Nghiên Cứu Thu Nhận Sản Phẩm Thủy Phân Protein Từ Bã Đậu Nành Bằng Các Chế Phẩm Enzyme Thương Mại

• Tác giả: Cao Thị Kim Chi
• Người hướng dẫn: PGS. Quản Lê Hà
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ Sinh học
• Đề tài: Nghiên Cứu Thu Nhận Protein Từ Bã Đậu Nành Bằng Enzyme Thương Mại
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 2. CHƯƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Phân tích thành phần ban đầu của Bã đậu nành
• 3.2. Xác định hoạt độ của các chế phẩm enzyme thương mại
• 3.3. Nghiên cứu thu hồi protein trong bã đậu ướt bằng các chế phẩm protease thương mại
• 3.4. Nghiên cứu thủy phân protein trong bã đậu ướt bằng chế phẩm protease
• 3.5. Nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ phối trộn bã đậu ướt và nước đến khả năng thuỷ phân protein
• 3.6. Nghiên cứu lựa chọn chế độ khuấy đến hoạt tính chống oxy hóa của dịch thủy phân
• 3.7. Nghiên cứu lựa chọn nồng độ enzyme đến khả năng thủy phân protein
• 3.8. Nghiên cứu sự kết hợp 2 loại enzyme Neutrase và Flavourzyme trong thủy phân protein Bã đậu nành thu nhận sản phẩm có hoạt tính chống oxy hóa cao
• 3.9. Nghiên cứu khảo sát tỉ lệ phối trộn bã đậu khô và nước tới khả năng thu hồi protein
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Thu Nhận Protein Từ Bã Đậu Nành

Trong những năm gần đây, ngành sản xuất sữa đậu nành phát triển mạnh mẽ, kéo theo đó là lượng lớn bã đậu nành thải ra. Bã đậu nành chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như protein (20-30%), gluxit, chất béo và chất xơ. Thay vì chỉ sử dụng làm thức ăn gia súc, việc thu nhận protein từ bã đậu nành bằng enzyme là một hướng đi đầy tiềm năng. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn tăng giá trị gia tăng bã đậu nành và có thể được sử dụng trong thực phẩm và mỹ phẩm. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng enzyme thương mại để thủy phân protein bã đậu nành, tạo ra các peptide và axit amin có hoạt tính chống oxy hóa. Theo thống kê của hãng Neilsen, Việt Nam tiêu thụ khoảng 613 triệu lít sữa đậu nành năm 2014. Điều này cho thấy tiềm năng lớn cho việc xử lý và tận dụng bã đậu nành.

1.1. Giá Trị Dinh Dưỡng Của Bã Đậu Nành Sau Sản Xuất Sữa

Bã đậu nành, sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất sữa đậu nành, vẫn giữ lại nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng. Theo Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ, trong 100g bã đậu nành ướt chứa 3.2g protein, 12.5g carbohydrate và 4.1g chất xơ. Protein bã đậu nành có khả năng hòa tan vào nước kém hơn do quá trình nghiền cơ học và nhiệt, nhưng vẫn có khả năng tạo nhũ tương tốt. Nghiên cứu chỉ ra rằng bã đậu nành có thể được tận dụng để trích ly protein và tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng, góp phần vào kinh tế tuần hoàn.

1.2. Tổng Quan Về Các Phương Pháp Thu Nhận Protein Hiện Nay

Hiện nay có nhiều phương pháp thu nhận protein, bao gồm phương pháp hóa học (thủy phân bằng axit hoặc kiềm) và phương pháp sinh học (sử dụng vi sinh vật hoặc enzyme). Phương pháp thủy phân enzyme sử dụng enzyme thương mại đang ngày càng phổ biến do tính đặc hiệu cao, điều kiện phản ứng ôn hòa và hiệu suất cao. Các enzyme này có thể được thu từ vi sinh vật, thực vật hoặc động vật và đã được tinh sạch. Nghiên cứu của Ma và cộng sự (1997) đã tách protein từ okara và nghiên cứu tính chất hóa lý, chức năng của chúng để so sánh với protein thương mại.

