Nghiên cứu xác lập quy trình sản xuất carrageenan bán tinh chế (Semirefined carrageenan - SRC) từ rong sụn Kappaphycus alvarezii Cam Ranh - Khánh Hòa

Chia sẻ: Danh Tuong Vi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:8

Thêm vào BST

Báo xấu

120
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo đã trình bày về cơ sở lý thuyết của phương pháp sản xuất SRC. Đồng thời đã đưa ra các kết quả nghiên cứu xác định các thông số công nghệ sản xuất carageenan bán tinh chế từ rong sụn Kappaphycus alvarezii Cam Ranh Khánh Hoà.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu xác lập quy trình sản xuất carrageenan bán tinh chế (Semirefined carrageenan - SRC) từ rong sụn Kappaphycus alvarezii Cam Ranh - Khánh Hòa

Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 1/2010 THOÂNG BAÙO KHOA HOÏC NGHIÊN CỨU XÁC LẬP QUY TRÌNH SẢN XUẤT CARRAGEENAN BÁN TINH CHẾ (SEMIREFINED CARRAGEENAN - SRC) TỪ RONG SỤN KAPPAPHYCUS ALVAREZII CAM RANH - KHÁNH HOÀ RESEACHING TO ESTABLISH THE PROCESSING PRODUCTION OF SEMIREFINED CARRAGEENAN –SRC FROM KAPPAPHYCUS ALVAREZII AT CAM RANH KHANH HOA Trần Thị Luyến Khoa Chế biến, Trường Đại học Nha Trang Tóm tắt Bài báo đã trình bày về cơ sở lý thuyết của phương pháp sản xuất SRC. Đồng thời đã đưa ra các kết quả nghiên cứu xác định các thông số công nghệ sản xuất carageenan bán tinh chế từ rong sụn Kappaphycus alvarezii Cam Ranh Khánh Hoà. Tại công đoạn xử lý KOH, đã chọn được chế độ như nồng độ KOH là 15% so với rong khô, nhiệt độ xử lý 90 0C, thời gian xử lý là 120 giờ. Tác nhân tẩy màu cũng đã được xác định là H2O2 với các chế độ như nồng độ H2O2 là 10 %, thời gian tẩy màu 15 phút, tỷ lệ dung dịch tẩy màu so với rong là 3/1. Quy trình sản xuất carrageenan bán tinh chế đã được xác định với chất lượng và hiệu suất quy trình đạt các tiêu chuẩn quy định. Bột carrageenan bán tinh chế có độ tan đạt 79%, sức đông sau khi bổ sung CaCl2 0,1% đạt 350 g/cm2, màu trắng ngà, độ mịn đồng nhất, hiệu suất quy trình đạt 70% so với rong khô có độ ẩm 40 %. Từ khoá: Carageenan bán tinh chế, Kapppaphycus alvaeii, hiệu suất quy trình, chất lượng, sức đông, độ hoà tan. Abstract This article showed the basic theory of SRC processing. That can eliminate the non_carrageenan comtonents such (CN) as cellulose, minerals, pigments of kappaphycus alvarezii by light treatment in KOH solution. At the same time, the results also showed that KOH treatment of KOH concentration 15 %, treatment time 120 minutes, treatment temperature at 90 oC suitable for Kappaphycus alvarezii of Cam Ranh, Khanh Hoa.The agent for colour elimination has been also seleted by H2O2 with some effecters as H2O2 concentraion 10 %, time for treatment 15 minutes, at room temperature, ratio of agent as 3 time per semi product. The SRC processing of production had been showed with SRC powder has solutionable degree 79 %, gelation degree (added CaCl2 0,1 %) 350 g/cm2, white colour, effect of process achieved 70 % that is compeared with dries material has 40 % moisture. I. MỞ ĐẦU hạn chế. Việc nghiên cứu đưa ra các quy trình Rong sụn là loại rong mới phát triển công nghệ sản xuất carrageenan tinh chế và nước xuất bán tinh chế để ứng dụng vào các ngành công carageenan còn đang là những vấn đề mới mẻ, nghiệp, công nghệ sinh học, nông nghiệp và đặc biệt là nghiên cứu ứng dụng nó còn rất thực phẩm là vấn đề cần thiết hiện nay. Sản xuất ở ta nên nghiên cứu sản TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG v 3 Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 1/2010 carageenan bán tinh chế có ý nghĩa khoa học mỏng, lớn chứa đầy các chất keo rong. Bằng và thực tế cao khi mà các thông số của quy trình các phưong pháp xử lý nhẹ có thể làm phá vỡ được xác lập và được ứng dụng vào sản xuất để các lớp cellulose và các tế bào chứa đầy sắc nâng cao giá trị của nguyên liệu rong sụn tố ở phía ngoài, làm cho sắc tố và chất khoáng thoát ra, từ đó thu đươc carrageenan bán tinh chế. Trên cơ sở lý thuyết này ta có thể xử lý I. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Các nhà khoa học cho thấy các chất keo rong sụn trong môi trường KOH nhẹ nhàng và rong đỏ như agar, carrageenan đều nằm tập thu được carrageenan thô chế (SRC). KOH có trung ở phần lõi của cây rong. Khi cắt dọc và tác dụng làm giảm thiểu cellulose, chất khoáng, ngang cây rong có thể nhìn thấy vị trí tồn tại của chất màu và một số chất khác gọi là tạp chất phi các chất keo rong đỏ ở phần trung tâm (hình 1), carrageenan (CN - none carrageenan). Sau lớp ngoài cùng là màng cellulose sau đó đến lớp công nghệ xử lý hình dạng cây rong vẫn còn trong là các lớp tế bào nhỏ chứa đầy sắc tố và nguyên không bị nát nhuyễn, đường kính nhỏ đi chất khoáng. Trong phần lõi là các lớp tế bào nhiều so với ban đầu. Hình 1. Vị trí tồn tại của keo rong trong rong đỏ II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN nuôi trồng ở Cam Ranh - Khánh Hòa, thời gian CỨU thu hoạch chính vụ (khoảng 3 tháng tuổi) 2.1. Vật liệu nghiên cứu Nguyên liệu carrageenan là sử dụng để Kappaphycus thu nhận alvarezii 2.2. Phương pháp nghiên cứu a. Quy trình dự kiến sản xuất thuộc giống Kappaphycus, họ Solieraceae, carrageenan công nghiệp bán tinh chế và bố bộ Gigartinales, lớp Floridophyceae. Rong được trí thí nghiệm tổng quát (Hình 2) 4 v TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 1/2010 Kappaphycus T0 = 80, 85, 90, 950C τ = 90, 105, 120, 135 phút Nồng độ kiềm = 5, 10, 15, 20 % Xử lý KOH Rửa sạch τ = 10, 15, 20 phút Tỷ lệ = 1/2, 1/3, 1/4 H2O2 NaOCl Tẩy màu Rửa sạch Phơi khô/sấy khô Xay mịn Xác định độ tan Xác định sức đông Xác định hiệu suất Sản phẩm Hình 2. Sơ đồ nghiên cứu dự kiến b. Các phương pháp xác định - Tính hiệu suất thu hồi carrageenan theo công thức(%) A.( 100 − W2 ) X= .100% P.( 100 − W1 ) Trong đó: - A: số gram carrageenan thu được (g) - P: số gram rong đem nấu chiết (g) - W1: độ ẩm của rong nguyên liệu (g) - W2: độ ẩm của carrageenan (g) - Xác định sức đông trên dụng cụ đo sức đông agar(g/cm2) - Cách tính độ hoà tan của carrageenan A−B SDC = .100% A Trong đó: - SDC: độ hoà tan của carrageenan (solutionable degree of carrageenan) - A: khối lượng carrageenan và giấy lọc trước khi hòa tan (g) - B: khối lượng carrageenan và giấy lọc sau khi lọc (g). III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1. Xác định thông số cho công đoạn xử lý KOH a. Xác định nồng độ KOH Qua đồ thị hình 3 cho thấy độ tan của SRC tăng khi nồng độ KOH tăng lên đến 15%, cụ thể là ở nồng độ 5% độ tan của chế phẩm là 54,5%; ở 10% là 64,4% và ở 15% là 79,1%. Nhưng khi tăng nồng độ KOH lên 20% thì độ tan của chế phẩm tăng không đáng kể. TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG v 5 Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 1/2010 Hình 3. Mối quan hệ giữa độ tan, sức đông và hiệu suất với nồng độ KOH Vai trò của quá trình xử lý KOH là để Sức đông cũng tăng dần khi nồng độ tăng giảm thiểu các tạp chất phi carrageenan lên cụ thể là ở nồng độ 5% là 245,3g/cm2; trên cây rong, khác với trường hợp sản xuất ở 10% là 278,2g/cm2; ở 15% là 313,1g/cm2 carageenan tinh chế, ở đây xử lý rong sụn và khi tăng nồng độ lên 20% thì sức đông giảm để tách các tạp chất phi carageenan (none còn 283,2g/cm2. Điều này được giải thích tương carageenan –NC) ra khỏi cây rong, chế tự như trường hợp về độ tan, sức đông của chế phẩm còn lại là carrageenan thô chế. Việc phẩm phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng trong nghiên cứu xác định các thông số hợp lý cho đó tỷ lệ carrageenan trong chế phẩm SRC đóng công đoạn xử lý kiềm là để sao cho SRC có mức vai trò quan trọng. Khi nồng độ KOH lớn hơn tinh sạch nhất định và đạt được hiệu suất quy 15% thì sức đông lại giảm, trường hợp này là do trình cao. carrageenan bị cắt mạch bởi lượng KOH vượt Việc xử lý trong KOH còn có ý nghĩa là quá quá mức yêu cầu. trình này sẽ làm trung hoà các trung tâm mang Hiệu suất giảm dần khi nồng độ KOH tăng điện âm (OSO3 ) trên mạch phân tử carrageenan, dần. Ở 5% thì hiệu suất là 74,3%; ở 10% là từ đó làm tăng sức đông của nó. Nồng độ KOH đã 73,1%; ở 15% là 67% và ở 20% thì hiệu suất chỉ ảnh hưởng rất lớn đến hàm lượng carrageenan còn lại là 65%. Điều đó cũng dễ dàng thấy rằng trong chế phẩm carrageenan thô, do đó ảnh khi nồng độ KOH tăng thì ngoài việc bào mòn hưởng đến độ tan, cụ thể là tỷ lệ carrageenan/ quá mức làm thoát carrageenan ra cùng với CN. NC trong chế phẩm càng cao thi độ tan càng Khi đó thân cây rong sẽ nhũn nát khi nồng độ cao. Khi tăng nồng độ KOH thì lượng tạp chất KOH cao hơn 20 %. Qua kết quả nghiên cứu cho thoát ra ngoài cây rong ngày càng tăng lên, do thấy có thể chọn nồng độ KOH khoảng15% là đó độ tan tăng do tỷ lệ carrageenan tăng một hợp lý hơn cả. cách tương ứng so với NC trong chế phẩm SRC. b- Xác định thời gian nấu - Tuy nhiên khi nồng độ KOH lớn hơn 15 % trở đi Qua hình 4 cho thấy sức đông và độ tan sẽ thi lượng tạp chất NC không suy giảm nữa, khi tăng lên theo thời gian nấu trong giới hạn 120 đó độ tan không thay đổi phút đầu. 6 v TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG Taïp chí Khoa hoïc - Coâng ngheä Thuûy saûn Soá 1/2010 Hình 4. Mối quan hệ giữa độ tan, sức đông và hiệu suất với thời gian nấu Chẳng hạn độ tan tăng lên đến 78,1% tại 20 phút, sức đông cũng tăng tương đồng, tại 120 phút, sức đông là 311,1 g/cm2. Khi thời gian tăng lên quá mức ở 135 phút thì độ tan hầu như không đổi, còn sức đông lại giảm xuống và chỉ còn 297,6 g/cm2. Đối với hiệu suất thu hồi thì khi tăng thời gian nấu từ 90 phút lên 135 phút thì lại giảm tuơng ứng là 84,5%; 79,2%; 69,5%; 65,4%. Kết quả được giải thích tương tự như phần ảnh hưởng của nồng độ KOH ở phần trên. Qua kết quả trên cho ta thấy có thể chọn thời gian xử lý là 120 phút trong KOH 15% là hợp lý hơn cả. c. Xác định nhiệt độ xử lý Qua các đồ thị hình 5 thấy rằng khi nhiệt độ tăng từ 800C lên 850C rồi lên 900C thì độ tan tăng tương ứng là 60,1%; 76,5%; 79,8% còn khi nhiệt độ nấu tăng lên 950C thì độ tan giảm xuống còn 75,6%. Đồng thời sức đông cũng tăng lên tương ứng lần lượt là 278,7g/cm2; 309,7g/cm2; 314,2 g/cm2 nhưng lại giảm còn 298,4 g/cm2 khi xử lý ở 950C. Còn hiệu suất của quá trình thì giảm dần khi tăng nhiệt độ xử lý từ 800C lên 950C tương ứng là 76,4%; 73,5%; 71,2%; 60,1%. Kết quả được giải thích tương tự các trường hợp trên. Qua đây cho thấy có thể chọn nhiệt độ xử lý là 900C. Hình 5. Mối quan hệ giữa độ tan, sức đông và hiệu suất với nhiệt độ nấu Như vậy qua các kết quả trên cho thấy có thể xử lý kiềm KOH ở chế độ nồng độ KOH là 15%, thời gian xử lý 120 phút và ở nhiệt độ 900C TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC NHA TRANG v 7