Nghiên cứu công nghệ sản xuất màu caramen từ nước dừa

- i - MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3 1.1 Tổng quan về cây dừa 3 1.1.1 Giới thiệu chung: 3 1.1.2 Phân loại cây dừa ở Việt Nam: 4 1.1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm từ cây dừa theo hướng tổng hợp lợi dụng: 4 1.1.4 Sơ lược về ñặc tính sinh học của cây dừa: 6 1.1.5 Tìm hiểu về nước dừa và sự hình thành nước dừa: 6 1. Tìm hiểu về nước dừa 6 2. Quá trình hình thành nước trong quả dừa trải qua các giai ñoạn sau 7 1.1.6 Công dụng của nước dừa: 8 1.2 Tổng quan về màu thực phẩm và phụ gia tạo màu: 9 1.2.1 Tìm hiểu chung về chất màu: 9 1.2.2 Ý nghĩa của các chất màu trong sản xuất thực phẩm: 10 1.2.3 Vai trò 11 1.2.4 Các loại phụ gia tạo màu: 11 1. Chất màu hữu cơ tự nhiên: 11 2. Chất màu hữu cơ tổng hợp: 12 1.2.5 Tìm hiểu chung về màu caramen. 13 1. Phân loại màu caramen (caramel): (E150) 13 2. Màu caramen trên thị trường. 13 1.3 Giới thiệu khái quát về một số phản ứng tạo ra những chất màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu: (Phản ứng nâu hóa phi enzyme) 14 1.3.1 Tạo màu mới do phản ứng caramen (Caramelisation): 14 1.3.2 Phản ứng Melanoidin (Maillard): 16 ii 1. Giới thiệu về phản ứng melanoidin: 16 2. ðiều kiện tiến hành của phản ứng tạo melanoidin: 17 3. Quá trình tạo melanoidin: 19 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25 2.1 Vật liệu nghiên cứu: 25 2.1.1 Vật liệu chính: 25 2.1.2 Vật liệu phụ: 28 1. Nước cất: 28 2. Rượu: 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu: 28 2.2.1 Phương pháp cô ñặc: 28 2.2.2. Các phương pháp phân tích: 29 2.3 Bố trí thí nghiệm: 30 2.3.1 Bố trí thí nghiệm chọn nồng ñộ kết thúc thích hợp cho phản ứng caramen hóa nước dừa già: 31 2.3.2 Bố trí thí nghiệm chọn phương pháp cô ñặc: 32 2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác ñịnh tỉ lệ nước bổ sung ñể hòa tan sản phẩm caramen hóa: 34 2.3.4 Bố trí thí nghiệm bổ sung dung môi rượu kết hợp nước cất ñể hòa tan sản phẩm caramen. 35 2.3.5. Sơ ñồ quy trình sản xuất màu caramen hoàn chỉnh: 36 2.3.6. Phương pháp phân tích cảm quan sản phẩm: 36 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Kết quả nghiên cứu chọn nồng ñộ kết thúc thích hợp cho phản ứng caramen hóa nước dừa già 42 iii 3.2 Kết quả nghiên cứu phương pháp cô ñặc: 45 3.2.1 Xác ñịnh phương pháp cô ñặc: 45 3.2.2 Xác ñịnh thời gian và khối lượng sản phẩm thu ñược sau cô ñặc: 49 1. Xác ñịnh khối lượng sản phẩm thu ñược sau cô ñặc 49 2. Xác ñịnh thời gian cô ñặc: 50 3.3. Kết quả nghiên cứu sử dụng nước cất ñể hòa tan sản phẩm caramen 51 3.4. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm hòa tan sản phẩm caramen trong hỗn hợp nước cất và rượu: 52 3.5. Màu caramen ñược sản xuất theo quy trình ñã chọn và kết quả xác ñịnh các thành phần của sản phẩm: 53 KẾT LUẬN VÀ ðỀ XUẤT Ý KIẾN 55 1. KẾT LUẬN. 55 2. HẠN CHẾ 56 3. ðỀ XUẤT Ý KIẾN 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các sản phẩm chính trong chế biến tổng hợp lợi dụng từ quả dừa 5 Hình 1.2: Cấu tạo của trái dừa 7 Hình 1.3: Quá trình tạo melanoidin. 20 Hình 3.1: Nồng ñộ chất khô của nước dừa theo thời gian cô ñặc 42 Hình 3.2: ðộ tăng nồng ñộ chất khô của nước dừa 42 Hình 3.3: ðiểm cảm quan của sản phẩm caramen sau khi kết thúc cô ñặc 44 Hình 3.4: ðộ tăng nhiệt ñộ của nước dừa theo thời gian cô ñặc 45 Hình 3.5: ðộ tăng nồng ñộ chất khô của nước dừa 45 Hình 3.6: ðiểm cảm quan của sản phẩm caramen 48 Hình 3.7: Khối lượng của các mẫu thu ñược sau cô ñặc 50 Hình 3.8: Thời gian cô ñặc gián ñoạn 50 Hình 3.9: ðiểm cảm quan của sản phẩm ñược hòa tan bằng nước 51 Hình 3.10: ðiểm cảm quan của sản phẩm ñược hòa tan bằng nước và rượu 52 Hình 3.11: Quá trình caramen nước dừa già. 54 Hình 3.12: So sánh màu caramen thành phẩm với sản phẩm trên thị trường 54 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Nguồn gốc của các chất màu hữu cơ tự nhiên 12 Bảng 1.2: Các giai ñoạn của phản ứng caramen từ sacaroza 15 Bảng 2.1: Thành phần hóa lý, vật lý của nước dừa già, nước dừa cứng cạy 25 Bảng 2.2: Một số vitamin có trong nước dừa 26 Bảng 2.3: Các nguyên tố vi lượng có trong nước dừa 26 Bảng 2.4: Các acid amin ñược tìm thấy trong nước dừa 27 Bảng 2.5: Hệ số quan trọng của các chỉ tiêu 37 Bảng 2.6: Mô tả thang ñiểm cảm quan của màu caramen sau cô ñặc 37 Bảng 2.7: Mô tả thang ñiểm cảm quan của màu caramen sau khi pha loãng 38 Bảng 2.8: Mô tả thang ñiểm cảm quan cho màu caramen ñược hòa tan bằng hỗn hợp nước cất và rượu 40 Bảng 3.1: Kết quả xác ñịnh hàm lượng nước của hai mẫu 49 Bảng 3.2: Hàm lượng tro sunphat của sản phẩm 53 - 1 - MỞ ðẦU Ăn uống và sức khỏe ngày càng ñược con người chú ý. Ngày càng có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng: giữa ăn uống và sức khỏe có sự liên quan chặt chẽ với nhau. Ăn uống không chỉ ñáp ứng nhu cầu cấp thiết hằng ngày, mà còn là liệu pháp ñể duy trì, nâng cao sức khỏe và tăng tuổi thọ cho con người [7]. Cũng như chúng ta ñã biết trong ẩm thực: với nền văn hóa ñậm nét phương ðông ở nước ta thì gia vị là cái quan trọng nhất làm nên bản sắc món ăn. Từ xưa, miền nam Việt Nam ñang lưu truyền cách thức sử dụng nước dừa già ñể làm ra sản phẩm nước màu làm gia vị phục vụ trong các góc bếp gia ñình với các món ăn truyền thống như cá, tôm, thịt kho, các món ram mang ñậm phong cách Việt. Ngày nay, gia vị này ñang len vào xứ người, bước ñầu là ñể phục vụ những người Việt xa nhà, do các cơ sở chuyên thu mua nước dừa già về sản xuất