(Đồ án hcmute) nghiên cứu sản xuất củ dền sấy và các yếu tố ảnh hưởng đến chất màu trong củ dền sấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ HĨA VÀ THỰC PHẨM KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT CỦ DỀN SẤY VÀ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỦ DỀN SẤY GVHD: TS LẠI QUỐC ĐẠT SVTH: NGUYỄN THỊ NHƯ Ý MSSV: 11116083 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2015 an 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 NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Nguyễn Thị Như Ý Ngành: Công nghệ Thực phẩm Tên khóa luận: Nghiên cứu sản xuất củ dền sấy yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng củ dền sấy Nhiệm vụ khóa luận: Nghiên cứu sấy củ dền phương pháp sấy đối lưu sấy lạnh, so sánh Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố chần nhiệt độ đến chất màu củ dền sấy Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 20/01/2014 Ngày hồn thành khóa luận: 16/07/2014 Họ tên ngƣời hƣớng dẫn 1: TS Lại Quốc Đạt Phần hƣớng dẫn: tồn khóa luận Nội dung yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đƣợc thông qua Trƣởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM, ngày tháng năm 20 Trƣởng Bộ môn Ngƣời hƣớng dẫn (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn thầy cô khoa Cơng nghệ hóa học thực phẩm tận tâm dạy dỗ, truyền đạt kiến thức ngành công nghệ thực phẩm tạo điều kiện cho thực khóa luận tốt nghiệp Tơi xin cám ơn TS Lại Quốc Đạt tận tình hướng dẫn tạo điều kiện, hỗ trợ thực khóa luận Xin cám ơn gia đình bạn bè động viên, giúp đỡ đóng góp ý kiến thiết thực để tơi hồn thành khóa luận Tp HCM, ngày 16 tháng 07 năm 2015 Sinh viên thực Nguyễn Thị Như Ý iv an LỜI CAM ĐOAN Tôi 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 16 tháng 07 năm 2015 Ký tên Nguyễn Thị Như Ý v an vi an vii an viii an ix an x an xi an CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN Các yếu tố chần trước sấy, nhiệt độ có ảnh hưởng đến hàm lượng betacyanin củ dền Chần trước sấy không ảnh hưởng tới tốc độ sấy giúp củ dền sấy có màu tươi sáng Nhiêt độ cao rút ngắn thời gian sấy, làm phân hủy betacyanin củ dền, khiến sản phẩm có màu tối Củ dền sấy lạnh cho kết cảm quan chất lượng tốt so với củ dền sấy khơng khí nóng thời gian sấy lâu Từ kết nghiên cứu có số đề nghị hướng phát triển đề tài:  Do thời gian điều kiện hạn chế nên chưa thể thực chế độ khác sấy lạnh nên tiến hành sấy lạnh củ dền nhiều chế độ khác để xây dựng mơ hình sấy lạnh tối ưu Áp dụng sấy lạnh với rau củ khác so sánh  Thực nghiên cứu sấy chân không, sấy hồng ngoại để so sánh thêm Vì phương pháp sấy thích hợp cho loại rau củ dễ bị biến đổi nhiệt độ cao củ dền  Có thể thực sấy phối hợp sấy lạnh sấy đối lưu nhằm vừa rút ngắn thời gian sấy, vừa tăng khả bảo toàn chất dinh dưỡng củ dền giảm chi phí lượng 30 an TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Attoe, E.L & von Elbe, J.H 1981 Photochemical degradation of betanine and selected anthocyanins Journal of Food Science, 46:1934–1937 [2] Attoe, E.L & von Elbe, J.H 1984 Oxygen involvement in betanin degradation Zeitschrift fuăr Lebensmitteluntersuchung und Forschung A 179:232–236 [3] Castellar, M.R., Obón, J.M., Alacid, M & Ferna´ndez-López, J.A (2003) Color properties and stability of betacyanins from Opuntia fruits Journal of Agricultural and Food Chemistry 51:2772–2776 [4] Czapski, J 1990 Heat stability of betacyanins in red beet juice and in betanin solutions European Food Research and Technology 191:275–278 [5] Bilyk, A & Howard, M 1982 Reversibility of thermal degradation of betacyanins under the influence of isoascorbic acid Journal of Agricultural and Food Chemistry 30:906–908 [6] Delgado-Vargas, F., Jime´nez, A.R & Paredes-Lo´pez, O 2000 Natural pigments: carotenoids, anthocyanins, and betalains -characteristics, biosynthesis, processing, and stability Critical Reviews in Food Science and Nutrition 40:173–289 [7] Escribano, J., Gandı´a-Herrero, F., Caballero, N & Pedreno, M.A 2002 Subcellular localization and isoenzyme pattern of peroxidase and polyphenol oxidase in beet root (Beta vulgarisL) Journal of Agricultural and Food Chemistry 50:6123–6129 [8] García Barrera, F.A., Reynoso, C.R & González de Mejía, E (1998) Estabilidad de las betalaínas extraídas del garambullo (Myrtillocactus geometrizans) Food Science and Technology International 4:115–120 [9] Han, D., Kim, S.J & Kim, D.M 1998 Repeated regeneration of degraded red beet juice pigments in the presence of antioxidants Journal of Food Science 63:69–72 [10] Havlíková, L., Míková, K & Kyzlink, V 1983 Heat stability of betacyanins Zeitschrift fuăr Lebensmittel-Untersuchung und Forschung 177:247–250 an [11] Henriette M.C.Azeredo 2006 Betalains: properties, sources, applications, and stability - a review International Journal of Food Science and Technology 2009 44: 2365–2376 [12] Herbach, K.M., Rohe, M., Stintzing, F.C & Carle, R 2006a Structural and chromatic stability of purple pitaya (Hylocereus polyrhizus [Weber] Britton & Rose) betacyanins as affected by the juice matrix and selected additives Food Reserach International 39:667–677 [13] Herbach, K.M., Stintzing, F.C & Carle, R 2006b Betalain stability and degradation – structural and chromatic aspects Journal of Food Science 71:R41–R50 [14] Huang, A.S & von Elbe, J.H 1985 Kinetics of the degradation and regeneration of betanine Journal of Food Science 50: 1115–1120 [15] Huang, A.S & von Elbe, J.H 1986 Stability comparison of two betacyanine pigments – amaranthine and betanine Journal of Food Science 51:670–674 [16] Huang, A.S & von Elbe, J.H 1987 Effect of pH on the degradation and regeneration of betanine Journal of Food Science 52:1689–1693 [17] J.H.Von Elbe, S.J.Schwartz, and B.E.Hildenbrand 1981 Loss and Regeneration of Betacyanin pigments during processing of red beets Journal of food science - Volume 46 1713-1715 [18] Jackman, R.L & Smith, J.L 1996 