Tạp chí KHKT Nông nghiệp 2006: Tập IV, Số 6: 105-111 Đại học Nông nghiệp I
ứng dụng công nghệ enzyme để thu nhận đờng chức năng
fructooligosaccharide (FOS) từ dịch mía
Application of enzyme technology for fructooligosaccharides (FOS) production
from sugarcane juice
Ngô Xuân Mạnh
1
và cộng sự
Summary
The aim of the present research was to study the use

D fructofuranosidase (EC:
3.2.1.26) in enzyme preparation Pectinex Ultra SP-L (Novozymes) for Fructooligosaccharide
(FOS) production. Enzyme preparation Pectinex Ultra SP-L (Novozymes) contains

D
fructofuranosidase with the activity 58.1 U/ml. Optimal conditions were selected: Temperature =
40
o
C, pH 5.6, 240 mn and ratio enzyme: sugarcane juice of 2 : 100 (v/v). The FOS syrup
obtained using Pectinex Ultra SP-L has following composition: 50,4% FOS; 10.4% saccharose;
3.9% fructose and 35.3% glucose.
Key words: Fructooligosaccharide (FOS),

D fructofuranosidase, optimal temperature
and pH, sugarcane juice

1. Đặt vấn đề
Trớc đây, con ngời thờng quan tâm
nghiên cứu và sử dụng những sản phẩm thực
phẩm giàu dinh dỡng và giá trị năng lợng

William, 2000; Mazza, 1998). Đờng FOS
đợc tìm thấy trong tự nhiên ở một số loại rau
quả nh: chuối, quất, mận, đào, cà chua, hành,
tỏi, actiso Đi liền với sự phát triển đó, công
nghệ enzyme ngày càng đợc sử dụng rộng ri
trong nhiều lĩnh vực.
1
Khoa Công nghệ thực phẩm, Đại học Nông nghiệp I

Nớc ta là nớc có ngành công nghiệp
mía đờng khá phát triển, các vùng nguyên
liệu mía phân bố khá rộng ri (5 vùng sinh
thái) trải rộng từ Bắc vào Nam. Do đó chúng
ta sản xuất đờng FOS từ nguyên liệu ban đầu
là mía khá thuận lợi. Trong bài báo này trình
bày kết quả nghiên cứu ứng dụng chế phẩm
enzyme pectinex để thu nhận đờng chức
năng FOS từ dịch mía.
2. VậT LIệU Và PHƯƠNG PHáP NGHIÊN
CứU
2.1 Vật liệu
Dịch mía của giống mía chín trung bình
F156 trồng trong vụ 2005 - 2006 đợc sử dụng
để nghiên cứu. Đờng saccharose là loại
đờng trắng tinh luyện có hàm lợng 99,62%,
có độ ẩm 0,05% và đờng khử: < 0,05%. Chế
phẩm enzyme pectinex Ultra SP-L (hng
Novozymes, Đan Mạch) là chế phẩm dạng
lỏng, màu nâu đen, đặc sánh, có mùi thơm đặc
trng, trong đó có chứa enzyme -D-

fructofuranosidase trong chế phẩm
pectinex Ultra SP-L và hàm lợng đờng
saccharose trong dịch mía
Để có định hớng sử dụng chế phẩm
enzyme pectinex-Ultra SP-L, hoạt tính của
enzyme -D frutofuranosidase đ đợc xác
định. Số đơn vị hoạt tính trong 1ml dung dịch
chế phẩm enzyme là 58,1 U/ml. Do chế phảm
pectin ex Ultra SP-L chứa enzyme -D
frutofuranosidase, do đó có thể sử dụng chế
phẩm này để thu nhận các fructooligosaccharide
(FOS) từ đờng saccharose.
Hàm lợng 3 loại đờng chính trong dịch
mía thu đợc trình bày ở bảng 1
Bảng 1. Thành phần đờng trong dịch mía
Đợt kiểm tra

Saccharose
(%w/w)
Glucose
(%w/w)
Fructose
(%w/w)
1 90,6 6,2 3,2
2 91,6 6,3 2,1
3 90,6 6,2 3,2
4 90,6 6,2 3,2
Trung bình

90,9 6,2 2,9

0
C.
Hình 2 cho thấy khi giá trị pH tăng từ 4,5-
5,5, hàm lợng fructose đợc vận chuyển tạo
FOS cũng tăng lên và đạt cực đại tại giá trị pH
5,5 với hàm lợng fructose chuyển hóa đạt
6,9%. Sau đó, khi tiếp tục tăng từ pH 5,5-7,
hàm lợng fructose đợc vận chuyển lại giảm
xuống. Tại giá trị pH = 7 hàm lợng fructose
đợc vận chuyển chỉ bằng 09%. Tại giá trị pH
5,5 hàm lợng fructose đợc vận chuyển tạo
FOS đạt giá trị cao nhất.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
25 30 35 40 45 50
Hàm lợng (%)
Fructose vận chuyển
Nhiệt độ (0C)

