ứng dụng enzyme flaourzyme để tăng hiệu suất trích ly protein và chất xơ hòa tan trong bột nấm mèo

Quá trình ẩm bay hơi từ vật liệu thường có hai giai đoạn: Giai đoạn một: Ẩm trên bề mặt vật liệu bay hơi từ môi trường chung quanh, tốc độ của quá trình phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

là sự phân loại mang tính khoa học bởi vì nếu căn cứ vào đặc điểm sinh sản, cấu trúc của acid nucleic thì nấm men, nấm sợi hoặc nấm bậc cao có thể có lúc cùng chung một ngành, một ngành phụ hoặc một lớp như nhau

Tế bào nấm có những đặc trưng riêng, khác biệt với tế bào thực vật, động vật Trước hết là thành phần của thành tế bào Dưới kính hiển vi điện tử có thể quan sát thấy thành tế bào cấu tạo bởi nhiều lớp

Nấm không có khả năng quang hợp như cây xanh do đó chúng không có đời sống

tự dưỡng (autotroph) mà chỉ có đời sống dị dưỡng (heterotroph), nghĩa là phải sống nhờ các chất hữu cơ có sẵn Các nấm sống trên chất hữu cơ chết (xác động thực vật phân hủy tạo ra) thì được gọi là nấm hoại sinh (saprophytic fungi) Các nấm chỉ sống trên các cơ thể sống gọi là nấm ký sinh (parasitic fungi) Các loại nấm ăn đều thuộc nhóm nấm hoại sinh

Nấm mèo là một mặt hàng xuất khẩu có giá trị cao, đứng hàng thứ 7 trong số các loại nấm ăn được buôn bán trên thế giới Nước ta có nhiều tiềm năng để phát triển nghề trồng nấm Trong những tháng đầu năm 2010, xuất khẩu nấm các loại tiếp tục tăng trưởng mạnh Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải Quan, trong năm tháng

đầu năm 2010 kim ngạch xuất khẩu nấm mèo đạt khá và tăng trưởng cao, đạt 117,6 nghìn USD tăng 156% so cùng kỳ 2009

Ở nước ta, mốt số vùng phát triển nghề trồng nấm mèo mạnh và tương đối ổn định như: Đồng Nai (Long Khánh), sản lượng trung bình 1000 ÷ 1200 tấn nấm khô/năm Tại Thành phố Hồ Chí Minh ( Hóc Môn, Thủ Đức, Củ Chi, ), sản lượng khoảng 100 ÷ 150 tấn nấm khô/năm,… Các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long (Cần Thơ, Ðồng Tháp, Vĩnh Long, Tiền Giang, Trà Vinh, ), sản lượng đạt khoảng 100 tấn nấm khô/nấm Như vậy, nếu tính cả số nấm nuôi trồng rãi rác ở các tỉnh khác của phía Nam, bao gồm một vài tỉnh miền Trung, thì tổng sản lượng nấm mèo nuôi trồng hiện nay khoảng 1500 tấn nấm khô/năm (so với tổng sản lượng nấm trên thế giới chiếm khoảng 11%)

1.1.1.2 Giá trị dinh dƣỡng của nấm ăn [8], [1]

Nấm ăn có đặc điểm dinh dưỡng là chứa nhiều đạm, ít mỡ, ít calo, ngoài ra nó còn có các chất có ích cho cơ thể con người như đa đường, khoáng và sinh tố

Nấm là món ăn quý không chỉ vì thơm ngon mà còn có giá trị dinh dưỡng cao Hàm lượng protein cao hơn bất cứ một loại rau nào, về protein của nấm ăn, các nhà khoa học đã phân tích thấy đó là loại protein có chứa đầy đủ 9 loại acid amin (amino acid) không thay thế (cơ thể người và động vật không tự tổng hợp được) Hàm lượng protein trong nấm chiếm 30 ÷ 50% (trọng lượng khô) hay 3 ÷ 5% (trọng lượng tươi), gấp 2 lần rau cải, 4 lần quýt, 12 lần táo Ngoài ra nấm ăn có chứa khá nhiều các nguyên tố khoáng (K, Na, Ca, Al, Mg, Cu, Zn, S, P, ) Lượng chất khoáng trong nấm ăn thường vào khoảng 7% tính theo nấm khô

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong một số loài nấm ăn (% trên tổng

lượng nấm khô) [8]

Tên nấm Protein

(%)

Lipid (%)

Glucid (%)

Vitamin (%)

Kháng sinh

Tác dụng chữa bệnh

tiêu viêm, tim, phổi, thiếu máu, huyết áp, viêm,…

1.1.1.3 Giá trị làm thuốc của nấm [1], [10]

Ngoài việc là nguồn thực phẩm, một số loài nấm còn có giá trị làm thuốc chữa bệnh Nhữ ng nghiên cứu gần đây cho thấy nhiều loài nấm chứa vitamin PP chữa bệnh sùi da, tăng sức đề kháng cho cơ thể, chữa huyết áp cao, giảm cholesterol Nhiều loài nấm chứa polysaccharide giúp nâng cao khả năng ức chế khối u, phòng chống bệnh ung thư

Trong giới sinh vật có gần 7 vạn loài nấm như ng chỉ có hơn 100 loài có thể

ăn hoặc dùng làm thuốc, thông dụng nhất là nấm mèo đen, ngân nhĩ, nấm hương, nấm mỡ, nấm rơm, nấm kim châm lai

Một số các giá trị dược lý của nấm như:

 Tác dụng chống khối u

Nấm có giá trị chữa bệnh do hầu hết đều có chứa chất đa đường Chất đa đường leninan ở quả thể thể nấm hương có tác dụng chống ung thư rất mạnh Nấm rơm, nấm kim châm có chứa các chất Protein Cardiotoxic, volvatoxins, flammutoxin có tác dụng ức chế hoạt động của tế bào U Ehrlich chất PS – K chiết suất từ nấm vân chi là chất protein đa đường chống ung thư đã được ứng dụng trên lâm sàng

 Tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể

Tăng cường sức miễn dịch của tế bào: các chất đa đường chiết xuất từ nấm có tác dụng khôi phục và tăng khả năng hoạt động của tế bào lympho Dịch chiết linh chi

có tác dụng làm tăng hoạt lực của tế bào thực bào của các bạch cầu Các dịch chiết

từ bào tử nấm còn có tác dụng tăng chức năng của lympho T chống lại các virus và tăng cường sức đề kháng của cơ thể

Tăng cường tác dụng miễn dịch của cơ thể Nấm hương và nấm vân chi có tác dụng kích hoạt cho bổ thể Bổ thể là một nhóm protein huyết thanh cực kỳ phức tạp Chất đa đường ở nấm hương có tác dụng kích thích bổ thể C3a và C3b làm hoạt hóa các tế bào đại thực bào Nấm linh chi, nấm hương còn xúc tiến sự hình thành các hemaprotein miễn dịch loại IgG, IgA, IgM trong các phản ứng miễn dịch đề kháng bệnh của cơ thể

 Tác dụng phòng trị bệnh tim, mạch

Điều tiết chức năng của tim: sử dụng quả thể nấm mộc nhĩ trắng, mộc nhĩ đen có tác dụng chữa bệnh đau nhói, đau thắt tim, dùng lâu sẽ khỏi bệnh Linh chi và nấm hương có tác dụng hạ hàm lượng mỡ và cholesterol trong máu

 Tác dụng giải độc bổ gan, bổ dạ dày

Sử dụng chất đa đường chiết xuất từ nấm linh chi, nấm hương có tác dụng bổ gan, khống chế có hiệu quả đối với viêm gan mãn do vi rút Thành phần sinh hóa của nấm đầu khi có tác dụng bổ ngũ tạng, giúp tiêu hóa tốt, chống viêm loét dạ dày Nấm sò các loại có hoạt tính bình khí, sát trùng bởi trong nấm có nhiều acid amin, mannose có tác dụng phòng trị với chứng viêm gan, loét dạ dày, sỏi niệu đạo và sỏi túi mật

 Tác dụng chống phóng xạ, khử gốc hữu cơ tự do và chống lão hóa

Khi điều trị khối u bằng phẩu thuật hoặc chạy tia phóng xạ, dùng nấm ăn như nấm hương, linh chi, nấm mèo trắng có tác dụng bổ trợ cho cơ thể, giảm đau và kéo dài tuổi thọ cho người bệnh

Các loại nấm ăn - nấm dược liệu đều chứa nhiều axit amin, ít chất béo, ít calo và

có các hoạt tính rất tốt cho tuổi già Các chất đa đường của nấm mèo trắng, nấm mèo đen đều có tác dụng làm giảm sắc tố gây sạm da ở người già

1.1.2 Nấm mèo đen

1.1.2.1 Khát quát chung về nấm mèo [8]

Mộc nhĩ là tên chung để chỉ các loài nấm ăn được thuộc:

Loài : Auricularia auriula-judae

Hình 1.1 Nấm mèo đen (Auricularia auricula)

Nấm mèo là nấm nhiệt đới, thích hợp với diều kiện khí hậu ở nuớc ta, đồng thời nấm được bảo quản chủ yếu bằng cách phơi khô, nên từ lâu nấm mèo được trồng ở nhiều nơi, hình thành những làng chuyên canh loại nấm này

Có cả thảy 20 loài, nhưng chỉ có 6 loài mộc nhĩ thông dụng, hai loài đầu thường được nuôi trồng với số lượng lớn :

