Báo cáo tổng kết đề tài r d cấp bộ nghiên cứu ứng dụng pullulan trong sản xuất bánh kẹo và bảo quản thịt

  • 46 trang
  • file .pdf
BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
–––––––––––––––––––––––––––––––
BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI R-D CẤP BỘ
Tên đề tài: “NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PULLULAN TRONG
SẢN XUẤT BÁNH KẸO VÀ BẢO QUẢN THỊT”
Chủ nhiệm Đề tài: NGÔ THỊ VÂN
7314
23/4/2009
Hà Nội, 12-2008
1
I. Tæng quan
1.1 C¬ së ph¸p lý /xuÊt xø cña ®Ò tµi
• C¨n cø vµo QuyÕt ®Þnh sè 1999/Q§-BCT ngµy 03 th¸ng 12 n¨m 2007 cña
Bé tr−ëng Bé C«ng nghiÖp vÒ viÖc giao kÕ ho¹ch KHCN n¨m 2008;
• C¨n cø vµo Hîp ®ång nghiªn cøu Khoa häc vµ Ph¸t triÓn C«ng nghÖ sè
85.08RD/H§- KHCN gi÷a Bé C«ng th−¬ng vµ ViÖn C«ng nghiÖp Thùc
phÈm ký ngµy 28 th¸ng 01 n¨m 2008
( Chi tiÕt xem trong phÇn phô lôc)
2
1.2 TÝnh cÊp thiÕt vµ môc tiªu cña ®Ò tµi
1.2.1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi
Một sản phẩm mới cã nguån gèc sinh häc ®ang ®−îc chó ý, quan t©m
nhiÒu trªn thế giới hiÖn nay lµ pullulan. Pullulan có những tính chất như là tan
hoàn toàn trong nước l¹nh t¹o dung dÞch cã ®é nhít, độ dÝnh cao, dung dÞch
trong vµ æn ®Þnh, kh«ng hoµ tan trong dung m«i h÷u c¬, chịu được khoảng pH
rộng 2- 12, kh«ng t¹o gel, cã søc c¨ng bÒ mÆt lín h¬n n−íc, nhiÖt ®é ch¸y 250-
2800 C. Dung dÞch pullulan dÔ dµng h×nh thµnh mµng film máng trong suèt, có
thể tô màu, trang trí lên và ®Æc biÖt h¬n là mµng pullulan ngăn không cho
không khí thấm qua, cã thÓ so s¸nh víi polypropulen, polyeste, polyvinyl
[4,17,18]
Chính vì c¸c ®Æc tÝnh trªn nªn pullulan được ứng dụng rộng rãi trong các
ngành công nghiệp như: công nghiệp thực phẩm, công nghiệp dược, mü phÈm
và các ngành công nghiệp khác( Desh et al., 1992). Trong công nghiệp thực
phẩm, pullulan được sử dụng ®Ó t¨ng ®é bãng, gi÷ mµu s¾c, n©ng cao chÊt
l−îng cña s¶n phÈm kÑo, làm tăng độ nhớt, ®é dÝnh cho đồ uống, kem, xúc
xích.... Màng pullulan có khả năng ngăn không cho không khí thấm qua nên
được sử dụng để bao gói, phñ bªn ngoµi cho các sản phẩm thực phẩm chèng
oxy ho¸ nhÊt lµ c¸c s¶n phÈm cã dÇu vµ t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chèng mÊt mµu
cña s¶n phÈm. Ngoài ra, pullulan được sử dụng là thực phẩm chức năng (thực
phẩm ít calo). Trong công nghệ dược phẩm, y học, pullulan được sử dụng để
làm vỏ nang thuốc t©n d−îc, làm chất giữ cân bằng áp suất trong máu... Trong
công nghệ mĩ phẩm, víi kh¶ n¨ng kÕt dÝnh cao pullulan ®−îc øng dông trong
s¶n xuÊt dÇu géi ®Çu, lµm chÊt t¹o sîi, t¹o bät vµ ®é nhít thÊp gióp cho dÞch dÔ
thÊm s©u vµo da, tãc. Trong các ngành công nghiệp khác như công nghiệp dệt
thì nó là tác nhân hồ vải.
Víi kh¶ n¨ng t¹o mµng máng trong suèt, ng¨n oxy pullulan ®ang ®ù¬c
chó ý nh− mét nguån nguyªn liÖu míi thay thÕ mét phÇn bao b× polyethylen
nh»m gi¶i quyÕt vÊn ®Ò « nhiÔm m«i tr−êng bøc b¸ch hiÖn nay.
3
HiÖn nay pullulan được nghiªn cøu vµ sản xuất trên quy mô công nghiệp
ở rất nhiều nước trên thế giới như Nhật Bản, Trung Quốc, Thổ Nhĩ Kỳ ...C¸c
C«ng ty lín s¶n xuÊt pullulan lµ C«ng ty Hayashibare Biochemical – Osaka
NhËt b¶n víi s¶n phÈm pullulan PI20 øng dông nhiÒu trong ngµnh thùc phÈm,
d−îc phÈm. C¸c c«ng ty Ayurvedic Remedie Holistic, c«ng ty Feinkost
ingredient, c«ng ty Dow Chemical, Sumitomo Chemical s¶n xuÊt ra pullulan
d¹ng bét dïng cho c«ng nghiÖp giÊy, ph©n bãn, vµ phô gia thùc phÈm
ë n−íc ta, pullulan hÇu nh− ch−a ®−îc chó ý ®Õn. §Ó cã thÓ øng dông
®−îc pullulan, chóng t«i ®· tiÕn hµnh nghiªn cøu ®Ò tµi “Nghiªn cøu øng dông
pullulan trong s¶n xuÊt b¸nh kÑo vµ b¶o qu¶n thÞt” nh»m b−íc ®Çu t¹o ra
c¸c s¶n phÈm cã chÊt l−îng cao gãp phÇn ®¶m b¶o ®−îc vÖ sinh an toµn thùc
phÈm, t¹o tiÒn ®Ò cho nghiªn cøu s¶n xuÊt pullulan ë n−íc ta.
1.2.2. Môc tiªu cña ®Ò tµi
øng dông pullulan trong chÕ biÕn vµ b¶o qu¶n thùc phÈm
1.3. Néi dung nghiªn cøu
1.3.1. Nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ øng dông pullulan trong s¶n
xuÊt b¸nh kÑo
1.3.2. Nghiªn cøu c¸c ®iÒu kiÖn c«ng nghÖ sö dông pullulan trong b¶o qu¶n
thÞt
1.3.3. øng dông s¶n xuÊt s¶n phÈm kÑo quy m« thö nghiÖm
4
1.4. Tæng quan tµi liÖu
1.4.1. Giíi thiÖu vÒ pullulan
Pullulan ®−îc sinh tæng hîp tõ chñng Aureobasidium pullulans, ®−îc
h×nh thµnh khi tÕ bµo ®ang trong tr¹ng th¸i pha log muén (Catley,1971) vµ sù
h×nh thµnh phô thuéc ®èi víi nhiÒu nh©n tè bao gåm pH, nhiÖt ®é, c¬ chÊt vµ
chñng gièng (Catley,1971; Yuen, 1974; Madi et al, 1997; Gibb,1996). HiÖu
suÊt vµ khèi l−îng ph©n tö phô thuéc nhiÒu vµo ®iÒu kiÖn lªn men.
Bender ng−êi ®Çu tiªn miªu t¶ sù h×nh thµnh polysacarit ngo¹i bµo tõ
chñng Aureobasidium pullulan ( Bender etal., 1959). N¨m 1938 nhµ khoa häc
Bayer ®· quan s¸t sù h×nh thµnh polymer ngo¹i bµo tõ chñng Aureobasidium
pullulan vµ m·i ®Õn n¨m 1958 t¸c gi¶ Bayer míi ph©n lËp ®−îc vµ b¾t ®Çu
nghiªn cøu c¸c ®Æc tÝnh cña polysacarit nµy. N¨m 1959 polysacarit ngo¹i bµo tõ
chñng Aureobasidium pullulan ®−îc ®Æt tªn lµ pullulan. Trong suèt nh÷ng n¨m
1961 pullulan ®−îc nghiªn cøu vµ xem xÐt cÊu tróc ph©n tö. Sau khi ph¸t hiÖn
mét enzim pullulanase cã thÓ thuû ph©n liªn kÕt alpha 1,6 glucozit ®Ó chuyÓn
pullulan thµnh maltotrioza th× cÊu tróc pullulan cµng ®−îc lµm s¸ng tá [4,5,6,9]
HiÖn nay theo hÖ thèng sè quèc tÕ (INS), m· sè pullulan lµ E 1204 .
Trong s¶n phÈm th−¬ng m¹i PI 20 mét s¶n phÈm pullulan ®· deion tån t¹i 1250
®¬n vÞ glucoza. Trªn thÕ giíi, Công ty Hayshibara Co.ltd, NhËt b¶n sản xuất
pullulan trên quy mô công nghiệp từ năm 1972 với sản lượng 1000 tấn/ năm vµ
C«ng ty Shanghai Puao BioTech Co.Ltd -Trung quèc ®ang s¶n xuÊt pullulan
trªn quy m« c«ng nghiÖp [17]
1.4.2. CÊu t¹o vµ cÊu tróc cña pullulan
Pullulan là một polysaccharit được tạo bởi chủ yếu các đơn vị
maltotrioza và một phần nhỏ các đơn vị maltotetraoza theo liên kết α- 1,6
glucozit. Các đơn vị này được cấu tạo từ các glucoza theo liên kết α- 1,4
glucozit. Pullulan cã c«ng thøc ho¸ häc (C6H10O5)n . Pullulan được sản xuất từ
tinh bột thông qua quá trình lên men tõ chủng Aureobasidium pullulans.
5
Hình 1.1. Cấu trúc của pullulan [5]
Polysacarit ngo¹i bµo của chủng Aureobasidium pullulans có hai d¹ng
sản phẩm: polysaccarit dị hình và glucan trung hoà. Glucan trung hoà được gọi
là pullulan , chứa hai liên kết α- 1,4 và α- 1,6 glucozit. Pullulan được xác định
dựa trên cơ sở sự quay cực, thuỷ phân axit fomic, phổ hồng ngoại, phương pháp
phân tích methyl hoá. Người ta đã đưa ra tỉ lệ liên kết α- 1,4 : α- 1,6 glucozit
trong ph©n tö pullulan là 3:2 dựa trên phương pháp methyhoá và oxyhoá. Cấu
trúc của pullulan được mô tả như là một chuỗi mạch thẳng bao gồm các đơn vị
maltotrioza liên kết với nhau theo liên kết α - 1,6 glucozit và đơn vị này lại
được tạo thành từ ba đơn vị glucoza liên kết với nhau theo liên kết α - 1,4
glucozit [5, 6,12]
Khảo sát pullulan từ một chủng khác của Aureobasidium pullulans,
Bouveng và các cộng sự [10] cũng đưa ra kết quả tương tự với tỉ lệ liên kết α -
1,4: α - 1,6 glucozit là 2:1, đây cũng là giá trị lí thuyết về chuỗi
polymaltotrioza. Sự thay đổi liên kết α - 1,4 và α - 1,6 glucozit cho pullulan từ
các chủng khác nhau đã được công bố rộng rãi.
