Nghiên cứu xác lập điều kiện và giải pháp công nghệ tối ưu cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia nhằm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm (tt)

Trong điều kiện đó, mức độ thủy phân không cao và chất lượng sản phẩm thủy phân còn hạn chế bởi vị đắng.Bởi vậy, xuất phát từ mục đích sử dụng hiệu quả bã nấm men bia để tạo sản phẩm ứng

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết

Từ cuối thế kỷ 19, sản phẩm thủy phân (SPTP) protein được sử dụng như là thực phẩm hàng ngày ở Châu Âu SPTP protein được sử dụng rộng rãi như là nguồn nitơ dễ hấp thu cho nhu cầu dinh dưỡng đặc biệt, ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm dinh dưỡng, chức năng cho người bệnh, người già và trẻ em Những năm gần đây, SPTP được nghiên cứu ứng dụng trong sản xuất các sản phẩm dinh dưỡng cho người chơi thể thao, người ăn kiêng, bệnh nhân ung thư Nguồn nguyên liệu để sản xuất SPTP chủ yếu từ sinh khối nấm men, phế liệu ngành thủy sản (như đầu cá, tôm ) và bã nấm men

từ ngành công nghiệp rượu, bia Đặc biệt, bã nấm men bia là một nguồn nguyên liệu dồi dào giàu protein còn chưa được khai thác và sử dụng hợp lý

ở nước ta Bã nấm men bia có hàm lượng protein cao (chiếm 51-58% lượng chất khô) và tỷ lệ acid amin cân đối với đầy đủ các loại acid amin cần thiết Hơn nữa, tại Việt Nam, với sản lượng bia ngày càng tăng, sẽ tạo ra nguồn bã nấm men thải lớn khoảng 43.000 tấn/năm (tương ứng với sản lượng bia 3,5

tỷ lít /năm - 2015) Hiện nay, bã nấm men bia chủ yếu được sấy thành dạng bột khô hoặc sử dụng bã nấm men ướt làm thức ăn chăn nuôi với hệ số tiêu hóa thấp, hơn nữa bã nấm men còn gây ô nhiễm môi trường Để tăng hiệu quả sử dụng của bã nấm men bia, người ta thường thủy phân protein bã nấm men bia Tuy nhiên, các kỹ thuật thủy phân protein bã nấm men bia mới dừng

ở phương pháp tự phân và thủy phân gián đoạn bằng enzyme Trong điều kiện đó, mức độ thủy phân không cao và chất lượng sản phẩm thủy phân còn hạn chế bởi vị đắng.Bởi vậy, xuất phát từ mục đích sử dụng hiệu quả bã nấm men bia để tạo sản phẩm ứng dụng trong công nghệ thực phẩm, chúng tôi

tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu: “Nghiên cứu xác lập điều kiện và

giải pháp công nghệ tối ưu cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia nhằm ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm”

2 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu của luận án

Mục tiêu: Xác lập được điều kiện và giải pháp công nghệ tối ưu cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia đạt mức độ thủy phân cao (DH) và

độ đắng (BT) của SPTP thấp nhằm ứng dụng cho sản phẩm thực phẩm Nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để xử lý bã nấm men bia

- Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để thủy phân protein bã nấm men bia: Lựa chọn chế phẩm protease, các yếu tố thủy phân, một số giải pháp nhằm nâng cao DH và giảm BT của SPTP

- Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bã nấm men bia theo kỹ thuật thủy phân gián đoạn, chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục

- Đánh giá chất lượng SPTP protein bã nấm men bia

- Ứng dụng SPTP trong công nghệ sản xuất bánh cracker

3 Những đóng góp mới của luận án

- Đã xác lập điều kiện tối ưu nhất khi thủy phân protein bã nấm men bia bằng

mô hình tuần hoàn liên tục sử dụng thiết bị ống lồng ống

- Đã minh chứng bằng thực nghiệm khi dùng hai hoặc nhiều chế phẩm protease cùng công năng tác động lên một quá trình hoặc một cơ chất thì mức

độ thủy phân cao hơn và BT của SPTP thấp hơn khi chúng tác động đơn lẻ

- Đã minh chứng được bằng thực nghiệm quá trình thủy phân protein bã nấm men bia trong một thiết bị đơn lẻ có thể tích nhất định thì DH thấp hơn so với hệ thống nhiều thiết bị mắc nối tiếp có tổng thể tích bằng thể tích của thiết bị đơn lẻ

- Kết quả nghiên cứu đã xác định được vai trò ảnh hưởng của tỷ lệ acid amin

kỵ nước đối với độ đắng của SPTP protein bã nấm men bia, là cơ sở khoa học cho các nghiên cứu về protein và acid amin thuộc lĩnh vực chế biến thực phẩm

4 Bố cục luận án

Luận án gồm 120 trang (không kể phụ lục) được chia thành các phần như sau: Mở đầu 2 trang, chương 1: tổng quan tài liệu 31 trang, chương 2: vật liệu và phương pháp nghiên cứu: 17 trang, chương 3: kết quả và thảo luận:

51 trang, kết luận và kiến nghị 2 trang, có 37 hình vẽ và đồ thị, 50 bảng, 150 tài liệu tham khảo và phụ lục

1 TỔNG QUAN

Tổng quan các vấn đề nghiên cứu của luận án được trình bày chi tiết về các phần:

1.1 Tổng quan về bã nấm men bia

1.1.1.Nấm men sử dụng trong sản xuất bia

1.1.2.Thành phần hóa học của bã nấm men bia

1.1.3.Thành phần bất lợi của bã nấm men bia

1.1.4.Tình hình tận thu bã nấm men bia

1.2 Tổng quan về sản phẩm thủy phân

1.2.1 Ứng dụng của sản phẩm thủy phân protein

1.2.2 Hàm lượng acid amin trong sản phẩm thủy phân protein

1.2.3 Nguyên nhân gây đắng của sản phẩm thủy phân protein

1.3 Tác nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein

1.3.1.Tác nhân thủy phân protein

1.3.2.Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả thủy phân và BT của SPTP

1.4 Tác nhân và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân protein

1.4.1.Giải pháp xử lý bã nấm men bia

1.4.2.Giải pháp kỹ thuật thủy phân protein bã nấm men bia bằng chế phẩm

protease

1.5 Định hướng nghiên cứu

Từ tổng quan tài liệu có thể thấy rằng mặc dù đã có nhiều nghiên cứu quá trình thủy phân protein bã nấm men bia.Tuy nhiên, còn những vấn đề chưa được đề cập tới một cách sâu sắc như:

Đã có nhiều nghiên cứu cho việc xử lý loại các α và β-acid đắng trong hoa houblon bám trên bề mặt tế bào bã nấm men bia bằng NaOH Tuy nhiên, hàm lượng α và β-acid đắng này sẽ khác nhau tùy vào từng công nghệ sản xuất bia và đời men được xả bỏ Do đó, khảo sát nồng độ NaOH và thời gian ngâm để xử lý loại α và β-acid đắng này, đối bã nấm men bia sử dụng trong luận án là cần thiết

Đã có nhiều nghiên cứu lựa chọn điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia, nhưng chủ yếu trên đối tượng nấm men nổi chưa có nghiên cứu nào đề cập đến cùng một lúc hai mục tiêu là DH lớn nhất

và độ đắng của SPTP thấp nhất trên đối tượng nấm men chìm Vì vậy, lựa chọn điều kiện thích hợp cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia là cần thiết

Mặc dù đã có nhiều nghiên cứu tối ưu quá trình thủy phân protein bã nấm men bia theo kỹ thuật thủy phân gián đoạn, nhưng chỉ thực hiện tối ưu với một mục tiêu là hiệu quả thủy phân Đồng thời, chưa có nghiên cứu tối ưu quá trình thủy phân chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục protein bã nấm men bia Do đó, cả ba kỹ thuật thủy phân gián đoạn, chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục được thực hiện nghiên cứu trong luận án này

