(Luận văn thạc sĩ) nghiên cứu công nghệ biến tính tinh bột gạo để sản xuất tinh bột tiền gel hóa làm phụ gia trong công nghiệp thực phẩm

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM CHỬ THỊ MINH PHƯƠNG NGHIÊN CỨU CƠNG NGHỆ BIẾN TÍNH TINH BỘT GẠO ĐỂ SẢN XUẤT TINH BỘT TIỀN GEL HÓA LÀM PHỤ GIA TRONG CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM Ngành: Cơng nghệ thực phẩm Mã số: 60 54 01 03 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thị Bích Thủy NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn trung thực chưa sử dụng Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn ghi rõ nguồn gốc Hà Nội, ngàytháng năm 2017 Tác giả luận văn Chử Thị Minh Phương i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, cố gắng thân, tơi cịn nhận nhiều giúp đỡ q báu từ cá nhân tập thể Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Thị Bích Thủy - Giảng viên Học Viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình dìu dắt, bảo cho tơi phương pháp khoa học, đồng thời tạo điều kiện tốt để tơi thực đề tài hồn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin cảm ơn nhiệt tình giúp đỡ anh chị em Phịng thí nghiệm, xưởng thực nghiệm Trung tâm Công nghệ Sinh học Công nghệ Thực phẩm Hà Nội, Viện công nghệ Thực phẩm, ĐH Bách khoa Hà Nội dành cho tơi q trình thực đề tài Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân bạn bè ln động viên, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập q trình hồn thành luận văn! Với lịng biết ơn sâu sắc, tơi xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý báu tất người dành cho tôi! Hà Nội, ngàytháng năm 2017 Tác giả luận văn Chử Thị Minh Phương ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục viết tắt vi Danh mục bảng .vii Danh mục hình .viii Trích yếu luận văn ix Thesis abstract .xi Phần Mở đầu 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích yêu cầu 1.2.1 Mục đích 1.2.2 Yêu cầu Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Giới thiệu lúa gạo 2.1.1 Đặc tính thực vật 2.1.2 Cấu tạo thành phần hóa học hạt gạo .3 2.2 Tinh bột gạo 2.2.1 Thành phần hạt tinh bột 2.2.2 Tính chất tinh bột 2.2.3 Công nghệ sản xuất tinh bột gạo 2.3 Tinh bột tiền gel .9 2.3.1 Tinh bột biến tính phương pháp biến tính tinh bột…………………… 2.3.2 Khái niệm tinh bột tiền gel gel .10 2.3.3 Đặc tính tinh bột tiền gel 111 2.2.4 Tình hình nghiên cứu, sản xuất tinh bột tiền gel giới Việt Nam.12 2.3.5 Phương pháp sản xuất tinh bột tiền gel 13 2.3.6 Ứng dụng khả phát triển tinh bột tiền gel hố .16 2.3.7 Cơng nghệ sản xuất tinh bột tiền gel hoá 16 iii Phần Vật liệu, nội dung phương pháp nghiên cứu 24 3.1 Vật liệu nghiên cứu 24 3.2 Dụng cụ, hố chất thiết bị phân tích 24 3.2.1 Dụng cụ, thiết bị phân tích: 24 3.2.2 Hoá chất 24 3.3 Địa điểm nghiên cứu 25 3.4 Nội dung nghiên cứu .25 3.5 Bố trí thí nghiệm 25 3.5.1 Nội dung 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lựa chọn để sản xuất tinh bột gạo tiền gel 3.5.2 25 Nội dung 2: Kết ảnh hưởng thông số công nghệ đến sản xuất tinh bột 26 3.5.3 Nội dung 3: Nghiên cứu xác định thông số công nghệ công đoạn biến tinh tinh bột gạo tạo sản phẩm tinh bột tiền gel 28 3.5.4 Nội dung 4: Đánh giá chất lượng sản phẩm so sánh với sản phẩm khác thị trường 29 3.5.5 Nội dung 5: Đề xuất quy trình sản xuất tinh bột tiền gel từ gạo .30 3.6 Phương pháp phân tích 30 3.6.1 Phương pháp hóa lý 30 3.6.2 Phương pháp thực nghiệm 32 3.6.3 Phương pháp cảm quan 33 3.6.4 Phương pháp toán học 33 Phần Kết thảo luận 34 4.1 Kết đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lựa chọn sử dụng sản xuất tinh bột gạo tiền gel 34 4.1.1 Hàm lượng protein amyloza mẫu gạo nghiên cứu 34 4.1.2 Kết nghiên cứu nhiệt độ hồ hóa giống gạo thơng qua độ phân hủy kiềm .35 4.1.3 Lựa chọn loại gạo để sản xuất tinh bột tiền gel .37 4.2 Kết khảo sát thông số công nghệ công đoạn sản xuất tinh bột gạo 37 4.2.1 Kết ảnh hưởng nồng độ NaOH đến chất lượng gạo 37 iv 4.2.2 Kết ảnh hưởng thời gian ngâm đến chất lượng gạo .39 4.2.3 Lựa chọn điều kiện tối ưu công đoạn loại protein tinh bột 40 4.3 Kết khảo sát thông số công nghệ công đoạn biến tinh tinh bột gạo tạo sản phẩm tinh bột tiền gel 44 4.3.1 Kết lựa chọn điều kiện hồ hoá tinh bột gạo 44 4.3.2 Nghiên cứu công nghệ tạo sản phẩm tinh bột tiền gel 50 4.