Nghiên cứu tạo cấu trúc GEL và thớ sợi cho một số thức ăn chay từ nguyên liệu thực vật, tương tự các loại thức ăn tương ứng từ thịt động vật

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA 0 TĂNG QUANG HẢI Đề tài: Nghiên cứu tạo cấu trúc gel thớ sợi cho số thức ăn chay từ nguyên liệu thực vật, tương tự loại thức ăn tương ứng từ thịt động vật Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Mã số ngành: 2.11.00 Luận văn Thạc só Tp.Hồ Chí Minh, tháng năm 2003 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ………000……… Cán hướng dẫn khoa học: PGS TS NGUYỄN XÍCH LIÊN Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯNG Cán chấm nhận xét 2: TS TRẦN ĐÌNH YẾN Luận văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngày7 tháng năm 2003 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập-Tự Do-Hạnh Phúc ……000…… ……000…… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên Học viên : TĂNG QUANG HẢI Ngày, tháng, năm sinh : 16/10/1976 Chuyên ngành : Công Nghệ Thực Phẩm Khoá : 11 (năm trúng tuyển: 2000) Phái: Nam Nơi sinh: Cần Thơ I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TẠO CẤU TRÚC GEL VÀ THỚ SI CHO MỘT SỐ THỨC ĂN CHAY TỪ NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT, TƯƠNG TỰ CÁC LOẠI THỨC ĂN TƯƠNG ỨNG TỪ THỊT ĐỘNG VẬT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nguyên liệu sử dụng: tàu hủ ky, gluten, bột mì, bột bắp… - Xác định quy trình sản xuất với thông số kỹ thuật thích hợp III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/5/2003 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS NGUYỄN XÍCH LIÊN VI HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 1: PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯNG VII HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT 2: TS TRẦN ĐÌNH YẾN Cán hướng dẫn Cán chấm nhận xét Cán chấm nhận xét PGS.TS.NGUYỄN XÍCH LIÊN PGS.TS NGUYỄN ĐỨC LƯNG TS.TRẦN ĐÌNH YẾN Trưởng phòng ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Ngày… tháng… năm 2003 Chủ nhiệm ngành PGS.TS PHẠM VĂN BÔN LỜI CẢM ƠN! Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xích Liên tận tình hướng dẫn bảo cho em phương pháp giải vấn đề khoa học Thầy mở cho em nhiều ô cửa sổ để nhìn giới khoa học vô kỳ bí đầy thi vị Thầy truyền đạt cho em lửa đam mê để vững bước đường nghiên cứu Cám ơn quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, trường Đại Học Bách Khoa thầy cô giảng dạy lớp Cao học Thực phẩm khóa 11 Quý thầy cô truyền đạt cho em khối lượng kiến thức to lớn với tất nhiệt huyết Đó hành trang quý giá cho nghề nghiệp em Cám ơn Thạc só Nguyễn Kim Sơn, Phân viện trưởng Phân viện Công nghiệp thực phẩm Tp.Hồ Chí Minh tạo điều kiện thuận lợi để em thực nghiên cứu Cám ơn Kỹ sư Vũ Hòa Bình, Trưởng xưởng thực nghiệm, Phân viện Công nghiệp thực phẩm giúp đỡ em điều kiện để vận hành thiết bị đùn ép (extruder) Cám ơn Kỹ sư Phạm Huy Thành có giúp đỡ góp ý mang đầy tính khoa học thực tiễn Cám ơn anh, chị Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, trường Đại Học Bách Khoa giúp đỡ em suốt thời gian em thực thí nghiệm Cám ơn gia đình động viên giúp đỡ to lớn để em có đủ tâm tự tin hoàn thành Luận văn Cám ơn anh chị, bạn bè, đồng nghiệp góp ý giúp đỡ suốt thời gian qua Học viên Cao học Công nghệ thực phẩm khóa 11 Tăng Quang Hải TÓM TẮT Nhu cầu ăn chay người tiêu dùng lý tôn giáo, lý sức khoẻ số người ăn chay sức khoẻ ngày tăng lên Mặc dù thức ăn chay, giá trị dinh dưỡng vệ sinh, người ta ngày mong muốn có đặc tính cảm quan: màu sắc, mùi, vị, đặc biệt cấu trúc, tương tự loại thức ăn mặn từ thịt động vật Trong nội dung luận án này, quan tâm vấn đề cấu trúc thức ăn chay Chúng thành công việc tạo cấu trúc cho sản phẩm chay từ protein thực vật, kết hợp với tinh bột số phụ gia khác Cụ thể sau: - Sản phẩm chay dạng gel có đặc tính cấu trúc không thua sản phẩm mặn loại giò lụa từ thịt heo - Bước đầu sản xuất thành công sản phẩm chay có cấu trúc thớ sợi Các đặc điểm chất lượng sản phẩm tương tự sản phẩm loại nhập từ nước ABSTRACT Beside the reason of religion, requirement abstinence is increasing for healthy Vegetarian is ever more today Although it is food from vegetable, people is not only consider nutrient and hygiene but character of sensory such as: color, smell, taste, especially texture and fibre of vegetarian food They have desired vegetarian food have some character similar to some meat or fish food product In our thesis, we are only consider texture of vegetarian food We have succeeded in creating texture from vegetable protein with starch and some additive food There is result which we have done in the thesis: - Our gel product from vegetable protein with starch and some additive food have quality similar to meat pork product such as sausage - Initiative, we have succeed in producing texture vegetable food It is have quality similar to vegetable food import (textured vegetable protein) MỤC LỤC Trang PHẦN I: MỞ ĐẦU Phaàn II: TOÅNG QUAN I.Tính chất chức protein II.Khả tạo cấu trúc protein II.1.Tạo cấu trúc gel II.1.1 Một số nét chung hình thành gel protein II.1.2 Điều kiện tạo gel II.1.3 Cơ chế tạo gel II.1.4 Tính chất tạo gel số protein thực phẩm II.1.4.1 Protein vân II.1.4.2 Protein sữa 10 II.1.4.3 Protein trứng 10 II.1.4.4 Protein đậu nành 10 II.2 Khaû tạo cấu trúc sợi protein tạo hình sản phẩm thực phẩm 11 II.2.1 Đông tụ nhiệt tạo màng mỏng 11 II.2.2 Sản xuất thịt giả phương pháp kéo sợi ép khối sợi 12 II.2.3 Phương pháp đùn ép, gia nhiệt(cooking extruder) 14 II.2.4 Dùng nước áp suất cao tạo cấu trúc 17 III.Tình hình nghiên cứu tạo cấu trúc gel thớ sợi cho thức ăn chay từ nguyên liệu thực vật nước 18 IV Mục tiêu nội dung nghiên cứu luận án 18 PHẦN III: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGUYÊN CỨU 20 I Nguyên liệu phụ gia dùng nghiên cứu 20 I.1 Nguyên liệu phụ gia dùng thử nghiệm sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel 20 I.1.1 Nguyên liệu 20 I.1.2 Nguyên liệu khác phụ gia 20 I.2 Nguyên liệu dùng nghiên cứu sản xuất sản phẩm có cấu trúc thớ sợi 22 II Phương pháp nghiên cứu 23 II.1 Quy trình sản xuất sản phẩm có cấu trúc gel 23 II.2 Quy trình sản xuất chế phẩm chay có cấu trúc thớ sợi 23 II.3 Phân tích, đánh giá nguyên liệu sản phẩm 24 PHẦN IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 28 I Kết nghiên cứu sản xuất thực phẩm chay có cấu trúc gel 28 I.1 Mục tiêu 28 I.2 Nguyên liệu sử duïng 28 I.3 Quy trình sản xuất 29 I.4 Một số đặc điểm cấu trúc độ bền kéo khối gel phụ thuộc nguyên liệu, phụ gia sử dụng 30 I.4.1 nh hưởng polyphosphate Na sorbitol 30 I.4.2 nh hưởng gluten 31 I.4.3 nh hưởng tinh bột khoai mì 32 I.5 Xác định phương án phối chế nguyên liệu, phụ gia tối ưu cho sản phẩm chay dạng gel phương pháp quy hoạch thực nghiệm 33 I.6 Caùc đặc điểm chất lượng sản phẩm gel 37 II Kết nghiên cứu tạo sản phẩm chay có cấu trúc thớ sợi 41 II.1 Mục tiêu nghiên cứu 41 II.2 Nguyên liệu sử dụng 41 II.3 Cải tiến thiết bị ép đùn (extruder) 41 II.4 Các phương án thí nghiệm tạo sản phẩm có cấu trúc thớ sợi 43 II.4.1 nh hưởng nhiệt độ khối nguyên liệu thiết bị 43 II.4.2 nh hưởng độ ẩm khối nguyên liệu đưa đùn ép 43 II.4.3 nh hưởng thành phần lipid khối nguyên liệu 44 II.4.4 nh hưởng hàm lượng protein tinh bột khối nguyên liệu 44 II Coâng thức phối hợp nguyên liệu thích hợp cho sản phẩm 45 II Phân tích thành phần hóa học sản phẩm 45 II.7 Kết luận 46 PHẦN V: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 47 I Kết luận 47 II Đề nghò 47 PHẦN VI: TÀI LIỆU THAM KHẢO PHẦN VII: PHỤ LỤC Phần I: Tập quán ăn chay, tức thức ăn chế biến từ thực vật có từ lâu, gắn liền với đời đạo Phật Cùng với hình thành phát triển đạo Phật sau có đạo Hòa hảo, Cao đài nước ta, tập quán ăn chay hình thành truyền bá nhiều tín đồ theo đạo Nhưng ngày nay, xu hướng ăn chay phát triển từ tín ngưỡng; có nhiều người ăn chay lý sức khỏe số người ăn chay nhu cầu sức khoẻ ngày tăng lên Người ta ăn chay với mục đích phòng số bệnh liên quan đến vấn đề dinh dưỡng béo phì, tiểu đường, cao huyết áp… Theo thông tin y học, bệnh liên quan đến tim mạch có nguyên nhân khởi phát acid béo no cholesterol từ thức ăn có nguồn gốc động vật, thức ăn thực vật thành phần Cùng với phát triển mức sống, lónh vực thức ăn nói chung, thực phẩm chay nói riêng, quan tâm dinh dưỡng, vệ sinh an toàn, người tiêu dùng ngày quan tâm đến chất lượng cảm quan thức ăn, tức quan tâm đến hấp dẫn chúng Trong đặc tính cảm quan thức ăn chay, trạng thái, cấu trúc ý, bên cạnh đặc điểm mùi, vị, màu sắc Người ta cho thức ăn chay có cấu trúc tạo nên tương tự thức ăn từ động vật mang đến hấp dẫn người tiêu dùng Nguyên liệu cho thức ăn chay có nguồn gốc từ thực vật nên việc chế biến thức ăn chay có cấu trúc tương tự thức ăn chế biến từ thịt động vật (cấu trúc gel, sợi) khó khăn Nó trở thành vấn đề thời khoa học, kỹ thuật Nhiều nước đạt thành tựu đáng kể lónh vực này: Mỹ, Trung Quốc, Đài Loan, Anh v.v… Ở Việt Nam, thị trường cho thực phẩm chay chế biến sẵn lớn, đa dạng phong phú, sản phẩm có cấu trúc bên tương tự với sản phẩm loại từ động vật lại nhập chủ yếu từ nước Những nghiên cứu liên quan đến lónh vực nước chưa có hệ thống Các nghiên cứu thử nghiệm luận án mong góp phần cung cấp thông tin kỹ thuật tạo cấu trúc gel, thớ sợi cho số thức ăn chay 10 Phần V: 59 I KẾT LUẬN: Từ kết nghiên cứu trình bày phần IV, rút số kết luận sau: I.1 Đã nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thành công chế phẩm chay có cấu trúc gel Chế phẩm có tiêu chất lượng: độ mịn, độ đồng cấu trúc, độ bền kéo… không thua sản phẩm loại sản xuất từ thịt heo giò lụa I.2 Bước đầu sản xuất thử thành công chế phẩm chay có cấu trúc thớ sợi, tương tự mô thịt, cá So sánh số tiêu cấu trúc thành phần hóa học không sai khác với sản phẩm loại nhập từ nước II ĐỀ NGHỊ: Khi có điều kiện, đề tài nên tiếp tục theo hướng: II.1 Hoàn thiện thiết bị đùn ép (extruder) tìm điều kiện thật tối ưu để sản xuất sản phẩm chay có cấu trúc thớ sợi II.2 Sử dụng chế phẩm nghiên cứu dạng gel có cấu trúc thớ sợi để sản xuất số thức ăn chay hoàn chỉnh 60 Phần VI: 61 [1] NGUYỄN CẢNH, NGUYỄN ĐÌNH SOA Tối ưu hóa thực nghiệm hóa học & kỹ thuật hóa học Trường Đại Học Bách Khoa, Tp.Hồ Chí Minh, năm 1994 [2] TÂM DIỆU Đậu nành nguồn dinh dưỡng tuyệt hảo, trang 21-92 Nhà xuất Tp.Hồ Chí Minh, năm 2001 [3] TRƯƠNG THỊ HÒA, NGUYỄN THỊ THI, NGUYỄN VĂN ĐẠO Nghiên cứu sản xuất xúc xích công nghệ cao Báo cáo khoa học Viện Công nghiệp Thực phẩm Việt Nam, 