VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC - KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ENZYME TRONG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CHẾ PHẨM ISOFLAVONE DẠNG AGLYCONE Người hướng dẫn : TS TRƯƠNG HƯƠNG LAN Sinh viên thực : LÊ THỊ LÝ Lớp : TP CNSH 11.03 HÀ NỘI – 2015 Khóa luận tốt nghiệp Lời cảm ơn Sau trình học tập, nghiên cứu tiến hành thí nghiệm để hồn thành khóa luận này, trước tiên xin cảm ơn sâu sắc tới TS Trương Hương Lan, chủ nhiệm môn Thực phẩm dinh dưỡng – Viện Công Nghiệp Thực Phẩm tận tình hướng dẫn, cung cấp thơng tin q giá tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin cảm ơn cán Bộ môn Thực phẩm dinh dưỡng – Viện Công Nghiệp Thực Phẩm giúp đỡ thời gian thực đề tài Qua xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo tập thể cán bộ, nhân viên khoa Công nghệ sinh học – Viện Đại học Mở Hà Nội dạy dỗ, bảo tận tình quãng thời gian năm học trường Cuối xin cảm ơn quan tâm giúp đỡ, động viên gia đình bạn bè dành cho tơi suốt quãng thời gian qua Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2015 Sinh Viên Lê Thị Lý Lê Thị Lý Lớp: 11032 Khóa luận tốt nghiệp MỤC LỤC Lời cảm ơn MỤC LỤC KÍ HIỆU VÀ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Đậu tương 1.1.1 Giới thiệu đậu tương 1.1.2 Các thành phần có giá trị dinh dưỡng đậu tương 1.1.2.1 Protein 1.1.2.2 Chất béo 1.1.2.3 Gluxit 1.1.2.4 Vitamin khoáng chất 1.2 Isoflavone đậu tương 1.2.1 Cấu trúc isoflavone 1.2.1.1 Genistein 1.2.1.2 Daidzein 10 1.2.2 Hàm lượng isoflavone thực phẩm từ đậu tương 11 1.2.3 Lợi ích isoflavone sức khỏe 13 1.2.4 Tính an tồn isoflavone đậu tương 15 1.3 Sự chuyển hóa isoflavone từ glycoside sang aglycone đậu tương enzyme 16 1.4 Một số thực phẩm giàu isoflavone thị trường Việt Nam Thế Giới 18 PHẦN II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 20 2.1 Nguyên vật liệu 20 Lê Thị Lý Lớp: 11033 Khóa luận tốt nghiệp 2.2 Phương pháp nghiên cứu 20 2.2.1 Phương pháp công nghệ 20 2.2.2 Phương pháp phân tích lý hóa 24 PHẦN III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 3.1 Lựa chọn nguyên liệu đậu tương có hàm lượng isoflavone cao 31 3.2 Nghiên cứu chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone sữa đậu nành enzyme 32 3.2.1 Nghiên cứu lựa chọn enzyme thích hợp để nâng cao hiệu suất chuyển hóa32 3.2.2 Nghiên cứu nồng độ enzyme tối ưu để nâng cao hiệu suất chuyển hóa 33 3.2.3 Nghiên cứu pH tối ưu để nâng cao hiệu suất chuyển hóa 34 3.2.4 Nghiên cứu nhiệt độ tối ưu để nâng cao hiệu suất chuyển hóa 36 3.2.5 Nghiên cứu thời gian tối ưu cho trình thủy phân sữa đậu tương chế phẩm enzyme Lactozym 36 3.3 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm sữa bột đậu tương nảy mầm 38 3.3.1 Nghiên cứu xác định nhiệt độ đầu vào 38 3.3.2 Nghiên cứu xác định lưu lượng dòng nhập liệu 39 3.3.3 Nghiên cứu xác định ảnh hưởng áp suất khí nén 41 PHẦN IV KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Lê Thị Lý Lớp: 11034 Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC CÁC KÝ KIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ DAD Diode Array Detection ER Estrogen receptor - Thụ thể estrogen FDA Food and Frug Administratio - Cục Dược phẩm Thực phẩm Hoa Kỳ GH Glycoside hydrolase HPLC High Performance Liquid Chromatography - Sắc ký lỏng hiệu cao LDL-cholesterol Low density lipoprotein cholesterol – Cholestero lliên kết Lipoprotein có tỷ trọng thấp O-DMA O – desmethylangolensin PSA Prostate – Specific Antigen SPI Soybean protein isolate Ρ-NPG