Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má centella asiatica bằng phương pháp enzym

Do đó, việc tiến hành nghiên cứu “Nâng cao hiệu suất thu hồi chất khô từrau má bằng phương pháp enzyme” nhằm có thể đa dạng hóa các sản phẩm và đưarau má thành nguồn nguyên liệu cho công

Trang 1

ĐỐNG THỊ MINH CHÂU

NGHIÊN CỨU THU NHẬN CHẤT KHÔ TỪ RAU MÁ

“CENTELLA ASIATICA” BẰNG PHƯƠNG PHÁP

Trang 2

Cán bộ hướng dẫn khoa học :

PGS.TS Đống Thị Anh Đào

TS.Trần Thị Ngọc Yên

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Cán bộ chấm nhận xét 1 :TS.Huỳnh Ngọc Oanh

(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Cán bộ chấm nhận xét 2 :PGS.TS Võ Thị Bạch Huệ

(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 21 tháng 07 năm 2014

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:………

1.PGS.TS Trần Văn Luận

2.PGS.TS Nguyễn Thị Thu Hương

3.PGS.TS Võ Thị Bạch Huệ

4.PGS.TS Đống Thị Anh Đào

5.TS Trần Bích Lam

6.TS Huỳnh Ngọc Oanh

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)

Trang 3

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Đống Thị Minh Châu MSHV: 2144474

Ngày, tháng, năm sinh: 07/07/1981 Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm và Đồ Uống Mã số:605402

I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má “ Centella asiatica ” bằng

phương pháp enzym

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

* Tổng quan tài liệu về nguyên liệu và hợp chất saponin………

* Thiết lập quy trình công nghệ trích ly chất khô từ nguyên liệu rau má tươi và khô……

* Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu chất khô bằng phương pháp thủy phân bởi enzym

cellulase và ectinase………

* Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu chất khô bằng sự thủy phân kết hợp 2 enzym………

* Khảo sát hàm lượng saponin thô và asiaticoside được trích ly tại các điều kiện tối ưu……

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:(Ghi theo trong QĐ giao đề tài):………24/06/2013… III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:(Ghi theo trong QĐ giao đề tài): 23/05/2014…… IV

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):

Trang 4

Để hoàn thành luận văn, trước hết em xin chân thành cảm ơn Cô PGS.TS Đống Thị Anh Đào, TS Trần Thị Ngọc Yên, đã tận tình hướng dẫn, quan tâm

giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Xin chân thành cám ơn Cô Nguyễn Thị Nguyên, đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện em thực hiện thí nghiệm ở phòng thí nghiệm B10-Trường Đại Học Bách Khoa- TP.HCM.

Xin chân thành cám ơn Cô Trần Thị Hồng Hạnh, đã giúp đỡ, tạo điều kiện để em thực đề tài tại phòng thí nghiệm B2-Trường Đại Học Bách

Khoa-TP.HCM.

Xin chân thành cám ơn Ban Giám Đốc và Anh Chị em cán bộ Trung Tâm Nghiên Cứu và Phát Triển Nông Nghiệp Công Nghệ Cao huyện Củ Chi đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian tôi thực hiện thí

nghiệm ở đây

Trong quá trình học tập, em xin gởi lời biết ơn sâu sắc đến toàn thể

Thầy Cô Khoa Kỹ Thuật Hóa Học nói chung và Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm nói riêng đã truyền đạt, giảng dạy những kiến thức nền

tảng cho em trong giai đoạn Đại Học và cả giai đoạn Sau Đại Học

Cuối cùng, xin cảm ơn tất cả Thầy Cô, gia đình, bạn bè Xin nhận ở nơi

em lòng biết ơn chân thành và lời chúc tốt đẹp nhất

Học viên

Đống Thị Minh Châu

Trang 5

Rau má ở nước ta là một trong những loài rau được trồng phổ biến và thuhoạch quanh năm Rau má giàu khoáng chất, chứa các chất có hoạt tính sinh họcđược dùng làm dược liệu quý, có tác dụng hỗ trợ và điều trị một số bệnh Tuynhiên, hiện nay các sản phẩm chế biến từ rau má ở quy mô công nghiệp chưa đượcsản xuất Do đó, việc tiến hành nghiên cứu “Nâng cao hiệu suất thu hồi chất khô từrau má bằng phương pháp enzyme” nhằm có thể đa dạng hóa các sản phẩm và đưarau má thành nguồn nguyên liệu cho công nghiệp là cần thiết.

Trong luận văn này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của enzymecellulase, pectinase và sự kết hợp 2 loại enzyme này lên quá trình thủy phân rau

má tươi và rau má khô, sau đó tính đến hiệu suất thu hồi chất khô và từ đó, lựachọn loại enzyme thích hợp nhất trên nguyên liệu rau má phù hợp để thu đượchiệu suất thu hồi chất khô cao nhất, và tiến hành xác định hàm lượng saponin thô

và hàm lượng asiaticoside

Kết quả thực nghiệm cho thấy, enzyme cellulase thủy phân tốt nhất trên rau

má tươi, cho hiệu suất thu hồi chất khô 46,44%(w/w) tại các điều kiện tối ưu: pH4,96; nhiệt độ thủy phân 44,4oC, với hàm lượng enzyme cellulase bổ sung vào quátrình thủy phân là 0,52%(v/w)( tương ứng với hoạt độ là 34,98(UI/g chất khô tuyệtđối)) và thời gian thủy phân 111,7 phút Và còn giữ được màu và mùi vị đặc trưngcủa rau má tươi

Khảo sát điều kiện tối ưu trích ly saponin thô ở nguyên liệu rau má tươi:nồng độ ethanol 80,5o, thời gian trích ly 6 giờ cho hàm lượng saponin thô31,23mg/g

Và thu nhận được các thành phần trích ly như sau:

Protein: 49,03%; Mg: 47,06%; Mn:45,41%; K :7,16%; Ca: 21,77%

Hàm lượng đường khử: 20,52%(chất khô)

Hàm lượng saponin thô: 66,67%

Hàm lượng asiaticoside: 54,76%

Trang 6

Centella asiatica in our country is one of the species of the most commonly

grown vegetables, harvest year round Centella asiatica rich in minerals,

containing bioactive substances used as medicinal herbs, effective support and

treatment of certain diseases However, current products processed from centella

asiatica has not been in industrial scale production Therefore, our research about

"Improving the performance of dry matter recovery from centella asiatica by enzymatic methods" in order to be able to diversify and bring products from

centella asiatica source for industrial raw materials is necessary.

In this paper, we have surveyed the effects of the enzyme cellulase, pectinaseand a combination of two types of enzyme hydrolysis on centella asiatica freshand dried to a dry matter recovery performance From there, choose the mostsuitable enzyme on suitable materials pennywort to obtain recovery yield thehighest dry matter, and determine the content of crude saponins and asiaticoside

The experimental results show, hydrolysis of cellualse best on fresh centellaasiatica, efficient recovery of dry matter 46.44% (w / w) at optimum conditions:

pH 4.96 and temperature 44.4°C, the concentration of cellulase enzymesupplementation on hydrolysis was 34,98(UI/g) and hydrolysis time 111.7(minutes), and still retain the color and flavor characteristics of fresh centellaasiatica

Survey conditions of optimal extraction of crude saponins in raw freshcentella asiatica: 80.5o ethanol concentration, extraction six time hours for crudesaponins 31.23mg/g

The extraction efficiency as follows:

Protein: 49,03%; Mg: 47,06%; Mn:45,41%; K :7,16%; Ca: 21,77% Content of reducing sugar: 20,52%

Trang 7

Content of asiaticoside: 54,76%.

