Ảnh hưởng của transglutaminnase và gelatin đến tính chất hóa lý và cơ lý của yogurt

MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƢỜI HƢỚNG DẪN iv PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƢỜI PHẢN BIỆNv PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ vi MỤC LỤC vii DANH MỤC HÌNH x DANH MỤC BẢNG xi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT xii TÓM TẮT KHÓA LUẬN xiii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan sản phẩm yogurt 1.1.1 Lịch sử phát triển tính đa dạng yogurt 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Một số đặc tính yogurt 1.2 Nguyên liệu sản xuất yogurt 1.2.1 Sữa tƣơi 1.2.2 Sữa bột 1.2.3 Chủng vi khuẩn khởi đầu 1.2.3.1 Casein 10 1.2.3.2 Cơ chế đông tụ 11 1.3 Gelatin 14 1.4 Transglutaminase 16 1.4.1 Giới thiệu transglutaminase 16 vii 1.4.2 Ứng dụng MTGase 17 1.4.3 Cơ chế tác dụng Transglutaminase 18 1.5 Tình hình nghiên cứu nƣớc 19 1.5.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc 19 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc 19 CHƢƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 21 2.1 Địa điểm, nguyên liệu, hóa chất thiết bị sử dụng 21 2.1.1 Địa điểm thực thí nghiệm 21 2.1.2 Nguyên liệu 21 2.1.3 Hóa chất 22 2.1.4 Thiết bị sử dụng 22 2.2 Qui trình sản xuất 23 2.3 Nội dung nghiên cứu 26 2.3.1 Phân tích thành phần hóa học sữa bột nguyên liệu 26 2.3.2 Đánh giá tƣơng quan gelatin MTGase sản phẩm yogurt 26 2.3.2.1 Xây dựng mơ hình thực nghiệm 26 2.3.2.2 Kiểm định ý nghĩa hệ số hồi quy 30 2.3.2.3 Kiểm định tiêu chuẩn Fisher: 31 2.3.2.4 Giải toán tối ƣu đơn mục tiêu 31 2.3.3 Đánh giá ảnh hƣởng Gelatin MTGase đến đặc điểm hóa lý lý sản phẩm yogurt 32 2.4 Phƣơng pháp phân tích 32 2.4.1 Độ tách whey 32 2.4.2 Xác định protein hòa tan 32 2.4.3 Độ axit 33 2.4.4 Phân tích đặc điểm lƣu biến học 34 2.4.5 Đo quang phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi (Fourier Transform InfraredFTIR) 34 viii 2.4.6 Kính hiển vi điện tử quét trƣờng phát xạ (Field Emission Scanning Electron Microscopy-FESEM) 35 2.4.7 Phƣơng pháp phân tích thành phần hóa học 35 2.4.8 Đánh giá cảm quan 35 2.4.9 Phƣơng pháp xử lý liệu 35 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 36 3.1 Thành phần hóa học sữa nguyên liệu 36 3.2 Đánh giá tƣơng quan gelatin MTGase sản phẩm yogurt36 3.2.1 Xây dựng hàm mục tiêu độ tách whey 36 3.2.2 Xây dựng hàm mục tiêu hàm lƣợng protein hòa tan whey 38 3.2.3 Đánh giá mơ hình 40 3.3 Đánh giá ảnh hƣởng Gelatin MTGase đến đặc điểm hóa lý lý sản phẩm yogurt 42 3.3.1 Độ tách whey 42 3.3.2 Đánh giá cảm quan 44 3.3.3 Độ axit 47 3.3.4 Thời gian lên men 48 3.3.5 Phân tích đặc điểm lƣu biến học 50 3.3.6 Quang phổ hồng ngoại biến đổi chuỗi – FTIR 55 3.3.7 Kính hiển vi điện tử (Field Emission Scanning Electron MicroscopyFESEM) 58 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61 4.1 Kết luận 61 4.2 Kiến nghị 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 63 PHỤ LỤC 70 ix DANH MỤC HÌNH Hình 1: Quy trình sản xuất yogurt 24 Hình 2: Sơ đồ nghiên cứu 26 Hình 3: Mơ mơ hình Central Composite Circumscribed (Tang, 2016) 28 Hình 4: Đối tượng cơng nghệ sản xuất yogurt 28 Hình 5: Thiết bị đo lưu biến 34 Hình 1: Mơ hình đáp ứng bề mặt (a) đồ thị đường đồng mức (contour) (b) hàm mục tiêu độ tách whey 41 Hình 2: Mơ hình đáp ứng bề mặt (a) đồ thị đường đồng mức (contour) (b) hàm mục tiêu độ hàm lượng protein whey 42 Hình 3: Độ tách whey m u yogurt 43 Hình 4: Hình ảnh ngoại quan sản phẩm yogurt thời điểm phút 45 Hình 5: Hình ảnh ngoại quan sản phẩm yogurt thời điểm 30 phút 46 Hình 6: Độ axit m u yogurt 47 Hình 7: Thời gian lên men (pH=4,6) m u yogurt 49 Hình 8: Sự thay đổi ứng suất cắt m u yogurt theo tốc độ cắt 51 Hình 9: Hình ảnh biểu diễn độ nhớt theo tốc độ cắt m u yogurt 53 Hình 10: Phổ FTIR m u yogurt khảo sát 55 Hình 11: Vùng phổ FTIR số sóng 1800-1200cm-1 56 Hình 12: Vùng phổ FTIR số sóng 3600-3000 cm-1 57 Hình 13: Hình ảnh chụp FESEM m u yogurt 58 x DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần yogurt thông thường, yogurt béo yogurt khơng béo Bảng 2: Thành phần loại sữa bột Bảng 3: Thành phần số đặc điểm Casein 10 Bảng 4: Tóm tắt ảnh hưởng số điều kiện chế biến đến q trình đơng tụ axit sữa tính chất gel sữa bị axit hóa 13 Bảng 1: Thành phần hóa học sữa bột nguyên kem sử dụng 21 Bảng 2: Các mức yếu tố ảnh hưởng 29 Bảng 3: Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 30 Bảng 1: Thành phần hóa học sữa nguyên liệu 36 Bảng 2: Kết độ tách whey 37 Bảng 3: Hệ số phương trình hồi quy cho hàm mục tiêu độ tách whey 37 Bảng 4: Kết thông số 0đo 38 Bảng 5: Hệ số phương trình hồi quy cho hàm mục tiêu độ tách whey 39 Bảng 6: Hàm lượng bổ sung m u yogurt khảo sát 42 Bảng 7: Phương trình hồi quy ứng suất cắt ban đầu m u yogurt 52 Bảng 8: Kết độ nhớt ban đầu kết thúc 53 xi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Str thermophilus: Streptococcus thermophilus L bulgaricus: Lactobacillus delbrueckii subsp bulgaricus MTGase : Transglutaminase RSM : Respone Surface Method – Phương pháp đáp ứng bề mặt FTIR : Fourier Transform Infrared spectroscopy – Quang phổ chuyển đổi hồng ngoại Fourier xii TÓM TẮT KHÓA LUẬN Đề tài nghiên cứu “Ảnh hưởng Transglutaminase gelatin đến tính chất hóa lý lý yogurt” tiến hành nhằm đánh giá tương tác transglutaminase có nguồn gốc vi sinh vật (microbial transglutaminase – MTGase) gelatin đến tính chất hóa lý (độ axit, độ tách whey, thời gian lên men, hàm lượng protein hịa tan whey, hình ảnh chụp kính hiển vi điện tử (FESEM), quang phổ FTIR), tính chất lý (tính chất lưu biến) tính chất cảm quan sản phẩm yogurt Tổ hợp gồm 13 thí nghiệm với thành phần bổ sung xây dựng phương pháp đáp ứng bề mặt Sau chọn m u vùng đại diện (M1-M6), bên cạnh ba m u gồm m u bổ sung MTGase (ĐC1), m u bổ sung gelatin (ĐC2) m u không bổ sung MTGase gelatin (ĐC3) sử dụng làm m u đối chứng Từ kết phân tích chúng tơi đưa số kết luận nghiên cứu sau: Sự kết hợp MTGase gelatin q trình sản xuất yogurt có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Cụ thể độ tách whey m u yogurt có bổ sung MTGsae gelatin (M1-M6) thấp (33,22 – 37,57%) so với m u đối chứng không bổ sung thành phần (45,39 %) Kết hình ảnh chụp k nh điện tử hiển vi cho thấy việc xử lý đồng thời với MTGase gelatin giúp mạng lưới vi cấu trúc yogurt trở nên đồng hơn, cấu tử k ch thước nhỏ so với m u yogurt không bổ sung đồng thời MTGase gelatin Ở m u bổ sung hàm lượng gelatin cao có cấu trúc mịn Kết phân t ch lưu biến cho thấy m u có chất chất lỏng giả dẻo ( Pseudoplastic) có số hành vi chất lỏng n