Đề tài Tìm hiểu qui trình đánh giá cảm quan, hàm lượng protein, và hàm lượng kim loại cho nguyên liệu lúa mì

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN PHÂN TÍCH THỰC PHẨM TÌM HIỂU QUI TRÌNH ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN, HÀM LƯỢNG PROTEIN, VÀ HÀM LƯỢNG KIM LOẠI CHO NGUYÊN LIỆU LÚA MÌ SVTH: NGUYỄN HOÀNG TRÂM ANH MSSV: 2022150156 LỚP: 06ĐHĐB1 GVHD: DƯƠNG HỮU HUY TP HỒ CHÍ MINH, 2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỒ ÁN PHÂN TÍCH THỰC PHẨM TÌM HIỂU QUI TRÌNH ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN, HÀM LƯỢNG PROTEIN, VÀ HÀM LƯỢNG KIM LOẠI CHO NGUYÊN LIỆU LÚA MÌ SVTH: NGUYỄN HOÀNG TRÂM ANH MSSV: 2022150156 LỚP: 06ĐHĐB1 GVHD: DƯƠNG HỮU HUY TP HỒ CHÍ MINH, 2018 PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ Trang này đính kèm phiếu giao nhiệm vụ của GVHD BẢN NHẬN XÉT CỦA GVHD Trang này đính kèm bản nhận xét của GVHD i TÓM TẮT ĐỒ ÁN Mục đích của đồ án này là xây dựng được tiêu chuẩn chất lượng và an toàn cho nguyên liệu lúa mì thông qua các TCVN, QCVN và các yêu cầu quốc tế như ISO, AOAC, Codex,... Từ đó trình bày được các chỉ tiêu cần thiết như hóa lý, vi sinh, cảm quan, chỉ tiêu chất lượng, chỉ tiêu an toàn cho nguyên liệu,... cũng như phân tích các tiêu chuẩn của phương pháp kiểm tra. ii LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành đồ án này, trước hết chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy, cô giáo trong khoa Công nghệ thực phẩm trường Đại học Công nghiệp thực phẩm Tp Hồ Chí Minh đã truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho chúng em trong suốt quá trình học tập và rèn luyện tại trường. Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã gặp không ít khó khăn. Nhưng với sự động viên giúp đỡ của quý thầy cô, người thân và bạn bè, chúng em cũng đã hoàn thành tốt đồ án của mình và có được những kinh nghiệm, kiến thức hữu ích cho bản thân. Đặc biệt chúng em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy Dương Hữu Huy, người đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Dù đã cố gắng nhưng không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự thông cảm và đóng góp ý kiến của quý thầy cô và các bạn để đồ án được hoàn thiện. Cuối cùng, xin kính chúc quý thầy cô và các bạn sức khỏe, luôn thành công trong công việc và cuộc sống. Chúng em xin chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng 11, năm 2018 SVTH Nguyễn Hoàng Trâm Anh iii MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ........................................................................................ iii BẢN NHẬN XÉT CỦA GVHD ................................................................................. iv TÓM TẮT ĐỒ ÁN ........................................................................................................ i LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. ii MỤC LỤC ................................................................................................................... iii DANH MỤC HÌNH ẢNH .......................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG BIỂU ......................................................................................... v MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 6 Đặt vấn đề.................................................................................................................. 6 Mục tiêu của đề tài .................................................................................................... 6 Nội dung nghiên cứu chính ....................................................................................... 6 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................................... 7 1.1. Tổng quan về hạt lúa mì ..................................................................................... 7 1.1.1. Mô tả thực vật ............................................................................................. 7 1.1.2. Nguồn gốc ................................................................................................... 8 1.1.3. Phân loại: .................................................................................................... 8 1.2. Cấu tạo và thành phần hóa học ........................................................................ 11 1.2.1. Cấu tạo ...................................................................................................... 11 1.2.2. Thành phần hóa học: ................................................................................. 12 CHƯƠNG 2. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI HẠT LÚA MÌ ................. 14 2.1. Chỉ tiêu cảm quan ............................................................................................. 14 2.2. Chỉ tiêu hóa lý .................................................................................................. 14 2.3. Chỉ tiêu vật lý ................................................................................................... 15 2.4. Chỉ tiêu hóa sinh ............................................................................................... 15 CHƯƠNG 3. CÁC CHỈ TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG LÚA MÌ ...................................................................................................... 16 3.1. Chỉ tiêu cảm quan: ........................................................................................... 16 Xác định tạp chất (TCVN 4994:2008/ ISO 5223): ............................................. 16 3.2. Chỉ tiêu hóa lý: ................................................................................................. 18 3.2.1. Xác định hàm lượng Nitrogen và tổng hàm lượng protein thô bằng phương pháp Kejldan (TCVN 8125:2015/ ISO 20483:2006): ....................................... 18 3.2.2. Xác định hàm lượng đồng, sắt và kẽm - phương pháp đo phổ hấp thụ nguyên tử sau khi tro hóa khô (TCVN 10643:2014/ AOAC 999.11) ................ 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 24 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1. Cây lúa mì ......................................................................................................... 7 Hình 2. Lúa mì cứng ...................................................................................................... 8 Hình 3. Lúa mì mềm ...................................................................................................... 9 Hình 4. Màu sắc lúa mì .................................................................................................. 9 Hình 5. Các loại lúa mì thông dụng ............................................................................. 10 Hình 6. Cấu tạo của hạt lúa mì .................................................................................... 11 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Thành phần phần trăm các chất có trong hạt lúa mì ...................................... 12 Bảng 2. Phân loại tạp chất ........................................................................................... 16 Bảng 3. Mức tối đa đối với tạp chất ............................................................................ 18 Bảng 4. Các hệ số chuyển đổi hàm lượng nitơ sang hàm lượng protein ..................... 20 Bảng 5. Các thông số thiết bị đối với kỹ thuật đo phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa ... 21 Bảng 6. Dãy chuẩn xác định hàm lượng Fe ................................................................ 22 Bảng 7. Dãy chuẩn xác định hàm lượng Zn ................................................................ 22 Bảng 8. Dãy chuẩn xác định hàm lượng Cu ................................................................ 22 6 MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Lúa mì là một trong năm loại lương thực truyền thống chủ yếu được sản xuất và tiêu thụ trên thế giới. Lúa mì được trồng ở khắp nơi, đây là nguồn cung cấp tinh bột chủ yếu cho con người, gia súc, cung cấp nguyên liệu cho ngành chế biến lương thực thực phẩm và là mặt hàng xuất khẩu có giá trị. Tuy nhiên, do tính chất giàu dinh dưỡng này cũng khiến cho việc bảo quản những hạt lúa mì này trở nên khó khăn hơn do sâu hại, chuột bọ hay nấm mốc cũng không hề dễ dàng bỏ qua loại hạt giàu dinh dưỡng này. Do đó, việc bảo quản cho chất lượng hạt lúa mì luôn trong trạng thái tốt nhất, không bị nát bể, không bị mối mọt hay nấm mốc và bị giảm đi hàm lượng chất dinh dưỡng nên cần được quan tâm; để khi sản xuất các sản phẩm từ lúa mì đạt chất lượng tốt nhất. Mục tiêu của đề tài  Tìm TCVN, QCVN và các tiêu chuẩn nước ngoài cho nguyên liệu hạt lúa mì với đầy đủ các chỉ tiêu vi sinh, hóa lý, chỉ tiêu cảm quan,.  Tìm và tổng hợp các phương pháp kiểm tra cho các chỉ tiêu của nguyên liệu hạt lúa mì. Nội dung nghiên cứu chính  Tìm hiểu sơ lược về lúa mì.  Tiêu chuẩn trong nước và quốc tế dành cho hạt lúa mì.  Xác định các chỉ tiêu cần thiết. 7 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về hạt lúa mì  Lúa mì là một loại cây thân cỏ (Triticum) được trồng ở nhiều nơi trên toàn thế giới. Lúa mì được ứng dụng để sản xuất bột mì làm bánh, thức ăn chăn nuôi, ngoài ra ngày nay người ta còn sử dụng cỏ lúa mì (là thân và rễ lúa mì còn non từ 8-12 ngày tuổi) để làm đẹp da, sản xuất nước ép thảo mộc.  Lúa mì là một loại cây lương thực mỗi năm chỉ trồng một vụ (hoặc vụ đông hoặc vụ xuân) Loại lúa mì trồng vào mùa đông thì kém chịu lạnh hơn lúa mì trồng vào mùa xuân. Ở Nga diện tích trồng lúa mì mùa xuân chiếm 70 – 75%. Còn lúa mì mùa đông chỉ chiếm 25 – 30%.  Theo ước tính của cục Xúc tiến Thương mại, Bộ Công thương năm 2016-2017, kim ngạch nhập khẩu lúa mì của Việt Nam vụ 2015/16 đạt 2,9 triệu tấn, trong đó lúa mì xay xát - 1,5 triệu tấn và lúa mì làm thức ăn chăn nuôi - 1,4 triệu tấn, tăng khoảng 600.000 tấn so với vụ 2014/15 chủ yếu là lúa mì làm thức ăn chăn nuôi. Kim ngạch nhập khẩu niên vụ 2016/17 ước đạt 5 triệu tấn, tăng cả trong xay xát và thức ăn chăn nuôi, trong đó lúa mì nhập khẩu cho xay xát khoảng 1,9 triệu tấn và làm thức ăn chăn nuôi là 3,1 triệu tấn. 1.1.1. Mô tả thực vật  Giới: Plantae  Bộ: Poales  Họ: Poaceae  Phân họ: Pooideae  Tông: Triticiae  Chi: Triticum L  Tên khoa học Triticum spp. Hình 1. Cây lúa mì 8 1.1.2. Nguồn gốc  Lúa mì hay tiểu mạch (Triticum) là một nhóm các loại cỏ được thuần dưỡng từ khu vực Levant và được gieo trồng rộng khắp thế giới. Về tổng thể, lúa mì là thực phẩm quan trọng cho loài người, sản lượng của nó chỉ đứng sau ngô và lúa gạo trong số các loại cây lương thực. Hạt lúa mì là một loại lương thực chung được sử dụng để làm bột mì trong sản xuất các loại bánh mì, mì sợi, bánh kẹo cũng như lên men để sản xuất bia, rượu hay nhiên liệu sinh học  Lúa mì rất đa dạng và phong phú với khoảng 20 dạng. Chúng khác nhau về cấu tạo bông hoa, hạt và một số đặc tính khác. Phần lớn là lúa mì dại, chỉ một số loại thuộc lúa mì được nghiên cứu kĩ thuật như: lúa mì mềm, lúa mì cứng, lúa mì Anh, lúa mì Ba Lan, lúa mì lùn. 1.1.3. Phân loại  Theo độ cứng: Khi phân loại theo độ cứng, ta có hai loại chính là lúa mì cứng (ký hiệu là H) và lúa mì mềm (ký hiệu là S). Độ cứng của lúa mì phụ thuộc phần lớn vào chế độ canh tác. Ta thu được lúa mì cứng tại các vùng đất màu mỡ và ít mưa, ngược lại tại các vùng đất nhiều mưa và ít màu mỡ, ta thu được lúa mì mềm. Trên thế giới, tỷ lệ lúa mì cứng vượt trội hơn: o Lúa mì cứng (Triticum durum): Có hạt to (45 – 69 mg), đẻ nhánh ít, chịu được nóng hơn trong thời gian chín. Râu lúa mì cứng, khá dài và dựng theo chiều bông lúa. Hạt lúa mì cứng có dạng thuôn dài, có màu vàng rơm hoặc đỏ hung. Độ trắng trong của lúa mì rất cao khoảng 95 – 100% Từ những năm 50 của thế kỉ XX, từ giống Norin 10 của Nhật Bản, Bolao đã lai tạo ra những giống lúa mì thấp cây, năng suất cao, có thể đạt 6 – 8tấn/ha trở lên Hình 2. Lúa mì cứng o Lúa mì mềm: (Triticum vulgare): Là dạng trồng nhiều nhất. Nó bao gồm dạng có râu và không râu. Râu mì mềm không hoàn toàn xuôi theo bông mà hơi ria ra xung quanh bông, có hạt quả dính trần, màu trắng hoặc hơi hung đỏ, hình trứng, nặng 35 – 50mg; lá có bẹ thì là, tai lá có bông, chẹn lúa có 12 – 15 bông nhỏ, tự thụ phấn. Nguồn gốc Afganistan, Ấn Độ. Ưa nhiệt 15 – 22oC. Thích hợp với đất thịt pha cát, pha vôi . 9 Hình 3. Lúa mì mềm  Thông thường, lúa mì cứng có hàm lượng protein cao hơn (>11%), lúa mì mềm thì kém hơn (từ 8 đến 10%). Đặc biệt ta có giống T. durum rất cứng cho bột mì có hàm lượng protein cao, có thể đến 15%. Điều này do tế bào nội nhũ của lúa mì cứng có lớp màng giàu protein.  Về mặt công nghệ, lúa mì cứng khó xay hơn, khi xay thì bột mì có kích thước lớn hơn, tỷ lệ hạt tinh bột bị vỡ vụn nhiều hơn. Điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến một số tính chất kỹ thuật của bột mì.  Theo màu sắc: Màu của lúa mì chính là màu của lớp vỏ ngoài của hạt. Lớp vỏ này có hai màu chính là trắng (ký hiệu là W) và đỏ (ký hiệu là R) (Hình a). Lúa mì đỏ có lớp vỏ giàu anthocyanin hơn vì thế có vị chát hơn ; ngoài ra khi xay xát thì tỷ lệ cám cao hơn. Màu đỏ này sẽ ảnh hưởng đến màu của bột mì (Hình b), bột nhào (Hình c) và bánh (Hình d). Hình 4. Màu sắc lúa mì 10 Hình 5. Các loại lúa mì thông dụng  Theo vụ mùa: Khi phân loại theo mùa vụ gieo trồng ta có hai loại lúa mì chính là lúa mì mùa đông (ký hiệu là W) và lúa mì mùa xuân (ký hiệu là S). Do đặc điểm của quá trình sinh tổng hợp, lúa mì mùa đông thường có nhiều khoáng hơn, trong khi lúa mì mùa xuân có nhiều protein hơn. o Lúa mì mùa đông: Lúa mì mùa đông được bắt đầu trồng vào mùa thu. Lúa sẽ phát triển một thời gian ngắn, rồi do nhiệt độ thấp của mùa đông, lúa sẽ ngủ đông. Sau đó lúa sẽ tiếp tục phát triển vào mùa xuân nhờ thời tiết, khí hậu thuận lợi. o Lúa mì mùa xuân: Lúa mì mùa xuân được trồng vào mùa xuân và thu hoạch vào mùa hè. Đặc điểm chiều cao lên đến một mét. Cụm hoa là những bông hoa được chia thành thân và đoạn. Tai bao gồm một số hoa có vảy. Tai của lúa mì mùa xuân có nhiều màu: vàng nhạt, đỏ tía nhạt, xám hoặc vàng, các hạt có màu sáng, vàng hoặc đỏ.  Ngoài ra còn có các loại khác như: - Lúa mì Anh: Cấu tạo bông gần giống mì cứng, bông dày hạt. Khi cắt ngang bông có hình tròn hay bốn cạnh, hạt hình elip, nội nhũ nửa trắng trong hay đục hoàn toàn. - Lúa mì Ba Lan: Dạng này bông dài, hơi dẹp, có râu. Hạt dài, dẹt, màu vàng hổ phách hay vàng sẫm, nội nhũ nữa trắng trong, dạng này ít trồng, ít phổ biến hơn các loại lúa mì ở trên - Lúa mì lùn Bông ngắn, có loại có râu, có loại không râu. Tính chất gần giống lúa mì mềm nhưng hạt nhỏ, chất lượng bột và bánh kém hơn. Dạng này cũng ít được trồng và sử dụng. - Tricicum Aestivum.L: Ở Việt Nam, lúa mì được dùng để sản xuất bột mì từ hạt lúa mì thông thường (Tricicum Aestivum L) thân cây cao khoảng 1,2m thẳng đứng. Lá đơn, có râu dài 6 – 8cm Hạt có màu xanh sáng, dạng hình trứng.  Ngày nay, tuy Việt Nam cũng đã có thử nghiệm trồng giống lúa mì mùa đông ở tỉnh miền núi phía Bắc như Mù Cang Chải, Yên Bái nhưng vẫn chưa thực sự 11 hiệu quả, chủ yếu hạt lúa mì vẫn là nhập từ nước ngoài. 1.2. Cấu tạo và thành phần hóa học 1.2.1. Cấu tạo Hình 6. Cấu tạo của hạt lúa mì 1. Vỏ  Bộ phận giữ cho phôi và nội nhũ khỏi bị tác động cơ học cũng giống như hóa học từ bên ngoài.  Thành phần chủ yếu là Cellulose và Hemicellulose. Không có chất dinh dưỡng nên chế biến tách triệt vỏ càng tốt. Chiều dầy lớp vỏ tùy thuộc vào giống, điều kiện trồng trọt. + Vỏ quả: gồm một vài lớp tế bào chiếm 4 –6% khối lượng toàn hạt. Lớp vỏ quả của hạt lúa mì mỏng, cấu tạo không được chắc như vỏ trấu của thóc nên trong quá trình đập và tuốt, vỏ dễ tách ra khỏi hạt + Vỏ hạt: chiếm 2,25% khối lượng hạt, gồm hai lớp tế bào, lớp ngoài là những lớp tế bào xếp khít với nhau chứa các sắc tố, lớp trong gồm những tế bào không màu ít thấm nước. Vỏ hạt cấu tạo rất bền và dai Nếu dùng lực xay xát khô thì khó bóc vỏ do đó trong quá trình sản xuất bột mì người ta thường phải qua khâu làm ẩm và ủ ẩm. 2. Lớp alorong  Một dãy tế bào bao quanh nội nhũ, tế bào có hình khối hoặc hình chủ nhật hoặc hình vuông.  Tế bào alorong chứa nhiều hợp chất có nito và các giọt chất béo  Chiều dài của lớp alorong phụ thuộc vào loại, hạt giống và đều kiện canh tác 3. Nội nhũ  Nội nhũ lúa mạch chiếm 82% khối lượng toàn hạt, là thành phần chủ yếu để sản xuất ra bột mì. Nội nhũ là phần dữ trự chất dinh dưỡng của hạt, nó chứa đầy tinh bột và protein, ngoài ra trong nội nhũ còn chứa một lượng nhỏ chất béo, muối khoáng và vitamin.  Nội nhũ có màu trắng hoặc vàng nhạt, phụ thuộc vào mức độ chứa đầy protein của tế bào, mức độ liên kết protein với các hạt tinh bột, cũng như kích thước và hình dạng của các hạt tinh bột mà nội nhũ có thể trắng trong, trắng đục hoặc trắng từng phần. 12  Bột mì tách từ nội nhũ thì trắng đẹp. Bột tách từ nội nhũ và một phần từ lớp alorong thì có màu trắng ngà, có nhiều chất dinh dưỡng nhưng khó bảo quản. 4. Phôi  Phôi là phần phát triển thành cây con khi hạt nảy mầm vì vậy trong phôi có khá nhiều chất dinh dưỡng trong phôi chủ yếu gồm có 35% protein, 25% các gluxit hòa tan, 15% chất béo. Phần lớn lượng sinh tố và enzyme của hạt đều tập trung ở phôi  Phôi chiếm khoảng 3,24% khối lượng hạt 1.2.2. Thành phần hóa học: Bảng 1. Thành phần phần trăm các chất có trong hạt lúa mì Thành phần Phần trăm theo khối lượng(%) Protein 8-14 Tinh bột 63,1 Đường 4,32 Cellulose 2,76 Hemicellulose 8,1 Chất béo 22,4 Tro 1,2-1,4  Protein  Tinh bột là thành phần chính của mì, có nhiều trong nội nhũ. Hàm lượng protein của lúa mì dao động trong khoảng khá lớn từ 9,60 – 28,55%. Ngoài protein còn có một lượng nito phi protein chiếm khoảng 0,033 – 0,061%.  Protein lúa mì gồm Albumin, Globulin, Glyadin và Glutein, trong đó chủ yếu là Glyadin và Glutein Hai protein này chiếm khoảng 75% tổng lượng protein của lúa mì. Hai protein này không hòa tan trong nƣớc mà khi nhào với nước thì trương lên tạo thành một khối dẻo đàn hồi gọi là gluten. Loại lúa mì khác nhau thì lượng gluten khác nhau.  Đối với lúa mì bình thường thì lượng gluten tươi chiếm khoảng 20 – 25% khối lượng hạt Gluten màu sáng hay xám, đàn hồi, độ giãn nở cao. Thành phần hóa học của gluten phụ thuộc vào loại giống và chất lƣợng của lúa mì. Trung bình trong gluten sấy khô chứa khoảng 85% protein, 2 – 3% chất béo, 2% chất khoáng, còn lại 10 – 12% glucide.  Glucide  Trong thành phần của lúa mì có nhiều glucide, trong đó tinh bột chiếm 48,73%, ngoài ra còn có lượng đường khử 0,12 – 0,37%, saccharose 1,93 – 3,67% và mantose 0,93 – 2,63%. 13  Chất tro  Trong lúa mì có một lượng nhỏ chất tro, nó phân bố đều trong từng phần của hạt Chủ yếu là P, Ca, Mg  Chất béo  Hạt lúa mì có một lượng nhỏ chất béo, sự phân bố chất béo chủ yếu tập trung ở phôi và cám, còn ở nội nhũ rất ít. Thành phần chất béo của lúa mì bao gồm: acid béo no và không no (pamitic, xtearic, licnoseric, oleic, linolic, lionlenic).  Trong lúa mì có một lượng vitamin gồm vitamin A, vitamin B, H, E, K và một vài loại khác Vitamin A, B 1 , B 2 , B 3 , E, chủ yếu tập trung ở phôi hạt, vì vậy thường dùng cám mì để sản xuất các vitamin này. Ngoài những chất trên, trong lúa mì còn có một lượng chất men như: amylase, men thủy phân protein, men oxy hóa khử, lipoxydase, phitasae, lipase. 14 CHƯƠNG 2. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI HẠT LÚA MÌ Tên chỉ tiêu Tên TCVN/ ISO 2.1. Chỉ tiêu cảm quan Yêu cầu về hạt lúa mì Lúa mì – Các yêu cầu (TCVN 6095:2015 / ISO 7970:2011) Tạp chất Rây thử ngũ cốc (TCVN 4994 : 2008/ ISO 5223) Côn trùng Ngũ cốc và đậu đỗ - xác định sự nhiễm côn trùng ẩn náu – phần 3: phương pháp chuẩn (TCVN 7847-3:2008/ ISO 6639-3) Ngũ cốc và đậu đỗ - Xác định sự nhiễm côn trùng ẩn náu - Các phương pháp nhanh. (TCVN 6130 / ISO 6639-4) 2.2. Chỉ tiêu hóa lý