 Nấm mèo đen (Hắc mộc nhĩ, Wood Ear, Jew’s Ear), tên khoa học:

Auricularia auricula (L.ex Hook.) Underw

 Nấm mèo lông (Mao mộc nhĩ, Hairy Jew’s Ear), tên khoa học: Auricularia polytricha (Mort) Sacc

 Nấm mèo sừng (Giác chất mộc nhĩ, Corneus Wood Ear), tên khoa học:

Auricularia cornea (Ehrenb.ex Fr.) Spreng

 Nấm mèo nhăn (Sô mộc nhĩ, Sô nhĩ, Wrinkle Wood Ear), tên khoa học:

Auricularia delicata (Fr.) Henn

 Nấm mèo hình khiên (Thuẫn hình mộc nhĩ, Mộc nhĩ da, Pelt Ear fungus),

tên khoa học: Auricularia peltala Lloyd

 Nấm mèo vàng nâu (Hạt hoàng mộc nhĩ, Purple Wood Ear, Fuscous Ear)

tên khoa học: Aricularia fuscosuccinea (Mont.) Farl

1 Nấm mèo sừng 2 Nấm mèo lông 3 Nấm mèo nhăn

(Auricularia cornea) (Auricularia polytricha) (Auricularia delicata)

Hình 1.2 Một số hình ảnh nấm mèo Nấm mèo đen

Quả thể hình đĩa tròn, hình tai, đuờng kính khoảng 2 – 12 cm Màu nâu đỏ đến nâu gụ, sau khi khô có màu nâu thẫm hay nâu đen, có lông ngắn

Kích thước bào tử: 9 – (16) 17,5 x 5 – 7,5 µm

Vừa là nấm ăn vừa là nấm dược liệu.

1.1.2.2 Ðặc điểm hình thái và chu trình sống [8]

Cắt ngang một phiến nấm mèo và quan sát duới kính hiển vi thấy có các cấu trúc sau:

 Lớp lông mềm (Zona pilosa): dày không quá 85 ÷ 100 µm

 Lớp sợi dày (Zona compacta): dày 65 ÷ 75 µm

 Lớp thượng tầng dưới lớp sợi dày (Zona subcompacta inferioris): dày 115 –

130 µm

 Lớp thượng tầng xốp (laxa superioris)

 Lớp tủy (medulla)

 Lớp hạ tầng xốp (laxa inferioris)

 Lớp trung tầng (zona intermedie)

 Lớp hạ tầng dưới lớp sợi dày (zona subcompacta inferioris), dày 100 – 120

µm

 Lớp bào tử (hymerium), dày khoảng 150 µm

 Lớp thượng tầng xốp, lớp tủy, lớp hạ tầng xốp, lớp trung tầng được gọi chung là tầng trung gian, tầng này dày khoảng 285 – 300 µm

Tất cả cấu trúc trên đều ở dạng sợi nấm (khuẩn ty) liên kết lại Sợi nấm có kích thước bề ngang khác nhau ở các lớp Sợi nấm ở lớp lông mềm có kích thước từ 3

÷ 5 µm, ở lớp thượng tầng dưới lớp sợi dày từ 3 ÷ 7 µm, ở lớp thượng tầng xốp từ

3 ÷ 8 µm, lớp tủy từ 6 ÷ 10 µm, tầng trung gian từ 5 ÷ 10 µm

Bào tử đảm (Basidiospore) và bào tử đính (Conidia) ở nấm mèo đều có thể nảy

mầm để tạo thành sợi nấm Sợi nấm có hai loại: loại (+) và loại (-) Hai loại sợi

này có thể liên kết lại và sau đó xảy ra quá trình phối chất (Plasmogamy), khi tạo

đảm sẽ xảy ra thời gian kéo dài tế bào sợi nấm mang hai nhân Quá trình song

nhân hoá (Dikaryotization) xảy ra sau khi phối chất Các sợi nấm nối với nhau bởi

các móc (clamp) sau quá trình liên kết tạo móc (clamp connection)

Đảm nhân đơn sẽ phân cắt giảm nhiều lần để tạo ra những thể đơn bội đơn nhân Các đảm sẽ mọc ra các cuốn trên đó mang bào tử đảm Bào tử đảm có thể

thực hiện nảy mầm tạo ra sợi nấm hoặc sinh ra bào tử đính (Conidia) Về sau bào

tử đính sẽ nảy mầm để tạo ra sợi nấm (Mycedium)

Hình thái quả thể

Tai nấm có dạng một vành tai, thường không cuống, mềm mại khi còn tươi và cứng dòn khi phơi khô Mặt trên mũ có lông dày, mỏng hoặc không lông Màu sắc biến đổi từ trắng, cam, nâu, tím và đen Tai nấm mèo phát triển qua bốn giai đoạn và được gọi tên theo hình dạng quả thể

