CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.3. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến hiệu suất trích ly và tính chất chức năng của globulin từ hạt bí đỏ tách béo
4.3.2. Khảo sát tính chất chức năng của chế phẩm globulin theo thời gian siêu âm và so sánh với chế phẩm soy protein
Bảng 4.3. Nồng độ protein, nhóm SH tự do và bề mặt kỵ nước của các chế phẩm protein thu nhận theo thời gian xử lý siêu âm và chế phẩm soy protein isolate
Nồng độ protein (%)
Nhóm SH tự do (àmol SH/106g
protein) Bề mặt kỵ nước Globulin hạt bí
Mẫu đối chứng 89,50 3,552 968,5
Globulin hạt bí Mẫu xử lý siêu âm 1
phút
90,09 4,657 1526
Globulin hạt bí Mẫu xử lý siêu âm
2phút
90,04 9,156 2147
Globulin hạt bí Mẫu xử lý siêu âm
3phút
91,08 11,62 2231
Globulin hạt bí Mẫu xử lý siêu âm 4
phút
91,02 12,033 2489
Globulin hạt bí Mẫu xử lý siêu âm
5phút
90,02 12,683 2992
Soy protein isolate 90,21 109,236
3034,465
Qua Bảng 4.3 chúng tôi nhận thấy, các chế phẩm protein trích ly từ bột hạt bí đỏ tách béo và protein đậu nành đều có hàm lượng protein đều xấp xỉ 90% so với lượng chất khô trong chế phẩm. Các tính chất chức năng của chế phẩm sẽ được trình bày trong phần tiếp theo.
4.3.2.1 Khảo sát khả năng tạo bọt và độ bền bọt của chế phẩm globulin theo thời gian siêu âm.
Hình 4.11. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng tạo bọt của chế phẩm globulin hạt bí đỏ tách béo.
Hình 4.12. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến độ bền bọt của chế phẩm globulin hạt bí đỏ tách béo.
34.522a
56.333b 56.923b 59.315bc 60.319bc 63.366c
0 10 20 30 40 50 60 70
0 1 2 3 4 5 6
Độ bền bọt (%)
Thời gian siêu âm (phút) 17.553a
26.064b 27.340bc 27.447bc 27.872cd 29.043d
0 5 10 15 20 25 30 35
0 1 2 3 4 5 6
Khả năng tạo bọt (%)
Thời gian siêu âm (phút)
Kết quả thí nghiệm ở Hình 4.11 và 4.12 cho thấy, khả năng tạo bọt và độ bền bọt của chế phẩm globulin concentrate từ hạt bí đỏ đã tách béo tăng theo thời gian xử lý siêu âm.
Khả năng tạo bọt cao nhất khi mẫu được xử lý với thời gian 5 phút (29,043%). Thời gian xử lý siêu âm từ 2 phút đến 4 phút không làm thay đổi đáng kể khả năng tạo bọt và độ bền bọt của chế phẩm. Ở các mẫu có xử lý siêu âm, khả năng tạo bọt đều cao hơn mẫu đối chứng không sử dụng sóng siêu âm (17,553%).
Độ bền bọt của các mẫu khi xử lý siêu âm từ 1phút đến 4phút là không có sự khác biệt, khi tăng thời gian xử lý siêu âm lên 5phút thì độ bền bọt của globulin là cao nhất (63,366%). Ở các mẫu có xử lý siêu âm, độ bền bọt đều cao hơn mẫu đối chứng không xử lý siêu âm. Điều này tương tự với kết quả của thí nghiệm khảo sát khả năng tạo bọt và độ bền bọt của chế phẩm globulin theo công suất siêu âm (mục 4.2.2.1). Nguyên nhân có thể là do các nhóm kỵ nước trong cấu trúc globulin lộ ra nhiều hơn dưới tác động của sóng siờu õm, đồng thời nhúm SH (từ 4,657 đến 12,683 àmol SH/106g protein) tăng cao hơn so với mẫu đối chứng không xử lý siêu âm, do đó tương tác kỵ nước và liên kết S-S tăng nên các phân tử protein có nhiều nhóm kỵ nước sẽ dễ bị hấp phụ tại bề mặt phân pha, giúp duy trì độ bền bọt ở các mẫu có xử lý siêu âm.
Khả năng tạo bọt và độ bền bọt của protein đậu nành (tương ứng là 27,66 và 76,538%), cao hơn chế phẩm globulin hạt bí đỏ, kết quả này tương tự như ở thí nghiệm 4.2.2.1. Do đó, có thể giải thích là do sự khác nhau trong cấu trúc phân tử của globulin hạt bí đỏ và soy protein.
4.3.2.2 Khảo sát khả năng tạo nhũ và độ bền nhũ của chế phẩm globulin theo thời gian siêu âm
Hình 4.13. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng tạo nhũ của chế phẩm globulin hạt bí đỏ tách béo.
Hình 4.14. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến độ bền nhũ của chế phẩm globulin hạt bí đỏ tách béo.
0.208a
0.218b 0.232c 0.240d 0.257e 0.274f
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
0 1 2 3 4 5 6
Khả năng tạo nhũ (Abs)
Thời gian siêu âm (phút)
19.00a
25.479b 26.470bc 26.914bc 27.296bc 28.735c
0 5 10 15 20 25 30 35
0 1 2 3 4 5 6
Độ bền nhũ (phút)
Thời gian siêu âm (phút)
Kết quả thí nghiệm được trình bày theo hình 4.13 và 4.14 cho thấy: khả năng nhũ hóa và độ bền nhũ giữa các chế phẩm globulin từ hạt bí đỏ tách béo tăng dần khi tăng thời gian xử lý siêu âm từ 0 -5 (phút). Khả năng tạo nhũ và độ bền nhũ khi xử lý siêu âm với thời gian 5 phút là cao nhất (tương ứng 0,274 Abs và 28,735 phút). Nguyên nhân có thể là do bề mặt kỵ nước của các chế phẩm globulin tăng từ 968,5 đến 2992 khi tăng thời gian xử lý siêu âm từ 0 phút đến 5 phút, đồng thời các nhóm kỵ nước của globulin lộ ra ngoài nhiều dưới tác động của sóng siêu âm nên giúp tăng khả năng tạo nhũ và độ bền nhũ ở các mẫu có xử lý siêu âm. Ngoài ra khi tăng thời gian xử lý siêu âm từ 0-5 phút, thì hàm lượng nhúm SH tự do cũng tăng dần tương ứng từ 3,552 -12,683( àmol SH/106g protein), do đó tăng liên kết S-S giữa các phân tử protein làm bền hệ nhũ tương.
Khả năng tạo nhũ và độ bền nhũ của protein đậu nành tương đương với mẫu có xử lý siêu âm ở thời gian 2 phút. Kết quả này có thể được giải thích là dựa trên sự khác biệt cấu trúc của protein đậu nành và globulin bí đỏ.
4.3.2.3. Khảo sát khả năng hấp thụ dầu và hấp thụ nước của chế phẩm globulin theo thời gian siêu âm.
Hình 4.15. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng hấp thu nước của chế phẩm globulin từ hạt bí đỏ tách béo.
1.796a
1.905b 1.946b 1.969b
2.225b 2.260b
0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00
0 1 2 3 4 5 6
Khả năng hấp thụ nước (g/g)
Thời gian siêu âm ( phút)
Hình 4.16. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian siêu âm đến khả năng hấp thu dầu của chế phẩm globulin từ hạt bí đỏ tách béo.
Khả năng hấp thu dầu và nước của chế phẩm globulin từ hạt bí đỏ tách béo khi có xử lý siêu âm đều cao hơn mẫu đối chứng.
Với thời gian siêu âm 5 phút, khả năng hấp thu dầu của chế phẩm là tốt nhất (2,968mL/g). Và khả năng hấp thu dầu của chế phẩm globulin thì cao hơn khả năng hấp thu dầu của soy protein (1,408 mL/g). Ngược lại, khả năng hấp thu nước của các chế phẩm globulin lại thấp hơn khi so sánh với protein đậu nành (3.246 g/g). Kết quả này tương tự với thí nghiệm về khả năng hấp thu dầu và nước của chế phẩm globulin hạt bí đỏ tách béo khi tăng công suất siêu âm.
Khả năng hấp thu nước của protein tăng khi nhóm ưa nước càng nhiều, khả năng hình thành liên kết hydro với phân từ nước càng cao và ngược lại. Mỗi loại protein khác nhau thì có sự phân bố nhóm ưa nước trên bề mặt khác nhau. Khi sử dụng kỹ thuật sóng siêu âm trong khoảng thời gian dài thì các phân tử protein có thể bị cắt mạch làm tăng khả năng hấp thu nước. Bên cạnh đó, các tương tác giữa protein- protein, protein – lipid sẽ lớn hơn liên kết của protein –nước. Điều này làm tăng khả năng hấp thu dầu của chế phẩm khi xử lý bằng sóng siêu âm.
2.076b
2.310c 2.313c 2.315c 2.322c
2.968d
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
0 1 2 3 4 5 6
Khả năng hấp thu dầu (ml/g)
Thời gian siêu âm ( phút
Từ những phân tích kết quả trên, chúng tôi nhận thấy:
Hiệu suất trích ly protein tốt nhất (82,227%) khi thời gian xử lý siêu âm là 2 phút.
Tính chất chức năng của các chế phẩm globulin tăng khi tăng thời gian xử lý siêu âm.
Khả năng tạo bọt và độ bền bọt của chế phẩm globulin tốt nhất khi xử lý siêu âm với thời gian là 5 phút (tương ứng là 29,043% và 63,366%). Khả năng tạo nhũ và độ bền nhũ của globulin tốt nhất ở thời gian 5 phút (0,274 Abs và 28,74 phút). Khả năng hấp thu dầu khi xử lý siêu âm với thời gian 5 phút là cao nhất, và khả năng hấp thu nước thì không có sự khác biệt giữa các mẫu xử lý siêu âm. Mặt khác, hiệu suất trích ly ở thời gian 5 phút (80,991%) thì thấp hơn 2 phút (82,227%). Đồng thời, khả năng tạo bọt, độ bền bọt, độ bền nhũ, khả năng hấp thu nước và dầu không có sự khác biệt giữa các mẫu khi được xử lý với thời gian 2, 3, 4 phút. Do đó, chúng tôi nhận thấy sử dụng thời gian xử lý siêu âm 2 phút để hỗ trợ quá trình trích ly globulin từ hạt bí đỏ tách béo là thích hợp nhất.
Tóm lại, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của 2 thông số bao gồm công suất siêu âm, thời gian xử lý siêu âm đến hiệu suất trích ly globulin và tính chất chức năng của chế phẩm globulin từ bột hạt bí đỏ tách béo. Chúng tôi có nhận định như sau:
- Công suất siêu âm: 10 W/g nguyên liệu.
- Thời gian siêu âm: 2 phút.
- Hiệu suất trích ly protein là 82,227%, tức là tăng khoảng 14,37% khi so sánh với mẫu đối chứng không sử dụng sóng siêu âm (71,897%)
Protein đậu nành là một chế phẩm thương mại có nhiều tính chất chức năng tốt để cải thiện cấu trúc trong thực phẩm. Protein đậu nành thường được bổ sung vào các sản phẩm như xúc xích, sốt, kem, ngũ cốc, thực phẩm ăn kiêng …Khi sử dụng sóng siêu âm hỗ trợ quá trình trích ly globulin từ hạt bí đỏ thì chế phẩm globulin nhìn chung có khả năng tạo nhũ và độ bền nhũ tương đương protein đậu nành, khả năng hấp thu dầu tốt hơn
trong môi trường pH trung tính. Do đó, có thể ứng dụng những tính chất này để thay thế protein đậu nành bằng globulin từ hạt bí đỏ trong thực phẩm.
Khả năng tạo bọt và độ bền bọt, hấp thu nước của globulin bí đỏ chưa thể hiện được ưu điểm vượt trội hơn protein đậu nành. Tuy nhiên, có thể tiến hành thay đổi điều kiện môi trường như nồng độ protein, pH, nồng độ muối để hỗ trợ cho tính chất chức năng của protein.