Nghiên cứu sử dụng enzyme rohapect trong quy trình sản xuất tiêu sọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -⁂ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME ROHAPECT TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT TIÊU SỌ Giảng viên hướng dẫn: TS Lê Thị Tưởng TS Phan Thanh Bình ThS Trần Thị Thắm Hà Sinh viên thực hiện: Mã số sinh viên: Nguyễn Thị Kim Loan 58132525 Khánh Hòa – 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM -⁂ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYME ROHAPECT TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT TIÊU SỌ GVHD: TS Lê Thị Tưởng TS Phan Thanh Bình ThS Trần Thị Thắm Hà SVTH: Nguyễn Thị Kim Loan MSSV: 58132525 Khánh Hòa – Tháng 08/2020 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn TS Lê Thị Tưởng, TS Phan Thanh Bình, ThS Trần Thị Thắm Hà Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Nha Trang, tháng 08 năm 2020 Sinh viên thực Nguyễn Thị Kim Loan i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đợt thực tập tốt nghiệp nỗ lực thân em mà cịn có giúp đỡ tận tình q báu thầy (cơ) giáo, với động viên khích lệ bạn bè Trước hết cho phép em gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm, quý thầy cô Trường Đại học Nha Trang Khoa Cơng nghệ Thực phẩm niềm kính trọng niềm tự hào em học tập trường năm qua Sự biết ơn sâu sắc em xin gửi đến Cô TS Lê Thị Tưởng, Thầy Phan Thanh Bình, Cơ Trần Thị Thắm Hà tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực hoàn thành đồ án tốt nghiệp Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo, cán bộ, công nhân viên Viện Khoa Học Nông Lâm Nghiệp tạo điều kiện giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Cuối em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, người thân bạn bè tạo điều kiện, động viên khích lệ để em vượt qua khó khăn suốt q trình học tập vừa qua thực đề tài Trong trình thực tập hoàn thành đề tài em cố gắng thời gian có hạn kiến thức chun mơn cịn hạn chế Nên báo cáo em tránh khỏi nhiều thiếu xót Vì vậy, em mong nhận giúp đỡ góp ý chân thành quý thầy để đề tài hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang, tháng năm 2020 Sinh viên thực Nguyễn Thị Kim Loan ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG .ix DANH MỤC CHỮ VIÊT TẮT x MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết 1.2 Mục tiêu đề tài .2 1.3 Nội dung nghiên cứu .2 1.4 Ý nghĩa đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÀI LIỆU .4 1.1 Tổng quan Hồ tiêu 1.1.1 Giới thiệu chung .4 1.1.2 Nguồn gốc phân loại tiêu 1.1.3 Điều kiện sống phân bố 1.1.4 Đặc điểm hình thái 1.1.5 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng 10 1.1.6 Công dụng hạt tiêu .13 1.1.7 Các loại sản phẩm hồ tiêu thị trường giới 13 1.1.8 Tình hình sản xuất hồ tiêu giới Việt Nam 15 1.1.8.1 Tình hình sản xuất hồ tiêu giới 15 1.1.8.2 Tình hình sản xuất hồ tiêu Việt Nam .17 1.2 Tổng quan enzyme 18 iii 1.2.1 Giới thiệu chung enzyme .18 1.2.1.1 Cấu trúc enzyme 19 1.2.1.2 Tính đặc hiệu enzyme 20 1.2.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến khả hoạt động enzyme 20 1.2.2 Chế phẩm Enzyme rohapect 23 1.2.2.1 Enzyme pectinase chế thủy phân pectin 23 1.2.2.2 Enzyme cenllulase chế thủy phân cellulose 27 1.3 Các nghiên cứu nước sản xuất tiêu sọ enzyme 29 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nước 29 1.3.2 Tình hình nghiên cứu chế biến tiêu sọ nước 31 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Đối tượng nghiên cứu 34 2.2 Vật liệu nghiên cứu 34 2.3 Nội dung nghiên cứu 35 2.4 Phương pháp nghiên cứu .35 2.4.1 