TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘMÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT BỘT ĐẠM CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY Môn học.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MƠN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM BÀI TIỂU LUẬN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT BỘT ĐẠM CÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY Mơn học: Cơng nghệ chế biến thịt thủy sản Lớp: MSPR422350_22_2_03CLC Sinh viên thực hiện: GHVD: TS Nguyễn Tiến Lực Bùi Thị Thúy Diễm 20116168 Học kì - Năm học: 2022-2023 Nguyễn Thị Minh Thùy 20116235 Nhóm: 06 Hàn Thị Bích Hằng 20116175 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 03 năm 2023 DANH SÁCH SINH VIÊN THAM GIA THỰC HIỆN TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỊT VÀ THỦY SẢN Học kì 2, năm học 2022- 2023 Nhóm 06: Tỉ lệ STT Họ tên sinh viên MSSV Nhiệm vụ hoàn thành Bùi Thị Thúy Diễm 20116168 Chương 3; Chương 4; tổng Word/Pdf 100% Nguyễn Thị Minh Thùy 20116235 Chương 1; Chương 5; Ppt 100% Hàn Thị Bích Hằng 20116175 Chương 2; Ppt 100% Nhận xét giáo viên: … Giáo viên chấm điểm: Ngày tháng 03 năm 2023 LỜI CẢM ƠN Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM đưa môn Công nghệ chế biến thịt thủy sản vào chương trình giảng dạy Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giảng viên môn – Thầy Nguyễn Tiến Lực dạy dỗ tâm huyết truyền đạt kiến thức quý giá cho chúng em suốt thời gian học tập vừa qua Trong thời gian tham gia lớp học thầy, chúng em trau dồi cho thân nhiều kiến thức có giá trị sâu sắc, hành trang cho chúng em vững bước sau Bộ môn Công nghệ chế biến thịt thủy sản môn học thú vị, bổ ích có tính thực tế cao Đảm bảo cung cấp đầy đủ kiến thức, kỹ giúp sinh viên sử dụng kiến thức vào thực tế Tuy nhiên, khả tiếp thu nhiều hạn hẹp, kiến thức chưa sâu rộng, cách hành văn báo cáo nhiều thiếu sót kính mong thầy xem xét góp ý để tiểu luận chúng em hoàn thiện tốt Chúng em xin trân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Nhóm chúng em xin giới thiệu với thầy người đọc đề tài “Nghiên cứu tách chiết bột đạm cá phương pháp trích ly” Nhóm chúng em xin cam đoan nội dung trình bày báo cáo tiểu luận môn Công nghệ chế biến thịt thủy sản chép từ tiểu luận có trước Những số liệu kết nghiên cứu trung thực, hoàn toàn tham khảo số nguồn tài liệu tham khảo trích dẫn nguồn thích rõ ràng Nếu khơng thật, nhóm xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước mơn, khoa nhà trường cam đoan MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘT ĐẠM CÁ 1 Tổng quan Các dạng chất lượng nguyên liệu thô dùng để phát triển bột đạm cá Yêu cầu sản phẩm bột đạm cá 3.1 Đặc tính lý hố 3.2 Giá trị dinh dưỡng FPP Ứng dụng FPP thực phẩm tiện lợi Marketing khía cạnh kinh tế CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY ĐẠM CÁ 10 Phương pháp rửa nước nhiều lần lọc tinh 12 Phân lập đạm cá phương pháp thay đổi pH 13 Phương pháp trích ly dung mơi 16 Phương pháp xử lí nhiệt 18 Phương pháp thuỷ phân enzyme acid 20 Kết hợp phương pháp khác 20 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm bột đạm cá 21 7.1 Ảnh hưởng thành phần nguyên liệu đến thành phần bột 21 7.2 Ảnh hưởng loại dung mơi trích ly 21 7.3 Ảnh hưởng pH đến chất lượng bột 27 7.4 Ảnh hưởng nhiệt độ chế độ trích ly béo .28 CHƯƠNG TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP SẤY BỘT ĐẠM CÁ 30 Sấy lạnh 30 Sấy phun 31 Sấy lò 32 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TRÍCH LY 33 Cơ sở lý thuyết q trình trích ly 33 1.1 Khái niệm .33 1.2 Sơ đồ nguyên tắc trích ly 33 1.3 Dung môi 35 Mục đích cơng nghệ phạm vi thực 36 2.1 Các biến đổi nguyên liệu 36 2.2 Các yếu tố ảnh hưởng 37 2.3 Các thiết bị trích ly rắn - lỏng 38 2.3.1 Q trình trích ly khơng liên tục 39 2.3.2 Trích ly nhiều bậc 39 2.3.3 Quá trình liên tục (ổn định) 40 CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT ĐẠM CÁ 43 Phương pháp trích ly đạm cá enzyme Alcalase 43 Xây dựng quy trình 44 Thuyết minh quy trình 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Sơ đồ ngun tắc trích ly………………….…………….……… 33 Hình 2: Ảnh hưởng nhiệt độ lên kich thước vùng dị thể (t < t < t ).35 Hình 3: Sơ đồ ngun lí hệ thống trích ly nhiều bậc ngược dịng……… … 40 Hình 4: Thiết bị trích ly CO tới hạn…………………….……………………42 Hình 5: Cá sau xử lý……………………………………………… …….45 Hình 6: Máy nghiền keo…………………………………….………….………46 Hình 7: Cấu tạo thiết bị nghiền keo………………… …….……………47 Hình 8: Thiết bị khuấy trộn có cánh khuấy…………………… …… …… 49 Hình 9: Thiết bị thủy phân áp suất thường…………… ……………………51 Hình 10: Máy ly tâm siêu tốc loại ống………………………………………….53 Hình 11: Máy ly tâm lắng nằm ngang…………………….…………………….54 Hình 12: Sự phân tách sau trình ly tâm……………………………………56 Hình 13: Thiết bị lọc khung bản……………………………………………….57 Hình 14: Thiết bị nồi đặc chân khơng………………… ………………….59 Hình 15: Hệ thống sấy phun……………………………………………………61 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành ph ần hóa học số lo ại bột đạ m cá…………… Bảng 2: Th ành ph ần hóa học cá (%) ……………………………… Bảng 3: Thông số kĩ thuật thiết bị nghiền keo…………………….47 Bảng 4: Thông số kĩ thuật máy ly tâm siêu tốc loại ống……….….53 Bảng 5: Thông số kĩ thuật máy ly tâm lắng nằm ngang…….….… 55 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỘT ĐẠM CÁ Tổng quan Hàng năm, 100 triệu cá thu hoạch, 29,5% chế biến thành bột cá (FAO 2006) Nhiều nghiên cứu protein khơ từ cá áp dụng để tăng cường thực phẩm sản xuất thực phẩm chức khuyến khích ngành cơng nghiệp thực phẩm kiểm tra phương pháp khác để phát triển thành phần protein cá từ nguyên liệu thô khác Bột protein cá (FPP) sản phẩm khô ổn định, dành cho người tiêu dùng, protein đặc so với thịt cá ban đầu Chất lượng khả chấp nhận FPP phụ thuộc vào số yếu tố Hàm lượng chất béo bột đạm cá vấn đề quan trọng bị oxy hóa tạo mùi vị nồng thường có mùi thiu Hàm lượng protein FPP phụ thuộc vào nguyên liệu thơ, lượng chất phụ gia độ ẩm, chứa 65% protein FPP sử dụng ngành công nghiệp thực phẩm để phát triển sản phẩm thực phẩm tái cấu trúc ăn liền FPP trì đặc tính tháng 5°C chúng nhanh chóng 30°C Sự xuống cấp FPP trình bảo quản ngăn chặn cách giảm độ ẩm sản phẩm loại bỏ oxy khỏi bao bì Thủy phân protein cá (FPH) sản phẩm phân hủy trình thủy phân trở nên quan trọng lĩnh vực dược phẩm dinh dưỡng thực phẩm chức đặc tính hoạt tính sinh học, giá trị dinh dưỡng cao, khả hòa tan khả tiêu hóa chúng Các dạng chất lượng nguyên liệu thô dùng để phát triển bột đạm cá Cá loại thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao Ở hầu hết quốc gia, cá nguồn protein động vật quan trọng chất dinh dưỡng cần thiết để trì sức khỏe bảo vệ khỏi loại bệnh khác nhau, chẳng hạn huyết áp, ung thư đột quỵ Các sản phẩm hải sản làm giảm nguy bị đói cách cung cấp nguồn thực phẩm bổ sung nguồn thực phẩm khác Được nêu phát hiện, cá loại thực phẩm giàu protein tiêu thụ tỷ lệ dân số lớn giới tính sẵn có ngon miệng Ngày nay, ngày có nhiều bí thực phẩm tốt cho sức khỏe cá chấp nhận nhiều chất lượng dinh dưỡng sinh hóa đặc biệt Với phát triển công nghệ tinh chế chế biến mở rộng nghiên cứu dinh dưỡng protein peptide cá, ngành công nghiệp phát triển với mục đích cụ thể sản xuất bột protein cá cho người với mục đích tiếp cận thị trường sử dụng thành phần Sản phẩm cuối bột đạm cá sử dụng nhiều ứng dụng thành phần thực phẩm bao gồm dinh dưỡng, phụ gia thực phẩm chất bổ sung, tất phụ thuộc vào bột protein cá thành phẩm sản xuất cho an toàn vệ sinh đáp ứng yêu cầu cảm quan hương vị , mùi chức thực phẩm chế biến sẵn Các nghiên cứu trước tạo sản phẩm thủy phân protein hai phương pháp khác thủy phân hóa chất thủy phân enzyme Quá trình thủy phân phương pháp hóa học tiến hành nhiệt độ cao (120 °C) áp suất (100 kPa) điều kiện axit kiềm; thường sử dụng chi phí xử lý thấp Tuy nhiên, chức thu với quy trình nhẹ thường bị mất; q trình dẫn đến ăn mịn thiết bị Các quy trình enzym khắc phục nhược điểm cách sử dụng điều kiện xử lý với nhiệt độ áp suất thấp khoảng pH từ 5- 8, điều ý nhiều thời gian gần sử dụng nhiều loài cá (Diniz & Martin, 1997; Sathivel et al., 2005; Slizyte et al ., 2005) Hai loại sử dụng để phân loại bột protein cá phụ thuộc vào mức độ protein, chất béo, khống chất carbohydrate có bột Các khoáng chất chủ yếu phức hợp hữu tự nhiên magiê, canxi phốt Q trình sấy phun sử dụng khống chất carbohydrate khác để cải thiện đặc tính dịng chảy sản phẩm cuối làm thay đổi cân tự nhiên Tất loại bột có độ ẩm cịn lại khoảng 4-8% Sản phẩm bột đạm cá phân làm loại gồm: + Đạm cá đặc (FPC): sản phẩm dạng bột có hàm lượng đạm trung bình (50-70%) chứa chất béo (1-20%) dạng bột + Protein cá cô lập (FPi) - sản phẩm chứa 1% chất béo 90% protein tường rôto Chất lỏng chảy vào cửa rót, tràn qua ngưỡng rót tháo khỏi rôto Bảng 5: Thông số kĩ thuật máy ly tâm lắng nằm ngang Các số Đường kính lớn rơto (mm) 202K – 321K – 352K – 200 325 350 200 325 350 6000 3500 4000 4000 2330 3140 1,66 2,85 5,5 7,5 30 1455 x 1080 x 1560 x 970 x 740 x 637 650 x 660 202K – Số vòng quay lớn rơto (vịng/phút) Yếu tố phân chia lớn Tỷ số chiều dài hoạt động rơto đường kính Cơng suất động (Kw) Kích thước (mm) Khối lượng (kg) 55 2530 x 1850 x 1075 x 2240 Hình 12: Sự phân tách sau trình ly tâm Các yếu tố ảnh hưởng đến trình ly tâm - Độ nhớt pha lỏng: độ nhớt ảnh hưởng đến chuyển động cấu tử Khi tác dụng lực, độ nhớt môi trường lớn, trở lực chuyển động lớn dẫn đến tốc độ chuyển động chậm - Độ chênh lệch khối lượng: độ chênh lệch khối lượng riêng hai phân tử cần phân riêng lớn chênh lệch lực ly tâm tác dụng lên nhiều, trình phân riêng diễn dễ - Nhiệt độ: trình ly tâm nhiệt độ nguyên liệu cao, độ nhớt pha liên tục thấp hiệu trình phân riêng cao ngược lại - Vân tốc ly tâm: vận tốc góc lớn độ lớn ly tâm lớn giúp cho hiệu q trình phân riêng tăng - Bán kính ly tâm: bán kính ly tâm lớn hiệu trình phân riêng tăng - Thời gian lưu: thời gian lưu cấu tử trình ly tâm lâu hiệu trình phân riêng tăng Các biến đổi trình ly tâm Trong trình ly tâm, chủ yếu tác động lực học chủ yếu phân tách pha, trình biến đổi khác q trình ly tâm thường khơng đáng kể Lọc 56 Mục đích: phân riêng huyền phù, giữ lại cấu tử cần thiết để tạo nên sản phẩm, đồng thời tách bỏ tạp chất hỗn hợp ban đầu Phương pháp thực hiện: Sau ly tâm, tiến hành lọc thiết bị lọc khung Lúc này, huyền phù bơm vào thiết bị phân phối vào bên khung Khi đó, pha rắn bị giữ lại khung vách ngăn, pha lỏng qua vách ngăn theo rãnh Thiết bị sử dụng Hình 13: Thiết bị lọc khung Nguyên lý hoạt động: thiết bị làm việc gián đoạn nghĩa nhập liệu vào liên tục, nước lọc tháo liên tục bã lại tháo theo chu kì Cấu tạo gồm: + Hai phần khung với tiết diện hình vng + Khung đóng vai trị việc nhận huyền phù chứa bã lọc + Bản lọc với chức tạo nên bề mặt màng lọc với rãnh dẫn dịch lọc + Vách ngăn: có dạng với tiết diện xấp xỉ tiết diện khung, đặt xen kẽ khung Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lọc - Áp suất lọc: điều kiện trình lọc chênh lệch áp suất hai vách ngăn, chênh lệch áp suất lớn tốc độ lọc tăng lên ngược lại - Nhiệt độ lọc: tăng nhiệt độ lọc giúp giảm độ nhớt dẫn đến tăng tốc độ lọc Tuy nhiên, tăng nhiệt độ cần tốn nhiều chi phí lượng cho q trình lọc 57 - Tính chất huyền phù - Tính chất vách ngăn Các biến đổi nguyên liệu trình lọc - Biến đổi vật lý: có thay đổi tỷ trọng, độ trong… - Biến đổi hóa lý: q trình lọc phân riêng hai pha lỏng rắn - Biến đổi sinh học: khơng gây biến đổi sinh học q trình lọc - Biến đổi hóa sinh: khơng gây biến đổi hóa sinh q trình lọc Ưu điểm nhược điểm thiết bị - Ưu điểm: + Quy trình vận hành đơn giản + Chi phí đầu tư thiết bị không lớn - Nhược điểm: + Tốn nhiều nhân công việc tháo bã, vệ sinh lắp ráp thiết bị trước mẻ lọc Cô đặc Mục đích: Q trình đặc nhiệt giúp bay nước thực phẩm làm tăng nồng độ chất khô sản phẩm, chuẩn bị cho trình sấy dễ dàng tiết kiệm chi phí lượng tồn q trình sản xuất Phương pháp thực hiện: Dịch lỏng sau thu qua q trình lọc, tiến hành đem đặc nhiệt nồi cô đặc Thiết bị sử dụng 58 Hình 14: Thiết bị nồi đặc chân không Nguyên lý hoạt động: Dung dịch cô tăng nồng độ chất khô dung dịch cách đun sôi nhiệt độ thấp (