Hình 1. ảnh hởng của nhiệt độ đến khả năng vận chuyển Fructose
0

Hình 3. ảnh hởng của thời gian đến khả năng vận chuyển Fructose

Hình 3 cho ta thấy thời gian phản ứng
càng tăng thì hàm lợng fructose đợc vận
chuyển tạo FOS càng tăng. Thời gian phản
ứng tăng từ 30 đến 240 phút thì hàm lợng
fuctose đợc vận chuyển tạo FOS tăng cao
trên 1%. Hàm lợng fructose đợc vận
chuyển ở mức thấp nhất là 0.3% ở 30 phút.
Với thời gian từ 240 phút đến 300 phút thì
hàm lợng fructose đợc vận chuyển tăng lên
không đáng kể. Vì vậy, thời gian phản ứng
của chế phẩm enzyme đợc chọn là 240 phút.
Lúc này, hàm lợng fructose đợc vận
chuyển tạo FOS đạt 7,0%.
Trên cơ sở các kết quả thu đợc nhiệt độ
40
o
C, pH 5,5 và thời gian phản ứng 240 phút
đ đợc chọn cho phản ứng thu nhận đờng
FOS từ dịch mía.
3.2 ảnh hởng của tỷ lệ enzyme/cơ chất tới
sự biến đổi thành phần đờng
Lợng chế phẩm enzyme bổ sung là một
yếu tố rất quan trọng nhằm tăng khả năng
thủy phân và vận chuyển, chất lợng và giá
thành sản phẩm. Nếu bổ sung với lợng
enzyme thấp thì khả năng thủy phân thấp, thời
gian thủy phân kéo dài làm cho sản phẩm biến
màu, chất lợng và thành phần đờng biến đổi

phân của enzyme tăng dần khi tăng nồng độ
enzyme.
Kết quả thu đợc ở bảng 2 cho phép chọn
tỷ lệ enzyme/cơ chất: 2ml chế phẩm enzyme
cho 100ml dịch mía trong quy trình sản xuất
là hợp lý hơn đáp ứng yêu cầu về giá thành
cho sản phẩm.

Bảng 2. ảnh hởng của tỷ lệ chế phẩm Enzyme/cơ chất tới sự biến đổi thành phần đờng
Tỷ lệ enzyme/nớc mía
(v/v)
Saccharose+ FOS
(%w/w)
Glucose
(%w/w)
Fructose
(%w/w)
Fructose vận chuyển
(%w/w)
0 90,6 6,2 3,2 0
0.005 85,7 9,0 5,3 0,6
0.01 82,2 11,7 6,1 2,6
0.015 80,1 13,9 6,0 4,8
0.02 73,5 18,2 8,2 6,9
0.025 73,4 18,4 8,1 7,2
0.03 71,7 19,5 8,8 7,6
0.035 70,6 20,1 9,3 7,7
0.04 69,7 20,6 9,7 7,9

3.3 Thành phần đờng FOS có trong sản

Fructose 15.158
RID
Lanhuong
SV DHNN 08.5.2006 x20lan
Name
Retention Time

Mẫu kiểm tra
Hình 4. Sắc ký đồ của đờng FOS và các loại đờng trong mẫu nghiên cứu

Minutes
0 10 20 30 40 50 60
Volts
0.00
0.01
0.02
0.03
7.975
Fos 8.608
sucrose 9.817
Glucose 11.733
Fructose 15.100
RID
Lanhuong
FOS 08.5.2006
Name
Retenti on T i me

Mẫu chuẩn
Hình 5. Sắc ký đồ của đờng FOS chuẩn
Sơ đồ1. Quy trình sản xuất siro FOS từ nớc
mía có sử dụng enzyme Pectinex Ultra SP-L
4. KếT LUậN
Hoạt tính của Enzyme -D
fructofuranosidase có trong chế phẩm
Pectinex Ultra SP- L là 58,1U/ml.
Mía nguyên liệu
Dung dịch nớc mía

- Xử lý enzyme Pectinex Ultra SP-L.

(Tỷ lệ enzyme: Dịch mía 2: 100,
T=40
o
C, pH 5,5, t=240 ph.)
- Vô hoạt enzyme.
- Lọc trong.
Dung dịch Fructoolygosaccharide
- Tẩy màu.
- Cô đặc đến 70
0
Bx

học. Đại Học Quốc Gia Hà Nội.
Đặng Thị Thu và CS., (1997). Thực hành hoá
sinh công nghiệp. ĐHBK Hà Nội
Gibson G.R & William C.M., (2000).
Functional foods - Concept to product.
Woodhead publishing Ltd. & CRC Press.
9 - 27 p.
J.R.Whitaker, A.G.J.Voragen, D.W.S. Wong,
(2004). Handbook of food Enzymology, 805
- 822p. Mazza G. Edt., 1998. Functional
foods: Biochemical and processing
aspects.Agriculture and agrifood, Canada,
woodhead publishing Ltd