2.1.1. Nguyên liệu đầu cá Chẽm
Đầu cá Chẽm được mua tại Xí Nghiệp Khai Thác và Dịch Vụ Thủy Sản Khánh Hòa. Đầu cá đã được cấp đông sau đó vận chuyển về phòng thí nghiệm Công nghệ chế biến, Đại học Nha Trang. Tại đây, đầu cá Chẽm được rã đông, xay nhỏ bằng máy xay, sau đó được bao gói hút chân không. Các túi nguyên liệu được làm đông bảo quản trong tủ đông ở nhiệt độ -200C cho đến khi sử dụng.
Hình 2.1. Nguyên liệu đầu cá Chẽm 2.1.2. Enzyme Flavourzyme
Enzyme Flavourzyme được mua tại công ty Novozyme, TP.HCM. Chế phẩm enzyme Flavourzyme 500 MG thu được từ Aspergillus oryzae, Flavourzyme có cả hoạt tính của endoprotease và exopeptidase.
Điều kiện hoạt động tối ưu: - pH = 5 – 7
- Nhiệt độ = 50 - 550C
- Enzyme này có thể bị bất hoạt ở 850C trong vòng 5 phút hoặc 1200C trong vòng 5 giây.
- Nhiệt độ bảo quản thích hợp cho enzyme này từ 0 ÷100C.
Đây là sản phẩm enzyme được FAO/WHO, JECFA và FCC công bố đạt tiêu chuẩn dùng cho thực phẩm. Sản phẩm này đã được công bố chất lượng với BYT Việt Nam số 16536/2005/YT-CNTC.
Đầu cá Chẽm
Xay nhỏ
Kết quả và thảo luận
Xác định các thành phần sinh hóa:Nước, protein, lipt và tro
2.1.3 Phụ gia sử dụng sản xuất bột nêm 2.1.3.1. Maltodextrin 2.1.3.1. Maltodextrin
- Mục đích sử dụng: làm chất hỗ trợ cho quá trình sấy, làm tăng dinh dưỡng cho sản phẩm bột nêm.
- Yêu cầu: sử dụng maltodextrin ở dạng tinh thể khô không lẫn tạp chất.
- Sử dụng maltodextrin mua tại công ty Cổ Phần phát triển Khoa Học Công nghệ Mỹ Úc, 783/40 Cách Mạng Tháng 8 Phường 6, Quận Tân Bình, Thành Phố Hồ Chí Minh.
2.1.3.2. Muối
- Mục dích sử dụng: tạo vị cho sản phẩm.
- Sử dụng muối tinh luyện của Công ty TNHH Thanh Tâm – Nha Trang.
2.1.3.3. Đường
- Mục đích sử dụng: tăng giá trị dinh dưỡng và tạo vị ngọt dịu cho sản phẩm. - Sử dụng duờng tinh luyện của công ty đường Ninh Hòa.
2.1.3.4. Bột ngọt
- Mục đích sử dụng: Ðiều vị cho thực phẩm, cung cấp thành phần hữu cơ cho thực phẩm.
- Sử dụng bột ngọt AJINOMOTO.
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Xác định thành phần hóa học của đầu cá Chẽm
Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu đầu cá Chẽm được thực hiện theo sơ đồ sau:
Sơ đồ:
2.2.2. Quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm
Dựa trên sự tham khảo của một số công trình nghiên cứu về sự thủy phân nguyên liệu còn lại sau quá trình chế biến bằng enzyme [11, 45]. Tác giả đưa ra quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân đầu cá Chẽm như sau:
Sơ đồ:
Hình 2.3. Qui trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm
Điều kiện thủy phân: - Tỷ lệ E/NL: 0,1% - 0,9% - Nhiệt độ: 400C – 600C - Thời gian: 1 – 8 giờ - Tỷ lệ nước/ NL là 1:1 - pH tự nhiên Thủy phân bằng enzyme Flavourzyme Đầu cá Chẽm xay nhỏ Xương Ức chế hoạt động của enzyme Lọc Ly tâm Dịch lọc Dịch đạm thủy phân Dầu cá Cặn ly tâm Bảo quản
Thuyết minh quy trình:
Đầu cá Chẽm mua về loại bỏ mang, nội tạng sau đó đem rửa sạch và đã xay nhỏ, được thủy phân bằng enzyme Flavourzyme với tỷ lệ nước/nguyên liệu và tỷ lệ enzyme/nguyên liệu nhất định. Quá trình thuỷ phân được thực hiện ở nhiệt độ và thời gian nhất định, pH tự nhiên của bản thân nguyên liệu. Nhiệt độ được duy trì ổn định nhờ bể ổn nhiệt. Sau khi kết thúc quá trình thuỷ phân thì ức chế hoạt động của enzyme ở 90°C trong 15 phút (Diniz và cộng sự, 1997) [39].
Hỗn hợp sau khi thủy phân được cho qua rây để tách riêng phần rắn (xương) và dịch lọc. Phần dịch đem ly tâm bằng máy ly tâm lạnh với tốc độ 10.000 vòng/phút, nhiệt độ 40C. Sau khi ly tâm có dầu cá ở trên cùng, dịch đạm thủy phân có màu hơi vàng ở giữa và cặn ly tâm ở đáy. Tách riêng dịch đạm thủy phân rồi đem đi bảo quản đông ở nhiệt độ -180C.
2.2.3.Thí nghiệm thăm dò xác định các thông số thích hợp cho quá trình thủy phân đầu cá Chẽm bằng enzyme Flavourzyme
Các thông số nghiên cứu cho quá trình thủy phân là tỷ lệ E/NL, nhiệt độ thủy phân và thời gian thủy phân. Để lựa chọn các thông số thích hợp dựa trên các chỉ tiêu đánh giá độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac.
2.2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme/nguyên liệu (E/NL) thích hợp
Mục đích thí nghiệm:
Xác định tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu thích hợp để thủy phân đầu cá Chẽm thu được sản phẩm thủy phân có độ thủy phân và hiệu suất thu hồi nitơ cao.
Cách tiến hành:
Đầu cá Chẽm đã xay nhỏ đông lạnh, được rã đông rồi cho vào 5 cốc thủy tinh 250 ml mỗi cốc 100g nguyên liệu. Tiến hành thủy phân 5 mẫu với các thông số cố định sau: tỷ lệ N/NL là 1:1 (tức 100ml nước), nhiệt độ thủy phân 50°C, pH tự nhiên, thời gian thủy phân 4 giờ, tỷ lệ E/NL ở mẫu từ 1 đến 5 lần lượt là 0,1%; 0,3%; 0,5%; 0,7% và 0,9%. Sau khi kết thúc quá trình thuỷ phân bất hoạt enzyme ở nhiệt độ 90°C trong 15 phút. Sau đó dùng rây để tách riêng phần xương và dịch lọc.
Phần dịch lọc đem ly tâm, thu được ba phần là lipid, dịch thủy phân, cặn ly tâm. Dịch thủy phân được đem đi xác định độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac.Từ đó, làm cơ sở để lựa chọn tỷ lệ enzyme so với nguyên liệu thích hợp.
Sơ đồ:
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ enzyme Flavourzyme thích hợp
Mẫu 2 (0,3%) Mẫu 1 (0,1%) Mẫu 3 (0,5%) Mẫu 5 (0,9%) Mẫu 4 (0,7%) Nguyên liệu đã nghiền nhỏ đông lạnh (100g)
Thủy phân(N/NL là1:1, nhiệt độ 500C, pH tự nhiên, thời gian 4 giờ), tỷ lệ E/NL như sau:
Dịch thủy phân Bất hoạt enzyme
Dịch lọc
Ly tâm
Xương
Xác định độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac
Chọn tỷ lệ enzyme so với NL thích hợp
Dầu cá
Cặn li tâm Rã đông
2.2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp
Sơ đồ:
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ thủy phân thích hợp
Mục đích thí nghiệm:
Xác định được nhiệt độ thủy phân thích hợp để thủy phân đầu cá Chẽm thu được sản phẩm thủy phân có độ thủy phân và hiệu suất thu hồi nitơ cao.
