Thứ Tư, 26 tháng 2, 2014
NGHIÊN CỨU VI BAO CHẤT BÉO ĐỂSẢN XUẤT BỘT SỮA DỪA HÒA TAN
ii
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ii
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC HÌNH iv
DANH MỤC CÁC BẢNG v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT vi
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 -
TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2
1.1
Khái qt về dừa 2
1.1.1
Phân loại dừa 2
1.1.2
Cơm dừa 4
1.2
Sữa dừa 5
1.3
Sản phẩm bột sữa dừa hòa tan 8
1.4
Khái qt về kĩ thuật vi bao (Microencapsulation) 9
1.4.1
Khái niệm 9
1.4.2
Tác nhân vi bao 11
1.4.3
Ứng dụng của kĩ thuật vi bao 12
1.4.4
Sấy phun và kỹ thuật vi bao 13
1.5
Quy trình cơng nghệ sản xuất bột sữa dừa hòa tan 22
1.5.1
Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ 22
1.5.2
Thuyết minh quy trình cơng nghệ 24
Chương 2 -
NGUN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.1
Ngun liệu 26
2.1.1
Cơm dừa 26
2.1.2
Chất bao 26
2.2
Phương pháp nghiên cứu 26
2.2.1
Mục đích của q trình nghiên cứu 26
2.2.2
Sơ đồ nghiên cứu 26
2.2.3
Nội dung nghiên cứu 27
iii
2.3
Các phương pháp phân tích 28
2.3.1
Phương pháp xác định độ ẩm 28
2.3.2
Phương pháp xác định hàm lượng chất béo trong mẫu lỏng và rắn
(phương pháp Adam – Rose – Gottlied) 28
2.3.3
Phương pháp xác định chỉ số acid 28
2.3.4
Phương pháp xác định chỉ số peroxyde 29
2.3.5
Phương pháp cảm quan 29
2.3.6
Phương pháp xác định xác định hiệu quả vi bao 29
2.3.7
Phương pháp xác định hiệu suất vi bao hiệu suất thu hồi chất khơ
29
2.3.8
Phương pháp xác định hiệu suất thu hồi chất khơ 29
2.3.9
Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm 29
Chương 3 -
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 30
3.1
Khảo sát ảnh hưởng của chế độ đồng hóa đến q trình vi bao 30
3.1.1
Khảo sát ảnh hưởng của áp lực đồng hóa đến q trình vi bao 30
3.1.2
Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hóa đến q trình vi bao . 33
3.2
Khảo sát ảnh hưởng của các điều kiện bảo quản trong các loại bao bì
khác nhau đến chất lượng sản phẩm 35
3.2.2
Khảo sát hiệu suất trong các q trình trong qui trình sản xuất bột
sữa dừa hòa tan 47
Chương 4 -
Kết luận và kiến nghị 49
TÀI LIỆU THAM KHẢO 50
PHỤ LỤC 52
iv
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 -
Các sản phẩm chế biến từ cơm dừa 5
Hình 1.2 -
Cấu tạo của hạt cầu béo được nhũ hóa và hạt bột chứa chất béo được vi bao 10
Hình 1.3 -
Số lượng các nghiên cứu kĩ thuật vi bao bằng các phương pháp khác nhau từ
1955 đến 2005 12
Hình 1.4 -
Ảnh hưởng của hàm lượng béo tổng đến lượng béo tự do và hiệu quả vi bao
trong bột sữa 15
Hình 1.5 -
Ảnh hưởng của nồng độ chất khơ của dung dịch trước sấy và tỉ lệ chất bao sử
dụng đến hiệu quả vi bao 16
Hình 1.6 -
Ảnh hưởng của hàm lượng lactose trong thành phần chất bao đến hiệu quả vi
bao 17
Hình 1.7 -
Ảnh hưởng của hàm lượng carbohydrate trong chất bao đến hiệu quả vi bao 19
Hình 1.8 -
