B.KH&CN
VCNTP
B.KH&CN
VCNTP B.KH&CN
VCNTP
Bộ khoa học và công nghệ
Viện Công nghiệp thực phẩm
301 Nguyễn Trãi, Thanh Xuân, Hà Nội Báo cáo tổng kết
đề tài kh&CN cấp nhà nớc
Mã số KC 04.28 Nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất
các loại đờng chức năng dùng trong công
nghiệp thực phẩm, dợc phẩm và mỹ phẩm

M số: KC-04-28

Chủ nhiệm đề tài cấp nhà nớc: TS. Nguyễn Thị Minh Hạnh
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghiệp Thực phẩm
Báo cáo tổng kết
đề tài kh&CN cấp nhà nớc
Mã số KC 04.28 Nghiên cứu xây dựng công nghệ sản xuất
các loại đờng chức năng dùng trong công
nghiệp thực phẩm, dợc phẩm và mỹ phẩm

M số: KC-04-28

Chủ nhiệm đề tài cấp nhà nớc: TS. Nguyễn Thị Minh Hạnh
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Công nghiệp Thực phẩm Hà Nội, 2006

Bản quyền:

Hà Nội, 2006 Tài liệu này đợc chuẩn bị trên cơ sở kết quả thực hiện đề tài cấp Nhà nớc,
M số: KC 04 28

9
4.2.3
Quy trình lên men thu nhận sinh khối Saccharomyces cerevisiae
107
4.2.4
Tách và thu nhận thành tế bào Saccharomyces cerevisiae
108
4.2.5
Quy trình tách chitin, manoprotein khỏi thành tế bào

4.3.1.2
Lựa chọn nguyên liệu thủy phân
122
4.3.1.3
Thủy phân nguyên liệu để thu hồi xyloza
123
4.3.1.4
Nghiên cứu công nghệ làm sạch và thu hồi xyloza
125
4.3.2
Nghiên cứu công nghệ lên men xylitol từ xyloza
128
4.3.2.1
Phân lập, tuyển chọn và nghiên cứu đặc điểm chủng giống
128
4.3.2.2
Nghiên cứu công nghệ lên men
146
4.3.2.2.
1
Nghiên cứu ảnh hởng của thành phần môi trờng đến quá
trình lên men
146
4.3.2.2.
2
Nghiên cứu ảnh hởng của nồng độ dịch thủy phân và chế độ
xử lý đến quá trình lên men
148
4.3.2.2.
3

Danh mục các bảng

TT Tên bảng Trang
Bảng 2.1 Hàm lợng xylitol trong một số loại rau quả và các sản
phẩm có nguồn gốc rau quả
4
Bảng 2.2 Các đặc tính của một số đờng thành phần trong hỗn hợp
maltooligosacarit
6
Bảng 2.3 Khả năng hút ẩm của maltooligosacarit 6
Bảng 2.4
Các thành phần chính của thành tế bào Saccharomyces .
cesevisea
8
Bảng 2.5 Thành phần hóa học của củ sắn 13
Bảng 2.6
Tác dụng của ion kim loại lên hoạt lực của St. griseus
amylaza
17
Bảng 2.7
Tác dụng của S . griseus amylaza lên các cơ chất khác nhau
18
Bảng 2.8 Một số tính chất enzim pullulanaza 19
Bảng 2.9
Tốc độ thủy phân liên kết - 1,6 glucozit trong các
oligosacarit phân nhánh bởi enzim pullulanaza từ 2 chủng A.
aerogenes và S. mitis
20
Bảng 2.10
ảnh hởng của enzim pullulanaza từ chủng K. pneumonia

Bảng 4.11 ảnh hởng của nồng độ enzim pullulanaza dùng cho đờng
hóa
80
Bảng 4.12 ảnh hởng của thời gian đến quá trình đờng hóa 82
Bảng 4.13 Phân tích dịch thành phẩm 83
Bảng 4.14 Xác định lợng enzim AMT cho tỉ lệ maltotrioza cao 84
Bảng 4.15 ảnh hởng của tỉ lệ than hoạt tính đến màu của dịch 85
Bảng 4.16 ảnh hởng của nồng độ chất khô của dịch đờng đến khả
năng lọc
86
Bảng 4.17 Điều kiện kỹ thuật cho sấy phun dịch maltooligosacarit 87
Bảng 4.18 Chất lợng sản phẩm bột maltooligosacarit giàu
maltotrioza(sản xuất bằng enzim pullulanaza)
92

13
Bảng 4.19 Đặc tính sinh lý sinh hóa của chủng nấm men phân lập 101
Bảng 4.20 OD
600
của tế bào các chủng nấm men ở các thời điểm khác
nhau
102
Bảng 4.21 Mật độ tế bào của 3 chủng nấm men trên các môi trờng
nghiên cứu (CFU/ml)
103
Bảng 4.22 OD
600
của tế bào các chủng nấm men theo nhiệt độ 105
Bảng 4.23 Một số đặc điểm của chủng nấm men đột biến bằng tia UV 107
Bảng 4.24 Trọng lợng thành tế bào thu đợc với các nồng độ kiềm và

126
Bảng 4.35 Nguồn gốc của các chủng nấm men phân lập đợc 130

14
Bảng 4.36 Khả năng chuyển hóa xyloza thành xylitol của các chủng
nấm men phân lập đợc
135
Bảng 4.37 Phân nhóm các chủng có khả năng chuyển hóa xyloza thành
xylitol
140
Bảng 4.38 Phân loại bằng phơng pháp giải trình tự vùng D1/D2 của
ARN ribosome 26 S
142
Bảng 4.39 Kết quả phân loại 47 chủng nấm men có khả năng chuyển
hóa xyloza thành xylitol bằng kỹ thuật Fingerprinting và
giải trình tự D1/D2 của ARN ribosome 26 S
143
Bảng 4.40 Hiệu suất chuyển hóa xyloza thành xylitol của 24 chủng
nấm men đợc
p
hân loại bằn
g

p
hơn
g

p
há
p

17
Hình 8 Sơ đồ tổng quát các con đờng sản xuất các sản phẩm
hữu cơ từ nguồn nguyên liệu lignocelluloza
22
Hình 9 Quá trình tạo thành HMF và furfural từ các đờng
glucozavà xyloza
26
Hình10 Sơ đồ biểu diễn các sản phẩm trung gian của quá trình
thủy phân tinh bột
36
Hình 11 Quá trình thủy phân và hydro hóa xylan thành xylitol 37
Hình12 Con đờng sử dụng xyloza của vi sinh vật 39
Hình 13 Con đờng sử dụng xyloza và mối quan hệ với các con
đờng khác trong quá trình trao đổi chất của tế bào vi
sinh vật
41
Hình 14
Dectin-1 trung gian cho hiệu quả sinh học của -glucan
48
Hình15 Một số hình ảnh về quá trình thủy phân lõi ngô thu hồi
dịch chứa xyloza
124
Hình 16 Sinh trởng bằng nấm men trên môi trờng dịch thủy 128

16
phân rơm và lõi
Hình17 Hình thái một số chủng nấm men phân lập đợc 132
Hình 18 Hình thái một số chủng nấm men phân lập đợc 133
Hình 19 Phổ Fingerprinting sử dụng mồi MTS2 của 47 chủng nấm
men có khả năng chuyển hóa xyloza thành xylitol

Tốc độ sinh trởng của chủng S. cerevisiea 3
105
Đồ thị 12
Tốc độ sinh trởng của chủng S. cerevisiea 1 theo nhiệt
độ
106
Đồ thị 13
Tốc độ sinh trởng của chủng S. cerevisiea 2 theo nhiệt
độ
106
Đồ thị 14
Tốc độ sinh trởng của chủng S. cerevisiea 3 theo nhiệt
độ
106 18
1. Mở đầu

Nâng cao giá trị của các sản phẩm nông nghiệp và các phụ phẩm của sản xuất
công nghiệp bằng sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật đang là vấn đề đợc cả thế giới
quan tâm. Nớc ta là một nớc có kinh tế chủ yếu là nông nghiệp, để phát triển một
nền kinh tế bền vững không gì hơn là áp dụng khoa học kỹ thuật chế biến các nông
sản và phụ phẩm thành các sản phẩm có giá trị kinh tế cao.
Một sản phẩm đợc sản xuất từ tinh bột là maltooligosacarit, nhờ có nhiều tính
chất u việt nh : có độ ngọt thấp (khoảng30% với sacaroza), khả năng duy trì độ ẩm
cao, hạn chế sự hình thành màu trong quá trình chế biến, khả năng chống táo bón tốt
khi hấp thụ vào cơ thể và đặc biệt có thể hấp thụ vào máu một cách từ từ do đó giữ
ổn định độ đờng trong máu với thời gian dài nên maltooligosacarit giàu maltotrioza
đợc ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp thực phẩm nh một loại đờng chức năng

đợc sản phẩm mới theo kịp xu hớng phát triển công nghệ của thế giới, đề tài KC.
04-28 đợc tiến hành với các nội dung sau:
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất maltooligosacarit bằng phơng pháp enzim
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất xylitol bằng phơng pháp lên men
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất
- glucan từ nấm men
- ứng dụng maltooligosacarit, xylitol,
- glucan trong công nghiệp thực phẩm,
dợc phẩm và mỹ phẩm

20
2. Tổng quan

2.1. Đờng chức năng: Xylitol, maltooligosacarit giàu
maltotrioza, - Glucan
Với sự phát triển của nền kinh tế công nghiệp làm thay đổi cuộc sống hàng ngày
của con ngời. Cuộc sống trở nên hối hả hơn, công việc bận rộn hơn, ít có thời gian
giành cho nghỉ ngơi và chú ý đến chất lợng của bữa ăn, môi trờng sống bị ô nhiễm
vì bụi bẩn, tiếng ồn, hóa chất vì vậy sức khỏe của mọi ngời đều bị ảnh hởng.
Rất nhiều bệnh tật phát sinh nh tim mạch, huyết áp, béo phì, tiểu đờngnhng
những thói quen trong sinh hoạt và đặc biệt là những thói quen đợc hình thành
trong xã hội công nghiệp vẫn tiếp tục đợc duy trì và phát triển làm cho nguy cơ
nhiễm bệnh càng ngày càng tăng. Để làm giảm nguy cơ về bệnh tật phát sinh, một
loạt các nghiên cứu sản xuất thực phẩm chức năng đã đợc tiến hành và đa vào sản

Nhiệt năng tan: - 34.8 cal/g (thu nhiệt)
Giá trị năng lợng: 4.06 Kcal/g
Bảng 2.1. Hàm lợng xylitol trong một số loại rau quả [10].
Loại thực phẩm Hàm lợng xylitol
(mg/100g chất khô)
Loại thực phẩm Hàm lợng xylitol
(mg/100g chất khô)
Chuối 21 Bí ngô
Mâm xôi 268 Rau bina 107
Dâu tây 362 Su hào 94
Mận vàng 935 Cà 180
Cà rốt 86,5 Tỏi tây 53
Rau diếp quăn 258 Thì là 92
Hành 89 Nấm trắng 128
Rau diếp 131 Hạt dẻ 14
Xúp lơ 300 Nớc cà rốt 12 22
Maltooligosacarit giàu maltotrioza là hỗn hợp gồm các oligo mạch thẳng có từ 2
đến 10 gốc glucoza liên kết với nhau qua liên kết -1,4 glucozit nh: maltoza (G2),
maltotrioza (G3), maltotetraoza (G4), maltopentanoza (G5), maltohexanoza (G6)
Maltooligosacarit giàu maltotrioza là sản phẩm có chứa hàm lợng maltotrioza
cao đợc sản xuất từ tinh bột với sự tham gia xúc tác của enzim vi sinh vật. Sản phẩm
đợc sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực vì những tính chất sau[11,17, 22,
50,116]:
- Độ ngọt thấp chỉ bằng 30 % so với đờng sacaroza ở dung dịch 10% nhiệt
độ 25
0
C, do đó có thể thay thế đờng sacaroza trong các thực phẩm để

maltotrioza
(G3)
maltotetraoza
(G4)
maltopentanoza
(G5)
maltohexanoza
(G6)
Côngthức
C
12
H
22
O
11
C
18
H
32
O
16
C
24
H
42
O
21
C
30
H


+182,0 +
184.0
0

Khả năng hút ẩm là một trong những tính chất quan trọng của maltooligosacarit
giàu maltotrioza, vì nó có tác dụng duy trì độ ẩm cao và giữ đợc độ ẩm phù hợp
trong các sản phẩm thực phẩm đặc biệt trong các loại bánh tơi.
Bảng 2.3. Khả năng hút ẩm của maltooligosacarit [116 ]
24
0
C* G3 > G4 > G5 = G7 > G11 > G2
30
0
C G3 > G4 = G7 > G5 > G6 > G11 > G2
38
0
C G3 > G4 = G5 > G7 > G6 > G11 > G2
ở điều kiện độ ẩm 90% và nhiệt độ môi trờng là 24
0
C, 30
0
C, 38
0
C thì khả năng
hút ẩm của G3 cao hơn G4 và các đờng thành phần khác. Đặc biệt là G2 có khả
năng hút ẩm thấp nhất.

Hình 2: Cấu trúc phân tử của maltotrioza
Phân tử maltotrioza ( 0- D Glucopyranosyl- (1-4)- 0- D