Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung

Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung

VIỆN ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đề tài :
XÂY DỰNG QUY TRÌNH THU NHẬN PROTEIN TỪ CÁM GẠO LÀM
THỰC PHẨM BỔ SUNG

Giáo viên hướng dẫn : TS. Nguyễn Thị Mai Phương
Sinh viên thực hiện

: Đỗ Hoàng Hiệp

Lớp

: CNSH - 1101

Hà Nội - 5/2015

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18


Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung

LỜI CÁM ƠN

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Nguyễn Thị Mai Phương, Viện Công
nghệ Sinh học - người đã hướng dẫn, định hướng nghiên cứu và tận tình giúp đỡ em

trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu tại Viện Công nghệ sinh học.
Em cũng xin gửi lời cám ơn tới toàn thể cán bộ phòng Hóa sinh Thực vật, Viện
Công nghệ sinh học và cán bộ nghiên cứu Trần Thị Nhung đã tận tình giúp đỡ, chia
sẻ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực tập.

Hà nội, ngày 26 tháng 05 năm 2015
Sinh viên
Đỗ Hoàng Hiệp

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18


Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Kí hiệu

Tên đầy đủ

AUC

Axit axetic, urea, cetyltrimethylammonium bromide

PBs

Protein dự trữ

SDS

Sodium dodecyl sulfate

NL

Nguyên liệu

kDa

Kilo Dalton

EtOH

Ethanol

ESI

Khả năng tạo nhũ tương

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18


Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung
DANH MỤC CÁC BẢNG

Tên bảng

Trang

Bảng 1.1 Thành phần axit amin trong protein cám gạo

6

Bảng 1.2 So sánh thành phần axit amin trong protein cám gạo, đậu

7

nành và casein
Bảng 1.3 Phương pháp chiết kiềm để thu nhận protein cám gạo

01

Bảng 1.4 Phương pháp thu nhận protein cám gạo sử dụng enzym

11

Bảng 1.5 Phương pháp thu nhận protein cám gạo sử dụng quá trình

13

vật lí
Bảng 1.6 Phương pháp thu nhận protein cám gạo sử dụng nước
trong điều kiện đặc biệt

14

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu dinh dưỡng của các mẫu cám gạo

20

Bảng 3.2 Hàm lượng và hiệu suất protein thu được từ quy trình

36

Bảng 3.3 Hàm lượng nito hòa tan của mẫu protein

37

Bảng 3.4 Khả năng tạo bọt của protein quy trình 3a
Bảng 3.5 Khả năng tạo nhũ tương của protein quy trình 3b và
protein Trung quốc tại OD500

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18

38
39


Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ BIỂU ĐỒ
Tên hình

Trang

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nồng độ enzym đến khả năng thủy phân cám

22

gạo của Termamyl
Hình 3.2 Ảnh hưởng của pH đến khả năng thủy phân cám gạo của

22

Termamyl
Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thủy phân tinh bột

23

của Termamyl
Hình 3.4 Ảnh hưởng của thời gian đến khả năng thủy phân cám gạo
của Termamyl

24

Hình 3.5 Sản phẩm protein quy trình 1

24

Hình 3.6 Quy trình thu nhận protein từ cám gạo (1)

25

Hình 3.7 Sản phẩm protein quy trình 2

26

Hình 3.8 Quy trình thu nhận protein từ cám gạo (2)

27

Hình 3.9 Sản phẩm protein quy trình 3

28

Hình 3.10 Quy trình thu nhận protein từ cám gạo (3)

29

Hình 3.11 Sản phẩm protein quy trình 4

30

Hình 3.12 Quy trình thu nhận protein từ cám gạo (4)

31

Hình 3.13 Sản phẩm protein quy trình 5

32

Hình 3.14 Quy trình thu nhận protein từ cám gạo (5)

33

Hình 3.15 Sản phẩm protein quy trình 6

34

Hình 3.16 Quy trình thu nhận protein từ cám gạo (6)

35

Hình 3.17 Thí nghiệm xác định độ tạo bọt của protein quy trình 3a

38

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18


Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung
MỤC LỤC

MỞ ĐẦU ....................................................................................................... 1
PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ............................................................ 2
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁM GẠO ................................................................ 2
1.2 PROTEIN CÁM GẠO ............................................................................. 2
1.2.1 Thành phần protein cám gạo .......................................................... 3
1.2.2 Phân loại protein cám gạo .............................................................. 3
1.2.3. Các tính chất dinh dưỡng .............................................................. 5
1.2.4. Các tính chất chức năng ................................................................ 7
1.2.5 Tính tan của protein cám gạo ......................................................... 7
1.2.6 Khả năng tạo bọt của protein cám gạo .......................................... 7
1.2.7 Khả năng tạo nhũ tương ................................................................. 8
1.3 TÁCH CHIẾT PROTEIN TỪ CÁM GẠO ............................................... 8
1.3.1 Những thách thức của việc tách chiết protein từ cám gạo .............. 8
1.3.2 Phương pháp thu nhận protein cám gạo sử dụng kiềm ................... 9
1.3.3 Các tác nhân phá hủy liên kết ...................................................... 10
1.3.4 Phương pháp thu nhận protein sử dụng dung môi ........................ 11
1.3.5 Phương pháp thu nhận protein sử dụng enzym............................. 11
1.3.6 Phương pháp chiết sử dụng quá trình vật lí .................................. 12
1.3.7 Phương pháp thu nhận protein sử dụng nước trong điều kiện đặc
biệt ....................................................................................................... 13

1.4 ỨNG DỤNG CỦA PROTEIN CÁM GẠO ............................................ 14
1.5 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU PROTEIN CÁM GẠO Ở VIỆT NAM ........... 15
PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........... 16
2.1 NGUYÊN LIỆU ..................................................................................... 16
2.2 HÓA CHẤT ........................................................................................... 16
2.3 PHƯƠNG PHÁP .................................................................................... 16
2.3.1 Phương pháp xác định độ ẩm ....................................................... 16
2.3.2 Phương pháp xác định gluxit tổng số ........................................... 16
2.3.3 Phương pháp xác định lipit tổng số .............................................. 17
2.3.4 Phương pháp loại dầu cám ........................................................... 18

