Nghiên cứu công nghệ loại bỏ các chất đắng chát (tanin) trong dịch ép từ thịt trái điều

NTTU-NCKH-04 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TÔNG KÉT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẮP co SỞ NĂM 2020 - 2021 Tên đề tài: Nghiên công nghệ loại bỏ chất đắng chát (tanin) dịch ép từ thịt trái điều Số hợp đồng: Chủ nhiệm đề tài: TS Phạm Văn Thịnh Đơn vị công tác: Viện Nghiên cứu kỳ thuật cao NTT Thời gian thực hiện: 02/2020 đén tháng 08/2020 TP Hồ Chỉ Minh, ngày tháng năm 2021 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .5 DANH MỤC CÁC sơ Đồ, HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC BẢNG TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu MỞ ĐÀU 10 CHƯƠNG TỐNG QUAN TÀI LIỆU 12 1.1 Phân tích thành phần giá trị cùa thịt điều 16 1.2 Ý nghĩa dược tính [14] 18 1.3 Tình hình chế biến thịt trái điều 20 1.4 Tình hình nghiên cứu nước 26 CHƯƠNG NỘI DƯNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CÚƯ 33 2.1 Nguyên liệu 33 2.2 Dụng cụ - hóa chất 33 2.4 Thời gian địa điểm nghiên cứu 34 2.5 Nội dung nghiên cứu .34 Khảo sát ảnh hưởng chất trợ lọc tinh bột sắn tới hàm lượng tannin độ dịch ép trải điều [37] 34 Khảo sát ảnh hưởng lòng trang trứng tới hiệu tách tannin 38 Nội dung Khảo sát ảnh hưởng nồng độ xử lý nước muối đến hiệu tách tanin 39 Nội dung Khảo sát ảnh hưởng của Polyvinylpyrolidone (PVP) đến hiệu tách tanin 40 Nội dung 7: Nghiên cứu ảnh hưởng cùa Gelatin đến hiệu táchtanin 42 Nội dung 7: Nghiên cứu ảnh hưởng biện pháp kết hợp đến hiệu táchtanin 44 2.6 Phương pháp nghiên cứu 45 2.6.1 Xác định hàm lượng tanin theo phương pháp Lowenthal 45 2.6.2 Xác định hàm lượng polyphenol 46 2.6.3 Khả bắt gốc tự theo DPPH (2,2-Diphenyl-l-picrylhydrazyl) 46 2.6.4 Xác định hiệu suất tách loại tanin 47 2.6.5 Xử lý số liệu 47 CHƯƠNG KÉT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Đánh giá cảm quan: hình dạng màu sắc .48 3.1.1 Xác định khối lượng, đường kính chồ to nhất, chiều cao từ đáy lên cuống 48 3.1.3 Màu sắc điều (Thang đo L*ab) 50 3.1.4 Thành phần hóa lý 51 3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng tinh bột sắn (khoai mì) tới trình lọc hàm lượng tannin có nước ép trái điều 52 3.3 Ảnh hưởng lòng trắng trứng đến hiệu táchtanin 54 3.4 Ảnh hưởng nồng độ xử lý nước muối đến hiệu tách tanin 59 3.5 Ảnh hưởng PVP (Polyvinylpyrolidone) đến hiệu tách tanin 60 3.6 Anh hưởng pH hay lượng Ca(OH)2 sử dụng đến hiệu tách Tanin 61 3.7 Ảnh hưởng pH hay lượng Gelatin sử dụng đến hiệu tách Tanin 62 3.8 Ảnh hưởng biện pháp kết hợp đến hiệu tách tanin 64 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 PHỤ LỤC 3: MINH CHÚNG ĐI KÈM 72 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHŨ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC sơ ĐỊ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Hình ảnh vườn điều trái điều 12 Hình Hình trái điều (quả thật giả) 13 Hình Sản lượng hạt điều xuất năm 2016 .14 Hình 1.4 Quả điều bị vứt bỏ trình thu hoạch 16 Hình 1.5 Giá trị dược liệu nước ép hạt điều [14] 19 Hình 1.6 Thị trường xuất khấu hạt điều Việt Nam 26 Hình 2.1 Quả điều đươc sử dụng nghiên cứu 33 Hình 2 So đo tóm tắt xếp, bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian, hàm lượng tinh bột san đến chất lượng nước ép điều 35 Hình So đồ bo trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng công suất đánh trứng 36 Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian đánh trứng 36 Hình Sơ đo bố trí thí nghiệm tốc độ khuấy khuấy tới hiệu tách loại tannin 37 Hình Sơ đồ bố trí thí nghiệm thời gian khuấy tới hiệu tách loại tannin 38 Hình Quy trinh thí nghiệm xác định hiệu tách loại tanin lòng trắng trứng 39 Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nồng độ muối tới hiệu tách tanin 40 Hình 2.9 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng hàm lượng PVP tới hiệu tách tanin 41 Hình 2.10 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng hàm lượng Ca(OH)2 tới hiệu tách tanin 42 Hình 11 Sơ đo thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng cùa hàm lượng gelatin tới hiệu tách tanin 43 Hình 12 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất tách tanin gelatin 44 Hình 2.13 Phương trình đường chuan axit gallic 46 Hình trái điều nguyên liệu sử dụng nghiên cứu 48 Hình Ảnh hưởng hàm thượng tinh bột sắn tới khả tách loại tanin dịch ép trái điều 53 Hình 3 Ảnh hưởng thời gian ủ tới khả loại bỏ tanin có dịch ép trái điều tinh bột sắn 54 Hình Ảnh hưởng mức độ đánh trứng tới khả tách loại tanin 55 Hình Ảnh hưởng thời đánh trứng tới khả tách loại tanin 56 Hình Ảnh hưởng mức độ khuấy trộn tới hiệu suất tách loại tanin 57 Hình Biểu đồ ảnh hưởng thời gian khuấy trộn tới hiệu suất tách loại tanin 58 Hình Biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng lòng trắng trứng tới khả tách loại tanin 59 Hình Biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng muối tới khả tách loại tanin 60 Hình 3.10 Biếu đồ ảnh hưởng hàm lượng PVP tới khả tách loại tanin 61 Hình 3.11 Ảnh hưởng cùa pH hay lượng Ca(OH)2 sử dụng đến hiệu tách Tanin 62 Hình 3.12 Hiệu tách loại tanin bang gelatin nồng độ khác 63 Hình 3.13 Hiệu tách loại tanin bang gelatin nhiệt độ khác 64 Hình 3.14 Ành hưởng biện pháp kết hợp đến hiệu tách tanin 65 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần nhân khơ hạt điều [6] 15 Bảng 1.2 Các thơng số hóa lý cùa dầu nhân hạt điều [7] 16 Bảng 1.3 Các thơng số hóa lý dầu vỏ hạt điều [8] 16 Bảng 1.4 Một số thành phần dinh dưỡng điều [9] 17 Bảng 1.5 Thành phần dịch trái điều [12] 18 Bảng Một số tiêu dinh dưỡng dịch ép điều ban đầu [42] 28 Bảng 1.7 Hàm lượng vitamin số loại tưoi (tính theo 100g trái) [44] .28 Bảng Danh mục hóa chất 3 Bảng 2 Danh sách thiết bị 34 Bảng 2.3 Phưong pháp phân tích đánh giá tính chất nguyên liệu 45 Bảng Thơng số kích thước đặc điểm hình thái điều giai đoạn phát triển 49 Bảng 3.2 Thơng số kích thước đặc điểm hình tháicủaquả điều giai đoạn phát triển 50 Bảng 3.3 Ket đo màu điều giai đoạn trưởngthành khác 50 Bảng 3.4 Tính chất hóa học dịch điều 51 TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN cứu STT Công việc thực Kết quà đạt STT Sản phẩm đăng ký Sản phâm đạt Thời gian thực hiện: Thời gian nộp báo cáo: ■> MỞ ĐÀU Cây điều (đào lộn hột) có tên khoa học Anacardium occidentale, trồng sinh trưởng phát triển tốt quốc gia thuộc khu vực cận xích đạo, nơi có nhiệt độ độ ấm cao Ớ Việt Nam, điều kinh tế vườn quan trọng cấu trồng tỉnh phía Nam như: Bình Phước, Đong Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu, Bình Thuận, Gia Lai, Bình Định với tong diện tích thu hoạch 300 nghìn hecta [1] Theo ước tính năm 2017, lần nước ta vươn lên nước xuất hạt điều đứng đầu giới với tổng sản lượng xuất khấu đạt 360 nghìn hạt điều giá trị đạt tỷ đô la Mỳ [2] Quả điều gồm hạt điều cuống điều (hay gọi điều giả, dân gian gọi điều, đề tài gọi