Nghiên cứu quy trình chế biến sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô (Lentinula Edodes) và khảo sát hoạt tính chống Oxi hóa của sản phẩm

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme Cellulase đến hiệu suất trích ly.. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme Cellulase đến hiệu suất trích ly .... Ý nghĩa đề tài

Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Mở TP.HCM, ban chủ nhiệm Khoa Thực Phẩm đã giúp để em thực hiện đề tài này

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến ThS Nguyễn Thị Lệ Thủy đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và lời khuyên quý báu trong suốt quá trình em thực hiện

đề tài

Em xin cảm ơn các thầy, cô ở phòng thí nghiệm Sinh Hóa, phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm đã hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Em xin cảm ơn tới bố mẹ, gia đình, bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ và giúp đỡ

em trong thời gian học tập và thực hiện đề tài

Em xin chân thành cảm ơn!

Ngày 16, tháng 06, năm 2014 Sinh viên thực hiện Nguyễn Đình Luân

DANH MỤC BẢNG ii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

1.1.GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM ĐÔNG CÔ 3

1.1.1 Phân loại 3

1.1.2 Đặc điểm hình thái và đặc tính sinh học của nấm Đông cô 3

1.1.3 Giai đoạn phát triển của hệ sợi nấm Đông Cô 5

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của nấm Đông cô 5

1.1.5 Tính chất dược học của nấm Đông Cô 7

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NẤM ĐÔNG CÔ 9

1.2.1 Tình hình ngoài nước 9

1.2.2 Tình hình trong nước 10

1.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ ENZYME CELLULASE 10

1.3.1 Giới thiệu chung 10

1.3 2.Cấu trúc của enzyme cellulase 11

1.3.3 Tính chất của enzyme cellulase 11

1.3.4 Nguồn gốc của enzyme cellulase 12

1.3.5 Cơ chất của enzyme cellulase 12

1.3.6 Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase 12

1.3.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của enzyme cellulase 12

1.3.8 Các ứng dụng của nhóm enzyme cellulase trong ngành thực phẩm 14

1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TRÍCH LY 14

1.4.1 Cơ sở khoa học 14

1.4.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện 16

1.4.3 Các biến đổi của nguyên liệu 16

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng 17

1.5.1 Sự hình thành các gốc tự do và các chất kháng gốc tự do 20

1.5.2 Các tính chất của gốc tự do DPPH 20

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1 NGUYÊN LIỆU 22

2.1.1 Nguyên liệu chính 22

2.1.2 Nguyên liệu phụ 22

2.1.3 Địa điểm và thời gian thực hiện 23

2.1.4 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm 23

2.2 PHUƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24

2.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 25

2.3.1 Đề xuất quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến 25

2.3.2 Thuyết minh quy trình 26

2.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 26

2.4.1 Phân tích thành phần, tính chất nguyên liệu 26

2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất trích ly 27

2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến hiệu suất trích ly 27

2.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly 28

2.4.5 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly 29

2.4.6 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly 29

2.4.7 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly 30

2.4.8 Khảo sát ảnh huởng của quá trình phối trộn đến chất luợng sản phẩm 30

2.4.9 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm 31

2.4.10 Khảo sát chất lượng sản phẩm 32

2.4.11 Khảo sát khả năng đánh bắt gốc tự do DPPH 36

3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly 42

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme Cellulase đến hiệu suất

trích ly 45

3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly 46

3.7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme Cellulase đến hiệu suất trích ly 47

3.8 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của quá trình phối trộn đến chất lượng sản phẩm 48

3.9 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm 49

3.10 Kết quả khảo sát chất lượng của sản phẩm 52

3.10.1 Kết quả phân tích hóa lý, vi sinh vật của sản phẩm 53

3.10.2 Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô 53

3.10.3 Kết quả đánh giá khả năng chống oxy hóa của sản phẩm nước cốt nấm

Đông Cô 54

3.11 Kết quả của thử nghiệm chống oxy hóa 55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC A I

Hình 1.2 Enzyme cellulase 11

Hình 1.3 Thiết bị trích ly kiểu thùng quay 18

Hình 1.4 Thiết bị trích ly kiểu vít tải 19

Hình 1.5 Thiết bị trích ly hai vít nằm ngang tác động liên tục 19

Hình 2.1 Nấm Đông Cô tươi và nấm Đông Cô khô 22

Hình 2.2 Các bước tiến hành nghiên cứu 24

Hình 2.3 Quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến 25

Hình 2.4 Quy trình ly trích mẫu Nấm Đông Cô khô 36

Hình 3.1 Nuớc cốt nấm Đông Cô sau 4 tuần 52

Hình 3.2 Sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô 52

Hình 3.3 Biểu đồ so sánh khả năng chống oxy hóa của Vitamin C, BHT và Nấm Đông Cô 56

Hình 3.4 Khả năng ức chế DPPH của nấm Đông Cô và vitamin C 57

Hình 4.1 Sơ đồ quy trình chế biến nước cốt Nấm Đông Cô 59

Bảng 2.1 Phuơng pháp xác định hóa lý 26

Bảng 2.2.Bảng bố trí thí nghiệm thời gian và nhiệt độ trích ly nấm Đông Cô 28

Bảng 2.3 Bảng chỉ tiêu đánh giá cảm quan độ ngọt nước cốt nấm Đông Cô 31

Bảng 2.4 Bảng chỉ tiêu đánh giá cảm quan nước cốt nấm Đông Cô qua 4 tuần 32

Bảng 2.5 Bảng chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí trong nước cốt nấm Đông Cô qua 4 tuần 32

Bảng 2.6 Khảo sát các thành phần hóa lý của sản phẩm 32

Bảng 2.7 Phương pháp xác định sự hiện diện các vi sinh vật gây hư hỏng và tạo độc tố trong sản phẩm 33

Bảng 2.8 Các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm khi đánh giá cảm quan 33

Bảng 2.9 Chỉ tiêu đánh giá kết quả cảm quan của sản phẩm theo phương pháp cho điểm chất lượng sản phẩm 35

Bảng 2.10 Mức chất lượng sản phẩm (theo TCVN 3215-79) 35

Bảng 2.11 Độ pha loãng và nồng độ mẫu nấm Đông Cô 37

Bảng 2.12 Độ pha loãng và nồng độ Vitamin C 37

Bảng 2.113 Độ pha loãng và nồng độ BHT 38

Bảng 3.1.Chỉ tiêu hóa lý của nấm Đông Cô 39

Bảng 3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các loại dung môi đến hiệu suất trích ly 39

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát tỷ lệ dung môi trích ly nấm Đông Cô 41

Bảng 3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích 43

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát trích ly bằng enzyme celulase đến hiệu suất trích ly 45

Bảng 3.6 Kết quả khảo sát thời gian xử lý enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly 46

Bảng 3.7 Kết quả khảo sát nhiệt độ xử lý enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly 47

Bảng 3.8 Kết quả đánh giá cảm quan độ ngọt của sản phẩm theo phương pháp cho điểm 48

Bảng 3.9 Kết quả đánh giá cảm quan sau khi tiệt trùng 49

Bảng 3.10 Kết quả kiểm tra vi sinh trong sản phẩm sau 4 tuần 51

Bảng 3.13 Kết quả đánh giá cảm quan của sản phẩm theo phương pháp cho điểm 54

Bảng 3.14 Nồng độ và kết quả đo OD của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô 54

