Luận án Nghiên cứu thu nhận và tạo bột inulin từ củ đẳng sâm (codonopsis javanica) tự nhiên mọc tại Lạc Dương - Lâm Đồng
1) Luận án đã xác định được các đặc điểm hình thái và cấu trúc mô củ đẳng sâm
(Codonopsis javanica) mọc tự nhiên ở Lạc Dương - Lâm Đồng làm cơ sở phân biệt độ tuổi
và thời gian thu hoạch củ đẳng sâm. Mặt khác, luận án cũng xác định được củ đẳng sâm
3 năm tuổi có thành phần các chất đạt tiêu chuẩn DĐVN V, (2017): Hàm lượng đường
tổng số:(10,08 ±0,88) oBx, hàm lượng chất chiết tổng số: (58,2 ± 1,57) %; hàm lượng tro
tổng số:(5,50± 0,17) %, không chứa tạp chất vô cơ và kim loại nặng.
2) Luận án đã xác định được các thông số tối ưu cho quá trình chiết inulin từ Củ
đẳng sâm (Codonopsis javanica) tự nhiên mọc tại Lạc Dương Lâm Đồng: dung môi chiết
là nước cất hai lần, nhiệt độ chiết 71oC, thời gian chiết 36 phút và tỷ lệ dung môi/nguyên
liệu là 47ml/g với hiệu suất chiết inulin củ đẳng sâm đạt 23,93%, fructan 26,96% và tổng
chất chiết hòa tan đạt 61,35%. Luận án cũng xác định được các yếu tố thích hợp cho quá
trình kết tủa thu inulin: nhiệt độ thích hợp để cô đặc dịch chiết trước khi kết tủa đến 16oBx
là 55oC, tác nhân kết tủa thích hợp là ethanol, nồng độ ethanol thích hợp cho quá trình kết
tủa inulin là 80% và nồng độ ethanol thích hợp cho quá trình kết tủa fructan là 90%, nhiệt
độ thích hợp để lắng kết tủa inulin là (6±1) oC với hiệu suất kết tủa trung bình đạt 95,53%.
3) Luận án lần đầu tiên tinh sạch và xác định đặc điểm cấu trúc của phân tử inulin
của củ đẳng sâm (Codonopsis javanica) tự nhiên mọc tại Lạc Dương Lâm Đồng. Kết quả
nghiên cứu cho thấy có thể tinh sạch inulin từ dịch chiết thô bằng phương pháp kết tủa lại
nhiều lần (6 lần) bằng ethanol ở nồng độ gây kết tủa 80% với hiệu suất thu inulin tinh sạch
là (75,85±0,84)%. Inulin tinh sạch thu nhận từ củ đẳng sâm (Codonopsis javanica) mọc tự
nhiên tại Lạc Dương - Lâm Đồng gồm 2 phân tử fructose polysacccharid: một phân tử cóxvi
khối lượng 3.193 Da, có 19-23 đơn phân, chiếm 96,448% và một phân tử có khối lượng
phân tử 1.112.892 Da, chiếm 3,552%.
4) Luận án lần đầu tiên xác định được một số thông số thích hợp cho quá trình sấy
phun tạo bột inulin củ đẳng sâm (Codonopsis javanica): chất trợ sấy là maltodextrin, với
tỷ lệ maltodextrin bổ sung thích hợp là 10%, nhiệt độ khi đầu vào 185oC và nhiệt độ không
khí buồng sấy là 85oC, áp suất khí nén 3 atm, tốc độ bơm nhập liệu 10 ml/p, tương ứng với
tốc độ đĩa phun 16.000 v/p. Bột inulin củ đẳng sâm sấy phun có hàm lượng inulin đạt
(445,90±2,79) mg/g; hàm lượng Fructan đạt (469,40±1,61) mg/g, pH (5,18±0,01), hàm
lượng tro (4,82±0,07) %. Độ hòa tan: 1/9,5±0,5/15 (g/ml/phút; Độ ẩm (6,06±0,27) % và
không chứa tạp chất vô cơ và kim loại nặng. Bột inulin củ đẳng sâm có kích thước hạt
(882,2±101,4)m, mật độ hạt 100 %, độ phân tán 0,497 DPI, nhiệt độ nóng chảy trên
600oC. Bột inulin củ đẳng sâm đạt tiêu chuẩn ATVSTP theo qui định hiện hành của Bộ Y
tế đối với thực phẩm chức năng.
