Vật liệu, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Vật liệu nghiên cứu
- Gạo Khang dân 18: Giống thuần nhập nội Trung Quốc
- Gạo Bắc thơm 7: Giống thuần nhập nội từ Trung Quốc
- Gạo Jasmine 85: Được chọn tạo từ tổ hợp lai Pata/ TN 1// Khao dawk Mali của Viện Lúa Quốc tế (IRRI)
- Gạo Tám Hải Hậu: Được nông dân tự chọn và để giống tại Nghĩa Hưng- Nam Định
- Gạo Q5: Giống thuần nhập nội Trung Quốc Các loại gạo trên được mua tại các đại lya bán gạo Hoàng Mai.
Dụng cụ, hoá chất và thiết bị phân tích
- Cân điện tử G&G TC 6K-Trung Quốc
- Máy đo pH Mi 105-Rumani
- Kính hiển vi JS25-Trung Quốc
- Tủ sấy đối lưu Ketong 101-Trung Quốc
- Chiết quang kế cầm tay N-1E-Nhật
- Thiết bị nghiền inox công suất 20kg/h –Việt Nam
- Thiết bị ly tâm vắt-Trung Quốc
- Thiêt bị sấy phun LPG-5 Centrifuge Spray Dryer LPG-5 kiểu đĩa phun, Trung Quốc
- Chiết quang kế N-1E (Brix 0-32%) -Nhật Bản
- Máy đo độ nhớt Brookfield –DV, Mỹ
- Các dụng cụ thủy tinh trong phòng thí nghiệm…
- Sodium hydroxide (NaOH) ≥ 96% của Công ty Xilong Scientific- Trung Quốc
- Xanh methylen 1% nguồn gốc Việt Nam luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si
Địa điểm nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại: Phòng thí nghiệm, xưởng thực nghiệm của Trung tâm Công nghệ Sinh học và Công nghệ Thực phẩm Hà Nội.
Nội dung nghiên cứu
- Đánh giá chất lượng gạo để lựa chọn nguyên liệu phù hợp cho sản xuất tinh bột gạo tiền gel
- Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ của công đoạn sản xuất tinh bột gạo
- Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ của công đoạn biến tinh tinh bột gạo tạo sản phẩm tinh bột tiền gel
- Đánh giá chất lượng sản phẩm tinh bột tiền gel hóa
- Đề xuất quy trình sản xuất tinh bột tiền gel hóa từ gạo.
Bố trí thí nghiệm
3.5.1 Nội dung 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lựa chọn để sản xuất tinh bột gạo tiền gel
3.5.1.1 Thí nghiệm 1: Đánh giá chất lượng nguyên liệu gạo lựa chọn để sản xuất tinh bột gạo tiền gel
Tiến hành phân tích đánh giá các chỉ tiêu của 5 loại gạo:
Giống lúa Khang Dân 18 là một giống lúa thuần chủng có nguồn gốc từ Trung Quốc, được công nhận theo Quyết định số 1659 QĐ/BNN-KHCN vào ngày 13/5/1999 Đây là giống lúa ngắn ngày, với thời gian sinh trưởng khoảng 135 ngày trong trà xuân muộn.
135 ngày, ở trà mùa sớm là 105 - 110 ngày Năng suất trung bình đạt 50 - 55 tạ/ha Năng suất cao có thể đạt 60 - 65 tạ/ha
Giống lúa Bắc thơm 7 là giống lúa thuần nhập từ Trung Quốc, được công nhận theo Quyết định số 1224 QĐ/BNN-KHCN ngày 21/4/1998 Giống lúa này có thể gieo cấy trong cả hai vụ, với thời gian sinh trưởng từ 135 - 140 ngày cho vụ xuân muộn và 115 - 120 ngày cho vụ mùa sớm Năng suất trung bình đạt từ 40 - 45 tạ/ha, trong khi năng suất cao có thể lên tới 45 - 50 tạ/ha.