Chu trình sống

Từ lúc xuất hiện nụ nấm đến khi tai nấm trưởng thành trải qua nhiều giai đoạn, dựa theo hình dạng ở mỗi giai đọan để gọi tên cho dễ phân biệt: nụ nấm (hay hạch nấm), hình tách, hình chén, hình đĩa, trưởng thành

Nụ nấm Tách Chén Đĩa Trưởng thành

Hình 1.3 Các giai đoạn phát triển của quả thể nấm mèo

1.1.2.3 Thành phần dinh dƣỡng của nấm mèo đen [8]

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của nấm mèo [8]

1.2 Tình nghiên cứu ngoài và trong nước [1]

1.2.1 Tình hình ngoài nước

Ngành sản xuất nấm ăn đã hình thành và phát triển trên thế giới từ hàng trăm năm Hiện nay người ta đã biết có khoảng 2000 loài nấm ăn được, trong đó có 80 loài nấm ăn ngon và được nghiên cứu nuôi trồng nhân tạo Việc nghiên cứu và sản xuất nấm ăn trên thế giới ngày càng phát triển mạnh mẽ, nó đã trở thành một ngành công nghiệp thực phẩm thực thụ

Một số nghiên cứu ngoài nước:

 Yang Da-Yi, Liu Wen-Yu, 2005: Research for Auricularia-auricula fermented Wine

 Zhaocheng Ma, Kan Ding, 2010: Evaluation of watersoluble β-d-glucan from Auricularia auricular-judae as potential anti-tumor agent

 Lisheng Fan, Li Ma, 2006: Evaluation of antioxidant property and quality

of breads containing Auricularia auricula polysaccharide four

1.2.2 Tình hình trong nước

Trong nước, ngành trồng nấm mèo được phát triển nhiều, nhưng những sản phẩm làm ra từ nấm mèo chưa được nghiên cứu

1.3 Enzyme [6], [7]

1.3.1 Cơ chế tác dụng của enzyme

1.3.1.1 Ý nghĩa quá trình xúc tác trong tế bào sinh vật

Làm giảm năng lượng hoạt hóa phản ứng Enzyme tham gia vào các phản ứng sinh hóa thường làm tăng tốc độ phản ứng

1.3.1.2 Cơ chế tác dụng của enzyme

Bản chất của các phản ứng enzyme là khi có sự tham gia xúc tác của các enzyme, các cơ chất sẽ được hoạt hóa mạnh, từ đó làm thay đổi tính chất hóa học của cơ chất, kết quả sau phản ứng sẽ tạo ra những sản phẩm của phản ứng Quá trình xúc tác của enzyme xảy ra ở 3 giai đoạn:

Giai đoạn thứ nhất: enzyme sẽ kết hợp với cơ chất bằng những liên kết yếu,

nhờ đó sẽ tạo ra phức hệ enzyme - cơ chất

Giai đoạn thứ hai: khi cơ chất tạo phức với enzyme sẽ bị thay đổi cả cấu hình

không gian, cả về mức độ bền vững của các liên kết Kết quả là các liên kết bị phá

vỡ và tạo ra sản phẩm

Giai đoạn thứ ba: sản phẩm quá trình phản ứng được tạo thành và tách ra khỏi

enzyme

1.3.2 HỆ ENZYME PROTEASE

1.3.2.1 Giới thiệu chung [7]

Protease là loại enzyme tham gia phân giải protein để tạo thành các peptid ngắn

và cuối cùng tạo thành các acid amin và NH3

Trước hết hệ protease vi sinh vật là một hệ thống rất phức tạp bao gồm nhiều enzyme rất giống nhau về cấu trúc, khối lượng và hình dạng phân tử nên rất khó tách ra dưới dạng tinh thể đồng nhất Cũng do là phức hệ gồm nhiều enzyme khác nhau nên protease vi sinh vật thường có tính đặc hiệu rộng rãi cho sản phẩm thủy phân triệt để và đa dạng

Protease nhóm 1: nhóm này bao gồm các loại protease có xerin trong trung tâm hoạt động (bao gồm các loại enzyme tripsin, kimotripsin, elastase, subtilizi, các enzyme xúc tác làm đông máu, acrozin)

Protease nhóm 2: bao gồm các protease có nhóm SH trong trung tâm hoạt động (bao gồm bromelin, papain, fixin)

Protease nhóm 3: bao gồm các protease có kim loại trong trung tâm hoạt động và trực tiếp tham gia các quá trình xúc tác (bao gồm các protease trung tính của

Bacillus hoặc Colagenase)

Protease nhóm 4: Bao gồm các protease có nhóm  - cacboxil trong trung tâm hoạt động

