Khảo sát ảnh hưởng của xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly dầu gấc từ màng gấc tươi

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đƣợc đề tài “Trích ly dầu Gấc từ màng gấc bằng enzim Pectinex Ultra SP-L” chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến: Cô Trần Thị Mỹ Trinh và Thầy Trịnh Thanh Tâm đã tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện cho chúng tôi hoàn thành đề tài này. Trung tâm Y tế dự phòng, Sở Y tế tỉnh Đồng Nai đã tạo điều kiện cho sinh viên thực tập đƣợc hoàn thành tốt bài báo cáo nghiên cứu khoa học trong quá trình thực tập tại trung tâm. Quý thầy cô Khoa Công Nghệ Hóa – Thực Phẩm và các bạn sinh viên cùng khóa nghiên cứu đã giúp đỡ trong thời gian chúng tôi học tại trƣờng và thực hiện đề tài nghiên cứu. Sinh viên thực hiện Phạm Thuận An Đặng Trung Thành MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA Trang LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH LỜI NÓI ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU . 4 1.1 GIỚI THIỆU VỀ NGUYÊN LIỆU GẤC 4 1.1.1 Cây gấc 4 1.1.2 Đặc điểm hình thái . 4 1.1.3 Công dụng của cây gấc 6 1.2 SƠ LƢỢC VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT DẦU GẤC 7 1.3 GIỚI THIỆU VỀ DẦU MÀNG GẤC . 8 1.3.1 Tính chất hóa lý . 8 1.3.2 Thành phần hóa học . 8 1.3.3 Một số hoạt chất sinh học có trong dầu gấc 9 1.3.3.1 -carotene . 9 1.3.3.2 Lycopen 10 1.3.3.3 Tocopherol (Vitamin E) 11 1.3.3.4 Các nguyên tố vi lƣợng . 12 1.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP KHAI THÁC DẦU GẤC 12 1.4.1 Phƣơng pháp truyền thống . 12 1.4.2 Phƣơng pháp trích ly bằng dung môi hữu cơ . 13 1.4.3 Phƣơng pháp trích ly dầu gấc bằng công nghệ enzyme . 13 1.5 HỆ ENZYME PECTINASE 14 1.5.1 Cơ chất pectin 14 1.5.2 Pectinase 15 1.5.3 Các đặc tính kỹ thuật quan trọng của enzyme pectinase . 16 1.5.4 Ứng dụng của hệ enzyme pectinase 18 1.5.4.1 Tình hình ứng dụng enzyme trong công nghiệp trên thế giới . 18 1.5.4.2 Ứng dụng của hệ enzyme Pectinase . 19 1.6 SƠ LƢỢC QUÁ TRÌNH SẤY . 19 1.6.1 Động lực của quá trình sấy 19 1.6.2 Bản chất đặc trƣng của quá trình sấy . 20 1.6.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến vận tốc sấy 22 1.6.4 Biến đổi nguyên liệu trong quá trình sấy 22 1.6.4.1 Biến đổi vật lý . 22 1.6.4.2 Biến đổi hóa lý 23 1.6.4.3 Biến đổi hóa học . 23 1.6.4.4 Biến đổi sinh hóa 23 1.6.4.5 Biến đổi sinh học 23 1.6.4.6 Biến đổi dinh dƣỡng . 24 1.6.4.7 Biến đổi cảm quan 24 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 VẬT LIỆU NGUYÊN CỨU 25 2.1.1 Địa điểm nghiên cứu . 25 2.1.2 Nguyên liệu 25 2.1.3 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 25 2.1.3.1 Hóa chất . 25 2.1.3.2 Dụng cụ, thiết bị . 25 2.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 26 2.2.1 Quy trình công nghệ trích ly dầu gấc đƣợc thực hiện trong đề tài 26 2.2.2 Thuyết minh sơ đồ công nghệ . 27 2.2.3 Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 27 2.2.3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 28 2.2.3.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc . 30 2.2.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc . . 32 2.2.3.4 Thí nghiệm 4 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme . 34 2.2.3.5 Thí nghiệm 5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme . 36 2.3 PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH . 38 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU . 39 3.2 ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ENZYME ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC 39 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN XỬ LÝ ENZYME ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC . 42 3.4 ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN CHẤT LƢỢNG DẦU GẤC 45 3.5 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC TỪ MÀNG GẤC TƢƠI SAU KHI ĐÃ XỬ LÝ ENZYME . 52 3.6 ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY DẦU GẤC TỪ MÀNG GẤC KHÔ KHÔNG XỬ LÝ ENZYME 54 3.7 SO SÁNH ẢNH HƢỞNG CỦA THỜI GIAN TRÍCH LY GIỮA HAI PHƢƠNG PHÁP TRÍCH LY ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI 56 3.8 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN DINH DƢỠNG CỦA DẦU GẤC 57 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 4.1 KẾT LUẬN 58 4.2 ĐỀ NGHỊ . 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT HIV: vi rút HIV gây ra bệnh AIDS (Human Immunodeficiency virut) pH: hệ số đặc trƣng đo acid của môi trƣờng TP: thành phố DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần acid béo của dầu gấc . 9 Bảng 1.2 Hàm lƣợng carotenoid tổng thay đổi theo độ chín của gấc 11 Bảng 1.3 Hoạt tính riêng của các phức hợp đa enzyme trong các chế phẩm pectinase đƣợc sản xuất từ nấm 18 Bảng 2.1 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly . 28 Bảng 2.2 Ảnh hƣởng của thời gian zử lý enzyme đến hiệu suất trích ly . 30 Bảng 2.3 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc . 32 Bảng 2.4 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme . 34 Bảng 2.5 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme . 36 Bảng 3.1. Kết quả phân tích chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu màng gấc 39 Bảng 3.2 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 40 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 42 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy . 45 Bảng 3.5 Ảnh hƣởng của của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc 46 Bảng 3.6 Điểm trung bình đánh giá cảm quan của các sản phẩm dầu gấc sấy ở các nhiệt độ khác nhau . 50 Bảng 3.7 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly dầu gấc . 52 Bảng 3.8 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất trích ly dầu gấc 54 Bảng 3.9 Chỉ tiêu hóa lý của dầu gấc . 57 Bảng 3.10 Chỉ tiêu vi sinh vật của dầu gấc 57 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hoa Gấc . 4 Hình 1.2 Trái Gấc Tẻ 5 Hình 1.3 Trái Gấc Nếp . 5 Hình 1.4 Trái gấc sau khi bổ đôi 6 Hình 1.5 Trans - -carotene . 9 Hình 1.6 Lycopen . 10 Hình 1.7 Tocopherol 11 Hình 1.8 Cấu trúc cơ bản của phân tử pectin . 14 Hình 1.9 Đồ thị biểu diễn bản chất đặc trƣng của quá trình sấy khô sản phẩm . 21 Hình 2.1 Sơ đồ công nghệ trích ly dầu gấc bằng công nghệ enzyme 26 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc 29 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc . 31 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc . 33 Hình 2.5 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme . 35 Hình 2.6 Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme 37 Hình 3.1 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly dầu . 40 Hình 3.2 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hàm lƣợng -carotene . 41 Hình 3.3 Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình hiệu suất trích ly dầu . 43 Hình 3.4 Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến hàm lƣợng -carotene . 44 Hình 3.5 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy . 45 Hình 3.6 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến hàm lƣợng -carotene 47 Hình 3.7 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chỉ số acid . 48 Hình 3.8 Ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chỉ số peroxyt . 49 Hình 3.9 Dầu gấc . 50 Hình 3.10 Điểm đánh giá cảm quan của các sản phẩm dầu gấc sấy ở các nhiệt độ khác nhau 51 Hình 3.11 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất 52 Hình 3.12 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hàm lƣợng -carotene . 53 Hình 3.13 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hiệu suất 54 Hình 3.14 Ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến hàm lƣợng -carotene . 55 Hình 3.15 So sánh ảnh hƣởng của phƣơng pháp trích ly đến hiệu suất trích ly . 56 Hình 4.1 Quy trình sản xuất dầu gấc 59 1 LỜI NÓI ĐẦU Khi xã hội ngày càng phát triển, nhu cầu về nguồn thực phẩm sạch của con ngƣời ngày càng cao. Những thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên, giàu giá trị dinh dƣỡng và dễ sử dụng thì càng đƣợc nhiều ngƣời tiêu dùng chú ý. Ngoài ra bên cạnh đó thì thực trạng ung thƣ cũng nhƣ việc gia tăng số lƣợng trẻ cận thị bậc tiểu học ở nƣớc ta ngày càng tăng. Nguyên nhân là do ngƣời dân thƣờng có tính chủ quan, tiết kiệm và thiếu hiểu biết về dinh dƣỡng đặc biệt là khu vực vùng sâu, vùng xa. Trong khi đó, gấc là loại thực phẩm đặc sản có nhiều ở Việt Nam. Dầu gấc có tác dụng phòng ngừa và chữa bệnh khô giác mạc, bệnh quáng gà, suy dinh dƣỡng ở trẻ em. Chất béo trong dầu gấc chủ yếu là omega 9 (44%) và omega 6 (30%) là những chất quan trọng giúp phát triển não bộ, võng mạc mắt và sợi thần kinh trung ƣơng (Cossut, 2001). Chính vì dầu gấc có nhiều tác dụng nhƣ vậy nên dầu gấc đã đƣợc sử dụng làm nguyên liệu cho nhiều sản phẩm dƣợc phẩm và thực phẩm chức năng trong nƣớc và nhiều nƣớc trên thế giới nhƣ Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Trên cơ sở đó mục tiêu của đề tài nghiên cứu “Khảo sát ảnh hƣởng của xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi” góp phần nghiên cứu việc tăng hiệu suất trích ly dầu gấc nhằm phục vụ nhu cầu sản xuất trong nƣớc và nâng cao giá trị của trái gấc Việt Nam. Tổng quan tình hình nghiên cứu Các nghiên cứu trong nƣớc - Hà Văn Mạo, Đinh Ngọc Lâm (1990), đã có những nhận xét về Gacavit (chế phẩm dầu gấc) đƣợc thực hiện trên gia súc và trên ngƣời bệnh, có khả năng sửa chữa những rối loạn của nhiễm sắc thể, các khuyết tật của phôi thai do dioxin và khả năng phòng ngừa ung thƣ cho ngƣời bị bệnh xơ gan. - Viện dinh dƣỡng quốc gia (2000), cũng đã chứng minh dầu gấc giúp tăng trƣởng hồng cầu và làm tăng sức đề kháng, -carotene, lycopen thiên nhiên trong dầu gấc giúp bảo vệ thai nhi khỏi sự tấn công của các gốc tự do, chất gây biến đổi gen nhƣ chất độc dioxin, thuốc trừ sâu trong thực phẩm, ngăn ngừa ung thƣ mạnh, chống lão hóa,… 2 Các nghiên cứu nƣớc ngoài - Hiromitso AOKI, Nguyen Thi Minh Kieu, Noriko KUZE, Nguyen Van Chuyen (2002), “Carotenoid Pigments in GAC Fruit” - Ishida, B.K, Turner C, Chapman M.H (2004), “Fatty acid and carotenoid composition of gac fruit” - D.S.Burke, L.T.Vuong (2005), “Momordica cochinchinensis, rosa roxburghii, wolfberry and sea buckthorn – Highly nutritional fruits supported by tradition and science” Tuy nhiên, các công trình nghiên cứu này chỉ tập trung chủ yếu vào phân tích, đánh giá thành phần hóa học, dinh dƣỡng của dầu gấc, cũng nhƣ ứng dụng chúng trong y học và chế biến thức phẩm. Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu Xuất phát từ thực trạng nghiên cứu và sản xuất, cũng nhƣ để thỏa mãn nhu cầu của ngƣời tiêu dùng, thị trƣờng trong và ngoài nƣớc và nhằm ổn định chất lƣợng sản phẩm, nâng cao sản lƣợng thì cần phải hoàn thiện công nghệ sản xuất và hình thành đƣợc một mô hình sản xuất dầu màng gấc có thể áp dụng vào sản xuất quy mô công nghiệp giúp tăng giá trị của cây gấc đặc sản của Việt Nam. Mục tiêu nghiên cứu - Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học của nguyên liệu màng gấc tƣơi - Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến quá trình trích ly dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme . gấc từ màng gấc tƣơi sau khi đã xử lý enzyme - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc từ màng gấc khô không xử lý enzyme. trình trích ly dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến chất lƣợng dầu gấc - Khảo sát ảnh hƣởng của thời gian trích ly đến quá trình trích ly dầu gấc