Khảo sát ảnh hưởng của các phụ gia tạo cấu trúc đến tính chất của hệ huyền phù trong các sản phẩm nectar nghiên cứu khoa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP HCM BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHỤ GIA TẠO CẤU TRÚC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HỆ HUYỀN PHÙ TRONG CÁC SẢN PHẨM NECTAR Bình Dương, Tháng 4, Năm 2013 BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC PHỤ GIA TẠO CẤU TRÚC ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA HỆ HUYỀN PHÙ TRONG CÁC SẢN PHẨM NECTAR Thuộc nhóm ngành khoa học: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM Sinh viên thực hiện: Lưu Thị Thanh Tuyền Nam, Nữ: Nữ Dân tộc: Kinh Lớp, khoa: SH10A5 Khoa: CNSH Năm thứ: Số năm đào tạo: Ngành học: Công Nghệ Sinh Học Chuyên Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Người hướng dẫn: Th.S Như Xuân Thiện Chân Page BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM THƠNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN: Ả Họ tên: Lưu Thị Thanh Tuyền Sinh ngày: 22 tháng 12 năm 1992 nh 4x6 Nơi sinh: Ân Phong – Hồi Ân – Bình Định Lớp: SH10A5 Khóa: 2010 - 2014 Khoa: Công Nghệ Sinh Học Địa liên hệ: 23/15/16 – Khu – Lê Thị Trung – P Phú Lợi – Tp TDM – Tỉnh Bình Dương Điện thoại: 01664121399 Email: thanhtuyensh10a5@gmail.com II QUÁ TRÌNH HỌC TẬP * Năm thứ 1,2,3: Ngành học: CNSH Kết xếp loại học tập: Khá Khoa: CNSH Ngày Xác nhận đơn vị (ký tên đóng dấu) tháng năm Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Lưu Thị Thanh Tuyền Page Danh mục bảng: Bảng 1.1: Bố trí thí nghiệm khảo sát đơn chất ổn định 34 Bảng 1.2 Bố trí thí nghiệm kết hợp chất 37 Bảng 1.3 Bố trí thí nghiệm kết hợp chất ổn định 38 Bảng 1.4: Thang điểm cảm quan độ nhớt cho sản phẩm 39 Bảng 1.5: Thang điểm cảm quan độ đặc 39 Bảng 2.1: Điểm cảm quan giá trị độ nhớt Carrageenan 42 Bảng 2.2: Mô tả sản phẩm bổ sung Carrageenan qua khoảng thời gian bảo quan 43 Bảng 2.3 Giá trị độ nhớt điểm cảm quan Alginate sản phẩm 44 Bảng 2.4: Mô tả sản phẩm bổ sung Alginate qua khoảng thời gian bảo quan 45 Bảng 2.5: Giá trị độ nhớt điểm cảm quan Xanthan Gum sản phẩm 46 Bảng 2.6: Mô tả sản phẩm bổ sung Xanthan Gum qua khoảng thời gian bảo quan 46 Bảng :2.7 Giá trị độ nhớt điểm cảm quan Guar Gum sản phẩm 47 Bảng 2.8: Mô tả sản phẩm bổ sung Guar Gum qua khoảng thời gian bảo quan 48 Bảng 2.9: Giá trị độ nhớt đểm cảm quan CMC sản phẩm 48 Bảng 2.10: Mô tả sản phẩm bổ sung CMC qua khoảng thời gian bảo quản 49 Bảng 2.11: Giá trị độ nhớt, điểm cảm quan Pectin sản phẩm 50 Bảng 2.12: Mô tả sản phẩm bổ sung Pectin qua khoảng thời gian bảo quan 50 Bảng 3.0 : Giá trị độ nhớt điểm cảm quan CMC –Pectin 52 Bảng 3.1: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC- pectin qua khoảng thời gian bảo quản 53 Page Bảng 3.2: Giá trị độ nhớt điểm cảm quan CMC Xanthan Gum 54 Bảng 3.3: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC-Xanthan Gum qua khoảng thời gian bảo quản 55 Bảng 3.4: Giá trị độ nhớt điểm cảm quan Pectin- Xanthan Gum 55 Bảng 3.5: Bảng mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp Pectin- Xanthan gum qua khoảng thời gian bảo quản 56 Bảng 3.6: Giá trị độ nhớt điểm cảm quan Guar gum - CMC 57 Bảng 3.7 Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC-Guar Gum qua khoảng thời gian bảo quản 58 Bảng 3.8: Bảng thể giá trị độ nhớt điểm cảm quan Xanthan Gum – Guar Gum 59 Bảng 3.9 Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp Xanthan Gum-Guar Gum qua khoảng thời gian bảo quản 59 Bảng 4.0: Bảng thể giá trị độ nhớt độ đặc CMC – Pectin- Xanthan Gum61 Bảng 4.1: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp CMC- Pectin - Xanthan Gum qua khoảng thời gian bảo quản 62 Bảng 4.2: Giá trị độ nhớt điểm cảm quan kết hợp CMC – Carrgeenan-Xanthan Gum 63 Bảng 4.3: Theo dõi kết lắng thời gian bảo quản 64 Bảng 4.4: Giá trị độ nhớt điểm cảm quan Guar Gum –CMC – Xanthan Gum 65 Bảng 4.5: Mô tả sản phẩm bổ sung kết hợp Guar Gum – CMC- Xanthan Gum qua khoảng thời gian bảo quan 66 Bảng 5.1: Kết quan sát thay đổi OD theo ngày 68 Page Bảng 5.2: Ma trận thực nghiệm hàm mục tiêu thu 70 Bảng 5.3 Kết thí nghiệm tâm 73 Bảng 5.4 Kết thí nghiệm tâm 75 Bảng 5.5: Kết thí nghiệm theo CCD 76 Bảng 5.5: Mối tương quan ĐCQ độ nhớt 77 Bảng 5.7: Kết tối ưu đa mục tiêu minitab 78 Bảng 5.8: Ma trận thí nghiệm kết thu 78 Bảng 5.9: Ma trận thí nghiệm kết thu kết hợp COD với thiết kế CCD 83 Page Danh mục hình: Hình 1.1 : Cơ chế tương tác carrageenan protein 11 Hình 1.2: Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ nhớt CMC 13 Hình 1.3: Pectin cấu tạo thành tế bào thực vật 15 Hình 1.4: Cấu tạo đơn vị chuỗi pectin 16 Hình 1.5: Cơ chế tạo gel liên kết hydro 17 Hình 1.6 Cơ chế tạo gel liên kết với ion Ca2+ 17 Hình 1.7: Rêu Irish Carraghen dùng sản xuất Carrageenan 19 Hình 1.8: Cấu tạo khơng gian hình học phân tử Carrageenan 20 Hình 1.9: Vi khuẩn Xanthomonas campestris dùng sản xuất Xanthan Gum 23 Hình 1.10: Cấu trúc đơn vị Xanthan Gum 24 Hình 1.11 : Đậu Guar dùng sản xuất Guar Gum 26 Hình 1.12: Cấu trúc Guar Gum 27 Hình 1.13: Tảo Phaephyceae dùng sản xuất Alginate 29 Hình 2.1 Đồ thị biểu diễn độ nhớt, điểm cảm quan độ nhớt độ đặc 42 Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn độ nhớt điểm cảm quan 44 Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan 46 Hình 2.4 : Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan 47 Hình 2.6: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan 48 Hình 2.7: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan 50 Hình 3.0: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan CMC- Pectin 52 Page Hình3.1: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan CMC – Xanthan Gum 54 Hình 3.2: Đồ thị biểu giá trị độ nhớt đểm cảm quan Pectin – Xanthan Gum 56 Hình 3.3: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan CMC – Guar Gum 58 Hình 4.0 Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan 61 Hình 4.1: Độ nhớt điểm cảm quan độ nhớt 63 Hình 4.2 : Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt điểm cảm quan 65 Hình 5.1: Đổ thị biểu diễn thay đổi OD theo ngày nồng độ Xanthan Gum 69 Hình 5.2: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt chênh lệch OD nồng độ khác Xanthan Gum 70 Hình 5.3: Đồ thị biểu diễn thay đổi OD theo ngày 71 Hình 5.4: Đồ thị biểu diễn giá trị độ nhớt chênh lệch OD nồng độ khác CMC- Xanthan Gum 72 Hình 5.6 : Mối liên hệ ĐCQ độ nhớt 77 Page MỤC LỤC: Phần I Tổng quan Tổng quan Nectar 1.1 Định nghĩa: 1.2 Bản chất: 1.3 Quy trình cơng nghệ sản xuất Nectar Sự ổn định hệ huyền phù 2.1 Định nghĩa 2.2 Quá trình bền vững hệ huyền phù 2.2.1 Cơ sở khoa học : 2.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến bền vững hệ huyền phù : Phụ gia ổn định cấu trúc 3.1 Định nghĩa: 3.2 Chất ổn định : 3.2.1 Phân loại: 10 3.2.2 Tính chất 10 Giới thiệu số phụ gia ổn định cấu trúc nectar 12 4.1 Carboxymethylcellulose (CMC) 12 4.2 Pectin 15 4.3 Carrageenan 18 4.4 Xanthan Gum 23 Page 4.5 Guar Gum 26 4.6 Alginate 28 Phần II VẬT LIỆU VÀ 32 Vật liệu nghiên cứu 33 1.1 Địa điểm nghiên cứu 33 1.2 Nguyên liệu thí nghiệm 33 1.3 Dụng cụ thí nghiệm: 33 Phương pháp nghiên cứu 33 2.1 Khảo sát ảnh hưởng đơn chất ổn định đến độ đồng sản phẩm 33 2.3 Tối ưu hóa chất ổn định đến độ kết lắng sản phẩm 40 2.3.1 Tối ưu hóa đơn chất 40 2.3.2 Tối ưu hóa kết hợp chất ổn định 40 Phần III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 41 Khảo sát đơn chất 42 1.1 Carrgeenan 42 1.2 Alginate 44 1.3 Xanthan Gum 46 1.4 Guar Gum 47 1.5 CMC 48 1.6 Pectin 50 Kết hợp cặp chất 52 2.1 CMC – Pectin 52 Page Kết hợp chất ổn định a, Bảng điểm đánh giá cảm quan CMC- Pectin Điểm cam quan Độ nhớt Thành viên Thành viên C3P3 3,0 C3P1 3,5 C1P3 3,5 C1P1 3,0 C2P2 4,0 Thành viên 3,5 4,0 4,0 3,5 4,0 Thành viên 3,0 3,0 3,0 4,0 4,5 Thành viên 4,0 4,5 4,5 3,5 4,0 Thành viên 2,5 3,5 4,5 3,5 4,5 Thành viên 3,0 3,5 4,0 4,0 3,0 Thành viên 3,5 4,5 4,5 4,0 4,0 Điểm trung bình 3,2 3,8 4,0 3,8 4,0 Điểm cam quan Độ đặc Thành viên Thành viên C3P3 2,5 C3P1 4,0 C1P3 4,0 C1P1 5,0 C2P2 4,5 Thành viên 2,0 4,5 4,0 4,0 4,5 Thành viên 3,0 3,0 3,5 3,5 5,0 Thành viên 3,0 4,5 4,0 4,0 4,5 Thành viên 2,0 4,5 4,5 4,5 5,0 Thành viên 2,0 5,0 4,0 4,0 4,5 Thành viên 3,0 4,5 4,0 4,5 5,0 Điểm trung bình 2,5 4,3 3,8 4,2 4,7 Page vii b, Bảng điểm đánh giá cảm quan CMC Xanthan Gum Điểm cam quan Độ nhớt Thành viên Thành viên C3X3 2,0 C3X1 5,0 C1X3 4,0 C1X1 4,0 C2X2 5,0 Thành viên 3,0 4,0 4,5 5,0 5,0 Thành viên 3,0 5,0 4,0 4,5 4,5 Thành viên 3,0 4,5 4,0 4,5 4,5 Thành viên 2,0 5,0 4,5 3,5 5,0 Thành viên 2,5 4,5 3,5 4,5 4,5 Thành viên 2,5 4,5 4,0 4,5 5,0 Điểm trung bình 2,6 4,7 4,2 4,3 4,8 Điểm cam quan Độ đặc Thành viên Thành viên C3X3 2,0 C3X1 4,0 C1X3 4,5 C1X1 3,5 C2X2 4,5 Thành viên 2,5 4,5 4,5 4,0 4,0 Thành viên 3,0 3,5 4,0 4,5 4,5 Thành viên 2,0 4,0 4,0 4,0 4,5 Thành viên 2,0 5,0 3,5 4,5 5,0 Thành viên 3,0 5,0 4,0 5,0 4,0 Thành viên 3,0 4,5 4,0 4,5 4,0 Điểm trung bình 2,5 4,5 4,0 4,3 4,3 Page viii c, Bảng điểm đánh giá cảm quan Pectin- Xanthan Gum Điểm cam quan Độ nhớt Thành viên Thành viên P3X3 2,5 P3X1 4,5 P1X3 4,0 P1X1 3,5 P2X2 4,5 Thành viên 2,0 4,5 4,5 3,5 4,5 Thành viên 2,5 4,0 5,0 4,5 5,0 Thành viên 2,0 5,0 4,0 3,5 4,5 Thành viên 2,5 4,0 3,5 4,5 4,5 Thành viên 3,0 4,0 4,0 4,0 5,0 Thành viên 3,0 4,0 5,0 4,0 5,0 Điểm trung bình 2,5 4,3 4,2 4,0 4,7 Điểm cam quan Độ đặc Thành viên Thành viên P3X3 1,5 P3X1 4,5 P1X3 4,0 P1X1 4,0 P2X2 5,0 Thành viên 2,5 5,0 4,5 3,5 4,0 Thành viên 2,0 4,5 5,0 4,0 5,0 Thành viên 2,0 5,0 4,0 4,5 5,0 Thành viên 2,0 4,5 4,5 3,5 4,5 Thành viên 2,5 4,5 4,0 3,5 4,5 Thành viên 3,0 5,0 4,0 4,5 4,5 Điểm trung bình 2,3 4,7 4,2 3,8 4,5 Page ix d, Bảng điểm đánh giá cảm quan Xanthan Gum – Guar gum Điểm cam quan Độ nhớt Thành viên Thành viên X3G3 2,0 X3G1 3,5 X1G3 2,0 X1G1 4,0 X2G2 3,5 Thành viên 2,0 3,0 2,0 5,0 2,5 Thành viên 1,5 4,0 2,0 4,0 3,0 Thành viên 2,0 3,5 2,0 5,0 3,0 Thành viên 1,5 4,0 3,0 4,0 3,0 Thành viên 2,0 4,0 2,5 4,0 3,0 Thành viên 2,0 3,0 2,0 4,5 3,0 Điểm trung bình 1,8 3,5 2,1 4,3 3,0 Điểm cam quan Độ nhớt Thành viên Thành viên X3G3 1,0 X3G1 4,0 X1G3 2,0 X1G1 4,0 X2G2 3,0 Thành viên 1,0 3,0 2,5 4,5 3,0 Thành viên 2,0 3,5 2,5 4,5 3,0 Thành viên 1,5 4,5 2,0 4,0 2,0 Thành viên 2,0 3,5 3,0 4,5 2,5 Thành viên 2,0 3,5 3,0 4,0 2,5 Thành viên 1,0 4,0 2,0 3,5 3,0 Điểm trung bình 1,4 3,7 2,4 4,2 2,8 Page x e Bảng điểm đánh giá cảm quan Guar gum - CMC Điểm cam quan Độ nhớt Thành viên Thành viên G3C3 3,0 G3C1 4,5 G1C3 5,0 G1C1 3,0 G2C2 3,5 Thành viên 2,0 4,0 4,5 3,5 4,0 Thành viên 2,5 5,0 4,5 4,0 4,5 Thành viên 3,0 4,5 5,0 3,5 4,5 Thành viên 3,0 4,0 4,0 4,5 5,0 Thành viên 3,0 4,0 4,5 3,0 4,5 Thành viên 3,0 4,0 5,0 4,0 4,0 Điểm trung bình 2,8 4,3 4,6 3,6 4,3 Điểm cam quan Độ đặc Thành viên Thành viên G3C3 2,0 G3C1 4,5 G1C3 5,0 G1C1 3,0 G2C2 4,0 Thành viên 2,0 4,0 5,0 3,5 4,5 Thành viên 1,5 3,5 4,5 3,5 4,0 Thành viên 2,5 4,0 5,0 3,0 4,5 Thành viên 2,0 4,0 4,0 3,0 5,0 Thành viên 2,5 4,0 4,0 4,0 4,5 Thành viên 2,0 4,5 4,5 4,0 4,5 Điểm trung bình 2,1 4,1 4,6 3,5 4,5 Page xi Kết hợp chất ổn định với a CMC- Pectin- Xanthan Gum Điểm cam Độ nhớt quan C3P3X3 C3P1X1 Thành viên Thành viên 4,0 4,0 C1P3X1 C1P1X3 C2P2X2 C1P1X1 4,0 4,0 4,0 3,0 Thành viên 3,0 4,0 3,0 3,0 4,0 3,0 Thành viên 4,0 3,5 3,0 3,5 3,0 4,0 Thành viên 3,5 4,0 3,0 3,0 4,5 4,0 Thành viên 4,5 4,0 3,0 4,0 3,0 4,5 Thành viên 3,0 4,0 3,5 4,0 4,0 4,0 Thành viên 4,0 4,5 3,5 3,0 4,0 4,0 Điểm trung bình 3,7 4,0 3,2 3,5 3,8 3,8 Điểm cam Độ đặc quan C3P3X3 C3P1X1 Thành viên Thành viên 3,0 4,0 C1P3X1 C1P1X3 C2P2X2 C1P1X1 3,0 4,5 5,0 4,0 Thành viên 4,5 4,0 3,5 3,0 4,0 4,0 Thành viên 3,5 4,5 2,5 4,0 3,5 3,0 Thành viên 4,0 3,0 3,0 3,0 4,5 3,0 Thành viên 4,0 4,0 3,5 3,5 4,0 4,5 Thành viên 4,0 4,5 3,0 4,5 4,0 3,5 Thành viên 4,5 4,0 4,0 4,0 4,5 4,0 Điểm trung bình 4,0 4,0 3,2 3,8 4,2 3,7 Page xii b CMC- Carrageenan- Xanthan Gum Điểm cam Độ nhớt quan CM3C3X3 CM3C1X1 CM1C3X1 CM1C1X3 CM2C2X2 CM1C1X1 Thành viên Thành viên 3,0 4,0 4,0 4,0 4,0 3,5 Thành viên 3,0 4,0 3,0 3,0 4,5 4,0 Thành viên 3,5 3,5 5,0 3,5 3,0 4,0 Thành viên 4,0 5,0 4,0 3,5 4,5 4,0 Thành viên 3,0 4,5 4,5 3,0 3,0 5,0 Thành viên 3,5 3,5 4,0 4,0 4,0 3,5 Thành viên 4,0 4,0 4,5 3,5 4,0 4,0 Điểm trung bình 3,4 4,1 4,3 3,6 3,9 4,0 Điểm cam Độ đặc quan CM3C3X3 CM3C1X1 CM1C3X1 CM1C1X3 CM2C2X2 CM1C1X1 Thành viên Thành viên 4,0 3,5 4,0 4,0 4,0 4,0 Thành viên 2,5 4,0 4,5 3,0 4,0 5,0 Thành viên 3,0 4,5 4,0 3,5 3,5 4,5 Thành viên 3,0 4,0 4,5 3,0 4,0 4,5 Thành viên 2,5 4,0 5,0 4,0 3,0 5,0 Thành viên 4,0 4,0 4,5 4,0 5,0 4,5 Thành viên 4,0 5,0 3,5 4,0 4,5 4,0 Điểm trung bình 3,1 4,2 4,4 3,7 4,0 4,5 Page xiii c Guar Gum –CMC – Xanthan Gum Điểm cam Độ nhớt quan G3C3X3 Thành viên Thành viên 3,0 G3C1X1 G1C3X1 G1C1X3 G2C2X2 G1C1X1 5,0 4,0 4,0 4,5 4,5 Thành viên 4,0 4,0 3,0 4,0 4,0 4,0 Thành viên 4,5 4,0 5,0 3,0 3,0 4,0 Thành viên 4,0 3,0 4,0 4,5 4,5 4,0 Thành viên 5,0 4,5 5,0 5,0 5,0 3,0 Thành viên 3,5 3,5 4,0 5,0 4,0 3,0 Thành viên 4,0 4,5 4,5 4,5 5,0 4,0 Điểm trung bình 4,0 4,0 4,2 4,3 4,3 3,8 Điểm cam Độ nhớt quan G3C3X3 Thành viên Thành viên 5,0 G3C1X1 G1C3X1 G1C1X3 G2C2X2 G1C1X1 3,0 5,0 4,5 4,0 3,0 Thành viên 4,0 4,0 4,0 4,5 4,0 4,0 Thành viên 5,0 3,5 4,5 4,0 4,5 4,0 Thành viên 4,0 4,0 4,0 4,5 4,0 4,5 Thành viên 4,0 4,5 3,5 5,0 4,0 4,0 Thành viên 3,5 5,0 4,0 4,0 5,0 3,0 Thành viên 4,0 4,0 4,5 5,0 4,5 4,0 Điểm trung bình 4,2 4,0 4,2 4,5 4,3 3,8 Page xiv Phụ Lục II:  Xây dựng mơ tả tốn học cho hàm mục tiêu: - Sau chọn phương trình hồi qui (*), hệ số b1, b2, b3, b12 tính theo số liệu thực nghiệm theo hàm mục tiêu Tính hệ số b: Dựa vào công thức: ∑ ∑ ∑ - Kiểm định mức ý nghĩa hệ số b phương trình (*): Để tính phương sai tái hiện, tiến hành thêm thí nghiệm tâm - Sau đó, tính phương sai tái theo cơng thức: ∑ ̅̅̅ Với m số thí nghiệm tâm phương án (m = 3) Sự có nghĩa hệ số hồi qui kiểm định theo tiêu chuẩn Student (t) | | Trong đó: (**) bj: hệ số thứ j phương trình hồi quy Sbj: Độ lệch quân phương hệ số thứ j, với: - - √ Tra bảng tiêu chuẩn Student tp(f) ứng với xác suất tin cậy p bậc tự f, f = N0-1 so sánh với tj o Nếu tj>tp(f) hệ số bj có nghĩa o Nếu tj