Luận văn thạc sĩ về thủy phân protein đậu nành bằng protease trong công nghệ thực phẩm

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu công nghệ thực phẩm khảo sát thủy phân protein đậu nành bằng protease, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải thiện

• Tác giả: Vũ Trần Thị Đoan
• Người hướng dẫn: PGS.TS Đống Thị Anh Đào
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG - HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm và đồ uống
• Đề tài: Khảo Sát Thủy Phân Protein Đậu Nành Bằng Protease
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• ABSTRACT
• LỜI CAM ĐOAN
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Nhu cầu về năng lượng và dinh dưỡng cho bệnh nhân
• 1.2. Tổng quan về các acid amin mạch nhánh (BCAA)
• 1.3. Tổng quan về các peptide có hoạt tính sinh học trong chế phẩm thủy phân từ đậu nành
• 1.4. Tổng quan về đậu nành
• 1.5. Phân loại về protease
• 1.6. Quá trình thủy phân
• 1.7. Lợi ích sản phẩm thủy phân protein
• 2. CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Thiết bị - dụng cụ
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Thuyết minh quy trình nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Xác định tính chất của nguyên liệu
• 3.2. Khảo sát quá trình thủy phân của enzyme alcalase
• 3.3. Sàng lọc nhân tố ảnh hưởng và tối ưu quá trình thủy phân bằng enzyme alcalase
• 3.4. Sàng lọc nhân tố ảnh hưởng và tối ưu quá trình thủy phân bằng enzyme protamex
• 3.5. Xác định hiệu suất thủy phân DH
• 3.6. Đánh giá chất lượng sản phẩm bột protein
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về thủy phân protein đậu nành

Thủy phân protein đậu nành là quá trình phân giải protein thành các peptide và amino acid nhỏ hơn nhờ sự tác động của enzyme. Quá trình này không chỉ giúp tăng cường khả năng tiêu hóa mà còn gia tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Đậu nành, một nguồn protein thực vật phong phú, chứa nhiều acid amin thiết yếu, đặc biệt là acid amin mạch nhánh (BCAA) như leucine, isoleucine và valine, có vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và hỗ trợ quá trình hồi phục cơ thể. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng protease như alcalase và protamex trong thủy phân protein đậu nành có thể tối ưu hóa hiệu suất thu hồi protein hòa tan. Theo kết quả, tỷ lệ đậu: nước 1:4,5 (w/w) và pH 7 là điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân.

1.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân

Quá trình thủy phân protein đậu nành chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như tỷ lệ enzyme/cơ chất, nhiệt độ, thời gian và pH. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiệt độ tối ưu cho quá trình thủy phân là 55°C trong thời gian 180 phút. Việc điều chỉnh các yếu tố này không chỉ ảnh hưởng đến hàm lượng protein trong sản phẩm cuối cùng mà còn đến cấu trúc và tính chất sinh học của các peptide được tạo ra. Tỷ lệ enzyme/cơ chất cũng cần được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất thu hồi protein cao nhất, từ đó tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao.

II. Phân tích thành phần và chất lượng sản phẩm

Sau khi thủy phân, sản phẩm bột đậu nành cần được đánh giá về chất lượng và thành phần dinh dưỡng. Các chỉ tiêu như hàm lượng protein, lipid, carbohydrate và các acid amin cần được kiểm tra để xác định giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Sản phẩm thu được từ enzyme alcalase có khối lượng phân tử dưới 8,5 kDa và chứa đầy đủ các acid amin, trong đó leucine chiếm ưu thế với tỷ lệ cao. Ngược lại, sản phẩm từ enzyme protamex có khối lượng phân tử dưới 20 kDa và cũng đảm bảo cung cấp đầy đủ acid amin cần thiết. Điều này cho thấy rằng việc lựa chọn enzyme phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi mà còn đến chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm cuối cùng.

2.1. Đánh giá chất lượng sản phẩm bột đậu nành

Đánh giá chất lượng sản phẩm bột đậu nành được thực hiện thông qua các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và cảm quan. Các chỉ tiêu hóa lý như hàm lượng protein, lipid và carbohydrate cần được phân tích để xác định giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Bên cạnh đó, chỉ tiêu vi sinh cũng cần được kiểm tra để đảm bảo an toàn thực phẩm. Kết quả cho thấy sản phẩm bột đậu nành thủy phân từ alcalase và protamex đều đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng, cho thấy khả năng ứng dụng cao trong ngành công nghệ thực phẩm.

III. Ứng dụng của sản phẩm trong công nghệ thực phẩm

Sản phẩm bột đậu nành thủy phân có thể được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm như thực phẩm chức năng, thực phẩm bổ sung dinh dưỡng và sản phẩm thực phẩm ăn kiêng. Các peptide sinh học có trong sản phẩm không chỉ giúp cải thiện sức khỏe mà còn có khả năng hỗ trợ điều trị một số bệnh lý như rối loạn chuyển hóa và các vấn đề về gan. Việc sử dụng sản phẩm này trong chế biến thực phẩm không chỉ nâng cao giá trị dinh dưỡng mà còn tăng cường hương vị và cấu trúc của thực phẩm. Điều này mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển các sản phẩm mới từ đậu nành, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường về thực phẩm dinh dưỡng.

3.1. Tính ứng dụng và tiềm năng thị trường

Với xu hướng tiêu dùng hiện đại, nhu cầu về thực phẩm giàu protein và có lợi cho sức khỏe ngày càng tăng. Sản phẩm bột đậu nành thủy phân không chỉ đáp ứng nhu cầu này mà còn có tiềm năng lớn trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng. Các nghiên cứu cho thấy rằng các peptide sinh học từ đậu nành có khả năng cải thiện sức khỏe, hỗ trợ hệ tiêu hóa và tăng cường khả năng miễn dịch. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho việc giới thiệu sản phẩm ra thị trường và mở rộng quy mô sản xuất trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Đậu nành là nguồn thực phẩm giàu protein, chiếm từ 35-40% hàm lượng chất khô, đồng thời chứa nhiều acid amin thiết yếu, đặc biệt là các acid amin mạch nhánh (BCAA) như leucine, isoleucine và valine. Theo ước tính, protein đậu nành có giá trị dinh dưỡng tương đương với protein động vật, góp phần quan trọng trong chế độ ăn uống của con người. Tuy nhiên, protein đậu nành ở dạng gốc thường khó tiêu hóa và không thể hiện được hoạt tính sinh học tối ưu. Do đó, việc thủy phân protein đậu nành bằng enzyme protease nhằm tạo ra các peptide có kích thước phân tử nhỏ hơn, dễ hấp thu và có hoạt tính sinh học cao là một hướng nghiên cứu thiết yếu trong công nghệ thực phẩm.

Mục tiêu chính của nghiên cứu là khảo sát và tối ưu hóa quá trình thủy phân protein đậu nành sử dụng hai enzyme thương mại là alcalase và protamex, nhằm đạt hiệu suất thu hồi protein hòa tan cao nhất. Nghiên cứu tập trung vào việc xác định các yếu tố ảnh hưởng như tỷ lệ đậu:nước, tỷ lệ enzyme:cơ chất, pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân. Phạm vi nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu đậu nành có nguồn gốc từ tỉnh Đồng Nai, trong điều kiện phòng thí nghiệm tại Trường Đại học Bách Khoa, TP. Hồ Chí Minh, trong năm 2014.

Ý nghĩa của nghiên cứu thể hiện qua việc phát triển quy trình thủy phân protein đậu nành hiệu quả, tạo ra sản phẩm bột protein thủy phân có hàm lượng acid amin mạch nhánh cao, đặc biệt phù hợp cho các chế độ dinh dưỡng hỗ trợ bệnh nhân suy gan, rối loạn chuyển hóa và các đối tượng cần bổ sung dinh dưỡng đặc biệt. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng và ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghệ thực phẩm và y sinh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Lý thuyết thủy phân protein bằng enzyme protease: Quá trình thủy phân protein là sự phân giải các liên kết peptide trong phân tử protein thành các peptide nhỏ hơn hoặc acid amin tự do, nhờ tác động của enzyme protease. Enzyme được phân loại theo vị trí thủy phân (endopeptidase và exopeptidase), bản chất trung tâm hoạt động (serine protease, thiol protease, protease acid, metalloprotease) và vùng pH hoạt động tối ưu.

• Mô hình tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM): Phương pháp này được sử dụng để khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như tỷ lệ đậu:nước, tỷ lệ enzyme:cơ chất, pH, nhiệt độ và thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi protein hòa tan, từ đó xác định điều kiện tối ưu.

• Khái niệm acid amin mạch nhánh (BCAA): Leucine, isoleucine và valine là các acid amin thiết yếu, có vai trò quan trọng trong chuyển hóa năng lượng, tổng hợp protein và hỗ trợ phục hồi chức năng gan, đặc biệt trong các bệnh lý gan mật và suy dinh dưỡng.

• Khái niệm peptide có hoạt tính sinh học: Các peptide được tạo thành từ quá trình thủy phân protein đậu nành có tác dụng kháng khuẩn, chống oxy hóa, giảm cholesterol và tăng cường miễn dịch, góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng và chức năng sinh học của sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nguyên liệu đậu nành được thu mua từ Công ty TNHH Thương mại xuất nhập khẩu Tin, có nguồn gốc từ tỉnh Đồng Nai, đảm bảo đồng nhất về thành phần dinh dưỡng và chất lượng. Enzyme alcalase và protamex là chế phẩm thương mại của hãng Novozymes, được phân phối tại TP. Hồ Chí Minh.

• Phương pháp phân tích: Hàm lượng protein tổng được xác định bằng phương pháp Kjeldahl; hàm lượng lipid tổng bằng phương pháp trích ly dung môi; mức độ thủy phân (DH) được xác định qua hàm lượng protein hòa tan trong dung dịch TCA 10%; kích thước phân tử peptide được phân tích bằng SDS-PAGE; thành phần acid amin được xác định bằng các phương pháp hóa sinh tiêu chuẩn; chỉ tiêu vi sinh và hóa lý được kiểm tra theo tiêu chuẩn quốc gia.

• Quy trình nghiên cứu: Đậu nành được xử lý nhiệt (100°C trong 30 phút), xay nhỏ, sau đó tiến hành thủy phân với enzyme alcalase hoặc protamex trong các điều kiện khảo sát khác nhau về tỷ lệ đậu:nước (1:3.5 đến 1:5 w/w), tỷ lệ enzyme:cơ chất (0.5-2% w/w), pH (5-7), nhiệt độ (40-60°C) và thời gian (0-210 phút). Dịch thủy phân được lọc, phối trộn với maltodextrin để đạt hàm lượng chất khô 20%, sau đó sấy phun ở nhiệt độ 150°C, áp suất 3 bar, tốc độ gió 9 m/s và lưu lượng bơm 475 mL/h để thu sản phẩm bột protein thủy phân.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2014, bắt đầu từ tháng 1 với khảo sát các yếu tố ảnh hưởng, tối ưu hóa quy trình thủy phân, đến tháng 12 hoàn thiện sản phẩm và phân tích kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Điều kiện thủy phân tối ưu enzyme alcalase: Tỷ lệ đậu:nước 1:4,5 (w/w), tỷ lệ enzyme:cơ chất 1,5% (w/w), pH 7, nhiệt độ 55°C, thời gian 180 phút. Dưới điều kiện này, hiệu suất thu hồi protein hòa tan đạt 41,32 ± 0,13%.

2. Điều kiện thủy phân tối ưu enzyme protamex: Tỷ lệ đậu:nước 1:4,5 (w/w), tỷ lệ enzyme:cơ chất 2% (w/w), pH 7, nhiệt độ 55°C, thời gian 180 phút. Hiệu suất thu hồi protein hòa tan đạt 33,91 ± 0,17%.

3. Kích thước phân tử peptide sau thủy phân: Sản phẩm bột protein thủy phân bằng alcalase có phân tử lượng dưới 8,5 kDa, trong khi sản phẩm từ protamex có phân tử lượng dưới 20 kDa, cho thấy alcalase tạo ra các peptide nhỏ hơn, thuận lợi cho tiêu hóa.

4. Thành phần acid amin mạch nhánh (BCAA): Bột protein thủy phân alcalase chứa leucine 0,96 g/100g, isoleucine 0,44 g/100g và valine 0,46 g/100g, tỷ lệ leucine:isoleucine:valine gần 2:1:1. Trong khi đó, sản phẩm protamex có leucine 1,15 g/100g, isoleucine 0,31 g/100g và valine 0,34 g/100g, tỷ lệ gần 4:1:1.

Thảo luận kết quả

Hiệu suất thu hồi protein hòa tan cao hơn khi sử dụng alcalase so với protamex có thể do đặc tính enzyme alcalase là endopeptidase hoạt động mạnh mẽ trong việc cắt các liên kết peptide bên trong chuỗi protein, tạo ra các peptide nhỏ hơn và dễ hòa tan hơn. Điều này được minh họa qua kết quả SDS-PAGE cho thấy phân tử lượng peptide nhỏ hơn 8,5 kDa với alcalase, so với dưới 20 kDa của protamex.

Tỷ lệ acid amin mạch nhánh trong sản phẩm thủy phân phản ánh khả năng duy trì thành phần dinh dưỡng quan trọng, phù hợp với mục tiêu bổ sung dinh dưỡng cho bệnh nhân suy gan và các rối loạn chuyển hóa. Tỷ lệ leucine cao trong sản phẩm protamex có thể hỗ trợ tổng hợp protein và phục hồi tế bào gan hiệu quả hơn, trong khi alcalase tạo ra hỗn hợp acid amin cân đối hơn.

So sánh với các nghiên cứu trước đây, kết quả này phù hợp với báo cáo về hoạt tính sinh học của peptide thủy phân từ đậu nành, đồng thời khẳng định tính ưu việt của phương pháp thủy phân enzyme trong việc nâng cao giá trị dinh dưỡng và chức năng của protein đậu nành. Biểu đồ thể hiện hiệu suất thu hồi protein theo các yếu tố pH, nhiệt độ và tỷ lệ enzyme:cơ chất sẽ minh họa rõ sự ảnh hưởng của từng yếu tố đến quá trình thủy phân.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình thủy phân protein đậu nành bằng alcalase với điều kiện tối ưu đã xác định nhằm nâng cao hiệu suất thu hồi protein hòa tan và tạo ra sản phẩm bột protein có kích thước phân tử nhỏ, dễ hấp thu. Thời gian thực hiện: 6-12 tháng; chủ thể: các doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng.

2. Phát triển sản phẩm bột protein thủy phân giàu acid amin mạch nhánh phục vụ dinh dưỡng y học cho bệnh nhân suy gan, rối loạn chuyển hóa và người cần bổ sung dinh dưỡng đặc biệt. Thời gian: 12-18 tháng; chủ thể: các trung tâm nghiên cứu và công ty dược phẩm.

3. Nâng cao kiểm soát chất lượng nguyên liệu đậu nành và enzyme để đảm bảo tính đồng nhất và ổn định của sản phẩm cuối cùng, bao gồm kiểm tra hàm lượng protein, lipid, chỉ số peroxide và vi sinh. Thời gian: liên tục; chủ thể: nhà cung cấp nguyên liệu và phòng thí nghiệm kiểm định.

4. Mở rộng nghiên cứu ứng dụng các enzyme khác và phối hợp enzyme đa dạng nhằm tối ưu hóa hơn nữa quá trình thủy phân, giảm chi phí sản xuất và cải thiện tính cảm quan của sản phẩm. Thời gian: 18-24 tháng; chủ thể: các viện nghiên cứu và trường đại học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và phương pháp thực nghiệm chi tiết về thủy phân protein đậu nành, giúp phát triển các đề tài liên quan đến protein thủy phân và peptide sinh học.

2. Doanh nghiệp sản xuất thực phẩm chức năng và dinh dưỡng y học: Thông tin về quy trình thủy phân, điều kiện tối ưu và đặc tính sản phẩm giúp cải tiến công nghệ sản xuất, nâng cao chất lượng sản phẩm giàu peptide và acid amin mạch nhánh.

3. Chuyên gia dinh dưỡng và y học lâm sàng: Kết quả nghiên cứu về thành phần acid amin và peptide có hoạt tính sinh học hỗ trợ xây dựng chế độ dinh dưỡng phù hợp cho bệnh nhân suy gan, rối loạn chuyển hóa và các đối tượng cần bổ sung dinh dưỡng đặc biệt.

4. Cơ quan quản lý chất lượng và an toàn thực phẩm: Thông tin về chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và quy trình kiểm soát chất lượng nguyên liệu, enzyme và sản phẩm cuối cùng giúp xây dựng tiêu chuẩn kỹ thuật và quy định quản lý sản phẩm protein thủy phân.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần thủy phân protein đậu nành bằng enzyme?
   Thủy phân protein giúp phân giải các liên kết peptide, tạo ra các peptide nhỏ hơn và acid amin tự do, làm tăng khả năng tiêu hóa, hấp thu và hoạt tính sinh học của protein đậu nành, đồng thời giảm vị đắng và dị ứng.

2. Điều kiện thủy phân nào là tối ưu cho alcalase và protamex?
   Alcalase đạt hiệu suất cao nhất ở tỷ lệ đậu:nước 1:4,5, enzyme:cơ chất 1,5%, pH 7, nhiệt độ 55°C, thời gian 180 phút. Protamex tối ưu ở tỷ lệ enzyme:cơ chất 2% với các điều kiện còn lại tương tự.

3. Sản phẩm thủy phân có chứa những acid amin nào quan trọng?
   Sản phẩm chứa gần như đầy đủ các acid amin thiết yếu, đặc biệt là acid amin mạch nhánh leucine, isoleucine và valine với tỷ lệ phù hợp, hỗ trợ dinh dưỡng và phục hồi chức năng cơ thể.

4. Làm thế nào để kiểm soát chất lượng sản phẩm bột protein thủy phân?
   Kiểm tra hàm lượng protein, lipid, chỉ số peroxide, kích thước phân tử peptide, thành phần acid amin và các chỉ tiêu vi sinh theo tiêu chuẩn quốc gia để đảm bảo an toàn và chất lượng sản phẩm.

5. Ứng dụng thực tiễn của sản phẩm bột protein thủy phân từ đậu nành là gì?
   Sản phẩm được sử dụng trong thực phẩm chức năng, dinh dưỡng y học cho bệnh nhân suy gan, rối loạn chuyển hóa, hỗ trợ phục hồi sức khỏe và bổ sung dinh dưỡng cho các đối tượng đặc biệt.

Kết luận

• Đã xác định được điều kiện thủy phân tối ưu cho enzyme alcalase và protamex nhằm đạt hiệu suất thu hồi protein hòa tan cao nhất, lần lượt là 41,32% và 33,91%.
• Sản phẩm bột protein thủy phân alcalase có kích thước phân tử nhỏ hơn (dưới 8,5 kDa) so với protamex (dưới 20 kDa), thuận lợi cho tiêu hóa và hấp thu.
• Thành phần acid amin mạch nhánh trong sản phẩm thủy phân đáp ứng tốt nhu cầu dinh dưỡng đặc biệt, hỗ trợ điều trị các bệnh lý gan mật và rối loạn chuyển hóa.
• Quy trình thủy phân và sấy phun được tối ưu hóa, đảm bảo chất lượng hóa lý và vi sinh của sản phẩm bột protein thủy phân.
• Đề xuất tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng enzyme và phát triển sản phẩm thực phẩm chức năng giàu peptide sinh học từ đậu nành trong vòng 1-2 năm tới.

Luận văn cung cấp nền tảng khoa học và công nghệ thực tiễn để phát triển sản phẩm protein thủy phân đậu nành chất lượng cao, góp phần nâng cao giá trị dinh dưỡng và sức khỏe cộng đồng. Các doanh nghiệp và nhà nghiên cứu được khuyến khích áp dụng và phát triển tiếp theo dựa trên kết quả này.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU * Lý do hình thành đề tài Đậu nành là thực phẩm quen thuộc và sử dụng nhiều hiện nay dưới dạng thực phẩm ăn kiêng hay thực phẩm giàu đạm. Thêm vào đó nguồn protein đậu nành là nguồn peptide có hoạt tính sinh học cao nhưng ở dạng gốc không thé hiện được hoạt tinh sinh học. Trong quá trình tiêu hoá ở dạ dày, lên men hay thuỷ phân băng enzyme, chúng được phân giải thành các peptide có hoạt tính sinh học và ảnh hưởng nhiều đến chức năng sinh lý của cơ thé. Trong 20 acid amin phố biến, có các acid amin được coi là thiết yếu ở người nhưng cơ thê không thê tổng hợp được.

Các acid amin phải được thông qua chế độ ăn uống của một cá nhân. Sự thiếu hụt một hoặc nhiều acid amin có thé gây ra một sự mất cân bằng nitơ. Tình trạng như vậy có thé dẫn đến sự phá vỡ các hoạt động enzyme và mat khối lượng co. Acid amin chuỗi phân nhánh (BCAA), trong đó bao gồm valine, leucine, isoleucine và đặc biệt hữu ích trong trường hợp này.

Với acid amin mạch nhánh chuỗi tự do (BCAA) sau khi thủy phân từ protein đậu nành được sử dụng dé điều trị các bệnh về rối loạn gan bao gdm các bệnh về xơ gan, rối loạn túi mật, rối loạn thận và bệnh nhân rối loạn chuyển hóa. Bồ sung BCAA cũng đã được chứng minh thành công cho việc điều trị bệnh nhân chạy thận nhân tạo. Việc nghiên cứu một sản phẩm thực phẩm cung cấp qua đường ống thông mũi da dày bố sung các peptide mạch ngắn, các acid amin va đặc biệt là các acid amin mạch nhánh để đáp ứng các yêu cầu về dinh dưỡng, vệ sinh, khả năng hấp thu tốt và giá thành thấp đang là một vấn đề thiết yếu. s* Mục đích nghiên cứu Mục đích chính của đề tài là xác định điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân đậu nành bang các enzyme khác nhau như protamex, alcalase sao cho hiệu suất thu hồi protein là cao nhất.

Từ đó chọn quy trình phù hợp để trích ly protein từ đậu nành. Cuối cùng, sản xuất thử nghiệm sản phẩm bột đậu nành thủy phân, kiểm tra hiệu suất thuỷ phân của protein, kích thước phân tử peptide sau khi thuỷ phân, chi tiêu về hoá lý và vi sinh, nhằm đảm bảo dinh dưỡng và an toàn cho người sử dụng. s* Pham vi nghiên cứu Do thời gian có phan hạn chế, dé tài tập trung nghiên cứu trên nguyên liệu là đậu nành và enzyme protamex, alcalase. s* Mục tiêu nghiên cứu Những mục tiêu đặt ra trong quá trình nghiên cứu như sau: - Quá trình khảo sát các yếu tố thủy phân như: tỷ lệ đậu : nước, tỷ lệ enzyme/cơ chất [E/S].

pH, nhiệt độ, thời gian thủy phân cho hiệu suất thu hồi protein hòa tan là cao nhất. Từ đó, tối ưu hóa các thông số của quá trình thủy phân. - _ Xác định mức độ thủy phân (DH), xác định kích thước phân tử peptid sau khi thủy phân. - xác định thành phần các acid amin, đặc biệt là hàm lượng các acid amin mạch nhánh, chỉ tiêu vi sinh, hoá lý của bột đậu nành.

s* Nội dung nghiên cứu Những nội dung nghiên cứu chính của đề tài như sau: - Tổng quan tài liệu về nguyên liệu đậu nành, enzyme protamex, alcalase và sản phẩm bột đậu nành. Xác định thành phan của nguyên liệu đậu nành. - Khảo sát các yếu tổ ảnh hưởng đến quá trình thủy phân như: tỷ lệ đậu/nước (w/w), ty lệ enzyme/co chất % (w/w), pH, nhiệt độ, thời gian thủy phân. Từ đó chọn ra điều kiện tối ưu để thực hiện quá trình thủy phân.

- Xác định khối lượng phân tử và thành phan các acid amin của sản phẩm bột protein sau khi sây phun. - Khảo sát các acid amin và peptide có hoạt tính sinh học trong chế phẩm thủy phân từ đậu nành. CHUONG I: TONG QUAN 1. Nhu cầu về năng lượng va dinh dưỡng cho bệnh nhân 1.

Nhu cầu năng lượng Tổng năng lượng cung cấp cần phải được kiểm soát. Khi cung cấp cho bệnh nhân cần được xác định tương quan với năng lượng tiêu hao nhăm tránh cung cấp thiếu năng lượng. Với người khỏe mạnh, năng lượng tiêu hao chủ yếu bị tác động bởi các yếu tố như tuôi, giới tính, trọng lượng cơ thế và hoạt động thể lực. Ở người bệnh, tình trạng không lao động đưa đến nhu cầu năng lượng giảm.

Theo phương trình Harris — Benedict cho phép dự đoán năng lượng tiêu hao co ban của người khỏe mạnh là 1 Keal/kg/h (hay 4,18 kJ/kg/h) đối với nam khi nghỉ ngơi, không bi stress, được điều chỉnh theo giới tính (trừ 5 + 10% đối với nữ, theo mức độ stress) [1]. Cung cấp hỗ trợ dinh dưỡng nhăm duy tri hay cải thiện chức năng và tránh sụt cân, hồi phục thể trọng và thành phân cơ thé bình thường ở người bị thiếu dinh dưỡng. Thiếu hụt năng lượng cơ thé nặng là van đề đáng quan tâm vi mat 30 ~ 40% là đe dọa đến tính mạng [2]. Do đó thức ăn nuôi qua ống thông nhăm cung cấp hỗ trợ duy trì hay cải thiện chức năng của các bộ phận cơ thể và tránh sụt cân, tạo nên sự phục hồi các chức năng và thé trọng của cơ thể bình thường ở những người bị thiếu dinh dưỡng.

Nhu cầu dinh dưỡng s* Carbohydrate - Carbohydrate luôn cung cấp khoảng 40 + 70% tổng năng lượng cung cấp hăng ngày (khuyến nghị hiện nay khoảng 50 + 55%). Phần lớn lượng carbohydrate tiêu hóa là tinh bột và một phan nhỏ (khuyến nghị là < 20%) khẩu phan là disaccharide (chủ yếu là sucrose va lactose) và monosaccharide. Chế độ ăn có đủ carbohydrate sẽ giúp cơ thể tập trung protein cho chức năng tạo hình. Vai trò dinh dưỡng của carbohydrate: - Nguồn năng lượng của cơ thể: Mỗi 1g carbohydrate cung cấp 4 Kcal năng lượng cho những hoạt động của cơ thể [1].

4 - Điều hòa hoạt động cơ thé: carbohydrate tham gia chuyên hóa lipid, giúp cho cơ thể chuyển hóa cetonic — có tính acid, do đó giữ được hằng số điện môi [I ]. - Điều hòa quá trình chuyển hóa glucose: glucose can thiết cho tế bao than kinh, tế bào than kinh chỉ có thé hoạt động bình thường nếu được cung cấp glucose và oxy trong máu [1]. - Ngoài ra, carbohydrate còn là nguồn cung cấp chất xơ làm khối thức ăn lớn hơn, do đó tạo cảm giác no, tránh việc tiêu thụ quá nhiều năng lượng. Chất xơ còn giúp hấp thụ những chất có hại trong đường tiêu hóa như cholesterol, chất gây oxy hóa, chất gây ung thư [1].

s* Protein Nhu cầu protein tối thiểu trong chế độ ăn ước tính khoảng 0.45g/kg thể trọng/ngày. Nhu cầu một người trẻ trưởng thành khoảng 0,71 + 0,8¢ protein/kg thé trọng/ngày. Phụ nữ mang thai nên được cung cấp thêm 6g protein hàng ngày. Khi bệnh và trong giai đoạn hỏi phục nhu cau protein nên khoảng 1 + 2g protein/kg thé trọng/ngày và 1 + 1,5g protein/kg thé trọng/ngày đối với người già.

Vai tro của protein: - Cung cấp năng lượng và xây dựng cấu trúc tế bào. - Có nhiều chức năng sinh học quan trọng như: điều hòa, xúc tác, bảo vệ, truyền xung thần kinh, vận động và vận chuyên chất dinh dưỡng. - Nếu thiếu protein trong chế độ ăn hàng ngày sẽ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe như suy dinh dưỡng, chậm lớn, giảm khả năng miễn dich,. ảnh hưởng xấu đến chức năng của các cơ quan như: gan, hệ thần kinh, tuyến nội tiết.

- Ngoài ra, nếu thiếu protein còn làm thay đối đến thành phan hóa học và cầu tạo hình thái của xương. Do đó, lượng protein cao và chất lượng tốt là nhu cầu không thê thiêu của con người. Mức cung cấp an toàn protein. Nam Nữ Nhóm tuoi (g protein/kg thé trong/ngay) | (g protein/kg thé trọng/ngày) 3 — 6 thang 1,85 1,85 6 — 9 thang 1,65 1,65 9 — 12 tháng 15 15 I— 2 năm 12 12 2 — 3 năm 1,15 1,15 3 — 5 năm 1,1 1,1 5—7 nam 1,0 1,0 7—10 nam 1,0 1,0 10 — 12 năm 1,0 10 12-14 năm 1,0 0,95 14-16 năm 0,95 09 16— 18 năm 0.9 08 Người trưởng thành 0,75 0,75 (Nguồn: WHO/FAO/UNU) s*Lipid Đối với người Việt Nam trưởng thành, năng lượng do lipid cung cấp hàng ngày chiếm từ 18 + 25% nhu cầu năng lượng của cơ thé.

Triglyceride là thành phan chất béo chính trong khẩu phan ăn (đến 90%), các thành phần còn lại gồm photpholipid, sterol và các vitamin tan trong chất béo [1 ]. Vai trò của lipid: Cung cấp năng lượng: lipid là nguồn năng lượng cao, 1g lipid cung cấp 9kcal năng lượng. Chất béo trong mô mỡ là nguồn năng lượng dự trữ cho cơ thể, sẽ được sử dụng khi nguồn cung cấp từ bên trong tạm thời bị ngừng hay giảm sút [1 ]. Tạo hình: chất béo có cấu trúc quan trọng của tế bào và của mô trong cơ thể.

Mô mỡ ở dưới da và quanh các cơ qua nội tạng là một lớp đệm bảo vệ. nâng đỡ các Cơ quan của cơ thé [1]. Điều hòa hoạt động của cơ thé: chất béo trong thức ăn can thiết cho sự tiêu hóa và hấp thu của những vitamin tan trong chất béo như vitamin A, D, E, K. Acid béo là thành phần của acid mật và muối mật rất cần cho tiêu hóa và hấp thu các chất dinh dưỡng ở ruột, tham gia vào thành phần của một số loại hormone, steroid, cần cho hoạt động bình thường của hệ nội tiết và sinh dục.

Ngoài ra, các acid béo không no nhiều nỗi đôi như omega-3 và omega-6, ngày càng được biết đến với các chức năng chống oxy hóa bảo vệ cơ thể, làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch, huyết áp [2]. Tống quan về các acid amin mạch nhánh (BCAA) Có ba loại acid amin mạch nhánh: leucine, isoleucine, valine và chúng đóng một vai trò quan trọng trong dinh dưỡng và khả năng phục hồi của một số đối tượng bệnh nhân nhờ vào quá trình chuyên hóa đặc biệt của chúng trong cơ thé. Lợi ich đặc biệt của các acid amin mạch nhánh đối với cơ thé được trình bày như sau: - Trong cơ thé, các acid amin sau khi được phân cắt từ protein thực phẩm sé tiếp tục được chuyển hóa hau hết ở gan, ngoại trừ các acid amin mạch nhánh, chúng đi vào mạch máu và chủ yếu chuyển hóa trong các mô cơ. Trong mô cơ, leucine có thé được oxy hóa hoặc chuyển hóa leucine thành glutamine hay alanine dé lấy năng lượng.

Sau đó, glutamine hoặc alanine có thể chuyển hóa thành glucose. Còn isoleucine và valine có thé được chuyển hóa thành những thành phan của chu trình Krebs dé sinh năng lượng.