Ảnh hưởng của các loại chất bao đến hiệu quả vi bao chất béo 21
Hình 1.9 -
Sơ đồ khối quy trình cơng nghệ sản xuất bột sữa dừa hòa tan 23
Hình 3.1 -
Ảnh hưởng của áp lực đồng hóa đến hiệu quả vi bao, hiệu suất vi bao, hiệu
suất thu hồi chất khơ 31
Hình 3.2 -
Hình chụp hạt bột sữa dừa bằng kính hiển vi điện tử qt áp lực đồng hố để
vi bao chất béo là 200 bar 32
Hình 3.3 -
Hình chụp hạt bột sữa dừa bằng kính hiển vi điện tử qt áp lực đồng hố để
vi bao chất béo là 300 bar 32
Hình 3.4 -
Ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hóa đến hiệu quả vi bao, hiệu suất vi bao, hiệu
suất thu hồi chất khơ 34
Hình 3.5 -
Sự thay đổi độ ẩm của sản phẩm theo thời gian khi được đựng trong các loại
bao bì ở những điều kiện bao gói khác nhau 42
Hình 3.6 -
Sự thay đổi chỉ số acid của sản phẩm theo thời gian khi được đựng trong các
loại bao bì ở những điều kiện bao gói khác nhau 44
Hình 3.7 -
Sự thay đổi chỉ số peroxyde của sản phẩm theo thời gian khi được đựng trong
các loại bao bì khác nhau 46
v
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1:
Đặc điểm các giống dừa 3
Bảng 1.2:
Thành phần hóa học của cơm dừa 5
Bảng 1.3:
Thành phần hóa học của sữa dừa (khơng bổ sung nước khi ép) theo các tác
giả khác nhau 6
Bảng 1.4:
Thành phần các amino acid của các phân đoạn albumin và globulin trong
sữa dừa (g/100g protein) 7
Bảng 1.5:
Tiêu chuẩn vi sinh của sữa dừa (theo Tiêu chuẩn về các sản phẩm từ dừa
APCC, 1994) 8
Bảng 1.6:
Thành phần của bột sữa dừa sản xuất bằng phương pháp sấy phun 9
Bảng 1.7:
Thành phần hóa học của các loại whey protein 17
Bảng 3.1:
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của áp lực đồng hóa đến q trình vi bao 30
Bảng 3.2:
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đồng hóa đến q trình vi bao 33
Bảng 3.3:
Sự thay đổi độ ẩm (w), chỉ số acid (av) và chỉ số peroxyde (pov) của bột
sữa dừa trong q trình làm hư gia tốc khi được bao gói trong các loại bao
bì khác nhau 36
Bảng 3.4:
Sự thay đổi độ ẩm (w), chỉ số acid (av) và chỉ số peroxyde (pov) của bột
sữa dừa trong q trình làm hư gia tốc khi được bao gói trong các loại bao
bì khác nhau 37
Bảng 3.5:
Sự thay đổi độ ẩm (w), chỉ số acid (av) và chỉ số peroxyde (pov) của bột
sữa dừa trong q trình làm hư gia tốc khi được bao gói trong các loại bao
bì khác nhau 38
Bảng 3.6:
Sự thay đổi độ ẩm (w), chỉ số acid (av ) và chỉ số peroxyde (pov) của bột
sữa dừa trong q trình làm hư gia tốc khi được bao gói trong các loại bao
bì khác nhau 39
Bảng 3.7:
Sự thay đổi độ ẩm (w), chỉ số acid (av) và chỉ số peroxyde (pov) của bột
sữa dừa trong q trình làm hư gia tốc khi được bao gói trong các loại bao
bì khác nhau 40
Bảng 3.8:
Sự thay đổi độ ẩm (w), chỉ số acid (av) và chỉ số peroxyde (pov) của bột
sữa dừa trong q trình làm hư gia tốc khi được bao gói trong các loại bao
bì khác nhau 41
Bảng 3.9:
Hiệu suất thu hồi sản phẩm trong các q trình 48
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Tên đầy đủ Kí hiệu
Chất béo khan từ sữa (Anhydrous Milk Fat)
Chỉ số acid (Acid Equivalent)
Chỉ số peroxyde (Peroxyde Equivalent)
Chỉ số DE (Dextrose Equivalence)
Độ ẩm
Hàm lượng béo lý thuyết trong sản phẩm (Method Fat)
Hàm lượng béo tổng (Total Fat)
Hàm lượng béo tự do (Free Fat)
Hiệu suất thu hồi chất khơ (Drying Yield)
Hiệu suất vi bao chất béo (MicroEncapsulation Yield)
Hiệu quả vi bao chất béo (MicroEncapsulation Efficiency)
Kính hiển vi điện từ qt (Scaned Electronic Microscope)
Maltodextrin DE 17
Polyamide
Polyethylene
Polypropylene
Polyvinylcloride
Soy protein isolate (hàm lượng protein 90%)
Sweet Whey Powder hàm lượng protein 11%
Whey Protein Concentrate hàm lượng protein 80%
Whey Protein hàm lượng protein 50%
AMF
av
pov
DE
w
MF
TF
FF
DY
MEY
MEE
SEM
MD17
PA
PE
PP
PVC
SPI
SWP11
WPC80
WP50
Mở đầu
SVTH: Hồ Thanh Triều 1
MỞ ĐẦU
Việt Nam là một quốc gia có nguồn ngun liệu dừa phong phú với chất lượng
rất tốt. Tuy có điểm mạnh về ngun liệu nhưng số lượng các sản phẩm chế biến cơng
nghiệp từ dừa hiện nay vẫn còn ít và chưa phong phú về mặt chủng loại. Nước dừa và
nước cốt dừa là những thành phần giàu dinh dưỡng nhất từ trái dừa. Đặc biệt, nước cốt
d
ừa được xem là ngun liệu khơng thể thiếu trong q trình chế biến nhiều loại món
ăn truyền thống ở các nước trong khu vực Đơng Nam Á. Tuy nhiên, đây là một ngun
liệu giàu béo và rất dễ bị hư hỏng do vi sinh vật nên q trình sử dụng và bảo quản gặp
nhiều khó khăn. Do đó, u cầu cấp thiết đặt ra là cần phải chế biến nguồn ngun liệu
giàu dinh dưỡng này để giữ được chất lượng và kéo dài th
ời gian sử dụng.
Một trong những giải pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề trên là sử dụng kĩ thuật
vi bao chất béo trong nước cốt dừa bằng phương pháp sấy phun để sản xuất bột sữa
dừa. Kĩ thuật này tạo ra sản phẩm có chất lượng cao và ổn định, thời gian bảo quản
kéo dài do sản phẩm có độ ẩm thấp.
Kĩ thu
ật vi bao có lịch sử phát triển hơn 50 năm và hiện nay được ứng dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực sản xuất như thực phẩm, dược phẩm và mỹ phẩm. Với kĩ thuật
vi bao, chúng ta có thể giải quyết được nhiều vấn đề như hạn chế sự tổn thất chất
hương, chất màu tự nhiên, chất dinh dưỡng hay chất mẫn cảm với nhi
ệt độ có trong
sản phẩm.
Bột sữa dừa hòa tan khơng phải là một sản phẩm mới trên thị trường thế giới, nó
đã được sản xuất nhiều ở các quốc gia có diện tích trồng dừa lớn như Philippines,
Malaysia, Indonesia và Sri Lanka. Tuy nhiên cho đến nay, các kết quả nghiên cứu cho
thấy chất lượng của sản phẩm sản xuất bằng phương pháp này vẫn chưa thật tốt. Ta
cần hạn ch
ế hiện tượng oxy hóa chất béo của bột sữa dừa trong q trình sấy cũng như
trong q trình bảo quản sản phẩm.
Từ các ngun nhân kể trên, chúng tơi xác định mục tiêu của nghiên cứu này là
tối ưu hóa một số thơng số của q trình vi bao chất béo bằng phương pháp sấy phun
và lựa chọn phương pháp phù hợp để bảo quản sản phẩm bột sữa dừa hòa tan.
