Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thuỷ phân từ bột trái bí đỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KỸ THUẬT - KINH TẾ BIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG THỦY PHÂN TỪ BỘT TRÁI BÍ ĐỎ SVTH : Tống Thị Hương MSSV : 13030483 GVHD : ThS Chu Thị Hà Lớp : DH13TP Khóa học : 2013 - 2017 Vũng Tàu, tháng năm 2017 i TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Tống Thị Hương MSSV: 13030483 Ngày, tháng, năm sinh: 24/02/1995 Nơi sinh: Thanh Hóa Địa chỉ: Xã Tân Lâm, Huyện Xuyên Mộc, Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu E- mail: tongthihuong24@gmail.com I TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thủy phân từ bột trái bí đỏ II NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 2/2017 III NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: 6/2017 IV HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Cô Chu Thị Hà Bà Rịa – Vũng Tàu, Ngày 26 tháng năm 2017 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) ThS Chu Thị Hà Tống Thị Hương TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Vũng Tàu, tháng năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (kí ghi rõ họ tên) ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Vũng Tàu, tháng năm 2017 Giảng viên phản biện (kí ghi rõ họ tên) iii LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới thầy cô Viện kĩ thuật – kinh tế biển truyền đạt cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu suốt thời gian qua Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô Chu Thị Hà tận tình giúp đỡ, trực tiếp bảo, hướng dẫn em suốt trình làm đồ án, để em hồn thành tốt đồ án Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà học tập tinh thần làm việc, thái độ nghiêm túc, hiệu quả, điều cần thiết cho em trình học tập làm việc sau Do thời gian có hạn kiến thức hạn chế nên đồ án nhiều thiếu sót Em mong nhận nhiều góp ý thầy, cô giáo bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Vũng Tàu, ngày 26 tháng năm 2017 iv LỜI CAM ĐOAN Trong trình thực đồ án, xin cam đoan số liệu thu từ q trình thực nghiệm hồn tồn xác không chép từ đồ án, cơng trình nghiên cứu Các phần có trích dẫn nội dung từ tài liệu tham khảo ghi rõ phần Tài liệu tham khảo cuối đồ án Tôi xin cam đoan điều thật chịu hoàn toàn trách nhiệm lời cam đoan Sinh viên thực Tống Thị Hương v MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Đặc điểm nguyên liệu 1.1.1 Giới thiệu bí đỏ 1.1.1.1 Hình thái 1.1.1.2 Bột bí đỏ 1.1.1.3 Phân bố sinh học sinh thái 1.1.1.4 Thành phần hóa học 1.1.1.5 Ý nghĩa kinh tế 1.2 Giới thiệu chung tinh bột 1.3 Khái quát trình thủy phân 1.3.1 Bản chất ý nghĩa trình thủy phân 1.3.2 Những yếu tố ảnh hưởng đến trình thủy phân 1.3.3 Cơ chế trình thủy phân 13 1.4 Quá trình thủy phân tinh bột 14 1.5 Enzyme sử dụng nghiên cứu Enzyme α-amylase (termamyl) 20 1.6 Phụ gia hóa chất 23 1.6.1.Nước sử dụng nghiên cứu 23 1.6.2.Acid citric 23 1.6.3 Bao bì đề xuất 25 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 Đối tượng nghiên cứu 26 2.1.1 Bột bí đỏ 26 2.1.2 Các chế phẩm enzyme 26 2.2.1 Phương tiện thí nghiệm 29 2.2.2 Phương