2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Vật liệu và hóa chất thiết bị

2.1.1 Vật liệu

Bã nấm men bia (SBY) được thu nhận sau quá trình lên men chính tại Nhà máy bia Sài Gòn – Hà Nội, Khu công nghiệp vừa và nhỏ Từ Liêm, Hà Nội Vật liệu làm bánh cracker (của Công ty cổ phần Green Việt Nam, Thanh Xuân Trung Hà Nội)

2.1.2 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu

Các chế phẩm protease thương mại của hãng Novo Nordisk Đan Mạch Hóa chất trong phân tích của hãng Sigma và Merck (Đức) Thiết bị nghiên cứu chính được thiết kế và chế tạo là hệ thống thiết bị thủy phân gián đoạn, chảy tràn liên tục và tuần hoàn liên tục

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp xử lý và thủy phân protein

bã nấm men bia

2.2.1.1 Nghiên cứu lựa chọn điều kiện xử lý bã nấm men bằng NaOH

2.2.1.2 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để thủy phân protein bã

nấm men bia

2.2.1.3 Thủy phân protein bã nấm men bia

2.2.2 Cô đặc sản phẩm thủy phân protein bã nấm men bia

2.2.3 Bước đầu thử nghiệm sản xuất bánh cracker có bổ sung SPTP

2.3 Các phương pháp phân tích

2.3.1 Xác định tỷ lệ tế bào sống sót của bã nấm men bia

2.3.2 Xác định độ ẩm bã nấm men bia và SPTP sau cô đặc

2.3.3 Xác định nồng độ chất khô của SPTP sau cô đặc

2.3.4 Xác định độ tro của bã nấm men bia và SPTP sau cô đặc

2.3.5 Xác định chỉ tiêu vi sinh của SPTP sau cô đặc

2.3.6 Xác định độ đắng của bã nấm men bia sau quá trình rửa: Bằng phương

pháp đo quang theo tiêu chuẩn quốc tế

2.3.7 Xác định hàm lượng protein tổng bằng phương pháp Kjelhdal

2.3.8 Xác định hàm lượng acid amin theo phương pháp Ninhydrin

2.3.9 Xác định thành phần acid amin theo phương pháp sắc ký lỏng cao áp 2.3.10 Đánh giá hiệu quả phá vỡ tế bào bã nấm men bia (TEM và SEM) 2.3.11 Xác định hàm lượng acid nucleic trong các mẫu SPTP

2.4 Phương pháp cảm quan

2.4.1 Đánh giá độ đắng của SPTP theo phương pháp cảm quan cho điểm

2.4.2 Đánh giá cảm quan mẫu bánh cracker theo phương pháp khảo sát thị hiếu

người tiêu dùng

2.4 Phương pháp toán học

2.5.1 Tính toán mức độ thủy phân

2.5.2.Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bã nấm men bia

Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein bã nấm men bia với hai hàm mục tiêu

là mức độ thủy phân lớn nhất và độ đắng của sản phẩm thủy phân nhỏ nhất bằng phần mềm Design – Expert 10.0 để xây dựng quy hoạch trực giao – central composite orthogonal design (CCOD), thiết lập bề mặt đáp ứng và tối

ưu hóa theo hàm mong đợi Ma trận thực nghiệm bao gồm 27 thí nghiệm (cho trình thủy phân gián đoạn và chảy tràn liên tục) và 50 thí nghiệm (quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục) Với khoảng chạy của 4 yếu tố khả sát là nhiệt độ (40 – 90oC), pH (6 -9), tỷ lệ E/S (5 – 10 U/g), thời gian (6 – 9h), riêng quá trình thủy phân tuần hoàn liên tục có thêm yếu tố cài đặt biến tần của bơm chạy tuần hoàn (40 – 80%)