Ρ-nitrophenyl – β – D – glucopyranoside 6OAceGlc 6” – O – acetyl glycoside 6OmaGlc 6” – O – malonyl glycoside SEMs Selective estrogen receptor – chất điều biến đặc hiệu thụ thể estrogen Lê Thị Lý Lớp: 11035 Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Hàm lượng trung bình chất có hạt đậu tương [3] Bảng 1.2 Thành phần hàm lượng axit amin hạt đậu tương Bảng 1.3 Hàm lượng axit béo không no hạt đậu tương [3] Bảng 1.4 Thành phần loại vitamin hạt đậu tương [3] Bảng 1.5 Thành phần chất khoáng hạt đậu tương [3] Bảng 1.6 Hàm lượng sử dụng đậu tương trung bình số nước 14 Bảng 1.7 Một số thực phẩm giàu isoflavone 19 Bảng 2.1 Điều kiện thủy phân sữa đậu tương 22 Bảng 3.1 Hàm lượng isoflavone giống đậu tương khác 31 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ enzyme Lactozym đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone 34 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến chuyển hóa isoflavone 35 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone nhờ enzyme Lactozym 36 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone nhờ enzyme Latozym 37 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm 38 Bảng 3.7 Ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu đến 40 Bảng 3.8 Ảnh hưởng áp suất khí nén đến 41 hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm 41 Bảng 3.9 Thành phần dinh dưỡng tính chất cảm quan 43 Lê Thị Lý Lớp: 11036 Khóa luận tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây hạt đậu tương Hình 1.2 Cấu trúc hóa học aglycone Hình 1.3 Cấu trúc hóa học glycoside Hình 1.4 Cấu trúc hóa học genistein Hình 1.5 Cấu trúc hóa học daidzein 10 Hình 1.6 Cấu trúc hóa học glycitein 11 Hình 1.7 Một số thực phẩm chế biến từ đậu tương 12 Hình 1.8 Sự thủy phân isoflavone enzyme β-glucosidase 17 Hình 2.1 Quy trình chuẩn bị sữa đậu tương 21 Hình 3.1 Hiệu suất chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone 33 Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào đến 39 hàm lượng isoflavone sản phẩm 39 Hình 3.3 Ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu đến 41 Hình 3.4 Ảnh hưởng áp suất khí nén đến 42 hàm lượng isoflavone sản phẩm 42 Hình 3.5 Sơ đồ quy trình sản xuất bột đậu tương nảy mầm 44 Lê Thị Lý Lớp: 11037 Khóa luận tốt nghiệp MỞ ĐẦU Hiện nay, đậu tương trở thành nguồn thực phẩm thiếu người Ở nhiều nước giới, việc sử dụng thực phẩm chế biến từ đậu tương hàng ngày khuyễn khích lợi ích sức khỏe người Theo nhiều nghiên cứu cho thấy số tác dụng đậu tương việc giảm cholesterol máu, tức giảm thiểu nguy mắc bệnh liên quan đến tim mạch [11], chúng ngăn cản phát triển mầm ung thư [4], ngăn ngừa bệnh thận, bệnh tiểu đường, bệnh xốp xương [5] triệu chứng rối loạn tiền mãn kinh [1] … Những tác dụng đậu tương có nhờ thành phần isoflavone có hoạt tính tương tự nội tiết tố estrogen Isoflavone đậu tương tồn hai dạng glycoside aglycone Theo nghiên cứu thực hiện, nhà khoa học khẳng định hạt đậu tương aglycone chiếm lượng nhỏ, hợp chất dẫn xuất glycoside [13] (chiếm 90%) Nhưng aglycone lại phytroestrogen có hoạt tính sinh học cao, thể hấp thu nhanh hơn, với lượng lớn nhiều so với dạng glycoside Mặc dù, isoflavone dạng glycoside thủy phân phần thành aglycone nước bọt sau vi sinh vật đường ruột hiệu suất chuyển hóa thấp Các sản phẩm đậu tương truyền thống miso, natto (Nhật Bản), Thuanao (Thái Lan), Chungnkookjang (Hàn Quốc), tempeh (Indonesia) … có hàm lượng aglycone cao đáng kể so với sản phẩm đậu tương không lên men Nhiều nghiên cứu chuyển hóa isoflavone dạng glycoside sang dạng aglycone nhờ trình nảy mầm đậu tương [22], thủy phân đậu tương enzyme thương mại [15, 23] trình lên men với vi sinh vật [7, 16, 26] Trong nghiên cứu này, enzyme β-glucosidase coi enzyme chìa khóa, chịu trách nhiệm cho q trình chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone Xuất phát từ mục đích xây dựng quy trình cơng nghệ ứng dụng enyme để nâng cao hiệu suất chuyển hóa từ isoflavone dạng glycoside sang isoflavone dạng aglycone giúp thể người hấp thu cách tốt đạt hiệu Lê Thị Lý Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp cao việc ngăn ngừa số bệnh, tiến hành thực đề tài “Nghiên cứu ứng dụng enzyme công nghệ sản xuất chế phẩm isoflavone dạng aglycone” Nội dung nghiên cứu gồm: - Nghiên cứu nâng cao hiệu suất chuyển hóa isoflavone đậu tương từ dạng glycoside sang dạng aglycone chế phẩm enzyme β-glucosidase thương mại - Nghiên cứu điều kiện tối ưu để thu nhận chế phẩm sữa bột giàu isoflavone dạng aglycone Lê Thị Lý Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp PHẦN I TỔNG QUAN 1.1 Đậu tương 1.1.1 Giới thiệu đậu tương Đậu tương hay đỗ tương hay đậu nành có tên khoa học Glycine max (L) Merrill, thuộc Đậu (Fabales), phân họ cánh bướm Fabaceae (Papilionaceae) Đậu tương thân thảo, thân mảnh, có lơng, cao từ 0,8 - 0,9 m, cành hướng lên Lá mọc cách có ba chét hình trái xoan, đầu gần nhọn, có lơng, khơng gốc Hoa có hai loại màu trắng màu tím, xếp thành chùm nách Quả thõng, hình lưỡi liềm, gân bị ép, có nhiều lơng mềm, tập trung hạt Hạt đậu tương màu vàng tốt nên trồng sử dụng nhiều [1] Hình 1.1 Cây hạt đậu tương Đậu tương có nguồn gốc từ Trung Quốc cách khoảng 4.000 - 5.000 năm du nhập sang Nhật Bản vào kỉ thứ dần có mặt nước Châu Á khác Đầu kỷ 18, đậu tương đưa sang Châu Âu, du nhập vào Châu Mỹ Ngày nay, đậu tương trở lên phổ biến toàn giới thu hút quan tâm đặc biệt nhiều nhà nghiên cứu nhờ vào giá trị dinh dưỡng hoạt tính sinh học chúng sức khỏe người Hoa Kỳ đứng đầu giới sản lượng đậu tương, sau đến Trung Quốc Ấn Độ Tại Việt Nam, đậu tương trồng 25 số 63 tỉnh thành nước, với khoảng 65% diện tích khu vực phía Bắc 35% khu vực phía Nam [1] Lê Thị Lý Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp tác cho phản ứng xảy ra, sử dụng thừa enzyme gây ức chế phản ứng cạnh tranh chất phân tử enzyme đồng thời gây lãng phí kinh tế Do vậy, cần thiết phải xác định nồng độ enzyme thích hợp sữa đậu tương để vừa đạt hiệu suất chuyển hóa isoflavone cao vừa tiết kiệm chi phí Trong thí nghiệm nay, nồng độ enzyme Lactozym khác sử dụng để thủy phân dịch sữa đậu tương nảy mầm Kết trình bày bảng 3.2 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nồng độ enzyme Lactozym đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone Nồng độ enzyme (ml/l) Hàm lượng aglycone (mg/100g) Daidzein Genistein 0,5 4,23 6,12 1,0 5,01 8,47 1,5 5,94 10,25 2,0 6,95 11,46 2,5 7,21 11,87 Kết bảng 3.2 cho thấy hàm lượng isoflavone tăng tỷ lệ thuận theo nồng độ enzyme sử dụng tìm thấy cao nồng độ enzyme Lactozym 2,5 ml/l với giá trị daidzein genistein tương ứng 7,21 11,87 mg/100g Tuy nhiên giá trị aglycone cao không đáng kể so với giá trị tương ứng nồng độ enzyme ml/l với hàm lượng daidzein genistein tương ứng 6,95 11,46 mg/100g Do vậy, sử dụng chế phẩm Lactozym với nồng độ ml/l vừa đảm bảo hiệu suất chuyển hóa isoflavone cao dịch sữa đậu tương nảy mầm, vừa tiết kiệm chi phí sản xuất 3.2.3 Nghiên cứu pH tối ưu để nâng cao hiệu suất chuyển hóa Hoạt tính enzyme β-glucosidase bị ảnh hưởng nhiều điều kiện