(Đồ án hcmute) nghiên cứu qui trình sản xuất sữa tươi thanh trùng bổ sung b carotene trích ly từ màng hạt gấc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA VÀ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT SỮA TƯƠI THANH TRÙNG BỔ SUNG β-CAROTENE TRÍCH LY TỪ MÀNG HẠT GẤC GVHD: ThS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN MSSV: 11116084 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Yến Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Nghiên cứu qui trình sản xuất sữa tƣơi trùng bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc Nhiệm vụ khóa luận: – Tổng quan tài liệu, phân tích tình hình nghiên cứu sữa tƣơi bổ sung thêm chất dinh dƣỡng – Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất sữa trùng bổ sung β-carotene trích li từ màng hạt gấc – Khảo sát ảnh hƣởng nguyên liệu đầu vào lựa chọn nguyên liệu – Khảo sát sơ ảnh hƣởng chất phụ gia lên chất lƣợng sản phẩm – Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ bảo quản bổ sung phụ gia vào sản phầm đến cấu trúc sản phẩm – Xác định yếu tố công nghệ ảnh hƣởng tới chất lƣợng sản phẩm, xác định hàm mục tiêu thiết lập mơ hình tối ƣu hóa nghiệm – Tiến hành làm thí nghiệm thu thập số liệu thực nghiệm cần thiết – Giải toán tối ƣu cho hàm đơn mục tiêu đa mục tiêu đƣa thông số tối ƣu cho quy trình sản xuất sữa tƣơi trùng bổ sung β-carotene trích li từ màng hạt gấc – Đƣa kết luận kiến nghị Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 20/01/2015 Ngày hồn thành khóa luận: 20/07/2015 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn : Th.S Nguyễn Tấn Dũng Phần hƣớng dẫn: Toàn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đƣợc thông qua Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN i an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Tp.HCM, ngày tháng Đồ án tốt nghiệp năm 20 Trƣởng Bộ mơn Ngƣời hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN ii an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Lời xin chân thành cảm ơn đến q Thầy, Cơ khoa Cơng Nghệ Hóa Học Thực Phẩm trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật TP HCM, ngƣời trực tiếp giảng dạy, truyền đạt kiến thức bổ ích cho chúng tơi Đó tảng giúp tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Đặc biệt Th.S Nguyễn Tấn Dũng – giáo viên hƣớng dẫn tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ giải đáp thắc mắc cho tơi suốt q trình tơi thực đồ án tốt nghiệp Nhờ mà tơi hồn thành đồ án tốt nghiệp Trong kế hoạch đào tạo sinh viên năm cuối, Đồ án tốt nghiệp vừa hội vừa thử thách để bƣớc đầu nghiên cứu lĩnh vực thực phẩm cụ thể Điều giúp tơi hồn thành cấp bậc Đại học mình, đồng thời có thêm kinh nghiệm định hƣớng cơng việc sau tốt nghiệp “Nghiên cứu qui trình sản xuất sữa tƣơi trùng bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc” đề tài đồ án tốt nghiệp mà đƣợc nhận dƣới hƣớng dẫn trực tiếp Th.S Nguyễn Tấn Dũng Vì đồ án đề tài lớn mà đảm nhận nên thiếu sót hạn chế q trình thực điều khơng thể tránh khỏi Kính mong nhận đƣợc đóng góp, nhận xét từ quý Thầy, Cơ để kiến thức tơi ngày hồn thiện Kính chúc Thầy, Cơ ln vui vẻ, hạnh phúc, dồi sức khỏe thành công công việc Tôi chân thành cảm ơn Sinh viên thực Nguyễn Thị Yến SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN iii an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung đƣợc trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng tơi Tôi xin cam đoan nội dung đƣợc tham khảo khóa luận tốt nghiệp đƣợc trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày tháng Ký tên SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN iv an năm 201 GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC Trang NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN iii LỜI CAM ĐOAN iv MỤC LỤC v DANH MỤC HÌNH vii DANH MỤC BẢNG BIỂU viii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT x TÓM TẮT KHÓA LUẬN xi CHƢƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan sữa 1.1.1 Một số khái niệm sữa 1.1.2 Thành phần hóa học giá trị dinh dƣỡng sữa 1.1.3 Vai trò sữa 1.1.4 Hệ nhũ tƣơng sữa 10 1.2 Tổng quan nguyên liệu gấc 15 1.2.1 Nguồn gốc xuất xứ 15 1.2.2 Đặc điểm thực vật 15 1.2.3 Giá trị dinh dƣỡng 16 1.2.4 Giá trị sử dụng 19 1.2.5 Giá trị y học gấc 20 1.3 Tình hình nghiên cứu sản xuất sữa tƣơi bổ sung chất dinh dƣỡng thị trƣờng 21 1.4 Quy trình sản xuất thử nghiệm sữa tƣơi trùng bổ sung beta-caroten trích ly từ màng hạt gấc 22 1.5 Kết luận 25 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP 26 2.1 Thời gian địa điểm tiến hành thí nghiệm 26 2.2 Ngun liệu, hóa chất, thiết bị dụng cụ thí nghiệm 26 2.2.1 Nguyên liệu 26 2.2.2 Hóa chất sử dụng 26 2.2.3 Các loại dụng cụ máy sử dụng 27 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 27 2.3.1 Sơ đồ nghiên cứu 27 2.2.2 Phƣơng pháp luận cho quy hoạch tối ƣu[10,37,38] 29 2.4 Thí nghiệm khảo sát yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng sản phẩm 38 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN v an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp 2.4.1 Khảo sát nguyên liệu dầu gấc 38 2.4.2 Khảo sát ảnh hƣởng loại phụ gia tạo cấu trúc đến cấu trúc sản phẩm 41 2.4.3 Thiết kế tối ƣu hóa thí nghiệm: 42 2.5 Các phƣơng pháp phân tích dùng nghiên cứu 45 2.5.1 Xác định độ chua sữa nguyên liệu 45 2.5.2 Xác định hàm lƣợng protid sữa[17] 46 2.5.3 Xác định hàm lƣợng lipid thô sữa máy soxhlet[15] 48 2.5.4 Xác định hàm lƣợng glucid sữa phƣơng pháp Bertrand( xác định đƣờng khử lactozza) 50 2.5.5 Xác định hàm lƣợng beta-caroten phƣơng pháp phân tích sắc kí lỏng cao ápUVis( HPLC-UV)[34] 52 2.5.6 Xác định hàm lƣợng calorifer sản phẩm 53 2.5.7 Xác định độ tổn thất beta-carotene 54 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 55 3.1 Khảo sát nguyên liệu sữa, dầu gấc 55 3.1.1 Khảo sát sữa tƣơi nguyên liệu 55 3.1.2 Khảo sát nguyên liệu dầu gấc 56 3.2 Khảo sát ảnh hƣởng loại phụ gia tạo cấu trúc đến cấu trúc sản phẩm 59 3.2.1 Khảo sát ảnh hƣởng caragennan đến cấu trúc dung dịch sữa 59 3.2.2 Khảo sát ảnh hƣởng guar gum đến cấu trúc dung dịch sữa 62 3.2.3 Khảo sát ảnh hƣởng pectin đến cấu trúc dung dịch sữa 64 3.2.4 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ chất phụ gia đến cấu trúc dung dịch sữa 65 3.3 Kết thực nghiệm ba hàm mục tiêu: hàm lƣợng calo, độ tổn thất β - carotene, thời gian bảo quản 66 3.4 Tối ƣu hóa q trình sản xuất sữa tƣơi trùng bổ sung beta-caroten trích ly từ màng hạt gấc 70 3.4.1 Giải tốn tối ƣu hóa mục tiêu - hàm mục tiêu y1-hàm lƣợng calo (Kcal/100ml) 70 3.4.2 Giải tốn tối ƣu hóa mục tiêu-hàm mục tiêu y2-độ tổn thất β-carotene(%) 75 3.4.3 Giải tốn tối ƣu hóa mục tiêu- hàm mục tiêu y3-thời gian bảo quản( day) 80 3.4.4 Giải toán đa mục tiêu[37,38] 85 3.4.5 Xác lập thông số cơng nghệ q trình sản xuất sữa bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc 87 CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 91 PHỤ LỤC I SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN vi an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Giàn gấc[48] 15 Hình 1.2 Gấc nếp[45] 16 Hình 1.3 Gấc tẻ[45] 16 Hình 1.4 Hàm lƣợng β-carotene có gấc số loại khác[41] 18 Hình 1.5 Hàm lƣợng lycopene có gấc số loại khác[34] 18 Hình 1.6 Các sản phẩm sữa tƣơi thị trƣờng bổ sung thêm chất dinh dƣỡng 21 Hình 1.7 Sơ đồ quy trình sản xuất sữa tƣơi trùng bổ sung β-caroten trích ly từ màng hạt gấc 22 Hình 2.1 Sơ đồ thí nghiệm phƣơng án cấu trúc có tâm, hai yếu tố 32 Hình 2.2 Sơ đồ thí nghiệm phƣơng án cấu trúc có tâm, ba yếu tố 32 Hình 2.3 Bài toán mục tiêu 36 Hình 2.4 Bài toán đa mục tiêu 36 Hình 2.5 Sơ đồ quy trình trích ly dầu gấc 38 Hình 2.6 Máy đo độ nhớt: DV-II + Pro Viscometer 42 Hình 2.7 Bài toán đa mục tiêu với yêu tố hàm mục tiêu xác định 42 Hình 2.8 Cấu tạo Soxhlet 49 Hình 3.1 Sản phẩm dầu gấc trích ly ethanol 56 Hình 3.2 Ngun liệu dầu gấc sử dụng thí nghiệm 58 Hình 3.3 Sự phân lớp hai pha bổ sung dầu gấc vào sữa tƣơi 59 Hình 3.4 Sự thay đổi trạng thái dung dịch qua cơng đoạn phối trộn(a), đồng hóa(b), đồng hóa lƣu mẫu(>1h)(c), trùng(d) bồ sung caragennan vào công thứ phối chế 4.5ml dầu gấc/100ml sữa tƣơi 60 Hình 3.5 Sản phẩm thu đƣợc sau trình trùng với tỉ lệ phối chế 4.5ml dầu gấc/100ml sữa tƣơi kết hợp với caragennan lần lƣợt 0.1%( a), 0.2%( b), 0.3%( c) cố định sodium polyphosphate 0.05%, lecithin 0.1% 61 Hình 3.6 Biểu đồ thể thay đổi độ nhớt( 200C) dung dịch sữa tƣơi bổ sung βcarotene trích ly từ màng hạt gấc bổ sung thêm phụ gia caragennan nồng độ 0.1%, 0.2%, 0.3%( đơn vị cp, 1cp= 1mPa.s) 62 Hình 3.7 Biểu đồ thể thay đổi độ nhớt( 200C) dung dịch sữa tƣơi bổ sung βcarotene trích ly từ màng hạt gấc bổ sung thêm phụ gia gôm guar nồng độ 0.1%, 0.2% (đơn vị cp, 1cp= 1mPa.s) 63 Hình 3.8 Sản phẩm thu đƣợc bổ sung theo tỉ lệ 0.1% lecithin, 0.05% sodium polyphosphate, 0.1% pectin, 0.1% caragennan, 1.6ml dầu gấc/100ml sữa tƣơi 65 Hình 3.9 Biểu đồ thể ảnh hƣởng nhiệt độ lên độ nhớt sản phẩm sữa tƣơi trùng bổ sung loại phụ gia nồng độ khác 66 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN vii an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 Thành phần chất béo có sữa bị[5] Bảng 1.2 Thành phần vitamin sữa Bảng 1.3 Thành phần nguyên tố khoáng sữa[5] Bảng 1.4 Thành phần hóa học gấc số loại rau tƣơi (% phần ăn đƣợc)[13] 17 Bảng 2.1 Xác định số thí nghiệm qua hệ số m 31 Bảng 2.2 Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, hai yếu tố 33 Bảng 2.3 Giá trị α2 theo k n0 34 Bảng 2.4 Phân bố thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng mức nồng độ khác loại phu gia khác lên cấu trúc dung dịch sữa 41 Bảng 2.5 Thiết lập bảng mức yếu tố ảnh hƣởng 43 Bảng 2.6 Ma trận TYT 23 với biến thực biến mã hóa 43 Bảng 2.7 Bảng ma trận thực nghiệm dựa yếu tố mã hóa giá trị thực nghiệm hàm mục tiêu y1, y2, y3 44 Bảng 3.1 Thông số tiêu cảm quan, hóa-lí sữa tƣơi ngun liệu 55 Bảng 3.2 Kết đánh giá cảm quan sản phẩm dầu gấc trích ly ethanol 57 Bảng 3.3 Kết phân tích hàm lƣợng β-carotene, vitamine E sản phầm Gavigac Oil công ty Gacviet Fruit 58 Bảng 3.4 Phân tích số liệu độ nhớt dung dịch sữa bổ sung 0.1% pectin vào sữa tƣơi trùng bồ sung β-carotenen trích li từ màng hạt gấc 64 Bảng 3.5 Kết thực nghiệm tính tốn cho hàm y1- hàm lƣợng calo 67 Bảng 3.6 Kết thực nghiệmtính tốn cho hàm y2- độtổn thất β-carotene 68 Bảng 3.7 Kết thực nghiệm thực nghiệm hàm mục tiêu 69 Bảng 3.8 Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y1-hàm lƣợng calo 70 Bảng 3.9 Hệ số PTHQ cho hàm lƣợng calo 73 Bảng 3.10 Sai số hệ số PTHQ cho hàm lƣợng calo 74 Bảng 3.11 Phƣơng sai tái cho hàm lƣợng calo 74 Bảng 3.12 Kiểm tra ý nghĩa hệ số theo Student cho hàm lƣợng calo 74 Bảng 3.13 Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y2- độ tổn thất beta-carotene 75 Bảng 3.14 Hệ số PTHQ cho hàm y2- độ tổn thất beta-carotene 78 Bảng 3.15 Sai số hệ số PTHQ cho hàm hàm y2- độ tổn thất beta-carotene 79 Bảng 3.16 Phƣơng sai tái cho hàm y2- độ tổn thất beta-carotene 79 Bảng 3.17 Kiểm tra ý nghĩa hệ số theo Student cho hàm y2- độ tổn thất beta-carotene 79 Bảng 3.18 Mơ hình quy hoạch thực nghiệm cho hàm y3- thời gian bảo quản 80 Bảng 3.19 Hệ số PTHQ cho hàm y3-thời gian bảo quản 83 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN viii an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.20 Sai số hệ số PTHQ cho hàm y3-thời gian bảo quản 84 Bảng 3.21 Phƣơng sai tái cho hàm y3-thời gian bảo quản 84 Bảng 3.22 Kiểm tra ý nghĩa hệ số theo Student cho hàm y3-thời gian bảo quản 84 Bảng 3.23 Kết tối ƣu hàm đơn mục tiêu 86 Bảng 3.24 Các giá trị tối ƣu hàm đơn mục tiêu 87 Bảng 3.25 Các yếu tố ảnh hƣởng hàm mục tiêu sau tối ƣu hóa 88 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN ix an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp Áp dụng phần mềm sử lý số liệu SOLVER mục DATA phần mềm EXCEL 2010 ta tính đƣợc giá trị lớn hàm mục tiêu y2 – độ tổn thất beta-carotene (với điều kiện -1.414  x1, x2, x3  1.414) 5% với x1 = 1, x2 = 1, x3 = 3.4.4 Giải toán đa mục tiêu[37,38] Ta có hàm thực nghiệm tìm đƣợc nhƣ sau: 𝑦̂( ) 9𝑥 𝑦̂( ) 0.957𝑥 𝑦̂( ) 0.496𝑥 𝑥 𝑥 9(𝑥 𝑥 5𝑥 𝑥 5𝑥 ) (𝑥 𝑥 𝑥 55(𝑥 ) ) Các thông số cơng nghệ q trình sản xuất sữa tƣơi trùng bồ sung betacarotene trích ly từ màng hạt gấc bao gồm x1, x2, x3 theo hàm mục tiêu (y1, y2, y3) với miền xác định Ωx = {-1.414  x1, x2, x3  1.414} Vì vậy, vấn đề đặt toán tối ƣu hàm mục tiêu trình sx sữa tƣơi trùng bồ sung beta-carotene trích ly từ màng hạt gấc xác định x = (x1opt, x2opt, x3opt)  định Ωx = {-1.414  x1, x2, x3  1.414} để thỏa mãn: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( (3.13) ) Từ hệ phƣơng trình (3.1) ta dễ dàng nhận thấy tốn đặt tìm thơng số cơng nghệ x1, x2, x3 cho y1, y3 đạt giá trị max y2 đạt giá trị Vì hàm mục tiêu không hƣớng đến giá trị cực đại hay cực tiểu, đó, ta phải chuyển hết hàm mục tiêu y1, y2, y3 dạng tìm cực tiểu cách: I1(x)= ( ) ( ) I2(x) = y2(x) =f2(x1, x2, x3, x4) ( ) ( ) ( ) Nếu y1,3(x) = y1,3max , I1,3(x)= I1,3min(x) (3.14) Vì tất hàm mục tiêu mong muốn đạt giá trị nhỏ nên vấn đề đặt tìm nghiệm x = (x1opt, x2opt, x3opt)  Ωx = {-1.414  x1, x2, x3  1.414} để: SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 85 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp ( ) * ( )+ ( ) * ( )+ ( ) * ( )+ ( ) (3.15) Từ đó, ta có: I1 = ( (3.16) ) Tối ƣu hóa phƣơng trình I1(x) phần mềm EXCEL – Solver để tìm min{I1(x1, x2, x3)} với điều kiện {-1.414  x1, x2, x3  1.414} ta nhận đƣợc I1min = 0.01464 với x1 = 1.414, x2 = -1.414, x3 =0.81699 I3 = ( ) (3.17) Tối ƣu hóa phƣơng trình I3(x) phần mềm EXCEL – Solver để tìm min{I1(x1, x2, x3)} với điều kiện {-1.414  x1, x2, x3  1.414} ta nhận đƣợc I3min = 0.14345 với x1 = 0.8167, x2 = 1.414, x3 =1.414 Từ đó, ta có bảng tổng kết nghiệm tối ƣu phƣơng trình đơn mục tiêu nhƣ sau: Bảng 3.23 Kết tối ƣu hàm đơn mục tiêu J Ijmin x1jopt x2jopt x3jopt 0.01464 1.414 -1.414 0.81699 74.34 -1 -1 -1 0.14345 0.8167 1.414 1.414 Từ bảng 3.23 ta thấy điểm không tƣởng IUT = (I1min, I2min, I3min) = (0.01464;74.34;0.14345) Tuy nhiên, phƣơng án điểm khơng tƣởng khơng tồn xjopt = (x1jopt, x2jopt, x3jopt)  xkopt = (x1kopt, x2kopt, x3kopt), j, k = 1: 3, j  k Giải toán phƣơng pháp chuẩn tổ hợp S hay phƣơng pháp điểm không tƣởng Một chuẩn tổ hợp S đƣợc định nghĩa theo biểu thức sau: ( ) [∑ ( ( ) SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN ) ] 86 an (3.18) GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp  Ij(x) phƣơng trình hồi quy thực nghiệm với mục tiêu khác  Ijmin giá trị nhỏ phƣơng trình hồi quy Thay phƣơng trình hồi quy thực nghiệm giá trị nhỏ phƣơng trình vào phƣơng trình (3.19) ta đƣợc hàm S(x) ( ) ,( ( ( 95 ) ) 9( 9 ( ) ) 55( ) 5) - (3.19) Áp dụng phần mềm xử lý số liệu SOLVER mục DATA (EXCEL 2010) ta tính đƣợc giá trị nhỏ S(x) (với điều kiện -1.414  x1, x2, x3  1.414) 0.195016 với x1jopt = -1.39994, x2jopt = -1.414, x3jopt = -1.414 Tƣơng ứng với giá trị x1jopt, x2jopt, x3jopt ta có giá trị tối ƣu hàm đơn mục tiêu tƣơng ứng nhƣ sau: Bảng 3.24 Các giá trị tối ƣu hàm đơn mục tiêu I1 0.015 yˆ1 tối ƣu 66.34(Kcal/100ml) I2 74.38 yˆ tối ƣu 74.38(%) I3 0.33 yˆ tối ƣu 3( day) Từ giá trị x1jopt, x2jopt, x3jopt ta thực phép toán chuyển từ biến mã hóa thành biến thực Z1, Z2, Z3 theo cơng thức (1.4) Từ đó, ta tính đƣợc giá trị Z1= 1.6(ml/100ml); Z2=4.6( phút); Z3=81(0C) Với Z1, Z2, Z3 giá trị mà ta cần tìm để tối ƣu hóa quy trình cơng nghệ 3.4.5 Xác lập thơng số cơng nghệ q trình sản xuất sữa bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc Qua thời gian nghiên cứu xác định đƣợc thông số tối ƣu yếu tố ảnh hƣởng tới q trình cơng nghệ sản xuất sữa bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc nhƣ bảng 3.25 sau( kết phân tích độ tổn thất β-carotene đƣợc đo phịng thí nghiệm phân tích trung tâm trƣờng đại học Khoa Học Tự Nhiên, kết đo hàm lƣợng calo tổng số VSV SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 87 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp hiếu khí sau ngày bảo quản sản phẩm đƣợc đo Trung tâm phân tích sắc kí Hải Đăng) ( xem phụ lục): Bảng 3.25 Các yếu tố ảnh hƣởng hàm mục tiêu sau tối ƣu hóa Các yếu tố ảnh hƣởng hàm mục tiêu Thông số Tỉ lệ phối chế 1.6 (ml/100ml sữa tƣơi) Thời gian trùng 4.5 ( phút) Nhiệt độ trùng 81 ( độ C) Hàm lƣợng calo 68.1(Kcal/100g) Độ tổn thất β-carotene 74.15% Thời gian bảo quản ( day) Tổng số VSV hiếu khí sau ngày bảo quản sản phẩm 1.3×101 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 88 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận Dựa kết thí nghiệm sau tiến hành nghiên cứu quy trình cơng nghệ sản xuất sữa tƣơi trùng bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc rút số kết luận sau: – Khi sử dụng dung mơi ethanol trích ly β-carotene từ màng hạt gấc, sản phẩm dầu gấc thu đƣợc có mùi khó chịu gây ảnh hƣởng xấu đến chất lƣợng sữa tƣơi trùng bổ sung sản phẩm dầu gấc – Việc phối trộn bồ sung dầu gấc vào công thức sữa tƣơi trùng xảy tƣợng tách lớp hai pha – Khi sử dụng kết hợp phụ gia tạo-ổn định cấu trúc caragennan mức nồng độ 0.1%, 0.2%, 0.3% 0.1% lecithin, 0.05% sodium polyphosphate khơng thể kìm hãm đƣợc tƣợng tách pha dung dịch sữa có tỉ lệ 1.6ml dầu gấc/100ml sữa tƣơi Kết xảy tƣơng tự sử dụng kết hợp guar gum mức nồng độ 0.1%, 0.2% 0.1% lecithin, 0.05% sodium polyphosphate; hay pectin mức nồng độ 0.1% kết hợp với 0.1% lecithin, 0.05% sodium polyphosphate – Nhiệt độ có ảnh hƣởng lớn đến độ nhớt nhƣ cấu trúc dung dịch sữa tƣơi bổ sung thêm dầu gấc loại phụ gia tạo-ổn định cấu trúc Nhiệt độ giảm độ nhớt dung dịch sữa tƣơi tăng – Sau giải tốn tối ƣu hóa đơn đa mục tiêu kết cho thấy: Bổ sung tỉ lệ dầu gấc: sữa tƣơi 1.6ml:100ml, với nhiệt độ trùng 810C thời gian 4.5 phút làm giảm độ tổn thất β-carotene xuống 74.15% hàm lƣợng β-carotene sản phẩm 2812μg/100ml sữa  Kiến nghị Do thời gian nghiên cứu ngắn điều kiện phịng thí nghiệm khơng cho phép, bên cạnh vấn đề nghiên cứu đƣợc đồ án tồn vấn đề nhƣ sau: – Chƣa tìm đƣợc dung mơi thích hợp để tách chiết β-carotene gấc sử dụng đƣợc thực phẩm tiết kiệm chi phí SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 89 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG – Đồ án tốt nghiệp Chƣa tìm loại phụ gia thích hợp cách kết hợp loại phụ gia thích hợp nhƣ nồng độ bổ sung phụ gia thích hợp để ngăn chặn tƣợng tách lớp dung dịch sữa – Cần phải nghiên cứu cải thiện mùi sản phẩm ảnh hƣởng mùi dầu gấc – Chƣa khảo sát đƣợc tất yếu tố ảnh hƣởng đến quy trình cơng nghệ sản xt sữa tƣơi trùng bổ sung β-carotene trích ly từ màng hạt gấc: áp suất đồng hóa, áp suất trùng….Cần tiếp tục nghiên cứu ảnh hƣởng thông số công nghệ khác lên độ tổn thất β-carotene cấu trúc sản phẩm Trong tƣơng lai không xa, hi vọng tạo đƣợc sản phẩm hoàn thiện cho chất lƣơng tốt hiệu kinh tế cao SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 90 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp TÀI LIỆU THAM KHẢO + Sách : [1] Delgado-Vargas and Paredes-Lopez 2003 Natuaral Colorants for Food and Nutraceutical Uses [2] Đinh Ngọc Lâm,1908 Cây Gấc [3] Đỗ Tất Lợi 1986 Những thuốc vị thuốc Việt Nam NXB Khoa học kỹ thuật [4] Hồng Kim Anh 2007 Hố học thực phẩm NXB Khoa học kỹ thuật [5] Lâm Xuân Thanh 2006 Giáo trình cơng nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa NXB Khoa học kỹ thuật [6] Lê Ngọc Tú, Bùi Đức Hội 2001 Hóa học thực phẩm Nhà xuất Khoa học kỹ thuật [7] Lê Thị Liên Thành, Lê Văn Hồng 2002 Cơng nghệ chế biến sữa sản phẩm từ sữa, NXB Khoa học kỹ thuật [8] Lester Packer, C Colman 1999 The antioxidant miracle [9] Lƣơng Đức Phẩm 2000 Vi sinh vật hố vệ sinh an tồn thực phẩm Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội [10] Nguyễn Cảnh 2004 Quy hoạch thực nghiệm NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh [11] Nguyễn Đức Doan 2007 Bài giảng công nghệ chiến biến Sữa – Thịt – Trứng Đại học Nông Nghiệp Hà Nội [12] Nguyễn Thiện Luân, Lê Doãn Diên, Phan Quốc Kinh 1999 Các loại thực phẩm thuốc, thực phẩm chức Việt Nam NXB Nông nghiệp, Hà Nội [13] PGS Trần Đức Ba 2006 Lạnh đông rau xuất [14] QCVN 5-1:2010/BYT [15] TCVN 7084:2010 [16] TCVN 7405: 2009 [17] TCVN 8099-1:2009 [18] Thomas Bechtold and Rita Mussak 2009 Handbook of Natural colorants [19] Trần Đình Toại, Nguyễn Xuân Nguyên, Phạm Hồng Hải, Nguyễn Bich Thủy, Trần Thị Hồng 2006 Sản xuất ứng dụng caragennan từ rong biển NXB Khoa Học Kĩ Thuật SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 91 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG + Đồ án tốt nghiệp Bài báo khoa học: [20] Betty K Ishida * and Mary H Chapman 2009 Carotenoid Extraction from Plants Using a Novel, Environmentally Friendly Solvent Juornal of Agricultural and food chemistry [21] Bùi Minh Đức, Hà Thị Anh Đào 2004 Tài liệu tham khảo Vitamin A, Retinol, Carotenoids Gấc, dầu Gấc tiền sinh tố A Khoa Hóa-Vệ sinh An tồn Thực phẩm, Viện Dinh Dƣỡng [22] Dang Thi Ngoc Dung, Nguyen Tan Dzung 2011 Multi-Objective Optimization of Concentrated Vacuum Process to Determine the Technological Mode of the Marmalade Gac production Canadian Journal on Chemical Engineering & Technology [23] Đặng Thị Ngọc Dung 2011 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất có hoạt tính sinh học trình sản xuất Nectar Marmalade Gấc [24] Dimascio P, Kaiser S cộng 1989 Lycopen is the most effective biological carotenoid singlet oxygen quencher Archives of Biochemistry and Biophysics 274, 532-538 [25] Dzung N.T 2012 Application of Multi-Objective Optimization by the Utopian Point Method to Determining the Technological Mode of Gac Oil Extraction Canadian Journal on Chemical Engineering & Technology [26] GS Vũ Duy Giảng 28/11/2007 Lycopene trái Gấc: ngăn ngừa bệnh ung thư bệnh tim mạch Tạp chí Y Học - Sức Khỏe, thứ [27] Hồng Tích Huyền 2005 Mechanism of Action of lycopene Tạp chí nghiên cứu Y học International Journal of Oncology 2007 Inhibition of tumor growth and angiogenesis by water extract of Gac fruit [28] Ishida, B.K., Turner cộng 2004 Fatty Acid and Carotenoid Composition of Gac (Momordica cochinchinensis Spreng) Fruit Juornal of Agricultural and food chemistry [29] Jittawan Kubola, Naret Meeso et al 2013 Lycopene and Beta-carotene concentration in aril oil