Bảng 3.15 Nồng độ và kết quả đo OD của vitamin C 55

Bảng 3.16 Nồng độ và kết quả đo OD của BHT 55

Bảng 3.17 Nồng độ và kết quả đo OD của dịch nấm Đông Cô 56

ĐẶT VẤN ĐỀ Với xu hướng phát triển của xã hội hiện nay thì nhu cầu về thực phẩm ngày càng tăng cao cả về số lượng và chất lượng, vì thế mà khẩu phần ăn hàng ngày được chú trọng nhiều hơn Ăn không chỉ là để no để ngon mà còn để cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cho nhu cầu hoạt động và phát triển của cơ thể Bên cạnh các loại thực phẩm như thịt, cá trứng, sữa, ngũ cốc… thì rau cũng là một loại thực phẩm không thể thiếu trong khẩu phần ăn hàng ngày của mỗi chúng ta, cung cấp một lượng lớn chất xơ, các loại vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể

Nấm ăn là một loại thực phẩm tự nhiên được biết từ lâu đời, cung cấp nhiều protein, lipit, đuờng, chất khoáng có lợi cho cơ thể và ngày nay được xếp vào nguồn cung cấp thực phẩm chức năng của nhiều quốc gia (Theo Fang N và cộng sự năm 2006) Trong các loại nấm thì nấm Đông Cô là một loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Hơn nữa nó có khả năng phòng và chữa bệnh.Từ xa xưa, các nước Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc…đã biết trồng và sử dụng nấm Đông Cô để làm thực phẩm cũng như dược phẩm Ngày nay các nước khu vực Đông Nam Á nói riêng và toàn thế giới nói chung đang sử dụng nấm Đông Cô làm thực phẩm đồng thời làm đối tượng nghiên cứu

và chế biến các sản phẩm có hoạt tính sinh học cao dùng để phòng và chữa bệnh cho nhân loại

Vì nấm Đông Cô có giá trị dinh dưỡng và hoạt tính dược lý cao, nên các nhà nghiên cứu không ngừng tìm hiểu và nghiên cứu về nó Trong nấm Đông Cô có chứa khá nhiều đạm và giàu khoáng chất, vitamin, chẳng hạn như vitamin C, B, tiền vitamin

D, canxi, Niacin, nhôm, sắt, magiê Nó có khoảng 30 enzyme và tất cả các acid amin tối cần cho cơ thể (tức là những acid amin mà cơ thể không tổng hợp được) Nấm cũng

có một số alcool hữu cơ mà khi nấu chín, các alcool này biến đổi, tạo thành mùi thơm đặc biệt của nó Trong Nấm Đông Cô còn chứa lentinan và Lentinula Edodes mycelium (LEM) có khả năng tăng cường khả năng miễn dịch của cơ thể, kháng khuẩn và virut, chống ung thư, giảm cholesterol, thanh trừ các gốc tự do và chống lão hóa…Mặc dù

nấm Đông Cô có giá trị dinh dưỡng và hoạt tính dược lý cao nhưng việc khai thác và sử dụng nấm Đông Cô còn nhiều hạn chế Vậy tại sao chúng ta không tạo ra một sản phẩm

từ nấm Đông Cô, có thể tiết kiệm được thời gian chế biến thông thường, có thể sử dụng ngay mà không cần phải qua bất kỳ qúa trình chế biến nào khác nữa Đó chính là lý do

mà chúng tôi chọn đề tài “NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SẢN PHẨM NUỚC CỐT NẤM ĐÔNG CÔ (Lentinula Edodes) VÀ KHẢO SÁT HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA CỦA SẢN PHẨM.”

Nội dung nghiên cứu:

- Tìm hiểu tổng quan tài liệu về nấm Đông Cô

- Đề xuất quy trình chế biến dự kiến, bố trí nghiệm thức

- Nghiên cứu các công đoạn chính trong quy trình

- Đưa ra quy trình chế biến sản phẩm hoàn chỉnh

Phương pháp nghiên cứu chính:

- Tổng hợp và phân tích tài liệu

- Phương pháp hóa lý: xác định ẩm độ, hàm lượng protein, hàm lượng béo,…

- Phương pháp cô đặc: sử dụng các phương pháp thuờng quy

- Phương pháp tiệt trùng: tiệt trùng bằng nhiệt

Ý nghĩa đề tài: Nghiên cứu quy trình chế biến sản phẩm nuớc cốt nấm Đông

Cô (lentinula edodes) và khảo sát hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm nhằm đưa ra một sản phẩm nước uống vừa ngon vừa rẻ lại cung cấp đầy đủ các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NẤM ĐÔNG CÔ

1.1.1 Phân loại [12]

Nấm Đông cô (Hương, Hương cô, Shiitake) có tên khoa học là Lentiluna edodes

Phân loại khoa học

Nấm Đông cô thuộc nhóm nấm hoại sinh, nhóm nấm mọc trên gỗ Nấm Đông cô

có dạng như cái ô, mũ nấm có đường kính 4-10 cm, màu nâu nhạt, khi chín chuyển thành nâu sậm Lúc đầu mũ nấm có dạng nón nhọn ở giữa, sau trải rộng ra và bằng phẳng Viền của mũ thường cuộn vào trong Mặt ngoài có màu nâu đến đen và rải rác những vẩy trắng Phiến có màu trắng, nhưng nếu bị dập hay già biến thành màu nâu

Bề ngang của phiến tương đối rộng và có khuynh hướng bám vào cuống nấm Mặt trên tai nấm màu nâu, mặt dưới có nhiều bản mỏng xếp lại Trên mặt nấm có những vảy nhỏ màu trắng, thịt nấm màu trắng, cuống hình trụ[12]

Chu trình sống bắt đầu từ bào tử nảy mầm cho hệ sợi sơ cấp Hai sợi sơ cấp khác phải phối hợp cho hệ sợi thứ cấp Hệ sợi thứ cấp phát triển thành mạng hệ sợi Trong điều kiện thuận lợi mạng hệ sợi sẽ kết hạch tạo tiền quả thể(nụ nấm) Nụ nấm tiếp tục lớn dần cho tai nấm trưởng thành, các phiến dưới mũ mang các đảm và sinh ra bào tử Đảm bào tử được phóng thích và chu trình lại tiếp tục

Ngoài nhu cầu nguồn carbohydrat, nấm Đông cô còn cần đến nitơ Đạm thích hợp cho nấm chủ yếu ở dạng hữu cơ như: pepton, acit amin, urê và nhiều loại muối amoni Nấm không thể sử dụng đạm vô cơ như nitrat hay nitrit Nồng độ thích hợp cho sự tăng trưởng của hệ sợi cũng tùy thuộc vào nguồn đạm cung cấp như: sulfat ammon 0,03%; tartrat ammon 0,06%

Sự hình thành quả thể cũng cần có đường và đạm nhưng khi nồng độ đạm cao hơn 0,02% như với sulfat ammon sẽ ức chế sự phát triển của nấm Ngược lại, để nụ nấm tiếp tục phát triển thành tai trưởng thành, nghĩa là sản lượng tăng thì nồng độ đường phải cao, tối thiểu là 8% với đường saccharose

Nhu cầu dinh dưỡng khoáng của nấm Đông cô như: Mn, Fe, Zn cần 2mg/l Ngoài

ra còn cần Mg, S, K, P để thúc đẩy sự tăng trưởng của nấm Để sợi nấm phát triển tốt nhất cần bổ sung thêm vitamin B1 với lượng 100µg/l Giá trị pH tối ưu cho sợi nấm phát triển trong môi trường lỏng là 4,8, trên mạt cưa là 4,5 Ở pH 8, nấm mọc rất chậm [18] Nấm Đông cô mọc tự nhiên nhiều Nhật Bản, Trung Quốc, Hàn Quốc, Đài Loan Chúng sống trên nhiều loại gỗ như gỗ shi, gỗ sồi, hạt dẻ, gỗ thích Nấm Đông cô sống ở nhiệt độ ẩm, ưa ẩm Nhiệt độ quả thể nấm hình thành và phát triển khoảng 15-16 0C [6] Các thông số môi trường quan trọng cho sự phát triển của nấm Đông Cô [9, 10]