Tổng quan tài liệu
SVTH: Hồ Thanh Triều 2
Chương 1 - TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Khái qt về dừa [2,9,12]
Cây dừa có tên khoa học là Cocos nucifera L, thuộc ngành Hiển hoa bí tử, nhóm
Đơn tử diệp, bộ Spacidiflorales, họ Palmae, chi Cocos, lồi Nucifera. Đặc điểm của bộ
này là thân tròn, sng, khơng nhánh, có mo bao lấy phát hoa. Hoa được mang trên
một gié to, gọi là buồng, hoa dừa là loại tạp tính (có cả hoa đực, hoa cái lẫn hoa lưỡng
tính).
Cây dừa là cây cơng nghiệp dài ngày, sống trong vùng nhiệt đới, thích nghi dễ
dàng trên nhiều vùng sinh thái khác nhau. Dừa là lồi ít kén chọn đất, có thể mọc trên
nhiều loại đất khác nhau: đất cát ven biển, đất sét nặng ven biển, đất phù sa ven sơng,
đất giồng cát, đất quanh vùng thổ cư. Nhiệt độ thích hợp nhất cho cây dừa phát triển là
27 – 29°C; nhiệt độ dưới 20°C kéo dài sẽ làm giảm năng suất dừa, nhưng nếu nhiệt độ
thấp hơn 15°C sẽ làm dừa bị rối loạn sinh lý, gây rụng trái non. Độ ẩm khơng khí thích
hợp cho dừa vào khoảng 60 – 90%, khi độ
ẩm thấp dưới 60%, dừa sẽ bị rụng trái non
vì q khơ hạn. Ngồi ra, dừa là cây ưa sáng, nên nếu trồng trong bóng râm thì sẽ lâu
cho trái. Dừa sẽ mọc và cho trái tốt khi có tổng số giờ chiếu sáng trong năm tối thiểu là
2.000 giờ.
Trái dừa là một quả nhân cứng đơn mầm, bao gồm một gáo cứng bao bọc phần
cơm dừa bên trong; bên ngồi là lớp xơ dừa dày. Cấu tạo cắt ngang trái dừa già từ
ngồi vào trong gồm có hai ph
ần, là lớp biểu bì và hạt. Lớp biểu bì được chia thành
nhiều phần: phía ngồi là lớp biểu bì nhẵn, có sáp; kế đến là lớp trung bì (vỏ quả giữa)
chứa xơ màu nâu, trong cùng là lớp gỗ màu vàng nâu rất cứng, gọi là lớp nội bì (vỏ
quả trong hay gáo dừa). Dưới lớp nội bì là hạt dừa. Cấu tạo của hạt dừa như sau: bên
ngồi là vỏ hạt (lớp màng mỏng màu nâu đỏ, dính chặt vào gáo); bên trong chứa phơi
nh
ũ (còn gọi là cơm dừa) trắng bóng, dày 1 – 2 cm và nước dừa, có màu trắng đục,
chiếm ¾ lòng gáo.
Một trái dừa khi chín có thành phần trung bình như sau (theo phần trăm khối
lượng trái): cơm dừa (30%), vỏ dừa (33,5%), gáo dừa (15%), và nước dừa (21%).
1.1.1 Phân loại dừa
Có thể phân loại các giống dừa theo đặc tính của trái, theo hoa tự hay theo
phương pháp thụ phấn. Nếu phân loại theo phương pháp thụ phấn, có thể chia thành ba
nhóm dừa sau: dừa cao, dừa lùn và d
ừa lai. Đặc tính của các nhóm dừa được thể hiện
trong bảng 1.1.
Dừa được trồng nhiều ở các nước nhiệt đới thuộc châu Á, châu Phi và châu Mỹ
La tinh như Indonesia, Phillipine, Malaysia, Ấn Độ, Việt Nam, Mexico, Cơte
Tổng quan tài liệu
SVTH: Hồ Thanh Triều 3
d’Ivoire… Trong đó, Indonesia và Phillipine là hai quốc gia có sản lượng dừa nhiều
nhất thế giới.