of Gac as influenced by aril-drying process and solvents extracion Food Research International 50, 664-669 [30] Jittawan Kubola, Sirithon Sirimornpun 2011 Phytochemicals and antioxidant activity of different fruit fractions (peel, pulp, aril and seed) of Thai gac (Momordica cochinchinensis Spreng) Food Chemistry 127, 1138-1145 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 92 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp [31] Krinsky, Johnson, Landrum, Richard A.Bone 2003 Biologic mechanisms of the protective role of lutein and zeaxanthin in the eye Annual Review of Nutrition 23, 171-201 [32] L.H.Yu, M.Babzien cộng 2000 High-gain Harmonic-Generation Free-Election Laser Web of science 289, 932-934 [33] Lê Hồng Dũng 2004 Áp dụng phương pháp sắc kí lỏng cao áp vào xác định số carotenoids quan trong thực phẩm Nghiên cứu khoa học cấp viện- y tế [34] Le Thuy Vuong, Adrian A.Franke, Laurie J.Custer, Suzanne P.Murphy 2006 Momordica cochinchinensis Spreng fruit carotenoids reevaluted Journal of Food Composition and Analysis 19 [35] Le Thuy Vuong, Adrian A Franke 2005 Momordica cochinchinensis Spreng (gac) fruit carotenoids reevaluated Journal Of Food Composition And Analysis [36] Nguyễn Tấn Dũng, Lê Xuân Hải, Trịnh Văn Dũng 2010 Tối ưu hóa đa mục tiêu với chuẩn tối ưu tổ hợp R ứng dụng xác lập chế độ sấy thăng hoa tơm bạc Tạp chí phát triển KH & CN, tập 13, số K2 – 2010 [37] Nguyễn Tấn Dũng 2010 Tối ưu hóa đa mục tiêu ứng dụng xác định chế độ công nghệ sấy thăng hoa tơm thẻ Tạp chí phát triển khoa học công nghệ thủy sản [38] Phạm Hữu Yên Phƣơng 2004 Những yếu tố thiết yếu trình ly trích lycopen dung mơi siêu trạng thái CO2 Tạp chí KHKT Nơng Lâm nghiệp, số 2/2004 Đại học Nơng Lâm, thành phố Hồ Chí Minh, 73-78 [39] Tuyen Chan Kha, Minh.H.Nguyen 2013 Gac fruit: Bioactive compounds, Options for Processing and Utilization of Processed Products University of Newcastle, Brush Road, Australia [40] Vƣơng Thúy Lệ, Dueker, S.R.Murphy, S.P 2002 Plasma beta-carotene and retinol concentrations of children increase after a 30-d supplementation with the fruit Monordica cochinchinensis American Journal of Clinical Nutrition 75(5), 872-879 [41] Vƣơng Thúy Lệ, Nguyễn Công Suất, Lê Doãn Diên 2001 Bước đột phá sức khỏe, Gấc, kho báu châu Á chứa đầy ắp chất chống oxy hóa [42] Vƣơng Thúy Lệ 2001 Gac: A fruit from heaven Vietnam Journal SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 93 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG + Đồ án tốt nghiệp Luận văn/ Luận án/ Khóa luận [43] Phạm Thị Ngọc Trâm 2014 Nghiên cứu ảnh hưởng phương pháp tiền xử lý nguyên liệu đến chất lượng màng hạt gấc cơng nghệ sấy lạnh.[Khóa luận tốt nghiệp] Thành phố Hồ Chí Minh: Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh [44] Lê Thu Thủy 2009 Nghiên cứu quy trình nghệ sấy mít hồng ngoại.[Khóa luận tốt nghiệp] Thành phố Hồ Chí Minh: Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh + Website: [45].http:// www.DaryVietnam.com.vn [46].http://www.dairyvietnam.com/vn/Dinh-huong-phat-trien-nganh-sua-viet-nam/Ti-nh-hinh-pha-trie-chan-nuoi-bo-su-Vie-nam-2001-2009-va-du-ba-2010-2020.html [47].http://www.dairyvietnam.com/vn/Lich-su-phat-trien-nganh-sua/Lich-su-phat-trien-nganhsua-Viet-Nam-339.html [48] www.gacvietnam.com.vn [49] www.en.wikipedia.com/Gac [50] http://tapchinongnghiep.org) [51] www.tapchiyhoc.com SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 94 an GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp PHỤ LỤC Descriptives tn1 N Mean Std Std Error 95% Confidence Interval for Deviation Minimum Maximum Mean Lower Bound Upper Bound 2.7600 06000 03464 2.6110 2.9090 2.70 2.82 3.7000 