- Nhiệt độ sợi nấm phát triển tốt nhất là 24-26 0C

1.1.3 Giai đoạn phát triển của hệ sợi nấm Đông Cô [12]

Chu trình sống của nấm Đông Cô bắt đầu từ bào tử nảy mầm cho hệ sợi nấm Đông

cô, sợi nấm lúc đầu nhỏ khoảng 1,5-1,0 mm đường kính, về sau lớn dần lên đến kích thước đường kính 1,0-2,0 mm Sau quá trình tiếp hợp giữa hai sợi nấm sơ cấp đơn nhân

sẽ hình thành nên các sợi nấm thứ cấp song nhân Các sợi nấm tăng trưởng theo kiểu tạo

ra các móc (clamp) và để lại dấu vết giữa các tế bào Khi gặp điều kiện bất lợi các sợi nấm song nhân có thể tạo ra các bào tử màng dày (bào tử áo – chlamydospore) giúp sợi nấm sống sót qua các trường hợp bất lợi này Bào tử màng dày khi điều kiện thuận lợi sẽ nảy mầm tạo ra những sợi nấm mới Khi sợi nấm thứ cấp đã phát triển dày đặc trên cơ chất sẽ bắt đầu quá trình phân hóa để tạo ra quả thể Trước khi ra quả thể thì hệ sợi nấm Đông cô này phát triển sinh khối đến mức tối đa chuẩn bị cho quá trình ra quả thể Nhưng điều đặc biệt là trong hệ sợi nấm Đông cô có đẩy đủ về lượng cũng như về chất giống như quả thể, nó có thể phòng và chữa bệnh cho người Được sử dụng như một món ăn hay một chế phẩm sinh học

Trong giai đoạn phát triển hệ sợi, nấm cần các nguồn dinh dưỡng môi trường đảm bảo các nguồn cung cấp về cacbon, nitơ và khoáng

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng của nấm Đông cô [18, 6]

Nấm Đông cô có giá trị dinh dưỡng cao, sử dụng nấm Đông cô làm rau như một thực phẩm cung cấp vitamin (như vitamin B1,B2, vitamin PP, vitamin D2…) chất khoáng (Fe, Mn, K, Ca, Mg, Cd, Cu, P và Zn) cho cơ thể Đặc biệt trong hệ sợi nấm Đông cô cũng đầy đủ các vitamin và khoáng chất như ở quả thể, có thể bổ sung dinh dưỡng cho con người

Các chất tạo nên hương thơm: xetôn, sunfit, ankan, acid béo…Theo [5] yếu tố tạo nên hương thơm, vị ngon của nấm là monosodium glutamate, nucleotid, amino acid tự

do, chuỗi peptid, acid hữu cơ (acid malic, acid fumalic, acid glutaric, acid oxalic, acid lactic,… ) và đường

Hơn nữa trong nấm Đông Cô và hệ sợi nấm Đông Cô có tới 40 loại enzyme, đáng chú ý nhất là các enzyme β(1-3) glucozidaza, kitinaza, esteraza, lipoidaza, ligninaza, almondaza,

pepsin, loxintinaza, tannaza, pectinaza, saccaraza, transferaza, maltaza, xenlulaza, hemixenlulaza, amylotransferaza, inulaza, melibiaza,glycozidaza, ureaza, insulinaza, asparaginaza, peroxydaza, lactaza,carboxylpeptidaza, tyrozin oxydaza, zymaza, lichen amylaza, chymosin, metalloproteaza…

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của một số loại nấm (Nguồn FAO 1972)

Nấm bào ngư

Nấm Đông Cô

Bảng 1.1 cho chúng ta thấy được nấm Đông Cô có độ ẩm rất cao 91.8%/100 gam nấm tươi cao hơn các loại nấm khác Các chất khoáng như calci chỉ đứng sau nấm mèo hay là vitamin B1 chỉ đứng sau nấm mỡ, vitamin B2 thì cao nhất trong các loại nấm nói trên… 1.1.5 Tính chất dược học của nấm Đông Cô

1.1.5.1 Các hoạt chất tách chiết từ hệ sợi nấm Đông Cô [6]

 Chế phẩm LEM (Lentinula Edodes Mycelium): Chiết xuất từ hệ sợi nấm Đông

Cô lên men trên giá thể bã mía được coi là một thành công lớn của Nhật Bản và Trung Quốc LEM rất giàu Lentinan - hoạt chất quan trọng nhất của nấm Đông Cô, nó có thể được chiết xuất từ quả thể cũng như từ sinh khối sợi nấm, là chất chính tạo nên tác dụng dược lý của nấm Đông Cô LEM được tách chiết từ hệ sợi nấm Đông Cô ở dạng bột Trong 1 kg bột chứa 6-7g LEM

 LAP là chế phẩm được tách chiết từ hệ sợi nấm Đông Cô Dung dịch hệ sợi nấm Đông Cô + 4 lần thể tích ethanol được gọi là LAP Hệ sợi nấm Đông Cô và LAP là glycoprotein bao gồm đường glucose, galactose, xylose, arabinose, manoza, fructozo LEM và LAP cũng chứa các dẫn xuất của axít nucleic và vitamin B (nhưB1, B2) và ergosterol Tạo nên giá trị dinh dưỡng và tính dược lý của hệ sợi nấm Đông Cô

Năm 1990, EP3 đã thu được từ LEM Là cơ chất hoạt hóa miễn dịch bao gồm nhiều nhóm cacboxyl Chính vì vậy LEM và LAP kích thích hoạt hóa hệ thống miễn dịch chống lại bệnh tật

Hệ sợi nấm Đông Cô ở dạng bột: Sinh khối sợi nấm Đông Cô chế biến và bổ sung thành thực phẩm bổ dưỡng ở dạng bột Dạng bột ăn liền này có thể sử dụng thuận tiện như bột canh hoặc pha với nước sôi trước khi sử dụng Có thể tìm thấy sản phẩm kiểu này trong các siêu thị ở Nhật Bản

1.1.5.2 Tính chất dược học

Hệ sợi nấm Đông Cô chứa một loại polysaccarit tên là Lentinan - hoạt chất quan trọng nhất của hệ sợi nấm Đông Cô cũng như của quả thể nấm, mà nó đã tạo nên tính dược lý cho nấm Đông Cô

Lentinan được chiết xuất từ sinh khối sợi nấm Đông Cô và là thành phần chính của

hệ sợi Năm 1969 các nhà khoa học Nhật Bản đã chứng minh rằng lentinan là một loại polysaccarit – công thức nguyên là (C6H5O)n như các loại tinh bột khác, nhưng có trọng lượng phân tử là 5x1015.

Ngoài ra còn có maunose peptit KS –Z với trọng lượng phân tử khoảng 6-9,5x104, glycoprotein (hiệu quả chống HIV còn mạnh hơn cả so với thuốc AZT), chất eritadenine (làm giảm colestêrin trong máu)[6]

Sử dụng nấm Đông Cô cũng như hệ sợi nấm Đông Cô để phòng và chữa bệnh:

Hoạt tính chống ung thư: Lentinan trong nấm Đông Cô đã được chấp nhận như một liệu pháp phụ trợ trong tiến trình dùng hóa trị liệu Nó có khả năng kích thích tế bào của

hệ miễn dịch làm tăng sức đề kháng Nó cũng kích thích các tế bào “sát thủ tự nhiên” trong cơ thể để chúng tấn công những tế bào ung thư Nó còn có tác dụng chống virus viêm gan B Các thử nghiệm cũng cho thấy, chất lentinan đơn độc không có tác dụng gì đối với HIV, nhưng nếu kết hợp với AZT thì tác dụng diệt virus tăng lên 24 lần so với dùng AZT đơn độc Lentinan còn có khả năng giúp những người bị lao phổi chống lại độc tố của vi khuẩn lao Đặc biệt khi bệnh nhân trị liệu bằng lentinan thì tăng được thời gian sống sót cho bệnh nhân

Hoạt tính kháng sinh: Chihara [1] đã chứng minh khả năng của Lentinan trong kháng khuẩn, kháng virus, kháng nấm bệnh và ký sinh trùng Đặc biệt, Lentinan làm giảm mạnh sự suy sụp khi trị liệu hóa chất cho chuột gây lao phổi thực nghiệp, chống lại sự xâm nhiễm của virus viêm não, virus Abelson, Schistosoma mansonivà Schistosoma japonicum, chống bội nhiễm khuẩn ở các bệnh nhân AIDS Do Lentinan có khả năng làm tăng đề kháng của vật chủ khỏi sự tấn công của virus ung thư và virus lạ

Hoạt động loại trừ chlosterol: Nấm Đông Cô có thể làm giảm chlosterol trong máu do

có chứa chất Eritidenin Chất Eritidenin (Lentysin, Lentinacin) được Mizuno xác định

[4, 5].

có hiệu quả đối với tim mạch Bởi hầu hết các bệnh nhân mắc bệnh về tim mạch do hàm lượng chlosterol trong máu cao

Hoạt tính chống virus, vi khuẩn và ký sinh: Lentinan và dẫn xuất của nó có tác dụng chống lại vi khuẩn, virus (kể cảvirus AIDS) và nhiễm ký sinh trùng Trong nghiên cứu

in vitro cho thấy Lentinan khi được sử dụng cùng với hợp chất AZT (azido-Thymidine)

có thể ngăn chặn virus làm giảm miễn dịch ở người (virus HIV) trên tế bào T hơn là chỉ sửdụng AZT đơn độc [7]

1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ TIÊU THỤ NẤM ĐÔNG CÔ

1.2.1 Tình hình ngoài nước [12,9]

Đầu thế kỷ 20 nấm Đông Cô đã được nuôi trồng nhân tạo ở quy mô công nghiệp tại Nhật, Pháp, Mỹ Nấm Đông Cô hiện đang được trồng theo phương pháp đơn giản ở quy mô lớn tại nhiều tỉnh Trung Quốc (Phúc Kiến, Chiết Giang, Giang Tô, Giang Tây…) Năm 1994 tỉnh Phúc Kiến trồng được 190.000 tấn nấm Đông Cô, có 15.000 tấn được xuất khẩu Năm 1993 tỉnh Chiết Giang sản xuất được 185.000 tấn, có 8.500 tấn được xuất khẩu Gần đây Nhật Bản, Trung Quốc, Triều Tiên là những nước trồng nhiều nấm Đông Cô nhất trên thếgiới Tổng sản lượng hàng năm đạt trên 1 triệu tấn Sản phẩm nấm được sử dụng chủyếu ở dạng tươi và sấy khô Các nước này còn phát triển sản xuất sinh khối sợi nấm Đông Cô và đang cung cấp cho thị trường trong và ngoài nước một số sản phẩm dạng bột và dạng lỏng rất có giá trị về dinh dưỡng và phòng trị bệnh

Chế phẩm LEM (Lentinula edodes Mycelium) chiết xuất từ hệ sợi nấm Đông Cô lên men trên giá thể bã mía được coi là một thành công lớn của Nhật Bản và Trung Quốc

Khắp thế giới, nhất là Châu Á đều thích nấm Đông Cô Nó có giá thành cao chủ yếu do có giá trị cao về dinh dưỡng và “thực phẩm chức năng”, nhưng một mặt cũng do khó ươm trồng, thời gian phát triển dài, năng suất thấp Một số nghiên cứu trong và ngoài nước đã sử dụng chất thải nông nghiệp và công nghiệp chế biến để cung cấp nguồn cacbon cho nuôi cấy rắn và lỏng

Từ nhu cầu về dinh dưỡng và tác dụng phòng và chữa bệnh của nấm Đông Cô cũng như hệ sợi nấm Đông Cô thì các nước trên thế giới không ngừng nghiên cứu và gần đây việc nghiên cứu thu sinh khối sợi nấm đang được chú ý, vì điều kiện phát triển

hệ sợi không yêu cầu khắt khe như nuôi lấy quả thể nấm

1.2.2 Tình hình trong nước

Nấm Đông Cô rất quen thuộc đối với người Việt Nam từ lâu đời và có nhiều món

ăn được chế biến với nấm Đông Cô Nhưng dù sao thì việc ươm trồng loại nấm này ở nước ta vẫn chưa được phát triển nên ở nước ta phần lớn sử dụng nấm ở dạng quả thể nấm khô được nhập từ Trung Quốc Có thể tìm thấy nấm Đông Cô dạng quả thể khô ở khắp các siêu thị ở nước ta, và có bán trên thị trường do nhu cầu sử dụng rộng rãi của người dân Hiện nay có một số tỉnh trồng nấm Đông Cô với quy mô nhỏ vì còn phù thuộc vào điều kiện thời tiết, nó chỉ hợp với nhiệt độ vào mùa đông ở miền Bắc nước ta Một số tỉnh triển khai trồng nấm như: Cao Bằng, Hà Giang, Lạng Sơn, Lào Cai (sapa)… 1.3 GIỚI THIỆU VỀ HỆ ENZYME CELLULASE [15,16]

Nấm Đông Cô được cấu tạo bởi các sợi nấm (hyphae) Sợi nấm có dạng ống, chứa đầy

tế bào chất và dịch bào Sợi nấm có vách ngăn có lỗ thông để truyền thông tin và trao đổi chất Vách tế bào chủ yếu là cellulose và kitin Vì vậy chúng tôi sử dụng enzyme cellulase để phá vỡ vách tế bào cellulose giúp cho quá trình trích ly các chất hòa tan trong nấm được tốt hơn

1.3.1 Giới thiệu chung

Cellulose là thành phần cơ bản của tế bào thực vật, vì vậy nó có mặt trong mọi loại rau quả cũng như trong các nguyên liệu, phế liệu của các ngành trồng trọt và lâm nghiệp Tuy nhiên, người và động vật không có khả năng phân giải cellulose Nó chỉ có giá trị làm tăng tiêu hóa, nhưng với lượng lớn nó trở nên vô ích hay cản trở tiêu hóa Cellulase là một phức hệ enzyme có tác dụng thủy phân cellulose thông qua việc

 Chế phẩm cellulase thường dùng để:

- Tăng chất lượng thực phẩm và thức ăn gia súc

- Tăng hiệu suất trích ly các chất từ nguyên liệu thực vật

Enzyme cellulase đã được nghiên cứu từ rất lâu trên thế giới Đây là enzyme được ứng dụng rất rộng rãi, chỉ đứng sau protease và amylase

1.3 2.Cấu trúc của enzyme cellulase

Cellulase có bản chất là protein được cấu tạo từ các đơn vị là axit amin, các axit amin được nối với nhau bởi lien kết peptid –CO-NH- Ngoài ra, trong cấu trúc còn có những phần phụ khác

Hình 1.2 Enzyme cellulase 1.3.3 Tính chất của enzyme cellulase

Cellulase thủy phân cellulose tự nhiên và các dẫn xuất như carboxymethyl cellulose (CMC) hoặc hydroxyethyl cellulose (HEC) Cellulase cắt liên kết β-1,4-glucosid trong cellulose, lichenin và các β-D-glucan của ngũ cốc

