Luận văn thạc sĩ công nghệ thực phẩm sử dụng chế phẩm enzyme pectinase để thu nhận dịch quả hồng quân flacourtia jangomas lour raeusch giàu các hợp chất chống oxy hóa

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng enzyme pectinase trong thu nhận dịch quả hồng quân flacourtia jangomas giàu hợp chất chống oxy hóa.

• Tác giả: Nguyễn Trà My
• Người hướng dẫn: GS. Lê Văn Việt Mẫn
• Trường học: Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP. HCM
• Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm
• Đề tài: Nghiên cứu sử dụng enzyme pectinase trong thu nhận dịch quả hồng quân giàu chất chống oxy hóa
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIEU
• 2. CHƯƠNG 2: TONG QUAN
• 2.1. Quả hồng quân
• 2.2. Ứng dung enzyme trong chế biến nước QUA
• 2.3. Tính mới của đề tài
• 3. CHƯƠNG 3: NGUYEN LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Quả hồng quân
• 3.2. Chế phẩm enzyme
• 3.3. Phương pháp nghiên cứu
• 3.3.1. Mục đích nghiên cứu
• 3.3.2. Quy trình thu nhận dịch quả hồng quân ở quy mô phòng thí nghiệm
• 3.4. Nội dung nghiên cứu
• 3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả
• 3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý enzyme đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả hồng quân
• 3.4.3. Tối ưu hóa quá trình xử lý enzyme bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 3.4.4. Xác định các thông số động học của quá trình trích ly vitamin C và các hợp chất phenolic ở điều kiện tối ưu
• 3.5. Các phương pháp phân tích
• 3.5.1. Phương pháp xác định hàm lượng vitamin C
• 3.5.2. Phương pháp xác định hàm lượng hợp chất phenolic tổng
• 3.5.3. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa
• 3.5.3.1. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS (2,2 - azino-bis(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonic acid)
• 3.5.3.2. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP (Ferric reducing antioxidant power)
• 3.5.4. Phương pháp xác định hoạt độ enzyme pectinase theo phương pháp so màu với thuốc thử DNS (3,5-dinitrosalicylic acid)
• 3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KET QUA VA BAN LUẬN
• 4.1. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả
• 4.1.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả đến hàm lượng vitamin C
• 4.1.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả đến hàm lượng phenolic tổng
• 4.1.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả đến hoạt tính chống oxy hóa
• 4.2. Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý enzyme đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả hồng quân
• 4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme
• 4.2.1.1. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng vitamin C
• 4.2.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng phenolic tổng
• 4.2.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme
• 4.2.2.1. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hàm lượng vitamin C
• 4.2.2.2. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hàm lượng phenolic tổng
• 4.2.2.3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hoạt tính chống oxy hóa
• 4.3. Tối ưu hóa quá trình xử lý enzyme bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm
• 4.4. Xác định các thông số động học của quá trình trích ly vitamin C và các hợp chất phenolic trong dịch quả hồng quân
• 5. CHƯƠNG 5: KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu về việc sử dụng enzyme pectinase trong thu nhận dịch quả hồng quân (Flacourtia jangomas) đã chỉ ra rằng loại quả này chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, đặc biệt là vitamin C và các hợp chất phenolic có khả năng chống oxy hóa. Việc sử dụng enzyme pectinase giúp phá vỡ cấu trúc pectin trong tế bào thực vật, từ đó tăng cường hiệu quả trích ly dịch quả. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin về giá trị dinh dưỡng của quả hồng quân mà còn mở ra hướng đi mới trong việc ứng dụng công nghệ enzyme trong chế biến thực phẩm.

1.1. Tầm quan trọng của chất chống oxy hóa

Chất chống oxy hóa đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể khỏi các gốc tự do, nguyên nhân gây ra nhiều bệnh lý nghiêm trọng. Việc bổ sung các sản phẩm giàu chất chống oxy hóa từ trái cây như hồng quân có thể giúp cải thiện sức khỏe và ngăn ngừa bệnh tật. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiêu thụ trái cây và rau quả có thể làm giảm nguy cơ mắc các bệnh như ung thư và bệnh tim mạch.

