BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH PHỐI CHẾ NƯỚC CA CAO ĐÓNG CHAI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH PHỐI CHẾ NƯỚC CA CAO ĐÓNG CHAI Họ tên sinh viên: NGUYỄN THÙY LINH Ngành: Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm Niên khóa: 2006 - 2010 Tháng năm 2010 BƯỚC ĐẦU THỬ NGHIỆM QUY TRÌNH PHỐI CHẾ NƯỚC CA CAO ĐĨNG CHAI Tác giả NGUYỄN THÙY LINH Khố luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành bảo quản chế biến nông sản thực phẩm Giáo viên hướng dẫn: Th.S: Lương Hồng Quang Tháng năm 2010 i LỜI CẢM ƠN Để thực đề tài xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Nông Lâm Tp Hồ Chí Minh Khoa Cơng nghệ Thực phẩm giáo dục, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện cho học tập thực đề tài Xin cảm ơn thầy Lương Hồng Quang tận tình bảo, hướng dẫn, truyền đạt kinh nghiệm kiến thức quý báu cho suốt thời gian thực đề tài Xin gửi đến thầy lòng biết ơn chân thành sâu sắc Và xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè động viên, chia sẻ, giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 7, năm 2010 Nguyễn Thùy Linh ii TÓM TẮT Đề tài nghiên cứu “bước đầu thử nghiệm quy trình phối chế nước ca cao đóng chai” tiến hành Trung tâm Nghiên Cứu Chế Biến Rau Quả Trường Đại Học Nơng Lâm thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ 20 tháng đến 30 tháng năm 2010 Thí nghiệm bố trí theo kiểu Box-Behnken sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng “Response Surface Design” Với mục đích khảo sát ảnh hưởng nồng độ ca cao, đường, sữa lên tiêu lý hóa cảm quan sản phẩm, đồng thời xác định công thức chế biến tối ưu giá trị cảm quan cho sản phẩm, thực thí nghiệm sau: Thí nghiệm sàng lọc nhằm tìm tổ hợp nghiệm thức phối chế phù hợp với yêu cầu đề Chúng thu nghiệm thức Thí nghiệm khảo sát 1: từ nghiệm thức, tiến hành phối chế, đánh giá cảm quan để lấy nghiệm thức tốt Thành phần nghiệm thức hàm lượng đường 4%, ca cao 3%, sữa 20% Thí nghiệm khảo sát 3: tiến hành khảo sát lượng CMC cho vào sản phẩm chế độ tiệt trùng, thu kết quả: CMC: 0,2% chế độ tiệt trùng 1150C vòng 15 phút Sử dụng phần mềm JMP 4.0 với phương pháp “Response Surface Design” thí nghiệm tiến hành với ba yếu tố đường, sữa, ca cao với mức độ biến thiên yếu tố – 6%, 15 – 25%, – 5% cố định lượng CMC 0,2% với chế độ tiệt trùng 1150C 15 phút Kết thí nghiệm cho thấy ca cao có ảnh hưởng mạnh đến tiêu pH, điểm cảm quan màu sắc mùi vị Đường ảnh hưởng đến pH, độ Brix Sữa ảnh hưởng đến tiêu pH, độ Brix, điểm cảm quan mùi vị điểm cảm quan chung Sản phẩm đạt giá trị cảm quan cao có tỷ lệ phối chế thành phần: ca cao 3%, đường 4%, sữa 20% iii MỤC LỤC TRANG Trang tựa i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách hình vi Danh sách bảng vii Danh sách chữ viết tắt viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích đề tài 1.3 Yêu cầu cần đạt đề tài 1.4 Phạm vi nghiên cứu đề tài 1.5 Hạn chế đề tài Chương TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Tổng quan ca cao 2.1.1 Lịch sử ca cao 2.1.2 Phân loại ca cao 2.1.3 Đặc điểm hình thái, sinh thái ca cao 2.1.4 Thành phần hóa học ca cao 2.1.5 Lợi ích ca cao sản phẩm từ ca cao 2.1.6 Phân bố ca cao giới 11 2.1.7 Tình hình phát triển ca cao Việt Nam 12 2.2 Công nghệ sản xuất ca cao bột 12 2.2.1 Công nghệ sản xuất ca cao 13 2.2.2 Công nghệ sản xuất bột ca cao 14 2.3 Sữa 16 2.4 Phụ gia 18 Chương VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20 iv 3.1 Thời gian địa điểm 20 3.2 Nguyên liệu thiết bị 20 3.2.1 Nguyên liệu 20 3.2.2 Thiết bị 21 3.3 Nội dung phương pháp nghiên cứu 21 3.3.1 Sản xuất sản phẩm ca cao đóng chai 21 3.3.2 Phương pháp nghiên cứu 23 3.4 Phương pháp xác định tiêu lý, hóa sản phẩm 24 3.4.1 Độ brix 24 3.4.2 pH 24 3.4.3 Đánh giá cảm quan 25 3.5 Xử lý số liệu 25 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 26 4.1 Kết sàng lọc nghiệm thức 26 4.2 Kết thí nghiệm khảo sát 26 4.3 Kết thí nghiệm khảo sát 28 4.4 Kết khảo sát chế độ tiệt trùng 29 4.5 Kết luận chung cho thí nghiệm thăm dò 29 4.6 Kết thí nghiệm 30 4.6.1 Kết phân tích tiêu lý hóa 30 4.6.2 Phân tích cảm quan 34 4.7 Kết luận chung 42 4.8 Tối ưu hóa cơng thức chế biến 43 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45 5.1 Kết luận 45 5.2 Đề nghị 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC v DANH SÁCH CÁC HÌNH TRANG Hình 2.1: Cây ca cao Hình 2.2: Lượng ca cao sản xuất qua năm số nước giới Hình 2.3: Đặc tính mùi vị hạt ca cao trước sau lên men 12 Hình 3.1: Ca cao sử dụng thí nghiệm 20 Hình 3.2: Quy trình sản xuất nước ca cao đóng chai 21 Hình 4.1: Đồ thị thể điểm cảm quan nghiệm thức thí nghiệm thăm dò 27 Hình 4.2: Sản phẩm sử dụng CMC nồng độ khác 28 Hình 4.3: Tương quan giá trị pH thực tế giá trị pH dự kiến 32 Hình 4.4: Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên pH 33 Hình 4.5 Tương quan độ Brix thực tế độ Brix dự kiến 33 Hình 4.6: Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên độ Brix sản phẩm 34 Hình 4.7: Tương quan điểm cảm quan màu sắc thực tế dự kiến 36 Hình 4.8: Tác động yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan màu sắc 37 Hình 4.9: Tương quan điểm cảm quan mùi vị thực tế dự kiến 38 Hình 4.10: Tác động yếu tố lên điểm cảm quan mùi vị 39 Hình 4.11: Tương quan điểm cảm quan cấu trúc thực tế dự kiến 39 Hình 4.12: Tác động yếu tố khảo sát lên điểm cảm quan cấu trúc 40 Hình 4.13: Tương quan điểm cảm quan chung thực tế dự kiến 41 Hình 4.14: Tác động yếu tố đến điểm cảm quan chung 42 Hình 4.15: Sản phẩm nghiệm thức B, J, L, F, K 44 Hình 4.16: Sản phẩm nghiệm thức C, A, O, I, E 44 Hình 4.17: Sản phẩm nghiệm thức H, D, G, M, N 44 vi DANH SÁCH CÁC BẢNG TRANG Bảng 2.1: Những đặc tính giống ca cao Bảng 2.2: Thành phần hóa học vỏ ca cao Bảng 2.3: Thành phần hóa học nhân Bảng 2.4: Hàm lượng polyphenol trà ca cao Bảng 2.5: Thành phần đặc tính hóa lý bột ca cao uống liền 10 Bảng 2.6: Thành phần hóa học sữa số động vật người 16 Bảng 2.7: Thành phần vitamin có sữa 16 Bảng 4.1: nghiệm thức phối chế sau sàng lọc 26 Bảng 4.2 Khoảng biến thiên thành phần hỗn hợp 29 Bảng 4.3: Bố trí thí nghiệm theo kiểu Box-Behnken 30 Bảng 4.4: Kết tiêu lý hóa 31 Bảng 4.5: Tác động yếu tố khảo sát lên tiêu pH 32 Bảng 4.6: Tác động yếu tố khảo sát lên độ Brix sản phẩm 34 Bảng 4.7: Điểm cảm quan hiệu chỉnh 15 mẫu thí nghiệm 35 Bảng 4.8: Tác động yếu tố khảo sát, tương tác chúng lên điểm cảm quan màu sắc 36 Bảng 4.9: Tác động yếu tố khảo sát, tương tác chúng lên điểm cảm quan mùi vị 38 Bảng 4.10: Tác động yếu tố khảo sát, tương tác chúng lên điểm cảm quan cấu trúc 40 Bảng 4.11: Tác động yếu tố khảo sát, tương tác chúng đến điểm cảm quan chung mẫu thí nghiệm 41 Bảng 4.12: Ảnh hưởng yếu tố khảo sát lên tiêu theo dõi 43 Bảng 4.13: Khoảng giá trị tối ưu yếu tố khảo sát lên tiêu khảo sát 44 vii DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT CMC Carboxyl methyl cellulose CQV Cảm quan viên ĐCQ Điểm cảm quan ĐCQ.MS Điểm cảm quan màu sắc ĐCQ.MV Điểm cảm quan mùi vị ĐCQ.CT Điểm cảm quan cấu trúc ĐCQ.C Điểm cảm quan chung Ctv Cộng tác viên ICCO International CoCoa Organization VCC Vietnam Cocoa Committee BIBD Balance Incomplete Block Design STT Số thứ tự NT Nghiệm thức viii Chương MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Ngay từ xuất ca cao (Theobroma Cacao L.) cho ăn thần thánh ngày sản phẩm từ ca cao ưa chuộng khắp nơi giới Ca cao đến thức uống có hương vị hấp dẫn, giàu giá trị dinh dưỡng mà mang lại nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe người Đã có nhiều nghiên cứu nhà khoa học cho thấy hạt ca cao có chứa nhiều polyphenol chất giúp giảm thiểu việc oxi hóa lipid Đồng thời, ca cao chứa nhiều hợp chất khác cafein, theofilin, theobromin chất giảm stress Với ưu điểm trên, sản phẩm từ ca cao ngày đa dạng hóa socola, rượu ca cao, bột ca cao nên đáp ứng phần nhu cầu người tiêu dùng Tuy nhiên theo Knight (1999) mức tiêu thụ ca cao hàng năm tăng khoảng 3,5 %, tăng thêm năm tới Cụ thể theo Bộ Công Thương cho thấy năm 2009 lượng tiêu thụ ca cao châu Âu tăng 1,7% đạt 1,4 triệu tấn, Bắc Mỹ tăng 3,6% đạt 703 ngàn tấn, Liên Xô cũ tăng 0,8% đạt 71 ngàn Nhật Bản tăng từ 48 đến 56 ngàn Riêng nước phát triển, sản phẩm ca cao ngày trở nên phổ biến, với tiêu thụ dự kiến tăng lên 1,3 triệu vào năm 2010, tức tăng 1,8% so với năm 2009 Tại Viễn Đông, mức tiêu thụ khiêm tốn, song tốc độ tăng nhanh, nên thị phần tăng từ 31% lên 34% Phụ lục B.2.2: Phiếu đánh giá cảm quan cho thí nghiệm PHÉP THỬ CHO ĐIỂM Người thử:……………………………………Ngày thử:……… Sản phẩm: ca cao sữa Hướng dẫn: có mẫu ca cao sữa mã hóa bố trí ngẫu nhiên Bạn quan sát thật kỹ màu sắc, cấu trúc, ngửi mùi, thử nếm mẫu đánh giá sản phẩm theo màu sắc, mùi vị, cấu trúc đánh giá chung sản phẩm điểm theo thang điểm sau: 7: thích 6: thích 5: thích 4: khơng thích khơng ghét 3: tương đối khơng thích 2: khơng thích 1: ghét Chỉ tiêu Mẫu Màu sắc Mùi vị Cấu trúc Đánh giá chung Bình luận: Bạn thích mẫu nhất? sao? Bạn ghét mẫu nhất? sao? Theo bạn sản phẩm cần cải thiện điểm nào? Xin cảm ơn giúp đỡ bạn! 56 PHỤ LỤC C Bảng C.1: 64 nghiệm thức thí nghiệm sàng lọc STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 CA CAO (%) 3 3 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 5 5 7 7 7 7 ĐƯỜNG (%) 4 4 6 6 8 8 10 10 10 10 4 4 6 6 8 8 10 10 10 10 4 4 6 6 57 SỮA (%) 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 GHI CHÚ LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 7 7 7 7 9 9 9 9 9 9 9 9 8 8 10 10 10 10 4 4 6 6 8 8 10 10 10 10 58 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 10 15 20 25 NHẬN NHẬN LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI LOẠI Bảng C.2.a: Điểm cảm quan thí nghiệm thăm dò MẪU CQV CT1 CT2 CT3 CT4 CT5 CT6 CT7 CT8 CT9 3 4 5 6 5 10 11 12 13 14 15 16 17 3 18 19 20 21 Bảng C.2.b: Điểm hiệu chỉnh thí nghiệm thăm dò với m = 4,032 CT Tj Bj tj m + tj CT1 29 85 0,222 4,254 CT2 32 84 1,333 5,365 CT3 37 86 2,778 6,81 CT4 38 90 2,667 6,699 CT5 23 81 -1,33 2,699 CT6 26 88 -1,111 2,921 CT7 27 82 -0,111 3,9209 CT8 19 82 -2,778 1,2542 CT9 23 84 -1,667 2,365 59 Bảng C.3: Bố trí cảm quan theo BIBD (với t = 15, k = 3, b = 7, r = 7, λ =1, p = 1) CQV 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 A X B X C X D E F MẪU G H I X J K L X X M X X X X X X X X O X X X N X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X 60 X X X X X X X X X X X X X X Bảng C.4.a: Điểm cảm quan màu sắc chưa hiệu chỉnh CQV 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 A B C D E F G MẪU H I J K L M N 3 5 6 6 5 6 4 6 3 4 5 4 5 4 61 6 3 4 6 O Bảng C.4.b: Điểm hiệu chỉnh cho điểm cảm quan màu sắc thí nghiệm với m = 4,26 Mẫu Tj Bj tj A 21 88 -2,78 1,48 B 35 91 1,55 5,81 C 19 87 -3,33 0,93 D 27 91 -1,11 3,15 E 35 94 1,22 5,48 F 36 88 2,22 6,48 G 41 101 2,44 6,7 H 32 91 0,55 4,81 I 29 87 4,26 J 22 87 -2,33 1,93 K 25 82 -0,78 3,48 L 33 82 1,89 6,15 M 30 89 0,11 4,37 N 42 94 3,55 7,81 O 20 89 -3,22 1,04 62 m + tj Bảng C.5.a: Điểm cảm quan mùi vị chưa hiệu chỉnh CQV 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 A B C D E F MẪU G H I J K L M N 7 6 3 5 3 5 6 5 4 5 4 63 3 3 4 O Bảng C.5.b: Điểm hiệu chỉnh cảm quan mùi vị thí nghiệm với m = 4,104 Mẫu Tj Bj tj m+tj A 22 82 -1,78 2,33 B 28 80 0,44 4,55 C 20 85 -2,78 1,33 D 30 87 0,33 4,44 E 31 89 0,44 4,55 F 39 86 3,44 7,55 G 41 102 2,333 6,438 H 31 81 1,33 5,44 I 24 75 -0,33 3,77 J 22 87 -2,3 1,77 K 22 79 -2,11 1,99 L 26 88 -1,11 2,99 M 35 90 1,667 5,771 N 40 96 2,67 6,77 O 22 86 -2,2 1,88 64 Bảng C.6.a: Điểm cảm quan cấu trúc chưa hiệu chỉnh CQV 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 A B C D E F G MẪU H I J K L M N 5 4 5 5 2 4 4 3 4 4 3 5 4 5 4 3 4 65 4 5 5 3 O Bảng C.6.b: Điểm hiệu chỉnh điểm cảm quan cấu trúc với m = 4,1 Mẫu Tj Bj tj m+tj A 25 85 -1,11 2,99 B 27 80 0,11 4,21 C 29 88 -0,11 3,99 D 31 89 0,44 4,54 E 34 90 1,33 5,43 F 33 93 0,67 4,77 G 31 88 0,55 4,65 H 27 87 -0,67 3,43 I 26 82 -0,44 3,66 J 24 77 -0,55 3,55 K 23 75 -0,66 3,44 L 32 90 0,67 4,77 M 32 87 5,1 N 32 97 -0,11 3,99 O 25 85 -1,11 2,99 66 Bảng C.7.a: Điểm cảm quan chung chưa hiệu chỉnh CQV 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 A B C D E F G MẪU H I J K L M N 6 6 6 3 5 3 6 4 7 5 5 6 6 4 67 3 5 3 4 O Bảng C.7.b: Điểm hiệu chỉnh cho điểm cảm quan chung với m = 4,486 Mẫu Tj Bj tj m+tj A 22 86 -2,22 2,266 B 33 97 0,22 4,706 C 19 78 -2,33 2,156 D 32 95 0,11 4,596 E 39 102 1,67 6,156 F 42 94 3,55 8,036 G 39 105 1,33 5,816 H 31 100 -0,78 3,706 I 29 86 0,11 4,596 J 25 91 -1,78 2,706 K 21 91 -3,11 1,376 L 31 94 -0,11 4,376 M 43 102 7,486 N 40 101 2,11 6,596 O 25 91 -1,78 2,706 68 PHỤ LỤC D Phụ lục D.1: KẾT QUẢ XỬ LÝ THỐNG KÊ THÍ NGHIỆM KHẢO SÁT One-way Analysis of Variance Analysis of Variance for DCQ Source DF SS MS F P Mean StDev -+ -+ -+ 14 -0 CT 7.424 1.856 3.24 0.017 Error 65 37.230 0.573 Total 69 44.654 Individual 95% CIs For Mean Based on Pooled StDev Level N 5321 0.7609 ( -* -) 14 0.0114 0.8193 ( -* -) 14 0.2014 0.5800 ( -* -) 14 0.4386 0.7142 ( -* -) 14 -0.1186 0.8758 ( -* -) -+ -+ -+ Pooled StDev = 0.7568 -0.50 0.00 0.50 Tukey's pairwise comparisons Family error rate = 0.0500 Individual error rate = 0.00659 Critical value = 3.97 Intervals for (column level mean) - (row level mean) -1.3466 0.2594 -1.5366 0.0694 -0.9930 0.6130 -1.7737 -0.1677 -1.2301 0.3759 -1.0401 0.5659 -1.2166 0.3894 -0.6730 0.9330 -0.4830 1.1230 69 -0.2459 1.3601 70 ... bột ca cao sữa Quy trình sản xuất sản phẩm thực Hình 3.2 Nguyên liệu Phối trộn Rót chai Tiệt trùng Bảo ơn Sản phẩm Hình 3.2: Quy trình thử nghiệm phối chế nước ca cao đóng chai 21 Thuyết minh quy. .. quan ca cao 2.1.1 Lịch sử ca cao 2.1.2 Phân loại ca cao 2.1.3 Đặc điểm hình thái, sinh thái ca cao 2.1.4 Thành phần hóa học ca cao 2.1.5 Lợi ích ca cao. .. triển ca cao đời chocolate cách trộn bơ ca cao, bột ca cao đường Đến năm 1876 chocolate sữa đời người Thụy Sỹ Daniel Peter pha chế Đến kỷ 20 ca cao phát triển với quy mơ lớn, diện tích trồng ca cao