Nghiên cứu quá trình trích ly protein từ bèo tấm Lemna minor với sự hổ trợ của siêu âm

Bài viết cho thấy ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên hiệu suất thu hồi của quá trình trích ly protein từ bèo tấm Lemna Minor với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đã được tiến hành. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thu nhận protein bèo tấm đã được khảo sát bao gồm tỉ lệ nguyên liệu dung môi, công suất, nhiệt độ và thời gian.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu quá trình trích ly protein từ bèo tấm Lemna minor với sự hổ trợ của siêu âm Hội thảo khoa học khoa Công nghệ thực phẩm 2018 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TRÍCH LY PROTEIN TỪ BÈO TẤM LEMNA MINOR VỚI SỰ HỔ TRỢ CỦA SIÊU ÂM Lưu Thị Kim Hoa1*, Trương Quang Hiển1, Trần Chí Hải1 1 Khoa công nghệ thực phẩm, trường Đại học Công Nghiệp Thực Phẩm TP. Hồ Chí Minh, Vietnam * Email: luuthikimhoa1996@gmail.com Ngày nhận bài: 07/7/2018; Ngày chấp nhận đăng: 12/7/2018 TÓM TẮT Trong nghiên cứu này, ảnh hưởng của các thông số công nghệ lên hiệu suất thu hồi của quá trình trích ly protein từ bèo tấm Lemna Minor với sự hỗ trợ của sóng siêu âm đã được tiến hành. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thu nhận protein bèo tấm đã được khảo sát bao gồm tỉ lệ nguyên liệu dung môi, công suất, nhiệt độ và thời gian. Qua nghiên cứu, các điều kiện thích hợp cho quá trình trích ly ở môi trường pH trung tính (pH =7,0) là tỉ lệ nguyên liệu: dung môi là 1:25, công suất 300W/g, nhiệt độ 55C và thời gian 15 phút. Tại các thông số này, hiệu quả khai thác protein là 40,418%, tăng 19,12% so với mẫu đối chứng và độ tinh sạch là 56,38% tăng 20,88% so với mẫu đối chứng. Từ khóa: Bèo tấm, siêu âm, trích ly protein. 1. GIỚI THIỆU Phân họ Bèo tấm (Lemnoideae) có 37 loài thuộc 5 chi (Spirodela, Landoltia, Lemna, Wolffiella và Wolffia) , là nhóm thực vật một lá mầm thủy sinh có phổ phân bố rất rộng cùng với tốc độ sinh trưởng nhanh [1], có tiềm năng kinh tế cao và được quan tâm trong các nghiên cứu cơ bản. Tính theo trọng lượng khô, kết quả về hàm lượng của các thành phần như protein trong bèo dao động trong khoảng 20% đến 35%, chất béo từ 4% đến 7% và tinh bột từ 4% đến 10% trọng lượng khô. Đáng chú ý là, tỷ lệ và thành phần của các acid amin trong bèo gần với các khuyến cáo của WHO (tổ chức y tế thế giới] khuyến nghị, ví dụ 4,8% Lysine, 2,7% Methionine + Cysteins và 7,7% Phenylalanine + Tyrosine [2]. Theo đó, W. hyalina và W. microscopica được khuyến cáo cho dinh dưỡng của con người. Tuy nhiên, việc sử dụng bèo tấm làm đối tượng nghiên cứu tại Việt Nam còn chưa thu được nhiều sự quan tâm. Đa phần các nghiên cứu tập trung vào những ứng dụng bèo tấm trong sản xuất nông nghiệp. Ví dụ, khi sử dụng bèo tấm trong khẩu phần ăn của vịt thịt và vịt sinh sản thì mức tăng trọng của vịt thịt, tỷ lệ đẻ và tỷ lệ trứng có phôi của vịt sinh sản đều tương đương với vịt được bổ sung bột đậu nành và bột cá [3]. Nghiên cứu sinh học phân tử trên bèo tấm ở Việt Nam “Nghiên cứu tạo giống bèo tấm mang gen kháng nguyên H5N1 phòng chống bệnh cúm ở gia cầm” của