BÁO CÁO CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PREBIOTIC

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT PREBIOTIC
GVHD : PGS.TS. Hồ Phú Hà
SVTH : Nguyễn Thị Thương - 20103610
Lê Hồng Nhung-20103758
Mai Tuấn Vũ-20103
Lớp : KTTP 1,2 – K55

Nội Dung
1
2
3
4
Tổng quan về prebiotic
Quy trình công nghệ sản xuất
Ứng dụng của prebiotic trong
thực phẩm
Kết luận
Tổng quan

• Prebiotic là nguồn thức ăn cho probiotic.
• Nhờ có prebiotic mà vi sinh hữu ích có điều kiện phát triển mạnh mẽ hơn,
do đó cải thiện hệ tiêu hóa cho vật chủ
• Prebiotic chủ yếu là Oligosaccharides
• Các Oligosaccharide này không được thủy phân trong ruột non nên còn
được gọi là chất xơ

Nguồn gốc
• Prebiotic có nhiều trong sữa mẹ (Sữa mẹ có 15-23g/l
prebiotic trong sữa non và 8-12g/l prebiotic trong sữa
thường).
• Những nguồn thức ăn có chứa prebiotic thường gặp là
đậu nành, yến mạch thô, lúa mì nguyên cám và lúa mạch
nguyên cám, hành, chuối, tỏi, a-ti-sô, nho
Lợi ích
Prebiotic
Bảo vệ
đường
ruột
Phòng
tránh rỗi
loạn tiêu
hóa cho trẻ
em
Tăng khả
năng hấp
thụ dưỡng
chất
Tăng khả
năng miễn
dịch
www.PowerPointDep.net
Tiêu Cực
Tiêu thụ một lượng lớn (>
20g) inulin mỗi ngày có
thể gây tình trạng nhuận
tràng

Đường có nguồn gốc từ
FOS có thể kích thích sự
tăng trưởng của vi khuẩn
Klebsiella – vk đường ruột
Prebiotic có tác dụng
khác nhau lên các đối
tượng khác nhau
Xylo-oligosaccharides (XOS)
Mano-oligosaccharides (MOS)
Galacto-oligosaccharides (GOS)
Fructo-oligosaccharides (FOS)
Phân loại prebiotic
• Hiện nay có khoảng ≥ 20 loại prebiotics, tuy nhiên các loại sau
được nghiên cứu nhiều nhất :
Inulin/Fructo-oligosaccharides
(FOS)
• FOS: là một prebiotic có
nguồn gốc từ thực vật.
• FOS hiện diện trong nhiều loại
thực phẩm như măng tây,
chuối, yến mạch, tỏi, atisô và
rau diếp xoăn nhưng hàm
lượng lại khá thấp.
• Được chia thành 2 loại:
- FOS có cấu trúc mạch ngắn
được gọi là oligofructose.
- FOS có cấu trúc mạch dài
được gọi là inulin.

Galacto-oligosaccharides

(GOS)
• GOS: là một prebiotic có
nguồn gốc từ động vật.
• GOS được chiết xuất từ
lactose có trong sữa bò, dê
• Cấu trúc hóa học của GOS
bao gồm galactose và
lactose liên kết với nhau
Công nghệ sản xuất Prebiotic
Phương pháp vật lý : tách chiết trực tiếp olygosaccharide từ thực vật
• Olygosaccharide từ đậu nành.
• Inulin từ chicory.
• Tinh bột bền từ ngô.
Phương pháp hóa học: chuyển hóa có xúc tác từ cacbohidrat
• Lactoluse từ quá trình đồng hóa lactose trong môi trường kiềm.
• Lactiol từ quá trình hidro hóa lactose.
• Agro - olygosaccharide từ thủy phân axit hidroclohidric,axit citric.
Phương pháp enzim
• Thủy phân có kiểm soát polysaccharide tự nhiên có thêm quá trình sắc kí để
tinh sạch prebiotic.
• Glycosyl hóa sử dụng enzim thủy phân có thể thêm sắc kí cho quá trình tinh
sạch prebiotic.

Sản xuất GOS thương mại

• GOS được sản xuất thương mại bằng phương pháp enzim, bởi hoạt
tính transgalactosyl của β-galactosidase sử dụng cơ chất lactose.

• β-galactosidase là 1 lactase từ đậu được dùng để thủy phân lactose

trong sản phẩm sữa hoặc trong y học.
• β-galactosidase có thể được tách ra từ thực vật như đào, mơ, hạnh;
động vật từ ruột, não, mô da; vi sinh vật như nấm men, vi khuẩn,
nấm mốc.

• Đặc tính của enzim phụ thuộc vào nguốn gốc, nhiệt độ, PH

• Một số chủng được công nhận là an toàn đối với thực phẩm như:
các lactase từ nấm men (Kluveromyces lactics) , nấm
mốc(Aspergillus oryzae), vi khuẩn ( Cicrulans Bacillus).

Một số loài VSV được sử dụng trong
sản xuất GOS thương mại
Quy trình sản xuất GOS
• Nguyên liệu sản xuất GOS thương mại là dung dịch lactose được chiết xuất
từ whey có nồng độ cao từ 20-40% (w/v).

• Kĩ thuật sản xuất GOS có thể dùng enzim tự do để sản xuất theo mẻ, hoặc
liên tục.

• Dung dịch sau khi phản ứng được đem đi khử màu, khử khoáng bằng
phương pháp trao đổi ion hay dùng than hoạt tính.

• Quá trình tinh sạch oligosaccharide có thể thực hiện để thu được sản phẩm
có hàm lượng GOS cao hơn, pp sắc kí hay lọc nano được sử dụng để loại
bỏ đườg đơn và đường đôi

• Dung dịch cô đặc bằng nhiệt đến 67- 75% chất khô để sản xuất GOS dạng
syrup hay đến 50% chất khô và được sấy phun để sản xuất GOS dạng bột
có 3-4% ẩm.

• GOS thương mại không có quá trình tinh sạch là hỗn hợp của
oligosaccharide 55% còn lại là lactose, glucose, glactose.


Đặc tính công nghệ GOS
Đặc tính
Yêu cầu
Trạng thái
Trong
thực phẩm không màu
Vị
Có
vị ngọt khoảng 0,3-0,6 lần độ ngọt của sucrose
Độ hòa tan
C
ó độ hòa tan cao, khi tan trong nước tạo dung
dịch
nh
ư syurp
Tính bền
Ổn
định ở nhiệt độ cao và PH rộng
Vd
: Không bị thay đổi khi xử lí nhiệt 160 độ C trong
10
phút
, ở PH trung tính
Khả năng giữ ẩm
Khả

năng giữ ẩm cao, không bị thủy phân bởi
quá
trình
lên men của nấm men và nướng bánh
Giảm
hoạt độ của nước, giảm sự tạo màu do phản
ứng
Mallard

Khả năng chống sâu răng
Ch
ống lại sự phân giải của nước bọt không bị vi
sinh
vật
trong miệng sử dụng.
Khả năng kết hợp với probitic
Để
tạo thành synbiotic
Các yếu tố ảnh hưởng
• Mỗi enzim có nhiệt độ và PH tối thích khác
nhau. PH: 4-9 , nhiệt độ :40-95 độ C
Nhiệt độ và PH
Nồng độ enzim
• Ở thời điểm ban đầu lượng GOS tạo thành
chậm và tăng nhanh. Sau đó GOS tạo thành
cực đại và giảm dần theo thời gian
Thời gian
• Khi tăng nồng độ đường lactose lượng
GOS tổng hợp tăng,lactose đạt đến giới
hạn tối đa, GOS không tằng

Nồng độ lactose
Nồng độ đường
glucose và galactose
• Sự có mặt của các đường đơn ảnh hưởng
không tốt đến quá trình hình thành GOS và
giảm lượng GOS
• Khi nồng độ enzim tăng lượng GOS tổng
hợp tăng
Sản xuất FOS
• Có 2 phương pháp sản xuất FOS :
 Tách chiết thủy phân
 Phương pháp tổng hợp.

• Mỗi phương pháp sẽ cho sản phẩm là hỗn hợp
oligolsaccharide có mức độ polymer hóa (DP)
khác nhau.
Phương pháp tách chiết thủy phân
• Để sản xuất FOS dùng phương pháp này sẽ thu được 2 loại là
inulin và oligofructose.
Quá trình sản xuất inulin: từ củ
chicory, sau đó khuy ếch tán hơi
nước nóng được sử dụng tách
chiết inulin từ rễ. Sản phẩm thu
được sẽ được tinh sạch và sấy
Quá trình sản xuất
oligofructose: là bước tiếp theo
của quá trình chiết tách inulin.
Quá trình này chính là quá
trình thủy phân inulin thu được
từ enzim endoinulinase

Phương pháp tổng hợp
• Sử dụng enzim β-fructofuranosidase ( tồn tại trong vi sinh vật và
thực vật) để chuyển hóa sucrose thành FOS. Sản phẩm thu được là
các hỗn hợp GF2( kestose), GF3 ( nystose), GF4 ( fructosylnystose).

• Quá trình sắc kí có thể tiến hành sau đó để thu được FOS có độ tinh
sạch cao.

• Để tiến hành phản ứng với enzim người ta tiến hành 1 trong 2 cách:
1. Lên men theo chu kì với enzim tự do
2. Lên men liên tục với enzim cố định hoặc tế bào cố định.

Các yếu tố ảnh hưởng
enzym
• Nguồn enzim khác nhau thì FOS tạo thành khác.
• Nồng độ enzim
N hiệt độ
• Nhiệt độ tối ưu : 50-60 °C

PH
• PH tối ưu: 5-6
Tuy nhiên giá trị này thay đổi phù thuộc vào từng loại enzim
Đặc tính công nghệ
• Ngoài những đặc tính công nghệ như GOS như khả năng giữ
ẩm, làm giảm hoạt độ nước, giảm khả năng chống sâu răng…
FOS có những đặc tính khác sau :
Trạng thái

• Sản phẩm bột màu
trắng

• Không mùi
Vị của FOS
• Có vị ngọt. độ ngọt
thay đổi theo mức DP
của FOS.

• Inulin mạch dài
(DP~25) không có vị
ngọt, mạch ngắn ngọt
khoảng 0,1. ScFOS (
DP~ 3,7) có độ ngọt
0,4-0,6. Oligofrutose
(DP~4,5) có độ ngọt
0,3 so với surcose
Độ hòa tan trong nước
• Thay đổi theo DP
của nó.

• Ở nhiệt độ phòng
inulin tan được tối
đa trong nước là
10%, và
oligofructose có thể
tan tới 85% với độ
nhớt thấp.
Ví dụ về sản xuất FOS từ mía