Nghiên cứu kỹ thuật vi bao chất béo để sấy phun bột sữa dừa

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC ĐĂNG KHOA NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT VI BAO CHẤT BÉO ĐỂ SẤY PHUN BỘT SỮA DỪA Chuyên ngành : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS LÊ VĂN VIỆT MẪN chữ ký Cán chấm nhận xét : PGS TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO chữ ký Cán chấm nhận xét : TS HOÀNG KIM ANH chữ ký Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2007 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Nguyễn Ngọc Đăng Khoa Ngày, tháng, năm sinh : Chuyên ngành : 15 / 09 / 1981 Giới tính : Nam Nơi sinh : TP HCM Cơng nghệ Thực phẩm Đồ uống Khoá (Năm trúng tuyển) : 2005 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT VI BAO CHẤT BÉO ĐỂ SẤY PHUN BỘT SỮA DỪA 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt soy protein isolate đến trình vi bao chất béo Tối ưu hóa q trình xử lý nhiệt soy protein isolate đến trình vi bao chất béo Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng carbohydrate hỗn hợp chất bao protein-carbohydrate tỉ lệ lượng chất bao sử dụng so với chất béo sữa dừa đến trình vi bao Tối ưu hóa thành phần protein carbohydrate hỗn hợp chất bao tỉ lệ lượng chất bao sử dụng so với lượng chất béo sữa dừa 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02 / 2007 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : / 2007 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS TS Lê Văn Việt Mẫn Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH LÊ VĂN VIỆT MẪN LÊ VĂN VIỆT MẪN LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cám ơn: Thầy PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm Đồ Uống, Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Các đồng nghiệp cơng ty VISSAN Các thành viên gia đình bạn lớp cao học thực phẩm khóa 2005 Đã tận tình hướng dẫn, quan tâm, giúp đỡ động viên tơi suốt thời gian khóa học NGUYỄN NGỌC ĐĂNG KHOA TÓM TẮT Vi bao chất béo kỹ thuật sấy phun thường sử dụng hỗn hợp chất bao protein carbohydrate Trong đó, protein đóng vai trị chất nhũ hóa, giúp phân tán đồng chất béo nhũ tương Cịn carbohydrate đóng vai trị chất độn hay chất làm kín màng bao, giúp hạn chế khuếch tán dung môi qua lớp màng bao để tiếp xúc với giọt cầu béo Trong nghiên cứu này, chúng tơi khảo sát q trình vi bao chất béo dịch sữa dừa Hỗn hợp chất bao gồm soy protein isolate (hàm lượng protein chiếm 90%) qua xử lý nhiệt maltodextrin (chỉ số DE17) Quá trình xử lý nhiệt soy protein isolate thực ở: 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90oC khoảng thời gian 10, 20, 30, 40, 50 phút Sau chọn nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt soy protein isolate thích hợp, chúng tơi tiến hành tối ưu hóa hai thơng số để hiệu suất thu hồi chất khô (DY), hiệu suất vi bao (MEY) hiệu vi bao (MEE) chất béo sữa dừa đạt giá trị cực đại Tiếp đến, khảo sát ảnh hưởng hàm lượng maltodextrin DE17 hỗn hợp chất bao protein-carbohydrate đến trình vi bao chất béo Đồng thời tối ưu hóa tỉ lệ lượng chất bao cần sử dụng so với lượng chất béo có sữa dừa để hàm mục tiêu DY, MEY MEE đạt giá trị cao ABSTRACT Proteins and carbohydrates have usually been used for fat microencapsulation by spray-drying Proteins serve as an emulsifier for fat dispersion in the emulsion And carbohydrates act as a supplement for improvement of the wall hydrophilicity This study focussed on fat microencapsulation in coconut milk The wall system comprised of heat preheated soy protein isolate (protein content: 90%) and maltodextrin (DE17) Heat pretreatment of soy protein isolate was alternatively carried out at 30, 40, 50, 60, 70, 80 and 90oC for 10, 20, 30, 40 and 50 minutes Then, the temperature and time of soy protein isolate heat pretreatment were optimized for amelioration of drying yield (DY), microencapsulation yield (MEY) and microencapsulation efficiency (MEE) After that, weight ratio of maltodextrin in the wall system consisting of protein and carbohydrate was examined for fat microencapsulation The weight ratio of wall material and fat content in coconut milk was optimized DY, MEY and MEE ~i~ MỤC LỤC Chƣơng 1: MỞ ĐẦU Chƣơng 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Khái quát dừa 2.1.1 Tên gọi 2.1.2 Nguồn gốc phát triển dừa 2.1.3 Phân loại dừa 2.1.4 Quả dừa 2.1.5 Giá trị sử dụng dừa 2.1.6 Sữa dừa 11 2.1.7 Bột sữa dừa hòa tan 13 2.2 Quy trình cơng nghệ sản xuất bột sữa dừa hòa tan 15 2.2.1 Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ 15 2.2.2 Thuyết minh quy trình cơng nghệ .16 2.3 Kỹ thuật vi bao 18 2.3.1 Khái quát 18 2.3.2 Tác nhân vi bao – chất bao .19 2.3.3 Lõi bao – chất cần bao .21 2.3.4 Một số định nghĩa thuật ngữ 22 2.3.5 Vi bao phương pháp sấy phun 24 2.4 Ứng dụng kỹ thuật vi bao phương pháp sấy phun 26 2.4.1 Trong công nghệ vi bao chất béo 26 2.4.2 Trong công nghệ sản xuất bột sữa dừa hòa tan .35 Chƣơng 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37 3.1 Nguyên liệu .37 3.1.1 Cơm dừa 37 3.1.2 Chất bao 37 3.2 Phương pháp nghiên cứu 37 ~ ii ~ 3.2.1 Mục đích trình nghiên cứu .37 3.2.2 Sơ đồ nghiên cứu 38 3.3 Các phương pháp phân tích 42 3.3.1 Phương pháp xác định độ ẩm .42 3.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng chất béo mẫu lỏng rắn (phương pháp Adam – Rose – Gottlied) 43 3.3.3 Phương pháp xác định hiệu vi bao 46 3.3.4 Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi chất khô trình sấy phun 47 Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48 4.1 Khảo sát ảnh hưởng trình xử lý nhiệt soy protein isolate đến trình vi bao .48 4.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ xử lý soy protein isolate đến trình vi bao chất béo .48 4.1.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian xử lý nhiệt soy protein isolate đến trình vi bao chất béo 51 4.1.3 Tối ưu hố q trình xử lý nhiệt soy protein isolate để vi bao chất béo sữa dừa .54 4.2 Xác định tỉ lệ thành phần hỗn hợp chất bao hàm lượng chất bao cần sử dụng để vi bao chất béo sữa dừa 65 4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng carbohydrate hỗn hợp chất bao protein-carbohydrate đến trình vi bao chất béo 65 4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ lượng chất bao sử dụng so với lượng chất béo mẫu đến trình vi bao .68 4.2.3 Tối ưu hoá thành phần protein carbohydrate hỗn hợp chất bao tỉ lệ lượng chất bao sử dụng so với lượng chất béo sữa dừa 71 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 82 ~ iii ~ DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1: Cây dừa (Cocos nucifera) Hình 2.2: Hoa dừa Hình 2.3: Quả dừa chín Hình 2.4: Quả dừa bổ Hình 2.5: Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất bột sữa dừa 15 Hình 2.6: Cấu tạo hạt cầu béo nhũ hoá vi hạt chứa chất béo vi bao .19 Hình 2.7: Sơ đồ khối trình vi bao 24 Hình 2.8: Ảnh hưởng nồng độ chất khơ dung dịch chất bao tỉ lệ chất bao sử dụng đến hiệu vi bao .28 Hình 2.9: Ảnh hưởng hàm lượng carbohydrate chất bao đến hiệu vi bao .32 Hình 2.10: Ảnh hưởng loại carbohydrate chất bao đến hiệu vi bao 32 Hình 2.11: Ảnh hưởng loại chất bao đến hiệu vi bao chất béo 35 Hình 4.1: Ảnh hưởng nhiệt độ xử lý SPI đến hiệu suất thu hồi chất khô, hiệu suất vi bao hiệu vi bao 50 Hình 4.2: Ảnh hưởng thời gian xử lý nhiệt SPI đến hiệu suất thu hồ i chất khô, hiệu suất vi bao hiệu vi bao .53 Hình 4.3: Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt SPI đến hiệu suất thu hồi chất khô .58 Hình 4.4: Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt SPI đến hiệu suất vi bao .60 Hình 4.5: Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt SPI đến hiệu vi bao .62 ~ iv ~ Hình 4.6: Ảnh hưởng hàm lượng MD17 hỗn hợp chất bao đến hiệu suất thu hồi chất khô, hiệu suất vi bao hiệu vi bao .66 Hình 4.7: Ảnh hưởng tỉ lệ lượng chất bao sử dụng so với chất béo đến hiệu suất thu hồi chất khô, hiệu suất vi bao hiệu vi bao .69 Hình 4.8: Ảnh hưởng thành phần chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến hiệu suất thu hồi chất khô 74 Hình 4.9: Ảnh hưởng thành phần chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến hiệu suất vi bao 76 Hình 4.10: Ảnh hưởng thành phần chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến hiệu vi bao .78 ~ 70 ~ Dựa vào đồ thị hình 4.7, ta thấy hiệu suất thu hồi chất khô tăng tỉ lệ lượng chất bao sử dụng so với chất béo tăng từ 0,2 đến 0,8 Điều cho thấy, hàm lượng chất bao tăng lên hàm lượng chất béo không đổi trình vi bao tốt Ngược lại, hàm lượng chất bao thấp lượng chất bao không đủ để tạo màng xung quanh tất hạt cầu béo, làm cho phần chất béo khơng vi bao Khi đó, nhiệt độ cao buồng sấy làm chất béo bị nóng chảy số hạt sản phẩm bị bám dính lên thành thiết bị Tỉ lệ hạt bám dính nhiều hiệu suất thu hồi chất khơ giảm Tuy nhiên, tỉ lệ tiếp tục tăng đến 1,0 hiệu suất thu hồi chất khơ lại giảm Có lẽ, lượng chất bao trở nên dư thừa so với khối lượng chất béo cần vi bao, số phân tử protein có khuynh hướng liên kết lại với liên kết với chất béo Kết trình tạo màng bao quanh hạt cầu béo hiệu nên làm giảm hiệu suất thu hồi chất khô Đánh giá hiệu suất vi bao chất béo, qua đồ thị hình 4.7 ta thấy tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo tăng từ 0,2 đến 0,6 hiệu suất vi bao tăng từ 90,1% đến 99,4% giá trị hiệu suất vi bao giảm 91,0% tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo tăng đến 1,0 Như vậy, hiệu suất vi bao chất béo đạt cực đại tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo 0,6 Từ đồ thị hình 4.7, ta thấy tiêu hiệu vi bao, kết tương tự Nghĩa tỉ lệ lượng chất bao so với khối lượng chất béo tăng từ 0,2 đến 0,6 giá trị hiệu vi bao tăng tiếp tục tăng tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến 1,0 giá trị hiệu vi bao lại giảm Tóm lại, sau khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến hàm mục tiêu trình vi bao, chọn tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo 0,6 để thực thí nghiệm giá trị hai hàm mục tiêu hiệu suất vi bao hiệu vi bao đạt giá trị cực đại Khi đó, hàm mục tiêu hiệu suất thu hồi chất khô thấp giá trị cực đại 2% ~ 71 ~ 4.2.3 Tối ƣu hóa thành phần protein carbohydrate hỗn hợp chất bao tỉ lệ lƣợng chất bao sử dụng so với lƣợng chất béo sữa dừa Từ thông số chọn phần thực nghiệm cổ điển trên, chúng tơi tiến hành thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm bậc hai, cấu trúc có tâm với hai yếu tố ảnh hưởng ba hàm mục tiêu Các yếu tố khảo sát: Tỉ lệ khối lượng MD17 hỗn hợp chất bao X2 (%) Tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo Y (không đơn vị) Các hàm mục tiêu: Hiệu suất thu hồi chất khô : Z1 (%) Hiệu suất vi bao : Z2 (%) Hiệu vi bao : Z3 (%) Chúng tiến hành thay đổi đồng thời hai yếu tố khảo sát, từ xác định phương trình hồi quy biểu diễn mối quan hệ hàm mục tiêu với yếu tố khảo sát Từ kết thu được, với mục đích ba hàm mục tiêu đạt giá trị cực đại, chọn thông số tối ưu cho q trình vi bao chất béo Số thí nghiệm phần quy hoạch thực nghiệm thí nghiệm, có thí nghiệm tâm phương án Đồng thời, chúng tơi thực thêm ba thí nghiệm tâm phương án để kiểm tra ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy Các giá trị khảo sát hai yếu tố sau: Tỉ lệ lượng MD17 hỗn hợp chất bao: X [40 ; 60] với tâm X2 = 50 Tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo: Y2 [0,5 ; 0,7] với tâm Y2 = 0,6 Kết thí nghiệm tối ưu hóa trình bày bảng 4.10 ~ 72 ~ Bảng 4.10: Ma trận quy hoạch cấu trúc có tâm cấp hai, hai yếu tố kết thực nghiệm X0 X2 Y2 Z1 Z2 Z3 + - - 75,2 97,3 79,6 + + - 79,6 93,8 79,2 + - 91,1 95,0 84,1 + + 85,9 97,9 85,0 + - + 89,5 93,0 78,0 + + + 73,1 99,8 75,8 + - 78,7 98,1 80,2 + + 87,9 97,9 81,5 + 0 86,8 99,4 87,4 Các thí nghiệm tâm phương án + 0 85,3 99,9 89,7 + 0 86,8 99,0 87,4 + 0 89,9 98,5 85,4 Ghi chú: X0 : biến ảo (-) : mức (0) : tâm (+) : mức Theo phương pháp trực giao hai yếu tố, phương trình hồi quy hàm mục tiêu biểu diễn theo dạng sau: Z = b0 + b1X2 + b2Y2 + b12X2Y2 + b11( - ) + b22( - ) ~ 73 ~ Giải toán quy hoạch thực nghiệm cho hàm mục tiêu, nhận kết trình bày đây:  Hàm mục tiêu hiệu suất thu hồi chất khô (Z1) Các hệ số phương trình hồi quy thể bảng 4.11 Bảng 4.11: Các hệ số phương trình hồi quy Z1 Hệ số sb t tp(f) t>tp(f) bo 83,13 0,787 105,622 4,3 Nhận b1 -2,87 0,964 2,977 4,3 Loại b2 2,83667 0,964 2,943 4,3 Loại b12 -5,1975 1,181 4,402 4,3 Nhận b11 -2,0433 1,670 1,224 4,3 Loại b22 -7,2833 1,670 4,362 4,3 Nhận 2/3 2/3 Ghi chú: sb : phương sai hệ số phương trình hồi quy t : ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy kiểm định theo tiêu chuẩn Student (f) : giá trị tra bảng phân bố Student với p = 0,05 Ta có phương trình hồi quy hiệu suất thu hồi chất khô sau: Z1 = 87,99 – 5,20X2Y2 – 7,28 Kiểm tra tương thích phương trình hồi quy Z1 theo tiêu chuẩn Fisher: Với Ftính = 16,67 < F0,95(6,2) = 19,3 nên phương trình hồi quy tương thích với thực nghiệm ~ 74 ~ Biểu diễn phương trình hồi quy Z1 lên hệ trục tọa độ ba chiều, ta mặt cong sau: Hình 4.8: Ảnh hưởng thành phần chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến hiệu suất thu hồi chất khơ Phương trình hồi quy Z1 hàm bậc hai theo Y2, đồ thị có dạng đường cong parabol theo trục Y2 Trong đó, Z1 hàm bậc theo X2 lại có tương tác X2 Y2 nên đồ thị có dạng đường cong theo trục X2 Khi Y2 số số âm Z1 hàm tăng theo X2, nghĩa X2 tăng Z1 tăng ngược lại Còn Y2 số số dương Z1 hàm giảm theo X2, nghĩa X2 tăng Z1 giảm ngược lại Mặt khác, Z1 phụ thuộc vào yếu tố Y2 nhiều nên mức độ ảnh hưởng yếu tố Y2 Z1 nhiều so với yếu tố X2 Như vậy, hàm mục tiêu hiệu suất thu hồi chất khơ tỉ lệ chất bao so với chất béo có ảnh hưởng nhiều so với tỉ lệ hàm lượng MD17 hỗn hợp chất bao ~ 75 ~  Hàm mục tiêu hiệu suất vi bao (Z2) Các hệ số phương trình hồi quy trình bày bảng 4.12 Bảng 4.12: Các hệ số phương trình hồi quy Z2 Hệ số sb t tp(f) t>tp(f) bo 96,95 0,242 401,081 4,3 Nhận b1 1,035 0,296 3,496 4,3 Loại b2 0,24667 0,296 0,833 4,3 Loại b12 2,57 0,363 7,088 4,3 Nhận b11 -2,325 0,513 4,534 4,3 Nhận b22 -0,77 0,513 1,502 4,3 Loại 2/3 2/3 Ghi chú: sb : phương sai hệ số phương trình hồi quy t : ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy kiểm định theo tiêu chuẩn Student (f) : giá trị tra bảng phân bố Student với p = 0,05 Ta có phương trình hồi quy hiệu suất vi bao sau: Z2 = 98,50 + 2,57X2Y2 – 2,32 Kiểm tra tương thích phương trình hồi quy Z2 theo tiêu chuẩn Fisher: Với Ftính = 18,8 < F0,95(6,2) = 19,3 nên phương trình hồi quy tương thích với thực nghiệm Biểu diễn phương trình hồi quy Z2 lên hệ trục tọa độ ba chiều, ta mặt cong sau: ~ 76 ~ Hình 4.9: Ảnh hưởng thành phần chất bao tỉ lệ chất bao so với chất béo đến hiệu suất vi bao Phương trình hồi quy Z2 hàm bậc hai theo X2, đồ thị có dạng đường cong parabol theo trục X2 Trong đó, Z2 hàm bậc theo Y2 lại có tương tác Y2 X2 nên đồ thị có dạng đường cong theo trục Y2 Khi X2 số số âm Z2 hàm giảm theo Y2, nghĩa Y2 tăng Z2 giảm ngược lại Còn X2 số số dương Z2 hàm tăng theo Y2, nghĩa Y2 tăng Z2 tăng ngược lại Mặt khác, Z2 phụ thuộc vào yếu tố X2 nhiều nên mức độ ảnh hưởng yếu tố X2 Z2 nhiều so với yếu tố Y2 Như vậy, hàm mục tiêu hiệu suất vi bao tỉ lệ hàm lượng MD17 hỗn hợp chất bao ảnh hưởng nhiều đến hàm mục tiêu so sánh với tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo ~ 77 ~  Hàm mục tiêu hiệu vi bao (Z3) Các hệ số phương trình hồi quy thể bảng 4.13 Bảng 4.13: Các hệ số phương trình hồi quy Z3 Hệ số sb t tp(f) t>tp(f) bo 81,24 0,707 114,893 4,3 Nhận b1 -0,61 0,866 0,712 4,3 Loại b2 -0,29 0,866 0,375 4,3 Loại b12 -0,45 1,061 0,424 4,3 Loại b11 -6,4667 1,500 4,311 4,3 Nhận b22 -2,7367 1,500 1,824 4,3 Loại 2/3 2/3 Ghi chú: sb : phương sai hệ số phương trình hồi quy t : ý nghĩa hệ số phương trình hồi quy kiểm định theo tiêu chuẩn Student (f) : giá trị tra bảng phân bố Student với p = 0,05 Ta có phương trình hồi quy hiệu vi bao sau: Z3 = 85,55 – 6,47 Kiểm tra tương thích phương trình hồi quy Z3 theo tiêu chuẩn Fisher: Với Ftính = 19,16 < F0,95(6,2) = 19,3 nên phương trình hồi quy tương thích với thực nghiệm Biểu diễn phương trình hồi quy Z3 lên hệ trục tọa độ ba chiều, ta mặt cong sau: ~ 78 ~ Hình 4.10: Ảnh hưởng thành phần chất bao tỉ lệ chất bao so với chất béo đến hiệu vi bao Phương trình hồi quy Z3 hàm bậc hai theo Y2 nên đồ thị mặt cong parabol theo trục Y2 Do hệ số âm nên Z3 đạt cực đại Y2=0 Do khơng có yếu tố X2 phương trình hồi quy nên Z3 hàm không phụ thuộc vào X2 Như yếu tố Y2 có ảnh hưởng định đến hàm mục tiêu Z Như vậy, hai yếu tố ảnh hưởng đến hiệu vi bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo tỉ lệ hàm lượng MD17 hỗn hợp chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo có định  Xác định giá trị yếu tố khảo sát để ba hàm mục tiêu đạt kết tốt Với mục tiêu, ta xác định hàm hồi quy mơ hình tốn học chúng Các hàm mục tiêu có dạng sau: ~ 79 ~ Z1 = 87,99 – 5,20X2Y2 – 7,28 Z2 = 98,50 + 2,57X2Y2 – 2,32 Z3 = 88,49 –6,47 Từ phương trình hồi quy trên, chúng tơi thấy hai yếu tố khảo sát tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo (Y2) có ảnh hưởng mạnh đến giá trị hàm mục tiêu so với hàm lượng MD17 hỗn hợp chất bao (X2) Để xác định giá trị tối ưu cho hai yếu tố X2 Y2, tiếp tục sử dụng phương pháp thừa số Lagrange để tìm nghiệm thỏa hiệp cho tất mục tiêu trên, đưa toán cực trị không điều kiện hàm F(X2, Y2, ) F(X2, Y2, Với 1, 1, 2) = Z3 + 1Z1 + 1Z2 thừa số bất định Lagrange Lấy đạo hàm riêng phần F theo X2, Y2, 1, 2, ta hệ phương trình : - 12,9Y2 – 14,6 1Y2 – 5,2 1X2 + 2,6 2X2 = (1) - 5,2 1Y2 + 2,57 2Y2 – 4,64 2X2 = (2) 87,99 – 5,20X2Y2 – 7,28 (3) 98,5 + 2,57X2Y2 – 2,32 =0 =0 (4) Từ (3) (4), ta biến đổi thành phương trình sau: 4,69 Vì X2, Y2 + 7,82 = 286,99 [-1;1] nên 4,69 + 7,82 (*) 12,51  phương trình (*) vơ nghiệm Suy hệ phương trình vơ nghiệm, không tồn nghiệm thỏa hiệp tối ưu tất hàm mục tiêu đề Do đó, chúng tơi đề nghị phương án tối ưu hóa có điều kiện, ưu tiên cực đại mục tiêu xem xét hai mục tiêu lại Kết tính tốn thể bảng 4.14 ~ 80 ~ Bảng 4.14: Kết tính tốn giá trị hàm mục tiêu cực đại hàm mục tiêu X2 Y2 Z1 Z2 Z3 Z1,3 max 87,9 96,1 88,4 Z1,3 max 0 87,9 98,5 88,4 Z1,3 max -1 87,9 96,1 88,4 Z2 max 1 75,5 98,7 82,0 Theo kết trên, chọn phương án tối ưu giá trị (X2, Y2) = (0, 0) tương ứng với tỉ lệ lượng MD17 hỗn hợp chất bao 50% tỉ lệ lượng chất bao so với lượng chất béo mẫu 0,6 Khi hiệu suất thu hồi chất khô đạt 87,9%, hiệu suất vi bao đạt 98,5% hiệu vi bao đạt 88,4% Sản phẩm bột sữa dừa ứng với giá trị tối ưu có hàm lượng béo 53,2%, hàm lượng béo tự 6,1% ~ 81 ~ Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua trình nghiên cứu thực nghiệm, đề xuất sử dụng chất bao dạng hỗn hợp để vi bao chất béo sữa dừa kỹ thuật sấy phun sau:  Chất bao hỗn hợp soy protein isolate (SPI) với hàm lượng protein 90% maltodextrin với số DE 17 (MD17)  Soy protein isolate xử lý nhiệt 80oC 10 phút trước tiến hành vi bao chất béo  Thành phần tối ưu hỗn hợp chất bao 50% SPI 50% MD17  Tỉ lệ tối ưu hàm lượng chất bao so với chất béo sữa dừa 0,6 : 1,0 (w/w) Với chất bao trên, trình sấy phun tạo sản phẩm bột sữa dừa hòa tan đạt tiêu sau đây:  Hàm lượng chất béo sản phẩm : 53,2%  Hiệu suất thu hồi chất khô : 87,9%  Hiệu suất vi bao chất béo : 98,5%  Hiệu vi bao chất béo : 88,4% Do thời gian thực luận văn có hạn nên nội dung nghiên cứu luận văn chưa thật phong phú Chúng xin đề nghị hướng nghiên cứu đề tài gồm nội dung sau: 1) Nghiên cứu ảnh hưởng thông số đồng hóa đến q trình vi bao chất béo tiêu chất lượng sản phẩm 2) Khảo sát tính chất sản phẩm sau sấy: kích thước hạt, khả tái hịa tan tính chất khác 3) Nghiên cứu thay đổi tiêu chất lượng bột sữa dừa theo thời gian bảo quản đề xuất phương pháp thích hợp để bảo quản sản phẩm ~ 82 ~ TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Việt Anh Nguyễn Hoàng Hải, Lập trình Matlab ứng dụng, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004 Hoàng Văn Đức, Cây dừa, NXB Nơng Nghiệp Hà Nội, 1991 Vũ Chí Hải, Nghiên cứu sản xuất bột sữa dừa hòa tan, Luận văn Thạc sĩ, Đại học Bách Khoa TP.HCM, 2005 Lâm Đào Trung Hiếu, Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật vi bao trình sấy phun bột sữa dừa hòa tan, Luận văn Đại học, Đại học Bách Khoa TP.HCM, 2006 Phạm Văn Sổ Bùi Thị Thu Nhuận, Kiểm nghiệm lương thực, thực phẩm, Đại học Bách Khoa Hà Nội, 1991 Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa thức uống – Tập 1: Công nghệ sản xuất sản phẩm từ sữa, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM, TP.HCM, 2004 Vương Văn Minh, Nghiên cứu sản xuất bột sữa dừa hòa tan hàm lượng béo cao (50%), Luận văn Đại học, Đại học Bách Khoa TP.HCM, 2007 Dương Tấn Phước, Kỹ thuật trồng sơ chế dừa, NXB Nông Nghiệp Hà Nội, 1976 Chee C S & Choon N G, Coconut milk: Chemistry and technology, International Journal of Food Science and Tecnology, 32, 1997, p 189-201 10 Gouin S, Microencapsualtion: industrial appraisal of existing technologies and trends, Trends in Food Science & Technology, 15, 2004, pp 300-347 11 Kelly P M & Keogh M K., Nutritional studies on dried functional food ingredients containing omega -3 polyunsaturated fatty-acid, Dairy Product Research Center, Moorepark, 2000 ~ 83 ~ 12 Kim H., Hardy J., Novak G., Ramet J P., Weber F., Off-tastes in raw and reconstituted milk, FAO Animal Production and Health Paper 35, Food and Agricuture Organization of the United Nations, Romes, 1983 13 Moreau D L., et al., Microstructure and Fat Extractability in Microcapsules Based on Whey Proteins or Mixtures of Whey Proteins and Lactose, Food Structure, vol 12, pp 457-468, 1993 14 Noznick P P & Bundus R H., Reconstitutable dry coconut powder, United States Patent Office, 3573064, 1971 15 Rosenberg M., et al., Microstructure of Whey Protein/Anhydrous Milkfat Emulsions, Food Structure, vol 12, pp 267-274, 1993 16 Rosenberg M., et al., Whey Proteins as Microencapsulating Agents Microencapsulation of Anhydrous Milkfat Structure Evaluation, Food Structure, vol 12, pp 31-41, 1993 17 Rosenberg M., Whey Use Expands, Dairy Foods, p 58, Mar 1992 18 Rosenberg M., Better ways to handle whey are on the way, The Hartford Sentinel, p 6, Jul 2, 1992 19 Rosenberg M., Dairy Products Technology Research Accomplishments and Challenges, California Dairy Food Research, 1993 Dairy Industry Research Conference, Jan 7, 1993, University of California 20 Rosenberg M., Applications for Membrane Processes in the Dairy Industry, California Dairy Beat, Winger 1993, pp 1-2 21 Rosenberg M., Rosenberg Y., Frenkel L., and Dragich A M., Microencapsulation of lipids in wall systems consisting of soy proteins and carbohydrates, IFT Annual Meeting, July 15-20 - New Orleans, Louisiana, 2005 22 Rosenberg M., Rosenberg Y., Frenkel L., and Dragich A M., Microstructural properties of spray-dried lipid containing microcapsules ~ 84 ~ with wall system consisting of SPI and maltodextrins, IFT Annual Meeting, July 15-20 - New Orleans, Louisiana, 2005 23 Rosenberg M., Rosenberg Y., Frenkel L., and Dragich A M., Effect of processing parameters on the particle size and moisture content of spraydried whole milk powder, IFT Annual Meeting, July 15-20 - New Orleans, Louisiana, 2005 24 Sheu T Y., et al., Microencapsulation by Spray Drying Ethyl Caprylate in Whey Protein and Carbohydrate Wall Systems, Journal of Food Science, vol 60, No 1, pp 98-103, 1995 25 Young S L., et al., Microencapsulating Properties of Whey Proteins Moencapsulation of Anhydrous Milk Fat, J Dairy Sci., 76:2868-2877, 1993 26 Young S L., et al., Microencapsulating Properties of Whey Proteins Combination of Whey Proteins with Carbohydrates, J Dairy Sci., 76:28782885, 1993 27 Young S L., et al., Rheological properties of anhydrous milk fat/whey protein emulsions, The 1992 Annual Meeting of ADSA, Jun 21-24 (1992), Columbus, Ohio, Abstract, D12, p 93 28 Ziccarelli et al., Coconut powder, United States Patent 4296136, 1981 29 http://en.wikipedia.org/wiki/Coconut ... hỗn hợp chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo đến trình vi bao chất béo sữa dừa Tối ưu hóa thành phần protein carbohydrate hỗn hợp chất bao tỉ lệ lượng chất bao so với chất béo sữa dừa phương... oC, bột sản phẩm thu hồi cyclone 2.4 Ứng dụng kỹ thuật vi bao phƣơng pháp sấy phun 2.4.1 Trong công nghệ vi bao chất béo Năm 1993, Rosenberg nghiên cứu công nghệ vi bao chất béo (dùng chất bao. .. ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU KỸ THUẬT VI BAO CHẤT BÉO ĐỂ SẤY PHUN BỘT SỮA DỪA 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian xử lý nhiệt soy protein isolate đến trình vi bao chất béo Tối ưu