(Đồ án hcmute) ảnh hưởng của độ ẩm đến tính năng công nghệ của tinh bột bắp biến tính bằng phương pháp chiếu xạ sử dụng chùm tia electron beam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM ĐẾN TÍNH NĂNG CƠNG NGHỆ CỦA TINH BỘT BẮP BIẾN TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ SỬ DỤNG CHÙM TIA ELECTRON BEAM GVHD: ThS NGUYỄN ĐẶNG MỸ DUYÊN SVTH: PHẠM NGỌC VIỆT SK L 009966 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MÃ SỐ: 2017-13116173 ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ ẨM ĐẾN TÍNH NĂNG CƠNG NGHỆ CỦA TINH BỘT BẮP BIẾN TÍNH BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾU XẠ SỬ DỤNG CHÙM TIA ELECTRON BEAM GVHD: Th.S NGUYỄN ĐẶNG MỸ DUYÊN SVTH: PHẠM NGỌC VIỆT MSSV: 13116173 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 08/2017 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ 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: Phạm Ngọc Việt Ngành: Cơng nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Ảnh hưởng độ ẩm đến tính cơng nghệ tinh bột bắp biến tính phương pháp chiếu xạ sử dụng chùm tia electron beam Nhiệm vụ khóa luận: Nghiên cứu thay đổi tính cơng nghệ tinh bột bắp với mức độ ẩm điều chỉnh khác xử lý biến tính với chùm tia electron beam như: acid tự do, màu sắc, độ trương nở, độ hòa tan, độ nhớt xác định nhớt kế Brookfield, độ truyền suốt hồ tinh bột bảo quản nhiệt độ 4℃, mức độ tách nước gel tinh bột bảo quản điều kiện lạnh đơng, tính chất cấu trúc gel tinh bột Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 06/02/2017 Ngày hồn thành khóa luận: 31/07/2017 Họ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Dun Phần hướng dẫn: tồn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp thông qua Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày 31 tháng 07 năm 2017 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp, trước tiên, tơi xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến gia đình chu cấp, động viên tạo động lực để học tập cố gắng suốt năm học Tôi xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Đặng Mỹ Duyên hướng dẫn, giúp đỡ tận tình trình học tập đặc biệt trình thực khóa luận vừa qua Tơi xin cảm ơn thầy Trịnh Khánh Sơn, cô Đặng Thị Ngọc Dung thầy, khoa Cơng nghệ Hóa học Thực phẩm giúp đỡ, tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn bạn Kiều Diễm, Hải Lưu, Thu Huyền thành viên lớp 131162B góp ý giúp đỡ Tôi xin chân thành cảm ơn em Đoan Trang, Hoàng Hải Quốc Việt dành thời gian hỗ trợ, chia sẻ động viên Khóa luận tốt nghiệp hồn thành, tơi xin cám ơn trung tâm Nghiên cứu Triển khai Công nghệ Bức xạ (Vinagamma), viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm trường Đại học Công nghiệp TP HCM ii LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung trình bày khóa luận tốt nghiệp riêng Tôi xin cam đoan nội dung tham khảo khóa luận tốt nghiệp trích dẫn xác đầy đủ theo qui định Ngày 31 tháng 07 năm 2017 Ký tên iii MỤC LỤC NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii TÓM TẮT KHÓA LUẬN ix ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan tinh bột 1.1.1 Thành phần hóa học tinh bột 1.1.2 Cấu trúc hạt tinh bột 1.1.3 Tính cơng nghệ tinh bột 1.1.4 Cải thiện tính chất tinh bột tự nhiên biến tính 10 1.2 Biến tính tinh bột phương pháp chiếu xạ 11 1.2.1 Liều chiếu an toàn số quy định Việt Nam giới chiếu xạ 11 1.2.2 Cơ chế biến tính tinh bột chiếu xạ 12 1.2.3 Một số