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18


Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm thực phẩm bổ sung
2.3.5 Phương pháp xác định protein ..................................................... 18
2.3.6 Phương pháp xác định hàm lượng protein .................................... 18
2.3.7 Phương pháp xác định hàm lượng nitơ hòa tan của chế phẩm thu
được ..................................................................................................... 18
2.3.8 Phương pháp xác định độ tạo bọt ................................................. 19
2.3.9 Phương pháp xác định độ tạo nhũ tương ...................................... 19
PHẦN 3 : KẾT QUẢ .................................................................................. 20
3.1 XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU DINH DƯỠNG CỦA CÁM GẠO ..... 20
3.2 NGHIÊN CỨU LOẠI BỎ TINH BỘT TRONG CÁM GẠO SỬ DỤNG
CÁC ENZYM CÔNG NGHIỆP ................................................................... 20
3.2.1 Nghiên cứu loại bỏ tinh bột sử dụng α-amylase (Termamyl) ....... 21
3.3 XÂY DỰNG QUY TRÌNH THU NHẬN PROTEIN CÓ HIỆU QUẢ TỪ
CÁM GẠO Ở QUY MÔ PHÒNG THÍ NGHIỆM ........................................ 24
3.3.1 Quy trình 1................................................................................... 24
3.3.2 Quy trình 2................................................................................... 26

3.3.3 Quy trình 3................................................................................... 27
3.3.4 Quy trình 4.................................................................................. 30
3.3.5 Quy trình 5................................................................................... 32
3.3.6 Quy trình 6................................................................................... 34
3.4 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PROTEIN CỦA CHẾ PHẨM THU ĐƯỢC
..................................................................................................................... 35
3.5 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITƠ HÒA TAN CỦA CHẾ PHẨM
PROTEIN THU ĐƯỢC ............................................................................... 36
3.6 XÁC ĐỊNH ĐỘ TẠO BỌT CỦA CHẾ PHẨM PROTEIN THU ĐƯỢC 37
3.7 XÁC ĐỊNH ĐỘ TẠO NHŨ TƯƠNG CỦA CHẾ PHẨM THU ĐƯỢC . 38
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ........................................................................ 40
Kết luận........................................................................................................ 40
Đề nghị......................................................................................................... 40

Đỗ Hoàng Hiệp- 1101-K18


MỞ ĐẦU
Cám gạo là một sản phẩm phụ của quá trình chế biến gạo, một sản phẩm phụ
nông nghiệp rất dồi dào, giá thành rẻ và có giá trị kinh tế thấp. Cám gạo có chứa
một lượng protein từ 12-20% với chất lượng dinh dưỡng khá cao, bao gồm 37% tan
trong nước, 31% hòa tan trong muối, 2% hòa tan trong cồn và 27% hòa tan trong
chất kiềm protein lưu trữ. Các nghiên cứu đã chứng minh protein cám gạo là protein
thực vật có giá trị dinh dưỡng cao và có các ứng dụng đặc biệt trong trong thực
phẩm và dược phẩm. Đặc tính quan trọng nhất của protein cám gạo là không gây dị
ứng và có hoạt tính chống ung thư. Vì thế, nó được xem là một protein lương thực
cao cấp có ứng dụng trong hàng loạt các lĩnh vực như chăn nuôi, thực phẩm chức
năng, thực phẩm dinh dưỡng, mỹ phẩm làm đẹp và y học.
Mặc dù đã có rất nhiều nghiên cứu về thu nhận và sử dụng protein cám gạo.
Tuy nhiên, tính đến nay protein cám gạo vẫn chưa có sẵn trên thị trường thương

mại. Lý do chính của những hạn chế này là vì phương pháp tách chiết protein chưa
được tối ưu. Việt Nam là nước sản xuất gạo đứng thứ hai trên thế giới (số liệu năm
2014) nên nguồn nguyên liệu cám gạo cho mục đích tách chiết và dẫn xuất protein
là vô cùng phong phú. Vấn đề đặt ra ở đây là việc phải xây dựng một quy trình tách
chiết protein cám gạo tối ưu và đạt hiệu quả để thu nhận được sản phẩm có độ tinh
sạch cao, an toàn cho người sử dụng với giá thành hợp lý.
Đề tài khóa luận: “Xây dựng quy trình thu nhận protein từ cám gạo làm
thực phẩm bổ sung ” được thực hiện trên cơ sở đặt hàng nghiên cứu của Công ty
trách nhiệm hữu hạn Đông Dương nhằm mục đích đưa ra được quy trình thu
nhận protein từ cám gạo hiệu quả, có độ sạch ≥ 60% ở quy mô phòng thí
nghiệm, làm cơ sở cho việc sản xuất protein cám gạo ở quy mô lớn hơn để làm thực
phẩm bổ sung.

Page | 1
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


PHẦN 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁM GẠO
Sản lượng gạo trên thế giới năm 2008 là khoảng 661 triệu tấn và tương ứng có
66 triệu tấn cám gạo được sản xuất như một sản phẩm phụ của xay xát lúa gạo. Cám
gạo thường không được tiêu thụ như là thực phẩm vì có chứa hàm lượng chất xơ
cao và có lớp vỏ bị nhiễm bẩn . Nó cũng bị hạn chế ứng dụng trong thực phẩm do
sự phát triển nhanh chóng của vi sinh vật gây ôi hỏng, thông qua sự kích thích hoạt
động của các lipase trong cám khi xay xát đã thủy phân glycerit thành axit béo [17].
Nhờ có sự phát triển về kĩ thuật chế biến, một phần trăm nhỏ của cám gạo đã có thể
được sử dụng như một sản phẩm thực phẩm thương mại. Tuy nhiên, cám gạo phần
lớn vẫn chỉ được sử dụng trực tiếp như là một thành phần trong thức ăn gia súc.
Cám gạo rất giàu protein, chất béo, thành phần chất xơ, vitamin, và chất
khoáng [6]. Các thành phần của cám gạo là 15-22% chất béo, 34,1-52,3%

carbonhydrate, 7-11,4% chất xơ, 6,6-9,9% tro, 8-12% độ ẩm, protein và 10-16%
chất dinh dưỡng.
Sự phát triển của các sản phẩm giá trị gia tăng mới từ cám gạo đòi hỏi chúng ta
phải nắm rõ được thông tin, đặc tính, đặc điểm của cám gạo để có thể phát triển các
phương pháp khai thác tốt nhằm đến các ứng dụng thực tiễn.
1.2 PROTEIN CÁM GẠO
Hầu hết các protein có trong hạt lúa đều được tìm thấy trong thành phần cám
[33]. Protein trong cám gạo chủ yếu là các protein dự trữ như albumin, globulin,
prolamin và glutelin. Chúng được đánh giá cao về giá trị dinh dưỡng và có tính
năng tương đương với những protein ngũ cốc khác.
Việc chiết xuất protein cám gạo được coi là rất khả thi, đặc biệt khi nguồn
nguyên liệu cung cấp là rẻ tiền và rất dồi dào. Các protein này có thể được đưa vào
giúp gia tăng giá trị dinh dưỡng và khả năng ứng dụng của thực phẩm. Vì thế, nhu
cầu sản phẩm ngày càng tăng.
Protein cám gạo đã được công nhận là có nguồn dinh dưỡng vượt trội so với
các protein khác, do nó có khả năng không gây dị ứng và chống ung thư.

