* Quy trỡnh sản xuất dự kiến:
Trờn cơ sở quy trỡnh cụng nghệ chế biến bột khoai lang đang được ỏp dụng, sau đõy là đề xuất quy trỡnh cụng nghệ theo cỏc bước và giải phỏp cụng nghệ tương ứng của đề tài:
Độẩm 11±1%
Hỡnh 2.3: Quy trỡnh cụng nghệ chế biến bột khoai lang tớm Nhật Bản
* Thuyết minh quy trỡnh:
Nguyờn liệu: Khoai lang tớm sử dụng là những củ khụng bị dập nỏt, thối hỏng, khụng sõu bệnh, chưa mọc mầm.
Phõn loại, rửa sạch: Khoai lang tớm sau khi phõn loại theo kớch cỡ, được rửa thủ cụng bằng nước sạch ớt nhất 3 lần để loại bỏđất cỏt, tạp chất bẩn. Khoai lang tớm Phõn loại, rửa sạch Gọt vỏ, thỏi lỏt Sấy khụ Xử lý màu Nghiền Bột khoai lang tớm
Gọt vỏ, thỏi lỏt: Gọt vỏ bằng mỏy gọt vỏ nhằm loại bỏ cỏc chất bẩn và vi sinh vật gõy bệnh cũn lại sau khi rửa và loại bớt một phần cỏc chất gõy biến màu cho sản phẩm. Việc thỏi lỏt giỳp rỳt ngắn thời gian sấy và dễ dàng cho quỏ trỡnh nghiền mịn sau nàỵ
Xử lý màu: Khoai lang tớm sau khi gọt vỏ và thỏi dễ bị thõm đen. Do vậy phải tiến hành xử lý màu ngay sau khi thỏi để giữ màu cho sản phẩm.
Sấy khụ: Quỏ trỡnh sấy ảnh hưởng tới cụng đoạn nghiền và chất lượng bột sau nàỵ Nếu khoai lang tớm khụng được sấy khụ sẽ làm bết trong quỏ trỡnh nghiền và độ ẩm bột cao làm giảm chất lượng của bột trong quỏ trỡnh bảo quản. Sấy khoai lang tớm tới khi đạt khối lượng khụng đổi, độ ẩm thớch hợp cho bảo quản cỏc loại sản phẩm bột thường từ 11±1%.
Phương phỏp nghiền tạo bột khoai lang tớm: Sau khi sấy khụ khoai lang tớm được nghiền đến độ mịn đạt yờu cầu về kớch thước, màu sắc, hương vị để tiến hành cỏc nghiờn cứu tiếp theọ
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 3.1. Đối tượng, húa chất, dụng cụ, phạm vi nghiờn cứu
3.1.1. Đối tượng nghiờn cứu
Khoai lang tớm Nhật Bản tươi: Được thu hoạch tại huyện Bỡnh Tõn, tỉnh Vĩnh Long ở độ già 4,5 thỏng (kể từ lỳc trồng), sau đú được lựa chọn loại bỏ cỏc củ bị hư hỏng rồi được đúng gúi bằng cỏc bao tải dứa (50 kg/bao), được vận chuyển ra Hà Nội đảm bảo thời gian từ khi thu hoạch đến khi đưa vào thớ nghiệm tối đa là 4 ngàỵ
3.1.2. Húa chất
Dung dịch Feling A, Feling B, dung dịch sắt (III) sunfat, dung dịch KmnO4 0,1N, NaOH đậm đặc.
Cồn tuyệt đối, HCl đậm đặc, dung dịch đệm pH = 1 (KCl và HCl), pH = 4,5 (CH3COONa và HCl).
H2SO4 đặc, NaOH 40%, dung dịch NaOH 0,1N, dung dịch chuẩn H2SO4 0,1N, hỗn hợp chất xỳc tỏc CuSO4: K2SO4 (1:9).
Ete dầu hỏạ
Dung dịch KOH 10%, dung dịch CH3COOH 2%.
Dung dịch Hg(NO3)2 hay Hg(CH3COO)2 nồng độ 10-2M. Kaliclorua bảo hũạ Acid clohydric 1:1 (~5M). 3.1.3. Dụng cụ và thiết bị * Thiết bị: - Mỏy ổn nhiệt. - Mỏy sấỵ - Mỏy đo độẩm. - Mỏy phõn tớch độẩm. - Mỏy đo màu quang phổ - Thựng inox, sàng inox… - Mỏy nghiền
* Dụng cụ:
3.1.4. Phạm vi nghiờn cứu Quy mụ phũng thớ nghiệm. 3.2. Thời gian, địa điểm nghiờn cứu 3.2.1. Thời gian tiến hành nghiờn cứu Từ ngày 20/12/2013 đến 30/05/2014. 3.2.2. Địa điểm nghiờn cứu
Tại Bộ mụn bảo quản chế biến Viện Nghiờn Cứu Rau Quả - Trõu Quỳ - Gia Lõm - Hà Nộị
3.3. Nội dung nghiờn cứu
1. Nghiờn cứu đỏnh giỏ chất lượng của nguyờn liệu khoai lang tớm Nhật Bản cho chế biến sản phẩm bột khoai lang tớm.
2. Nghiờn cứu sử dụng acid citric đểổn định chất lượng khoai lang tớm trong cụng đoạn sơ chế.
- Nghiờn cứu xỏc định nồng độ acid citric thớch hợp để ổn định chất lượng khoai lang tớm trong cụng đoạn sơ chế
- Nghiờn cứu xỏc định thời gian ngõm acid citric thớch hợp để ổn định chất lượng khoai lang tớm trong cụng đoạn sơ chế
3. Nghiờn cứu xỏc định độ dày thỏi lỏt phự hợp trong cụng đoạn sơ chế nguyờn liệu khoai lang tớm.
4. Nghiờn cứu xỏc định nhiệt độ sấy thớch hợp trong cụng đoạn sơ chế nguyờn liệu khoai lang tớm.
5. Nghiờn cứu xỏc định thụng số nghiền tạo ra bột khoai lang tớm Nhật Bản phự hợp cho mục đớch chế biến đồ uống.
- Nghiờn cứu xỏc định phương phỏp nghiền thớch hợp tạo bột khoai lang tớm - Nghiờn cứu xỏc định độ mịn thớch hợp cho bột khoai lang tớm.
6. Đưa ra quy trỡnh cụng nghệ chế biến bột khoai lang tớm Nhật Bản cho mục đớch chế biến đồ uống.
7. Đỏnh giỏ chất lượng của bột khoai lang tớm Nhật Bản đó chế biến.
3.4. Phương phỏp nghiờn cứu
3.4.1. Phương phỏp bố trớ thớ nghiệm
3.4.1.1. Thớ nghiệm 1 cho nội dung 1: Nghiờn cứu đỏnh giỏ chất lượng của nguyờn liệu khoai lang tớm Nhật Bản cho chế biến sản phẩm bột khoai lang tớm
Để xỏc định được chất lượng của nguyờn liệu khoai lang tớm, chỳng tụi tiến hành khảo sỏt nguyờn liệu là cỏc củ khoai lang tớm cú kớch thước độ dài và đường
kớnh khỏc nhau, sau đú đem đi phõn tớch một số cỏc chỉ tiờụ Thớ nghiệm gồm 3 cụng thức, cỏc cụng thức được bố trớ cụ thể như sau: Kớch thước Cụng thức (loại củ) Đường kớnh trung bỡnh (cm) Độ dài trung bỡnh (cm) Củ to >4 15 – 17 Củ trung bỡnh 3 – 4 10 - 14 Củ nhỏ <3 <10
- Chỉ tiờu phõn tớch: Hàm lượng đường tổng số, tinh bột, chất xơ và anthocyanin. Sau khi xỏc định được kớch thước củ khoai lang tớm Nhật Bản phự hợp cho chế biến bột khoai lang tớm, chỳng tụi sẽ tiến hành đỏnh giỏ chất lượng của khoai lang đó được chọn qua một số chỉ tiờu: Độ ẩm, đường tổng số, hàm lượng xơ, tinh bột và hàm lượng anthocyanin.
3.4.1.2. Cỏc thớ nghiệm cho nội dung 2: Nghiờn cứu sử dụng acid citric để ổn định chất lượng khoai lang tớm trong cụng đoạn sơ chế
* Thớ nghiệm 2: Nghiờn cứu xỏc định nồng độ acid citric thớch hợp để ổn
định chất lượng khoai lang tớm trong cụng đoạn sơ chế
Để xỏc định được ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến chất lượng nguyờn liệu trong cụng đoạn sơ chế, chỳng tụi tiến hành thớ nghiệm bổ sung acid citric với cỏc nồng độ khỏc nhau trong cựng một thời gian ngõm 15 phỳt. Thớ nghiệm gồm 6 cụng thức. Cỏc cụng thức được bố trớ như sau: Cụng thức Nồng độ acid citric (%) CT1 0 CT2 0,1 CT3 0,2 CT4 0,3 CT5 0,4 CT6 0,5
- Chỉ tiờu theo dừi: Hàm lượng đường tổng số, hàm lượng anthocyanin, sự thay đổi màu sắc và đỏnh giỏ chất lượng cảm quản về mựi vị của khoai sau khi ngõm.
Sau khi xỏc định được nồng độ acid citric thớch hợp với chất lượng nguyờn liệu trong cụng đoạn sơ chế nguyờn liệu, chỳng tụi cốđịnh nồng độ acid ctric này để tiến hành cỏc thớ nghiệm tiếp theọ
* Thớ nghiệm 3: Nghiờn cứu xỏc định thời gian ngõm acid citric thớch hợp
đểổn định chất lượng khoai lang tớm trong cụng đoạn sơ chế
Chỳng tụi tiến hành thớ nghiệm bổ sung acid citric với nồng độ đó xỏc định được ở thớ nghiệm 2 với cỏc thời gian ngõm khỏc nhau để xỏc định ảnh hưởng của thời gian đến chất lượng nguyờn liệu trong cụng đoạn sơ chế.
- Thớ nghiệm gồm cú 4 cụng thức, cỏc cụng thức được bố trớ cụ thể như sau:
Cụng thức Thời gian (phỳt)
CT1 5
CT2 10
CT3 15
CT4 20
- Chỉ tiờu theo dừi: Hàm lượng đường tổng số, hàm lượng anthocyanin, sự thay đổi màu sắc và nhận xột chất lượng cảm quản về mựi vị của khoai sau khi ngõm.
Sau khi xỏc định được nồng độ acid citric bổ sung và thời gian ngõm đến chất lượng nguyờn liệu trong cụng đoạn sơ chế nguyờn liệu, chỳng tụi sử dụng cỏc kết quả này để tiến hành cỏc thớ nghiệm tiếp theọ
3.4.1.3. Thớ nghiệm 4 cho nội dung 3: Nghiờn cứu xỏc định độ dày thỏi lỏt phự hợp trong cụng đoạn sơ chế nguyờn liệu khoai lang tớm
Cỏc mẫu khoai được thỏi thành lỏt với cỏc chiều dày khỏc nhau với khối lượng mỗi mẫu bằng nhau và bằng 3kg, rồi được xử lý nhằm ổn định màu bằng acid citric (là kết quả của thớ nghiệm 2, 3), sau đú đem sấy ở nhiệt độ 60°C đến cựng độ ẩm 11±1%. Cỏc cụng thức thớ nghiệm được bố trớ như sau:
Cụng thức Chiều dày thỏi lỏt (mm)
CT1 4
CT2 6
CT3 8
CT4 10
- Chỉ tiờu theo dừi: Độ ẩm, hàm lượng đường tổng số, tinh bột, anthocyanin và đỏnh giỏ chất lượng cảm quan.
Sau khi xỏc định được độ dày thỏi lỏt thớch hợp, chỳng tụi tiến hành cốđịnh thụng số này để tiến hành cỏc thớ nghiệm tiếp theọ
3.4.1.4. Thớ nghiệm 5 cho nội dung 4:Nghiờn cứu xỏc định nhiệt độ sấy thớch hợp trong cụng đoạn sơ chế nguyờn liệu khoai lang tớm
Củ khoai lang được rửa sạch, thỏi lỏt với chiều dày xỏc định (là kết quả của thớ nghiệm 4) rồi được xử lý ổn định màu (là kết quả của thớ nghiệm 2, 3), sau đú được chia thành cỏc mẫu cú cựng khối lượng (m=3 kg/mẫu) và được tiến hành sấy ở cỏc nhiệt độ khảo sỏt khỏc nhau cho đến khi cỏc mẫu đạt độ ẩm 11±1%. Cỏc thớ nghiệm được bố trớ cụ thể như sau:
Cụng thức Nhiệt độ (oC) CT1 55 CT2 60 CT3 65 CT4 70 CT5 75
- Chỉ tiờu theo dừi: Hàm lượng đường tổng số, tinh bột, anthocyanin, thời gian sấy và đỏnh giỏ chất lượng cảm quan.
Sau khi xỏc định được nhiệt độ làm khụ thớch hợp với chất lượng bột khoai lang tớm, chỳng tụi tiến hành cốđịnh thụng số này để tiến hành cỏc thớ nghiệm tiếp theọ
3.4.1.5. Cỏc thớ nghiệm cho nội dung 5: Nghiờn cứu xỏc định thụng số nghiền tạo ra bột khoai lang tớm Nhật Bản phự hợp cho mục đớch chế biến đồ uống
* Thớ nghiệm 6: Nghiờn cứu xỏc định phương phỏp nghiền thớch hợp tạo
bột khoai lang tớm
Tựy từng loại và đặc tớnh của nguyờn liệu, yờu cầu của sản phẩm mà cú cỏc chế độ nghiền khỏc nhau (nghiền thụ, nghiền tinh...). Tiến hành khảo sỏt một số phương phỏp làm nhỏ như nghiền đĩa, nghiền bỳạ Cỏc thớ nghiệm được bố trớ cụ thể như sau:
Cụng thức CT1 CT2
- Chỉ tiờu theo dừi: Hàm lượng đường, tinh bột, anthocyanin, tỷ lệ thu hồi, độẩm, nhiệt độ và nhận xột cảm quan về màu sắc, trạng thỏi của khoai lang tớm sau khi nghiền.
Sau khi xỏc định được phương phỏp tạo bột thớch hợp với chất lượng bột khoai lang tớm, chỳng tụi tiến hành cố định phương phỏp này để tiến hành cỏc thớ nghiệm tiếp theọ
* Thớ nghiệm 7: Nghiờn cứu xỏc định độ mịn thớch hợp cho bột khoai lang tớm
Nguyờn liệu khoai lang sau khi được xử lý sẽ được nghiền bằng phương phỏp nghiền bỳạ Chỳng tụi sử dụng mỏy nghiền với cỏc mức vớt khỏc nhau để thu được kớch thước hạt bột cú cỏc đường kớnh từ 0,10 mm – 0,30 mm để xỏc định kớch thước thớch hợp nhất. Cỏc thớ nghiệm được bố trớ như sau:
Cụng thức Đường kớnh hạt bột (mm) CT1 0,10 CT2 0,15 CT3 0,20 CT4 0,25 CT5 0,30
- Chỉ tiờu theo dừi: Độ ẩm, hàm lượng đường tổng số, tinh bột, anthocyanin, thời gian nghiền, nhận xột về cỏc chỉ tiờu màu sắc, mựi vị, trạng thỏi của bột khi đạt được kớch thước trờn.
Sau khi đỏnh giỏ cỏc chỉ tiờu trờn, chỳng tụi tiến hành đỏnh giỏ tiếp chất lượng cảm quan dung dịch bột khoai lang bằng cỏch pha với lượng nước 150ml, nhiệt độ pha 90oC.
3.4.2. Phương phỏp phõn tớch cỏc chỉ tiờu nghiờn cứu
3.4.2.1. Phương phỏp xỏc định cỏc chỉ tiờu vật lý
* Xỏc định độ ẩm bằng phương phỏp sấy đến khối lượng khụng đổi
Độẩm của nguyờn liệu được tớnh theo cụng thức:
Error! Objects cannot be created from editing field codes.Error! Objects cannot be created from editing field codes.Error! Objects cannot be created from editing field codes.Error! Objects cannot be created from editing field
codes.
m1 - Khối lượng mẫu trước khi sấy (g) m2 - Khối lượng mẫu sau khi sấy (g)
* Xỏc định màu sắc của nguyờn liệu và sản phẩm trong quỏ trỡnh thớ
nghiệm bằng mỏy đo màu MINOTA
Nguyờn tắc: Dựa trờn nguyờn tắc phõn tớch ỏnh sỏng. Với mỗi mẫu đo mỏy sẽ cho ra kết quả theo tỷ lệ L-a-b.
Độ biến đổi màu sắc của quảđược xỏc định bằng cụng thức: ∆E = [(Li-L0)2 + (ai-a0)2 + (bi-b0)2 ]1/2 Trong đú: L: Cú giỏ trị từ - 100 (đen) đến + 100 (trắng)
a: Cú giỏ trị từ - 60 (xanh lỏ cõy) đến + 60 (đỏ) b: Cú giỏ trị từ - 60 (xanh da trời) đến + 60 (vàng)
3.4.2.2. Phương phỏp xỏc định cỏc chỉ tiờu húa sinh
* Xỏc định hàm lượng đường tổng số bằng phương phỏp Graxianop (hay
phương phỏp Ferixianua)
Nguyờn tắc:
Dung dịch Ferixianua trong mụi trường kiềm dưới tỏc dụng của nhiệt độ cao sẽ giải phúng ra oxi nguyờn tử, oxi nguyờn tử sẽ oxi hoỏ đường thành acid. Phản ứng được thực hiện khi đun núng dung dịch với chất chỉ thị màu xanh methylen. Kết thỳc phản ứng là xanh methylen chuyển từ màu xanh sang màu tớm hồng rồi vàng rơm.
Tiến hành:
- Lấy 25g cho vào cốc nước sụi (khoảng 100ml), sau đú để nguội rồi định mức lờn 250ml bằng nước cất rồi tiến hành ly tõm. Phần dịch lấy đi phõn tớch đường. Phần bó lấy đi phõn tớch tinh bột.
- Lấy 100ml dịch lọc, bổ sung 10ml HCl 15%. Sau đú tiến hành đun sụi trong 15 phỳt
- Nhỏ vài giọt phenolphtalein vào rồi trung hoà bằng NaOH 10%. Sau đú định mức lờn 250ml thu được dịch đường, dung dịch này dựng để chuẩn độ
- Lấy 20ml Ferixianua 1% cho vào bỡnh 250ml + 5ml KOH 2,5N và vài giọt xanh metylen, lắc đều và đun sụi trong 1-2 phỳt.
- Dựng dung dịch đường để chuẩn độ tới khi màu xanh metylen chuyển sang vàng rơm.
Tớnh toỏn kết quả:
Đ = ạk x 100 (%) V
Trong đú:
+V: Số ml dịch đường tiờu hao khi chuẩn hết 20ml dung dịch Ferixianua 1% + a: Lượng glucoza tương ứng 20ml Frixianua 1%
+ k: Hệ số pha loóng
Xỏc định a: Cõn 0,5g glucoza (đó sấy ở 100oC trong 15 phỳt) pha thành 100ml dịch để dịch cú nồng độ 0,5%. Dựng dung dịch này để chuẩn 20ml dung dịch Frixianua 1%. Giả sử số ml dịch đường là ao thỡ a = ao x 0,005
Xỏc định k: Ban đầu mẫu cõn là 25g sau đú định mức lờn 250ml pha loóng 10 lần. Từ 100ml dịch lọc định mức lờn 250ml pha loóng 2,5 lần. Từđú xỏc định được k.
k =10 x 2,5 =25
* Xỏc định hàm lượng tinh bột bằng phương phỏp thủy phõn acid
Nguyờn tắc:
- Dưới tỏc dụng của acid, tinh bột thủy phõn hoàn toàn thành đường glucosẹ Định lượng đường khử suy ra hàm lượng tinh bột.
Tiến hành:
- Chuyển tinh bột về dạng đường khử. Định lượng đường khử bằng phương phỏp Lanen - Eynon.
- Cho 70ml nước cất vào bỡnh tam giỏc 250ml. Dựng pipet lấy chớnh xỏc 10ml Fehling A và 10ml Fehling B thờm vào bỡnh tam giỏc.
- Lắc đều, đặt lờn bếp điện và lấy chớnh xỏc 1ml dịch củ đó qua xử lý, khi dung dịch bắt đầu sụi, cho 5 giọt xanh methylen và dựng dung dịch đường glucoza 0,5% để chuẩn từng giọt cho tới khi đạt điểm kết thỳc của phản ứng (mất màu xanh và xuất hiện màu đỏ trong dung dịch đang sụi).
- Lặp lại thớ nghiệm trờn cho tới khi nào sai số giữa 2 mẫu chuẩn khụng quỏ