BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CÔNG THỨC PHỐI CHẾ KẸO VIÊN NÉN CÓ BỔ SUNG SẮT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CƠNG THỨC PHỐI CHẾ KẸO VIÊN NÉN CĨ BỔ SUNG SẮT Họ tên sinh viên: LÂM HÁNG HƯNG Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM VÀ DINH DƯỠNG NGƯỜI Niên khóa: 2005 - 2009 Tháng 08/2009 BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CÔNG THỨC PHỐI CHẾ KẸO VIÊN NÉN CÓ BỔ SUNG SẮT Tác giả LÂM HÁNG HƯNG Khóa luận đệ trình để đáp ứng u cầu cấp Kỹ sư ngành Bảo quản Chế biến Nông sản Thực phẩm Dinh Dưỡng Người Giáo viên hướng dẫn: ThS Phạm Tuấn Anh Tháng 08 năm 2009 i LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Cô trường Đại Học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm Khoa Cơng Nghệ Thực Phẩm giáo dục, truyền đạt cho kiến thức quý báu năm học trường Xin bày tỏ lòng biết ơn kính trọng sâu sắc đến thầy Phạm Tuấn Anh, người thầy tận tình hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm hết lòng giúp đỡ tơi vượt qua khó khăn q trình thực đề tài, để tơi hồn thành đề tài Rất cảm ơn gia đình, bạn bè quan tâm, chia sẻ, đóng góp ý kiến, giúp đỡ tơi suốt q trình học tập thực đề tài Các bạn ln có mặt bên tơi lúc tơi khó khăn Xin gửi lời tri ân đến tất người Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 08 năm 2009 Lâm Háng Hưng ii TĨM TẮT Mục đích đề tài “Bước đầu nghiên cứu công thức phối chế kẹo viên nén có bổ sung sắt” nhằm khảo sát ảnh hưởng xylitol, maltodextrin starch 1500 đến vị, hương trạng thái bề mặt kẹo Qua tìm cơng thức phối chế thích hợp cho sản phẩm kẹo bổ sung sắt Quá trình thực bao gồm thí nghiệm: Trong thí nghiệm 1, sau tiến hành thí nghiệm thăm dò, chất làm sử dụng xylitol, tỷ lệ maltodextrin starch 1500 sử dụng : hàm lượng chất tạo hương menthol 0,75 % Thí nghiệm tiến hành nhằm xác định công thức phối chế kẹo bổ sung sắt Với giúp đỡ phần mềm JMP phiên 4.0, phương pháp thiết kế phối trộn (Mixture Design) sử dụng để xây dựng nghiệm thức Các tiêu khảo sát vị, hương trạng thái bề mặt kẹo Kết cho thấy xylitol có ảnh hưởng mạnh lên hương vị sản phẩm Còn tác động yếu tố khảo sát lên trạng thái bề mặt sản phẩm khơng có ý nghĩa Và thời gian phân rã kẹo chịu ảnh hưởng chủ yếu maltodextrin Sản phẩm đạt giá trị cảm quan cao hàm lượng thành phần sau: (tổng thành phần 100%) - Xylitol: 48 – 51 % - Maltodextrin: 32,8 – 36,7% - Starch 1500: 14 – 16 % Trong thí nghiệm 3, lực nén thích hợp ứng dụng để sản xuất kẹo 4430 N Trong thí nghiệm 4, hàm lượng chất tạo màu sunset yellow sử dụng đánh giá cao % iii MỤC LỤC Trang Chương MỞ ĐẦU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Chương TỔNG QUAN .3 2.1 SẮT VÀ BỆNH THIẾU MÁU DINH DƯỠNG .3 2.1.1 Sắt – Chức sinh học sắt .3 2.1.2 Bệnh thiếu máu dinh dưỡng 2.1.2.1 Khái niệm 2.1.2.2 Nguyên nhân 2.1.2.3 Biểu 2.1.2.4 Phòng chống thiếu máu dinh dưỡng 2.1.2.5 Nguồn thức ăn giàu sắt 2.2 Kỹ thuật sản xuất viên nén 2.2.1 Khái niệm lịch sử phát triển 2.2.2 Phân loại .6 2.2.2.1 Theo cách dùng đường sử dụng 2.2.2.2 Theo đặc tính phóng thích hoạt chất 2.2.3 Ưu nhược điểm viên nén 2.2.3.1 Ưu điểm 2.2.3.2 Nhược điểm 2.2.4 Điều kiện chế hình thành viên nén 2.2.4.1 Điều kiện hình thành viên nén 2.2.4.2 Quá trình hình thành viên nén 2.2.5 Tá dược sản xuất viên nén 10 2.2.5.1 Tá dược độn 10 2.2.5.2 Tá dược dính 11 2.2.5.3 Tá dược rã 11 2.2.5.4 Tá dược trơn bóng 12 iv 2.2.6 Các phương pháp sản xuất viên nén 12 2.2.6.1 Phương pháp dập trực tiếp (dập thẳng) 13 2.2.6.2 Phương pháp xát hạt 14 2.2.7 Máy dập viên 16 2.2.7.1 Máy dập viên tâm sai 16 2.2.7.2 Máy dập viên xoay tròn 16 2.2.7.3 Máy dập viên cối 18 2.3 Tổng quan nguyên liệu sử dụng 18 2.3.1 Ferric pyrophosphate 18 2.3.2 Maltodextrin 19 2.3.3 Xylitol .20 2.3.3.1 Công thức cấu tạo tính chất 20 2.3.3.2 Đặc điểm 21 2.3.3.3 Ứng dụng 21 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 22 3.1 Thời gian địa điểm nghiên cứu 22 3.2 Nguyên liệu thiết bị sử dụng .22 3.2.1 Nguyên liệu .22 3.2.2 Thiết bị sử dụng 23 3.3 Quy trình sản xuất viên nén phương pháp dập thẳng .24 3.4 Bố trí thí nghiệm .25 3.4.1 Thí nghiệm 1: Xác định khoảng hàm lượng thành phần .25 3.4.2 Thí nghiệm 26 3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng lực nén lên chất lượng viên nén .27 3.4.4 Thí nghiệm 4: Thử nghiệm hàm lượng chất tạo màu ưa thích 27 3.5 Các phương pháp dùng thí nghiệm 27 3.5.1 Phương pháp đánh giá nhanh độ cứng viên nén 27 3.5.2 Phương pháp bố trí thí nghiệm kiểu khối cân không đầy đủ BIBD 27 3.5.3 Xây dựng hệ số quan trọng cho tiêu cảm quan 28 3.5.4 Xác định thời gian tan rã viên nén .29 3.5.5 Phương pháp xử lý số liệu 29 v Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 Kết thí nghiệm .30 4.1.1 Về độ cứng 30 4.1.2 Thí nghiệm 1A: Khoảng biến thiên chất làm 30 4.1.3 Thí nghiệm 1B: Xác định tỷ lệ thích hợp maltodextrin starch 1500 31 4.1.4 Thí nghiệm 1C: Xác định hàm lượng thích hợp chất tạo hương 31 4.1.5 Kết luận cho thí nghiệm .31 4.2 Kết thí nghiệm .32 4.2.1 Về độ cứng 32 4.2.2 Bố trí thí nghiệm 32 4.2.3 Đánh giá cảm quan nghiệm thức thí nghiệm .33 4.2.4 Điểm cảm quan vị .34 4.2.5 Điểm cảm quan hương 37 4.2.6 Điểm cảm quan trạng thái bề mặt .39 4.2.7 Kết đánh giá chung 40 4.2.8 Kết đo thời gian phân rã kẹo .43 4.3 Kết thí nghiệm 3: 45 4.4 Kết thí nghiệm .45 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 5.1 Kết luận 47 5.2 Đề nghị 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO .49 PHỤ LỤC 52 vi DANH SÁCH CÁC HÌNH Trang Hình 2.1 Sơ đồ quy trình bào chế thuốc viên nén theo phương pháp dập thẳng 13 Hình 2.2 Sơ đồ dập viên theo phương pháp tạo hạt ướt .15 Hình 2.3 Các giai đoạn dập viên máy tâm sai .16 Hình 2.4 Sơ đồ hoạt động máy dập viên xoay tròn 17 Hình 2.5 Sơ đồ máy dập viên cối 18 Hình 2.6 Cơng thức cấu tạo xylitol 20 Hình 3.1 Sản phẩm ferric pyrophosphate .22 Hình 3.2 Máy dập viên cối 23 Hình 3.3 Cối chày máy dập viên cối .23 Hình 3.4 Sơ đồ quy trình chế biến kẹo 24 Hình 4.1 Biểu đồ tam giác trình bày phân bố nghiệm thức thí nghiệm 33 Hình 4.2 Các viên kẹo thí nghiệm .33 Hình 4.3 Tương thích điểm cảm quan vị thực nghiệm giá trị dự đốn 35 Hình 4.4 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan vị 35 Hình 4.5 Tác động yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan vị 36 Hình 4.6 Đánh giá yếu tố thí nghiệm lên điểm cảm quan vị 36 Hình 4.7 Ảnh hưởng hàm lượng xylitol, starch 1500 maltodextrin lên điểm cảm quan vị 36 Hình 4.8 Tương thích điểm cảm quan hương thực nghiệm giá trị dự đốn 37 Hình 4.9 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan hương 38 Hình 4.10 Tác động yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan 38 Hình 4.11 Đánh giá yếu tố thí nghiệm lên điểm cảm quan hương .38 Hình 4.12 Ảnh hưởng hàm lượng xylitol, starch 1500 maltodextrin lên điểm cảm quan hương .39 Hình 4.13 Tương thích điểm cảm quan trạng thái bề mặt kẹo giá trị dự đoán 40 Hình 4.14 Tương thích kết đánh giá chung giá trị dự đốn 41 Hình 4.15 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên kết đánh giá chung kẹo 41 Hình 4.16 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên kết cảm quan chung sản phẩm .42 vii Hình 4.17 Ảnh hưởng yếu tố thí nghiệm lên kết đánh giá chung sản phẩm .42 Hình 4.18 Ảnh hưởng hàm lượng starch 1500, maltodextrin xylitol lên kết đánh giá chung 43 Hình 4.19 Tương thích thời gian rã thực nghiệm với giá trị dự đốn 44 Hình 4.20 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên thời gian rã 44 Hình 4.21 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên thời gian rã sản phẩm 44 Hình 4.22 Ảnh hưởng hàm lượng xylitol, maltodextrin lên thời gian rã kẹo 45 Hình 4.23 Kẹo nén với hàm lượng 0,5 % sunset yellow 46 Hình 4.24 Kẹo nén với hàm lượng % sunset yellow 46 viii DANH SÁCH CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Ngưỡng đánh giá thiếu máu Bảng 2.2 Các giai đoạn sản xuất viên nén .12 Bảng 2.3 So sánh hai loại máy dập viên .17 Bảng 2.4 Một số tính chất sản phẩm maltodextrin 20 Bảng 4.1 Khối lượng thành phần viên kẹo .31 Bảng 4.2 Thành phần yếu tố khảo sát nghiệm thức thí nghiệm 32 Bảng 4.3 Sơ đồ bố trí đánh giá cảm quan thí nghiệm 34 Bảng 4.4 Điểm trung bình hiệu chỉnh vị nghiệm thức thí nghiệm 34 Bảng 4.5 Điểm trung bình ước lượng cảm quan hương .37 Bảng 4.6 Điểm trung bình hiệu chỉnh cảm quan trạng thái bề mặt 39 Bảng 4.7 Kết xây dựng hệ số quan trọng .40 Bảng 4.8 Điểm trung bình hiệu chỉnh kết đánh giá chung thí nghiệm 41 Bảng 4.9 Thời gian phân rã nghiệm thức thí nghiệm 43 ix Phụ lục C Chứng nhận phân tích ferric pyrophosphate 55 Phụ lục D TÍNH TỐN LƯỢNG SẮT BỔ SUNG VÀO VIÊN NÉN Theo kết phân tích Dr Paul Lohmann, Germany năm 2005 (giấy chứng nhận phân tích trình bày phụ lục C) Hàm lượng sắt ferric pyrophosphate 25,2 % Bảng D.1 Nhu cầu sắt khuyến cáo (Dương Thanh Liêm ,2007) Đối tượng có nhu cầu mg/ngày Thanh niên 15 Phụ nữ (từ trưởng thành đến lúc mãn kinh) 16 – 18 Sau mãn kinh 10 Phụ nữ cho bú 13 Trẻ từ - 12 tháng 10 Phụ nữ có thai 19 - 21 tuần (thai kỳ II) 19 – 21 Như vậy, để viên nén chứa mg sắt nguyên tố cần khoảng mg ferric pyrophosphate sử dụng ngày từ – viên bổ sung phần lượng sắt cho thể 56 Phụ lục E PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN LỰC NÉN LỊ XO Giữa lực tác động P độ biến dạng Δx lò xo có mối quan hệ sau: Trong đó: G: mơ-đun biến dạng đàn hồi Với lò xo thép có G = 8*104 N/mm2 d: đường kính dây