Phương pháp tính hiệu suất bóc vỏ: 35 2.4.2 Phương pháp đánh giá tiêu vật lý 36 2.4.3 Phương pháp phân tích hóa học 36 2.5 Bố trí thí nghiệm 37 2.5.1 Quy trình bố trí thí nghiệm tổng qt 37 2.5.2 Bố trí thí nghiệm chi tiết .40 2.6 Hóa chất, máy móc thiết bị sử dụng 48 2.6.1 Hóa chất 48 2.6.2 Thiết bị máy móc .48 2.7 Phương pháp xử lý số liệu 52 iv CHƯƠNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 53 3.1 Kết phân tích thành phần hóa học nguyên liệu tiêu đen .53 3.2 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất bóc tách vỏ .53 3.3 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng piperine 55 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng tro 56 3.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến tỉ lệ hao hụt khối lượng .57 3.6 Kết nghiên cứu ảnh hưởng pH môi trường thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ 58 3.7 Kết nghiên cứu ảnh hưởng pH thủy phân enzyme đến hàm lượng piperine 59 3.8 Kết nghiên cứu ảnh hưởng pH thủy phân enzyme đến hàm lượng tro 60 3.9 Kết nghiên cứu ảnh hưởng pH thủy phân enzyme đến tỉ lệ hao hụt khối lượng 61 3.10 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ 62 3.11 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng piperine .64 3.12 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng tro 65 3.13 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hao hụt khối lượng hạt tiêu 66 3.14 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân enzyme đến hiệu suất bóc tách vỏ 67 3.15 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng piperine .69 v 3.17 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân enzyme đến hao hụt khối lượng 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73 I Kết luận 73 II Kiến nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 Tài liệu tiếng Việt .74 Tài liệu tiếng Anh .75 PHỤ LỤC .78 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây hồ tiêu (Piper Nigrum L.) Hình 1.2 Lá hoa tiêu Hình 1.3 Quả hồ tiêu chín 10 Hình 1.4 Cơng thức phân tử piperine C17H19NO3 11 Hình 1.5 Piperine chuyển hóa thành hợp chất .11 Hình 1.6 Cơng thức phân tử Chanvixin 12 Hình 1.7 Ảnh hưởng nhiệt độ đến tốc độ phản ứng enzyme 21 Hình 1.8 Ảnh hưởng pH đến tốc độ phản ứng enzyme 22 Hình 2.1 Hạt tiêu đen 34 Hình 2.2 Chế phẩm enzyme rohapect 35 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quan 37 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất bóc tách vỏ .41 Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng pH mơi trường thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ 43 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ .45 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ .47 Hình 3.1 Đồ thị ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất bóc tách vỏ 54 Hình 3.2 Đồ thị ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng piperine 55 Hình 3.3 Đồ thị ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hàm lượng tro 56 Hình 3.4 Đồ thị ảnh hưởng nồng độ enzyme đến tỉ lệ hao hụt khối lượng 57 Hình 3.5 Đồ thị ảnh hưởng pH môi trường thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ 58 Hình 3.6 Đồ thị ảnh hưởng pH môi trường thủy phân đến hàm lượng piperine 60 Hình 3.7 Đồ thị ảnh hưởng pH môi trường thủy phân đến hàm lượng tro 61 Hình 3.8 Đồ thị ảnh hưởng pH mơi trường thủy phân đến hàm lượng tro 62 Hình 3.9 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ 63 Hình 3.10 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng piperine 64 Hình 3.11 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng tro .65 vii Hình 3.12 Đồ thị ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến hao hụt khối lượng .66 Hình 3.13 Đồ thị ảnh hưởng thời gian thủy phân khác chế phẩm enzyme rohapect mẫu đối chứng đến hiệu suất bóc tách vỏ 68 Hình 3.14 Đồ thị ảnh hưởng thời gian thủy phân khác enzyme đến hàm lượng piperine 70 Hình 3.15 Đồ thị ảnh hưởng thời gian thủy phân enzyme đến hàm lượng tro 71 Hình 3.16 Đồ thị ảnh hưởng thời gian thủy phân khác enzyme đến hao hụt khối lượng .72 viii 15 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến tỉ lệ hao hụt khối lượng Bảng 21 Bảng kết nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thủy phân đến tỉ lệ hao hụt khối lượng Hao hụt khối 30±20C 35±20C 40±20C 45±20C lượng (%) Lần 28.06 28.28 24.63 20.16 Lần 28.08 28.47 24.94 19.66 Lần 27.99 28.25 24.54 19.04 Trung bình 28.04 28.33 24.70 19.62 ±0.05 ±0.12 ±0.21 ±0.56 Kết phân tích thống kê ANOVA Tỉ lệ hao hụt khối lượng Sum of df Mean Squares Between Groups Within Groups Total F Sig Square 147.960 750 148.710 11 104 49.320 526.173 094 000 Tỉ lệ hao hụt khối lượng Duncan Nhiệt độ thủy phân N Subset for alpha = 0.05 19.6167 3 28.0433 28.3333 24.7033 Sig 1.000 1.000 279 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 16 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ Bảng 22 Bảng kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hiệu suất bóc tách vỏ Thời gian thủy phân Hiệu suất bóc tách vỏ (%) Mẫu đối chứng Mẫu có bổ sung enzyme 23.70 69.32 24.40 67.43 24.25 69.60 24.18±0.42 68.78±1.18 35.59 70.16 36.48 71.63 36.26 72.86 36.11±0.47 71.55±1.35 63.02 97.43 65.38 98.08 65.76 98.65 Trung bình 64.72±1.48 98.06±0.61 ngày 70.98 97.62 ngày Trung bình ngày Trung bình ngày 105 Trung bình ngày Trung bình 71.02 98.04 70.00 98.66 70.67±0.58 98.31±0.53 84.76 98.31 85.36 98.70 83.90 97.86 84.67±0.73 98.29±0.42 90.94 ngày 92.76 92.04 Trung bình 91.91±0.92 96.22 ngày 97.18 97.70 Trung bình 97.03±0.75 96.48 ngày 97.63 97.54 Trung bình 97.21±0.64 106 Kết phân tích thống kê ANOVA Sum of df Mean Squares Between Groups TGTP2NG AY Within Groups Total Between TGTP3NG AY Groups Within Groups Total Between TGTP4NG AY Groups Within Groups Total Between TGTP5NG AY Groups Within Groups Total Between Groups TGTP6NG AY Within Groups Total F Sig Square 4037.826 2018.913 276.680 46.113 4314.506 2177.546 1088.773 115.799 19.300 2293.345 2985.906 1492.953 249.565 41.594 3235.470 1778.570 889.285 245.294 40.882 2023.864 523.893 261.946 193.514 32.252 717.406 107 43.782 000 56.414 000 35.893 000 21.752 002 8.122 020 Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Đối chứng Mẫu có bổ sung enzyme 24.1825 68.7816 Sig .909 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Đối chứng Mẫu có bổ sung enzyme 36.1081 71.5495 Sig .169 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Đối chứng Mẫu bổ sung enzyme Sig 64.7214 98.0559 138 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 108 1.000 Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Đối chứng Mẫu có bổ sung enzyme 70.6680 98.1067 Sig .442 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Đối chứng Mẫu có bổ sung enzyme 79.6333 98.2890 Sig .121 068 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Mẫu có bổ sung enzyme Đối chứng Sig 91.9133 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 109 1.000 Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Mẫu có bổ sung enzyme Đối chứng 0 97.0333 Sig 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed Thời gian thủy phân ngày Duncan Mẫu N Subset for alpha = 0.05 Mẫu có bổ sung enzyme Đối chứng 0 97.2167 Sig 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 17 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng piperine Bảng 23 Bảng kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng piperine Hàm lượng 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày piperine (%) Lần 6.76 6.45 5.93 6.25 6.51 Lần 6.42 5.92 6.78 6.57 5.93 Lần 6.24 7.10 6.54 6.17 6.37 Trung bình 6.47 6.49 6.42 6.33 6.30 ±0.26 ±0.59 ±0.44 ±0.21 ±0.30 110 Kết phân tích thống kê ANOVA Hamluongpiperine Sum of df Mean Squares Between Groups Within Groups Total F Sig Square 089 022 1.524 10 152 1.613 14 147 960 Hàm lượng piperine Duncan Thời gian thủy phân N Subset for alpha = 0.05 6.2984 6.3284 3 6.4183 6.4745 6.4920 Sig .586 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 111 18 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng tro Bảng 24 Bảng kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến hàm lượng tro Hàm lượng 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày tro (%) Lần 1.78 1.42 1.52 1.34 1.55 Lần 1.39 1.41 1.50 1.56 1.81 Lần 1.99 2.16 2.08 2.16 1.69 Trung bình 1.72 1.66 1.70 1.69 1.68 ±0.30 ±0.43 ±0.33 ±0.43 ±0.13 Kết phân tích thống kê ANOVA Hàm lượng tro Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square 005 001 1.166 10 117 1.172 14 112 F Sig .011 1.000 Hàm lượng tro Duncan Thời gian thủy pân N Sig 3 3 Subset for alpha = 0.05 1.6611 1.6841 1.6864 1.6996 1.7231 841 Means for groups in homogeneous subsets are displayed 19 Kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến tỉ lệ hao hụt khối lượng Bảng 25 Bảng kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thủy phân đến tỉ lệ hao hụt khối lượng Hao hụt 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày 𝝉= ngày khối lượng (%) Lần 22.55 26.18 30.30 32.47 33.02 Lần 23.13 27.52 30.32 32.50 33.03 Lần 24.37 25.87 30.02 32.00 32.54 Trung bình 23.35 26.53 30.21 32.32 32.86 ±0.93 ±0.87 ±0.17 ±0.28 ±0.27 113 Kết phân tích thống kê ANOVA hhkl Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square 196.516 3.631 10 200.147 14 F Sig 49.129 135.309 000 363 Tỉ lệ hao hụt khối lượng Duncan Thời gian thủy phân Sig N Subset for alpha = 0.05 3 3 3 23.3500 26.5233 30.2133 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 114 32.3267 32.8633 301 Phụ lục 3: Một số hình ảnh trình nghiên cứu Hình Đo độ ẩm khối lượng riêng Hình Sàng phân loại hạt tiêu nguyên liệu Hình Ngâm ủ lên men hạt tiêu Hình Đo pH 115 Hình Ủ lên men hạt tiêu tủ ấm Hình Xát vỏ Hình Hạt tiêu có xử lý enzyme Hình Đối chứng không bổ sung enzyme 116 0,15% 0,2% 0,25% 0,3% 0,35% Hình Hạt tiêu sọ sau bổ sung enzyme với nồng độ khác pH= 3,5 pH= pH= 4,5 pH= pH=5,5 Hình 10 Hạt tiêu sọ có bổ sung enzyme giá trị pH khác t= 30±20C t= 35±20C t= 40±20C Hình 11 Hạt tiêu có bổ sung enzyme nhiệt độ thủy phân 117 t= 45±20C 𝜏= ngày 𝜏= ngày 𝜏= ngày 𝜏= ngày Hình 12 Sự thay đổi hạt tiêu theo thời gian thủy phân 118 𝜏= ngày ... tài ? ?Nghiên cứu sử dụng enzyme rohapect để bóc tách vỏ hạt tiêu quy trình sản xuất tiêu sọ? ?? Thành cơng đề tài góp phần nâng cao chất lượng tiêu sọ, giá trị kinh tế rút ngắn thời gian sản xuất tiêu. .. cho nghiên cứu  Ý nghĩa thực tiễn + Kết nghiên cứu tạo sở ứng dụng enzyme rohapect để bóc tách vỏ hạt tiêu quy trình sản xuất tiêu sọ nhằm nâng cao chất lượng tiêu sọ rút ngắn thời gian sản xuất. .. thích hợp enzyme rohapect để bóc tách vỏ hạt tiêu quy trình sản xuất tiêu sọ nhằm nâng cao chất lượng tiêu sọ, giá trị kinh tế rút ngắn thời gian sản xuất tiêu sọ 1.3 Nội dung nghiên cứu  Xác