Báo cáo môn học công nghệ chế biến rau quả

Lý do một số phân tử polysaccharide như cellulose không tan được trong nước là do các phân tử có cấu trúc thẳng và liên kết chặt khít với nhau nên nước không có khả năng tiến gần các nhó

I Phụ gia thực phẩm:

1) Định nghĩa :

Chất phụ gia thực phẩm là những chất, hợp chất hóa học được đưa vào trong quá trình đóng gói, chế biến, bảo quản thực phẩm, làm tăng chất lượng thực phẩm hoặc để bảo toàn chất lượng thực phẩm mà không làm cho thực phẩm mất an toàn

2) Phân loại phụ gia thực phẩm:

Hiện nay người ta chia chất phụ gia thực phẩm làm 6 nhóm lớn:

II Phụ gia tạo gel, tạo đặc:

Thuộc nhóm phụ gia cải tạo cấu trúc thực phẩm, bao gồm các polymer như

polysaccharide, protein Nhóm phụ gia nằm trong nhóm hydrocolloid

Hydrocolloid: là những polymer tan trong nước (polysaccharide và protein) hiện đang

được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp với rất nhiều chức năng như tạo đặc hay tạo gel hệ lỏng,

ổn định hệ bọt, nhũ tương và huyền phù, ngăn cản sự hình thành tinh thể đá và đường, giữ

hương Chúng có thể được phân loại tùy thuộc vào nguồn gốc, phương pháp phân tách, chức năng, cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt, thời gian tạo gel hay điện tích Nhưng phương pháp phân loại thích hợp nhất cho những tác nhân tạo gel là cấu trúc, khả năng thuận nghịch về nhiệt và thời gian tạo gel

Nguồn hydrocolloid quan trọng trong công nghiệp:

Thực vật:

Trong cây: cellulose, tinh bột, pectin

Gum từ nhựa cây: gum arabic, gum karaya, gum ghatti, gum tragacanth

Hạt: guar gum, locust bean gum, tara gum, tamarind gum

Củ: konjac mannan

Tảo (Algal) Tảo đỏ: agar, carrageenan

Tảo nâu: alginate

Vi sinh vật: xanthan gum, curdlan, dextran, gellan gum, cellulose

Động vật: Gelatin, caseinate, whey protein, chitosan

1) Phụ gia tạo gel:

Polysaccharide khi có mặt trong thực phẩm đều thể hiện một số tính chất có lợi dựa trên cấu trúc phân tử, kích thước và lực liên kết phân tử, chủ yếu là liên kết Hydro Rất nhiều các polysaccharide không tan trong nước và không tiêu hóa được, chủ yếu là cellulose và

hemicellulose Những polysaccharide còn lại trong thực

phẩm thì tan được trong nước và phân tán đều trong nước

Chúng đóng vai trò tạo độ kết dính, tạo đặc, tăng độ nhớt và

tạo gel

Polysaccharide là các glycosyl từ đường hexose và

pentose Mỗi gốc glycosyl có một số điểm có khả năng tạo

liên kết với Hydro Mỗi nhóm –OH trên gốc glycosyl có thể kết hợp với một phân tử nước và vì

vậy mỗi gốc đều có thể hoàn toàn solvat hóa Do đó phân tử polysaccharide có thể tan được

trong nuớc

Lý do một số phân tử polysaccharide như cellulose không tan được trong nước là do các phân tử có cấu trúc thẳng và liên kết chặt khít với nhau nên nước không có khả năng tiến gần các nhóm hydroxy (-OH)

Phụ gia tạo gel là các polysaccharide tan được trong nước Khi phân tán trong nước mỗi phân tử sẽ liên kết với các phân tử bên cạnh tạo thành một cấu trúc không gian 3 chiều nhốt các phân tử nước bên trong tạo thành khối gel

Khả năng tạo gel phụ thuộc vào:

Hình 1: liên kết phân tử

Liên kết giữa các phân tử:

Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử

Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền

Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi không được liên kết với nhau mạnh, các

phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và không ổn định

Cấu trúc các phân tử:

Những phân tử có nhánh không liên

kết với nhau chặt chẽ, vì vậy không tạo

Đối với các polysacchride tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhóm tích điện cùng dấu

sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết

Ngoài ra còn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự có mặt của các yếu tố khác trong dung dịch

2) Phụ gia tạo đặc:

Tất cả các polysaccharide tan được trong nước đều tạo thành dung dịch nhớt do kích thước phân tử lớn Gum arabic tạo dung dịch có độ nhớt min, guar gum tạo dung dịch có độ nhớt max

Độ nhớt phụ thuộc vào kích thước, hình dạng và điện tích phân tử

Gellan là exopolysaccharide được tách từ quá trình lên men tĩnh, hiếu khí của vi khuẩn

Gellan Gum là một loại polysaccharide ngoại bào được tiết ra bởi Pseudomonas elodea,

có cấu trúc mạch thẳng với sự lặp lại của các tetrasaccharide

Hình 2: cấu tạo gellan

Gellan nướu

Gellan kẹo cao su

Gellan nướu

Gellan nướu có sẵn trong hai loại - cao và thấp acyl:

Low acyl các sản phẩm dưới hình thức cứng, không dây cao su, brittle gels

Fig 3 Low Acyl Gellan Gum

Acyl cao, các sản phẩm dưới hình thức mềm, rất dây cao su, không brittle gels

fig.4 High Acyl Gellan Gum

Ratios sự khác nhau của hai hình thức sản xuất kẹo cao su gellan nhiều textures Có thể

được sử dụng như là một đại diện duy nhất đình chỉ việc Gels xảy ra khi nóng gellan kẹo cao su giải pháp được phép mát và thiết lập các điều kiện dưới yên.Tuy nhiên, với mức thấp concentrations của kẹo cao su gellan, shearing gel các kết quả trong sự hình thành pourable chất lỏng với chúng rất ngắn, flowable cao Các hệ thống này, thường được gọi là chất lỏng gels, có thể có được một loạt các textures và có thể tồn tại như một ánh sáng pourable gel hoặc một dày,

spreadable dán

Gellan kẹo cao su

Gellan kẹo cao su là được sử dụng rộng rãi trong thực phẩm và các lĩnh vực khác

Một món ăn tiêu biểu chuẩn bị sẵn sàng sử dụng kẹo cao su gellan: Gelled desserts, giơ, jelly, pudding, bánh kẹo, sugarcoating của bánh kẹo, làm đầy các bánh hoặc bánh mì, và các loại thực phẩm, bánh, thực phẩm và thú nuôi

Trong nhiều thập kỷ exopolysaccharides vi sinh vật đã được các thành phần vô giá trong ngành công nghiệp thực phẩm, cũng như có nhiều hấp dẫn dược phẩm và hóa học ứng dụng Các gellan biopolymer là một bổ sung thêm gần đây để các gia đình của polysaccharides vi khuẩn đó

là đạt được tầm quan trọng hơn do sở hữu cuốn tiểu thuyết của nó hình thành nhiệt gels đảo chiều khi nào và làm mát bằng nước nóng Nó có ứng dụng trong lĩnh vực đa dạng trong thực phẩm, dược phẩm và các ngành công nghiệp khác

Gellan kẹo cao su là một anionic trọng lượng phân tử cao, deacetylated exocellular polysaccharide sản xuất kẹo cao su như là một sản phẩm lên men của một nền văn hóa tinh khiết của Pseudomonas elodea 2, với một tetrasaccharide lặp lại của một trong những đơn vị α-L-rhamnose, một β-D-glucuronic acid và hai β-D-dư lượng glucose 3,4 Các sinh vật sản xuất là một, hiếu khí gram âm vi khuẩn, mà đã được rất tốt đặc trưng và chứng minh là không gây bệnh Sinh vật này đã được tìm thấy trong một chương trình chiếu rộng tìm kiếm nguồn gốc tự nhiên hydrocolloids với tính chất có ích

Gellan kẹo cao su có tính đặc trưng của nhiệt độ phụ thuộc và cation-sự đông lại gây ra

Sự đông lại điều này liên quan đến sự hình thành các khu ngã ba xoắn kép theo sau là một

gumregation Gellan của các phân đoạn xoắn đôi để tạo thành một mạng lưới ba chiều của

complexation với Cation và liên kết hiđrô với nước

Cấu trúc hóa học 7 / polysaccharide đã được xác định Nó có một đơn vị lặp lại

tetrasaccharide gồm hai đường (WS) dư lượng, một trong những glucuronic acid (GlcA) cặn, và rhamnose một (RHA) dư Đây là những liên kết với nhau để cung cấp cho một đơn vị lặp lại tetrasaccharide (hình 1) Các polysaccharide có nguồn gốc là một phần este hóa với L-glycerate

và acetate 9 nhưng các sản phẩm thương mại Gelrite ® đã được hoàn toàn de-este hóa bằng kiềm Điều trị 10, 11 Chính xác công thức phân tử của gellan kẹo cao su có thể khác nhau chút ít (ví

dụ, phụ thuộc vào mức độ mà các axit glucuronic là vô hiệu hóa với các muối khác nhau)

Fig Hình 5 – The structure of deacetylated Gellan Gum

Các axit glucuronic là vô hiệu hóa bởi sự hiện diện của kali, canxi, magiê và các ion Nồng

độ tương đối của các ion sẽ kiểm soát các tính chất vật lý của các chất liệu cao su như là sức mạnh gel, độ nén và cài đặt điểm Các kẹo cao su đã được đề xuất để sử dụng như một ổn định

và thickener trong thực phẩm

IV Các loại Gellan Gum:

Có ba hình thức cơ bản của sản phẩm kẹo cao su gellan đã được đặc trưng và được phân biệt bằng:

1) polysaccharide nội dung,

2) các phần trăm của o-acetyl thay thế trên polysaccharide

và 3) các nội dung chất đạm (bao gồm cả dư lượng nucleic và các nguồn nitơ hữu cơ khác)

Nó có sẵn trong hai hình thức (cao hoặc thấp acyl nội dung Các nhóm acyl có ảnh hưởng sâu sắc đến tính chất gel Các hình thức sản xuất acyl cao mềm rất đàn hồi và không gel giòn, trong khi hình thức acyl công ty sản xuất thấp, không gel đàn hồi và giòn Họ có thể được sử dụng một mình hoặc pha trộn để cho các sản phẩm với các đặc tính mong muốn

Gellan Gum có sẵn trong một hình thức làm rõ (KELCOGEL7) cho các loại thực phẩm và sản phẩm công nghiệp và một hình thức làm rõ của (GELRITE7) cho các phương tiện truyền vi sinh vật, thực vật mô nền văn hóa, và các ứng dụng dược phẩm Gellan bao gồm kẹo cao su không làm rõ, làm rõ, và một phần, làm rõ nguồn gốc, deacetylated và một phần deacetylated hình thức cũng như các hỗn hợp đó và như thế

V Cơ chế tác động của Gellan kẹo cao su:

Gellan kẹo cao su là một đa chức năng gelling đại lý có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp với các sản phẩm khác để sản xuất nhiều kết cấu hành vi thú vị về lợi Gellan như một chất làm đặc hoặc gelling và có thể sản xuất kết cấu trong các sản phẩm cuối cùng là khác nhau

từ cứng, không đàn hồi, giòn gel để gel chất lỏng Việc xây dựng được thông qua đã được một giải pháp gellan chứa clorua canxi (như một nguồn Ca2+), và natri citrat, mà phức các Ca2+ việc + ion và phát hành chúng chỉ trong môi trường axit của dạ dày Bằng cách này, việc xây dựng vẫn còn ở dạng lỏng cho đến khi nó đạt tới dạ dày, nơi sự đông lại kẹo cao su gellan là tức thời

1 Cơ chế tạo gel của Gellan

Hình 6: Cơ chế tạo gel của gellan

Khi ở nhiệt độ cao, gellan tồn tại dưới dạng những sợi cuộn Khi hạ nhiệt độ xuống, các sợi duỗi ra và xoắn kép với nhau tạo ra sợi kép Và các sợi kép này tiếp tục liên kết với nhau tạo nên các tinh thể gellan

Sự hình thành gel của gellan xảy ra nhanh chóng khi nâng và hạ nhiệt độ của dung dịch gellan với sự có mặt của các cation Ở nhiệt độ thấp, các sợi kép của gellan sẽ hình thành những vòng xoắn có trật tự, trong khi ở nhiệt độ cao xuất hiện các polysaccharide dạng sợi đơn làm giảm độ nhớt của dung dịch Nhiệt độ chuyển tiếp là khoảng 30 - 350C Dưới nhiệt độ chuyển tiếp, cấu trúc của dịch trở nên cứng dần và kết quả là hình thành gel Các sợi xoắn liên kết với nhau bằng các mối nối và hình thành nên mạng lưới không gian ba chiều bằng cách tạo phức hợp với các cation và liên kết hydro với nước Sự bổ sung các cation hóa trị một và hóa trị hai trong suốt quá trình làm lạnh sẽ làm tăng số cầu muối tại mối nối, vì thế cải thiện được tính chất tạo gel của gellan

Sự hình thành gel của gellan rất nhạy với sự có mặt của loại cation Những cation hóa trị một như Na, K và các cation hóa trị hai như Ca, Mg thì thúc đẩy sự tạo gel Và điểm nóng chảy của gel sẽ tăng lên khi tăng độ mạnh của ion Các ion đối như cation tetramethylammonium (TMA) sẽ kìm hãm sự tạo gel Sự bổ sung các cation thúc đẩy quá trình tạo gel sẽ dẫn đến sự tinh thể hóa những sợi này và hình thành gel bền lượng lớn nhóm thế L-glycerate sẽ hạn chế sự tinh thể hóa ở một số vùng, vì thế sản xuất ra gel mềm hơn và đàn hồi

2 Cơ chế tổng hợp gellan

Hình 7: cơ chế tổng hợp gellan

Gellan được cấu tạo từ các monomer: β-1,3- D-glucose; β-1,4-D-glucuronic acid; α-1,4- L-rhamnose nên trước khi tổng hợp được gellan, vi khuẩn phải tổng hợp các monomer này trước

Quá trình tổng hợp :

Glucose từ môi trường lên men được được vi khuẩn hấp thụ qua thành tế bào Dưới tác dụng của enzyme glucose kynase, glucose sẽ chuyển thành glucose-6-phosphate, tiếp theo enzyme Phosphoglucomutase sẽ chuyển glucose-6-phosphate thành glucose-1-phosphate Từ glucose-1-phosphate, sẽ chia thành hai con đường sinh tổng hợp khác nhau:

Dưới tác dụng của enzyme Uridine Glucose Phosphorylase (UGP), glucose-1-phosphate

sẽ tạo thành Uridine-5’-diphosphate-D-glucose (UDP-D-Glucose) Tiếp theo dưới tác dụng của Uridine Glucose Dehydrogenase sẽ tạo thành Uridine-5’-diphosphate Glucuronic acid

Dưới tác dụng của enzyme Thymidine Glucose Phosphorylase (TGP), phosphate sẽ tạo thành Thymidine-5’-diphosphate-D-glucose (TDP-D-glucose) Tiếp tục enzyme thymidine Rhamnose synthetase sẽ tổng hợp TDP-D-glucose thành Thymidine-5’-diphosphate Rhamnose

glucose-1-Như vậy, từ Uridine-5’-diphosphate-D-glucose, Uridine-5’-diphosphate Glucuronic acid, Thymidine-5’-diphosphate Rhamnose sẽ tổng hợp thành gellan

(Theo tài liệu” N.B Vartak, C.C Lin, J.M Cleary, M.J Fagan, M.H Saier,Glucose metabolism in 'Sphingomonas elodea': Pathway engineering via construction of a glucose-6- phospate dehydrogenase insertion mutant, Microbiology, 141 (1995) 2339– 2350,)

VI Hành động của các chất khác nhau:

Elodea bởi một quá trình lên men-tinh khiết văn hóa và sau đó bị thu hồi với rượu

isopropyl Các nướu gellan thu được từ các nền văn hóa vi sinh vật bao gồm acetyl và L-nhóm glycerate được gỡ bỏ (nghĩa là kẹo cao su gellan là deacylated) đến một mức độ nào với việc bổ sung một kiềm Các nướu gellan sau đó kết tủa từ trung bình lên men với rượu isopropyl Độ dày gel cho các sản phẩm cụ thể có thể được điều khiển bởi các thao tác với việc bổ sung các Cation kiềm (ví dụ, bằng cách thêm kali, magiê, canxi, và / hoặc các muối natri) Native gellan kẹo cao

su có thể thay đổi từ mềm mại, đàn hồi nhiệt gel để đảo ngược khó hơn và nhiều hơn nữa-gel

giòn với nhiệt độ ổn định cao hơn bởi deacylation Cơ chế gelling là cation-induced khả năng gel với cation bất kỳ, bao gồm counterion của một thành phần hoạt động Bởi sự thay đổi nội dung ion và / hoặc nồng độ gel, các kết cấu gel có thể dễ dàng sửa đổi Nhiệt độ nóng chảy có thể được sửa đổi để hoặc là được bên dưới hoặc ở trên 100 ° C tùy thuộc vào loại và nồng độ của các ion hiện nay

VII Vật lý, Hóa chất Đặc điểm:

Gellan kẹo cao su có hương vị phát hành xuất sắc, sức mạnh gel cao, một sự ổn định tuyệt vời, sự linh hoạt, xử lý và khoan dung, độ nét cao, cựu bộ phim xuất sắc, sử dụng cấp độ thấp, nhiệt đảo ngược gel

Bảng 1: Nhiệt độ và độ pH ổn định (pH 3,5-10) (gellan kẹo cao su)

Ổn định Ổn định ở nhiệt độ phòng

Nitơ Không quá 3%

Isopropyl alcohol Không quá 750 mg / kg

Vi sinh tiêu

chuẩn

Tổng số tấm nhập: Không quá 10.000 thuộc địa của mỗi gam

E Coli: Âm tính bằng thử nghiệm Salmonella: Âm tính bằng cách kiểm tra Nấm men và khuôn mẫu: Chưa được hơn 400 thuộc địa của mỗi gam

VIII Rheological tài sản của polysaccharides gellan:

Gellan kẹo cao su là một trong những thú vị nhất trong polyme situ gelling đã được kiểm nghiệm kể từ khi nó có vẻ để thực hiện rất tốt trong con người Các nghiên cứu hiển thị thời gian

cư trú đó của gel phụ thuộc vào tính chất rheological của họ Deacetylated gellan kẹo cao su gel khi instillation ở mắt do sự hiện diện của Cation Hầu hết các nghiên cứu được thực hiện trên rheological tại chỗ sử dụng gel độ nhớt của gel như các tham số rheological Khi cắt cao, được áp dụng để gel để đo độ nhớt, nó phá hủy cấu trúc của gel Bằng cách sử dụng các phép đo

oscillatory, trong đó biên độ dao động đủ nhỏ, cấu trúc gel vẫn còn nguyên vẹn trong khi đo Tư

