TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG ---------- LÊ THỊ TỐ QUYÊN MSSV: 2102004 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SẢN PHẨM ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ CỦ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CẦN THƠ, 2013 TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG ---------- LÊ THỊ TỐ QUYÊN MSSV: 2102004 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN SẢN PHẨM ĐỒ UỐNG LÊN MEN TỪ CỦ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN Luận văn tốt nghiệp Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giáo viên hƣớng dẫn PGs.Ts Lý Nguyễn Bình CẦN THƠ, 2013 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn đính kèm sau đây, với đề tài: “Nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến sản phẩm đồ uống lên men từ củ khoai lang tím Nhật Bản” Lê Thị Tố Quyên thực báo cáo, đƣợc hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hƣớng dẫn PGs.Ts Lý Nguyễn Bình Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm Sinh viên thực Lê Thị Tố Quyên i Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công tr nh nghiên cứu thân. Các số liệu, kết tr nh bày luận văn trung thực chƣa t ng đƣợc công bố bất k công tr nh luận văn trƣớc đây. Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013 Sinh viên thực Lê Thị Tố Quyên Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm ii Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn tốt nghiệp đƣợc hoàn thành nhờ nỗ lực thân, giúp đỡ gia đ nh, quý thầy cô bạn bè. Trƣớc hết, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến PGs.Ts Lý Nguyễn Bình – Phó trƣởng Khoa Nông nghiệp & SHƢD, Trƣờng Đại học Cần Thơ, ngƣời thầy tận t nh hƣớng dẫn, dạy truyền đạt cho kiến thức quý báu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến cô Phan Thị Anh Đào, thầy Nguyễn Công Hà thầy, cô cố vấn học tập tôi, đồng hành, giúp đỡ, cung cấp thông tin, học hữu ích cho suốt năm dƣới mái trƣờng đại học. Nhân đây, xin cảm ơn quý thầy cô cán Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, nhƣ cán Khoa Nông nghiệp & SHƢD, Trƣờng Đại học Cần Thơ giảng dạy, truyền đạt kiến thức giúp đỡ suốt thời gian học tập, rèn luyện nghiên cứu trƣờng. Cảm ơn ngƣời bạn cấp 3, bạn đồng học khóa 36, anh chị phòng thí nghiệm anh chị cán địa phƣơng nhiệt t nh giúp đỡ ủng hộ suốt tr nh nghiên cứu. Và sâu thẳm tận đáy lòng, muốn cảm ơn gia đ nh tôi, ngƣời bên cạnh động viên tôi, tạo điều kiện thuận lợi, cho môi trƣờng học tập tốt nhất. Xin chân thành cảm ơn ngƣời. Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2013 Sinh viên thực Lê Thị Tố Quyên Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm iii Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 TÓM LƢỢC Khoai lang (Ipomoea batatas) lƣơng thực chứa hàm lƣợng tinh bột cao, gần 30% trọng lƣợng tƣơi, đặc biệt giống khoai lang tím Nhật có giá trị cảm quan tốt mùi vị màu sắc anthocyanin. Đồ uống lên men thức uống có cồn thiếu nét văn hóa đặc sắc dân tộc giới Việt Nam. Nguyên liệu sản xuất đa dạng nhƣng chủ yếu gạo, tấm. Kết hợp thực trạng nƣớc ta nên đề tài luận văn “Nghiên cứu quy tr nh công nghệ chế biến sản phẩm đồ uống lên men t củ khoai lang tím Nhật Bản” đƣợc tiến hành quy mô phòng thí nghiệm với mục tiêu cụ thể nhƣ sau: (i) Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme α-amylase thời gian đến khả dịch hóa tinh bột khoai lang,(ii) Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme glucoamylase thời gian đến khả đƣờng hóa tinh bột khoai lang, (iii) Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian dịch hóa đến hàm lƣợng anthocyanin dịch khoai lang tím. Kết thí nghiệm cho thấy, nồng độ thời gian tối ƣu enzyme α-amylase 0,02% 180 phút 95oC, pH 5,2 enzyme glucoamylase 0,055% 70 61oC, pH 4,2 cho kết tốt nhất. Đồng thời, thí nghiệm cho thấy thời gian nhiệt độ có ảnh hƣởng đến hàm lƣợng anthocyanin dịch khoai lang tím. Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm iv Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN . iii TÓM LƢỢC iv MỤC LỤC .v DANH SÁCH HÌNH . viii DANH SÁCH BẢNG . viiix CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU .1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2. MỤC TIÊU .2 CHƢƠNG 2. LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU .3 2.1. GIỚI THIỆU VỀ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN 2.1.1. Nguồn gốc phân bố .3 2.1.2. Giá trị dinh dƣỡng khoai lang .5 2.1.3 Hợp chất màu anthocyanin khoai lang tím Nhật 2.2. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ENZYME .6 2.2.1. Thành phần cấu tạo 2.2.2. Tính đặc hiệu enzyme .8 2.2.3. Cơ chế tác động .9 2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN HOẠT ĐỘNG CỦA ENZYME 10 2.3.1. Ảnh hƣởng nồng độ chất [S] 10 2.3.2. Ảnh hƣởng nồng độ enzyme .10 2.3.3. Ảnh hƣởng nhiệt độ .10 2.3.4. Ảnh hƣởng pH .11 2.3.5. Ảnh hƣởng chất hoạt hóa (activator) .12 2.3.6. Sự ức chế enzyme (enzyme inhibition) .12 2.3.7. Các yếu tố khác 12 2.4. GIỚI THIỆU VỀ ENZYME AMYLASE 13 2.4.1. Đặc tính chế tác dụng α-amylase (EC.3.2.1.1) 15 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm v Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 2.4.2. Đặc tính chế tác dụng glucoamylase (EC.3.2.1.3) 17 2.4.3. Ứng dụng enzyme amylase công nghệ thực phẩm 18 2.5. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ANTHOCYANIN 19 2.5.1. Cấu trúc anthocyanin .19 2.5.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến anthocyanin .20 2.5.2.1. Cấu trúc 20 2.5.2.2. pH nhiệt độ 21 2.5.2.3. Ánh sáng oxy .22 2.5.2.4. Enzyme .22 2.5.2.5. Các chất kết hợp màu (copigment) 22 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .23 3.1. PHƢƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 23 3.1.1. Địa điểm .23 3.1.2. Thời gian 23 3.1.3. Nguyên liệu hóa chất sử dụng .23 3.1.4. Thiết bị, dụng cụ 23 3.2. PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM .25 3.2.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme α-amylase thời gian đến khả dịch hóa tinh bột khoai lang .25 3.2.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme glucoamylase thời gian đến khả đƣờng hóa tinh bột khoai lang. 27 3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian dịch hóa đến hàm lƣợng anthocyanin dịch khoai lang tím .29 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31 4.1. ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ENZYME α-AMYLASE VÀ THỜI GIAN ĐẾN KHẢ NĂNG DỊCH HÓA TINH BỘT KHOAI LANG 31 4.2. ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ENZYME GLUCOAMYLASE VÀ THỜI GIAN ĐẾN KHẢ NĂNG ĐƢỜNG HÓA TINH BỘT KHOAI LANG .32 4.3. ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN DỊCH HÓA ĐẾN HÀM LƢỢNG ANTHOCYANIN TRONG DỊCH KHOAI LANG TÍM 33 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm vi Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 5.1. KẾT LUẬN 35 5.2. ĐỀ NGHỊ 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO .36 PHỤ LỤC 39 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm vii Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH H nh 2.1. Khoai lang tím Nhật Bản H nh 2.2. Cánh đồng khoai lang tím huyện B nh Tân, tỉnh Vĩnh Long .4 H nh 2.3. Các loại enzyme Endoamylase Exoamylase 14 H nh 2.4. Công thức cấu tạo α-amylase .15 H nh 2.5. Cấu trúc anthocyanin 19 Hình 3.1. Một số dụng cụ, thiết bị phòng thí nghiệm…………………………… .24 H nh 3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát khả dịch hóa tinh bột khoai lang 255 H nh 3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát khả đƣờng hóa tinh bột khoai lang .27 H nh 3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo độ bền anthocyanin tr nh thủy phân .29 Hình 4.1. Sự biến động hàm lƣợng anthocyanin theo nhiệt độ thời gian 33 Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm viii Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ENZYME α-AMYLASE VÀ THỜI GIAN ĐẾN KHẢ NĂNG DỊCH HÓA TINH BỘT KHOAI LANG Bảng 4.1. Kết đo độ nhớt (cP) Thời gian 60 120 180 Trung bình nghiệm thức 0,02 21,767 30,000 24,733 25,500ab 0,025 29,800 25,200 16,000 23,667a 0,03 32,467 33,000 23,133 29,533b 28,011A 29,400A 21,289B (giờ) Nồng độ (%) Trung bình nghiệm thức (Ghi chú: Các chữ khác thể khác biệt có ý nghĩa thống kê nghiệm thức mức độ ý nghĩa 5%. Số liệu thể bảng giá trị trung bình ba lần lặp lại). Khi sử dụng enzyme α-amylase để dịch hóa nồng độ mức thời gian khác làm thay đổi độ nhớt dịch khoai mức độ khác nhau. Kết thống kê (bảng 4.1) cho thấy thay đổi nồng độ enzyme α-amylase t 0,02 đến 0,025% th độ nhớt dịch khoai có giảm (không có khác biệt mức ý nghĩa 5% độ nhớt) tăng nồng độ enzyme α-amylase t 0,025 đến 0,03% th độ nhớt dịch khoai tăng (có khác biệt ý nghĩa mức 5% độ nhớt). Tuy nhiên, xét hai mức nồng độ enzyme α-amylase 0,02 0,03% th độ nhớt dịch khoai tăng (không có khác biệt mức ý nghĩa 5%). Qua kết phân tích cho thấy khả phân cắt liên kết α-1,4-glucoside enzyme αamylase tăng ta tăng khả tiếp xúc chất enzyme, nhƣng chất không nhiều nên sản phẩm đƣợc thu hồi giảm dần ta tiếp tục tăng nồng độ enzyme (tuy nhiên không đáng kể). Về mặt thời gian, bảng 4.1 cho thấy độ nhớt dịch khoai có thay đổi mức thời gian khác nhau. Không có khác biệt ý nghĩa 5% mức thời gian 60 120 phút. Khi khảo sát mức 180 phút th độ nhớt dịch khoai giảm đáng kể (có khác biệt ý nghĩa 5% hai mức thời gian 60, 120 phút với 180 phút). V thời gian dài tăng khả tiếp chất enzyme. Theo kết phân tích th chọn thời gian dịch hóa 180 phút nồng độ enzyme α-amylase 0,02% để có đƣợc hiệu tốt nhƣ đảm bảo Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 31 Trường Đại học Cần Thơ Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 anthocyanin sản phẩm không bị ảnh hƣởng mức, nhiệt độ dùng thí nghiệm cao (95oC) kéo dài thời gian ảnh hƣởng đến độ bền anthocyanin nhƣ giảm hiệu ứng cƣờng độ màu sắc (Sikorski, 2002). Vậy nồng độ enzyme α-amylase 0,02% thời gian 180 phút tối ƣu nhất. 4.2. ẢNH HƢỞNG CỦA NỒNG ĐỘ ENZYME GLUCOAMYLASE VÀ THỜI GIAN ĐẾN KHẢ NĂNG ĐƢỜNG HÓA TINH BỘT KHOAI LANG Bảng 4.2. Kết phân tích hàm lƣợng đƣờng khử đƣờng hóa mức nồng độ enzyme glucoamylase thời gian khác (%) Thời gian 40 70 100 Trung bình nghiệm thức 0,055 4,555 5,518 5,496 5,190a 0,06 4,669 5,433 5,716 5,273a 0,065 4,909 5,473 5,684 5,355a Trung bình nghiệm thức 4,711A 5,475B 5,632B (giờ) Nồng độ (%) (Ghi chú: Các chữ khác thể khác biệt có ý nghĩa thống kê nghiệm thức mức độ ý nghĩa 5%. Số liệu thể bảng giá trị trung bình ba lần lặp lại). Khi sử dụng enzyme glucoamylase để đƣờng hóa nồng độ mức thời gian khác làm thay đổi hàm lƣợng đƣờng khử dịch khoai mức độ khác nhau. Kết thống kê (bảng 4.2) cho thấy hàm lƣợng đƣờng khử tăng nhanh tăng thời gian đƣờng hóa, tr nh diễn nhanh t 40 lên 70 hầu nhƣ không đổi t 70 đến 100 giờ, v thời gian dài tăng khả tiếp xúc chất enzyme, nhƣng chất không nhiều nên sản phẩm đƣợc thu hồi tăng thời gian không đáng kể. Về mặt nồng độ, bảng 4.2 cho thấy hàm lƣợng đƣờng khử tăng ta bổ sung enzyme glucoamylase (nhƣng khác biệt ý nghĩa mức 5%) chứng tỏ khả phân cắt mạnh mẽ liên kết 1,4 1,6-glucoside tinh bột enzyme glucoamylase, nhƣng tinh bột đƣợc chuyển hóa hầu nhƣ hoàn toàn thành đƣờng th dù tăng thêm enzyme lƣợng sản phẩm hầu nhƣ không đổi. Vậy nồng độ enzyme glucoamylase 0,055% với thời gian 70 cho kết thu hồi đƣờng tốt nhất. Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 32 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ 4.3. ẢNH HƢỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN DỊCH HÓA ĐẾN HÀM LƢỢNG ANTHOCYANIN TRONG DỊCH KHOAI LANG TÍM Hình 4.1. Sự biến động hàm lƣợng anthocyanin theo nhiệt độ thời gian Theo đồ thị (Hình 4.1), hàm lƣợng anthocyanin mức nhiệt độ khảo sát (89, 92 95oC) nhìn chung giảm theo thời gian dịch hóa. So sánh hàm lƣợng anthocyanin cuối trình dịch hóa với thời điểm có hàm lƣợng anthocyanin cao (ở ta chọn thời điểm phút) cho thấy:  Ở mức nhiệt độ 89oC, sau thời gian 180 phút dịch hóa hàm lƣợng anthocyanin giảm 10,64%.  Cùng thời gian dịch hóa trên, hàm lƣợng anthocyanin giảm 11,52% đƣợc dịch hóa 92oC.  Ở nhiệt độ dịch hóa 95oC, hàm lƣợng anthocyanin giảm 11,34% dịch hóa với thời gian 60 phút. Sự giảm hàm lƣợng anthocyanin trình dịch hóa bị tác động yếu tố sau:  Nhiệt độ: Khi tăng nhiệt độ làm giảm độ nhớt đồng thời làm tăng vận tốc khuếch tán. Do tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển hóa chất hòa Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 33 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ tan t nguyên liệu vào dung môi. Tuy nhiên chất màu anthocyanin dễ bị phá hủy nhiệt độ cao, dẫn đến làm giảm đáng kể hàm lƣợng anthocyanin. Nhiệt độ nhân tố đóng vai trò quan trọng việc ổn định cấu trúc phân tử anthocyanin. Việc gia tăng nhiệt độ làm gia tăng phân hủy anthocyanin. Theo Palamidis Markakis (1978) nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ đến ổn định anthocyanin, tăng nhiệt độ kho trữ làm tăng khả phân hủy anthocyanin thức uống nhẹ.  Thời gian: thời gian dịch hóa dài làm giảm hàm lƣợng anthocyanin anthocyanin bị phân hủy dƣới tác dụng tác nhân khác (ánh sáng…)  Ánh sáng nhân tố ảnh hƣởng đến tính ổn định anthocyanin. Theo Palamidis Markakis (1978) nghiên cứu ảnh hƣởng ánh sáng ổn định anthocyanin nƣớc nho trình bóc vỏ nho. Dƣới tác dụng ánh sáng có đến 50% hợp chất màu anthocyanin bị phá hủy nhƣng có 30% hợp chất màu anthocyanin bị phá hủy thực điều kiện tối điều kiện nhiệt độ (20oC) thời gian (135 ngày). Tuy nhiên, thí nghiệm này, thời gian dịch hóa kéo dài 180 phút, khoảng thời gian tƣơng đối ngắn, ánh sáng có làm giảm hàm lƣợng anthocyanin nhƣng không đáng kể. Trong thời gian đầu trình dịch hóa (t đến phút) hàm lƣợng anthocyanin mức nhiệt độ có biến động theo chiều hƣớng tăng lên. Điều đƣợc giải thích:  Ở thời gian phút: thời gian thủy phân ngắn không đủ để enzyme αamylase hoạt động phân cắt hạt nguyên liệu làm giải phóng chất màu.  Ở thời gian phút: tăng nhiệt độ làm giảm độ nhớt đồng thời làm tăng vận tốc khuếch tán. Do đó, tạo điều kiện thuận lợi cho việc chuyển chất hòa tan t nguyên liệu vào môi trƣờng. Trong thời gian phút, enzyme tác động trình dịch hóa, giải phóng cấu trúc nguyên liệu. Việc tạo hiệu ứng giải phóng chất màu. Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 34 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN Sau tr nh thực thí nghiệm, nghiên cứu tài liệu tham khảo, tổng hợp kết rút đƣợc kết luận sau: Để đạt hiệu suất thủy phân tinh bột khoai lang tím cao th việc sử dụng kết hợp nồng độ enzyme α-amylase 0,02% 180 phút nồng độ enzyme glucoamylase 0,055% thời gian 70 cho kết tốt nhất. Đồng thời, theo thời gian nhiệt độ dịch hóa làm biến động hàm lƣợng anthocyanin có dịch khoai. 5.2. ĐỀ NGHỊ V thời gian nghiên cứu hạn hẹp nên nhiều vấn đề chƣa đƣợc t m hiểu. Để nghiên cứu hoàn thiện hơn, đề nghị:  Nghiên cứu thêm hàm lƣợng Ca2+ bổ sung tr nh thủy phân, yếu tố ức chế hoạt hóa phản ứng ảnh hƣởng đến loại enzyme trên.  Nghiên cứu thêm thời gian đƣờng hóa gần để có đƣợc kết xác hơn.  Nghiên cứu ảnh hƣởng thời gian đƣờng hóa đến chất màu anthocyanin dịch khoai.  Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ chế biến sản phẩm đồ uống lên men t củ khoai lang tím Nhật Bản. Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 35 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: Bùi Ái (2003). Công nghệ lên men ứng dụng Công nghệ thực phẩm. TP. Hồ Chí Minh. Nhà xuất Đại học Quốc gia. Hu nh Thị Kim Cúc, Phạm Châu Hu nh, Nguyễn Thị Lan, Trần Khôi Uyên (2010). Xác định hàm lượng anthocyanin số nguyên liệu rau phương pháp pH vi sai, tạp chí Khoa học Công nghệ, Trƣờng Đại học Đà Nẵng. Nguyễn Công Hà, Lê Nguyễn Đoan Duy (2010). Kĩ thuật thực phẩm 3. Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ. Nguyễn Công Hà, Nguyễn Thị Thu Thủy (2009). Thực tập hóa học thực phẩm. Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ. Nguyễn Đức Lƣợng (2003). Công nghệ enzyme. NXB Đại học Quốc gia TP.HCM. Nguyễn Đức Lƣợng (2004). Công nghệ enzyme. TP. Hồ Chí Minh: Nhà xuất Đại học Quốc gia. Nguyễn Thị Thu Thủy (2008). Giáo trình Hóa học thực phẩm. Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng, Trƣờng Đại học Cần Thơ. Tiếng Anh: Asen S. 1976. Known factors responsible for infinitive flower color variation. Acta Horticulcutura 63: 217-223. Bassa, Francis F.J. 1987. Stability of anthocyanins from sweet potatoes in a model beverage. J. Food Sci. 52: 1753-1754. Broennum-Hansen K., Flink J.M. 1985. Anthocyanin colorants from elderberry (Sabucus nigra L.). 3. Storage stability of the freeze dried product. J. Food Technol. 20: 725-733. Brouillard, Mazza R. G., Saad Z., Albrecht-Gary AM, Cheminat A. 1987b. The copigmentation reaction of anthocyanins: a microprobe for the structural study of aqueous solutions. J. Am. Chem. Soc. 111: 2604-2610. Bruneton J. 1995. Pharmacognosy, Phytochemistry, Medicial Plants. Tec & DocLavoisier, Paris. Cabrita L. 1999. Analysis and stability of anthocyanins. [dissertation]. University of Bergen, Department of Chemistry, Bergen. Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 36 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ De Ancos B., Gonzaleze, Cano M.P. 1999. Differentiation of raspberry varieties according to qnthocyanin composition. Food Res. Tech. 208: 33-38. Montilla E. C., Hillebrand S., Winterhalter P. 2011. Anthocyanin in Sweet Potato (Ipomoea batatas L.) Varieties. Global Science Book. Francis F.J. 1989. Food colorants: anthocyanins. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 28: 273-314. Garzon G. Astrid. 1998. The Stability of Pelargonnidin-based Anthocyanins in Natural and Model Systems. Oregon State University. Laleh G.H., Frydoonfar H., Heidary R., Jameei R. and Zare S., The Effect of Light, Temperature, pH and Speccies on Stability of Anthocyanin Pigments in Four Berberis Species, 2006. Kahlonen M.P, Heinamaki J., Ollilainen V., Heinonen M. 2003. Berry anthocyanins: Isolation, identifition and antioxidant activitives. J. Sci. Food Agric. 83: 1403-1411. Kearsley M.W, Rodriguez N. 1981. The stability and use of natural colours in foods: anthocyanin, β-caroten and riboflavin. J Food Technol. 16: 421-431. Leon A., Robertson A., Robinson R., Seshadri T.R. 1931. Synthesis of anthocyanins. VII. The four isomeric b-glucosides of pelargonidin chloride. J. Chem. Soc.: 2672-2701. Palamidis N., Markakis P. 1978. Stability of grape anthocyanin in carbonated beverages. Semana Vitivinicola 33: 2633, 2635, 2637-2639. Stintzing F.C, Carle R. 2004. Functional properties of anthocyanins and betalains in plants, food, and in human nutrition. Trends. Food Sci. Technol. 15: 19-38. Von Elbe J. H., Schwartz S.J. 1996. Colorants. In: Food Chemistry. Fennema OR (ed.) 3rd ed., Marcel Dekker Inc., New York, p.651-723. Zdzislaw E.Sikorski (2002). Second Edition, Chemical and Funtional Properties of Food Components. Chapitre 9: Food Colorants. CRC Press. Một số website: http://vi.wikipedia.org/wiki/Khoai_lang www.novozymes.com http://www.skhcn.vinhl http://hcm.24h.com.vn/suc-khoe-doi-song/khoai-lang-tim-chua-nhieu-benhc62a525628.html Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 37 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ http://www.hua.edu.vn:85/tc_khktnn/Upload%5C16112012-06.pdf http://luanvan.co/luan-van/tim-hieu-va-thu-nhan-enzyme-amylase-tu-chung-nammoc-aspergillus-oryzae-2697 http://luanvan.net.vn/luan-van/de-tai-anthocyanin-va-nhung-nguyen-lieu-chuaanthocyanin-38823/ http://luanvan.co/luan-van/nghien-cuu-ung-dung-enzyme-amylase-trong-san-xuatruou-nep-trang-2680/ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 38 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ PHỤ LỤC A: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH A1. Phân tích hàm lƣợng đƣờng khử thực phẩm theo Lane-Eynon (Nguyễn Công Hà Nguyễn Thị Thu Thủy, 2009) Nguyên tắc: Trong môi trƣờng kiềm, hợp chất monosaccharide tồn dạng endiol, dễ dàng khử Cu2+ tạo thành Cu2O. Khi cho dung dịch đƣờng tác dụng hết với lƣợng biết trƣớc hỗn hợp thuốc thử Fehling, suy hàm lƣợng đƣờng mẫu phân tích. R-CHO + Cu(OH)2 → R-COOH + Cu2O + H2O Công thức tính hàm lƣợng đƣờng khử: Hàm lƣợng đƣờng khử (%) =[Số tra bảng*HSPL*100]/[Khối lƣợng mẫu(g)*1000] Hóa chất sử dụng:  Dung dịch Pb(CH3COOH)2 30%  Dung dịch Na2CO3 10%  Na2SO4 bão hòa  Dung dịch Fehling A: 69,28 g CuSO4 tinh thể pha với nƣớc cất đến 1000 ml.  Dung dịch Fehling B: 346 g kali natri tartrat, 100 g NaOH pha với nƣớc cất đến 1000 ml.  Methyl xanh 1% nƣớc. Tiến hành:  Cân m gam mẫu cho vào b nh tam giác 100 ml.  Cho thêm vào bình 50 ml nƣớc cất, dùng dung dịch Na2CO3 10% để trung hòa dung dịch (dùng giấy qu tím làm thị màu).  Đun sôi cách thủy 15 phút. Sau làm nguội dƣới vòi nƣớc chảy.  Chuyển hỗn hợp vào b nh định mức 100 ml. Kết tủa protein với 3ml dung dịch Pb(CH3COOH)2 30%. Loại bỏ Pb(CH3COOH)2 10-15 ml Na2SO4 bão hòa. Thêm nƣớc cất tới vạch định mức, lắc lọc.  Định lƣợng đƣờng khử dịch lọc theo phƣơng pháp sau: Cho vào bình tam giác 100 ml hỗn hợp ml Fehling A + ml Fehling B, lắc đều, sau cho vào 15 ml dịch lọc. Đem đun sôi bếp quan sát màu dung dịch: Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ - Nếu màu xanh dung dịch Fehling biến mất, nghĩa đƣờng dƣ, cần pha loãng dịch lọc định phân lại. - Nếu màu xanh dung dịch Fehling chƣa mất, thêm t t t ng ml dung dịch đƣờng vào b nh tam giác, đun sôi quan sát có kết tủa màu đỏ gạch, dung dịch không ánh xanh. Thử lại cách nhỏ giọt xanh methylen vào dung dịch sôi thấy màu xanh trở màu đỏ gạch. Đọc thể tích tra bảng tính hàm lƣợng đƣờng. ml dung dịch đƣờng sử dụng mg đƣờng nghịch chuyển ml dung dịch đƣờng sử dụng mg đƣờng nghịch chuyển ml dung dịch đƣờng sử dụng mg đƣờng nghịch chuyển ml dung dịch đƣờng sử dụng mg đƣờng nghịch chuyển 15 336 24 213,3 33 156,06 42 124,2 16 316 25 204,8 34 152,2 43 121,4 17 298 26 197,4 35 147,09 44 118,7 18 282 27 190,4 36 143,9 45 116,1 19 267 28 183,7 37 140,2 46 113,7 20 254,5 29 177,6 38 136,6 47 111,4 21 242,9 30 171,7 39 133,3 48 109,2 22 231,8 31 166,3 40 130,1 49 107,1 23 222,2 32 161,2 41 127,1 50 105,1 A2. Phƣơng pháp phân tích hàm lƣợng anthocyanin theo phƣơng pháp vi sai (theo AOAC Official Method 2005) Nguyên tắc: Các chất màu monomeric anthocyanin thay đổi màu theo pH. Anthocyanin tồn dạng oxonium flavium pH 1, pH 4,5 chúng dạng carbinol không màu. Sự khác biệt độ hấp thụ sắc tố bƣớc sóng 520 nm tỉ lệ thuận với nồng độ sắc tố. Kết đƣợc thể dựa cyanidin-3-glucoside làm sở. Sự suy thoái màu sắc anthocyanin dƣới dạng polymer không đƣợc tính đến phƣơng pháp chúng có độ hấp thu gần giống hai pH 4,5 1. Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ Đo mật độ quang mẫu pH pH 4,5 bƣớc sóng hấp thụ 520 nm 700 nm. Dựa công thức định luật Lambert-Beer: lg lg Io   .l.C I Io : Đặc trƣng cho mức độ ánh sáng yếu dần qua dung dịch hay gọi I mật độ quang, kí hiệu A. I: Cƣờng độ ánh sáng sau qua dung dịch Io: Cƣờng độ ánh sáng chiếu vào dung dịch C: Nồng độ chất nghiên cứu, mol/l l: Chiều dài lớp dung dịch mà ánh sáng qua (chiều dày cuvet), cm ε: Hệ số hấp thụ phân tử, mol-1.cm-1 Hóa chất sử dụng dụng cụ thí nghiệm:  Dung dịch đệm pH 1,0 (KCl 0,0025M): 1,86 g KCl + 6,3 ml HCl đậm đặc, cho vào bình định mức 1000 ml, thêm nƣớc cất tới vạch định mức, lắc đều.  Dung dịch đệm pH 4,5 (Natri acetat 0,4 M): 54,43g CH3CO2Na.3H2O (hoặc 32,8 g CH3CO2Na khan) + 20 ml HCl đậm đặc, cho vào bình định mức 1000 ml, thêm nƣớc cất tới vạch định mức, lắc đều.  pH kế, máy đo quang phổ spectrophotometer.  Cuvet chiều dày cm.  Cốc thủy tinh, micropipet, pipet loại. Tiến hành: Pha loãng dung dịch cần đo với dung dịch đệm có pH 1,0 4,5. Tỉ lệ dung dịch cần đo dung dịch đệm 1:4. Tiến hành sử dụng máy đo quang phổ để đo mật độ quang A dung dịch t ng pH 1,0 4,5 với bƣớc sóng 520 nm 700 nm. T số liệu, tiến hành tính toán để suy hàm lƣợng anthocyanin. Xác định nồng độ anthocyanin, thể dựa cyanidin-3-glucoside, theo công thức: A  MW  DF  10 (mg / l )  l Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ  A = (A520 nm- A700 nm) pH 1,0 – (A520 nm – A700 nm) pH 4,5  MW (molecular weigth) = 449,2 g/mol (của cyanidin-3-glucoside)  DF: Hệ số pha loãng  l: Chiều dài lớp dung dịch mà ánh sáng qua (chiều dày cuvet) = cm  ε = 26900 l/mol-1.cm-1  103: Hệ số chuyển đổi t g sang mg. Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ B: KẾT QUẢ THỐNG KÊ Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme α-amylase thời gian đến khả dịch hóa tinh bột khoai lang Analysis of Variance for nhot - Type III Sums of Squares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value MAIN EFFECTS A: nong 162,14 81,07 4,87 0,0205 B: thoi gian 338,722 169,361 10,16 0,0011 AB 246,591 61,6478 3,70 0,0229 RESIDUAL 299,947 18 16,6637 TOTAL (CORRECTED) 1047,4 26 INTERACTIONS All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for nhot by thoi gian Method: 95,0 percent LSD thoi gian Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 180 21,2889 1,36071 X 60 28,0111 1,36071 X 120 29,4 1,36071 X Contrast Sig. 60 – 120 Difference +/- Limits -1,38889 4,04288 60 – 180 * 6,72222 4,04288 120 – 180 * 8,11111 4,04288 * denotes a statistically significant difference. Multiple Range Tests for nhot by nong Method: 95,0 percent LSD nong Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 0,025 23,6667 1,36071 X 0,02 25,5 1,36071 XX 0,03 29,5333 1,36071 X Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Contrast Trường Đại Học Cần Thơ Sig. Difference +/- Limits 0,02 – 0,025 1,83333 4,04288 0,02 – 0,03 -4,03333 4,04288 -5,86667 4,04288 0,025 – 0,03 * * denotes a statistically significant difference. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng nồng độ enzyme glucoamylase thời gian đến khả đƣờng hóa tinh bột khoai lang Analysis of Variance for ham luong duong khu - Type III Sums of Squares Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value MAIN EFFECTS A: nong 0,123671 0,0618354 1,71 0,2092 B: thoi gian 4,36886 2,18443 60,37 0,0000 AB 0,16773 0,0419324 1,16 0,3615 RESIDUAL 0,651305 18 0,0361836 TOTAL (CORRECTED) 5,31156 26 INTERACTIONS All F-ratios are based on the residual mean square error. Multiple Range Tests for ham luong duong khu by nong Method: 95,0 percent LSD nong Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 0,055 5,18956 0,0634066 X 0,06 5,27278 0,0634066 X 0,065 5,35533 0,0634066 X Sig. Difference +/- Limits 0,055 – 0,06 -0,0832222 0,188391 0,055 – 0,065 -0,165778 0,188391 0,06 – 0,065 -0,0825556 0,188391 Contrast * denotes a statistically significant difference. Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ Multiple Range Tests for ham luong duong khu by thoi gian Method: 95,0 percent LSD thoi gian Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups 40 4,711 0,0634066 X 70 5,47456 0,0634066 X 100 5,63211 0,0634066 X Contrast Sig. Difference +/- Limits 40 - 70 * -0,763556 0,188391 40 - 100 * -0,921111 0,188391 -0,157556 0,188391 70 - 100 * denotes a statistically significant difference. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ thời gian dịch hóa đến hàm lƣợng anthocyanin dịch khoai lang tím Kết quả:  89oC Thời gian 10 20 40 80 130 180 451,009 512,377 488,025 444,190 462,420 444,469 420,394 402,999 10 20 40 80 130 180 489,138 472,578 465,342 443,494 407,870 (phút) Hàm lƣợng anthocyanin (mg/l)  92oC Thời gian (phút) Hàm lƣợng anthocyanin 460,611 499,992 491,504 (mg/l) Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Luận văn tốt nghiệp khóa 36 – 2013 Trường Đại Học Cần Thơ  95oC Thời gian 10 15 20 30 60 (phút) Hàm lƣợng anthocyanin 441,407 451,983 407,174 435,006 440,851 411,349 425,126 391,450 (mg/l) Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm [...]... cao giá trị cho khoai lang tím Nhật, bảo quản củ khoai lang tím Nhật bằng phƣơng pháp lên men truyền thống, bên cạnh đó góp phần giải quy t nguồn nguyên liệu khoai lang và đa dạng hóa phát triển sản phẩm mới đầy t m năng, đề tài: Nghiên cứu quy trình công nghệ chế biến sản phẩm đồ uống lên men từ củ khoai lang tím Nhật Bản đƣợc thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông... thực phẩm Tổ chức FAO của Liên Hợp Quốc đã đánh giá khoai lang là thực phẩm bổ dƣỡng tốt nhất thế kỷ XXI, đang đƣợc thị trƣờng thế giới rất ƣa chuộng (Nguồn: www.nong nghiep.vn) 2.1.3 Hợp chất màu anthocyanin của khoai lang tím Nhật Khoai lang tím Nhật có giá trị dinh dƣỡng và kinh tế cao nên đƣợc trồng nhiều ở Việt Nam Ngoài ra, khoai lang tím Nhật chứa hợp chất anthocyanin thuộc nhóm Chuyên ngành Công. .. trắng, vàng hay đỏ tím, thịt củ trắng, vàng hay tím nhạt tùy theo giống Khoai lang có hai nhóm giống chính gồm: nhóm giống củ thịt mềm, nhiều nƣớc, màu trắng, vàng, da cam, hồng, tím và nhóm giống củ thịt chắc, nhiều bột, thích hợp với công nghệ thái lát, phơi khô, lấy bột (Nguồn: www.nong nghiep.vn) Hình 2.1 Khoai lang tím Nhật Bản (Nguồn: http://hcm.24h.com.vn/suc-khoe-doi-song /khoai- lang- tim-chua-nhieu-benh-c62a525628.html)... tím. (http://vi.wikipedia.org/wiki /Khoai_ lang) 2.1.2 Giá trị dinh dƣỡng của khoai lang Bảng 2.1 Thành phần hóa học trung bình của khoai lang (theo % trọng lƣợng) Thành phần, % Loại khoai lang Nƣớc Protein Lipid Glucid Cenllulose Tro Khoai lang tƣơi 68,1 1,60 0,50 27,9 0,90 1,00 Khoai lang khô 12,9 6,10 0,50 76,7 1,40 2,40 (Nguồn: Bùi Ái, 2003) T xa xƣa, nông dân ta vẫn sử dụng khoai lang làm lƣơng thực cho ngƣời,... 2.4.3 Ứng dụng của enzyme amylase trong công nghệ thực phẩm Amylase là nhóm enzyme đƣợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ: công nghệ sản xuất rƣợu bia, công nghệ thực phẩm, … đặc biệt là trong lĩnh vực sản xuất bia Trong lĩnh vực sản xuất bia, amylase đƣợc sử dụng để đƣờng hóa tinh bột thành maltose, glucose dùng làm cơ chất cho quá tr nh lên men bia Trong công nghiệp sản xuất tƣơng, mạch nha, đƣờng, mật,... THIỆU VỀ KHOAI LANG TÍM NHẬT BẢN Cây khoai lang có tên khoa học là Ipomoea batatas (L) Lam, là cây hoa màu lƣơng thực ăn củ và lấy dây lá, trồng hàng năm, họ B m B m (Convolvulaceae) Khoai lang trồng ở vùng nhiệt đới thƣờng có thân bò, trồng ở vùng ôn đới, thƣờng có dạng bụi Lá h nh tim, nguyên hay có khía Hoa trắng, vàng hay tím, h nh phễu Củ h nh thoi do rễ phồng lên, chứa tinh bột và đƣờng, vỏ củ màu... cho nên quá tr nh thủy phân của khoai lang tím đƣợc coi là giai đoạn quan trọng, tạo tiền đề sản xuất các loại đƣờng ứng dụng trong sản xuất bánh kẹo, thức uống, rƣợu, mứt, sữa … Ngoài ra, việc biến động hàm lƣợng anthocyanin trong quá trình thủy phân cũng đƣợc quan tâm bởi vì sắc tố này giúp thực phẩm bắt mắt hơn và có giá trị dinh dƣỡng cao hơn Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 1 Luận văn tốt nghiệp... trƣờng hợp gây giống có thể trồng bằng mầm lấy t củ (Nguồn: www.nong nghiep.vn) Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 3 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ Hình 2.2 Cánh đồng khoai lang tím tại huyện Bình Tân, tỉnh Vĩnh Long Khoai lang là loại cây lƣơng thực đứng hàng thứ năm trên thế giới sau cây lúa, lúa m , bắp và khoai m (sắn) Khoai lang đƣợc canh tác ở trên 100 nƣớc trên thế giới,... khóa 36 - 2013 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học trung b nh của khoai lang (theo % trọng lƣợng) .5 Bảng 2.2 Sự thay đổi màu sắc của anthocyanin theo pH 6 Bảng 2.3 Bậc phản ứng so với nồng độ cơ chất .10 Bảng 2.4 Sáu loại anthocyanidin phổ biến nhất trong thực phẩm 20 Bảng 4.1 Kết quả đo độ nhớt (cP) 31 Bảng 4.2 Kết quả phân tích hàm lƣợng đƣờng khử... dung cụ thể là:  Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme α-amylase và thời gian đến khả năng dịch hóa tinh bột khoai lang  Khảo sát ảnh hƣởng của nồng độ enzyme glucoamylase và thời gian đến khả năng đƣờng hóa tinh bột khoai lang  Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian dịch hóa đến hàm lƣợng anthocyanin trong dịch khoai lang tím Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm 2 Luận văn tốt nghiệp khóa 36 - .  20 2. 5 .2. 1.  20  21 2. 5 .2. 3. Ánh sáng và oxy 22 2. 5 .2. 4. Enzyme 22  22 .  23  23  23  23  23  23  25 -amylase. nghiep.vn). Hình 2. 1. Khoai lang tím Nhật Bản (Nguồn: http://hcm . 24 h.com.vn/suc-khoe-doi-song/khoai-lang-tim-chua-nhieu-benh-c62a 525 628 .html) 2. 1.1. Nguồn gốc và phân bố 