5) Luận án lần đầu tiên tiến hành sử dụng bột inulin củ đẳng sâm tạo chế phẩm
synbiotic để định hướng ứng dụng trong thực phẩm và thu được một số kết quả: Bột inulin
đảng sâm có đặc tính prebiotic mạnh với liều sử dụng 4% (tương đương 1,8-2% tính theo
lượng inulin) có thể kích tăng sinh tế bào (CFU) của 8 chủng (2 chủng L. acidophillus, L.
plantarum, L. rhamnosus, B. longum, B. lactic, Enterococcus faecalis) từ 1,4÷11,5 lần,
trong đó L. acidophillus đạt mức tăng sinh cao nhất là 2,3 x1011CFU/g và vi khuẩn
Enterococcus faecalis đạt mức tăng sinh thấp nhất là 7x106 CFU/g.
6) Luận án xác định được công thức phối trộn tạo bột synbiotic: Bột inulin củ đẳng
sâm 0,514 g/g, sinh khối L. acidophillus (5x1010 CFU/g) 0,22 g/g; sinh khối L. plantarum (2
x 1011 CFU/g) 0,128 g/g; sinh khối B. longum (8 x1010 CFU/g) 0,033 g/g và sinh khối B.
lactiCs (1011 CFU/g) 0,1g/g.
Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu thu nhận và tạo bột inulin từ củ đẳng sâm (codonopsis javanica) tự nhiên mọc tại Lạc Dương - Lâm Đồng
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THỊ THĂNG LONG NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ TẠO BỘT INULIN TỪ CỦ ĐẲNG SÂM (CODONOPSIS JAVANICA) TỰ NHIÊN MỌC TẠI LẠC DƯƠNG - LÂM ĐỒNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÁNH HÒA – 2021 BỘ GIÁO VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG NGUYỄN THỊ THĂNG LONG NGHIÊN CỨU THU NHẬN VÀ TẠO BỘT INULIN TỪ CỦ ĐẲNG SÂM (CODONOPSIS JAVANICA) TỰ NHIÊN MỌC TẠI LẠC DƯƠNG - LÂM ĐỒNG Chuyên ngành : Công nghệ Sau thu hoạch Mã số : 9540104 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC 1.PGS. TS. Vũ Ngọc Bội 2.PGS. TS. Đào Xuân Vinh KHÁNH HÒA – 2021 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan mọi kết quả của đề tài:“Nghiên cứu tạo bột inulin từ củ đẳng sâm (Codonopsis javnica) tự nhiên mọc tại Lạc Dương - Lâm Đồng” là công trình nghiên cứu của cá nhân tôi và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình khoa học nào khác cho tới thời điểm này. Các kết quả, số liệu nêu trong luận án là trung thực. Kết quả trong luận án này được tài trợ kinh phí từ Đề tài cấp Bộ GD-ĐT“Nghiên cứu thành phần hóa học của Đảng sâm (Codonopsis javanica) tại Lâm Đồng và ứng dụng tạo thực phẩm chức năng”. Mã số: B2018-DLA-01 mà tôi là chủ nhiệm đề tài. Khánh Hòa, ngày 15 tháng 10 năm 2021 NCS. Nguyễn Thị Thăng Long ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành Luận án này Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu, Lãnh đạo phòng Đào tạo Sau đại học và Ban Chủ nhiệm Khoa Công nghệ Thực phẩm sự kính trọng, niềm tự hào được học tập và nghiên cứu tại Trường trong những năm qua. Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được gửi đến PGS.TS. Vũ Ngọc Bội - Trưởng Khoa Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang và PGS. TS. Đặng Xuân Vinh - Nguyên Giám đốc Viện Vaccin Đà Lạt đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Xin chân thành cám ơn các thầy cô phản biện đã góp ý và cho những lời khuyên quý báu để Luận án hoàn thành với chất lượng cao. Xin cám ơn Lãnh đạo Trường Đại học Đà Lạt đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi được đi học và hoàn thành Luận án này. Xin cám ơn các thành viên tham gia đề tài cấp Bộ đã cùng tôi thực hiện đề tài để kết quả luận án chất