Để xây dựng được quy trình sử dụng Viscozyme xử lý hoa cúc vạn thọ tươi cho hiệu suất cao, với mục đích cải tiến quy trình chiết lutein ester bằng phương pháp chiết truyền thống, cần nghiên cứu sự phụ thuộc của hiệu suất chiết lutein ester vào các yếu tố sau: nồng độ dịch Viscozyme; tỉ lệ
- Nhiệt độ ủ ?
- Tốc độ lắc ?
- Thời gian ủ ?
- Dung môi: Hexan (4/1, v/w)
- Lắc (150 rpm; 300C; 18 h) - Nồng độ Viscozyme ? - pH = ?
- Tỷ lệ Viscozyme:nguyên liệu ?
Ủ (lắc)
Thêm dung dịch Viscozyme
Chiết carotenoid (1 lần)
Lọc-Làm khan
Định lượng carotenoid tổng số
Đánh giá hiệu quả xử lý
Dịch chiết carotenoid
enzyme:nguyên liệu; pH ủ; tốc độ lắc; nhiệt độ ủ; thời gian ủ; trong đó các thông số trên thay đổi như sau:
- Nồng độ Viscozyme: 0; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 1; 1,2; 1,4; 1,6 % (v/v)
- Tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu: 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5% (v/w)
- pH xử lý: thay đổi từ 4; 5; 6; 7
- Tốc độ lắc: 0; 100; 150; 200; 250; 300 rpm
- Nhiệt độ ủ: 30; 35; 40; 45; 50 0C;
- Thời gian ủ: 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 giờ
Việc xác định giá trị thông số thích hợp được thực hiện bằng phương pháp thực nghiệm cổ điển (thay đổi 1 thông số, cố định tất cả các thông số còn lại, từ đó chọn giá trị thích hợp của thông số đang khảo sát).
a) Bố trí thí nghiệm xác định nồng độ Viscozyme thích hợp
Lấy 6 bình nón nút mài. Cân chính xác khoảng G g cánh hoa cúc vạn thọ cho vào mỗi bình. Tiến hành ủ nguyên liệu với Viscozyme bằng cách cho lần lượt dung dịch enzyme vào các bình nón chứa nguyên liệu hoa, trong đó nồng độ dịch Viscozyme trong các bình lượt thay đổi như sau: 0%; 0,1%; 0,2%; 0,4%; 0,6%; 1%; 1,2%; 1,4%; 1,6% (v/v), còn tỷ lệ dịch enzyme:nguyên liệu là 2:1 pH của dịch Viscozyme được cố định là 5,6 (ứng với pH tự nhiên của dịch Viscozyme trong dịch bảo quản). Đậy kín các bình nón, đem ủ ở 300C, lắc với tốc độ 150 rpm 4 giờ. Sau khi ủ, tiến hành chiết carotenoid rồi so sánh hiệu quả xử lý của Viscozyme (xem mục 2.2.4.1). Từ đó, xác định được nồng độ Viscozyme thích hợp (Hình 2.2, trang 27).
b) Xác định tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu thích hợp
Tiến hành tương tự như đã mô tả ở mục 2.2.4.2 nhưng với nồng độ Viscozyme thích hợp đã xác định và tỉ lệ enzyme:nguyên liệu lần lượt thay đổi lần lượt là: 0,1:1; 0,5:1; 1,0:1; 1,5:1; 2,0:1; 2,5:1 (v/w). So sánh hiệu quả xử lý của Viscozyme trong các trường hợp. Từ đó, xác định tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu thích hợp (Hình 2.3, trang 28).
c) Xác định pH thích hợp
Tiến hành tương tự như đã mô tả ở mục 2.2.4.2 nhưng với nồng độ Viscozyme và tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu thích hợp đã xác định.Thay đổi pH môi trường ủ nguyên liệu bằng cách sử dụng các dung dịch đệm có pH thay đổi lần lượt là: 4,0; 5,0; 6,0; 7,0.
Đánh giá hiệu quá xử lý của Viscozyme trong các trường hợp. Từ đó, xác định tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu thích hợp (Hình 2.4, trang 29).
d) Xác định tốc độ lắc thích hợp
Tiến hành tương tự như đã mô tả ở mục 2.2.4.2 nhưng với nồng độ Viscozyme, tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu, pH thích hợp đã xác định. Lắc các mẫu thí nghiệm với tốc độ lắc thay đổi lần lượt như sau:
100; 150; 200; 250; 300 (rpm)
Sau khi ủ enzyme, tiến hành chiết carotenoid và đánh giá hiệu quả xử lý trong từng trường hợp. Từ đó, xác định tốc độ lắc thích hợp (Hình 2.5, trang 30).
e) Xác định nhiệt độ ủ thích hợp
Tiến hành tương tự như đã mô tả ở mục 2.2.4.2 nhưng với nồng độ Viscozyme, tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu, pH, tốc độ lắc thích hợp đã xác định. Thay đổi nhiệt độ ủ lần lượt là: 30, 35, 40, 45, 50 (0C).
Sau khi chiết carotenoid, so sánh hiệu quả xử lý nguyên liệu bởi enzyme ở các trường hợp để chọn nhiệt độ ủ enzyme thích hợp (Hình 2.6, trang 31 ).
f) Xác định thời gian ủ thích hợp
Tiến hành tương tự như đã mô tả ở mục 2.2.4.2 nhưng với nồng độ Viscozyme, tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu, pH, tốc độ lắc, nhiệt độ ủ enzyme thích hợp. Thay đổi thời gian ủ lần lượt là:
1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 (giờ).
Sau khi chiết carotenoid, đánh giá hiệu quả xử lý hoa cúc vạn thọ bởi Viscozyme ứng với các mẫu nói trên. Từ đó, chọn thời gian ủ thích hợp (Hình 2.7, trang 32).
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ Viscozyme thích hợp
Nguyên liệu
Thêm dịch Viscozyme
Thay đổi nồng độ Viscozyme (v/v)
Lắc (150 rpm, 300C, 4 h) Thêm hexan (4/1, v/w) Lắc (150 rpm; 300C; 18 h) Lọc Dịch chiết Nồng độ Viscozyme thích hợp Định lượng carotenoid So sánh hiệu quả xử lý 0% 0,1% 0,2% 0,4% 0,6% 1% 1,2% 1,4% 1,6%
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu
Thêm dịch Viscozyme (nồng độ thích hợp) Nguyên liệu
Tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu (v/w)
0,5:1 Thêm hexan (4/1, v/w) Lắc (150 rpm, 300C, 4 h) 0,1:1 1:1 1,5:1 2:1 2,5:1 Lắc (150 rpm; 300C; 18 h) Lọc Định lượng carotenoid Dịch chiết Tỉ lệ Viscozyme:nguyên liệu thích hợp So sánh hiệu quả xử lý
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ pH thích hợp
Nguyên liệu
Thêm dịch Viscozyme (pha trong dung dịch đệm pH): nồng độ và tỷ lệ thích hợp Thay đổi pH 4 Lắc (150 rpm; 300C; 4 h) Thêm hexan (4/1, v/w) Lọc Lắc (150 rpm; 300C; 4 h) Dịch chiết Định lượng carotenoid So sánh hiệu quả xử lý pH thích hợp 5 6 7
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tốc độ lắc thích hợp Nguyên liệu Thêm dịch Viscozyme (nồng độ, tỷ lệ, pH thích hợp) Lắc (300; 4 h) Thay đổi tốc độ lắc 100 rpm 150 rpm 200 rpm 250 rpm 300 rpm Thêm hexan (4/1, v/w) Lắc (150 rpm; 300C; 4 h) Định lượng carotenoid Dịch chiết So sánh hiệu quả xử lý Tốc độ lắc thích hợp
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ lắc thích hợp
Nguyên liệu
Thêm dịch Viscozyme (nồng độ, tỷ lệ, pH thích hợp)
Thay đổi nhiệt độ ủ Lắc (Tốc độ thích hợp; 4h) 300C Thêm hexan (4/1, v/w) Lắc (150 rpm; 300C; 4 h) Dịch chiết Lọc Nhiệt độ ủ thích hợp So sánh hiệu quả xử lý Định lượng carotenoid 350C 400C 450C 500C
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ủ thích hợp
Nguyên liệu
Thêm dịch Viscozyme (nồng độ, tỷ lệ, pH thích hợp)
Lắc (Tốc độ lắc và nhiệt độ ủ thích hợp
Thay đổi thời gian ủ
1 h Thêm hexan (4/1, v/w) 2 h 3 h 4 h Lắc (150 rpm; 300C; 4 h) Lọc Định lượng carotenoid So sánh hiệu quả xử lý Thời gian ủ thích hợp 5 h 6 h 7 h 8 h Dịch chiết Nguyên liệu