1.3.2 2 Enzyme Flavourzyme

Flavourzyme là loại phức hợp exopeptidase/endoprotease pH tối ưu 5,5 – 7,5,

thu nhận từ Aspergillus

Endoprotease: cắt các liên kết peptide bên trong các chuỗi polypeptide

Exopeptidase: chủ yếu phân cắt liên kết peptide ở hai đầu mạch

1.3.2.3 Ứng dụng của enzyme protease

Protease được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công ngệ thực phẩm, công nghiệp nhẹ, công nghệ dược phẩm và nông nghiệp

Các enzyme protease acid và trung tính được ứng dụng để sản xuất bia và công nghiệp bánh kẹo Enzyme protease trung tính sử dụng trong sản xuất bánh mì nhằm làm giảm độ nhớt của bột nhào do gluten gây ra, làm tăng hệ số tiêu hóa của protease trung tính Enzyme protease làm trong và ổn định chất lượng nước quả và rượu vang

Các enzyme protease kiềm được ứng dụng trong công nghiệp thuộc da

1.4 SƠ LƢỢC QUÁ TRÌNH SẤY [11]

1.4.1 Động lực của quá trình sấy

Sấy là quá trình tách nước ra khỏi vật liệu (rắn) dưới tác dụng của nhiệt

Động lực của quá trình: chênh lệch ẩm tại vùng tâm vật liệu và bề mặt vật liệu,

chênh lệch áp suất của hơi nước trên bề mặt vật liệu với tác nhân sấy

Quá trình ẩm bay hơi từ vật liệu thường có hai giai đoạn:

Giai đoạn một: Ẩm trên bề mặt vật liệu bay hơi từ môi trường chung quanh,

tốc độ của quá trình phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ và tốc độ chuyển động của

môi trường

Giai đoạn hai: Khi ẩm trên bề mặt vật liệu nhỏ hơn ẩm độ bên trong vật liệu,

nước sẽ khuếch tán từ trong ra bề mặt vật liệu nhờ sự chênh lệch ẩm Khi nhiệt

độ trong vật liệu khác nhau thì nước sẽ di chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi

có nhiệt độ thấp

Tóm lại, quá trình bay hơi từ vật liệu ẩm gồm có hai giai đoạn là giai đoạn

khuếch tán từ bề mặt vào nguyên liệu vào môi trường xung quanh Giai đoạn

khuếch tán bên trong vật liệu phụ thuộc vào nhiệt độ và tính chất của vật liệu,

dạng liên kết của nước với vật liệu Giai đoạn khuếch tán bên ngoài vật liệu phụ

thuộc vào trạng thái của môi trường chung quanh Do đó, tốc độ của hai giai

đoạn này thường không bằng nhau và ảnh hưởng đến tốc độ sấy Tốc độ sấy

được biểu diễn bằng lượng ẩm (kg) hay bay hơi trên 1m2

bề mặt vật liệu sấy

trong một đơn vị thời gian (giờ) Tốc độ sấy biến đổi theo thời gian sấy, giảm dần theo mức độ giảm hàm ẩm trong vật liệu sấy

1.4.2 Bản chất đặc trƣng của quá trình sấy

Quá trình sấy được thực hiện do sự chênh lệch áp suất hơi nước ở môi trường xung quanh (Pxq) và trên bề mặt của sản phẩm ẩm (Psf) Để làm cho lượng

ẩm trên bề mặt sản phẩm bay hơi cần có điều kiện

Psf > Pxq Psf – Pxq = ∆P

Trị số ∆P càng lớn thì độ ẩm chuyển ra môi trường xung quanh càng mạnh Trị số Psf phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, độ ẩm ban đầu của vật liệu và phụ thuộc vào tính chất liên kết của nước với sản phẩm

Sự thoát ẩm trên bề mặt tăng lên khi nhiệt độ và tốc độ của luồng không khí tăng, khi độ ẩm tương đối giảm và áp suất không khí giảm

Do vậy, sự thoát ẩm trên bề mặt dẫn đến sự khuếch tán bên trong Đó là kết quả của sự phá vỡ mối cân bằng tương đối trong sản phẩm cũng là do sự thay đổi nhiệt

độ và sự phân chia nước không đồng đều của sản phẩm Trong sản phẩm sự vận chuyển nước từ nơi có độ ẩm cao sang nơi có độ ẩm thấp Sự chênh lệch độ ẩm ở nhữ ng phần khác nhau của hạt là nguyên nhân của sự khuếch tán bên trong khi sấy

Sự thay đổi về phân bố nhiệt độ ở nhữ ng điểm khác nhau của nguyên liệu làm cho sự vận chuyển độ ẩm tăng từ chỗ có nhiệt độ cao đến chỗ có nhiệt độ thấp Quá trình sấy có thể được xúc tiến nhanh hơn nhờ sự tăng nhiệt độ không khí hoặc nhiệt độ của hỗn hợp không khí và khí lò (t), giảm độ ẩm tương đối của không khí (φ), tăng vận tốc không khí (v) nhờ sự giảm áp suất không khí trong môi trường

Trong quá trình sấy, càng về sau hơi nước môi trường xung quanh càng nhiều, tức là Pxq càng tăng và độ ẩm của sản phẩm ngày càng giảm đến một lúc nào đó đạt chỉ số cân bằng Khi đó Pxq = Pxf và độ ẩm đó gọi là độ ẩm cân bằng Tại độ ẩm cân bằng trị số ∆P = 0, quá trình sấy ngừ ng lại

Hình 1.4 Biểu diễn bản chất đặc trưng của quá trình sấy khô sản phẩm

Để thể hiện quá trình sấy, người ta dùng đồ thị biểu diễn:

+ Đường cong sấy, thể hiện quan hệ biến đổi của độ ẩm sản phẩm với thời gian sấy

+ Đường cong vận tốc sấy thể hiện quan hệ biến đổi giữa vận tốc sấy với

độ ẩm sản phẩm

Qua đồ thị hình 1.4 ta thấy:

Đường biểu diễn đường cong sấy: chia làm 3 phần (A) (hình1.4)

Giai đoạn hun nóng sản phẩm, đưa từ nhiệt độ thấp lên nhiệt độ cao có thể bay hơi được

Giai đoạn thể hiện sự bay hơi đều đặn của sản phẩm sấy Giai đoạn này phụ thuộc rất nhiều vào môi trường thoát ẩm Nếu thoát ẩm tốt thì quá trình sấy sẽ nhanh

Giai đoạn thể hiệ n hơi nước của sản phẩm bay ra chậm dần và cuối cùng đường biểu diễn song song với trục hoành, lúc này đạt đến độ ẩm cân bằng, quá trình sấy ngừ ng lại Vì vậy, trong quá trình sấy, phải rút ngắn giai đoạn đầu bằng cách tăng nhiệt độ Ở giai đoạn sau phải tạo điều kiện cho thoát ẩm tốt Đoạn cuối cùng tác động rút ngắn như 2 giai đoạn trên

Đường cong vận tốc sấy: (V) (hình 1.4)

Vận tốc sấy của sản phẩm là lượng hơi nước thoát ra trong một giờ:

Vận tốc sấy =

dt dw

Trên đường biểu diễn của đồ thị hình 1.4 ta thấy:

Ở giai đoạn đốt nóng của sản phẩm tức là tốc độ sấy tă ng dần, nhiệt độ của sản phẩm cũng tăng Trong giai đoạn này toàn bộ nhiệt cung cấp cho quá trình đốt nóng sản phẩm

Giai đoạn tốc độ sấy không thay đổi toàn bộ nhiệt cung cấp cho sản phẩm dùng vào việc bốc hơi nước, lúc này nhiệt độ sản phẩm hầu như không thay đổi Nhiệt độ đó bằng nhiệt độ hơi nước bốc ra

Giai đoạn sau là giai đoạn vận tốc sấy giảm dần Nhiệt ở giai đoạn này một phần

để hơi nước tiếp tục bốc hơi và một phần để sản phẩm tiếp tục nóng lên Tốc độ sấy giảm dần cho đến lúc thủy phân sản phẩm đạt tới mức cân bằng Muốn tốc

độ sấy tăng dần trong giai đoạn đầu, ta phải tăng nhiệt độ Khi hơi nước thoát ra đều đặn thì tốc độ thoát hơi nước không đổi, ta phải mở cửa để thoát ẩm, để phá

vỡ sự cân bằng thủy phân

Giai đoạn sau là giai đoạn còn một số nước liên kết trong tế bào sản phẩm bay hơi nên ta phải tăng nhiệt độ lên Vì giai đoạn này phải đóng cửa thoát ẩm trong lò sấy lại

S tăng thì vận tốc sấy tăng

 Độ ẩm ban đầu và độ ẩm cuối cùng của sản phẩm w1 và w2 Nếu w1 – w2 càng lớn thì thời gian sấy càng lâu

 Độ ẩm, nhiệt độ và vận tốc của không khí nếu ẩm độ tương đối φ của

không khí càng nhỏ, nhiệt độ lớn và vận tốc không khí lớn thì sấy nhanh hơn, nhưng nhiệt độ và vận tốc không khí bị khống chế bởi qui trình công nghệ của sản phẩm đó chứ không phải tăng nhiệt độ và thể tích V lên bao nhiêu lần cũng được

 Trạng thái của sản phẩm đem sấy, sản phẩm ở trạng thái động, sấy nhanh hơn trạng thái tĩnh

Vì vậy, cần phải căn cứ vào các yếu tố thúc đẩy quá trình sấy để chọn chế độ sấy thích hợp

1.4.4 Biến đổi nguyên liệu trong quá trình sấy[2]

1.4.4.2 Biến đổi hóa lý

Khuếch tán ẩm: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ lớp ngoài vào trong vật liệu do sự dãn nở về nhiệt

Có sự chuyển pha từ pha lỏng sang pha hơi của ẩm và có ảnh hưởng của hệ keo trong quá trình sấy, tùy tính chất vật liệu có chứa keo háo nước hoặc keo kỵ nước Nếu keo kỵ nước thì liên kết lỏng lẻo, dễ khuếch tán và ngược lại

1.4.4.3 Biến đổi hóa học

Tốc độ phản ứ ng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứ ng oxy hóa khử, phản ứ ng maillard là phản ứ ng tạo màu giữa protid và đường khử, phản ứng phân hủy protid Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do môi trường nước bị giảm dần Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy

1.4.4.4 Biến đổi sinh hóa

Giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ vật liệu tăng dần và chậm tạo ra sự

hoạt động mạnh mẽ của của các hệ enzyme nhất là enzyme oxy hóa khử gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu, vì vậy thường diệt enzyme peroxydase hay polyphenoxydase trước khi sấy

Giai đoạn sấy hoạt động enzyme giảm vì nhiệt độ sấy lớn hơn nhiệt độ hoạt động của enzyme và lượng nước giảm

Giai đoạn sau khi sấy một số enzyme (nếu không bị tiêu diệt hoàn toàn) nhất là enzyme oxy hóa khử không hoàn toàn đình chỉ còn tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản tới một giai đoạn có thể phục hồi khả năng hoạt động

1.4.4.5 Biến đổi sinh học

Về cấu tạo tế bào thường xảy ra hiện tượng tế bào sống biến thành tế bào chết

do nhiệt độ làm biến tính không thuận nghịch chất nguyên sinh và mất nước Có thể tế bào vẫn phục hồi trạng thái ban đầu nhưng hạn chế sinh sản Ngoài ra, còn làm biến đổi cấu trúc các mô che chở và mô dẫn

Về vi sinh vật có tác dụng làm yếu hay tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu

1.4.4.6 Biến đổi dinh dƣỡng

Sản phẩm khô thường giảm độ tiêu hóa nhưng lượng calo tăng lên do giảm độ

ẩm, nên chỉ có thể chỉ sử dụng lượng ít là đủ calo

1.4.4.7 Biến đổi cảm quan

Màu sắc: mất sắc tố hay giảm sắc tố do tác dụng của nhiệt độ (giá trị tuyệt đối) nhưng tăng giá trị tương đối lên do nước mất đi, vì vậy cường độ màu tăng lên Nói chung có màu thẫm, màu nâu do một số phản ứ ng tạo ra

Mùi: một số chất thơm bay theo ẩm và do nhiệt độ bị phân hủy gây tổn thất chất thơm Do hiện tượng mất mùi tự nhiên nên sản phẩm sấy thường được bổ sung thêm các chất mùi tự nhiên hay nhân tạo

Vị: do ẩm độ giảm nên nồng độ chất vị tăng lên, cường độ vị tăng, nhất là vị ngọt và mặn

Trạng thái: sản phẩm bị co lại, sau khi sấy tăng tính giòn

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên liệu

2.1.1 Địa điểm nghiên cứu

Tại phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm của trường Đại Học Lạc Hồng Tổng thời gian nghiên cứu là 6 tháng

2.1.2 Nguyên liệu nấm mèo

Nấm mèo ở dạng đã sấy khô: mua ở Xã La Ngà – Huyện Định Quán – Tỉnh Đồng Nai

2.1.3 Các hóa chất sử dụng trong trích ly

Acid citric

2.1.4 Chế phẩm enzyme sử dụng trong trích ly

Flavourzyme của công ty Nam Giang

Thông số của chế phẩm Flavourzyme pHopt = 6,0; Topt = 500C, hoạt lực: 500 LAPU/g

2.1.5 Thiết bị dùng trong nghiên cứu

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu

Sơ đồ 2.1 Sơ đồ nghiên cứu Các hàm mục tiêu cần khảo sát:

 Hiệu suất thu hồi chất chiết

Xử lý hỗn hợp nấm mèo bằng Flavournzyme

So sánh giữa các phương pháp

Khảo sát quá trình sấy

Bột nấm mèo

2.2.2 Quy trình xử lý nguyên liệu nấm mèo thu dịch trích

………

Sơ đồ 2.2 Quy trình trích ly một số thành phần dinh dưỡng từ nấm mèo

Nguyên liệu nấm mèo được mua về sẽ được loại tạp chất, nghiền thô để tăng diện tích tiếp xúc của nấm mèo với dung dịch giúp quá trình trích ly tốt hơn Sau đó, tiến hành trích ly nấm mèo bằng các dung dịch, enzyme và được bố trí với các khoảng thời gian và nhiệt độ nhất định, chọn ra mẫu có hiệu suất trích ly cao nhất

2.2.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát quá trình trích ly bằng nước nóng

Trích ly bằng dung dịch acid citric

Trích ly bằng enzyme

Trích ly bằng nước

nóng

Dịch trích

T5: 115 phút

 Số nghiệm thức: (4 x 5) x 3 = 60

Sơ đồ thí nghiệm

Sơ đồ 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm trích ly bằng nước nóng

 Chọn mẫu có hiệu suất trích ly cao nhất khảo sát các hàm mục tiêu:

m

T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 1 T 2 T 3 T 4 T 5

Dịch trích

N2

2.2.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát quá trình trích ly nấm mèo bằng dung dịch

acid citric

 Khối lượng nguyên liệu sử dụng 2 g; lượng dung môi sử dụng 40 ml

 Dung dịch acid citric được bố trí các khoảng nồng độ (C):

Sơ đồ 2.4 Sơ đồ thí nghiệm xử lý bằng dung dịch acid citric

2.2.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát quá trình trích ly nấm mèo bằng Flavourzyme

Bố trí thí nghiệm

 Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố hàm lượng enzyme

(C) và thời gian (T) và 3 lần lặp lại

 Khối lượng nguyên liệu sử dụng 2 g; lượng dung môi sử dụng 40 ml

2.2.2.3.1 Thí nghiệm 3.1: Khảo sát hàm lượng enzyme (%w/w)

C1: 0,05% C2: 0,1% C3: 0,15% C4: 0,2%

Nấm mèo

Tách tạp chất Nghiền thô 0,5 mm

 Hàm lượng xơ hòa tan

2.2.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát quá trình sấy hỗn hợp nấm mèo sau khi xử lý

 Lấy thông số tối ưu của thí nghiệm trước làm cơ sở cho thí nghiệm này

 Thí nghiệm này được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố nhiệt độ (T)

và lặp lại 3 lần

 Nhân tố thời gian cần khảo sát: T1: 500C T2: 600C T3: 700C T4: 800C

 Thông số cố định là hàm ẩm đạt: 4 – 5%

Sơ đồ 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm sấy Các hàm mục tiêu cần khảo sát

Xử lý Trung hòa

Mẫu tốt nhất sẽ kiểm tra chỉ tiêu sau:

 Hàm lượng phenol tổng Luque- Rodri’guez và cộng sự, 2007

2.3.2 Xử lý số liệu

Sử dụng chương trình Statgraphics Plus, Excel

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

3.1 THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU

Bảng 3.1 Kết quả phân tích chỉ tiêu hóa lý của nguyên liệu nấm mèo

Ghi chú: Kết quả phân tích tại Viện vệ sinh – y tế công cộng TP.HCM

(*) Phân tích tại trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm TP.HCM

Dựa trên bảng số liệu cho thấy nấm mèo là một loại nguyên liệu giàu giá trị dinh dưỡng đặc biệt là hàm lượng đạm, xơ hòa tan, khoáng, hàm lượng phenol tổng Theo Ragini Bisaria và Mira Madan (1983) trong nấm mèo chứa đầy đủ các loại acid amin thiết yếu Ngoài ra hàm lượng xơ hòa tan có trong nấm mèo cũng khá cao, theo Misaki và cộng sự (1981) hàm lượng xơ hòa tan có hoạt tính sinh học giúp phòng bệnh tim mạch, ung thư,…

3.2 KHỐI LƯỢNG TRƯƠNG NỞ CỦA NẤM MÈO

Khối lượng nguyên liệu: m ng.liệu = 5g

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của thời gian lên sự trương nở

Ghi chú: a, b, c, d (p < 0,05); khác biệt có ý nghĩa Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại

27,88 27,95

27,84 23,71

25,80 21,35

Hình 3.1 Ảnh hưởng của thời gian lên sự trương nở

Qua đồ thị hình 3.1 và bảng 3.2, ta thấy ở nhiệt độ thường khối lượng của nấm mèo trong nước tăng dần theo thời gian nhưng đến một thời điểm nhất định thì khối lượng của nấm mèo giảm xuống Với lượng nguyên liệu ban đầu 5g, thời gian để nấm mèo trương nở tối đa là 90 phút, ứng với khối lượng là 27,95 g Ở thời gian 75 phút, khối lượng nấm mèo tăng lên 27,84 g, nhưng sự gia tăng này không có ý nghĩa thống kê ( p < 0,05) với mẫu 90 phút Khi thời gian ngâm tới 105 phút, khối lượng nấm mèo giảm xuống 27,88 g Có thể giải thích rằng trong quá trình ngâm,