Tên đề tài: Nghiên cứu sản xuất dịch trích cô đặc và ứng dụng trong sản xuất nước chấm từ nấm bào ngư (Pleurotus spp.)

Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc Giang, Khóa: 2018

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm; Mã số: 9540101. Nhóm ngành: Công nghệ sản xuất và chế biến

Người hướng dẫn chính: GS.TS. Nguyễn Minh Thủy - Trường Đại học Cần Thơ.

1.   Tóm tắt nội dung luận án

Nấm bào ngư hay còn gọi là nấm sò xám, nấm trắng, nấm hương chân trắng có tên khoa học là Pleurotus spp. Hàm lượng protein của nấm bào ngư chỉ đứng sau thịt, cá và là nguồn rất tốt của hầu hết các acid amin thiết yếu như lysine, tryptophan, cysteine… Carbohydrate là thành phần chính của các loài Pleurotus, chiếm từ 46,6-81,8% có vai trò quan trọng trong hoạt động của đường tiêu hóa. Nấm bào ngư được coi là nguồn chất béo tốt và chủ yếu là các acid béo chưa no. Ngoài ra, nấm bào ngư còn tích lũy các chất chuyển hóa thứ cấp khác nhau như phenolic và flavonoid được biết đến là các chất chống oxi hóa tự nhiên. Do hàm ẩm cao nên nấm bào ngư rất dễ bị hư hỏng bởi vi sinh vật cùng với các phản ứng sinh hóa khác và khó có thể bảo quản hơn 24 giờ ở nhiệt độ môi trường. Với mục đích nâng cao giá trị nguồn nguyên liệu sẵn có của tỉnh An Giang và góp phần đa dạng hóa sản phẩm, tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học cao, năm nội dung nghiên cứu chủ yếu đã được thực hiện trong luận án.

Trong nội dung thứ nhất, nghiên cứu đã xác định nấm bào ngư xám dài ngày Pleurotus sajor- caju được khuyến khích nuôi trồng. Mùa vụ trồng (mùa mưa và mùa khô) ảnh hưởng đến thời gian kết thúc vụ, thành phần dinh dưỡng và khả năng chống oxi hóa của nấm bào ngư. Nấm bào ngư được thu hoạch ở giai đoạn bán cầu lệch để có phẩm chất tốt thích hợp cho quá trình bảo quản và chế biến. Đồng thời, nấm bào ngư có năng suất và chất lượng dinh dưỡng cao sau 3 đợt thu hoạch đầu tiên.

Nội dung thứ hai nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng bao bì và nhiệt độ bảo quản đến chất lượng nấm bào ngư tươi và sấy khô. Thời hạn sử dụng nấm bào ngư tươi được cải thiện khi ngâm rửa nấm kết hợp với việc sử dụng cải biến khí quyển trong bao bì, đặc biệt là tiền xử lý trong CaCl2 và citric acid và sử dụng bao bì HDPE, đã duy trì được chất lượng trong 3-4 ngày ở 28-30oC và trong 18-24 ngày ở 3-5oC. Ngoài ra, để tăng khả năng tiêu thụ sản phẩm, giảm mất mát sau thu hoạch, sử dụng ít năng lượng, phương pháp sấy nấm bào ngư bằng năng lượng mặt trời được áp dụng. Nấm bào ngư sấy khô ở dạng bột vẫn giữ được các đặc tính lý hóa tốt sau 6 tháng tồn trữ ở 3-5oC trong bao bì PA (có hút chân không).

Nội dung thứ 3 tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly các chất hóa học và các chất có hoạt tính sinh học từ nấm bào ngư có sự hỗ trợ của enzyme cellulase và cô đặc dịch trích nấm bào ngư trong điều kiện chân không. Hiệu suất trích ly nấm bào ngư có sự hỗ trợ của enzyme cellulase cao nhất khi bột nấm bào ngư được bổ sung nước với tỷ lệ nước/nguyên liệu là 20/1, bổ sung 4% enzyme cellulase, chỉnh về pH 5,5 và trích ly ở 50oC trong 8 giờ. Quá trình cô đặc dịch trích nấm bào ngư được thực hiện với nhiệt độ nước cấp là 80oC, độ chân không 600 mmHg trong thời gian cô quay là 60 phút đã duy trì tối đa hàm lượng các chất dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học trong dịch trích ly. Dung dịch cô đặc được thanh trùng ở 90oC trong 10 phút đảm bảo an toàn về mặt vi sinh. Thời gian bảo quản 3 tháng được khuyến nghị để đảm bảo thành phần hóa học và các chất có hoạt tính sinh học của dung dịch cô đặc.

Nội dung thứ 4 thiết kế theo kiểu phức hợp trung tâm và phương pháp bề mặt đáp ứng đã được sử dụng để xác định các điều kiện tối ưu của quá trình ủ koji và lên men moromi. Khi ủ koji, hoạt tính enzyme amylase và protease đạt tối ưu khi hấp nấm ở nhiệt độ 90oC trong 8,7 phút, điều chỉnh về pH 6,0, bổ sung 9,7% bột mì và 0,03% nấm mốc Aspergillus oryzae (so với khối lượng nguyên liệu) và ủ ở 30oC trong 30 giờ. Các thông số tối ưu của quá trình lên men moromi là bổ sung 190% lượng nước muối (so với

khối koji) có nồng độ 20% vào khối koji và lên men trong 60 ngày đã thu được cao nhất các chất dinh dưỡng trong dịch lên men. Để hoàn thiện nước chấm sau lên men, dịch lên men được lọc qua túi lọc PE kết hợp với bột trợ lọc diatomite; bổ sung 1% CMC và 0,6% caramel cho nước chấm có màu sắc và trạng thái đặc trưng. Nước chấm được thanh trùng ở 90oC trong 10 phút đảm bảo an toàn về mặt vi sinh, tạo sản phẩm ít thay đổi về dinh dưỡng và không có sự hiện diện của vi sinh vật trong thời gian bảo quản là 3 tháng. Nước chấm nấm bào ngư đạt tiêu chuẩn nước chấm hạng 2.

Nội dung thứ 5 nghiên cứu cải thiện hàm lượng chất dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học, nước chấm đậm đặc được phối chế từ nước chấm với dung dịch cô đặc với tỷ lệ 85/15 (v/v) và được thanh trùng ở 90oC trong 10 phút đảm bảo an toàn về mặt vi sinh. Nước chấm đậm đặc đạt tiêu chuẩn nước chấm hạng 1. Để đảm bảo hàm lượng các thành phần hóa học, các chất có hoạt tính sinh học và an toàn về mặt vi sinh, thời gian bảo quản nước chấm đậm đặc từ nấm bào ngư được đề nghị là 3 tháng.

2.   Những kết quả mới của luận án

Đây là nghiên cứu tổng thể về giống và hàm lượng các chất dinh dưỡng, các hợp chất có hoạt tính sinh học của nấm bào ngư được trồng tại các huyện của tỉnh An Giang (Châu Thành, Thoại Sơn, Chợ Mới) và xác định được thời điểm thu hoạch cho một loài nấm bào ngư để thu hoạch được nấm bào ngư có phẩm chất tốt nhất thích hợp cho quá trình bảo quản và chế biến.

Kết quả thu nhận từ Luận án còn xác định được nhiệt độ và bao bì thích hợp để bảo quản dạng tươi và khô nấm bào ngư.

Ngoài ra, tối ưu hóa quá trình sản xuất nước chấm đã giúp thu nhận tối đa hàm lượng đạm amin và đường khử từ nấm bào ngư và đạt được tiêu chuẩn nước chấm hạng 2. Thêm vào đó, việc xác định các điều kiện trích ly có sự hỗ trợ của enzyme và ứng dụng cô đặc chân không để chế biến thành công dung dịch cô đặc duy trì được tối đa hàm lượng các chất dinh dưỡng (protein, đường saccharose, đường khử và đạm amin) và các chất có hoạt tính sinh học (phenolic, flavonoid, β-glucan và lysine) đã mang đến tiềm năng ứng dụng trong chế biến thực phẩm. Thực tế, khi ứng dụng dung dịch cô đặc vào nước chấm nấm bào ngư đã nâng cao hàm lượng các chất dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học và đạt được tiêu chuẩn nước chấm hạng 1.

Có thể nói, Luận án đã đóng góp tổng thể về quá trình nuôi trồng và chế biến nước chấm một cách có hiệu quả từ nấm bào ngư.

3.   Các ứng dụng/ khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

Việc nghiên cứu về thành phần hóa học của nấm bào ngư được trồng tại An Giang vừa mang tính cấp thiết là sử dụng nguồn sẵn có và nâng cao giá trị nguồn nguyên liệu của địa phương. Bên cạnh đó, việc sản xuất sản phẩm nước chấm đậm đặc từ nấm bào ngư đáp ứng được sự đa dạng hóa sản phẩm, tạo ra sản phẩm có hàm lượng chất dinh dưỡng và các chất có hoạt tính sinh học cao.

Tuy nhiên, cần có các nghiên cứu ứng dụng dịch trích cô đặc nấm bào ngư để nâng cao chất lượng một số sản phẩm chay như hạt nêm chay, chao, tương hột… Ngoài ra, nước chấm và nước chấm đậm đặc cần được khảo sát khả năng bảo quản trong bao bì nhựa; thử nghiệm sản xuất ở quy mô lớn và tính toán hiệu quả kinh tế để chuyển giao công nghệ.

Thesis title: Research on production of concentrated extract and its application in the production of sauce from oyster mushrooms (Pleurotus spp.)

Majors: Food Technology                               Code: 9540101 PhD Student: Nguyễn Thị Ngọc Giang

Scientific advisor: Prof. Dr. Nguyen Minh Thuy Training place: Can Tho University

1. Summary of the thesis

Oyster mushrooms, also known as gray oyster mushroom and white mushroom, have the scientific name Pleurotus spp. The protein content of oyster mushrooms is second after meat and fish and is a very good source of most essential amino acids, such as lysine, tryptophane, cysteine, etc. Carbohydrate is the main component of Pleurotus spp., accounting for 46.6 to 81.8%, has an important role in the functioning of the digestive tract. Oyster mushrooms are considered a good source of fats which are mainly unsaturated fatty acids. In addition, oyster mushrooms accumulate various secondary metabolites such as phenolic and flavonoid which are known as natural antioxidants. However, due to the high moisture content, oyster mushrooms are easily damaged by microorganisms with other biochemical reactions and can be hardly stored more than 24 hours at ambient temperature. With the purpose of improving the value of available raw materials of An Giang province and contributing to diversifying products, creating products with high nutritional and bioactive compounds, five main contents were carried out.

Firstly, the study determined that Pleurotus sajor-caju was recommended for cultivation. The growing season (rainy and dry seasons) affected the end-of season, nutritional and antioxidant capacity of oyster mushrooms. Oyster mushrooms were harvested at the hemispherical stage to have good quality for post-harvest and processing. At the same time, oyster mushrooms have high yield and nutritional quality after 3 times of harvest.

Secondly, the study investigated the effects of packaging and storage temperature on the quality of fresh and dried oyster mushrooms. To improved shelf life of fresh oyster mushrooms by soaking and combining modified atmosphere in the packaging, especially pretreatment in CaCl2 and citric acid and use of HDPE bags, fresh oyster mushrooms were maintained quality for 3 to 4 days sat 28- 30oC and for 18 to 24 days at 3-5oC. In addition, in order to increase product consumption, reduce the post harvest loss and use less energy, the solar drying method was applied for drying oyster mushrooms. Dried oyster mushrooms in powder form still retained good physisco-chemical properties after 6 months of storage at 3-5oC in PA bags (with vacuum).

Thirdly, the study investigated the factors affecting the extraction of chemical and bioactive compounds from oyster mushrooms with the assistance of cellulase and concentration of oyster mushrooms extract under rotary vacuum conditions. The extraction efficiency of oyster mushrooms with the assistance of cellulase was highest when oyster mushroom powder was added with water/materials ratio of 20/1, 4% cellulase, adjusted to pH 5.5 and extracted at 50oC for 8 hours. The process of concentration of oyster mushroom extract was carried out with the temperature of water of 80oC, the vacuum level of 600 mmHg for 60 mins, maintaining the maximum content of nutrients

and bioactive compounds in extract. The concentrated solution was pasteurized at 90oC for 10 mins to ensure microbiological safety. A storage period of 3 months was recommended to ensure the chemical and bioactive compounds of concentrated solution.

Fourth, Central Composite Design and Response Surface Methodology were used to determine the optimal conditions of koji incubationa and moromi fermentation. When incubating koji, the amylase and protease activities were optimal when steaming oyster mushrooms at 90oC for 8,7 mins, adjusting to pH 6.0, adding 9.7% wheat flour and 0.03% Aspergillus oryzae (compared to weight of raw materials) and incubating at 30oC for 30 hrs. The optimal parameters of moromi fermentation were the addition of 190% brine (compared to koji) of 20% salt concentration to the koji and fermentation for 60 days that obtained the highest nutrients of sauce. To complete the fermented sauce, the fermented liquid was filtered through a combination of PE and diatomite, added 1% CMC and 0.6% caramel that gave the fermented sauce its characteristic color and texture. The fermented sauce was pasteurized at 90oC for 10 mins to ensure microbiological safety, little nutritional change and no presence of microorganisms for storage period of 3 months. Fermented sauce from oyster mushrooms met the standard of sauce - grade 2.

Fifth, to improve the content of nutrients and bioactive compounds, the concentrated sauce was mixed with fermented sauce/concentrated solution ratio of 85/15 (v/v) and pasteurized at 90oC for 10 mins to ensure microbiological safety. The concentrated sauce met the standard of sauce - grade 1. To ensure the content of chemical and bioactive compounds and microbiological safety, the preservation time of concentrated sauce from oyster mushrooms was recommended for 3 months.

1.1 2. New points of the Thesis

This is an overall study on species and content of nutrients, bioactive compounds of oyster mushrooms grown in An Giang province (Chau Thanh, Thoai Son, Cho Moi districts) and determined time to harvest for a species of oyster mushrooms with the best quality for storage and processing. The results obtained from the Thesis also determine the appropriate temperature and packaging to preserve fresh and dried oyster mushrooms

In addition, optimization of the fermented sauce process helped to obtain the maximum content of amino proteins and reducing sugars from oyster mushrooms and achieve the grade 2 for standard of sauce. In addition, the determination of extraction conditions assisted by enzymes and the application of vacuum concentration to successfully a concentrated solution that maintains the maximum content of nutrients (proteins, sucrose, reducing sugars and amino proteins) and bioactive compounds (phenolic, flavonoid, β-glucan and lysine) offer potential applications in food processing. In fact, when applying the concentrated solution to oyster mushrooms sauce, the content of nutrients and bioactive compounds has been increased and the standard of grade 1 has been achieved.

It was observed that the Thesis has made an overaall contribution to the effective cultivation and processing of fermented sauce from oyster mushrooms

3. Application/applicability in practice and issues need further study

The study on the chemical composition of oyster mushrooms grown in An Giang is both rationale to use available resources and to improve the value of local raw materials. Besides, the production of quality sauce from oyster mushrooms meets the diversification of products, creating products with high content of nutrients and bioactive compounds.

However, it is necessary to continue to study the application of concentrated solution from oyster mushrooms to mushrooms to improve the quality of some vegetarian products on the market (such as seasoning, fermented tofu, fermented bean paste, etc). In addition, fermented sauce and concentrated sauce need to investigate the storage in plastic packaging; product and test production on a large scale and calculate economic efficiency for technology transfer.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)