lượng hơn. Xin gửi lời cám ơn các thầy cô giáo trong Khoa Công nghệ Thực phẩm đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập tại trường. Đặc biệt, xin ghi nhớ và tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên tôi để tôi hoàn thành Luận án này. Khánh Hòa, ngày 15 tháng 10 năm 2021 NCS. Nguyễn Thị Thăng Long iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii MỤC LỤC .......................................................................................................................... iii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................................. x DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................................. xii TÓM TẮT NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN ............................................... xv MỞ ĐẦU ............................................................................................................................. 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................................. 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ CÂY CỦ ĐẲNG SÂM .................................................................. 4 1.1.1. Phân loại và đặc điểm sinh học của cây đẳng sâm .................................................... 4 1.1.2. Thành phần các chất cơ bản của các loài trong chi Codonopsis ............................... 5 1.1.3. Thời gian thu hái ........................................................................................................ 6 1.2. XÁC ĐỊNH LOÀI VÀ ĐỘ TUỔI THẢO DƯỢC ....................................................... 7 1.2.1. Phương pháp truyền thống (nhận dạng macro) ......................................................... 7 1.2.2. Phương pháp hiện đại (nhận dạng micro) ................................................................. 8 1.3. FRUCTAN VÀ MỘT SỐ LOẠI THỰC VẬT CÓ INULIN ...................................... 9 1.3.1. Giới thiệu về fructan .................................................................................................. 9 1.3.2. Một số loại thực vật giàu inulin ............................................................................... 10 1.4. INULIN VÀ FOS ....................................................................................................... 11 1.4.1. Cấu trúc và tính chất hóa học của inulin và FOS .................................................... 11 1.4.2. Tác dụng sinh lý và ứng dụng Inulin/FOS .............................................................. 15 1.4.2.1. Tác dụng sinh lý ................................................................................................... 15 1.4.2.2. Ứng dụng của inulin/FOS ..................................................................................... 18 1.4.3. Kỹ thuật tách chiết và tinh sạch Inulin/FOS ............................................................ 19 1.4.3.1. Kỹ thuật tách chiết ................................................................................................ 19 1.4.3.2. Kỹ thuật tinh sạch inulin/FOS .............................................................................. 21 1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH INULIN/FRUCTAN ...................................... 