Khảo sát các phương pháp trích ly dưỡng chất từ nấm mèo

Mục đích nghiên cứu của đề tài nhằm nâng cao khả năng hấp thụ các chất dinh dưỡng từ nấm mèo, bài viết này đã nghiên cứu thành tế bào, trích ly các chất dinh dưỡng ra bên ngoài và tạo thành sản phẩm dạng trà hòa tan. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của bài viết này.

Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 KHẢO SÁT CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY DƯỠNG CHẤT TỪ NẤM MÈO *Phạm Thị Mộng Trinh; Trần Thị Minh Hà Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP.HCM Email: *phamtrinh.ft@gmail.com TĨM TẮT Nấm mèo loại nguyên liệu giàu giá trị dinh dư�ng xơ hịa tan, protein, khống chất, chất béo Polysaccharide nấm mèo thành phần có hoạt tính sinh học cao, có khả kháng ung thư, điều hịa tim mạch, chống lão hóa Trong nghiên cứu nấm mèo phá v�thành tế bào sóng siêu âm xử lý enzyme Pectinase nhằm tăng cường khả trích ly chất dinh dư�ng bên ngồi Kết cho thấy, phương pháp trích ly dung môi nước hỗ trợ enzyme Pectinase nồng độ 2.0% (v/w) thời gian 90 phút đạt hiệu suất trích ly 12.16% Phương pháp trích ly hỗ trợ sóng siêu âm đạt hiệu suất 17.35%, với điều kiện công suất siêu âm 300W, thời gian 25 phút Từ khóa: Nấm mèo, trích ly, siêu âm, enzyme Pectinase ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nước khí hậu nhiệt đới gió mùa nên thuận lợi cho việc trồng nấm, đặc biệt nấm mèo Đây loại nấm tốt cho sức khỏe, có nhiều giá trị dinh dư�ng glucid, protid, hợp chất phenol, đặc biệt hàm lượng chất xơ cao Polysaccharide nấm mèo thành phần có hoạt tính sinh học cao, có tác dụng phịng chống ung thư, tăng cường khả miễn dịch, giảm stress, giảm cholesterol chống phóng xạ Tuy nhiên, thể người khơng đủ loại enzyme để phá v�hoàn toàn thành tế bào nấm mèo mà chủ yếu nhờ vào tác dụng học nhai, nên nhiều chất dinh dư�ng chưa bên ngồi dẫn đến khả hấp thụ chất dinh dư�ng từ nấm mèo thấp Nhằm nâng cao khả hấp thụ chất dinh dư�ng từ nấm mèo, nghiên cứu phá v�thành tế bào, trích ly chất dinh dư�ng bên tạo thành sản phẩm dạng trà hòa tan VẬT LIỆU/PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Nguyên liệu Nguyên liệu nấm mèo dạng sấy khô với độ ẩm 9.8%, mua Công ty TNHH Thế Giới Dinh Dư�ng (Địa chỉ: số 20, đường Hồ Thị Hương, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai) 170 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Hóa chất thiết bị Enzyme Pectinex Ultra SP-L, sản phẩm công ty Novozymes, mua Công ty Cổ Phần Phát Triển Khoa Học Công Nghệ Mỹ Úc (Địa chỉ: 783/40, Cách Mạng Tháng Tám, phường 6, quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh) Các hóa chất acid citric, natri carbonate mua Công ty TNHH Bách Khoa (Địa chỉ: khối 6-334, Tô Hiến Thành, phường 14, quận 10, thành phố Hồ Chí Minh) Các thiết bị sử dụng nghiên cứu là: máy ly tâm hiệu Hermale Đức (tốc độ tối đa 6000 vịng/phút), máy tạo sóng siêu âm hiệu Sonics Mỹ (tần số: 20kHz, công suất: – 750W), tủ ủ ấm hiệu Incucell Đức, máy đo pH hiệu 7110 Đức Phương pháp nghiên cứu Chuẩn bị mẫu quy trình sản xuất Nguyên liệu nấm mèo loại tạp chất nghiền khô đến kích thước 0.3mm Chuẩn bị mẫu nguyên liệu cho thí nghiệm, với khối lượng 2g/mẫu Sau đó, bổ sung dung môi nước với tỷ lệ 1/50 (g/ml) tiến hành trích ly điều kiện khảo sát Quy trình sản xuất: nấm mèo → loại tạp chất → nghiền thơ 0.3 mm → trích ly → đặc → sấy phun → bột nấm mèo Khảo sát q trình trích ly hỗ trợ enzyme Pectinase Mẫu nguyên liệu chuẩn bị, điều chỉnh pH 5.0 acid citric Na2CO3 Sau đó, tiến hành khảo sát nồng độ enzyme mức 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5% thời gian 60 phút Sau xác định nồng độ enzyme thích hợp tiến hành khảo sát thời gian ủ enzyme mức 45 phút, 60 phút, 75 phút, 90 phút 105 phút Các mẫu xác định hiệu suất trích ly để xác định điều kiện xử lý enzyme đạt hiệu suất trích ly cao Khảo sát q trình trích ly hỗ trợ sóng siêu âm Mẫu nguyên liệu chuẩn bị, tiến hành khảo sát công suất siêu âm mức 150W, 187.5W, 225.0W, 262.5W 300W thời gian 15 phút Sau xác định cơng suất siêu âm thích hợp tiến hành khảo sát thời gian siêu âm mức 10 phút, 15 phút, 20 phút, 25 phút 30 phút Các mẫu xác định hiệu suất trích ly để xác định điều kiện siêu âm đạt hiệu suất trích ly cao Phương pháp phân tích xử lý số liệu Phương pháp xác định hiệu suất trích ly: Tiến hành cân xác định khối lượng dịch chiết Sau lấy 10g dịch chiết thực sấy đến khối lượng không đổi Cân xác định khối lượng chất tan sau sấy tính phần trăm chất tan dịch chiết Từ khối lượng dịch chiết phần trăm tỷ lệ chất tan, ta tính hiệu suất trích ly theo cơng thức sau: 171 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 m1  m2 H(%) = 10 100 m  (1 − W) Trong đó: m1 khối lượng chất tan 10 g dịch chiết sau sấy khô (g), m2 khối lượng dịch chiết (g), m khối lượng mẫu ban đầu (g), w độ ẩm mẫu ban đầu (%) Xử lý số liệu: Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) phương pháp kiểm định hậu tố LSD (Least Significant difference) sử dụng để kiểm tra khác nghiệm thức (α= 0,05) với hỗ trợ phần mềm thống kê JMP 10.0 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Khảo sát ���� nh trích ly hỗ trợ enzyme Pectinex Ultra SP-L Ảnh hưởng nồng độ enzyme Hình 1: Ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly Ghi chú: Số liệu giá trị trung bình lần lặp lại Các giá trị không ký tự khác biệt mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Ảnh hưởng nồng độ enzyme đến hiệu suất trích ly chất chiết từ nấm mèo thể hình Khi tăng nồng độ enzyme từ 0.5% (v/w) đến 2.0% (v/w) hiệu suất trích ly tăng dần từ 4.47% đến 10.46% Tuy nhiên tiếp tục tăng nồng độ lên 2.5% hiệu suất trích có xu hướng giảm dần (10.09%) khơng có khác biệt với mẫu xử lý nồng độ enzyme 2.0% theo phân tích thống kê mức ý nghĩa 5% Điều giải thích sau: thành tế bào nấm có khoảng 25% chất khơ, có khoảng 80% chất khơ hợp chất polysaccharide, cịn lại 20% bao gồm protein, lipid, nhiều loại muối vô khác Hợp chất polysaccharide loài nấm khác khác nhau, phần lớn glucan, chitin, hemicellulose… Những thành phần kết dính lại với nhờ pectin [7] Khi sử dụng chế phẩm enzyme pectinex Utra SP-L với thành phần chủ yếu pectintranseliminase, polygalacturonase, pectinesterase, hemicellulase cellulase thành phần sử dụng chất thành tế bào nấm mèo pectin hemicellulose,dẫn đến phá v�cấu trúc thành tế bào Ngoài ra, enzyme Pectinex Ultra SP-L công làm gãy liên kết liên kết ester phenol polymer thành tế bào [2]; làm tăng hiệu suất trích ly chất bên thành tế bào môi trường bên 172 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Khi tăng nồng độ enzyme lên phá hủy thành tế bào tăng hiệu suất trích ly tăng lên đáng kể Tuy nhiên ta tăng nồng độ enzyme cao so với chất xảy tượng ức chế ngược làm giảm hiệu suất trích ly Với mục tiêu tối đa hóa hiệu suất trích ly, đồng thời đảm bảo hiệu kinh tế nồng độ enzyme 2.0% sử dụng để thực thí nghiệm tiếp theo.Với điều kiện này, hiệu suất trích ly đạt 10.46% Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme Hình 2: Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly Ghi chú: Số liệu giá trị trung bình lần lặp lại Các giá trị không ký tự khác biệt mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Mức độ ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly thể hình Theo đó, tăng thời gian trích ly hiệu suất trích ly tăng Ở thời gian 90 phút đạt hiệu suất trích ly cao với hiệu suất 12.16% Tuy nhiên, khơng có khác biệt theo phân tích thống kê mức ý nghĩa 5% so với mẫu trích ly 75 phút (10.46%) 105 phút (12.09%) Điều giải thích sau: q trình hịa tan chất nguyên liệu xảy đạt cân nồng độ dịch trích ly lớp bên lớp bên nguyên liệu Qúa trình hịa tan lúc đầu diễn nhanh, sau chậm dần ngừng lại lúc đạt cân nồng độ Có thể 90 phút thời gian để nấm mèo trương nở tối đa, dẫn đến tiếp xúc enzyme chất cực đại Tiếp tục tăng thời gian trích ly hiệu suất gần khơng thay đổi, q trình trích ly diễn hoàn toàn, pectin ảnh hưởng đến độ nhớt dung dịch hoạt tính enzyme giảm dần theo thời gian trích ly nên tăng thời gian hiệu suất trích ly tăng khơng đáng kể Với mục tiêu tối đa hóa hiệu suất trích ly thời gian xử lý enzyme 90 phút lựa chọn để thực trình xử lý bột nấm trước trích ly Với điều kiện này, hiệu suất trích ly đạt 12.16% 173 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Khảo sát ���� nh trích ly hỗ trợ sóng siêu âm Ảnh hưởng cơng suất siêu âm Hình 3: Ảnh hưởng cơng suất siêu âm lên hiệu suất trích ly Ghi chú: Số liệu giá trị trung bình lần lặp lại Các giá trị không ký tự khác biệt mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Mức độ ảnh hưởng công suất siêu âm đến hiệu suất trích ly chất chiết từ nấm mèo thể hình Khi tăng cơng suất siêu âm từ 150 W đến 300 W hiệu suất trích ly tăng dần từ 2.97% đến 15.48% Các giá trị nghiệm thức có khác biệt có nghĩa mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Hiệu suất thu hồi chất chiết tăng tăng công suất siêu âm Điều giải thích sau: Sóng siêu âm sóng có tần số 20kHz, có tác dụng hiệu việc phá v�màng tế bào nhờ dao động phá v�của bọt khí Qúa trình tạo nhiệt độ áp suất cao lên tế bào lân cận [1],[10] Do đó, liên kết vách tế bào bị phá v�, tạo điều kiện cho dung môi dễ dàng xâm nhập vào bên tế bào giải phóng chất tế bào vào môi trường [4],[5] Khi tăng cơng suất siêu âm nhiệt độ dung dịch siêu âm tăng Mà nhiệt độ dung dịch yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ nhớt cường độ tạo sủi bóng Nếu độ nhớt chất lỏng cao, tượng sủi bóng giảm, thẩm thấu sóng siêu âm vào mơi trường chất lỏng thấp Do đó, tăng cơng suất siêu âm nhiệt độ dung dịch tăng, độ nhớt giảm Điều giúp trình truyền khối diễn dễ dàng làm tăng hiệu suất trích ly Kết luận khẳng định nghiên cứu Wang cộng (2008), Yang Zhao cộng (2008), You Zou cộng (2010), Dariusz Stasiak (2007) [4],[8],[10] Quy luật ảnh hưởng công suất siêu âm đến hiệu suất trích ly chất chiết từ nấm mèo tương đồng với kết nghiên cứu Yu Zou chungan Xie (2010) nghiên cứu tối ưu hóa điều kiện chiết xuất melanin từ nấm mèo Kết nghiên cứu cho thấy hàm lượng melanin tăng dần tăng công suất siêu âm từ 100W đến 250W xu hướng tiếp tục tăng Tuy nhiên, điều kiện công suất tối đa thiết bị 250W nên giá trị lựa chọn thông số tối ưu [4] Ma cộng (2013) khảo sát ảnh hưởng ảnh hưởng công suất siêu âm đến hiệu suất trích ly polysaccharide từ nấm linh chi Kết cho thấy, công suất siêu âm tỷ lệ thuận với hàm lượng polysaccharide [3] 174 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 Với mục tiêu tối đa hóa hiệu suất trích ly điều kiện cho phép thiết bị, đồng thời hạn chế chi phí lượng, nên công suất siêu âm 300W chọn để tiến hành thí nghiệm Với điều kiện hiệu suất trích ly đạt 15.48% Ảnh hưởng thời gian xử lý siêu âm Hình 4: Ảnh hưởng thời gian siêu âm lên hiệu suất trích ly Ghi chú: Số liệu giá trị trung bình lần lặp lại Các giá trị không ký tự khác biệt mặt thống kê mức ý nghĩa 5% Sóng siêu âm có khả làm tăng tốc độ phá v�thành tế bào mô thực vật tốc độ truyền khối, nên thời gian xử lý rút ngắn so với phương pháp trích ly truyền thống [11] Mức độ ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hiệu suất trích ly chất chiết từ nấm mèo thể hình Khi tăng thời gian siêu âm từ 10 phút đến 25 phút hiệu suất trích ly tăng dần từ 5.75% đến 17.35% Do trình trích ly phân tử chất tan nên thời gian trích ly kéo dài làm tăng hàm lượng polysaccharide hòa tan đạt đến hàm lượng tối ưu Nếu tiếp tục tăng thời gian siêu âm đến 30 phút hiệu suất trích ly tăng lên lên 17.41%, thay đổi khơng có nghĩa theo phân tích thống kê với mẫu xử lý 25 phút mức ý nghĩa 5% Điều giải thích hàm lượng chất chiết mẫu có giới hạn Hơn nữa, nhiệt độ trích ly từ 70oC đến 100oC trích ly polysaccharide mạch ngắn Sau thời gian trích ly 30 phút hàm lượng polysaccharide khơng tăng q trình trích ly xảy hoàn toàn thời gian trích ly kéo dài gây phân hủy polysaccharide mạch ngắn có cấu trúc khơng bền vững hậu làm cho hàm lượng polysaccharide giảm [11] Ngoài ra, thời gian xử lý siêu âm kéo dài hàm lượng chất chiết dung dịch, đặc biệt hàm lượng polysaccharide hòa tan tăng lên Polysaccharide có phân tử lượng lớn nên làm tăng độ nhớt dung dịch, điều làm tắc nghẽn kênh mao dẫn khối nguyên liệu, hạn chế dao động số lượng bọt khí Từ làm giảm hiệu truyền khối hiệu suất trích ly [9],[4] Quy luật ảnh hưởng tương đồng với kết số nghiên cứu trước Theo kết nghiên cứu Yu Zou Cộng (2010), tăng thời gian trích ly melanin từ nấm mèo hiệu suất trích ly tỷ lệ thuận với thời gian từ 20 phút đến 35 phút, sau hiệu suất giảm dần kéo dài thời gian trích ly Theo Wang Cộng (2008), Lê Văn Việt Mẫn (2012) thời gian siêu âm tối ưu phụ thuộc vào khối lượng mẫu, nhiệt độ công suất siêu âm Nếu công 175 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 suất siêu âm lớn rút ngằn thời gian siêu âm Nếu cơng suất siêu âm nhỏ cần kéo dài thời gian siêu âm để đạt hiệu suất tương đương [9],[8] Theo kết phân tích thống kê hiệu suất trích ly thời gian 30 phút khơng có khác biệt có nghĩa với hiệu suất trích ly 25 phút Do đó, với mục tiêu tối đa hóa hiệu suất trích ly, đồng thời hạn chế tổn thất chi phí lượng thời gian 25 phút lựa chọn để thực thí nghiệm Với điều kiện hiệu suất trích ly đạt 17.35% KẾT LUẬN Phương pháp trích ly dung mơi nước có hỗ trợ enzyme Pectinex Ultra SP- L đạt hiệu suất tốt điều kiện tiền xử lý nồng độ enzyme 2.0%, thời gian ủ 90 phút Với điều kiện này, hiệu suất trích ly đạt 12.16% Trong đó, phương pháp trích ly dung mơi nước có hỗ trợ sóng siêu âm đạt hiệu suất trích ly tốt điều kiện tiền xử lý bột nấm công suất siêu âm 300W, thời gian 25 phút Với điều kiện này, hiệu suất trích ly đạt 17.35% Việc lựa chọn phương pháp trích ly thích hợp phụ thuộc vào tính chất đối tượng trích ly, giá trị sản phẩm, chi phí lượng hiệu kinh tế TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Atchey, L.A Frizzell, R.E Apfel, C.K Holland, S.Madanshetty, R.A Roy., "Thresholds for cavitation produced in water by pulsed ultrasound" Ultrasonics, vol 26, pp 280-285, 1988 [2] Z Manuel Pinelo, Anne S Meyer "Selective release of phenols from apple skin: Mass transfer kinetics during olvent and enzyme- assisted extraction", Separation and Purification Technology, vol 63, pp 620 - 627, 2008 [3] Ma, M Feng, X Zhai, M Hua, L You, W Luo and M Zhao, "Optimization for the extraction of polysaccharide from Ganoderma lucidum and their antioxidant and antiproliferative activities" Taiw Ins Chem Eng vol 44, pp 886-894, 2013 [4] X Yu Zou, Gongjian Fan, Zhenxin Gu, Yongbin Han, "Optimization of ultrasoundassisted extraction of melanin from Auricularia auricula fruit bodies," Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol 11, pp 611-615, 2010 [5] M Shi, Y N Yang, X Hu and Z Zhang, "Effect of ultrasounic extraction conditions on antioxidative and immunomodulatory activities of a Ganoderma lucidum polysaccharide originated from fermented soybean curd residue " Food Chem vol 155, pp 50-56, 2014 [6] M Cano, P.C Stringheta, A.M Ramos and J Cal - Vidal., "Effect of the carriers on the microstructure of mango powder obtained by spray drying and its functional characterization " Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol 6, pp 420 428, 2015 [7] O Yarden, Handbook of Fungal Biotechnology: Marcel Dekker, 2004 176 Hội nghị Khoa học An toàn dinh dưỡng An ninh lương thực lần năm 2018 [8] S Wang J., B., Cao, Y., Tian, Y "Optimizaion of ultrasound-assisted extraction of phenolic compounds from wheat bran" Food Chemistry, vol 106, pp 804-810, 2008 [9] T P a L Nguyen, V.V.M, "Application of ultrasound to pineapple mash treatment in juice processing," International Food Research Journal, vol 19, pp 547-552, 2012 [10] J S Zbigniew J Dolatowski, Dariusz Stasiak, "Applications of Ultrasoun in food Technology" Acta Sci Pol., Technol Aliment, vol 6, pp 89-99, 2007 [11] Z.-e.-H Farid Chemat, Muhammed Kamran Khan, "Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction" Ultrasonics sonochemistry, vol 18, pp 813-835, 2011 RESEARCH ON EXTRACTING NUTRITIONS FROM MUSHROOM AURICULARIA AURICULA ABSTRACT Auricularia auricula is raw materials, which is rich nutritive value as soluble fiber, protein, minerals, low in fat Polysaccharides in mushrooms as ingredients of high biological activity, is resistant to cancer, cardiovascular conditioning, anti-aging The studied, mushrooms to be breaking the cell walls of with ultrasound and enzyme pectinase to enhance nutrient extraction outside The results showed that the method of water extraction solvent supported by pettiness at concentrations of 2.0% (v/w) during the 90 minutes, recovery yield is 12,16% The recovery yield of extraction method supported by ultrasound is 1735% of the ultrasonic power conditions 300W, during 25 minutes Keywords: Auricularia auricula-judae, Extraction, Ultrasound, EnzymePectinase 177 ... (g/ml) tiến hành trích ly điều kiện khảo sát Quy trình sản xuất: nấm mèo → loại tạp chất → nghiền thô 0.3 mm → trích ly → đặc → sấy phun → bột nấm mèo Khảo sát q trình trích ly hỗ trợ enzyme... với phương pháp trích ly truyền thống [11] Mức độ ảnh hưởng thời gian siêu âm đến hiệu suất trích ly chất chiết từ nấm mèo thể hình Khi tăng thời gian siêu âm từ 10 phút đến 25 phút hiệu suất trích. .. nhiệt độ trích ly từ 70oC đến 100oC trích ly polysaccharide mạch ngắn Sau thời gian trích ly 30 phút hàm lượng polysaccharide khơng tăng q trình trích ly xảy hồn tồn thời gian trích ly kéo dài gây