Page | 2
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Mặc dù tiền năng dinh dưỡng và giá trị dược phẩm của protein cám gạo đã
được công nhận nhưng còn rất ít protein cám gạo được tách chiết. Vì thế,chúng vẫn
chưa có sẵn trên thị trường thương mại [3]. Hiện nay, có rất nhiều phương pháp
tách chiết protein cám gạo được đưa ra nhưng phần lớn vẫn chưa đạt hiệu quả kinh
tế khả thi để có thể sản xuất protein cám gạo thương mại.
Một số quy trình chiết xuất protein cám gạo với hiệu suất từ 30-50% sử dụng
kiềm ở pH 7-12 đã được đưa ra [10,23]. Tuy nhiên, chỉ khi có sự kết hợp tách chiết
của các chất như NaCl, ethanol 80%, NaOH 0,1M và AUC (axit axetic, urea, và
cetyltrimethylammonium bromide) thì hiệu suất thu nhận mới đạt tới 90% [14].

1.2.1 Thành phần protein cám gạo
Trong ngũ cốc như gạo có 2 loại protein chính là enzym và protein dự trữ.
Cám gạo có chứa một số loại lipase có vị trí nhận biết và cắt đặc hiệu ở vị trí 1,3
triacylglycerol.
Ngoài lipase, cám gạo có chứa amylase, catalase, acid ascorbic oxidase,
cytochrome oxidase, lipoxygenases, polyphenol, dehydrogenase và esterase. Một số
trong số chúng ảnh hưởng đến sự oxy hóa gây ra sự ôi thiu của cám.
Protein dự trữ đóng vai trò như là một nguồn cung cấp nitơ, carbon và lưu
huỳnh cho hạt. Chúng được bao bọc trong lớp tế bào dày đặc và được gọi là các thể
protein (PBs). Ở lúa, có hai loại thể protein khác nhau về hình thái: thể protein hình
cầu với tầng lớp đồng tâm và thể protein không đều được quan sát thấy trong quá
trình tích lũy của sự phát triển hạt giống. Các thể protein hình cầu được mô tả như
là tế bào chất và được bao bọc bởi một lớp màng kép trái ngược với thể protein
không đều và bài tiết vào không bào [23]. Rất nhiều trong số các thể protein này có
thể được quan sát thấy, đặc biệt là trong lớp dưới của aleurone [38].
1.2.2 Phân loại protein cám gạo
Otterburn [27] đã phân loại cám gạo thành 4 loại sau: albumin, globulin,
glutelins và prolamins, tương ứng tan trong các dung dịch nước, muối, cồn và
kiềm.
Sự phân bổ của các thành phần protein trong cám gạo khác nhau tùy theo
từng giống lúa. Cagampang et al. [7] cho thấy protein cám gạo chứa 37% albumin,

Page | 3
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


36% globulin, 5% prolanin và 22% glutelin. Một nghiên cứu gần đây của Hamada
[14] đã báo cáo có các thành phần protein cám gạo trung bình bao gồm thành phần
của albumin 34%, globulin 15%, prolanin 6%, và glutelin 11%. Trong khi nghiên
cứu của Abediyi et al. [2] lại cho thấy một giống lúa Nhật Bản có chứa albumin

37%, globulin 31%, prolamin 2% và glutelin 27%. Dựa trên các số liệu đã đưa ra có
thể thấy rằng thành phần albumin và prolamin trong protein cám gạo chiếm trung
bình khoảng 34% và 4% trong khi giá trị trung bình của thành phần globulin và
glutelin chiếm trong khoảng 15-26% và 11-27%.
Albumin
Albumin có trong gạo chiếm khoảng 34% cám gạo. Giống như các albumin
khác, chúng được đông tụ bằng cách gia nhiệt và dễ dàng tan trong nước do có sự
hiện diện đầy đủ của điện tích và thiếu cầu nối disulfide liên kết ngang.
Albumin là một protein cám gạo lớn và có tính năng đặc biệt. Tuy nhiên,
việc thu nhận albumin tinh khiết từ cám gạo là một công việc đầy thử thách. Điều
này là do thực vật có chứa một lượng muối nhất định, vì thế albumin và globulin
luôn được chiết suất cùng với nhau. Kết quả là để có được protein albumin tinh
khiết cho các ứng dụng đặc biệt và để xác định các thuộc tính của nó phải thực hiện
các bước tinh sạch phức tạp như kết tủa lặp lại, siêu ly tâm hay thẩm tách.
Globulin
Globulin có trong gạo giàu lưu huỳnh, chiếm khoảng 15-26% tổng số protein
có trong cám gạo. Protein này không chứa lysine nhưng có một lượng tương đối cao
cystine và methionine [22]. Chúng dễ dàng hòa tan trong dung dịch nước muối.
Globulin gạo bao gồm các chuỗi polypeptide có kích thước khác nhau được ổn định
bởi cầu nối disulfide nội chuỗi [14]. Polypeptide 25 kDa là thành phần chủ yếu của
globulin gạo [22].
Wei et al. [42] đã chỉ ra rằng thành phần globulin từ hạt gạo không có khả
năng chống oxy hóa đáng kể, tuy nhiên khi thủy phân với pepsin thì peptide từ
globulin cám gạo lại có hoạt tính này.
Prolamin
Trong hạt gạo có chứa prolamin, là một protein hòa tan trong rượu và trong cám
gạo thành phần của nó chỉ có khoảng 4%, là thành phần nhỏ nhất trong số các

Page | 4
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18

protein dự trữ. Chúng có thể hòa tan trong ethanol 60-70% và không tan hoặc gần
như không tan trong nước, nhưng dễ dàng hòa tan trong axit hoặc kiềm [34]. Như
vậy, việc chiết xuất prolamin từ cám gạo không phải là vấn đề trọng yếu bởi thành
phần của nó rất thấp và khả năng đồng chiết xuất với các protein hòa tan trong kiềm
của nó.
Prolamin gạo chứa các polypeptide có khối lương phân tử khoảng 12-17 kDa
[28]. Có hai nhóm polypeptide chính trong prolamin gạo là nhóm 15,5 kDa và
nhóm 14,2 kDa.
Glutelin
Glutelin là thành phần chính của hạt gạo, chiếm khoảng 11-27% tổng số
protein trong cám gạo [26,32]. Do có chứa các cầu nối disulfide và bị đường hóa
[14] nên protein này khó hòa tan và khó chiết xuất.
Trong nghiên cứu của Hamada [14], glutelin đã được thu nhận có khối lượng
phân tử cao từ 45-150 kDa, cấu trúc vòng, khi cám gạo được chiết với NaOH
0,1M. Glutelin được cho là chất có khối lượng phân tử cao và khó thủy phân. Khi
sử dụng một dung dịch kiềm mạnh NaOH 0,1M để chiết xuất thì xuất hiện 2 phân
nhóm chính của glutelin là các α-polypeptide với khối lượng phân tử 34-39 kDa, và
các β-polypeptide vói khối lượng phân tử 21-23kDa. Tuy nhiên việc sử dụng chất
kiềm mạnh không được khuyến cáo để chiết xuất protein.
1.2.3. Các tính chất dinh dưỡng
Protein cám gạo được xem là ít gây dị ứng và có hoạt tính chống ung
thư.Protein này được báo cáo là có hoạt tính chống ung thư thông qua việc làm
chậm sự phát triển của khối u hoặc tế bào ung thư [18]. Trong nghiên cứu này,
protein cám gạo được chiết xuất bằng kiềm có khối lượng phân tử lớn hơn 0,5 kDa
đã thể hiện hoạt tính gây chết tế bào ung thư 3T3 và không ảnh hưởng đến tế bào
bình thường. Ngoài ra, Shoji et al. [36] cho rằng protein cám gạo 57 kDa có khả
năng kết dính tế bào ung thư phổi chuột Lewis. Protein cám gạo này có tiềm năng
như một tác nhân chống ung thư vì kết dính tế bào ung thư liên quan đến việc phòng

chống sự phát triển của tế bào ung thư, xâm lấn và di căn.

Page | 5
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Protein cám gạo cũng có chứa các axit amin quan trọng (lysine, histidine,
arginine, threonine, glycine, cystine, valine, methionine, isoleucine, leucine,
tyrosine, phenylalanine) (Bảng 1) cần thiết cho dinh dưỡng. Theo Wang et al. [41],
các axit amin trong protein gạo là tốt hơn so với casein và protein đậu nàn, đáp ứng
tốt các nhu cầu axit amin cho trẻ em 2-5 năm tuổi (Bảng 2)
Bảng 1.1 Thành phần axit amin trong protein cám gạo (g/g protein)
Amino Acid

Houston et

Juliano, 1985

Wang et al.,

Tang et al.,

al., 1970 [10]

[17]

1999 [41]

2003 [40]

Lysine

4,81

5,5

4,7

5,4

Histidine

2,71

3,0

2,9

3,3

Arginine

8,28

9,0

8,9

10,2

Aspartic acid

9,09

10,5

8,0

11,2

Threonine

3,78

4,4

3,7

3,7

Serine

4,68

5,3

4,1

4,5

Glutamic acid

13,58

15,3

12,5

18,1

Proline

4,23

-

-

-

Glycine

5,47

6,1

5,4

6,2

Alanine

6,15

6,8

6,1

7,3

Cystine

2,32

2,6

1,6

-

Valine

6,00

5,7

6,3

7,0

Methionine

2,32

2,0

2,2

-

Isoleucine

3,94

3,0

3,9

4,5

Leucine

6,91

8,0

7,4

8,0

Tyrosine

3,13

3,7

3,3

3,7

Phenylalanine

4,43

5,1

4,6

5,1

Tryptophan

-

0,7

1,2

-

Asparagine

-

-

-

-

Glutamine

-

-

-

-

(-) : Không xuất hiện

Page | 6
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Bảng 1.2 So sánh thành phần axit amin trong protein cám gạo, đậu nành
và casein
Amino acid

Protein cám gạo

Đậu nành

Casein

Lysine

5,1

6,1

8,5

Histidine

3,0

2,5

3,2

Isoleucine

3,8

4,7

5,4

Leucine

7,6

7,9

9,5

Threonine

4,1

3,7

4,2

Tryptophan

1,0

1,2

1,4

Valine

6,2

4,8

6,3

1.2.4. Các tính chất chức năng
Việc sử dụng protein cám gạo, đặc biệt là ứng dụng vào thành phần thực
phẩm, phụ thuộc rất nhiều vào các tính chất dinh dưỡng của protein cám gạo. Độ
tan của protein là một trong những tính chất quan trọng cần thiết để ứng dụng thực
tế vì tính hòa tan ảnh hưởng rất nhiều đến các chức năng khác như khả năng nhũ
tương hóa và khả năng tạo bọt [21].
1.2.5 Tính tan của protein cám gạo
Protein cám gạo hòa tan ở pH cao. Theo Bera và Mukhejee [5], các protein
cám gạo có khả năng hòa tan tối đa >75% tại pH 9.0-10,5 và tối thiểu ~13% ở pH
4,5 - 5,5. Dưới và trên điểm đẳng điện của protein cám gạo tại pH 4,5, người ta đã
quan sát thấy khả năng hòa tan nito tăng. Tại pH axit, khả năng hòa tan nito chỉ tăng
ít do có sự xuất hiện của các phytates dạng phức hợp không hòa tan với protein. Kết
quả này phù hợp với các nghiên cứu về protein cám gạo của Wang et al. thu được
bằng cách chiết enzym [41].
1.2.6 Khả năng tạo bọt của protein cám gạo
Sự hình thành bọt đòi hỏi protein phải hòa tan trong nước. Quá trình này tạo
thành một lớp liên kết của protein xung quanh các giọt khí/ không khí [40].
Chandi và Sogi [8] phát hiện thấy protein cám gạoở nồng độ cao thể hiện độ
tạo bọt ổn định tốt với một chu kì bán rã là 42,6 giờ ở nồng độ đường là 15%.

Page | 7
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Nghiên cứu của Wang et al [41] đã cho thấy protein cám gạo tinh sạch được
có khả năng tạo bọt tốt tương tự như lòng trắng trứng. Các nghiên cứu của tác giả
này đã sử dụng phytase và xylanase để thu nhận protein. Protein thu được thể hiện
khả năng tạo bọt tốt do sự mất đi của cấu trúc bậc 2 và bậc 3 của protein làm cho

chúng linh hoạt hơn, do đó thuận lợi trong việc hình thành bọt.
1.2.7 Khả năng tạo nhũ tương
Nhũ tương được hình thành do sự xuất hiện của nhóm ưa nước và nhóm kị
nước. Theo Chandi và Sogi [8], khả năng tạo nhũ tương hóa của protein đặc dao
động giữa 24% và 74%. Nhũ tương khá ổn định theo pH, nồng độ muối và đường
khác nhau. Nói chung, protein cám gạo đặc có tính chất nhũ hóa tốt và có thể ứng
dụng làm chất nhũ hóa béo trong chế biến thực phẩm [5]. Nó có thể được so sánh
với casein và có tiềm năng trong ứng dụng tốt công nghiệp thực phẩm [8].
1.3 TÁCH CHIẾT PROTEIN TỪ CÁM GẠO
Đã có nhiều phương pháp được tiến hành và cải tiến nhằm tách chiết protein
cám gạo. Phương pháp sử dụng dung môi kiềm để tách chiết protein cám gạo được
xem là sử dụng phổ biến nhất. Sự kết hợp các dung dịch như nước, dung dịch NaCl,
rượu và dung dịch NaOH để hòa tan tất cả các thành phần của protein cũng đã được
sử dụng. Phương pháp vật lí nhằm phá vỡ tế bào và giải phóng protein cũng đã
được đưa ra.
1.3.1 Những thách thức của việc tách chiết protein từ cám gạo
Các nghiên cứu về việc khai thác protein cám gạo được bắt đầu vào đầu
những năm 1970. Tuy nhiên, sau gần 4 thập niên thì quy mô thương mại sản xuất và
ứng dụng protein cám gạo vẫn chưa tiến triển nhiều. Nó vẫn còn là một thách thức
đối với sản xuất thương mại về protein này.
Protein trong cám gạo là một phức hợp chất tự nhiên chứa albumin, globulin,
glutelin và prolamin hòa tan trong các dung môi khác nhau (nước, dung dịch NaCl,
dung dịch NaOH, và dung dịch cồn 60-80%) [6]. Khả năng hòa tan thấp của protein
cám gạo là do sự tụ họp mạnh mẽ với cầu nối disulfide liên kết ngang kéo dài [14].

Page | 8
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Theo Juniano [17], cám gạo chứa phytate cao (1,7%) có thể kết hợp với

protein và do đó khó phân tách chúng ra khỏi các thành phần khác. Ngoài ra, axit
phytic tương tác với các protein làm ảnh hưởng tới khả năng hòa tan của protein.
Protein cám gạo thuộc các thể protein nằm bên trong vách tế bào thực vật,
việc phá vỡ tế bào là cần thiết trước khi protein có thể được hòa tan và chiết xuất.
Kỹ thuật phá vỡ tế bào có thể dùng cơ học hoặc phi cơ học. Các ví dụ về sử dụng
phương pháp cơ học như nghiền, sử dụng sóng siêu âm,. sốc nhiệt. Ví dụ về phương
pháp phi cơ học như sử dụng hóa chất và các enzym hoặc làm lạnh đông cứng để
làm ly giải các màng tế bào [20].
Theo Tang et al [39], phương pháp xử lý vật lí được sử dụng nhằm phá vỡ
thành tế bào giúp cho enzym thủy phân tốt hơn hoặc để tăng khả năng hòa tan của
protein. Kết quả cho thấy sau siêu âm 5 phút, khả năng chiết protein đã được cải
thiện đáng kể. Việc thu hồi protein có thể đạt mức 65,9 % khi sử dụng thêm
amylase và protease.
Nhìn chung, thách thức lớn nhất trong việc khai thác protein cám gạo dường
như có liên quan tới khả năng hòa tan thấp do khả năng tập họp và tạo liên kết chéo
disulfide của chúng. Hamada [14] cũng nhấn mạnh rằng phức hệ của protein cám
gạo phải được nghiên cứu để tìm ra một phương pháp hòa tan tối ưu nhằm thu nhận
protein hiệu quả từ cám gạo.
1.3.2 Phương pháp thu nhận protein cám gạo sử dụng kiềm
Các dung môi thường được sử dụng nhất để chiết xuất protein là kiềm [7].
Dung dịch kiềm hiệu quả trong hòa tan protein cám gạo vì NaOH có thể phá vỡ liên
kết hydro, liên kết amide trong protein [14]. Các nghiên cứu đã cho thấy chiết xuất
protein đạt hàm lượng 30-80% khi sử dụng kiềm ở pH 7-12.
Khi sử dụng kiềm để chiết xuất protein cám gạo, hiệu suất protein tăng khi
tăng pH [4]. Tuy nhiên, protein ở trạng thái kiềm cao, thường bị thay đổi đặc tính
dinh dưỡng, tạo ra các sản phẩm độc hại. Otterburn [27] cho rằng, trong điều kiện
kiềm, thành phần cystein và serine trong protein bị chuyển đổi sang dehydroalanine,
sau này chuyển thành lysinoalanine là những chất có thể gây độc cơ thể [9]. Kelly
và Ballew [19] cũng chỉ ra rằng việc xử lí bằng kiềm nồng độ cao làm giảm 71%

Page | 9
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


tổng số axit amin chứa lưu huỳnh và 80% histidine trong protein đậu nành, gây
giảm hiệu quả dinh dưỡng protein.
Gupta et al [13] cho thấy ở pH 9.5 khi nhiệt độ được tăng lên từ 30 đến 75oC,
hiệu suất protein cám gạo thu được tăng từ 21-48%. Mặc dù việc chiết xuất protein
bằng kiềm được sử dụng rộng rãi nhưng hiệu suất thu được vẫn còn tương đối thấp.
Bảng 1.3 Phương pháp chiết kiềm để thu nhận protein cám gạo
pH chiết xuất

Hiệu suất (%)

Độ tinh khiết (%)

Tài liệu tham khảo

11

37

85

Chen, Houston [10]

11

44

76

Lew et al. [23]

9

40

43

Connor et al. [11]

9

65

-

Betschart et al. [6]

9.5

-

72

Kelly [19]

9.5

48

71

Gupta et al.[13]

1.3.3 Các tác nhân phá hủy liên kết
Các chất tác nhân khác cũng có thể được sử dụng như việc hỗ trợ hòa tan và
tách chiết protein. Mawal [25] đã liệt kê các dung môi và chất sau có thể được sử
dụng để hòa tan protein: (1) chất tẩy rửa (SDS, acetyltrimethylammonium bromide),
(2) các muối axit béo, (3) chất khử (mercaptoethanol, dithioreitol), (4) axit yếu (axit
axetic, axit lactic), và (5) urê, chúng có tác động phá vỡ liên kết hydro.
Tuy nhiên, Mawal [25] sau đó lại phát hiện thấy các dung môi có chứa urê,
axit axetic và lactate không đủ hiệu quả để tách protein gạo do không có đủ hiệu lực
hòa tan tốt. Trong nghiên cứu của Hamada về chiết xuất các protein cám gạo, việc
sử dụng tác nhân khử liên kết disulfide kết hợp với sodium dodecyl sulfate cho phép
chiết xuất protein tổng số > 80%, trong khi việc sử dụng AUC ( acid acetic, ure, và
cetyltrimethylamonium bromide ) đạt hiệu suất tới 90% [14]. Mặc dù vậy, AUC
không an toàn trong thực phẩm. Vì thế, các nỗ lực tìm hiểu các tác nhân phá vỡ liên
kết disulfide nhằm hỗ trợ việc chiết xuất protein vẫn đang được thực hiện.

Page | 10
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


1.3.4 Phương pháp thu nhận protein sử dụng dung môi
Sự kết hợp giữa các dung môi chiết xuất đã được sử dụng nhằm thu hồi hiệu
quả protein cám gạo. Chiết xuất theo trình tự sử dụng nước, dung dịch NaCl,
ethanol 60% và NaOH 0,1M đã được sử dụng bởi Hamada [14] và Abediyi et al
[1]. Cả 2 tác giả đều báo cáo độ sạch protein thu được là hơn 90%. Phương pháp

chiết xuất nhiều bước có thể cho protein chất lượng cao nhưng các bước trong một
quy trình nên giảm thiểu hết mức để tránh giảm hiệu suất thu hồi [1]. Ở quy mô
công nghiệp, sử dụng nhiều bước trong khai thác có thể dẫn đến mất mát sản phẩm
qua mỗi bước. Những mất mát của protein sau đó sẽ làm hiệu suất thu hồi thấp và
hiệu quả quá trình sản xuất là không cao.
1.3.5 Phương pháp thu nhận protein sử dụng enzym
Một phương pháp khác cho phép chiết xuất protein cám gạo ở mức độ pH
trung tính có liên quan tới việc sử dụng các enzym [3]. Phương pháp này không
tránh được việc các protein phải tiếp xúc với điều kiện kiềm, có thể dẫn đến sự hình
thành các chất không mong muốn và mất đi các giá trị dinh dưỡng. Bảng 1.4 trình
bày các phương pháp tách chiết sử dụng enzym đã được nghiên cứu.
Bảng 1.4 Phương pháp chiết sử dụng enzym
Enzym sử dụng

Hiệu suất

Độ tinh

Tài liệu tham

(%)

khiết (%)

khảo

Flavorzyme(endoprotease và exoprotease)

88

30

Hamada [14]

Alcalase (endoprotease)

81

28

Hamada[14]

Xylanase

82

54

Wang et al [41]

Phytase

80

57

Wang et al [41]

Amylase

37

-

Tang et al [39]

Protease

48

-

Tang et al [39]

75

92

Wang et al [41]

53

-

Ansharullah [3]

Xylanase và Phytase
Carbonhydrases(Viscozyme L và Cellulast
1.5L)

Page | 11
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Các enzym có thể hỗ trợ việc khai thác protein cám gạo bằng nhiều cách,
cacborhydrase có thể tấn công các thành phần của tế bào làm tăng hiệu suất giải
phóng protein từ các polysaccharide cám [3,39,41]. Các enzym khác như α-amylase
và phytase tăng cường việc chiết xuất protein nhờ việc tấn công các tương tác giữa
protein với tinh bột và phytase trong cám, do đó có thể hỗ trợ việc chiết xuất protein
[39,41]. Protease được sử dụng có hiệu quả hơn trong thủy phân cám gạo do có khả
năng hòa tan tốt và chiết xuất lớn hơn [14,39].
So với việc chiết kiềm thì chiết với enzym có thể tăng đáng kể hiệu suất
protein thu được. Tuy nhiên, việc sử dụng các enzym vẫn có chi phí cao. Vì thể, sử
dụng các enzym được cố định trong chiết xuất protein có thể làm giảm chi phí , do
có thể tái sử dụng enzym, là hướng nghiên cứu đang được quan tâm.
1.3.6 Phương pháp chiết sử dụng quá trình vật lí
Việc sử dụng phương pháp vật lí nói chung có thể dễ dàng điều chỉnh và sử
dụng trong công nghiệp và có thể tiết kiệm nhiều mặt hơn các phương pháp khác.
Phương pháp vật lí thường có nhiều mong đợi hơn so với sử dụng hóa chất hay
phương pháp enzym trong chế biến thực phẩm, vì chúng ít gây sự thay đổi trong
thực phẩm và ít ảnh hưởng tới sức khỏe [35].
Phương pháp vật lí thường được sử dụng dựa chủ yếu vào sự phá vỡ tế bào
để tách chiết protein, do đó nâng cao khả năng tách chiết. Phương pháp vật lí được
sử dụng phổ biến để tách chiết protein bao gồm: nghiền keo, đồng nhất, khuấy trộn
tốc độ cao, đông đá - giải băng, sử dụng áp suất cao, siêu âm. Các lực cắt liên quan
đến nghiền colloid, đồng nhất, khuấy trộn tốc độ cao, nhằm mục đích phá vỡ các tế
bào. Đối với quá trình đông lạnh - giải băng, các tế bào bị đông lạnh đột ngột, cấu
trúc liên kết yếu hình thành các tinh thể băng, sau đó bị phá vỡ cấu trúc màng đột
ngột [39] trong khi tế bào chịu áp suất cao. Siêu âm có thể phá vỡ thành tế bào và
các liên kết phân tử do ảnh hưởng của nhiệt độ cao và sóng siêu âm gây ra [40] (

bảng 1.5).

Page | 12
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Bảng 1.5 Phương pháp thu nhận protein cám gạo sử dụng quá trình vật lý
Xử lí vật lý

Hiệu

Độ tinh

Tài liệu tham

suất

khiết

khảo

(%)

(%)

Đông đá (16h) - giải đông

12

-

Tang et al. [39]

Siêu âm (5 phút, 750 watt)

13

-

Tang et al [39]

Phối trộn tốc độ cao (5 phút, với presoaking

12

-

Tang et al [39]

Xử lý áp suất cao (800 MPa, 5 phút)

11

-

Tang et al [39]

Khuấy thường (1h)

14

6.0

Sugimoto [37]

nghiền Colloid

15

7.7

Sugimoto [37]

nghiền Colloid + đồng nhất

16

3.2

Sugimoto [37]

Phối trộn tốc độ cao + Enzym (Alcalase)

81

28

Hamada [14]

Đông đá + tan băng + siêu âm + enzyms

56

-

Tang et al [39]

66

-

Tang et al [39]

67

-

Tang et al [39]

trong nước 16 giờ)

Xử lý vật lý + enzym

(amylase + protease)
Phối trộn tốc độ cao + enzym (amylase +
protease)
Áp suất cao + enzyms (amylase + protease)

1.3.7 Phương pháp thu nhận protein sử dụng nước trong điều kiện đặc biệt
Một số nghiên cứu đã chứng minh rằng việc sử dụng nước ở điều kiện đặc

biệt là một giải pháp thân thiện với môi trường. Nước trong điều kiện đặc biệt được
duy trì ở 100-374,2oC và áp suất đủ để giữ nó ở trạng thái lỏng. Nước ở điều kiện
dưới tới hạn có đặc tính làm cho nó trở thành một dung môi thích hợp hoặc làm môi
trường diễn ra nhiều phản ứng và chiết xuất các hợp chất.
Trong các khu vực dưới tới hạn, hằng số các ion hóa của nước đạt giá trị lớn
nhất. Do đó, nước trong điều kiện đặc biệt là một nguồn phong phú ion H+ và OHkhông chỉ là một dung môi phân cực tốt, mà còn là một môi trường tự trung hòa
acid-base hữu ích trong việc thực hiện các phản ứng khác nhau và phản ứng thủy
phân [30]. Nước trong điều kiện đặc biệt cho phép các phản ứng thủy phân ôn hòa
hơn.

Page | 13
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Nước trong điều kiện đặc biệt đã được sử dụng để chiết xuất protein cám
gạo. Hiệu suất của quá trình này đạt tới 84%. Cũng đã có nhiều báo cáo trình bày
hiệu suất protein đạt kết quả tốt hơn. Bảng 1.6 trình bày kết quả chiết protein
cám gạo với nước trong điều kiện đặc biệt.

Bảng 1.6 Phương pháp chiết sử dụng nước trong điều kiện đặc biệt với protein
cám gạo
Nhiệt độ
o

Protein chiết xuất

Hiệu suất (%)

Nguồn

20-260 C

0.24 g protein/g cám gạo (ở 240◦C)

-

Sugimoto [37]

50-250oC

0.25 g protein/g cám gạo (ở 200◦C)

(> 100)

Sugimoto [37]

100-200oC

136.6 mg protein/g cám gạo (ở

96

Kawamura [18]

70

Kawamura [18]

200◦C)
180-280oC

100-220oC

0.25 g/ L chiết xuất (ở 250◦C)

219 mg protein/g cám gạo (và 8 mg (> 100)

Chen [10]

amino axit/g cám gạo) (ở 220◦C)
200-220oC

130.17 mg protein/g cám gạo (ở

84

Matsuda [24]

220◦C)

Dựa trên các kết quả này, xử lí nước ở điều kiện đặc biệt có vẻ là phương pháp
hứa hẹn nhất. Tuy nhiên, một số kết quả công bố đã cho hàm lượng protein lớn hơn
100%. Lý do là vì có sự hiện diện của các chất can thiệp trong phân tích protein.
Ngoài ra, việc xử lí ở nhiệt độ cao có thể làm biến tính protein. Như vậy, việc
nghiên cứu sâu hơn tính chất của protein chiết xuất bằng cách xử lí nước ở điều kiện
đặc biệt sẽ làm sáng tỏ những câu hỏi về năng suất và chất lượng của protein đã
chiết xuất được.
1.4 ỨNG DỤNG CỦA PROTEIN CÁM GẠO
Protein cám gạo có tiềm năng lớn trong ứng dụng vào thực phẩm chức năng
và bổ sung dinh dưỡng [39]. Với các đặc tính được biết đến như ít gây dị ứng, nó là
một thành phần thích hợp cho thức ăn của trẻ sơ sinh và chế độ ăn hạn chế của trẻ dị

ứng thực phẩm [15]. Ngoài ra, khả năng tạo vòng Cu2+ của protein albumin tạo giúp
ứng dụng như là một sản phẩm chống oxy hóa cho protein cám gạo [25].

Page | 14
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Bên cạnh đó, protein cám gạo thủy phân có thể được sử dụng là chất bổ sung
dinh dưỡng, thành phần chức năng và chất hỗ trợ hương vị trong thực phẩm, chất
tẩy trắng cà phê, mỹ phẩm, chăm sóc cho sản phẩm và bánh kẹo và củng cố trong
việc làm tăng hương vị nước trái cây và đồ uống. Chúng cũng được ứng dụng trong
chế biến thực phẩm như sử dụng trong các món súp, nước xốt, nước thịt, sản phẩm
thịt… [12].
1.5 VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU PROTEIN CÁM GẠO Ở VIỆT NAM
Mặc dù có ứng dụng cao, việc nghiên cứu và sản xuất cám gạo ở Việt Nam
vẫn còn khá mới mẻ. Phần lớn các sản phẩn protein hiện nay trên thị trường là các
sản phẩm nhập ngoại, chủ yếu là từ Trung Quốc, không có nguồn gốc và chất lượng
rõ ràng. Vì thế, rất hạn chế khả năng ứng dụng.
Việc nghiên cứu tách chiết và ứng dụng protein cám gạo ở Việt Nam là cần
thiết và có ý nghĩa thực tiễn. Với nguồn phụ phẩm cám gạo rất dồi dào (khoảng 66
triệu tấn hàng năm), nhưng giá trị dinh dưỡng thấp thì việc chiết xuất protein cám
gạo sẽ giúp gia tăng giá trị sử dụng của nguồn nguyên liệu phụ phẩm này, góp phần
sản xuất và thương mại một sản phẩm protein mới giàu dinh dưỡng, an toàn, có giá
trị thương mại cao và có thể ứng dụng trong sản xuất thực phẩm và thực phẩm chức
năng. Đây cũng chính là bài toán mà các doanh nghiệp trên thị trường Việt Nam
mong muốn được các nhà khoa học giải quyết và chuyển giao công nghệ. Đề tài của
khóa luận này cũng là đề xuất đặt hàng nghiên cứu của Công ty trách nhiệm hữu
hạn Đông Dương nhằm mục đích chuyển giao được quy trình thu nhận protein từ
cám gạo hiệu quả, có độ sạch ≥ 60% ở quy mô phòng thí nghiệm, làm cơ sở cho
việc sản xuất protein cám gạo ở quy mô lớn hơn để làm thực phẩm bổ sung.

