Nghiên cứu thu hồi protein trong bã gạo của quá trình sản xuất sữa gạo tại nhà máy lavina food công ty cổ phần mía đường lam sơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thu hồi protein bã gạo trình sản xuất sữa gạo nhà máy Lavina food Cơng ty cổ phần mía đường Lam Sơn LÊ VIẾT HÙNG hung.lv20202457M@sis.hust.edu.vn Ngành: Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: TS Hồng Quốc Tuấn Viện: Cơng nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Hà Nội, 10/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu thu hồi protein bã gạo trình sản xuất sữa gạo nhà máy Lavina food Cơng ty cổ phần mía đường Lam Sơn LÊ VIẾT HÙNG hung.lv20202457M@sis.hust.edu.vn Ngành: Công nghệ thực phẩm Giảng viên hướng dẫn: TS Hồng Quốc Tuấn Viện: Cơng nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Hà Nội, 10/2022 Chữ ký GVHD CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ———————————— BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Lê Viết Hùng Đề tài luận văn: Nghiên cứu thu hồi protein bã gạo trình sản xuất sữa gạo nhà máy Lavina food Cơng ty cổ phần mía đường Lam Sơn Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số SV: 20202457M Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 07/10/2022 với nội dung sau: - Phần chữ viết tắt: Đã bổ xung đầy đủ tất chữ viết tắt luận văn (SPI, CS, BV, FAN, KNCN) - Phần tổng quan: Đã đưa phần thực trạng sản xuất sữa gạo nhà máy Lavina food, tồn tại, mục tiêu phải giải - Bổ xung thành phần dinh dưỡng, tính an tồn gạo lứt đưa vào trình sản xuất - Bổ xung thêm phần lựa chọn công nghệ thu hồi protein nhà máy Lavina food, mô tả thêm enzym proteaza - Phần vật liệu, phương pháp nghiên cứu viết phần vật liệu riêng, phương pháp nghiên cứu riêng, viết gọn lại, tránh trùng lặp - Ở nội dung nghiên cứu bổ xung thêm tiểu kết luận - Ở bảng 3-3, 3- cập nhật số liệu - Đã chỉnh sửa lỗi sai tả, lỗi diễn đạt cách trình bày theo quy định luận văn thạc sĩ Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Giảng viên hướng dẫn Tác giả luận văn CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, thực đề tài nhận nhiều giúp đỡ, hỗ trợ, đóng góp ý kiến bảo tận tình thầy cơ, bạn đồng nghiệp quan Trước hết xin bày tỏ lịng kính trọng biết ơn tới thầy cô giáo Viện Công nghệ sinh học Công nghệ thực phẩm, Trường đại học Bách khoa Hà Nội tận tình giảng dạy, giúp đỡ tơi khóa học Đặc biệt xin gửi lời tri ân sâu sắc đến TS.Hồng Quốc Tuấn – Bộ Mơn quản lý chất lượng tận tình, hướng dẫn, hỗ trợ tơi suốt trình thực luận văn Nhân dịp tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc đến Ban lãnh đạo Công ty cổ phần mía đường Lam Sơn, đặc biệt Chủ tịch HĐQT Bác Lê Văn Tam tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tham gia khóa học Tơi xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp quan, đặc biệt bạn phận R & D hỗ trợ, động viên suốt trình tơi tham gia khóa học nghiên cứu Tơi xin cảm ơn bạn lớp cao học Thực phẩm 2020B hỗ trợ, giúp đỡ tơi q trình học tập Tơi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè khuyến khích, động viên, hỗ trợ nhiệt tình suốt thời gian học tập nghiên cứu cứu Tôi xin trân trọng cảm ơn ! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học viên Lê Viết Hùng TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài tiếng việt: Nghiên cứu thu hồi protein bã gạo trình sản xuất sữa gạo nhà máy Lavina food Công ty cổ phần mía đường Lam Sơn Đề tài tiếng anh: Research on protein recovery in rice residue from rice milk production at Lavina food factory, Lam Son Sugar Joint Stock Company Tác giả luận văn: Lê Viết Hùng Khóa: 2020B Người hướng dẫn: TS Hồng Quốc Tuấn Từ khóa (Keyword): Sữa gạo, bã gạo, rice dreg, rice milk residue, rice protein NỘI DUNG TÓM TẮT: Lý chọn đề tài Nhà máy Lavina thuộc cơng ty cổ phần mía đường Lam Sơn thành lập năm 2020, sản phẩm nhà máy sữa gạo lứt giàu protein nhãn hiệu Ojita Bã gạo sản xuất hàng ngày - tấn, hàm lượng protein bã gạo 10 – 11 %, lượng bã gạo bán làm thức ăn gia xúc với giá trị thấp Bên cạnh lượng protein từ gạo vào sản phẩm mức thấp từ 15 – 20 % lượng protein gạo vào sản phẩm, số lại (80-85%) theo bã thải Để đảm bảo hàm lượng protein sản phẩm, trình sản xuất phải bổ xung thêm whey Vì cần phải nghiên cứu để thu hồi protein bã gạo, giải thiểu thải ngồi Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích nghiên cứu ngày tăng thu hồi protein cải tiến chất lượng trình sản xuất sữa gạo Nhà máy Lavina food Công ty cổ phần mía đường Lam Sơn Phạm vi nghiên cứu áp dụng quy trình sản xuất nhà máy Lavina food nhà máy sản xuất sữa gạo có qyu trình tương tự Tóm tắt đọng nội dung đóng góp tác giả Nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: Nội dung 1: Từ loại enzym thủy phân proteaza thu thập thị trường bao gồm Alphalase AP4, Alphalase NP, Alphalase THP, Neutrase 0,8L, Flavourenzyme, Enzym NP-2000 lựa chọn enzym có hiệu suất thủy phân protein bã gạo cao Đã tìm enzym NP-2000 enzym có hiệu suất thủy phân cao Nội dung 2: Sau tìm enzym NP-2000 enzym có hiệu suất thủy phân cao nhất, nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ thời gian đến hiệu suất thủy phân, nghiên cứu tìm nồng độ enzym 2%, thời gian thủy phân 60 phút hiệu trình sản xuất, hiệu suất thu hồi protein từ bã đạt 42,25 % Tuy nhiên hàm lượng protein thu dịch thủy phân thấp 1,06 % có vị đắng Nội dung 3: Nghiên cứu bổ xung enzym PG 500 Thermoase GL30 trình sản xuất sữa gạo, tăng hiệu suất thu hồi protein Nghiên cứu tìm điểm cho enzym phù hợp với trình sản xuất điểm nhiệt độ 60 C, q trình đường hóa Nội dung 4: Sau tìm điểm cho enzym phù hợp nghiên cứu ảnh hưởng nồng độ enzym thời gian thủy phân đến hiệu suất thu hồi protein, tìm nồng độ enzym PG 500 = 0,5 % Thermoase GL30=0,5% thời gian thủy phân 60 phút phù hợp, hiệu suất thu hồi protein đạt 61,72% Nội dung 5: Sau thu nhận dịch gạo thủy phân, tiến hành pha chế, tiêu chuẩn hóa sản phẩm, tạo cơng thức sản phẩm có hàm lượng protein không đổi (0,4%), nhiên hàm lượng protein từ gạo tăng lên, giảm lượng protein từ whey bổ xung Sản phẩm có giá trị cảm quan yêu thích so với mẫu sữa gạo ngun Đóng góp tác giả: Nghiên cứu đưa liều lượng, loại enzym, thời điểm cho enzym dây chuyền sản xuất nhà máy Lavina food, kết tăng hiệu suất thu hồi ptotein từ gạo từ 19,81 % lên 61,72 % cải thiện chất lượng cảm quan sản phẩm, giảm tổn thất protein bã từ 80,18 % xuống 38,28 % Phương pháp nghiên cứu Phương pháp phân tích protein:Phương pháp phân tích hàm lượng protein thực theo phương pháp Kjeldahl Phương pháp đánh giá cảm quan:Sử dụng phép thử cho điểm thị hiếu Phương pháp phân tích số liệu:Sử dụng phương háp phân tích phương sai ANOVA Kết luận - Nghiên cứu thu hồi protein từ gạo trình sản xuất sữa gạo Nhà máy Lavina food, Cơng ty cổ phần mía đường Lam Sơn thu thơng số cho q trình sản xuất sau: + Loại enzym sử dụng: PG 500 Thermoase GL30 + Hàm lượng enzym sử dụng: 0,5 % + Thời điểm cho enzym: Gia nhiệt đến 60 C q trình đường hóa lần + Thời gian thủy phân: 60 phút + Hiệu suất thu hồi