NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT BIẾN TÍNH ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT TINH BỘT BIẾN TÍNH ỨNG DỤNG TRONG CHẾ BIẾN THỰC PHẨM Giáo viên hướng dẫn: KS. Diệp Thanh Tùng Họ và Tên sinh viên: Nguyễn Quốc Thắng Tp.HCM, 2013 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) i MỤC LỤC MỤC LỤC i TÓM TẮT iv ABSTRACT v DANH SÁCH CÁC HÌNH vi DANH SÁCH CÁC BẢNG vii Chương 1 3 1.1 Đặt vấn đề 3 1.2 Mục đích đề tài 3 1.3 Nội dung đề tài 3 1.4 Yêu cầu đề tài 4 Chương 2 5 2.1 Tổng quan tinh bột 5 2.1.1 Cấu tạo 5 2.1.2 Cấu trúc tinh thể 7 2.1.3 Các phản ứng tiêu biểu 7 2.1.3.1 Phản ứng thủy phân 7 2.1.3.2 Phản ứng tạo phức 7 2.1.3.3 Tính hấp thụ của tinh bột 8 2.1.3.4 Khả năng hấp thụ nước và khả năng hòa tan của tinh bột 8 2.1.4 Những tính chất vật lý của huyền phù tinh bột trong nước 9 2.1.4.1 Tính hòa tan của tinh bột 9 2.1.4.2 Sự trương nở 9 2.1.4.3 Tính chất hồ hóa của tinh bột 9 2.1.4.4 Tính chất cơ kết cấu của hồ tinh bột 9 2.1.4.5 Khả năng tạo gel và thoái hóa gel 10 2.2 Tinh bột biến tính 10 2.2.1 Tổng quan 10 2.2.2 Phân loại tinh bột biến tính 10 2.2.3 Phương pháp biến tính tinh bột 11 2.2.3.1 Phương pháp vật lý 11 2.2.3.2 Phương pháp hóa học 13 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) ii 2.2.3.3 Biến hình bằng cách tạo liên kết ngang 17 2.2.3.4 Enzyme 18 2.3 Ứng dụng tinh bột biến tính 19 2.3.1 Ứng dụng trong bánh mì nướng 19 2.3.2 Làm chất ổn định sữa chua 20 2.3.3 Sản xuất bánh phồng tôm 20 2.3.4 Sản xuất bánh quy xốp 20 2.3.5 Sản xuất giò chả 20 Chương 3 21 3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm 21 3.2 Nguyên vật liệu, thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 21 3.2.1 Nguyên vật liệu thí nghiệm 21 3.2.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 21 3.3 Phương pháp thí nghiệm 21 3.3.1 Phương pháp biến tính bằng axit 22 3.3.2 Phương pháp biến tính bằng bazơ 23 3.3.3 Phương pháp biến tính bằng H 2 O 2 23 3.3.4 Thử nghiệm sử dụng tinh bột biến tính ổn định cấu trúc sữa chua 24 Chương 4 26 4.1 Kết quả đo thời gian chảy của tinh bột không biến tính – mẫu đối chứng 26 4.2 Kết quả đo thời gian chảy của tinh bột biến tình bằng axit 26 4.3 Kết quả đo thời gian chảy của tinh bột biến tính bằng NaOH pH = 10 27 4.4 Kết quả đo thời gian chảy của tinh bột biến tính bằng H 2 O 2 0,3% 28 4.5 Ứng dụng tinh bột biến tính ổn định cấu trúc sữa chua 29 4.5.1 pH của các mẫu sản phẩm 29 4.5.2 Mối quan hệ giữa độ nhớt và tốc độ cắt của các mẫu sữa chua có bổ sung tinh bột biến tính 30 4.5.3 So sánh ứng suất cắt và tốc độ cắt của các mẫu sản phẩm sữa chua . 32 4.5.4 Tiến hành đo cấu trúc các mẫu sữa chua 34 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC A 39 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) iii PHỤ LỤC B 42 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) iv TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu sản xuất tinh bột biến tính và ứng dụng trong chế biến thực phẩm” được tiến hành tại phòng thí nghiệm I4, Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thời gian từ đến . Các thí nghiệm được bố trí nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của thời gian biến tính đối với các phương pháp biến tính khác nhau lên độ nhớt của tinh bột biến tinhCác chất được sử dụng để biến tính tinh bột là HCl, NaOH và H 2 O 2 và thời gian biến tính được lựa chọn theo 3 mức 0,5 – 1 – 1,5h. Kết quả phân tích thời gian chảy cho thấy HCl mang lại hiệu quả cao nhất trong việc cắt đứt chuỗi phân tử tinh bột.Thí nghiệm ứng dụng tinh bột biến tính lên sữa chua cũng chỉ ra rằng tinh bột biến tính bằng HCl đem lại cấu trúc gel vững chắc nhất nhưng có thể ảnh hưởng đến mùi vị sản phẩm vì làm thay đổi pH của hệ. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) v ABSTRACT The study "Research about modified starch production and applications in food processing" was conducted in the laboratory I4, Department of Chemical Technology, University of Agriculture and Forestry, Ho ChiMinh, from to. The experiment was arranged in order to examine the influence of the modified time for different modification methods on the viscosity of the starch processing. In which the time factor is performed at different time intervals - 0.5 h; 1h; 1.5 h. Processing methods are classified based on modified substances - acids, bases, H 2 O 2 . Treatment results in excel, then make a comparison between the modified method modified in the same period of time, compare the elements in the same time a modified method. After a series of comparative method, we find the optimal conditions of modified method and modified time. Then implementation of modified starch in optimal conditions. Test conducted on samples and sensory evaluation by morphological and structural products. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) vi DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2.1: Cấu trúc phân tử tinh bột 5 Hình 2.2: Cấu trúc phân tử Amylose 6 Hình 2.3: Cấu trúc phân tử Amylopectin 6 Hình 2.4: Cơ chế phản ứng thủy phân 7 Hình 2.5: Biến tính bằng phương pháp gia nhiệt khô ở nhiệt độ cao 13 Hình 2.6: Quy trình sản xuất theo phương pháp Robyt 15 Hình 2.7: Quy trình sản xuất theo phương pháp Ali và Kemf 16 Hình 2.8: Quy trình sản xuất tinh bột biến tính bằng tác nhân oxy hóa mạnh 16 Hình 2.9: Tạo liên kết ngang trong tinh bột 17 Hình 2.10: Quy trình biến tính tinh bột bằng enzyme 19 Hình 3.1: Sơ đồ biến tính tinh bột bằng axit 22 Hình 3.2: Sở đồ biến tinh bột bằng NaOH 23 Hình 3.3: Sơ đồ biến tính tinh bột bằng H 2 O 2 24 Hình 4.1: Sự phụ thuộc của thời gian chảy vào thời gian biến hình của tinh bột biến tính tại nồng độ HCl 0,25M 26 Hình 4.2: Biến tính tinh bột bằng HCl 27 Hình 4.3: Sự phụ thuộc của thời gian chảy vào thời gian biến hình của tinh bột biến tính bằng NaOH pH = 10 27 Hình 4.4: Sự phụ thuộc của thời gian chảy vào thời gian biến hình của tinh bột biến tính bằng H 2 O 2 0,3% 28 Hình 4.5: Phối trộn tinh bột biến tính vào sữa chua 29 Hình 4.6: Mối quan hệ giữa độ nhớt và tốc độ cắt của các mẫu sữa chua có bổ sung tinh bột biến tính 31 Hình 4.7: Quan hệ của ứng suất cắt và tốc độ cắt của các mẫu sữa chua 33 Hình 4.8: Đo độ nhớt của sữa chua có bổ sung tinh bột biến tính 34 Hình 4.9: Đo cấu trúc sữa chua 35 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) vii DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2.1: Nhiệt độ hồ hóa các loại tinh bột 8 Bảng 3.1: Khảo sát thời gian biến tính và nồng độ của HCl 22 Bảng 3.2 : Khảo sát thời gian biến tính bằng NaOH pH = 10 23 Bảng 3.3: Khảo sát thời gian biến tính bằng H 2 O 2 24 Bảng 4.1: Thời gian chảy của tinh bột không biến tính 26 Bảng 4.2: Giá trị pH của các mẫu sữa chua 29 Bảng 4.3: Kết quả đo cấu trúc của các mẫu sữa chua 34 Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) 3 Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Tinh bột từ lâu đã được sử dụng một cách phổ biến và rộng rãi trong đời sống của mỗi người. Chúng được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như làm bánh, vật liệu trong dược phẩm, công nghiệp dệt,… Tuy nhiên những ứng dụng đó vẫn chưa khai thác hết tiềm năng của tinh bột. Trước thực trạng đó, các hoạt động nghiên cứu chuyên sâu về ứng dụng của tinh bột biến tính đã được tiến hành nhằm mở rộng tính ứng dụng cao của tinh bột trong đời sống hiện tại. Ví dụ: các hoạt động nghiên cứu sử dụng tinh bột biến tính làm bao bì sinh học thay thế cho bao bì có nguồn gốc từ hóa dầu, sử dụng tinh bột biến tính dùng làm chất ổn định, chất tạo gel, tạo đặc trong thực phẩm, Nguyên liệu để sản xuất ra tinh bột biến tính chủ yếu từ nguồn tinh bột mì, tinh bột bắp. Và để không làm ảnh hưởng đến an ninh lương thực của vì vậy tinh bột mì được ưu tiên sử dụng. Nhằm tìm ra một hướng sản xuất mới từ một nguồn nguyên liệu khác – bột bắp – và khảo sát lại đặc tính tạo gel và độ nhớt của dịch nhằm xem xét khả năng phù hợp trong ứng dụng vào thực phẩm. Xuất phát từ nhu cầu thực tế đó và được sự cho phép của Bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của KS. Diệp Thanh Tùng, tôi đã tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu sản xuất tinh bột biến tính để ứng dụng trong bảo quản, chế biến thực phẩm”. 1.2 Mục đích đề tài  Nghiên cứu biến tính tinh bột trên nền bột bắp.  Đánh giá ảnh hưởng của tác nhân biến tính và thời gian biến tính lên tinh bột khi được sử dụng làm phụ gia thực phẩm. 1.3 Nội dung đề tài  Thực hiện biến tính tinh bột bằng các tác nhân khác nhau như: axit (HCl), bazơ (NaOH), tác nhân oxy hóa mạnh (H 2 O 2 ). Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) 4  Phân tích sự ảnh hưởng của yếu tố thời gian lên sự biến tính của tinh bột.  Thử nghiệm sử dụng tinh bột biến tính làm phụ gia trong sản xuất sữa chua. 1.4 Yêu cầu đề tài  Tìm ra sựảnh hưởng của các tác nhân biến tính (axit, bazo, tác nhân oxy hóa mạnh) và thời gian biến tính lên tính chất của tinh bột.  Đánh giá được ảnh hưởng của tinh bột biến tính lên cấu trúc của sản phẩm thực phẩm (sữa chua).  Thử nghiệm sử ảnh hưởng về đặc tính độ nhớt của thực phẩm (sữa chua).  Không ảnh hưởng đến chất lượng thực phẩm khi cho vào, đạt được yêu cầu về vệ sinh an toàn thực phẩm.  Có khả năng dùng làm phụ gia trong thực phẩm. Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) [...]... tan giá 2.2 Tinh bột biến tính 2.2.1 Tổng quan Trong thực tế sản xuất, ứng với mỗi một sản phẩm thực phẩm thường đòi hỏi một dạng tinh bột hoặc một dẫn suất tinh bột nhất định như: tinh bột phải có độ hòa tan tốt, giàu amylose, amylopectin, tính bền… Biến hình tinh bột tức là biến đổi cấu trúc, tính chất của tinh bột để mang lại cho tinh bột nhiều tính chất mới Mục đích biến hình tinh bột:  Giảm sự... của tinh bột không biến tính – mẫu đối chứng Bảng 4.1: Thời gian chảy của tinh bột không biến tính Tinh bột Thời gian chảy (s) Tinh bột không biến tính 1663.68 4.2 Kết quả đo thời gian chảy của tinh bột biến tình bằng axit Hình 4.1: Sự phụ thuộc của thời gian chảy vào thời gian biến hình của tinh bột biến tính tại nồng độ HCl 0,25M Nhận xét:  So với tinh bột chưa biến tính thời gian chảy của tinh bột. .. lượng mẫu sữa chỉ sử dụng tinh bột không biến tính Sử dụng máy do pH, máy đo độ nhớt và máy đo cấu trúc để đánh giá chất lượng sản phẩm các mẫu: Mẫu A: sữa chua không bổ sung tinh bột biến tính Mẫu B1: sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng HCl 0,25M trong 0,5h Mẫu B2: sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng HCl 0,25M trong 1h Mẫu B3:sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng HCl 0,25M trong 1,5h Mẫu C1:... sung tinh bột biến tính bằng NaOH pH=10 trong 0,5h Mẫu C2: sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng NaOH pH=10 trong 1h Mẫu C3: sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng NaOH pH=10 trong 1,5h Print to PDF without this message by purchasing novaPDF (http://www.novapdf.com/) 25 Mẫu D1: sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng H2O2 0,3 %trong 0,5h Mẫu D2: sữa chua bổ sung tinh bột biến tính bằng H2O2 0,3 %trong. .. thiện chất lượng in… Trong công nghiệp thực phẩm, tinh bột loại này dùng để tạo cấu trúc gel trong sản xuất bánh kẹo Tinh bột oxi hóa cũng được xếp vào nhóm này Một số loại tinh bột được oxi hóa bởi KMnO4 trong môi trường acid được sử dụng thay thế agar, pectin trong sản xuất bánh kẹo, kem, các sản phẩm sữa cũng như trong đồ hộp Các sản phẩm tinh bột oxi hóa yếu cũng được dùng trong bánh mì để làm... nướng Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng tinh bột biến tính được phát triển để ngăn chặn các thuộc tính không mong muốn của tinh bột, ảnh hưởng đến tính chất của khối bột và chất lượng của bánh mì Một số tinh bột biến tính sử dụng trong bánh mì nướng như: hydroxypropylated, acetyl hóa,liên kết ngang Mẫu bánh mì chế biến từ bột thay thế hydroxypropylated và acetyl hóa tinh bột sắn có một kết cấu dính, trong. .. trình biến tính tinh bột bằng enzyme 2.3 Ứng dụng tinh bột biến tính 2.3.1 Ứng dụng trong bánh mì nướng Trong bánh mì nướng thì protein lúa mì và đặc biệt là gluten đóng một vai trò quan trọng để hình thành kết cấu của bánh mì Tuy nhiên, tinh bột là thành phần chính và cũng góp phần vào sự hình thành cấu trúc và chất lượng của bột bánh mì Các trạng thái của tinh bột góp phần vào kết cấu của sản phẩm. .. hóa tinh bột;  Thay đổi độ nhớt bằng cách thay đổi trọng lượng phân tử ;  Gia tăng sự ổn định khi làm lạnh hoặc cấp đông – rã đông;  Tăng giá trị cảm quan;  Tạo mặt hàng mới 2.2.2 Phân loại tinh bột biến tính Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tử tinh bột, Kovalxkaia chia tinh bột biến tính bằng hoá chất thành 2 loại: tinh bột cắt và tinh bột bị thay thế Nhóm tinh bột cắt: trong. .. bánh qui, thường bổ sung tinh bột vào quá trình nhào bột để có độ giòn, xốp thích hợp Trong quá trình nướng sẽ tạo trên bề mặt sản phẩm chất dextrin làm cho sản phẩm bóng đẹp Xu hướng ứng dụng tinh bột biến tính có triển vọng lớn vì rẻ và có độ giòn, xốp cao 2.3.5 Sản xuất giò chả Nhiều cở sở sản xuất chả lụa thường sử dụng hàn the như một chất phụ gia làm giòn, dai, bảo quản sản phẩm lâu hơn Tuy nhiên,... 29  So với axit và bazo thì mức độ biến tính bằng H2O2 có phần thấp hơn Bằng chứng là thời gian chảy lớn hơn, nghĩa là mạch tinh bột còn dài  Ngoài khả năng cắt mạch tinh bột, H2O2 còn có khả năng oxi hóa tinh bột ở các vị trí carbon khác nhau 4.5 Ứng dụng tinh bột biến tính ổn định cấu trúc sữa chua 4.5.1 pH của các mẫu sản phẩm Hình 4.5: Phối trộn tinh bột biến tính vào sữa chua Bảng 4.2: Giá trị