điều) Theo nghiên cứu Ấn Độ, Brasil, Nigeria hàm lượng vitamin c dịch ép điều đạt tới 219 mg/lOOmL cao gấp lần cam, 12 lần so với dứa [3,4] Dịch ép điều chứa hàm lượng cao hợp chất tanin, polyphenol hợp chất kháng oxy hóa tự nhiên có lợi cho sức khỏe giúp ngăn ngừa ung thư phòng chống vi khuẩn gây viêm dày [3] Thế đến mùa thu hoạch hạt điều giữ lại đe chế biến, điều bị vứt bỏ, nguyên nhân chứa hàm lượng tanin (250-470 mg/lOOmL) cao gây chát, sít lưỡi khơ rát vịm họng sử dụng Theo thống kê, khoảng 8-10 điều thu khoảng hạt điều thô, lượng điều bị bỏ nước ta ước khoảng 2,5-3 triệu [5] ' ' Quả điều giàu dinh dưỡng, có khả kháng oxy hóa cao bạn sức khỏe, bị vứt bỏ vừa gây nhiễm mơi trường, vừa lãng phí Neu loại bỏ vị chát tận dụng nguồn nguyên liệu điều, mang nhiều ý nghĩa to lớn Theo nghiên cứu trước đây, đe tách loại hàm lượng tanin thường sử dụng gelatin, casein, lòng trắng trứng, tinh bột gạo, tinh bột sắn nhằm tạo kết tủa protein-tanin loại khỏi dung dịch [4] Năm 2015 s c A Emmanuelle cộng [4] thực nghiên cứu tối ưu trình lọc tanin tinh bột sắn tinh bột gạo Tinh bột sắn sắn hàm lượng 6.2 mL/L ủ 30°C 300 phút làm 34.2% tanin nước ép độ nước ép 93.75% Mặt khác tinh bột gạo mức lOmL/L 193 phút giảm 42.14% tanin với độ 94.8% Nhóm tác giả đề cập việc sử dụng hai loại tinh bột có hiệu tách loại tanin tốt, dựa vào mức độ tinh bột hiệu kinh tế mà chọn loại tinh bột phù họp trình xử lý nước ép điều Nghiên cứu trình giảm hàm lượng tanin thực Đào cộng (2020) [5], tác giả thực trình chần điều kiện nhiệt độ, thời gian nong độ muối chần khác nhằm giảm hàm lượng tanin, trì chất lượng dinh dưỡng điều Ket cho thấy nhiệt độ 70°C, 1% NaCl phút trình chần loại 55% tanin, đồng thời làm thất thoát 20% vitamin c Bên cạnh yếu tố màu sắc bị nhiều trình chần Các pháp truyền thống có nhược điểm tiến hành nhiệt độ cao 60-80°C làm vitamin B, c có dịch điều Đặc biệt hợp chất vitamin c Polyphenol mà chiếm hàm lượng lớn điều bị thất thoát nhiều nhiệt độ cao [6-8] Với lý đề cập, tiến hành nghiên cứu đề tài: “ nghệ loại bỏ chất đắng chát (tanìn) dịch ép từ thịt trái điểu” nhăm mục đích nghiên cứu sử dụng phương pháp hóa lý khác đe xừ lý tách loại tanin hiệu quả, giảm vị chát Phương pháp xử lý tanin phù hợp giúp tiết kiệm mặt hiệu suất hiệu kinh tế mà hổ trợ chuyển đổi nguồn phụ phấm thành phực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Nghiên cứu làm sở đe phát trien sản phẩm có giá trị cao từ dịch ép điều thúc đẩy phát triển cho ngành công nghiệp trồng điều Hàm lượng lịng trắng trứng (g/L) Hình Biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng lòng trắng trứng tới khả tách loại tanin Ket hình 3.8 rằng: Khi tăng lượng lịng trắng trứng hiệu khử chát tăng với mức tăng khơng đáng kể, từ lượng lịng trắng trứng 4g/L hiệu khử chát khơng tăng Chất lượng cảm quan tất mẫu thí nghiệm tốt Mặt khác, cho lượng lịng trắng trứng nhiều q trình lọc dịch thí nghiệm diễn chậm, tốn nhièu thời gian nguyên liệu Vì vậy, thí nghiệm sau, dùng lượng lịng trắng trứng 3g/L để khử chát dịch điều để tách 44,76 % tanin có dịch Theo tác giả Erkan-Koẹ cộng 2015(1], việc loại bỏ tanin chất làm dựa protein phụ thuộc vào độ pH mức độ nước Sự phức tạp điện tích dương protein điện tích âm cùa hợp chat phenolic Nói chung, protein có điện tích dương mức pH thấp điểm đẳng điện (pl) chúng Gelatin, albumin (có trứng) casein có pl 7,0, 4,7 4,7, nước ép điều có độ pH 4,28 Do đó, gelatin có hiệu protein khác việc giảm thiếu tannin khác biệt cao giừa pl protein mức độ pH nước ép 3.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ xử lý nước muối đến hiệu tách tanin Sử dụng có độ chín sau đem nấu (luộc) nước muối nong độ 1,2, 3, 4% nhiệt độ 100°C phút, sau ép lấy dịch đem lọc dịch 59 giấy lọc, lấy dịch lọc đem phân tích hàm lượng tanin Kết Hình 3.9 Hàm lượng NaCl (%) Hình Biếu đồ ảnh hưởng hàm lượng muối tới khả tách loại tanin Từ kết hình cho thấy hiệu tách loại tanin tăng nồng độ muối tăng Tuy nhiên, nồng độ muối cao 2% hiệu suất tách loại tanin tăng không đáng kế, đồng thời nước ép trở nên mặn khó sử dụng đe chế biến cho sản phẩm sau 3.5 Ảnh hưởng PVP (Polyvinylpyrolidone) đến hiệu tách tanin Trong dịch điều tanin phân làm loại: tanin thủy phân sè bị thủy phân enzym tanase tanin ngưng tụ không bị thủy phân enzym Bo sung PVP vào dịch ép nhằm tạo phức với tanin ngưng tụ chưa bị thủy phân hình thành kết tủa trắng lắng xuống tách khỏi dịch Chuẩn bị thí nghiệm mục 1, dịch ép lọc giấy lọc đưa khử đắng, chát cách dùng PVP cho vào dịch ép lọc với hàm lượng 0,05; 0,1; 0,2; 0,3%, khuấy kỳ, đe lắng 20 phút đem lọc giấy lọc, lấy dịch lọc đem phân tích hàm lượng tanin Ket được hình 3.5 ảnh hưởng cùa hàm lượng PVP khác đến hiệu khừ chát dịch ép giả điều 60 Hình 3.10 Biểu đồ ảnh hưởng hàm lượng PVP tới khả tách loại tanin Ket hình 3.10 cho thấy hàm lượng PVP khác hiệu suất tách loại tanin khác Khi tăng hàm lượng PVP lên hiệu khử chát tăng lên kèm theo màu sắc dịch khử chát đậm dần lên, bắt đầu với hàm lượng PVP 0.2% đặc biệt mầu xử lý với PVP 0.3% màu dịch khơng cịn vàng nhạt tự nhiên mẫu đối chứng Hơn tăng hàm lượng PVP từ 0.1% đến 0.3% hiệu khử chát tăng không đáng kể (từ 59.93% đến 60.98% ) Do đó, thí nghiệm sau áp dụng PVP hàm lượng 0.1% đe khử chát dịch đe tách 58.21% tanin dịch 3.6 Ảnh hưởng Clia pH hay lượng Ca(OH)2 sử dụng đến hiệu tách Tanin Nhiệt độ dịch điều 50°C, Dùng Ca(OH)2 cho vào dịch điều để thay đổi pH, có nhiều kết tủa tạo ra, Dùng H3PO4 đưa pH ban đầu Đe yên dung dịch 60 phút Lọc Các thí nghiệm lặp lại lần Ket hình 3.11 61 Hình 3.11 Ảnh hưởng cùa pH hay lượng Ca(0H)2 sữ dụng đến hiệu tách Tanin Ket hình 3.1 cho thấy giá trị pH khác hiệu suất tách loại tanin khác Hiệu suất tách loại tanin đạt 58.98% bổ sung Ca(OH)2 đạt pH 4.5 vào dịch ép Hiệu suất tách loại tanin tăng lên giá trị pH đạt đến 5.5%, hiệu suất tách loại đạt cao 71.39% Sau đó, tiếp tục tăng giá trị pH từ 5.5 đến 6.5 hiệu suất giảm dần Hiệu suất tách loại tanin có giá trị thấp pH 4.5 khả tách loại 58.98% 3.7 Ket nghiên cứu ảnh hưởng ciia lượng Gelatin sử dụng đến hiệu tách Tanin Trong dịch điều tanin phân làm loại: tanin thủy phân sè bị thủy phân enzym tanase tanin ngưng tụ không bị thủy phân enzym Do đó, dịch ép điều sau thủy phân tanin enzym tanase, tiếp tục bo sung gelatin với hàm lượng từ -5 g/L, khuấy trộn thời gian 30 phút Khi gelatin tạo phức với tanin ngưng tụ chưa bị thủy phân enzym hình thành kết tủa trắng lắng xuống tách khỏi dịch 62 Hình 12 Hiệu tách loại tanin gelatin nồng độ khác Tiến hành khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ (30-60°C) đến hiệu suất tách loại tanin Ket khảo sát trình bày hình 3.12, cho thấy hiệu suất tách loại tanin tăng từ 52.32% w/v lên 69.21% w/v khoảng nhiệt độ từ 30-40°C Khi tiếp tục gia tăng nhiệt độ từ 40°C lên 50°C hiệu suất tách loại tanin giảm xuống 58.02% w/v khơng đổi tăng nhiệt độ lên 60°C (p