đo Oscillating, sự căng thẳng cắt, những căng thẳng và góc giai đoạn được xác định, các thông số thu được là modulus phức tạp, G *, và góc pha δ The modulus đàn hồi, (G '), các modulus nhớt (G ") và sự năng động, độ nhớt (η') được tính bằng cách:

G' = G* cos(δ); G” = G* sin(δ); η' = G”/ω G '= G * cos (δ); G "= G * sin (δ); η' = G" / ω

Nơi ω là tần số góc, được nhau 0,001-20 Hz

Bảng 2 Độ nhớt (Pas) của các giải pháp Gellan kẹo cao su trong siêu sạch nước ở

0.031 0.13 0.15 0.33

Bảng 3.Viscosity của Gellan kẹo cao su mà so với kẹo cao su Xanthan trong các điều

kiện khác nhau

Độ nhớt (cP) 1 Tham số

Gellan kẹo cao su (4,0

☺ Độ nhớt 1 được đo ở tốc độ trục chính của 10 vòng / phút

☺ 2 giải pháp polymer được duy trì ở nhiệt độ lấy cho 1 h

☺ 3 pH trong các giải pháp đã được điều chỉnh bằng NaOH 1,0 N hoặc HCl 1,0 N

IX Các nghiên cứu độc hại của Gellan Gum:

Bảng 4: Cấp độc tính

bw) Rat M&F

M & F

Oral Hít phải

> 5000

l > 5,09 mg / l Gellam kẹo cao su là thực tế không độc hại cho chuột khi dùng như một liều lớn duy nhất (5 g / kg bw) trong chế độ ăn uống hoặc qua gavage

Ngắn hạn nghiên cứu

Rat 32

Nam và nữ Sprague-Dawley chuột (20/sex/group) đã được cho ăn thức ăn của các cấp Gellan Gum nhau 0-6% cho 13 tuần Mặc dù các loài động vật trên nghiên cứu này có kinh

nghiệm triệu chứng của một sialodacryoadenitis nhiễm virus., Tất cả các loài động vật sống sót

và điều trị không có tác dụng phụ liên quan đến việc ăn của Gellan Gum

Monkey 33

Prepubertal khỉ nâu (2/sex/group) đã được dosed bởi gavage bằng miệng với Gellan Gum

ở các cấp độ của 0, 1, 2 hoặc 3 g / kg / ngày trong 28 ngày Không có dấu hiệu độc tính công khai của báo cáo

Long-term/carcinogenicity nghiên cứu

Chuột 34

Nhóm của 50 nam và 50 nữ Thụy Sĩ CRL con chuột được cho ăn Gellan Gum admixed trong chế độ ăn uống tại 0, 1,0, 2,0 và 3,0% cho 96 và 98 tuần cho nam và nữ, tương ứng Tất cả các loài động vật đã được kiểm tra lần / ngày cho tỷ lệ tử vong và mắc lý khám cho sự hiện diện của khối palpable đã được khởi xướng trên cơ sở hàng tuần bắt đầu từ tuần 26 và Bodyweights tiêu thụ thực phẩm đã được đo cho 7-day thời kỳ trên cơ sở hàng tuần cho 26 tuần lễ đầu tiên của điều trị và mỗi 2 tuần sau đó Hiện đã không có tác dụng nhờ vào ăn của Gellan Gum ngày hoặc

là đạt được trọng lượng cơ thể hoặc tiêu thụ thực phẩm Không có khối u hay không thay đổi khối

u đó đã được liên kết với các ăn của Gellan Gum

Rat 3

Nhóm của 50 F 1 thế hệ Sprague-Dawley chuột của tình dục từng được tiếp xúc với Gellan Gum trong Utero và tiếp tục trên Gellan Gum chế độ ăn cho khoảng 104 tuần Mức độ ăn uống của Gellan Gum được 0, 2,5, 3,8 và 5,0% Các tác giả kết luận rằng mặc dù với những thâm hụt · Trọng lượng ban đầu, các mô hình tăng trưởng cho các nhóm này được coi là giống hệt nhau cho rằng kiểm soát các Bên cạnh đó, hiệu ứng này đã không được nhìn thấy trong hoặc phái nữ hoặc bất kỳ các loài khác Thử nghiệm Không có cơ sở để cho thấy bodyweights thấp

hơn, quan sát thấy ở chuột đực, chỉ có độc tính Các tác giả kết luận rằng theo các điều kiện của bioassay này, Gellan Gum đã không gây ung thư để Sprague-Dawley chuột

Các nghiên cứu sinh sản 35:

Nhóm 26 nam và 26 nữ CD (Sprague-Dawley) chuột đã được quản lý Gellan Gum trong chế độ ăn của họ tại liều 0, 2,5, 3,8 hoặc 5,0% Phái nam đã được điều trị 70 ngày trước ngày giao phối và trong ba tuần sau khi giao phối Nữ giới đã được điều trị 14 ngày trước khi giao phối và trong suốt giao phối, mang thai và cho con bú Không có điều trị liên quan đến hiệu lực từ ngày giao phối hoặc chỉ số khả năng sinh sản, tỷ lệ thụ thai, chiều dài của thai, chiều dài của sự sanh

đẻ, số lượng Pups sống, số lượng Pups chết, post-Index mất cấy, sự sống còn chỉ số vào ngày 4,

7, 14 hoặc 21 hoặc chỉ số cho con bú cho bất kỳ các thế hệ

Teratology nghiên cứu 36

Gellan Gum là ăn cho các nhóm của 25 nữ mang thai Sprague-Dawley chuột ở các cấp độ dinh dưỡng của 0, 2,5, 3,8 hoặc 5,0% trong ngày 6-15 của thai Gellan Gum Không có tác dụng fetotoxic hoặc teratogenic trên chuột khi ăn ở chế độ ăn uống ở các cấp độ lên đến 5,0%

Năm tình nguyện viên nữ và năm tình nguyện viên nam, tất cả đều bình thường trong y tế

và miễn phí từ các bệnh đường tiêu hóa, tham gia vào nghiên cứu lâm sàng 7-Sau một thời gian kiểm soát ngày, mỗi tình nguyện viên tiêu thụ các chất kiểm tra ở một mức độ liều hàng ngày là

175 mg / kg cho 7 ngày, sau đó liều được tăng lên đến 200 mg / kg / ngày cho 16 tác giả thêm days.The kết luận rằng uống của kẹo cao su gellan ở cấp cho liều gây ra không có chế độ ăn sinh

lý cũng không phải trong bất kỳ tác dụng phụ của các tình nguyện viên trên nghiên cứu Không

có biểu hiện dị ứng hay không thuận tiện khác chủ quan, báo cáo bằng hoặc quan sát thấy trong bất kỳ của các đối tượng của con người này uống của kẹo cao su gellan, tại mức tiêu thụ hàng ngày đã nêu, không gây ra bất kỳ tác dụng độc hại bất lợi Tuy nhiên, gellan kẹo cao su không hành động như là một đại lý bulking Phân, tăng Phân axít mật, giảm sterol Phân trung lập, và giảm cholesterol huyết thanh

Rỉ đường là phế liệu có độ nhớt cao chứa đựng nhiều đường không kết tinh trong sản xuất đường từ mía hoặc củ cải đường

Những đặc tính quan trọng phù hợp với quá trình lên men bao gồm:

- Chứa hàm lượng đường cao

- Ngoài đường saccharose còn chứa nhiều chất hữu cơ, vô cơ, các chất thuộc vitamin và các chất kích thích sinh trưởng

- Hàm lượng đường khá cao ( thường nằm trong khoảng 40-50%), Lượng đường này chủ yếu là saccharose nên khi tiến hành lên men phải pha loãng tới nồng độ thích hợp

- Đặc điểm gây khó khăn lớn nhất trong quá trình lên men là hệ keo trong rỉ đường Keo càng nhiều, khả năng hoà tan của oxy càng kém và khả năng trao đổi chất của vi sinh vật càng kém Do đó công việc quan trọng nhất khi sử dụng rỉ đường là phải phá hệ keo này

- Vì rỉ đường là chất dinh dưỡng khá lý tưởng nên chúng dễ bị vi sinh vật xâm nhập

và phát triển, thường gặp nhất là những vi sinh vật gây màng và gây chua, dẫn tới làm giảm chất lượng của rỉ đường.Vì vậy, trong sản xuất ta hay dùng fluosilicate natri 2 o/ooo so với trọng lượng mật rỉ để bảo quản

☺ Thành phần hoá học của rỉ đường

Thông thường tỉ lệ rỉ đường trong sản xuất đường mía chiếm khoảng 3-3,5% trọng lượng mía Tùy thuộc vào giống mía, điều kiện trồng trọt, công nghệ sản xuất đường… mà thành phần

rỉ đường dao động như sau:

Nước: 15-20% ; Chất khô: 80-85%

Trong đó có 60% là đường (40% saccharose, 20% fructose và glucose), 40% còn lại là chất phi đường

Trong thành phần phi đường có khoảng 30-32% hợp chất hữu cơ và 6-10% hợp chất vô

cơ Trong hợp chất vô cơ, theo Mắc-Dinit, gồm có:

K2O: 3,5% Fe2O3: 0,2% MgO: 0,1% Sulfate: 1,6%

CaO: 1,5% SiO2: 0,5% P2O5: 0,2% Chloride: 0,4%

Trong những hợp chất hữu cơ gồm có hợp chất có chứa nitơ và không chứa nitơ Những hợp chất chứa nitơ phần lớn ở dạng amin như: acid aspactic, acid glutamic, leucin, isoleucin Nitơ tổng số chiếm khoảng 0,3-0,5% (ít hơn so với lượng nitơ có trong rỉ đường củ cải)

Những hợp chất không chứa nitơ như: pectin, chất nhầy furfurol và oxymethylfurfurol… Các chất khử không lên men được như các chất màu:

- Hợp chất caramel: hợp chất được tạo ra do sự mất nước của đường saccharose dưới tác dụng của nhiệt độ cao Khi pH của dung dịch đường ổn định, cường độ màu sẽ tỉ lệ thuận với nhiệt độ

- Phức chất của phenol- Fe2+: phức chất này có màu vàng xanh Hợp chất này không

bị loại hết trong giai đoạn làm sạch nước mía và tồn tại trong mật rỉ

- Melanoidin: đây là sản phẩm ngưng tụ của đường khử với acid amin, trong đó chủ yếu là acid aspartic

- Melanin: đây là sản phẩm oxy hoá khử của acid amin dạng vòng có trong mật rỉ, trong đó chủ yếu là tyrosin dưới sự xúc tác của enzyme polypherroloxydase khi có mặt của oxy

Bảng6: So sánh thành phần của rỉ đường mía và rỉ đường củ cải (tính trên rỉ đường chứa

75% chất khô – theo Baker, 1979)

54 – 65

2 – 6,5 Khoảng 2,5 Khoảng 1,8

2 – 7 0,1 – 0,5 0,5 – 1,5 0,02 – 0,07 0,04 – 0,13 Khoảng 0,2

5800 – 8000

50 – 100 Khoảng 5,4 Khoảng 0,4 Khoảng 1,3

20 – 45

7 -11 4,5 – 6

pH và độ đệm của rỉ đường:

Bình thường, pH của rỉ đường từ 6,8 đến 7,2 Rỉ mới sản xuất ra có thể có pH = 7,2 – 8,9 Hiện nay, hầu hết các nhà máy đường của ta đều xử lý bằng lưu huỳnh nên pH của rỉ đường thường thấp hơn và vào khoảng 5,6 – 6,0 Độ kiềm của rỉ vào khoảng 0,5 – 20 (10 kiềm tương đương 1 ml dung dịch H2SO4 1N trung hòa hết 100 g rỉ) Độ kiềm gây bởi các muối Canxi của acid carbonic và các acid hữu cơ khác

Đệm được biểu thị bằng thể tích dung dịch H2SO4 1N cần thiết để điều chỉnh dung dịch gồm 100 g rỉ + 100 g nước tới pH 4,5 Tùy theo pH của mật rỉ, độ đệm có thể từ 14 đến 45

Vi sinh vật trong rỉ đường:

Rỉ đường nhận được từ sản xuất luôn chứa một lượng vi sinh vật Trong đó nguy hiểm nhất là vi khuẩn lactic và acetic Mức độ nhiễm khuẩn được xác định bằng sự tăng độ chua, khi

đó rỉ đường “tự lên men” Mức tăng độ chua ( khi tự lên men sau 24h) trong phạm vi 0,2 – 0,50xem là bình thường

Thực tế trong 1g rỉ đường chứa tới 100000 vi sinh vật không nha bào và 15000 vi sinh vật

có khả năng tạo bào tử ở rỉ đường bị nhiễm nặng, con số vi sinh vật có thể đạt tới 50000 và

500000 Tuy nhiên đối với rỉ đường có nồng độ trên 70% hầu hết vi sinh vật trong rỉ đường đều chịu nằm yên nhưng khi pha loãng chúng sẽ bắt đầu hoạt động và làm giảm hàm lượng đường dẫn đến tăng tổn thất Trong quá trình sản xuất cần có biện pháp xử lý phù hợp nhằm diệt bớt và hạn chế hoạt động của các loại tạp khuẩn này

Trong khi chuẩn bị lên men, rỉ đường được trộn với nước để giảm nồng độ đường xuống còn 15% và sau đó được đem tiệt trùng bằng phương pháp Pasteur, ta thu được hỗn hợp gọi là dịch lên men

Ưu điểm khi sử dụng rỉ đường trong nguyên liệu:

Bảng7: So sánh Thành phần dinh dưỡng trong môi trường lên men của 2 loại gellan:

2 Giống vi sinh vật:

Sphingomonas paucimobilis ATCC 31461 được chọn sử dụng để tổng hợp gellan Đây là

nhóm vi khuẩn Gram âm, hình que, chịu nhiệt, hiếu khí, lớp vỏ ngoài có màu vàng, kích thước

khoảng 0.8µm x 1.5-40 µm Một số Sphingomonas có thể chuyển động và không có khả năng lên

men

Hình 9: Hình ảnh của vi khuẩn S paucimobilis ATCC-31461 cấy trên erlen

Bảng 8: Một số đặc điểm của S Paucimobilis ATCC-21461

8 N-aceylglucosamine +

9 Khả năng hóa lỏng gellan +

Kiểm tra lên men đường

☺ Chỉ tiêu chọn giống vi sinh vật)

- Khả năng sinh độc tố: không có

- Khả sinh tổng hợp gellan: càng mạnh càng tốt

- Khả năng thích nghi của giống phải cao, tốc độ sinh trưởng mạnh

- Điều kiện nuôi cấy: đơn giản, là môi trường đặc trưng cho sự sinh trưởng của vi khuẩn và tổng hợp gellan Môi trường dễ kiếm, giá thành không quá cao

- Sự ổn định của giống theo thời gian: càng lâu càng tốt

S paucimobilis ATCC-31461 được giữ trên môi trường YPG bao gồm (g/l):

b Nhân giống:

- Nhân giống là quá trình tăng dung tích, dịch chứa sinh khối qua nhiều cấp Mỗi cấp nhân giống thường tăng dung khối từ 10-15 lần Cứ làm như vậy cho đến khi toàn bộ dung tích đủ để tiến hành quá trình lên men

- Khi nhân giống giai đoạn phòng thí nghiệm, người ta sử dụng các dụng cụ thủy tinh như ống nghiệm, erlen với các dung tích 750 ml, 1l, 2l kết hợp với tủ ấm, tủ lắc điều nhiệt

Do thể tích môi trường nhỏ nên việc sử dụng máy lắc có thể đảm bảo được sự đồng nhất trong canh trường nuôi và cung cấp đầy đủ oxy cho sự sinh trưởng, phát triển của nhóm vi sinh vật hiếu khí

- Khi nhân giống ở giai đoạn phân xưởng, người ta sử dụng những thiết bị với dung tích khác nhau: 100l, 500l, 1m3, 3 m3, 5 m3, 10 m3…hoặc lớn hơn tùy theo dung tích của thiết bị lên men đang sử dụng tại nhà máy

Phương pháp thực hiện:

10ml chứa môi trường glucose được tiệt trùng và canh trường vi sinh vật được ủ ở 30oC trong 24h Sau 24h, canh trường sẽ được chuyển vào 90ml môi trường đã tiệt trùng tương tự và tiếp tục ủ ở 30oC trong 24h 100ml giống này sẽ được chuyển tiếp đến 900ml môi trường và được

ủ tiếp Các cấp nhân giống được thực hiện cho đến khi có đủ số lượng giống cần thiết cho quá trình lên men

1 Hệ thống điều nhiệt (nhân giống trong erlen)

2 Bình nhân giống trung gian

3 Thiết bị nhân giống

4 Hệ thống lọc tách bụi và vi sinh vật

5 Valve

6 Bộ phận lọc hơi

7 Bộ phận đo pH

2 Chuẩn bị môi trường:

Mục đích: Bổ sung các chất dinh dưỡng cần thiết cho vi sinh vật

Môi trường lên men:

- Thành phần môi trường lên men(g/l)

☺ Mục đích: Tiêu diệt vi sinh vật chuẩn bị cho quá trình lên men

☺ Thiết bị sử dụng: Thiết bị tiệt trùng liên tục YHC-20 Cấu tạo: gồm thùng chứa môi trường dinh dưỡng, bơm ly tâm, bộ đun nóng, bộ giữ nhiệt,

bộ thu hồi nhiệt, bộ trao đổi nhiệt, hệ thống điều chỉnh tự động các thông số của quá trình

Nguyên tắc hoạt động:

Trước khi bắt đầu hoạt động tất cả các thiết bị, đường ống dẫn và phụ tùng YHC được thanh trùng bằng hơi quá nhiệt Hơi nước được đưa vào bộ đun nóng theo đường viền của van

điều chỉnh tiêu hao hơi, sau đó vào bộ giữ nhiệt, thu hồi nhiệt và theo đường viền của van giảm

áp suất vào thiết bị làm mát Cùng lúc mở các van xả nước ngưng và khi đạt được nhiệt độ lớn hơn 1400C thì bắt đầu tiệt trùng Khi nhiệt độ và áp suất trong nồi phản ứng đạt trị số ổn định thì khuấy đảo các cấu tử của môi trường dinh dưỡng, môi trường mới lại cho vào thùng chứa để bơm đẩy qua khe đứng nhỏ vào bộ phận đun nóng

Thông số công nghệ:

- Nhiệt độ: 1210 C

- Thời gian tiệt trùng: 20 phút

- pH=7

- Tốc độ bơm môi trường: 3.5 m3/s

Hình 11 Thiết bị tiệt trùng YHC