17321 10000 3.2697 4.1303 3.60 3.90 3 9.1000 17321 10000 8.6697 9.5303 9.00 9.30 Total 5.1867 2.96577 98859 2.9070 7.4664 2.70 9.30 Tukey HSD caragennan N Subset for alpha = 0.05 1 3 3 2.7600 3.7000 9.1000 Sig 1.000 1.000 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 Descriptives donhot N Mean Std Std 95% Confidence Deviation Error Interval for Mean Lower Upper Bound Bound Minimum Maximum Component Variance 5.1000 30000 17321 4.3548 5.8452 4.80 5.40 15.4000 17321 10000 14.9697 15.8303 15.30 15.60 Total 10.2500 4.3251 16.1749 4.80 15.60 9.9724 10.5276 Fixed Effects 5.64579 2.30489 24495 10000 Between- Model Random Effects 5.15000 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN 55.1870 I an 75.6870 53.02500 GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp pectin lần 1(cp) lần 2(cp) lần 3(cp) trung bình 0.10% 11.1 11.4 11.7 11.4 Descriptive Statistics N Range Minimum Maximum Mean Std Variance Deviation Statistic Statistic Statistic Statistic Statistic Std Error Statistic Statistic Mausac 20 2.00 7.00 9.00 7.6500 16662 74516 555 Mui 20 3.00 1.00 4.00 2.1500 18173 81273 661 Vi 20 4.00 2.00 6.00 4.4000 22243 99472 989 Valid N 20 (listwise) Descriptives donhot N Mean Std Std Error 95% Confidence Interval for Deviation Minimum Maximum Mean Lower Bound Upper Bound 4.2000 00000 00000 4.2000 4.2000 4.20 4.20 7.7000 17321 10000 7.2697 8.1303 7.50 7.80 3 18.2000 17321 10000 17.7697 18.6303 18.00 18.30 Total 10.0333 6.31090 2.10363 5.1823 14.8843 4.20 18.30 ANOVA donhot Sum of Squares Between Groups Within Groups Total df Mean Square 318.500 159.250 120 020 318.620 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN II an F 7962.500 Sig .000 GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Đồ án tốt nghiệp Multiple Comparisons Dependent Variable: donhot Tukey HSD (I) nhiêtdo (J) nhiêtdo Mean Difference Std Error Sig 95% Confidence Interval (I-J) Lower Bound * 11547 000 -3.8543 -3.1457 * 11547 000 -14.3543 -13.6457 * 11547 000 3.1457 3.8543 -10.50000 * 11547 000 -10.8543 -10.1457 14.00000 * 11547 000 13.6457 14.3543 10.50000 * 11547 000 10.1457 10.8543 -3.50000 Upper Bound -14.00000 3.50000 3 * The mean difference is significant at the 0.05 level donhot Tukey HSD nhiêtdo N Subset for alpha = 0.05 1 3 3 4.2000 7.7000 18.2000 Sig 1.000 Means for groups in homogeneous subsets are displayed a Uses Harmonic Mean Sample Size = 3.000 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN III an 1.000 1.000 GVHD: NGUYỄN TẤN DŨNG Thí nghiệm 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Protein( %) 3.22 3.24 3.41 3.37 3.27 3.44 3.6 3.45 3.51 3.44 3.55 3.64 3.32 3.43 3.41 3.49 3.44 3.45 Đồ án tốt nghiệp Glucid( %) 3.62 3.63 3.73 3.84 3.62 3.78 3.84 3.66 3.65 3.57 3.62 3.77 3.62 3.73 3.68 3.76 3.65 3.68 SVTH: NGUYỄN THỊ YẾN Lipid( %) 4.3 4.31 4.3 4.23 4.18 4.21 4.27 4.34 4.28 4.3 4.25 4.21 4.27 4.22 4.24 4.22 4.27 4.26 IV an Hàm lƣợng calo( Kcal/100ml) 66.1 66.3 67.3 66.9 65.2 66.8 68.2 67.5 67.2 66.8 66.9 67.5 66.2 66.6 66.5 67.0 66.8 66.9 an ... khóa luận: Nghiên cứu qui trình sản xuất sữa tƣơi trùng b? ?? sung β -carotene trích ly từ màng hạt gấc Nhiệm vụ khóa luận: – Tổng quan tài liệu, phân tích tình hình nghiên cứu sữa tƣơi b? ?? sung thêm... nghiệp ? ?Nghiên cứu qui trình sản xuất sữa tƣơi trùng b? ?? sung β -carotene trích ly từ màng hạt gấc? ?? đề tài đồ án tốt nghiệp mà đƣợc nhận dƣới hƣớng dẫn trực tiếp Th.S Nguyễn Tấn Dũng Vì đồ án đề... phẩm[14]  Sữa gầy đặc có b? ?? sung chất b? ?o thực vật (sữa đặc có b? ?? sung chất b? ?o thực vật) Sản phẩm đƣợc chế biến từ thành phần sữa gầy, có b? ?? sung nƣớc, chất b? ?o thực vật, b? ?? sung đƣờng phụ gia thực