nhiệt độ pH Enzyme β-glucosidase từ nguồn khác thích hợp với pH khác Lê Thị Lý 34 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp cho q trình thủy phân Do vậy, thí nghiệm đây, giá trị pH từ đến khảo sát để xác định khả chuyển hóa tối ưu isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone dịch sữa đậu tương nảy mầm chế phẩm enzyme Lactozym Kết trình bày bảng 3.3 Bảng 3.3 Ảnh hưởng pH đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone dịch sữa đậu tương nảy mầm Hàm lượng isoflavone dịch sữa đậu tương nảy mầm (mg/100g) pH Daidzein Genistein 2,95 5,12 4,87 8,34 5,04 9,12 4,20 8,63 3,97 6,14 3,03 4,35 Kết bảng 3.3 cho thấy chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone đạt hiệu cao pH 5,0 (daidzein có hàm lượng 5,04 mg/100g genistein có hàm lượng 9,12 mg/100g) Ở khoảng pH 5, hàm lượng daidzein genistein giảm Trong khoảng pH từ - hàm lượng genistein tạo nhiều có nguồn gốc từ Malonyl genistin Axetyl genistin Đầu tiên Malonyl genistin tạo thành Axetyl genistin q trình decacboxyl hóa sau hai tạo thành genistein nhờ phản ứng kích thích mơi trường axit Tuy nhiên, khoảng pH thấp hàm lượng genistein daidzein tạo lại làm giảm hoạt tính enzyme β-glucosidase chế phẩm enzyme Lactozym Lê Thị Lý 35 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp 3.2.4 Nghiên cứu nhiệt độ tối ưu để nâng cao hiệu suất chuyển hóa Các mẫu sữa đậu tương sau thủy phân 180 phút phân tích hàm lượng daidzein genistein, kết thu bảng 3.4 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone nhờ enzyme Lactozym Nhiệt độ (0C) Hàm lượng isoflavone dạng aglycone (mg/100g) Daidzein Genistein 30 5,25 8,97 40 5,64 9,61 50 5,10 8,55 60 4,86 6,84 Kết bảng 3.4 cho thấy hàm lượng daidzein genistein đạt cao nhiệt độ 400C (daidzein 5,64 mg/100g genistein 9,61 mg/100g) Như vậy, nhiệt độ 400C tối ưu cho hoạt tính thủy phân enzyme β-glucosidase chế phẩm Lactozym Mặc dù theo Matsuura cộng nhiệt độ 500C nhiệt độ thích hợp hoạt động enzyme β-glucosidase nội bào đậu tương [14] 3.2.5 Nghiên cứu thời gian tối ưu cho trình thủy phân sữa đậu tương chế phẩm enzyme Lactozym Thời gian yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến trình thủy phân dịch sữa đậu tương Tiến hành thủy phân sữa đậu tương với điều kiện nhiệt độ, pH, nồng độ enzyme tối ưu xác định Hàm lượng isoflavone sữa đậu tương xác định thời điểm thủy phân 1, 2, 4, 8, 16, 24 h kết trình bày bảng 3.5 Lê Thị Lý 36 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian đến chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone nhờ enzyme Latozym Thời gian (h) Hàm lượng isoflavone dạng aglycone (mg/100g) Daidzein Genistein 4,4772 5,34 5,31 7,63 6,72 10,97 7,58 12,76 16 9,34 13,51 24 9,15 13,62 Kết bảng 3.5 cho thấy hàm lượng daidzein genistein tăng lên tỉ lệ thuận với thời gian, có nghĩa thời gian thủy phân kéo dài hàm lượng isoflavone tạo lớn Trong 4h đầu trình thủy phân, q trình chuyển hóa isoflavone diễn nhanh so với thời gian từ - 24 h Q trình chuyển hóa dừng lại thời gian thủy phân 24h Tuy nhiên với thời gian thủy phân dài ảnh hưởng đến chất lượng dịch sữa đậu tương, thủy phân điều kiện nhiệt độ 400C Do vậy, lựa chọn thời gian thủy phân 4h Với thời gian thủy phân này, hàm lượng isoflavone có thấp chút so với thời điểm 8, 12 24 h đảm bảo chất lượng sản phẩm sau Từ kết trên, kết luận điều kiện thích hợp cho q trình chuyển hóa isoflavone từ dạng glycoside sang dạng aglycone enzyme xác định là: - Chế phẩm enzyme : Lactozym Novo Nodisk (Đan Mạch) - Nồng độ enzyme thích hợp : 2ml/l - pH tối ưu : 5,0 - Nhiệt độ tối ưu : 400C - Thời gian thủy phân : 4h Lê Thị Lý 37 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp 3.3 Nghiên cứu thu nhận chế phẩm sữa bột đậu tương nảy mầm Để thu nhận chế phẩm sữa bột đậu tương chứa nhiều isoflavone dạng aglycone từ dịch thủy phân đậu tương nảy mầm enzyme, sử dụng số phương pháp sấy đông khô, sấy chân không sấy phun… Mặc dù sấy đơng khơ cho sản phẩm có chất lượng cao giá thành lại đắt suất thấp, tốn lượng, khấu hao thiết bị lớn không phù hợp cho sản xuất quy mô công nghiệp Tương tự, phương pháp sấy chân không khó thực điều kiện sản xuất lớn Trong đó, phương pháp sấy phun ứng dụng sấy phun nhiều sản phẩm thực phẩm thực phẩm chức đường FOS (fructooligosacarit), nondairy creamer, bột hoa quả, bột đậu tương giàu protein (soybean protein concentrate)… Từ đấy, định sử dụng phương pháp sấy phun để thu nhận bột đậu tương giàu isoflavone từ dịch sữa đậu tương nảy mầm thủy phân chế phẩm enzyme Lactozym 3.3.1 Nghiên cứu xác định nhiệt độ đầu vào Khảo sát nhiệt độ dịng khí đầu vào 140, 160, 180 2000C Các thơng số cịn lại thiết bị sấy phun cố định áp suất khí nén bar, lưu lượng dịng nhập liệu lít/h Kết hiệu suất thu hồi sản phẩm, hàm lượng isoflavone giá trị cảm quan sản phẩm trình bày bảng 3.6 hình 3.2 Bảng 3.6 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm Nhiệt độ khơng khí (0C) Hiệu suất thu hồi (%) 140 160 80,5 Bột màu vàng sáng, mịn 180 87,4 Bột màu vàng sáng, tơi, mịn 200 76,8 Bột màu vàng sẫm, tơi, mịn Lê Thị Lý Đánh giá cảm quan Đầu phun bị tắc 38 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào đến hàm lượng isoflavone sản phẩm Kết bảng 3.6 hình 3.2 cho thấy nhiệt độ thấp hay cao khơng mang lại hiệu cho q trình sấy dịch sữa, biểu là: Khi nhiệt độ khơng khí sấy thấp (1400C), đầu phun bị tắc nhiệt độ đầu q thấp Khi tăng nhiệt độ khơng khí đầu vào lên 1600C, độ ẩm hạt vật liệu cao nên bám nhiều lên thành buồng sấy, làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy (chỉ đạt 80,5%) Tuy nhiên nhiệt độ không khí sấy cao (2000C) lại nguyên nhân làm phá hủy hạt bột, làm cho vật liệu bị cháy, đồng thời làm giảm hàm lượng isoflavone sản phẩm (chỉ 421,7 mg/100g so với 478,9 mg/100g nhiệt độ khơng khí sấy 1800C) Do vậy, nhiệt độ khơng khí sấy 1800C thích hợp cho trình sấy, tương ứng với hiệu suất thu hồi sản phẩm 87,4%, hàm lượng isoflavone 478,9 mg/100g, sản phẩm có màu vàng sáng, tơi, mịn 3.3.2 Nghiên cứu xác định lưu lượng dòng nhập liệu Tiến hành nghiên cứu với lưu lương dòng nhập liệu từ - lít/h, thơng số khác chế độ sấy phun cố định nhiệt độ khơng khí đầu vào 1800C, áp Lê Thị Lý 39 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp suất khí nén bar Các kết hiệu suất thu hồi, hàm lượng isoflavone, giá trị cảm quan sản phẩm trình bày bảng 3.7 hình 3.3 Bảng 3.7 Ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm Lưu lượng nhập liệu (lít/h) Hiệu suất thu hồi (%) Đánh giá cảm quan 91,2 Bột màu vàng sáng , mịn, tơi 89,4 Bột màu vàng sáng, mịn, tơi 80,6 Bột màu vàng sáng, mịn 72,5 Bột màu vàng sáng, mịn Theo kết bảng 3.7 lưu lượng dịng nhập liệu tăng từ - lít/h, hiệu suất thu hồi lại không cao (tương ứng 80,6 72,5 %) Một số tác giả cho rằng, tốc độ nhập liệu cao làm tăng thể tích hạt chất lỏng, tạo sản phẩm có hiệu thu hồi thấp [8] Hiệu suất thu hồi sản phẩm cao lưu lượng nhập liệu lít/h (91,2%) chế độ thời gian sấy dài nên chúng tơi chọn lưu lượng dịng nhập liệu lít/h Với tốc độ này, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 89,4%, không thấp nhiều so với lưu lượng nhập liệu lít/h Lê Thị Lý 40 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp Hình 3.3 Ảnh hưởng lưu lượng dòng nhập liệu đến hàm lượng isoflavone sản phẩm Kết hình 3.3 cho ta thấy lưu lượng nhập liệu không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng isoflavone sản phẩm Khi nhập liệu với lưu lượng khác từ - lít/h, hàm lượng isoflavone dao động khoảng từ 478,5 mg/100g đến 483,5 mg/100g Từ kết trên, chọn lưu lượng dịng nhập liệu lít/h với hiệu suất thu hồi sản phẩm 89,4% hàm lượng isoflavone đạt 480,2 mg/100g 3.3.3 Nghiên cứu xác định ảnh hưởng áp suất khí nén Áp suất khí nén ảnh hưởng đến vận tốc đĩa quay thiết bị sấy phun Áp suất khí nén tăng đĩa quay nhanh Khi tăng áp suất khí nén từ - bar (các thông số nhiệt độ khơng khí đầu vào, tốc độ nhập liệu cố định tương ứng 1800C lít/h), kết trình bày bảng 3.8 hình 3.4 Bảng 3.8 Ảnh hưởng áp suất khí nén đến hiệu suất thu hồi giá trị cảm quan sản phẩm Áp suất khí nén (bar) Hiệu suất thu hồi (%) Đánh giá cảm quan 80,2 Bột màu vàng sáng, mịn, không tơi 85,4 Bột màu vàng sáng, mịn 93,5 Bột màu vàng sáng, mịn, tơi 80,6 Bột màu vàng, mịn Từ kết bảng 3.8, nhận thấy áp suất khí nén có ảnh hưởng lớn tới hiệu suất thu hồi sản phẩm q trình sấy phun Khi áp suất khí nén tăng từ đến bar, hiều suất thu hồi tăng từ 80,2 lên 93,5 % Kết hồn tồn phù hợp áp suất khí nén tăng làm đĩa phun quay nhanh hơn, diện tích tiếp xúc với khơng khí nóng tăng, hạt sấy phun tạo nhẹ khô bị dính lại thành buồng sấy giúp hiệu suất thu hồi cao Tuy nhiên áp suất khí nén cao quá, nghĩa tốc độ đĩa quay lớn hệ thống sấy phun làm việc Lê Thị Lý 41 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp khơng ổn định Do vậy, áp suất khí nén bar lựa chọn với hiệu suất thu hồi sản phẩm 93,5% Hình 3.4 Ảnh hưởng áp suất khí nén đến hàm lượng isoflavone sản phẩm Hình 3.4 cho thấy hàm lượng isoflavone sản phẩm bột đậu tương nảy mầm thay đổi theo điều kiện áp suất khí nén Hàm lượng isoflavone đạt cao 492,5 mg/100g áp suất khí nén bar Điều giải thích áp suất khí nén tăng làm cho đĩa quay nhanh hơn, thời gian lưu sản phẩm với khơng khí nóng ngắn hơn, isoflavone bị phá hủy Tổng kết, điều kiện tối ưu cho việc thu nhận chế phẩm bột đậu tương giàu isoflavone phương pháp sấy phun là: - Nhiệt độ không khí đầu vào: 1800C - Lưu lượng dịng nhập liệu: lít/h - Áp suất khí nén: bar, tương đương với tốc độ đĩa quay 14.000 vòng/phút Với chế độ sấy này, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 93,5%; sản phẩm có màu vàng sáng, bột tơi, mịn có mùi thơm đặc trưng với hàm lượng isoflavone sản phẩm 492,5 mg/100g hàm lượng isflavone aglycone 191,5 Lê Thị Lý 42 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp mg/100g Chất lượng sản phẩm Bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavone dạng aglycone trình bày bảng 3.9 Bảng 3.9 Thành phần dinh dưỡng tính chất cảm quan sữa bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavone dạng aglycone TT Tính chất sản phẩm Đơn vị Hàm lượng Độ ẩm % 3,7 Isoflavone tổng số mg/100g 492,5 Isoflavone glycone mg/100g 191,5 Protein % 52,5 Lipid % 23,4 Gluxit % 19,4 Màu Vàng sáng Mùi Đặc trưng Trạng thái Tơi, mịn Lê Thị Lý 43 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp Đậu tương Xử lý nguyên liệu - Loại bỏ hạt hỏng - Rửa - Ngâm nước 25-35 C 3h Ủ nảy mầm - Nhiệt độ 25-30 C 48h - 4h phun nước lần Rửa tách vỏ Vỏ Đun với nước - Tỷ lệ đỗ nước: 1/3 - Đun sôi 1h Vỏ Nghiền, lọc Bã Sữa đậu tương Enzyme Lactozym (2ml/l) Thủy phân 0 (pH 5, t = 40 C, t = 4h) Sấy phun - Nhiệt độ khơng khí đầu vào: 180 C - Lưu lượng dịng nhập liệu: lít/h - Áp suất khí nén: bar Sản phẩm Hình 3.5 Sơ đồ quy trình sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavone dạng aglycone Lê Thị Lý 44 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp PHẦN IV KẾT LUẬN Từ kết đạt được, rút số kết luận sau: Đã lựa chọn giống đậu tương có hàm lượng isoflavone cao giống DT 2008 với hàm lượng isoflavone tổng số 213,6 mg/100g chất khô Đã xác định điều kiện thích hợp cho trình thủy phân sữa đậu tương chế phẩm enzyme Lactozym Các điều kiện cụ thể là: - Nồng độ enzyme thích hợp : 2ml/l - pH tối ưu : 5,0 - Nhiệt độ tối ưu : 400C - Thời gian thủy phân : 4h Đã xác định điều kiện thích hợp cho q trình sấy phun thu sản phẩm bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavone dạng aglycone Các điều kiện cụ thể là: - Nhiệt độ khơng khí đầu vào: 1800C - Lưu lượng dịng nhập liệu: lít/h - Áp suất khí nén: bar, tương đương với tốc độ đĩa quay 14.000 vòng/phút Với điều kiện trên, hiệu suất thu hồi sản phẩm đạt 93,5%; sản phẩm có màu vàng sáng, bột tơi, mịn có mùi thơm đặc trưng với hàm lượng Isoflavone tổng số 492,5 mg/100g hàm lượng isoflavone aglycone 191,5 mg/100g; độ ẩm 3,7%; hàm lượng protein 52,5%; hàm lượng lipid 23,4%; hàm lượng gluxit 19,4%; Đã xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất bột đậu tương nảy mầm giàu isoflavone dạng aglycone với thông số cụ thể tối ưu Lê Thị Lý 45 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Tâm Diệu – Đậu nành nguồn dinh dưỡng tuyệt hảo – Hoa Sen Trương Hương Lan, Trần Thị Minh Hà, Lại Quốc Phong, Dương Văn Đồng, Ngô Anh Tuấn (2006) Nghiên cứu cơng nghệ sản xuất chế phẩm isoflavon có hoạt chất sinh học cao, ứng dụng cho sản xuất thực phẩm chức năng, Báo cáo Đề tài cấp Bộ Phạm Văn Thiều (1996) Cây đậu tương trồng chế biến sản phẩm Nhà xuất Nông Nghiệp Tài liệu tiếng Anh American Association for Cancer Research’s 102nd Annual Meeting (2011) “Soy isoflavones not increase rick for breast cancer survivors” Arijmandi B.H., Alekel L., Hollis B.W., et al (1996) “Dietary soybean protein prevents bone loss in an ovariectomized rat model of osteoporosis”, J Nutr., 126, 161-167 Carmignani L.O., Pedro A.O., Costa-Paiva L.H., Pinto-Neto A.M (2010) “The effect of dietary soy supplementation compared to estrogen and placebo on menopausal symptoms: a randomized controlled trial”, Maturitas., 67(3), 262-269 Chien H.L., Huang H.Y., & Chou C.C (2006) “Transformation of isoflavone phytoestrogens during the fermentations of soymilk with lactic acid bacteria and bifidobacteria”, Food Microbiol., 23, 772-778 Erdman J.W., and Potter S.M (1997) “Soy and bone health”, The soy Connection, 5:1 Fundamental Concepts in the safety assessment of foods containing soy isoflavones for purpose of specified health use (2006) “Food Safety Commission of Specified Health Use, Food Safety Commission Novel Foods Expert Committee” 10 Isao Akagi, Motoki Nishihara, Shigehide Ueda, Akitoshi Yokoyma, Yoki Asano and Yuichi Saeki, (2007) “Isoflavone content of soybean cultivars for warm Lê Thị Lý 46 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp districts grown in Miyazaki Prefecture”, Japanese Journal of Crop Science., 76(3), 454-458 11 Janice B., Jo Ann P Johnson, Lacie, S (2007) “Fact sheet on the phytroestrogen genistein”, Breast cancer & the enviroment research centers 12 Jin-Ae Kim, Seung-Beom Hong, Woo-Suk Jung, Chang-Yeon Yu, Kyung-Ho Ma, Jae-Goo Gwag, III-Min Chung (2007) “Comparison of isoflavones composition in seed, embryo, cotyledon and seed coat of cooked-with-rice and vegetable soybean (Glycine max L.) varieties”, Food Chemistry, 102, 738-744 13 Larkin T., Price W E & Astheimer L (2008) “The key importance of isoflavone bioavailability to understanding health benefit”, Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 538-552 14 Matsuura M., Obata A., Fukushima D (1989) “Objectionable flavor of soymilk developed during the soaking of soybeans and its control”, J Food Sci., 54, 602605 15 Obata A, et al (2001) “Process for production isoflavone aglycone – containing composition”, United States Patent., 0010930 16 Otieno D.O., Ashton J.F., and Shah N.P (2006) “Evaluation of enzymic potential for biotransformation of isoflavone phytoestrogen in soymilk by Bifidobacterium animalis, Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus casei”, Food Res Int., 39 17 Potter S.M., Baumm J.A., Teng H., Stillman R.J., Shay N.F., and Erdman J.W.Jr (1998) “Soy protein and isoflavones: their effects on blood lipids and bone density in postmenopausal women”, Am J Clin Nutr., 68, 1375-1379 18 Pandjaitan N., Hettiarachchy N., and Ju Z.Y (2000) “Enrichment of genistein in soy protein concentrate with β-glucosidase”, Insitute of Food Technologysts., 65(3), 403-406 19 Rimbach G., Boesch-Saadatmandi C., Frank J., Fuchs D., Wenzel U., Daniel H., Hall WL., Weinberg P.D (2008) “Dietary isoflavones in the prevention of cardiovascular disease molecular perspective”, Food Chem Toxicol., 1308-1319 Lê Thị Lý 47 Lớp: 1103 Khóa luận tốt nghiệp 20 Ryowon C., Lee J.Y., Lee H.O., Chung S.J., Cho M.R., Kim J.Y., Lee I.H (2004) “The long term effects of soy-based formula on isoflavone concentration of plasma and 14 urine, and growth and recognition development at 10 and 20 months old infants”, Asia Pac J Clin Nutr., 13, 123 21 Ribeiro M.L.L., Mandarino J.M.G., Panizzi M C.C., Oliveira M.C.N., Campo C.B.H., Nepomuceno A.L., Ida E.I (2007) “Isoflavone content and β-glucosidase activity in soybean cultivars of different maturity groups”, Journal of Food Composition and Analysis, 20(1), 19-24 22 Raimodi S., Roncaglia L., De Lucia M., Amaretti A., et al (2009), “Bioconversion of soy isoflavones daidzin and daidzein by Bifidobacterium strains”, Appl Microbiol Biotechnol., 81, 943-950 23 Shen J.L, et al (1994) “Aglucone isoflavone enriched vegetable protein fiber", United States Patent, 5,352,384 24 Safiya R., Che S., Lora B., Zhou Xia, James M Shikany, Lyn S., Carlos J Rodriguez (2012) "Dietary Isoflavone Intake in Associated with Lower Systolic Blood Pressure: the Coronary Artery Risk Development in Young Adults (CARIDIA) study" J Am Coll Cardiol, 1659-1630 25 Taku K., Melby M.K., Kronenberg F., Kurzer M.S., Mesina M (2012) “Extracted or synthesized soybean isoflavones reduce menopausal hot flash frequency and severity: systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials”, Menopause., 776-790 26 Wei Q.K., Chen T.R., & Chen J.T (2007) “Using of Lactobacillus and Bifidobacterium to product the isoflavone aglucones in fermented soymilk”, Int J Food Microbiol., 117, 120-124 27 Wang H.J and Murphy P.A (1996) “Mass balance study of isoflavones during soybean processing”, J Agric Food Chem., 44, 2377-2383 28 Wang H.J., Murphy P.A (1994), “Isoflavone content in commercial soybean foods”, J Agric Food Chem., 42, 1666-1673 Lê Thị Lý 48 Lớp: 1103