Làm giàu protein của bã sắn bằng đường hóa và lên men đồng thời

Nghiên cứu này được thực hiện nhằm cải thiện chất lượng dinh dưỡng của bã sắn bằng đường hóa và lên men đồng thời. Bã sắn tươi sau khi hòa vào nước với tỷ lệ 30% được đường hóa bằng chế phẩm đa enzyme thô (αamylase, glucoamylase, cellulase) ở các nồng độ khác nhau (0, 2, 4, 6, 8 và 10%).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Làm giàu protein của bã sắn bằng đường hóa và lên men đồng thờiTạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2018, 16(3): 207-214www.vnua.edu.vnVietnam J. Agri. Sci. 2018, Vol. 16, No. 3: 207-214LÀM GIÀU PROTEIN CỦA Bà SẮN BẰNG ĐƯỜNG HÓA VÀ LÊN MEN ĐỒNG THỜIDương Thu Hương1*, Phạm Kim Đăng1, Trần Hiệp1, Ngô Thị Huyền Trang2,Nguyễn Thị Nguyệt2, Vũ Văn Hạnh2Khoa Chăn nuôi, Học viện Nông nghiệp Việt NamViện công nghệ sinh học, Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam12Email*: duongthuhuong@vnua.edu.vnNgày gửi bài: 06.03.2018Ngày chấp nhận: 08.05.2018TÓM TẮTNghiên cứu này được thực hiện nhằm cải thiện chất lượng dinh dưỡng của bã sắn bằng đường hóa và lên menđồng thời. Bã sắn tươi sau khi hòa vào nước với tỷ lệ 30% được đường hóa bằng chế phẩm đa enzyme thô (αamylase, glucoamylase, cellulase) ở các nồng độ khác nhau (0, 2, 4, 6, 8 và 10%). Kết quả phân tích cho thấy sau24 giờ bã sắn tươi được đường hoá bằng chế phẩm đa enzyme thô ở nồng độ 8% và 10% có lượng đường khử caonhất trong khi hàm lượng tinh bột và xơ thô thấp nhất. Quá trình đường hóa và lên men lỏng bã sắn xảy ra đồng thờitrong các bình lên men dung tích 3 lít có bổ sung 8% enzyme, 1% (NH4)2SO4 và S. cerevisiae, Lactobacillus sp. và7Baciilus sp. (10 cfu/ml mỗi chủng) ở nhiệt độ phòng. Sau 48 giờ lên men, phân tích thành phần dinh dưỡng cho thấyprotein thô tăng 7,3 lần, protein thực tăng 5,5 lần so với bã sắn tươi không lên men, đồng thời HCN giảm còn 20,54mg/kg VCK, lượng axit hữu cơ tăng 5,9 lần, pH 3,7, mùi thơm, chua dịu, không có độc tố aflatoxin.Từ khóa: Đường hóa, enzyme, làm giàu protein, lên men.Protein Enrichment of Cassava Residuesby Simultaneous Saccharification and FermentationABSTRACTThe aim of study was to improve the nutritional quality of cassava residues by simultaneous saccharification andfermentation. Cassava residues were mixed with water at the rate of 30% and saccharification was carried out withcrude enzymes (α-amylase, glucoamylase, cellulase) at different concentrations (0, 2, 4, 6, 8, 10%). After 24 hours,at 8 and 10% crude enzymes, the reducing sugar was highest while the starch and crude fiber content werelowest. Simultaneous saccharification and liquid fermentation of cassava residues were conducted in 3L fermenters7supplemented with 8% enzyme, 1% (NH4)2SO4 and S. cerevisiae, Lactobacillus sp., and Bacillus sp. (10 cfu/ml ofeach) at room temperature. After 48 hours fermentation the crude protein increased by 7.3 times and real proteinincreased by 5.5 times compared with unfermented cassava residues, while HCN decreased to 20.54 mg/kg, organicacid increased by 5.9 times, pH value was 3.7. The fermented product had good flavor, slight acidity and no aflatoxin.Keywords: Cassava residues, saccharification, enzyme, protein enrichment, fermentation.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.Sín (Manihot esculenta Crantz) là loäi câylçy cû đþĉc trồng chû yếu ć các nþĆc nhiệt đĆivà cên nhiệt đĆi (Wanapat, 2003). Täi ViệtNam, trong khoâng 10 nëm trć läi đåy, cåy sínđã tÿ một cåy lþĄng thăc phý trć thành cây côngnghiệp quan trọng, do đò diện tích, nëng suçt vàsân lþĉng tëng nhanh. Vó sín, lá và bã thâi tinhbột chiếm 25% cûa cây sín thþąng bð loäi bónhþ nguồn phế thâi sau thu hoäch và chế biến.Lþĉng bã sín đþĉc thâi ra hàng nëm tÿ các cĄsć sân xuçt tinh bột tþĄng đối lĆn. Theo tínhtoán, 1 tçn sín tþĄi cò thể chế biến tối đa đþĉc0,275 tçn tinh bột, tổng lþĉng bã thâi sín phátsinh là 1,75 tçn, gây phát thâi 0,17 tçn đçt,bùn, cát; 0,18 tçn vó, rễ; 1,40 tçn bã sín (Tổngcýc thống kê Việt Nam, 2016). Phæn lĆn lþĉng207Làm giàu protein của bã sắn bằng đường hóa và lên men đồng thờibã sín này đþĉc thâi ra ngoài môi trþąng gâylãng phí và ô nhiễm nghiêm trọng. Cüng nhþnhiều phý phèm nông nghiệp khác, bã sínthþąng có một số hän chế nhþ hàmlþĉng protein thçp, hàm lþĉng carbohydratenhþ polysaccharide không phâi tinh bột(cellulose, hemicellulose, pectin và lignin) khôngtiêu hòa đþĉc và các chçt kháng dinh dþĈng nhþcyanua, tannin và phytate tþĄng đối cao (Aro,2008). Khi sā dýng làm thĀc ën chën nuôi, khânëng tiêu hòa thçp, lþĉng thĀc ën ën vào ít vàgiâm khâ nëng sân xuçt cûa động vêt là mộtthăc tế, do đò chî một lþĉng rçt ít bã sín đþĉcsā dýng làm thĀc ën chën nuôi.Lên men là một phþĄng pháp vÿa khā đþĉccác chçt kháng dinh dþĈng, vÿa có khâ nëng câithiện chçt lþĉng protein nên đã đþĉc một sốnþĆc sā dýng để tëng cþąng giá trð sā dýng cûasín và phý phèm sín cho câ con ngþąi và giasúc (Ubalua, 2007; Aro, 2008). Đối vĆi bã sín,hàm lþĉng xĄ và tinh bột cao, các vi sinh vêtkhông thể sā dýng trăc tiếp để sinh trþćng vàphát triển, chî một số ít vi sinh vêt nhþ nçm sĉi(Aspergillus,Penicillium),nçmmenSaccharomyces và vi khuèn Baccilus có khânëng sinh ra một số enzyme ngoäi bào nhþamylase, cellulase để thûy phân tinh bột và xĄthành đþąng đĄn, song hoät tính cûa chúngtþĄng đối thçp (Pandey et al., 2000; Cherry andFidantsef, 2003; Singh et al., 2011). Đề tài tiếnhành đþąng hòa và lên men đồng thąi bã sínbìng việc bổ sung chế phèm đa enzyme (αamylase, gluco-amylase, cellulase), nçm men vàvi khuèn probiotic (Lactobacillus, Bacillus) đểđþąng hóa tinh bột, xĄ thành các đþąng đĄn täocĄ chçt thích hĉp cho să sinh trþćng, phát triểncûa các vi sinh vêt nhìm täo ra sân phèm lênmen giàu protein, nhiều vi khuèn có lĉi có thểsā dýng làm thĀc ën chçt lþĉng cao cho cácđộng vêt dä dày đĄn.2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP2.1. Vật liệu nghiên cứuBã sín tþĄi tÿ các cĄ sć chế biến tinh bộtthuộc xã Cát Quế, huyện Hoài ĐĀc, Hà Nội đþĉcthu gom vào các túi nilon và bâo quan trong tûlänh (4°C) cho đến khi sā dýng trong một tuæn.208Chế phèm đa enzyme thô chĀa α-amylase,gluco-amylase và cellulase thu đþĉc tÿ quátrình lên men xốp chûng nçm mốc Aspergillusniger dñng đột biến GA15 sân xuçt täi PhòngCác chçt chĀc nëng sinh học, Viện Công nghệsinh học, Viện Hàn lâm khoa học Việt Nam.Nçm men Saccharomyces cerevisiae, vikhuèn Lactobacillus sp. và Bacillus sp. đþ ...