nước màu dừa cung cấp cho thị trường. Chẳng hạn: Công ty TNHH Xuân Nguyên (292/17 Nguyễn Xí, Q.Bình Thạnh, TP.HCM). Những năm gần ñây, mỗi năm công ty xuất khẩu sang Mỹ khoảng 5000 thùng nước màu dừa (một thùng có 24 chai 250ml). ðồng thời, ở miền bắc Việt Nam sử dụng nước màu dùng trong nấu ăn phần lớn ñều ñược làm từ ñường, nó là ñường chưa bị cháy ñen, mới tới cháy ñỏ, hoà với nước sẽ có màu cánh gián bóng bẩy. Tuy nhiên, ñể có ñược sản phẩm này thì không ñơn giản, ñòi hỏi sự khéo léo, nếu không rất dễ bị cháy thì rất nguy hiểm. Mặc khác, trên thị trường hiện nay, màu caramen phục vụ trong ngành ñồ uống nước giải khát (Pesi, Cocacola); trong sản xuất nước tương (xì dầu), cà phê, bánh kẹo, kem ở Việt Nam hiện nay phải nhập từ nước ngoài như Malaysia, Autralia, Pháp Trong khi ñó nguồn nguyên liệu nước dừa già có thể tạo màu caramen thì ñang lãng phí trong nước; chưa có một nghiên cứu cụ thể nào về phương pháp tạo màu caramen từ nước dừa già này. ðược sự phân công của khoa Chế biến và 2 ñược sự hướng dẫn của PGS.TS Ngô ðăng Nghĩa, sau ñây xin tiến hành nghiên cứu: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất màu caramen từ nước dừa”. ðề tài nhằm khẳng ñịnh có thể sử dụng nước dừa già ñể sản xuất màu caramen hoàn thiện; ñồng thời nhằm xác ñịnh phương pháp sản xuất thích hợp, xác ñịnh ñiều kiện thích hợp tại mỗi công ñoạn. ðưa ra quy trình sản xuất màu caramen có cơ sở khoa học và khả thi góp phần phục vụ cho ngành giải khát, nước chấm ðề tài triển khai thành công sẽ giải quyết ñược 1 vấn ñề lớn về nguồn phế liệu nước dừa già, giải quyết ñược vấn ñề ô nhiễm môi trường. +Vừa có thể giúp tăng thu nhập, ña dạng hóa sản phẩm. +Vừa có thể nâng cao ñược giá trị truyền thống: từ nguồn nguyên liệu dừa phong phú của Việt Nam, cộng thêm tài khéo léo của người chế biến ñể làm cho trái dừa không chỉ là nguồn nguyên liệu thô mà nó ñã ñược nâng giá trị lên nhiều lần. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cây dừa:[2], [4], [22], [23], [26] 1.1.1 Giới thiệu chung: Dừa có tên khoa học là Cocos nucifera. Là cây thuộc ngành Hiển hoa bí tử, lớp ñơn tử diệp, bộ Spacidiflorale, họ Palmae, chi Cocos, loài Nucifera. [4] Theo các số liệu thống kê của tổ chức IPGRI vào năm 2000, trên thế giới ñã có 86 quốc gia trồng dừa với tổng diện tích 11,6 triệu hecta tập trung chủ yếu ở các vùng ðông Nam Á và ở ñảo Thái Bình Dương. Một số quốc gia như: Philippin, Inñônêxia, Sri Lanka, Brazil, Thái Lan [2].Trong ñó các nước Châu Á chiếm khoảng 90% tổng diện tích, ñặc biệt là ba quốc gia: Philippin, Inñônêxia, Việt Nam. Cây dừa di thực ñến Việt Nam từ thế kỷ XIX, ñược trồng phổ biến vào ñầu thế kỷ XX chủ yếu ở các tỉnh Trung bộ và Nam bộ ñặc biệt là Bến Tre, do sự du