- Π r: lă âp suất thẩm thấu phía dòng retentate Πp: âp suất thẩm thấu phía dòng permeate.
3. ỨNG DỤNG KỸ THUẬTMEMBRANE TRONG TRÍCH LY CÂC HỢP CHẤT TỪ THỰC VẬT.
3.1.6 S ản phẩm của quâ trình cô đặc dung dịch protein bằng siíu lọc
Câc sản phẩm protein đậu nănh được sản xuất bằng quâ trình cô đặc dung dịch protein vă nguyín liệu lă bột đậu nănh đê tâch bĩo. Chúng ta có hai dạng sản phẩm lă: Soy protein concentrate (SPC) vă Soy protein Isolate (SPI)
Soy protein concentrate (SPC) vă Soy protein Isolate (SPI) ngăy căng được sử dụng phổ biến trong câc loại thực phẩm chế biến, tương tự thịt, sữa vă sản phẩm bânh. Có giâ trị dinh dưỡng cao chứa hăm lượng acid amin thiết yếu.
Soy protein concentrate
Định nghĩa:
Theo định nghĩa của Association of american feed control officials thì soy protein concentrate sản xuất từ hạt đậu nănh đê bóc vỏ, tâch gần hết dầu vă cấu tử tan trong nước không phải lă protein vă phải chứa tối đa lă 70% protein trín hăm lượng chất khô Bảng 3.7: Thănh phần của Soy protein concentrate
Loại Thănh phần Protein >70% Tro <7% Bĩo <1% Xơ >4,5% Ẩm <8% Ứng dụng
Trong sản xuất câc sản phẩm từ thịt, đđy lă ứng dụng quan trọng nhất của SPC trong công nghệ thực phẩm. SPC phần lớn ứng dụng trong câc sản phẩm từ thịt heo, thịt gia cầm vă câ để tăng hăm lượng nước vă giữ bĩo. SPC đóng vai trò quan trọng trong việc giảm lượng thịt, tăng lượng chất bĩo vă giảm giâ thănh sản phẩm.
Bảng 3.8: Hăm lượng SPC có trong câc sản phẩm thông thường như sau ( theo hăm lượng chất khô) ( campbel 1985)
Chả 5-10%
Tương ớt 2-8%
Thịt viín 2-12%
Câ viín 5-10%
Ngoăi ra còn nhiều ứng dụng khâc như trong sản xuất bânh, lăm bền hệ phđn tân trong thức uống, giả câc sản phẩm từ sữa…
Soy protein isolate (SPI)
Định nghĩa:
Theo định nghĩa (AAFCO) thì soy protein isolate được sản xuất từ bột đậu nănh đê tâch vỏ, tâch bĩo vă loại hết những phần không phải lă protein vă chứa ít nhất lă 90% protein trín hăm lượng chất khô.
Bảng 3.19: Thănh phần của Soy protein isolate
Loại Thănh phần Protein >90% Tro 4% Bĩo 0,5% Xơ 0,3% Ẩm 8%
Nguồn: kolar vă cộng sự 1985 Ứng dụng
Trong câc sản phẩm từ thịt: Trong xúc xích dạng nhũ tương như xúc xích Đức vă xúc xích hun khói, SPI lăm bền hệ nhũ tương. Hăm lượng sử dụng 1-4% theo hăm lượng chất khô. Việc sử dụng SPI giảm tỉ lệ của thịt mă không giảm chất lượng protein hay chất lượng sản phẩm.
