3.2.1. Thiết bị máy móc
Bảng 3.1: Danh mục thiết bị máy móc
Tên thiết bị
Tủ sấy Bể ổn nhiệt pH kế
Cân phân tích
Máy phát sóng siêu âm Máy đo độ ẩm
Máy đo cấu trúc
Bếp điện Tủ lạnh Máy so màu Cân kỹ thuật Máy ly tâm Bộ cất đạm Kjeldal 3.2.2. Hóa chất Bảng 3.2: Danh mục hóa chất Hóa chất sử dụng
Thuốc thử DNS Thuốc thử Folin
Thuốc thử Antron Thuốc thử Metyl đỏ
NaOH đậm đặc, NaOH 0,1N H2SO4 đậm đặc, H2SO4 0,1N Na2CO3, CuSO4.5H2O Chất xúc tác K2SO4 : CuSO4
Phenolphtalein 1% Albumin 1%
Glucose Muối Natribenzoat
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 29
3.3. Nguyên vật liệu 3.3.1. Nguyên liệu chính
Tảo Spirulina platensis
Spirulina platensis sử dụng có dạng bột được cung cấp tại cơ sở Lab. Helvinam, 10A/1 Ấp 1, xã Bình Chánh, huyện Bình Chánh, Tp.Hồ Chí Minh.
Bảng 3.3: Thành phần hóa học của tảo
Hình 3.1: Bột tảo Spirulina Đường saccarose
Trong sản xuất kẹo, đường RE (đường có độ tinh luyện cao) được sử dụng phổ biến nhất để đảm bảo chất lượng của kẹo thành phẩm. Loại đường được dùng là đường RE của công ty Cổ Phần Đường Biên Hòa.
Bảng 3.4: Thành phần hoá học của đường RE
Thành phần Hàm lƣợng (%) Saccarose ≥ 99,8 Đường khử ≤ 0,03 Độ ẩm ≤ 0,05 Tro ≤ 0,03 Thành phần Hàm lƣợng Protein 66,4% Lipid 4,0% Glucid 10,9% Carotene 442mg/kg Độ ẩm 5,8%
*Số liệu do công ty cung cấp
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 30
Mạch nha
Mạch nha sử dụng trong nghiên cứu được mua ở cửa hàng mạch nha, chợ Bình Tây. Sản phẩm ở dạng dung dịch trong suốt, màu vàng nhạt, sánh, không mùi, vị ngọt dịu.
Bảng 3.5: Thành phần hoá học của mạch nha
Thành phần Hàm lƣợng Hàm lượng chất khô 82% DE 42 pH 4,9 3.3.2. Nguyên liệu phụ Gelatin
Trong sản xuất kẹo dẻo, loại gelatin 250 Bloom được sử dụng phổ biến nhất vì nó tạo được cấu trúc dai và dẻo cho kẹo thành phẩm. Loại gelatin này được mua tại cửa hàng Hớn Phong (1175 đường 3/2, Q11, Tp HCM). Sản phẩm ở dạng bột có màu vàng nhạt.
Chế phẩm enzyme pectinase
Tên thương mại của chế phẩm là Pectinex Ultra SP-120L, do hãng Novo Nordisk – Đan Mạch sản xuất và được bán ở công ty TNHH Nam Giang. Chế phẩm ở dạng dung dịch lỏng có màu hơi nâu, là hỗn hợp của nhiều enzyme gồm pectintranseliminase, polygalactorunase, pectinesterase và một ít hemicelluase, cellulase. Chế phẩm có hoạt tính tối ưu ở pH = 4-5 và nhiệt độ 40-450C.
Hương liệu, chất bảo quản, dầu shortening, đường khử
Dầu shortening được dùng để áo bên ngoài khối kẹo nhằm chống kết dính. Dầu shortening, đường khử, các loại hương liệu trái cây, chất bảo quản dùng trong sản xuất kẹo dẻo được mua tại cửa hàng Hớn Phong (1175 đường 3/2, Q11, Tp HCM).
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 31
3.4. Phƣơng pháp phân tích
3.4.1. Phƣơng pháp xác định cấu trúc kẹo [21]
Nguyên tắc: Mẫu thực phẩm sẽ được tác động lực nén có tần suất: nén – không nén – nén – không nén lên bề mặt giống như tác động cắn thực phẩm 2 lần (cắn - nhả - cắn - nhả) của con người.
Sự thay đổi độ lớn của lực nén đó theo thời gian được biểu thị bằng một giản đồ - gọi là giản đồ TPA (Texture Profile Analysis). Trên giản đồ này chúng ta có thể định lượng được độ đàn hồi, độ dẻo, độ cứng, độ dai và độ dòn của loại thực phẩm nghiên cứu.
Chúng tôi sử dụng máy đo cấu trúc Brookfield để xác định giản đồ TPA cho sản phẩm kẹo dẻo.
Hình 3.2:Máy đo cấu trúc Brookfield
Hình 3.3: Mô hình tổng quát giản đồ TPA[21]
Hình 3.4: Giá trị định lượng về cấu trúc của thực phẩm trên giản đồ TPA[21]
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 32
Độ giòn: được xác định bằng độ lớn của lực làm phá vỡ thực phẩm (F1).
Độ cứng: được xác định bằng độ lớn của lực tạo được tác động nén lên một lượng thực phẩm xác định (F2).
Độ dẻo: được xác định bằng độ bền của các liên kết bên trong cấu trúc thực phẩm (A2/A1).
Độ dính: được xác định bằng năng lượng cần thiết để chống lại lực hút giữa thực phẩm với bề mặt tiếp xúc với thực phẩm (A3).
Độ đàn hồi: được xác định bằng mức độ hồi phục lại hình dạng ban đầu của thực phẩm khi ngừng tác động lực nén lên thực phẩm đó (D1).
Độ dai: được xác định bằng năng lượng cần thiết để phá vỡ cấu trúc thực phẩm.
Đối với thực phẩm bán rắn (như kẹo dẻo): 𝐹2 ∗ 𝐴2𝐴1
Đối với thực phẩm rắn: 𝐹2 ∗𝐴2
𝐴1∗ 𝐷1
3.4.2. Phƣơng pháp xác định độ ẩm: TCVN 4069-85
Nguyên tắc: Sấy mẫu ở nhiệt độ 1050C và cân đến khối lượng không đổi. Chúng tôi sử dụng máy đo độ ẩm để xác định độ
ẩm của kẹo.
Cách chuẩn bị mẫu kẹo như sau:
Từ viên kẹo thành phẩm, cắt lấy 0,5g của lớp vỏ ngoài viên kẹo và 0,5g của phần lõi viên kẹo. Sau đó, cắt các phần kẹo này thành từng khối nhỏ.
Độ ẩm của kẹo thành phẩm chính là giá trị trung bình của độ ẩm phần vỏ kẹo và phần lõi của kẹo.
3.4.3. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan [3]
Nguyên tắc: Phép thử này được thực hiện dựa trên thang đo 9 điểm. Các mẫu kẹo được phục vụ cho người thử theo trình tự mỗi lần một mẫu và người thử được yêu cầu xác định mức độ ưa thích của họ đối với từng mẫu trên thang.
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 33
Từ các kết quả nhận được, tính giá trị trung bình và phân tích phương sai để đánh giá. Dưới đây là một mẫu phiếu đánh giá cảm quan:
PHIẾU ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN
Tên sản phẩm: Kẹo dẻo
Họ và tên:……… Ngày thử:………..
Bạn nhận được 2 mẫu kẹo dẻo bổ sung tảo Spirulina ký hiệu: M1, M2. Bạn hãy thử nếm và cho điểm theo thang điểm sau:
1: Rất ghét 2: Khá ghét 3: Ghét 4: Hơi ghét 6: Hơi thích 7: Thích 8: Khá thích 9: Rất thích 5: Không thích, không ghét
Màu sắc Mùi Vị Cấu trúc Ƣa thích chung M1
M2
Cảm ơn sự đóng góp ý kiến của các bạn!
3.4.4. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng protein hòa tan [12]
Hàm lượng protein hòa tan được xác định theo phương pháp Lowry (Phụ lục 1.1)
3.4.5. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng đƣờng khử [12]
Hàm lượng đường khử được xác định theo phương pháp dùng thuốc thử DNS (Phụ lục 1.2)
3.4.6. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng đƣờng tổng [12]
Hàm lượng đường tổng được xác định theo phương pháp dùng thuốc thử Antron (Phụ lục 1.3)
Đặc tính Mẫu
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 34
3.4.7. Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng đạm tổng số [12]
Hàm lượng đạm tổng số được xác định theo phương pháp Kjeldahl (Phụ lục 1.4)
3.4.8. Phƣơng pháp xử lý thống kê [10]
Dùng phần mềm ANOVA xử lý thống kê số liệu.
3.5. Quy trình nghiên cứu
Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành nghiên cứu quy trình sản xuất kẹo dẻo có bổ sung tảo Spirulina với tóm lược quy trình nghiên cứu theo sơ đồ sau:
Sơ đồ 3.1: Sơ đồ nghiên cứu quy trình sản xuất kẹo dẻo có bổ sung tảo Spirulina
Khảo sát nhiệt độ kết thúc quá trình nấu kẹo
Khảo sát tỷ lệ khối lượng giữa đường saccarose và đường nha
Khảo sát hàm lượng gelatin sử dụng
Định lượng thành phần dinh dưỡng của sản phẩm
Khảo sát thời gian bảo quản sản phẩm Khảo sát chọn tỷ lệ tảo bổ sung Khảo sát điều kiện và tỷ lệ phối trộn các
thành phần nguyên liệu sản xuất kẹo Khảo sát phương pháp xử lý tảo
Spirulina
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 35
3.5.1. Quy trình sản xuất kẹo dẻo có bổ sung tảo Spirulina
3.5.1.1. Sơ đồ quy trình
3.5.1.2. Thuyết minh quy trình
Xử lý gelatin: Ngâm gelatin trong nước với tỷ lệ gelatin : nước là 1 : 2 (theo khối lượng) trong 10 phút. Khi đó, gelatin sẽ trương nở lên, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình gia nhiệt làm nóng chảy gelatin.
Gia nhiệt khối gelatin đã trương nở ở trên tới nhiệt độ 600C trong bể điều nhiệt trong khoảng thời gian 1 – 2 giờ, nhằm làm cho gelatin nóng chảy và hòa tan hoàn toàn tạo thành dung dịch gelatin, đồng thời cũng tách hết bọt khí xâm nhập vào dịch gelatin.
Sơ đồ 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất kẹo dẻo bổ sung tảo Spirulina
Đường saccarose Nước : gelatin = 2:1 Nhiệt độ gelatin: 600C Mạch nha Nước Hòa tan Nấu kẹo Làm nguội Gelatin Ngâm Hấp Nước Tảo Spirulina, hương liệu, màu, acid Phối trộn Rót khuôn Làm lạnh Đóng gói Thành phẩm Nhiệt độ: 700C Nhiệt độ kết thúc: 110 - 1200C Nhiệt độ: 800C Nhiệt độ: 200C Thời gian: 24h Áo dầu
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 36
Trong giai đoạn này, dựa vào đặc tính kém chịu nhiệt của gelatin, chúng tôi chọn giải pháp dùng dịch tảo ngâm gelatin với mục đích vừa hạn chế được lượng nước bổ sung trong quá trình nấu kẹo, vừa tránh được tác động của nhiệt độ lên thành phần dinh dưỡng của tảo.
Hòa tan:
Hòa tan đường saccarose
Yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan của đường saccarose gồm: Lượng nước dùng hòa tan đường saccarose và nhiệt độ hòa tan đường saccarose.
Nhiệt độ nước trực tiếp ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan đường saccarose, nhiệt độ nước càng cao, tốc độ hòa tan đường càng nhanh nhưng sẽ xảy ra phản ứng thủy phân làm tăng hàm lượng đường khử gây khó kiểm soát thành phần. Do vậy, nhiệt độ hòa tan đường saccarose khoảng 700
C, lượng nước dùng hòa tan đường saccarose bằng 1/3 lượng đường saccarose.
Hòa tan đường nha vào dung dịch đường saccarose
Đường nha được cho vào dung dịch đường saccarose sau khi đường saccarose đã tan hoàn toàn để tránh làm giảm tốc độ hòa tan của đường saccarose trong dung dịch do đường nha làm tăng độ nhớt của dung dịch.
Nấu kẹo: Quá trình nấu kẹo là quá trình cô đặc dung dịch đường saccarose và đường nha đến một hàm lượng chất khô xác định để đảm bảo cho quá trình tạo gel của gelatin diễn ra nhanh, tạo cấu trúc dai, dẻo, phù hợp cho kẹo thành phẩm.
Đối với sản phẩm kẹo dẻo từ gelatin, dung dịch đường thường được nấu tới hàm lượng chất khô 86-88%. Do đó, nhiệt độ kết thúc quá trình nấu kẹo phải từ 110- 1200C ở áp suất thường.
Làm nguội: Syrup kẹo thu được sau quá trình nấu kẹo có nhiệt độ khá cao. Nếu bổ sung dung dịch gelatin và dịch tảo vào sẽ làm gelatin bị biến tính hoàn toàn, mất khả năng tạo gel và tổn thất thành phần dinh dưỡng của tảo. Do đó, chúng ta nên làm nguội syrup kẹo về nhiệt độ 800C. Do trong quy mô phòng thí nghiệm, syrup kẹo được làm nguội trong không khí.
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 37
Phối trộn: Khi syrup kẹo được làm nguội về nhiệt độ yêu cầu, dung dịch gelatin
và dịch tảo sẽ lần lượt được khuấy trộn vào syrup kẹo cho đến khi chúng phân bố đều trong syrup kẹo.
Rót khuôn: Sau quá trình phối trộn, chúng ta sẽ rót syrup kẹo vào khuôn để tạo
hình dạng và kích thước mong muốn cho kẹo dẻo thành phẩm. Khuôn kẹo nên được thoa dầu trước khi rót để dễ dàng tách kẹo ra khỏi khuôn sau quá trình làm lạnh.
Làm lạnh: Quá trình làm mát khối kẹo sẽ tạo điều kiện cho các liên kết hydro được hình thành, tạo nên cấu trúc mạng gel cho kẹo dẻo thành phẩm. Khối kẹo được làm mát trong phòng lạnh ở nhiệt độ 200C trong 24 giờ.
Áo dầu: Sau quá trình làm lạnh, khi kẹo được tách ra khỏi khuôn, chúng ta nên
áo một lớp dầu lên từng viên kẹo để làm khô hoàn toàn bề mặt kẹo, nhằm chống dính giữa viên kẹo với bao bì gói kẹo hay giữa các viên kẹo với nhau và nâng cao chất lượng cảm quan cho kẹo thành phẩm.
Bao gói: Các viên kẹo sau khi áo dầu được bao gói kín. Để nâng cao chất lượng
cảm quan cho kẹo dẻo thành phẩm, chúng ta có thể bao gói từng viên kẹo trong từng bao bì PE nhỏ, rồi đóng gói chúng trong một bao bì PE lớn.
3.5.2. Khảo sát phƣơng pháp xử lý tảo Spirulina
Mục đích: Thu dịch chiết tảo chứa hàm lượng các chất dinh dưỡng cao nhất. 3.5.2.1. Xử lý bằng sóng siêu âm
Nguyên tắc: Phá vỡ tế bào bằng sóng siêu âm dựa trên mức năng lượng lớn và khả năng xuyên sâu của sóng siêu âm phát ra khi vận hành máy sẽ tác động và làm vỡ tế bào tảo. Chúng tôi sử dụng máy Sonicator 3000 để phá vỡ tế bào tảo.
Tiến hành thí nghiệm:
Thông số không đổi:
- Lượng tảo nghiên cứu: 1g/20ml nước cất
- Mức năng lượng: 4,5
- Thời gian thiết lập: chạy 1 phút, nghỉ 30 giây
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 38
Thông số thay đổi:
- Thời gian xử lý bằng sóng siêu âm: 0 phút, 1 phút, 2 phút, 3 phút, 4 phút, 5 phút, 6 phút, 7 phút.
Thông số cần đo:
- Hàm lượng protein hòa tan: Phương pháp Lowry
- Hàm lượng đường khử: Phương pháp sử dụng thuốc thử DNS
- Hàm lượng đường tổng: Phương pháp sử dụng thuốc thử Antron
Điều kiện chọn là thời gian tối ưu (𝑇𝑜𝑝𝑠𝑎) để thu được hàm lượng protein hòa tan cao nhất.
3.5.2.2. Xử lý bằng enzyme Pectinex
a. Khảo sát khả năng phá vỡ tế bào ở các thời gian ủ khác nhau Tiến hành thí nghiệm:
Thông số không đổi:
- Lượng tảo nghiên cứu: 0,2g/20ml nước cất
- Nhiệt độ: 400C, pH: 4,5
- Hàm lượng enzyme: 2ml
- Sau xử lý, ly tâm 5000 vòng/15 phút thu dịch chiết
Thông số thay đổi:
- Thời gian ủ: 0 phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút, 180 phút.
Thông số cần đo:
- Hàm lượng protein hòa tan: Phương pháp Lowry
- Hàm lượng đường khử: Phương pháp sử dụng thuốc thử DNS
- Hàm lượng đường tổng: Phương pháp sử dụng thuốc thử Antron
Điều kiện chọn là thời gian tối ưu (𝑇𝑜𝑝ủ ) để thu được hàm lượng protein hòa tan cao nhất.
b. Khảo sát khả năng phá vỡ tế bào ở các nồng độ enzyme khác nhau Tiến hành thí nghiệm:
Thông số không đổi:
- Lượng tảo nghiên cứu: 0,2g/20ml nước cất
Chƣơng 3: Vật liệu và phƣơng pháp nghiên cứu
SVTH: Nguyễn Thị Minh Tâm 39
- Thời gian: Topủ
- Sau xử lý, ly tâm 5000 vòng/15 phút thu dịch chiết
Thông số thay đổi:
- Thể tích enzyme: 0ml, 1ml, 2ml, 3ml, 4ml, 5ml, 6ml, 7ml.
Thông số cần đo:
- Hàm lượng protein hòa tan: Phương pháp Lowry
- Hàm lượng đường khử: Phương pháp sử dụng thuốc thử DNS
- Hàm lượng đường tổng: Phương pháp sử dụng thuốc thử Antron
Điều kiện chọn là lượng enzyme tối ưu (𝑉𝑜𝑝𝐸) để thu được hàm lượng protein hòa tan cao nhất.
3.5.2.3. Xử lý bằng sóng siêu âm kết hợp dùng enzyme Pectinex làm trong dịch chiết
a. Khảo sát hàm lượng enzyme Pectinex cần dùng Tiến hành thí nghiệm
Thông số không đổi:
- Lượng tảo nghiên cứu: 1g/20ml nước cất
- Thời gian xử lý bằng sóng siêu âm: 4 phút
- Thời gian xử lý bằng enzyme: 90 phút
- Nhiệt độ: 400C, pH: 4,5
- Sau xử lý, ly tâm 5000 vòng/15 phút thu dịch chiết
Thông số thay đổi:
- Hàm lượng enzyme: 0%; 0,25%; 0,5%; 0,75%; 1% (% theo thể tích).
Thông số cần đo: đánh giá độ trong dịch chiết.
Điều kiện chọn là tỷ lệ enzyme tối ưu (𝑇𝐿𝐸𝑜𝑝) để dịch chiết đạt được độ trong thích hợp.
b. Khảo sát ảnh hưởng của enzyme lên hàm lượng protein hòa tan thu được trong dịch chiết
Tiến hành thí nghiệm
Thông số không đổi: