1.7.1. Bột bắp. [10]
Tinh bột bổ sung vào bột nêm nhằm mục đích làm chất độn và liên kết với các gia vị tạo độ xốp. Làm tăng thêm năng lƣợng cũng nhƣ khối lƣợng cho sản phẩm. Qua đó làm tăng tính hiệu quả của việc sản xuất. Giá trị dinh dƣỡng của bột bắp rất cao, 100 gam bột bắp cung cấp 355 Kcal.
Bột bắp hay bột ngô là một loại bột mịn đƣợc làm từ các nội nhũ (phần lõi của hạt) của hạt bắp/ngô khô. Bột bắp đƣợc sử dụng cho nhiều điều trong nấu ăn, nhƣng phổ biến nhất là sử dụng nhƣ một chất kết dính và chất làm đặc trong các món ăn khác nhau.
1.7.2. Tiêu.[2]
Tên khoa học: Pipernigruml.
Thành phần cay, thơm chủ yếu của hạt tiêu là piperine. Đây là thành phần giúp cho quá trình tiêu hóa tốt, ngoài ra còn có tác dụng khử mùi tanh của cá. Piperine ít tan trong nƣớc, tan nhiều trong rƣợu.
Trong hạt tiêu piperine chiếm khoảng 7%, ngoài ra còn có piperidine là sản phẩm thủy phân của piperine tạo ra, với hàm lƣợng khoảng 0.5 – 0.6 % và một số thành phần không nhỏ của dầu este khoảng 2% cùng với một số thành phần khác. Tiêu dùng trong bột gia vị phải đạt yêu cầu theo TCVN 5387- 1994, tiêu có trạng thái mịn, không lẫn tạp chất, màu vàng ngà, mùi vị cay nồng tự nhiên, không có mùi mốc lạ.
1.7.3. Ớt.[2]
Tên khoa học: Capsium annuuml.
Thuộc họ cà: Solanaceae
Ớt là loại trái cây có vị cay nồng và dùng làm gia vị rất phổ biến trên thế giới. Ở các vùng Đông Nam Á hay Trung Á, ớt có trong hầu hết các món ăn ở mọi gia đình. Dùng ớt với hàm lƣợng vừa phải sẽ làm tăng thêm vị ngon cho thực phẩm đồng thời kích thích sự tiêu hóa.
Thành phần của ớt có các chất chủ yếu sau:
+ Capsicain là một ancanoit tồn tại khoảng 0.05 ÷ 2% ở quả ớt. Đó chính là thành phần tạo cay chủ yếu của ớt.
+Capsanthin là chất màu, dạng tinh thể thuộc họ carotenoit + Vitamin C chiếm khoảng 0.08- 0.8%.
1.7.4. Đƣờng. [2]
Đƣờng dùng trong sản xuất bột gia vị là đƣờng saccarose, sử dụng đƣờng cát trắng đạt chỉ tiêu chất lƣợng đƣờng tinh luyện TCVN 1695- 87. Yêu cầu của đƣờng phải tốt, không có vị chua, hàm lƣợng saccarose trên 99%, lƣợng nƣớc không vƣợt quá 0.2 %, không có tạp chất, hàm lƣợng đƣờng khử không vƣợt quá 0.1% lƣợng đƣờng khử cao dễ hút ẩm, tinh thể rời không bị vón cục.
1.7.5. Mì chính (bột ngọt). [2]
Tên tiếng Anh: monosodium glutamat.
Bột ngọt là một trong các thành phần cơ bản trong thức ăn chín. Bột ngọt là muối của acid glutamic - một acid quan trọng cấu tạo nên protein của ngƣời và động vật.
Bột ngọt tồn tại ở dạng tinh thể trắng, có vị ngọt của thịt, hơi mặn, hòa tan tốt trong nƣớc. Điểm đầu vị là: 0,03%, ở pH 5,0- 6,5 thì biểu hiện vị rõ nhất. Khi pH < 4 thì không thể hiện rõ đƣợc vị. Bột ngọt dùng trong sản xuất thực phẩm đạt chất lƣợng theo TCVN 1695- 87, bột trắng, mịn, không bị vón cục, dễ tan trong nƣớc, không có mùi vị lạ.
1.7.6. Muối.[2]
Tên tiếng Việt: Muối.
Tên tiếng Anh: Sodium chloride. Công thức hóa học: NaCl.
Muối dùng trong bột gia vị là muối tinh khiết, dạng tinh thể trắng xốp, khô, không bị vón cục, không lẫn tạp chất. Muối có từ 95% NaCl trở lên, độ ẩm không quá 0.5%. Trong muối không tồn tại các tạp chất nhƣ Ca, Mg, K… Nếu có thì tồn tại không quá 2.5 %.
1.7.7. Hành. [2]
Tên khoa học: Allium fistulosum.
Tên tiếng Anh: Welsh onion.
Hành có mùi thơm đặc trƣng, thành phần cay thơm chủ yếu của hành là diallyl disulfit. Ngoài ra còn có allyunfit có mùi hôi. Trong hành còn có chất sát trùng thực vật (phitoxin) tƣơng đối mạnh là allysin, chất này chỉ cần một lƣợng rất ít 10-4 là đã có tác dụng sát trùng.
CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu.
2.1.1. Phế liệu cá gáy biển.
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là phế liệu cá gáy biển mõm dài có tên khoa học là
Lethrinus miniatus thuộc: Bộ: Animalia. Giới: Chordata. Lớp: Lớp phụ (cá vây tia). Thứ tự: Perciformes. Họ: Lethrinidae. Chi: Lethrinus. Loài: L. miniatus.
Hình 2.1. Phế liệu cá gáy biển mõm dài.
Phế liệu cá gáy đƣợc thu mua tại công ty chế biến xuất khẩu thủy sản F17, Nha Trang, Khánh Hòa. Đây là phần còn lại sau khi phi lê, lóc hai má thịt và vẫn còn phần lớn protein. Sau khi mua đƣợc phế liệu, cho ngay vào thùng xốp, ƣớp đá, mang về phòng chế biến 2, trƣờng Đại Học Nha Trang loại bỏ ruột, mang, rửa sạch và chặt nhỏ. Xay nhuyễn với đƣờng kính lỗ sàng là 0,5 cm. Xay xong, tiến hành cho vào túi nilong, mỗi túi 300 gam, cấp đông ở -200C, chờ đem đi chế biến.
2.1.2. Phụ gia và gia vị. 2.1.2.1. Bột bắp. 2.1.2.1. Bột bắp.
-Mục đích sử dụng: chất độn, tăng giá trị dinh dƣỡng cho sản phẩm bột nêm. -Yêu cầu: tinh bột bắp có màu trắng, mịn, khô, không lẫn tạp chất.
Bột bắp đƣợc mua Maximaak, Nha Trang. Sản phẩm đƣợc sản xuất tại công ty Lâm Kiều Thành, 226/ 1 Minh Phụng P.6 – Q6, TP Hồ Chí Minh, Việt Nam.
2.1.2.2. Tiêu.
- Mục đích: khử mùi tanh của cá, tạo vị cay và mùi thơm cho sản phẩm. Kích thích tiêu hóa.
-Sử dụng tiêu đen khô, trạng thái mịn, không lẫn tạp chất, màu xám đen, mùi vị cay nồng tự nhiên, không có mùi vị lạ.
Tiêu đen xay mịn Maseco đƣợc mua tại siêu thị Maximaak, Nha Trang, sản phẩm đƣợc sản xuất tại nhà máy chi nhánh Maseco, Gia Lai.
2.1.2.3. Ớt.
-Mục đích sử dụng: tạo vị cay cho sản phẩm, kích thích tiêu hóa, tạo cảm giác ngon miệng.
-Yêu cầu: ớt có màu đỏ tƣơi, không có lẫn tạp chất, không mùi vị lạ, khô và mịn. Ớt xay bỏ hạt mua tại Maximaax, Nha Trang, sản phẩm đƣợc sản xuất và đóng gói tại cơ sở gia vị Esup, thôn 6, xã Cƣ M’ Lan, huyện Easup, Daklak, Việt Nam.
2.1.2.4. Đƣờng.
Đƣờng đƣợc mua tại siêu thị Maximaax, Nha Trang, sản phẩm đƣợc sản xuất tại công ty đƣờng Ninh Hòa, thôn Phƣớc Lâm, xã Ninh Xuân, thị xã Ninh Hòa, Khánh Hòa.
2.1.2.5. Mì chính (bột ngọt).
-Mục đích sử dụng: điều vị cho thực phẩm, cung cấp thành phần hữu cơ cho thực phẩm.
-Yêu cầu: khô, mịn, không lẫn tạp chất, không có mùi vị lạ, màu trắng đục
Bột ngọt MIWON dƣợc mua tại siêu thị Maximaax, Nha Trang, sản phẩm đƣợc sản xuất tại công ty TNHH Miwon Việt Nam.
2.1.2.6. Muối.
-Mục đích: Tạo vị cho thực phẩm.
-Yêu cầu: Mịn, khô, màu trắng đục, không lẫn tạp chất, không mùi vị lạ
Muối I-ốt Visa mua tại Maximaax, Nha Trang, sản phẩm đƣợc sản xuất tại xí nghiệp muối i- ốt Đà Nẵng.
2.1.2.7. Maltodextrin.
-Mục đích: chất hỗ trợ quá trình sấy, tăng dinh dƣỡng cho bột nêm.
-Yêu cầu: khô, mịn, không lẫn tạp chất, có mùi thơm nhƣ sữa bột, vị hơi ngọt. Mua tại công ty TNHH Vân An, thành phố Hồ Chí Minh, xuất xứ từ Trung Quốc.
2.1.2.8. Hành .
-Mục đích: khử mùi tanh của cá, tạo mùi thơm cho sản phẩm, kích thích tiêu hóa cho sản phẩm.
-Yêu cầu: hành lá sấy khô, xay nhỏ, không đƣợc lẫn cát, bụi bẩn.
2.1.3. Enzyme thủy phân Flavourzyme. [1][3][7]
Enzyme Flavourzyme là phức hợp của exopeptidase và endopetidase đƣợc sản xuất từ Aspergillus oryzae bằng quá trình lên men chìm, màu nâu, dạng bột, có hoạt độ 500 LAPU/g. Enzyme này hoạt động tốt ở môi trƣờng trung tính hoặc acid nhẹ khi thủy phân protein. Enzyme này thủy phân ra sản phẩm không có vị đắng với liều lƣợng 5- 10 LAPU/g protein và để kéo dài thời gian thủy phân thì liều lƣợng nên dùng là 10- 50 LAPU/g protein. Nhiệt độ bảo quản tốt nhất của enzyme này là 0 - 100C.
Điều kiện hoạt động tối ƣu của Flavourzyme là: pH: 5,5- 5,7
Nhiệt độ 40- 650C.
2.2.Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm bột gia vị từ dịch thủy phân phế liệu của cá gáy biển.
Hình 2.2. Sơ đồ dự kiến quy trình sản xuất bột gia vị từ dịch thủy phân phế liệu cá gáy biển.
Tỷ lệ E/S
Thời gian thủy phân Nhiệt độ thủy phân Tỷ lệ nƣớc/ nguyên liệu Xửlý Xay nhỏ Thủy phân Bất hoạt enzyme Lọc Ly tâm Tách riêng từng phần Phối trộn gia vị Sấy phun Bột nêm Nguyên liệu L Lipid, chất rắn Muối,đƣờng, mì chính, bột bắp, tiêu, ớt. Xƣơng Cô đặc đến 150 Brix ở nhiệt độ 80-90 0C Maltodextrin 10%
2.2.2. Thuyết minh sơ đồ quy trình dự kiến.
Phế liệu cá gáy biển sau khi thu mua tại xí nghiệp đƣợc ƣớp đá và trữ lạnh, vận chuyển ngay về nơi sản xuất.
Sau khi tiếp nhận nguyên liệu, đem đi rửa sạch, loại bỏ mang, ruột, chặt nhỏ, xay nhuyễn và cho vào túi nilong buộc chặt, cấp đông ở -200C chờ sản xuất.
Khi sản xuất, bán thành phẩm đƣợc rã đông ở nhiệt độ 40C qua đêm trong tủ lạnh. Cho bán thành phẩm vào dụng cụ chứa đựng, bổ sung nƣớc với tỷ lệ nƣớc/ nguyên liệu là 1:1. Khuấy trộn hỗn hợp này cho nguyên liệu phân tán đều trong nƣớc, tăng nhiệt độ hỗn hợp lên đến nhiệt độ thủy phân thích hợp, bổ sung enzyme Flavourzyme với tỷ lệ thích hợp. Nhiệt độ thủy phân đƣợc giữ ổn định trong suốt thời gian thủy phân. Trong quá trình thủy phân, thƣờng xuyên theo dõi nhiệt độ của hỗn hợp, chỉ cho phép nhiệt độ dao động ± 0,50C.
Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, nâng nhiệt độ của hỗn hợp lên 950C và giữ trong vòng 15 phút để bất hoạt enzyme.
Dùng ray để lọc thu dịch thủy phân và loại bỏ phần xƣơng. Ly tâm dịch thủy phân bằng máy ly tâm. Cài đặt các thông số của máy ly tâm nhƣ sau: nhiệt độ 300C, tốc độ quay là 3400 vòng/ phút trong vòng 30 phút.
Sau khi ly tâm, thu đƣợc 3 phần: -Lipid ở lớp trên cùng.
-Dịch đạm thủy phân ở giữa. -Cặn thủy phân ở dƣới cùng.
Tách thu dịch thủy phân ở giữa. Cô đặc dịch đến 15 0 Brix, bổ sung
maltodextrin với tỷ lệ 10%, khuấy tan hoàn toàn và sấy phun ở nhiệt độ thích hợp. Bột đạm thu đƣợc sau sấy đƣợc đem đi bổ sung hành, tiêu, ớt, đƣờng, bột bắp, muối với tỷ lệ thích hợp, ta thu đƣợc sản phẩm bột nêm.
Sản phẩm đƣợc đem đi bao gói trong túi nilong, hút chân không và bảo quản ở điều kiện thƣờng.
2.3. Xác định thành phần hóa học của phế liệu cá gáy biển.
Quá trình xác định thành phần hóa học của phế liệu cá gáy biển đƣợc xác định theo sơ đồ hình 2.3.
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình xác định thành phần hóa học của phế liệu cá gáy biển .
2.4. Tối ƣu hóa quá trình thủy phân phế liệu cá gáy biển bằng enzyme Flavourzyme. Flavourzyme.
Tối ƣu hóa quá trình thủy phân phế liệu cá gáy biển bằng phƣơng pháp quy hoạch thực nghiệm. Đây là một phƣơng pháp mang lại hiệu quả cao, giảm khối lƣợng công việc và đang đƣợc sử dụng nhiều trong các công trình nghiên cứu khoa học.
Trƣớc tiên, cần xác định các yếu tố đầu vào, các thông số của quá trình thủy phân và hàm mục tiêu.
2.4.1. Yếu tố cố định.
- pH tự nhiên của cơ chất. - tỷ lệ nƣớc/ nguyên liệu 1:1.
2.4.2. Các yếu tố cần tối ƣu.
Các yếu tố cần tối ƣu trong quá trình thủy phân cá gáy biển. - Nhiệt độ thủy phân (U1) nằm trong khoảng :[40-65] 0C. -Tỷ lệ enzyme/ cơ chất (U2) nằm trong khoảng: [ 0,1-0,4] %. - Thời gian thủy phân (U3) nằm trong khoảng: [2-8] giờ.
Phế liệu cá gáy biển Xử lý, xay nhỏ Xác định các thành phần lipid, khoáng, nƣớc, protein Kết quả
Từ các điều kiện biên của bài toán quy hoạch thực nghiệm, lập bảng về mức và khoảng biến thiên của các yếu tố thực nghiệm.
Bảng 2.1. Khoảng biến thiên của các yếu tố thực nghiệm.
Yếu tô Mức TN U1 nhiệt độ thủy phân U2 tỷ lệ enzyme/ cơ chất U3 thời gian thủy phân Mức trên 65 0,4 8 Mức dƣới 40 0,1 2
Khoảng biến thiên ΔX 12,5 0,15 3
Mức cơ sở Xi 52,5 0,25 5
Với 3 yếu tố tối ƣu (k =3), số thí nghiệm phải thực hiện là N = 23 = 8 thí nghiệm.
Bảng 2.2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm.
STN Yếu tố thí nghiệm
Yếu tố thí nghiệm trong hệ tọa độ không thứ nguyên U1 U2 U3 X0 X1 X2 X3 X 1X2 X 1X3 X 2X3 X 1X 2X3 1 40 0,1 2 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 2 65 0,1 2 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 3 40 0,4 2 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 4 65 0,4 2 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 5 40 0,1 8 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 6 65 0,1 8 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 7 40 0,4 8 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 8 65 0,4 8 1 1 1 1 1 1 1 1
+Bố trí thí nghiệm ở tâm phƣơng án.
Bảng 2.3. Bố trí thí nghiệm tại tâm phương án.
N0 U1 U2 U3
1 52,5 0,25 5
2 52,5 0,25 5
3 52,5 0,25 5
2.4.3. Hàm mục tiêu (Y).
Quá trình thủy phân phế liệu cá gáy biển bằng enzyme Flavourzyme thực chất là quá trình phân cắt protein thành các peptid, cuối cùng là acid amin. Do vậy hàm lƣợng đạm acid amin là hàm mục tiêu.
Hàm lƣợng đạm acid amin trong dịch thủy phân phải đạt tối đa: Y => max.
2.4.4. Bố trí thí nghiệm.
Quá trình thủy phân phế liệu cá gáy biển bằng enzyme Flavourzyme đƣợc bố trí theo nhƣ sơ đồ hình 2.4.
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định các thông số tối ưu trong quá trình thủy phân.
Nguyên liệu đã xay nhỏ đƣợc rã đông ở nhiệt độ 40C qua đêm trong tủ lạnh. Cân 100 g mẫu và cho vào cốc thủy tinh với tỷ lệ nƣớc/ nguyên liệu là 1:1. Khuấy trộn hỗn hợp này cho nguyên liệu phân tán đều trong nƣớc, sau đó cho cốc vào bể ổn nhiệt, khi nhiệt độ hỗn hợp đạt đến nhiệt độ nhƣ trong bảng 2.2 thì cho enzyme vào với tỷ lệ đã xác định trong bảng 2.2 với pH tự nhiên của cơ chất. Nhiệt độ thủy phân đƣợc giữ ổn định trong bể ổn nhiệt. Trong quá trình thủy phân, thƣờng xuyên theo dõi nhiệt độ của mẫu, chỉ cho phép nhiệt độ dao động ± 0,50C.
Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, lấy cốc thủy phân ra khỏi bể ổn nhiệt, nâng bể ổn nhiệt lên 950C. Khi nhiệt độ bể ổn nhiệt đã đƣợc nâng lên 950C, cho cốc đựng dịch thủy phân vào bể và giữ trong vòng 15 phút. Dùng ray để lọc thu dịch thủy phân và loại bỏ phần xƣơng. Ly tâm dịch thủy phân bằng máy ly tâm. Cài đặt
Nguyên liệu đã xay nhỏ
Thủy phân với các điều kiện thí nghiệm nhƣ trong bảng ma trận thực nghiệm Bất hoạt enzyme Lọc Ly tâm Tách riêng từng phần Dịch thủy phân Xác định đạm acid amin Xƣơng Lipid Chất cặn Rã đông
các thông số của máy ly tâm nhƣ sau: nhiệt độ 300C, tốc độ quay là 3400 vòng/ phút trong vòng 30 phút. Sau khi ly tâm, thu đƣợc 3 phần:
-Lipid ở lớp trên cùng. -Dịch đạm thủy phân ở giữa. -Cặn thủy phân ở dƣới cùng.
Dịch thủy phân đƣợc tách ra và đem đi xác định đạm formon và đạm amoniac.
2.5. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy thích hợp.
Nhiệt độ sấy là một trong những nhân tố quan trọng ảnh hƣởng đến màu sắc và mùi vị của sản phẩm tạo thành, do đó phải tiến hành sấy ở nhiều nhiệt độ khác nhau để tìm đƣợc nhiệt độ sấy thích hợp. Sấy ở các nhiệt độ sau: 1200C, 1250C, 1300C, 1350C, 1400C với độ đậm đặc 15 0 Brix, maltodextrin 10%. Sau đó đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi, vị, trạng thái, xác định độ ẩm, hiệu suất sấy để chọn ra nhiệt độ không khí sấy thích hợp.
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ không khí sấy.