nghiên cứu sử dụng carrageenan và phụ liệu để thay thế thạch cao trong sản xuất đậu phụ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CARRAGEENAN VÀ PHỤ LIỆU ĐỂ THAY THẾ THẠCH CAO TRONG SẢN XUẤT ĐẬU PHỤ Nha Trang, tháng 11 năm 2008 Ch ủ nhi ệm đề t à i : V ũ Xuân Luận Cán bộ hướng dẫn : GS.TS Trần Thị Luyến LỜI CẢM ƠN Sau thời gian dài học tập và nghiên cứu em đã hoàn thành đề tài này với sự giúp đỡ tận tình từ các quý thầy cô giáo, gia đình và bè bạn. Qua đây em xin chân thành cám ơn các thầy cô trong ban giám hiệu đã tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài này. Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến GS – TS Trần Thị Luyến đã tận tình bổ túc cho em kiến thức về chuyên môn, định hướng cho em con đường tiếp cận khoa học. Em xin cám ơn các thầy cô giáo, cán bộ phòng thí nghiệm khoa chế biến đã giúp đỡ em trong quá trình thực tập tại phòng thí nghiệm. Em xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình đã tạo điều kiện về tinh thần và vật chất giúp em hoàn thành đề tài này. Em xin chân thành cám ơn các bạn đã luôn bên em trong những lúc gặp khó khăn trong nghiên cứu và học tập. Sinh viên: Vũ Xuân Luận MỤC LỤC Trang CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1 1.1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ ĐẬU PHỤ 1 2.2. TÌM HIỂU VỀ CARRAGEENAN 16 CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 23 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.2.1. Bố trí thí nghiệm 26 2.2.1.1. Quy trình dự kiến 26 2.2.1.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát Error! Bookmark not defined. a. Bố trí thí nghiệm thăm dò lượng Carrageenan cần dùng 28 b. Bố trí thí nghiệm thăm dò lượng mono canxiphosphate 29 c. Bố trí thí nghiệm thăm dò nhiệt độ tạo gel 30 d. Bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm 31 2.2.2. Đánh giá chất lượng sản phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79   4 32 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34 3.1. Kết quả thí nghiệm thăm dò lượng Carrageenan sử dụng trong sản xuất đậu phụ. 34 3.2. Kết quả thí nghiệm thăm dò lượng mono canxiphosphate sử dụng trong sản xuất đậu phụ 36 3.3. Kết quả thí nghiệm thăm dò nhiệt độ tạo gel trong sản xuất đậu phụ 38 3.4. Kết quả thí nghiệm bài toán quy hoạch thực nghiệm 39 3.4.1 Bố trí thí nghiệm theo phương án quy hoạch trực giao cấp I (TYT 2 k ) 40 3.4.2 Tối ưu hóa hàm sản lượng theo phương pháp dốc đứng của Box và Wilson 48 3.4.3.Tối ưu hóa hàm Y 2 theo phương pháp dốc đứng của Box và Wilson 49 3.4.4. Tiến hành tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 52 3.5 Đề xuất quy trình công nghệ và thành phần chế phẩm Carrafate 53 3.5.1 Thành phần chế phẩm Carrafate 53 3.5.2 Đề xuất quy trình công nghệ 54 3.6. So sánh hiệu quả của quy trình đề xuất với các quy trình truyền thống. 56 3.7 Đánh giá chất lượng sản phẩm 59 3.8 Tính chi phí thực nghiệm 61 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 62 Kết luận 62 Đề xuất ý kiến 63 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của đậu nành   10 1 Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của đậu nành 1 Bảng1.2: Thành phần dinh dưỡng của một số thực phẩm so với đậu phụ.   1 .3 Bảng1.2: Thành phần dinh dưỡng của một số thực phẩm so với đậu phụ 3 Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành   11 4 Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành 4 Bảng 1.3: Thành phần acid amin không thay thế của đậu nành 4 Bảng1.4: So sánh khả năng tiêu hóa của đậu nành so với một số thực phẩm khác.4 Bảng 2.1: Bảng mô tả thang điểm cảm quan của đậu phụ 32 Bảng 3.1: Bảng mô tả điều kiện thí nghiệm 40 Bảng3.2: Kết quả ma trận thí nghiệm 41 Bảng3.3: Ma trận biến mã 41 Bảng 3.4: Bảng kết quả t j * 42 Bảng 3.5: Bảng kết quả 45 Bảng 3.6: Bảng mô tả điều kiện thí nghiệm leo dốc 48 Bảng 3.7: Bảng kết quả thí nghiệm leo dốc 49 Bảng 3.8: Bảng mô tả điều kiện thí nghiệm leo dốc 50 Bảng 3.9: Bảng kết quả thí nghiệm leo dốc 50 Bảng 3.10: Bảng mô tả điều kiện thí nghiệm leo dốc 52 Bảng 3.11: Bảng kết quả thí nghiệm leo dốc 52 Bảng 3.12: Điểm cảm quan của sản phẩm đậu phụ sản xuất theo phương pháp Carrageenan 59 Bảng 3.13: Điểm cảm quan của sản phẩm đậu phụ sản xuất theo phương pháp Carrageenan sau 1 tháng bảo quản 59 DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 1.1 : Cấu tạo của hạt 2 Hình 1.2: Quá trình phân ly và tập hợp của protein đậu nành 11 Hình 1.3 : Mô hình tạo gel với protein của Carrageenan ở pH > pH i 15 Hình 1.4: Cấu tạo chung của Carrageenan 16 Hình 1.5: Tác động của môi trường kiềm đến cấu tạo của Carrageenan 17 Hình 1.6: Mô hình phản ứng giữa Carrageenan với protein 19 Hình 1.8: Rong Eucheuma denticulatum Khánh Hòa 21 Hình 2.1: Đậu nành giống DT2001 trồng ở Hải Dương 23 Hình 2.2: Carrageenan bán tinh chế và mono canxiphosphate 24 Hình 3.1: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa sản lượng đậu phụ và lượng Carrageenan SRC 34 Hình 3.2: Đồ thị thể hiện tương quan giữa sản lượng đậu phụ và lượng Carrageenan SRC sử dụng 35 Hình 3.3: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa sản lượng đậu phụ và lượng 36 Mono canxiphosphate 36 Hình 3.4: Đồ thị thể hiện tương quan giữa sản lượng đậu phụ và lượng mono canxiphosphate sử dụng 37 Hình 3.5: Đồ thị thể hiện quan hệ giữa sản lượng đậu phụ và nhiệt độ tạo gel 38 Hình 3.6: Đồ thị thể hiện tương quan giữa sản lượng đậu phụ và nhiệt độ tạo gel 39 Hình 3.7: Biểu diễn sản lượng và độ bền nén của gel theo các phương án thí nghiệm 53 Hình 3.8: Biểu diễn sản lượng và độ bền nén gel đậu phụ của quy trình đề xuất với quy trình truyền thống 57 Hình 3.9: Đậu phụ sau 30 ngày bảo quản 60 BẢNG DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích INS Hệ thống đánh số quốc tế: là ký hiệu được Ủy ban Codex về thực phẩm xác định cho mỗi chất phụ gia khi xếp chúng vào danh mục các chất phụ gia thực phẩm. ADI Lượng ăn vào hàng ngày chấp nhận được: là lượng xác định của mỗi chất phụ gia thực phẩm được cơ thể ăn vào hàng ngày thông qua thực phẩm hoặc nước uống mà không gây ảnh hưởng có hại tới sức khoẻ. ADI được tính theo mg/kg trọng lượng cơ thể/ngày. ML Giới hạn tối đa trong thực phẩm: là mức giớí hạn tối đa của mỗi chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất, chế biến, xử lý, bảo quản, bao gói và vận chuyển thực phẩm. S là đơn vị Svedberg ở 20 o C, trong nước, 1S = 10 -13 sec mnc Mono canxiphosphate Carrafate là chế phẩm sản xuất từ i-carrageenan bán tinh chế và mono canxiphosphate LỜI NÓI ĐẦU Đậu phụ xưa nay là món ăn dân giã của người Việt Nam cũng như của rất nhiều người Á Đông. Đã từ lâu đậu phụ được làm theo phương pháp sử dụng thạch cao để làm chất tạo đông. Vì sức ép của kinh tế người làm nghề đã tìm mọi cách để làm giảm chi phí sản xuất hạ giá thành sản phẩm nhằm thu được lợi nhuận cao hơn. Họ đã bất chấp sức khỏe người tiêu dùng sử dụng thạch cao xây dựng có hàm lượng tạp chất cao đặc biệt là các kim loại nặng chứa trong nó vượt hơn mức tiêu chuẩn cho phép làm phụ gia thực phẩm rất nhiều. Hiện nay vấn đề mất vệ sinh an toàn thực phẩm xảy ra thường xuyên và nhức nhối. Người tiêu dùng hiện nay ý thức được rằng vệ sinh an toàn thực phẩm là trên hết, họ sẵn sàng quay lưng với những sản phẩm mất vệ sinh an toàn thực phẩm. Thời gian gần đây dịch bệnh bùng phát triền miên, nguồn thực phẩm cho con người bị hạn chế trong lúc xảy ra dịch bệnh. Khi xảy ra dịch bệnh thì protein thực vật như đậu phụ được người dân ưa chuộng sử dụng, nếu nó được sản xuất mất vệ sinh an toàn thực phẩm như hiện nay thì sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe của phần lớn dân số trong xã hội. Chính vì vậy cần có một phụ gia an toàn để thay thế thạch cao trong sản xuất đậu phụ. Carrageenan là một polyme tự nhiên có khả năng tham gia tạo gel với protein qua Ca 2+ khi ở pH khác pH đẳng điện. Nó có khả năng tạo cấu trúc gel vô định hình và có khả năng giữ nước tốt làm tăng khối lượng gel thu được. Hơn nữa Carrageenan còn có tác dụng sinh học là giúp bộ máy tiêu hóa hoạt đông trơn chu hơn, có khả năng bảo vệ niêm mạc dạ dày tổn thương tránh được sự tác động của enzyme tiêu hóa… Carrageenan được sản xuất từ rong đỏ, gần đây rong đỏ được du trồng vào Việt Nam rất nhanh, quy mô nuôi trồng và diện tích ngày càng được mở rộng, nó được coi là cây xóa đói giảm nghèo cho ngư dân ven biển. Nhưng hiện đầu ra cho cây rong sụn còn hạn chế, người dân chủ yếu là bán nguyên liệu thô giá trị kinh tế không cao. Trong khi đó các sản xuất đặc thù của Việt Nam đang rất cần nguồn nguyên liệu này để phục vụ sản xuất. Vì vậy em chọn nghiên cứu đề tài này để giải quyết vấn đề cấp bách hiện nay là vệ sinh an toàn thực phẩm cho sản phẩm đậu phụ truyền thống của Việt Nam đảm bảo sức khỏe của người tiêu dùng. Và nhằm góp phần giải quyết một phần đầu ra cho cây rong sụn, nâng cao giá trị kinh tế cho cây rong sụn. Góp phần làm cho nghề nuôi trồng rong biển ở Việt Nam phát triển bền vững hơn. Đề tài của em tập trung nghiên cứu ứng dụng Carrageenan sản xuất từ rong Eucheuma denticulatum và mono canxiphosphate để thay thế thạch cao trong sản xuất đậu phụ. Đề tài thành công sẽ mở ra một ứng dụng mới cho Carrageenan trong sản xuất thực phẩm. - 1 - CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. TÌM HIỂU CHUNG VỀ ĐẬU PHỤ Đậu phụ là thực phẩm giàu protein và khoáng chất ít năng lượng, chứa ít chất béo bão hòa, dễ tiêu hóa và thích hợp với khẩu phần của nhiều người. Đậu phụ được làm từ đậu nành (Glycine L. max) có thành phần dinh dưỡng như sau. Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của đậu nành   10 Water 8.5 g Sodium, Na 2.0 mg Energy 416 kcal Zinc, Zn 4.9 mg Protein 36.5 g Copper, Cu 1.7 mg Fat (total lipid) 19.9 g Manganese, Mn 2.52 mg Fatty acids, saturated 2.9 g Selenium, Se 17.8 mg Fatty acids, mono- unsaturated 4.4 g Vitamin C (ascorbic acid) 6.0 µg Fatty acids, poly- unsaturated 11.3 g Thiamin (B1) 0.874 mg Carbohydratees 30.2 g Riboflavin (B2) 0.87 mg Fiber 9.3 g Niacin (B3) 1.62 mg Ash 4.9 g Panthotenic acid( B5) 0.79 mg Isoflavones 200 mg Vitamin B6 0.38 mg Calcium, Ca 277 mg Folic acid 375 mg Iron, Fe 15.7 mg Vitamin B12 0.0 µg Magnesium, Mg 280 mg Vitamin A 2.0 µg Phosphorus 704 mg Vitamin E 1.95 µg Potassium, K 1797 mg Hạt đậu nành là nguồn thực phẩm vừa chứa đạm vừa chứa dầu với hàm lượng rất cao. Hàm lượng protein đậu nành cao hơn các hạt ngũ cốc khác, có tính sinh học cao do chứa hầu hết các acid amin không thay thế và có thể hỗ trợ khi thiếu thức ăn động vật. Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau: tròn, bầu dục, tròn dài, chùy dài. Màu sắc của hạt đậu cũng khác nhau: vàng, xanh, xám, đen và các màu trung gian nhưng phần lớn là màu vàng. Hạt đậu có 3 bộ phận chính: · Vỏ: chiếm khoảng 8% trọng lượng khô của hạt. · Phôi: chiếm khoảng 2% trọng lượng khô của hạt. · Tử diệp: chiếm khoảng 90% trọng lượng khô của hạt. [...]... phẩm nhưng sản lượng rất thấp và đậu phụ có vị chua Còn dùng thạch cao thì sản lượng cao, đậu phụ chắc, chi phí thấp Chính vì vậy người ta thích sử dụng thạch cao để sản xuất đậu phụ hơn Thạch cao có công thức hóa học là CaSO4 có INS 516, ADI chưa xác định, điều đó chứng tỏ CaSO4 không phải là độc hại với sức khỏe con người nhưng với điều kiện nó phải là phụ gia thực phẩm có độ tinh khiết cao( ≥ 99%)... cấu tạo của Carrageenan Carrageenan có rất nhiều ứng dụng trong thực tế kể cả trong lĩnh vực thực phẩm và phi thực phẩm Trong thực phẩm nó có thể ứng dụng: - Trong sản xuất sữa để làm tăng khả năng tạo nhũ - Carrageenan được bổ sung vào bia, rượu, dấm làm tăng độ trong - Trong sản xuất bánh mì, bánh bicquy, bánh bông lan Carrageenan tạo cho sản phẩm có cấu trúc mềm xốp - Trong công nghệ sản xuất chocolate:bổ... canxisulphate giữa 2 phân tử Carrageenan hoặc giữa các cặp xoắn kép 5 Carrageenan ngày càng dược ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực của đời sống, các nhà nghiên cứu và các trường đại học lớn đang nghiên cứu dùng nó để thay thế các phụ gia độc hại Theo công trình nghiên cứu của University Science Malaysia nghiên cứu các hiệu ứng của Carrageenan với phương pháp sản xuất đậu phụ bằng CaSO4 và (CH3COO)2Ca, Glucono-d-lacton... tương đối cao làm chi phí sản xuất tăng và lợi nhuận ít và người ta thường lựa chọn thạch cao xây dựng có lượng tạp chất 10% trong đó As, Pb, Cd lớn hơn tiêu chuẩn cho phép rất nhiều Đó là kiểu sản xuất không có lương tâm, chúng ta phải thay đổi điều này Phải tìm ra một phụ gia thay thế và quy trình - 10 - sản xuất cho sản lượng cao, chất lượng sản phẩm tốt để đảm bảo thu nhập của người làm nghề và sức... nghiệm và tính chi phí thực nghiệm - 23 - CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu để sản xuất đậu phụ là : - Đậu nành giống DT2001 trồng ở Hải Dương vụ đông thu hoạch tháng 1/2008 - Hình 2.1: Đậu nành giống DT2001 trồng ở Hải Dương Carrageenan bán tinh chế sản xuất theo quy trình: có độ ẩm 18%, độ nhớt 100 mpas, sức đông 105g/cm2 Được sản xuất. .. điện tích dương, nếu trong môi trường không có các yếu tố khác làm đông tụ thành phần này thì nó sẽ vẫn ở dạng hòa tan trong nước và bị thoát ra theo nước khi ép Nên sản lượng đậu phụ sản xuất theo phương pháp này là thấp nhất Đối với phương pháp sản xuất đậu phụ bằng thạch cao thì người ta sử dụng thạch cao làm chất tạo đông ở pH lớn hơn pH đẳng điện ( pH > 5.5) Vai trò của thạch cao chính là vai trò... thấy rằng Carrageenan làm tăng sản lượng của 2 phương pháp làm bằng CaSO4 và (CH3COO)2Ca lần lượt là 47% và 30% 13 Điều đó chứng tỏ Carrageenan có thể ứng dụng trong sản xuất đậu phụ Iota -Carrageenan tạo gel mềm với Ca2+, gel của k -Carrageenan giòn dễ vỡ với K+ còn lamda -Carrageenan không tạo gel Vì vậy iota -Carrageenan rất phù hợp làm chất tạo gel với protein đậu nành để làm đậu phụ Iota -Carrageenan. .. rong biển nói chung và Carrageenan vào thực phẩm nói riêng là chúng ta đang đưa thiên nhiên đến gần cuộc sống của chúng ta hơn Nội dung nghiên cứu bao gồm:  Nghiên cứu xác định tỷ lệ Carrageenan và mono canxiphosphate thích hợp để tạo chế phẩm Carrafate  Xây dựng quy trình sản xuất đậu phụ theo phương pháp Carrageenan, sản lượng cao, sản phẩm đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm  Sản xuất thử nghiệm ở... đông Carrageenan đã được ứng dụng để tạo gel với protein tạo cấu trúc, làm tăng tính dẻo dai, đồng nhất cho sản phẩm Đặc biệt nó đã thay thế được Borat trong sản xuất giò lụa mà vẫn đạt được các đặc tính công nghệ 8 Theo công trình : Nghiên cứu sử dụng các hoạt chất sinh học biển để thay thế các chất độc hại trong bảo quản nông sản sau thu hoạch và chế biến thực phẩm” của PGS-TS Trần Thị Luyến và. .. kinh tế cao và được dùng để làm nguyên liệu để sản xuất iota -Carrageenan - Monocanxiphosphate dùng trong thực phẩm (E450vii) có MTDI là 70 Hình 2.2: Carrageenan bán tinh chế và mono canxiphosphate 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Áp dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng Carrageenan và monocanxiphosphate, nhiệt độ tạo gel tới hiệu quả của quá trình tạo gel làm cơ sở để tạo . nghiên cứu ứng dụng Carrageenan sản xuất từ rong Eucheuma denticulatum và mono canxiphosphate để thay thế thạch cao trong sản xuất đậu phụ. Đề tài thành công sẽ mở ra một ứng dụng mới cho Carrageenan. rất thấp và đậu phụ có vị chua. Còn dùng thạch cao thì sản lượng cao, đậu phụ chắc, chi phí thấp. Chính vì vậy người ta thích sử dụng thạch cao để sản xuất đậu phụ hơn. Thạch cao có công thức. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CHẾ BIẾN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CARRAGEENAN VÀ PHỤ LIỆU ĐỂ THAY THẾ THẠCH CAO