Giống lúa Tám Xoan, còn gọi là Tám thơm, được trồng lâu đời tại các huyện Nghĩa Hưng và Hải Hậu, tỉnh Nam Định Giống lúa này đã được nông dân tự chọn và được Bộ Nông nghiệp và Công thương cho phép đưa vào sản xuất từ tháng 11 năm 1995 Thời gian sinh trưởng của giống lúa này trong vụ Mùa là từ 155 đến 162 ngày, với năng suất trung bình đạt 30 - 32 tạ/ha, và có thể đạt năng suất cao lên đến 35 - 40 tạ/ha.
Giống lúa Jas mine 85 (Dòng lai IR 841-85) được phát triển từ tổ hợp lai Pata/TN 1//Khao dawk Mali của Viện nghiên cứu Lúa Quốc tế (IRRI) và đã được nhập vào Việt Nam vào năm 1992 Giống lúa này hiện đang được sản xuất rộng rãi tại các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) Thời gian sinh trưởng của giống lúa này dao động từ 100 đến 105 ngày, với năng suất trung bình đạt từ 6 đến 8 tấn/ha trong vụ Đông Xuân và từ 4 đến 5 tấn/ha trong vụ Hè Thu.
Giống lúa Q5: Là giống lúa thuần Trung Quốc có nơi còn gọi là dòng số 2 của Q4 hoặc Mộc Tuyền ngắn ngày, được công nhận giống theo Quyết định số
Giống cây trồng được quy định tại QĐ/BNN-KHCN số 1659, ngày 13 tháng 5 năm 1999, đã được gieo trồng tại Việt Nam từ năm 1993 Thời gian sinh trưởng của giống này trong vụ xuân là từ 130 đến 135 ngày, với tiềm năng năng suất trung bình đạt từ 55 đến 60 tạ/ha, và có thể vượt mức này nếu được thâm canh.
Để lựa chọn giống lúa đạt tiêu chuẩn cho các nghiên cứu tiếp theo, chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với năng suất 70 tạ/ha, như được trình bày trong bảng dưới đây.
Công thức CT1.1 CT1.2 CT1.3 CT1.4 CT1.5
Tiến hành theo dõi các chỉ tiêu: Nhiệt độ hồ hóa, hàm lượng protein, hàm lượng amyloza
3.5.2 Nội dung 2: Kết quả ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến sản xuất tinh bột
3.5.2.1 Thí nghiệm 2: Nghiên cứu lựa chọn nồng độ NaOH cho quá trình ngâm gạo
Tiến hành thí nghiệm, lấy 20g gạo từ thí nghiệm 1 và ngâm trong dung dịch NaOH với các nồng độ 0,01; 0,02; 0,03 và 0,04% Tỷ lệ gạo so với dung dịch ngâm là 1:3, thực hiện ở nhiệt độ 25-30 độ C trong thời gian 12 giờ Các nồng độ dung dịch NaOH được thể hiện trong bảng dưới đây.
Công thức CT2.1 CT2.2 CT2.3 CT2.4
Chỉ tiêu theo dõi: pH, độ trương nở và cảm quan luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si
3.5.2.2 Thí nghiệm 3: Nghiên cứu lựa chọn thời gian cho quá trình ngâm gạo Tiến hành: Gạo (20g) được ngâm trong dung dịch NaOH nồng độ đã lựa chọn được từ thớ nghiệm trước, tỷ lệ gạo/dịch ngõm : ẵ, nhiệt độ 25-30 o C , thời gian ngâm khảo sát lần lượt là: 12 ; 18; 24; 30; 36 giờ Với kí hiệu lần lượt là CT3.1, CT3.2, CT3.3, CT3.4, CT3.5
Chỉ tiêu theo dõi: pH, độ trương nở và cảm quan sản phẩm
3.5.2.3 Thí nghiệm 4: Lựa chọn điều kiện tối ưu của công đoạn loại protein của tinh bột
Chúng tôi đã lựa chọn ba yếu tố chính ảnh hưởng đến quá trình tách protein từ dịch sữa tinh bột gạo, bao gồm nồng độ NaOH (%), nhiệt độ (°C) và thời gian tách protein (giờ), dựa trên hàm lượng protein có trong gạo và miền tối ưu cho việc tách loại protein khỏi tinh bột.
