Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa gạo lứt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT GV

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA VÀ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT SỮA GẠO LỨT

GVHD: ThS NGUYỄN ĐẶNG MỸ DUYÊN SVTH: HỒ THỊ BÍCH TRÂM

MSSV: 11116073

S K L 0 0 3 9 4 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHI ỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1 Tên đồ án: Nghiên cứu quy trình sản xuất sữa gạo lứt

2 Mã s ố đồ án: 2015 - 11116073

3 Nhi ệm vụ của đồ án:

• Tổng quan, tham khảo tài liệu tìm hiểu nguồn tài liệu, các quá trình thiết bị và các

vấn đề liên quan

• Khảo sát nguyên liệu sản xuất sản phẩm và cách xử lý nguyên liệu

• Khảo sát quá trình rang gạo

• Khảo sát quá trình hồ hóa để tạo dịch hồ

• Khảo sát tỷ lệ phối trộn đường, non-dairy creamer, dịch hồ, tỷ lệ và hàm lượng chất

ổn định Sau đó đánh giá chất lượng sản phẩm

4 Ngày giao nhi ệm vụ đồ án: 20/01/2015

5 Ngày hoàn thành đồ án: 16/7/2015

6 H ọ tên người hướng dẫn: Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên

N ội dung và yêu cầu đồ án tốt nghiệp đã được thông qua bởi

Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Tp.HCM, ngày tháng năm 2015 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn

i

H ọ và tên sinh viên: Hồ Thị Bích Trâm MSSV: 11116073

Ngành: Công nghệ thực phẩm L ớp: 111160C

L ỜI CẢM ƠN

Trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn và được phía nhà trường tạo mọi điều kiện thuận lợi, tôi đã có một quá trình học tập và nghiên cứu nghiêm túc để hoàn thành đề tài Kết quả thu được không chỉ do cố gắng của cá nhân tôi mà còn có sự giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè

Để hoàn thành tốt đẹp đồ án này, tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Nguyễn Đặng Mỹ Duyên, đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành đồ án

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa Công nghệ hóa và thực phẩm, trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM đã tận tình truyền đạt kiến thức, vốn kiến thức đó không chỉ

là để hoàn thành đồ án tốt nghiệp mà còn là hành trang quý báu để tôi bước vào đời

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình và bạn bè đã hỗ trợ và tạo mọi điều

kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đồ án tốt nghiệp

Trong quá trình thực hiện đồ án không thể tránh khỏi những sai sót và hạn chế, do vậy tôi rất mong nhận được nhận xét, góp ý của quý thầy cô và các bạn

Cuối cùng tôi xin kính chúc quý thầy cô, gia đình và các bạn nhiều sức khỏe và thành công

TP HCM, tháng 7/2015

Sinh viên thực hiện

Hồ Thị Bích Trâm

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là của riêng tôi Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định

