Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa quá trình sấy bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo tấm VD20 Tiền Giang.pdf

NTTU-NCKH-04 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2022 Tên đề tài Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa q trình sấy bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD20 Tiền Giang Số hợp đồng: 2021.01.174/HĐ ‒ KHCN Chủ nhiệm đề tài: Ths Lê Đăng Trường Đơn vị công tác: Viện Ứng Dụng Công Nghệ Phát Triển Bền Vững Thời gian thực hiện: 06 tháng (Từ tháng 10/2021 đến tháng 03/2022) Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NGUYỄN TẤT THÀNH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2022 Tên đề tài Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa q trình sấy bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD20 Tiền Giang Số hợp đồng: 2021.01.174/HĐ ‒ KHCN Chủ nhiệm đề tài: Ths Lê Đăng Trường Đơn vị công tác: Viện Ứng Dụng Công Nghệ Phát Triển Bền Vững Thời gian thực hiện: 06 tháng (Từ tháng 10/2021 đến tháng 03/2022) Các thành viên phối hợp cộng tác: STT Họ tên Ths Lê Đăng Trường Ths Nguyễn Phú Thương Nhân Ks Vũ Đức Ngọc Chuyên ngành Thực Phẩm Hóa Học Hóa Học Cơ quan cơng tác ĐH NTT ĐH NTT ĐH NTT Ký tên MỤC LỤC MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH v TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: 1.1 1.2 TỔNG QUAN Đại cương gạo 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Các sản phẩm từ gạo Tình hình nghiên cứu nước 1.2.1 Ngoài nước 1.2.2 Trong nước CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 11 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 11 2.2 Nội dung nghiên cứu 11 2.3 Hóa chất thiết bị 11 2.4 Phương pháp sản xuất bột dinh dưỡng từ gạo VD 20 Gị Cơng 12 2.5 Phương pháp đánh giá tính chất sản phẩm bột dinh dưỡng hịa tan từ gạo VD 20 14 2.5.1 Phương pháp xác định màu sắc, nồng độ chất khô hòa tan, độ hòa tan 14 2.5.2 Phương pháp xác định hàm lượng đường khử số DE 14 2.5.3 Phương pháp xác định ẩm độ sản phẩm 15 2.5.4 Đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm 15 2.5.5 Phương pháp phân tích liệu 16 2.6 Phương pháp bố trí thí nghiệm 16 i 2.6.1 Khảo sát ảnh hưởng hoạt độ gluco-amylase sử dụng đến chất lượng dịch gạo 16 2.6.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đường hóa đến chất lượng dịch gạo 16 2.6.3 Khảo sát ảnh hưởng nồng độ maltodextrin đến trình sấy bột 17 2.6.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến trình sấy bột 17 2.6.5 Khảo sát ảnh hưởng thời gian sấy đến trình sấy bột 17 2.6.6 Tối ưu hóa q trình sấy bột dinh dưỡng hòa tan 18 2.6.7 Xây dựng cơng thức bột dinh dưỡng hịa tan từ gạo VD 20 19 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 3.1 Ảnh hưởng hoạt độ gluco-amylase sử dụng đến chất lượng dịch gạo 20 3.2 Ảnh hưởng thời gian đường hóa đến chất lượng dịch gạo 21 3.3 Ảnh hưởng nồng độ maltodextrin đến trình sấy bột 22 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến trình sấy bột 23 3.5 Ảnh hưởng thời gian sấy đến trình sấy bột 25 3.6 Tối ưu hóa trình sấy bột dinh dưỡng 27 3.6.1 Tính phù hợp mơ hình tối ưu hóa 27 3.6.2 Tối ưu hóa thơng số q trình 30 3.6.3 Xác minh mơ hình 32 3.7 Đánh giá công thức phối trộn bột dinh dưỡng từ gạo 33 3.8 Đánh giá cảm quan sản phẩm 35 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 36 4.1 Kết luận 36 4.2 Kiến nghị 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 PHỤ LỤC PHÂN TÍCH THỐNG KÊ 41 PHỤ LỤC 2: MINH CHỨNG ĐI KÈM 46 ii SẢN PHẨM DẠNG (hình ảnh sản phẩm đạt được) 46 SẢN PHẨM DẠNG 2: (quy trình, sơ đồ, bảng vẽ, sở liệu…) 47 SẢN PHẨM DẠNG 3: (toàn văn báo, sách chuyên khảo….) 48 iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT STT Ký hiệu viết tắt Chữ viết tắt đầy đủ/tiếng Anh DE Dextrose equivalent RSM Response surface methodology iv Ý nghĩa tương ứng Chỉ số dextrose đương lượng Phương pháp đáp ứng bề mệt DANH MỤC CÁC BIỂU, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình Trang Hình 1 Cấu trúc hạt gạo Hình Gạo nguyên hạt gạo Hình Gạo VD 20 Gị Công Hình Sơ đồ minh họa trình sản xuất bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD 20 Gị Cơng 13 Hình Ảnh hưởng nồng độ gluco-amylase đến q trình đường hóa 20 Hình Ảnh hưởng thời gian đường hóa đến q trình đường hóa 21 Hình 3 Dịch gạo sau thủy phân Error! Bookmark not defined Hình Ảnh hưởng maltodextrin đến số DE bột sau sấy 23 Hình Ảnh hưởng nhiệt độ sấy lên số DE bột 25 Hình Ảnh hưởng thời gian sấy lên số DE bột 27 Hình Biểu đồ giá trị thực nghiệm - dự đoán (A) phân bố ngẫu nhiên (B) 20 thí nghiệm 30 Hình Biểu đồ đáp ứng bề mặt hai chiều ba chiều thể mối quan hệ số DE cặp yếu tố: (A) Nồng độ - nhiệt độ, (B) Nồng độ - thời gian (C) Nhiệt độ - thời gian 32 Hình Độ hòa tan sản phẩm 34 v Bảng Trang Bảng Bảng so sánh thành phần dinh dưỡng gạo so với loại lương thức khác Bảng Danh mục hóa chất thiết bị sử dụng 11 Bảng 2 Bố trí thí nghiệm tối ưu hóa 18 Bảng Công thức sản phẩm bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD 20 19 Bảng Mô tả ngoại quan bột dinh dưỡng nồng độ maltodextrin khác 22 Bảng Chỉ số màu sắc bột thành phẩm tỉ lệ maltodextrin khác 23 Bảng 3 Ngoại quan bột thành phẩm điều kiện sấy khác 24 Bảng Ngoại quan bột thành phẩm điều kiện sấy khác 26 Bảng Các mức giá trị khảo sát ba yếu tố sấy mơ hình 27 Bảng Giá trị thực nghiệm dự đoán 20 thí nghiệm RSM 28 Bảng Phân tích ANOVA cho mơ hình hồi quy 29 Bảng Kết số DE sử dụng điều kiện tối ưu Design expert 11 33 Bảng Ngoại quan bột dinh dưỡng trước sau khi pha công thức phối trộn khác 33 Bảng 10 Kết đánh giá cảm quan bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo 35 vi TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU STT Kết đạt Công việc thực Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến Các thông số thích hợp giai đoạn q trình đường hóa (nồng độ đường hóa dịch thủy phân (nồng độ enzyme, thời gian) enzyme, thời gian đường hóa) Tối ưu hóa q trình sấy bột dựa Các thơng số tối ưu cho trình sấy yếu tố (nhiệt độ sấy, thời bột (nhiệt độ sấy, thời gian sấy, nồng độ gian sấy, nồng độ maltodextrin) maltodextrin) Xây dựng công thức sản phẩm bột Cơng thức hồn chỉnh sản phẩm bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD 20 20 Viết báo báo khoa học báo cáo Bài báo khoa học báo cáo tổng kết tổng kết đề tài đề tài Sản phẩm đăng ký Sản phẩm đạt Bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo 100g bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD 20 VD 20 Quy trình sản xuất bột dinh dưỡng Quy trình sản xuất bột dinh dưỡng hịa hịa tan tan với thông số phù hợp STT Công bố báo khoa học tạp chí Cơng bố báo khoa học tạp nước chí thuộc SCOPUS Thời gian đăng ký: từ ngày 01/10/2021 đến ngày 31/03/2022 Thời gian nộp báo cáo: ngày 09/06/2022 vii MỞ ĐẦU Việt Nam quốc gia hàng đầu giới xuất gạo, khu vực Đồng Bằng Sơng Cửu Long Đồng Bằng Sơng Hồng vùng có diện tích gieo trồng lớn nước Theo thơng tin từ Bộ Công Thương, đến giá xuất ổn định chất lượng vượt trội tạo ưu cho xuất gạo Việt Nam tháng 1/2022 Số liệu cục Tổng cục Hải quan cho thấy xuất gạo Việt Nam tháng 1/2022 đạt 505.741 với trị giá 246,02 triệu USD, tăng mạnh 45,4% khối lượng, tăng 28,2% trị giá so với kì năm trước Thống kê tháng đầu năm 2022 lượng gạo xuất nước đạt 974.556 tấn, tăng mạnh 48,6% so với tháng đầu năm 2021, thu gần 469,26 triệu USD, tăng 30,6%, giá trung bình đạt 481,5 USD/tấn, giảm 12% Song song với điều khối lượng lớn mặt hàng phụ phẩm gạo tấm, cám gạo sinh trình xay xát chế biến gạo nguyên hạt Ở khu vực Gị Cơng, Tiền Giang, gạo VD20 loại gạo chủ lực với sản lượng xuất cao Do đó, sản lượng lớn gạo VD20 sinh gây vấn đề tồn kho, kho bãi Nghiên cứu sử dụng gạo VD 20 để tạo sản phẩm bảo vệ sức khỏe, sử dụng trực tiếp phát triển theo kinh nghiệm truyền thống, chưa có nghiên cứu thực tế cách hệ thống Việt Nam; đặc biệt việc sử dụng gạo VD 20 làm sản phẩm bột dinh dưỡng vấn đề mẻ người quan tâm đến Điều cho thấy cần thiết việc kết hợp với nghiên cứu nước nhằm đề xuất giải pháp sử dụng tối đa, toàn diện hạt gạo VD 20 phát triển sản phẩm có giá trị gia tăng, tính chất chức tốt, từ nâng cao giá trị hạt gạo VD 20 vùng Gị Cơng, tỉnh Tiền Giang nói riêng khu vực Đồng Bằng Sơng Cửu Long nói chung Dựa thực tiễn đó, đưa hướng nghiên cứu việc ứng dụng gạo VD 20 làm sản phẩm bột dinh dưỡng hịa tan Nghiên cứu góp phần gia tăng giá trị dinh dưỡng thương mại cho hạt gạo VD 20, Gị Cơng, Tiền Giang ... tài ? ?Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa q trình sấy bột dinh dưỡng hịa tan từ gạo VD20 Tiền Giang” nhằm mục tiêu tận dụng triệt để phần phụ phẩm (gạo tấm) trình sản xuất gạo. .. DÀNH CHO CÁN BỘ - GIẢNG VIÊN 2022 Tên đề tài Ứng dụng phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) để tối ưu hóa q trình sấy bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD20 Tiền Giang Số hợp đồng: 2021.01.174/HĐ ‒ KHCN... bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD20 − Tối ưu hóa giai đoạn sấy q trình sản xuất bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD 20 − Sản xuất thử nghiệm 100 g bột dinh dưỡng hòa tan từ gạo VD20 với chất lượng ổn