Tải bản đầy đủ

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PROTEIN TỪ BÃ HẠT ĐẬU PHỘNG VÀ ỨNG DỤNG LÀM CHẤT KEO TỤ XỬ LÝ NƢỚC ĐỤC

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA

NGUYỄN THỊ HƢỜNG

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PROTEIN TỪ
BÃ HẠT ĐẬU PHỘNG VÀ ỨNG DỤNG
LÀM CHẤT KEO TỤ XỬ LÝ NƢỚC ĐỤC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM

Đà Nẵng – Năm 2016


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
KHOA HÓA

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH PROTEIN TỪ
BÃ HẠT ĐẬU PHỘNG VÀ ỨNG DỤNG

LÀM CHẤT KEO TỤ XỬ LÝ NƢỚC ĐỤC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỬ NHÂN SƢ PHẠM

SVTH:

NGUYỄN THỊ HƢỜNG

LỚP:

12SHH

GVHD:

PGS.TS LÊ TỰ HẢI

Đà Nẵng – Năm 2016


TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HÓA
Độc lập –Tự do – Hạnh phúc
NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
Họ và tên

: NGUYỄN THỊ HƢỜNG

Lớp

: 12SHH

1. Tên đề tài: Nghiên cứu chiết tách protein từ bã đậu phộng và ứng dụng làm chất
keo tụ xử lý nước đục.
2. Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ:
- Nguyên liệu: bã Đậu phộng.
- Hóa chất: dd NaCl.
- Dụng cụ: tủ sấy, lò nung, chén sứ, cân phân tích,bình tam giác có nút nhám,máy
đo pH, máy đo độ đục…
3. Nội dung nghiên cứu
- Xác định các đặc tính hóa lý: độ ẩm, hàm lƣợng tro.

- Xác định các điều kiện tối ƣu để chiết tách protein từ bã đậu phộng
-Xác định các yếu tố ảnh hƣởng đến xử lý keo tụ nƣớc đục.
4. Giáo viên hƣớng dẫn : PGS.TS. Lê Tự Hải
5. Ngày giao đề tài:

04/2015

6. Ngày hoàn thành:

12/2016

Chủ nhiệm khoa

Giáo viên hƣớng dẫn

PGS.TS Lê Tự Hải

PGS.TS Lê Tự Hải

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 7 tháng 5năm 2016.
Kết quả điểm đánh giá:
Ngày.........tháng ......năm 20161
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
(Ký và ghi rõ họ tên)


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS. Lê Tự Hải đã giao đề tài và
tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ cho em trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành
tốt khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo bộ môn và các thầy cô công tác
phòng thí nghiệm khoa Hóa trƣờng Đại học Sƣ phạm- Đại học Đà Nẵng đã nhiệt
tình giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho em trong thời gian nghiên cứu làm
khóa luận vừa qua.
Bƣớc đầu làm quen với nghiên cứu khoa học nên khóa luận này không tránh
khỏi thiếu sót, em rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp, bổ sung của thầy cô
để em thu nhận thêm nhiều kiến thức và kinh nghiệm cho bản thân sau này.
Cuối cùng, em xin chúc quý thầy cô sức khỏe, hạnh phúc và thành công
trong cuộc sống cũng nhƣ sự nghiệp giảng dạy của mình. Em xin chân thành cảm
ơn.
Đà Nẵng, ngày......tháng.......năm 2016
Sinh viên

Nguyễn Thị Hƣờng


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
1. Lí do chọn đề tài .............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................2
4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...............................................................................2
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .......................................................3
6. Bố cục luận văn ..............................................................................................3
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN .....................................................................................4
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU PHỘNG .......................................................................4
1.1.1. Cây đậu phộng ..........................................................................................4
1.1.2. Hạt đậu phộng ..........................................................................................5
1.1.3. Thu hoạch – Bảo quản ............................................................................12
1.2. PROTEIN ...........................................................................................................13
1.2.1. Khái quát về protein ...............................................................................13
1.2.2. Các tính chất chức năng của protein ......................................................19
1.3. TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM NƢỚC ...............................................................20
1.3.1. Khái niệm về ô nhiễm nƣớc ..................................................................20
1.3.2. Nguyên nhân ô nhiễm nƣớc ...................................................................20
1.3.3. Dấu hiệu đặc trƣng của nguồn nƣớc bị ô nhiễm ...................................20
1.3.4. Các thông số đánh giá chất lƣợng và tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc ........21
1.4. CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NƢỚC THIÊN NHIÊN .................................27
1.4.1. Quá trình keo ..........................................................................................27
1.4.2. Quá trình lắng .........................................................................................28
1.4.3. Quá trình lọc nƣớc ..................................................................................29
1.4.4. Khử sắt và mangan .................................................................................30
1.4.5. Làm mềm nƣớc .......................................................................................30
1.4.6. Khử trùng nƣớc ......................................................................................30
1.5. KHÁI QUÁT VỀ HIỆN TƢỢNG KEO TỤ VÀ CHẤT KEO TỤ ...................31


1.5.1. Hệ keo và hiện tƣợng keo tụ ...................................................................31
1.5.2. Các chất keo tụ .......................................................................................35
1.6. CÁC BIỆN PHÁP HÓA HỌC DÙNG ĐỂ KEO TỤ .......................................36
1.6.1. Tăng lực ion ............................................................................................36
1.6.2. Thay đổi pH ...........................................................................................36
1.6.3. Đƣa vào hệ một muối của kim loại hóa trị III ........................................36
1.6.4. Đƣa vào hệ một polymer tự nhiên hoặc polymer tổng hợp ....................37
CHƢƠNG 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ...................38
2.1. NGUYÊN LIỆU, HÓA CHẤT, DỤNG CỤ ......................................................38
2.1.1. Nguyên liệu ............................................................................................38
2.1.2. Hóa chất ..................................................................................................38
2.1.3. Dụng cụ ..................................................................................................38
2.2. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA BÃ HẠT ĐẬU PHỘNG ....39
2.2.1. Xác định độ ẩm của bã hạt đậu phộng ...................................................40
2.2.2. Xác định hàm lƣợng tro của bã hạt đậu phộng .......................................40
2.3. PHÂN TÍCH ĐỊNH TÍNH .................................................................................41
2.3.1. Mục tiêu ..................................................................................................41
2.3.2. Nguyên tắc ..............................................................................................41
2.3.3. Pha hóa chất ............................................................................................41
2.3.4. Cách tiến hành ........................................................................................42
2.3.5. Hiện tƣợng ..............................................................................................42
2.4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH THU NHẬN PROTEIN ..42
2.4.1. Nhiệt độ ..................................................................................................43
2.4.2. Nồng độ pH ............................................................................................43
2.4.3. Tác nhân hóa học ....................................................................................43
2.5. XÂY DỰNG QUY TRÌNH CHIẾT TÁCH PROTEIN VÀ KHẢO SÁT
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH .........................46
2.5.1. Xây dựng quy trình chiết tách protein ....................................................46
2.5.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết tách ........................46


2.6. XÂY DỰNG QUY TRÌNH XỬ LÝ ĐỘ ĐỤC CỦA NƢỚC VÀ KHẢO
SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH KEO TỤ XỬ LÝ ĐỘ
ĐỤC TRONG NƢỚC ...............................................................................................47
2.6.1. Xây dựng quy trình xử lý độ đục trong nƣớc .........................................47
2.6.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình keo tụ xử lý độ đục
trong nƣớc của protein ..............................................................................................47
2.7. SƠ ĐỒ QUY TRÌNH THỰC NGHIỆM ............................................................48
2.8. ĐO ĐỘ ĐỤC ......................................................................................................49
2.8.1. Thiết bị....................................................................................................49
2.8.2. Nguyên lý hoạt động ..............................................................................50
2.8.3. Các bƣớc đo độ đục ................................................................................51
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................53
3.1. XÁC ĐỊNH MỘT SỐ CHỈ TIÊU HÓA LÝ CỦA BÃ HẠT ĐẬU PHỘNG ....53
3.1.1. Xác định độ ẩm.......................................................................................53
3.1.2. Xác định hàm lƣợng tro ..........................................................................54
3.2. ĐỊNH TÍNH PROTEIN .....................................................................................54
3.3. KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT
TÁCH PROTEIN TỪ BÃ HẠT ĐẬU PHỘNG .......................................................58
3.3.1. Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch NaCl ...............................................58
3.3.2. Ảnh hƣởng của tỉ lệ khối lƣợng bã : thể tích dung dịch NaCl ...............59
3.3.3. Ảnh hƣởng của thời gian chiết tách........................................................61
3.3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết tách .........................................................62
3.4. ỨNG DỤNG LÀM CHẤT KEO TỤ CỦA PROTEIN TRONG XỬ LÝ ĐỘ
ĐỤC CỦA NƢỚC ....................................................................................................64
3.4.1. Lấy mẫu nƣớc .........................................................................................64
3.4.2. Thông tin mẫu nƣớc ...............................................................................64
3.4.3. Khảo sát khả năng keo tụ xử lý độ đục trong nƣớc của dịch chiết
protein........................................................................................................................64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................69
TÀI LIỆU THAM KHẢO



DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

CE

Catechin equivalent – tính theo hàm lƣợng catechin

DS

Disolved Solid

EBC

European Brewery Convention

E.coli

Escherichia coli

FTU

Formazin Turbidity Units

NTU

Nephelometric Turbidity Unit

SS

Suspended Solid

TSS

Total Suspended Solid

VS

Volatile Solid


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu

Tên bảng

bảng
1.1.

Thành phần các -amino acide trong đậu phộng (tính trên
100g đậu phộng)

Trang

6

1.2.

Thành phần các acide béo có trong đậu phộng

7

1.3.

Thành phần các polysaccharide có trong đậu phộng

9

1.4.

Hàm lƣợng flavonoid và polyphenol có trong đậu phộng

11

1.5.

1.6.

1.7.

Thành phần các nguyên tố khoáng chủ yếu trong đậu
phộng
Thành phần các vitamin trong đậu phộng (tính trên 100g
đậu phộng)
Công thức và tên gọi của 20 -amino acide thành phần của

12

12

15

protein
1.8.

Các loại hạt có mặt trong môi trƣờng nƣớc

35

3.1.

Độ ẩm của mẫu bã hạt đậu phộng

53

3.2.

Hàm lƣợng tro của mẫu bã hạt đậu phộng

54

3.3.

3.4.

3.5.

3.6.

3.7.

3.8.

Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch NaCl đến hiệu suất
chiết tách protein
Ảnh hƣởng của tỉ lệ khối lƣợng bã : thể tích dung dịch
NaCl đến hiệu suất chiết tách protein
Ảnh hƣởng của thời gian chiết tách đến hiệu suất chiết
tách protein
Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết tách đến hiệu suất chiết tách
protein
Ảnh hƣởng của pH đến khả năng keo tụ xử lý độ đục trong
nƣớc của dịch chiết protein
Ảnh hƣởng của tỉ lệ thể tích dịch chiết : thể tích mẫu nƣớc
đục đến khả năng keo tụ xử lý độ đục trong nƣớc của dịch

58

60

61

62

65

67


Số hiệu

Tên bảng

bảng
chiết protein

Trang


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

1.1.

Cây đậu phộng

4

1.2.

Cấu tạo vỏ hạt đậu phộng

5

1.3.

Cấu tạo hạt đậu phộng

6

2.1.

Lò nung

39

2.2.

Tủ sấy

39

2.3.

Máy đo độ đục HACH Model 2100N

39

2.4.

Máy đo Ph

39

2.5.

Thuốc thử Biure

42

2.6.

Nguyên lí hoạt động của máy đo độ đục HACH Model
2100N

50

2.7.

Các bƣớc đo độ đục

51

3.1.

Bã hạt đậu phộng

53

3.2.

Bã hạt đậu phộng sau khi đƣợc xay

53

3.3.

Khuấy bã hạt đậu phộng trong dung dịch NaCl 1M

55

3.4.

Lọc lấy dịch chiết protein

55

3.5.

Dịch chiết protein sau khi lọc

56

3.6.

3.7.

3.8.

3.9.
3.10.

Sự chuyển đổi màu của dung dịch protein trong thuốc thử
biure
Ảnh hƣởng của nồng độ dung dịch NaCl đến hiệu suất
chiết tách protein
Ảnh hƣởng của tỉ lệ khối lƣợng bã : thể tích dung dịch
NaCl đến hiệu suất chiết tách protein
Ảnh hƣởng của thời gian chiết tách đến hiệu suất chiết
tách protein
Ảnh hƣởng của nhiệt độ chiết tách đến hiệu suất chiết

56

58

60

61
62


Số hiệu

Tên hình

hình

Trang

tách protein
3.11.
3.12.

3.13.

Mẫu nƣớc đục ban đầu
Ảnh hƣởng của pH đến khả năng keo tụ xử lý độ đục
trong nƣớc của dịch chiết protein
Mẫu nƣớc đục đã đƣợc xử lý độ đục trong nƣớc của dịch
chiết protein với từng môi trƣờng pH khác nhau

64
65

66

Ảnh hƣởng của tỉ lệ thể tích dịch chiết : thể tích mẫu
3.14.

nƣớc đục đến khả năng xử lý độ đục trong nƣớc của dịch

67

chiết protein
3.15.

Mẫu nƣớc đục đã đƣợc xử lý bằng dịch chiết protein với
lƣợng protein khác nhau

68


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Số hiệu

Tên sơ đồ

sơ đồ

Trang

2.1.

Quy trình chiết tách protein

46

2.2.

Quy trình xử lý độ đục trong nƣớc

47

2.3.

Quy trình thực nghiệm

48

3.1.

Phản ứng giữa thuốc thử biure và protein

57


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nƣớc, nhu cầu sử dụng nƣớc
sạch của ngƣời dân cho sinh hoạt, hoạt động công nghiệp, dịch vụ là rất lớn. Nguồn
cung cấp nƣớc chính hiện nay là nƣớc từ thiên nhiên, chủ yếu là nguồn nƣớc mặt và
nguồn nƣớc ngầm. Tuy nhiên nguồn nƣớc này hiện đang bị ô nhiễm nghiêm trọng
do các hoạt động của con ngƣời. Hầu hết sông hồ ở các thành phố lớn nhƣ Hà Nội
và thành phố Hồ Chí Minh, nơi có dân cƣ đông đúc và nhiều khu công nghiệp lớn
đều bị ô nhiễm. Phần lớn lƣợng nƣớc thải sinh hoạt và công nghiệp đều không đƣợc
xử lý mà đổ thẳng vào các ao hồ, sau đó chảy ra các con sông lớn tại vùng Châu
Thổ sông Hồng và sông Mê Kông. Ngoài ra, nhiều nhà máy, cơ sở sản xuất và ngay
cả bệnh viện cũng không đƣợc trang bị hệ thống xử lý nƣớc thải. Tại thành phố Đà
Nẵng, nguồn nƣớc sinh hoạt cũng đang trong tình trạng báo động, vừa nhiễm mặn
vừa đỏ đục nhƣ nƣớc bùn khiến cho Nhà máy Nƣớc Cầu Đỏ gặp nhiều khó khăn
trong quá trình xử lý. Trong những năm tới Đà Nẵng có nguy cơ thiếu nƣớc máy
sinh hoạt.
Với hiện trạng ô nhiễm đáng báo động nhƣ vậy, việc xử lý nƣớc thải đúng tiêu
chuẩn trƣớc khi đƣa vào môi trƣờng là rất cần thiết và phải đƣợc thực hiện một cách
nghiêm túc. Tuy nhiên, hiện nay, hóa chất đƣợc sử dụng để xử lý môi trƣờng nƣớc
thông dụng là polyaluminium chloride và phèn nhôm lại có giá thành cao, trong
thành phần của chúng có chứa chất gây ung thƣ. Vì vậy, việc hƣớng đến tìm ra
nguồn nguyên liệu thiên nhiên rẻ tiền, ít gây độc hại để xử lý nguồn nƣớc ô nhiễm
đang đƣợc các nhà khoa học rất quan tâm.
Đậu phộng là một loài cây thuộc họ Đậu, là cây thực phẩm, cây có dầu quan
trọng. Trong số các loại cây hạt có dầu trồng hàng năm trên thế giới, đậu phộng
đứng thứ hai sau đậu tƣơng về diện tích trồng cũng nhƣ sản lƣợng. Trong số 25
nƣớc trồng đậu phộng ở châu Á, Việt Nam đứng hàng thứ năm, đậu phộng là một
trong các loại cây xuất khẩu thu ngoại tệ của nƣớc ta. Ngày nay, với sự phát triển
nhanh chóng của ngành công nghiệp sản xuất gia vị lỏng, trong đó có dầu ăn khiến


2
cho lƣợng bã hạt đậu phộng phế thải ngày càng nhiều. Lƣợng bã hạt đậu phộng này
chỉ đƣợc dùng làm thức ăn gia súc, giá thể trồng nấm, chế biến nƣớc tƣơng, và rất ít
trong sản xuất phân đạm. Trong khi đó bã đậu phộng lại chứa một hàm lƣợng
protein đáng kể có khả năng keo tụ làm trong nƣớc.
Để góp phần bảo vệ môi trƣờng nƣớc và tận dụng bã hạt đậu phộng - nguồn
nguyên liệu có giá thành thấp và dồi dào một cách hợp lý, tôi quyết định chọn đề
tài: “Nghiên cứu chiết tách protein từ bã hạt đậu phộng và ứng dụng làm chất
keo tụ xử lý nước đục” làm đề tài luận văn tốt nghiệp của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng quy trình chiết tách và nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến quá
trình chiết tách protein từ bã hạt đậu phộng.
- Ứng dụng làm chất keo tụ xử lý độ đục trong nƣớc của protein.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Protein đƣợc chiết tách từ bã hạt đậu phộng thu mua tại xã Điện Phƣớc,
huyện Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam.
- Khả năng làm chất keo tụ xử lý độ đục trong nƣớc của protein.
3.2. Phạm vị nghiên cứu
- Nghiên cứu quá trình chiết tách protein, khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến
quá trình chiết tách protein và khảo sát ứng dụng của protein làm chất keo tụ xử lý
độ đục trong nƣớc.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nghiên cứu lý thuyết
- Thu thập các thông tin tài liệu liên quan đến đề tài.
- Tìm hiểu các phƣơng pháp thực nghiệm sử dụng trong quá trình nghiên cứu.
- Xử lý các thông tin về lý thuyết để đƣa ra các vấn đề cần thực hiện trong quá
trình nghiên cứu.
4.2. Nghiên cứu thực tiễn
- Phƣơng pháp lấy và xử lí mẫu.
- Phƣơng pháp trọng lƣợng xác định độ ẩm.


3
- Phƣơng pháp tro hóa mẫu xác định hàm lƣợng vô cơ.
- Phƣơng pháp chiết bằng dung môi có độ phân cực phù hợp để thu protein và
khảo sát các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình chiết.
- Phƣơng pháp so màu Biure xác định định tính protein.
- Phƣơng pháp xử lý số liệu: Dùng phần mềm Microsoft Excel để xử lý các số
liệu thực nghiệm.
- Tiến hành nghiên cứu thực nghiệm tại phòng thí nghiệm trƣờng Đại học Sƣ
phạm – Đại học Đà Nẵng.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5.1. Ý nghĩa khoa học
- Cung cấp những thông tin khoa học về quy trình chiết tách protein từ bã hạt
đậu phộng.
- Khảo sát khả năng keo tụ xử lý độ đục trong nƣớc của protein.
5.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Cung cấp thêm thông tin, làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu về bã
hạt đậu phộng.
- Nâng cao giá trị sử dụng của bã hạt đậu phộng trong đời sống.
6. Bố cục luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung luận văn gồm 3 chƣơng
nhƣ sau:
Chƣơng 1. Tổng quan
Chƣơng 2. Phƣơng pháp nghiên cứu thực nghiệm
Chƣơng 3. Kết quả và thảo luận


4
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN
1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẬU PHỘNG
1.1.1. Cây đậu phộng [1]
Đậu phộng, còn đƣợc gọi là lạc (danh pháp khoa học: Arachis hypogaea), là
một loài cây thực phẩm thuộc họ Đậu có nguồn gốc tại Nam Mỹ nhƣ ở các nƣớc
Bolivia, Brazil và Peru. Nó là loài cây thân thảo, thân cao từ 3 cm – 50 cm. Lá mọc
đối, kép hình lông chim với bốn lá chét, kích thƣớc lá chét dài 1 cm – 7 cm và rộng
1 cm – 3 cm. Hoa dạng hoa đậu điển hình màu vàng có điểm gân đỏ, cuống hoa dài
2 cm – 4 cm. Sau khi thụ phấn, quả phát triển thành một dạng quả đậu dài 3 cm – 7
cm, chứa 1 hạt – 4 hạt và quả thƣờng giấu xuống đất để phát triển. Đậu phộng
thƣờng đƣợc trồng phổ biến ở Trung Quốc, Ấn Độ, Senegal, Nigeria, Myanmar,
Sudan, Mỹ, Argentina và Indonesia.

Hình 1.1. Cây đậu phộng


5
1.1.2. Hạt đậu phộng
a. Cấu tạo vỏ hạt
Vỏ quả dày từ 0,3 mm – 2 mm và gồm có 3 lớp là vỏ ngoài, vỏ giữa có mô
cứng và vỏ trong có mô mềm. Khi quả chín, trên vỏ quả có các đƣờng gân ngang,
dọc hình mạng lƣới. Quá trình hình thành quả đậu phộng chia làm hai giai đoạn:
giai đoạn hình thành vỏ quả và giai đoạn hình thành hạt. Nhƣ vậy quả đậu phộng
hình thành từ ngoài vào trong, vỏ trƣớc, hạt sau. Hoa nở đƣợc 30 ngày thì vỏ quả
hình thành xong. Hoa nở đƣợc 60 ngày thì hạt hình thành xong.
Vỏ quả chiếm 25% – 28%, vỏ hạt chiếm 3% – 4% khối lƣợng quả.

Phôi

Vỏ quả trong
Vỏ quả giữa

Lá mầm

Vỏ quả ngoài

Vỏ

Vỏ lụa giữa

Hình 1.2. Cấu tạo vỏ hạt đậu phộng
b. Cấu tạo hạt
Hạt đậu phộng có nhiều hình dạng khác nhau nhƣ tròn, bầu dục… Về màu sắc
cũng khác nhau nhƣ đỏ tím, đỏ nâu, nâu nhạt… Hạt đậu phộng có 3 bộ phận là vỏ
lụa, tử diệp và phôi.
Hạt đậu phộng là nguồn thực phẩm vừa cung cấp đạm vừa cung cấp dầu.
Khối lƣợng 1.000 hạt nặng khoảng 400g – 750g.


6

Hình 1.3. Cấu tạo hạt đậu phộng
Trong hạt đậu phộng, thành phần hóa học đƣợc phân ra làm 4 nhóm hợp chất
chính: Protein, lipid, carbohydrate và các thành phần khác.
* Protein
Trong đậu phộng, protein chiếm khoảng 21% – 36%, trong đó chủ yếu là hai
loại Globulin: Arachin (chiếm 3/4) và Conarachin (chiếm 1/4) hợp thành. Các phân
tử protein trong đậu phộng khác nhau về bản chất các mắc xích -amino acide, số
lƣợng và trật tự sắp xếp của chúng. Các đơn vị -amino acide trong mạch protein
đƣợc mô tả ở bảng 1.1.
Bảng 1.1. Thành phần các -amino acide trong đậu phộng
(tính trên 100g đậu phộng) [16]
Thành phần

Khối lƣợng (g)

Tryptophan

0,244

Threonine

0,859

Isoleucine

0,882

Leucine

1,627

Lysine

0,901

Methionine

0,308

Cystine

0,322

Phenylalanine

1,300

Tyrosine

1,020

Valine

1,052


7
Thành phần

Khối lƣợng (g)

Arginine

3,001

Histidine

0,634

Alanine

0,997

Glycine

1,512

Proline

1,107

Serine

1,236

* Lipid [5]
Đậu phộng chứa hàm lƣợng lipid khá cao (khoảng 35% – 55%). Acide béo
chủ yếu trong đậu phộng là acide oleic. Hàm lƣợng acide oleic trong đậu phộng
cao hơn bắp và đậu nành nhƣng ít hơn dầu olive. Đặc biệt dầu phộng có khoảng
7% các acide béo mạch dài C-20 archidric, C-22 behenic, C-24 lignoceric là
những acide béo đặc trƣng chỉ có chủ yếu trong dầu phộng.
Bảng 1.2. Thành phần các acide béo có trong đậu phộng [11]
Thành phần acide béo

Khoảng dao động (%)

Trung bình (%)

Myristic (C-14:0)

< 0,1

0,1

Palmitic (C-16:0)

8,3 – 14,0

11,1

Palmitoleic (C-16:1)

< 0,2

0,2

Magaric (C-17:0)

-

0,1

Magaroleic (C-17:1)

-

0,1

Stearic (C-18:0)

1,9 – 4,4

2,4

Oleic (C-18:1)

36,4 – 67,1

46,7

Linoleic (C-18:2)

14,0 – 43,0

32,0

Linolenic (C-18:3)

< 0,1



Arachidic (C-20:0)

1,1 – 1,7

1,3

Gadoleic (C-20:1)

0,7 – 1,7

1,6

Behenic (C-22:0)

2,1 – 4,4

2,9

Erucic (C-22:1)

< 0,3




8
Thành phần acide béo

Khoảng dao động (%)

Trung bình (%)

Lignoceric (C-24:0)

1,1 – 2,2

1,5

Nervonic (C-24:1)

< 0,3



Hàm lƣợng glyceride trong dầu phộng chiếm khoảng 96% tổng hàm lƣợng
dầu. Các glyceride đƣợc cấu tạo nên chủ yếu từ các acide béo nhƣ palmitic, oleic và
linoleic, 80% glyceride trong dầu phộng đƣợc tạo nên từ các acide béo không no.
* Carbohydrate
Hàm lƣợng monosaccharide trong đậu phộng khoảng 5%, trong đó D –
glucose chiếm 2,9% và D – fructose chiếm 2,1%. Trong khi đó, hàm lƣợng
oligosaccharide chỉ khoảng 3,3%, bao gồm 0,9% sucrose, 1% raffinose, 0,8%
stachyose và 0,3% verbascose. Trong khi đó, polysaccharide trong đậu phộng chủ
yếu gồm tinh bột, glucan, galactoaraban, hemicellulose và cellulose.


9
Bảng 1.3. Thành phần các polysaccharide có trong đậu phộng [3]
Polysaccharide

Hàm lƣợng
(%)

Cấu trúc

Kiểu liên kết

Arabinan

0,15

Chƣa xác định

Chƣa xác định

Galactoaraban

-

Mạch thẳng

-1,4-

Glucan

-

Mạch thẳng

-1,4-

Glucomannan

0,15

Mạch thẳng

-1,4-1,4- (mạch chính)

Xylan

0,25

Phân nhánh

-1,2- và -1,3-(mạch
nhánh)

Phức hợp acideic
polysaccharide

1,80

Chƣa xác định

Chƣa xác định

- Hemicellulose: Gồm hemicellulose A và hemicellulose B (gồm nhiều
polysaccharide kết hợp với nhau). Hemicellulose A không tan trong nƣớc và khi
phân tích bằng sắc kí sau khi thủy phân thì thu đƣợc glucose, arabinose và xylose
với tỷ lệ mol 4 : 0,5 : 0,1 cùng với galacturonic acide ở dạng vết. Trái lại,
hemicellulose B tan trong nƣớc và khi thủy phân thu đƣợc galacturonic acide, glucose,
galactose, arabinose và xylose với tỷ lệ mol 1 : 4 : 1 : 12 : 6. Các polysaccharide chủ
yếu hợp thành hemicellulose B.
- Glucomannan: Đƣợc cấu tạo từ D – glucose và D – mannose với tỷ lệ mol 4 :
1 theo liên kết -1,4. Ngoài ra trong glucomannan còn có một lƣợng nhỏ xylose.
Trong đậu phộng, glucomannan thƣờng liên kết với glucan hoặc các phân tử
cellulose bị thoái hóa.
- Xylan: Có cấu tạo mạch nhánh. Mạch chính của xylan là các phân tử D –
xylopyranose liên kết với nhau theo liên kết -1,4. Tùy thuộc vào giống đậu phộng
mà các mạch nhánh của xylan sẽ khác nhau, thƣờng là các phân tử đƣờng khác nhau
sẽ liên kết với mạch chính theo liên kết -1,2 hoặc -1,3.


10
- Arabinan: Là những hemicellulose cấu tạo nên từ các phân đoạn peptide
acide – araban. Theo phƣơng pháp phân tích methyl hóa, các nhà khoa học cho rằng
arabinan có cấu tạo mạch nhánh.
Sau khi trích ly béo, hàm lƣợng carbohydrate trong bột đậu phộng tách béo
chiếm khoảng 38%. Trong đó hàm lƣợng mono và oligosaccharide là 18%, tinh bột
là 12,5%, hemicellulose A và B lần lƣợt là 0,5% và 3,5%, hàm lƣợng cellulose
khoảng 4,5%. Thành phần chủ yếu của oligosaccharide là sucrose 14,55%, raffinose
0,92%, stachyose 1,6% và verbascose 0,42%.
Hàm lƣợng cellulose trong đậu phộng khoảng 3%. Hàm lƣợng cellulose cao
trong bột đậu phộng sau khi tách béo sẽ làm giảm giá trị dinh dƣỡng của bột đậu
phộng và gây ra những ảnh hƣởng xấu trong các quá trình chế biến. Cellulose chủ
yếu liên kết với vỏ đậu phộng, do đó việc tách vỏ lụa là bƣớc cần thiết phải thực
hiện.
Từ cấu tạo thành phần polysaccharide trong đậu phộng và bột đậu phộng tách
béo ta thấy nếu dùng các loại enzyme carbohydrase nhƣ: hemicellulase, celluloase,
pectinase, xylanase, glucanase…. hỗ trợ quá trình trích ly protein thì sẽ đạt hiệu quả
cao hơn. Vì protein trong đậu phộng tồn tại dƣới dạng liên kết với các thành phần
khác nhƣ cellulose, hemicellulose… do đó enzyme thủy phân, phân cắt các liên kết
của phân tử protein với các liên kết khác làm xuất hiện nhiều nhóm ƣa nƣớc, tăng
khả năng hòa tan của protein.
Trích ly protein từ bột đậu phộng tách béo thì độ thu hồi chỉ đạt 60% – 70%.
Protein chƣa đƣợc trích ly triệt để còn nằm lại trong phần bã do protein có mối liên
kết với carbohydrate (hemicellulose, cellulose…). Khi xử lý bột đậu phộng tách béo
với hemicellulase thì hầu nhƣ phá vỡ hoàn toàn thành phần pentosan và kết quả là
trích ly protein đƣợc nhiều hơn 90%.
* Các thành phần khác [14]
Acide phytic và muối phytate thƣờng hiện diện trong lá mầm, đóng vai trò là
nguồn dự trữ phosphate. Bột đậu phộng sau khi tách béo chứa 1,5%– 1,7% phytate.
Nếu những chất này hiện diện trong thực phẩm thì sẽ kết hợp với các cation hóa trị
II nhƣ Ca2+ , Fe2+, Zn2+, Mg2+… và làm giảm giá trị dinh dƣỡng của thực phẩm.


11
Mặc dù có những ý kiến lo ngại về sự hấp thụ phytate, nhƣng một số nghiên cứu đã
chỉ ra rằng acide phytic đóng vai trò quan trọng trong việc làm giảm hàm lƣợng
glucose trong máu, làm giảm hàm lƣợng cholesterol cũng nhƣ làm giảm nguy cơ
mắc bệnh ung thƣ. Tuy nhiên sự hiện diện của acide phytic sẽ gây ra một số vấn đề
trong quá trình sản xuất protein từ đậu phộng bởi vì phytate có khả năng tƣơng tác
với protein và làm giảm khả năng hòa tan của protein. Phức hợp phytate – protein
không hòa tan trong môi trƣờng acide.
Ngoài ra, trong đậu phộng còn có một hàm lƣợng đáng kể các hợp chất
phenolic. Các hợp chất phenolic có khả năng tác dụng với protein. Những hợp chất
phenolic thƣờng gặp trong đậu phộng là: acide phenolic (caffeic, vanillic, syringic,
coumaric) hoặc tannins thƣờng tồn tại dƣới dạng tự do, ester hoặc các dạng liên kết
khác. Trong 1g bột đậu phộng tách béo, hàm lƣợng acide phenolic và các hợp chất
phenolic khác lần lƣợt là 1756μg – 2033μg và 50μg – 120μg. Những chất này sẽ
gây ra mùi vị không mong muốn, làm sậm màu, cũng nhƣ làm giảm giá trị của các
khoáng chất. Phƣơng pháp làm giảm hàm lƣợng phenolic chủ yếu tập trung vào việc
tối thiểu hóa sự tƣơng tác giữa phenolic và protein, sau đó loại phenolic ra khỏi
protein do sự khác nhau về khả năng hòa tan cũng nhƣ kích thƣớc. Việc trích ly với
dung môi có tính acide nhƣ acetone làm giảm hàm lƣợng phenolic hiệu quả nhất.
Tuy nhiên phƣơng pháp này sẽ làm biến tính protein cũng nhƣ làm giảm khả năng
hòa tan của protein.
Bảng 1.4. Hàm lượng flavonoid và polyphenol có trong đậu phộng [3]
Tổng flavonoid

Tổng polyphenol

(mg CE/g)

(mg CE/g)

Đậu phộng sống

0,01

25,71 ± 0,41

Đậu phộng sống (còn vỏ)

0,05

28,71 ± 1,91

Đậu phộng rang khô

0,01

27,33 ± 0,83

Đậu phộng rang dầu

0,01

28,61 ± 1,44

Đậu phộng luộc (còn vỏ)

0,06

36,42 ± 1,39

Phân loại

Các nguyên tố khoáng chủ yếu có trong đậu phộng là K, P, Mg và Ca.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×