nghiên cứu tiến hành biến tính tinh bột chiếu xạ 14 Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 15 2.1 Vật liệu 15 2.2 Phương pháp nghiên cứu 15 iv 2.2.1 Phương pháp xác định độ ẩm tinh bột 15 2.2.2 Phương pháp hiệu chỉnh ẩm trước xử lý EB 16 2.2.3 Phương pháp xử lý EB 16 2.2.4 Phương pháp xác định màu CIE L*a*b* 17 2.2.5 Phương pháp xác định acid tự 18 2.2.6 Phương pháp xác định độ hòa tan độ trương nở 18 2.2.7 Phương pháp xác định độ nhớt Brookfield 19 2.2.8 Phương pháp xác định độ truyền suốt 19 2.2.9 Phương pháp xác định độ tách nước 19 2.2.10 Phương pháp TPA xác định cấu trúc gel 20 2.2.11 Phương pháp xử lý số liệu thống kê 20 Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN 21 3.1 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến màu sắc tinh bột 21 3.2 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến acid tự 23 3.3 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến độ hòa tan độ trương nở 25 3.4 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến độ nhớt Brookfield 26 3.5 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến độ truyền suốt 28 3.6 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến độ tách nước 30 3.7 Ảnh hưởng độ ẩm mẫu tinh bột đem chiếu xạ đến cấu trúc gel 32 3.8 Phân tích tương quan Pearson độ ẩm tính chất chức tinh bột chiếu xạ 34 Chương 4: KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 48 v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu trúc amylose amylopectin Hình 1.2 Cấu trúc hạt tinh bột Hình 1.3 Cơ chế tác dụng chiếu xạ tinh bột 13 Hình 3.3 Sự thay đổi độ nhớt hồ tinh bột đo nhớt kế Brookfield 26 Hình 3.4 Sự thay đổi độ truyền suốt hồ tinh bột 28 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Quá trình hình thành ion gốc tự nước tác dụng chiếu xạ 12 Bảng 1.2 Một số nghiên cứu biến tính tinh bột chiếu xạ ion 14 Bảng 2.1 Các tiêu chất lượng tinh bột bắp nguyên liệu 15 Bảng 2.2 Các thơng số thiết bị xử lý EB 17 Bảng 3.1 Các thông số màu mẫu tinh bột bắp 21 Bảng 3.2 Tính chất tinh bột bắp mức độ ẩm khác 23 Bảng 3.3 Độ tách nước tinh bột 30 Bảng 3.4 Các thông số cấu trúc gel tinh bột 32 Bảng 3.5 Tương quan Pearson tính chất mẫu tinh bột bắp xử lý EB 35 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT EB: Electron beam (Chùm tia electron) FA: Free acid (Acid tự do) SB: Độ hòa tan (Solubility) SP: Độ trương nở (Swelling Powder) viii Giờ1 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N 9.08 53720.3333 12.96 C 73518.0000 15.06 77383.6667 20.39 78650.0000 29.09 80287.3333 62191.0000 Sig 1.000 1.000 066 Giờ2 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N 9.08 64519.3333 12.96 74584.3333 C 81450.6667 20.39 87445.6667 87445.6667 15.06 89047.3333 89047.3333 29.09 81450.6667 89793.3333 Sig 1.000 064 052 Giờ3 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N 9.08 73119.3333 12.96 77717.0000 C 15.06 90316.0000 29.09 93055.0000 20.39 93914.0000 Sig 77717.0000 84784.0000 264 84784.0000 097 051 55 520 Giờ4 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N 9.08 78650.0000 12.96 79883.6667 C 86815.6667 20.39 97782.3333 15.06 98653.0000 29.09 99185.0000 Sig .093 760 Giờ5 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N 9.08 80853.0000 12.96 83331.6667 C 88951.3333 15.06 29.09 112666.6667 20.39 113000.0000 Sig 100994.3333 120 1.000 56 944 Số liệu kết xử lý ANOVA độ truyền suốt hồ tinh bột với phần mềm SPSS 22 Ngày Lần 3 3 Control 0,036484 0,037809 0,036881 0,027778 0,027485 0,027587 0,01972 0,019413 0,0194 0,012162 0,012176 0,012153 0,010214 0,010186 0,010226 EB 9.08 0,17108 0,16959 0,171949 0,156135 0,15506 0,154135 0,119784 0,122772 0,121675 0,095697 0,096583 0,095104 0,086537 0,086437 0,085961 EB 12.96 0,138612 0,138644 0,142266 0,107473 0,107895 0,109169 0,081096 0,079341 0,080947 0,061419 0,060311 0,059361 0,055475 0,054727 0,055106 EB 15.06 0,129122 0,12598 0,126765 0,104858 0,105027 0,106047 0,079543 0,077304 0,079214 0,05425 0,053753 0,052784 0,05105 0,050839 0,051333 Mean Square F EB 20.39 0,053753 0,055386 0,054979 0,052384 0,053481 0,053003 0,044106 0,044658 0,043782 0,036249 0,035983 0,036183 0,033698 0,033251 0,033853 Trans Sum of Squares df Between Groups 160 29 006 Within Groups 000 60 000 Total 160 89 57 8157.986 Sig .000 EB 29.09 0,04686 0,047764 0,048073 0,043172 0,044238 0,043883 0,042746 0,04254 0,042413 0,033853 0,033869 0,034002 0,032159 0,03196 0,032174 Chữ số đầu cột “Mẫu” ngày đo Chứ số sau cột “Mẫu” tên gọi mẫu 58 59 Số liệu kết xử lý ANOVA độ tách nước gel tinh bột với phần mềm SPSS 22 Lần 3 3 Ngày Control 51,79048 50,1581 48,17714 52,6 51,83238 48,56 50,9581 44,80571 45,62857 52,51238 48,5581 51,54095 47,31619 49,50095 46,88 EB 9.08 55,40762 60,0419 60,76 64,01333 59,95238 55,67238 65,54857 63,95429 61,66857 63,77143 64,96571 61,76762 63,16762 64,57524 67,64952 EB 12.96 58,26476 60,18667 56,30476 52,58476 62,14667 61,16381 60,00571 62,29333 63,63619 61,82667 62,19429 62,62857 63,29524 64,29333 65,16 EB 15.06 59,76762 57,29524 54,89714 61,65333 60,0381 61,09714 60,28762 62,19429 59,45143 60,85333 58,41524 62,6381 62,54476 61,60762 60,78286 EB 20.39 55,37905 57,29714 59,04952 58,5581 55,52762 57,24762 60,69143 61,53905 59,62857 59,38667 57,95238 63,99048 60,78667 65,60571 62,31238 EB 29.09 55,38286 47,64571 50,7981 49,76952 49,86857 56,84952 57,14095 52,94095 53,2019 59,27238 58,08381 61,42667 57,6781 59,16381 52,75429 ANOVA Sum of Squares Ngày1 Between Groups Ngày3 43.218 79.839 12 6.653 Total 295.927 17 Between Groups 254.897 50.979 Within Groups 138.255 12 11.521 Total 393.152 17 Between Groups 579.897 115.979 53.517 12 4.460 Total 633.414 17 Between Groups 300.112 60.022 48.672 12 4.056 Total 348.784 17 Between Groups 640.558 128.112 52.390 12 4.366 692.948 17 Within Groups Ngày4 Within Groups Ngày5 Mean Square 216.088 Within Groups Ngày2 df Within Groups Total 60 F Sig 6.496 004 4.425 016 26.006 000 14.799 000 29.344 000 Ngày1 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N C 50.0419 29.09 51.2756 20.39 57.2419 15.06 57.3200 12.96 58.2521 9.08 58.7365 Sig .569 523 Ngày2 Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N C 50.9975 29.09 52.1625 20.39 57.1111 12.96 58.6317 9.08 59.8794 15.06 60.9295 Sig 57.1111 057 225 Ngày3 Duncana Subset for alpha = 0.05 C N 00 29.09 20.39 60.6197 15.06 60.6444 12.96 61.9784 9.08 63.7238 Sig 47.1308 54.4279 1.000 1.000 121 61 Ngày4 Ngày5 Duncana Duncana Subset for alpha = 0.05 C N 00 29.09 20.39 Subset for alpha = 0.05 EB 50.8705 N C 59.5943 29.09 3 60.4432 15.06 61.6451 15.06 60.6356 20.39 62.9016 12.96 62.2165 12.96 64.2495 9.08 63.5016 9.08 65.1308 051 Sig Sig 1.000 47.8990 56.5321 1.000 1.000 082 ANOVA Sum of Squares C EB15.06 EB9.08 37.583 9.396 Within Groups 50.502 10 5.050 Total 88.085 14 Between Groups 33.888 8.472 Within Groups 27.703 10 2.770 Total 61.591 14 Between Groups 89.960 22.490 Within Groups 75.011 10 7.501 164.970 14 Between Groups 73.159 18.290 Within Groups 45.229 10 4.523 118.388 14 Between Groups 78.404 19.601 Within Groups 71.670 10 7.167 Total 150.074 14 Between Groups 136.505 34.126 Within Groups 102.559 10 10.256 Total 239.064 14 Total EB12.96 EB29.09 Mean Square Between Groups Total EB20.39 df 62 F Sig 1.860 194 3.058 069 2.998 072 4.044 033 2.735 090 3.327 056 C EB12.96 Duncana Duncana Subset for alpha Ngày Subset for alpha = 0.05 = 0.05 Ngày 1.00 58.2521 N N 3.00 47.1308 2.00 58.6317 5.00 47.8990 3.00 61.9784 61.9784 1.00 50.0419 4.00 62.2165 62.2165 4.00 50.8705 5.00 2.00 50.9975 Sig Sig .122 EB9.08 EB15.06 Duncana Subset for alpha = 0.05 N Subset for alpha = 0.05 1.00 58.7365 2.00 59.8794 4.00 3.00 5.00 Sig .345 082 Duncana Ngày 64.2495 Ngày N 1.00 59.8794 4.00 60.6356 63.5016 63.5016 3.00 60.6444 63.7238 63.7238 2.00 60.9295 65.1308 5.00 61.6451 053 Sig .064 63 57.3200 1.000 504 EB20.39 EB29.09 Duncana Duncana Subset for alpha = 0.05 Ngày N Subset for alpha = 0.05 Ngày N 2.00 57.1111 1.00 51.2756 1.00 57.2419 2.00 52.1625 4.00 60.4432 60.4432 3.00 54.4279 54.4279 3.00 60.6197 60.6197 5.00 56.5321 56.5321 5.00 62.9016 4.00 206 Sig Sig .089 59.5943 090 088 Số liệu kết xử lý ANOVA cấu trúc gel tinh bột với phần mềm SPSS 22 Sample Control EB 9.08 EB 12.96 EB 15.06 EB 20.39 EB 29.09 Hardness Cohesiveness 1,13 0,99246 1,43 0,97988 1,27 0,98543 1,67 0,97791 1,95 0,96769 1,67 0,97782 1,5 0,98116 1,58 0,9822 1,41 0,99414 1,69 0,97936 1,39 0,9865 1,28 0,97479 1,64 0,9753 1,28 0,98656 1,38 0,99302 1,3 0,98962 1,42 0,97872 1.29 0,98958 Springiness 4,38 5,02 4,75 4,85 5,49 5,8 6,13 5,96 5,19 5,69 4,95 4,92 6,02 4,88 5,37 4,69 4,5 4,97 64 Độ gum 1,014 1,238 1,179 1,446 1,598 1,445 1,336 1,419 1,307 1,494 1,251 1,157 1,419 1,159 1,263 1,191 1,179 1,317 Độ nhai 4,44 6,213 5,604 7,007 8,782 8,374 8,194 8,457 6,787 8,497 6,189 5,695 8,536 5,658 6,777 5,585 5,307 6,542 ANOVA Sum of Squares Độ cố kết Springiness Độ gum Độ nhai Adhesiveness Hardness df Mean Square Between Groups 000 000 Within Groups 001 12 000 Total 001 17 Between Groups 2.580 516 Within Groups 2.324 12 194 Total 4.904 17 Between Groups 214 043 Within Groups 156 12 013 Total 370 17 Between Groups 16.556 3.311 Within Groups 14.487 12 1.207 Total 31.043 17 Between Groups 000 000 Within Groups 000 12 000 Total 000 17 Between Groups 429 086 Within Groups 281 12 023 Total 710 17 F Sig 1.405 291 2.664 076 3.300 042 2.743 071 680 647 3.657 031 Độ cố kết Độ đàn hồi Duncana Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N Subset for alpha = 0.05 EB N 9.08 9745 C 4.7167 12.96 9802 29.09 4.7200 15.06 9850 15.06 5.1867 5.1867 20.39 9858 9.08 5.3800 5.3800 C 9859 20.39 5.4233 5.4233 29.09 9860 12.96 Sig .088 Sig 65 5.7600 098 164 Độ gum Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N C 1.1437 29.09 1.2290 20.39 1.2803 1.2803 15.06 1.3007 1.3007 12.96 1.3540 1.3540 9.08 1.4963 Sig .061 052 Độ nhai Độ cứng Duncana Duncana Subset for alpha = 0.05 EB N C 5.4190 29.09 5.8113 5.8113 15.06 6.7937 6.7937 6.7937 20.39 6.9903 6.9903 6.9903 12.96 7.8127 7.8127 9.08 8.0543 Sig .130 Subset for alpha = 0.05 EB 060 217 C 1.2767 29.09 1.3367 20.39 1.4333 15.06 1.4533 12.96 1.4967 9.08 Sig 66 N 1.4967 1.7633 134 054 Phân tích tương quan Pearson tính chất phần mềm SPSS 67 68