KẸO dẻo tảo SPIRULINA từ DỊCH ép cơm NHẦY TRÁI CACAO

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN NGUYỄN THỊ THÙY NGÂN MSHV 20C61009 KẸO DẺO TẢO SPIRULINA TỪ DỊCH ÉP CƠM NHẦY TRÁI CACAO Tiểu luận NGUYÊN LÝ PHÁT TRIỂN CỦA SẢN PHẨM THỰ.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  -NGUYỄN THỊ THÙY NGÂN MSHV: 20C61009 KẸO DẺO TẢO SPIRULINA TỪ DỊCH ÉP CƠM NHẦY TRÁI CACAO Tiểu luận NGUYÊN LÝ PHÁT TRIỂN CỦA SẢN PHẨM THỰC PHẨM Giảng viên: PGS TS Ngơ Đại Nghiệp Chun ngành: Sinh hóa học MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH MỤC LỤC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ Kẻo dỏe đời nhờ phát triển khoa học công nghệ ngành phát triển lĩnh vực thực phẩm Những năm gần kẹo dẻo phát triển đa dạng , có nhiều chủng loại, hình dáng màu sắc khác Nhu cầu ngày người ăn uống đảm bảo dinh dưỡng, Trong trường hợp chế độ ăn uống không đáp ứng đủ nhu cầu thể việc bổ sung nhanh mà không nhiều thời gian lựa chọn tối ưu Do đó, ngồi đáp ứng nhu cầu thị hiếu người tiêu dùng tính cảm quan, giải trí; kẻo dẻo ngày giúp bổ sung thêm vitamin khoáng chất để cung cấp nhiều giá trị dinh dưỡng cho thể, tăng cường sức khỏe keoh dẻo trở thành sản phẩm không dành cho trẻ em mà cịn tiện ích cho nhiều đối tượng người tiêu dùng, phịng tránh hạ đường huyết cho thể phải làm nhiều, ăn uống không đảm bảo cách dùng kẹo bổ sung dinh dưỡng nhanh Ở Việt Nam nay, kẹo dẻo bổ sung dinh dưỡng nhập từ nước ngồi chủ yếu Vì vậy, việc thúc đẩy việc nghiên cứu phát triển sản phẩm kẹo dỏe từ nguồn nguyên liệu có sẵn nước Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ, người không ngừng nâng cao chất lượng, đa dạng hóa sản phẩm thực phẩm theo hướng phát triển bền vững, thân thiện với mơi trường việc tìm kiếm sản phẩm thiên nhiên có giá trị dinh dưỡng giá trị sinh học cao, đáp ứng yêu cầu vừa thức ăn, vừa dược phẩm chữa bệnh Tảo Spirulina lựa chọn hàng đầu chứa hàm lượng protein chiếm tới 55-70% trọng lượng thô, giàu axit amin, vitamin,… chất khoáng Các nghiên cứu rằng, tảo Spirulina loại thực phẩm bảo vệ sức khỏe giúp chống suy dinh dưỡng, ức chế phát triển virut, làm tăng hệ miễn dịch, hỗ trợ tim mạch, … giảm thiểu q trình oxy hóa Trên thị trưởng nhiều nhà sản xuất để tăng lợi nhuận dùng loại đường khử tổng hợp đường hóa học, hương, màu tổng hợp để làm kẹo, điều có hại cho sức khỏe người tiêu dùng Vì vậy, nghiên cứu kẹo dẻo từ dịch ép cơm nhầy cacao đề xuất thay nguyên liệu tổng hợp giải phần ô nhiễm phần thải dịch cơm nhầy cacao môi trường, tạo sản phẩm kẹo dẻo cacao có hương vị thơm ngon đặc trưng, an toàn , bổ dưỡng, trở thành sản phẩm đặc sản địa phương CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan tảo Spirulina 1.1.1 Đặc điểm hình thái sinh lý tảo Spirulina Tảo Spirulina (Arthrospira) thuộc chi Spirulina, họ Oscillatoriaceae, Oscillaloriales (Nostocales), lớp Cyanophyceae (Cyanobacteria: vi khuẩn lam), ngành Cyanophyta (Cyanochloronta), có dạng hình xoắn lị xo với – vịng xoắn nhau, sợi khơng phân nhánh [1] Hiện nay, Spirulina platensis Spirulina maxima lồi chủ yếu, ni trồng nghiên cứu phổ biến Spirulina thuộc nhóm tảo đa bào, có màu xanh lam (tảo lam), biết đến loại thực phẩm bổ sung dinh dưỡng với hàm lượng protein cao (55 – 70%) nhiều chất có hoạt tính sinh học khác Spirulina có diện tích phân bố rộng, có khả thích nghi với điều kiện sống khác Tuy nhiên, Spirulina sinh trưởng mạnh vùng nước kiềm (pH 8,5 – 11), có mặt phổ biến hồ tự nhiên thuộc châu Phi châu Mỹ, nơi gần vùng xích đạo, thường xảy cân nước chênh lệch tương quan lượng mưa bốc nước, gây nên tượng muối nước tụ lại làm tăng độ mặn kiềm Trong số thể tự dưỡng, tảo lam xem nhóm ngun thủy [2] Di tích hóa thạch chúng phát cho thấy tảo lam tồn từ cách khoảng 3,8 tỷ năm Tảo lam xếp liền sau nhóm vi khuẩn, riêng với nhóm khác ngồi đặc điểm chưa có nhân thật, chưa có lục lạp mà thay vào diệp lục tố a sắc tố phụ có chất protein Chúng khơng có tiêm mao, di chuyển cách trượt bề mặt Do hình dạng “lị so xoắn” dễ nhận biết qua kính hiển vi nên người ta thường gọi loại tảo “tảo xoắn” Hình 1: Ảnh hiển vi tảo Spirulina [3] 1.1.2 Thành phần dinh dưỡng tảo Spirulina Spirulina loại vi tảo gọi với tên “thực phẩm tương lai” nhờ nguồn cung cấp protein dồi hàm lượng cân Cấu trúc hiển vi tảo S platensis tố sinh trưởng axit béo, phycocyanin, loại vitamin, khoáng chất… Các thành phần dinh dưỡng tảo Spirulina trình bày sơ lược bảng 1.1 Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng tảo Spirulina [3] Thành phần Protein Hàm lượng (%) Chi tiết 65 loại acid amin thiết yếu: iso loxin, lizzin, methionine, phenylalanine, threonine, tryptophan valin 10 loại acid amin không thay thế: alanin, arginin, acid aspartic, cystin, acid glutamin, glycin, histin, prolin, serin tyrosin Hydrat cacbon 15 Chất béo Vitamin 0.75 Chất khoáng Carotenoit Các chất màu khác 346 mg/100g Acid gamma linolenic (GLA), acid alpha linolenic (ALA), acid linoleic (LA), acid eicosapentaenoic (EPA), acid docosa – hexaenoic (DHA),… B1, B2, B3, B5, B6, B9, B7, B12, D, E, inositol Kali, canxi, magie, photpho, α – caroten, β – caroten, xanthophyis, lutein, Chlorophyl, phycocyanin, tetrapyrol, Protein Hàm lượng protein tảo Spirulina tương đối cao, dao động khoảng 55 – 70% trọng lượng khô, tùy thuộc vào điều kiện nuôi tảo khác [5] Hàm lượng protein tảo Spirulina cao hăn so với loài thực vật khác cao hai lần hàm lượng protein bột đậu nành (35%) Đặc biệt, protein tảo Spirulina chứa đầy đủ axit amin không thay lizin, methionin,… với tỷ lệ cao, chiếm 47% tổng hàm lượng protein Chính ưu điểm mà protein tảo Spirulina đánh giá cao giá trị dinh dưỡng cho sức khỏe người Chất béo Hàm lượng chất béo Spirulina chiếm khoảng – 7% bao gồm axit béo no khơng no Trong đó, axit béo khơng no có ảnh hưởng quan trọng đến hệ thống miễn dịch tế bào Hàng ngày, người lớn cần – 2% lượng thu từ axit béo trẻ nhỏ cần 3% Spirulina coi nguồn cung cấp axit γ-linolenic lớn sau sữa mẹ số loại dầu thực vật Sự có mặt axit γ-linolenic thước đo quan trọng việc đánh giá chất lượng dinh dưỡng thực phẩm bữa ăn hàng ngày Thông thường, axit γ-linolenic thường hấp thu vào thể người qua đường tiêu hóa loại thức ăn có nguồn gốc từ thực vật Hydrat cacbon Tảo Spirulina chứa khoảng 15 – 25% hydrat cacbon tổng số trọng lượng khô tảo, chủ yếu hydrat cacbon đơn giản đường glucoza, fructoza, saccaroza, ngồi cịn chứa glycerol, mannitol, sorbitol… Thành tế bào Spirulina tương tự vi khuẩn Gram dương, thành tế bào có kết hợp glucozamin axit muramic với peptit Mặc dù không tiêu hóa được, chúng dễ bị phá vỡ, tạo điều kiện cho việc giải phóng thành phần bên tế bào Đây điều thuận lợi cho việc tận thu toàn sinh khối tảo sử dụng làm thức ăn so sánh với thành tế bào số sinh vật khác nấm men, chlorella… Vitamin Trong tảo Spirulina, ngồi thành phần protein, chất béo, hydrat cacbon chứa nhiều loại vitamin có giá trị dược lý cao vitamin A (beta-caroten), vitamin nhóm B, C, D E… Bảng 2:Thành phần vitamin nhóm B có tảo Spirulina [1] Loại vitamin Hàm lượng (mg/kg) Nhu cầu (mg/ người 24 – 25 tuổi B1 34 – 50 1,5 B2 30 – 46 1,8 B6 5–8 2,0 B9 0,5 0,003 B12 1,5 – 20 B3 130 0,4 B5 4,6 – 25 – 10 B7 0,05 0,1 – 0,3 Vitamin A (beta-caroten) Beta-caroten chiếm 80% tổng số carotenoit có Spirulina, phần lại physoxanthin crytoxanthin Mỗi kilo gam Spirulina sấy khô chứa khoảng 700 – 1700 mg beta-caroten khoảng 100 mg crytoxanthin, chúng loại carotenoit hợp phần vitamin A động vật có vú Theo nghiên cứu Viện ung thư quốc gia Mỹ, người cung cấp khoảng mg beta-caroten ngày giúp giảm thiểu hiệu tăng sinh tế bào ung thư, lượng beta-caroten có với g Spirulina, tương đương với sử dụng khoảng 100 g rau ăn Chất khoáng Spirulina nguồn cung cấp lớn nhiều ngun tố khống thiết yếu, có lợi cho sức khỏe người kali, sắt, canxi, magiê, mangan… Bảng 3:Thành phần chất khống có tảo Spirulina [1] Thành phần kho Hàm lượng (mg/kg) Nhu cầu (mg/ người 24 – 25 tuổi/ ngày) Canxi 1300 – 14000 1200 Photpho 6700 – 9000 1000 Magie 2000 – 2900 250 – 350 Sắt 580 – 1800 18 Kẽm 21 – 40 15 Đồng – 10 1,5 – Natri 4500 500 Kali 6400 - 15400 3500 Tảo Spirulina có hàm lượng sắt tương đối cao (580 – 1800 mg/kg), lớn nhiều lần so với ngũ cốc Do vậy, Spirulina lựa chọn nguồn bổ sung sắt tốt sức khỏe người Nhiều cơng trình khoa học khẳng định, thiếu sắt gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nhiều chức sinh lý, sinh hóa thể, đặc biệt phụ nữ có thai trẻ nhỏ Giá trị sinh học sắt Spirulina chứng minh nhiêu nghiên cứu chuột người Ngoài sắt, nguyên tố khoáng thiết yếu khác canxi, phốt pho, magiê kali chiếm lượng cao thành phần khống có Spirulina, ngang lượng khống có sữa Sử dụng Spirulina nguồn cung cấp khống ngăn ngừa kìm hãm bệnh liên quan đến hội chứng thiếu hụt khoáng thể tim mạch, rối loạn thần kinh… Sắc tố quang hợp Spirulina xếp vào ngành vi khuẩn lam – sinh vật chưa có nhân điển hình nên máy quang hợp khơng phân hóa thành quan chuyên hóa lục lạp mà phân tán toàn tế bào Số lượng hàm lượng cao chất sắc tố quang hợp phần tạo nên tính đặc trưng Spirulina Trong thành phần dinh dưỡng Spirulina có chứa nhiều nhóm chất màu có giá trị dược lý cao thử nghiệm chứng minh qua nhiều nghiên cứu, phải kể đến chất phycocyanin, chlorophyll a, beta-caroten nhiều hợp phần khác như: xanthophyll, echienon, myxoxanthophyll, zeaxanthin, canthaxanthin, diatoxanthin… Phycocyanin (PC) thành phần chất màu chủ yếu có tảo Spirulina, biết đến với khả bắt giữ gốc tự do, đặc tính quan trọng điều trị số bệnh như: viêm nhiễm, suy thoái hệ thần kinh, xơ vữa động mạch, ung thư tổn thương mô Nhiều nghiên cứu gần chứng minh phycocyanin cịn có khả chống oxy hóa, bảo vệ thần kinh… Vì vậy, phycocyanin trở thành đối tượng nghiên cứu ứng dụng phổ biến lĩnh vực y học, dược phẩm sản xuất thực phẩm Hình 2: Phycocyanobilin [3] 1.2 Tổng quan cơm nhầy cacao Việt Nam nước phát triển ngành cơng nghiệp ca cao tồn cầu, Việt Nam cho sản lượng khiêm tốn hạt ca cao hàng năm, khoảng 5.500 tấn, sản lượng giới khoảng 4,8 triệu (Cục Trồng trọt, 2019) Tuy nhiên, thương trường quốc tế, hạt ca cao từ Việt Nam cơng nhận có chất lượng lên men tốt nhờ quan tâm sớm đến kế hoạch phát triển từ khu vực công, tư nhân điều kiện khí hậu đặc trưng nước ta Hạt cacao chiếm 30% ca cao, để lại lượng lớn sản phẩm phụ không sử dụng hết thường bị lãng phí Việc sử dụng sản phẩm phụ cơng nghiệp trở nên hấp dẫn hợp chất quan tâm thu hồi từ chúng Ba phần lại sau chiết xuất hạt ca cao vỏ ca cao, chất nhầy / cùi vỏ ca cao, chúng dễ dàng phân biệt mặt cấu trúc hóa học Hiện nay, phần nhỏ sản phẩm phụ sử dụng để phát triển sản phẩm có giá trị thấp cao, với việc áp dụng công nghệ phù hợp để thu hợp chất hoạt tính sinh học chất chống oxy hóa, pectin, khống chất, chất xơ ăn kiêng methylxanthines Các hợp chất hoạt tính sinh học đại diện cho hội kinh tế mơi trường quan trọng chúng sử dụng làm thành phần chức nhiều ngành cơng nghiệp 10 Hình 3: Cấu tạo cacao [4] Cùng với gia tăng sản lượng ca cao, sản phẩm phụ từ chế biến ca cao người dân địa phương ý Dịch chiết từ dịch nhầy ca cao sản phẩm phụ có giá trị dinh dưỡng cao Theo Afoakwa (2010), phân tích thành phần hóa học 100g thịt (lớp cơm nhầy) trái cacao cho thấy chứa đường glucose fructose cao chiếm khoảng 6%, acid hữu chiếm 3%, 2% protein, 3% khoáng chất [5] Thành phần dinh dưỡng cân đối thích hợp để làm loại kẹo, đặc biệt lượng đường khử cao phù hợp để làm kẹo dẻo, tránh đường saccharose Do đó, việc sản xuất sản phẩm mang lại hiệu kinh tế cao từ chất thải không giải vấn đề ô nhiễm phụ phẩm gây mà giúp tăng thu nhập cho người dân địa phương Các nhà khoa học từ quốc gia chuyên trồng cacao Cote D’Ivoire, Ghana, Indonesia Brazil chủ yếu tập trung vào nghiên cứu sử dụng sản phẩm để sản xuất đồ uống thạch lên men Dias Schwan (2007) tiến hành nghiên cứu sản xuất rượu vang từ nhựa ca cao (Theobroma cacao L.) Trong nghiên cứu đó, thu nhận thành cơng chủng nấm men Saccharomyces cerevisiae (CA116, CA1162 CA1183) để lên men sơ cấp 220C lên men phụ 10 0C Ở Việt Nam, nghiên cứu ca cao chủ yếu tập trung vào hạt, sản phẩm Hiện cịn nghiên cứu việc sử dụng dịch nhầy ca cao, sản phẩm phụ trình lên men ca cao, để sản xuất kẹo dẻo [5] 1.3 Tổng quan ngành kẹo 1.3.1 Lịch sử phát triển kẹo Hình thức ban đầu kẹo dẻo kẹo Gummy bear (hình gấu) sản xuất lần Đức Hans Riegel Hans Riegel làm ngành công 11 nghiệp bánh kẹo công ty tên Kleutgen & Meier Sau ơng định thành lập cơng ty riêng tên Hans Haribo vào năm 1920 bắt đầu lằm kẹo cứng Khi ông nhận đối thủ cạnh tranh có nhiều thành cơng nhờ bán loại kẹo trái gelatin, Hans vợ ông bắt đầu tìm chỗ đứng thị trường kẹo dẻo Năm 1922, họ sử dụng khn hình “dacing bear”, gelatin với hương vị trái để tạo kẹo năm 1930, Haribo tiếp tục phát triển mạnh công ty có nhiều chia nhánh nước khác giới Đến năm 1980, kẹo dẻo phân phối sang Mỹ nhanh chóng chiếm cảm tình nhiều người Ngày nay, kẹo dẻo làm chủ yếu từ gelatin có nhiều hình dạng kích thước khác Hình 4: Một số sản phẩm kẹo thị trường[7] 1.3.2 Giới thiệu kẹo dẻo Kẹo dẻo loại có tính dai, đàn hồi Trong sản xuất, loại kẹo dẻo thường tạo thành từ chất gel ưu nước với đường kính, mạch nha, acid, hương liệu, Tùy theo chất tạo gel sử dụng hàm lượng thành phần khác mà loại kẹo dẻo có đặc tính khác ví dụ kẹo dẻo từ gelatin có tính dai, đàn hồi, kẹo dẻo pectin tì mềm, trong, từ agar qnh giịn mềm Thành phần ngun liệu để sản xuất kẹo dẻo là: đường, nước, mạch nha, phụ gia cấu trúc Ngồi ra, cịn dừng ngun liệu phụ như: màu hương, phụ gia, Kẹo nhiều chất cần thiết cho thể như: carbohydrate, chất béo, chất khoáng, vitamin Carbohydrate chủ yếu polysaccharide, disaccharide (saccarose, mantose, ) chiếm tỉ lệ cao kẹo cung cấp lượng cao 4,2Kcal/g [6] mà dày dễ dàng hấp thụ ddowcj, đặc biệt trẻ em sử dụng thích hợp Monosaccharide tồn phổ biến kẹo thường loại kẹo chế biến từ mật tinh bột chuyển hóa chứa nhiều glucose fructose 12 Hình 5: Kẹo dẻo [7] Hàm lượng saccharose lượng đường khử loại kẹo dẻo thay đổi tùy theo tính chất than loại kẹo khác công nghệ chế biến, hàm lượng chất tạo gel biến đỏi lớn tùy theo biến đổi tương ứng 1.4 13 CHƯƠNG 2:TÍNH KHẢ THI VÀ TÍNH MỚI SẢN PHẨM 2.1 Tính khả thi Đưa ý tưởng sản phẩm dựa khảo sát thị trường hướng : Đối tượng khách hàng tiêu dùng ai? Độ tuổi? Giới tính? Nhu cầu thiết yếu người tiêu dùng tại? mức độ nhu cầu bổ sung dinh dưỡng? Người tiêu dùng thích dạng keo, bột hay siro? Thị trường, kênh phân phối: nhu cầu khách hang lựa chọn kênh online hay trực tiếp? Mức độ người tiêu dùng lựa chọn tin tưởng siêu thị hay kênh bán hang lẻ? Để đưa ý tưởng sản phẩm sát với nhu cầu thị trường Nguồn nguyên liệu có sẵn nước gặp ảnh hưởng việc bị động nhập nguồn nguyên liệu Ngoài ra, cơm nhầy cacao phụ phẩm sản xuất 2.2 Tính sản phẩm Sản phẩm kết hợp tảo Spirulina dịch cơm nhầy cacao thực phẩm dùng giải trí mà cịn bổ sung dinh dưỡng 2.3 14 CHƯƠNG 3: QUY TRÌNH SẢN XUẤT 3.1 Sơ đồ quy trình sản xuất Quy trình thí nghiệm sản xuất kẹo dẻo Dịch cơm nhầy Lọc Pha dịch cơm nhầy Hòa tan Gelatin Nước Đường, mạch nha Gia nhiệt Ngâm gelatin (trong giờ) Phối trộn Tảo Spirulina Rót khn (T= 60-700C) Dầu Áo dầu Đóng gói Kẹo dẻo 15 3.2 Các phương pháp thí nghiệm − Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nước dịch ép thịt cacao đến chất lượng kẹo dẻo − Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng gelatin đến chất lượng kẹo dẻo − Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng đường saccharose mạch nha đến chất lượng kẹo dẻo − Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng acid citric, acid ascorbic đến chất lượng kẹo − Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian gia nhiệt đến chất lượng keo dẻo − Phân tích hóa lý, vi sinh, cảm quan − Phương pháp xử lý số liệu 3.3 Chỉ tiêu sản phẩm Sản phẩm kẹo phải đáp ứng đủ tiêu theo quy định tiêu chuẩn quốc gia yêu cầu kỹ thuật kẹo TCVN 5908:2009 bao gồm: - Chỉ tiêu hóa lý: Bảng 1:Các tiêu lý hóa kẹo dẻo − Tên tiêu Đơn vị tính Yêu cầu Độ ẩm % khối lượng