Nhiệt độ tách protein: từ 20 – 40 o C (B)
Thời gian tách protein: từ 1 – 5 h (C)
Thí nghiệm được thực hiện bằng cách bổ sung NaOH vào dịch sữa gạo với nồng độ từ 0,1-0,3%, khuấy đều trong khoảng thời gian 1-5 giờ và ở nhiệt độ 20-40 độ C Phương pháp tối ưu hóa được áp dụng là “hàm mong đợi” thông qua mô hình Box-Bhenken, sử dụng phần mềm Design Expert 7.1.6 Mục tiêu là xác định giá trị của ba yếu tố ảnh hưởng để đảm bảo hàm lượng protein còn lại trong sản phẩm không vượt quá 0,5%.
8 0.10 40.00 1.00 luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si
Xây dựng hàm hồi quy bậc hai nhằm mục tiêu xác định hàm lượng protein tách ra từ dung dịch sữa tinh bột Việc kiểm tra ý nghĩa của các hệ số và độ phù hợp của mô hình được thực hiện thông qua phân tích hồi quy.
3.5.3 Nội dung 3: Nghiên cứu xác định các thông số công nghệ của công đoạn biến tinh tinh bột gạo tạo sản phẩm tinh bột tiền gel
3.5.3.1 Thí nghiệm 5 Xác định nồng độ tinh bột thích hợp cho quá trình hồ hoá
Nồng độ tinh bột có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình hồ hóa Để thực hiện, hòa tinh bột vào nước với các tỷ lệ 5%, 10%, 15% và 20%, sau đó gia nhiệt từ từ và giữ ở nhiệt độ ổn định.
90 o C trong thời gian 5 phút Tỷ lệ hòa tinh bột trong nước được thể hiện ở bảng dưới đây
Công thức CT5.1 CT5.2 CT5.3 CT5.4
Tỷ lệ hòa tinh bột trong nước
Chỉ tiêu đánh giá là cảm quan trạng thái dịch hồ tinh bột luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si
3.5.3.2 Thí nghiệm 6 Xác định nhiệt độ và thời gian hồ hoá thích hợp
Nhiệt độ hồ hóa tinh bột gạo được xác định qua độ nhớt của dịch hồ hóa tinh bột ở các nhiệt độ khác nhau Độ nhớt cao nhất xảy ra khi các tinh bột đạt tỷ lệ trương nở tối đa Nếu tiếp tục tăng nhiệt hoặc kéo dài thời gian, hạt tinh bột sẽ bị vỡ, và thời điểm độ nhớt bắt đầu giảm được coi là thời gian hồ hóa tinh bột.
Để tối ưu hóa quá trình hồ hóa, cần chú trọng vào hai yếu tố chính là nhiệt độ và thời gian Thí nghiệm được bố trí như sau: hòa tinh bột với nước theo tỷ lệ đã xác định từ thí nghiệm trước, với thời gian khảo sát là 5, 10, 15 và 20 phút, và nhiệt độ được điều chỉnh ở các mức 70 o C, 75 o C, 80 o C, 85 o C và 90 o C.
Chỉ tiêu đánh giá bao gồm độ nhớt (ĐN) và độ hòa tan (ĐHT) của dịch hồ hóa, đồng thời theo dõi sự biến đổi của hạt tinh bột cho đến khi chúng trở nên vô định hình Quá trình này được thực hiện bằng cách nhuộm xanh methylen và quan sát dưới kính hiển vi.
3.5.3.3 Thí nghiệm 7 Xác định nồng độ chất khô cho quá trình sấy phun
Phương pháp phân tích
- Xác định hàm lượng protein tổng số theo phương pháp Kjeldahl (TCVN 9936: 2013)
- Xác định độ ẩm theo phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (TCVN 9934:2013)
- Xác định nồng độ chất khô bằng chiết quang kế
3.6.1.1 Xác định nhiệt độ hồ hóa của gạo qua độ thủy phân kiềm (TCVN - 5715- 1993)
Dùng dung dịch KOH 0,7% phân hủy 6 hạt gạo xát nguyên ở nhiệt độ
Nhiệt độ 30°C trong 23 giờ được sử dụng để xác định độ phân hủy kiềm của hạt gạo Bằng cách so sánh hình dáng và mức độ phân hủy của mẫu gạo thí nghiệm với mẫu chuẩn và thang điểm chuẩn, chúng ta có thể quy ra nhiệt độ hồ hóa của mẫu gạo.
Nhiệt độ hồ hóa của các mẫu được xác định thông qua mức độ phân hủy trong dung dịch ptassium hydroxide
Chọn 30 hạt gạo nguyên ở 5 mẫu gạo Lấy 6 hạt gạo xát nguyên đặt vào hộp Petric sắp xếp sao cho các hạt gạo không chạm vào nhau Dùng pipet cho vào hộp khoảng 10 ml dung dịch KOH 0,7% (để dung dịch ngập gạo) Đậy hộp Petric lại, để nhiệt độ 30 0 C trong khoảng 23 giờ Sau thời gian 23 giờ lấy hộp Petric ra và quan sát hình dáng, mức độ bị kiềm phân hủy từng hạt gạo trong mẫu rồi dựa vào thang điểm để đánh giá
- Điểm 1: Hạt gạo không bị phân hủy
- Điểm 2: Hạt gạo trương lên
- Điểm 3: Hạt gạo bị trương lên, vành keo không hoàn thiện và hẹp
- Điểm 4: Hạt gạo bị trương lên, vành keo không hoàn thiện và rộng
- Điểm 5: Hạt gạo bị nứt ra và vỡ thành những mẫu nhỏ, vành keo hoàn chỉnh và rộng
- Điểm 6: Hạt gạo bị phân tán, hòa tan với vành keo luan van tot nghiep download luanvanfull moi nhat z z @gmail.com Luan van thac si
Hạt gạo có độ phân tán và trộn lẫn hoàn toàn được đánh giá qua thang điểm từ 1-7 Độ phân hủy kiềm của hạt gạo tỷ lệ nghịch với nhiệt độ hồ hóa, thể hiện mối tương quan giữa độ phân hủy kiềm và nhiệt độ hồ hóa.
- Xác định hàm lượng tinh bột (TCVN 9935:2013)
- Hiệu suất thu hồi tinh bột (%) được xác định theo công thức :
- C1 : Hàm lượng tinh bột gạo thu được (% CK)
- C2 : Hàm lượng tinh bột của gạo (% CK)
Nguyễn Phương (2013) -Xác định độ trương nở
Xác định khối lượng và độ ẩm cùng một lượng gạo trước và sau khi xử lý bằng cách:
+ Xác định khối lượng của gạo trước khi đem ngâm + Làm tương tự với gạo sau khi xử lý
Để xác định độ trương nở của gạo, cần so sánh khối lượng tăng lên của cùng một lượng gạo trước và sau khi ngâm Độ trương nở được tính toán dựa trên sự thay đổi khối lượng sau quá trình ngâm gạo.
Trong đó: m1: Khối lượng gạo trước khi ngâm (g) m2: Khối lượng gạo sau khi ngâm (g) x: Khối lượng gạo tăng lên (%)
Để xác định chính xác khối lượng, mẫu cần được để ráo nước trước khi cân.