làm lò xo D: đường kính trung bình lò xo c: hệ số biến dạng N: số vòng dây i: số vòng dây chịu nén Với lò xo xoắn hình trụ nén, người ta làm đầu để dễ láp ráp Ta có: i = Ν – 1,5 Tài liệu tham khảo: Nguyễn Trọng Hiệp, 1970 Sơ đồ Chi tiết máy, tập II, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp Hà Nội, trang 191 – 205 Norton R.L., 2000 Machine Design – An Integrated Approach, Prentice – Hall International Inc, London, pp 808 – 820 (trích dẫn Phạm Thị Ngun Tồn, 2006) 57 TÍNH TỐN LỰC VÀ ĐỘ BIẾN DẠNG CỦA LỊ XO Bảng E.1: Các thơng số lò xo sử dụng Thơng số Giá trị Đơn vị G 80000 N/mm2 d 10 mm D+d 65 mm D 55 mm c 5,5 N 11 i 9,5 Δxmax = lmax-lmin 70 mm Với lmax: chiều dài cực đại lò xo lmin: chiều dài cực tiểu lò xo ™ Lực tác dụng cực đại lên lò xo tính bởi: Pmax = G×d 80000 × 10 × Δx max = × 70 = 4428,803(N ) 3 8× c ×i × (5,5) × 9,5 Bảng E.2 Độ biến dạng lò xo lực nén tương ứng Độ biến dạng lò xo (mm) Lực nén tương ứng (N) Giá trị hiệu chỉnh (N) 70 4428,803037 4430 65 4112,45963 4110 60 3796,116889 3780 55 3479,773815 3480 50 3163,430741 3160 58 Phụ lục F Phiếu đánh giá cảm quan PHÉP THỬ CẢM QUAN THỊ HIẾU (Thí nghiệm 1) Sản phẩm: Kẹo viên nén bổ sung sắt Bạn nếm cho biết ức độ ưa thích độ ngọt, độ tan mức độ thơm sản phẩm với mức sau: Rất chán Chán Khơng thích khơng chán Thích Rất thích Mẫu Chỉ tiêu Độ Độ tan Mức độ thơm Góp ý Khác: Cám ơn! 59 PHÉP THỬ: CHO ĐIỂM (Thí nghiệm 2) Họ tên cảm quan viên: Ngày thử: Sản phẩm: Kẹo viên nén bổ sung sắt Mời bạn nếm thử sản phẩm mã hóa sau cho biết mức độ thích khơng thích vị, hương trạng thái bề mặt mẫu (mức độ trơn láng ngậm miệng sản phẩm) đánh giá mức độ quan trọng tiêu vào bảng sau: Rất chán Chán Khơng thích khơng chán Thích Rất thích % quan trọng Mẫu (tổng tiêu Chỉ tiêu 100%) Vị Hương Trạng thái bề mặt Nhận xét: Cảm ơn! 60 Phụ lục G Số liệu thơ thí nghiệm Bảng G.1a Bảng số liệu thô điểm cảm quan vị Mẫu CQV 1 4 3 4 4 3 3 3 3 18 4 3 5 61 20 22 17 21 15 19 5 14 16 3 4 10 13 12 4 11 BảngG.1a Bảng số liệu thô điểm cảm quan vị (tiếp theo) Mẫu CQV 23 24 25 4 3 4 27 29 5 4 34 4 36 32 35 33 30 31 26 28 4 3 m = 3,58333 Bảng G.1b Bảng kết tính tốn điểm cảm quan vị Điểm làm MẪU Bj Tj tj m+tj 130 44 0,222222 3,805556 3,8 131 40 -1,222222 2,361111 2,4 132 47 1,000000 4,583333 4,6 123 38 -1,000000 2,583333 2,6 128 41 -0,555556 3,027777 3,0 138 51 1,666667 5,250000 5,3 119 32 -2,555556 1,027778 1,0 136 50 1,555556 5,138889 5,1 123 44 1,000000 4,583333 4,6 62 tròn Bảng G.2a Bảng số liệu thô điểm cảm quan hương Mẫu CQV 1 3 5 2 4 3 4 18 3 4 4 3 3 63 3 20 22 17 21 3 15 19 4 14 16 4 3 3 10 13 12 11 Bảng G.2a Bảng số liệu thô điểm cảm quan hương (tiếp theo) Mẫu CQV 23 24 25 3 4 27 29 4 4 4 34 3 3 36 32 35 33 3 30 31 26 28 3 m = 3,37037 Bảng G.2b Bảng kết tính tốn điểm cảm quan hương MẪU Bj Tj tj m+tj Điểm làm tròn 121 44 1,222222 4,592592 4,6 119 37 -0,888889 2,481481 2,5 117 36 -1,000000 2,370370 2,4 124 43 0,555556 3,925925 3,9 128 40 -0,888889 2,481481 2,5 120 41 0,333333 3,703703 3,7 122 38 -0,888889 2,481481 2,5 114 38 0,000000 3,370370 3,4 127 47 1,555556 4,925925 4,9 64 Bảng G.3a Bảng số liệu thô điểm cảm trạng thái bề mặt Mẫu CQV 1 3 4 4 4 3 3 3 18 3 3 3 3 65 20 22 17 21 15 19 3 14 16 3 2 10 13 2 12 3 11 2 Bảng G.3a Bảng số liệu thô điểm cảm trạng thái bề mặt (tiếp theo) MẪU CQV 23 24 25 4 3 26 27 28 2 29 31 3 3 32 33 3 34 35 3 30 3 36 4 3 m = 2,9074 Bảng G.3b Bảng kết tính tốn điểm cảm quan trạng thái bề mặt MẪU Bj Tj tj m+tj Điểm làm tròn 100 33 -0,111111 2,796296 2,8 105 36 0,333333 3,240741 3,2 97 28 -1,444444 1,462963 1,5 107 35 -0,222222 2,685185 2,7 108 38 0,666667 3,574074 3,6 114 36 -0,66667 2,240741 2,2 102 34 0,000000 2,907407 2,9 105 36 0,333333 3,240741 3,2 107 38 0,777778 3,685185 3,7 66 Phụ lục H Kết xây dựng hệ số quan trọng Chỉ tiêu % quan Số phiếu trọng đánh giá 20 30 35 40 10 50 20 30 12 35 40 50 60 20 25 30 14 35 40 Vị Hương Trạng thái bề mặt 67 Phụ lục I Thời gian rã nghiệm thức thí nghiệm Ngiệm thức Đo lần (phút) Trung bình (phút) 35,3 34,0 35,2 34,8 36,2 34,8 34,0 35,0 29,3 28,0 27,4 28,2 28,5 29,9 31,6 30,0 33,8 34,1 35,7 34,5 26,1 28,2 26,2 26,8 30,5 30,9 31,4 31,0 27,1 26,7 25,5 26,4 34,3 36,6 35,3 35,4 68 Phụ lục K KẾT QUẢ XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM CHÍNH THÍ NGHIỆM BẰNG PHẦN MỀM STATGRAPHIC Bảng I.1 Bảng phân tích phương sai điểm cảm quan vị Analysis of Variance for VI.diem - Type III Sums of Squares -Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig level -MAIN EFFECTS A:VI.cqvien 19.466049 35 5561728 732 8405 B:VI.ngthuc 16.716049 2.0895062 2.751 0113 RESIDUAL 48.617284 64 7596451 -TOTAL (CORRECTED) 92.250000 107 -0 missing values have been excluded All F-ratios are based on the residual mean square error Bảng I.2 Bảng phân tích phương sai điểm cảm quan hương Analysis of Variance for HUONG.diem - Type III Sums of Squares -Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig level -MAIN EFFECTS A:HUONG.cqvien 21.790123 35 6225750 937 5751 B:HUONG.ngthuc 9.456790 1.1820988 1.778 0979 RESIDUAL 42.543210 64 6647377 -TOTAL (CORRECTED) 75.666667 107 -0 missing values have been excluded All F-ratios are based on the residual mean square error Bảng I.3 Bảng phân tích phương sai điểm cảm quan trạng thái bề mặt kẹo Analysis of Variance for TTBMAT.diem - Type III Sums of Squares -Source of variation Sum of Squares d.f Mean square F-ratio Sig level -MAIN EFFECTS A:TTBMAT.cqvien 26.586420 35 7596120 1.341 1529 B:TTBMAT.ngthuc 4.419753 5524691 975 4632 RESIDUAL 36.246914 64 5663580 -TOTAL (CORRECTED) 69.074074 107 -0 missing values have been excluded All F-ratios are based on the residual mean square error 69 ... Tương thích kết đánh giá chung giá trị dự đốn 41 Hình 4.15 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên kết đánh giá chung kẹo 41 Hình 4.16 Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên kết cảm quan chung sản phẩm ... hưởng yếu tố thí nghiệm lên kết đánh giá chung sản phẩm .42 Hình 4.18 Ảnh hưởng hàm lượng starch 1500, maltodextrin xylitol lên kết đánh giá chung 43 Hình 4.19 Tương thích... cảm quan hương 37 4.2.6 Điểm cảm quan trạng thái bề mặt .39 4.2.7 Kết đánh giá chung 40 4.2.8 Kết đo thời gian phân rã kẹo .43 4.3 Kết thí nghiệm 3: