Báo cáo khóa luận tốt nghiệp trích ly đạm từ hạt sen

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BỘT GIẦU
ĐẠM TỪ HẠT SEN KHÔ: KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH
LOẠI TINH BỘT TRONG NGUYÊN LIỆU BẰNG CHẾ
PHẨM ENZYME AMYLASE

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Mạc Xuân Hòa
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Thùy Dương

MSSV: 2005180085

Lớp: 09DHTP4

Trần Thị Huyền My

MSSV: 2005181154

Lớp: 09DHTP7

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022
1


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM
KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BỘT GIẦU ĐẠM
TỪ HẠT SEN KHÔ: KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH LOẠI TINH
BỘT TRONG NGUYÊN LIỆU BẰNG CHẾ PHẨM
ENZYME AMYLASE

Giảng viên hướng dẫn: Th.S Mạc Xuân Hòa
Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Thị Thùy Dương

MSSV: 2005180085

Lớp: 09DHTP4

Trần Thị Huyền My

MSSV: 2005181154

Lớp: 09DHTP7

2


THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022

3


4

L
5


ỜI CAM ĐOAN
Chúng tơi cam đoan rằng báo cáo khóa luận tốt nghiệp này là do chính chúng tơi thực
hiện dưới sự hướng dẫn của Thầy Mạc Xuân Hòa. Các số liệu và kết quả phân tích trong
báo cáo là trung thực, không sao chép từ bất cứ đề tài nghiên cứu khoa học nào. Việc
tham khảo từ các nguồn tài liệu đã được trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng
theo yêu cầu.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 06 năm 2022
Sinh viên thực hiện

Sinh viên thực hiện

My

Dương

Trần Thị Huyền My

Nguyễn Thị Thùy Dương

6


TĨM TẮT KHĨA LUẬN
Hạt sen có chứa một lượng lớn tinh bột và có giá trị cao, tuy nhiên các sản phẩm từ hạt

sen rất hạn chế chủ yếu là mứt sen, trà sen, rượu sen. Trong khi đó, nguồn nguyên liệu sen
ở nước ta khá lớn và rất ít được sử dụng để tạo ra các sản phẩm mới. Việc tạo ra các sản
phẩm có giá trị về mặt dinh dưỡng từ hạt sen khơ sẽ có giá trị cao hơn làm tăng năng suất
và đa dạng hóa sản phẩm từ hạt sen ở nước ta.
Hiện nay enzyme được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, nông
nghiệp và y học. Nhờ sự gia tăng sử dụng enzyme mà qui mô sản xuất được mở rộng, các
loại chế phẩm đa dạng, phong phú hơn, chất lượng chế phẩm ngày càng được cải tiến.
Trong thập kỷ qua, đã có sự chuyển dịch từ phương pháp thủy phân tinh bột bằng acid
cho đến việc sử dụng enzyme chuyển hóa tinh bột trong sản xuất maltodextrin, tinh bột
biến tính, dịch đường glucose và fructose. Chuyển hóa tinh bột bằng enzyme cũng được
sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp khác mà trong đó amylase là một trong những
enzyme chủ yếu, thủy phân tinh bột thành các phân tử polyme bao gồm các đơn vị
glucose, từ đó làm tăng hiệu suất thu hồi protein.
Trong nghiên cứu này, enzyme amylase được ứng dụng vào quá trình thủy phân tinh bột
từ hạt sen khơ. Mục đích nghiên cứu là đánh giá khả năng thủy phân tinh bột giúp làm
tăng hàm lượng protein. Nội dung nghiên cứu bao gồm: lựa chọn điều kiện thích hợp cho
q trình thủy phân và điều kiện sấy tối ưu của chế phẩm bột giầu đạm từ hạt sen khô để
thu được hàm lượng protein cao nhất.
Kết quả cho thấy: phương pháp xử lý trước ly tâm bằng kết tủa đẳng điện cùng với điều
kiện của quá trình thủy phân tinh bột dưới sự xúc tác của enzyme α – amylase xác định
được nồng độ enzyme là 0,05%, nhiệt độ thủy phân 90 oC, thời gian thủy phân 40 phút đạt
tối ưu nhất. Kết hợp với phương pháp sấy đối lưu tại mức nhiệt độ 60 oC trong thời gian
10 giờ sẽ thu được chế phẩm đạt độ ẩm thích hợp cho q trình bảo quản.

7


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đồ án này, trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô
giáo trong khoa Công nghệ thực phẩm trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm Tp Hồ

Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong suốt quá
trình học tập và rèn luyện tại trường.
Trong quá trình thực hiện đề tài chúng em đã gặp khơng ít khó khăn. Nhưng với sự động
viên giúp đỡ của quý thầy cô, người thân và bạn bè, chúng em cũng đã hoàn thành tốt đề
tài nghiên cứu của mình và có được những kinh nghiệm, kiến thức hữu ích cho bản thân.
Cảm ơn các thầy cơ Trung tâm thí nghiệm thực hành đã tạo ln điều kiện thuận lợi để
chúng em có thể hồn thành các thí nghiệm của mình.
Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Thầy Mạc Xuân Hòa, người đã trực
tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài.
Dù đã cố gắng nhưng khơng thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự thơng cảm và
đóng góp ý kiến của q thầy cơ và các bạn để đồ án được hồn thiện.
Cuối cùng, xin kính chúc q thầy cơ và các bạn sức khỏe, luôn thành công trong công
việc và cuộc sống.
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
TP. Hồ Chí Minh, tháng 06 năm 2021