Ngoăi ra còn ứng dụng nhiều trong câc sản phẩm khâc như ngũ cóc,thủy hải sản, sữa bột nhđn tạo…
Bảng 3.10: Protein concentrate vă isolate
Tính chất chức năng Giải thích Ứng dụng trong thực phẩm Dùng protein concentrate/isola te Khẳ năng hòa tan Sự solvarprotein phù thuộc văo pH Thức uống Concentrate Khả năng liín kết với nước
Liín kết hidro với nước, chống sự tâch nước Thịt, xúc xích, bânh mì Concentrate Khẳ năng tạo độ nhớt
Liín kết với nước tạo độ nhớt, độ sệt
Nước sốt concentrate/isola te
Khẳ năng tạo gel Tạo cấu trúc gel
protein Thịt, phomai concentrate/isolate
dính
Khẳ năng co dính đăn hồi
Liín kết disulfide Thịt, câc loại
bânh nướng isolate
Khẳ năng tạo bọt Tạo lớp măng giữ khí
Bânh ngọt isolate Khẳ năng nhũ
hóa
Lăm bền hệ nhũ
hóa Xúc xích, nước cốt concentrate/isolate
Khẳ năng liín kết chất bĩo Liín kết với câc chất bĩo tự do Thịt, xúc xích concentrate/isola te
3.2 Ứng dụng kỹ thuật membrane trong trích ly hợp chất chống oxi hĩa từ thực
vật
Chất chống oxy hóa đê được chứng minh lă có một loạt câc ứng dụng tích cực trong sinh học. Trong những thập kỷ qua, nhiều nghiín cứu đê chỉ ra rằng chế độ ăn uống chứa chất chống oxy hóa tự nhiín có thể trung hòa câc tâc động có hại của câc gốc tự do vă có thể lă một cơ chế bảo vệ quan trọng của cơ thể chống lại oxy hóa stress. Câc hợp chất phenol tự nhiín phức tạp lă một tiềm năng lớn được ứng dụng trong ngănh công nghiệp dược phẩm vă lă chất chống oxy hóa trong ngănh công nghiệp thực phẩm. Polyphenols lă một loạt câc hợp chất không chỉ có trong rượu vang vă nho, mă còn trong nhiều loại hoa quả vă rau quả, chỉ, phụ phẩm dầu ô liu, sản phẩm chocolate vă ca cao khâc vì vậy sẽ cố gắng trích ly câc hợp chất chống oxi hóa từ thực vật
3.2.1 Kỹ thuật trích ly câc hợp chất chống oxi hóa từ thực vật
Trong những năm gần đđy, câc bâo câo khâc nhau đê xuất hiện, theo câc bằng sâng chế, ấn phẩm giữa năm 2005 năm vă 2009 cho việc thu hồi chất chống oxy hóa phenol, sự phđn tâch trong dung môi trích ly vă măng, riíng lẻ hoặc kết hợp với một số phđn tâch khâc chẳng hạn như ly tđm, tâch sắc ký, vă cô đặc để trích ly, phđn riíng vă tinh chế câc hợp chất phenolic khâc nhau như 3,4-dihydroxy benzoic acid (protocatechuic acid), methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate (Gallic acid methyl ester hay methyl gallate), 3,4-dihydroxy benzaldehyde (protocatechualdehyde), 4- hydroxycinnamic acid (p-coumaric acid), 3,4-dihydroxycinnamic acid (caffeic acid), 4- hydroxy-3-methoxycinnamic acid (ferulic acid), 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid (syringic acid) vă 4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid (vanillic acid).
Trước kia thì kỹ thuật khai thâc sử dụng rộng rêi nhất thu hồi câc hợp chất phenolic lă sử dụng dung môi hữu cơ, nhưng bất lợi nhất lă chi phí cao do việc sử dụng lượng dung môi hữu cơ lớn. Ngoăi ra câc dung môi hữu cơ thì có tính độc vă tính dễ chây.
Sau năy kỹ thuật tiín tiến hiện đại thì việc trích ly câc hợp chất phenolic không chỉ có dung môi hữu cơ mă đê có sử dụng dung môi siíu tới hạn vă kỹ thuật membrane
Thường dung môi siíu tới hạn sử dụng rộng rêi để trích ly câc hợp chất phenolic lă Carbondioxit. Ưu điểm của dung môi siíu tới hạn năy lă an toăn môi trường, hạn chế được một số nhược điểm của dung môi hữu cơ lă độc hại, chây nổ, carbon dioxide lă giâ rẻ vă trích ly hợp chất phenolic cao hơn so với dung môi thông thường. Tuy nhiín, trích ly với SCFs lă yíu cầu câc sử dụng thiết bị âp lực cao nín đắt tiền, vă hầu hết của câc hợp chất phenolic kĩm hòa tan trong CO2 tinh khiết, dùng CO2 tinh khiết siíu tới hạn chỉ có thể trích ly câc hợp chất phenolic có phđn tử lượng qua thấp vì vậy sử dụng dung môi siíu tới hạn với CO2 tinh khiết không phải lă một phương ân hiệu quả nhất để trích ly câc hợp chất phenol phức tạp. Để nđng cao khả năng hòa tan của chất tan trong pha siíu tới hạn sử dụng đồng dung môi, ví dụ như rượu phđn tử lượng thấp tốt nhất lă methanol, do đó sẽ tăng hiệu quả khai thâc nhưng cũng chỉ trích được câc hợp chất phenolic có phđn tử lượng trung bình (dựa văo việc kiểm tra bằng HPLC) nhưng lại có bất tiện chính của việc sử dụng đồng dung môi, lă cần thím một giai đoạn cuối của quâ trình để tâch câc hợp chất dung môi từ chất tan... Vì thế sử dụng dung môi siíu tới hạn còn mắt phải một số nhược điểm trong trích ly phenolic không hiệu quả như trích ly câc hợp chất khâc, để cải thiện việc trích ly câc hợp chất polyphenol câc nhă khoa học đê nghiín cứu vă ứng dùng công nghệ măng
Sử dụng kỹ thuật membrane
Ứng dụng công nghệ măng để thu hồi chất chống oxy hóa được chú trọng do ngoăi những ưu điểm như dung môi siíu tới hạn thì công nghệ măng còn một số lợi thế của nó chủ yếu lă tiíu thụ năng lượng thấp, không có phụ gia yíu cầu vă không thay đổi pha. Ứng dụng công nghệ măng lọc đem lai hiệu quả đâng kể trong xử lý bằng măng vi lọc (MF), siíu lọc (UF), nanofiltation (NF) vă thẩm thấu ngược (RO) măng. Kỹ thuật membrane có thể lăm việc ở nhiệt độ môi trường vì thế câc cấu tử nhạy cảm với môi trường không bị thủy phđn do nguyín nhđn năy, kỹ thuật thông thường như cô đặc không phù hợp phải sử dụng công nghệ măng chẳng hạn như vi lọc (MF), siíu lọc (UF) vă lọc nano (NF) có thể được thay thế tốt trong quy trình. Sử dụng công nghệ măng trước hết sử dụng dung môi lỏng đơn giản để trích ly câc hợp chất phenolic, Câc công nghệ măng như MF, UF, NF, có thể được sử dụng để tâch theo kích thước, liín quan đến trọng lượng phđn tử của nó. Câc hợp chất phenolic khâc nhau có phđn tử lượng khâc nhau từ nhỏ đến lớn có thể thu được hiệu quả bằng công nghệ măng sử dụng câc măng một câch liín tiếp cho phĩp thu được câc phđn tử lượng khâc nhau đâp ứng được yíu cầu cho việc tinh sạch, thu hồi vă nồng độ chất chống oxy hóa
Bảng 3.11: So sânh câc kỹ thuật sử dụng để phục hồi câc Chất chống oxy hóa
Kỹ thuật Sử dụng hóa chất Âp suất cao Nhiệt độ cao Thay đổi pha Âp dụng
Trích ly dung môi
siíu tới hạn
CO2 + + + Riíng lẻ hoặc trước khi
phđn riíng bằng măng
Membrane Membrane + - - Sau trích ly dung môi
Cột sắc ký Nhựa,
dung môi elution
- - - Riíng lẻ hoặc sau trích ly
dung môi, hoặc sau phđn riíng bằng membrane
Dựa văo bảng 3.11 cho thấy hướng tương lai của câc quâ trình cho thu hồi của chất chống oxy hóa lă sử dụng công nghệ măng.