Nghiên cứu sản xuất bột trái cóc hòa tan: Nghiên cứu khoa học giáo viên

- 1- LỜI MỞ ĐẦU Quả cóc (Ambarella) loại ưa chuộng nước ta Cây cóc xem có nguồn gốc vùng Melanesia- Polynesia sau đến trồng vùng nhiệt đới Cựu lẫn Tân Thế giới Cây phổ biến Mã lai (cây trồng vườn), Ấn độ, Tích Lan Quả cóc bán khắp Việt nam, với sản lượng ngày tăng theo nhu cầu chế biến Đa số trái sử dụng hình thức trái tươi, tỉ lệ sử dụng cho chế biến cịn thấp, khoảng 11-12% Ngồi sản phẩm chế biến dạng nước trái cây, trái đóng hộp, sấy khơ, mứt, cịn số cơng nghệ sấy chân không trái hay làm bột trái Tuy nhiên, xu ngày việc ăn uống người khơng cịn đơn giản ăn để no mà để kết hợp phòng chữa bệnh Một bệnh phát triển bệnh đái tháo đường (cùng với bệnh ung thư tim mạch) Đái tháo đường hậu nhiều nguyên nhân, từ lối sống tĩnh tại, công việc căng thẳng, chế độ dinh dưỡng khơng hợp lý, ăn uống đóng vai trò quan trọng việc phòng điều trị đái tháo đường Việc lựa chọn thực phẩm có số đường huyết thấp giúp người tiểu đường kiểm soát đường huyết tốt Sử dụng đường isomalt có số đường huyết thấp, khả hất thu isomalt hệ thống ruột non bị giảm nhanh.[8] - 2- Hiện nay, sản phẩm chế biến từ thị trường chủ yếu cóc giầm dấm Thế thực tế chưa có sản phẩm bột cóc hịa tan, sản phẩm ngồi đáp ứng khả sử dụng đơn giản, nhanh chóng, tiện lợi, dễ bảo quản, sản phẩm bột cóc hịa tan cịn có khả phịng bệnh tiểu đường Do đó, việc nghiên cứu chế biến bổ sung đường isomalt vào sản phẩm “Bột cóc hịa tan” có ý nghĩa quan trọng góp phần vào việc cải thiện nâng cao sức khỏe cộng đồng mà cụ thể nhằm phục vụ cho đối tượng bệnh tiểu đường - 3- CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU 1.1 QUẢ CĨC 1.1.1 Tên gọi Qủa cóc trái nhiệt đới Trái cóc có tên khoa học Spondias dulcis (hay Spondias cytherea) thuộc họ thực vật Anacardia ceae Các tên gọi AnhMỹ: Otaheite apple, Tahitian quince, Polynesian plum, Jew plum, Pháp: pommier de Cythère, Đức: Cytherea, Tahiti-Apfel, Tây ban Nha: Cirnela dulce, Thái Lan: makok-farang Campuchia: mokak Ngoài cịn có loại cóc chua hay cóc rừng (Spondias pinnata) (tên tiếng Anh Hog plum), thuộc loại tiểu mộc, rụng vào mùa khô Lá kép, lẻ dài 30-40 cm, có 2-5 đơi chét quan, hình bầu dục, mép nguyên Hoa mọc thành chùy rộng, lớn lá, có nhánh dài 10-15 cm Hoa vàng nhạt Quả hạch hình trứng màu vàng lớn cm x cm Quả có vị chua mùi dầu thơng Hình 1.1 Quả cóc 1.1.2 Nguồn gốc: - 4- Cây đưa đến Jamaica vào 1782, 10 năm sau Thuyền trượng Bligh đứa thêm vào giống Cóc khác, gốc từ Hawaii Cây cóc trồng Cuba, Haiti, Cộng hòa Dominican, nhiều nước Trung Mỹ, Venezuela Năm 1911, số hạt giống khác gửi từ Queensland (Úc) sang Washington Hiện cóc trồng phát triển Florida Tại Việt Nam, cóc trồng nhiều tỉnh thưộc khu vực phía Nam, đặc biệt tỉnh thuộc Đồng Bằng Sơng Cửu Long 1.1.3 Cấu tạo: Hình 1.2: Cấu tạo cóc Tthành phần cóc Bảng 1.1: Thành phần cóc Thành phần Phần trăm Lớp vỏ Thịt Hột 20% 60% 20% 1.1.4 Đặc tính thực vật: - 5- Cây cóc thuộc loại thân mộc, lớn, mọc nhanh, cao 8-18 m (tại Mỹ châu) thường trung bình 9-12 m, phân nhánh nhiều cành dễ gẫy Lá kép, lẻ, to, dài 20-60 cm, mọc nhánh; mang 7-12 đơi chét dài 6.25-10 cm, hình thn trịn; mép có cưa Vào đầu mua khô, chuyển đổi sang màu vàng tươi, rụng Hoa mọc thành chùm to, dài đến 30 cm, chùm mang hoa thường thịng xuống Hoa nhỏ, màu trắng, có 10 nhị Quả thuộc loại hạch, hình trứng hay hình bầu dục, dài 6-8 cm, rộng 4-5 cm, da ngồi vàng-cam; thịt màu vàng-xanh nhạt, dịn, vị chua; mọc thành chùm từ 2-12 , thịng xuống Hạch lớn hình bầu dục có nhiều gai dạng sợi dính chặt với thịt, có 5,6 cách không 1.1.5 Giá trị dinh dưỡng: Về phương diện dinh dưỡng Cóc thường đánh giá tốt, để chín độ mùi vị ngon Quả xanh (lúc cịn cứng) có vị chua, dòn, nhiều nước thơm thoảng mùi dứa, để mềm thành nhão khó cắt Quả xanh chế tạo thành sauce, ngâm giấm Nấu với chút đường ép qua rây, cóc so sánh với applesauce, thơm Tại Trinidad Tobago (West Indies), nhà sản xuất thực phẩm dùng nước ép từ Cóc pha trộn loại yoghurts (từ sữa bị) Loại yoghurts đánh giá hương vị, vị cao xem nguồn cung cấp tốt phosphorus chất đạm - 6- Bảng 1.2 Thành phần hóa học 100 gram phần ăn [5] Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Calories 157 Phosphorus 0.51 g Chất đạm 0.5-08 g Chất xơ 1.1-8.4g Chất béo 0.28- 1.79 g Kẽm 1.9 mg Chất carbohydrate 1.2-9.5 g Beta - Carotene 16 mg Calcium 0.42 g Niacin 105 mg Sắt 0.02 g Riboflavine 1.5 mg Magnesium 0.2 g Vitamin C 42 mg 1.1.6 Thành phần hóa học: Ngồi thành phần dinh dưỡng trên, số phận khác chứa: Chất nhựa keo màu vàng chứa đường D-galactose, D-xylose, L-arabinose, L-fucose, L-rhamnose ; cịn có mono-methylglucuronic acid Hạt chứa nhiều khoáng chất Calcium, Magnesium, Phosphorus, Potassium, Sulfur Về thành phần pectin vỏ trái cóc theo nghiên cứu ĐH Cameroun, phối hợp với Trung Tâm Nghiên cứu Nantes (Pháp) phân chất vỏ cóc (thường bị vất bỏ) ghi nhận vỏ cóc chứa 9-30% pectin, uronic acid (557-727 mg/g trọng lượng khô), đường trung tính 9125-158 mg/g Sản lượng pectin cao trích dung dịch oxalic acid/ ammonium oxalate, đồng thời pectin lấy có trọng khối cao, độ methyl hóa tốt nên dùng cơng nghiệp thực phẩm Pectin trích từ vỏ Cóc so sánh với pectin trích từ chanh xanh (Food Chemistry Số 3, Bộ 106-2008) - 7- Theo Suman Acharyya at el… (2010), cóc cịn có tác dụng chống oxy hóa chống nhiễm trùng Một nghiên cứu khác thực ĐH Universidade Federal Parana, Curitiba (Bzazil) ghi nhận lượng Carbohydrate tổng cộng Cóc lên đến 41% Polysaccharides chiết nước nóng cho thấy có cấu trúc loại I rhamnogalacturonan với dây nhánh arabinogalactan Dịch chiết có hoạt tính kích khởi hoạt động thực bào nơi màng phúc toan (Fitoterapia Số 76, tháng 12/ 2005) Về thành phần nhựa (Gơm cóc): Các phân chất thành phần chất nhựa (gôm) màu nâu nhạt trái Cóc ĐH La Universidad del Zulia (Venezuela) cho thấy hợp chất polysaccharide gôm chứa galactose, arabinose, mannose, rhamnose, glucuronic acid chất chuyển hóa loại 4-Omethyl (Carbohydrate Research Số 28-2003) 1.1.7 Ứng dụng trái cóc: Hình 1.3 Quả cóc chín - 8- Tại nhiều nơi giới, Cóc cịn dùng làm thuốc chữa bệnh: Tại Campuchia, vỏ dùng phối hợp với vỏ Chiêu liêu, thứ mảnh nhỏ, cỡ ngón tay cái, sắc chung lit nước, đến cịn 0.5 lít, uống để trị tiêu chảy (chia làm lần) Tại Ấn độ, cóc chua (Spondias pinnata) gọi ambra, jangliam Vỏ dùng trị đau bao tử, kiết lỵ hay nghiền nát trộn nước đắp trị đau khớp xương, thấp khớp Quả dùng trị yếu tiêu hóa mật, giảm lượng đường máu Nước sắc từ dùng trị xuất huyết Rễ dùng điều hòa kinh nguyệt [14] - 9- 1.2 Maltodextrin 1.2.1 Giới thiệu Maltodextrin sản phẩm tinh bột biến tính tác nhân hố học (acid) sinh học (enzyme) Maltodextrin loại polysaccharide có cơng thức (C6H10O5)n.H2O Maltodextrin sản phẩm tạo từ tinh bột sắn nhờ q trình thủy phân khơng hồn tồn acid enzyme, có đương lượng dextrin (DE) từ đến 20, có tính chất khác biệt so với tinh bột sắn Từ ta ứng dụng cách có hiệu sản xuất sản phẩm thực phẩm Maltodextrin đa dạng hoá thêm ứng dụng tinh bột sắn sản xuất công nghiệp đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng [10] Hình 1.3 Sản phẩm Maltodextrin - 10 - Maltodextrin có dạng bột màu trắng, hút ẩm, không tác dụng với nước, phân tán nhanh nước lạnh bên vững, họat chất ngăn cản tượng kết tinh sản phẩn đơng lạnh đóng hộp khơng màu, khơng ngọt khơng bị thối hố [2] 1.2.2 Ứng dụng Maltodextrin phụ gia có nhiều ứng dụng công nghệ thực phẩm công nghệ dược Trong công nghệ thực phẩm, maltodextrin chất cố định mùi vị, thay đổi cấu trúc tăng cảm quan thực phẩm, chất trợ sấy, tăng lượng cho thực phẩm ăn kiêng Ngồi cịn giúp thực phẩm dễ hịa tan, dễ tiêu hóa tăng giá trị dinh dưỡng Vì vậy, maltodextrin dùng sản xuất sữa bột, bột trái hòa tan, cà phê, bánh ngọt, nước xốt, tương ớt Trong công nghệ dược phẩm, Maltodextrin chất độn để phối chế thuốc [1] - 20 - 2.2.1 Khảo sát đánh giá chất lượng trái cóc nguyên liệu Chất lượng nguyên liệu đánh giá thơng qua tiêu sau: o Chỉ tiêu cảm quan: Màu sắc, trạng thái, mùi, vị o Chỉ tiêu hóa lý: pH, hàm lượng chất khơ 2.2.2 Xây dựng đường chuẩn Vitamin C Sử dụng Vitamin C chuẩn, pha loãng với nồng độ khác Chuyển vào cuvet, chuyển vào thiết bị tìm bước sóng đường chuẩn 2.2.3 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến q trình sấy chân khơng Khảo sát yếu tố nhiệt độ, thời gian dựa vào độ ẩm hàm lượng vitamin C 2.2.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm kiểm tra tiêu vi sinh 2.2.4.1 Đánh giá chất lượng sản phẩm Đánh giá chất lượng sản phẩm dựa phép thử cho điểm chất lượng tổng hợp sản phẩm (phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm thực phẩm thực theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215 – 79) 2.2.4.2 Kiểm tra tiêu vi sinh o Xác định nấm men nấm mốc o Xác định tổng vi khuẩn hiếu khí o Xác định E coli o Xác định colifrom - 21 - 2.3 QUY TRÌNH DỰ KIẾN SẢN XUẤT BỘT CĨC HỊA TAN a Quy trình dự kiến Quả cóc Xử lý nguyên liệu Chà Nước thải Vỏ, hột Phối trộn Phụ gia Sấy Nghiền Phối chế Bao gói Sản phẩm Sơ đồ 2.1: Quy trình dự kiến sản xuất bơt trái cóc hịa tan - 22 - b Thuyết minh quy trình • Xử lý ngun liệu, hoá chất Nhằm loại bỏ bụi bẩn vi sinh vật Để ngăn ngừa q trình ơxy hố q trình sấy, người ta thường sử dụng chất chống ôxy hoá acid sunfurơ, acid ascobic, acid citric muối natri acid sunfurơ (như metabunsunfit, bisunfit, sunfit…) Acid sunfurơ, muối sunphít: có tính khử mạnh, tác dụng với nhóm hoạt động enzym oxy hố (ascobinaza, peroxidaza), làm chậm phát ứng sẩm màu Ngăn ngừa tạo thành melanoidin Ổn định vitamin C Hàm lượng tối thiểu để có tác dụng: 0.02 % Axit sunfurơ muối natri có tính khử mạnh, tác dụng với nhóm hoạt động men oxy hố làm chậm phản ứng sẩm màu có nguồn gốc men Hàm lượng tối thiểu SO2 để có khả chống oxi hố 0,02% (tính theo khối lượng) • Chà Mục đích loại bỏ hột vỏ cóc để thuận lợi cho trình thuận lợi tạo loại pure • Phối trộn Bổ sung lượng maltodextrin để nhằm giúp trình sấy nhanh, nghiền dễ dàng Và maltodextrin cịn chất độn • Sấy Trong trình sấy rau xảy loạt biến đổi hóa sinh, hóa lý, cấu trúc học biến đổi bất lợi khác, làm ảnh hưởng tới chất lượng sản phẩm Những biến đổi học bao gồm biến dạng, nứt, cong queo, biến đổi độ xốp Sự thay đổi hệ keo pha rắn (protein, tinh bột, đường, ) bị biến tính thuộc - 23 - biến đổi hóa lý Những biến đổi hóa sinh q trình sấy phản ứng tạo thành melanoidin, caramen, phản ứng ôxy hóa polyme hóa hợp chất polyphenol, phân hủy vitamin biến đổi chất màu Để tránh làm chậm biến đổi không thuận nghịch báo cáo tác giả chọn phương pháp sấy chân không để làm khô rau Sản phẩm sấy chân không giữ đầy đủ tính chất ban đầu vật liệu, sản phẩm bảo quản lâu bị tác động điều kiện bên Nhiệt độ sấy: nhiệt độ sấy tối ưu 40÷500C, nhiệt độ sấy khơng cao nên khơng gây biến tính (bởi nhiệt độ cao) hay mát vitamin mà rau sấy khô giữ nguyên màu sắc • Nghiền: Nghiền xay nhằm mục đích giúp sản phẩm dễ dàng hòa tan sử dụng để khâu phối trộn đồng Độ mịn bột đựa vào khả hòa tan hết sản phẩm • Phối chế Bổ sung lượng đường phù hợp cho sản phẩm Do bột cóc sau nghiền xong có vị chua nên phải bổ sung đường isomalt để hồn thiện sản phẩm • Bao gói Giúp kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm không tiếp xúc trực tiếp với mơi trường bên ngồi Dễ vận chuyển phục vụ nhu cầu thị hiếu nhận biết sản phẩm người tiêu dùng - 24 - CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết khảo sát nguyên liệu Bảng 3.1: Kết khảo sát tiêu nguyên liệu Chỉ tiêu 3.2 Vitamin C, (mg/ml) 40 pH Xây dựng đường chuẩn Vitamin C Bảng 3.2: Thông số xây dựng đường chuẩn Vitamin C Thông số Nồng độ Vitamin C (mg/ml) 0,016 0,032 0,048 0,064 Độ hấp thụ λ=246 nm 0,76 1,7 2,5 3,4 - 25 - Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp thu vào nồng độ vitamin C Abs y = 54,5x - 0,09 3,5 R = 0,9991 2,5 1,5 0,5 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 C(mg/ml) 0,07 Đồ thị 3.1: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc độ hấp thu vào nồng độ vitamin C - 26 - 3.3 Khảo sát điều kiện sấy Nhiệt độ sấy dao động khoảng 40, 45, 50, 55, 600C Dựa vào đường chuẩn chúng tơi tìm hàm lượng Vitamin C mẫu Bảng 3.3: Kết khảo sát điều kiện sấy ÁP SUẤT CHÂN KHÔNG Nhiệt độ (0C) 40 45 50 55 60 Thời gian (giờ) 5.2 4.5 3.1 2.7 2.1 Hàm lượng vitamin C (mg %) 21.9 21.2 20.7 18.4 13.4 5.2 4.5 3.1 2.7 2.1 Thời gian (giờ) Đồ thị 3.2 : Đồ thi biểu diễn điều kiện sấy Sau lần thí nghiệm với nhiệt độ thời gian, tiến hành kiểm tra hàm lượng vitamin C lại Từ kết trên, chọn nhiệt độ sấy 500C, thời gian sấy 3.1 - 27 - 3.4 Khảo sát tỷ lệ đường Tỷ lệ đường so với nguyên liệu dao động từ: 20, 25, 30, 35, 40% dựa mức độ ưa thích Bảng 3.4: Kết khảo sát điều kiện sấy MẪU A B C D E TỶ LỆ ĐƯỜNG (%) 20 25 30 35 40 TỔNG ĐIỂM 45 42 29 21 50 Mẫu Đồ thị 3.3: Đồ thị mức độ ưa thích sản phẩm Thay đổi tỷ lệ phối trộn đường /bột cóc sau sấy pha thành nước uống tiến hành đánh giá cảm quan so hàng thị hiếu 20 người thử Các mẫu thử cho điểm theo thứ tự bảng so hàng Mẫu ưa thích - 28 - điểm, mẫu điểm, tương tự thế, điểm mẫu tiếp sau 3, điểm Tổng điểm cao, mẫu ưa thích Do chúng tơi chọn tỷ lệ đường so với bột cóc sau sấy mẫu D (35 % đường) 3.5 Khảo sát tỷ lệ maltodextrin Tỷ lệ Maltodextrin so với bột cóc sau sấy dao động từ: 5, 10, 15, 20, 25% dựa khả hòa tan trạng thái sản phẩm Bảng 3.5: Kết khảo sát tỷ lệ maltodextrin TỶ LỆ MALTODEXTRIN (%) TRẠNG THÁI 10 15 20 25 Tan tốt Tan tốt Tan tốt Tan Tan, tốt, đục đục Lượng maltodextrin cao, sản phẩm đục làm màu sắc mùi sản phẩm Do chúng tơi chọn lượng maltodextrin bổ sung vào 15% 3.6 Xác định hàm lượng Vitamin C sản phẩm Tiến hành xác định vitamin C UV-VIS, sản phẩm chứa hàm lượng Vitamin C 19.2% - 29 - 3.7 Đánh giá chất lượng sản phẩm phương pháp đánh giá cảm quan [12] Có bảy thành viên, điểm cho thành viên kết tính tốn cho báo cáo sau: Bảng 3.6: Kết đánh giá cảm quan sản phẩm Chỉ tiêu chất Điểm thành viên hội đồng HSQT Điểm TB TB TV1 TV2 TV3 TV4 TV5 TV6 TV7 chưa có lượng Cấu Điểm có HSQT HSQT 1,2 4 5 5 4,7 5,6 1,0 4 4,1 4,1 Mùi 1,0 5 5 4,7 4,7 Vị 0,8 5 5 4,6 3,7 18,1 18,1 trúc Màu sắc Tổng điểm Qua kết hội đồng cảm quan gồm bảy thành viên phương pháp cho điểm (5 điểm, bậc) với tổng số điểm có trọng lượng 18,1 Do sản phẩm sữa đậu nành nói đạt kết đánh giá cảm quan thuộc loại - 30 - 3.8 Xác định tiêu vi sinh sản phẩm [9] Chỉ tiêu vi sinh kiểm tra Phịng thí nghiệm, khoa Cơng Nghệ Hóa & Thực phẩm – Trường Đại Học Lạc Hồng Xác định 1g sản phẩm Bảng 3.7 Chỉ tiêu vi sinh vật gram sản phẩm STT Tên vi sinh vật Đơn vị Kết tính Tổng vi khuẩn hiếu khí Cfu/g Phương pháp phân tích