1. Đã nghiên cứu công nghệ và dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột từ khoai lang quy mô 1 tấn nguyên liệu/mẻ

– Điều kiện xử lý nguyên liệu: xử lý nhựa khoai lang bằng NaCl với nồng độ muối 1,0%; – Điều kiện hồi tinh bột khoai lang: nghiền khoai: số lần nghiền khoai: 2 lần; thời gian nghiền 2 phút; cỡ lưới lọc 80-100 mesh, số lần lọc rửa (ly tâm) 3 lần, thu được độ tinh khiết của tinh bột từ > 95,0%. – Đã xác định được thông số sấy tinh bột khoai lang: Sấy ở tủ sấy có trao đổi nhiệt với hiệu suất thu hồi 95%; ở 50-80℃ trong thời gian sấy từ 12 giờ thì độ ẩm bột sấy đạt yêu cầu. Sản phẩm thu được đánh giá cảm quan màu sắc đều có màu trắng sáng. – Thủy phân xơ thô từ bã củ khoai lang bằng enzyme Viscozyme L: tỷ lệ nguyên liệu/nước 1/5; tỷ lệ enzyme/nguyên liệu 0,3%; pH 3,5 ở nhiệt độ 60℃ thủy phân trong 22 giờ, thu được 30g xơ kháng tiêu hóa/100g bã. – Xây dựng dây chuyền sản xuất tinh bột từ khoai lang quy mô 1 tấn nguyên liệu/mẻ: Thiết kế mô hình thiết bị phù hợp, lựa chọn, lắp đặt, vận hành và hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật của hệ thống thiết bị; – Sản xuất thử nghiệm 10 mẻ thu được 2187 kg tinh bột, hàm lượng tinh bột đạt 95,26%, đạt tiêu chuẩn an toàn thực phẩm theo QCVN 8-1:2011/BYT. 2. Đã nghiên cứu công nghệ và dây chuyền thiết bị sản xuất tinh bột biến tính từ khoai lang bằng phương pháp enzyme

– Công nghệ sản xuất tinh bột biến tính: sử dụng enzyme SEB-Star HTL, điều kiện dịch hóa: nồng độ bột 25%; nhiệt độ dịch hoá: 90℃; pH dịch hoá: pH= 6,0; thời gian dịch hoá 25 phút, nồng độ enzyme: 0,04%, DE dịch hóa đạt 19,25; – Điều kiện thu hồi tinh bột biến tính: tỷ lệ đất trợ lọc/ than hoạt tính=1/3 và nồng độ dịch đường cho quá trình lọc là 15oBx; tốc độ 4 ml/phút là tốc độ bơm dịch qua cột trao đổi ion để thực hiện quá trình khử khoáng, chọn nhiệt độ cô là 70℃; – Sấy tinh bột biến tính bằng phương pháp sấy phun với nhiệt độ sấy đầu vào là 160-180℃ và nhiệt độ đầu ra 95-100℃ và nồng độ chất khô của dịch 30⁰Bx; – Thiết kế 01 mô hình dây chuyền hệ thống thiết bị; Lựa chọn được các thiết bị cho dây chuyền hệ thống thiết bị; Lắp đặt, vận hành và hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật của dây chuyền hệ thống để sản xuất tinh bột biến tính; – Sản xuất thử nghiệm 1000 kg tinh bột biến tính, hàm lượng tinh bột > 95%, DE 18-20, đạt tiêu chuẩn tinh bột biến tính theo QCVN 4-18:2011/BYT. 3. Đã nghiên cứu sản xuất enzyme trehalose synthase tái tổ hợp

– Đã sàng lọc khả năng sinh tổng hợp trehalose của một số chủng vi khuẩn và đã xác định được 02 chủng vi khuẩn Corynebacterium glutamicum VTCC 10656 và Pseudomonas putida VTCC 12263 sinh tổng hợp trehalose với nồng độ trehalose trong dịch chiết tương ứng là ~1,8 g/l (C. glutamicum VTCC 10656) và ~2,3 g/l (P. putida VTCC 12263); – Gen treSA (2067 bp) mã hóa trehalose synthase của vi khuẩn P. putida VTCC 12263 đã được tách dòng vào plasmid pHT01 và giải trình tự thành công; – Trình tự gen treSA của vi khuẩn Pseudomonas putida VTCC 12263 đã được tối ưu hóa biểu hiện trong vi khuẩn B. subtilis. Sau khi tối ưu hóa, trình tự gen Ppu.treSA đã tối ưu hóa codon (opt.treSA) có tỉ lệ GC là 46,60%, gần với tỉ lệ GC hệ gen của B. subtilis là 43,52%, và có chỉ số thích nghi codon CAI 0,945. Trình tự gen opt.treSA đã được đặt tổng hợp nhân tạo vào plasmid pJET1.2;

