Tác Giả:

TS. Lê Ngọc Hùng¹, ThS. Đái Thị Việt Lan², ThS. Mai Văn Nam³
1. Trung tâm Nghiên cứu Chuyển giao công nghệ Viện Hàn Lâm Khoa Học Công Nghệ Việt Nam
2. Công Ty Y Học Cổ Truyền DAIBIO
3. Đại học Bách khoa Hà Nội

Trên thế giới có nhiều quy trình công nghệ sản xuất GM. Quy trình phổ biến sản xuất bột GM chất lượng thấp (tới 58% glucomannan) sử dụng công nghệ sấy khô trong đó lát nưa được sấy ở nhiệt độ trên 80⁰C trong dòng khí SO₂ để tránh hiện tượng nâu hóa bột GM;  lát nưa khô được nghiền và tách bột vỏ nưa khô khỏi bột nưa bằng thiết bị phân ly khí để thu sản phẩm bột GM [7]. Quy trình công nghệ sản xuất bột nưa tinh chế thường gồm bước tạo bột GM chất lượng thấp bằng công nghệ sấy khô rồi tinh chế bột GM cũng trong dung dịch muối để tránh nâu hóa để loại bỏ tinh bột, đường tan, protein, chất khoáng,... sau đó tủa bằng cồn, đem sấy khô thu GM tinh chế có hàm lượng glucomannan cao hơn tới trên 80% [8, 9]. Các nghiên cứu về tính chất hóa học, chiết xuất GM [10] và phát triển cây nưa cũng đã được tiến hành ở nước ta trong thời gian gần đây [11, 12, 13]. Các đề tài này sử dụng thiết bị nhập ngoại nên khả năng ứng dụng thực tế của các công trình chưa rộng rãi [10]. Trong các nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã xây dựng thành công quy trình công nghệ hai giai đoạn cải tiến (nghiền ướt / phân ly ly tâm - sấy lạnh) sản xuất bột GM chất lượng thấp tới GM chất lượng tinh chế từ các loài nưa hàm lượng GM cao phổ biến ở Việt Nam. Quy trình công nghệ hai giai đoạn cải tiến sử dụng công nghệ tiên tiến hai giai đoạn nghiền ướt – sấy lạnh [2, 14, 15]. Tuy nhiên, dây chuyền sản xuất chúng tôi thiết kế, chế tạo chưa được hoàn thiện và đồng bộ. Hiện nay trong nước chưa có công bố cũng như ứng dụng thực tế sản xuất GM từ củ nưa Krausei trồng bằng dây chuyền đồng bộ sản xuất trong nước với chi phí sản xuất thấp, khả năng ứng dụng cao để sử dụng rộng rãi trong nước [2].

Thiết bị sấy lạnh lần đầu tiên được thiết kế, chế tạo và sử dụng trên thế giới để làm khô bột Nưa và lát củ Nưa ở nhiệt độ thấp 10⁰C. Công nghệ có ưu điểm không làm nâu hóa bột Nưa ẩm trong quá trình sấy với thời gian dài.
Thiết bị sấy lạnh hoạt động tối ưu với động cơ có tốc độ thổi khí 2500 m3/giờ để tách được 8 kg nước/giờ ở 10⁰C, nhiệt độ sấy lạnh từ 10⁰C. Thời gian sấy khoảng 10 - 12 giờ. Khi sử dụng cả 2 buồng sấy với 18 khay sấy cho năng suất 250 - 300 kg / mẻ. Độ ẩm đạt yêu cầu dưới 10 %.
Từ dây chuyền trên, chúng tôi xây dựng quy trình công nghệ chế biến các sản phẩm bột Nưa, bột Nưa kỹ thuật và bột Nưa tinh chế qui mô pilot với nguyên liệu đầu vào 200 kg củ Nưa tươi/ mẻ.

Ảnh hưởng của nồng độ dung môi ethanol đến khối lượng sản phẩm bột GM tinh chế
Bảng 1: Ảnh hưởng của nồng độ dung môi ethanol đến khối lượng sản phẩm bột GM tinh chế

Nồng độ ethanol (%)	Khối lượng củ nưa tươi	Khối lượng bột nưa khô	Khối lượng sản phẩm GM tinh chế (g)	Hàm lượng GM tinh chế (%)	Hiệu suất (%)
70	750	163,30	91,83	80,00	12,24
80	750	164,30	93,07	81,83	12,40
90	750	165,30	94,27	83,10	12,57
96	750	164,00	99,07	84,00	13,21
99	750	164,00	99,77	84,30	13,30

Trong các dung dịch ethanol với nồng độ GM khác nhau từ 70% tới 99%, các hydrogel đạt đến trạng thái cân bằng lúc trương nở, độ hấp thụ nước đạt tới giá trị tới hạn là độ hấp thụ nước khi cân bằng.
Độ trương nở của GM tinh chế thể hiện độ hấp thụ nước đạt tới hạn khi cân bằng W.

Bảng 2: Ảnh hưởng của nồng độ ethanol đến độ trương của bột GM tinh chế

Nồng độ ethanol (%)	Độ hấp thụ nước của GM (g/g)	Diện tích bề mặt riêng của GM (m2/kg)
70	330,00	7.351,33
80	251,00	5.221,33
90	121,33	3.653,00
96	11,00	96,00
99	10,00	93,30

          Với các nồng độ đem khảo sát của ethanol là 99%, 96%, 90%, 80%, 70%, chúng tôi nhận thấy khi tăng dần nồng độ thì độ trương nở của GM tinh chế cũng giảm đi. Khi nồng độ ethanol là 70% thì GM tinh chế trương nở mạnh nhất, độ hấp thụ nước của GM tinh chế đạt 330 (g/g), diện tích bề mặt riêng của GM tinh chế đạt 7351,33 (m²/kg). Khi nồng độ ethanol tăng lên 80% thì GM tinh chế trương nở kém hơn, độ hấp thụ nước của GM tinh chế đạt 251 (g/g), diện tích bề mặt riêng của GM tinh chế đạt 5221,33 (m²/kg). Khi nồng độ ethanol tiếp tục tăng lên đến 90% thì độ trương nở của GM tinh chế giảm mạnh còn 121,33 (g/g) và diện tích bề mặt riêng của GM tinh chế chỉ còn 3653 (m²/kg). Khi nồng độ ethanol là 96% và 99% thì GM tinh chế trương nở rất ít, gần tương đương nhau, giá trị cụ thể độ hấp thụ nước của GM tinh chế lần lượt là 11 và 10 (g/g) còn diện tích bề mặt riêng của GM tinh chế chỉ đạt 96 và 93,3 (m²/kg). Với các nồng độ đem khảo sát của ethanol là 99%, 96%, 90%, 80%, 70%, chúng tôi nhận thấy khi tăng dần nồng độ thì độ trương nở của GM tinh chế cũng giảm đi. Khi dùng nồng độ thấp, GM tinh chế trương nở nhiều, nên sẽ bị hao hụt trong quá trình tinh chế dẫn đến hiệu suất thấp và hàm lượng GM tinh chế đạt được không cao. Khi tăng nồng độ lên 96% hoặc 99% thì mức độ trương nở của GM tinh chế tương đương nhau, hàm lượng nước trong dung môi ảnh hưởng ít đến hiệu suất cũng như chất lượng sản phẩm. Do vậy, để tiết kiệm chi phí, hạ giá thành sản xuất, nên chọn dung môi ethanol nồng độ 96% để tinh chiết bột nưa tinh chế. Diên tích bề mặt riêng của bột GM thương phẩm nhpaaj khẩu từ nước ngoài là 85 – 12.600 (m2/kg).

Bảng 3: Các chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm GM tinh chế

Thông số	GM tinh chế	GM tinh chế (Tiêu chuẩn NY/T494-2002, Trung Quốc)
Cỡ hạt (mesh)	91,6% trên 120 mesh	Trên 90,0% trên 120 mesh
GM (% khô)	90,5%	Trên 90%
Độ nhớt (mPals)	30.600	Trên 30.000
Độ ẩm (%)	7,4	Nhỏ hơn 10
Độ tro (%)	1,7	Nhỏ hơn 3,0
Pb (mg/kg)	0,2	Nhỏ hơn 0,8
As (mg/kg)	0,2	Nhỏ hơn 3,0
SO2 (g/kg)	0,192	Nhỏ hơn 0,3
pH	5,9	5,0 - 7,0
Độ nhiễm khuẩn CFU/g	Đạt yêu cầu	Nhỏ hơn 3.000
Mùi	Mùi đặc trưng	đặc trưng Konjac

 

Tài liệu tham khảo

1. Nguyễn Văn Dư, Hà Tuấn Anh, Bùi Văn Thanh, Trương Anh Thư (2011). Fouth species of Amorphophallus (Araceae) with their high value. Proceeding of the 3th National Scientific Conference on Ecology and Biological Resources.
2. Lê Ngọc Hùng (2015), Báo cáo tổng kết đề tài “Nghiên cứu kỹ thuật trồng, phát triển một số loài thuộc chi Nưa (Amorphophallus Blume ex Decne) và quy trình công nghệ chế biến glucomannan tại Tây Nguyên”, mã số TN3/C11 thuộc Chương trình Tây Nguyên 3.
3. Li và cộng sự (2005), “Grain-size effect on the structure and antiobesity activity of konjac flour”, Journal of Agricultural Food Chemistry, 53, 7404–7407
4. Passaretti S, Franzoni M, Comin U, et al (1991), “Action of glucomannans on complaints in patients affected with chronic constipation: a multicentric clinical evaluation”, Ital J Gastroenterol, 23(7), 421-5
5. Chen HL, Sheu WH, Tai TS, Liaw YP, Chen YC (2003), “Konjac supplement alleviated hypercholesterolemia and hyperglycemia in type 2 diabetic subjects--a randomized double-blind trial”, J Am Coll Nutr., Vol. 22(1), p.36-42
6. Đài Phát thanh và Truyền hình Trà Vinh (2013). Trồng cây Nưa làm bột - Mô hình kinh tế ổn định ở An Quãng Hữu
7. Nicola Wootton, Martin Luker-Brown, Roger J Westcott, Peter S J Cheetham (1993). The Extraction of a Glucomannan Polysaccharide from Konjac Corms (Elephant Yam, Amorphophallus rivierii), J Sci Food Agric, Vol.61, p.429-433
8. Fang WeiXuan, Wu PengWu (2012). Variations of Konjac glucomannan (KGM) from Amorphophallus konjac and its refined powder in China. Food Hydrocolloids 18,167-170
9. Oshashi (2000). Clarified Konjac Glucomannan, United State Patent, No 3973008
10. An N.T., Thien D.T., Dong N.T., Dung P.L. & Nguyen V.D. (2011). Isolation and characteristics of polysacchride from Amorphophallus corrugatus in Vietnam. Carbohydrate Polymers 84: 64-68
11. Bùi Đình Thạch, Trịnh Thị Bền, Lê Nguyễn Tú Linh, Nguyễn Văn Dư, Nguyễn Thị Vân Anh, Nguyễn Phùng Hà, Nguyễn Thanh Hưng, Nguyễn Văn Minh Khôi, Nguyễn Công Hải (2015). Nghiên cứu quy trình nhân giống in vitro cây Nưa konjac (Amorphophallus konjac). Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2015, số 8 (61): 14-18
12. Nguyễn Phùng Hà, Nguyễn Thanh Hưng, Nguyễn Văn Minh Khôi, Nguyễn Công Hải (2015). Nghiên cứu nhân giống cây khoai Nưa (Amorphophallus konjac) từ củ cắt. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2015, số 8 (61): 19-23
13. Nguyễn Thanh Hưng, Dương Thị Hạnh, Nguyễn Văn Minh Khôi, Nguyễn Công Hải (2017). Ảnh hưởng của điều kiện trồng và mật độ đến khả năng sinh trưởng và phát triển củ Nưa tại Tây Nguyên. Tạp chí Khoa học và Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam, 2017, số 8 (61): 59-60
14. Do Truong Thien , Lai Thi Thuy, Nguyen Van Minh Khoi, Le Minh Ha, Tran Van Thanh, Nguyễn Hồng Vinh, Le Ngoc Hung (2016). Comparison of laboratory processes for producing Glucomannan flours from amorphophallus plant in Vietnam and their characterization - Part 1. Proceedings of scientific workshop on "Progress and trends in science and technology" commemorating 10 years of partnership between the Vietnam Academy of Science and Technology and the Russian foundation for basic research
15. Do Truong Thien , Tran Thi Y Nhi, Nguyen Van Minh Khoi, Le Minh Ha, Tran Van Thanh, Le Ngoc Hung (2016). New lab-scale process for producing Glucomannan flour from amorphophallus plant in vietnam and their characterization - Part 2. Proceedings of scientific workshop on "Progress and trends in science and technology" commemorating 10 years of partnership between the Vietnam Academy of Science and Technology and the Russian foundation for basic research
16. Le Ngoc Hung, Ngo Thi Phương, Nguyen Van Minh Khoi, Nguyen Văn Su, Le Minh Ha (2015). Nghiên cứu chiết xuất glucomannan bằng dung môi ethanol - nước từ củ khoai nưa Amorphophallus corrugatus Hòa Bình. Tạp chí Khoa học Công nghệ Đại học Thái Nguyên, 140 (10): 31-36
17. Long Li, Hui Ruan, Liu-liu Ma, Wei Wang, Ping Zhou and Guo-qing He. Study on swelling model and thermodynamic structure of native konjac glucomannan. J. Zhejiang Univ Sci B. 2009 Apr; 10 (4): 273–279.