Tài liệu Nghiên cứu sản xuất bột trái nhàu (morinda citrifolia) bằng phương pháp enzyme

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA LÂM TRỌNG NGHĨA NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT BỘT TRÁI NHÀU (MORINDA CITRIFOLIA) BẰNG PHƯƠNG PHÁP ENZYME Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm và Đồ Uống Mã số: 605402 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2015 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG – HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS Đống Thị Anh Đào ...................... (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Lê Thị Hồng Ánh ........................................ (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Lại Quốc Đạt .............................................. (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 14 tháng 01 năm 2015. Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) 1. PGS. TS Lê Thị Thu Hương. 2. TS. Lê Thị Hồng Ánh. 3. TS. Lại Quốc Đạt. 4. TS. Tôn Nữ Minh Nguyệt. 5. TS. Võ Đình Lệ Tâm. 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 (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA………… ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Lâm Trọng Nghĩa MSHV: 12144523 Ngày, tháng, năm sinh: 05/11/1984 Nơi sinh: Trà Vinh Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống Mã số: 605452 I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu sản xuất bột trái nhàu (Morinda citrifolia) bằng phương pháp enzyme. II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Đưa ra quy trình và thu nhận sản phẩm dạng bột. - Khảo sát quá trình xử lý nhàu bằng chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L. - Tối ưu hóa quá trình xử lý nhàu bằng chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L. - Kiểm tra một số thành phần hóa học của dịch nhàu sau khi thủy phân. - Kiểm tra hoạt tính chống oxy hóa. - Đánh giá cảm quan bước đầu về sản phẩm “ Bột nhàu hòa tan”. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Tháng 7/2014 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Tháng 01/2015 V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS Đống Thị Anh Đào Tp. HCM, ngày 14 tháng 01 năm 2015 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC LỜI CẢM ƠN Đề tài luận văn đã được hoàn thành sau thời gian nghiên cứu tại phòng thí nghiệm Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Kỹ Thuật Hóa Học - Trường Đại Học Bách Khoa – TP.HCM. Có được những thành quả đó là nhờ sự giúp đỡ của gia đình, thầy cô và bạn bè. Em xin chân thành cảm ơn cô Đống Thị Anh Đào đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong suốt quá trình làm luận văn tốt nghiệp tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt bài luận văn này. Xin cảm ơn các bạn cùng lớp đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến em hoàn tất đề tài tốt nghiệp của mình. Kính chúc quý thầy cô và các bạn luôn thành công trong công việc và trong cuộc sống. Chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2015 Học viên thực hiện Lâm Trọng Nghĩa TÓM TẮT Trái nhàu (Morinda citrifolia) đã được sử dụng trong dân gian của nhiều nước trên thế giới. Trái nhàu giàu khoáng chất, chứa các chất có hoạt tính sinh học được dùng làm dược liệu quý, có tác dụng hỗ trợ và điều trị một số bệnh. Tuy nhiên hiện nay các sản phẩm chế biến bột từ trái nhàu vẫn chưa có công bố khoa học nào về việc sử dụng enzyme pectinase để thu nhận dịch trích từ trái nhàu với hàm lượng chất khô cao. Do đó, việc tiến hành “Nghiên cứu sản xuất bột trái nhàu (Morinda citrifolia) bằng phương pháp enzyme” là một trong những quá trình để tạo ra thành phẩm bột nhàu nhằm đa dạng hóa các sản phẩm và đưa bột nhàu thành nguồn nguyên liệu cho công nghiệp. Điều này sẽ góp phần gia tăng giá trị sử dụng và hiệu quả kinh tế của trái nhàu. Nghiên cứu này đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng quá trình xử lý trái nhàu bằng chế phẩm enzyme pectinase đến hiệu suất thu hồi chất khô. Kết quả thực nghiệm cho thấy, hàm lượng chế phẩm enzyme pectinase, nhiệt độ và thời gian đều ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô và tiến hành tối ưu hóa các yếu tố này. Từ kết quả tối ưu hóa, chúng tôi có được các thông số về hàm lượng enzyme, nhiệt độ và thời gian tối ưu để đạt hiệu suất thu hồi chất khô là cao nhất. Kết quả tối ưu theo phương trình hồi quy như sau: - Nồng độ chế phẩm enzyme: 0,34% v/w - Nhiệt độ: 40,30C - Thời gian: 152,26 phút Hiệu suất thu hồi chất khô đạt được tại điều kiện này là 66,5719% w/w. Sau đó tiến hành sấy phun tại điều kiện nồng độ chất khô 20%, nhiệt độ không khí đầu vào là 1600C, áp lực khí nén 3 bar, lưu lượng 22,5ml/phút. Sản phẩm bột có màu trắng, mùi đặc trưng của nhàu, vị hơi nồng, độ ẩm 4,48%, hàm lượng vitamin C trong bột nhàu là 519,8mg/100g. ABSTRACT Noni (Morinda citrifolia) has been used for long in many countries around the world. Noni is rich in minerals, containing bioactive substances are used as medicinal herbs, effective support and treatment of certain diseases. But now the powder products made from Noni has no scientific publications about the use of pectinase enzyme to receive fruit extraction from Noni with a high solid content. Therefore, conducting "research produced Noni powder (Morinda citrifolia) by enzymatic methods" is one of the process to create a powder to aim diversification of products and Noni powder become a source of raw materials for industry. This will contribute to increasing the used value and economic effects of Noni. This research has surveyed the affects of the treatment Noni by pectinase enzyme to the recovery yield of dry solid. The experimental results showed that the concentration of pectinase enzyme, temperature and time affect the recovery yield of dry solid and conducted optimization of factors. From the results of optimization, we get the optimum parameters of enzyme concentration, temperature and time in order to reveal the highest recovery yield of dry solid. Optimal results according to the regression equation as follows: - The concentration of enzyme: 0,34% v/w. - Temperature: 40,300C. - Time: 152,26 minutes. The optimal recovery of dry solid in this condition is 66,5719% w/w. Then, to spray in dry concentration conditions 20%, initial air temperature 1600C, air pressure 3 bar and flow 10rpm. The end-product is white powder, noni odor characteristic, taste bit, 4,48% humidity, powder noni concentration vitamin C of 519,8mg/100g. LỜI CAM ĐOAN Tôi tên: Lâm Trọng Nghĩa MSHV: 12144523 Sinh ngày: 05/11/1984 Nơi sinh: Trà Vinh Hiện đang là học viên cao học khóa 2012 ngành Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống – Trường ĐH Bách Khoa TP. HCM. Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung luận văn được trình bày ở đây do chính tôi thực hiện, số liệu được thu thập một cách khách quan và không sao chép bất kỳ nội dung của tác giả nào. TP. Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2015 Học viên Lâm Trọng Nghĩa PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG THÔNG TIN CÁ NHÂN Họ và tên: Lâm Trọng Nghĩa Ngày, tháng, năm sinh: 05/11/1984 Nơi sinh: Trà Vinh Địa chỉ liên lạc: Ấp Nhà Mát – Xã Trường Long Hòa – Huyện Duyên Hải – Tỉnh Trà Vinh. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2003 – 2008: Sinh viên trường Đại học Cần Thơ. Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống. 2012 – 2014: Sinh viên trường Đại học Bách khoa – Tp. HCM. Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm và Đồ uống. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 2009 – 2014: Nhân viên phòng kỹ thuật, Công ty Liên doanh Bột Quốc Tế (INTERMIX). MỤC LỤC MỞ ĐẦU --------------------------------------------------------------------------------------- 1 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ---------------------------------------------------------------- 3 1.1. Giới thiệu chung về cây nhàu ----------------------------------------------------------- 3 1.1.1. Nguồn gốc ------------------------------------------------------------------------------- 3 1.1.2. Phân loại --------------------------------------------------------------------------------- 4 1.1.3. Thành phần hóa học và dược tính của trái nhàu ----------------------------------- 7 1.1.3.1. Thành phần hóa học ----------------------------------------------------------------- 7 1.1.3.2. Dược tính của trái nhàu ------------------------------------------------------------- 9 1.1.4. Ứng dụng ------------------------------------------------------------------------------ 11 1.1.4.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ---------------------------------------------- 11 1.1.4.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ------------------------------------------------ 12 1.2. Enzyme pectinase ---------------------------------------------------------------------- 14 1.2.1. Phân loại và cơ chế tác động-------------------------------------------------------- 14 1.2.2. Ứng dụng của pectinase ------------------------------------------------------------- 15 1.2.2.1. Ứng dụng của pectinase để nâng cao hiệu suất trích ly và chất lượng sản phẩm ------------------------------------------------------------------------------------------- 16 1.2.2.2. Một số ứng dụng khác của pectinase -------------------------------------------- 16 CHƢƠNG II: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ---------------- 18 2.1. Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị, hóa chất ------------------------------------------ 18 2.1.1. Nguyên liệu --------------------------------------------------------------------------- 18 2.1.2. Dụng cụ và thiết bị ------------------------------------------------------------------- 18 2.1.3. Hóa chất ------------------------------------------------------------------------------- 19 2.2. Nội dung nghiên cứu ------------------------------------------------------------------- 20 2.2.1. Quy trình đề xuất thực hiện --------------------------------------------------------- 20 2.2.2. Thuyết minh quy trình --------------------------------------------------------------- 21 2.2.2.1. Phân loại ---------------------------------------------------------------------------- 21 2.2.2.2. Rửa ----------------------------------------------------------------------------------- 21 2.2.2.3. Chần --------------------------------------------------------------------------------- 21 2.2.2.4. Chà tách hạt ------------------------------------------------------------------------- 21 2.2.2.5. Thủy phân --------------------------------------------------------------------------- 22 2.2.2.6. Lọc ----------------------------------------------------------------------------------- 22 2.2.2.7. Phối trộn ----------------------------------------------------------------------------- 22 2.2.2.8. Sấy phun ---------------------------------------------------------------------------- 22 2.3. Phương pháp nghiên cứu -------------------------------------------------------------- 23 2.3.1. Sơ đồ nghiên cứu --------------------------------------------------------------------- 23 2.3.2. Thuyết minh sơ đồ nghiên cứu ----------------------------------------------------- 24 2.3.2.1. Khảo sát quá trình xử lý nhàu bằng chế phẩm pectinase --------------------- 24 2.3.2.2. Tối ưu hóa quá trình xử lý bằng chế phẩm enzyme. -------------------------- 26 2.4. Các phương pháp phân tích. ---------------------------------------------------------- 26 2.4.1. Xác định hàm ẩm --------------------------------------------------------------------- 26 2.4.2. Xác định hàm lượng chất khô trong mẫu ----------------------------------------- 27 2.4.3. Xác định hoạt tính enzyme pectinase ---------------------------------------------- 27 2.4.4. Phương pháp xác định đường tổng ------------------------------------------------ 28 2.4.5. Phương pháp xác định đường khử ------------------------------------------------- 28 2.4.6. Phương pháp xác định hàm lượng protein tổng: --------------------------------- 29 2.4.7. Phương pháp xác định Kali: -------------------------------------------------------- 29 2.4.8. Phương pháp xác định Magie: ------------------------------------------------------ 29 2.4.9. Phương pháp xác định Mangan:---------------------------------------------------- 29 2.4.10. Phương pháp xác định hàm lượng polyphenol Folin-Ciocalteu -------------- 29 2.5. Xác định hoạt tính kháng oxi hóa ---------------------------------------------------- 29 2.6. Đánh giá cảm quan sản phẩm --------------------------------------------------------- 30 2.7. Định lượng vitamin C ------------------------------------------------------------------ 30 2.8. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm --------------------------------------------- 31 Chƣơng III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ---------------------------------------------- 32 3.1. Khảo sát thành phần nguyên liệu ----------------------------------------------------- 32 3.2. Khảo sát quá trình xử lý nhàu bằng chế phẩm enzyme --------------------------- 32 3.2.1. Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:nước ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô - 32 3.2.2. Khảo sát nồng độ enzyme ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô -------- 34 3.2.3. Khảo sát pH ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô------------------------- 36 3.2.4. Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô ------------------ 38 3.2.5. Khảo sát thời gian ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi chất khô. ----------------- 40 3.3. Tối ưu hóa quá trình xử lý dịch nhàu bằng chế phẩm enzyme. ------------------ 42 3.4. Kiểm tra dịch thủy phân từ nhàu ----------------------------------------------------- 42 3.5. Kiểm tra khả năng kháng oxy hoá của bột nhàu và dịch nhàu ------------------- 55 3.6. Đánh giá cảm quan --------------------------------------------------------------------- 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ------------------------------------------------------------ 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ---------------------------------------------------------------- 61 PHỤ LỤC ------------------------------------------------------------------------------------ 67 Phục lục A: Các phƣơng pháp phân tích. --------------------------------------------- 67 A.1. Xác định hoạt tính pectinase:--------------------------------------------------------- 67 A.2. Xác định hàm lượng đường khử ----------------------------------------------------- 68 A.3. Xác định hàm lượng đường tổng ---------------------------------------------------- 70 A.4. Phương pháp xác định protein tổng bằng phương pháp kjeldaht---------------- 71 A.5. Xác định hàm lượng polyphenol tổng ---------------------------------------------- 73 A.6. Xác định khả năng kháng oxy hoá -------------------------------------------------- 73 A.7. Định lượng vitamin C ----------------------------------------------------------------- 75 Phục lục B: Kết quả tính toán.----------------------------------------------------------- 76 B.1. Kết quả khảo sát tỷ lệ nguyên liệu:nước đến hiệu suất thu hồi chất khô ------- 76 B.2. Kết quả khảo sát nồng độ chế phẩm enzyme đến hiệu suất thu hồi chất khô -- 77 B.3. Kết quả khảo sát pH đến hiệu suất thu hồi chất khô ------------------------------ 78 B.4. Kết quả khảo sát nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi chất khô ------------------------ 79 B.5. Kết quả khảo sát thời gian đến hiệu suất thu hồi chất khô ----------------------- 80 B.6. Xác định hoạt tính pectinase---------------------------------------------------------- 81 B.7. Xác định đường khử ------------------------------------------------------------------- 82 B.8. Xác định đường tổng ------------------------------------------------------------------ 82 B.9. Đường chuẩn xác định polyphenol tổng -------------------------------------------- 83 B.10. Xác định kháng oxy hóa ------------------------------------------------------------- 84 B.11. Kết quả đánh giá cảm quan --------------------------------------------------------- 84 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Sản lượng thu hoạch nhàu -------------------------------------------------------- 7 Bảng 1.2 Thành phần hóa học của trái nhàu ----------------------------------------------- 8 Bảng 1.3 Một số thành phần hóa học khác của trái nhàu--------------------------------- 8 Bảng 3.1 Thành phần cấu tạo của trái nhàu ---------------------------------------------- 32 Bảng 3.2 Thành phần hóa học của trái nhàu --------------------------------------------- 32 Bảng 3.3 Mức độ mã hóa của các biến độc lập cho thiết kế Box-Behnken---------- 43 Bảng 3.4 Ma trận mã hóa thí nghiệm Box-Behnken với ba biến độc lập ở năm mức độ----------------------------------------------------------------------------------------------- 44 Bảng 3.5 Giá trị R2 và R2Adj ---------------------------------------------------------------- 46 Bảng 3.6 Phân tích phương sai của mô hình tối ưu hóa -------------------------------- 46 Bảng 3.7 Hệ số hồi quy và ý nghĩa của mô hình bậc hai của tối ưu hóa hiệu suất thu hồi chất khô. ---------------------------------------------------------------------------------- 46 Bảng 3.8 Biểu đồ các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu suất thu hồi chất khô. ------------- 47 Bảng 3.9 Một số thành phần hóa học của dịch thủy phân từ trái nhàu --------------- 52 Bảng 3.10 Kết quả kháng oxi hóa --------------------------------------------------------- 55 Bảng 3.11 Điểm trung bình nhóm của từng chỉ tiêu ------------------------------------ 56 Bảng 3.12 Hồi quy tuyến tính -------------------------------------------------------------- 57 Bảng 0.1 Phân tích phương sai Y% bởi nguyên liệu:nước ----------------------------- 76 Bảng 0.2 Kiểm định LSD Y% bởi nguyên liệu:nước ----------------------------------- 76 Bảng 0.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:nước đến hiệu suất thu hồi chất khô --- 76 Bảng 0.4 Phân tích phương sai Y% bởi nồng độ enzyme ------------------------------ 77 Bảng 0.5 Kiểm định LSD Y% bởi nồng độ enzyme ------------------------------------ 77 Bảng 0.6 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất khô ---------- 77 Bảng 0.7 Phân tích phương sai Y% bởi pH ---------------------------------------------- 78 Bảng 0.8 Kiểm định LSD Y% bởi pH ---------------------------------------------------- 78 Bảng 0.9 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô. ------------------------- 78 Bảng 0.10 Phân tích phương sai Y% bởi nhiệt độ -------------------------------------- 79 Bảng 0.11 Kiểm định LSD Y% bởi nhiệt độ--------------------------------------------- 79 Bảng 0.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi chất khô. ------------------ 79 Bảng 0.13 Phân tích phương sai Y% bởi thời gian ------------------------------------- 80 Bảng 0.14 Kiểm định LSD Y% bởi thời gian -------------------------------------------- 80 Bảng 0.15 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi chất khô. ----------------- 81 Bảng 0.16 Phân tích phương sai hàm lượng polyphenol tổng của mẫu có enzyme và không enzyme -------------------------------------------------------------------------------- 83 Bảng 0.17 Kiểm định LSD hàm lượng polyphenol tổng của mẫu có enzyme và không enzyme -------------------------------------------------------------------------------- 83 Bảng 0.18 Phân tích phương sai phần trăm bắt gốc tự do của mẫu bột nhàu và dịch nhàu -------------------------------------------------------------------------------------------- 84 Bảng 0.19 Kiểm định LSD phần trăm bắt gốc tự do mẫu bột nhàu và dịch nhàu--- 84 Bảng 0.20 Điểm đánh giá thị hiếu của người thử --------------------------------------- 84 Bảng 0.21 Phân tích phương sai nhóm 1 ------------------------------------------------- 79 Bảng 0.22 Hồi quy tuyến tính nhóm 1 ---------------------------------------------------- 79 Bảng 0.23 Phân tích phương sai nhóm 2 ------------------------------------------------- 90 Bảng 0.24 Hồi quy tuyến tính nhóm 2 ---------------------------------------------------- 90 Bảng 0.25 Phân tích phương sai nhóm 3 ------------------------------------------------- 90 Bảng 0.26 Hồi quy tuyến tính nhóm 3 ---------------------------------------------------- 91 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Trái nhàu ---------------------------------------------------------------------------- 3 Hình 1.2 Trái nhàu ở độ tuổi khác nhau --------------------------------------------------- 4 Hình 1.3 Trái nhàu, (a) trái chưa chín, (b) trái vừa bắt đầu chín màu vàng, (c) và (d) trái chín, màu trắng, trong mờ --------------------------------------------------------------- 5 Hình 1.4 Cây nhàu, (a) giống Morinda citrifolia var. bracteata, (b) giống Morinda citrifolia cultivar ‘Potteri’ -------------------------------------------------------------------- 6 Hình 1.5 Công thức cấu tạo Scopoletin ---------------------------------------------------- 9 Hình 1.6 Sắc ký đồ HPLC của Scopoletin ------------------------------------------------- 9 Hình 1.7 Công thức cấu tạo Damnacanthal --------------------------------------------- 10 Hình 1.8 Sắc ký đồ HPLC của Damnacanthal ------------------------------------------ 10 Hình 1.9 Công thức cấu tạo Vitamin C -------------------------------------------------- 11 Hình 1.10 Vị trí phân cắt của enzyme pectinase --------------------------------------- 15 Hình 2.1 Trái nhàu (Morinda citrifolia) ------------------------------------------------- 18 Hình 2.2 Quy trình sản xuất thực hiện trong nghiên cứu ------------------------------ 20 Hình 2.3 Sơ đồ nội dung nghiên cứu ----------------------------------------------------- 23 Hình 3.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:nước đến hiệu suất thu hồi chất khô -- 33 Hình 3.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất khô --------- 35 Hình 3.3 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất thu hồi chất khô -------------------------- 37 Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi chất khô -------------------- 39 Hình 3.5 Ảnh hưởng của thời gian đến hiệu suất thu hồi chất khô ------------------- 41 Hình 3.6 Tương quan hiệu suất thu hồi chất khô dự đoán ----------------------------- 45 Hình 3.7 Kết quả tối ưu hóa hàm mục tiêu ----------------------------------------------- 48 Hình 3.8 Đồ thị đáp ứng bề mặt (a) và đường đồng mức (b) thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố nồng độ enzyme và nhiệt độ đến hiệu suất thu hồi chất khô theo phương trình hồi quy. ---------------------------------------------------------------------- 49 Hình 3.9 Đồ thị đáp ứng bề mặt (a) và đường đồng mức (b) thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố nồng độ enzyme và thời gian đến hiệu suất thu hồi chất khô theo phương trình hồi quy. ---------------------------------------------------------------------- 50 Hình 3.10 Đồ thị đáp ứng bề mặt (a) và đường đồng mức (b) thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thu hồi chất khô theo phương trình hồi quy. --------------------------------------------------------------------------------------- 51 Hình 3.11 Hàm lượng protein, đường tổng, đường khử được thu hồi trong dịch thủy phân so với nguyên liệu --------------------------------------------------------------------- 53 Hình 3.12 Hàm lượng khoáng có trong dịch thủy phân ------------------------------- 53 Hình 3.13 So sánh hàm lượng polyphenol của mẫu có sử dụng enzyme và không sử dụng enzyme --------------------------------------------------------------------------------- 54 Hình 3.14 Khả năng kháng oxy hoá của mẫu -------------------------------------------- 55 Hình 3.15 Mức độ đánh giá đặc tính của từng nhóm ----------------------------------- 57 Hình 0.1 Đường chuẩn D-galacturonic -------------------------------------------------- 81 Hình 0.2 Đường chuẩn glucose ----------------------------------------------------------- 82 Hình 0.3 Đường chuẩn đường tổng ------------------------------------------------------- 82 Hình 0.4 Đường chuẩn xác định hàm lượng polyphenol tổng ------------------------ 83 Hình 0.5 Phân khúc người tiêu dùng ----------------------------------------------------- 86 DANH MỤC VIẾT TẮT - DPPH : 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl. - DNS : 3,5- Dinitrosalicylic acid. - DMSO : dimethyl sulfoxide. - Y : Hiệu suất thu hồi chat khô. - GAE : Gallic Acid Equivalent: Đương lượng acid gallic. - OD : Optical Density: Mật độ quang học. - STT : Số thứ tự. - NDE : Nồng độ enzyme. - M : Morinda - NL:NUOC : Tỷ lệ nguyên liệu:nước 1 MỞ ĐẦU Nước ta là một nước nhiệt đới gió mùa nên thích hợp cho sự sinh trưởng của nhiều loại thực vật, đa dạng và phong phú về chủng loại như nhàu… Quả nhàu là một loại thực phẩm rất tốt cho sức khỏe con người. Nó cung cấp nhiều dinh dưỡng cho cơ thể, đặc biệt là các loại vitamin. Mặc dù thị trường xuất khẩu nước giải khát đang phát triển mạnh và nhàu được coi là loại quả rất có tiềm năng trong sản xuất nước quả phòng chống oxy hóa vì nhàu không những chứa nhiều vitamin, khoáng chất và hoạt chất polyphenol mà còn có những chất trị bệnh rất cao, chứa nhiều thành phần có ích cho sức khỏe con người. Vì vậy, xu thế hiện nay của nước ta là tìm ra những sản phẩm mới từ một loại nguyên liệu, nhằm đa dạng hóa sản phẩm, tăng năng lực cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường trong nước và cả nước ngoài cho loại nguyên liệu quý này. Mặc dù có những tính năng tốt về mặt dược tính nhưng nhàu vẫn ít được sử dụng do: - Dịch trái nhàu có mùi khai mạnh, đặc trưng rất khó ngửi, lưu lại rất lâu cho người sử dụng. - Dịch trái có vị nhẫn hơi chát thuộc loại khó uống. - Trái nhàu rất khó bảo quản: Nhanh chín và lên men gây hư, thối rất nhanh. Chính vì lý do đó quả nhàu chưa được sử dụng rộng rãi mà chỉ ai có bệnh mới uống. Dạng sản phẩm thường sử dụng là nhàu lên men hay ngâm rượu, ít thích hợp với mọi người. Do đó, “Nghiên cứu sản xuất bột trái nhàu (Morinda citrifolia) bằng phương pháp enzyme” nhằm đưa ra sản phẩm bột nhàu kéo dài thời gian bảo quản, tăng tính tiện dụng, tạo ra một sản phẩm mới từ trái nhàu. Nội dung chính được thực hiện trong khuôn khổ luận văn này gồm: - Đưa ra quy trình và thu nhận tạo sản phẩm dạng bột có giá trị gia tăng cao, dễ sử dụng, có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh và có giá trị thương mại cao từ nguồn nguyên liệu trái nhàu rẻ tiền, có hàm lượng hoạt chất sinh học cao. - Khảo sát quá trình xử lý nhàu bằng chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L. 2 - Tối ưu hóa quá trình xử lý nhàu bằng chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SPL. - Kiểm tra một số thành phần hóa học của dịch nhàu sau khi thủy phân. - Kiểm tra hoạt tính chống oxy hóa. - Đánh giá cảm quan bước đầu về sản phẩm “ Bột nhàu hòa tan”. 3 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về cây nhàu 1.1.1. Nguồn gốc Cây nhàu có tên khoa học là: Morinda citrifolia L., ngoài ra còn có các tên thường gọi...Cây ngao, nhàu núi, nhàu lớn, nhàu rừng, giầu (Đỗ Tất Lợi, 2004) Phân loại khoa học: Giới: Plantae Nhóm: Division Lớp: Magnoliopsida Bộ: Gentianales Họ: Rubiaceae (cà phê) Giống: Morinda Loài: M.citrifolia Hình 1.1 Trái nhàu Một số tên gọi khác: Awl tree (Australia, India, Malaya, Polynesia), fromager, murier indien (Pháp), Noni (Hawaiian, Polynesia, Samoa), Nono (Tahitian), Nonu (Tongan), Nona, Mengkudu (Malaysia), Nino (Philippines). Ở Việt Nam cây mọc chủ yếu ở miền Nam từ Quảng Bình trở vào, không thấy mọc tự nhiên ở miền Bắc. Trên thế giới cây nhàu thấy có ở nhiều nước như Thái Lan, ấn Độ, Malaixia...đặc biệt được trồng rất nhiều ở quần đảo Tahiti thuộc các nước vùng Trung Mỹ (Solomon N, 1998) (Abbott L.A, 1992). Nhàu là loại cây bụi có thể phát triển cao từ 3 – 6m, có khi lên đến 10m. Nó có thể phát triển trên những địa hình khác nhau, đất cát, đảo san hô, đất núi lửa, đất đỏ badan, nhiệt độ 20 – 350C và có lượng mưa từ 250 – 4000mm. Tốc độ tăng trưởng vừa phải, 0,75 – 1,5 m/năm. 4 Cây nhàu có cành lớn, cứng. Rễ tương tự cây họ citrus, cà phê, phát triển ăn sâu và rộng trong đất. Hoa nhỏ hình ống dài 7 – 9mm, nở từng chùm màu trắng, hơi xanh. Cuống hoa dài 10 – 30mm. Lá thường có màu xanh đậm, bóng và có hình dạng khác nhau: tròn, elip, oval hoặc dài. Lá tròn lớn, rộng 15 – 35cm, dài 20 – 40cm. Loại lá dài có chiều rộng 10cm, dài 60cm. Lá hình elip, oval có chiều rộng 7 – 25cm, dài 20 – 45cm. Cuống chắc, dài 1,5 – 2cm. Trái nhàu hình trứng, mặt ngoài lồi lõm, đường kính từ 3 – 4cm, chiều dài 5 – 10cm. Hình 1.2 Trái nhàu ở độ tuổi khác nhau 1.1.2. Phân loại Với cùng điều kiện phát triển, cây nhàu ở Samoa có đặc điểm khác hơn so với ở Hawaii: - Lá: Samoa: Hình elip Hawaii: Hình trứng - Quả: Samoa: Nhỏ, thường có hình nón Hawaii: Lớn, thô hơn, cuối quả tròn Nhàu thuộc loại quả berry, có nhiều hạt và thịt quả. Mỗi hạt có phôi nhũ cứng bên trong. Khi chín, trái chuyển sang màu vàng nhạt, sau đó đến trắng đục, mềm, có vị hơi đắng chát và có mùi acid butyric rất khó ngửi (Dittmar, 1993).