Page | 15
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


PHẦN 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 NGUYÊN LIỆU
Cám gạo được công ty TNHH Đông Dương thu mua từ các nhà máy và cơ
sở xay xát gạo có uy tín của các tỉnh Nam Định, Hòa Bình, Thanh Hóa, Thái Bình
và Hà Tây.
2.2 HÓA CHẤT
-

Các hóa chất sử dụng gồm: NaOH, HCl, NaCl, sodium dodeccyl sulfate (SDS),

dầu đậu nành,
-

Các enzym công nghiệp Termamyl, xylanase được mua từ hãng Novozyme.

-

Các hóa chất còn lại đều đạt độ tinh khiết dành cho phân tích

2.3 PHƯƠNG PHÁP
2.3.1 Phương pháp xác định độ ẩm
Độ ẩm của nguyên liệu được xác định theo TCVN 5613-1991 sử dụng
phương pháp sấy khô sản phẩm đến trọng lượng không đổi. Sau khi sấy cốc cân
sạch trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC đến trọng lượng không đổi, trọng lượng cốc cân
mo (g) được xác định dùng cân phân tích. Nguyên liệu cám (3g) được cân vào cốc

cân trên và ghi nhận trọng lượng mẫu là m1 (g). Đặt cốc vào tủ sấy đang ở nhiệt độ
105oC, sấy khoảng 4 giờ thì lấy cốc mẫu ra để nguội 15 phút trong bình hút ẩm. Cân
cốc mẫu đã sấy. Cân xong để cốc vào sấy tiếp khoảng 2 giờ thì cân lại lần nữa cho
đến khi trọng lượng cốc mẫu giữa các lần sấy không thay đổi. Ghi nhận khối lượng
m2 (g). Độ ẩm của nguyên liệu được tính theo công thức :
m1 (g) - m2 (g)
Độ ẩm của nguyên liệu ( % ) =

x 100%
m1 (g)

2.3.2 Phương pháp xác định gluxit tổng số
Hàm lượng glucid trong mẫu kiểm tra được xác định theo TCVN 4594:1998.
Hàm lượng đường tổng số trong mẫu được chiết bằng nước nóng. Axit chlohydric

Page | 16
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


được sử dụng để thủy phân dịch chiết thành glucose. Hàm lượng glucose được xác
định thông qua các phản ứng với dung dịch pheling, sắt (III) sunfat và kali
pemanganat. Dựa vào lượng đường glucose chuẩn trong bảng Bertrand để tính hàm
lượng đường và glucid tổng số có trong mẫu nghiên cứu.
Mẫu cám gạo phân tích được cho vào bình tam giác 250ml, bổ sung nước để
đạt 1/2 thể tích và đậy bình bằng nút cao su có gắn ống sinh hàn hoặc ống thủy tinh.
Mẫu được dun trên bếp cách thủy ở 80oC trong 15 phút. Sau khi để nguội, 10ml chì
axetat 10% được thêm vào dịch mẫu và lắc kỹ để kết tủa protein. Lượng chì dư
được loại bỏ bằng dung dịch kalioxalat bão hòa. Phần dịch lọc được thu lại để thủy
phân thành đường đơn glucose bằng axit chlohydric trên bếp cách thủy trong 15
phút. Sau khi trung hòa mẫu bằng natri hydroxit 30%, khoảng 10-25ml dịch mẫu

được cho phản ứng với 25ml dung dịch pheling A và 25ml dung dịch pheling B.
Phần kết tủa muối Cu được thu lại và hòa tan 10-20ml dung dịch sắt (III) sunfat 5%.
Lượng sắt (III) có trong dung dịch được chuẩn độ với kalipemanganat 0,1N. Từ số
ml kalipemanganat 0,1N đã sử dụng sẽ tính được số mg glucose tương ứng dựa vào
bảng tra Bertrand. Hàm lượng đường tổng số (X) % được tính theo công thức :
a.V1.V3.100
X=
m.V.V2
Trong đó :
a - lượng glucose tương ứng, [g];
V - thể tích bình định mức mẫu để khửa protid, [ml];
V1 - thể tích mẫu lấy để thủy phân, [ml];
V2 - thể tích bình định mức mẫu đã thủy phân, [ml];
V3 - thể tích mẫu lấy để làm phản ứng với pheling, [ml];
m - lượng cân mẫu, [g].
2.3.3 Phương pháp xác định lipit tổng số
Hàm lượng lipit được xác định theo TCVN 4592: 1988. Lipit được xác định
dựa trên việc đo khối lượng nguyên liệu trước và sau khi chiết rút lipit bằng dung
môi hữu cơ. Cám gạo được chiết lipit với ether ethylic bằng Shoklet trong 5 giờ.

Page | 17
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18


Sau khi chiết rút, gói nguyên liệu được thu lại, cho bay hơi hết dung môi và sấy
khô đến trọng lượng không đổi. Hàm lượng lipit trong nguyên liệu được tính theo
công thức
(Lượng NL ban đầu - Lượng NL sau chiết rút).100
X(g) =
Lượng NL xác định

(NL: nguyên liệu)
2.3.4 Phương pháp loại dầu cám
Cám gạo đã được khử chất béo bằng n-hexane. Cám gạo thô được hòa trong
dung môi n-hexane theo tỉ lệ 1:3 và khuấy từ với tốc độ 250rpm trong 30 phút. Bã
cám sau đó được thu lại bằng cách lọc và để bay hơi n-hexane qua đêm, sau đó đem
cân để tính khối lượng thu được.
2.3.5 Phương pháp xác định protein
Hàm lượng protein trong mẫu nghiên cứu được xác định thông qua phản ứng
màu với thuốc thử Bradford sử dụng albumin huyết thanh bò (BSA) làm chất chuẩn.
2.3.6 Phương pháp xác định hàm lượng protein
Hàm lượng protein được xác định bằng phương pháp Kjeldahl (AOAC, 1990).
Sau khi tiến hành thí nghiệm này, thu được protein cần phân tích, đem sấy khô và
cân khối lượng. Hàm lượng protein được tính theo công thức sau:
Khối lượng protein thu được
Hàm lượng protein (%) =

x 100
Tổng khối lượng protein ban đầu

2.3.7 Phương pháp xác định hàm lượng nitơ hòa tan của chế phẩm thu được
Hàm lượng nito hòa tan được xác định theo phương pháp Bera và Mukherjee
[10]. Cân 250mg mẫu protein hòa tan trong 25ml nước, khuấy trong 20 phút. Cho
vào 3 ống phancol, mỗi ống 5ml dịch, chỉnh pH trong mỗi ống lần lượt 2.0; 6.0;
10.0. Khuấy 60 phút ở nhiệt độ phòng. Tiến hành ly tâm thu dịch, tính nito tổng số.

Page | 18
Đỗ Hoàng Hiệp – 1101 – K18