2.5 Phương pháp thống kê

Tất cả các thí nghiệm được thực hiện 3 lần để lấy giá trị trung bình Kết quả được xử lý thống kê với mức ý nghĩa α = 0,05

3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để xử lý và thủy phân protein bã nấm men bia

3.1.1 Điều kiện xử lý bã nấm men bằng NaOH

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ NaOH và thời gian rửa đến độ đắng của nước

rửa (a) và tỷ lệ sống sót của tế bào (b)

Theo Hình 3.1 cho thấy, thời gian ngâm 30 phút là thích hợp đáp ứng tiêu chí tỷ lệ sống sót tế bào và độ đắng của nước rửa cao Sau quá trình rửa

3,65 3,76 3,94 4,0210,18 12,67 14,98 16,54

25,66

30,02 32,13 35,5927,14

80,04

0 20 40 60 80 100 120

lần 2, bã nấm men được thực hiện rửa lần 3 và 4 bằng nước lạnh 4oC Kết quả độ đắng của nước rửa lần 2, lần 3 và lần 4 bã nấm men bia thấp hơn so với trước khi xử lý (dịch bia thu được sau khi ly tâm bã nấm men bia) lần lượt là 18% (34,74BU so với 30,02 BU), 87% (34,74BU so với 4,64BU) và

99% (34,74BU so với 0,1BU) Như vậy, lựa chọn được điều kiện xử lý bã nấm men bia bằng NaOH như sau: Bã nấm men bia được rửa lần 1 bằng nước lạnh 4 o C, 30 phút, lần 2 bằng dung dịch NaOH 0,1N, 4 o C, 30 phút, lần

3 bằng nước lạnh 4 o C, 30 phút Kết quả loại đắng đạt được sau quá trình rửa lần 3 là 99% và tỷ lệ sống sót của tế bào là 98,53% ± 0,48

3.1.2 Nghiên cứu lựa chọn các điều kiện thích hợp để thủy phân protein

bã nấm men bia

3.1.2.1 Lựa chọn chế phẩm protease

a Ảnh hưởng của pH đến DH và BT của sản phẩm thủy phân:

Hình 3.2 Ảnh hưởng của pH đến DH (a) và BT (b) trong quá trình thủy phân

protein bã nấm men bia bằng 3 chế phẩm protease

Kết quả nghiên cứu ở Hình 3.3a chỉ ra rằng, khi sử dụng chế phẩm Alcalase, DH đạt cao nhất 22,35% ở pH 8,0 Xem xét BT của SPTP trên Hình 3.3b ta thấy, sử dụng chế phẩm Flavourzyme cho độ đắng thấp nhất 27,02 µmol quinine/l và đạt được với khoảng pH rộng hơn 7,0 – 7,5

b Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH và BT

Từ kết quả nghiên cứu trong Hình 3.4, khi chỉ sử dụng chế phẩm Flavourzyme có khoảng nhiệt độ thích hợp cho cả DH và BT của SPTP rộng hơn so với hai chế phẩm còn lại 50 ÷ 55oC, DH đạt 18,68% và BT của SPTP

12,59

14,73 18,86

18,35 15,34 16,34

19,11 22,35 17,96 14,86

15,52 19,57

Neutrase

56,77 52,56 27,02 26,94

34,70 50,25

45,33

32,77

46,62

61,64 57,35

46,72 53,45 62,13

0 10 20 30 40 50 60 70

27,66 µmol quinine/l Với chế phẩm Alcalase, nhiệt độ thích hợp cho DH đạt cao và BT của SPTP thấp đều là 550C, còn chế phẩm Neutrase là 50oC

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến DH (a) và BT (b) trong quá trình thủy phân

Như vậy, DH bằng chế phẩm Alcalase là cao nhất, kế tiếp là Neutrase và cuối cùng là Flavourzyme Trong khi đó, BT của SPTP bằng chế phẩm Flavourzyme là thấp nhất, tiếp đến là Alcalase và cao nhất là Neutrase Chứng tỏ, chế phẩm Flavourzyme có hiệu quả làm giảm BT của SPTP protein

bã nấm men bia Do đó, để đạt được mục tiêu DH cao và BT của SPTP thấp, tác giả loại Neutrase và lựa chọn hai chế phẩm Alcalase và Flavourzyme cho các nghiên cứu tiếp theo

3.1.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ bã nấm men bia/nước đến mức độ thủy phân và độ đắng của sản phẩm thủy phân

Hình 3.5 Ảnh hưởng của tỷ lệ bã nấm men bia/nước đến DH và BT của SPTP

12,74 18,55

18,68

13,97

19,21 22,43

20,85 17,36 14,69

Neutrase

39,31

27,24 27,66 38,15

46,98 32,63 37,67

51,54 67,83

46,11 58,45 68,27

0 20 40 60 80

Mức độ thủy phân (%) Flavourzyme Mức độ thủy phân (%) Alcalase

Độ đắng của SPTP Flavourzyme Độ đắng của SPTP Alcalase

Theo kết quả trên Hình 3.5, khi tăng tỷ lệ BNMB/N từ 1: 1 đến 1: 1,5 DH đều tăng và BT của SPTP đều giảm với cả hai loại chế phẩm protease Tại tỷ

lệ BNMB/N là 1: 1,5 (tương ứng 20% w/w) DH đạt lớn nhất cho quá trình thủy phân bằng chế phẩm Alcalase và Flavourzyme, với giá trị lần lượt là 22,75% và 18,93%; tương ứng BT của SPTP đạt thấp nhất lần lượt là 32,61

µmol quinine/l và 27,45 µmol quinine/l Do đó, để đạt được DH cao nhóm nghiên cứu lựa chọn tỷ lệ BNMB/N là 1: 1,5 cho các nghiên cứu tiếp theo 3.1.2.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme/protein bã nấm men bia (E/S) đến mức độ thủy phân và độ đắng của sản phẩm thủy phân

protease Do đó, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn giải pháp kết hợp Alcalase và

18,21 19,41 26,84

27,18 27,32 27,13

19,47

15,04

15,12 15,04

0 10 20 30

0 10 20 30

0 20 40

Flavourzyme cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia Tuy nhiên, việc lựa chọn được điều kiện thích hợp của hỗn hợp Alcalase và Flavourzyme đòi hỏi cần thực hiện nhiều thí nghiệm tổ hợp

3.1.2.4 Một số giải pháp nhằm nâng cao mức độ thủy phân và giảm

độ đắng của sản phẩm thủy phân

a Lựa chọn phương án kết hợp chế phẩm Alcalase và Flavourzyme Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi tổ hợp tỷ lệ E/S của chế phẩm Alcalase và Flavourzyme, tỷ lệ E/S của chế phẩm Alcalase 7,5U/g cho DH cao và BT của SPTP thấp hơn so với tỷ lệ 6,0 và 4,5 U/g Với tỷ lệ E/S của Alcalase 7,5U/g kết hợp với tỷ lệ E/S của Flavourzyme là 7,2 U/g cho DH cao nhất và BT của SPTP thấp nhất lần lượt đạt là 33,79% và 19,57 µmol quinine/l, nếu tiếp tục tăng tỷ lệ E/S của Flavourzyme chỉ số DH và BT không đổi Để thuận lợi cho tính toán chúng tôi chọn tỷ lệ E/S thích hợp cho hỗn hợp Alcalase và Flavourzyme là 7,5U/g và 7,5U/g Dựa vào tỷ lệ E/S thích hợp đã được lựa chọn, chúng tôi tiến hành thí nghiệm lựa chọn pH và nhiệt

độ thích hợp cho quá trình thủy phân protein bã nấm men bia bằng hỗn hợp Alcalase và Flavourzyme Tại điều kiện nhiệt độ 52,5oC và pH 7,5 cho DH nhất và BT của SPTP thấp nhất lần lượt đạt là 33,82% và 19,53µmol quinine/l Hình 3.9 là kết quả khảo sát diễn biến của DH và BT theo thời gian

ở điều kiện thủy phân thích hợp cho từng chế phẩm Alcalase, Flavourzyme

và hỗn hợp Alcalase + Flavourzyme Kết quả cho thấy, trong khoảng 12 giờ thủy phân, DH của cả ba thí nghiệm đều tăng, trong đó quá trình thủy phân bằng hỗn hợp Alcalase + Flavourzyme tăng cao nhất đạt 33,81% nhưng không tương ứng với tỷ lệ E/S sử dụng gấp đôi, tiếp đó với Alcalase (29,52%)

và cuối cùng là Flavourzyme (26,91%) Mặt khác, BT của SPTP của cả ba thí nghiệm đều giảm, quá trình thủy phân bằng Flavourzyme giảm thấp nhất đạt 15,21 μmol quinine/l còn hỗn hợp Alcalase + Flavourzyme đạt 17,58μmol quinine/l giảm được 7% so với dùng Alcalase riêng lẻ (19,55μmol quinine/l) Sau 12 giờ thủy phân, giá trị DH và BT của SPTP không đổi khi

sử dụng riêng lẻ Alcalase hoặc Flavourzyme Tuy nhiên, khi sử dụng phối hợp Alcalase + Flavourzyme thì DH và BT của SPTP tiếp tục tăng và giảm giá trị đạt được lần lượt là 37,64% và 17,58% tại thời gian thủy phân 15 giờ Mặc dù, tỷ lệ E/S được sử dụng gấp đôi, nhưng sự tăng DH ở mẫu (A+F) là

do hoạt tính exopeptidase của chế phẩm Flavourzyme thủy phân các peptide

đủ một lượng exopeptidase của chế phẩm Flavourzyme thì mới làm tăng được mức độ thủy phân lên 37,64% Do đó, khi thủy phân protein bã nấm men bia bằng hỗn hợp Alcalase +

Hình 3.9 Kết quả khảo sát diễn biến của DH (a) và BT

(b) theo thời gian thủy phân bằng Alcalase (A),

Flavourzyme (F) và hỗn hợp Alcalase +

Flavourzyme (A + F)

Flavourzyme thì tỷ lệ E/ S tăng gấp đôi Như vậy, bước đầu nhóm nghiên cứu

đã lựa chọn được giải pháp sử dụng hỗn hợp Alcalase + Flavourzyme với điều kiện thích hợp nhiệt độ 52,5 o C và pH 7,5, tỷ lệ E/S (của cả hai chế phẩm) đều là 7,5 U/g trong thời gian 15 giờ Bằng thực nghiệm, khi sử dụng hỗn hợp hai chế phẩm Flavourzyme + Alcalase cho hiệu quả cao hơn khi sử dụng

đơn lẻ Cụ thể, DH tăng 22% và BT của SPTP giảm 16,4 % so với mẫu chỉ

thủy phân bằng Alcalase

b Giải pháp 2: Lựa chọn phương pháp vật lý Chế độ sốc nhiệt: Lần 1 thực hiện quá trình sốc nhiệt từ 1 – 3 phút ở 68oC, sau đó ủ trong 1 giờ ở 45 – 50oC và lần 2 thực hiện quá trình sốc nhiệt từ 1 –

3 phút ở 68oC, sau đó ủ trong 1 giờ ở 52 – 55oC Kết quả nghiên cứu trong

15,34

17,86 21,35 26,91

26,96 27,0617,55 19,02

29,48 29,3423,17 26,98

14,93

31,04 28,14 23,71

21,02 21,04

21,03 24,79 23,4320,94

19,55

18,62

17,58 0

Bảng 3.2, dưới tác động của quá trình sốc nhiệt, DH tăng 2,9% (so với mẫu không sốc nhiệt) nhưng BT và vị cảm quan của SPTP hầu như không đổi

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của quá trình sốc nhiệt đến DH, BT và ST

Mẫu SPTP Độ đắng (BT) (µmol quinine/l) Hiệu suất (DH) (%) Vị cảm quan (ST) Không sốc nhiệt 16,85 ± 0,34 33,81 ± 0,37 Umami, ngọt Sốc nhiệt lần 1 16,61 ± 0,63 34,37 ± 0,38 Umami, ngọt Sốc nhiệt lần 2 16,44 ± 0,57 36,68 ± 0,26 Umami, ngọt

Chế độ siêu âm: Được thực hiện ở nhiệt độ 50oC, pH 5,5

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của quá trình thời gian siêu âm đến DH, BT và ST

Thời gian siêu âm

(phút)

Độ đắng (BT) (µmol quinine/l)

Hiệu suất (DH) (%) Vị cảm quan (ST) Không siêu âm 16,85 ± 0,34 33,81 ± 0,37 Umami, ngọt

1 18,81 ± 0,28 42,21 ± 0,31 Vị tanh, mùi khó chịu

2 23,06 ± 0,39 49,72 ± 0,42 Vị tanh, mùi khó chịu

4 23,94 ± 0,25 47,51 ± 0,34 Vị tanh, mùi khó chịu

5 27,42 ± 0,44 42,33 ± 0,41 Vị rất tanh, khó chịu, mùi lạ

Kết quả nghiên cứu ở bảng 3.3 cho thấy, siêu âm có tác động lớn đến DH, đặc biệt sau 2 phút siêu âm DH tăng mạnh từ 33,81% (ở mẫu không siêu âm) lên 49,72% (tăng 16%) Thời gian siêu âm càng dài thì BT của SPTP càng tăng, giá trị độ đắng xác định được sau thời gian siêu âm 1 phút và 5 phút lần lượt là 18,81 µmol quinine/l và 27,42 µmol quinine/l

Hình 3.10 Hình ảnh chụp TEM tế bào bã nấm men bia ban đầu (a), sốc nhiệt (b) và

siêu âm (2 phút) (c) sau đó thủy phân

Hình 3.10 là ảnh chụp TEM mẫu tế bào bã nấm men bia Kết quả Hình 3.10b so với Hình 3.10a cho thấy thành tế bào nấm men bia chưa có sự thay đổi nhiều dưới tác động của quá trình sốc nhiệt Trong khi đó, Hình ảnh 3.10c nhận thấy thành tế bào có sự cắt đứt (mũi tên chỉ) Tuy nhiên, vị cảm quan

của SPTP có quá trình siêu âm, có mùi tanh rất khó chịu, là yếu tố không

mong muốn cho ứng dụng của SPTP trong công nghiệp thực phẩm Do đó, phương pháp siêu âm không được chọn trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu lựa chọn phương pháp sốc nhiệt cần thực hiện trước quá trình thủy phân protein bã nấm men bia

c Giải pháp 3: Lựa chọn thời gian tự phân thích hợp

Hình 3.11 Ảnh hưởng của thời gian tự phân đến DH và BT của SPTP

Kết quả nghiên cứu được biễu diễn ở Hình 3.11 Trong đó, ký hiệu A8H12 là mẫu tự phân 8 giờ sau đó thủy phân 12 giờ, ký hiệu tương tự với các mẫu còn lại Khi bã nấm men bia được thực hiện quá trình tự phân 24 giờ, sau đó tiến hành quá trình thủy phân 12 giờ bằng hỗn hợp Flavourzyme + Alcalase (A24H12), DH tăng 18,6% và BT của SPTP giảm 65% so với mẫu A24 Mặc dù, DH và BT của SPTP của mẫu A24H12 lớn hơn 4,5% và thấp hơn 2% so với mẫu H12