pháp hóa học 30 2.3 Bố trí thí nghiệm 42 2.3.1 Quy trình dự kiến 42 vi 2.3.2 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu 43 2.4 Phương pháp hoàn thiện sản phẩm 47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 48 3.1 Kết thảo luận 48 3.1.1 Khảo sát tỉ lệ nước bột bí đỏ phù hợp cho sản phẩm 48 3.1.2 Khảo sát nhiệt độ thời gian thích hợp cho giai đoạn dịch hóa 50 3.1.3 Khảo sát nồng độ enzyme thời gian thích hợp cho giai đoạn đường hóa 51 3.1.4 Quy trình đề xuất 54 3.1.4.1 Sơ đồ quy trình đề xuất 54 3.1.4.2 Thuyết minh quy trình 56 3.2 Sản xuất thử nghiệm sản phẩm theo quy trình đề xuất 57 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 59 4.1 Kết luận 59 4.2 Đề nghị 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 PHỤ LỤC 40 vii DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1 Hình dáng trái bí đỏ Hình 1.2 Bột bí đỏ Hình 1.3 Một số sản phẩm khác từ bí đỏ Hình 1.4 Một phần cấu trúc amylose Hình 1.5 Một phần cấu trúc amylopectin Hình 1.6 Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ chất 10 Hình 1.7 Cấu trúc khơng gian a-Amylase 15 Hình 1.8 Cấu trúc phân tử tinh bột bị phân cắt 17 Hình 2.1 Hình ảnh enzyme sử dụng nghiên cứu 27 Hình 2.2 Sơ đồ quy trình dự kiến 42 Hình 2.3 Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 44 Hình 2.4 Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 46 Hình 2.5 Nước uống đóng chai thủy phân 47 Hình 3.1 Hình ảnh chuẩn bị mẫu cảm quan 48 Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn kết cảm quan sản phẩm với tỉ lệ nước: bột bí đỏ khác 49 Hình 3.3 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian lên giai đoạn dịch hóa 51 Hình 3.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ enzyme thời gỉan đường hóa đến hiệu suất thủy phân (%) 53 Hình 3.5 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nồng độ enzyme thời gian đường hóa đến hàm lượng đường khử (%) 53 Hình 3.6 Sơ đồ quy trình đề xuất cho sản phẩm 55 viii DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1 Nhiệt độ hồ hóa số tinh bột Bảng 1.2 Một số tính chất khác α-amylase từ nguồn khác 18 Bảng 1.3 Các tính chất khác β-Amylase 19 Bảng 1.4 Độ ổn định Termamyl (thời gian (phút) cần thiết để 50% hoạt tính) 21 Bảng 1.5 Quy định chất lượng cảm quan acid citric thực phẩm 24 Bảng 1.6 Quy định thành phần hoá học acid citric thực phẩm 24 Bảng 2.1 Đặc tính sản phẩm 27 Bảng 2.2 Đặc điểm sản phẩm 28 Bảng 2.3 Bảng mô tả nội dung đánh giá cảm quan 32 Bảng 2.4 Bảng phân cấp chất lượng 38 Bảng 2.5 Bảng điểm độ màu sắc sản phẩm 39 Bảng 2.6 Bảng vị nước giải khát thủy phân 40 Bảng 2.7 Bảng điểm mùi nước giải khát thủy phân 40 Bảng 2.8 Bảng tỉ lệ mẫu thí nghiệm 43 Bảng 3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ nước : bột bí đỏ đến giá trị cảm quan sản phẩm48 Bảng 3.2 Bảng đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm 49 Bảng 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian giai đoạn dịch hóa 50 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa 52 ix PHỤ LỤC Phục lục 1: Phương pháp đánh giá cảm quan Số lần đánh Mẫu Mẫu giá Mẫu Mẫu CQV Màu sắc Lần Lần 3 4 4 5 4 4 Tổng 20 19 22 Trung bình 4,0 3,8 4,4 4 4 4 5 4 4 Tổng 20 20 23 Trung bình 4,0 4,0 4,6 4 5 5 4 5 5 5 Tổng 22 24 24 Lần Trung bình 4,4 4,8 4,8 Trung bình lần đánh giá 4,13 4,2 4,6 Mùi Lần Lần Lần 5 5 4 5 4 Tổng 21 24 20 Trung bình 4,2 4,8 4,0 4 5 5 4 5 5 Tổng 21 23 23 Trung bình 4,2 4,6 4,6 4 5 4 4 5 5 5 Tổng 22 24 23 Trung bình 4,4 4,8 4,6 Trung bình lần đánh giá 4,26 4,73 4,4 Vị Lần Lần Lần 1 3 3 1 1 3 Tổng 11 Trung bình 1,4 2,2 1,4 3 3 3 4 Tổng 17 13 Trung bình 1,8 3,4 2,6 1 4 3 1 4 Tổng 10 15 15 Trung bình 2,0 3,0 3,0 Trung bình lần đánh giá 1,73 2,86 2,33 Bảng phân tích ANOVA cảm quan màu sắc mẫu Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 0.382222 0.191111 Within groups 0.746667 0.124444 Total (Corr.) 1.12889 F-Ratio P-Value 1.54 0.2894 Bảng kết trung bình Stnd error Mẫu Count Mean (pooled s) 4.13333 0.20367 4.2 0.20367 3 4.6 0.20367 Total 4.31111 Bảng kiểm định LSD màu sắc 95% Method: 95.0 percent LSD Mẫu Coun Mean t Homogeneous Groups 4.1333 X 3 4.2 X 3 4.6 X Bảng phân tích ANOVA cảm quan mùi sản phẩm Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 0.346667 0.173333 Within groups 0.293333 0.0488889 Total (Corr.) 0.64 F-Ratio P-Value 3.55 0.0963 Bảng kết trung bình Stnd Error Mẫu Count Mean (pooled s) 4.26667 0.127657 4.73333 0.127657 3 4.4 0.127657 Total 4.46667 Bảng kiểm định LSD mùi 95% Method: 95.0 percent LSD mâ Coun Mean Homogeneo u t us Groups 4.2666 X 3 4.4 4.7333 XX X Bảng phân tích ANOVA cảm quan vị sản phẩm Source Sum of Squares Df Mean Square Between groups 1.92889 0.964444 Within groups 2.32 0.386667 Total (Corr.) 4.24889 F-Ratio P-Value 2.49 0.1628 Bảng kết trung bình Stnd error Mẫu Count Mean (pooled s) 1.73333 0.359011 2.86667 0.359011 3 2.33333 0.359011 Total 2.31111 Bảng kiểm định LSD màu sắc 95% Method: 95.0 percent LSD Mẫu Count Mean 1.73333 X 3 2.33333 X 2.86667 X Homogeneous Groups Kết đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 mẫu Điểm thành viên Các tiêu TB Hệ số trọng Tổng Chưa lượng TL TB có TL T1 T2 T3 T4 T5 Màu sắc 4 20 0,8 3,2 Mùi 5 21 4,2 1,2 5,04 Vị 1 1,4 2,8 Điểm chất lượng 11,04 Xếp loại: Trung bình Kết đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 mẫu Điểm thành viên Các tiêu TB Hệ số trọng Tổng Chưa lượng TL TB có TL T1 T2 T3 T4 T5 Màu sắc 4 4 20 0,8 3,2 Mùi 5 23 4,6 1,2 5,52 Vị 4 17 3,4 6,8 Điểm chất lượng Xếp loại: Khá 15,52 Kết đánh giá cảm quan theo TCVN 3215 – 79 mẫu Phục lục 2: Xác định hàm lượng đường khử phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với ferrycyanure Điểm thành viên Các tiêu TB Hệ số trọng Tổng Chưa lượng TL TB có TL T1 T2 T3 T4 T5 Màu sắc 5 5 24 0,8 4,8 Mùi 5 23 4,6 1,2 5,52 Vị 1 1 1,4 2,8 Điểm chất lượng 13,12 Xếp loại: Trung bình Nguyên tắc Khi cho ferrycyanure K3Fe(CN)6 phản ứng với đường khử, sản phẩm thu ferrocyanure Dựa vào phản ứng này, ta suy lượng đường khử có mặt dung dịch cần xác định Việc chuẩn độ tiến hành mơi trường kiềm NaOH, đun nóng với thị xanh (methylen blue) Phương trình phản ứng: CH2CH-(CHOH)4-CHO + K3Fe(CN)6 + 2NaOH -» CH2OH-(CHOH)4-COONa + Na K3Fe(CN)6 + H2O Tác dụng oxy hoá K3Fe(CN)6 phụ thuộc vào chất nồng độ đường, nồng