6
Hình 1.2. Cấu trúc đơn giản của pullulan [5]
Bằng ph−¬ng ph¸p thuỷ phân hoàn toàn của enzim pullulanaza – enzim
đặc hiệu tác động lên liên kết α - 1,6 glucozit cho thÊy cấu trúc polymaltotrioza
trên (hình 1.2) cã chót thay đổi sau khi tìm thấy maltotetraoza, những đơn vị
tetrasaccharit này xuất hiện ë cuối phân tử pullulan. Sau này người ta xác định
được những đơn vị này là maltotetraoza và nó không chỉ xuất hiện ở cuối chuỗi
mà nó được phân bố một cách ngẫu nhiên trên phân tử polymaltotrioza. Tỉ lệ
này có thể lên tới 7%.[10,9,15]
Cấu trúc pullulan đã được chỉ ra ở hình 1.1 cho ®Õn nay vÉn được chấp
nhận một cách rộng rãi. Tuy nhiªn trong cấu trúc ph©n tö cña pullulan vẫn có
nhiều sự thay đổi, ®ó là khả năng phân nhánh (nh−ng không đáng kể).
Bouveng và các cộng sự [10] cho r»ng kh«ng loại khả năng có liên kết α - 1,3
glucozit trong phân tử (1%- 2%). Bởi vì, ông đã tìm thấy glucoza không bị
oxyhoá còn lại sau sự ôxyhoá tuần hoàn. T¸c gi¶ Elinov và Mateeva [15] cũng
cho thấy có liên kết α - 1,3 glucozit nhưng ở mức cao hơn 7%. Do vậy đã có
nhiều ý kiến khác nhau về cấu trúc mạch thẳng trong đó có liên kết α - 1,3
glucozit với α - 1,4 glucozit với độ dài khác nhau đã ảnh hưởng trực tiếp lên
liên kết α - 1,6 glucozit.
Bằng cách kết tủa với cetyl trimetylamoni hydroxit, Bouveng và các
cộng sự [10,15] đã tách được cả β-glucan và các axit polysaccharit dị hình chứa
glucoza, manoza, galactoza và axit uronic có trong pullulan. Bằng phương pháp
7
metyl hoá, oxihoá hoàn toàn, thuỷ phân axit và enzim, người ta tìm thấy trong β
-glucan có chứa liên kết β - 1,3 glucozit liên kết với liên kết β - 1,6 glucozit.
Một β-glucan chứa 68% liên kết 1,3 glucozit và 32% liên kết 1,6 glucozit và
axit malic cũng được tách ra sau khi kết tủa phân đoạn với cetyl trimethylamoni
bromua[15]
1.4.3. Khèi luîng ph©n tö cña pullulan
Khèi l−îng ph©n tõ pullulan phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn nu«i cÊy (thêi gian,
pH, phosphat, ...), tuy nhiªn nã kho¶ng 10- 3000 kDa (Sugimoto, 1978; Wiley
et al., 1993).
Đã có nhiều nghiên cứu về phân tử lượng của pullulan và cho thấy có sự
biến thiên đáng kể. Sự phân cắt bởi enzim amylaza vµ sự phân cắt của enzim
pullulanase lên pullulan phân tử lượng thấp đã tạo ra các tetrasaccharit phân
nhánh thay vì các đơn vị maltotetraoza.Và các đơn vị maltotetraoza trong
pullulan cũng bị phân cắt bởi enzim α- amylaza ở tuyến nước bọt. T¸c gi¶
Yeun [17] cho rằng có thể điều chỉnh được phân tử lượng bằng cách lựa chọn
chủng và thay đổi các điều kiện nuôi cấy. T¸c gi¶ Sugimoto [12] thì lại cho
rằng pH và nồng độ photphat là hai yếu tố quan trọng quyÕt định phân tử lượng
của pullulan. Phân tử lượng giảm khi tăng pH và t¨ng nồng độ photphat trong
canh trường. Pullulan cã khèi l−îng ph©n tö 500,000- 600,000 dalton khi ®−îc
s¶n xuÊt ë pH ban ®Çu lµ 3, trong khi pullulan cã khèi l−îng ph©n tö 200,000-
300,000 dalton khi pH ban ®Çu lµ 4,5. §Ó cã pullulan ph©n tö luîng cao cÇn
®iÒu chØnh pH canh tr−êng từ 3,0 – 6,0 sau hai ngày nu«i cÊy và tăng nồng độ
nguồn cácbon. Phân tử lượng cña pullulan cũng tăng khi tỉ lệ tế bào tăng, tăng
tốc độ khuấy. Ngoµi ra pullulan cã khèi l−îng ph©n tö trªn 1000000 danton nÕu
sö dông glucoza kÕt hîp víi glucozamin trong m«i tr−êng nu«i cÊy. Pullulan cã
khèi l−îng ph©n tö lín ®−îc sö dông nhiÒu trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp
h¬n.[17,12]
8
1.4.4. TÍNH chÊt cña PULLULAN
Pullulan cã nh÷ng tÝnh chÊt rÊt −u viÖt nh− : bét mµu tr¾ng, kh«ng mïi,
kh«ng vÞ , kh«ng hót Èm, chøa 6% Èm, kh«ng cã tÝnh khö. Pullulan bÞ ph¸ huû ë
nhiÖt ®é cao 250 – 280 0C. Pullulan hoµ tan trong n−íc l¹nh vµ n−íc nãng,
kh«ng hoµ tan trong dung m«i h÷u c¬ trõ dimethylformaldehide vµ
dimethylsulfoxide( Sugimoot, 1978; Tsujiaka vµ Misuhashi, 1993).Dung dÞch
pullulan nhít nh−ng kh«ng t¹o gel vµ æn ®Þnh. §é nhít cña pullulan phô thuéc
vµo khèi l−îng ph©n tö cña pullulan. §é nhít dung dÞch nång ®é 10% ë 30 0C
lµ 132-179mm2/s, ®é nhít cña pullulan t−¬ng tù víi dung dÞch gum arabis.
Pullulan lu«n cã kh¶ n¨ng h×nh thµnh mét mµng film trong suèt.
Dung dịch pullulan có sức căng bề mặt cao vµ ®é ổn định tèt, chÞu pH
réng từ 2-12, độ nhớt của nó không thay đổi khi có mặt của các ion kim loại
khác nhau có trong dung dịch. Víi kh¶ n¨ng dÝnh kÕt cao nªn cã thÓ nÐn trùc
tiÕp d−íi nhiÖt cã Èm.
Pullulan có thể tạo thành những loại vật liệu có hình dạng khác nhau.
Pullulan được tạo thành màng có tính chất ngăn ngừa, không cho không khí
thấm qua.
S¶n phÈm th−¬ng m¹i cña h·ng Hayshibara Co.ltd cã thµnh phÇn nh−
sau:
Trạng thái Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng
trắng
Sự hoà tan trong nước (250C) Dễ tan
Độ ẩm <6%
Chất tro <3%
Protein <0,5%
Arsenic <2 ppm
Kim loại nặng <5 ppm
9
1.4.5. Nh÷ng ỨNG DỤNG CỦA PULLULAN
Pullulan ®−îc US Food and Drug Administration (FDA) vµ Substances
General Recognized as Safe (GRAS) cho phÐp sö dông trong lÜnh vùc thùc
phÈm, d−îc phÈm vµ mü phÈm ...
1.4.5.1 Trong c«ng nghiÖp thùc phÈm:
Víi tÝnh chÊt t¹o ®−îc mµng máng, trong, ng¨n c¶n ®−îc sù tiÕp xóc cña
oxy víi s¶n phÈm, pullulan ®−îc coi lµ chÊt lý t−ëng ®Ó bao gãi b¶o qu¶n, phñ
bªn ngoµi hoµn h¶o cho c¸c s¶n phÈm thùc phÈm chèng oxy ho¸ nhÊt lµ c¸c s¶n
phÈm cã dÇu, lµm næi tréi mµu vµ t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chèng mÊt mµu cña s¶n
phÈm. Do cã kh¶ n¨ng ng¨n c¶n khÝ nªn mµng pullulan cßn ®−îc dïng nhiÒu
trong viÖc gi÷ h−¬ng trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n, làm giảm mất mùi vị của sản
phẩm và đồng thời tránh được sự oxy hoá chất béo và các thành phần chứa dầu
có trong thực phẩm làm tăng thời hạn sử dụng. Mét øng dông rÊt cã gi¸ trÞ cña
mµng pullulan lµ dïng ®Ó trang trÝ, vÏ tranh lªn s¶n phÈm nhÊt lµ trong c«ng
nghiÖp s¶n xuÊt b¸nh kÑo.
Dung dÞch pullulan kh«ng mµu, kh«ng mïi cã thÓ t¹o líp ¸o bãng, ®Ñp,
bÒn mµu cho s¶n phÈm. CÊu tróc ph©n tö cña pullulan lµ maltotrioza liªn kÕt víi
nhau nªn pullulan rÊt khã bÞ ph©n huû bëi enzim v× thÕ nã cung cÊp calo mét
c¸ch tõ tõ khi vµo c¬ thÓ ng−êi. Pullulan được sử dụng là thực phẩm chức năng
(thực phẩm Ýt calo). N¨m 2003 t¸c gi¶ Bryan W. Wolf , Keith A. Garlel, Young
S. Choe ®· cã bµi b¸o trªn t¹p chÝ dinh d−ìng cña Mü vÒ pullulan tiªu ho¸ chËm
trong c¬ thÓ ng−êi. ThÝ nghiÖm ®−îc ®¸nh gi¸ qua mét ®ªm cña ng−êi sö dông
®å uèng chøa 50 g cacbonhy®rat lµ maltodextrin vµ 50 gam pullulan, tiªu chÝ
ph©n tÝch lµ nång ®é hy®rogen trong h¬i thë vµ nång ®é glucoza trong m¸u. So
víi mÉu ®èi chøng peak glucoza trong m¸u lµ gi¶m ®i râ rÖt cña ng−êi sö dông
pullulan lµ 1,97+- 0,1mmol/lÝt, cßn ng−êi sö dông maltodextrin lµ 4.24mmol/lÝt.
§iÒu ®ã cho thÊy pullulan tiªu ho¸ chËm kh«ng lµm t¨ng glucoza trong m¸u khi
¨n, calo Ýt. [8,15,16]
Kh¶ n¨ng kÕt dÝnh cña pullulan cao nªn nã ®−îc dïng nhiÒu ®Ó gi÷ h×nh
d¹ng kh¸c nhau cña c¸c viªn thÞt, c¸ trong chÕ biÕn ®å hép, thøc ¨n nhanh.
10
Pullulan cßn ®−îc sö dông trong s¶n xuÊt ®å uèng, cream, n−íc sèt ®Ó lµm t¨ng
®é nhít cña s¶n phÈm. Pullulan cßn øc chÕ sù ph¸t triÓn cña nÊm. V× vËy nã lµ
nguyªn liÖu tuyÖt vêi cho b¶o qu¶n thùc phÈm. NhËt b¶n ®· cã lÞch sö h¬n 20
n¨m sö dông pullulan nh− mét thµnh phÇn thùc phÈm vµ t¸c nh©n kÕt dÝnh cña
thuèc [17]
Mét s¶n phÈm kÑo cña NhËt b¶n cã øng dông pullulan [17]
Trong c«ng nghiÖp thùc phÈm pullulan được sö dông rÊt réng r·i nh− :
- Pullulan ®−îc c¸n mỏng cã thÓ dùng làm các túi đựng chè để giữ mùi
hương cho chè, dïng để bảo quản quả trứng sạch và các sản phẩm của
trứng.
- Pullulan được sử dụng để làm tăng độ nhớt cho đồ uống, kem và xúc
xích.
- Pullulan dùng để cải tiến chất lượng và hình dạng của sản phẩm. Thêm
0,1% pullulan vào các sản phẩm thịt nướng, thịt muối, xúc xích ... để
giữ hình dạng bên ngoài cho chúng.
- Pullulan còn được sử dụng để nối các mảnh, đoạn của các sản phẩm
thịt, cá, bò và gia cầm đã được nấu để tạo hình dáng cho chúng trong
các bữa ăn nhanh hoặc các thức ăn nhanh.
- Để tạo thực phẩm ít calo, người ta phối trộn bột mì, tinh bột amyloza
và pullulan giống như là bánh quy, bánh xốp... mà trong đó pullulan
thay thế các thành phần amyloza.
11
- Mµng pullulan ®−îc s¶n xuÊt tõ dung dÞch pullulan nång ®é 5- 20 %
kh«ng chøa c¸c thµnh phÇn plastic, khuÊy ë 100- 1000 v/p trong 30- 60
phót, sau khi phñ trªn Mylar vµ sÊy kh« trong ®iÒu kiÖn 700F vµ 50%
Èm trong thêi gian 1- 5 ngµy tíi ®é Èm 10% hoÆc h¬n, kÕt qu¶ mµng
film trong cã thÓ bãc ra khái Mylar ( freepatentsonline. com)
Mét sản phẩm thịt, xúc xích cã øng dông pullulan[17]
1.4.5.2.Trong c«ng nghiÖp d−îc phÈm:
Pullulan ®−îc sö dông bao viªn gi¶m sù va ®Ëp lµm vì viªn, bét pullulan
®−îc sö dông lµm chÊt kÕt dÝnh, lµm sÖt, bãng. Víi tính chất chống oxy tuyệt
vời nó làm tăng thời hạn sử dụng cho sản phẩm.
Pullulan ®−îc sö dông ®Ó t¹o capsule vá nang dïng ®Ó ®ãng viªn c¸c
lo¹i thuèc t©n d−îc trong s¶n xuÊt thuèc, ®Æc biÖt trong s¶n xuÊt c¸c vitamin C,
E, D... Vá nang tõ pullulan cã −u ®iÓm h¬n so víi lo¹i truyÒn thèng nh− t¨ng
c−êng tÝnh n¨ng chèng Èm, hoµ tan dÔ dµng, gia t¨ng tÝnh ®é æn ®Þnh chÊt
l−îng trong thêi gian l−u hµnh, ng¨n ch¨n oxy. Thuèc t©n d−îc truyÒn thèng
th−êng ®−îc ®ãng trong viªn nang gelatin cã nguån gèc ®éng vËt, cã thÓ g©y
khã kh¨n tiªn ho¸ ®èi víi mét sè ng−êi ¨n kiªng. Ngoµi ra ®èi víi nh÷ng ng−êi
tu hµnh ®iÒu ®ã ®ång nghÜa víi viÖc vi ph¹m gi¸o lý nhµ phËt. ChÝnh v× vËy
ng−êi ta sö dông pullulan trong s¶n xuÊt vá nang cã thÓ ®¸p øng cho tÊt c¶ mäi
®èi t−îng. GÇn ®©y kh¸ch hµng quan t©m ®Õn s¶n phÈm cã nguån gèc tù nhiªn
kh«ng chØ ë Mü, NhËt mµ ë c¸c vïng miÒn trªn thÕ giíi, ®Æc biÖt nh÷ng n¬i cã
v¨n ho¸ tÝn ng−ìng sö dông nguyªn liÖu tõ thùc vËt. [12,15,17,18]
12
Pullulan được dùng để duy trì cân bằng áp suất thẩm thấu ở trong máu và
mô tế bào và có thể làm tăng cung cấp huyết tương. Pullulan được sử dụng như
là huyết tương mở rộng (plasma extender), tạo ra những t¸c dông mong muốn.
Pullulan có phân tử lượng 3000 – 9000 hoµ tan trong dung dịch muối sinh lí để
tạo ra dung dịch pullulan 4-10% wt/vol, sau đó đem tiệt trùng, dung dịch này
được tiêm vào tĩnh mạch ®¶m b¶o sự an toàn tuyệt đối. Pullulan có thể được
chuyển hoá và bài tiết hoàn toàn.
Pullulan phân tử lượng cao øng dông trong s¶n xuÊt thuèc cho phép kéo
dài sự hoà tan cña mét sè ho¹t chÊt b»ng c¸ch lµm chËm sù bay h¬i cña chóng
(sulphamethizole, ibuprofenvis).
Dịch lên men của chủng A. pullulans R106 chøa những chất kháng sinh
tự nhiên aureobasidins có hoạt tính chống mốc cao chống lại bệnh nấm
Candida albicans.
Pullulan có thể tạo thành vỏ bọc thuốc được sử dụng trong các sản phẩm
dược phẩm. Với nguồn gốc không phải động vật nó đáng tin cậy đối với khách
hàng và nó phù hợp cho tất cả nhóm khách hàng. Với tính chất chống oxy tuyệt
vời nó làm tăng thời hạn sử dụng cho sản phẩm. Pullulan cã thÓ ®−îc biÕn ®æi
®Ó s¶n xuÊt c¸c dÉn xuÊt cã ®é hoµn tan thÊp hoÆc polyme biÕn ®æi mµ hoµn
toµn kh«ng tan trong n−íc. Nh÷ng dÉn xuÊt cña pullulan ®−îc øng dông nhiÒu
trong ph¸t triÓn c¸c s¶n phÈm thuèc sinh häc v× nã kh«ng ®éc, kh«ng tho¸i ho¸
nh− tinh bét. Tèc ®é tan r· cña pullulan so víi dextran trong huyÕt thanh lµ
nhanh h¬n , chØ sè tan r· lµ 0.7 sau 48 giê ñ so víi 0.05 cña dextran[17,18,23]
Pullulan ®−îc sö dông nh− mét chÊt mang ph©n t¸n thuèc, ph©n tö
pullulan ®−îc hydro ho¸ cã thÓ h×nh thµnh h¹t nano æn ®Þnh
13
Ứng dụng pullulan trong công nghiệp dược phẩm [17]
HiÖn còng cã rÊt nhiÒu nghiªn cøu sö dông pullulan trong s¶n xuÊt s¶n
phÈm vÖ sinh r¨ng miÖng,thÊu kÝnh, mµng plasma... Nh− C«ng ty Pfizer
NewYork Mü næi tiÕng víi trong c¸c s¶n phÈm vÖ sinh r¨ng miÖng ®ang sö
dông pullulan bét. S¶n phÈm b¶o vÖ r¨ng miÖng cña Pfizer ë Canada nh−
Listerine, s¶n phÈm nµy ph¸t triÓn réng kh¾p thÕ giíi. Trong thµnh phÇn n−íc
xóc miÖng Listerine cã: Pullulan, Methol, Flavors, Sucralose, Potassium
acesulfate, Carragenan, Glyceryl Oleate, Eucalyptol, Xanthan Gum( Listerrine
professional)
1.4.5.3. Trong c«ng nghiÖp mü phÈm
Víi kh¶ n¨ng kÕt dÝnh cao pullulan ®−îc øng dông trong s¶n xuÊt dÇu géi
®Çu. Pullulan cã t¸c dông t¹o sîi, t¹o bät vµ ®é nhít thÊp gióp cho dÞch dÔ thÊm
s©u vµo da, tãc. Ngoµi ra pullulan ®−îc øng dông vµo c¸c sản phẩm son môi,
kem dưỡng da, kem chèng nh¨n dạng lỏng nh»m giúp ổn định, giữ ẩm, tăng độ
gel .
Trong c¸c s¶n phÈm d−ìng da, phÊn trang ®iÓm, mü phÈm m¾t, dÇu géi
®Çu, ng−êi ta sö dông pullulan cã khèi l−îng ph©n tö 5000- 500.000 daton vµ tØ
lÖ pullulan bæ sung tõ 0,1- 99 %, tuú theo tõng s¶n phÈm. Khi sö dông pullulan
trong c¸c s¶n phÈm mü phÈm cã −u ®iÓm nh− dÔ tan trong n−íc, æn ®Þnh trong
thêi gian dµi[12,17]
14
Pullulan cã trong thµnh phÇn mü phÈm Keshin gaku: ethylalcoho 10
phÇn, pullulan khèi l−îng ph©n tö 400.000 daton 0,05 phÇn, propyleneglycol 5
phÇn, oley alcohol 0,1 phÇn, polyoxyethylen sorbitar 1,2phÇn, n−íc hoa 0,2
phÇn, n−íc tinh khiÕt 83,45 phÇn. Trong dÇu géi, pullulan khèi l−îng ph©n tö
800.000 daton 2 phÇn, ethyalcohol 13 phÇn, glycerin 2 phÇn, n−íc tinh khiÕt 80
phÇn, n−íc hoa 0,3 phÇn [17]
1.4.5.4. Trong c¸c ngµnh c«ng nghiÖp kh¸c
Pullulan ®−îc sö dông lµm chÊt kÕt dÝnh trong c«ng nghiÖp s¶n xuÊt ph©n
bãn, c«ng nghiÖp giÊy sö dông pullulan t¹o ra giÊy cã ®é dµy vµ thÊm mùc mét
c¸ch lý t−ëng. Trong công nghiệp dệt thì pullulan là tác nhân hồ vải. Các dẫn
xuất của pullulan được este hoá và ete hoá có thể được sử dụng trong công
nghiệp sản xuất hồ dán .
15
II. Thùc nghiÖm
2.1 PHƯƠNG PHÁP tiÕn hµnh nghiªn cøu
2.1.1. Ph−¬ng ph¸p c«ng nghÖ
2.1.1.2. Nghiªn cøu c«ng nghÖ t¹o mµng film tõ pullulan
C©n 5 gam pullulan hoµ tan trong 100 ml n−íc, khuÊy cho tan hÕt t¹o
dung dÞch cã ®é nhít. Dung dÞch pullulan phñ ®Çy trªn khay cã kÝch th−íc 30
x40cm vµ sÊy kh«. Mµng film máng dïng ®Ó bao gãi, b¶o qu¶n s¶n phÈm thùc
phÈm
2.1.1.3 Nghiªn cøu øng dông pullulan trong s¶n xuÊt kÑo
ChuÈn bÞ dÞch pullulan: §Þnh l−îng pullulan ( 0,3 gam/ 100 gam kÑo) hoµ
tan trong n−íc nãng.
NÊu kÑo: C©n 100 gam ®−êng kÝnh, bæ sung 100 ml n−íc cho vµo ch¶o
®un trªn bÕp cho tan hoµn toµn, cho tiÕp 100 gam siro glucoza vµ dÞch pullulan
vµo nÊu kÑo, khi ®é Èm khèi kÑo ®¹t <3% ®−a ra lµm nguéi. §¸nh gi¸ chÊt
l−îng kÑo so víi mÉu ®èi chøng tõ ®ã rót ra nhËn xÐt vµ theo dâi b¶o qu¶n kÑo.
2.1.1.4. Nghiªn cøu sö dông mµng pullulan trong b¶o qu¶n thÞt chÝn
ThÞt lµ lo¹i thùc phÈm cã gi¸ trÞ dinh d−ìng nªn rÊt dÔ háng khi b¶o qu¶n.
Mµng pullulan ®−îc vÝ nh− c¸i hµng rµo ng¨n oxy cã thÓ kÐo dµi thêi gian b¶o
qu¶n thÞt chÝn hoÆc tói ®ùng thùc phÈm chÝn kh« tr¸nh oxy ho¸ t¨ng thêi gian
b¶o qu¶n phÇn nµo h¹n chÕ sö dông ho¸ chÊt b¶o qu¶n.
TiÕn hµnh chuÈn bÞ thÞt lîn chÝn trong c¸c dông cô ®ùng thuû tinh hoÆc
nhùa, sau ®ã dïng mµng pullulan phñ kÝn , theo dâi b¶o qu¶n
TiÕn hµnh chuÈn bÞ ruèc thÞt ®ãng gãi trong mµng pullulan trªn m¸y d¸n
kÝn , theo dâi b¶o qu¶n.
2.1.2. Ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch
2.1.2.1.X¸c ®Þnh nång ®é chÊt kh« b»ng chiÕt quang kÕ
ChiÕt quang kÕ lµ mét dông cô quang häc dùa trªn sù khóc x¹ kh¸c nhau
trong m«i tr−êng cã nång ®é chÊt tan kh¸c nhau. DÞch ®em ®o cÇn trong suèt, ë
20oC ®Ó ®¶m b¶o chÝnh x¸c.
16
TiÕn hµnh ®o: dung dÞch cÇn ®o lµm nguéi tíi 20oC råi lÊy mét giät cho
lªn bÒ mÆt cña chiÕt quang kÕ. §Ëy n¾p kÝnh l¹i, ®iÒu chØnh sao cho ®äc râ kÕt
qu¶ trªn chiÕt quang kÕ, ta ghi l¹i kÕt qu¶ ®ã chÝnh lµ nång ®é phÇn tr¨m chÊt
kh«.
2.1.2.2. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é nhít cña dÞch pullulan
ChuÈn bÞ dung dÞch pullulan lµm nguéi ®Õn 30oC råi ®em ®o ®é nhít b»ng
dông cô ®o ®é nhít.
Ph−¬ng ph¸p ®o: hót 2ml dÞch cho vµo dông cô ®o ®é nhít. Dïng qu¶ bãp
®Èy dÞch lªn trªn v¹ch ®o thø nhÊt ®îi dÞch ch¶y ®Õn v¹ch ®o ta b¾t ®Çu bÊm giê
tÝnh thêi gian cho ®Õn khi dÞch ch¶y ®Õn v¹ch ®o thø hai. Ghi l¹i thêi gian nµy,
lµm ba lÇn råi lÊy kÕt qu¶ trung b×nh.
TÝnh to¸n kÕt qu¶:
+ §o tû träng cña dÞch: lÊy 5ml dÞch ®em c©n khèi l−îng b»ng c©n tiÓu ly, sau
®ã tÝnh ra tû träng cña dÞch thñy ph©n theo c«ng thøc d=m/V
+ §o tû träng cña n−íc: t−¬ng tù nh− ®o víi dÞch
§é nhít cña dÞch tÝnh theo c«ng thøc:
d 1 × t1
µ = µo ×
d 0 × t0
Trong ®ã:
µo: ®é nhít cña n−íc
d1: tû träng cña dÞch pullulan
do: tû träng cña n−íc (do = 0.997)
t1: thêi gian ch¶y cña 2ml dÞch (gi©y)
to: thêi gian ch¶y cña 2ml n−íc (gi©y)
2.1.2.3. Xác định pH bằng máy đo pH meter
2.1.2.4. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®−êng khö b»ng Lane - Eynon
C¬ s¬ ph−¬ng ph¸p.
Dïng hai dung dÞch chÝnh lµ Sunfat ®ång (CuS04) vµ Tatrat kÐp
(KNaC4H4O6) trong m«i tr−êng kiÒm, t¸c dông víi dung dÞch ®−êng khö (cã
gèc CHO) t¹o ra Cu2O.
17
CuSO4 + 2NaOH = Cu(OH)2 + Na2SO4
OH-CH-COONa O-CH-COONa
Cu(OH)2 + ⏐ ⎯→ Cu ⏐ + 2H2O
OH-CH-COOK O-CH-COOK
O-CH-COONa
Cu ⏐ + CH2OH(CHOH)4CHO + 2H2O ⎯→
O-CH-COOK
OH-CH-COONa
⎯→ ⏐ + CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O
OH-CH-COOK
§Ó nhËn biÕt ®iÓm khö Cu dïng chØ thÞ Xanhmethylen khi tån t¹i ë d¹ng tù
do, xanh methylen cã mµu xanh. Khi hÕt Cu, d− ®−êng khö, Xanhmethylen t¸c
dông víi ®−êng khö t¹o phøc kh«ng mµu. C¨n cø vµo sù ®æi mµu ta kÕt thóc
ph¶n øng.
TiÕn hµnh.
- KÑo ®−îc hoµ tan trong n−íc vµ pha lo·ng dÞch ®−êng ®Õn nång ®é xÊp xØ
1%.
- ChuÈn bÞ c¸c b×nh tam gi¸c 250ml. Hót vµo mçi b×nh 5ml dung dÞch Fehling
A vµ 5ml dung dÞch Fehling B.
- Dung dÞch ®· chuÈn bÞ ë trªn cho vµo buret 50ml. Cho tr−íc vµo mçi b×nh
tam gi¸c kho¶ng 13-15ml dÞch ®−êng.
- Cho b×nh tam gi¸c lªn bÕp ®iÖn. B¾t ®Çu s«i ®Ó 2 phót, sau ®ã nhá 2-3 giät
Xanhmethylen 1%.TiÕp tôc chuÈn ®é ®Õn hÕt mµu xanh cña xanhmethylen
(chuyÓn sang mµu ®á g¹ch) th× dõng l¹i. Thêi gian chuÈn kh«ng qu¸ 1 phót.
Tæng sè thêi gian tõ lóc b¾t ®Çu s«i ®Õn kÕt thóc qu¸ tr×nh chuÈn ®é kh«ng
qu¸ 3 phót. Ghi sè ml dÞch ®−êng ®· chuÈn.
18
TÝnh to¸n.
(a×b)
DE= ⎯⎯⎯ × 100%
C
a: L−îng ®−êng khö tra trong b¶ng Eynon-lane(g).
b: TØ lÖ pha l·ng.
C: Nång ®é phÇn tr¨m chÊt kh« (0Bx).
2.1.2.5.Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é Èm b»ng m¸y Precisa HA60 cña Thuþ Sü
2.1.2.6.Ph−¬ng ph¸p ®¸nh gi¸ b»ng c¶m quan TCVN 3215-79.
2.1.2.7. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu vi sinh vËt
C©n 10 gam thÞt ®· chÕ biÕn cho vµo 10 ml dung dÞch ®Öm phosphat pH
7, khuÊy ®Òu , ly t©m ë 2500 v/p trong 15 phót , sau ®ã lÊy dÞch tiÕn hµnh kiÓm
tra vi sinh vËt.
a.X¸c ®Þnh E.coli (TCVN5155-90)
Pha lo·ng mÉu 10-1,10-2, 10-3 vµ lÊy 1ml dÞch ph©n tÝch cÊy vµo ®Üa Petri
cã m«i tr−êng th¹ch Endo (nªn lµm ®ång thêi 2-3 hép cïng mét lóc) vµ chan
®Òu trªn mÆt th¹ch. Nu«i cÊy trong tñ Êm ë nhiÖt ®é 37°C ± 1°C trong 48 giê.
NhËn biÕt: Trªn mçi hép Petri ®· nu«i nÕu mäc c¸c khuÈn l¹c cã mµu
hång ®Õn mµu ®á c¸nh sen, trßn, bê ®Òu, cã ¸nh kim cã thÓ kh¼ng ®Þnh ®ã lµ
E.coli.
b.X¸c ®Þnh Coliforms.(TCVN 6262-1:1997, ISO5541:1986)
Pha lo·ng mÉu ë c¸c møc 10-1,10-2, 10-3...Hót lÊy 1ml dÞch pha lo·ng mÉu
cÊy cho lªn m«i tr−êng, dïng que chan ®Òu dÞch trªn m«i tr−êng. LËt ng−îc ®Üa
peptri, ®Æt vµo tñ Êm ë nhiÖt ®é 37°C ± 2°C, nu«i trong 24 giê ± 2 giê.
NhËn biÕt: nh÷ng khuÈn l¹c ®iÓn h×nh cho nhãm Coliforms lµ nh÷ng
khuÈn l¹c cã mµu ®á thÉm, cã ®−êng kÝnh Ýt nhÊt 0,5mm.
Kh¼ng ®Þnh trªn m«i tr−êng TSI, nÕu khuÈn l¹c cã mµu vµng hoÆc mµu
xanh th× cã thÓ kÕt luËn chóng lµ Coliforms.
c. X¸c ®Þnh vi sinh vËt tæng sè( TCVN 5165-90)
19
M«i tr−êng nu«i cÊy.
Thµnh phÇn m«i tr−êng: Pepton: 10g;th¹ch : 20g; cao thÞt bß:1,4g; NaCl :
5g; n−íc cÊt :1000ml.
Sau khi pha m«i tr−êng tõ c¸c thµnh phÇn chÊt kh«, khuÊy ®Òu cho ®Õn
khi th¹ch tan hoµn toµn trong n−íc hoÆc ®un nãng trong nåi h¬i n−íc cho tan.
Ph©n phèi m«i tr−êng vµo b×nh l−îng tõ 100ml- 150ml vµ thanh trïng b»ng nåi
hÊp ë nhiÖt ®é 121°C trong 15 phót. Sau ®ã lµm nguéi ®Õn 45°C trong nåi c¸ch
thñy råi rãt vµo c¸c ®Üa peptri.
CÊy vµ nu«i Êm
DÞch ph©n tÝch ®−îc cho m«i tr−êng lµm giÇu vµ nu«i cÊy 2 ngµy ë 30 0 C,
sau ®ã tiÕn hµnh x¸c ®Þnh vi sinh vËt tæng b»ng c¸ch pha lo·ng mÉu ph©n tÝch
tíi nång ®é 10-1,10-2, 10-3. LÊy 1 giät mÉu pha lo·ng cho vµo ®Üa peptri chøa
m«i tr−êng th¹ch dinh d−ìng, chan ®Òu trªn mÆt th¹ch. Mçi ®é pha lo·ng nªn
lµm ®ång thêi 2-3 hép.LËt ng−îc ®Üa, ®Æt vµo tñ Êm ®Ó nhiÖt ®é 30°C ±1°C
trong thêi gian 48giê .
KÕt qu¶
§Õm sè khuÈn l¹c xuÊt hiÖn trªn c¸c ®Üa sau khi ñ cã sè l−îng khuÈn l¹c
n»m trong kho¶ng 30 ®Õn 300. Sè l−îng vi sinh vËt trung b×nh cã trong 1ml mÉu
®−îc tÝnh theo c«ng thøc:
ΣC
N(khuÈn l¹c/ml) =
(n1 + 0,1n2 ).f1.v
Trong ®ã :
ΣC : Tæng sè khuÈn l¹c ®Õm ®−îc trªn tÊt c¶ c¸c ®Üa
n1 : Sè ®Üa ®Õm ë nång ®é pha lo·ng thø nhÊt( ®é pha lo·ng thÊp nhÊt )
n2 : Sè ®Üa ®Õm ë nång ®ä pha lo·ng thø hai( ®é pha lo·ng tiÕp theo)
f1 : HÖ sè pha lo·ng cña ®Üa ®Õm thø nhÊt
v : ThÓ tÝch mÉu cÊy vµo mçi ®Üa Petri
d. X¸c ®Þnh Staphilococcus aureus (TCVN5156-90)
M«i tr−êng nu«i cÊy
20