Anthocyanins and betalains Natural food colourants(edited by G.F Hendry & J.D Houghton) London: Blackie Academic & Professional 244–309 [19] Jason, A.C 1958 Fundamental Aspects of the Dehydration of Foodrtuffs Society for Chemical Industry 103 [20] Kimler, L M 1975 Betanin, the red beet pigment, as an antifungal agent Botanical Society of America 36 [21] Lee, C.Y & Smith, N.L 1979 Blanching effect on polyphenol oxidase activity in table beets Journal of Food Science 44: 82–86 an [22] Martínez-Parra, J & Munoz, R 2001 Characterization of betacyanin oxidation catalyzed by a peroxidase from Beta vulgarisL.roots Journal of Agricultural and Food Chemistry 49:4064–4068 [23] Pasch, J.H & von Elbe, J.H 1979 Betanine stability in buffered solutions containing organic acids, metal cations, antioxidants, or sequestrants Journal of Food Science 44:72–74 [24] Phạm Văn Tùy, Vũ Huy Khuê, Nguyexn Đắc Tuyên 2003 Nghiên cứu hút ẩm sấy lạnh rau củ thực phẩm bơm nhiệt máy nén Tạp chí Khoa học Cơng Nghệ Nhiêt 53 [25] Saguy, I 1979 Thermostability of red beet pigments (betanine and vulgaxanthine-I): Influence of pH and temperature J Food Sci 44:1554 [26] Saguy, I., Kopelman, I.J & Mizrahi, S 1978 Thermal kinetic degradation of betanin and betalamic acid Journal of Agricultural and Food Chemistry 26: 360–362 [27] Saravacos, G.D & Charm, S.E 1962 Fd Technol., Champaign 16:78 [28] Savolainen, K & Kuusi, T 1978 The stability properties of golden beet and red beet pigments: influence of pH, temperature, and some stabilizers Zeitschrift fur Lebensmittel-Untersuchung und -Forschung 166:19–22 [29] Schliemann, W., Kobayashi, N & Strack, D 1999 The decisive step in betaxanthin biosynthesis a spontaneous reaction Plant Physiology 119:1217–1232 [30] Schwartz, S.J & von Elbe, J.H 1983 Identification of betanin degradation products European Food Research and Tecxhnology 176:448–453 [31] Sobkowska, E., Czapski, J & Kaczmarek, R 1991 Red table beet pigment as food colorant International Food Ingredients 3:24–28 [32] Stintzing, F.C., Conrad, J., Klaiber, I., Beifuss, U & Carle, R 2004 Structural investigations on betacyanin pigments by LC NMR and 2D NMR spectroscopy Phytochemistry 65:415–422 [33] Strack, D., Vogt, T & Schliemann, W 2003 Recent advances in betalain research.Phytochemistry 62:247–269 an [34] Vaillant, F., Perez, A., Davila, I., Dornier, M & Reynes, M 2005 Colourant and antioxidant properties of red-purple pitahaya (Hylocereus sp.) Fruits 60:1–10 [35] Von Elbe, J.H 1977 The betalaines Current Aspects of Food Colorants, Ed Furia, T., CRC Press Inc Cleveland, OH p.29 [36] Von Elbe, J.H., Maing, I.Y., and Amundson, C.H 1974 Color stability of betanin, J Food Sci 39:334 an PHỤ LỤC PHỤ LỤC A CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Xác định hàm lƣợng chất màu phƣơng pháp so màu Nguyên lý: phân tử chất màu hấp thụ bước sóng cực đại định Mà bước sóng hấp thụ cực đại đặc trưng cho màu chất Chính muốn xác định cường