Luận văn công nghệ thực phẩm nghiên cứu sản xuất nước giải khát từ bụp giấm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & THỰC PHẨM  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM NGUYỄN THỊ HUỆ NGUYỄN THỊ KIM PHA BIÊN HÒA, THÁNG 12, NĂM 2012 TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & THỰC PHẨM  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM Sinh viên thực hiện: NGUYỄN THỊ KIM PHA NGUYỄN THỊ HUỆ Giáo viên hướng dẫn: ThS. TRỊNH THANH TÂM KS. NGUYỄN BÌNH KHA BIÊN HÒA, THÁNG 12, NĂM 2012 i MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH vi LỜI MỞ ĐẦU 1 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 4 1.1 Nguyên liệu 4 1.1.1 Giới thiệu chung về hoa Bụp giấm 4 1.1.1.1 Nguồn gốc và phân bố 4 1.1.1.2 Tên gọi và phân loại thực vật 4 1.1.1.3 Hình thái 5 1.1.2 Công dụng của cây Bụp giấm 7 1.1.3 Thành phần dinh dƣỡng 8 1.2 Một số thành phần của đài hoa Bụp giấm 10 1.2.1 Hợp chất Anthocyanin 10 1.2.2 Hibiscin 12 1.2.3 Gossypetin 12 1.2.4 Quercetin 13 1.2.5 Các acid hữu cơ 13 1.2.6 Các loại vitamin 16 1.3 Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc 21 1.3.1 Trong nƣớc 21 1.3.2 Ngoài nƣớc 21 1.4 Sơ lƣợt quá trình nấu syrup 22 ii 1.4.1 Ƣu điểm cúa quá trình nghịch đảo đƣờng 22 1.4.2 Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác acid 23 1.4.3 Một số hóa chất 24 1.5 Nguyên liệu phụ 25 1.5.1 Hƣơng 25 1.5.2 Kali sorbate 26 1.6 Một số sản phẩm từ đài hoa Bụp giấm 26 1.6.1 Các sản phẩm trong nƣớc 27 1.6.2 Các sản phẩm ngoài nƣớc 28 Chƣơng 2 THỰC NGHIỆM 30 2.1 Thời gian và địa điểm nguyên cứu 30 2.2 Nguyên liệu 30 2.2.1 Nguyên liệu 30 2.2.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 30 2.3 Quy trình công nghệ 31 2.4 Các phƣơng pháp thí nghiệm 32 2.4.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát tỉ lệ đài hoa Bụp giấm với nƣớc 33 2.4.2 Thí nghiệm 2 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất trích ly 34 2.4.3 Thí nghiệm 3 Khảo sát ảnh hƣởng của enzyme Pectinex Ultra SP-L đến hiệu suất trích ly 36 2.4.4 Thí nghiệm 4 Khảo sát tỷ lệ phối trộn syrup với dịch chiết 39 2.4.5 Thí nghiệm 5 Khảo sát chế độ thanh trùng ảnh hƣởng đến thời gian bảo quản sản phẩm 41 2.5 Kiểm tra chất lƣợng 43 Chƣơng 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44 3.1 Khảo sát tỷ lệ đài hoa Bụp giấm với nƣớc 44 iii 3.1.1 Hiệu suất thu hồi chất chiết theo tỷ lệ 44 3.1.2 Cảm quan màu 45 3.2 Khảo sát ảnh hƣởng nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thu hồi chất chiết 46 3.3 Khảo sát ảnh hƣởng của enzyme Pextinex Utra SP-L đến hiệu suất thu hồi chất chiết 52 3.3.1 Khảo sát nồng độ xử lý enzyme 52 3.3.2 Khảo sát thời gian xử lý enzyme 54 3.3.3 Hàm lƣợng chất chiết cần thu hồi 55 3.4 So sánh giữa các phƣơng pháp trích ly đến hiệu suất thu hồi 58 3.5 Khảo sát tỷ lệ phối trộn syrup với dịch chiết 60 3.6 Ảnh hƣởng của quá trình thanh trùng đến thời gian bảo quản sản phẩm 62 3.7 Đánh giá chất lƣợng sản phẩm 66 3.8 So sánh sản phẩm trƣớc và sau khi bảo quản 3 tháng 67 3.9 Kết quả kiểm tra các chỉ tiêu chất lƣợng sản phẩm 69 3.9.1 Chỉ tiêu hóa lý 69 3.9.2 Chỉ tiêu vi sinh 69 3.10 Giá thành sản phẩm nƣớc giải khát Bụp giấm 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: CHỈ TIÊU VI SINH PHỤ LỤC 2: PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU THÍ NGHIỆM PHỤ LỤC 3: PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN PHỤ LỤC 4: KẾT QUẢ KIỂM TRA VI SINH VÀ GLUCID TỔNG PHỤ LỤC 5: XỬ LÝ SỐ LIỆU ANOVA BẰNG STAGRAPHICS iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam INS : International Nuberring System ADI : Acceptable Daily Intake CXĐ : Chƣa xác định TSVSVHK : Tổng số vi sinh vật hiếu khí QCVN : Quy chuẩn Việt Nam TB : Trung bình HSQT : Hệ số quan trọng BYT : Bộ Y Tế v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thành phần chất dinh dƣỡng có trong 100g đài hoa Bụp giấm 8 Bảng 1.2 Hợp chất anthocyanin trong đài hoa Bụp giấm 11 Bảng 3.1 Hiệu suất trích ly theo tỷ lệ Bụp giấm và nƣớc 44 Bảng 3.2 Đánh giá cảm quan màu của dịch chiết Bụp giấm theo các tỷ lệ 45 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ trích ly đến hiệu suất thu hồi chất chiết 47 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng thời gian trích ly đến hiệu suất thu hồi chất chiết 47 Bảng 3.5 Ảnh hƣởng nhiệt độ và thời gian trích ly lên hiệu suất thu hồi chất chiết 48 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng anthocyanin 50 Bảng 3.7 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng vitamin C 51 Bảng 3.8 Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất chiết 52 Bảng 3.9 Ảnh hƣởng thời gian xử lý enzyme lên hiệu suất trích ly 54 Bảng 3.10 Ảnh hƣởng của thời gian đến hàm lƣợng anthocyanin 55 Bảng 3.11 Ảnh hƣởng của thời gian đến hàm lƣợng vitamin C 57 Bảng 3.12 Ảnh hƣởng độ ngọt của sản phẩm đến tỷ lệ phối trộn dịch chiết và syrup 60 Bảng 3.13 Kết quả xử lý thống kê độ ngọt của sản phẩm 61 Bảng 3.14 Kết quả kiểm tra sau khi bảo ôn 1 tuần 62 Bảng 3.15 Kết quả xử lý ảnh hƣởng của thanh trùng đến cảm quan màu sản phẩm 63 Bảng 3.16 Phép thử cho điểm chất lƣợng tổng hợp của sản phẩm theo Tiêu Chuẩn Việt nam TCVN 3215-79 66 Bảng 3.17 Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm nƣớc giải khát Bụp giấm. 69 Bảng 3.18 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nƣớc giải khát Bụp giấm. 69 Bảng 3.19 Tính giá thành sản phẩm. 70 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Cây và hoa Bụp giấm Hibiscus sabdariffa L. 6 Hình 1.2. Đài hoa tƣơi và khô 6 Hình 1.3. Quả của cây Bụp giấm 7 Hình 1.4.Cấu trúc cơ bản của anthocyanin 10 Hình 1.5. Công thức hóa học của Daphniphylline 12 Hình 1.6. Công thức hóa học của Gossypetin 13 Hình 1.7. Công thức hóa học của Quercetin 13 Hình 1.8. Công thức hóa học của acid Protocatechuic 14 Hình 1.9. Công thức hóa học của acid ascorbic 15 Hình 1.10. Công thức hóa học của acid citric 15 Hình 1.11. Công thức hóa học của acid malic 16 Hình 1.12. Công thức hóa học của acid tartaric 16 Hình 1.13. Cấu trúc của β-carotene 17 Hình 1.14. Công thức hóa học của vitamin A 17 Hình 1.15. Công thức hóa học của thiamin 17 Hình 1.16. Công thức hóa học của vitamin B 2 18 Hình 1.17. Công thức hóa học của vitamin D 19 Hình 1.18. Công thức hóa học của vitamin E 20 Hình 1.19. Công thức của vitamin F 20 Hình 1.20. Đài hoa Bụp giấm khô 27 Hình 1.21. Rƣợu vang Bụp giấm 27 Hình 1.22. Trà giảm cân Bụp giấm 28 Hình 1.23. Các loại thực phẩm chức năng từ Bụp giấm 28 Hình 1.24. Trà đen 29 Hình 1.25. Siro Bụp giấm 29 Hình 2.1. Quy trình sản xuất nƣớc giải khát Bụp giấm dự kiến 31 vii Hình 2.2 Sơ đồ nghiên cứu 32 Hình 2.3. Khảo sát tỷ lệ trộn Bụp giấm và nƣớc 33 Hình 2.4. Ảnh hƣởng nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất chất chiết 35 Hình 2.5. Ảnh hƣởng của enzyme Pectinex Ultra SP-L đến hiệu suất chất chiết 37 Hình 2.6. Khảo sát thời gian trích ly của enzyme Pectinex Ultra SP-L 38 Hình 2.7. Khảo sát tỷ lệ phối trộn giữa syrup và dịch chiết 40 Hình 2.8. Sơ đồ bố trí xác định chế độ thanh trùng 42 Hình 3.1. Ảnh hƣởng của tỷ lệ dung môi nƣớc đến hiệu suất chất chiết 44 Hình 3.2. Ảnh hƣởng của tỷ lệ đến cảm quan màu của dịch chiết 46 Hình 3.3 Ảnh hƣởng nhiệt độ dung môi nƣớc và thời gian lên hiệu suất chất chiết 48 Hình 3.4. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng anthocyanin 50 Hình 3.5. Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến hàm lƣợng Vitamin C 51 Hình 3.6. Ảnh hƣởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất chiết 53 Hình 3.7. Ảnh hƣởng của thời gian xử lý enzyme đến hiệu suất thu hồi chất chiết 54 Hình 3.8. Ảnh hƣởng của thời gian đến hàm lƣợng anthocyanin 56 Hình 3.9. Ảnh hƣởng của thời gian đến hàm lƣợng vitamin C 57 Hình 3.10. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp trích ly đến hiệu suất 58 Hình 3.11. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp trích ly đến hàm lƣợng anthocyanin 59 Hình 3.12. Ảnh hƣởng của phƣơng pháp trích ly đến hàm lƣợng vitamin C 59 Hình 3.13. Biểu đồ đánh giá cảm quan độ ngọt của sản phẩm 61 Hình 3.14 Ảnh hƣởng của thanh trùng đến cảm quan màu 64 Hình 3.15. Ảnh hƣởng của thanh trùng đến hàm lƣợng anthocyanin 65 Hình 3.16. Sản phẩm ban đầu, Hình 3.17. Sản phẩm sau 3 tháng 67 Hình 3.18 So sánh sản phẩm trƣớc và sau khi bảo quản 3 tháng 68 Hình 3.19. Sản phẩm nƣớc giải khát từ hoa Bụp giấm 71 Hình 3.20. Quy trình sản xuất nƣớc giải khát Bụp giấm 73 1 LỜI MỞ ĐẦU Theo thống kê của Hội ung thư Việt Nam thì trên thế giới, số người chết vì ung thư và tim mạch chiếm trên dưới 50% số người chết vì bệnh trong một năm. Tại Nhật Bản, ung thư là căn bệnh gây tử vong đứng vị trí số một. Bên cạnh đó, điều trị ung thư khá tốn kém và tỷ lệ thành công không cao.  Lý do chọn đề tài Chất chiết từ đài hoa Bụp giấm là một hỗn hợp giàu anthocyanin và acid hữu cơ [23]. Theo nguồn sức khỏe và đời sống (2007), thì tác dụng của Bụp giấm là phòng trị nhiều bệnh: tim mạch, cao huyết áp, tiểu đường, suy thận, suy tim, hạn chế cholesterol trong máu, ngăn ngừa một số bệnh ung thư, hạn chế béo phì, chống lão hóa,…[16], [12]. Chất chiết từ đài hoa không độc cho người sử dụng trong thời gian dài. Chính vì thế, việc nghiên cứu để chiết anthocyanin và sản xuất nước giải khát từ đài hoa Bụp giấm là hoàn toàn phù hợp với xu thế phát triển chung của thế giới và Việt Nam. Nước giải khát Hibiscus Sabdariffa Linn. làm từ đài hoa Bụp giấm với hi vọng góp phần vào việc tạo ra loại sản phẩm mới có chất lượng tốt đáp ứng được yêu cầu của thị trường. Những năm gần đây, ở Việt Nam cũng đã xuất hiện khá nhiều sản phẩm nhằm tận dụng những lợi ích của Bụp giấm để cải thiện sức khỏe con người. Tuy nhiên, những sản phẩm này còn quá ít so với yêu cầu của thị trường. Để làm phong phú và tận dụng các ích lợi từ nguồn dược liệu này đến người tiêu dùng, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sản xuất nước giải khát từ đài hoa Bụp giấm”.  Tình hình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Ngày nay, việc tìm kiếm những khả năng chữa trị và phòng ngừa bệnh tật từ các nguồn dược liệu từ thiên nhiên đã trở nên phổ biến và được tiến hành ở nhiều nơi trên thế giới. Trong đó, Bụp giấm là đối tượng nghiên cứu của nhiều quốc gia.  Tình hình nghiên cứu ngoài nước Năm 1997, Bridle, P. and C.F. Timberlake có đề tài: Các khía cạnh chọn màu thực phẩm tự nhiên từ anthocyanin, “Anthocyanins as natural food colours-selected aspects”. [...]... Hà Tây nghiên cứu về: “ Chiết xuất chất màu tự nhiên từ đài hoa Bụp giấm để dùng trong y học, thực phẩm và mỹ phẩm và đề tài “Chiết xuất chất kháng sinh dược học trong Bụp giấm để làm thuốc chữa bệnh” Năm 2003, Đỗ Thị Thu Thủy có báo cáo nghiên cứu về: “Chất màu đỏ anthocyanin trích từ đài hoa Bụp giấm  Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu các quá trình chế biến nhằm đưa ra sản phẩm nước giải khát từ đài... bị sản xuất tại phòng thí nghiệm khoa Công nghệ Hóa -Thực phẩm, trường Đại học Lạc Hồng- Đồng Nai Nghiên cứu thực nghiệm  Xác định tỷ lệ trích ly Bụp giấm bằng dung môi nước  Xác định phương pháp trích ly chất chiết từ Bụp giấm  Chọn tỷ lệ phối trộn syrup cho sản phẩm  Xác định chế độ thanh trùng để bảo quản sản phẩm 3 Qua thí nghiệm, chúng tôi đưa ra được quy trình công nghệ sản xuất nước giải khát. .. tách các hoạt chất trong Bụp giấm để sử dụng trong công nghiệp sản xuất mỹ phẩm hoặc dược phẩm, khó có thể thành công Một số nhà nghiên cứu đã tìm tòi một hướng đi khác, chế biến đài hoa Bụp giấm thành những sản phẩm thực phẩm thông thường, dễ được người tiêu dùng chấp nhận Năm 2003, Đỗ Thị Thu Thủy đã nghiên cứu về: “chất màu đỏ anthocyanin trích từ đài hoa Bụp giấm 1.3.2 Ngoài nước Năm 1997, Bridle,... giải khát từ đài hoa Bụp giấm có giá trị dinh dưỡng cao và cảm quan tốt với người tiêu dùng Đa dạng hóa sản phẩm chế biến từ đài hoa Bụp giấm, tăng hiệu quả kinh tế cho nguồn dược liệu quý này  Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là đài hoa Bụp giấm khô (Hồng Đài) mua tại công ty trách nhiệm hữu hạn Hồng Đài, quận 11, Tp Hồ Chí Minh Đề tài được thực hiện từ 6/2012 đến 12/2012,... sulfhydryl chính hoặc Zn(OH)2 của enzyme và carbon của ion sorbate 1.6 Một số sản phẩm từ đài hoa Bụp giấm Trên thị trường ngày nay có các dạng sản phẩm từ đài hoa như: đài hoa sấy khô, trà và siro … 27 1.6.1 Các sản phẩm trong nước  Đài hoa Bụp giấm khô Hình 1.20 Đài hoa Bụp giấm khô  Rượu vang Hình 1.21 Rượu vang Bụp giấm ... xuất nước giải khát từ đài hoa Bụp giấm  Phương pháp nghiên cứu Chúng tôi tiến hành dùng đài hoa Bụp giấm để làm nguyên liệu cho quy trình chế biến loại nước uống giải khát Trọng tâm là trích ly hàm lượng anthocyanin, vitamin C, tìm kiếm các điều kiện tối ưu để thu được chất chiết với hiệu suất cao, lập quy trình sản xuất cho nguyên liệu đài hoa Bụp giấm, và cảm quan đưa ra sản phẩm phù hợp thị hiếu... và YB Cheman nghiên cứu về: các đặc điểm hóa lý của đài hoa Bụp giấm, “Physico-chemical characteristics of roselle (Hibiscus sabdariffa)” Năm 2010, Ugwu Arinze ở Nigeria nghiên cứu về: thành phần hóa học và khoáng chất của dịch chiết từ đài hoa Bụp giấm, “Chemical/ Mineral composition of water extracts of Hibiscus Sabdariffa”  Tình hình nghiên cứu trong nước Năm 1993, Sở Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường... chưa đủ để đưa cây Bụp giấm trồng ở những vùng đồi núi lên hàng vị trí quan trọng Một số nhà khoa học của trung tâm công nghệ thực vật- viện di truyền nông nghiệp, của khoa sinh học, trường Đại học tự nhiên, cũng đã nghiên cứu và khẳng định được tác dụng dược học cao của Bụp giấm Năm 1998- 1999, Trần Thúy, viện trưởng viện y học dân tộc cổ truyền đã nghiên cứu các chế phẩm từ Bụp giấm để diều trị cho... số nghiên cứu sau 1.3.1 Trong nước Năm 1993, sở Khoa Học Công Nghệ và Môi Trường tỉnh Hà Tây đã triển khai đề tài “Chiết xuất chất màu thiên nhiên từ đài hoa Hibiscus Sabdariffa để dùng trong y học, thực phẩm và mỹ phẩm và đề tài “chiết xuất các chất sinh dược học trong Hibiscus Sabdariffa để làm thuốc chữa bệnh” Sau một số năm thực hiện, đề tài kết thúc nhưng kết quả đạt được chưa đủ để đưa cây Bụp. .. acid béo không no như linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid, Hình 1.19 Công thức của vitamin F  Vai trò Vitamin F có tác dụng nuôi da, tiêu mỡ 21 1.3 Tổng quan về tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước Theo nhiều nghiên cứu khoa học trong và ngoài nước về công dụng và ứng dụng của đài hoa Bụp giấm Các nghiên cứu đã nêu bật lên đặc điểm về màu đỏ đặc trưng với thành phần anthocyanin cao, . TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & THỰC PHẨM  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM Sinh viên thực hiện:. TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA CÔNG NGHỆ HÓA & THỰC PHẨM  BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ ĐÀI HOA BỤP GIẤM NGUYỄN. 67 Hình 3.18 So sánh sản phẩm trƣớc và sau khi bảo quản 3 tháng 68 Hình 3.19. Sản phẩm nƣớc giải khát từ hoa Bụp giấm 71 Hình 3.20. Quy trình sản xuất nƣớc giải khát Bụp giấm 73 1 LỜI