Ngày tháng năm 2015

Ký tên

iii

M ỤC LỤC

TÓM T ẮT ĐỒ ÁN x

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1

1.1 Tổng quan về cây lúa 1

1.1.1 Gi ới thiệu về cây lúa 1

1.1.2 Phân b ố sinh thái 2

1.1.3 Phân lo ại 3

1.1.3.1 Theo điều kiện sinh thái 3

1.1.3.2 Theo thời gian sinh trưởng 3

1.1.3.3 Theo điều kiện tưới và gieo cấy 3

1.1.3.4 Theo cấu tạo hạt 4

1.1.4 Đặc điểm cấu tạo hạt 4

1.1.4.1 V ỏ 4

1.1.4.2 Lớp aleurone và nội nhũ 5

1.1.4.3 Phôi 5

1.1.5 Thành phần hóa học hạt gạo 5

1.2 Tổng quan về gạo lứt 6

1.2.1 Gạo lứt 6

1.2.2 Thành phần hóa học của gạo lứt 6

1.2.3 Lợi ích của gạo lứt 9

1.2.4 Một số sản phẩm từ gạo lứt trên thị trường 12

CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 14

2.1 Vật liệu 14

2.1.1 Nguyên li ệu chính 14

2.1.2 Nguyên li ệu phụ 14

2.1.2.1 Non dairy creamer (B ột kem không sữa) 14

2.1.2.2 Đường 14

2.1.2.3 Nước 15

2.1.2.4 Ph ụ gia 15

2.2 Hóa chất, dụng cụ và thiết bị sử dụng 16

2.3 Sơ đồ nghiên cứu 17

2.4 Phương pháp phân tích 17

2.4.1 Phương pháp xác định độ ẩm 17

2.4.2 Phương pháp xác định hàm lượng tro 18

2.4.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 19

2.4.4 Phương pháp đo độ nhớt 20

2.4.5 Phương pháp đo độ tách nước 20

2.4.6 Xác định hàm lượng tinh bột bằng phương pháp hóa học 21

2.4.7 Phương pháp bố trí thí nghiệm 22

2.4.7.1 Sơ đồ sản xuất dự kiến 22

2.4.7.2 B ố trí các thí nghiệm để xác định thông số 25

2.4.8 Phương pháp xử lý số liệu 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 29

3.1 Kết quả khảo sát thành phần hóa học của nguyên liệu 29

3.2 Khảo sát quá trình xử lý gạo lứt 31

3.3 Khảo sát quá trình rang 34

3.4 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình hồ hóa 35

3.5 Khảo sát tỷ lệ phối trộn 36

v

3.5.1 K ết quả thí nghiệm phối trộn đường 36

3.5.2 K ết quả thí nghiệm phối trộn non-dairy creamer 38

3.5.3 K ết quả thí nghiệm phối trộn dịch hồ 39

3.5.4 Kết quả phối trộn phụ gia 39

3.6 Phân tích chất lượng sản phẩm 45

3.6.1 Phân tích thành ph ần dinh dưỡng, năng lượng 45

3.6.2 Phân tích ch ỉ tiêu vi sinh 46

3.6.3 Đánh giá cảm quan sản phẩm hoàn thiện 47

3.7 Chi phí nguyên liệu cho một chai sữa gạo lứt 47

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 49

4.1 Kết luận 49

4.2 Kiến nghị 50

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 52

DANH M ỤC BẢNG

Bảng 1.1 Hàm lượng trung bình các chất có trong hạt thóc và các sản phẩm từ thóc 5

Bảng 1.2 Thành phần hóa học của các mẫu gạo thương mại 7

Bảng 1.3 Thành phần khoáng chất của các mẫu gạo 8

Bảng 1.4 Thành phần khoáng chất của gạo lứt từ các nghiên cứu khác nhau, mg/100g 8

B ảng 2.1 Thông số kỹ thuật của non-dairy creamer 14

B ảng 2.2 Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm đường Biên Hòa 15

B ảng 3.1 Cảm quan gạo và dịch hồ 30

Bảng 3.2 Bột gạo sau khi xử lý bằng 3 phương pháp 32

B ảng 3.3 Phân tích thành phần dinh dưỡng và năng lượng của sữa gạo lứt 45

Bảng 3.4 Phân tích chỉ tiêu vi sinh trong sữa gạo lứt 46

B ảng 3.5 Chi phí nguyên liệu một chai sữa 47

vii

DANH M ỤC HÌNH

Hình 1.1 Hàm lượng khoáng cung cấp cho RDA 9

Hình 1.2 Sản phẩm cơm gạo lứt 12

Hình 1.3 Sản phẩm bột sữa gạo lứt 12

Hình 1.4 Bột bánh canh gạo lứt 13

Hình 1.5 Bột gạo lứt 13

Hình 1.6 Trà gạo lứt 13

Hình 2.1 Sơ đồ sản xuất dự kiến 23

Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ đến hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch hồ 34

Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian hồ hóa đến hàm lượng chất khô hòa tan trong dịch hồ 35

Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm theo tỷ lệ đường 37

Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm theo tỷ lệ non-dairy creamer 38

Hình 3.6 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm theo tỷ lệ dịch hồ 39

Hình 3.7 Đồ thị biểu diễn độ tách nước phụ thuộc vào sự thay đổi tỷ lệ carrageenan : xanthan gum 40

Hình 3.8 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của độ nhớt 41

Hình 3.9 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình về độ nhớt của sản phẩm theo tỷ lệ chất ổn định 42

Hình 3.10 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ tách nước khi thay đổi tổng hàm lượng chất ổn định 43

Hình 3.11 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt của sản phẩm theo tổng hàm lượng chất ổn định 44

