Xem mẫu

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM – MÔI TRƢỜNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ CỦA PHƢƠNG PHÁP LẠNH ĐÔNG - VI SÓNG VỚI PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ENZYME PECTINASE TRONG TÁCH DỊCH QUẢ THANH LONG NGÀNH : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hƣớng dẫn: Th.S Huỳnh Kim Phụng Sinh viên thực hiện: Lê Hải Dƣơng MSSV: 1311110014 Lớp: 13DTP01 TP.HCM, 2017
  2. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: 1. Những nội dung trong đồ án này là do tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của ThS. Huỳnh Kim Phụng. 2. Các kết quả phân tích trong đề tài này là kết quả thu được từ quá trình thực nghiệm, khách quan, không sao chép từ bất kỳ nguồn tài liệu nào. 3. Những thông tin trích dẫn, bảng biểu số liệu tham khảo phục vụ cho việc nghiên cứu đều được ghi rõ nguồn trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. Trường Đại học Công nghệ TP.HCM không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do tôi gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có). TP. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2017 Sinh viên thực hiện LÊ HẢI DƢƠNG
  3. LỜI CẢM ƠN Đồ án này đƣợc hoàn thành nhờ sự giúp đỡ tận tình của nhà trƣờng, thầy cô trong Khoa và bạn bè. Tôi xin chân thành cám ơn các tập thể và cá nhân đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đồ án tốt nghiệp. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến ban giám hiệu trƣờng Đại học Công nghệ Tp.HCM, quý thầy cô trong Khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm - Môi trƣờng, đã tạo điều kiện học tập, tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian theo học tại trƣờng. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hƣớng dẫn của tôi ThS. Huỳnh Kim Phụng, giảng viên Khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trƣờng – Trƣờng Đại học Công nghệ Tp.HCM ngƣời đã tận tình hƣớng dẫn, chỉ bảo và động viên tôi trong suốt quá trình làm đồ án. Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên trong suốt quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp. Mặc dù đã cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất, song sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, vì vậy tôi rất mong đƣợc sự góp ý của quý thầy cô để đồ án đƣợc hoàn chỉnh hơn. Xin gửi đến thầy cô, gia đình và bạn bè lời chúc sức khỏe và hạnh phúc.
  4. Mục lục LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................. 1 CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .......................................................... 5 1.1. Giới thiệu chung về cây thanh long ................................................ 5 1.1.1. Giới thiệu chung.............................................................................. 5 1.1.2. Đặc điểm sinh học ........................................................................... 5 1.1.3. Phân loại.......................................................................................... 6 1.1.4. Tình hình sản xuất thanh long......................................................... 6 1.1.5. Cấu tạo tế bào của thanh long ......................................................... 8 1.1.6. Thành phần dinh dƣỡng của trái thanh long ................................... 9 1.1.7. Thành phần chống oxy hóa ........................................................... 12 1.1.8. Công dụng nổi bật của thanh long ................................................ 14 1.2. Giới thiệu về pectin ....................................................................... 14 1.2.1. Giới thiệu ...................................................................................... 14 1.2.2. Cấu trúc pectin .............................................................................. 15 1.2.3. Độ nhớt của dung dịch pectin ....................................................... 16 1.3. Giới thiệu về phƣơng pháp lạnh đông - vi sóng ........................... 16 1.3.1. Lạnh đông ..................................................................................... 16 1.3.2. Vi sóng .......................................................................................... 24 1.4. Giới thiệu phƣơng pháp xử lý enzyme pectinase ......................... 28
  5. 1.4.1. Giới thiệu enzyme pectinase ......................................................... 28 1.4.2. Phân loại........................................................................................ 29 1.4.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt tính của enzyme ......................... 31 1.4.5. Ứng dụng của enzyme pectinase lên dịch quả .............................. 32 1.5. Các nghiên cứu trong và ngoài nƣớc ............................................ 32 1.5.1. Phƣơng pháp xử lý enzyme pectinase........................................... 33 CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.............................................................................. 36 2.1. Nguyên vật liệu dùng trong nghiên cứu........................................ 36 2.1.1. Nguyên liệu chính ......................................................................... 36 2.1.2. Nguyên liệu phụ ............................................................................ 36 2.1.3. Dụng cụ dùng trong nghiên cứu ................................................... 36 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................. 36 2.2.1. Quy trình công nghệ cho thí nghiệm thu hồi dịch quả thanh long bằng phƣơng pháp lạnh đông – vi sóng ................................................................. 36 2.2.2. Quy trình thí nghiệm thu hồi dịch quả thanh long bằng phƣơng pháp xử lý enzyme pectinase ................................................................................. 40 2.2.3. Nghiên cứu và đánh giá hiệu quả thu hồi dịch quả thanh long bằng phƣơng pháp lạnh đông – vi sóng .......................................................................... 43 2.2.4. Thí nghiệm 1.1 xác định thời gian lạnh đông ............................... 44 2.2.5. Thí nghiệm 1.2 xác định công suất rã đông vi sóng ..................... 45 2.2.6. Thí nghiệm 1.3 xác định thời gian rã đông vi sóng ...................... 47
  6. 2.2.7. Thí nghiệm 1.4 xác định công suất – thời gian tối ƣu phƣơng pháp lạnh đông vi sóng ................................................................................................... 49 2.2.8. Thí nghiệm xác định nồng độ 2.1 enzyme pectinase .................... 51 2.2.9. Thí nghiệm 2.2 xác định thời gian ủ enzyme pectinase................ 52 2.2.10. Thí nghiệm 2.3 xác định nhiệt độ ủ enzyme pectinase................. 54 2.2.11. Thí nghiệm tối ƣu hóa nhiệt độ và thời gian ủ enzyme pectinase 56 Các số liệu về quá trình thủy phân ở các nhiệt độ, nồng độ enzyme pectinase bổ sung, thời gian và nhiệt độ ủ thu đƣợc ở phần trên đƣợc xem xét và phân tích để lựa chọn khoảng biến thiên thích hợp sử dụng cho tối ƣu hóa, sau đó dùng phần mêm JMP 10 thiết kế bề mặt đáp ứng thu đƣợc. Kết quả tối ƣu trong bảng bề mặt đáp ứng đƣợc thực nghiệm nhằm đảm bảo thống nhất giữa lý thuyết tối ƣu và thực tế trƣớc khi rút ra kết luận cuối cùng về các thông số của quá trình thủy phân. ............................................................................................................... 56 2.2.12. So sánh 2 phƣơng pháp tách thịt quả thanh long bằng phƣơng pháp lạnh đông – vi sóng và xử lý enzyme pectinase ............................................ 58 2.3. Các phƣơng pháp phân tích đã áp dụng ........................................ 58 2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu ............................................................ 58 CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN ....... 59 3.1. Khảo sát nguyên liệu thanh long ruột trắng Bình Thuận .............. 59 3.2. Kết quả thí nghiệm 1.1 xác định thời gian lạnh đông ................... 62 3.3. Kết quả thí nghiệm 1.2 xác định công suất vi sóng ...................... 66 3.4. Kết quả thí nghiệm 1.3 xác định thời gian rã đông vi sóng .......... 70
  7. Từ bảng 3.7, chúng tôi nhận thấy khi khảo sát hàm lƣợng vitamin C, hàm lƣợng acid tổng và hiệu suất thu hồi ở các mức thời gian xử lý có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p
  8. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Bộ NN & PTNT: Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông Thôn ADI: Acceptable Daily Intake DE:Dextrose equivalent ĐHQG-HCM : Đại học Quốc gia – Hồ Chí Minh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU HL: Hàm lƣợng W: woat V: thể tích M: khối lƣợng i
  9. DANH MỤC HÌNH Hình1.1 . Sơ đồ của mô tế bào nhu mô (A) và (B) các tế bào loại I ..................... 9 Hình 1.2. Cấu trúc của acid phenolic .................................................................. 14 Hình 1.3. Cấu trúc phân tử D- glacturonic .......................................................... 15 Hình 1.4. Các nhóm chức của pectin .................................................................. 16 Hình 1.7. Cấu tạo phân tử nƣớc đơn lẻ ............................................................... 26 Hình 1.8. Cơ chế tác động của vi sóng vào thịt quả ........................................... 27 Hình 1.9a. Sự đổi chiều liên tục của các phần tử phân cực ................................ 27 Hình 1.9b. sự sinh nhiệt tác động đến thành tế bào ............................................ 27 Hình 3.1. Bề mặt đáp ứng về hiệu suất thu hồi dịch khảo sát mức công suất – thời gian tối ƣu ............................................................................................................... 78 Hình 3.2. Bề mặt đáp ứng thu hồi vitamin C khảo sát mức công suất – thời gian tối ƣu............................................................................................................................... 79 Hình 3.3. Bề mặt đáp ứng về thu hồi acid tổng khảo sát mức công suất – thời gian tối ƣu....................................................................................................................... 80 Hình 3.4. Bề mặt đáp ứng về hiệu suất thu hồi dịch trong khảo sát mức nhiệt độ – thời gian tối ƣu enzym................................................................................................. 97 Hình 3.5. Bề mặt đáp ứng về lƣợng vitamin C trong khảo sát mức nhiệt độ – thời gian tối ƣu enzyme .................................................................................................. 98 Hình 3.6. Bề mặt đáp ứng về lƣợng acid tổng trong khảo sát mức công suất – thời gian tối ƣu enzyme .................................................................................................. 99 Hình 3.7a. Bã thanh long trong phƣơng pháp lạnh đông – vi sóng .................. 102 Hình 3.7b. Bã thanh long trong phƣơng pháp xử lý enzyme pectinase ............ 102 ii
  10. Hình 3.8a. Dịch lọc thô thu đƣợc từ phƣơng pháp lạnh đông – vi sóng ........... 102 Hình 3.8b. Dịch lọc thô thu đƣợc từ phƣơng pháp xử lý enzyme pectinase..... 102 iii
  11. DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng hiệu suất thu hồi theo thời gian lạnh đông ................................................................................................................................ 64 Biểu đồ 3.2. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng Vitamin C theo thời gian lạnh đông .. 65 Biểu đồ 3.3. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng acid tổng theo thời gian lạnh đông .... 65 Biểu đồ 3.4. Biểu đồ so sánh hiệu suất dịch thu đƣợc theo công suất vi sóng ... 68 Biểu đồ 3.5. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng vitamin c thu đƣợc theo công suât vi sóng ................................................................................................................................ 69 Biểu đồ 3.6. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc theo công suất vi sóng ................................................................................................................................ 69 Biểu đồ 3.7. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc theo thời gian vi sóng ................................................................................................................................ 72 Biểu đồ 3.8. Biểu đồ so sánh hàm lƣờng acid tổng thu hồi theo thời gian rã đông vi sóng ................................................................................................................... 73 Biểu đồ 3.9. Biểu đồ so sánh hiệu suất dịch quả thu hồi theo thời gian rã đông vi sóng ............................................................................................................................ 73 Biểu đồ 3.10. Biểu đồ hiệu sất (%) tối ƣu công suất – thời gian vi sóng............ 75 Biểu đồ 3.11. Biểu đồ hàm lƣợng vitamin C (mg/100g) tối ƣu công suất – thời gian vi sóng .................................................................................................................... 76 Biểu đồ 3.12. Biểu đồ hàm lƣợng acid tổng (mg/100g) tối ƣu công suất – thời gian vi sóng .................................................................................................................... 76 Biểu đồ 3.13. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng vitamin C thu hồi theo nồng độ enzyme pectinase bổ sung .............................................................................................. 82 iv
  12. Biểu đồ 3.14. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng acid tổng thu hồi theo nồng độ enzyme pectinase bổ sung .............................................................................................. 83 Biểu đồ 3.15. Biểu đồ so sánh hiệu suất thu hồi dịch quả theo nồng độ enzyme pectinase bổ sung ........................................................................................................... 84 Biểu đồ 3.16. Biểu đồ so sánh hàm lƣờng vitamin C thu hồi theo thời xử lý enzyme pectinase............................................................................................................ 86 Biểu đồ 3.17. Biểu đồ so sánh hàm lƣờng acid tổng thu hồi theo thời xử lý enzyme ........................................................................................................................... 87 Biểu đồ 3.18. Biểu đồ so sánh hàm lƣờng acid tổng thu hồi theo thời xử lý enzyme pectinase............................................................................................................ 87 Biểu đồ 3.19. Biểu đồ so sánh hàm lƣợng vitamin C thu hồi theo nhiệt độ xử lý enzyme pectinase............................................................................................................ 90 Biểu đồ 3.20. Biểu đồ so sánh hàm lƣợnng acid tổng thu hồi theo nhiệt độ xử lý enzyme pectinase............................................................................................................ 91 Biểu đồ 3.21. Biểu đồ so sánh hiệu suất thu hồi dịch theo nhiệt độ xử lý enzyme pectinase ......................................................................................................................... 91 Biểu đồ 3.22. Biểu đồ hiệu suất thu hồi dịch quả trong tối ƣu nhiệt độ - thời gian xử lý enzyme pectinase .................................................................................................. 93 Biểu đồ 3.23. Biểu đồ hàm lƣợng vitamin C trong tối ƣu nhiệt độ - thời gian xử lý enzyme pectinase ....................................................................................................... 94 Biểu đồ 3.24. Biểu đồ hàm lƣợng acid tổng trong tối ƣu nhiệt độ - thời gian xử lý enzyme pectinase ....................................................................................................... 94 v
  13. DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Thành phần hoá học (trên 100 g phần ăn đƣợc, trọng lƣợng tƣơi) của thanh long, măng cụt, xoài và dứa ................................................................................. 11 Bảng 1.2. Hàm ẩm và điểm lạnh đông của một số loại thực phẩm .................... 23 Bảng 2.1. Bảng thiết kế bề mặt đáp ứng tối ƣu hóa công suất – thời gian ......... 50 Bảng 2.2. Bảng thiết kế bề mặt đáp ứng 2 yếu tố nhiệt độ và thời gian ủ enzyme ........................................................................................................................................ 57 Bảng 3.1: Bảng thể hiện giá trị các thành phần hóa học trong thanh long Bình Thuận của khảo sát. ........................................................................................................ 59 Bảng 3.2: Thành phần sinh hóa quả thanh long phân tích tại Bộ môn Sinh lý - Sinh hóa và Bộ môn Thủy Nông thuộc Đại học Nông Lâm TP. HCM. ........................ 59 Bảng 3.3: Thành phần hóa học của trái thanh long từ các miền khác nhau của Trung tâm Tiêu chuẩn Đo lƣờng Chất lƣợng tỉnh Bình Thuận...................................... 60 Bảng 3.4: Thành phần hóa học của thanh long theo nghiên cứu ảnh hƣởng của enzyme pectinase lên tính chất cảm quan của thanh long,............................................. 61 Bảng 3.5. Bảng phân tích JMP của các thông số khảo sát về yếu tố thời gian lạnh đông ........................................................................................................................ 63 Bảng 3.6. Bảng phân tích JMP của các thông số khảo sát về yếu tố công suất xử lý vi sóng ........................................................................................................................ 67 Bảng 3.7. Bảng phân tích JMP của các thông số khảo sát về yếu tố thời gian rã đông vi sóng. .................................................................................................................. 71 Bảng 3.8. Bảng thống kê công suất – thời gian tối ƣu thu hồi đối với các giá trị ........................................................................................................................................ 81 vi
  14. Bảng 3.9. Bảng phân tích JMP của các thông số khảo sát về yếu tố nồng độ thủy phân. ............................................................................................................................... 81 Bảng 3.10. Bảng phân tích JMP của các thông số khảo sát về yếu tố thời gian thủy phân. ....................................................................................................................... 85 Bảng 3.11. Bảng giá trị thể hiện tỷ lệ thu hồi dịch thanh long qua các mốc nhiệt độ khảo sát. ..................................................................................................................... 89 Bảng 3.12. Bảng thống kê nhiệt độ – thời gian tối ƣu thu hồi đối với các giá trị ...................................................................................................................................... 100 Bảng 3.13. Bảng so sánh lƣợng thu hồi dịch và thành phần dinh dƣỡng ......... 100 Bảng 4.1. Bảng thiết kế bề mặt đáp ứng khảo sát công suất – thời gian tối ƣu vi sóng trong tách dịch quả thanh long ................................................................................ 7 Bảng 4.2. Bảng thiết kế bề mặt đáp ứng khảo sát nhiệt độ - thời gian tối ƣu xử lý enzyme pectinase trong tách dịch quả thanh long............................................................ 8 Bảng 4.3. Bảng số liệu thô nguyên liệu ................................................................ 9 Bảng 4.4. Bảng số liệu thô thời gian lạnh đông TN1.1....................................... 10 Bảng 4.5. Bảng số liệu thô công suất vi sóng TN1.2. ........................................ 11 Bảng 4.6. Bảng số liệu thô thời gian vi sóng TN1.3. .......................................... 12 Bảng 4.7. Bảng số liệu thô tối ƣu công suất – thời gian vi sóng TN1.4. ............ 14 Bảng 4.8. Bảng số liệu thô khảo sát nồng độ enzyme TN2.1. ............................ 15 Bảng 4.9. Bảng số liệu thô khảo sát thời gian enzyme TN2.2. ........................... 17 Bảng 4.10. Bảng số liệu thô khảo sát nhiệt độ ủ enzy,e TN2.3. ......................... 18 Bảng 4.11. Bảng thiết kế bề mặt đáp ứng tối ƣu hóa nhiệt độ - thời gian TN2.4. ........................................................................................................................................ 19 vii
  15. Bảng 4.12. Hàm lƣợng vitamin C trong nguyên liệu .......................................... 22 Bảng 4.13. Hàm lƣợng acid tổng trong nguyên liệu ........................................... 23 Bảng 4.14. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong thí nghiệm khảo sát thời gian lạnh đông ........................................................................................................................ 24 Bảng 4.15. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong thí nghiệm khảo sát thời gian lạnh đông ........................................................................................................................ 25 Bảng 4.16. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm khảo sát thời gian lạnh đông ................................................................................................................................ 26 Bảng 4.17. Hàm lƣợng vitamin C của dịch quả thanh long thu đƣợc trong khảo sát công suất vi sóng ...................................................................................................... 27 Bảng 4.18. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong khảo sát công suất vi sóng ... 28 Bảng 4.19. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong khảo sát công suất vi sóng ........... 29 Bảng 4.20. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong khảo sát thời gian xử lý vi sóng ................................................................................................................................ 30 Bảng 4.21. Hàm lƣợng acid tổng của dịch quả thanh long thu đƣợc trong khảo sát thời gian xử lý vi sóng .............................................................................................. 31 Bảng 4.22. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm khảo sát thời gian xử lý vi sóng ............................................................................................................................ 32 Bảng 4.23. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong thí nghiệm tối ƣu hóa công suất - thời gian ................................................................................................................ 33 Bảng 4.24. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong thí nghiệm tối ƣu hóa công suất - thời gian ....................................................................................................................... 35 viii
  16. Bảng 4.25. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm tối ƣu hóa công suất – thời gian .......................................................................................................................... 37 Bảng 4.26. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong thí nghiệm xử lý nồng độ enzyme pectinase............................................................................................................ 39 Bảng 4.27. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong thí nghiệm xử lý nồng độ enzyme pectinase............................................................................................................ 40 Bảng 4.28. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm xử lý nồng độ enzyme pectinase ......................................................................................................................... 41 Bảng 4.29. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong thí nghiệm xử lý nhiệt độ ủ enzyme pectinase............................................................................................................ 42 Bảng 4.30. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong thí nghiệm xử lý nhiệt độ ủ enzyme pectinase............................................................................................................ 43 Bảng 4.31. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm xử lý nhiệt độ ủ enzyme pectinase ......................................................................................................................... 44 Bảng 4.32. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong thí nghiệm xử lý thời gian ủ enzyme pectinase............................................................................................................ 45 Bảng 4.33. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong thí nghiệm xử lý thời gian ủ enzyme pectinase............................................................................................................ 46 Bảng 4.34. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm xử lý thời gian ủ enzyme pectinase ......................................................................................................................... 47 Bảng 4.35. Hàm lƣợng vitamin C thu đƣợc trong thí nghiệm tối ƣu hóa nhiệt độ - thời gian ....................................................................................................................... 48 Bảng 4.36. Hàm lƣợng acid tổng thu đƣợc trong thí nghiệm tối ƣu hóa nhiệt độ - thời gian .......................................................................................................................... 50 ix
  17. Bảng 4.37. Hiệu suất thu hồi dịch quả trong thí nghiệm tối ƣu hóa nhiệt độ - thời gian ................................................................................................................................. 52 x
nguon tai.lieu . vn