II. Tình hình nghiên cứu

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về enzyme pectinase trong chế biến thực phẩm, nhưng ứng dụng cụ thể cho quả hồng quân vẫn còn hạn chế. Nghiên cứu này nhằm mục đích khảo sát ảnh hưởng của enzyme pectinase đến hàm lượng chất chống oxy hóa trong dịch quả hồng quân. Kết quả cho thấy rằng việc sử dụng enzyme không chỉ làm tăng hàm lượng vitamin C mà còn cải thiện hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả. Điều này cho thấy tiềm năng lớn của quả hồng quân trong việc phát triển các sản phẩm thực phẩm chức năng.

2.1. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp nghiên cứu sử dụng quy hoạch thực nghiệm để tối ưu hóa điều kiện xử lý enzyme. Các thông số như nồng độ enzyme, thời gian xử lý và tỷ lệ pha loãng thịt quả được khảo sát để xác định điều kiện tối ưu cho việc trích ly dịch quả. Kết quả cho thấy rằng nồng độ enzyme 1170 PGU/100 g thịt quả và thời gian xử lý 33 phút là điều kiện tối ưu, giúp tăng hàm lượng vitamin C lên 29.7% và tổng phenolic lên 20.9%.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng enzyme pectinase có tác động tích cực đến hàm lượng chất chống oxy hóa trong dịch quả hồng quân. Hoạt tính chống oxy hóa tăng lên 15.8% so với phương pháp trích ly thông thường. Điều này chứng tỏ rằng enzyme pectinase không chỉ giúp tăng hiệu suất trích ly mà còn cải thiện chất lượng dịch quả. Nghiên cứu này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các sản phẩm từ quả hồng quân, đồng thời khẳng định giá trị dinh dưỡng của loại quả này.

3.1. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm, đặc biệt là trong sản xuất nước ép và các sản phẩm chức năng từ quả hồng quân. Việc áp dụng enzyme pectinase không chỉ giúp tăng cường giá trị dinh dưỡng mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng về thực phẩm an toàn và bổ dưỡng.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Quả hồng quân (Flacourtia jangomas (Lour.)) là loại quả nhiệt đới giàu giá trị dinh dưỡng và các hợp chất sinh học có hoạt tính chống oxy hóa như vitamin C và các hợp chất phenolic. Theo các nghiên cứu, hàm lượng vitamin C trong quả hồng quân dao động từ khoảng 25.6 mg đến 218 mg/100 g phần ăn được, trong khi hàm lượng phenolic tổng có thể đạt đến hàng trăm mg GAE/100 g. Hoạt tính chống oxy hóa của quả hồng quân được xác định qua nhiều phương pháp như ABTS, FRAP và DPPH, cho thấy tiềm năng lớn trong việc phòng ngừa các bệnh lý liên quan đến stress oxy hóa.

Tuy nhiên, việc thu nhận dịch quả giàu các hợp chất chống oxy hóa từ quả hồng quân vẫn còn hạn chế, đặc biệt là ứng dụng các phương pháp công nghệ tiên tiến để tối ưu hóa quá trình trích ly. Trong bối cảnh đó, nghiên cứu này tập trung sử dụng chế phẩm enzyme pectinase để hỗ trợ quá trình thu nhận dịch quả hồng quân giàu các hợp chất chống oxy hóa. Mục tiêu chính là khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả và các điều kiện xử lý enzyme đến hàm lượng vitamin C, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả, đồng thời tối ưu hóa quy trình xử lý enzyme bằng phương pháp quy hoạch thực nghiệm.

Nghiên cứu được thực hiện trên nguyên liệu quả hồng quân thu mua tại Châu Đốc, An Giang, trong khoảng thời gian từ tháng 7 đến tháng 12 năm 2015. Kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần nâng cao hiệu quả thu nhận dịch quả giàu chất chống oxy hóa mà còn mở ra hướng ứng dụng công nghệ enzyme trong chế biến thực phẩm chức năng từ quả hồng quân, góp phần phát triển ngành công nghiệp chế biến trái cây tại Việt Nam.

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 enzyme pectinase trong chế biến thực phẩm: Pectinase là nhóm enzyme thủy phân pectin – thành phần chính của vách tế bào thực vật, giúp phá vỡ cấu trúc mô quả, tăng hiệu suất thu hồi dịch và giải phóng các hợp chất hòa tan như vitamin C và phenolic. Pectinase bao gồm các enzyme như polygalacturonase, pectinesterase và pectin lyase, hoạt động hiệu quả ở pH khoảng 4-5 và nhiệt độ 50-55°C.

• Mô hình đáp ứng bề mặt (Response Surface Methodology - RSM): Phương pháp thống kê dùng để tối ưu hóa các điều kiện công nghệ (nồng độ enzyme, thời gian xử lý) nhằm đạt được giá trị cực đại của hoạt tính chống oxy hóa trong dịch quả.

• Khái niệm chính:

  • Vitamin C (Ascorbic acid): Chất chống oxy hóa hòa tan trong nước, quan trọng trong bảo vệ tế bào khỏi gốc tự do.
  • Hợp chất phenolic: Nhóm hợp chất có cấu trúc phenol, đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính chống oxy hóa.
  • Hoạt tính chống oxy hóa: Khả năng trung hòa gốc tự do, được đánh giá bằng các phương pháp ABTS và FRAP.
  • Thông số động học trích ly: Bao gồm hằng số tốc độ trích ly (k), tốc độ trích ly ban đầu (h) và khả năng trích ly (C∞), mô tả quá trình giải phóng các hợp chất trong dịch quả.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Quả hồng quân được thu mua tại nhà vườn Châu Đốc, An Giang, lựa chọn quả chín có màu nâu đỏ hoặc tím sẫm, không bị sâu hỏng. Chế phẩm enzyme sử dụng là Pectinex Ultra SP-L (Novozyme, Đan Mạch) với hoạt tính 9500 PGU/mL.

• Quy trình thu nhận dịch quả: Quả được rã đông, xử lý nhiệt ở 85°C trong 3 phút để vô hoạt polyphenol oxidase, sau đó nghiền cùng nước theo tỷ lệ pha loãng khác nhau. Mẫu được điều chỉnh pH về 5, bổ sung enzyme với nồng độ và thời gian khác nhau, ủ ở 50°C, rồi vô hoạt enzyme bằng cách hạ pH về 2 và làm lạnh. Dịch quả được lọc và ly tâm để loại bỏ bã.

• Phân tích: Hàm lượng vitamin C được xác định bằng thiết bị đo quang học RQflex plus 10; hàm lượng phenolic tổng bằng phương pháp Folin-Ciocalteu; hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp ABTS và FRAP. Hoạt độ enzyme pectinase được đo bằng phương pháp so màu với thuốc thử DNS.

• Thiết kế thí nghiệm:

  • Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng nước/thịt quả (0-3 w/w).
  • Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme (0-1200 PGU/100 g) và thời gian xử lý enzyme (0-50 phút).
  • Tối ưu hóa quy trình bằng mô hình RSM với thiết kế trực giao cấp hai có tâm xoay (CCC), gồm 13 thí nghiệm.
  • Xác định các thông số động học trích ly vitamin C và phenolic ở điều kiện tối ưu.

• Phân tích số liệu: Sử dụng phần mềm Statgraphic Centurion XVI và Modde 5.0, phân tích phương sai ANOVA với mức ý nghĩa 5% để đánh giá sự khác biệt giữa các mẫu.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả:

   • Khi tỷ lệ nước/thịt quả tăng từ 0 đến 2 (w/w), hàm lượng vitamin C trong dịch quả tăng từ 1.38 mg/100 g lên 3.42 mg/100 g, tăng 158.2% so với mẫu không pha loãng.
   • Hàm lượng phenolic tổng tăng từ 21.34 mg GAE/100 g lên khoảng 85 mg GAE/100 g, tương đương tăng 299.3%.
   • Hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS và FRAP tăng lần lượt từ 30.54 và 40.77 lên 178.59 và 261.53 umol TE/100 g, tương ứng tăng 480% và 634%.
   • Tỷ lệ pha loãng tối ưu được xác định là 2 (w/w), vì tăng thêm nước không làm tăng đáng kể các chỉ tiêu (P > 0.05).

2. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pectinase:

   • Tăng nồng độ enzyme từ 0 đến 1170 PGU/100 g làm tăng hàm lượng vitamin C lên 29.7%, phenolic tổng lên 20.9% và hoạt tính chống oxy hóa theo FRAP lên 15.8% so với mẫu không xử lý enzyme.
   • Các chỉ tiêu tăng dần theo nồng độ enzyme đến điểm tối ưu, sau đó không tăng hoặc giảm nhẹ do hiện tượng bão hòa enzyme.

3. Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme:

   • Thời gian xử lý enzyme tối ưu là 33 phút, tại đó hàm lượng vitamin C và phenolic tổng đạt giá trị cao nhất.
   • Quá trình xử lý kéo dài hơn 33 phút không làm tăng đáng kể các chỉ tiêu, thậm chí có thể gây giảm do sự phân hủy các hợp chất nhạy cảm.

4. Thông số động học trích ly:

   • Hằng số tốc độ trích ly (k), tốc độ trích ly ban đầu (h) và khả năng trích ly (C∞) của vitamin C và phenolic trong phương pháp enzyme assisted extraction (EAE) cao hơn 1.1 lần so với phương pháp không sử dụng enzyme.
   • Điều này chứng tỏ enzyme pectinase thúc đẩy quá trình giải phóng các hợp chất chống oxy hóa hiệu quả hơn.

Thảo luận kết quả

Việc tăng tỷ lệ pha loãng nước giúp tăng khả năng hòa tan và khuếch tán các hợp chất vitamin C và phenolic từ mô quả vào dịch chiết, phù hợp với nguyên lý khuếch tán và cân bằng hòa tan. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trên các loại quả nhiệt đới khác như sơ ri và thanh long.

Sử dụng enzyme pectinase làm giảm độ nhớt của dịch quả, phá vỡ cấu trúc pectin trong thành tế bào, từ đó tăng hiệu suất trích ly các hợp chất chống oxy hóa. Nồng độ enzyme và thời gian xử lý được tối ưu nhằm cân bằng giữa hiệu quả trích ly và bảo toàn chất lượng hợp chất nhạy cảm như vitamin C.

Các thông số động học cho thấy quá trình trích ly theo mô hình bậc hai, với tốc độ trích ly ban đầu cao hơn khi sử dụng enzyme, minh chứng cho vai trò xúc tác của enzyme trong việc phá vỡ cấu trúc tế bào và giải phóng các hợp chất.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ đường cong thể hiện sự thay đổi hàm lượng vitamin C, phenolic và hoạt tính chống oxy hóa theo tỷ lệ pha loãng, nồng độ enzyme và thời gian xử lý, cũng như bảng so sánh các thông số động học giữa phương pháp có và không sử dụng enzyme.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng quy trình xử lý enzyme pectinase với nồng độ 1170 PGU/100 g và thời gian 33 phút trong sản xuất nước ép quả hồng quân để tối ưu hàm lượng các hợp chất chống oxy hóa, nâng cao giá trị dinh dưỡng sản phẩm. Thời gian thực hiện: ngay lập tức trong quy trình sản xuất.

2. Kiểm soát tỷ lệ pha loãng nước/thịt quả ở mức 2 (w/w) để đảm bảo hiệu quả trích ly tối ưu mà không làm giảm nồng độ các hợp chất có lợi. Chủ thể thực hiện: nhà sản xuất nước ép và các cơ sở chế biến trái cây.

3. Đầu tư nghiên cứu và phát triển thêm các chế phẩm enzyme phù hợp với đặc tính quả hồng quân nhằm nâng cao hiệu quả trích ly và giảm chi phí sản xuất. Thời gian thực hiện: trung hạn (1-2 năm).

4. Xây dựng quy trình chuẩn và hướng dẫn kỹ thuật cho các cơ sở chế biến nhỏ và vừa để ứng dụng công nghệ enzyme trong sản xuất nước ép quả hồng quân, góp phần phát triển ngành công nghiệp chế biến trái cây tại Việt Nam. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu, trường đại học và cơ quan quản lý.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu cung cấp dữ liệu thực nghiệm và phương pháp tối ưu hóa quy trình trích ly enzyme, hỗ trợ phát triển đề tài liên quan đến chế biến trái cây và thực phẩm chức năng.

2. Doanh nghiệp chế biến nước ép và thực phẩm chức năng: Tham khảo để áp dụng công nghệ enzyme pectinase nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng hàm lượng các hợp chất chống oxy hóa, từ đó nâng cao giá trị thương mại.

3. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng chính sách phát triển vùng nguyên liệu quả hồng quân, thúc đẩy sản xuất bền vững và nâng cao giá trị kinh tế cho nông dân.

4. Người tiêu dùng quan tâm đến sức khỏe: Hiểu rõ lợi ích của các sản phẩm nước ép quả hồng quân giàu chất chống oxy hóa, từ đó lựa chọn sản phẩm phù hợp nhằm tăng cường sức khỏe và phòng ngừa bệnh tật.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao sử dụng enzyme pectinase lại giúp tăng hàm lượng chất chống oxy hóa trong dịch quả?
   Enzyme pectinase phá vỡ cấu trúc pectin trong thành tế bào quả, làm giảm độ nhớt và giải phóng các hợp chất hòa tan như vitamin C và phenolic vào dịch quả, từ đó tăng hàm lượng chất chống oxy hóa thu nhận được.

2. Tỷ lệ pha loãng nước/thịt quả ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng dịch quả?
   Tỷ lệ pha loãng ảnh hưởng đến khả năng hòa tan và khuếch tán các hợp chất chống oxy hóa. Tỷ lệ nước/thịt quả là 2 (w/w) được xác định là tối ưu, giúp tăng hàm lượng vitamin C và phenolic mà không làm giảm nồng độ các hợp chất này.

3. Thời gian xử lý enzyme tối ưu là bao lâu?
   Thời gian xử lý enzyme tối ưu là khoảng 33 phút, đủ để enzyme hoạt động hiệu quả mà không gây phân hủy các hợp chất nhạy cảm như vitamin C.

4. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá hoạt tính chống oxy hóa trong nghiên cứu?
   Nghiên cứu sử dụng hai phương pháp phổ biến là ABTS và FRAP, đo khả năng trung hòa gốc tự do và khả năng khử ion sắt, phản ánh chính xác hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả.

5. Có thể áp dụng quy trình này cho các loại quả khác không?
   Quy trình sử dụng enzyme pectinase có thể áp dụng cho nhiều loại quả giàu pectin và hợp chất chống oxy hóa, tuy nhiên cần tối ưu hóa điều kiện riêng biệt cho từng loại quả để đạt hiệu quả cao nhất.

Kết luận

• Sử dụng chế phẩm enzyme pectinase với nồng độ 1170 PGU/100 g và thời gian 33 phút tối ưu hóa hiệu quả trích ly vitamin C, phenolic tổng và hoạt tính chống oxy hóa trong dịch quả hồng quân.
• Tỷ lệ pha loãng nước/thịt quả 2 (w/w) là điều kiện thích hợp để thu nhận dịch quả giàu các hợp chất chống oxy hóa.
• Phương pháp enzyme assisted extraction (EAE) tăng 29.7% vitamin C, 20.9% phenolic tổng và 15.8% hoạt tính chống oxy hóa so với phương pháp không sử dụng enzyme.
• Các thông số động học trích ly cho thấy tốc độ và khả năng trích ly của enzyme cao hơn 1.1 lần so với phương pháp truyền thống.
• Nghiên cứu mở ra hướng ứng dụng công nghệ enzyme trong chế biến nước ép quả hồng quân, góp phần phát triển ngành công nghiệp thực phẩm chức năng tại Việt Nam.

Next steps: Áp dụng quy trình nghiên cứu vào sản xuất quy mô công nghiệp, đồng thời nghiên cứu mở rộng với các loại enzyme khác và các loại quả tương tự.

Các nhà sản xuất và nghiên cứu trong lĩnh vực công nghệ thực phẩm nên cân nhắc ứng dụng công nghệ enzyme pectinase để nâng cao chất lượng sản phẩm và giá trị dinh dưỡng của nước ép trái cây.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYEN TRA MY SU DUNG CHE PHAM ENZYME PECTINASE DE THU NHAN DICH QUA HONG QUAN (FLACOURTIA JANGOMAS (LOUR.) GIAU CAC HOP CHAT CHONG OXY HOA Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60540101 LUẬN VÁN THẠC SĨ TP. HO CHI MINH, tháng 1 năm 2016 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : GS. Lê Văn Việt Mẫn Cán bộ chấm nhận xét 1 : PGS.

Phan Tai Huân Cán bộ cham nhận xét 2 : PGS. Lê Thị Hồng Nhan Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 05 thang 01 năm 2016. Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1.

Đồng Thi Thanh Thu - Chủ tịch 2. Phan Tại Huân - Phản biện | 3. Lê Thị Hồng Nhan - Phản biện 2 4. Hoàng Kim Anh - Ủy viên 5.

Võ Đình Lệ Tâm - Ủy viên thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG TRUONG KHOA KY THUẬT HÓA HỌC ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Trà My MSHV: 13111017 Ngày, tháng, năm sinh: 07/11/1990 Nơi sinh: Cà Mau Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60540101 I. TÊN DE TÀI: Sử dụng chế phẩm enzyme pectinase dé thu nhận dịch quả hồng quân (Flacourtia jangomas (Lour.) giàu các hợp chất chống oxy hóa. NHIỆM VỤ VA NOI DUNG: - Khao sát anh hưởng cua ty lệ pha loãng thịt qua.

- Khao sát ảnh hưởng của quá trình xử ly enzyme đến ham lượng chat chống oxy hóa và hoạt tính chồng oxy hóa của dịch qua hồng quân. - Tối ưu hóa quá trình xử lý enzyme băng phương pháp quy hoạch thực nghiệm. - _ Xác định các thông số động học của quá trình trích ly vitamin C và các hợp chat phenolic ở điều kiện tối ưu.NGÀY GIAO NHIỆM VU: 06/07/2015 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 04/12/2015 V.

CÁN BO HUONG DAN: GS. LE VAN VIỆT MAN Tp. HCM, ngày 22 tháng 12 năm 2015 CAN BỘ HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC (Họ tên và chữ ký) ii LOI CAM ON Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thay GS. Lê Van Việt Man, người đã trực tiếp hướng dẫn tận tình và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các quý thầy, cô giáo trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm trường Đại học Bách Khoa Tp. Hồ Chí Minh đã tận tinh chỉ dạy trong suốt quá trình học tập tại trường. Cuôi cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ, giúp đỡ và đông hành cùng tôi trong cuộc sông cũng như trong quá trình học tập, nghiên cứu. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 12 năm 2015 Nguyễn Trà My lil ABSTRACT Indian plum (Flacourtia jangomas (Lour.) fruit is rich in nutritional values and bioactive compounds including ascorbic acid and phenolic compounds with antioxidant activity.

In this study, fruit mash treatment with pectinase preparation on the antioxidant level in india plum fruit juice was investigated. Response surface methodology (RSM) was used to optimize the conditions of enzyme assisted extraction (EAE) for maximizing the antioxidant activity of the extract. The optimal enzymatic treatment conditions were enzyme concentration of 1170 polygalacturonase units/100 g pomace and treatment time of 33 min. EAE increased ascorbic acid content by 29.7%, total phenolic content by 20.9% and the antioxidant acitivity by 15.8% (FRAP assay), in comparision with conventional extraction.

The extraction rate constant, initial extraction rate and extraction capacity in EAE increased by 1.1 fold (for phenolic compounds) in comparision those of the non-enzymatic extraction. Therefore, EAE could be a useful method for extraction of indian plum fruit juice with high antioxidant content. IV TÓM TAT LUẬN VAN Quả hồng quân (Flacourtia jangomas (Lour.) là loại quả vừa cung cấp giá trị dinh dưỡng vừa chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như vitamin C và các hợp chat phenolic có khả năng chống oxy hóa. Trong nghiên cứu này, chúng tôi khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý quả với enzyme pectinase đến hàm lượng các chất chồng oxy hóa trong dịch quả hồng quân.

Phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) được sử dụng để tối ưu hóa điều kiện xử lý để dịch trích có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất. Điều kiện xử lý tối ưu với chế phẩm pectinase trong nghiên cứu này là nồng độ enzyme ở 1170 PGU/100 g thịt quả với thời gian thủy phân là 33 phút. Khi đó, hàm lượng vitamin C tăng 29.7%, hàm lượng phenolic tổng tăng 20.9%, hoạt tính chống oxy hóa tăng lần lượt là 15.8% (theo phương pháp FRAP) so với mẫu đối chứng không xử ly enzyme. Hang số tốc độ trích ly, tốc độ trích ly ban đầu và khả năng trích ly trong phương pháp trích ly sử dụng enzyme cao hơn lần lượt là 1.1 lần (đối với các hợp chat phenolic) so với phương pháp trích ly không sử dụng enzyme.

Vì vậy, phương pháp trích ly sử dụng chế phẩm pectinase là một phương pháp hữu hiệu dé tăng hiệu quả trích ly các hợp chất chồng oxy hóa từ quả hong quân. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân dưới sự hướng dẫn trực tiếp của thầy GS. Lê Văn Việt Mẫn. Các sô liệu, kêt quả nghiên cứu nêu trong luận văn là trung thực và không sao chép bat kỳ nguồn nào khác.

Mọi tham khảo dùng trong luận văn đều được trích dẫn rõ ràng và trình bày theo đúng yêu cầu. Tác giả luận văn Nguyễn Trà My VỊ MỤC LỤC LOI CAM 91757. iii TOM TAT LUẬN VAN .ueeececcceccsscscscscecscscecececececscscssevevevevevavavavavscececececsecavavsvavavavavavaeas iv LOI CAM629. vi DANH MUC BANG 2 X DANH MUC HÌNH.

- -G- G1111 919191 8E 9111919113 1111101111 H111 ng ng gi xi DANH MỤC CÁC TU VIET TAT uuccccccccecescscesecscecesessscscscecsecevscsceceeevavaceesevacscnceees xiii CHUONG 1: GIỚI TH IỆU. - G66 EE SE 9E E E8 SE SE ve xnxx cee 2 CHUONG 2: TONG QUAN 12 4 2.1 Quả hồng QUAN .1 Nguồn gốc, phân lại.2 Đặc điểm thực vật.3 Tình hình trồng quả hong quân trên thế giới và tại Việt Nam .4 Thành phan dinh dưỡng của quả hồng quân. --- << c1 3003030111083 11080 1188 110kg HH ng ng va 8 2.5 Các hợp chất phenolic .6 Hoạt tính chồng oxy hóa trong quả hồng quân.5 Giá trị được liỆU.6 Các sản phẩm từ quả hồng quân.2 Ứng dung enzyme trong chế biến nước QUA .1 Giới thiệu Chung.2 Chế phẩm pecfiasSe.3 Sử dung chế phẩm pectinase dé thu nhận dịch quả giàu hợp chất chống OXY NO oo .3 Tính mới của dé tài.--- + th HH HH HH H1 re 19 CHƯƠNG 3: NGUYEN LIEU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU .1 Quả hồng quân.2 Chế phẩm enzyme .2 Phương pháp nghiÊn CỨU.1 Mục đích nghiÊn CỨU.2 Quy trình thu nhận dịch qua hồng quân ở quy mô phòng thí nghiệm.4 Nội dung nghiÊn CỨU.1 Khao sát ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả .2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý enzyme đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chồng oxy hóa của dịch quả hồng quân .3 Tối ưu hóa quá trình xử lý enzyme bằng phương pháp quy hoạch thực 0140119010077.4 Xác định các thông số động hoc của quá trình trích ly vitamin C và các hợp chat phenolic ở điều kiện tối ưu .3 Các phương pháp phân tÍch .1 Phương pháp xác định hàm lượng vitamin C”.2 Phương pháp xác định hàm lượng hợp chat phenolic tổng .3 Phuong pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa .1 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa theo ABTS (2,2 - azIinobis(3-ethylbenzothiazoline)-6-sulfonIC acid) .2 Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hóa theo ERAP (Ferric reducing antIOXIdanf POWET) .4 Phuong pháp xác định hoạt độ enzyme pectinase theo phương pháp so màu với thuốc thử DNS (3,5-dinifrosalicyÏIc aC1d).4 Phương pháp xử lý số liệu .------ + ¿2E E2 E2 EESE£E#EEEEEEEEEEEEEEE E111 11c re. 32 CHUONG 4: KET QUA VA BAN LUẬN .1 Khao sát ảnh hưởng cua tỷ lệ pha loãng thịt quả.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả đến hàm lượng vitamin C.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả đến hàm lượng phenolic tổng .3 Ảnh hưởng của tỷ lệ pha loãng thịt quả đến hoạt tính chong oxy hóa.2 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý enzyme đến hàm lượng chất chống oxy hóa và hoạt tính chống oxy hóa của dich quả hồng quân .1 Ảnh hưởng của nông độ enZyme.1 Ảnh hưởng của nông độ enzyme đến hàm lượng vitamin C .2 Ảnh hưởng của nông độ enzyme đến hàm lượng phenolic tông .2 Anh hưởng của thời gian xử lý enzyme .1 Ảnh hưởng của thời gian xử ly enzyme đến hàm lượng vitamin C.2 Ảnh hưởng của thời gian xử ly enzyme đến hàm lượng phenolic tông.3 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hoạt tính chống oxy hóa .3 Tối ưu hóa quá trình xử lý enzyme bang phương pháp quy hoạch thực nghiệm .4 Xác định các thông số động học của quá trình trích ly vitamin C và các hợp chat phenolic trong dich quả hồng quân.---- ¿2-52 +22 £+E+E+££+E+xe£ezxzxerscree 34 IX CHUONG 5: KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ.

60 TÀI LIEU THAM KHẢO. G- G3 11t 5193191 1E 91119191 111191111 1111211 ng ng: 61 1000922 72 Phụ luc A. Các phương pháp phân tich. Kết quả thí nghiệm.----- - 2 2E 2E SE EE2EEE9E2EE 1212151512511 1 12k.

80 DANH MỤC BANG Bang 2.1 Thành phan hóa học của quả hồng quân.---- ¿2-5252 55+SS+2s+e+zzxcsee 8 Bang 2.2 Hàm lượng amino acid trong quả hồng QUAN .3 Hàm lượng các chất khoáng đa lượng và vi lượng trong qua hong quân.4 Đặc tính của các enzyme pectinase do vi sinh vật sản xuất .5 Một số chế pham pectinase thương mai thường duoc sử dung trong san XUAt NUGC QUA 000777.1 Bảng bố trí thí nghiệm các thông số khảo sát của ma trận quy hoạch thực 0140119010007.1 Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả hoạt tính chống oxy hóa của dịch quả hồng quân được xác định theo phương pháp ABTS .2 Ảnh hưởng của biến độc lập đến hoạt tính chống oxy hóa của dich quả hồng quân được xác định theo phương pháp ABTS .3 Các giá trị thực nghiệm khảo sát từ thông số tối ưu.4 Các thông số động học của quá trình trích ly vitamin C và các hợp chất phenolic trong dich quả hồng quân ở phương pháp xử ly enzyme va không xử lý CTIZYME 2T. 58 XI DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cây (A), lá (B) và hoa (C) hồng QUẪN. 9900003 vn vớ 5 Hình 2.2 Quả (A) và hạt (B) hồng QUẨN,.3 Sự phân bố của cây hồng quân trên thế giới theo dữ liệu của GBIL (Global Biodiversity Information Facility) .