Cellulase hoạt động ở pH từ 3-7, nhưng pH tối thích trong khoảng 4-5 Nhiệt độ tối ưu từ 40-50 độ C Hoạt tính cellulose bị phá hủy hoàn toàn ở 80 độ C trong 10 đến 15 phút

Cellulase bị ức chế bởi các sản phẩm phản ứng của nó như glucose, cellobiose và

bị ức chế hoàn toàn bởi Hg Ngoài ra, cellulose còn bị ức chế bởi các ion kim loại khác như Mn, Ag, Zn nhưng ở mức độ nhẹ

1.3.4 Nguồn gốc của enzyme cellulase

• Được thu nhận từ các nguồn khác nhau:

– Động vật: dịch tiết dạ dày bò, các nhóm thân mềm…

– Thực vật: trong hạt ngũ cốc nảy mầm như đại mạch, yến mạch, lúa mì

mạch đen…

– Vi sinh vật: các loại xạ khuẩn, vi khuẩn, nấm sợi, nấm men…

• Trong thực tế người ta thường thu nhận enzyme cellulase từ vi sinh vật Các chủng vi sinh vật thường sử dụng:

– Nấm mốc: Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus candidus…

– Xạ khuẩn: Actinomyces griseus, Streptomyces reticuli…

– Vi khuẩn: Acetobacter xylinum, Bacillus subtilis, Bacillus pumilis…

1.3.5 Cơ chất của enzyme cellulase

Cellulose là cơ chất của enzyme cellulase Cellulose là một polysaccharide phong phú nhất trong tự nhiên Việc phân hủy sinh học cellulose bởi vi sinh vật là một trong những bước chính của chu trình carbon trên trái đất

1.3.6 Cơ chế tác dụng của enzyme cellulase

- Cơ chế 1,4- -D-glucan cellobiohydrolase (EC 3.2.1.91)

- Cơ chế 1,4- -D-glucan 4-glucanohydrolase (EC 3.2.1.4)

- Cơ chế -D-glucoside glucohydrolase (EC 3.2.1.21)

1.3.7 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt lực của enzyme cellulase

- Ảnh hưởng của nhiệt độ

Vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác chỉ tăng lên khi tăng nhiệt độ trong một giới hạn

Ở nhiệt độ cao, enzyme bị biến tính làm hoạt tính giảm mạnh hoặc mất hoạt tính, còn ở nhiệt độ thấp dưới 00C, hoạt tính enzyme bị giảm nhiều nhưng lại có thể phục hồi khi đưa về nhiệt độ thích hợp

- Ảnh hưởng của pH

Khả năng hoạt động của enzyme còn phụ thuộc vào pH môi trường phản ứng Tùy thuộc vào bản chất của enzyme mà pH thích hợp để enzyme hoạt động có thể trung tính, kiềm hoặc acid Theo nghiên cứu trước đây cho thấy, pH tối thích cho hoạt động của cellulase

từ A niger NRRL – 363 là 5,5; của cellulase từ A niger Z10 là 4,5 và 7,5; của endoglucanase III từ Trichoderma reesei là 4,0 – 5,0; của endoglucanase từ A oryzae KBN616 là 4,0 – 5,0 Khi nghiên cứu ảnh hưởng của pH lên hoạt tính endoglucanase từ chủng nấm ưa acid A terreus M11, Gao và cộng sự (2008) cho rằng enzyme này có khả năng hoạt động trong dải pH 2 – 5, trong đó pH 2 là tốt nhất

- Ảnh hưởng của ion kim loại

Các ion kim loại có thể kìm hãm hoặc hoạt hóa sự hoạt động của các enzyme Các ion kim loại nặng ở nồng độ nhất định có thể gây biến tính và kìm hãm không thuận nghịch enzyme Sharma và cs (1995) nhận thấy, ion Ca2+làm tăng hoạt tính của enzyme cellulase của Baccillus sp D04 lên 40% so với đối chứng, còn Mg2+làm giảm nhẹ (hoạt tính còn lại 92%) và Zn2+ức chế mạnh hoạt tính của enzyme này (hoạt tính còn lại bằng 37% so với đối chứng) Theo nghiên cứu của Gao và cộng sự (2008), endoglucanase từ

A terreus M11 bị giảm 77% hoạt tính khi ủ với Hg2+(2mM), 59% khi ủ với Cu2+(2mM)

- Ảnh hưởng của nồng độ enzyme

Trong điều kiện dư thừa cơ chất, nghĩa là [S] >>[E] thì tốc độ phản ứng phụ thuộc vào [E], v= K[E] có dạng y=ax Nhờ đó người ta đã đo [E] bằng cách đo vận tốc phản ứng

do enzyme đó xúc tác

- Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất [S]

1.3.8 Các ứng dụng của nhóm enzyme cellulase trong ngành thực phẩm

Ứng dụng trước tiên của cellulase đối với chế biến thực phẩm là dùng nó để tăng

độ hấp thụ, nâng cao phẩm chất về vị và làm mềm nhiều loại thực phẩm thực vật Một số nước đã dùng cellulase để xử lý các loại rau quả như bắp cải, hành, cà rốt, khoai tây, táo

và lương thực gạo Người ta còn xử lý cả chè, các loại táo biển

Trong sản xuất bánh mì từ lúa mạch đen, việc sử dụng enzyme này sẽ làm tăng chất lượng bánh, nhờ vào việc thủy phân một phần pentosan có trong bột

Việc ngâm trong dung dịch enzyme sẽ thúc đẩy quá trình hòa tan các thành phần của thực vật Hỗn hợp sau thường được sử dụng: exo- và endo-cellulase, và -mannosidase và pectolytic enzyme Ví dụ ứng dụng trong sản xuất quả nghiền, hoặc rau nghiền (puree), quá trình phân giải lá chè, quá trình sản xuất bột khoai tây,

Glycosidase (cellulase và amylase từ Aspergillus Niger) khi sử dụng chung với proteinase sẽ loại bỏ được vỏ từ tôm.Vỏ tôm được làm lỏng và tuột ra dễ dàng dưới vòi nước

Cellulase thường được sản xuất bằng phương pháp lên men các loại nấm mốc hoặc

vi khuẩn Tại châu Âu, có ít nhất năm loại cellulase được sản xuất từ các vi sinh vật biến đổi gene như Aspergillus, Bacillus, Trichoderma, nhưng chỉ có cellulase sản xuất Trichoderma là được sử dụng trong công nghiệp thực phẩm

Bên cạnh enzyme cellulase còn có hemicellulase, enzyme này thường được sử dụng chung với amylase, glucanase, cellulase, xylanase Thường ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bánh, sản xuất cồn, sản xuất rựu vang, sản xuất nước giải khát từ quả 1.4 CƠ SỞ LÝ THUYẾT QUÁ TRÌNH TRÍCH LY [17]

1.4.1 Cơ sở khoa học

Trích ly là quá trình hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử có trong nguyên liệu bằng cách cho nguyên liệu tiếp xúc với dung môi Động lực của quá trình trích ly là sự

Trong quá trình trích ly dung môi thường ở dạng pha lỏng, còn mẫu nguyên liệu ở dạng pha rắn hoặc pha lỏng Nếu mẫu nguyên liệu ở dạng pha rắn, quá trình được gọi là trích ly rắn-lỏng (soil – liquid extraction ) Còn mẫu nguyên liệu ở dạng lỏng thì đây là qúa trình trích ly lỏng – lỏng ( liquid – liquid extraction ) Trong công nghiệp thực phẩm, các nguyên liệu cần trích ly thường tồn tại ở dạng pha rắn

- Dung môi phải trơ với các cấu tử có trong dịch trích

- Dung môi không gây hiện tượng ăn mòn thiết bị, khó cháy và không độc với ngừơi sử dụng

- Dung môi có giá thành thấp, dễ tìm; các nhà sản xuất có thể thu hồi dung môi sau quá trình trích ly để tái sử dụng

Những dung môi phổ biến hiện nay trong công nghiệp thực phẩm bao gồm nước, một số loại dung môi hữu cơ và CO2 ở trạng thái siêu tới hạn

- Nước là dung môi phổ biến nhất trong công nghiệp thực phẩm Nước được dùng

để trích ly saccharose trong công nghệ sản xuất đường từ củ cải đường, trích ly các chất

từ trà, cà phê trong công nghệ sản xuất trà và cà phê hòa tan, trích ly các chất chiết từ thảo mộc trong công nghệ sản xuất nước uống không cồn

- Các dung môi hữu cơ được sử dụng để trích ly các chất béo thực vật trong công nghệ sản xuất dầu béo Ngừơi ta thường dùng hexane, heptane họăc cyclohexane để tách chất béo từ đậu nành, đậu phộng, hạt bông, hạt hướng dương, hạt lanh…Nhiệt độ sôi của

3 dung môi nói trên lần lượt là 63,5-69,00C, 90-990C và 71-850C Nhược điểm đáng lưu

ý là cả 3 dung môi nói trên đều rất dễ cháy nên các nhà sản xuất cần cẩn thận khi sử dụng

1.4.2 Mục đích công nghệ và phạm vi thực hiện

- Khai thác: các quá trình trích ly trong công nghiệp thực phẩm có mục đích công nghệ chủ yếu là khai thác do chiết rút các cấu tử cần thu nhận trong nguyên liệu ban đầu, làm tăng nồng độ của chúng trong sản phẩm cuối cùng, ví dụ như các quá trình trích ly chất chiết trong sản xuất trà và cà phê hòa tan, trích ly saccharose trong sản xuất đừơng

từ củ cải đường, trích ly các cấu tử hương và các chất có hoạt tính sinh học trong rau quả

và thảo mộc trong sản xuất thức uống có cồn hoặc không có cồn…Yêu cầu của quá trình trích ly nói trên là chiết rút các cấu tử thu nhận từ nguyên liệu với hàm lượng càng cao càng tốt

- Hoàn thiện: quá trình trích ly có thể cải thiện vài chỉ tiêu chất lượng sản phẩm ví

dụ như trích ly caffeine từ trà và cà phê trong công nghệ sản xuất trà và cà phê nghèo caffeine Trong trường hợp này quá trình tích ly sẽ giảm caffeine trong sản phẩm theo yêu cầu của nhà sản xuất

1.4.3 Các biến đổi của nguyên liệu

- Hóa lý: được xem là nhóm biến đổi quan trọng nhất trong quá trình trích ly Đó là

sự hòa tan các cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi

- Vật lý: Sự khuếch tán là biến đổi vật lý quan trọng trong quá trình trích ly

- Hóa học: Xảy ra các phản ứng hóa học giữa các cấu tử trong nguyên liệu

- Hóa sinh và sinh học: khi sử dụng dung môi là nước và thực hiện quá trình trích

ly ở nhiệt độ phòng thì một số biến đổi hóa sinh và sinh học có thể xảy ra

Tóm lại, trong quá trình trích ly có nhiều biến đổi khác nhau Tùy thuộc vào phương pháp trích ly và các thông số công nghệ mà mức độ của các biến đổi sẽ thay đổi Cần lựa chọn phương pháp thực hiện và những thông số công nghệ phù hợp để tăng cường các biến đổi có lợi và hạn chế các biến đổi có hại xảy ra làm ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lựơng của sản phẩm

1.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng

- Kích thước của nguyên liệu: kích thước nguyên liệu càng nhỏ thì diện tích bề mặt tiếp xúc giữa nguyên liệu và dung môi càng lớn Do đó, việc trích ly các cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ trở nên dễ dàng hơn Tuy nhiên kích thước nguyên liệu quá nhỏ thì tốn chi phí nghiền xé Ngoài ra việc phân riêng pha rắn và pha lỏng sau quá trình trích ly càng khó

- Tỷ lệ khối lượng giữa nguyên liệu và dung môi: Nếu cùng một khối luợng nếu tăng hàm lượng dung môi thì hiệu suất trích ly sẽ tăng theo Đó là do sự chênh lệch nồng

độ của cấu tử cần trích ly trong nguyên liệu và trong dung môi lớn Tuy nhiên nếu lượng dung môi quá lớn sẽ làm giảm dịch trích Dẫn đến việc tốn thêm chi phi tách bớt dung môi

- Nhiệt độ trích ly: khi tăng nhiệt độ các cấu tử sẽ chuyển động nhanh hơn, do đó

sự hòa tan và khuếch tán của các cấu tử từ nguyên liệu vào dung môi sẽ được tăng cường Ngoài ra nhiệt độ tăng độ nhớt của dung môi sẽ giảm, dung môi sẽ dễ dàng xuyên qua lớp nguyên liệu và làm cho diện tích tiếp xúc bề mặt giữa nguyên liệu và dung môi sẽ càng lớn Tuy nhiên việc tăng nhiệt độ sẽ làm tăng chi phí năng lượng…

- Thời gian trích ly: Khi tăng thời gian trích ly thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ gia tăng Tuy nhiên nếu thời gian dài thì hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ không tăng

- Tốc độ của dòng dung môi chảy qua lớp nguyên liệu trong thiết bị trích ly

- Áp suất

1.4.5 Thiết bị trích ly

 Thiết bị trích ly kiểu thùng quay

Hình 1.3 Thiết bị trích ly kiểu thùng quay 1: Cửa cho nguyên liệu vào 2: Ống dẫn dung môi vào

3: Hơi nước trực tiếp vào 4: Giỏ chứa nguyên liệu

5: Cửa tháo bả 6: Ống tháo mitxen

 Thiết bị trích ly kiểu vít tải

Hình 1.4 Thiết bị trích ly kiểu vít tải

 Máy trích ly hai vít nằm ngang tác động liên tục

Hình 1.5 Thiết bị trích ly hai vít nằm ngang tác động liên tục

1.5 HOẠT TÍNH CHỐNG OXY HÓA DPPH [13]

1.5.1 Sự hình thành các gốc tự do và các chất kháng gốc tự do

Hiện nay ngày càng có nhiều mối quan tâm về các chất chống oxy hóa thứ cấp từ thực vật như là nguồn bổ sung cho các hệ thống bảo vệ chống lại sự oxy hóa có hại tồn tại sẵn có trong cơ thể Trong đời sống các sinh vật kỵ khí và hiếu khí đều thiết lập một

sự cân bằng tinh tế giữa ích lợi và nguy cơ trong việc sử dụng oxy để đạt năng lượng Trong quá trình hô hấp chúng đã tạo ra các hợp chất trung gian là các gốc tự do: anion superoxide (O2), hydroxyl (OH), chất oxy hóa như H2O2 có hoạt tính phản ứng rất lớn,

mà từ các chất này cũng như các sản phẩm phản ứng của chúng là nguyên nhân phá hủy các phân tử sinh học như DNA, lipid, protein…

Mặc dù bản thân của sinh vật đã tự phát triển các hệ thống enzyme nhằm điều hòa các loại phân tử oxy hoạt tính cao này như superoxide dismutase, catalae, glutathione peroxidase là các enzyme điều hòa nhằm duy trì sự an toàn trong giới hạn cho phép của anion superoxide, H2O2và các hydroperoxide hữu cơ tương ứng, chúng được xem là các enzyme khử độc chính trong cơ thể Đôi khi hệ thống bảo vệ trên bị quá tải, không khí bị

ô nhiễm, khói thuốc lá, bức xạ tử ngoại…các loại oxy hoạt tính cao này vượt quá giới hạn cho phép sẽ là nguồn gây bệnh, thúc đẩy nhanh quá trình lão hóa cho sinh vật Các chất chống oxy hóa từ thực vật đã góp phần hỗ trợ cho hệ thống bảo vệ của cơ thể, ngăn chặn oxy hóa không mong muốn như các carotenoid, flavonoid, vitamin C, E…và các hợp chất trao đổi chất thứ cấp từ thực vật đã và đang được quan tâm nghiên cứu

1.5.2 Các tính chất của gốc tự do DPPH

- Là gốc tự do bền do có hiệu ứng liên hợp trong phân tử

- Độ hấp thụ cực đại tại 517 nm do gốc tự do trên Nitơ và cho màu tím trong

methanol [13]

- Có công thức cấu tạo như sau :

- Cơ chế phản ứng của gốc tự do DPPH và chất chống oxy hóa :

DPPH ˉ + AH DPPH-H + A

- Kết quả được đánh giá thông qua giá trị IC50 (inhibitory concentration) là nồng độ chất oxy hóa cần để ức chế (trung hòa) 50% gốc tự do DPPH trong khoảng thời gian xác định

- Mẫu Vitamin C được dùng để so sánh thông giá trị IC50

CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN LIỆU

2.1.1 Nguyên liệu chính

Nấm Đông Cô: Là một loại nấm ăn có nguồn gốc bản địa ở Đông Á Để bảo quản nấm Đông Cô được lâu thì phải phơi khô Nguyên liệu chính được chọn và mua ở Đà Lạt tại trại nấm của thầy Trương Bình Nguyên nhằm ổn định các tính chất hóa lý trong suốt qúa trình nghiên cứu

Hình 2.1 Nấm Đông Cô tươi và nấm Đông Cô khô

2.1.2 Nguyên liệu phụ

- Nước

Trong sản xuất nước cốt nấm Đông Cô, nước là một trong những thành phần quan trọng trong quá trình thủy phân và trích ly các hợp chất trong nấm Đông Cô.Thành phần và tính chất của nước ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm do vậy đòi hỏi nước phải đạt các chỉ tiêu hóa lý và vi sinh Trong quá trình tiến hành thí nghiệm chúng tôi sử dụng nguồn nước cất một lần ở phòng Sinh Hóa – Khoa Công nghệ sinh học, Truờng Đại học Mở thành phố Hồ Chí Minh

- Đường Saccharose

2.1.3 Địa điểm và thời gian thực hiện

 Địa điểm

Tại phòng thí nghiệm Sinh Hóa và phòng thí nghiệm Thực Phẩm, Trường đại học Mở TP.HCM

 Thời gian

Đề tài được thực hiện qua 2 phần:

Phần 1: Tiến hành nghiên cứu quy trình chế biến nước cốt nấm Đông Cô: Từ ngày 05/11/2013 đến ngày 5/04/2014

Phần 2: Khảo sát khả năng chống oxy hóa của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô: Từ ngày 5/4/2014 đến ngày 29/04/2014

2.1.4 Hóa chất và dụng cụ thí nghiệm

2.1.4.1 Dụng cụ

Dụng cụ thủy tinh thông thường trong phòng Sinh Hóa có chia độ và không chia

độ như là: Cốc thủy tinh (Becher), Bình tam giác (Erlen), Phễu thủy tinh, đũa thủy tinh, Pipet, Ống đong, Bình định mức…

- Kiềm KOH ( xuất xứ Trung Quốc)

- Acid HCL ( xuất xứ Trung Quốc)

- Enzyme cellulase ( xuất xứ Trung Quốc)

- Methanol (Trung Quốc)

- Ethanol (Trung Quốc)

- Vitamin C

- DPPH (1, 1- diphenyl- 2-picrylhydrazyl)

2.2 PHUƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Truớc khi thực hiện các bước nghiên cứu, tiến hành nghiên cứu sơ bộ những tính chất chính của nghiên liệu cũng như những thông số kĩ thuật mà nó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm Sau đó đi vào nghiên cứu cụ thể sự ảnh hưởng như thế nào đến chất lượng sản phẩm

- Các bước tiến hành khảo sát quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô và khảo sát khả năng chống oxy hóa của sản phẩm

Hình 2.2 Các bước tiến hành nghiên cứu

2.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

2.3.1 Đề xuất quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến

Hình 2.3 Quy trình chế biến nuớc cốt nấm Đông Cô dự kiến

Rửa

Xử lý nguyên liệu

Cắt nhỏ

Cô đặc Xay

Đất,cát

Nấm hư hỏng

Dung môi

Phối trộn Trích ly

2.3.2 Thuyết minh quy trình

Nấm Đông Cô được đem đi xử lý để loại bỏ những quả nấm hư hỏng chọn ra những quả nấm tươi ngon Sau khi chọn được những quả nấm tươi ngon đem đi rửa để loại bỏ đất, cát, các tạp chất không mong muốn trên bề mặt nấm, đồng thời cũng loại bỏ đựợc phần lớn lượng vi sinh vật bám trên nguyên liệu Sau khi cắt nhỏ đem nấm đã cắt

đi xay để làm nhỏ nguyên liệu, đồng nhất khối nguyên liệu tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình trích ly tăng diện tích tiếp xúc trực tiếp với nước làm tăng hiệu quả thu hồi Nguyên liệu sau khi xay nhuyễn đem đi thủy phân bằng enzyme celluse để phá vở lớp

vỏ cellulose của nấm hỗ trợ qúa trình trích ly Sau đó đem đi trích ly để thu tất cả các chất có trong nấm như các acid amin; vitamin B2,B6; protein; khoáng….Loại bỏ dung môi sau khi trích ly xong (vi dụ như cồn) Đem đi cô đặc sản phẩm, thêm phụ gia vào sản phẩm để tăng giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng, rót chai, ghép nắp rồi tiệt trùng

để tiêu diệt vi sinh vật tăng thời hạn sử dụng

2.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2.4.1 Phân tích thành phần, tính chất nguyên liệu

Mục đích: Xác định thông số hóa lý của nguyên liệu, để chuẩn hóa nguồn nguyên liệu đầu vào

Cách tiến hành: Xác định các thông số hóa lý của nguyên liệu theo bảng 2.1

Bảng 2.1 Phuơng pháp xác định hóa lý

Đường tổng (%) Phương pháp ferrycyanure

Đuờng khử (%) Phương pháp Hagedorn và jensen

Hàm luợng protein (%) Phuơng pháp Biure

2.4.2 Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất trích ly

Mục đích: Tìm ra thông số trích ly tối ưu để thu được hàm lượng chất khô hòa tan cao nhất

- Trích ly trong 1 giờ ở nhiệt độ 800C, thu dịch trích

- Xác định hiệu suất trích ly bằng phương pháp sấy mẫu xác định chất khô hòa tan Thí nghiệm được lặp lại 3 lần Kết quả này được chọn làm thông số tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly

2.4.3 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu:dung môi đến hiệu suất trích ly Sau khi xác định được dung môi phù hợp chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của tỷ

lệ nguyên liệu:dung môi đến hiệu suất trích ly

Mục đích: Xác định tỷ lệ nấm và dung môi thích hợp nhất để thu được tối đa các thành phần chất tan có trong nấm

Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly

2.4.4 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly

Sau khi xác định được dung môi và tỷ lệ nguyên liệu: dung môi phù hợp, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hiệu suất trích ly

Mục đích: Tìm ra được mức thời gian và khoảng nhiệt độ trích ly thích hợp nhất, thu được tối đa các thành phần chất tan có trong nấm

Sau khi trích ly thu dịch trích đem đi xác định hiệu suất trích ly bằng phương pháp sấy mẫu xác định chất khô hòa tan

Thí nghiệm được lặp lại 3 lần Kết quả này đuợc chọn làm thông số tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly

2.4.5 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly Sau khi xác định được thời gian và nhiệt độ trích ly phù hợp chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme cellulase đến hiệu suất trích ly

Mục đích: Tìm ra được nồng độ enzyme cellulase thích hợp để cho hiệu suất trích

- Thời gian là 4giờ ở nhiệt độ 370C, thu dịch trích

- Xác định hiệu suất trích ly bằng phương pháp sấy mẫu xác định chất khô hòa tan Thí nghiệm được lặp lại 3 lần Kết quả này được chọn làm thông số tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly

2.4.6 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly

Sau khi tìm được thể tích enzyme phù hợp chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly

Mục đích: Tìm ra được thời gian để enzyme hoạt động hiệu quả nhất

Bố trí thí nghiệm:

- Chuẩn bị 6 becher, cân 1.05g nấm khô, rửa sạch để ráo nuớc, xay nhuyễn cho vào mỗi becher

- Tiến hành trích ly ở các mốc thời gian khác nhau là: 2giờ30, 3giờ, 3giờ30, 4giờ, 4giờ30, 5giờ (cố định nhiệt độ trích ly ở 370C)

- Thu dịch trích đem đi xác định hiệu suất trích ly bằng phương pháp sấy mẫu xác định chất khô hòa tan

Thí nghiệm được lặp lại 3 lần Kết quả này được chọn làm thông số tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly

2.4.7 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly

Sau khi tìm được thể tích enzyme và thời gian xử lý enzyme chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzyme đến hiệu suất trích ly

Mục đích: Tìm ra được nhiệt độ để enzyme hoạt động hiệu quả nhất

Bố trí thí nghiệm:

- Chuẩn bị 6 becher, cân mỗi mẫu 1.05g nấm khô, rửa sạch để ráo nuớc, xay

nhuyễn cho vao becher

- Tiến hành trích ly ở các mốc nhiệt độ khác nhau là: 350C, 370C, 390C, 410C,

430C, 450C (thời gian tối ưu từ thì nghiệm trên), thu dịch trích

- Xác định hiệu suất trích ly bằng phương pháp sấy mẫu xác định chất khô hòa tan Thí nghiệm được lặp lại 3 lần Kết quả này đuợc chọn làm thông số tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu đánh giá: hiệu suất trích ly

2.4.8 Khảo sát ảnh huởng của quá trình phối trộn đến chất luợng sản phẩm

Mục đích: Tìm ra được độ ngọt hài hòa cho sản phẩm bằng đánh giá cảm quan

Bố trí thí nghiệm: Lấy 30 ml nước cốt nấm phối trộn vơi các tỷ lệ đuờng khác nhau: 0,1%, 0.2%, 0.3%,0.4%,0.5% Sau đó tìm ra độ ngọt thích hợp cho sản phẩm bằng đánh giá cảm quan dựa vào bảng chỉ tiêu đánh giá sau:

Bảng 2.3 Bảng chỉ tiêu đánh giá cảm quan độ ngọt nước cốt nấm Đông Cô

5 Ngọt hài hòa, vị đặc trưng của nấm Đông Cô

4 Ngọt nhẹ, vị đặc trưng của nấm Đông Cô

3 Ngọt hơi nhẹ, vị đặc trưng của nấm Đông Cô

2 Không ngọt, ít vị đặc trưng của nấm Đông cô

1 Quá ngọt, không có vị đặc trưng của nấm

Thí nghiệm đuợc lặp lại 3 lần Kết quả này đuợc chọn làm thông số tối ưu cho các thí nghiệm tiếp theo

Chỉ tiêu đánh giá: Dựa vào độ ngọt của sản phẩm nước cốt nấm Đông Cô

2.4.9 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình tiệt trùng đến chất lượng sản phẩm

Đây là quá trình xử lý nhiệt, sử dụng nhiệt độ và thời gian thích hợp để tiêu diệt và

ức chế tối đa sự phát triển của vi sinh vật giúp bảo quản sản phẩm được lâu hơn Nhiệt

độ và thời gian là hai thông số quan trọng trong quá trình này Nếu kéo dài thời gian sử

lý nhiệt hoặc nâng cao nhiệt độ tiệt trùng thì hiệu quả tiệt trùng sẽ tăng lên nhưng sẽ ảnh hửơng lớn đến chất lượng sản phẩm Do đó cần tìm ra chế độ thanh trùng thích hợp nhằm đảm bảo các chỉ tiêu vi sinh được quy định cho sản phẩm nhưng không làm thay đổi đáng kể các thông số hóa lý cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm Sau khi chọn

ra các thông số tối ưu ở các quá trình của quy trình chế biến nước cốt nấm Đông Cô, tiếp tục tìm ra các thông số tối ưu của qúa trình tiệt trùng Đây là sản phẩm sử dụng đường

có năng lượng Nên chọn chế độ tiệt trùng ở khoảng nhiệt độ 105-1210C

Mục đích: Tìm ra thông số nhiệt độ, thời gian tiệt trùng thích hợp ít tốn kém năng lượng nhưng đủ để tiêu diệt, ức chế tối đa hệ vi sinh vật trong sản phẩm, giúp kéo dài thời gian sử dụng

Bố trí thí nghiệm: Sử dụng chai thủy tinh 30ml, rửa sạch Sau đó rót 28ml nước cốt vào mỗi lọ đóng nắp rồi đem đi tiệt trùng ở các nhiệt độ khác nhau: 1050C, 1100C,

1150C, 1210C Cố định thời gian 15 phút Đánh giá sản phẩm bằng cảm quan trong vòng

4 tuần theo bảng chỉ tiêu sau:

Bảng 2.4 Bảng chỉ tiêu đánh giá cảm quan nước cốt nấm Đông Cô qua 4 tuần Chỉ tiêu đánh giá Kết quả cảm quan

Chỉ tiêu đánh giá Kết quả

Vi sinh vật hiếu khí Số lượng vi sinh vật trong sản phẩm sau 4 tuần

Chỉ tiêu đánh giá: Dựa vào màu, mùi, vị và số vi sinh vật hiếu khi của sản phẩm nuớc cốt nấm Đông Cô

2.4.10 Khảo sát chất lượng sản phẩm

 Phân tích thành phần hóa lý, vi sinh của sản phẩm

Sau khi tìm ra được công thức chế biến, tiến hành phân tích thành phần hóa lý cũng như

vi sinh của sản phẩm dựa vào bảng 2.5 và 2.6

Bảng 2.6 Khảo sát các thành phần hóa lý của sản phẩm

Bảng 2.7 Phương pháp xác định sự hiện diện các vi sinh vật gây hư hỏng và tạo

độc tố trong sản phẩm

Tổng vi khuẩn hiếu khí AOAC 966.23 – 2005 (Rev.2010) (*) CFU/g Tổng nấm men nấm

mốc TCVN 8275 – 2:2010(ISO 21527- 2:2008) (*) CFU/g Coliforms tổng số TCVN 6848:2007(ISO4832:2007) (*) CFU/g E.coli TCVN 7924 – 2:2008(ISO 16649- 2:2001) (*) CFU/g

 Đặc điểm cảm quan của sản phẩm

Để sản phẩm có mặt trên thị trường đảm bảo chất lựơng và an toàn vệ sinh, tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm dựa vào các chỉ tiêu sau:

- Mức độ ưa thích chung về trạng thái, mùi, vị, màu của sản phẩm

- Đánh giá chất lượng sản phẩm theo phương pháp cảm quan, đối với nước cốt nấm Đông Cô theo phương pháp thử cho điểm thực phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 3215 -79

Bảng 2.8 Các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm khi đánh giá cảm quan

STT Tên chỉ

tiêu

Điểm chưa

có trọng lượng