Cách tiến hành:
Đầu cá Chẽm đã xay nhỏ đông lạnh, được rã đông rồi cho vào 5 cốc thủy tinh 250 ml mỗi cốc 100g nguyên liệu. Tiến hành thủy phân 5 mẫu với các thông số cố định sau: tỷ lệ N/NL là 1:1 (tức 100ml nước), tỷ lệ E/NL thích hợp đã xác định ở trên,
Mẫu 2 450C Mẫu 1 400C Mẫu 3 500C Mẫu 5 600C Mẫu 4 550C Nguyên liệu đã nghiền nhỏ đông lạnh (100g)
Thủy phân (N/NL là1:1, Tỷ lệ E/NLopt,, pH tự nhiên, thời gian 4 giờ), nhiệt độ thủy phân như sau:
Dịch thủy phân Bất hoạt enzyme
Dịch lọc
Ly tâm
Xương
Xác định độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac
Chọn nhiệt độ thích hợp
Dầu cá
Cặn li tâm Rã đông
pH tự nhiên, thời gian thủy phân 4 giờ, nhiệt độ thủy phân của mẫu từ 1 đến 5 lần lượt là 400C, 450C , 500C, 550C và 600C. Sau khi kết thúc quá trình thuỷ phân bất hoạt enzyme ở nhiệt độ 90°C trong 15 phút. Sau đó dùng rây để tách riêng phần xương và dịch lọc.
Phần dịch lọc đem ly tâm, thu được ba phần là lipid, dịch thủy phân, cặn ly tâm. Dịch thủy phân được đem đi xác định độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac.Từ đó, làm cơ sở để lựa chọn nhiệt độ thủy phân thích hợp.
2.2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp
Mục đích thí nghiệm:
Xác định được thời gian thủy phân thích hợp để thủy phân đầu cá Chẽm thu được sản phẩm thủy phân có độ thủy phân và hiệu suất thu hồi nitơ cao.
Cách tiến hành:
Đầu cá Chẽm đã xay nhỏ đông lạnh, được rã đông rồi cho vào 8 cốc thủy tinh 250 ml mỗi cốc 100g nguyên liệu. Tiến hành thủy phân 8 mẫu với các thông số cố định sau: tỷ lệ N/NL là 1:1 (tức 100ml nước), tỷ lệ E/NL và nhiệt độ thích hợp đã xác định ở trên, pH tự nhiên, thời gian thủy phân ở mẫu 1 đến 8 lần lượt là 1h, 2h, 3h, 4h, 5h, 6h, 7h, 8h. Sau khi kết thúc quá trình thuỷ phân bất hoạt enzyme ở nhiệt độ 90°C trong 15 phút. Sau đó dùng rây để tách riêng phần xương và dịch lọc.
Phần dịch lọc đem ly tâm, thu được ba phần là lipid, dịch thủy phân, cặn ly tâm. Dịch thủy phân được đem đi xác định độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac.Từ đó, làm cơ sở để lựa chọn thời gian thủy phân thích hợp.
Sơ đồ:
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thủy phân thích hợp
Nguyên liệu đã nghiền nhỏ đông lạnh(100g)
Thủy phân(N/NL là1:1, Tỷ lệ E/NLopt,
nhiệt độopt, pH tự nhiên), thời gian thủy phân như sau:
Dịch thủy phân Bất hoạt enzyme
Dịch lọc
Ly tâm
Xương
Xác định độ thủy phân, hiệu suất thu hồi nitơ và hàm lượng nitơ amoniac
Chọn thời gian thích hợp Dầu cá Cặn li tâm Rã đông Lọc Mẫu 2 (2h) Mẫu 1 (1h) Mẫu 3 (3h) Mẫu 6 (6h) Mẫu 4 (4h) Mẫu 5 (5h) Mẫu 7 (7h) Mẫu 8 (8h)
2.2.4.Tối ưu hóa chế độ thủy phân từ đầu cá Chẽm bằng enzyme Flavourzyme
Độ thủy phân phụ thuộc vào nhiều yếu tố: - Tỷ lệ E/NL
- Nhiệt độ thủy phân - Thời gian thủy phân - pH thủy phân
- Tỷ lệ N/NL
Tuy nhiên, trong nghiên cứu này tại công đoạn thủy phân các thông số cố định là tỷ lệ N/NL = 1/1, pH tự nhiên. Chỉ tiến hành xác định các thông số tối ưu gồm tỷ lệ E/NL (X1), nhiệt độ thủy phân (X2), thời gian thủy phân (X3) qua miền thí nghiệm của tỷ lệ E/NL, nhiệt độ thủy phân và thời gian thủy phân dựa vào kết quả thí nghiệm thăm dò. Hàm mục tiêu là độ thủy phân Y(%). .
Sơ đồ nghiên cứu:
Để tiến hành thí nghiệm tối ưu hóa trước hết bố trí thí nghiệm quy hoạch bậc 1 theo phương án thực nghiệm yếu tố toàn phần (N=2k), sau đó kiểm định tính phù hợp của mô hình. Nếu mô hình phù hợp sẽ tiến hành tối ưu hóa. Nếu mô hình không phù hợp sẽ bố trí thêm thí nghiệm theo quy hoạch bậc 2 phương án Central Composit.[6]
Đánh giá tính phù hợp của mô hình và tối ưu hóa theo phương pháp bề mặt đáp ứng.
2.2.5.Thử nghiệm sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm bằng enzyme Flavourzyme và xác định các chỉ tiêu chất lượng của dịch đạm thủy phân thu được 2.2.5.1.Quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm bằng enzyme Flavourzyme
Công đoạn thủy phân
Tỷ lệ E/NL (X1, % )
Nhiệt độ thủy phân (X2, 0C)
Thời gian thủy phân (X3, giờ)
Độ thủy phân Y (%)
Sau khi chọn được các điều kiện thủy phân tối ưu ở trên, tiến hành sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm bằng enzyme Flavourzyme theo điều kiện tối ưu đã lựa chọn. Qui trình sản xuất được thể hiện ở sơ đồ sau:
Sơ đồ:
Hình 2.7. Quy trình sản xuất dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm bằng enzyme Flavourzyme
2.2.5.2. Xác định các chỉ tiêu chất lượng của dịch đạm thủy phân
Hình 2.8. Sơ đồ quy trình xác định các chỉ tiêu chất lượng của dịch đạm thủy phân từ đầu cá Chẽm
Kết quả và thảo luận Dịch đạm thủy phân
Kiểm tra các chỉ tiêu chất lượng: Nts, Naa, Naa/Nts, NNH3
Dầu cá
Cặn ly tâm Thủy phân bằng enzyme
Flavourzyme Đầu cá Chẽm xay nhỏ Xương Ức chế hoạt động của enzyme Lọc Ly tâm Dịch lọc Dịch đạm thủy phân Bảo quản
2.2.6. Quy trình sản xuất bột nêm từ dịch đạm thủy phân thu được từ đầu cá Chẽm
Dựa trên cơ sở tham khảo tài liệu của Xiu – Min và cộng sự (2011) [82] đề xuất quy trình nghiên cứu sản xuất bột nêm từ dịch đạm thủy phân như sau:
Hình 2.9. Quy trình nghiên cứu sản xuất bột nêm từ dịch đạm thủy phân thu được từ đầu cá Chẽm
Thuyết minh quy trình:
Dịch đạm thủy phân thu được từ quá trình thủy phân đầu cá Chẽm là nguyên liệu chính sử dụng trong sản xuất bột nêm. Quy trình sản xuất bột nêm được thực hiện như sau: Dịch thủy phân được phối thêm phụ gia, gia vị như maltodextrin 12% (Nguyễn Thị Hồng Minh, 2011) [18], muối, đường, bột ngọt với một tỷ lệ thích hợp. Sau khi cho gia vị vào dịch đạm thủy phân dùng đũa khuấy đều để hòa tan các gia vị đó sau đó tiến hành lọc thu được dịch lọc đem đi cô đặc bằng máy cô đặc chân không, cô đặc đến độ cô đặc
Phối trộn phụ gia, gia vị Dịch đạm thủy phân Lọc Cô đặc Sấy phun - Maltodextrin 12% - Muối - Đường - Bột ngọt Bột nêm Bao gói Bảo quản
300Brix để tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn sấy phun thu được sản phẩm bột nêm. Thực hiện chế độ sấy phun với các thông số sau: nhiệt độ sấy phun 1300C, tốc độ bơm 400 ml/h, áp suất khí nén: 1,2 – 1,3bar [9, 82].
2.2.7. Bố trí thí nghiệm xác định các tỷ lệ gia vị thích hợp cho quá trình sản xuất bột nêm xuất bột nêm
2.2.7.1. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối thích hợp cho sản phẩm bột nêm
Sơ đồ:
Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ muối thích hợp cho sản phẩm bột nêm
Lựa chọn tỷ lệ muối thích hợp Đánh giá cảm quan Dịch đạm thủy phân
Phối trộn với maltodextrin 12%, đường 1,5%, bột ngọt 0,3%, muối với các tỷ lệ sau:
Lọc Cô đặc Sấy phun Mẫu 2 (3%) Mẫu 1 (1%) Mẫu 3 (5%) Mẫu 5 (9%) Mẫu 4 (7%) Bột nêm
Mục đích thí nghiệm:
Xác định tỷ lệ muối thích hợp cho việc sản xuất bột nêm
Thao tác thực hiện:
Dịch đạm thủy phân được cho vào 5 cốc thủy tinh, mỗi cốc 200ml dịch đạm thủy phân, cho maltodextrin với tỷ lệ 12%, đường vào với tỷ lệ 1,5% rồi cho bột ngọt vào với tỷ lệ 0,3% so với dịch thủy phân. Sau đó, khuấy đều cho hòa tan và tiếp tục cho muối vào các cốc theo tỷ lệ 1%, 3%, 5%, 7%, 9% rồi tiếp tục khuấy đều để hòa tan. Khi đó, tiến hành lọc thu được dịch lọc đem đi cô đặc bằng máy cô đặc chân không, cô đặc đến độ cô đặc 300Brix rồi đem đi sấy phun. Thực hiện chế độ sấy phun với các thông số sau: nhiệt độ sấy 1300C, tốc độ bơm 400 ml/h, áp suất khí nén: 1,2 – 1,3bar. Thu được sản phẩm bột nêm, tiến hành đánh giá cảm quan. Từ đó, làm cơ sở để lựa chọn tỷ lệ muối thích hợp cho sản phẩm bột nêm.
2.2.7.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường thích hợp cho sản phẩm bột nêm
Mục đích thí nghiệm:
Xác định tỷ lệ đường thích hợp cho việc sản xuất bột nêm
Thao tác thực hiện:
Dịch đạm thủy phân được cho vào 5 cốc thủy tinh, mỗi cốc 200ml, cho maltodextrin với tỷ lệ 12%, muối vào với tỷ lệ đã chọn ở trên rồi cho bột ngọt vào với tỷ lệ 0,3% so với dịch thủy phân. Sau đó, khuấy đều cho hòa tan và tiếp tục cho đường vào các cốc theo tỷ lệ 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% rồi tiếp tục khuấy đều để hòa tan. Sau đó, tiến hành lọc thu được dịch lọc đem đi cô đặc bằng máy cô đặc chân không, cô đặc đến độ cô đặc 300Brix rồi đem đi sấy phun. Thực hiện chế độ sấy phun với các thông số sau: nhiệt độ sấy 1300C, tốc độ bơm 400 ml/h, áp suất khí nén: 1,2 – 1,3bar. Thu được sản phẩm bột nêm tiến hành đánh giá cảm quan. Từ đó,