Luận văn nghiên cứu quy trình kỹ thuật chế biến bột vỏ chanh dây (passiflora edulis) làm nguyên phụ liệu thực phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ SÀI GÒN NGUYỄN NHÃ UYÊN NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH KỸ THUẬT CHẾ BIẾN BỘT VỎ CHANH DÂY (Passiflora edulis) LÀM NGUYÊN PHỤ LIỆU THỰC PHẨM Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 8540101 Người hướng dẫn khoa học: TS PHAN THẾ ĐỒNG TP Hồ Chí Minh, năm 2022 LỜI CÁM ƠN: Lời em xin gởi lời cám ơn chân thành đến Tiến sĩ Phan Thế Đồng Thầy dành nhiều thời gian, tận tình hướng dẫn tạo điều kiện tốt giúp em hoàn thành luận văn Em xin cám ơn thầy dẫn quý báu thầy suốt thời gian thực nghiệm Tôi xin chân thành gởi lời cám ơn đến q thầy quản lý phịng Thí nghiệm thuộc khoa Cơng nghệ Thực phẩm trường STU tạo điều kiện tốt thực hành Tôi xin chân thành gởi lời cám ơn đến thầy Nguyễn Bảo Việt, Bộ mơn Hóa học trường Đại học Nơng Lâm; Trung tâm Phân tích Sài Gịn giúp đỡ tơi để tơi hồn thành luận văn Tôi xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến quý thầy cô Khoa Công nghệ thực phẩm quan tâm, động viên, thông cảm giúp đỡ nhiều suốt thời gian qua Lời tri ân tơi xin gửi đến gia đình nhỏ tơi, ba má, chồng, em quan tâm động viên tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn Cuối tơi xin kính chúc quý thầy cô và bạn nhiều sức khỏe thành đạt TP Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 Nguyễn Nhã Uyên i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn thực hướng dẫn thầy Tiến sĩ Phan Thế Đồng Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực không chép từ nguồn nào, hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi rõ nguồn tài liệu theo yêu cầu Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, xin chịu trách nhiệm Tác giả luận Văn Nguyễn Nhã Uyên ii MỤC LỤC: Trang DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH MỞ ĐẦU .8 Đặt vấn đề: Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu đề tài: .10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU 11 1 Tổng quan nguyên liệu .11 1.1.1 Chanh dây 11 1.1.2 Pectin 17 1.1.3 Chất xơ 23 1.2 Những nghiên cứu nước chanh dây: .25 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 30 2.1 Nguyên liệu nghiên cứu: .30 2.2 Hóa chất thiết bị .30 2.2.1 Hóa chất sử dụng 30 2.2.2 Chế phẩm enzyme 30 2.2.3 Dụng cụ thiết bị: 31 2.3 Nội dung nghiên cứu phương pháp nghiên cứu: 32 2.3.1 Nội dung thí nghiệm 32 2.3.2 Quy trình chế biến bột vỏ chanh dây dự kiến 33 2.3.3 Bố trí thí nghiệm: 33 2.3.3- Thí nghiệm 1: Khảo sát đặc điểm chanh dây: 33 2.3.3-2 Thí nghiệm 2: Phân tích đặc điểm vỏ chanh dây: .34 2.3.3-3 Thí nghiệm 3: Khảo sát khả cải thiện tính chất tạo gel bột vỏ chanh dây 34 2.3.3-4 Thí nghiệm 4: Khảo sát q trình sấy khơ .36 2.3.3-5 Thí nghiệm 5: Xác định thành phần hóa học bột vỏ chanh dây .37 2.3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH: 38 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 39 3.1 Đặc điểm chanh dây nguyên liệu: .39 3.2 Phân tích đặc điểm vỏ chanh dây nguyên liệu .41 3.2.1 Độ ẩm vỏ chanh dây nguyên liệu: 41 3.2.2 Khả hydat hóa sỏ sấy khô: 42 3.2.3 Thành phần chất xơ nguyên liệu: 42 3.3 Khảo sát khả cải thiện tính chất tạo gel bột vỏ chanh dây 43 3.3.1 Tác động xử lý enzyme đến hàm lượng chất xơ hòa tan bột vỏ chanh dây .46 3.3.2 Khả hòa tan bột vỏ chanh dây: .50 3.3.3 Tác động enzyme Celluclast đến cấu trúc gel bột vỏ chanh dây: 55 3.3.3-1 Độ cứng gel bột vỏ chanh dây: .56 3.3.3-2 Độ dẻo gel bột vỏ chanh dây: 59 3.3.3-3 Tác động enzyme cellulast đến cấu trúc bột vỏ chanh 61 3.4 Khảo sát trình sấy: 64 3.4.1 Khả nghiền thành bột: 64 3.4.2 Cấu trúc gel bột vỏ chanh dây: .65 3.4.3 Độ nhớt gel từ bột vỏ chanh dây: 68 3.4.4 Độ ẩm sấy nhiệt độ sấy khác nhau: 69 3.5 Các đặc điểm chế phẩm bột vỏ chanh dây: 70 3.5.1 Hàm lượng Chất xơ: .70 3.5.2 Hàm lượng pectin: 71 3.5.3 Chỉ số DE pectin: 71 3.5.4 Màu sắc bột vỏ chanh dây: 71 3.5.5 Đánh giá khả tạo gel bột vỏ chanh dây: 73 3.6 Quy trình xử lý vỏ chanh dây tạo chế phẩm 74 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬNVÀ KIẾN NGHỊ .77 4.1 Kết luận: 77 4.2 Kiến nghị: 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 79 PHỤ LỤC: 84 PHỤ LỤC A:CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH: 84 PHỤ LỤC B KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM: 89 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ANOVA Analysis Of Variance AOAC Association of Analytical Communnities ASTM American Society for Testing and Materials CCD Central composite design DPPH 1,1-Diphenyl-2-Picryhdrazyl FRAP Ferric reducing-antioxidant power GalA galacturonic acid HG Homogalacturonan RG-I RHomogalacturonan I RG-II RHomogalacturonan II HMP High methoxyl pectin LMP Low methoxyl pectin MI Methoxyl index (Chỉ số methoxyl MI) DE Degree of esterification (Chỉ số ester hóa DE) LDL Low Density Lipoprotein HDL High Density Lipoprotein PPFP Purple passion fruit peel PFP Passion fruit peel LT-SG Low-temperature soluble and soft gelation RSM Response Surface Methods SG.NB.HD.TN.038 Mã số phương pháp thử pectin nội trung tâm Phân tích Sài gịn TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TPA Texture Profile Analysis DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Sản lượng chanh dây số quốc gia .13 Bảng 1.2: Bảng thành phần hóa học chanh dây nước chanh dây 15 Bảng 1.3: Thành phần hóa học vỏ chanh dây sấy khơ .16 Bảng 2.1: Thiết bị sử dụng 31 Bảng 2.2: Thiết kế nghiệm thức với yếu tố theo phương pháp bề mặt đáp ứng kiểu CCD với điểm tâm (sử dụng phần mềm JMP) .35 Bảng 2.3: Bảng giá trị thật giá trị mã hóa mức khảo sát yếu tố 36 Bảng 2.4: Bố trí thí nghiệm sấy 37 Bảng 3.1: Kết thí nghiệm xử lý enzyme theo kiểu CCD với yếu tố .44 Bảng 3.2: Hệ số phương trình hồi quy hàm lượng xơ hòa tan .47 Bảng 3.3: Hệ số phương trình hồi quy độ hòa tan .52 Bảng 3.4: Hệ số phương trình hồi quy độ cứng 57 Bảng 3.5: Hệ số phương trình hồi quy độ dẻo .60 Bảng 3.6 Tỷ lệ bột qua rây 80mesh theo nhiệt độ sấy độ ẩm sau sấy 64 Bảng 3.7: Các đặc điểm cấu trúc gel bột vỏ chanh dây theo nhiệt độ sấy độ ẩm sau sấy 66 Bảng 3.8: Độ nhớt dung dịch bột vỏ chanh dây theo nhiệt độ sấy .68 Bảng 3.9: Các giá trị màu sắc bột vỏ chanh dây 71 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 Lá, hoa trái chanh dây 11 Hình 1.2A Quả chanh dây vỏ tím .12 Hình 1.2B Quả chanh dây vỏ vàng 12 Hình 1.3 Vỏ chanh dây .17 Hình 1.4 Bột pectin 18 Hình 1.5 Sơ đồ cấu trúc vách tế bào thực vật với diện pectin 18 Hình 1,6 Cấu trúc phân tử pectin 19 Hình 1.7 Một đoạn lặp lại nhóm chức phân tử pectin 19 Hình 1.8 Phương thức chèn Rha phân phân tử pectin gây gấp khúc chuỗi acid GalA 20 Hình 1.9 Cơ chế tạo gel HMP 21 Hình 1.10 Cơ chế tạo gel LMP 23 Hình 1.11 Cấu trúc sinh khối ligno-cellulose 24 Hình 2.1 Quả chanh dây lớp vỏ 30 Hình 2.2 Sơ đồ trình tự thí nghiệm nội dung thí nghiệm 32 Hình 2.3 Sơ đồ qui trình chế biến bột vỏ chanh dây dự kiến 33 Hình 3.1 Phân bố khối lượng chanh dây nguyên liệu .39 Hình 3.2 Phân bố kích thước quả: (a) chiều ngang, (b) chiều dài 40 Hình 3.3 Phân bố tỷ lệ vỏ khối lượng nguyên 40 Hình 3.4 Hình mối tương quan tỷ lệ tỉ lệ vỏ/quả khối lượng nguyên 41 Hình 3.5 Ảnh chụp kính hiển vi ánh sáng phân cực vỏ chanh dây nguyên liệu (a) cịn lớp vỏ cứng bên ngồi, (b) loại loại bỏ lớp vỏ cứng bên ngồi 43 Hình 3.6 Biến thiên đáp ứng theo yếu tố khảo sát 45 Hình 3.7 Độ tương thích số liệu thực nghiệm hàm lượng xơ hịa tan với mơ hình tốn học .46 Hình 3.8 Biểu đồ thể ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến đáp ứng hàm lượng chất xơ hòa tan 47 Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng tương tác yếu tố khảo sát đến hàm lượng chất xơ hòa tan 49 Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn bề mặt đáp ứng hàm lượng chất xơ hòa tan theo cặp yếu tố 50 Hình 3.11 Độ tương thích số liệu thực nghiệm độ hịa tan với mơ hình tốn học .51 Hình 3.12 Biểu đồ thể ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến khả hòa tan 51 Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn biến đổi độ hòa tan tác động yếu tố khảo sát 53 Hình 3.14 Đồ thị biểu diễn bề mặt đáp ứng độ hòa tan theo cặp yếu tố 54 Hình 3.15 Đồ thị thể đường biểu diễn lực nén (N) theo thời gian 55 Hình 3.16 Độ tương thích số liệu thực nghiệm độ cứng với mơ hình tốn học .56 Hình 3.17 Biểu đồ thể ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến đáp ứng độ cứng gel bột vỏ chanh dây 56 Hình 3.18 Đồ thị biểu diễn bề mặt đáp ứng độ cứngtheo cặp yếu tố 58 Hình 3.19 Độ tương thích số liệu thực nghiệm độ biến dạng với mơ hình tốn học .59 Hình 3.20 Biểu đồ thể ảnh hưởng yếu tố tương tác yếu tố đến đáp ứng độ biến dạng gel bột vỏ chanh dây 60 Hình 3.21 Đồ thị biểu diễn bề mặt đáp ứng độ dẻo theo cặp yếu tố 61 Hình 3.22 Ảnh chụp bột vỏ chanh dây kính hiển vi ánh sáng phân cực (a) trước xử lý enzyme, (b) sau xử lý enzyme điều kiện: nồng độ enzyme 0.25%; pH 4.5; nhiệt độ 45oC; thời gian xử lý 150 phút, (c) sau xử lý enzyme điều kiện nồng độ enzyme 0.75%, pH=3.5, nhiệt độ 450C, thời gian 150 phút 62 Hình 3.23 Biến thiên tỷ lệ bột qua rây 80mesh theo nhiệt độ sấy độ ẩm sau sấy 65 Hình 3.24 Sự biến đổi cấu trúc gel bột vỏ chanh dây theo nhiệt độ sấy độ ẩm sau sấy 66 Hình 3.25 Biến thiên độ nhớt bột vỏ chanh dây theo nhiệt độ sấy độ ẩm sau sấy 68 Hình 3.26 Độ ẩm sấy nhiệt độ thí nghiệm theo thời gian 69 Hình 3.27 Giá trị màu bột vỏ chanh dây không gian màu hệ L*a*b* mức L*=50 72 Hình 3.28 Ảnh chụp bột vỏ chanh dây sấy nhiệt độ 60oC 72 Hình 3.29 Khả tạo gel nồng độ bột vỏ chanh dây khác 73 Hình 3.30 Sơ đồ quy trình xử lý vỏ chanh dây tạo chế phẩm bột 74 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145