Nghiên cứu chế biến thực phẩm dạng bột từ gạo, khoai, rau củ và đậu nành

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  BK TP.HCM BÙI ĐÌNH DIỆP NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM DẠNG BỘT TỪ GẠO, KHOAI, RAU CỦ VÀ ĐẬU NÀNH Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm đồ uống Mã số: 60 54 02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐHQG HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đống Thị Anh Đào Cán nhận xét 1: PGS.TS Phạm Thị Ánh Hồng Cán nhận xét 2: TS Phan Ngọc Hòa Luận văn thạc sĩ bảo vệ trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 30/01/2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: GS.TSKH Lưu Duẩn TS Huỳnh Ngọc Oanh PGS.TS Phạm Thị Ánh Hồng TS Phan Ngọc Hòa PGS.TS Đống Thị Anh Đào Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI ĐÌNH DIỆP MSHV: 11110189 Ngày, tháng, năm sinh: 22/11/1983 Nơi sinh: Tp.HCM Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm đồ uống Mã số : 605402 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN THỰC PHẨM DẠNG BỘT TỪ GẠO, KHOAI, RAU CỦ VÀ ĐẬU NÀNH II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Tổng quan nguyên liệu thực phẩm nuôi ăn qua ống thơng - Nghiên cứu điều kiện tối ưu hóa q trình thủy phân nguyên liệu giàu tinh bột làm giảm độ nhớt - Nghiên cứu điều kiện tối ưu hóa trình thủy phân dịch rau củ làm giảm độ nhớt - So sánh đánh giá sản phẩm sau sấy phun sấy thăng hoa III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : tháng 07 năm 2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: tháng 01 năm 2013 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS ĐỐNG THỊ ANH ĐÀO Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: BÙI ĐÌNH DIỆP Ngày, tháng, năm sinh: 22/11/1983 Nơi sinh: Tp.Hồ Chí Minh Địa liên lạc: 220/1A Nguyễn Phúc Nguyên F9,Q3, TPHCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 2001-2006: Tốt nghiệp Đại học Bách Khoa Tp.HCM 2011-1013: Học viên cao học Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC 2006-2007: nhân viên R&D cơng ty TNHH Uni-President 2007-2008: nhân viên R&D công ty TNHH Nhật Phước 2008-2010: nhân viên kỹ thuật công ty TNHH xi mạ Phan Sinh 2010 đến nay: kiểm nghiệm viên Viện kiểm nghiệm Thuốc TPHCM LỜI CẢM ƠN Qua trình thực đề tài, em xin chân thành cảm ơn cô Đống Thị Anh Đào hướng dẫn bảo tận tình kỹ lưỡng giúp em hồn thành luận văn thành công Em xin cám ơn thầy cô môn Công nghệ thực phẩm dạy bảo truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm để em học tập nghiên cứu tốt Em gửi lời cám ơn thầy phịng thí nghiệm giúp đỡ tạo điều kiện trang thiết bị, dụng cụ, hóa chất… cho em để hồn thành luận văn cách tốt đẹp Em xin cảm ơn gia đình động viên, tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập Cám ơn bạn khóa, anh chị em đại học giúp đỡ trình học làm nghiên cứu trường Xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 01năm 2013 BÙI ĐÌNH DIỆP i ABSTRACT Rice, sweet potatoes, potatoes, soybeans is food which supplying energy very popular in Vietnam Carrot and pumpkin are vegetable naturally rich in vitamins, minerals and fiber for everyday meals So food processed from raw materials which mixed with fish meat supplies enough energy and nutrients for feeding the patient through the catheter This thesis studies the flour production process from rice, sweet potatoes, potatoes, vegetables and soy achieve nutritional value with the following parameters:  Cooking rice with 12 W/g for 15 minutes; sweet potatoes with 12 W/g for 15 min; potatoes with 16W/g for 15 minutes; soybeans with 16W/g for 40 minutes  Parboiling carrots and pumpkin with temperature 1000C for minutes  Hydrolyzed starch of rice, potato, soybean with á-amylase enzyme at pH 6.6; concentration of 3%; 900C; 90 minutes  Hydrolysis pectin of carrots and pumpkin with pectinase enzyme at pH 4.8; concentration of 3.5%; 124 minutes; 430C  Energy products worth 3,27kcal/g and viscosity of 34.82cP ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Gạo, khoai lang, khoai tây, đậu nành thực phẩm cung cấp lượng phổ biến Việt Nam Cà rốt bí đỏ rau củ tư nhiên giàu vitamin, khoáng xơ cho bữa ăn ngày Vì chế biến thực phẩm từ loại nguyên liệu phối trộn với nguồn cung cấp từ thịt cá đảm bảo lượng chất dinh dưỡng cho bệnh nhân nuôi ăn qua ống thơng Luận văn nghiên cứu quy trình sản xuất bột từ gạo, khoai, rau củ đậu nành đạt giá trị dinh dưỡng với thông số sau:  Xử lý gia nhiệt gạo 12 W/g 15 phút, khoai lang 12 W/g 15 phút; khoai tây 16W/g sau 15 phút; đậu nành 16W/g sau 40 phút  Chần cà rốt bí đỏ với nhiệt độ 1000C phút  Thủy phân tinh bột gạo, khoai với enzyme Termamyl SC pH 6,6; nồng độ 3%; 900C; thời gian 90 phút  Thủy phân pectin cà rốt bí đỏ với emzyme Pectinex Utra SPL pH 4,8; nồng độ 3,2%; thời gian 124 phút; 430C  Sản phẩm đạt giá trị lượng 3,27kcal/g có độ nhớt 34,82cP iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung lượng vai trò chất dinh dưỡng 1.1.1 Nhu cầu lượng 1.1.2 Carbohydrate 1.1.3 Protein .4 1.1.4 Lipid 1.1.5 Chất vi lượng 1.2 Phương pháp nguyên tắc xây dựng phần ăn dinh dưỡng 1.2.1 Nguyên tắc 1.2.2 Phương pháp nhanh xây dựng phần ăn cân đối .9 1.3 Thực phẩm nuôi ăn qua ống thông mũi dày 10 1.3.1 Nhu cầu dinh dưỡng nuôi ăn qua ống thông 10 1.3.2 Ống thông nuôi ăn .12 1.4 Nguyên liệu sản xuất 13 1.4.1 Gạo 13 1.4.2 Khoai tây .15 1.4.3 Khoai lang .18 1.4.4 Đậu nành .22 1.4.5 Cà rốt .23 1.4.6 Bí đỏ 24 1.5 Cơ sở khoa học trình thủy phân tinh bột 26 1.5.1 Giới thiệu chung tinh bột 26 1.5.2 Giới thiệu chung enzyme -amylase .27 1.6 Cơ sở khoa học thủy phân pectin: .28 1.6.1 Pectin 28 1.6.2 Enzyme pectinase 29 1.6.3 Một số ứng dụng chế phẩm pectinase 30 iv 1.7 Sấy phun 31 1.7.1 Nguyên lý làm việc .31 1.7.2 Cấu tạo hệ thống sấy phun .31 1.7.3 Ưu nhược điểm trình sấy phun 31 1.8 Sấy thăng hoa .32 CHƯƠNG NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34 2.1 Nguyên vật liệu 34 2.1.1 Nguyên liệu 34 2.1.2 Hóa chất 38 2.1.3 Thiết bị sử dụng: 38 2.2 Nội dung nghiên cứu 39 2.2.1 Xây dựng công thức: .39 2.2.2 Quy trình chế biến .40 2.2.3 Giải thích qui trình: .41 2.2.4 Nội dung thí nghiệm .43 2.2.5 Các phương pháp phân tích .45 2.2.6 Xử lý số liệu 46 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 48 3.1 phần ăn cho bệnh nhân nuôi ăn qua ống thông 48 3.2 Khảo sát thành phần hoá học nguyên liệu 49 3.3 Khảo sát trình gia nhiệt 50 3.3.1 Khoai lang .50 3.3.2 Khoai tây .51 3.3.3 Gạo 52 3.3.4 Đậu nành .53 3.4 Khảo sát trình chần cà rốt bí đỏ .55 3.4.1 Khảo sát nhiệt độ chần 55 3.4.2 Khảo sát thời gian chần .57 3.5 Khảo sát trình xử lý enzyme 59 3.5.1 Xử lý chế phẩm enzyme Termamyl SC 59 v Phụ lục Với: - M1 lượng đường khử tính theo glucose tạo sau phản ứng thủy phân, mg - F hệ số pha loãng enzyme - V thể tích dung dịch enzyme dùng phản ứng, ml (hoặc khối lượng chế phẩm enzyme, g) - M2 hàm lượng protein (mg/ml) A.3 Hoạt tính enzyme petinase:Phương pháp kết tủa Cu-pectate Nguyên tắc: Thủy phân pectin enzyme pectinase, sau dung CuSO4 để chuyển acid pectic thành dạng Cu-pectat kết tủa Rửa kết tủa nước cất nóng, sau xác định Cu nhờ Iod A.3.1 Hóa chất: - Dung dịch pectin 1% nước - Dung dịch NaOH 0,1N - Dung dịch acid acetic 1N - Dung dịch CuSO4 5% - Dung dịch Na2S2O3 0,01N - Dung dịch H2SO4 2N - Dung dịch tinh bột 1% - Chế phẩm enzyme Pectinex Utra SPL A.3.2 Tiến hành Lấy bình tam giác 100ml, cho vào bình 50ml dung dịch pectin 1% đun nóng 450C, Sau cho 0,1ml enzyme vào bình , bình cho 5ml nước cất, lắc cho vào tủ ấm 450C 1-2h Sau thời gian cà hai bình lấy ra, hút ml dung dịch hỗn hợp phản úng cho vào bình tam giác khác, thêm vào 50ml dung dịch NaOH 0,1N lắc Để yên 12-14h Phụ lục Sau thời gian trên, thêm vào bình 50mldung dịch acid acetic 1N, sau phút thêm vào 50ml dung dịch CuSO4 5% lắc để yên 30-40 phút nhiệt độ phịng Sau đun sơi lọc kết tủa Cu-pectat qua giấy lọc, rửa nước ca61tno1ng nước rửa khơng cịn Cu (thử cách dung dung dịch NH4OH 25%) Chuyển kết tủa Cu-pectat rửa với giấy lọc vào bình tam giác, thêm khoảng 40ml nước cất nóng, 8-10 giọt dung dịch NH4OH 25% lắc đều, hỗn hợp có màu xanh nhạt, thêm vào 10ml dung dịch H2SO4 2N 5ml dung dịch KI 10% Chuẩn độ Iod thoát dung dịch Na2S2O3 0,01N A.3.3 Tính tốn Độ nhớt c(a-b).B (đơn vị hoạt tính/đơn vị thể tích) Ht = a.p.T.V a: thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01N chuẩn độ mẫu dung dịch khơng có enzyme b: thể tích dung dịch Na2S2O3 0,01N chuẩn độ mẫu dung dịch có enzyme c: lượng pectin có 5ml hỗn hợp phản ứng xà phịng hóa T: thời gian phản ứng (h) P: lượng enzyme (g hay ml) B thể tích chung hỗn hợp (ml) V: lượng hỗn hợp lấy xà phòng hóa.(ml) Phụ lục PHỤ LỤC B KẾT QUẢ TÍNH TỐN B.1 Khẩu phần ăn qua ống thông Bảng 0.2 Công thức thành phần thực phẩm phần ăn qua ống thông STT Thực phẩm Tinh bột Khối Năng Đạm (g) lượng lượng (g) (kcal) TV 420 682,6 12,38 1,48 154,94 ĐV Béo TV Đường ĐV (g) Gạo trắng 100 344,2 7,9 75,9 Khoai lang vàng 160 190,4 1,28 0,32 45,6 Khoai tây 160 148 3,2 0,16 33,44 300 98,25 2,7 0,45 20,85 Rau Cà rốt 150 58,5 2,25 0,3 11,7 Bí đỏ 150 39,75 0,45 0,15 9,15 260 645,35 20,4 20,4 Đạm 35,75 11,04 29,15 14,76 Đậu nành 60 240 Thịt heo mỡ 50 196,85 7,25 18,65 Thịt heo nạc 150 208,5 28,5 10,5 20 9,56 0,1 0,04 2,2 20 9,56 0,1 0,04 2,2 30 174,6 15 9,9 15 Trái Táo Bổ sung 10 Dầu thực vât 15 135 11 Đường 10 39,6 12 Muối Tổng cộng 1030 1610,36 11,04 14,76 9,9 35,58 35,75 28,01 29,15 202,65 Năng lượng (kcal) 285,32 514,44 810,60 Tỷ lệ (%) 17,72 31,95 50,34 Phụ lục B.2 Lượng nước bổ sung trình hầm Để đảm bảo thể thích dịch ni ăn từ ngun liệu chứa tinh bột ta sử dụng lượng nước sau (tính gần đúng) - Gạo 100g bổ sung 300ml nước - Khoai lang 160(g) + Khoai tây 160 (g) bổ sung 300 ml nước - Vì cà rốt bí đỏ có nước nên bổ sung q phần dịch tính trình xử lý cần bổ sung nên thêm khoảng 100ml - Đậu nành bổ sung 200ml nước Lượng nước tính dùng để bổ sung trình chế biến nguyên liệu Lượng dịch phối trộn khoai tây, khoai lang, gạo, đậu nành, cà rốt bí đỏ khoảng 1500ml B.2 Khảo sát q trình gia nhiệt gạo, khoai lang, khoai tây, đậu Bảng 0.3 Khảo sát thời gian gia nhiệt khoai lang, khoai tây công suất 6W/g Thời gian Nhiệt Độ cứng ĐGCQ Độ cứng ĐGCQ (phút) độ (oC) khoai lang Khoai lang khoai tây Khoai tây 10 45 901,8 ± 63,7a Rất cứng 726,5 ± 29,6a Rất cứng 15 55 180,8 ± 7b Cứng 412,1 ± 30,7b Cứng 20 75 85,2 ± 12,2c Cứng 282,8 ± 18,6c Cứng 25 85 35,5 ± 4,4c Mềm 110,6 ± 13,1d Cứng a Các giá trị có ký tự giống nằm cột khác khơng có ý nghĩa (P < 0,05) Phụ lục Bảng 0.4 Khảo sát thời gian gia nhiệt khoai lang, khoai tây công suất 12W/g Thời gian Nhiệt độ Độ cứng ĐGCQ Độ cứng ĐGCQ (phút) (oC) khoai lang khoai tây khoai tây khoai tây 10 65 191,4 ± Cứng 534,2 ± 14,3a Rất cứng 6,8a 15 85 69,7 ± 2,5b Vừa mềm 216,2 ± 9,7b Cứng tới a 20 90 48,6 ± 2,2c Mềm 95,8 ± 13,4c Cứng 25 100 30,7 ± 2,3c Mềm nhừ 77,2 ± 3d Mều Các giá trị có ký tự giống nằm cột khác khơng có ý nghĩa (P < 0,05) Bảng 0.5 Khảo sát thời gian gia nhiệt khoai lang, khoai tây công suất 16W/g a Thời gian Nhiệt Độ cứng ĐGCQ Độ cứng ĐGCQ (phút) độ (oC) khoai lang khoai lang khoai tây khoai tây 10 80 162,3 ± 4,3a Cứng 164,4 ± 14,4a Cứng 15 90 61,6± 1b Vừa mềm tới 48,2 ± 5,2b Mềm 20 100 45,4 ± 0,8c Mềm 38,0 ± 2,1bc Mềm 25 100 29,8 ± 1,3d Mềm nhừ 23,7 ± 4,3c Mềm Các giá trị có ký tự giống nằm cột khác khơng có ý nghĩa (P < 0,05) Phụ lục Bảng 0.6 Khảo sát thời gian nấu gạo công suất 6W/g, 12W/g, 16W/g Công suất 6W/g Thời Nhiệt gian độ Độ cứng Công suất 12W/g ĐGCQ Nhiệt Gạo Gạo (phút) (oC) độ Độ cứng Gạo Công suất 16W/g ĐGCQ Nhiệt Gạo (oC) độ Độ cứng ĐGCQ Gạo Gạo (oC) 10 45 269,2 ± 22,3a Cứng 45 188,1 ± 3,4a Cứng 50 166,8 ± 5,5a Cứng 15 70 105,5 ± 6,9b Cứng 75 87,0 ± 3,8b Mềm 75 76,4 ± 11,1b Mềm 20 75 63,9 ± 4,9c Mềm 75 47,0 ± 1,9c Mềm 85 49,8 ± 3,4c Mềm 25 80 24,6 ± 8,1d Mềm 85 31,8 ± 2,3d Mềm 100 29,4 ± 0,9d Mềm a Các giá trị có ký tự giống nằm cột khác khơng có ý nghĩa (P < 0,05) Bảng 0.7 Khảo sát thời gian hầm đậu nành công suất 6W/g, 12W/g, 16W/g Công suất 6W/g Thời gian (phút) Công suất 12W/g Công suất 16W/g Áp Độ cứng ĐGCQ Áp Độ cứng ĐGCQ Áp Độ cứng ĐGCQ suất Đậu nành Đậu suất Đậu nành Đậu suất Đậu nành Đậu nành nành nành 30 85 732,6 ± 11,6a Cứng 87 504,7 ± 9,4a Cứng 100 253,3 ± 8,4a Cứng 40 100 580,8 ±10,2b Cứng 100 376,2 ± 13,6b Cứng 100 97,8 ± 8,6b Mềm 50 100 276,9 ± 11,1c Cứng 100 199,8 ± 19,3c Cứng 100 61,3 ± 4,6c Mềm 60 100 115,3 ± 13,4d Cứng 100 98,9 ± 2,2d Mềm 100 40,3 ± 10,5d Mềm a Các giá trị có ký tự giống nằm cột khác khơng có ý nghĩa (P