2000 [4] NGẠC VĂN GIẬU Chế biến đậu nành & lạc thành thức ăn giàu protein, trang 5-9 Nhà xuất nông nghiệp, năm 1983 [5] NGUYỄN XÍCH LIÊN Bài giảng chuyên đề sản phẩm giàu protein Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, năm 2001 [6] NGUYỄN XÍCH LIÊN Bài giảng Phụ gia chế biến thực phẩm, trang 98-100 Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, 1999 [7] NGUYỄN THIỆN LUÂN, LÊ DOÃN DIÊN, PHAN QUỐC KINH Các loại thực phẩm thuốc thực phẩm chức Việt Nam Nhà xuất nông nghiệp, năm 1999 [8] NGUYỄN ĐỨC LƯNG Công nghệ vi sinh vật tập 3, trang 8-11 Trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh, 1996 62 [9] NGUYỄN XUÂN QUÝ Món ăn chế biến từ đậu hũ tập Nhà xuất phụ nữ, năm 2001 [10] BÙI THỊ NHU THUẬN Kiểm nghiệm lương thực, thực phẩm Nhà xuất Khoa học & Kỹ thuật, Hà Nội, 1975 [11] LÊ NGỌC TÚ, BÙI ĐỨC HI, LƯU DUẨN, tác giả khác Hóa học thực phẩm, trang 42-131, 155-157 Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 2001 [12] LÊ NGỌC TÚ, tác giả khác Hóa sinh công nghiệp, trang 92-128, 308-312 Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, năm 1997 [13]LÊ BẠCH TUYẾT, LƯU DUẨN, HÀ VĂN THUYẾT Các trình công nghệ sản xuất thực phẩm, trang 289293 Nhà xuất giáo dục, năm 1996 [14]TRẦN ĐÌNH YẾN Giáo trình giảng dạy Glucid-tinh bột, trang 27-32 Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, năm 1998 [15]BỘ Y TẾ VIỆT NAM Các phụ gia phép sử dụng thực phẩm, trang 26-36 Quyết định số 867/1998/QĐ-BYT Bộ trưởng Bộ Y tế 4-4-1998 [16] DESROSIER Contextured semimoist meat analogs United States Patent, No 4,132,809, January 2, 1979 63 [17] D.J.VAN ZUILICHEM, ALBLAS, P.M.REINDERS, W.STOLP A comprative study of the operational characteristics of single and twin srew extruders Wageningen Agricultural University, the Netherlands, 1985 [18] FOOD AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO) Chapter1 The soybeans http://www.fao.org/docrep/ [19] FOOD AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO) Chapter7 Textured soy protein products http://www.fao.org/docrep/ [20] FU-HUNG HSIEH Mechanisms of forming fibrous meat analog from soy protein and corn starch University of Missouri, http://www.missouri.edu [21] GUITTENY,et.al Process of making meat like food product United States Patent, No 4,303,682, December 1, 1981 [22] HOWSAM STUART Method and apparatus for the manufacture of meat Australia Patent, No W00069276, November 23, 2000 [23] H.SOEDOMO, W.CLARK, A.PRAKASH Comparion of the texture of a soy frankfurter analog to a commercial beef frankfurter Food science & Nutrition, Chapman Univ, 1130 Encanto Dr, Arcadia, CA 91007, http://www.confex.com/ift/ [24] ISHIZUKA, et.al Method of making a simulated ground meat anolog United States Patent, No 4,579,479, April 1, 1986 64 [25] J.M.HAPER Recent application and research perspectives in the field of extrusion cooking University Fort Collins, USA, 1985 [27] K.H.KRISTENSEN, P GRY AND F.HOLM Extruded protein animal by-products with improved texture Jutland Technological Institute, Aarhus, Denmark, 1985 [28] K.H.LEE, S.M.LEE AND K.C.RHEE Hydration properties and their relation to the gelation properties of commercial soy protein products Food protein research & development center, Texas A&M University system, United States [29] KRAMER, et al Cooked meat products having a simulated net surface United States Patent, No 5,597,606, Jan 28, 1997 [30] LINDA LOPEZ Processing of Jugo Bean (Bambara groundnut) by extrusion Food Science Division, University of Nottingham, English http://www.weihenstephan.de [31]MC.CABE Method of producing simulated meat product from whole soybeans United States Patent, No 4,943,441, July 24, 1990 [32]MIAN N.RIAZ Textured Soy Protein and its uses Food Protein R&D center, Texas A&M University, College Station www.tamu.edu/extrusion 65 [33]NEIL H MERMELSTEIN Extrusion of Ingredients Food Technology, vol.54, No.3, March 2000 [34]NOZAKI HISASHI, SATO KIYOE Mehtod of producing textured food Japan Patent, No GB2172787, October 1, 1986 [35]OKADA Process for preparing simulated meat United States Patent, No 4,880,654, November 14, 1989 [36]P.J.FRAZIER AND A.CRAWSHAW Relationship between die-viscosity, ultrastructure and texture of extrudes soya protein Research & Technology Centre, Cambridge, United Kingdom, 1985 [37]RUDOLF A OETKER The phosphates their chemistry, effect and importance Chemische Farik Budenhem http://www.amescompany.com/productspecs/budphos.html [38]R.W.HAYDOB, R.W HORKEN Gelling of soy protein during thermal processing Department of Food Technology, University of Newcastle, Australia [39]SHEMER Gluten possessing a fibrous structure its manufacture and meat-like products obtained thereby United States Patent, No 4,938,976, July 3,1990 [40]SHYH-HSIANG LIN, H.E.HUFF, AND E.HSIEH Extrusion process parameters, sensory characteristics, and structural properties of a high moisture soy protein meat analog Jouranal of food science-vol.67, Nr.3, 2002 66 [41]SHYH-HSIANG LIN, H.E.HUFF, AND E.HSIEH Texture and chemical characteristics of soy protein meat analog extruded at high moisture Journal of food science-vol.65, no.2,2000 [42]SHYH-HSIANG LIN Microstructure of extruded soy protein meat analog http://www.missouri.edu/ [43]SOY PROTEIN COUNCIL Functionality of protein Published by the Soy Protein http://www.spcouncil.org Council, Washington, DC, [44]WENGER, et.al Double-extrusion apparatus for producing dense, uniformly layered vegetable protein meat analogue United States Patent, No.4,099,455, July 11, 1978 [45]ZARRAGA et al Process for producing a simulated meat product United States Patent, No 5,433,968, July 18, 1995 [45] G.LINDEN & D.LORIENT Biochimie agro-industrielle Masson, Paris, France, 1994 [46] JEAN CLAUDE CHEFTEL Nutritional Effects of Extrusion-Cooking Université des Sciences et Techiques, France, 1985 67 PHẦN VII: 68 Hình : Mẫu sản phẩm dạng gel từ tàu hủ ky (giò lụa chay) 69 Hình 9: Thiết bị ép đùn Phân viện Công nghiệp thực phẩm số 58 Nguyễn Bỉnh Khiêm, Q.1, TPHCM 70 Hình 10: Mẫu có cấu trúc thớ sợi dạng viên nhập từ nước (Đài Loan) 71 Hình 11: Mẫu có cấu trúc thớ sợi khô vừa sản xuất 72 Hình 12: Mẫu có cấu trúc thớ sợi qua ngâm nước sôi 10 phút 73 ... ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU TẠO CẤU TRÚC GEL VÀ THỚ SI CHO MỘT SỐ THỨC ĂN CHAY TỪ NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT, TƯƠNG TỰ CÁC LOẠI THỨC ĂN TƯƠNG ỨNG TỪ THỊT ĐỘNG VẬT II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nguyên liệu sử dụng:... chức sau khả tạo cấu trúc gel thớ, sợi cho số thức ăn chay II Khả tạo cấu trúc protein: II.1 Tạo cấu trúc gel: II.1.1 Một số nét chung hình thành gel protein: Cần phân biệt tạo cấu trúc gel với tượng... tự thức ăn từ động vật mang đến hấp dẫn người tiêu dùng Nguyên liệu cho thức ăn chay có nguồn gốc từ thực vật nên việc chế biến thức ăn chay có cấu trúc tương tự thức ăn chế biến từ thịt động