Khóa luận Nghiên cứu khả năng nhũ hóa của albumin trích ly từ hạt bụp giấm (Phần 1)

Nội dung text: Khóa luận Nghiên cứu khả năng nhũ hóa của albumin trích ly từ hạt bụp giấm (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHŨ HÓA CỦA ALBUMIN TRÍCH LY TỪ HẠT BỤP GIẤM GVHD: TS. TRẦN THỊ NGỌC YÊN SVTH: LÊ THỊ THÙY MSSV: 11116063 S K L 0 0 4 0 6 3 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7/2015
2. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2015 - 11116063 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHŨ HÓA CỦA ALBUMIN TRÍCH LY TỪ HẠT BỤP GIẤM GVHD: TS. TRẦN THỊ NGỌC YÊN SVTH: LÊ THỊ THÙY MSSV: 11116063 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015
3. TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2015 - 11116063 NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG NHŨ HÓA CỦA ALBUMIN TRÍCH LY TỪ HẠT BỤP GIẤM GVHD: TS. TRẦN THỊ NGỌC YÊN SVTH: LÊ THỊ THÙY MSSV: 11116063 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2015
4. TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Lê Thị Thùy MSSV: 11116063 Ngành: Công nghệ thực phẩm 1. Tên đồ án: Nghiên cứu khả năng nhũ hóa của Albumin trích ly từ hạt bụp giấm. 2. Mã số đồ án: 2015 - 11116063 3. Nhiệm vụ của đồ án: - Khảo sát sự ảnh hưởng các yếu tố đến khả năng trích ly Albumin từ hạt bụp giấm. - Khảo sát khả năng nhũ hóa của Albumin trích ly từ hạt bụp giấm. 4. Ngày giao nhiệm vụ đồ án: 16/01/2015 5. Ngày hoàn thành đồ án: 16/07/2015 6. Họ tên ngƣời hƣớng dẫn: TS. Trần Thị Ngọc Yên Nội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã đƣợc thông qua bởi Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày tháng năm 20 Trƣởng Bộ môn Ngƣời hƣớng dẫn
5. LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường cùng các Thầy Cô Khoa Công Nghệ Hóa Học & Thực Phẩm trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP. Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ dạy, truyền đạt cho em những kiến thức quý giá trong suốt những năm học vừa qua và tạo điều kiện cho em trong suốt quá trình thực hiện đồ án tại phòng thí nghiệm. Em xin chân thành cảm ơn Cô Ts. Trần Thị Ngọc Yên đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ và bổ sung kiến thức cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Do còn hạn chế về mặt kiến thức nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý kiến của các quý Thầy Cô để đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn!
6. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng tôi. Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định. Ngày 16 tháng 07 năm 2015 Ký tên Lê Thị Thùy SVTH: Lê Thị Thùy Trang i
7. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang ii
8. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang iii
9. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang iv
10. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang v
11. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang vi
12. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang vii
13. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp SVTH: Lê Thị Thùy Trang viii
14. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ix DANH MỤC HÌNH xi DANH MỤC BẢNG xii TÓM TẮT ĐỒ ÁN xiii MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về cây và hạt bụp giấm 3 1.1.1. Giới thiệu cây bụp giấm 3 1.1.2. Hạt bụp giấm 6 1.2. Tổng quan về Albumin và nhũ tương 13 1.2.1. Albumin 13 1.2.2. Nhũ tương 15 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 18 2.1. Nguyên liệu, hóa chất, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 18 2.1.1. Nguyên liệu 18 2.1.2. Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 18 2.1.3. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 18 2.2. Quy trình tiến hành 18 2.2.1. Chuẩn bị bột hạt bụp giấm tách béo 18 2.2.2. Chuẩn bị Albumin 20 2.2.3. Chuẩn bị nhũ tương 23 2.3. Phương pháp nghiên cứu 24 2.3.1. Phương pháp xác định protein hòa tan (Bradford) 24 2.3.2. Phương pháp đo độ đục 25 2.4. Bố trí tiến hành thí nghiệm 26 2.4.1. Khảo sát điều kiện trích ly Albumin từ hạt bụp giấm 26 2.4.2. Xác định điểm đẳng điện của Albumin trích từ hạt bụp giấm 27 2.4.3. Khảo sát khả năng nhũ hóa của Albumin trích từ hạt bụp giấm 28 SVTH: Lê Thị Thùy Trang ix
15. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp 2.5. Phương pháp xử lý số liệu 29 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30 3.1. Xác định thành phần hóa học trong bột bụp giấm đã tách béo 30 3.2. Khảo sát điều kiện trích ly Albumin từ hạt bụp giấm 30 3.2.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến hiệu suất trích ly 30 3.2.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ bột: nước đến hiệu suất trích ly 32 3.2.3. Xác định điểm đẳng điện của Albumin 33 3.3. Khảo sát khả năng nhũ hóa của Albumin trích từ hạt bụp giấm 34 3.3.1. Khảo sát sự ảnh hưởng của nồng độ Albumin đến khả năng nhũ hóa 34 3.3.2. Khảo sát sự ảnh hưởng của pH đến khả năng nhũ hóa 37 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 4.1. Kết luận 42 4.2. Kiến nghị 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 49 SVTH: Lê Thị Thùy Trang x
16. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cây bụp giấm trưởng thành 4 Hình 1.2 a - Lá bụp giấm; b - Đài hoa bụp giấm; c - Hoa bụp giấm 4 Hình 1.3 Đài hoa khô, quả khô và hạt bụp giấm 5 Hình 1.4 Kích thước hạt bụp giấm 6 Hình 1.5 Cấu tạo phân tử của Albumin 13 Hình 1.6 Nhũ tương nước trong dầu và dầu trong nước 16 Hình 1.7 Cơ chế hình thành nhũ tương 17 Hình 2.1 Quy trình chuẩn bị bột hạt bụp giấm tách béo 19 Hình 2.2 Quy trình trích ly Albumin 20 Hình 2.3 Quy trình chuẩn bị bột Albumin 21 Hình 2.4 Quy trình chuẩn bị nhũ tương 23 Hình 2.5 Công thức phân tử của Coomassie Brilliant Blue R-250 24 Hình 3.1 Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất trích ly Albumin 31 Hình 3.2 Ảnh hưởng của tỉ lệ bột bụp giấm: nước đến hiệu suất trích ly Albumin 32 Hình 3.3 Kết quả xác định điểm đẳng điện pI của Albumin 33 Hình 3.4 Giá trị EAI theo sự thay đổi nồng độ Albumin 34 Hình 3.5 Giá trị ESI theo sự thay đổi nồng độ Albumin 36 Hình 3.6 Nhũ tương không bị tách lớp sau khi đồng hóa với nồng độ Albumin 1%. 37 Hình 3.7 Giá trị EAI theo sự thay đổi pH 38 Hình 3.8 Giá trị ESI theo sự thay đổi của pH 38 Hình 3.9 Đầu kỵ nước của protein 40 Hình 3.10 Bột Albumin trích ly từ hạt bụp giấm 41 SVTH: Lê Thị Thùy Trang xi
17. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm (% w/w) 7 Bảng 1.2 Thành phần khoáng trong hạt bụp giấm 8 Bảng 1.3 Thành phần acid amin trong hạt bụp giấm 9 Bảng 2.1 Hàm lượng Albumin và dầu trong các mẫu 29 Bảng 3.1 Thành phần hóa học của hạt bụp giấm tách béo 30 SVTH: Lê Thị Thùy Trang xii
18. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp TÓM TẮT ĐỒ ÁN Tên đồ án: Nghiên cứu khả năng nhũ hóa của Albumin trích ly từ hạt bụp giấm. Hạt bụp giấm là phế phẩm thu nhận từ công nghệ sản xuất đài hoa bụp giấm, chứa một hàm lượng lớn các chất dinh dưỡng gồm có protein, chất béo và các chất xơ. Thành phần Albumin chiếm tỷ lệ cao trong protein của bụp giấm. Đề tài gồm 2 nội dung chính là khảo sát điều kiện trích ly và tính tạo nhũ của Albumin từ hạt bụp giấm.  Khảo sát điều kiện trích ly Albumin từ hạt bụp giấm. Khảo sát các yếu tố sau: - pH: 7, 7.5, 8, 8.5. - Tỉ lệ bột bụp giấm: nước là 1:10, 1:15, 1:20. - Xác định điểm đẳng điện để kết tủa Albumin tại các pH: 3.5, 4, 4.5, 5.  Khảo sát khả năng nhũ hóa của Albumin qua các yếu tố: - Ảnh hưởng của nồng độ Albumin đến khả năng nhũ hóa ở các nồng độ: 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%. - Ảnh hưởng của pH đến khả năng nhũ hóa ở các giá trị pH: 2, 4, 6, 8, 10. Kết quả thu đƣợc: - Điều kiện trích ly Albumin tối ưu ở pH= 8.5, tỉ lệ bôt: nước là 1:20, điểm đẳng điện pI= 4. Hiệu suất trích ly đạt 80.66%. - Khi tăng nồng độ của Albumin, hoạt độ nhũ hóa giảm dần nhưng độ bền của nhũ tương tăng lên. Độ bền nhũ tương cao nhất ở nồng độ 7% với thời gian 100.37 phút. - Hoạt độ nhũ hóa và độ bền của nhũ tương thấp nhất tại pH= pI= 4. Thời gian nhũ tương bền tại pH này là 26.27 phút. Khi tăng dần giá trị pH thì nhũ tương tạo ra càng tốt và càng bền. Nhũ tương tốt nhất tại pH= 10 với thời gian bền là 136,57 phút, hoạt độ nhũ hóa là 126.51 m2/g. SVTH: Lê Thị Thùy Trang xiii
19. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU  Tính cấp thiết của đề tài Bụp giấm là loại cây mọc thành bụi và sinh trưởng ở những quốc gia có khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới trong đó có Việt Nam. Trên thế giới sử dụng loại cây này khá phổ biến với nhiều công dụng. Ở nước ta, trước đây loại cây này chỉ là một loại cây hoang dại, chỉ lá và đài hoa được sử dụng để làm rau chua. Hiện nay cây bụp giấm đã được trồng với diện tích lớn ở Bình Thuân, Hà Tây, Bắc Thái, và được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên bộ phận sử dụng nhiều nhất của cây bụp giấm là đài hoa trong khi hạt bụp giấm bị loại bỏ khi thu hoạch. Dựa trên kết quả nghiên cứu của nhiều nhà khoa học trên thế giới hạt bụp giấm là một nguồn giàu protein, lipid và nhiều loại acid amin thiết yếu. Nguồn protein trong bụp giấm có chứa hơn 50% Albumin (Yagoub và công sự, 2004). Albumin hiện nay đang được sử dụng như phụ gia hay chất tạo nhũ ứng dụng trong thực phẩm. Xuất phát từ thực tế trên, chúng tôi quyết định nghiên cứu đề tài “nghiên cứu khả năng nhũ hóa của chế phẩm Albumin trích ly từ hạt bụp giấm” với mong muốn tận dụng nguồn phế thải tạo ra được bán thành phẩm bột Albumin có nguồn gốc hoàn toàn tự nhiên để thay thế các chất phụ gia tạo nhũ bổ sung vào thực phẩm.  Mục tiêu của đề tài - Xác định quy luật ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất trích ly Albumin từ hạt bụp giấm. Từ đó rút ra điều kiện trích ly tốt nhất để thu được Albumin. - Xác định quy luật ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng nhũ hóa của Albumin trích ly từ hạt bụp giấm. - Nâng cao giá trị sử dụng của hạt bụp giấm nói riêng và của cây bụp giấm nói chung. - Đa dạng hóa các loại bán thành phẩm từ hạt bụp giấm  Nội dung nghiên cứu - Xử lý nguyên liệu và xác định thành phần hóa học của Albumin o Chuẩn bị bột o Trích ly béo SVTH: Lê Thị Thùy Trang 1
20. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp - Khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố đến trích ly Albumin o Tỉ lệ bột: nước (w/v): 1:10, 1:15, 1:20 o pH: 7, 7.5, 8, 8.5 - Xác định điểm đẳng điện để thu Albumin nhiều nhất. - Khảo xác sự ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng nhũ hóa o Nồng độ Albumin: 1%, 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%. o pH: 2, 4, 6, 8, 10.  Ý nghĩa của đề tài Ý nghĩa khoa học - Xác định được điều kiện tối ưu để trích ly Albumin từ hạt bụp giấm. - Xác định được sự ảnh hưởng của các yếu tố đến khả năng nhũ hóa của Albumin từ hạt bụp giấm và xác định khả năng nhũ hóa của Albumim so với các chất nhũ hóa khác. - Làm cơ sở, nền tảng để tiếp tục nghiên cứu các tính chất của hạt bụp giấm. Ý nghĩa thực tiễn - Tạo ra được sản phẩm bán thành phẩm Albumin có thể ứng dụng thay thế các chất phụ gia tạo nhũ ở các sản phẩm phù hợp với độ tạo nhũ của Albumin từ hạt bụp giấm. - Góp phần giải quyết vấn đề xử lý phế phẩm hạt bụp giấm, tăng giá trị kinh tế của cây bụp giấm. SVTH: Lê Thị Thùy Trang 2
21. GVHD: Trần Thị Ngọc Yên Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về cây và hạt bụp giấm 1.1.1. Giới thiệu cây bụp giấm 1.1.1.1. Nguồn gốc và phân bố Tên khoa học: Hisbiscus sabdariffa Linn. Tên tiếng anh: Roselle Tên Việt Nam: Bụp giấm Họ: Thuộc họ bông bụp (Malvaceae) Chi: Hisbiscus Loài : Hisbiscus sabdariffa L Bụp giấm bao gồm hơn 300 loài. Xuất xứ của loài cây này vẫn còn đang tranh cãi. Một số người tin rằng xuất xứ của chúng từ Ấn độ hoặc Saudi Arabia (Ismail, 2008), trong khi Murdock (Murdock, 1959) cho thấy rằng chúng được thuần chủng bởi người da đen ở phía tây Sudan Châu Phi khoảng 4000 năm trước công nguyên. Ngày nay cây bụp giấm được trồng rộng rãi ở cả vùng nhiệt đới và vùng cận nhiệt đới (Morton, 1987; USDA, 2007) bao gồm Ấn độ, Ả Rập, Trung Quốc, Maylasia, Indonesia, Philippines, Việt Nam, Sudan, Ai Cập, Nigeria và Mexico, Ở nước ta, từ lâu cây bụp giấm được trồng làm cảnh khá phổ biến và lấy lá, đài hoa dùng làm rau chua. Cây được trồng nhiều ở miền Trung, có đặc tính không kén đất, ưa đất đồi núi, khí hậu nóng ẩm ở Đông Nam Bộ. Ở Miền Bắc, cây bụp giấm được trồng thí điểm ở vùng Hà Tây và Thái Nguyên. 1.1.1.2. Đặc điểm thực vật Bụp giấm là cây hàng năm, dạng nửa bụi, cao trung bình 2 m, có thể đạt 3m. Cây phân nhánh nhiều, thân có màu tía hoặc đỏ, có phủ lớp lông ngắn. Lá có dạng hình tim tròn, dài 0.9 cm, rộng 1 cm, màu xanh đậm hoặc đỏ tía, lá nhẵn, xẻ thuỳ sâu với 3 - 5 thùy thon nhọn, mép lá có răng cưa, gân phía dưới lá màu tía, cuống lá dài 6 - 14 cm thường màu tía. Hoa mọc ở nách lá, cuống ngắn, hoa có 8 - 12 lá đài phụ. Đài phụ mập màu đỏ đậm ăn có vị rất chua. Cánh hoa vàng, đỏ hay tía với tâm đỏ đậm. Phấn hoa màu vàng. Quả nang hình nón thuôn, dài SVTH: Lê Thị Thùy Trang 3