độ kiềm, thời gian đun nóng yếu tố khác nên tiến hành trình tự thí nghiệm thao tác quan trọng Các oligosacchride polysaccharide dễ bị thuỷ phân thành monosaccharide định lượng đường khử trước sau thuỷ phân chúng Hoá chất dụng cụ Hoá chất - Bếp điện , kẹp, lưới amiang, nồi cách thuỷ - Phễu, ống đong, bình định mức, becher, erlen, burette, pipette Dụng cụ - K3Fe(CN)6 1% - Đường glucose 0,5% - NaOH 5% ; 2,5 N - HC1 5% - CCl3COOH 10% - Methyl red 1% - Methyl blue 0,04% Cách tiến hành: cho vào erlen 10ml dung dịch K3Fe(CN)6 1% 2,5 ml dung dịch NaOH 2,5 N; thêm vào giọt methyl blue Đun sôi chuẩn độ bếp dung dịch đương khử cần xác định chuẩn bị buret, cho giọt Sau vài giây dung dịch màu xanh chuyển sang màu trắng giọt thừa làm dung dịch có màu tím cho biết phản ứng kết thúc Sau lần chuẩn độ mang tính định hướng ấy, tiến hành chuẩn độ lần thứ hai Chỉ để khoảng ml để chuẩn độ Chú ý đun nào, để sau 45-60 giây dung dịch bắt đầu sôi, tiếp tục đun thêm phút nữa, cho vào giọt methyl blue, làm nhỏ lửa chuẩn độ đến màu xanh Tiến hành thí nghiệm tương tự với dung dịch glucose chuẩn 0,5% Để xác định đường tổng, lấy xác 50 ml dung dịch đường khử vào bình định mức 100, thêm vào 20 ml dung dịch HC1 5% đun cách thuỷ hỗn hợp 35-40 phút Và tiến hành chuẩn độ tương tự xác định đường khử Cơng thức tính 0,5×Vg × V1 × V2 × 100 100 × VT × m × 50 Lượng đường khử tính cơng thức: XT = 0,5×Vg × V × 100 100 × Vk × m Trong - Xk: lượng đường khử (g/ml hay g/l00ml) - Vg: thể tích dung dịch Glugcose 0,5% cho chuẩn độ (ml) - Vk: thể tích dung dịch đường khử cho chuẩn độ (ml) - V: thể tích bình định mức (ml) - M: lượng mẫu thí nghiệm (g) (ml) Lượng đường tổng tính cơng thức: XT = 0,5×Vg × V1 × V2 × 100 100 × VT × m × 50 Trong đó: - XT: lượng đường tổng (%) - Vg : thể tích dung dịch glucose 0,5% cho chuẩn độ (ml) - VT : thể tích dung dịch đường tổng cho chuẩn độ (ml) - V1 :thể tích bình định mức dung dịch xác định đường khử (ml) - V2 : thể tích bình định mức (ml) - m : lượng mẫu thí nghiệm (g) Cơng thức tính hiệu suất: H% = 𝐾ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 𝑡ℎự𝑐 𝑡ế 𝑡ℎ𝑢 đượ𝑐 𝑘ℎố𝑖 𝑙ượ𝑛𝑔 𝑐ℎấ𝑡 𝑡í𝑛ℎ 𝑡ℎ𝑒𝑜 𝑙í 𝑡ℎ𝑢𝑦ế𝑡 Phụ lục 3: Ảnh hưởng hàm lượng chất khơ hòa tan đến nhiệt độ thời gian q trình dịch hóa Bảng phân tích ANOVA hàm lượng chất khơ hòa tan, nhiệt độ 90°C Source Sum of Squares Df Mean F-Ratio P-Value Square Between groups 1.68 0.84 Within groups 0.02 0.00333 333 Total (Corr.) 1.7 252.00 0.0000 Bảng kết trung bình Stnd error phút Count Mean 105 6.56667 0.0333333 6.50899 6.62434 75 5.56667 0.0333333 5.50899 5.62434 90 6.36667 0.0333333 6.30899 6.42434 Total (pooled s) Lower limit Upper limit 6.16667 Bảng so sánh nghiệm thức Method: 95.0 percent LSD phút Count Mean Homogeneous Groups 75 5.56667 X 90 6.36667 X 105 6.56667 X Bảng phân tích ANOVA hàm lượng chất khơ hòa tan, nhiệt độ 95°C Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 1.93556 0.967778 290.33 Within groups 0.02 0.00333333 Total (Corr.) 1.95556 0.0000 Bảng kết trung bình Stnd error phút Count Mean (pooled s) Lower limit Upper limit 105 6.83333 0.0333333 6.77566 6.89101 75 5.86667 0.0333333 5.80899 5.92434 90 6.86667 0.0333333 6.80899 6.92434 Total 6.52222 Bảng so sánh nghiệm thức Method: 95.0 percent LSD phút Count Mean 75 Homogeneous Groups 5.86667 X 105 6.83333 X 90 6.86667 X Bảng phân tích ANOVA hàm lượng chất khơ hòa tan, nhiệt độ 100°C Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 1.80667 0.903333 162.60 Within groups 0.0333333 0.00555556 Total (Corr.) 1.84 0.0000 Bảng kết trung bình Stnd error phut Count Mean (pooled s) Lower limit Upper limit 105 6.86667 0.0430331 6.79221 6.94112 75 5.9 0.0430331 5.82554 5.97446 90 6.83333 0.0430331 6.75888 6.90779 Total 6.53333 Bảng so sánh nghiệm thức Method: 95.0 percent LSD phút Count Mean Homogeneous Groups 75 5.9 X 90 6.83333 X 105 6.86667 X Phụ lục 4: Ảnh hưởng hiệu suất đến nồng độ enzyme q trình đường hóa Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng hiệu suất đến nồng độ enzyme, thời gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 2.73042 1.36521 0.0000 Within groups 0.0532667 0.00887778 Total (Corr.) 2.78369 153.78 Bảng kết trung bình Stnd error Nồng độ Count Mean (pooled s) Lower limit Upper limit 0.15 84.42 0.0543991 84.3259 84.5141 0.2 85.58 0.0543991 85.4859 85.6741 0.25 85.5967 0.0543991 85.5025 85.6908 Total 85.1989 Bảng so sánh nghiệm thức Method: 95.0 percent LSD Nồng độ Count Mean Homogeneous Groups 0.15 84.42 X 0.2 85.58 X 0.25 85.5967 X Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng hiệu suất đến nồng độ enzyme, thời gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 4.73429 2.36714 Within groups 0.0749333 0.0124889 Total (Corr.) 4.80922 189.54 0.0000 Bảng kết trung bình Stnd error Nồng độ Count Mean (pooled s) Lower limit Upper limit 0.15 85.91 0.064521 85.7984 86.0216 0.2 87.4333 0.064521 87.3217 87.545 0.25 87.4633 0.064521 87.3517 87.575 Total 86.9356 Bảng so sánh nghiệm thức Method: 95.0 percent LSD Nồng độ Count Mean Homogeneous Groups 0.15 85.91 X 0.2 87.4333 X 0.25 87.4633 X Bảng phân tích ANOVA ảnh hưởng hiệu suất đến nồng độ enzyme, thời gian Source Sum of Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value Between groups 1.53147 0.765733 Within groups 0.0431333 0.00718889 Total (Corr.) 1.5746 106.52 0.0000 Bảng kết trung bình Stnd error Nồng độ Count Mean 0.15 86.6033 0.048952 86.5186 86.688 0.2 87.37 87.2853 87.4547 0.25 87.5567 0.048952 87.472 87.6414 Total 87.1767 (pooled s) 0.048952 Lower limit Upper limit Bảng so sánh nghiệm thức Method: 95.0 percent LSD Nồng độ Count Mean 0.15 86.6033 X 0.2 87.37 X 0.25 87.5567 X Homogeneous Groups ... góp phần xóa đói giảm nghèo Từ đó, em thực đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống đóng chai từ bột trái bí đỏ Mục tiêu nghiên cứu Nhằm tạo sản phẩm nước uống đóng chai giàu dinh dưỡng,... Hình 1.1 Hình dáng trái bí đỏ 1.1.1.2 Bột bí đỏ Bột bí đỏ có màu vàng đặc trưng lẫn vào hạt màu nâu Trong q trình sản xuất, sấy bí đỏ ảnh hưởng đến màu sắc bột bí đỏ Màu sắc bột ảnh hưởng nhiều... kinh tế Bí đỏ loại trồng lấy trái chế biến loại rau Bí đỏ dùng để chế biến thực phẩm như: bí đỏ sấy, bánh bí đỏ, bột ăn dặm cho trẻ,… Hình 1.3 Một số sản phẩm khác từ bí đỏ Ưu điểm bí đỏ loại