Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến quá trình trích ly protein từ bèo tấm bằng phương pháp truyền thống

Bài viết đưa ra được các thông số công nghệ phù hợp cho quá trình trích ly protein từ bèo tấm bằng phương pháp truyền thống. Qua thực nghiệm khảo sát đơn yếu tố, loại dung môi thích hợp để trích ly protein từ bèo tấm đạt hiệu suất cao nhất là dung môi NaOH 1%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20, trích ly ở điều kiện nhiệt độ 55oC trong 75 phút thu được hiệu suất trích ly protein từ bèo tấm đạt 41,18±0,32%.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát ảnh hưởng của một số thông số công nghệ đến quá trình trích ly protein từ bèo tấm bằng phương pháp truyền thống Hội thảo khoa học khoa Công nghệ thực phẩm 2018 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN QUÁ TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ BÈO TẤM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG Lê Ngọc Quỳnh Nhi*, Lương Trí Phong, Trần Chí Hải 1 Trường Đại học Công nghiệp thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh *Email: nhile241296@gmail.com Ngày nhận bài: 07/7/2018 ; Ngày chấp nhận đăng: 12/7/2018 TÓM TẮT Theo các nhà khoa học, bèo tấm có tỉ lệ protein rất cao, thậm chí còn cao hơn tỉ lệ protein trong đậu nành (45% so với 36%) và nguồn nguyên liệu này có tốc độ sinh trưởng nhanh, phổ biến lại rất rẻ tiền. Mục đích của nghiên cứu này là đưa ra được các thông số công nghệ phù hợp cho quá trình trích ly protein từ bèo tấm bằng phương pháp truyền thống. Qua thực nghiệm khảo sát đơn yếu tố, loại dung môi thích hợp để trích ly protein từ bèo tấm đạt hiệu suất cao nhất là dung môi NaOH 1%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20, trích ly ở điều kiện nhiệt độ 55oC trong 75 phút thu được hiệu suất trích ly protein từ bèo tấm đạt 41,18±0,32%. Từ khóa: bèo tấm, Lemnoideae, protein, trích ly protein. 1. GIỚI THIỆU Bèo tấm (Lemnoideae) là loại thực vật thủy sinh một lá mầm có tốc độ sinh trưởng mạnh, chúng có thể tăng gấp đôi so với khối lượng ban đầu trong 16 giờ đến 48 giờ nếu được cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng, ánh sáng mặt trời, nhiệt độ nước tối ưu [1]. Trong bèo tấm, có chứa hàm lượng chất xơ cao khoảng 63%, ngoài ra bèo tấm còn chứa nhiều amino acid và acid béo cần thiết cho cơ thể như: Lysine, Cysteine, Phenylalanine,...Hàm lượng protein chiếm 20-35%, chất béo từ 4-7% trong chất khô và các acid amin thiết yếu [2]. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để thu nhận protein như: siêu âm, sử dụng enzyme, sử dụng các dung môi hữu cơ,... đều đã mang lại hiệu quả cao cho việc trích ly protein từ bèo tấm. Tuy nhiên, phương pháp truyền thống với việc sử dụng các dung môi thẩm thấu vào tế bào, từ đó protein sẽ hòa tan và khuếch tán đi vào trong dịch luôn là phương pháp ưu tiên hàng đầu vì sự đơn giản và rẻ tiền. Trong nghiên cứu này, các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly protein từ bèo tấm như: kích thước nguyên liệu, nồng độ, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi, nhiệt độ và thời gian trích ly đã được nghiên cứu, nhằm thu được hiệu suất trích ly và độ tinh sạch protein cao nhất. Đây chính là cơ sở và nền tảng cho các nghiên cứu sâu hơn để sản xuất các sản phẩm có liên quan đến thành phần protein từ bèo nói riêng và thực vật giàu protein nói chung. 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu 57 Lê Ngọc Quỳnh Nhi, Lương Trí Phong, Trần chí Hải Bèo tấm được thu nhận ở đầm rau nhút xã Tân Hòa Thành, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang. Bèo tươi được vớt lên, loại bỏ tạp chất và được rửa sạch, phơi khô. Sau đó, bèo tấm khô được xay nhuyễn và rây với các kích thước khác nhau tại phòng thí nghiệm Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm. Sản phẩm bèo tấm khô có độ ẩm từ 5,15-5,26%, hàm lượng béo chiếm tỉ lệ nhỏ khoảng 2- 2,04% và hàm lượng protein trong bèo tấm giao động khoảng 23,95 - 24,23% trọng lượng chất khô. Thuốc thử Nessler được cung cấp bởi Công ty Merck KGaA. Các hóa chất phân tích khác được đáp ứng các yêu cầu hóa chất dùng trong phòng thí nghiệm. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Khảo sát các phân đoạn protein trích ly từ bèo tấm Phương pháp của Branda Hu và Esen được sử dụng để xác định tỷ lệ bốn phân đoạn của protein trong bèo tấm dựa vào khả năng hòa tan của chúng trong các dung môi khác nhau. Bèo được xử lý lần lượt bằng nước cất theo tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/30, 0,5M NaCl theo tỉ lệ (1/30), 70% ethanol theo tỉ lệ (1/20) và 1% NaOH theo tỉ lệ (1/25). Phần dịch nổi được giữ lại để xác định protein, phần rắn được sử dụng để trích ly với dung môi tiếp theo [3]. Thông số cố định (kích thước nguyên liệu: 0,3mm, nhiệt độ: 50oC, thời gian: 180 phút). 2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu Thông số cố định: dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.1.), nồng độ dung môi 1%, tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20, nhiệt độ 50oC, thời gian 30 phút. Thông số khảo sát thay đổi lần lượt theo kích thước nguyên liệu: 0,125mm, 0,3mm, 0,5mm, 1mm. 2.2.3. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung môi Thông số cố định: dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.1.), kích thước nguyên liệu (theo Thí nghiệm 2.2.2.), tỉ lệ nguyên liệu/dung môi 1/20, nhiệt độ 50oC, thời gian 30 phút. Thông số khảo sát thay đổi lần lượt theo nồng độ dung môi: 0,5%, 1%, 1,5%, 2%, 2,5%. 2.2.4. Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ nguyên liệu/dung môi Thông số cố định: dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.1.), kích thước nguyên liệu (theo Thí nghiệm 2.2.2.), nồng độ dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.3.), nhiệt độ 50oC, thời gian 30 phút. Thông số khảo sát thay đổi lần lượt theo tỉ lệ nguyên liệu/dung môi là 1/10, 1/15, 1/20, 1/25, 1/30. 2.2.5. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ trích ly Thông số cố định: dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.1.), kích thước nguyên liệu (theo Thí nghiệm 2.2.2.), nồng độ dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.3.), tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.4.), thời gian 30 phút. Thông số khảo sát thay đổi lần lượt theo nhiệt độ trích ly là 35oC, 40oC, 45oC, 50oC, 55oC, 60oC. 2.2.6. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian trích ly Thông số cố định: dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.1.), kích thước nguyên liệu (theo Thí nghiệm 2.2.2.), nồng độ dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.3.), tỉ lệ nguyên liệu/dung môi (theo Thí nghiệm 2.2.4.), nhiệt độ (theo Thí nghiệm 2.2.5.). Thông số khảo sát thay đổi lần lượt theo th ...