖ TRỢ Q TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ HẠT CHƠM CHÔM (Nephelium lappaceum L.) II Nhiệm vụ nội dung - - Khảo sát nguyên liệu bột hạt chôm chôm tách béo Nghiên cứu q trình trích. .. q trình trích ly albumin từ h t ch m ch m t ch béo c hỗ trợ sóng siêu âm  Khảo sát q trình trích ly có sóng siêu âm hỗ trợ  Mục đích Nghiên cứu ảnh hƣởng sóng siêu âm đến hiệu suất trích ly. .. Nghiên cứu q trình trích ly albumin từ hạt chơm chơm có hỗ trợ sóng siêu âm Khảo sát ảnh hƣởng công suất siêu âm, thời gian siêu âm thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly albumin từ hạt chơm chơm