- Xác định độ nhớt của dịch hồ tinh bột và tinh bột tiền gel máy đo độ nhớt Brookfield –DV, Mỹ
Đối với dịch hồ tinh bột, tinh bột được hòa trong nước với tỷ lệ 10% và gia nhiệt ở các nhiệt độ 70°C, 75°C, 80°C, 85°C và 90°C trong thời gian 5, 10, 15 phút Sau đó, bổ sung thêm nước (nhiệt độ 60-70°C) với tỷ lệ nước/dịch hồ là 1/1, rồi làm lạnh ở nhiệt độ 30°C và đo độ nhớt bằng thiết bị Brookfield –DV với tốc độ cánh khuấy 12 vòng/phút (Reddy and Bhotmange, 2014) Đối với tinh bột tiền gel, cân 10g tinh bột vào bình tam giác, thêm 90 ml nước cất và hòa tan trên máy khuấy từ, sau đó đo độ nhớt trên thiết bị Brookfield –DV với tốc độ cánh khuấy 12 vòng/phút.
Xác định độ hoà tan và khả năng hấp phụ nước của tinh bột (Nakorn et al., 1995)
Cân 10g tinh bột tiền gel gạo trong 100ml nước tinh khiết, giữ ở 30°C và lắc 170 vòng/phút trong 30 phút Sau đó, ly tâm ở 2.000 vòng trong 15 phút để thu phần nổi chứa tinh bột hòa tan Sấy phần nổi ở 105°C đến khi đạt trọng lượng không đổi và cân phần chất khô còn lại Độ hòa tan của tinh bột được xác định theo công thức: \$$\text{Độ hòa tan (\%)} = \frac{\text{Trọng lượng của phần nổi sấy khô}}{\text{Trọng lượng khô của tinh bột ban đầu}} \times 100\$$
(%) Trọng lượng của dư lượng x 100 Trọng lượng khô của tinh bột ban đầu
Tiến hành thí nghiệm nhằm xác định các điều kiện kỹ thuật cho quá trình sản xuất tinh bột gạo và tinh bột tiền gel gạo, bao gồm các yếu tố như nhiệt độ, thời gian và pH.
Bố trí thí nghiệm được thực hiện với các mẫu có trọng lượng ban đầu từ 0,5-1kg, và có thể tăng lên 3-5kg để điều chỉnh các điều kiện kỹ thuật cho chính xác Kết quả thí nghiệm là giá trị trung bình của ba lần thử nghiệm.
Chất lượng cảm quan của sản phẩm được đánh giá thông qua hội đồng cảm quan gồm ít nhất 5 người, sử dụng thang điểm 5 để chấm điểm các yếu tố như trạng thái, màu sắc và mùi vị, theo tiêu chuẩn TCVN 3216-1994.
Yêu cầu cảm quan của tinh bột tiền gel
Trạng thái Dạng bột mịn
Mùi vị Có mùi, vị đặc trưng của tinh bột
Yêu cầu các chỉ tiêu hóa, lý
Chỉ tiêu Đơn vị Yêu cầu
Hàm lượng tinh bột ≥ds 97 Độ ẩm 5 13 pH 5,0-7,0
Hàm lượng lipit ≤% 0,3 Độ nhớt dung dịch (10%) ≥cP 3.000 Đánh giá chất lượng tinh bột theo các quy định QCVN 4-18:2011/2011, QCVN 8: 2011/BYT
Sử dụng phần mềm Design Expert 7.1.6 để tối ưu hóa và xác định giá trị của ba yếu tố ảnh hưởng, nhằm đảm bảo hàm lượng protein còn lại trong sản phẩm không vượt quá 0,5%.
Các số liệu thu được từ các thí nghiệm của đề tài đã được xử lý thống kê bằng phần mềm Minitab 17 Để tải luận văn tốt nghiệp mới nhất, vui lòng gửi email đến địa chỉ luanvanfull@gmail.com.