II. Thách Thức Trong Việc Thu Nhận Protein Từ Bã Đậu Nành

Việc thu nhận protein từ bã đậu nành không phải là không có thách thức. Một trong những vấn đề lớn nhất là độ ẩm cao của bã đậu nành tươi, tạo điều kiện cho vi khuẩn gây thối phát triển. Việc bảo quản bã đậu nành là một vấn đề quan trọng cần giải quyết. Các phương pháp truyền thống như sấy khô tốn nhiều năng lượng và không đem lại lợi nhuận cao. Ngoài ra, việc lựa chọn enzyme phù hợp và tối ưu hóa quy trình thu nhận protein cũng là một thách thức quan trọng để đảm bảo hiệu suất thu nhận cao và giá trị dinh dưỡng bã đậu nành.

2.1. Vấn Đề Bảo Quản Bã Đậu Nành Tươi Và Ảnh Hưởng Đến Protein

Bã đậu nành tươi có độ ẩm cao, tạo môi trường lý tưởng cho vi sinh vật phát triển, gây hư hỏng và ảnh hưởng đến chất lượng protein. Các phương pháp bảo quản truyền thống như sấy khô tiêu tốn nhiều năng lượng. Việc tìm kiếm các phương pháp bảo quản hiệu quả hơn, ít tốn kém hơn và không ảnh hưởng đến chất lượng protein là một yêu cầu cấp thiết.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Lựa Chọn Enzyme Phù Hợp

Việc lựa chọn enzyme phù hợp cho quá trình thủy phân protein bã đậu nành đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng. Các yếu tố cần xem xét bao gồm hoạt tính của enzyme, tính đặc hiệu, giá thành và khả năng hoạt động trong điều kiện cụ thể của quy trình. So sánh các loại enzyme thương mại khác nhau và đánh giá ảnh hưởng của enzyme đến hiệu suất thu nhận protein là rất quan trọng.

2.3. Yêu Cầu Tối Ưu Hóa Quy Trình Thu Nhận Protein Hiệu Quả

Để đạt được hiệu suất thu nhận protein cao và tiết kiệm chi phí, cần tối ưu hóa quy trình thu nhận protein. Các yếu tố cần được tối ưu hóa bao gồm tỷ lệ phối trộn bã đậu nành và nước, nồng độ enzyme, thời gian thủy phân enzyme, nhiệt độ và pH. Việc áp dụng các phương pháp thống kê và mô hình hóa có thể giúp xác định các điều kiện tối ưu.

III. Nghiên Cứu Thu Nhận Protein Bằng Enzyme Thương Mại Phương Pháp

Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng hai loại enzyme thương mại là Neutrase và Flavourzyme để thủy phân protein bã đậu nành. Các yếu tố như tỷ lệ phối trộn bã đậu nành và nước, nồng độ enzyme, thời gian thủy phân và chế độ khuấy được khảo sát để xác định điều kiện tối ưu cho việc thu nhận protein. Mục tiêu là đạt được hiệu suất thu nhận cao và tạo ra các peptide có hoạt tính chống oxy hóa. Phương pháp xác định hoạt độ protease của enzyme bằng phương pháp Lowry được sử dụng.

3.1. Sử Dụng Enzyme Neutrase Và Flavourzyme Cho Thủy Phân Protein

Neutrase và Flavourzyme là hai enzyme protease được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm. Neutrase là một endopeptidase, cắt các liên kết peptide bên trong chuỗi protein, trong khi Flavourzyme là một exopeptidase, cắt các liên kết peptide ở đầu chuỗi. Việc kết hợp hai loại enzyme này có thể giúp thủy phân protein một cách hiệu quả hơn.

3.2. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Hiệu Suất Thu Nhận Protein Bằng Enzyme

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận protein bằng enzyme, bao gồm tỷ lệ phối trộn bã đậu nành và nước, nồng độ enzyme, thời gian thủy phân, nhiệt độ và pH. Việc khảo sát và tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được hiệu suất thu nhận cao nhất.

3.3. Phương Pháp Xác Định Hoạt Tính Chống Oxy Hóa Của Protein Thủy Phân

Hoạt tính chống oxy hóa của protein thủy phân được xác định bằng phương pháp DPPH. Phương pháp này dựa trên khả năng của các chất chống oxy hóa để khử gốc tự do DPPH. Kết quả được biểu thị bằng phần trăm ức chế gốc tự do DPPH.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Tối Ưu Quy Trình Thu Nhận Protein Từ Bã Đậu

Nghiên cứu đã xác định được điều kiện tối ưu cho việc thu nhận protein từ bã đậu nành bằng enzyme Neutrase và Flavourzyme. Kết quả cho thấy tỷ lệ phối trộn bã đậu nành và nước, nồng độ enzyme và thời gian thủy phân có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất thu nhận. Việc kết hợp hai loại enzyme này đã mang lại hiệu quả cao hơn so với việc sử dụng riêng lẻ. Các protein thủy phân thu được có hoạt tính chống oxy hóa đáng kể.

4.1. Ảnh Hưởng Của Tỷ Lệ Phối Trộn Bã Đậu Và Nước Đến Protein

Tỷ lệ phối trộn bã đậu nành và nước có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất thủy phân protein. Khi tỷ lệ nước quá thấp, protein không được giải phóng hoàn toàn. Ngược lại, khi tỷ lệ nước quá cao, nồng độ protein trong dịch thủy phân sẽ thấp, gây khó khăn cho quá trình thu hồi. Nghiên cứu chỉ ra rằng tỷ lệ tối ưu là tỷ lệ mà tại đó hiệu suất thu nhận protein là cao nhất.

4.2. Ảnh Hưởng Của Nồng Độ Enzyme Đến Hiệu Suất Thủy Phân Protein

Nồng độ enzyme cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất thủy phân protein. Khi nồng độ enzyme quá thấp, quá trình thủy phân diễn ra chậm và hiệu suất thấp. Khi nồng độ enzyme quá cao, chi phí sẽ tăng và có thể gây ra các phản ứng phụ không mong muốn. Cần xác định nồng độ enzyme tối ưu để đạt được hiệu suất cao nhất mà vẫn đảm bảo tính kinh tế.

4.3. Hoạt Tính Chống Oxy Hóa Của Protein Thủy Phân Từ Bã Đậu Nành

Các protein thủy phân thu được từ bã đậu nành có hoạt tính chống oxy hóa đáng kể. Điều này là do sự hình thành các peptide có khả năng khử gốc tự do. Hoạt tính chống oxy hóa có thể được tăng cường bằng cách điều chỉnh các điều kiện thủy phân, chẳng hạn như sử dụng kết hợp các loại enzyme khác nhau.

V. Ứng Dụng Thực Tiễn Tiềm Năng Của Protein Từ Bã Đậu Nành

Protein thu được từ bã đậu nành có nhiều ứng dụng tiềm năng trong ngành thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Các peptide có hoạt tính chống oxy hóa có thể được sử dụng làm thành phần chức năng trong thực phẩm bổ sung hoặc dược phẩm. Protein cũng có thể được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất thức ăn chăn nuôi, góp phần vào việc giảm thiểu chất thải và tăng cường tính bền vững.

5.1. Ứng Dụng Protein Đậu Nành Trong Thực Phẩm Và Đồ Uống Chức Năng

Protein đậu nành có thể được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm và đồ uống chức năng, chẳng hạn như thanh protein, đồ uống phục hồi sau tập luyện, và thực phẩm bổ sung protein. Các peptide có hoạt tính chống oxy hóa có thể giúp bảo vệ tế bào khỏi tổn thương do gốc tự do, mang lại lợi ích cho sức khỏe.

5.2. Sử Dụng Protein Bã Đậu Trong Thức Ăn Chăn Nuôi Giá Rẻ

Bã đậu nành là một nguồn protein rẻ tiền và giàu dinh dưỡng cho thức ăn chăn nuôi. Việc sử dụng protein thu được từ bã đậu nành có thể giúp giảm chi phí thức ăn và cải thiện sức khỏe của vật nuôi.

5.3. Tiềm Năng Trong Ngành Dược Phẩm Và Mỹ Phẩm Peptides Chống Oxy Hóa

Các peptide có hoạt tính chống oxy hóa thu được từ bã đậu nành có tiềm năng ứng dụng trong ngành dược phẩm và mỹ phẩm. Chúng có thể được sử dụng để bảo vệ da khỏi tổn thương do ánh nắng mặt trời, giảm nếp nhăn và cải thiện sức khỏe tổng thể của da.

VI. Kết Luận Hướng Đi Mới Cho Bã Đậu Nành Và Kinh Tế Tuần Hoàn

Nghiên cứu này đã chứng minh rằng việc thu nhận protein từ bã đậu nành bằng enzyme thương mại là một phương pháp khả thi và đầy tiềm năng. Việc tận dụng bã đậu nành không chỉ giúp giảm thiểu chất thải mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị gia tăng, góp phần vào kinh tế tuần hoàn và phát triển bền vững. Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các quy trình thu nhận protein hiệu quả hơn để khai thác tối đa tiềm năng của bã đậu nành.

6.1. Tái Chế Bã Đậu Nành Góp Phần Vào Phát Triển Bền Vững

Tái chế bã đậu nành thông qua việc thu nhận protein giúp giảm thiểu lượng chất thải đổ vào môi trường, đồng thời tạo ra nguồn tài nguyên có giá trị. Điều này phù hợp với các mục tiêu phát triển bền vững của Liên Hợp Quốc.

6.2. Giá Trị Gia Tăng Bã Đậu Nành Tạo Lợi Nhuận Cho Doanh Nghiệp

Việc chuyển đổi bã đậu nành thành các sản phẩm có giá trị gia tăng như protein isolate, protein concentrate và peptides mang lại lợi nhuận cho doanh nghiệp và tạo ra cơ hội việc làm mới.

6.3. Nghiên Cứu Tiếp Theo Phát Triển Công Nghệ Enzyme Hiệu Quả Hơn

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các công nghệ enzyme mới, hiệu quả hơn và tiết kiệm chi phí hơn để thu nhận protein từ bã đậu nành. Các nghiên cứu này có thể tập trung vào việc tìm kiếm các loại enzyme mới, tối ưu hóa điều kiện phản ứng và phát triển các phương pháp tách chiết protein hiệu quả hơn.

Tổng quan nghiên cứu

Ngành sản xuất sữa đậu nành tại Việt Nam đã có sự phát triển vượt bậc trong những năm gần đây, với mức tiêu thụ khoảng 613 triệu lít năm 2014, tương đương khoảng 1,5 triệu lít mỗi ngày, đưa Việt Nam trở thành nước tiêu thụ sữa đậu nành lớn thứ ba thế giới. Song song với sự phát triển này, lượng bã đậu nành thải ra từ các nhà máy sản xuất sữa đậu nành cũng rất lớn, ví dụ như nhà máy Vinasoy với công suất 180 triệu lít/năm thải ra khoảng 20.000 tấn bã đậu mỗi năm. Phần lớn bã đậu này được sấy khô để làm thức ăn chăn nuôi, tuy nhiên phương pháp này tiêu tốn nhiều năng lượng và giá trị kinh tế không cao. Bã đậu nành vẫn chứa nhiều thành phần dinh dưỡng như protein (khoảng 17-30%), gluxit, chất béo và chất xơ, do đó việc tận thu protein từ bã đậu có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao giá trị phụ phẩm và giảm lãng phí tài nguyên.

Mục tiêu nghiên cứu là thu nhận sản phẩm thủy phân protein từ bã đậu nành của công nghiệp sản xuất sữa bằng các chế phẩm enzyme thương mại, nhằm tối ưu hóa hiệu suất thu hồi protein và tạo ra các peptide có hoạt tính chống oxy hóa cao. Nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố như tỷ lệ phối trộn bã đậu và nước, chế độ khuấy, nồng độ enzyme và sự phối hợp giữa hai chế phẩm enzyme Neutrase và Flavourzyme. Phạm vi nghiên cứu thực hiện tại nhà máy sữa đậu nành Vinasoy, Bắc Ninh, trong năm 2018. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc phát triển công nghệ xử lý phụ phẩm ngành sữa đậu nành, góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình enzyme protease trong thủy phân protein. Protease là nhóm enzyme xúc tác phân cắt liên kết peptide trong phân tử protein, gồm hai loại chính: endopeptidase cắt liên kết nội mạch tạo ra các peptide trung gian, và exopeptidase cắt ở đầu mạch tạo ra các axit amin tự do. Hai chế phẩm enzyme thương mại được sử dụng là Neutrase (chủ yếu endopeptidase) và Flavourzyme (phức hợp endo- và exopeptidase).

Ba khái niệm chính được áp dụng gồm: hiệu suất thu hồi protein (tỷ lệ protein thu được so với protein ban đầu trong bã đậu), hiệu suất thủy phân protein (tỷ lệ protein bị thủy phân thành dạng hòa tan), và hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân (đánh giá qua giá trị IC50 của phản ứng DPPH). Ngoài ra, các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính enzyme như pH, nhiệt độ, nồng độ enzyme, tỷ lệ phối trộn cơ chất và chế độ khuấy cũng được xem xét kỹ lưỡng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là bã đậu nành ướt lấy từ nhà máy Vinasoy, Bắc Ninh. Bã đậu được bảo quản lạnh, chia thành hai phần: một phần thủy phân trực tiếp, phần còn lại được sấy khô trước khi thủy phân. Hai chế phẩm enzyme Neutrase và Flavourzyme được cung cấp bởi công ty Novozym, Đan Mạch.

Phương pháp phân tích gồm xác định hoạt độ protease bằng phương pháp thủy phân casein và định lượng tyrosine, xác định protein hòa tan bằng phương pháp Lowry, xác định axit amin bằng phản ứng Ninhydrin, và đánh giá hoạt tính chống oxy hóa bằng phương pháp DPPH. Các thí nghiệm thủy phân được thực hiện ở pH 7, nhiệt độ 50°C, với các tỷ lệ phối trộn bã đậu và nước từ 1:2 đến 1:10, nồng độ enzyme từ 10 đến 40 U/g bã đậu, và các chế độ khuấy khác nhau (tĩnh, khuấy liên tục, khuấy gián đoạn).

Cỡ mẫu nghiên cứu gồm các mẫu bã đậu ướt và khô, mỗi thí nghiệm được lặp lại ít nhất ba lần để đảm bảo tính chính xác. Phân tích số liệu sử dụng phần mềm thống kê, kết quả được trình bày dưới dạng đồ thị và bảng biểu để so sánh hiệu quả các điều kiện thủy phân.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thành phần bã đậu nành: Bã đậu nành ướt chứa khoảng 84,67% độ ẩm và 17,26% protein trên chất khô, cho thấy tiềm năng thu hồi protein cao.

2. Hoạt độ enzyme: Hoạt độ trung bình của Neutrase là 549,99 U/g, cao hơn Flavourzyme với 264,77 U/g, phản ánh khả năng thủy phân mạnh mẽ hơn của Neutrase.

3. Hiệu suất thu hồi protein: Neutrase đạt hiệu suất thu hồi protein cao hơn Flavourzyme (41,61% so với 34,47%), tương ứng với lượng protein thu hồi lần lượt là 1,207g/100g bã đậu và 0,985g/100g bã đậu.

4. Ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn bã đậu và nước: Tỷ lệ phối trộn 1:8 (bã đậu:nước) cho hiệu suất thu hồi protein và hiệu suất thủy phân cao nhất, với hiệu suất thu hồi protein của Neutrase đạt 1,223g/100g bã đậu, Flavourzyme đạt 1,010g/100g bã đậu. Hoạt tính chống oxy hóa của dịch thủy phân đạt giá trị IC50 thấp nhất tại tỷ lệ này (0,297 mg cho Neutrase và 0,374 mg cho Flavourzyme), cho thấy khả năng chống oxy hóa cao.

5. Ảnh hưởng chế độ khuấy: Khuấy gián đoạn 30 phút/lần ở tốc độ 200 rpm tối ưu cho cả hai enzyme, đạt hiệu suất thu hồi protein cao nhất (46,1% với Neutrase) và hoạt tính chống oxy hóa cao hơn so với khuấy liên tục hoặc tĩnh.

6. Ảnh hưởng nồng độ enzyme: Tăng nồng độ enzyme từ 10 đến 30 U/g bã đậu làm tăng hiệu suất thủy phân và lượng axit amin thu được, tuy nhiên khi vượt quá 30 U/g, hiệu suất không tăng đáng kể, cho thấy điểm bão hòa enzyme.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy Neutrase với đặc tính endopeptidase mạnh mẽ có hiệu suất thu hồi protein cao hơn Flavourzyme, phù hợp với vai trò cắt mạch protein thành các peptide trung gian. Ngược lại, Flavourzyme với hoạt tính exopeptidase cao hơn tạo ra lượng axit amin tự do lớn hơn, góp phần nâng cao hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm thủy phân. Tỷ lệ phối trộn 1:8 cân bằng giữa độ pha loãng và nồng độ cơ chất, tối ưu hóa sự tiếp xúc enzyme với protein trong bã đậu.

Chế độ khuấy gián đoạn giúp duy trì sự phân tán enzyme và cơ chất hiệu quả, đồng thời tránh hiện tượng enzyme bị bất hoạt do quá nhiệt hoặc quá khuấy. Nồng độ enzyme tối ưu khoảng 30 U/g bã đậu phù hợp với các nghiên cứu trước đây, đảm bảo hiệu quả thủy phân mà không gây lãng phí enzyme.

Các kết quả này tương đồng với nghiên cứu của Nermati và các cộng sự về hiệu quả của Neutrase trong thủy phân protein phế liệu, đồng thời mở ra hướng ứng dụng phối hợp enzyme để thu nhận sản phẩm peptide có hoạt tính sinh học cao từ bã đậu nành. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh hiệu suất thu hồi protein, lượng axit amin và giá trị IC50 theo các điều kiện nghiên cứu để minh họa rõ ràng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng tỷ lệ phối trộn bã đậu và nước 1:8 trong quy trình thủy phân protein để tối ưu hiệu suất thu hồi và hoạt tính chống oxy hóa, giúp nâng cao giá trị sản phẩm phụ ngành sữa đậu nành.

2. Sử dụng chế độ khuấy gián đoạn 30 phút/lần ở tốc độ 200 rpm nhằm duy trì hiệu quả thủy phân và giảm thiểu tổn thất enzyme, áp dụng trong các quy trình công nghiệp quy mô vừa và lớn.

3. Điều chỉnh nồng độ enzyme khoảng 30 U/g bã đậu để cân bằng chi phí và hiệu quả thủy phân, tránh lãng phí enzyme và đảm bảo sản phẩm có chất lượng cao.

4. Phối hợp sử dụng đồng thời hai chế phẩm enzyme Neutrase và Flavourzyme để tận dụng ưu điểm của từng loại enzyme, tạo ra sản phẩm peptide có hoạt tính sinh học đa dạng, phục vụ cho ngành thực phẩm chức năng và dược phẩm.

5. Khuyến khích các doanh nghiệp sản xuất sữa đậu nành đầu tư nghiên cứu và ứng dụng công nghệ thủy phân enzyme nhằm tận thu nguồn protein từ bã đậu, giảm thiểu chất thải và tăng giá trị kinh tế.

Các giải pháp trên nên được triển khai trong vòng 1-2 năm tới, với sự phối hợp giữa viện nghiên cứu, trường đại học và doanh nghiệp để phát triển quy trình công nghệ phù hợp, đồng thời đào tạo nhân lực kỹ thuật vận hành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Doanh nghiệp sản xuất sữa đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành: Nghiên cứu cung cấp giải pháp tận thu protein từ phụ phẩm, giúp giảm chi phí xử lý chất thải và tăng giá trị sản phẩm.

2. Các viện nghiên cứu và trường đại học chuyên ngành công nghệ sinh học, công nghệ thực phẩm: Là tài liệu tham khảo về ứng dụng enzyme trong thủy phân protein và phát triển sản phẩm peptide có hoạt tính sinh học.

3. Nhà sản xuất enzyme thương mại và công ty công nghệ enzyme: Cung cấp thông tin về hiệu quả và điều kiện hoạt động của các chế phẩm enzyme Neutrase và Flavourzyme trong xử lý bã đậu nành.

4. Ngành công nghiệp thực phẩm chức năng và dược phẩm: Nghiên cứu mở ra hướng phát triển nguyên liệu peptide chống oxy hóa từ nguồn nguyên liệu tự nhiên, có tiềm năng ứng dụng trong sản xuất thực phẩm bổ sung và dược phẩm.

Mỗi nhóm đối tượng có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu để phát triển sản phẩm mới, tối ưu hóa quy trình sản xuất hoặc nâng cao hiệu quả kinh tế và bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cần thu hồi protein từ bã đậu nành?
   Bã đậu nành chứa khoảng 17-30% protein có giá trị dinh dưỡng cao. Thu hồi protein giúp giảm lãng phí tài nguyên, tăng giá trị kinh tế và giảm ô nhiễm môi trường do chất thải.

2. Ưu điểm của phương pháp thủy phân enzyme so với phương pháp hóa học?
   Phương pháp enzyme có tính đặc hiệu cao, hoạt động trong điều kiện ôn hòa, ít phá hủy axit amin, dễ kiểm soát và thân thiện với môi trường, mặc dù chi phí enzyme cao hơn.

3. Tỷ lệ phối trộn bã đậu và nước ảnh hưởng thế nào đến hiệu suất thu hồi protein?
   Tỷ lệ phối trộn 1:8 được xác định là tối ưu, cân bằng giữa độ pha loãng và nồng độ cơ chất, giúp enzyme tiếp xúc hiệu quả với protein, nâng cao hiệu suất thu hồi và hoạt tính chống oxy hóa.

4. Chế độ khuấy nào phù hợp nhất trong quá trình thủy phân?
   Khuấy gián đoạn 30 phút/lần ở tốc độ 200 rpm giúp duy trì sự phân tán enzyme và cơ chất hiệu quả, tránh hiện tượng enzyme bị bất hoạt do quá khuấy hoặc nhiệt độ cao.

5. Có thể phối hợp các loại enzyme để nâng cao hiệu quả thủy phân không?
   Có, phối hợp Neutrase (endopeptidase) và Flavourzyme (endo- và exopeptidase) giúp tận dụng ưu điểm của từng enzyme, tạo ra sản phẩm peptide đa dạng với hoạt tính sinh học cao hơn.

Kết luận

• Bã đậu nành chứa hàm lượng protein cao (khoảng 17,26% trên chất khô) và có tiềm năng thu hồi hiệu quả bằng phương pháp thủy phân enzyme.
• Chế phẩm enzyme Neutrase có hiệu suất thu hồi protein cao hơn Flavourzyme, trong khi Flavourzyme tạo ra lượng axit amin tự do và hoạt tính chống oxy hóa cao hơn.
• Tỷ lệ phối trộn bã đậu và nước 1:8, chế độ khuấy gián đoạn 30 phút/lần ở 200 rpm và nồng độ enzyme 30 U/g bã đậu là các điều kiện tối ưu cho quá trình thủy phân.
• Sản phẩm thủy phân protein từ bã đậu nành có hoạt tính chống oxy hóa cao, mở ra hướng ứng dụng trong thực phẩm chức năng và dược phẩm.
• Đề xuất triển khai ứng dụng công nghệ thủy phân enzyme trong ngành sản xuất sữa đậu nành trong vòng 1-2 năm tới để nâng cao giá trị phụ phẩm và bảo vệ môi trường.

Quý độc giả và các nhà nghiên cứu được khuyến khích tiếp tục phát triển và ứng dụng các kết quả này nhằm thúc đẩy ngành công nghiệp chế biến đậu nành bền vững và hiệu quả hơn.