Luận văn Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sữa bắp tiệt trùng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ÔN BÍCH VÂN KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG SỮA BẮP TIỆT TRÙNG ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành 08 Người hướng dẫn Th.S: DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN CẦN THƠ 2007 i Luận văn đính kèm sau đây, với tựa đề tài: “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sữa bắp tiệt trùng”, do Ôn Bích Vân thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên chấm phản biện ThS. DƯƠNG THỊ PHƯỢNG LIÊN TS. NGUYỄN CÔNG HÀ Cần Thơ, ngày tháng năm 2007 Chủ tịch hội đồng TS. LÝ NGUYỄN BÌNH ii LỜI CẢM TẠ Em chân thành cám ơn quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ, quý thầy cô Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng trong những năm qua đã tận tình truyền đạt kiến thức cho em. Em chân thành cám ơn quý thầy cô phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm và thư viện khoa đã tạo điều kiện thuận lợi cho em thực hiện đề tài. Đặc biệt em chân thành cám ơn cô Dương Thị Phượng Liên đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình giúp đỡ cho em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Chân thành cám ơn các bạn lớp CNTP 28 đã đóng góp ý kiến, giúp đỡ tôi trong thời gian vừa qua. Cần Thơ, 15 tháng 06 năm 2007 Sinh viên thực hiện Ôn Bích Vân iii TÓM TẮT Sản phẩm sữa bắp tiệt trùng được chế biến trên cơ sở nguồn nguyên liệu gồm bắp và sữa, nhằm đa dạng hóa sản phẩm trên thị trường, tạo một sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao, đáp ứng nhu cầu thị hiếu của thị trường, đồng thời cũng làm tăng nguồn tiêu thụ cho nhà nông nhưng giá thành sản phẩm vừa túi tiền người dân. Phần nghiên cứu chế biến sữa bắp tiệt trùng được tiến hành tập trung vào các nội dung sau: Khảo sát ảnh hưởng các quá trình thủy phân bắp hạt bằng enzyme với nhiệt độ thủy phân trong hai khoảng 52-550C và 62-650C, thời gian thủy phân tương ứng là 0 phút (đối chứng, không thủy phân), 30 phút, 60 phút, 90 phút. Kết quả cho thấy bắp thủy phân ở 62-650C trong thời gian 90 phút, pH= 4,1-4,2 sẽ cho sản phẩm có độ nhớt phù hợp, trạng thái cảm quan tốt nhất. Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của dịch bắp bổ sung vào sữa đến giá trị cảm quan của sản phẩm được tiến hành với tỷ lệ dịch bắp : sữa là 0:10, 1:9, 2:8, 3:7. Kết quả cho thấy tỷ lệ dịch bắp : sữa = 2:8 cho sản phẩm có đặc tính cảm quan thích hợp nhất. Chất lượng và khả năng bảo quản các sản phẩm được quyết định rất lớn bởi chế độ tiệt trùng. Phần nội dung thực hiện này được tiến hành trên cơ sở áp dụng 4 chế độ tiệt trùng là 1210C trong 15 phút, 1210C trong 20 phút, 1250C trong 5 phút, 1250C trong 10 phút. Thực tế nghiên cứu đã tìm ra chế độ tiệt trùng ở nhiệt độ 1250C trong thời gian 5 phút cho sản phẩm an tòan về mặt vi sinh và chất lượng cảm quan tốt. iv MỤC LỤC LỜI CẢM TẠ..........................................................................................................ii TÓM TẮT............................................................................................................. iii MỤC LỤC .............................................................................................................iv DANH SÁCH HÌNH..............................................................................................vi DANH SÁCH BẢNG............................................................................................vii CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................1 1.1 Tổng quan......................................................................................................1 1.2. Nội nghiên cứu .............................................................................................1 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU...................................................................2 2.1 Nguyên liệu dùng trong sữa bắp tiệt trùng......................................................2 2.1.1 Bắp hạt....................................................................................................2 2.1.2 Sữa tươi nguyên liệu .............................................................................12 2.2 Giới thiệu cơ sở khoa học một số quá trình cơ bản trong sản xuất, chế biến các sản phẩm từ sữa...........................................................................................21 2.2.1 Quá trình đun nóng ...............................................................................21 2.2.2 Quá trình đồng hóa................................................................................21 2.2.3 Quá trình tiệt trùng................................................................................22 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................24 3.1. Phương tiện thí nghiệm...............................................................................24 3.1.1. Thời gian địa điểm ...............................................................................24 3.1.2. Nguyên vật liệu....................................................................................24 3.1.3. Thiết bị - dụng cụ .................................................................................24 3.1.4. Hóa chất sử dụng .................................................................................24 3.2. Nội dung nghiên cứu...................................................................................27 3.2.1 Thí nghiệm 1.........................................................................................27 3.2.2 Thí nghiệm 2.........................................................................................29 3.2.3 Thí nghiệm 3.........................................................................................31 3.3 Phương pháp đo đạc, phân tích ....................................................................32 3.4 Phương pháp phân tích số liệu .....................................................................32 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ........................................................33 4.1 Ảnh hưởng của chế độ thủy phân tinh bột bắp đến chất lượng sản phẩm......33 4.1.1 Ảnh hưởng của chế độ thủy phân tinh bột bắp đến lượng đường sinh ra của dịch thủy phân.........................................................................................33 4.1.2 Ảnh hưởng của quá trình thủy phân tinh bột bắp đến đặc tính vật lý sản phẩm..............................................................................................................35 4.1.3 Ảnh hưởng của chế độ thủy phân tinh bột bắp đến giá trị cảm quan sản phẩm..............................................................................................................39 4.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch bắp thủy phân và sữa đến chất lượng sản phẩm..................................................................................................................41 4.2.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch bắp thủy phân và sữa đến đặc tính vật lý sản phẩm....................................................................................................42 4.2.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch bắp thủy phân và sữa đến giá trị cảm quan...............................................................................................................43 4.3 Ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến chất lượng và bảo quản sản phẩm.......44 4.3.1 Ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến đặc tính vật lý sản phẩm ..............45 v 4.3.2 Ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến mật số vi sinh vật và khả năng bảo quản...............................................................................................................45 4.3.3 Ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến giá tri cảm quan sản phẩm ...........47 5.1 Kết luận .......................................................................................................49 5.2 Đề nghị ........................................................................................................51 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU......................................................................................52 PHỤ LỤC vi DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Cây bắp.......................................................................................................2 Hình 2: Trái bắp ......................................................................................................3 Hình 3: Cấu trúc tiêu biểu của amylose ...................................................................6 Hình 4: Cấu trúc tiêu biểu của amylopectin .............................................................7 Hình 5: Nhiệt độ hồ hóa tinh bột..............................................................................8 Hình 6: Cấu trúc tiêu biểu của tinh bột ....................................................................8 Hình 7: Tác dụng của amylase lên tinh bột ...........................................................12 Hình 8: Thành phần các hợp chất chứa nitơ trong sữa............................................15 Hình 9: Cấu trúc của micelle casein.......................................................................15 Hình 10: Công thức cấu tạo của đường lactose ......................................................16 Hình 11: Cân điện tử (A) và máy đo pH (B) ..........................................................25 Hình 12: Máy đo màu (A) và hệ thống soxhlet (B) ................................................25 Hình 13: Hệ thống cất đạm (A) và nồi tiệt trùng (B) ..............................................26 Hình 14: Máy đồng hóa .........................................................................................26 Hình 15: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1.........................................................................28 Hình 16: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2.........................................................................30 Hình 17: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3.........................................................................32 Hình 18: Hàm lượng đường sinh ra theo chế độ thủy phân tinh bột bắp bằng ezyme ..............................................................................................................................34 Hình 19: Dịch bắp trước và sau khi thủy phân ở 52-550C ......................................35 Hình 20: Dịch bắp trước và sau khi thủy phân ở 62-650C ......................................35 Hình 21: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt sản phẩm theo chế độ thủy phân.....36 Hình 22: Đồ thị biễu diễn L của sản pnẩm theo nhiệt độ và thời gian thủy phân ....38 Hình 23: Sản phẩm với dịch bắp được thủy phân ở 52-550C..................................41 Hình 24: Sản phẩm với dịch bắp được thủy phân ở 62-650C..................................41 Hình 25: Đồ thị biểu biễn sự thay đổi độ nhớt, giá trị L của sản phẩm ở các tỷ lệ dịch bắp:sữa ..........................................................................................................43 Hình 26: Sản phẩm ở các tỷ lệ dịch bắp:sữa...........................................................44 Hình 27: Sản phẩm ở các chế độ tiệt trùng.............................................................48 Hình 28: Sản phẩm sữa bắp tiệt trùng ....................................................................49 Hình 29: Quy trình chế biến sản phẩm sữa bắp tiệt trùng đề nghị ..........................50 vii DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Hàm lượng các chất trong thân lá ...............................................................4 Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng..............................................................................5 Bảng 3: Thành phần acid amin cần thiết ..................................................................5 Bảng 4: So sánh thành phần hóa học của bắp và gạo ...............................................6 Bảng 5: Đặc tính của tinh bột bắp............................................................................7 Bảng 6: Một số tính chất vật lý của sữa nguyên liệu .............................................12 Bảng 7: Thành phần hóa học của sữa.....................................................................13 Bảng 8: Thành phần các acid béo trong sữa ..........................................................14 Bảng 9: Một số tính chất của chất béo trong sữa....................................................14 Bảng 10: Chất khoáng trong sữa bò tươi................................................................17 Bảng 11: Lượng dịch bắp, sữa cần phối chế...........................................................27 Bảng 12: Lượng đường bổ sung (tính trên khối lượng hỗn hợp của dịch bắp và sữa) ..............................................................................................................................27 Bảng 13: Lượng dịch bắp thủy phân và sữa theo các tỷ lệ sử dụng ........................30 Bảng 14: Lượng đường bổ sung (tính trên khối lượng hỗn hợp của dịch bắp và sữa) ..............................................................................................................................30 Bảng 15: Lượng dịch bắp và sữa cần sử dụng........................................................31 Bảng 16: Bảng phân tích chung .............................................................................32 Bảng 17: Hàm lượng đường sinh ra ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian thủy phân ..33 Bảng 18: Hàm lượng đường sinh ra ảnh hưởng bởi chế độ thủy phân ....................33 Bảng 19: Độ nhớt sản phẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ, thời gian thủy phân .............35 Bảng 20: Độ nhớt sản phẩm ảnh hưởng bởi chế độ thủy phân................................36 Bảng 21:Kết quả thống kê giá trị L sản phẩm theo hai nhân tố nhiệt độ và thời gian ..............................................................................................................................37 Bảng 22: Kết quả thống kê giá trị L của sản phẩm theo một nhân tố kết hợp nhiệt độ ..............................................................................................................................37 Bảng 23: Kết quả thống kê giá trị a của sản phẩm theo hai nhân tố nhiệt độ và thời gian thủy phân .......................................................................................................38 Bảng 24: Kết quả thống kê giá trị b của sản phẩm theo hai nhân tố nhiệt độ và thời ..............................................................................................................................39 Bảng 25: Điểm cảm quan trạng thái của sản phẩm theo nhiệt độ và thời gian thủy phân tinh bột bắp ...................................................................................................39 Bảng 26: Điểm cảm quan trạng thái của sản phẩm theo một nhân tố kết hợp nhiệt độ và thời gian thủy phân tinh bột bắp........................................................................40 Bảng 27: Đặc tính vật lý của sản phẩm ảnh hưởng bởi các tỷ lệ phối chế...............42 Bảng 28: Điểm cảm quan về màu, mùi, vị của sản phẩm theo tỷ lệ phối chế..........43 Bảng 29: Đặc tính vật lý của sản phẩm ảnh hưởng bởi một nhân tố kết hợp nhiệt độ và thời gian tiệt trùng.............................................................................................45 Bảng 30: Mật số vi sinh vật và khả năng bảo quản sản phẩm ở các chế độ tiệt trùng ..............................................................................................................................46 Bảng 31: Điểm cảm quan về màu, mùi, vị của sản phẩm theo một nhân tố kết hợp47 nhiệt độ và thời gian tiệt trùng ...............................................................................47 1 CHƯƠNG I ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan Ở Việt Nam, bắp là loại nông sản xuất khẩu đứng hàng thứ ba sau lúa và cao su, được trồng chủ yếu ở những nơi khó trồng lúa. Hiện nay, tại Đồng Bằng Sông Cửu Long diện tích trồng bắp gia tăng, đạt năng suất cao, chất lượng tốt. Với tiềm năng phát triển như thế, bắp sẽ là nguồn nguyên liệu có lợi thế lớn phục vụ cho sản xuất, chế biến với qui mô công nghiệp. Hơn thế do nhu cầu thưởng thức của con người ngày một nâng cao, những sản phẩm được chế biến từ nguồn tự nhiên của cây trái được ưa chuộng hơn. Có rất nhiều loại sữa tươi chủ yếu chúng khác nhau về thành phần được bổ sung hay không được bổ sung vào. Ở đây là bắp được bổ sung vào sữa tươi, sữa này có mùi vị rất đặc trưng, sẽ phù hợp với thị hiếu của nhiều người tiêu dùng. Từ những luận điểm như trên, phần nội dung bài viết “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sữa bắp tiệt trùng” nhằm tìm ra nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi chất lượng của sản phẩm sữa bắp tiệt trùng. 1.2. Nội nghiên cứu Khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lý bắp hạt đến chất lượng sữa bắp tiệt trùng. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch bắp bổ sung đến chất lượng sản phẩm. Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến chất lượng cảm quan và khả năng bảo quản của sản phẩm. 2 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Nguyên liệu dùng trong sữa bắp tiệt trùng 2.1.1 Bắp hạt Hình 1: Cây bắp a. Đại cương về nguyên liệu bắp, thành phần và giá trị dinh dưỡng -Nguồn gốc Bắp (Zea mays L.) thuộc họ Gramineae, tông (họ phụ: tribus) Maydeae. Cây bắp đã được con người canh tác từ rất lâu, các nhà khảo cổ khai quật tại Batcave (tiểu ban New Mexico Hoa Kỳ, 1984) tìm thấy các mảnh vỏ hạt bắp nằm ở tầng niên đại cách nay 5600 năm. Các nhà khảo cổ lại tìm gặp hạt phấn hoa của giống Zea nằm ở tầng văn hóa có niên đại xưa 6000 - 8000 năm. Với khoảng 7000 năm tiến hóa và phát triển, từ khi người dân da đỏ thuần hóa ở thung lũng Tehuacan – miền trung Mexico, cây ngô tiến về phía bắc dựng nên nền văn minh của thổ dân châu lục mới, sau đó lang sang châu Âu, châu Á, châu Phi và trở thành một trong những cây lương thực quan trọng của loài người. Có nhiều giả thuyết về sự hiện diện của loài Zea mays trong thiên nhiên, khi xưa người ta nghĩ cây bắp được tạo nên do loài Euchlaena mexicana lai với loài hoang dại nào đó, đến năm 1945 Mangelsdorf và Reeves phân tích nhiễm thể đã bác bỏ giả thuyết này. Và một vài giả thuyết khác trong những năm tiếp theo về sự hiện diện của Zea mays đều bị bác bỏ. Ngày nay, dựa vào các mảnh hóa thạch đã khai quật và các hình vẽ trên những mảnh đồ gốm của người Peru cổ người ta tạm cho rằng bắp bắt nguồn từ cây bắp vỏ (Zea mays var. tunicata). Tại Việt Nam, có lẽ bắp do ông Trần Thế Vinh mang từ Trung Quốc về vào cuối thế kỷ 17. Một số giả thuyết khác thì cho là cây bắp do ông Phùng Khắc Khoan mang về từ đất Thục (Trung Quốc) trồng đầu tiên tại Sơn Tây. -Phân loại, đặc điểm của từng loại bắp 3 Hình 2: Trái bắp Cấu tạo hạt bắp gồm: mày, vỏ, lớp alơrôn, nội nhũ, phôi hạt. Có thể phân loại bắp theo 3 cách +Theo nông học: giống lấy hạt, giống lấy cây +Theo thương phẩm: bắp vàng, bắp trắng, bắp tạp +Theo cấu tạo tế bào của nội nhũ: Chia làm 8 loại Bắp vỏ (bắp bọt: pod corn): Zea mays var. tunicata Là dạng bắp nguyên thủy, chỉ trồng để nghiên cứu vì năng suất thấp, không có giá trị kinh tế. Có 55 -80% tinh bột. Lượng tinh bột trong hạt gồm: 20% là amylose, 80% amylopectin. Bắp răng ngựa (dent corn): Zea mays var. indentata Là bắp có trái và hạt tương đối lớn, phần tinh bột cứng và trong suốt (phôi nhũ sừng) nằm ở hai cạnh bên của hạt, phần đầu và giữa hạt là tinh bột mềm và đục. Có 60 – 65% tinh bột. Lượng tinh bột trong hạt gồm: 21% là amylose, 79% amylopectin. Loại này trồng nhiều ở Hoa Kỳ và vùng bắc Mexico. Bắp đá (bắp tẻ: flint corn): Zea mays var. indurata Hạt bắp hơi nhỏ hơn bắp răng ngựa, đầu hơi tròn phần lớn là phôi nhũ sừng ở bên ngoài, ít phôi nhũ bột, do đó hạt cứng. Có 56 – 75% tinh bột. Lượng tinh bột trong hạt gồm: 21% là amylose, 79% amylopectin. Phổ biến ở Âu, Á Trung và Nam Mỹ. Bắp nổ (pop corn): Zea mays var. eve