8


MỤC LỤC

9


DANH MỤC HÌNH ẢNH

10


DANH MỤC BẢNG BIỂU

. Đặc tính của enzyme amylase
Bảng 2.2. Các mức của yếu tố theo biến mã hóa và biến thực
Bảng 2.3. Bảng ma trận yếu tố theo biến mã hóa
Bảng 2.4. Các mức của yếu tố theo biến mã hóa và biến thực
Bảng 2.5. Bảng ma trận yếu tố theo biến mã hóa

MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, xã hội ngày càng phát triển nhu cầu về chất dinh dưỡng cao. Người ta thấy rằng
sự thiếu hay thừa các chất dinh dưỡng so với nhu cầu dẫn đến ảnh hưởng bất lợi tới sức
khỏe và có thể dẫn đến bệnh tật. Thành phần bổ sung trong thực phẩm càng được cải thiện
nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm.
Theo nghiên cứu của Viện Dinh Dưỡng, hệ số sử dụng protein (NPU) trong các loại khẩu
phần thường gặp ở nước ta là 60%, như vậy nhu cầu protein thực tế tối thiểu ở mỗi người
là 1g/1kg/ngày. Các yếu tố ảnh hưởng đến nhu cầu protein như: các yếu tố cơng kích,
thường phải mất cho các yếu tố này đến 10% nhu cầu đó là các tác động của stress, phiền
muộn, mất ngủ, nhiễm khuẩn nhẹ,... Nhiệt độ môi trường cũng có ảnh hưởng đến nhu cầu
protein, khi ở mơi trường nóng lượng nito mất theo mồ hơi tăng lên. Khi bị nhiễm khuẩn
cơ thể tăng q trình giáng hóa protein, tổn thương ở các mô bị nhiễm khuẩn, sốt đều dẫn
tới nhu cầu protein tăng lên. Ở người lao động nhu cầu protein tăng lên không chỉ do nhu
cầu năng lượng tăng mà protein còn cần thiết cho việc tái tạo các thể liên kết photphat
sinh năng lượng đòi hỏi cơ chất là protein.
11


Protein là đơn vị cấu tạo cơ bản trong cơ thể động vật và người chúng giữ vai trò, chức
năng rất quan trọng như nâng đỡ, bảo vệ các mô cơ quan, vận chuyển oxy trong tế bào
máu đến để nuôi các tế bào khác, là một trong những chất dinh dưỡng thiết yếu cần thiết
cho cơ thể. Protein concentrate là một loại thực phẩm bổ sung cho con người với hàm

lượng protein rất cao và được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ chế biến thực phẩm,
được đưa vào sản xuất các mặt hàng thực phẩm cao cấp như sữa, pate, xúc xích, bột dinh
dưỡng,...; nguồn nguyên liệu cung cấp cho các mặt hàng thực phẩm chay và thuần chay,
đặc biệt chúng còn được ứng dụng trong chế độ dinh dưỡng của những vận động viên thể
thao. Ngày nay, việc tìm kiếm một nguồn protein mới an tồn hơn cho sức khỏe như
protein concentrate trích ly từ thực vật, đã và đang được tập trung nghiên cứu, xem đây là
nguồn protein thay thế lý tưởng cho protein động vật. Vì vậy việc tăng cường sản xuất
protein concentrate từ bột sen đã loại chất béo, tận dụng nguồn protein từ hạt sen khô
nhằm cung cấp cho ngành công nghệ thực phẩm một nguồn protein mới. Với nhu cầu và
sự quan tâm của con người về sức khỏe và dinh dưỡng thì chế phẩm bột dinh dưỡng giàu
đạm từ hạt sen khô sẽ phát triển và sử dụng rộng rãi trong tương lai.
Trên thế giới đã có rất nhiều nghiên cứu về protein concentrate từ nhiều loại nguyên liệu
thực vật khác nhau như đậu nành, đậu phộng và một hướng mới chính là hạt sen. Có
nhiều phương pháp được sử dụng để nghiên cứu sản xuất protein concentrate như kết tủa
đẳng điện trong môi trường acid – bazo, sự thay đổi pH làm cho các phân đoạn protein bị
tủa. Ngoài ra, protein concentrate còn thu được bằng cách sử dụng phương pháp tủa
ethanol; bên cạnh đó cịn có phương pháp siêu lọc (phương pháp xử lý màng để chiết tách
protein),... Đã có rất nhiều phương pháp dùng để sản xuất protein concentrate nhưng hiện
nay chưa có nhiều nghiên cứu quan tâm đến việc sử dụng enzyme để sản xuất protein,
trong khi đó phương pháp sử dụng enzyme amylase giúp thủy phân tinh bột một cách hiệu
quả để thu được hàm lượng protein cao nhất. Từ các vấn đề trên chúng tôi đề xuất đề tài
“NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CHẾ PHẨM BỘT GIẦU ĐẠM TỪ HẠT SEN KHƠ:
KHẢO SÁT Q TRÌNH LOẠI TINH BỘT TRONG NGUYÊN LIỆU BẰNG CHẾ
PHẨM ENZYME AMYLASE”

12


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về sen và hạt sen

1.1.1. Nguồn gốc và phân loại
Phân loại theo khoa học:
Giới: Plantae
Ngành: Magnoliophyta
Lớp: Magnoliopsida
Bộ: Proteales
Họ: Nelumbonaceae
Chi: Nelumbo
Hình 1.1. Cây sen

Lồi: N.Nucifera Gaertn

Cây Sen tên tiếng Anh là Lotus, thuộc loài Nelumbo nucifera Gaertn, dạng sinh trưởng là
Nê thực vật. Sen là thực vật thủy sinh lâu năm phát triển chủ yếu trong vùng nước ngọt ở
vùng khí hậu bán nhiệt đới.
Nó có nguồn gốc từ vùng Persia, Ấn Độ (Makino, 1979) và được mang sang các nước
khác từ Ai Cập đến Trung Quốc và Bắc Úc (Hoshikawa, 1970 và Herklot, 1972) cách đây
khoảng 2000 năm. Sen thuộc họ cây hai lá mầm nhưng nó mang nhiều đặc tính của họ cây
một lá mầm.
Ngày nay trên thế giới chỉ có 2 lồi sen tồn tại. Một loại sen có hoa màu hồng hoặc trắng
(Sen Trung Quốc), tên khoa học là Nelumbo nucifera Gaertn. Nó phân bố chủ yếu ở vùng
Châu Á, Châu Đại Dương từ vùng biển Caspi ở phía Tây đến Nhật Bản ở phía Đơng và từ
Liên Xơ ở phía Bắc đến phần Đông Bắc Australia. Tuy nhiên hầu hết sen trên thế giới thì
phát triển ở Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Philippine, Indonesia và Việt Nam.
Một loài sen khác có hoa màu vàng (Sen Mỹ), tên khoa học là N.pentapatala (Walter)
phân bố chủ yếu ở Bắc và Nam Mỹ, được trồng tập trung chủ yếu ở Mỹ.
Nhật Bản tiêu thụ khoảng 100.000 tấn củ sen hàng năm. Trung Quốc xuất khẩu khoảng
14.877 tấn củ sen muối năm 1996. Hạt sen được tiêu thụ mạnh ở Đài Loan với giá gấp đôi
củ sen.

13


Trong nước:
Ở Việt Nam cây sen được trồng và khai thác trên ba phương diện chính là trồng để lấy củ,
lấy hạt và lấy hoa. Hiện nay ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, sen được trồng nhiều ở tỉnh
Đồng Tháp để lấy hạt, vùng trồng sen ở tỉnh Sóc Trăng để lấy củ.
Tỉnh Đồng Tháp là nơi có diện tích trồng sen lấy hạt đứng đầu Việt Nam. Riêng
huyện Cao Lãnh thuộc tỉnh Đồng Tháp có khoảng 400 ha đất trồng sen để lấy hạt. Giá trị
kinh tế đem lại từ việc trồng sen cao hơn hẳn so với trồng lúa, hơn nữa cây sen có thể phát
triển được trên đất xấu có phèn, đây là điểm rất có lợi trong việc tận dụng đất đai.
Tại huyện Cao Lãnh của tỉnh Đồng Tháp, sâu bệnh trên cây sen cũng đã xảy ra
trên diện rộng vào vụ Đông Xuân năm 2001 – 2002. Tỉ lệ gương sen đạt tiêu
chuẩn loại I chưa cao, ước đạt 60 – 70%.
Người ta chia sen làm 3 loại theo mục đích sử dụng:
+ Sen cho củ: thường cho hoa màu trắng (chỉ có một số ít màu đỏ), nhóm này cho ít bơng
và gương, được trồng phổ biến ở Vĩnh Long và Hậu Giang.
+ Sen cho gương: Nhóm sen ta (gương lõm), sen Đài Loan (gương to và phù
lên), được trồng phổ biến ở huyện Tháp Mười, Cao Lãnh tỉnh Đồng Tháp.
+ Sen cho bông để trang trí: bơng nhiều màu, ít trồng ở Việt Nam.
1.1.2. Sự sinh trưởng và phát triển cây sen
Sen là loài cây thuỷ sinh sống dưới ao trong khi lá nổi trên mặt nước. Hoa thường nhô lên
khỏi mặt nước vài cm.
Cây sen có chiều dài khoảng 1,5 – 3 m, chiều rộng lá khoảng 60cm.Trong khi hoa nở có
thể đạt bán kính 20 cm. Màu sắc có thể thay đổi từ trắng đến vàng đến hồng nhạt.
Thời gian sinh trưởng và phát triển của cây sen dao động từ 4 – 5 tháng. Có nhiều cách để
trồng sen:
-

Nhân giống bằng củ sen.

Trồng bằng hạt.

Ở Đồng Tháp sen được trồng hai vụ: vụ Đông Xuân và Hè Thu .
Thời gian từ trồng đến trổ hoa: 70 ngày.
Thời gian từ trổ bông đến tạo gương: 15 ngày
Thời gian từ tạo gương sen đến khi thu hoạch: 25 ngày.
14


Thời kỳ phát triển của sen trải qua 5 giai đoạn riêng biệt:
-

Thời kỳ cây con còn nhỏ
Thời kỳ cây con trưởng thành
Thời kỳ trổ hoa và tạo hạt
Thời kỳ trưởng thành của hệ thống rể
Thời kỳ tàn vào mùa Đông.

* Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự phát triển của cây sen:
Nước: sen phát triển tốt nhất ở nước ngọt, nhưng mực nước không thấp hơn 30 –
50 cm.
pH: phạm vi pH cho sen phát triển rất rộng từ pH = 5,6 – 7 nhưng tốt nhất ở pH = 6,5.
Ánh sáng: Cây sen là loài cây ưa sáng, trong suốt thời gian sinh trưởng cần trung bình
khoảng 4 – 9 giờ chiếu sáng mỗi ngày.
Nhiệt độ: khoảng 20 – 30oC, với nhiệt độ nước khoảng 21 – 25 oC. Nếu nhiệt độ
tăng quá 40oC thì quá trình phát triển của sen chậm lại.
Tuy cây sen rất dễ trồng, nhưng vẫn có nhiễm một số loại sâu bệnh đã được báo cáo trên
thế giới:
Các loại sâu tấn công trên sen như Heliothis sp và aphid.
Cây sen cũng nhiễm các loại bệnh như đốm lá do nấm Cercospora sp, Ovularia

sp, Cylindroclarium hawkesworthii sp. Bệnh gây nguy hiểm đối với sen là thối
nhũn do Phytophthora.
Củ sen cũng dễ bị thối do Fusarium oxysporum, Pythium elongatum. Sau thu hoạch củ
sen cũng dễ bị nhiễm bệnh thối nhũn do Pseudomonas sp, bệnh mốc xám do Botrytis
cinerea hoặc thối đen (anthracnose) do Collectotricum. Những yếu tố này đã ảnh
hưởng đến việc phát triển diện tích trồng sen và lợi nhuận của người sản xuất.

15


1.1.3. Thành phần hóa học của hạt sen

Hình 1.2. Hạt sen
Hạt sen được hình thành từ nhụy và nỗn. Bao gồm vỏ và hạt. Vỏ sen cấu tạo chủ yếu từ
cellulose và hemicellulose nên rất cứng. Chiều dài hạt trung bình khoảng 1,6 – 1,8
cm, chiều rộng 1,1 – 1,2 cm, cân nặng từ 1,1 – 1,4 gam. Sau khi loại bỏ lớp vỏ cứng, ta
thấy xuất hiện lớp vỏ lụa có màu nâu, nâu đỏ hoặc nâu vàng. Vỏ thường chiếm khoảng
47% khối lượng tồn hạt.
Thành phần hố học của hạt sen bao gồm tất cả các hợp chất hữu cơ và vô cơ cấu tạo nên
tế bào và các mô. Hạt sen được coi như là một loại rau quả, trong thành phần nó chứa
nhiều carbonhydrate gồm tinh bột và đường, ít chất xơ và khơng phải là nguồn vitamin
tốt.
Thành phần hố học chính là chất khơ và nước:
Chất khơ: bao gồm chất khơ hịa tan và chất khơ khơng hịa tan có trong ngun liệu, trừ
nước. Hàm lựợng chất khô là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của nguyên liệu
rau quả.
Glucid là chất khô chủ yếu trong rau quả chiếm khoảng 90%, gồm các loại
đường, tinh bột, cellulose, hemicellulose và pectin.
* Đường: đường trong rau quả nhiều nhất là glucose, fructose và saccharose ở
trạng thái tự do và kết hợp. Tất cả đường đều tan trong nước, độ hoà tan tăng khi nhiệt độ

tăng. Trong thời gian tồn trữ saccarose dần dần bị phân huỷ thành đường khử do nhóm
enzyme invertaza.
Các loại đường có vị ngọt khác nhau. Thành phần các loại đường trong các loại
rau quả khơng hồn tồn giống nhau. Trong mơi trường nước, saccharose có thể
thủy phân thành hỗn hợp đường glucose và fructose (đường khử).

16


17


C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6
Saccharose

Glucose

Fructose

Khi đun nóng lâu ở nhiệt độ cao, đường trong rau quả bị caramen hóa và xảy ra phản ứng
tạo thành các chất melanoidin giữa đường và amino acid.
*Tinh bột: Tinh bột là nguồn dự trữ năng lượng của thức ăn. Tinh bột mỗi loại
rau quả có kích thước và hình dạng khác nhau. Tinh bột bị hồ hoá ở 62 – 73 oC. Thành
phần tinh bột của hạt chủ yếu là amylopectine.
Tinh bột có nhiều trong củ và hạt. Trong quả chín, ít chứa tinh bột (dưới 1%). Tinh bột
khơng có vị ngọt, khơng tan trong nước lạnh.
*Cellulose: Có trong phần vỏ như vỏ tế bào, vỏ hạt và mô nâng đỡ, cấu tạo mạch
thẳng liên kết bằng các phân tử đường glucose. Cellulose khó tiêu hố nhưng với một
lượng nhỏ sẽ có tác dụng thắt ruột thuận lợi cho quá trình tiêu hố. Trong q trình tồn trữ
cellulose ít bị biến đổi. Cellulose không tan trong nước. Cellulose giúp tăng cường độ

chắc cho nguyên liệu.
*Hemicellulose: là polysaccharid cao phân tử, cùng với cellulose tạo ra màng tế bào của
thực vật. Phần lớn hemicellulose không tan trong nước, trừ một số pentozan.
*Pectin: Pectin là hợp chất glucid cao phân tử có vai trị quan trọng trong q trình trao
đổi nước khi chuyển hố các chất và trong q trình chín của rau quả gồm hai dạng: dạng
hồ tan và dạng khơng hồ tan. Trong quả xanh có nhiều protopectin. Trong q trình
chín, một phần protopectin phân hủy và tạo thành pectin hòa tan.
*Chất đạm
Chất đạm phần lớn nằm trong rau ở dưới dạng protid, kèm theo một số amino acid và các
amide. Ngoài ra cịn có các nitrate và muối amon. Chất đạm cịn có trong thành phần của
glucose.
Protid có trong rau quả khơng nhiều, thường dưới 1%, trừ nhóm đậu và nhóm cải
khoảng 3,5 – 5,5 %. Mặc dầu có hàm lượng nhỏ, nhưng protid trong rau quả có ảnh
hưởng đến quá trình chế biến.
*Chất béo: Rau quả chứa rất ít chất béo 1%. Trong hạt có nhiều hơn 40%.
*Acid hữu cơ: Acid hữu cơ có trong rau quả dưới dạng tự do hay kết hợp. Trong rau quả
thường gặp acid malic (HOOC-CHOH-CH2-COOH), acid citric (HOOC-CH2-C(OH)
(COOH)-CH2-COOH), acid tactric (HOOC-(CHOH)2-COOH).
18


Các acid oxalic (HOOC-COOH), acid formic (HCOOH), acid succinic (HCOOC(CH)-COOH), acid benzoic (C6H5-COOH), acid salicylic (HOC6H4COOH) cũng có
nhưng hàm lượng rất thấp.
*Tanin
Chất tanin rất thường gặp trong rau quả. Làm cho rau quả có vị chát.
Trong quả chứa khoảng 0,1 – 0,2% tanin, cịn trong rau chứa ít hơn.
Casein C15H14O6 là điển hình của chất chát ngưng tụ.
Glucoside: Glucoside tan trong nước, dưới tác dụng của men hay acid, glucoside bị
thủy phân thành đường và các thành phần khác không phải đường gọi là aglucon.
Glucoside làm cho nguyên liệu có hương vị đặc trưng.

Các glucoside có ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm và chế biến là amidalin,
solanine, naringin và hesperidin.
Ngồi các glucoside trên, người ta cịn thấy trong quả có múi có citronin, trong mận, táo
có glucosuccinic acid.
Các chất màu
Rau quả chứa nhiều sắc tố khác nhau nên có màu sắc khác nhau. Các chất màu trong quả
gồm có 3 nhóm chính: chlorophyll, anthocyanin, carotenoid.
*Chlorophyll
Chlorophyll khơng tan trong nước.
Chlorophyll làm cho rau quả có màu xanh lá cây. Trong thực vật, Chlorophyll chiếm 1%
chất khô.
Trong phần xanh của thực vật có 2 loại chlorophyll
Chlorophyll A (C55H72O5N4Mg) chiếm 75%.
Chlorophyll B (C55H70O6N4Mg) chiếm 25%.
*Anthocyanin
Là nhóm sắc tố làm cho rau quả có nhiều màu khác nhau, từ đỏ đến tím. Về bản chất
hóa học, anthocyanin là glucosid khi bị thủy phân cho đường và anthocianidin.
Anthocyanin hòa tan trong nước dễ dàng và có tính sát trùng.
*Carotenoid: Carotenoid làm cho quả có nhiều màu khác nhau, từ vàng đến đỏ.
19


Phổ biến nhất là carotene, lycopen và xanthophyll.
Tỷ lệ giữa các carotenoid trong quả tùy thuộc loại nguyên liệu và điều kiện khí
hậu nơi trồng.
Carotene có 3 đồng phân.
Carotenoid khơng tan trong nước nhưng tan trong chất béo.
*Tinh dầu: là những chất bay hơi có hương thơm đặc trưng, trong rau quả nó tập trung ở
vỏ nhiều hơn.Các loại rau quả khác có hàm lượng tinh dầu thấp, khơng q 0,001%. Phần
lớn tinh dầu khơng tan trong nước và có tính chất sát trùng.

*Muối khống: Ngồi các hợp chất hữu cơ, trong rau quả cịn chứa cả muối khống. Hàm
lượng muối khoáng xác định bằng lượng tro. Trong hạt sen thường chứa các chất khoáng
như Ca, Fe, P, Mg, Mn, Cu,...
*Vitamin
Vitamin là yếu tố dinh dưỡng rất cần cho cơ thể người. Thực vật có khả năng tổng hợp
vitamin. Phần lớn các vitamin là các chất không bền.
Vitamin cơ bản được chia làm 2 nhóm: vitamin tan trong chất béo gồm A, K, D, E và
vitamin tan trong nước C, B, PP.
Hạt sen chứa rất ít vitamin C, nhiều vitamin B2, B6, carotene.
*Phytocid: Trong thực vật có nhiều chất mang tính chất sát trùng, người ta cịn gọi là
những chất kháng sinh thực vật hay phytocid. Nhiều loại rau quả chứa phytocid và có bản
chất hóa học khác nhau.
*Men: các q trình trao đổi chất và biến đổi hóa học xảy ra trong mô thực vật dưới tác
dụng xúc tác của các hệ thống men.
Theo A.I. Oparin, các men chứa trong chất nguyên sinh là men có tác dụng tổng hợp tạo
thành các chất phức tạp hơn, còn men ở trong dịch quả là men có tác dụng thủy
phân. Về mặt hóa học, men cấu tạo từ protid và ngồi protid có thể cịn các chất khác như
sinh tố.
Hoạt động của men phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của mơi trường. Độ pH tối thích của
men thay đổi tùy thuộc từng loại.
Trong mô thực vật các loại men sau: Men oxy hóa khử, phosphotase,
carbohydrase, phosphorylase.
20


* Khoáng: Trong rau quả các chất khoáng ở dạng nguyên tố kim loại liên kết với các hợp
chất hữu cơ cao phân tử như magie trong chlorophyll, phospho trong thành phần của
protein,... Cơ thể rất dễ hấp thu các chất khoáng ở dạng liên kết như vậy.
* Nước: Trong rau quả hàm lượng nước chiếm rất cao 70 – 90%. Nước chủ yếu ở dạng tự
do tới 80 – 90% trong dịch bào, phần còn lại trong chất nguyên sinh và gian bào. Ởmàng

tế bào nước liên kết với protopectine, hemicellulose và Cellulose, chỉ khoảng nhỏ
hơn 5% ở dạng liên kết trong các hệ keo của tế bào. Lượng nước phân bố không đều trong
các mô. Nước trong mô bào ít hơn trong nhu mơ.
Bảng 1.1. Thành phần hóa học của hạt sen
Thành phần

Đơn vị

Tính trên 100 gam

Nước

g

77,00

Năng lượng

kJ

372

Protein

g

4,13

Lipid

g

0,53

Tro

g

1,07

Carbohydrate

g

17,28

Canxi (Ca)

mg

44

Sắt (Fe)

mg

0,95

Magie (Mg)

mg

56

Phosho (P)

mg

168

Kali (K)

mg

367

Natri (Na)

mg

1

Kẽm (Zn)

mg

0,28

Đồng (Cu)

mg

0,094

Thành phần

Đơn vị

Tính theo 100gram

Mangan (Mn)

mg

0,621

Vitamin

mg

Vitamin C (ascorbic acid)

mg

0

Vitamin B6

mg

0,168

Vitamin B12

mcg

0

Vitamin A, IU

IU

13

Vitamin A, RAE

mcg_RAE

1

21


Retinol

Mcg

0

(Nguồn : USDA National Nutrient Database for Standard Reference, Release 9 (2006))

1.1.4. Sự biến đổi thành phần hóa học theo độ tuổi của sen
Trong tế bào sống không ngừng chuyển hóa và trao đổi chất nên thành phần hố học của
hạt sen khơng ngừng biến đổi trong suốt q trình phát triển của hạt. Nó phụ thuộc vào
giống, loại, độ già, điều kiện gieo trồng, chăm sóc, thời tiết thu hoạch và tồn trữ.
Sự thay đổi cấu trúc và cảm quan: lớp vỏ ngoài chuyển từ màu xanh của chlorophyll
thành màu nâu, trở nên cứng hơn.
Theo Trần Thị Kinh Như (2004) sự thay đổi thành phần hoá học của hạt sen theo thời gian
sinh trưởng như sau:
- Hàm ẩm: Hàm ẩm giảm trong quá trình già của hạt sen khoảng từ 90,65% (sau
5 ngày rụng cánh hoa) còn khoảng 30,64% (sau 25 rụng cánh hoa).Trong quá trình bảo
quản sau thu hoạch sự bốc hơi nước của hạt làm giảm khối lượng hạt, ảnh hưởng xấu đến
quá trình trao đổi chất, làm giảm tính trương nguyên sinh, làm héo. Sự héo lại làm tăng
quá trình phân huỷ các chất, phá huỷ cân bằng năng lượng, giảm sức đề kháng
của hạt.
- Protein: Lượng protein tăng suốt trong quá trình già của hạt sen từ khoảng
2,72g/100g (sau 5 ngày rụng cánh hoa) lên 18,14g/100g ( sau 25 ngày rụng cánh hoa).
- Vitamin C: Lượng vitamin C giảm rất mạnh trong quá trình gia của hạt sen từ
47 mg/100g ở giai đoạn hạt còn non và nó biến mất trong q trình hạt sen già.
- Lipid: Lượng lipid trong sen tăng trong suốt quá trình chín của hạt sen.
- Đường tổng số: Hàm lượng tổng số tăng dần nhưng không đồng đều từ khoảng
4,41g/100g mẫu ở giai đoạn hạt còn non lên khoảng 25,38g/100g mẫu trong giai
đoạn sen 25 ngày sau khi cánh hoa.
- Tinh bột: là thành phần quan trọng nhất của hạt sen, tăng suốt trong quá trình già của hạt
sen. Hàm lượng tinh bột sen tích luỹ ở sen 25 ngày khi sen rụng cánh hoa là
20,18g.
- Phospho: Hàm lượng phospho giảm dần, sen càng già hàm lượng phospho tích
luỹ càng ít.
- Kali: Lượng kali tăng dần khi sen rụng cánh hoa nhưng tới giai đoạn khoảng 20 ngày
sau khi rụng cánh hoa lượng kali lại giảm xuống còn khoảng 0,4g/100g.

22


- Canxi: Hàm lượng canxi tăng dần lên khoảng 0,018g/100g trong giai đoạn sen
25 ngày sau khi cánh hoa.
1.1.5. Công dụng của hạt sen
Các phần của cây sen đã được con người sử dụng hết từ củ sen đến ngó sen, lá
sen, hoa sen, gương sen, hạt sen và tâm sen. Ở Châu Á, cánh hoa sen dùng để trang trí cho
các món ăn, trong khi lá dùng để gói thức ăn. Cánh hoa, lá, và ngó sen có thể
dùng tươi. Trong khi nhụy sen có thể sấy khơ và làm trà. Tất cả các thành phần của cây
sen đều có thể làm thuốc được. Lá sen có tính lợi tiểu, có thể cầm máu, trị tiêu chảy, sốt
cao, trĩ và tiểu gắt.
Hạt sen dùng như một loại thức ăn: được rang hoặc làm kẹo để ăn trực tiếp, cho vào pate
để làm sauce và làm bánh trung thu cùng với quả hồ đào. Một số món ăn nấu từhạt sen:
Món Soup hạt sen và đậu đỏ, món tráng miệng chè hạt sen,...
Hạt sen dùng làm thuốc: Hạt sen có thể cắt nôn, làm dịu phản ứng co giật, điều trị bệnh
mất ngủ và đau tim.
Hạt sen được thu hoạch sau khi màu đầu hạt chuyển sang màu nâu (Larkcom, 1991). Hạt
sen thường được bảo quản bằng phương pháp truyền thống là sấy khô, phương
pháp này được áp dụng nhiều ở các nước trồng sen nhiều như Úc, Trung Quốc,
hay đóng hộp. Hiện nay phương pháp bảo quản lạnh và lạnh đông hạt sen cũng
được áp dụng trên nhiều nước.
1.1.6. Các sản phẩm giàu đạm ứng dụng trong thực phẩm
1.1.6.1. Whey protein (WP)
Whey protein là hỗn hợp protein bậc 4 được phân lập từ nước whey, sản phẩm phụ của
quy trình sản xuất phơ mai, có thể tiếp tục được chế biến thành dạng phun khô các sản
phẩm như whey protein concentrate chẳng hạn (WPC), whey protein isolate (WPI) hoặc
whey protein hydrolase (WPH). Các thành phần tiêu biểu của whey protein là beta –
lactoglobulin (~ 65%), alpha – lactalbumin (~ 25%) và serum albumin (~ 8%). Theo định
nghĩa từ bộ luật Liên bang Quy định, là chất lỏng thu được bằng cách tách coagulum khỏi

sữa hoặc kem từ quá trình làm pho mát. Trong quá trình làm pho mát, whey protein vẫn
còn trong giai đoạn huyết thanh chiếm khoảng 20% protein sữa. Trong sản xuất whey
protein isolate, một lượng chất béo và lactose bị loại bỏ, do đó những người khơng dung
nạp lactose có thể sử dụng an tồn những sản phẩm này [1]. Whey protein được sử dụng
rộng rãi như là các thành phần trong các sản phẩm thực phẩm khác nhau (sữa, thịt và sản
phẩm bánh mì) do chức năng và đặc tính dinh dưỡng của chúng. Nhiệt độ biến tính cao
23


của WPI cũng được cho là tăng khi bổ sung sorbitol, hiệu quả hơn bổ sung glycerol [2].
Đối với whey protein concentrate (WPC), sản phẩm lại được cho phép có khoảng nồng độ
protein dao động khá rộng từ 25% - 89% tổng khối lượng chất khơ. Nó có chứa lactose,
chất béo và một vài loại khoáng. Các dạng sản phẩm WPC có trên thị trường như:
WPC34, WPC5 , WPC6 , WPC75, WPC8 , trong đó hai chữ số cuối dùng để biểu thị giá
trị nồng độ protein Whey protein isolate (WPI) là sản phẩm whey protein tinh khiết nhất,
có chứa từ 90 – 95% protein, nó chứa rất ít chất béo hay đường lactose Ngoài ra hiện nay
với xu hướng phát triển xanh, đạm thực vật ngày càng được chú trọng nhiều hơn và có
nhiều sự sáng tạo trong nghiên cứu để đưa ra thị trường các sản phẩm bổ sung hàm lượng
protein từ thực vật. Vì vậy, nhóm lựa chọn hạt sen_loại hạt có tính mới mẻ trong việc làm
tăng hàm lượng protein bổ sung ở dạng chế phẩm cho sản xuất và có thể sử dụng như phụ
gia thực phẩm.
1.1.6.2. Bột dinh dưỡng giàu đạm từ đậu phộng (PPI)
Lạc chứa 26 – 29% protein với chất lượng dinh dưỡng tốt. Bột dinh dưỡng giàu đạm từ
đậu phộng được sử dụng cho các sản phẩm thực phẩm khác nhau tùy thuộc vào các đặc
tính chức năng của chúng (nhũ hóa, tạo hình) hoặc các đặc tính dinh dưỡng của chúng. Ở
các nước đang phát triển chúng cũng được sử dụng làm dinh dưỡng cho người để bổ sung
vào ngũ cốc, đồ uống và sữa tách béo. Bột dinh dưỡng giàu đạm từ đậu phộng có thể
được điều chế từ bánh đậu phộng đã khử chất béo hoặc bột bằng cách ngâm với dung dịch
đệm muối photphat cao (20 mMNa2HPO4, 2 mM KH2PO4, 5,4 mM KCl, M NaCl, pH
7,4), sau đó ly tâm và phần nổi phía trên được bổ sung với (NH4)2SO4 bão hòa đến 90%.

Sau khi ly tâm, phần nổi phía trên có thể được thẩm tách với nước cất qua đêm ở 4°C và
sau đó đơng khơ [3].
1.1.6.3. Bột dinh dưỡng giàu đạm đậu nành (SPI)
Chiết xuất protein đậu nành là một chiết xuất phổ biến. Nó có hàm lượng protein cao
khoảng 90%. Nó được làm từ bột đậu nành đã khử chất béo bằng cách loại bỏ hầu hết
chất béo và carbohydrate [4]. Đậu nành được nghiền thành dầu và bột đã khử chất béo.
Thức ăn này thường được sử dụng làm thức ăn gia súc, trong khi một lượng nhỏ hơn được
chế biến tiếp thành các thành phần thực phẩm bao gồm bột đậu nành, protein concentrate
và protein isolate [5]. Protein đậu nành thường được kết hợp với các thành phần thực
phẩm khác như vitamin, khoáng chất và hương vị để chế biến bột đậu nành [6]. Tiến bộ
của công nghệ trong thực phẩm đã dẫn đến sự phát triển của nhiều loại sản phẩm đậu
nành như sản phẩm cô đặc, cô lập và ép đùn, do đó dẫn đến việc phát triển các khu vực về
24


kỹ thuật trên thế giới ngày càng sử dụng nhiều hơn Việc sản xuất bột dinh dưỡng giàu
đạm từ đậu nành liên quan đến việc hòa tan protein và carbohydrate ở pH trung tính hoặc
kiềm và thu hồi protein hịa tan, bằng cách tách và rửa ,trung hòa trước khi sấy [6]. Ba
bước liên quan đến quá trình chế biến bột protein đậu nành (SPI) là (1) Các mảnh đậu
nành được trộn với nước trong điều kiện kiềm (pH 6,8 – 10 ở 27 – 66°C sử dụng natri
hydroxit và các chất kiềm khác được chấp nhận cho thực phẩm được sử dụng) protein và
các oligosaccharide có thể hịa tan vào dung dịch. Dung dịch protein sau đó được tách
khỏi phần cặn khơng hịa tan bằng cách ly tâm, (2) phần nổi phía trên có chứa protein và
đường sau đó được axit hóa đến pH đẳng điện 4,5 (trong đó độ hòa tan của protein là nhỏ
nhất), sử dụng axit clohydric (HCl). Điều này dẫn đến sự kết tủa của protein dưới dạng
sữa đơng, (3) độ hịa tan của protein kết tủa được phục hồi bằng cách trung hòa đến pH
kiềm 6,5 – 7,0 sau khi pha loãng lại với nước hoặc phun khơ ở dạng axit của nó và đóng
gói trong túi giấy nhiều lớp.
1.2. Tổng quan về enzyme amylase
1.2.1. Giới thiệu

Amylase là một enzyme có ý nghĩa về mặt sinh lý, thương mại và lịch sử còn được gọi là
diastase. Enzyme này có ở cả thực vật và động vật, amylase được tinh sạch từ malt vào
năm 835 bởi Anselme Payen và Jean Persor.
Amylase thuộc nhóm enzyme thủy phân, xúc tác sự phân giải liên kết glucoside nội phân
tử trong các polysaccharide với sự tham gia của nước. Amylase thủy phân tinh bột,
glycogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin hạn chế [7].
Amylase trong nước bọt còn được gọi là ptyalin. Trong nước bọt của người có loại
enzyme amylase này. Ptyalin bắt đầu thủy phân tinh bột từ miệng và q trình này hồn
tất ở ruột non nhờ enzyme amylase của tuyến tụy mà đơi khi cịn được gọi là amylopsin.
Amylase của malt thủy phân tinh bột lúa mạch thành disacharide làm cơ chất cho quá
trình lên men bởi nấm mốc [8].
Amylase phân bố rộng rãi trong tự nhiên và là một trong những loại enzyme được ứng
dụng rộng rãi nhất trong công nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là
trong các ngành công nghiệp thực phẩm để làm lỏng tinh bột [9]. Amylase được thu nhận
từ hạt nảy mầm, nấm mốc, nấm men, vi khuẩn. Trong đó amylase được thu nhận từ malt
với số lượng nhiều nhất, chủ yếu dùng trong sản xuất bia [9].
Tính chất của enzyme amylase
Tinh bột bị thủy phân trong suốt quá trình nảy mầm của hạt ngũ cốc nhờ vào hoạt động
25