– Đã tạo được chủng vi khuẩn B. subtilis 1012 tái tổ hợp mang pHT01-treS có hoạt tính tổng hợp trehalose từ maltose với hoạt độ riêng 95,7 U/mL;

– Đã xác định được các điều kiện thích hợp để biểu hiện TreS tái tổ hợp ở vi khuẩn B. subtilis ở quy mô phòng thí nghiệm là cảm ứng IPTG 1,0 mM tại pha giữa sinh trưởng của tế bào khi mật độ tế bào A600 = 0,8; nhiệt độ nuôi cấy 30℃ trong môi trường TB; thu sinh khối tế bào sau 10 giờ cảm ứng;

– Đã nghiên cứu công nghệ sản xuất enzyme trehalose synthase tái tổ hợp: Điều kiện lên men trên thiết bị 10 lít: lượng dịch: 7 lít, pH 7,0, nhiệt độ 30℃, tỷ lệ tiếp giống 7%, tốc độ khuấy: 200 vòng/phút, tốc độ cấp khí: 0,7 lít khí/lít môi trường/phút, thời điểm bổ sung chất cảm ứng IPTG 1,0 mM tại 10 giờ lên men, thời gian lên men 36 giờ, hàm lượng enzyme đạt 120 U/g sk. Thu nhận enzyme: Dịch enzyme thô được lọc qua màng có kích thước 10 kDa để cô đặc enzyme và loại bỏ các phân tử có kích thước < 10 kDa, điều kiện lọc qua màng 10 kDa: áp suất dòng nhập liệu vào 6 bar, dòng ra 3 bar, nhiệt độ dòng nhập liệu là 40℃, tốc độ bơm luân hồi 18 vòng/phút, tốc độ cấp liệu là 20 lít/giờ, lọc và cô đặc đến thể tích cuối cùng 0,5-0,7 lít. Tinh sạch enzyme: Tinh sạch TreS sử dụng sắc ký ái lực Nickel–sepharose, cột HiLoad™ (kích thước 7×1 cm) để có thể tích cột gel khoảng 1 ml. Cột gel được cân bằng với 10 ml đệm A có 5 mM imidazol, tốc độ 20-30 ml/giờ. Các phân đoạn protein không gắn cột sau đó được rửa bằng đệm A có imidazol 5 mM đến khi A280<0,05. Tiến hành rửa chiết protein gắn cột bằng đệm A có 250 mM imidazol; – Đã xây dựng mô hình thiết bị sản xuất enzyme trehalose synthase tái tổ hợp quy mô 5-10 lít dịch lên men/mẻ: thiết kế, chế tạo modun thiết bị siêu vi lọc; lựa chọn, lắp đặt, vận hành và hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật của hệ thống thiết bị sản xuất chế phẩm enzyme TreS, có bản vẽ thiết kế chi tiết; – Đã sản xuất enzyme tái tổ hợp quy mô 10 lít dịch lên men/mẻ: 10 đợt lên men, trung bình mỗi mẻ sản xuất được 0,5-0,7 lít enzyme; – Kết quả phân tích chỉ tiêu chất lượng chế phẩm enzyme TreS. Chỉ tiêu chính hoạt tính enzyme đạt > 1000 U/ml, các chỉ tiêu vi sinh, kim loại nặng đạt theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về Phụ gia thực phẩm – enzyme, Bộ Y tế; – Đã xác định được độ ổn định hoạt tính (≥1000U/ml) dự đoán của chế phẩm enzyme TreS được chứa trong chai thủy tinh tối màu là 5,5 tháng ở điều kiện bình thường (10℃). 4. Đã nghiên cứu công nghệ và dây chuyền thiết bị sản xuất đường chức năng trehalose từ khoai lang bằng phương pháp enzyme

– Điều kiện giai đoạn dịch hóa: nồng độ tinh bột: 25%; nồng độ enzyme SEBrew Ht: 0,1% so với tinh bột; pH = 6,5, nhiệt độ: 90℃; thời gian: 25 phút, DE dịch hóa đạt 19,0; – Điều kiện giai đoạn đường hóa nồng độ cơ chất: 28oBx (so với nồng độ tinh bột 25%), DE dịch hoá: 19,0; nồng độ enzyme SEBamyl L: 0,1% so với cơ chất, nhiệt độ: 55℃, pH = 6,5; thời gian: 5 giờ. DE đường hóa đạt 37,8, hiệu suất chuyển hóa tạo maltose đạt 70,7%; – Điều kiện giai đoạn chuyển hóa: nồng độ trehalose synthase 200 U/ml dịch cơ chất, nhiệt độ 37℃, pH 7,8, nồng độ cơ chất 27oBx, khuấy 40 vòng/phút thời gian 10 giờ, hàm lượng trehalose đạt 73,5% so với đường tổng; – Thủy phân và loại đường tạp: thủy phân oligosaccharit thành maltose: bổ sung fulgamyl 0,2 U/ml, nhiệt độ 55°C, pH 5,5, khuấy 40 vòng/phút, 30 phút; thủy phân maltose và maltotriose thành glucose: bổ sung glucoamylase 0,15 U/ml, nhiệt độ 55°C, pH 5,5, khuấy 40 vòng/phút, 30 phút; thủy phân glucose, bổ sung glucose oxidase 0,2 U/ml, nhiệt độ 55°C, pH 5,5, khuấy 40 vòng/phút, 30 phút; – Đã nghiên cứu thu nhận sản phẩm đường trehalose: tỷ lệ chất hấp phụ 3g/l than hoạt tính và 3g/l đất trợ lọc để ổn nhiệt ở 80℃ trong 30 phút, lọc khung bản, áp lực lọc 2kg, tốc độ tiếp liệu 50 lít/giờ; Tẩy khoáng dịch đường trehalose bằng cột trao đổi anion và cation; tốc độ bơm dịch: 1,5 lít/phút; nhiệt độ: 30℃. Cô đặc dịch đường trehalose ở áp suất chân không 650 mmHg, nhiệt độ 80℃, nồng độ chất hòa tan đạt khoảng 70oBx; kết tinh dịch đường có bổ sung trehalose mầm 2%, ở 4℃ thời gian 24 giờ, gạn lắng 2 lần thu tinh thể trehalose; sấy khô tinh thể trehalose trong tủ sấy có quạt thông gió, nhiệt độ 55℃, sấy khô đến độ ẩm 5-10%; – Đã nghiên cứu thiết kế mô hình dây chuyền hệ thống thiết bị: có bản vẽ mô hình hệ thống thiết bị phù hợp với quy trình công nghệ sản xuất đường trehalose quy mô 1000kg nguyên liệu khoai lang/mẻ; – Đã xây dựng được quy trình công nghệ và sản xuất thực nghiệm quy mô 1000kg nguyên liệu khoai lang/mẻ, sản xuất 3 mẻ, thu được 210 kg đường trehalose; – Phân tích, đánh giá chất lượng sản phẩm và các chỉ tiêu an toàn của sản phẩm đường trehalose: chỉ tiêu chất lượng đường trehalose có độ tinh sạch đạt >98%, các chỉ tiêu hóa lý vi sinh đạt theo tiêu chuẩn quy định; đường trehalose không gây độc tính cấp trên động vật thực nghiệm là chuột nhắt trắng theo đường uống, với liều thử nghiệm cao nhất là 30000 mg/kg thể trọng; xác định được điều kiện bảo quản đường trehalose dự kiến 12 tháng ở điều kiện bình thường (25-30℃); – Đã xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho sản phẩm đường trehalose: TCCS số 06/VTP ngày 01/3/2021.

5. Đã nghiên cứu ứng dụng tinh bột khoai lang trong sản xuất bánh pudding

– Tỷ lệ tinh bột khoai lang 10-12%, gia nhiệt ở nhiệt độ 90℃, trong thời gian 6 phút;

– Sản xuất thực nghiệm 101,18 kg pudding khoai lang tương đương 1.260 hộp, khối lượng 80g/hộp. Phân tích đánh giá chất lượng và đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm.

6. Đã nghiên cứu ứng dụng tinh bột biến tính trong sản xuất váng sữa lên men

– Tỷ lệ tinh bột biến tính khoảng 5-6%;

– Sản xuất thử nghiệm được 100,35 kg váng sữa lên men tương đương 1.823 hộp váng sữa, khối lượng 55g/hộp. Phân tích đánh giá chất lượng và đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm.

7. Đã nghiên cứu ứng dụng đường trehalose trong sản xuất bánh trung thu

– Tỷ lệ đường trehalose bổ sung 25-35%. Nước đường bánh dẻo tỷ lệ là 40-60% trehalose. Nhân đậu xanh được thay thế đường trehalose khoảng 30-50%; – Đã sản xuất 335 chiếc bánh nướng và 333 bánh dẻo với tổng khối lượng 100,20 kg bánh trung thu. Chất lượng sản phẩm đạt theo tiêu chuẩn TCVN 12940:2020 và TCVN 12941:2020.