Hoàn thiện phương pháp làm sạch dịch đường polymaltose và thu

Một phần của tài liệu “nghiên cứu công nghệ sản xuất polymaltose từ tinh bột sắn bằng enzyme để ứng dụng tạo phức hợp sắt polymaltose (ipc)” (Trang 41)

sn phm dng bt bng phương pháp sy phun.

Phương pháp làm sạch dịch đường bằng than hoạt tính có tác dụng tẩy màu cho dịch và hấp thụ tạp chất trong dịch. Lượng than sử dụng phụ thuộc vào chất lượng dịch, theo yêu cầu làm sạch và khả năng hấp thụ của than.

Cách tiến hành: tẩy màu dịch đường bằng than hoạt tính ở 80ºC trong thời gian 20-30 phút. Sau đó lọc than hoạt tính bằng giấy lọc. Sau khi tẩy màu bằng than hoạt tính cho dịch đường đã sạch có nồng độ nhất định phù hợp với yêu cầu

đầu vào của máy sấy phun và sấy phun để thu hồi sản phẩm dạng bột.

2.2.3. Phương pháp đánh giá cảm quan: TCVN 3215-79

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp kiểm tra chất lượng sản phẩm thực phẩm bằng cảm quan cho điểm, áp dụng để kiểm tra tất cả các chỉ tiêu cảm quan hoặc từng chỉ tiêu riêng biệt (trạng thái, màu sắc, mùi vị,…) của từng loại sản phẩm.

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 32

2.2.4. Phương pháp sử dụng enzyme

Trong quá trình sản xuất thường xuyên phải kiểm tra hoạt lực enzyme. Nếu hoạt lực giảm thì phải tăng lượng enzyme sử dụng cho phù hợp. Để thuận tiện cho công nhân sản xuất chúng tôi quy đổi lượng enzyme theo hoạt lực ra lượng enzyme theo %.

Ví dụ: Liquozyme Supra có hoạt lực 135 KNU/g, tức là 1 g chế phẩm enzyme có 135 KNU. Nếu sử dụng enzyme với nồng độ 0,1% (0,1 g chế phẩm enzyme/100 g tinh bột) thì nồng độ enzyme theo đơn vị hoạt lực là 13,5 KNU/100 g tinh bột.

2.2.5 Phương pháp xử lý số liệu

Thí nghiệm được tiến hành lập lại 3 lần, lấy kết quả trung bình. Kết quả

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 33

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN DỊCH HÓA TINH BỘT ĐỂ LÀM NGUYÊN LIỆU PHÙ HỢP CHO QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HÓA TẠO NGUYÊN LIỆU PHÙ HỢP CHO QUÁ TRÌNH ĐƯỜNG HÓA TẠO POLYMALTOSE.

3.1.1. Lựa chọn enzyme dịch hóa thích hợp cho quá trình sản xuất polymaltose. polymaltose.

Enzyme thủy phân tinh bột có rất nhiều loại, tùy thuộc vào mục đích sử

dụng mà ta lựa chọn enzyme cho phù hợp. Hiện nay, enzyme dịch hóa trên thị

trường có một số loại mới, để đánh giá hiệu quả của chúng, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đánh giá khả năng thủy phân tinh bột thông qua chỉ số DE, khả năng làm giảm độ nhớt (cP), nồng độ chất hòa tan trong dịch, khả năng cung cấp của ba loại enzyme là Termamyl, Amylex HT, Supra liquor. Quá trình dịch hóa được tiến hành với các điều kiện sau: Nồng độ bột 25%, nồng độ enzyme của mỗi loại là 0,03% (so với bột), nhiệt độ dịch hóa 900C, thời gian dịch hóa 20 phút, pH 6. Kết quảđược ghi trong bảng 3.1.

Bảng 3.1 Ảnh hưởng của mỗi loại enzyme đến kết quả dịch hóa Tên chế phẩm Enzyme Nồng độ chất khô trong dịch (0Bx) DE Độ nhớt (cP) Termamyl 22,8 12,3 17 Supra liquor 24,3 14,9 15 Amylex HT 24,4 14,8 15

Qua bảng 3.1 cho thấy enzyme Supra liquor và Amylex HT có hoạt lực tương đương nhau và mạnh hơn enzyme Termamyl, bởi trong quá trình dịch hóa có giá trị DE cao hơn, độ nhớt thấp hơn, nồng độ chất hòa tan cao hơn và ba loại enzyme này đều có sẵn trên thị trường. Nếu enzyme có hoạt lực cao thì trong sản xuất lượng enzyme cần dùng là ít hơn, độ nhớt giảm nhanh giúp quá trình lọc dễ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 34

hoạt ở 1000C, đây là một yếu tố quan trọng là không cần dùng đến thiết bị áp lực

để bất hoạt enzyme. Vì vậy chúng tôi chọn enzyme Amylex HT cho quá trình dịch hóa tạo nguyên liệu cho quá trình sản xuất polymaltose.

3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ thủy phân tinh bột trong quá trình dịch hóa đến quá trình đường hóa tạo polymaltose DE 25

Trước khi nghiên cứu ảnh hưởng của các điều kiện thủy phân tinh bột trong quá trình dịch hóa làm nguyên liệu cho quá trình đường hóa tạo polymaltose DE 25 thì phải xác định được mức độ thủy phân tinh bột đến mức độ

nào là phù hợp để lựa chọn được giá trị DE thích hợp cho quá trình đường hóa tiếp theo. Do vậy trong thí nghiệm này chúng tôi muốn tìm được giá trị DE thích hợp trong quá trình dịch hóa làm nguyên liệu trong quá trình đường hóa để sản xuất polymaltose DE 25 đạt được chất lượng như yêu cầu đặt ra.

Điều kiện thí nghiệm: Hòa tinh bột sắn với nồng độ 25% và tiến hành dịch hóa bằng enzyme Amylex HT nhằm tạo ra các giá trị DE khác nhau, sau đó tiến hành bổ sung enzyme đường hóa pullulanase 0,5% (so với bột) vào các mẫu dịch hóa có DE khác nhau, tiến hành đường hóa ở pH 6, nhiệt độ 550C, thời gian 24 giờ. Kiểm tra phân tích DE đường hóa, hàm lượng glucose, maltose, maltotriose và các oligosaccharide khác tạo thành bằng phương pháp sắc ký lỏng cao áp (HPLC). Kết quảđược ghi trong bảng 3.2:

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của DE dịch hóa đến quá trình đường hóa tạo polymaltose DE 25

TT DE dịch hóa DE đường hóa

Tỷ lệ các thành phần đường trong dịch so với đường tổng Tên đường % 1 4,0 20,0 Glucose Maltose Maltotriose Các oligo khác 0,5 4,9 10,7 84,54

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 35 2 6,0 25,1 Glucose Maltose Maltotriose Các oligo khác 0,54 5,34 11,38 82,74 3 8,0 26,5 Glucose Maltose Maltotriose Các oligo khác 0,97 8,86 16,7 73,47 4 10,0 32,2 Glucose Maltose Maltotriose Các oligo khác 1,4 10,92 17,04 70,64 5 12,0 34,5 Glucose Maltose Maltotriose Các oligo khác 1,9 13,1 18,27 66,73 Qua bảng trên cho thấy giá trị DE đường hóa tăng theo tỷ lệ thuận với DE dịch hóa. Nhưng với DE dịch hóa là 4 cho giá trị DE đường hóa là 20,0 không

đạt yêu cầu đặt ra, mặc dù ở giá trị DE này cho hàm lượng glucose và maltose thấp nhất (hàm lượng glucose, maltose càng thấp càng tốt cho quá trình tạo phức). Còn với DE dịch hóa là 6 cho giá trị DE đường hóa 25,1 đạt yêu cầu đặt ra, mặt khác ở giá trị DE này cho hàm lượng glucose và maltose cũng rất thấp chỉ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 36

dịch hóa 8, 10, 12 đều cho giá trị DE đường hóa không đạt yêu cầu. Do vậy ta chọn mức độ thủy phân trong quá trình dịch hóa là DE 6.

3.1.3. Xác định nồng độ enzyme thích hợp trong quá trình dịch hóa đạt DE 6

Trong điều kiện nồng độ cơ chất thích hợp, vận tốc phản ứng phụ thuộc tuyến tính với nồng độ enzyme. Tuy nhiên khi nồng độ enzyme quá cao, vận tốc phản ứng tăng chậm và tốn kém hơn trong sản xuất, nếu nồng độ enzyme quá thấp thì DE dịch hóa không đạt và độ nhớt lại cao. Vì vậy cần xác định nồng độ

enzyme dịch hóa thích hợp đểđạt được DE 6 với điều kiện sau: - Nồng độ bột 25%

- Nhiệt độ dịch hóa 900C - Thời gian dịch hóa 20 phút - pH dịch hóa là 6

- Nồng độ enzyme Amylex HT được thử là khác nhau từ 0,01- 0,03% (so với nồng độ bột).

Kết quảđược ghi trong bảng 3.3:

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến quá trình dịch hóa TT Nồng độ enzyme (%) Nồng độ chất khô (0Bx) DE Độ nhớt (cP) 1 0,01 24,1 5.6 25 2 0,015 24,6 6,1 22 3 0,02 24,6 7,9 20 4 0,025 24,8 10,2 16 5 0,03 24,8 14,9 15

Kết quả thu được từ bản 3.3 cho thấy với nồng độ enzyme 0,015% cho kết quả DE dịch hóa 6,1%, đáp ứng được yêu cầu, còn nếu nồng độ enzyme thấp hơn hoặc cao hơn đều cho kết quả (DE) không đạt yêu cầu. Do vậy nồng độ

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 37

3.1.4 Ảnh hưởng của nồng độ dịch bột đến quá trình dịch hóa tạo DE 6

Nồng độ cơ chất là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến hoạt động của enzyme, nếu hàm lượng tinh bột thấp, enzyme dễ dàng tiếp xúc và xúc tác phân hủy mạch tinh bột, phân cắt liên kết glucoside, nhưng nếu hàm lượng tinh bột quá thấp hoặc quá cao, sẽ ngăn cản enzyme tiếp xúc với cơ chất, do đó làm giảm tốc độ phản

ứng thủy phân của enzyme. Trong quá trình thủy phân, nồng độ cơ chất ảnh hưởng đến chỉ số DE, độ nhớt của dịch thuỷ phân. Quá trình thuỷ phân tinh bột sắn được thực hiện ở các nồng độ tinh bột khác nhau trong điều kiện sau:

- Nồng độ enzyme: 0,015% - Nhiệt độ dịch hoá: 900C; pH 6 - Thời gian dịch hoá: 20 phút. - Nồng độ bột được thử từ 10-30%.

Mức độ dịch hoá được xác định bởi giá trị DE và độ nhớt. Kết quả được thể hiện ở bảng 3.4:

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến quá trình dịch hóa TT Nồng độ cơ chất (%) Nồng độ chất khô (Bx) DE Độ nhớt (cP) 1 10 9,4 5,1 11 2 15 14,5 5,7 12 3 20 19,7 6,0 20 4 25 24,6 6,1 22 5 30 28,5 5.6 27 Qua bảng 3.4, cho thấy với nồng độ cơ chất 10 - 15% độ nhớt thấp hơn nhưng chỉ số DE không đạt yêu cầu, ở nồng độ bột cao 30% mức độ thủy phân cũng bắt đầu giảm và độ nhớt cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình đường hóa. Còn ở

nồng độ tinh bột là 20 - 25%, cho giá trị DE tương đương nhau, đạt yêu cầu đặt ra. Nhưng dịch hóa cho giá trị DE thấp mà nồng độ bột cao thì rất khó lọc nên ở

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 38

nồng độ bột 25% cho độ nhớt cao hơn 20% sẽ khó lọc hơn và làm ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi. Do vậy nồng độ bột được chọn là 20% là phù hợp nhất.

3.1.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới quá trình dịch hóa tinh bột sắn tạo dịch có DE 6. tinh bột sắn tạo dịch có DE 6.

Trong quá trình thủy phân, thời gian đóng vai trò rất quan trọng, nếu thời gian dịch hóa quá dài hoặc quá ngắn đều ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và giá thành sản phẩm. Vì vậy trong thí nghiệm này chúng tôi tiến hành xác định ảnh hưởng của thời gian đến quá trình dịch hóa, để tìm thời gian thủy phân thích hợp cho quá trình dịch hóa tạo DE 6.

Trong quá trình dịch hóa, thời gian ngắn thì tinh bột chưa được thủy phân triệt để, sẽ có độ nhớt cao và DE thấp. Nếu thời gian thủy phân dài mà không mang lại hiệu quả thì gây lãng phí nhiệt năng, công lao động,... Vì vậy cần phải xác định thời gian dịch hóa thích hợp để tạo DE 6. Các thông sốđược cốđịnh là: - Nồng độ tinh bột sắn bột: 20%, - pH: 6, - Nồng độ enzyme:0,015%; - Nhiệt độ thủy phân 900C,

- Thời gian dịch hoá được thử từ 10-30 phút. Kết quả ghi trong bảng 3.5:

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian dịch hóa đến chất lượng dịch hóa TT Thời gian (phút) Nồng độ chất khô (0Bx) DE Độ nhớt (cP) 1 10 19,1 5,1 23 2 15 19,4 5,7 21 3 20 19,7 6,1 20 4 25 19,7 6,2 20 5 30 19,8 6,2 19

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 39

Qua bảng 3.5 cho thấy, với thời gian dịch hóa 10-15 phút quá trình thủy phân chưa triệt để, giá trị DE thấp không đạt yêu cầu. Còn với thời gian dịch hóa 20 phút cho giá trị DE đạt yêu cầu, nếu kéo dài thời gian dịch hóa 25 - 30 phút giá trị DE tăng không đáng kể so với thời gian dịch hóa 20 phút và độ nhớt không thay đổi. Do vậy ta chọn thời gian dịch hóa 20 phút là phù hợp nhất để sản xuất polymaltose.

3.1.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân tới quá trình dịch hóa

Nhiệt độ cũng là một yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme trong quá trình thuỷ phân tinh bột. Mỗi enzyme có một nhiệt độ hoạt động tối ưu khác nhau. Vì vậy để tăng hiệu quả trong sản xuất cần xác định nhiệt độ thích hợp cho enzyme thủy phân. Trong quá trình nghiên cứu cần duy trì nhiệt độ ổn định trong thời gian xác định. Điều kiện thí nghiệm là:

- Nồng độ tinh bột sắn bột: 20 % - pH: 6

- Nồng độ enzyme: 0,015%; - Thời gian dịch hoá: 20 phút

Ta thay đổi nhiệt độ dịch hoá để xem xét ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả

năng dịch hoá tinh bột (được đánh giá thông qua chỉ số DE và độ nhớt) từđó tìm ra nhiệt độ dịch hoá thích hợp cho enzyme Amylex HT hoạt động. Kết quảđược ghi trong bảng 3.6:

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ dịch hóa đến chất lượng dịch hóa TT Nhiệt độ dịch hóa (0C ) Nồng độ chất khô (0Bx) DE Độ nhớt (cP) 1 75 16,7 4,1 27 2 80 17,8 5,2 24 3 85 19,6 6,1 20 4 90 19,5 6,0 20 5 95 19,3 5,8 20

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 40

Theo quy luật các phản ứng hoá học thông thuờng, nhiệt độ càng cao thì vận tốc phản ứng càng tăng. Ở nhiệt độ càng cao thì độ nhớt càng giảm. Tuy nhiên do enzyme có bản chất của protein nên ở nhiệt độ quá cao, protein bị biến tính, làm hoạt tính của enzyme giảm và không hoạt động trở lại được. Ở nhiệt độ

750C – 800C mức độ thuỷ phân đạt chưa cao. Ở nhiệt độ 85 – 900C là nhiệt độ tốt nhất cho quá trình dịch hóa, mức độ thuỷ phân đạt cao nhất, còn ở nhiệt độ 950C tốc độ thuỷ phân của enzyme giảm, bởi nhiệt độ cao gần tới ngưỡng của nhiệt độ

bất hoạt enzyme. Do vậy nhiệt độ dịch hoá được chọn để sản xuất polymaltose là 85- 900C .

3.1.7 Xác định ảnh hưởng của pH tới quá trình dịch hóa

pH có ảnh hưởng lớn tới vận tốc thuỷ phân của enzyme. Mỗi enzyme đều có pH hoạt động thích hợp, tại pH thích hợp enzyme hoạt động mạnh nhất. Mục

đích của nghiên cứu này là xem xét ảnh hưởng của pH tới quá trình thủy phân của enzyme, từđó chọn pH thích hợp cho dịch hóa tạo nguyên liệu cho quá trình sản xuất polymaltose.

Tinh bột sắn được hòa trong nước với nồng độ 20%, enzyme Amylex HT nồng độ 0,015%, thời gian dịch hóa 20 phút, nhiệt độ dịch hóa 900C, pH được thử

từ 4 - 8. Kết quảđược ghi trong bảng 3.7.

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của pH đến quá trình dịch hóa TT pH dịch hóa Nồng độ chất khô (0Bx) DE Độ nhớt (cP) 1 4 17,9 4,8 25 2 5 19,6 6,0 20 3 6 19,7 6,1 20 4 7 18,9 5,3 22 5 8 18,6 5,0 23

Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Nông nghiệp Page 41

Kết quả cho thấy: pH thấp (4) hoặc cao (8) đều cho giá trị DE không đạt yêu cầu, mặt khác độ nhớt cao ảnh hưởng đến quá trình đường hóa và lọc. pH 5 - 6 cho kết quả dịch hóa tốt và độ nhớt thấp nhất, ở pH này cũng là pH của tinh bột, nên quá trình dịch hóa ta không phải điều chỉnh pH. Vậy pH thích hợp với quá trình dịch hóa là: 5-6.

Kết lun:Điều kiện thích hợp cho quá trình dịch hóa tinh bột sắn tạo DE 6 là: nồng độ bột 20%, Nồng độ enzyme Amylex HT 0,015%, nhiệt độ dịch hóa là 85-900C, pH dịch hóa 5-6, thời gian dịch hóa 20 phút.

3.2. NGHIÊN CỨU CÁC ĐIỀU KIỆN ĐƯỜNG HÓA THÍCH HỢP ĐỂ TẠO POLYMALTOSE DE 25 POLYMALTOSE DE 25

Dịch tinh bột sau khi đã dịch hoá được chuyển tiếp sang giai đoạn đường

Một phần của tài liệu “nghiên cứu công nghệ sản xuất polymaltose từ tinh bột sắn bằng enzyme để ứng dụng tạo phức hợp sắt polymaltose (ipc)” (Trang 41)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(80 trang)