nhập giống dừa từ các thương thuyền của những doanh nhân từ Malaysia, Philippin ra vào các cảng biển Việt Nam thời ñó [23]. Ngày nay, Việt Nam là một trong những quốc gia có diện tích trồng dừa cao trong khu vực. Dừa ñược trồng nhiều ở các tỉnh ñồng bằng Sông Cửu Long như: Bến Tre ñang dẫn ñầu cả nước về diện tích trồng dừa với 45.000ha trong tổng số 150.000ha của cả nước (2009) [23], Trà Vinh (ñặc biệt là ở huyện Tiểu Cần) [22], Tiền Giang có khoảng 10.000ha diện tích ñất trồng dừa[25], Cần Thơ…; ở một số tỉnh ven biển miền trung như Bình ðịnh là tỉnh có diện tích trồng dừa lớn thứ hai cả nước sau Bến Tre, năm 2000 Bình ðịnh có gần 13.000ha trồng dừa; Phú Yên, Phan Thiết, … và ở một số tỉnh ñồng bằng Bắc Bộ nhiều nhất là ở Thanh Hóa chiếm 2/3 tổng sản lượng dừa miền bắc [2]. Trong bối cảnh kinh tế phát triển theo xu hướng kỹ thuật cao ngày nay, cây dừa không chỉ ñơn thuần có giá trị về thương mại mà còn có giá trị xã hội. Người ta ước tính có khoảng 100 sản phẩm ñược làm trực tiếp từ dừa (chẳng 4 hạn: nhiều sản phẩm thực phẩm như kẹo dừa, thạch dừa, cơm dừa sấy, sữa bột dừa, dầu; các sản phẩm mỹ nghệ như: vỏ dừa cắt, thảm xơ dừa… hoặc phân bón từ mụn dừa….). [23], [2] 1.1.2 Phân loại cây dừa ở Việt Nam: [26], [27] Trong dân gian thường chia dừa thành hai tên gọi: dừa ta và dừa Xiêm [27] - Dừa ta: Là giống dừa bản ñịa trái to, cơm dừa là nguyên liệu chính. +Dừa dâu: Trái nhỏ, vỏ mỏng, trái sai, cơm dày, dừa dâu có thể khai thác làm nước giải khát như dừa Xiêm. +Dừa bung: Trái to, vỏ dày, gáo lớn, cơm dày. - Dừa Xiêm: Là giống dừa có nguồn gốc nhập ngoại, trái nhỏ, vỏ xanh, chủ yếu dùng nước ñể giải khát. Ngày nay, việc chọn giống trồng dừa ñược nông dân ñặc biệt chú trọng, có nhiều giống rất phong phú như: dừa ta xanh, dừa ta vàng, dừa dâu xanh, dừa dâu vàng, dừa xiêm xanh, dừa xiêm vàng, dừa ẻo, dừa Tam Quan, dừa dứa, các giống dừa lai như PB 121, PB 141, JVA 1, JVA 2; ngoài ra còn vài giống ñược gặp như dừa bung, dừa sọc, dừa sáp [26] 1.1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm từ cây dừa theo hướng tổng hợp lợi dụng: [2], [21], [23] Lúc trước, chúng ta chưa tận dụng hết xơ, sọ, nước dừa. Phần lớn xơ dừa dùng ñể ñun, nước dừa ở các cơ sở ép dầu còn bỏ ñi, khô dầu dừa làm thức ăn gia súc Nhưng hiện nay, con nguời ñã nghiên cứu và ứng dụng sử dụng quả dừa theo hướng tổng hợp lợi dụng, kết quả thu ñuợc trên 100 sản phẩm chính từ quả dừa chẳng hạn (dầu dừa, các loại nước giải khát, bánh kẹo, các loại ñồ hộp từ cơm và nước dừa, thức ăn gia súc từ khô dừa, than hoạt tính từ sọ dừa, thảm và tấm ép cách nhiệt từ xơ dừa Vì vậy có thể nói: các sản phẩm công nghiệp chế biến từ trái dừa phục vụ cho xuất khẩu ngày càng ña dạng phong phú về chất lượng, mẫu mã, chủng loại góp phần ñáng kể vào việc nâng cao ñời sống cho con người [2]. Ví dụ: Trong năm 2003, tỉnh Bến Tre ñã sản xuất chế biến xuất khẩu ñược 5 tổng cộng ñến hàng vạn tấn sản phẩm từ dừa các loại; ñạt tổng kim ngạch xuất khẩu hơn 29,2 triệu USD, chiếm ñến hơn 1/2 tổng kim ngạch xuất khẩu của toàn tỉnh trong cả năm 2003. [21], [23] Hình 1.1: Các sản phẩm chính trong chế biến tổng hợp lợi dụng từ quả dừa. Dừa già Xơ dừa Thừng, thảm Dừa quả Sọ dừa Than hoạt tính Tấm cách nhiệt Giải khát thư ờng Dừa nạo, c ứng cạy Nước dừa Cúc khảm, thìa, gáo ph ễu Bột dừa hòa tan Cơm dừa Giải khát lên men, th ạch ðồ hộp các lo ại Thức ăn gia súc, phân bón, nguyên li ệu Bánh kẹo Ép dầu Dừa xiêm, dừa dâu Giải khát Dừa lạnh ñông xuất khẩu [...]... caramel 2 Màu caramen trên th trư ng Các l ai màu caramen trên th trư ng hi n nay ña s ñ u ñư c nh p t nư c ngoài Ch ng h n: M t s s n ph m c a Pháp: + Màu caramen b t Sethness Roquette d ng bao 25kg + Màu caramen s t 4220 Sethness Roquette d ng can 30kg + Màu caramen d ng s t 3225 Sethness Roquette d ng can 30kg +Màu caramen d ng s t 4400 Sethness Roquette d ng can 30kg Ngoài ra còn có màu caramen c... c ph m ch ñư c phép s d ng CuSO4 ñ gi màu cho hoa qu Ưu như c ñi m c a ch t màu t ng h p: + Ưu ñi m: Cho nhi u gam màu phong phú, r ti n, và ti n l i trong ch bi n th c ph m + Như c ñi m: nh hư ng ñ n s c kh e c a con ngư i ñ c bi t là có nguy cơ gây b nh ung thư 1.2.5 Tìm hi u chung v màu caramen 1 Phân lo i màu caramen (caramel): (E150) [28] Caramen là h n h p màu nâu ñen ph c t p, ñươc t o ra t vi... [11] Các lo i ph gia t o màu ñu c chia làm hai nhóm chính: ch t màu t nhiên và ch t màu t ng h p 1 Ch t màu h u cơ t nhiên: Ưu ñi m, như c ñi m c a ch t màu h u cơ t nhiên: +Ưu ñi m: T o màu ñ p trong ch bi n th c ph m v i ñ an toàn cao và màu gi ng v i ngu n t nhiên +Như c ñi m: Ch t màu th c ph m t ngu n t nhiên không b n như các ch t 12 màu t ng h p Ngoài ra do chúng t n t i trong th c v t, ñ ng vât,... là cô ñ c nư c d a già thành s n ph m nư c màu d a, làm gia v trong nhà b p (ư p th t, cá kho , các món ram ) 1.2 T ng quan v màu th c ph m và ph gia t o màu: [11], [13] 1.2.1 Tìm hi u chung v ch t màu: Ph gia t o màu: Là các ch t có tác d ng làm tăng ch t lư ng th giác c a th c ph m Chúng là các ch t màu t nhiên ñư c tách chi t t th c v t hay là nh ng ch t màu t ng h p Cùng v i s phát tri n v dân s... t màu h u cơ t ng h p: Ch t màu h u cơ t ng h p: Là các ch t màu ñư c t ng h p b ng phương pháp hóa h c Hi n nay, có r t nhi u ch t màu h u cơ t ng h p v i nhi u tính ch t khác nhau Do ñó vi c s d ng chúng trong th c ph m c n ph i ñư c nghiên c u h t s c nghiêm ng t và có nh ng quy ñ nh ch t ch Các lo i ch t màu h u cơ t ng h p ñư c chia làm ba nhóm: Nhóm A, nhóm B, nhóm C + Nhóm A: G m các ch t màu. .. ñ c tích lũy + Nhóm B: G m 5 lo i màu, ñòi h i ph i ñư c nghiên c u kĩ trư c khi s 13 d ng: β-carotene t ng h p, xanh (kí hi u CI 42090), Erythozin (kí hi u CI 45430), Indigotin (kí hi u CI 73015), xanh l c + Nhóm C: Bao g m t t c các màu h u cơ t ng h p khác chưa ñư c nghiên c u ho c các nghiên c u chưa rõ ràng Ngoài ra, còn m t s ch t màu vô cơ: hi n nay các ch t màu vô cơ ñư c s n xu t r t nhi u:... trình gia công nguyên li u, bán thành ph m ñ b o toàn ñư c t i ña các ch t màu có s n trong nguyên li u 11 + Tách ra, cô ñ c và b o qu n các ch t màu t chính nguyên li u th c v t ñó ho c t các nguyên l u khác giàu màu s c y Sau ñó t các ch t màu t nhiên ñã cô ñ c này có th dùng ñ nhu m màu cho chính nguyên li u ñó ho c cho nh ng d ng nguyên li u hoàn toàn khác + T ng h p nhân t o các ch t màu gi ng... nay v n ñ màu th c ph m t n công trên th trư ng ngày càng nhi u) Ch t màu thư ng không có ý nghĩa nhi u v m t dinh dư ng nhưng có ý nghĩa quan tr ng trong: + C ng c hay tăng cư ng màu ban ñ u t nhiên c a th c ph m ñ thu hút ngư i tiêu dùng + T o màu cho m t s th c ph m làm tăng giá tr c m quan như: Các lo i k o, snash, nư c gi i khát 1.2.4 Các lo i ph gia t o màu: [11] Các lo i ph gia t o màu ñu c chia... ki n cho ph n ng caramen và ph n ng melanoidin x y ra theo chi u t o ra ch t màu, ch t mùi ñ c trưng cho màu caramen là hoàn toàn kh thi 2.1.2 V t li u ph : 1 Nư c c t: S n ph m caramen ñư c cô ñ c nên nhi t ñ c a nó tăng lên tương ñ i cao nên có th tiêu di t h t các y u t vi sinh ñây, s d ng nư c ch y u như là m t dung môi ñ hoà tan caramen v i hàm lư ng s d ng r t nh Nên trong nghiên c u này s d... t minh: M c ñích c a thí nghi m là xác ñ nh ñư c n ng ñ ch t khô k t thúc thích h p cho màu caramen sau khi cô ñ c Vi c này không ch giúp ta k t thúc quá trình caramen hóa ñúng lúc, mà còn giúp ta thu ñư c s n ph m màu caramen ñ t yêu c u v màu s c cùng v i mùi v là t t nh t N u k t thúc s m thì s n ph m chưa ñ t màu nâu ñen yêu c u, còn n u k t thúc quá tr thì ph n ng ti p t c x y ra t o ra các h p . Nghĩa, sau ñây xin tiến hành nghiên cứu: Nghiên cứu công nghệ sản xuất màu caramen từ nước dừa . ðề tài nhằm khẳng ñịnh có thể sử dụng nước dừa già ñể sản xuất màu caramen hoàn thiện; ñồng thời. nguyên liệu nước dừa già có thể tạo màu caramen thì ñang lãng phí trong nước; chưa có một nghiên cứu cụ thể nào về phương pháp tạo màu caramen từ nước dừa già này. ðược sự phân công của khoa. dừa: 6 1.1.5 Tìm hiểu về nước dừa và sự hình thành nước dừa: 6 1. Tìm hiểu về nước dừa 6 2. Quá trình hình thành nước trong quả dừa trải qua các giai ñoạn sau 7 1.1.6 Công dụng của nước dừa: