12 CHNG 2 NGUYEN LIU VA PHNG PHAP n

- 12 - CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGUYÊN LIỆU 2.1.1 Đậu nành Đậu nành mua siêu thị Coop mark công ty TNHH TM-DV Xuân Hồng 44/12 Phan Xích Long, P.16, Q.11, TP HCM, Việt Nam đóng gói phân phối Chỉ tiêu chất lượng bao bì sản phẩm: độ ẩm ≤ 14% Dư lượng thuốc bảo vệ thực vật phân hóa học theo QĐ 46/2007/QĐ-BYT 2.1.2 Dầu đậu nành Sử dụng sữa đậu nành simply 2.1.3 Xanthan gum Xanthan gum đường đa có phân tử lượng lớn thu trình lên men hiếu khí nguồn carbon (đường) tác động vi khuẩn thuộc họ Xanthomonas, thường Xanthomonas campestris Điều kiện cho mơi trường lên men có chứa chất dinh dưỡng khác nhau, nhiệt độ lên men 28oC, pH mơi trường sục khí thích hợp Một yếu tố quan trọng trình sản xuất Xanthan gum tính ổn định chủng men Ngồi khâu thu hồi sản phẩm có ý nghĩa kinh tế quan trọng 50% tổng chi phí sản xuất thuộc khâu Xanthan gum polymer sinh học có phân tử lượng lớn từ 2.106 – 20.106 phân tử gồm mạch β - (1-4) - D - glucopyranose Các nhánh trisaccharide tạo nên glucose, mannose acid glucuronic Phân tử phần gốc acetyl pyruvate Cấu trúc bậc III xanthan gum công nhận có dạng xoắn ốc Phân tử lượng cao cấu trúc bậc III xanthan gum tạo cho đường đa có độ hịa tan tương đối cao nước dung dịch có - 13 - độ nhớt cao Hơn độ nhớt biểu kiến dung dịch ổn định khoảng rộng điều kiện như: nhiệt độ, pH Đây lý chủ yếu khiến cho xanthan gum có nhiều ứng dụng đa dạng ngành công nghiệp khác Ứng dụng thương mại chủ yếu thực phẩm, làm tác nhân tạo huyền phù, độ sệt ổn định sản phẩm Trong cơng nghiệp khai thác dầu khí, xanthan gum sử dụng nhiều để tăng độ nhớt dung dịch khoan Trong cơng nghiệp hóa nơng mỹ phẩm, dùng tác nhân huyền phù cho hoạt chất khác Công thức cấu tạo xanthan gum: Hình 2.1: Cơng thức cấu tạo xanthan gum 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 2.2.1.1 Quy trình sản xuất nayonaise dự kiến - 14 - Đậu nành Ngâm Đãi vỏ Xay Lọc Đun sôi Làm nguội Khuấy Dầu ăn Gia vị & phụ gia Phối trộn Nayonaise 2.2.1.2 Thuyết minh quy trình: a Ngâm [5] - Mục đích q trình ngâm: Trong q trình ngâm, hạt đậu hút nước trương lên Khi phân tử nước có tính lưỡng cực tác động vào liên kết phân tử protein, lipid, glucid cellulose Quá trình xảy qua giai đoạn: - 15 - + Trong giai đoạn đầu xảy tượng solvate hóa, giai đoạn liên kết phân tử hạt đậu chưa bị phá vỡ cịn trạng thái keo đơng + Trong giai đoạn hai phân tử nước tiếp tục tác động làm phá vỡ liên kết hạt đậu, chuyển liên kết phân tử sang trạng thái dịch thể keo linh động nằm tế bào hạt đậu - Yếu tố ảnh hưởng: + Thời gian: ảnh hưởng đến hiệu suất thu hồi protein, thời gian ngâm ngắn biến đổi hạt đậu dừng lại giai đoạn (ở trạng thái keo đông), liên kết thành phần hạt đậu chưa bị phá vỡ Nếu thời gian ngâm dài xảy trình hịa tan chất khơ hạt đậu, làm hao hụt chất dinh dưỡng + Lượng nước: lượng nước nhiều thành phần chất khô hạt dễ hịa tan, gây tổn thất chất khơ, đồng thời gây lãng phí nước Nếu lượng nước dùng q làm cho hạt đậu trương nở không làm giảm hiệu suất thu hồi protein + Nhiệt độ nước ngâm: nhiệt độ cao tốc độ trương nở hạt đậu nhanh khả trương nở thấp thành phần hạt đậu trạng thái keo khó hịa tan Nếu nhiệt độ thấp thời gian ngâm dài b Đãi vỏ: - Mục đích: tách vỏ khỏi nhân hạt Do hạt có chứa chất chát số glycoside có tính độc solanin có mặt nhiều lớp vỏ đậu nành nên lớp vỏ cần tách khỏi nhân để đảm bảo mùi vị thơm ngon dịch sữa - Yếu tố ảnh hưởng đến trình đãi vỏ: + Thời gian ngâm: thời gian ngâm cần đủ để làm lõng lẽo liên kết vỏ hạt nhân hạt Nếu thời gian ngâm chưa đủ q trình bóc tách vỏ hạt trở nên khó khăn số hạt đậu nành có mối liên kết vỏ nhân bền chặt - 16 - + Nhiệt độ nước ngâm: nhiệt độ nước ngâm cao vừa phải thời gian ngâm giảm nhiệt độ cao, phân tử nước có chuyển động nhiệt nhiều nên nước dễ dàng xâm nhập qua lớp vỏ hạt, đồng thời nhiệt độ cao làm cho vỏ nhân hạt giãn nở thể tích nhiều c Xay [5] - Mục đích: dùng lực học để phá vỡ tế bào nhằm giải phóng protein, lipid glucid,…nhờ có nước hòa tan chất chuyển chúng sang dạng huyền phù - Yếu tố có ảnh hưởng: + Nếu lượng nước q xảy tượng hịa tan tạo ma sát mạnh gây tượng tăng nhiệt Nhiệt tăng làm protein biến tính, khả hịa tan protein đi, làm giảm hiệu suất thu hồi dung dịch, tăng lượng bã thải + Nếu nhiều nước làm tăng lượng hòa tan chất sau phải gia nhiệt với lượng nước lớn gây tổn hao nguyên liệu thiết bị chứa d Lọc - Mục đích q trình lọc: Mục đích q trình lọc thu dịch đậu gồm có protein hịa tan, glucid, lipid loại bỏ tạp chất khác không hòa tan cellulose, protopectin,… - Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lọc: + Quá trình xay: đậu xay mịn sau lọc xong, dịch lọc cịn có tạp chất cặn cellulose xay nhỏ + Lượng nước dùng để lọc: lượng nước q ít, tách khơng hết thành phần hòa tan protein, glucid, lipid Nếu lượng nước nhiều thành phần - 17 - hòa tan mong muốn hịa tan hết vào nước, nồng độ chất hòa tan dịch sữa thấp làm giảm chất lượng sản phẩm sau e Đun sơi - Mục đích: gia nhiệt nhằm mục đích phá hủy enzyme kháng tripxin độc tố aflatoxin, diệt vi sinh vật, khử mùi đậu nành, phá vỡ lớp solvat (lớp nước bao quanh) tạo điều kiện cho phần tử sữa gần lại dễ keo tụ - Yếu tố ảnh hưởng: + Nhiệt độ: nhiệt độ đun sôi cao gây cháy khét dịch sữa Nếu nhiệt độ thấp khơng đủ nhiệt để diệt enzyme, vi sinh vật, khử mùi dung dịch sữa +Thời gian: đun thời gian dài bốc gây tổn hao dung dịch sữa, tốn nhiên liệu Nếu thời gian ngắn khơng đủ nhiệt để diệt enzyme, vi sinh vật, khử mùi dung dịch sữa f Làm nguội Q trình làm nguội nhằm mục đích đưa nhiệt độ dịch sữa nhiệt độ bình thường để chuẩn bị cho trình khuấy trộn thuận lợi g Khuấy Quá trình khuấy trộn thực để tạo hệ nhũ tương hỗn hợp dầu nước Quá trình khuấy trộn với dầu nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm, cảm quan cho sản phẩm h Phối trộn Hỗn hợp nhũ tương sữa dầu đậu nành hòa tan loại gia vị phụ gia để tạo vị tăng liên kết thành phần ưa nước thành phần kỵ nước 2.2.3 Bố trí thí nghiệm 2.2.3.1 Thí nghiệm 1: Xác định thời gian ngâm đậu nành - 18 - - Mục đích thí nghiệm: Mục đích thí nghiệm xác định thời gian ngừng trình ngâm đậu nành, thời gian ngâm ngắn, đậu chưa thể bóc vỏ, thời gian ngâm dài, tổn thất chất dinh dưỡng hịa tan có đậu - Yếu tố cố định: + Khối lượng đậu nành: 100 g + Thể tích nước ngâm: 500 ml (lượng nước đủ để ngập tất hạt đậu) + Nhiệt độ ngâm: nhiệt độ thường - Yếu tố khảo sát: Thời gian ngừng trình ngâm: 2h30, 3h, 3h30, 4h, 4h30, 5h - Cách tiến hành: + Chuẩn bị mẫu đậu nành tạp chất đất, cát, chất bẩn bên ngồi, mẫu có khối lượng 100 g + Cho vào mẫu đậu nành thể tích nước ngâm 500 ml + Cứ sau khoảng thời gian khảo sát 2h30, 3h, 3h30, 4h, 4h30, 5h, ngừng trình ngâm, đánh giá cảm quan đậu nành Làm đậu cân khối lượng đậu nành sau ngâm + Lập tỷ lệ độ tăng khối lượng đậu nành trước sau ngâm (g/100 g) 2.2.3.2 Thí nghiệm 2: Xác định thể tích nước dùng để xay lọc đậu nành - Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm xác định thể tích nước dùng để xay lọc đậu nành Nếu thể tích nước xay lọc đậu nành q ít, khơng hịa tan hết chất có đậu nành, đặc biệt lượng protein hòa tan nước Ngược lại thể tích nước xay lọc đậu nhiều làm cho hàm lượng chất hòa tan bị giảm - Yếu tố cố định: - 19 - + Khối lượng đậu nành khô: 100 g + Nhiệt độ ngâm: nhiệt độ thường + Thời gian ngâm: (kết TN 1) - Yếu tố khảo sát: Thể tích nước dùng để xay lọc đậu: 350 ml, 400 ml, 450 ml, 500 ml, 550 ml, 600 ml, 650 ml - Cách tiến hành: + Chuẩn bị mẫu đậu nành, mẫu có khối lượng đậu nành 100 g + Tiến hành ngâm khoảng thời gian xác định (đã khảo sát thí nghiệm 1) + Mỗi mẫu đậu nành sau ngâm, đem xay với thể tích nước khác nhau, 350 ml, 400 ml, 450 ml, 500 ml, 550 ml, 600 ml, 650 ml + Đậu sau xay xong đem lọc, loại bỏ bã đậu nành + Dịch sữa thu được, đem đun sôi, tiếp tục nấu thêm 10 phút + Lấy dịch sữa xác định hàm lượng protein có 2.2.3.3 Thí nghiệm 3: Xác định khối lượng dung dịch phụ gia xanthan gum 3% cho vào sản phẩm - Mục đích: Thí nghiệm nhằm mục đích khảo sát khối lượng dung dịch phụ gia xanthan gum 3% cần cho vào sản phẩm để tạo độ sệt cho sản phẩm, đồng thời kéo dài thời gian từ lúc sản phẩm chế biến xong đến lúc sản phẩm bị tách pha - Yếu tố cố định: + Thời gian ngâm đậu (kết TN1) + Thể tích nước dùng để xay lọc (kết TN2) - 20 - + Khối lượng gia vị: muối 10 g, đường g, giấm 15 ml + Thể tích dầu ăn khuấy trộn: 30 ml + Nhiệt độ bảo quản: 50C - Yếu tố khảo sát: Khối lượng dung dịch xanthan gum cho vào sản phẩm: 60 gam; 80 gam; 100 gam; 120 gam - Cách tiến hành: + Chuẩn bị mẫu đậu nành, mẫu có khối lượng đậu nành 100 g + Tiến hành ngâm khoảng thời gian xác định (đã khảo sát thí nghiệm 1) + Tiến hành xay đậu nành với thể tích nước xác định (kết thí nghiệm 2) + Sau xay xong đậu nành, lọc nấu khoảng thời gian + Chuẩn bị 500 g sữa đậu nành với thời gian ngâm, thể tích nước xay lọc y trên, dịch sữa chuẩn bị để pha dung dịch xanthan gum 3% + mẫu sữa đậu nành khuấy với 30 ml dầu ăn, phối trộn với tỷ lệ gia vị muối 10 g, đường g, giấm 15 ml + Sau mẫu cho vào khối lượng xanthan gum khác + Quan sát sản phẩm để khảo sát thời gian sản phẩm bắt đầu bị tách pha 2.2.3.4 Thí nghiệm 4: Xác định tỷ lệ gia vị cho vào sản phẩm: - Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm nhằm mục đích khảo sát tỷ lệ gia vị cho vào để đảm bảo cho sản phẩm có vị hài hịa mong muốn - Yếu tố cố định: + Thể tích sữa đậu nành cho phụ gia: 550 ml - 21 - + Thể tích dầu ăn khuấy trộn: 30 ml + Khối lượng phụ gia xanthan gum cho vào (Kết TN 3) - Yếu tố khảo sát: Tỷ lệ muối : đường : giấm, chọn tỷ lệ khảo sát là: + gam muối : gam đường : 10 ml giấm + 10 gam muối : gam đường : 15 ml giấm + 15 gam muối : 10 gam đường : 15 ml giấm + 15 gam muối : 10 gam đường : 20 ml giấm - Cách tiến hành: + Chuẩn bị mẫu, cách chuẩn bị tương tự thí nghiệm + Sau cho dầu ăn vào mẫu, tỷ lệ gia vị cho vào mẫu + Sau cho vào lượng xanthan gum xác định (kết thí nghiệm 3) + Đánh giá cảm quan sản phẩm 2.2.3.5 Thí nghiệm 5: Xác định thể tích dầu ăn cho vào sản phẩm khuấy trộn - Mục đích thí nghiệm: Thí nghiệm nhằm mục đích xác định thể tích dầu ăn cho vào sản phẩm nhằm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm - Yếu tố cố định: + Thể tích sữa đậu nành cho phụ gia: 550 ml + Khối lượng phụ gia xanthan gum cho vào (Kết TN 3) + Tỷ lệ gia vị cho vào (Kết TN 4) - Yếu tố khảo sát: + Thể tích dầu ăn cho vào khuấy trộn 15 ml, 25 ml, 35 ml, 45 ml - Cách tiến hành: - 22 - + Chuẩn bị mẫu thí nghiệm, cách chuẩn bị mẫu tương tự thí nghiệm trước + Trong thí nghiệm sau dịch sữa đậu nành nấu xong, sau cho gia vị phụ gia vào, tiếp đến dầu ăn cho vào với tỷ lệ khảo sát 15 ml, 25 ml, 35 ml, 45 ml 2.2.4 Phương pháp xác định hàm lượng nitơ tổng số protein thô phương pháp Micro – Kjeldahl [3] 2.2.4.1 Mục đích Xác định hàm lượng nitơ tổng số protein thô nguyên liệu sản phẩm 2.2.4.2 Nguyên tắc Khi đốt nóng phẩm vật đem phân tích với H2SO4 đậm đặc, hợp chất hữu bị oxi hóa Carbon Hydro tạo thành CO2 H2O Cịn nitơ sau giải phóng dạng NH3 kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan dung dịch Đuổi NH3 khỏi dung dịch NaOH đồng thời cất thu NH3 lượng dư H2SO4 0,1N Định phân lượng H2SO4 0,1N lại dung dịch NaOH 0,1N chuẩn, qua tính lượng nitơ có mẫu thí nghiệm 2.2.4.3 Dụng cụ thiết bị Bộ cất đạm, bình hút ẩm, tủ hotte, bình Kjeldahl, becher, burrette, pipet, bình định mức, ống đong thủy tinh 2.2.4.4 Hóa chất Acid sunfuric đậm đặc, natri hydroxide, perchloric acid tinh khiết, dung dịch chuẩn NaOH 0,1 N, dung dịch H2SO4 0,1 N, formol trung tính 20%, phenolphthalein 2.2.4.5 Cách tiến hành thí nghiệm: - Vơ hóa mẫu: tiến hành tủ hotte Lấy 0,5g mẫu cho vào bình Kjeldahl thêm vào từ từ 10ml H2SO4 đậm đặc, để tăng nhanh q trình vơ hóa (đốt cháy) - 23 - cần phải cho theo chất xúc tác CuSO4 : K2SO4 (3:1) Trong q trình đun ln để bình Kjeldahl nguyên 450, đun đến dung dịch suốt - Cất đạm + Chuyển toàn dung dịch làm nguội từ từ sang bình định mức 100ml tráng thành bình nước cất, sau thêm nước cất đến vạch định mức Lắc + Tiến hành: lấy 10ml bình định mức cho vào phễu cất đạm, thêm 18ml NaOH 40% giọt Phenolphthalein Hút 10ml H2SO4 0,1N cho vào erlen 50ml sau đặt ống sinh hàn (miệng ống sinh hàn ln ngậm H2SO4 0,1N) Khi bình cầu chứa 2/3 nước sơi, cắm ống nối từ bình cầu với cất đạm, sau 15 phút lấy erlen đặt ống sinh hàn cho thêm giọt Phenolphthalein sau chuẩn độ NaOH 0,1N đến dung dịch có màu phớt hồng Ghi lại thể tích NaOH 0,1N để tính tốn Tiến hành cất đạm định phân – lần, lấy kết trung bình - Tính kết Hàm lượng phần trăm nitơ tổng số có mẫu tính theo cơng thức: N= (a − bT ) * 0,0014 * V *100 v*m (%) Trong đó: + N: hàm lượng nitơ tính phần trăm khối lượng + a: số ml H2SO4 0,1N đem hấp thụ NH3 + b: số ml NaOH 0,1N dùng để chuẩn độ + V: tổng thể tích định mức dung dịch vơ hóa mẫu (100ml) + v: thể tích dung dịch vơ hóa dùng để phân tích (10ml) + m: khối lượng mẫu đem vơ hóa (g) - 24 - + 0,0014: lượng gam nitơ ứng với 1ml H2SO4 0,1N + T: hệ số điều chỉnh nồng độ NaOH 0,1N 2.2.5 Yêu cầu cảm quan sản phẩm nayonaise Bảng 2.1 Yêu cầu cảm quan sản phẩm nayonaise Chỉ tiêu Tính chất cảm quan sản phẩm Cấu trúc Đồng nhất, mịn, có độ sệt vừa phải, phết Mùi Mùi đặc trưng sản phẩm, thơm mùi đậu nành Màu Có màu trắng đục đặc trưng Vị Có vị béo, chua, mặn 2.2.6 Phương pháp xử lý số liệu: ™ Phương pháp xử lý số liệu phân tích Anova Phân tích phương sai Anova để xác định mẫu phân tích khác có ý nghĩa hay khơng Giả thuyết H0: Sự khác mẫu phân tích ngẫu nhiên (chọn mức ý nghĩa 0,05%) + Nếu P-value < 0,05 khác biệt có ý nghĩa mẫu + Nếu P-value > 0,05 khơng có khác biệt có ý nghĩa mẫu ™ Dùng Statgraphic để xử lý số liệu - Xử lý Anova: Nhập số liệu → chọn Compare → Analysic of variance → One way Anova → OK - 25 - Bảng Anova Analysis xuất hiện, so sánh P-value với 0,05 - Xử lý Multiples Ranges Test: Sau có kết Anova, chọn Multiples Ranges Test → xuất bảng cho biết giá trị khác có ý nghĩa giá trị khơng khác có ý nghĩa (biểu chữ X đồng hàng khác khơng có ý nghĩa, chữ X khác hàng khác có ý nghĩa)