➢ Tỉ lệ tinh bột thay thế
➢ Nhiệt độ nướng bánh
Xác định tính chất tinh bột chuối Bom sau làm giàu
➢ Độ tuổi
Nội dung nghiên cứu
Khảo sát lựa chọn và xác định TPHH của chuối Bom
Xác định quy trình bảo quản chuối
➢ Chế độ chăm sóc
➢ Khối lượng chuối
Làm giàu RS trong tinh bột chuối Bom
➢ Tỉ lệ nguyên liệu: nước
➢ Nồng độ acid citric và natribisulfit.
➢ Lượng enzyme cellulase xử lý
➢ Lượng enzyme pectinase xử lý
➢ Tốc độ và thời gian ly tâm
➢ Hàm lượng protein ➢ Hàm lượng tro ➢ Hàm lượng lipid ➢ Hàm lượng tinh bột ➢ Xác định một số chỉ tiêu o Độ ẩm
o Protein, tro, lipid o Tinh bột tổng ➢ Tính chất đặc trưng o Chụp SEM o Chụp X-Ray o Độ trương nở o Mức độ thủy phân ➢ Kích thước cắt lát của chuối ➢ Nồng độ natribisulfit trong ngâm trắng Ứng dụng trong sản xuất bánh mỳ và cookie Xác định chất lượng sản phẩm cuối Đánh giá các tính chất tinh bột chuối Bom Xác định quy trình sản xuất tinh bột chuối Bom
➢ Định lượng RS
➢ Hàm lượng amilose
➢ Chụp SEM, Xray
➢ Xác định một số chỉ tiêu hóa học, vi sinh, cảm quan theo tiêu chuẩn. ➢ Hàm lượng RS ➢ Năng lượng ➢ Thể tích, khối lượng và độ đàn hồi ➢ Nồng độ Enzyme
➢ Thời gian thủy phân của Enzyme
63
2.2.1. Các khảo sát trong quá trình sản xuất tinh bột chuối từ quả chuối 2.2.1.1. Điều tra, khảo sát lựa chọn nguồn cung cấp nguyên liệu chuối ban 2.2.1.1. Điều tra, khảo sát lựa chọn nguồn cung cấp nguyên liệu chuối ban đầu.
Mục tiêu: chọn được địa điểm và thời gian thu hoạch chuối với chất lượng tốt
nhất, khi chất lượng chuối phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, chế độ chăm sóc, tưới tiêu và phân bón, độ tuổi để đảm bảo nguyên liệu cho các khảo sát được đồng nhất và hàm lượng tinh bột thu nhận cao.
Phương pháp điều tra và khảo sát: khảo sát 3 nhà vườn trồng chuối Bom có
diện tích trồng chuối Bom trên 1000m2 tại 3 xã thuộc 2 huyện Trảng Bom và Thống nhất thuộc tỉnh Đồng Nai:
Nhà vườn 1: Xã Thanh Bình, Huyện Trảng Bom. Nhà vườn 2: Xã Cây Gáo, Huyện Trảng Bom. Nhà vườn 3: Xã Quang Trung, Huyện Thống Nhất.
- Điều tra chế độ chăm sóc, phân bón, tưới tiêu cây chuối và thời điểm thu hái quả chuối của 3 nhóm nhà vườn trên các thơng số cụ thể sau: diện tích (m2), hình thức canh tác, loại đất trồng cây, số lượng cụm cây (cụm), độ tuổi của cụm cây, chiều cao cây (m), khoảng cách cụm (m), độ rộng tán cụm cây (m2), số lần tỉa chồi/năm, số lần tưới nước, lượng nước tưới/lần, loại phân bón, khối lượng phân bón (kg/cụm/vụ), thời điểm bón phân, thời điểm thu hái.
- Đánh giá chất lượng nguyên liệu: khối lượng trung bình/quả lớn, độ tuổi thu nhận cho hàm lượng tinh bột cao nhất (20-25, 30-35, 40-45, 50-55 ngày tuổi). thông số cố định được liệt kê dưới đây:
- Tỷ lệ nguyên liệu: nước (w/w): 50/50
- Khối lượng hỗn hợp dịch sau xay nghiền: 200g
- Nồng độ natribisulfit sử dụng trong làm trắng: 0,015M (200ml) - Đơn vị enzyme cellulase bổ sung trong quá trình ủ: 4U/g chuối - Đơn vị enzyme pectinase bổ sung trong quá trình ủ: 6U/g chuối - Thời gian cho ủ trong xử lí enzyme và làm trắng: 2h
- Tốc độ ly tâm ly tâm: 2500 vòng/phút, thời gian 20 phút - Nhiệt độ sấy: 450C
64
- Độ ẩm thành phẩm: <10%
Kết quả của khảo sát trên là điều kiện cho những khảo sát tiếp theo
2.2.1.2. Khảo sát quá trình xử lý bảo quản và sản xuất tinh bột chuối
*Khảo sát ảnh hưởng kích thước cắt lát chuối đến màu sắc chuối sau ngâm trắng
Mục đích: tìm ra chiều dày lát cắt chuối tốt nhất cho quá trình ngâm trắng và
bảo quản nguyên liệu thông qua việc đo chỉ số màu của chuối sau thời gian bảo quản so với màu sắc ban đầu của chuối, nhằm đảm bảo sự đồng nhất màu sắc mẫu trong suốt quá trình thực hiện các thí nghiệm của đề tài.
Yếu tố khảo sát: kích thước chuối cắt lát
Mẫu KT1 KT2 KT3
Kích thước (cm) 0,25 0,5 1
Chỉ số khảo sát Màu sắc nguyên liệu sau ngâm trắng và bảo quản
Thiết bị Máy đo màu Minolta
Hàm mục tiêu Giá trị màu sắc L, a, b tốt nhất
*Khảo sát ảnh hưởng nồng độ natribisulfit sử dụng ngâm trắng chuối
Mục đích: tìm ra nồng độ làm trắng ngun liệu phù hợp nhằm ổn định màu
sắc mẫu trong suốt q trình thực hiện các thí nghiệm của đề tài. Tiến hành xem xét sự cải thiện về màu sắc của nguyên liệu sau quá trình làm trắng ở các nồng độ natribisulfit khác nhau và sự ổn định của màu sau thời gian bảo quản so với màu sắc ban đầu của chuối sau chần và bóc vỏ khơng sử dụng chất làm trắng.
Yếu tố khảo sát: Nồng độ natribisulfit
Mẫu NT1 NT2 NT3 NT4 NT5
Nồng độ natribisulfit
(%) 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25
Chỉ số khảo sát Màu sắc nguyên liệu sau ngâm trắng và bảo quản
Thiết bị Máy đo màu Minolta
65
*Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu: nước trong quá trình xay nghiền đến hàm lượng tinh bột thu nhận.
Mục tiêu: tìm ra tỉ lệ nguyên liệu: nước phù hợp giúp phá vỡ tế bào chuối
làm tăng hiệu quả quá trình lọc và giảm thiểu tinh bột sót lại trong nguyên liệu, thu nhận nhiều nhất lượng tinh bột.
Yếu tố khảo sát: tỷ lệ nguyên liệu: nước
Mẫu M1 M2 M3 M4 M5
Tỉ lệ nguyên liệu: nước 60:40 55:45 50:50 45:55 40:60 Chỉ số khảo sát Hàm lượng tinh bột
Hàm mục tiêu Hàm lượng tinh bột cao nhất
*Khảo sát ảnh hưởng nồng độ citric, natribisulfit sử dụng trong xử lý chuối ảnh hưởng đến màu sắc tinh bột thành phẩm
Mục đích: tìm ra nồng độ acid citric hay natribisulfit sử dụng tốt nhất để làm
trắng tinh bột chuối trong giới hạn cho phép của Bộ Y tế.
Yếu tố khảo sát: nồng độ acid citric và natribusulfit
Mẫu M6 M7 M8 M9 M10
Acid citric (%) 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Mẫu M*6 M*7 M*8 M*9 M*10
Natribisulfit (M) 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025
Chỉ số khảo sát Độ trắng mẫu bột
Thiết bị Thiết bị đo màu Satake RGBS Full Color Hàm mục tiêu Tinh bột thu nhận có độ trắng tốt nhất
*Khảo sát ảnh hưởng của lượng enzyme cellulase xử lý đến hiệu suất thu nhận tinh bột
Mục đích: Tìm ra hàm lượng enzyme cellulase bổ sung phù hợp phá vỡ nguyên liệu giải phóng tinh bột giúp tăng hiệu suất thu nhận tinh bột.