Hình 3.12 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình về độ nhớt của sản phẩm theo tỷ lệ tổng hàm lượng chất ổn định 45

Hình 3.13 Đồ thị biểu diễn điểm cảm quan trung bình của sản phẩm sữa gạo lứt 47

Hình 3.14 Sản phẩm sữa gạo lứt 48

ix

TÓM T ẮT ĐỒ ÁN

Cùng với các loại ngũ cốc, gạo lứt là một nguyên liệu rất tốt cho sức khỏe của con người Hiện nay trên thị trường đã có một số sản phẩm từ gạo lứt như bánh gạo lứt, bánh canh gạo lứt, trà gạo lứt…Tuy nhiên, vẫn chưa có sản phẩm sữa gạo lứt Do đó, với mong muốn mang đến cho người tiêu dùng một sản phẩm mới với nhiều lợi ích cho sức khỏe, đồng thời góp phần đa dạng hóa các sản phẩm từ gạo lứt, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sữa gạo lứt Sau khi hoàn thành đề tài, chúng tôi thu được một số kết quả để tạo

ra sản phẩm sữa gạo lứt đạt chất lượng: lựa chọn nguyên liệu là gạo lứt Huyết Rồng, tiến hành

xử lý gạo lứt bằng phương pháp rang ở nhiệt độ 1000C trong thời gian 15 phút, sau đó hồ hóa

để tạo dịch hồ ở nhiệt độ 800

C trong 10 phút, tiến hành quá trình phối trộn với tỷ lệ đường là 11%, non-dairy creamer 11%, dịch hồ 65%, tỷ lệ carrageenan : xanthan gum là 5 : 5 với tổng hàm lượng là 0.1% Vì điều kiện phòng thí nghiệm nên chúng tôi chọn chế độ thanh trùng là

850C trong 15 phút

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN

1.1 T ổng quan về cây lúa

lương thực; Đỗ Huy Bích và cộng sự, 2003, Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt

Nam)

Họ (Family): Poaceae/Gramineae

Phân họ (Subfamily): Oryxoideae

Tộc (Tribe): Oryzeae

Chi (Genus): Oryza

Loài (Species): Oryza Sativar L

Cây lúa thuộc họ hòa thảo, rễ chùm, có hình dáng thân cỏ mềm do các lá lúa bọc lại, cao 0.6 ÷ 1.5m, sống hàng năm ở đất (lúa nương – riz de montagne) hoặc ở nước (lúa nước – riz fluvial, riz aquatique) Cây lúa gồm có 5 bộ phận:

 Rễ lúa

Rễ lúa gồm 3 phần (biểu bì, lớp vỏ, trung trụ)

Ngoài lớp biểu bì có lông hút tự do, tế bào biểu bì kéo dài ra ngoài màng thành Trong

biểu bì là ngoại bì đến các tế bào thành dày, tế bào mỏng, tiếp tới trung trụ là nội bì, trong cùng là nhân trung trụ có những ống dẫn nhựa

Số lượng rễ nhiều hay ít tùy theo vị trí các mắt thân khác nhau, biến động từ 5 – 6 đến

20 rễ một mắt, tất cả các rễ hợp lại thành chùm, có bụi rễ gồm 500 – 800 rễ

 Lá lúa

Thuộc đơn tử diệp, lá mọc ở hai bên thân lúa, mỗi vòng thân có hai lá, lá gồm nhiều phiến lá, bẹ lá, gối lá, tai lá, gân lá song song Phiến lá gồm biểu bì mạch dẫn lớn, mạch dẫn nhỏ, mô đồng hóa, mô cơ giới, giữa là những khoảng trống Mặt ngoài có không khí và lông

tơ

 Nhánh lúa

Nhánh lúa là cây lúa non mọc từ mầm nhánh trên thân cây mẹ, đó là nhánh lúa có đủ

rễ, thân, lá và có thể sống độc lập, trổ bông kết hạt được

1

 Thân lúa

Thân lúa có nhiệm vụ giữ cho thân đứng vững, tích lũy, vận chuyển các chất trong cây Tuy vậy, thời kỳ đầu thân lúa nằm sát mặt đất, các mắt đối sít nhau nên thân bên trên chỉ là thân già

Ánh sáng là nhân tố sinh thái quan trọng nhất đối với cây lúa Ngoài ra, với đặc điểm

là lá rất nhiều, hình dài và mọc đứng, cây lúa có hiệu quả quang hợp tối ưu Sau ánh sáng, nhiệt độ cũng là nhân tố sinh thái quan trọng đối với cây lúa Nhiệt độ thích hợp cho mọi giống lúa sinh trưởng phát triển mạnh là 210

C - 380C Ở thời kỳ ra hoa kết quả, cây đặc biệt

nhạy cảm với điều kiện nhiệt độ thấp Hơn nữa, nước cũng là một nhân tố không thể thiếu được trong đời sống của cây lúa Đối với những giống lúa trồng cạn ở vùng núi, mặc dù có

khả năng chịu hạn cao, nhưng vào thời kỳ sinh trưởng mạnh thì vẫn phải cần có mưa

Lúa thuộc nhóm cây trồng ngắn ngày nên có tốc độ sinh trưởng phát triển nhanh Hạt lúa ngâm trong nước sẽ nảy mầm sau 24 – 48h Sau khi nảy mầm, cây mầm vẫn sống bằng dinh dưỡng của hạt khoảng gần 10 ngày, sau đó sẽ bắt đầu quá trình dinh dưỡng độc lập Đối

với tất cả các giống lúa được trồng ở vùng thấp hiện nay, có giai đoạn sinh trưởng kéo dài từ

40 – 45 ngày kể từ khi cấy Thời kì ra hoa kết quả từ 5 – 7 ngày và để hạt thóc chín cần thêm

30 – 40 ngày tùy theo giống lúa Hoa tự thụ phấn hoặc nhờ gió và côn trùng; thời gian thụ phấn thường từ 10 giờ sáng đến 2 giờ chiều hàng ngày Nếu trong thời kỳ ra hoa kết quả, trời nhiều mây hoặc mưa sẽ ảnh hưởng đến năng suất lúa

Là một nước nhiệt đới nóng ẩm, Việt Nam có tiềm năng to lớn trong việc sản xuất lúa

gạo Từ hai vùng châu thổ chính là đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long, mỗi năm Việt Nam đã tạo ra hơn 30 triệu tấn, đáp ứng đủ nhu cầu sử dụng trong nước và xuất

khẩu

Lúa cánh: cây thấp, lá to màu xanh đậm, bông chụm, hạt ngắn, vỏ trấu dày, cho cơm

dẻo và ít nở; phân bố ở các vùng vĩ độ cao như Nhật Bản, Triều Tiên, Bắc Trung Quốc và

một số nước Châu Âu Lúa cánh thích nghi với điều kiện thâm canh và cho năng suất cao Lúa tiên: cây cao, lá nhỏ màu xanh nhạt, bông xòe, hạt dài, vỏ trấu mỏng Gạo cho cơm khô và nở nhiều; phân bố ở các vùng vĩ độ thấp như Ấn Độ, Nam Trung Quốc, Việt Nam, năng suất không cao

1.1.3.2 Theo thời gian sinh trưởng

Căn cứ theo thời điểm gieo trồng hay thời gian từ khi thu hoạch có thể phân loại các giống lúa như sau:

Roxburg chia các giống lúa trồng ở Ấn Độ thành giống lúa chín sớm và giống lúa chín muộn

Ở Việt Nam thì chia thành lúa chim và lúa mùa

Các giống lúa lai ngắn ngày đang được lai tạo hay nhập khẩu để trồng tăng vụ, trái vụ

và tăng năng suất của lúa

Qúa trình thuần hóa cây lúa diễn ra trong thời gian dài, cây lúa thích nghi dần từ môi trường nước lên môi trường cạn Lúa cạn là lúa trồng tại các vùng đồi nương, không cần nước trên mặt đất Lúa có thể chịu nước với mức ngập là 1m, cũng có giống lúa chịu ngập từ 3 – 4m

3

1.1.3.4 Theo c ấu tạo hạt

 Theo thành ph ần hóa học

Lúa nếp có thành phần tinh bột chủ yếu là amylopectin (98%)

Lúa tẻ có tỷ lệ amylose từ 13 – 15%

 Theo hình d ạng hạt thóc

Hạt rất dài: chiều dài hạt trên 7.5cm

Hạt dài: chiều dài hạt từ 6.5 – 7.5cm

Hạt trung bình: chiều dài hạt từ 5.5 – 6.5cm

Hạt ngắn: chiều dài hạt ngắn hơn 5.5cm

lương thực)

Hạt lúa là sản phẩm từ cây lúa sau quá trình sản xuất nông nghiệp, thường qua các khâu làm đất, gieo hạt giống, ươm mạ, cấy, chăm bón, gặt và tuốt

Nhân hạt lúa sau khi tách vỏ bỏ trấu và cám được gọi là gạo Gạo là một sản phẩm

lương thực và chứa rất nhiều chất dinh dưỡng

Cấu tạo của hạt lúa, gồm 3 phần chính: vỏ, nội nhũ và phôi

 Vỏ quả

Vỏ quả được cấu tạo gồm nhiều lớp tế bào Vỏ quả thường liên kết không bền với vỏ hạt Trong thành phần vỏ quả thường chứa cellulose, pentosan, pectin và khoáng Trong cùng một hạt, chiều dày lớp tế bào vỏ quả không giống nhau, ở gần phôi, lớp vỏ quả là mỏng nhất

 Vỏ hạt

Phía trong vỏ quả là vỏ hạt Vỏ hạt liên kết chặt chẽ với lớp aleurone So với vỏ quả thì

vỏ hạt chứa ít cellulose hơn nhưng nhiều protid và glucid hơn

 Nội nhũ

Nội nhũ là phần dự trữ chất dinh dưỡng của hạt Các tế bào nội nhũ khá lớn, thành mỏng và có hình dạng khác nhau tuỳ loại ngũ cốc Thành phần hóa học của nội nhũ chủ yếu là tinh bột và protid, ngoài ra còn có một lượng nhỏ lipid, muối khoáng, cellulose và một số sản

phẩm phân giải của tinh bột như dextrin, đường…

1.1.4.3 Phôi

Khi hạt nảy mầm thì phôi sẽ phát triển lên thành cây con, vì vậy trong phôi chứa nhiều các chất dinh dưỡng cần thiết cho sự phát triển ban đầu Thành phần hóa học của phôi gồm có protid, glucid hoà tan, khá nhiều lipid, khoáng, cellulose và các vitamin Phôi cách nội nhũ bởi lớp ngoài là lớp trung gian chuyển các chất dinh dưỡng từ nội nhũ sang phôi khi hạt nảy mầm

Gluxid (%)

Protid (%0 Lipid (%)

Cellulose (%) Tro (%)

Thành phần cấu tạo của gạo lứt:

Vỏ trấu: chiếm 15-20% gồm tế bào rỗng có thành phần cấu tạo là cellulose

Vỏ quả: chiếm 5-6% khối lượng hạt, có thành phần chủ yếu là cellulose, pentose, pectin, tro…

Vỏ hạt: chiếm 1-2% liên kết chặt với lớp aleurone, chứa nhiều sắt Lớp aleurone chiếm 6-12%

chứa nhiều protein, chất béo, tro và vitamin

Nội nhũ : tinh bột chiếm 60-80% tùy theo điều kiện canh tác giống Nội nhũ có thể trắng

trong, trắng đục hoặc bạc bụng

Phôi : nằm ở đầu nhọn của hạt lúa, chiếm 2.25 khối lượng hạt gạo lứt, trong phôi protein

chiếm 30-40%, chất béo từ 15-35%, tro 5-10%, cellulose 2-3%, pentose, vitamin và khoáng, phôi chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, nó dự trữ thức ăn cho phần hạt

Gạo lứt được chia thành 3 nhóm chủ yếu như sau:

• Gạo lứt tẻ hạt dài (long grain brown rice)

• Gạo lứt tẻ hạt tròn (short-grain brown rice)

• Gạo lứt nếp (sweet brown rice)

Từ lâu, chúng ta quen dùng cơm gạo trắng không những mềm mà màu trắng của gạo cũng quen mắt, nên có cảm giác ngon miệng Những năm gần đây, qua phân tích chất gạo, đặc biệt là gạo lứt, người ta nhận thấy không những gạo lứt có đủ những chất chủ yếu như là protein, chất béo, glucid mà còn có nhiều loại vitamin, các loại acid amin, chất xơ và nhiều chất khoáng Vì vậy gạo lứt là loại thực phẩm bổ dưỡng, phòng và chữa bệnh tốt