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm so sánh với sản phẩm khác thị trường 52 4.5 Đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất tinh bột tiền gel từ gạo Jasmine 53 4.5.1 Thuyết minh quy trình .53 4.5.2 Sơ đồ quy trình 54 Phần Kết luận kiến nghị .55 5.1 Kết luận .55 5.2 Kiến nghị 55 Tài liệu tham khảo 55 Phụ lục 59 v DANH MỤC VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng việt A Nồng độ NaOH (%) B Nhiệt độ ( C) C Thời gian (h) CT Cơng thức ĐHT Độ hịa tan ĐN Độ nhớt PGS Pregelatinized starch: tinh bột tiền gel PR Hàm lượng protein cịn sót lại TBTG Tinh bột tiền gel TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TN Thí nghiệm o vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học giá trị dinh dưỡng hạt gạo .4 Bảng 4.1 Thành phần hóa học loại gạo Khang Dân 18, Bắc Thơm 7, Tám Hải Hậu, Q5 Jasmine 85 34 Bảng 4.2 Kết nghiên cứu nhiệt độ hồ hóa loại gạo thơng qua độ phân hủy kiềm .36 Bảng 4.3 Kết ảnh hưởng nồng độ NaOH đến chất lượng gạo 38 Bảng 4.4 Ảnh hưởng thời gian ngâm đến chất lượng gạo 39 Bảng 4.5 Giá trị mã hóa thực nghiệm yếu tố khảo sát 40 Bảng 4.6 Bảng kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố tới trình tách protein 41 Bảng 4.7 Mục tiêu hàm lượng protein theo yêu cầu 42 Bảng 4.8 Kết điều kiện tối ưu cho trình tách protein gạo Jasmine 85 43 Bảng 4.9 Ảnh hưởng tỷ lệ tinh bột gạo tới q trình hồ hố 45 Bảng 4.10 Ảnh nhiệt độ thời gian đến độ nhớt độ hòa tan tinh bột gạo 46 Bảng 4.11 Ảnh hưởng nồng độ chất khô tới chất lượng sản phẩm tinh bột tiền gel 50 Bảng 4.12 Ảnh hưởng nhiệt độ khơng khí đầu vào đến độ ẩm giá trị cảm quan sản phẩm 51 Bảng 4.13 So sánh chất lượng sản phẩm tinh bột tiền gel từ gạo Jasmine tinh bột Era-gel Thái lan 52 vii DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Cây lúa-Oryza sativa Hình 2.2 Cấu trúc hạt lúa Hình 2.3 Cấu trúc phân tử amyloza Hình 2.4 Cấu trúc phân tử amylopectin Hình 2.5 Cơ chế hồ hố tinh bột .14 Hình 2.6 Hình ảnh Thiết bị sấy trống đơn (a) trống đơi (b) .18 Hình 2.7 Hình ảnh tinh bột nguyên thuỷ tinh bột tiền gel kính hiển vi điện tử 19 Hình 2.8 Sơ đồ hệ thống thiết bị sấy phun 22 Hình 4.1 Kết nghiên cứu độ phân hủy kiềm loại gạo .36 Hình 4.2 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đến độ ẩm tinh bột gạo Jasmine 44 Hình 4.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến độ nhớt tinh bột gạo Jasmine 85 46 Hình 4.4 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến độ hòa tan tinh bột gạo Jasmine 85 47 Hình 4.5 Hình ảnh tinh bột gạo Jasmine hồ hóa 49 viii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Chử Thị Minh Phương Tên luận văn: “Nghiên cứu cơng nghệ biến tính tinh bột gạo để sản xuất tinh bột tiền gel hóa làm phụ gia sản xuất thực phẩm” Ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 60 54 01 03 Tên sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu cơng nghệ biến tính tinh bột gạo tạo sản phẩm tinh bột tiền gel hóa nhằm nâng cao tính ứng dụng gạo Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu: Nội dung 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lựa chọn để sản xuất tinh bột gạo tiền gel - Nghiên cứu xác định thông số công nghệ công đoạn sản xuất tinh bột gạo - Nghiên cứu lựa chọn nồng độ NaOH cho trình ngâm gạo - Nghiên cứu lựa chọn thời gian cho trình ngâm gạo - Lựa chọn điều kiện tối ưu công đoạn loại protein tinh bột - Nội dung 2: Nghiên cứu xác định thông số công nghệ công đoạn biến tinh tinh bột gạo tạo sản phẩm tinh bột tiền gel Xác định nồng độ tinh bột thích hợp cho q trình hồ hố - Xác định nhiệt độ thời gian hồ hố thích hợp - Xác định nồng độ chất khơ cho q trình sấy phun - Xác định nhiệt độ đầu vào cho trình sấy phun Đánh giá chất lượng sản phẩm so sánh với sản phẩm khác thị trường Để thực nội dung trên, sử dụng phương pháp phân tích hóa lý, vi sinh, cảm quan, toán học… Vật liệu nghiên cứu loại gạo: Khang dân 18, Bắc thơm 7, Jasmine 85, Tám Hải Hậu Q5, loại gạo mua đại lý bán gạo, hóa chất mua địa bàn Hà Nội, thiết bị sấy đối lưu, sấy phun… Kết kết luận Sau thời gian nghiên cứu đưa kết sau: ix