Yếu tố khảo sát: hàm lượng enzyme cellulase bổ sung
Mẫu M11 M12 M13 M14 M15
U/g chuối 2 3 4 5 6
Chỉ số khảo sát Hàm lượng tinh bột
Đo đạc Phần trăm khối lượng bột thu nhận so với nguyên liệu Hàm mục tiêu Hàm lượng tinh bột thu nhận cao nhất
66
*Khảo sát ảnh hưởng của lượng enzyme pectinase xử lý đến hiệu suất thu nhận tinh bột
Mục đích: Tìm ra hàm lượng enzyme pectinase bổ sung phù hợp để tăng hiệu
suất thu nhận tinh bột.
Yếu tố khảo sát: hàm lượng enzyme pectinase bổ sung
Mẫu M16 M17 M18 M19 M20
U/g bột chuối 4 5 6 7 8
Chỉ số khảo sát Hàm lượng tinh bột
Đo đạc Phần trăm khối lượng bột thu nhận so với nguyên liệu Hàm mục tiêu Hàm lượng tinh bột thu nhận cao nhất
*Khảo sát tốc độ và thời gian ly tâm tinh bột ảnh hưởng đến hiệu suất thu nhận tinh bột
Mục đích: Tìm ra tốc độ ứng với thời gian ly tâm phù hợp để loại bỏ nước, các
hợp chất hịa tan và tạp chất nhẹ là khơng thể thiếu.
Yếu tố khảo sát: tốc độ ly tâm
Mẫu M21 M22 M23 M24 M25
1000 vòng/phút 0,5 1,5 2,5 3,5 4,5
Chỉ số khảo sát Độ trắng mẫu bột
Đo đạc Thiết bị đo màu Satake RGBS Full Color Hàm mục tiêu Hàm lượng tinh bột thu nhận cao nhất
Khi tìm ra tốc độ phù hợp nhất, thí nghiệm về thời gian sẽ được bố trí với sự thay đổi như sau: 5 phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút, 25 phút.
2.2.1.3. Xác định một số chỉ tiêu cơ bản của nguyên liệu và thành phẩm
- Xác định ẩm bằng phương pháp sấy ẩm hồng ngoại và AOAC 925.40 - Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp nung ở 6000C (AOAC950.49) - Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kejdahl.
- Xác định lipid thô bằng máy Soxtec TM 2055 23. (AOAC998.22) - Xác định hàm lượng tinh bột tổng theo AOAC 996.11
- Hàm lượng tinh bột theo chất khô (%, db) = 100 – hàm lượng protein (%, db) – hàm lượng lipid (%, db) – hàm lượng tro (%, db). Thể hiện mức độ tinh khiết. - Xác định hàm lượng amylose theo TCVN 5716-1:2008
67
- Xác định hình dạng, cấu trúc tinh bột chuối Bom: kính hiển vi điện tử quét SEM
- Quan sát mức độ kết tinh của tinh bột chuối Bom: chụp nhiễu xạ tia X(XRD) - Phương pháp so màu bằng máy chụp Minolta CR- 300/310.
- Xác định hàm lượng RS theo AOAC 2002-02
Phương pháp xác định hàm lượng RS theo AOAC 2002.02.
Mẫu bánh mỳ và mẫu cookie hoặc mẫu tinh bột để khơ ở nhiệt độ phịng, cân chính xác 100±5mg. Bổ sung 4 ml enzyme gồm α-amylase (30U/ml) và amyloglucosidase (3U/ml), ủ 16h ở nhiệt độ 370C trong tủ lắc (200 vòng/phút). Thêm 4ml ethanol 99% và lắc mạnh, ly tâm 1500 vòng/phút trong 10 phút. Loại bỏ dịch, bổ sung thêm 2ml ethanol 50%, trộn mạnh tay sau đó bổ sung tiếp 6ml ethanol 50% và ly tâm 1500 vòng/phút trong 10 phút (lặp lại 2 lần). Tách bỏ phần dịch, bổ sung 2ml KOH 2M vào phần cặn, lắc mạnh tay trong cốc nước lạnh trong 20 phút, thêm 8ml đệm natriacetate pH=3,8 và 0,1ml enzyme amyloglucosidease (300U/ml), ủ 500C trong 30 phút. Chuyển toàn bộ vào bình định mức 100, định mức 100ml. Tiến hành xác định hàm lượng glucose bằng phương pháp xác định hàm hượng đường khử DNS.
Hàm lượng RS được tính theo cơng thức:
% RS = Cx m x 100 x Vđo Vhút x K 106 x 0.9 x 100%
Trong đó: Cx : nồng độ glucose được xác định theo phương trình đường chuẩn m : khối lượng chất khô của mẫu
Vđo : thể tích đem đi đo quang ( 10ml) Vhút : thể tích cần xác định nồng độ ( 2ml) K: hệ số pha loãng (tùy theo mẫu)
106 : hệ số chuyển đổi đơn vị
68
- Xác định một số tính chất đặc trưng của tinh bột chuối Bom:
+ Khả năng trương nở: ở các mốc nhiệt độ khác nhau, trên các mẫu từ tinh bột chuối bom, tinh bột lúa mì, tinh bột sắn để so sánh có ký hiệu mẫu và bố trí như sau:
Nhiệt độ (0C) 60 70 80 90
Tinh bột chuối Bom (BBS) BBS1 BBS2 BBS3 BBS4
Tinh bột lúa mì (WS) WS1 WS2 WS3 WS4
Tinh bột sắn (CS) CS1 CS2 CS3 CS4
Xác định cặn sót sau ly tâm
❖ Nguyên lý của phương pháp: Dựa vào khả năng hút nước và trương nở của
tinh bột khi bị hồ hóa ở nhiệt độ cao.
❖ Cách tiến hành: Cân 0.16g tinh bột đã được tách vào trong ống nghiệm.
Thêm 5ml dung dịch AgNO3 0.1% được sử dụng thay cho nước cất để vô hoạt enzyme α-amylase (Yasui và cộng sự 1996). Sau đó lắc đều trong 10 phút, kế tiếp đun cách thủy trong 10 phút. Tiếp theo làm nguội nhanh trong nước lạnh trong 5 phút và ly tâm tách nước trong 4 phút, tốc độ ly tâm 1700 vòng/phút. Cuối cùng, cân cẩn thận gạn phần cặn cịn sót lại, khả năng trương nở được xác định là phần cặn cịn sót lại so với mẫu ban đầu (g/g).
+ Xác định mức độ thủy phân của tinh bột chuối, so sánh với tinh bột sắn được bố trí như sau:
Thời gian ủ (giờ) 0 3 6 12 24 48
Tinh bột chuối Bom TBC1 TBC2 TBC3 TBC4 TBC5 TBC6 Tinh bột sắn TPS1 TPS2 TPS3 TPS4 TPS5 TPS6
Xác định hàm lượng đường tổng tạo thành
Cơ sở của phương pháp: Trong cơ thể người, với hoạt động của hệ enzyme
amylase thì tinh bột bị thủy phân tạo ra các phân tử đường…Các mạch amylopectin xoắn kép lại với nhau, được bao phủ bởi các mạch ngắn amylose, tạo nên các liên kết bền, hình thành các hạt tinh bột bền RS, gây cản trở quá trình thủy phân. Thời gian càng lâu, mức độ thủy phân càng cao.
Nguyên tắc: Xác định mức độ kháng tiêu hóa của hai mẫu tinh bột chuối Bom
và tinh bột sắn bởi enzyme α-amylase theo các thời gian ở nhiệt độ 370C thông qua lượng đường tổng (%) tạo thành
69
Tiến hành: Tinh bột ban đầu (100mg) đã được trộn đều với 10 ml nước cất và
sau đó thêm 0.48ml dung dịch α-amylase (1000 U/ml, Novozymes) và trộn nhẹ nhàng. Các ống này được ủ trong 0, 3, 6, 12, 24 và 48 giờ ở 370C. Sau mỗi khoảng thời gian, thêm 20 ml ethanol và hỗn hợp được ly tâm ở 2500 vòng/phút trong 10 phút. Tiếp theo thu phần dịch và loại bỏ phần bã. Phần dịch đường hòa tan được lọc, rửa lại bằng nước cất vào erlen 250ml và được phân tích hàm lượng đường tổng theo phương pháp Bertrand. Thực hiện dựa theo phương pháp đề ra và đo lượng đường tổng tạo thành ở các mốc thời gian khác nhau (Phạm Văn Hùng và cộng sự, 2013)
2.2.2. Các khảo sát trong quá trình làm giàu tinh bột bằng phương pháp kết hợp thủy nhiệt và enzyme. hợp thủy nhiệt và enzyme.
2.2.2.1. Xác định hàm lượng RS trong tinh bột chuối Bom từ ba phương pháp làm giàu.
Mục đích: Xác định ảnh hưởng của ba phương pháp làm giàu (hấp và thối
hóa theo chu kỳ, enzyme và phương pháp kết hơp) đến hàm lượng RS tìm ra phương pháp phù hợp cho sản xuất.
Tiến hành: thực hiện trên các mẫu từ theo các phương pháp đã đưa ra được bố
trí và xác định hàm lượng RS như sau: Mẫu tự nhiên chưa qua xử lý: NBS
Mẫu hồ hóa (hấp và thối hóa ở nhệt độ phịng): GBS Mẫu hồ hóa sau đó lưu trữ ở -180C: GBS-18.
Mẫu hồ hóa, phân cắt bằng enzyme pullalase, lưu trữ ở -180C: DBS-18.
2.2.2.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian xử lý enzyme đến hàm lượng RS.
Mục đích: lựa chọn được nồng độ và thời gian thủy phân enzyme phù hợp
nhất để thu hồi được lượng tinh bột với hàm lượng RS cao nhất. Từ đó đánh giá tác động của 2 yếu tố trên đến việc thay đổi hàm lượng RS.
Thông số cố định:
70 Thể tích nước bổ sung: 40ml Nhiệt độ hấp: 1210C Thời gian hấp: 30 phút Nhiệt độ lưu trữ: -180C Thời gian làm lạnh: 24h
Yếu tố khảo sát: nồng độ enzyme pullalase (U/g tinh bột) và thời gian thủy phân.
Thời gian Nồng độ 2h 4h 6h 8h 16h 20h 24h 20U G41 G42 G43 G44 G45 G46 G47 25U G51 G52 G53 G54 G55 G56 G57 30U G61 G62 G63 G64 G65 G66 G67
Phương pháp đo Cân khối lượng, AOAC 2002.02 (xác định hàm lương RS)
Hàm mục tiêu Lượng tinh bột thu hồi và hàm lượng RS đạt được cao nhất so với mẫu tinh bột chưa làm giàu
2.2.2.3. Xác định một số tính chất đặc trưng của tinh bột sau làm giàu.
Các chỉ tiêu xác định tương tự như phần tinh bột trước làm giàu, các chỉ tiêu này khi xem xét sẽ đánh giá được tác động của q trình xử lý và các tính chất của thành phẩm trước khi ứng dụng trong chế biến.
Các chỉ tiêu hóa học (như mục 2.2.1.3.)
Các chỉ tiêu vi sinh:
Xác định tổng vi khuẩn hiếu khí Đếm khuẩn lạc
Định lượng S.aureus AOAC 2013 (975.55) Định lượng C.perfringens ISO 7937: 2004 Định lượng Bacillus cereus ISO 7932: 2004
Xác định Pseudomonas aeruginosa TK.QĐ-BYT 3347:2001 Xác định hàm lượng Aflatoxin tổng AOAC 2012 (991.31)
-Các chỉ tiêu kim loại nặng:
+ Xác định hàm lượng chì (Pb): QTTN/KT3 083:2012 + Xác định hàm lượng Asen (As): TCVN 8427: 2010
71
2.2.3.1. Các khảo sát của việc ứng dụng tinh bột chuối đối với bánh mỳ Việt Nam
*Khảo sát ảnh hưởng của lượng tinh bột chuối giàu RS bổ sung đến chất lượng bánh.
Mục đích: chọn được hàm lượng tinh bột chuối giàu RS bổ sung cao nhất mà
không ảnh hưởng đến thể tích, khối lượng và độ đàn hồi của bánh so với mẫu đối chứng. Từ đó đánh giá tác động ảnh hưởng của tinh bột chuối giàu RS đến chất