protein từ gạo: 61,72 % + Tạo sản phẩm có hàm lượng protein từ gạo cao hơn, giảm lượng protein bổ xung có giá trị cảm quan ưu thích so với sản phẩm nguyên MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Thực trạng sản xuất sữa gạo nhà máy Lavina food, Cơng ty cổ phần mía đường Lam Sơn 1.1.1 Quy trình sản xuất nhà máy 1.1.2 Tồn dây chuyền 1.1.3 Phương án sử lý 1.2 Tổng quan nguyên liệu gạo đưa vào sản xuất 1.2.1 Thành phần dinh dưỡng gạo lứt Japonica JO2 1.2.2 Tính an tồn gạo lứt Japonica JO2 1.3 Tổng quan bã gạo 1.4 Protein bã gạo 1.4.1 Thành phần bã gạo 1.4.2 Thành phần protein bã gạo 1.4.3 Đánh giá thông số dinh dưỡng 1.4.4 Đánh giá giá trị dinh dưỡng bã gạo 1.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP THU NHẬN PROTEIN TỪ GẠO 10 1.5.1 Công nghệ kiềm 10 1.5.2 Công nghệ enzym 11 1.5.3 Công nghệ vật lý 12 1.5.4 Công nghệ siêu âm vi sóng 14 1.6 Các phương pháp thu nhận protein từ bã gạo 14 1.6.1 Công nghệ kiềm 14 1.6.2 Công nghệ enzym 14 1.7 Lựa chọn cơng nghệ q trình thu hồi protein nhà máy Lavina food 15 1.8 Các sản phẩm từ protein gạo 16 1.8.1 Tổng quan ứng dụng sản phẩm protein gạo 16 1.8.2 Một số sản phẩm ứng dụng protein gạo 17 CHƯƠNG VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Vật liệu nghiên cứu 22 2.1.1 Nguyên liệu 22 2.1.2 Hóa chất 22 i 2.1.3 Dụng cụ thiết bị 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu 29 2.2.1 Quy trình sản xuất có ứng dụng enzym proteaza 30 2.2.2 Bố trí thí nghiệm 35 2.3 Phương pháp phân tích 40 2.3.1 Xác định hàm lượng protein tổng số phương pháp Kjeldahl 40 2.3.2 Tính hiệu suất thu hồi protein 42 2.3.3 Phép thử cho điểm thị hiếu 42 2.3.4 Phân tích số liệu 44 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 45 3.1 Kết thí nghiệm lựa chọn Enzym có hiệu suất thủy phân protein bã gạo cao 45 3.2 Kết thí nghiệm chọn nồng độ enzym cho hiệu suất cao 48 3.3 Kết thí nghiệm chọn thời gian thủy phân cho hiệu suất cao 50 3.4 Kết nghiên cứu ứng dụng Enzym PG 500 Thermoase GL30 trình sản xuất sữa gạo để thu hồi protein, giảm lượng protein bã thải 52 3.4.1 Kết thí nghiệm xác định điểm cho enzym 52 3.4.2 Kết thí nghiệm xác hàm lượng enzym sử dụng 53 3.5 Nghiên cứu cải thiện công thức sữa gạo 55 3.5.1Công thức Sản phẩm có hàm lượng protein khơng đổi giảm lượng protei bổ xung (Tính cho 100 lít) 55 3.5.2Cơng thức Sản phẩm có hàm lượng protein không đổi, không bổ sung thêm protein 56 3.5.3Đánh giá cảm quan sản phẩm công thức công thức so với sản phẩm (mẫu đối chứng) 57 3.5.4 Kết đánh giá mức độ ưu thích người tiêu dùng 58 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 4.1 Kết luận 64 4.2 Kiến nghị 64 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 ii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Việt Tiếng Anh chữ viết tắt AAS BV Điểm axit amin Amino acid score Dự đoán giá trị sinh học Predicted biological values CS Điểm số hóa học Chemical score Essential E/T Tỷ lệ axitamin cần thiết tổng số to total amino acids axit amin ration Chỉ số axit amin thiết yếu Essential amino acid EAAI index FAN Tăng hàm lượng protein hòa tan Increase level of soluble protein FAO Tổ chức lương thực nông nghiệp liên hiệp quốc KL KNCN Khối lượng Giá trị khác nhỏ PER Tỷ lệ hiệu axit amin Protein efficiency ration RBPC Protein cám gạo cô đặc Rice bran protein concentrate RDP Protein bã gạo Rice dreg protein RPI Protein isolate gạo Rice protein isolate SPI Protein isolate đậu tương Soy protein isolate STT Số thứ tự TB Tinh bột WHO Tổ chức y tế giới iii