Trang 8

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các

số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được aicông bố trong bất kỳ công trình nào khác

Học viên

Trang 9

Danh mục chữ viết tắt

Danh mục bảng

Danh mục hình

Danh mục sơ đồ

MỞ ĐẦU 1

PHẦN I:TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2

1.1.Tổng quan về họ hoa tán 2

1.2.Tổng quan về cây rau má 2

1.2.1.Nguồn gốc 2

1.2.2.Đặc điểm thực vật loài Centella asiatica 2

1.2.3.Đặc điểm phân bố 3

1.2.4.Phân loại rau má 3

1.2.5.Tình hình tiêu thụ rau má ở Việt Nam và trên thế giới 8

1.2.6.Cách trồng rau má và bảo quản rau sau thu hoạch 8

1.2.7.Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng 8

1.2.7.1.Thành phần dinh dưỡng 9

1.2.7.2.Thành phần hóa học 9

a Hợp chất saponin 9

b Asiaticoside10 1.2.8.Tổng quan về chlorophyll 13

1.3.Một số nghiên cứu trong nước và trên thế giới về rau má 16

1.3.1.Trên thế giới 16

1.3.2.Trong nước 16

1.4.Tổng quan về enzym 17

1.4.1.Pectinase 17

1.4.1.1.Định nghĩa 17

Trang 10

1.4.1.4.Ứng dụng của pectinase 19

1.4.2.Cellulase 19

1.4.2.1.Định nghĩa 20

1.4.2.2.Cơ chất 20

1.4.2.3.Cơ chế thủy phân của cellulase 20

1.4.2.4.Ứng dụng của cellulase 20

PHẦN II: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1.Nguyên liệu 20

2.2.Chế phẩm enzym 20

2.2.1.Pectinase-pectinex Ultra SP_L 20

2.2.2.Cellulase-cellulast 1.5L 20

2.3.Sơ đồ phương pháp nghiên cứu chung 20

2.4.Nội dung nghiên cứu 21

2.4.1.Mục tiêu nghiên cứu 21

2.5.Quy trình công nghệ thu nhận bột rau má từ nguyên liệu rau má tươi và khô 21 2.5.1.Sơ đồ quy trình 21

2.5.2.Thuyết minh 22

2.6.Phân bố thí nghiệm 23

2.6.1.TN 1.Thủy phân bởi xúc tác của chế phẩm cellulase thủy phân rau má tươi 24 2.6.1.1.TN.Khảo sát tỷ lệ rau:nước khi xay 24

2.6.1.2.TN.Khảo sát pH ảnh hưởng đến HSTHCK 24

2.6.1.3.TN.Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến HSTHCK 24

2.6.1.4.TN.Khảo sát hàm lượng chế phẩm enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 24 2.6.1.5.TN.Khảo sát thời gian xử lý enzym 26

2.6.2.TN 2.Sử dụng chế phẩm pectinase thủy phân rau má tươi 26

2.6.2.1.TN.Khảo sát pH ảnh hưởng đến HSTHCK 26

Trang 11

2.6.2.3.TN.Khảo sát hàm lượng chế phẩm enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 26

2.6.2.4.TN.Khảo sát thời gian thủy phân ảnh hưởng đến HSTHCK 27

2.6.3.TN 3.Sử dụng pectinase thủy phân rau má khô 27

2.6.3.1.TN.Khảo sát tỷ lệ rau:nước khi xay ảnh hưởng đến HSTHCK 27

2.6.3.2.TN.Khảo sát hàm lượng enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 27

2.6.3.3.TN.Khảo sát thời gian ảnh hưởng đến HSTHCK 28

2.6.4.TN 4.Sử dụng chế phẩm cellulase thủy phân rau má sấy khô 28

2.6.4.1.TN.Khảo sát hàm lượng enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 28

2.6.4.2.TN.Khảo sát thời gian thủy phân ảnh hưởng đến HSTHCK 28

2.6.5.Kết hợp 2 chế phẩm enzym cellulase và pectinase thủy phân rau má tươi 29 2.6.5.1.TN 5.1.Khảo sát hàm lượng chế phẩm enzym pectinase và cellulase 29 2.6.5.2.TN 5.2.Khảo sát thời gian thủy phân 29

2.6.6.Kết hợp pectinase và cellulase thủy phân rau má khô 30

2.6.6.1.Khảo sát hàm lượng pectinase và cellulase 30

2.6.6.2.Khảo sát thời gian thủy phân 30

2.7.Xác định hàm lượng saponin thô và asiaticoside 31

2.7.1.Sơ đồ nghiên cứu 31

2.7.2.Tiến hành thí nghiệm 31

2.7.3.Tính kết quả 32

2.8.Phương pháp tối ưu hóa quá trình xử lý bằng enzyme 32

2.9.Đánh giá cảm quan sản phẩm 33

PHẦN III:KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 34

3.1.Kết quả khảo sát nguồn nguyên liệu 34

3.1.1.Xác định độ ẩm của rau má 34

3.1.2.Nghiên cứu lựa chọn mức độ thu hái nguyên liệu 34

3.1.3.Tỷ lệ % của lá và cọng rau má 34

3.1.4.Kết quả khảo sát khả năng bảo quản của nguyên liệu rau má 35

Trang 12

3.2.Kết quả xác định hoạt tính enzym 36

3.2.1.Kết quả xác định hoạt tính cellulase 36

3.2.2.Kết quả xác định hoạt tính pectinase 37

3.3.Kết quả nghiên cứu thu nhận chất khô từ quá trình thủy phân rau má tươi bằng cellulase 38

3.3.1.Khảo sát tỷ lệ rau:nước khi xay 38

3.3.2.Khảo sát pH ảnh hưởng đến HSTHCK 39

3.3.3.Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến HSTHCK 40

3.3.4.Khảo sát hàm lượng lý enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 41

3.3.5.Khảo sát thời gian ảnh hưởng đến HSTCK 42

3.3.6.Tối ưu hóa các thông số của quá trình xử lý enzym 42

3.4.Kết quả nghiên cứu thu nhận chất khô từ quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 47

3.4.1 Khảo sát pH ảnh hưởng đến HSTHCK 47

3.4.2.Khảo sát nhiệt độ ảnh hưởng đến HSTHCK 48

3.4.3 Khảo sát hàm lượng enzym ảnh hưởng đến HSTCK 49

3.4.4 Khảo sát thời gian xử lý enzym ảnh hưởng đến HSTHCK 50

3.5.Kết quả nghiên cứu thu nhận chất khô từ quá trình thủy phân rau má khô bằng pectinase 56

3.5.1.Khảo sát tỷ lệ rau khô:nước đến HSTHCK 56

3.5.2.Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng enzym đến HSTHCK 57

3.5.3.Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym đến HSTHCK 58

3.6.Kết quả nghiên cứu thu nhận chất khô từ quá trình thủy phân rau má khô bằng cellulase 61

3.6.1.Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng chế phẩm enzym đến HSTHCK 61

Trang 13

3.7.Kết luận chung khi dùng từng loại enzym thủy phân 66

3.8.Kết quả nghiên cứu kết hợp pectinase và cellulase thủy phân rau má tươi 67

3.8.1.Khảo sát ảnh hưởng kết hợp hàm lượng 2 enzym 67

3.8.2.Khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân của enzym đến HSTHCK 67

3.9.Kết quả nghiên cứu kết hợp pectinase và cellulase thủy phân rau má khô 68

3.9.1.Khảo sát ảnh hưởng kết hợp hàm lượng 2 enzym 68

3.9.2.Khảo sát ảnh hưởng thời gian thủy phân của enzym đến HSTHCK 69

3.10.Kết luân chung khi sử dụng kết hợp pectinase và cellulase để thủy phân 70

3.11.Kết quả khảo sát điều kiện trích ly saponin thô từ nguyên liệu rau má 72

3.11.1.Khảo sát chọn tỷ lệ dung môi 72

3.11.2.Khảo sát thời gian trích ly 73

3.11.3.Tối ưu hóa quá trình trích ly saponin 73

3.12.Kết quả khảo sát hàm lượng saponin thô và hàm lượng asiaticoside trong nguyên liệu rau má tươi và trong dịch trích ly 76

3.12.1.Chuẩn bị lấy mẫu 76

3.12.2.Kết quả hàm lượng saponin thô 77

3.12.3.Kết quả hàm lượng asiaticoside 78

3.13.Kiểm tra chất lượng dịch trích ly từ quá trình thủy phân rau má tươi bằng cellulase 83

3.13.1.Phân tích thành phần khoáng và protein 83

3.13.1.1 Phân tích thành phần khoáng và protein 83

3.13.1.2 Xác định hàm lượng đường khử 83

3.14.Kết quả đánh giá cảm quan 84

3.14.1.Xác định hàm lượng saccharose cần bổ sung 84

3.14.2.Đánh giá cảm quan dịch trích ly rau má 85

3.14.3.So sánh các chỉ tiêu cảm quan 86

PHẦN IV:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 87

Trang 14

Tài liệu tham khảo 89Phụ lục 91

Trang 15

HSTHCK: hiệu suất thu hồi chất khô

HSTH: hiệu suất thu hồi

HSTL: hiệu suất trích ly

CKTĐ: chất khô tuyệt đối

MĐC: mẫu đối chứng

TN: thí nghiệm

Trang 16

Bảng 1.1: Thành phần hóa học của các bộ phận rau má (% tính theo trọng

lượng tươi) [10] 9Bảng 2.1 Bố trí thí nghiệm chọn hàm lượng chế phẩm pectinase và cellulasecủa quá trình thủy phân rau má tươi 29Bảng 2.2 Bố trí thí nghiệm chọn hàm lượng chế phẩm pectinase và cellulasecủa quá trình thủy phân rau má khô. 30Bảng 3.1 Kết quả xác định độ ẩm trung bình của mẫu nguyên liệu rau 34

Bảng 3.2 HSTHCK từ nguyên liệu rau má tươi ở các thời gian trồng khác nhau

34

Bảng 3.3 Tỷ lệ các phần trong nguyên liệu 35Bảng 3.4.Sự biến đổi độ ẩm và màu xanh của rau má tươi theo ngày bảo quản35

Bảng 3.5.Sự biến đổi của nguyên liệu rau má khô trong thời gian bảo quản 36Bảng 3.6.Xác định hoạt tính cellulase theo thời gian 37Bảng 3.7.Xác định hoạt tính pectinase theo thời gian 38Bảng 3.8.Các mức yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch thực nghiệm của quá trìnhthủy phân rau má tươi bằng cellulase 43Bảng 3.9.Bảng mô hình quy hoạch thực nghiệm và kết quả thí nghiệm của quátrình thủy phân rau má tươi bằng cellulase 43Bảng 3.10 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến HSTHCK của quá trình thủyphân rau má tươi bằng cellulase 44Bảng 3.11 Kết quả phân tích ANOVA của thí nghiệm tối ưu hóa (trích kết quả

từ phần mềm Modde 5.0) của quá trình thủy phân rau má tươi bằng cellulase 44Bảng 3.12.Các mức yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch thực nghiệm của quá trìnhthủy phân rau má tươi bằng enzym pectinase 52

Trang 17

quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 52Bảng 3.14 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến HSTHCK của quá trình thủyphân rau má tươi bằng pectinase 53Bảng 3.15 Kết quả phân tích ANOVA của thí nghiệm tối ưu hóa (trích kết quả

từ phần mềm Modde 5.0) của quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 53

Bảng 3.16 Các mức yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch thực nghiệm 59Bảng 3.17.Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả HSTHCK đạt được củaquá trình thủy phân rau má khô bằng pectinase 59Bảng 3.18 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến HSTHCK từ quá trình thủyphân rau má khô bằng pectinase 60Bảng 3.19 Kết quả phân tích ANOVA(trích kết quả từ phần mềm Modde 5.0)HSTHCK từ quá trình thủy phân rau má khô bằng pectinase 60Bảng 3.20.Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả HSTHCK từ quá trìnhthủy phân rau má khô bằng cellulase 63Bảng 3.21 Các mức yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch thực nghiệm 64Bảng 3.22 Ảnh hưởng của các biến độc lập đến HSTHCK từ quá trình thủyphân rau má khô bằng cellulase 64Bảng 3.23 Kết quả phân tích ANOVA(trích kết quả từ phần mềm Modde 5.0)HSTHCK từ quá trình thủy phân rau má khô bằng cellulase 65Bảng 3.24.Bảng tóm tắt kết quả xử lý rau má tươi và khô bằng từng loại enzym66

Bảng 3.25.Tóm tắt kết quả xử lý nguyên liệu rau má khi sử dụng từng loại

enzym, kết hợp enzym 70Bảng 3.26 Ma trận quy hoạch thực nghiệm và kết quả hàm lượng saponin thô 74Bảng 3.27.Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng saponin thô 74

Trang 18

từ phần mềm Modde 5.0) hàm lượng saponin thô 75Bảng 3.29.Kết quả hàm lượng saponin thô của nguyên liệu và các mẫu trích ly77

Bảng 3.30 Kết quả HSTL hàm lượng asiaticodide của dịch thủy phân từ rau mátươi bằng cellulase 82Bảng 3.31 Kết quả phân tích một số thành phần hóa học trong mẫu dịch chiếtđược thủy phân bằng enzyme cellulase từ rau má tươi 83Bảng 3.32.Hiệu suất thu hồi chất khoáng từ mẫu thủy phân rau má tươi bằngenzym cellulase 83Bảng 3.34.Kết quả đánh giá sự ưa thích của 4 mẫu dịch trích ly rau má có bổsung đường 85Bảng 3.35: Điểm trung bình của các chỉ tiêu cảm quan của các mẫu nước rau má85

Trang 19

Hình 1.1 Rau má thìa 4

Hình 1.2 Rau má lá sen 4

Hình 1.3 Rau má mỡ 4

Hình 1.4 Rau má dại 5

Hình 1.5 Rau má lông 5

Hình 1.6 Rau má lá to 6

Hình 1.7 Cây rau má lá rau muống 6

Hình 1.8 Rau má núi 6

Hình 1.9 Rau má nước 6

Hình 1.10 Rau má ngọ 7

Hình 1.11 Rau má họ 7

Hình 1.12: Phân loại saponin 10

Hình 1.13 Cấu trúc phân tử asiaticoside 11

Hình 1.14: Sự phân bố hàm lượng asiaticoside trong từng bộ phận rau má 11

Hình 1.15 Công thức cấu tạo của Chlorophyll 12

Hình 1.16 Công thức cấu tạo của pectin 15

Hình 1.17 Vị trí xúc tác của PE 16

Hình 1.18 Vị trí xúc tác của endo_PMG I 16

Hình 1.19 Vị trí xúc tác của exo_III 16

Hình 1.20 Vị trí của endo PG_II 16

Hình 1.21 Vị trí xúc tác của exo PG_IV 17

Hình 1.22 Công thức cấu tạo của cellulose 18

Hình 1.23 Cơ chế thủy phân cellulose của cellulase 19

Hình 2.1 Rau má tươi 20

Hình 3.1 Biểu diễn tỷ lệ từng bộ phận trong rau má 35

Hình 3.2.Đường chuẩn glucose 37

Hình 3.3 Đường chuẩn D-galacturonic 37

Trang 20

Hình 3.5 Ảnh hưởng của pH đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằngcellulase 39

Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươibằng cellulase 40 Hình 3.7 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau

má tươi bằng cellulase 41 Hình 3.8 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến HSTHCC của quá trình thủy phân

rau má tươi bằng cellulase 42

Hình 3.9 Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ tới HSTHCK của quá trình thủy phân rau mátươi bằng cellulase 45

Hình 3.10 Ảnh hưởng của pH và hàm lượng enzyme tới HSTHCK của quá trình thủyphân rau má tươi bằng cellulase 45

Hình 3.11 Ảnh hưởng của pH và thời gian tới HSTHCK của quá trình thủy phânrau má tươi bằng enzym cellulase 46Hình 3.12 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme và nhiệt độ đến HSTHCK của quá trìnhthủy phân rau má tươi bằng enzym cellulase 46 Hình 3.13 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme và thời gian đến HSTHCK của quá trình

thủy phân rau má tươi bằng enzym cellulase 46

Hình 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới HSTHCK của quá trình thủy phânrau má tươi bằng enzym cellulase 46 Hình 3.15 Ảnh hưởng của pH đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằng

pectinase 48

Hình 3.16.Ảnh hưởng của nhiệt độ đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau mátươi bằng pectinase 49Hình 3.17 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme đến HSTHCK của quá trình thủy phânrau má tươi bằng pectinase 50 Hình 3.18 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym đếnHSTHCK của quá trình thủy phân

rau má tươi bằng pectinase 51

Trang 21

HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 54Hình 3.20 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố pH và hàm lượng enzymeđến HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 54Hình 3.21 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố nhiệt độ và thời gian đếnHSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 55Hình 3.22 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố hàm lượng enzyme vànhiệt độ đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 55Hình 3.23 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố hàm lượng enzyme vàthời gian đến HSTHCK của quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 55Hình 3.24 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố pH và thời gian đến HSTHCKcủa quá trình thủy phân rau má tươi bằng pectinase 55

Hình 3.25 Ảnh hưởng của tỷ lệ rau:nước đến HSTHCK từ quá trình thủy phân rau mákhô bằng pectinase 56 Hình 3.26 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme đến HSTHCK từ quá trình thủy phân rau

má khô bằng pectinase 57 Hình 3.27 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến HSTHCK từ quá trình thủy phân

rau má khô bằng pectinase 58

Hình 3.28 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố hàm lượng và thời gian đếnHSTHCK của quá trình thủy phân rau má khô bằng pectinase 61 Hình 3.29 Ảnh hưởng của hàm lượng enzyme đến HSTHCK từ quá trình thủy phân rau

má khô bằng cellulase 62 Hình 3.30 Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym đến HSTHCK từ quá trình thủy phân

rau má khô bằng cellulase 63

Hình 3.31 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố hàm lượng và thời gian đếnHSTHCK từ quá trình thủy phân rau má khô bằng cellulase 65

Hình 3.32.Tỷ lệ hàm lượng 2 enzyme ảnh hưởng đến HSTHCK ở rau má tươi 67

Hình 3.33.Ảnh hưởng thời gian thủy phân của pectinase và cellulase đến HCTHCK ởrau má tươi 68Hình 3.34.Tỷ lệ hàm lượng 2 enzyme ảnh hưởng đến HSTHCK ở rau má khô 69

Trang 22

Hình 3.36.So sánh HSTHCK giữa rau má tươi và rau má khô 71Hình 3.37 Các sản phẩm bột sấy phun từ dịch thủy rau má tươi và rau má khô 72Hình 3.38.Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hàm lượng saponin thô vào nồng độethanol 72

Hình 3.39.Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hàm lượng saponin thô vào thời gian 73

Hình 3.40 Đồ thị thể hiện sự ảnh hưởng của hai yếu tố nồng độ ethanol và thời gianđến hàm lượng saponin thô 76

Hình 3.41 So sánh cảm quan giữa các mẫu thủy phân 77Hình 3.42 So sánh hiệu suất trích ly hàm lượng saponin thô của các mẫu trích ly78

Hình 3.43.Sắc ký đồ của mẫu chuẩn asiaticoside a).lần 1; b)lần 2 79Hình 3.44.Sắc ký đồ phân tích hàm lượng asiaticoside trong nguyên liệu rau mátươi a)lần 1; b) lần 2 80Hình 3.45.Sắc ký đồ của mẫu chuẩn asiaticoside a)lần 1; b).lần 2 81

Hình 3.46 Sắc ký đồ phân tích hàm lượng asiaticoside trong dịch thủy phân từrau má tươi bằng cellulase a).lần 1; b).lần 2 82Hình 3.47 Đường chuẩn glucose 84Hình 3.48 So sánh hàm lượng đường khử(% chất khô) giữa các mẫu 84Hình 3.49 So sánh các chỉ tiêu cảm quan giữa các mẫu chiết 86

Trang 23

Sơ đồ 2.1.Sơ đồ nghiên cứu chung 21

Sơ đồ 2.2 Quy trình thu nhận bột rau má hòa tan từ rau má tươi 22

Sơ đồ 2.3 Khảo sát điều kiện chiết Saponin thô và asiaticoside 31

Trang 24

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Đống Thị Minh Châu MSHV: 12144474

Ngày, tháng, năm sinh: 07/07/1981 Nơi sinh: TP.HCM

Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm và Đồ Uống Mã số:605402

I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu thu nhận chất khô từ rau má “ Centella asiatica ” bằng phương

pháp enzym

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

* Tổng quan tài liệu về nguyên liệu và hợp chất saponin………

* Thiết lập quy trình công nghệ trích ly chất khô từ nguyên liệu rau má tươi và khô………….

* Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu chất khô bằng phương pháp thủy phân bởi enzym cellulase

và pectinase………

* Khảo sát điều kiện trích ly tối ưu chất khô bằng sự thủy phân kết hợp 2 enzym………

* Khảo sát hàm lượng saponin thô và asiaticoside được trích ly tại các điều kiện tối ưu…… II

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:(Ghi theo trong QĐ giao đề tài):………24/06/2013… III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:(Ghi theo trong QĐ giao đề tài): 23/05/2014…… IV

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ghi rõ học hàm, học vị, họ, tên):

PGS.TS Đống Thị Anh Đào……… .TS.Trần Thị Ngọc Yên

Trang 25

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các

số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được aicông bố trong bất kỳ công trình nào khác

Học viên

Trang 26

Rau má ở nước ta là một trong những loài rau được trồng phổ biến và thuhoạch quanh năm Rau má giàu khoáng chất, chứa các chất có hoạt tính sinh họcđược dùng làm dược liệu quý, có tác dụng hỗ trợ và điều trị một số bệnh Tuynhiên, hiện nay các sản phẩm chế biến từ rau má ở quy mô công nghiệp chưa đượcsản xuất Do đó, việc tiến hành nghiên cứu “Nâng cao hiệu suất thu hồi chất khô từrau má bằng phương pháp enzyme” nhằm có thể đa dạng hóa các sản phẩm và đưarau má thành nguồn nguyên liệu cho công nghiệp là cần thiết.

Trong luận văn này, chúng tôi đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của enzymecellulase, pectinase và sự kết hợp 2 loại enzyme này lên quá trình thủy phân rau

má tươi và rau má khô, sau đó tính đến hiệu suất thu hồi chất khô và từ đó, lựachọn loại enzyme thích hợp nhất trên nguyên liệu rau má phù hợp để thu đượchiệu suất thu hồi chất khô cao nhất, và tiến hành xác định hàm lượng saponin thô

và hàm lượng asiaticoside

Kết quả thực nghiệm cho thấy, enzyme cellulase thủy phân tốt nhất trên rau

má tươi, cho hiệu suất thu hồi chất khô 46,44%(w/w) tại các điều kiện tối ưu: pH4,96; nhiệt độ thủy phân 44,4oC, với hàm lượng enzyme cellulase bổ sung vào quátrình thủy phân là 0,52%(v/w)( tương ứng với hoạt độ là 34,98(UI/g chất khô tuyệtđối)) và thời gian thủy phân 111,7 phút Và còn giữ được màu và mùi vị đặc trưngcủa rau má tươi

Khảo sát điều kiện tối ưu trích ly saponin thô ở nguyên liệu rau má tươi:nồng độ ethanol 80,5o, thời gian trích ly 6 giờ cho hàm lượng saponin thô31,23mg/g

Và thu nhận được các thành phần trích ly như sau:

Protein: 49,03%; Mg: 47,06%; Mn:45,41%; K :7,16%; Ca: 21,77%

Hàm lượng đường khử: 20,52%(chất khô)

Hàm lượng saponin thô: 66,67%

Hàm lượng asiaticoside: 54,76%

Trang 27