độ màu (hàm lượng chất màu) dung dịch ta cần xác định cường độ ánh sáng hấp thu hợp chất màu có dung dịch Tiến hành: Lấy mẫu nghiền nhỏ trích ly với 10 ml nước cất 30 phút điều kiện bình thường Sau trích ly, lọc lấy dịch trích Lấy xác V ml dịch trích pha lỗng F lần nước cất, lắc Sau cho vào cuvet đo màu máy đo quang phổ UV vis Tính kết quả: Theo cơng thức Lambert-Beer ta có: A = Kcl = cl Trong đó: A: mật độ quang (OD), K: hệ số tắt, C: nồng độ chất mầu (mol/l), L: chiều dày cuvet (cm) : hệ số hấp thụ phân tử (L.mol-1.cm-1) Ta có: c A (mol/l)  l Hay: c V M F  A (g/l)  l Trong đó: C: Nồng độ (hàm lượng) chất màu (g/l), V: Thể tích dịch chiết (l), M: Phân tử lượng chất màu (g/mol) (Mbetacyanin = 564 mol/g), F: Hệ số pha lỗng, A: mật độ quang, : Hệ sơ hấp thụ phân tử ( = 60000 L.mol-1.cm-1), L: Chiều dày cuvet an  Tính theo % trọng lượng chất khô %c  c 100% m100  W 102 Trong đó: C: Hàm lượng chất màu tính theo cơng thức (g) M: Khối lượng nguyên liệu đem trích ly (g) W: Độ ẩm nguyên liệu (%) Xác dịnh độ ẩm phƣơng pháp sấy đến khối lƣợng không đổi: Sấy giấy bạc đến khối lượng không đổi Cho m1 (g) mẫu củ dền cắt lát dàn lên giấy bạc sau đem sấy nhiệt độ 105oC 6-7 Lấy mẫu ra, để nguội bình hút ẩm 30 phút Lặp lại tình sấy chênh lệch khối lượng hai lần cân liên tiếp không 0,2 mg Ghi nhận khối lượng m2 lần đo cuối Hàm lượng ẩm ngun liệu tính cơng thức: %H 2O  m1  m2 100% m1 Vận tốc sấy Là độ giảm lượng ẩm vật liệu sấy sau khoảng thời gian vơ bé, tính công thức: V  dW / dt (h-1) Hay: V m W  (kg/cm2.h) A t Trong đó: W: Độ ẩm ướt m0: Khối lượng vật liệu ban đầu (kg) m: Khối lượng vật liệu sau sấy đến độ ẩm xác định (kg) A: Diện tích bề mặt vật liệu tiếp xúc sấy (cm2) W: Độ giảm ẩm W = 100-W an PHỤ LỤC B CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Bảng B.1 T (giờ) Ẩm nguyên liệu Kết sấy đối lƣu 50oC Vận tốc sấy Hàm lƣợng betacyanin (%) (kg/cm h) (%) 88.97 ± 0.42 0.004 ± 0.0001 86.83 ± 0.57 0.0702 ± 0.0021 0.0049 ± 0.0002 84.14 ± 0.71 0.0578 ± 0.001 0.0054 ± 0.0002 82.42 ± 0.77 0.0566 ± 0.0009 0.0068 ± 0.0003 81.3 ± 0.74 0.0555 ± 0.0004 0.0086 ± 0.0003 76.56 ± 1.09 0.0376 ± 0.0012 0.007 ± 0.0003 71.94 ± 1.29 0.0329 ± 0.0011 0.0145 ± 0.0005 65.05 ± 1.93 0.0254 ± 0.001 0.0097 ± 0.0004 62.7 ± 0.95 0.0278 ± 0.0026 0.0098 ± 0.0004 60.95 ± 0.27 0.027 ± 0.0013 0.0129 ± 0.0005 10 55.25 ± 1.32 0.0215 ± 0.0015 11 47.46 ± 2.55 0.0179 ± 0.0011 12 39.28 ± 1.8 0.0157 ± 0.0008 13 30.71 ± 1.43 0.0139 ± 0.0003 14 19.31 ± 1.44 0.0117 ± 0.0003 15 11.76 ± 0.66 0.0114 ± 0.0006 16 8.72 ± 0.8 0.0117 ± 0.0004 an Bảng B.2 Kết sấy đôi lƣu 60oC Ẩm nguyên liệu Vận tốc sấy Hàm lƣợng betacyanin (%) (kg/cm2.h) (%) 91.78 ± 0.38 0.008 ± 0.0004 90.52 ± 0.56 0.0751 ± 0.0018 0.0076 ± 0.0003 88.78 ± 0.66 0.0619 ± 0.001 0.0068 ± 0.0003 85.52 ± 0.85 0.044 ± 0.0009 0.007 ± 0.0003 83.42 ± 1.45 0.0435 ± 0.0035 0.0059 ± 0.0003 80.8 ± 1.77 0.0371 ± 0.0019 0.006 ± 0.0003 77.43 ± 2.07 0.0311 ± 0.0017 0.0071 ± 0.0003 69.19 ± 3.02 0.0196 ± 0.0011 0.0064 ± 0.0003 61.96 ± 3.66 0.0175 ± 0.0008 0.0077 ± 0.0003 48.1 ± 2.7 0.0116 ± 0.0004 10 33.84 ± 0.61 0.0098 ± 0.0009 11 20.51 ± 1.17 0.0086 ± 0.0003 12 13.52 ± 0.26 0.0087 ± 0.0005 13 8.71 ± 0.3 0.0085 ± 0.0004 T (giờ) an Bảng B.3 Kết sấy đối lƣu 70oC Ẩm nguyên liệu Vận tốc sấy Hàm lƣợng (%) (kg/cm2.h) betacyanin (%) 91.53 ± 0.22 0.0069 ± 0.0002 88.91 ± 0.7 0.0586 ± 0.0047 0.0063 ± 0.0002 84.87 ± 0.59 0.041 ± 0.0017 0.011 ± 0.0003 76.8 ± 0.69 0.0238 ± 0.0004 0.0061 ± 0.0002 70.62 ± 1.06 0.0228 ± 0.0005 0.0054 ± 0.0001 60.11 ± 2.24 0.0157 ± 0.0009 0.0084 ±0.0003 47.87 ± 1.62 0.0125 ± 0.0011 0.0227 ± 0.0295 26.9 ± 1.25 0.0083 ± 0.0001 0.0061 ±0.0003 13.15 ± 0.18 0.0082 ± 0.0003 0.006 ± 0.0002 8.46 ± 0.23 0.0088 ± 0.0002 T (giờ) an Bảng B.4 Kết sấy đối lƣu có chần 50oC Ẩm nguyên liệu Vận tốc sấy Hàm lƣợng (%) (kg/cm2.h) betacyanin (%) 90.68 ± 0.29 0.01 ± 0.0001 88.6 ± 0.5 0.0668 ± 0.0027 0.0127 ± 0.0001 86.97 ± 0.43 0.0625 ± 0.0008 0.0227 ± 0.0002 83.91 ± 0.6 0.0469 ± 0.0005 0.0097 ± 0.0001 82.55 ± 0.66 0.0493 ± 0.0004 0.0116 ± 0.0001 81.58 ± 0.57 0.0479 ±0.0011 0.0126 ± 0.0001 77.77 ± 0.55 0.0347 ± 0.0004 0.0222 ± 0.0002 68.68 ± 0.72 0.0211 ± 0.0005 0.0125 ± 0.0001 65.49 ± 0.77 0.0245 ± 0.0005 0.0128 ± 0.0001 60.76 ± 1.41 0.0209 ± 0.0004 10 56.15 ± 0.96 0.019 ± 0.0008 11 48.71 ± 0.93 0.0155 ± 0.0003 12 43.53 ± 1.32 0.015 ± 0.0002 13 34.22 ± 1.12 0.0122 ± 0.0005 14 21.8 ± 1.39 0.01 ± 0.0004 15 14.64 ± 0.38 0.01 ± 0.0005 16 8.33 ± 0.61 0.0095 ± 0.0004 T (giờ) an Bảng B.5 Kết sấy đối lƣu có chầ 60oC Ẩm nguyên liệu Vận tốc sấy Hàm lƣợng (%) (kg/cm2.h) betacyanin (%) 91.85 ± 0.14 0.0176 ± 0.0003 89.95 ± 0.37 0.0653 ± 0.0047 0.0161 ± 0.0003 88.45 ± 0.41 0.0611 ± 0.0021 0.0117 ± 0.0002 86 ± 0.31 0.0478 ± 0.0033 0.0144 ± 0.0003 80.68 ± 0.52 0.0305 ± 0.002 0.0093 ± 0.0002 77.2 ± 0.81 0.0302 ± 0.0023 0.0086 ± 0.0002 74.21 ± 1.46 0.0279 ± 0.0024 0.0072 ± 0.0001 65.33 ± 1.5 0.0174 ± 0.0009 0.0112 ± 0.0002 58.94 ± 0.43 0.0167 ± 0.0005 0.0071 ± 0.0001 45.32 ± 0.54 0.0111 ± 0.0004 10 38.41 ± 0.15 0.0117 ± 0.0002 11 28.94 ± 1.64 0.0099 ± 0.0005 12 15.36 ± 2.53 0.0081 ± 0.0003 13 8.2 ± 0.28 0.0081 ± 0.0003 T (giờ) an Bảng B.6 Kết sấy đối lƣu không chần 70oC Ẩm nguyên liệu Vận tốc sấy Hàm lƣợng (%) (kg/cm2.h) betacyanin (%) 91.5 ± 0.16 0.0138 ± 0.0003 88.49 ± 0.23 0.0545 ± 0.0002 0.0145 ±0.0003 85.18 ± 0.3 0.0445 ± 0.0001 0.0189 ± 0.0003 77.08 ± 0.5 0.024 ± 0.0001 0.0121 ±0.0002 71.52 ± 0.64 0.024 ± 0.0001 0.0141 ± 0.0003 57.15 ± 1.06 0.0132 ± 0.0001 0.009 ± 0.0002 47.97 ± 1.36 0.0135 ± 0.0001 0.0113 ± 0.0002 23.31 ± 2.31 0.0075 ± 0.0001 0.0105 ±0.0002 12.08 ± 2.07 0.0084 ± 0.0002 0.0098 ± 0.0002 8.96 ± 0.84 0.009 ± 0.0002 T (giờ) an Bảng B.7 Kết sấy lạnh Ẩm nguyên liệu Vận tốc sấy Hàm lƣợng (%) (kg/cm2.h) betacyanin (%) 91 0.0101 88.64 0.0628 0.0092 85.99 0.0521 0.0107 80.54 0.0333 0.0084 75.51 0.0292 0.0099 64.36 0.0173 0.0091 40.98 0.0092 0.0078 10 0.0066 0.0083 2.7 0.0086 0.0101 T (giờ) an S an K L 0