PGS.TS Lê Huy Hàm (Viện Di truyền nông nghiệp) [4]. Tuy nhiên, đối tượng protein có trong bèo vẫn chưa được quan tâm sử dụng. Ứng dụng của sóng siêu (UAE) âm trong các nghiên cứu cho thấy sóng siêu âm có khả năng tăng cường khai thác các thành phần từ vật liệu thực vật và động vật. Tổng quan này cho thấy công nghệ UAE có khả năng tăng cường khai thác các thành phần như polyphenolics, anthocyanins, hợp chất thơm, polysaccharides, dầu và các hợp chất chức năng khi được sử dụng như một bước tiền xử lý trong một quy trình đơn vị. Năng suất cao hơn thu được ở UAE các quy trình là mối quan tâm chính từ 154 Lưu Thị Kim Hoa, Trương Quang Hiển, Trần Chí Hải quan điểm công nghiệp, vì công nghệ là bước “thêm vào” cho quy trình hiện tại với sự thay đổi tối thiểu, ứng dụng trong dung dịch nước, nơi dung môi hữu cơ có thể được thay thế bằng dung môi thường được công nhận là dung môi an toàn (GRAS), giảm sử dụng dung môi và rút ngắn thời gian khai thác [5]. Việc sử dụng siêu âm cho mục đích khai thác trong nguyên liệu chi phí cao là một sự thay thế kinh tế cho các quá trình khai thác truyền thống, mà là một nhu cầu của ngành cho sự phát triển bền vững. Trong nghiên cứu này, các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly protein với sự hỗ trợ của siêu âm như tỉ lệ nguyên liệu dung môi, thời gian siêu âm, công suất siêu âm, nhiệt độ đầu vào được tiến hành trên đối tượng bèo tấm nhằm tận dụng nguồn protein giá thành thấp, nâng cao giá trị sử dụng đồng thời là bước đầu là tiền đề cho các nghiên cứu sâu hơn để phát triển các sản phẩm từ bèo tấm. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Nguyên liệu được chọn nghiên cứu là bèo tấm tại đầm rau nhút ở xã Tân Hòa Thành, huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang, sau đó được rửa sạch, phơi khô tự nhiên, loại bỏ tạp chất và nghiền nhuyễn. Bột bèo tấm được rây ở kích thước 0,3mm, thu nhận phần bèo qua rây để chuẩn bị cho các nghiên cứu tiếp theo. Bột bèo tấm có hàm lượng protein dao động khoảng 6,8 - 45%; khoáng 12 – 26,7%; carbohydrate 14,1- 43,6%; lipid 1,8 – 9,2% [6]. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Bố trí thí nghiêm Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành khảo sát các thông số như là tỷ lệ nguyên liệu dung môi, công suất siêu âm, thời gian siêu âm, nhiệt độ đầu vào ảnh hưởng lên hiệu suất trích ly và độ tinh sạch. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu: dung môi Nguyên liệu được cân vào các cốc 100ml với khối lượng như nhau là 1,00g, thêm dung môi nước cất lần lượt với các tỷ lệ là 1: 15, 1:20, 1:25, 1:30, 1:40. Nhiệt độ đầu vào của mẫu để ở nhiệt độ phòng (35C) trong vòng 15 phút. Sau đó tiến hành siêu âm ở công suất 300W/g trong 15 phút. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng thời gian siêu âm Nguyên liệu được cân vào các cốc 100ml với khối lượng như nhau là 1,00g, thêm dung môi nước cất theo kết quả ở thí nghiệm 1. Sau đó tiến hành siêu âm ở công suất 300W/g trong thời gian lần lượt là 5, 10, 15, 20, 25 phút. Nhiệt độ đầu vào của mẫu để ở nhiệt độ phòng (35C) trong vòng 15 phút. Thí nghiệm 3: Khảo sát ả ...