22 1.6. ỨNG DỤNG SẤY PHUN TRONG TẠO BỘT INULIN/FOS ................................. 23 1.61. Các chất mang .......................................................................................................... 23 1.6.2. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sấy phun .......................................................... 25 iv 1.7. PREBIOTIC................................................................................................................ 25 1.8. PROBIOTIC ............................................................................................................... 27 1.8.1. Vi khuẩn Bifidobacterium ....................................................................................... 28 1.8.2. Vi khuẩn Lactobacillus ............................................................................................ 29 1.9. SYNBIOTIC .............................................................................................................. 30 1.10. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ CÁC LOÀI TRONG CHI CODONOPSIS TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ............................................................................................... 30 CHƯƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................. 33 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ................................................................................................ 33 2.1.1. Củ đẳng sâm nguyên liệu ........................................................................................ 33 2.1.2. Chất mang ................................................................................................................ 33 2.1.3. Giống vi sinh vật ..................................................................................................... 33 2.1.4. Chuột dùng trong thử nghiệm .................................................................................. 34 2.2. PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ................................................................. 34 2.2.1. Phương pháp thu, lấy mẫu và xử lý mẫu ................................................................. 34 2.2.2. Bố trí thí nghiệm tổng quát ...................................................................................... 35 2.2.3. Bố trí thí nghiệm xác định một số công đoạn chính ................................................ 37 2.3. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .................................................................................. 41 2.3.1. Phương pháp phân tích hình thái và cấu trúc mô củ đảng sâm ............................... 41 2.3.2. Các phương pháp định tính một số nhóm chất trong đảng sâm .............................. 42 2.3.3. Các phương pháp định lượng hóa học ..................................................................... 42 2.3.4. Phương pháp tinh sạch inulin .................................................................................. 43 2.3.5. Các phương pháp phân tích khối lượng phân tử và cấu trúc inulin ........................ 43 2.3.6. Phương pháp đánh giá chất lượng bột thành phẩm ................................................. 44 2.3.7. Phương pháp định lượng vi sinh vật ........................................................................ 45 2.3.8. Đánh giá hoạt tính prebiotic .................................................................................... 45 2.3.9. Phương pháp thử nghiệm chế phẩm synbiotic trên chuột thí nghiệm ..................... 46 2.4. PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU .......................................................................... 50 2.5. THIẾT BỊ, HÓA CHẤT VÀ VẬT TƯ SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU ........... 51 2.5.1. Thiết bị ..................................................................................................................... 51 2.5.2. Hóa chất ................................................................................................................... 51 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................................ 52 v 3.1. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH THỜI GIAN THU HOẠCH NGUYÊN LIỆU CỦ ĐẲNG SÂM TỰ NHIÊN MỌC TẠI LẠC DƯƠNG - LÂM ĐỒNG .............................. 52 3.1.1. Ảnh hưởng của độ tuổi đến hình thái và cấu trúc mô của củ đẳng sâm .................. 52 3.1.2. Ảnh hưởng của độ tuổi đến thành phần các chất của củ đẳng sâm ......................... 57 3.1.3. Đánh giá chất lượng của củ đẳng sâm mọc tại Lạc Dương - Lâm Đồng ................ 68 3.2. NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH CHIẾT INULIN TỪ CỦ ĐẲNG SÂM TỰ NHIÊN MỌC TẠI LẠC DƯƠNG LÂM ĐỒNG ....................................................... 69 3.2.1. Xác định thông số biên cho quá trình tối ưu hóa công đoạn chiết inulin từ đẳng sâm ..................................................................................................................................... 69 3.2.2. Tối ưu hóa công đoạn chiết inulin từ củ đẳng sâm theo phương pháp Box- Benken ............................................................................................................................... 72 3.2.3. Đề xuất qui trình chiết inulin từ củ đẳng sâm ......................................................... 79 3.3. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔN ... B. Lấy chính xác 5ml dung dịch B vào bình định mức 10 ml, thêm nước vừa đủ đến vạch thu dung dịch C. Tạo dẫn xuất với mẫu thử: Hút chính xác 2 ml dung dịch thử (C) vào ống nghiệm khô sạch. Thêm vào mỗi ống nghiệm 1ml dung dịch phenol 5%, và thêm từ từ 7ml dung dịch acid sulfuric đặc, lắc đều. Đặt ống nghiệm trong cách thủy ở nhiệt độ 40oC trong 45 phút, để nguội và đem đo quang ở bước sóng 490 nm. Tính toán kết quả Tính toán hàm lượng polysaccharide tính theo glucose có trong dung dịch mẫu thử (Ct) dựa vào đường chuẩn và số lần pha loãng mẫu. Hàm lượng saccharide trong mẫu thử tính theo khối lượng khô kiệt tính theo glucose được tính theo công thức: Ct .10-6. 50. K .100 .100 X (%) = ____________________________________ m. (100 – W) Trong đó: Ct: Nồng độ polysacharid trong dung dịch mẫu thử (g/ml) K: Hệ số pha loãng mẫu; m: Khối lượng mẫu thử (g); W: Độ ẩm của mẫu thử (%) PL-15 1.2. Nghiên cứu chiết inulin Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ mô tả hình 1.2. và bảng 1.2. Hình 1. 6. Sơ đồ tối ưu hóa quá trình chiết Bảng 1. 5. Tổ hợp thực nghiệm tối ưu hóa 1.3. Nghiên cứu kết tủa inulin 1.3.1. Xác định dung môi Mục đích nhằm chọn dung môi thích hợp nhất. Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ mô tả hình 1.3. Std Run X1 X2 X3 Hàm mục tiêu Yi (mg/g) Y1:HL Inulin Y2:HL fructan Y3: HL chất chiết hòa tan 5 4 -1 0 -1 9 5 0 -1 -1 17 10 0 1 1 2.Nhiệt độ chiết 2.Thời gian chiết 2.Tỷ lệ NL/DM Thông số tối ưu K/S động thái biến đổi (Tỷ lệ NL/DM; Thời gian; Nhiệt độ) Nguyên liệu loại béo, loại đường Tổ hợp các yếu tố PL-16 Hình 1. 7. Sơ đồ thí nghiệm ảnh hưởng của dung môi Sử dụng các dung môi có độ phân cực khác nhau để kết tủa thu hồi bột thô trong dịch chiết. Các dung môi Aceton, EtOH, Ethyl acetate, n- butanol, n- hexan 99,7% ở các nồng độ 80% và 90%, để lạnh ở (6±1) oC trong 24h. Ly tâm lạnh (16oC), 13000 vòng/phút/16 phút. Gạn thu tủa. Lặp lại 3 lần. Sấy khô ở 55oC. Xác định hàm lượng saccharide toàn phần thu được; hàm lượng Inulin và fructan trong các dung môi. 1.3.2. Xác định nồng độ dung môi Mục đích của nghiên cứu này nhằm chọn nồng độ dung môi thích hợp nhất. Sau khi có được dung môi thích hợp sẽ khảo sát nồng độ dung môi ở các nồng độ 60, 70, 80, 90%. Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ mô tả hình 1.4 Hình 1. 8. Sơ đồ xác định nồng độ dung môi thích hợp Dịch chiết nước Lọc thô (Lưới lọc), Lọc tinh (PTFE) 0.45µm) Cô đặc (55oC, 105 vòng/ phút), V10 ml Chiết siêu âm (1g/47ml/71oC/36 phút) Xác định hàm lượng saccharide toàn phần Nồng độ dung môi thích hợp Hút 1 ml, thêm EtOH 99,7% để được nồng độ 60,70,80,90% Giữ ở (6±1) oC/24h. Ly tâm lạnh (16oC,13000 v/p/16p). Gạn thu tủa. Sấy khô (55oC) Nguyên liệu Lọc thô (Lưới lọc), Lọc giấy lọc. Lọc tinh (PTFE 0.45µm) Dung môi Aceton, EtOH, Ethyl acetate, n- butanol, n- hexan. Nồng độ 80 và 90% Nguyên liệu Chiết siêu âm (1g/47ml/71oC/36 phút) Xác định hàm lượng Inulin/fructan và Saccharide toàn phần Dung môi thích hợp PL-17 1.3.3. Xác định nhiệt độ cô đặc chân không Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định nhiệt độ cô đặc thích hợp nhất Hút 125ml dịch chiết được cô đặc chân không xuống thể tích 25ml (V1) và còn 10ml (V2) ở các mức nhiệt độ khác nhau 50,55,60,65oC. Xác định hàm lượng Inulin/Fructan theo các mức nhiệt độ (Hình 1.5). Hình 1. 9. Sơ đồ xác định nhiệt độ thích hợp khi cô đặc chân không 1.3.4. Xác định nhiệt độ cất trữ thu kết tủa Mục đích của nghiên cứu này nhằm xác định nhiệt độ cất trữ thu kết tủa Inulin/fructan tối đa. Lựa chọn nhiệt độ cất trữ đến hàm lượng kết tủa Inulin, fructan (Hình 1.6). Nguyên liệu Chiết SA (1g/47ml; 71oC/36 phút) Lọc mịn (Lưới lọc), Lọc tinh (PTFE 0,45µm) 50oC 55oC 60oC 65oC Cô đặc CK (90 vòng/phút) Xác định hàm lượng Inulin/Fructan Nhiệt độ cô đặc PL-18 Hình 1. 10. Sơ đồ khảo sát và xác định nhiệt độ kết tủa inulin 1.4. Tinh sạch inulin, xác định cấu trúc và khối lượng phân tử Inulin Khối lượng phân tử và cấu trúc phân tử Inulin được xác định bằng sắc ký lọc rây phân tử hiệu năng cao, phân tích phổ FT-IR, phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H,13C- NMR), phổ cộng hưởng từ hạt nhân hai chiều (HSQC, HMBC). 1.5. Sấy phun Mục đích của thí nghiệm này là lựa chọn chất mang và khảo sát các thông số ảnh hưởng đến quá trình tạo bột sấy (tỉ lệ chất mang, nhiệt độ sấy). Đánh giá đặc tính và độ an toàn của bột hòa tan. Đề xuất qui trình sấy phun. 1.5.1. Lựa chọn chất mang (6±1) oC - (11 ±1) oC - (17±1) oC Kết tủa với dung môi Ethanol nồng độ 80%, 90% Cất trữ lạnh 24 h, ở các nhiệt độ Xác định hàm lượng Inulin/Fructan Dịch chiết nước Nguyên liệu Chiết siêu âm (1g/47ml/71oC/36 phút) Lọc thô (Lưới lọc), Lọc tinh (PTFE 0.45µm) Nhiệt độ cất trữ thu kết tủa PL-19 Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ mô tả ở sơ đồ hình 1.7 Hình 1.11. Sơ đồ khảo sát lựa chọn chất mang 1.5.2. Khảo sát nồng độ chất mang và chế độ sấy thích hợp Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ mô tả hình 1.8 Hình 1.12. Sơ đồ khảo sát chế độ sấy Dextrin 10% Nguyên liệu Chiết siêu âm ở điều kiện tối ưu Dịch chiết Cô đặc 16oBx (55oC, 90 v/p) Maltodextrin 10% Sấy phun (to 185/85oC; ASKN 3atm; TĐĐP16000 v/phút; TĐ BNĐ 10 v/phút) GA10 % Đánh giá các đặc tính vật lý, hàm lượng Inulin, cảm quan, pH Chất mang thích hợp Maltodextrin nồng độ thích hợp Dịch chiết đã cô đặc 16 oBx Khảo sát nhiệt độ sấy (90, 130, 150, 185, 210 oC) Nhiệt độ sấy thích hợp nhất Nồng độ chất mang thích hợp nhất Chế độ sấy thích hợp Nguyên liệu Chiết SA (1g/47ml, 36p, 71 oC), lọc mịn (lưới lọc) Khảo sát nồng độ chất mang 5,10,15, 20 % (w/v) - KT hạt - Dpi - Mật độ - KT hạt - Dpi - Mật độ PL-20 Sau khi có chất mang thích hợp, tiến hành khảo sát nhiệt độ sấy ở các ngưỡng nhiệt khác nhau (90,130,150,185,210oC) để lựa chọn nhiệt độ sấy thích hợp. Các thông số sấy khác được cố định gồm: Chất mang ở nồng độ 10%; Áp suất khí nén (ASKN) 3 atm; Tốc độ đĩa phun (TĐĐP) 16000 vòng/phút; Tốc độ bơm nhu động (TĐBNĐ) 10 vòng/phút. Sau khi lựa chọn được nhiệt độ sấy thích hợp. Cố định nhiệt độ sấy, tiếp tục khảo sát nồng độ chất mang ở các mức 5, 10, 15, 20% để chọn nồng độ chất mang thích hợp. Đánh giá các đặc tính bột (kích thước hạt, mật độ, độ phân tán, hàm lượng Inulin). 1.6. Chế phẩm bột Inulin sấy phun 1.6.1. Đánh giá sự ổn định về cấu trúc inulin trong bột sấy Phổ FT- IR được thực hiện để khẳng định sự ổn định về mặt cấu trúc của inulin trong bột sấy phun. 1.6.2. Đánh giá chất lượng bột đảng sâm thành phẩm Bột sấy thành phẩm được kiểm tra các đặc tính cảm quan, lý hóa và vi sinh. Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ hình 1.9 Hình 1.13. Sơ đồ đánh giá chất lượng bột đảng sâm thành phẩm 1.6.3. Đánh giá hoạt tính Prebiotic Tiến hành thực nghiệm theo sơ đồ hình 1.10 Kiểm tra mật độ trong mẫu ban đầu từ các nguồn khác nhau Hòa tan 10 g sinh khối probiotic các loại cần thử nghiệm trong 90ml nước muối sinh lý tiệt trùng. Hoạt hóa mẫu ở 37oC/30 phút, pha loãng mẫu nồng độ thích hợp (108÷1010), cấy trải dịch pha loãng vào môi trường MRS agar. Ủ hiếu khí (đối với Lactobacillus) và yếm khí (đối với Bifidobacterium) ở 37oC. Kiểm tra mật độ sau 24 - 48h (CFU/g). Kiểm tra mẫu sau khi đã tăng sinh Bột Inulin đẳng sâm thành phẩm Kiểm tra đặc tính Cảm quan Lý- hóa Độ an toàn vi sinh vật Probiotic Chất lượng bột inulin đảng sâm thành phẩm PL-21 Chuẩn bị môi trường dinh dưỡng lỏng, tiệt trùng, để tăng sinh (môi trường MRS), cấy vi khuẩn vào môi trường dinh dưỡng và nuôi ở nhiệt độ 37oC trong thời gian 24-48h lắc ở 1200 v/phút. Kiểm tra mật độ VSV sau 24-48h bằng phương pháp pha loãng mẫu đến nồng độ thích hợp (108÷1010). Kiểm tra hoạt tính prebiotic và lựa chọn chủng vi khuẩn Lấy 100 ml dung dịch tăng sinh mang đi ly tâm ở 8000 vòng/phút/10 phút thu sinh khối, phối trộn với 4 g bột đảng sâm thành phẩm và 96g bột maltodextrin tiệt trùng. Kiểm tra mật độ VSV ở nồng độ 10-9-10-10. Ủ ở nhiệt độ 37oC. Kiểm tra mật độ sau 24- 48h. Mật độ VSV >108 CFU là đạt yêu cầu theo qui định của TCVN-9633:2013. Tạo sinh khối probiotic riêng từng loài Các chủng vi khuẩn tiềm năng được tăng sinh chuyên biệt, ly tâm thu sinh khối VSV đậm đặc và được phối trộn với các chất mang để tạo sinh khối probiotic riêng biệt từng chủng. Sinh khối này được dùng phối trộn với bột sấy đảng sâm tạo synbiotic. Sinh khối các chủng vi khuẩn được cung cấp bởi cơ quan chức năng. Hình 1. 14. Sơ đồ đánh giá hoạt tính Prebiotic Sinh khối vi khuẩn Lactobacillus, Bifidobacterium Tăng sinh (MRS broth. Nuôi 37oC/24-48h. Lắc1200 v/p) Kiểm tra mật độ (CFU/g), môi trường MRS agar Kiểm tra mật độ (CFU/g) trên môi trường MRS agar Dịch tăng sinh (100 ml, ly tâm 6000 v/10p). Thu sinh khối Bột Inulin ĐS sấy phun 4 % Kiểm tra mật độ (CFU/g), MRS agar không đường Hoạt tính prebiotic PL-22 PHỤ LỤC 2. VẬT TƯ VÀ HÓA CHẤT DÙNG TRONG NGHIÊN CỨU 2.1. Thiết bị Hệ thống sắc ký lỏng cao áp Shimadu model:LC-20AT sử dụng cột C18, máy sắc khí lỏng cao áp Alltech AT32020 - Mỹ, Thiết bị đo phổ IR Nicolet IS5 FT-IR, Thiết bị đo phổ MS AGILENT 1100 LC-MSD Trap, Máy đo phổ NMR Brucker Avance-500 MHz, Hệ thống sắc ký khí ghép nối khối phổ GC-MS (SCION SQ 456-GC), Bể điều nhiệt 1013 GFL - Đức, Bể siêu âm Elmasonic S 300H, tần số 50-60 Hz-Mỹ, Thiết bị đo kim loại nặng AA 7000, Shimadzu-Nhật, Dụng cụ đo độ đường (Brix Digital Refractometer)-Mỹ, Kính soi nổi Olympus Digital SZX7-Nhật, Thiết bị cô quay chân không IKA HB 10, Digital-Đức, Thiết bị đo pH độ dẫn nhiệt độ để bàn OAKTON. Model pH/Con 510 Benchtop Meters. Máy lắc (Shaker) IKA-KS260- Hàn Quốc, Thiết bị đo quang phổ tử ngoại khả kiến DR5000- Hach. Mỹ, Thiết bị đo ẩm Moisture Analyzer MF-50-Nhật, Máy đóng gói chân không SVP-10 ARY VACMASTER-Mỹ, Máy ly tâm lạnh Universe- R, Hettich-Đức, Lò nung 30-3000oC Nabertherm-Anh, Tủ ấm và tủ sấy Memmert-Đức, Tủ lạnh âm sâu (-52oC) KIA-Hàn Quốc, Tủ cấy an toàn sinh học cấp II Esco - Mỹ và các thiết bị thông dụng khác. 2.2. Hóa chất và vật tư + Thành phần môi trường MRS tổng hợp (Merck) KH2PO4 2g CH3COONa 5g MnSO4 vết (0.025g) Glucose 20g Agar 20g Pepton 10g Yeast Extract 5g Amonium Citrate 2g Nước cất vđ 1000 ml + Các loại vật tư Giấy lọc định lượng không tro-Đức; Màng siêu lọc PTFE 0,45m-Đài Loan; Giấy siêu lọc celluose nitrate filter 0,45 m-Đức; Lưới lọc mịn Kitchen Good-Hàn Quốc. PL-23 PHỤ LỤC 3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH TRONG QUÁ TRÌNH THÍ NGHIỆM Hình 3.1. Lấy mẫu tại thực địa Hình 3.2. Phân loại nguyên liệu Hình 3.3. Xác định vòng năm tuổi bằng kính hiển vi soi nổi Hình 3.4. Xác định kim loại nặng trong nguyên liệu Hình 3.5. Phản ứng màu xác định một số nhóm chất Hình 3.6. Sấy và bảo quản nguyên liệu PL-24 Hình 3.7. Tinh sạch bột Inulin Hình 3.8. Kiểm tra chất lượng bột đảng sâm sấy phun Hình 3.9. Chứng nhận nguồn gốc chủng giống vi sinh vật Hình 3.10. Kiểm tra mật độ vi khuẩn khi bổ sung bột đảng sâm sấy phun
File đính kèm:
- luan_an_nghien_cuu_thu_nhan_va_tao_bot_inulin_tu_cu_dang_sam.pdf
- 103. Nguyen Thi Thang Long - Nhung diem moi LA.pdf
- 103. Nguyen Thi Thang Long - TTLA tieng Anh.pdf
- 103. Nguyen Thi Thang Long - TTLA tieng Viet.pdf