Bảng 1.1: Đặc điểm các giống dừa [2]
Dừa cao Dừa lùn Dừa lai
Thân cao 18 – 20 m, ở
phần gốc cách mặt đất 50
cm có phần phình ra, tán lá
nhiều (38 – 40 lá).
Thân nhỏ, cao khoảng 5 m,
khơng có phần phình ở
gốc, tán lá ít (20 – 22 lá).
Thân cao trung bình, cao
hơn dừa lùn nhưng thấp
hơn dừa cao, gốc có phần
phình ra.
Cho trái muộn (sau 5 – 7
năm trồng), sống lâu (90 –
100 năm).
Cho trái sớm, sống khoảng
30 – 40 năm.
Thời gian cho trái xấp xỉ
nhóm dừa lùn.
Trái to, phẩm chất cơm,
xơ, dầu dừa tốt.
Trái nhỏ, cây cho nhiều
trái, nhưng chất lượng
cơm, dầu, xơ dừa khơng tốt
bằng nhóm dừa cao.
Cơm, dầu dừa tốt như
nhóm dừa cao, nhưng cho
số trái và sản lượng cơm
dừa cao hơn.
Thụ phấn chéo. Tự thụ phấn. Thụ phấn nhân tạo.
Chống chịu được điều kiện
khắc nghiệt của khí hậu,
đất đai, khơng kháng được
các bệnh nguy hiểm như
Lethal yellow, Cadang
cadang.
Khơng chịu được điều kiện
khắc nghiệt của khí hậu,
đất đai (dễ bị kiến vương,
đng phá hoại), nhưng
kháng được các bệnh nguy
hiểm như Lethal yellow,
Cadang cadang.
Mẫn cảm với sự thay đổi
độ ẩm củ
a đất, nhưng
kháng được các bệnh nguy
hiểm như Lethal yellow,
Cadang cadang.
Ở nước ta, cây dừa được trồng nhiều ở Bến Tre (đồng bằng sơng Cửu Long) và
các tỉnh ven biển miền Trung: Bình Định, Phú n, Khánh Hòa… Việt Nam có những
giống dừa rất tốt, khơng kém gì các giống dừa tốt trên thế giới. Ở đồng bằng sơng Cửu
Long, có thể xếp các giống dừa thành 3 nhóm:
b) Nhóm có hiệu quả kinh tế cao
Đây là các giống cho năng suất và hàm lượng dầu cao, phẩm chất cơm và xơ dừ
a
tốt, thích hợp cho cơng nghiệp dầu và xơ dừa, bao gồm các giống sau:
Dừa Ta: thuộc nhóm dừa cao, trái cỡ trung bình, 3 khía rõ rệt, cơm dày 1,1 – 1,2
cm, sau khi trồng 5 năm thì cho trái, khoảng 4.000 – 4.500 trái cho 1 tấn cơm dừa khơ.
Tổng quan tài liệu
SVTH: Hồ Thanh Triều 4
Dừa ta chống chịu rất tốt với các điều kiện khắc nghiệt của khí hậu, đất đai. Tùy theo
màu sắc của vỏ trái, ta có giống dừa Ta xanh và Ta vàng.
Dừa Lửa: thuộc nhóm dừa cao, cỡ trái trung bình đến to, dạng trái tròn. Sản
lượng cơm dừa tương đương với giống dừa Ta.
Dừa Nhím: thuộc nhóm dừa cao, dạng trái hơi dài, có 3 khía rõ rệt, đầu có núm,
trái từ nhỏ đến trung bình, cơm dày 1,1 – 1,2 cm. Sả
n lượng xấp xỉ giống dừa Ta. Tùy
theo màu sắc vỏ trái, ta có giống Nhím xanh và Nhím vàng.
Dừa Dâu: thuộc nhóm dừa lai, trái cỡ hơi nhỏ, dạng trái tròn, 3 khía khơng rõ.
Trái tuy hơi nhỏ nhưng xơ mỏng nên hàm lượng cơm dừa trong trái khá cao, đặc biệt
hàm lượng dầu cao nhất trong các giống dừa hiện nay (66%). Dừa Dâu trồng tốt mỗi
năm cho 14 – 16 buồng, mỗi buồng từ 10 – 15 trái, khoảng 4.500 – 5.000 trái cho 1 tấn
cơm dừa khơ. Tùy theo màu sắc của vỏ trái, ta có các gi
ống dừa Dâu xanh, Dâu đỏ và
Dâu vàng.
c) Nhóm cho nước dừa tươi
Gồm các giống cho trái nhỏ, lượng cơm dừa thấp nhưng nước rất ngọt:
Dừa Ẻo: thuộc nhóm dừa cao, cỡ trái nhỏ nhất trong các giống hiện nay, mỗi
buồng cho 30 – 50 trái.
Dừa Xiêm: thuộc nhóm dừa lùn, mỗi năm cho 16 – 18 buồng, trung bình mỗi
buồng 20 trái. Tùy theo màu sắc vỏ trái, ta có các giống Xiêm xanh và Xiêm đỏ.
Dừa Tam Quan: thuộc nhóm dừa lùn, trái có kích thước trung bình. Trái có màu
vàng ngà.
d)
Nhóm có hiệu quả kinh tế thấp
Gồm các giống có lượng cơm dừa thấp, tỉ lệ đậu trái thấp, ít có hiệu quả kinh tế:
Dừa Dứa (hay Dừa Bơng), Dừa Sáp (dừa đặc ruột, khơng có nước), Dừa Dang, Dừa
Bị.
Trong các giống dừa được trồng ở Việt Nam, giống dừa Ta là giống được trồng
nhiều nhất (chiếm 65 – 75% diện tích), hơn nữa, chúng cho sản lượng cơ
m dừa cao
cũng như chất lượng cơm dừa tốt nên phù hợp để sản xuất bột sữa dừa.
1.1.2 Cơm dừa
Người ta thu hoạch dừa khi độ tuổi của nó được 10 – 12 tháng, gọi là dừa khơ.
Trong thành phần của trái dừa khơ, cơm dừa là phần có giá trị dinh dưỡng nhất. Thành
phần hóa học của cơm dừa thể hiện trong bảng 1.2:
Tổng quan tài liệu
SVTH: Hồ Thanh Triều 5
Bảng 1.2: Thành phần hóa học của cơm dừa [12]
Thành phần Hàm lượng (% khối lượng)
Nước 44,0 – 52,5
Protein 3,0 – 4,3
Carbohydrates tổng 9,0 – 10,0
Xơ 2,1 – 3,4
Chất béo 34,7 – 38,2
Tro 0,8 – 1,3
Từ cơm dừa, người ta chế biến ra rất nhiều sản phẩm khác nhau, như trong quy
trình dưới đây:
Nghiền
Trích ly - Ép
Nước cốt dừa
Cơm dừa tươi
Bã
Phơi sấy
Sấy
Cơm dừa nạo sấy
Cơm dừa khô
Sấy phunNghiền
Bột cơm dừa Bột sữa dừa
Trích ly - Ép
Dầu dừa
Bã Đóng hộp
Nước cốt dừa
1123113
1 : dùng trong cơng nghệ sản xuất bánh, kẹo và các thực phẩm khác.
2 : dùng chủ yếu trong cơng nghệ hóa học (xà phòng, bột giặt, dầu chải tóc…).
3 : dùng làm thức ăn gia súc.
Hình 1.1 - Các sản phẩm chế biến từ cơm dừa
1.2 Sữa dừa
Sữa dừa hay còn gọi là nước cốt dừa, có dạng nhũ tương, màu trắng đục, nhận
được khi ép cơm dừa tươi nạo nhuyễn trong điều ki
ện có hay khơng bổ sung nước.
Đăng ký:
Đăng Nhận xét (Atom)
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét