nghiên cứu quy trình sản xuất nước giải khát từ đậu ván

Hình 4.18: Biểu đồ tần suất của điểm dành cho sản phẩm DANH SÁCH BẢNG Chương 2: Tổng quan tài liệu Bảng 2.1: Thành phần hóa học của hạt đậu ván Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng của sacch

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ ĐẬU VÁN

MÃ SỐ: SV 2009 - 46

S 0 9

S 0 6

S KC 0 0 2 6 8 9

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

-o0o -

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC:

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC GIẢI KHÁT TỪ ĐẬU VÁN

Mã số: SV2009-46

GVHD: Ths.Nguyễn Đặng Mỹ Duyên SVTH: Huỳnh Thị Kiều Vũ 06116100 Hoàng Thị Son 06116071

TP HỒ CHÍ MINH – tháng 3 năm 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC – THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Hội đồng đã tiến hành chấm đề tài nghiên cứu khoa học “Nghiên cứu quy trình sản

xuất nước giải khát từ đậu ván”, mã số: SV2009-46

Do sinh viên: Huỳnh Thị Kiều Vũ 06116100

Hoàng Thị Son 06116071

Thực hiện và bảo vệ trước hội đồng ngày:

Đề tài đã được hội đồng đánh giá ở mức:

Ý kiến của hội đồng:

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng 3 năm 2010

Chủ tịch Hội đồng

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu “quy trình chế biến nước giải khát từ đậu ván” của mình Chúng tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật đã hỗ trợ kinh phí để chúng tôi thực hiện đề tài này

Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến cô Nguyễn Đặng Mỹ Duyên đã tận tình hướng dẫn, giải đáp những thắc mắc của chúng tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài Chúng tôi chân thành cảm ơn các thầy cô trong khoa đã tạo điều kiện để chúng tôi có thể mượn phòng thí nghiệm hóa sinh, xưởng công nghệ, phòng cảm quan và các dụng cụ thiết bị khác để phục vụ cho quá trình nghiên cứu

Cuối cùng chúng tôi xin chân thành cám ơn tất cả quý thầy cô trong thời gian qua đã tận tình truyền đạt tri thức, kinh nghiệm để chúng tôi có một nền tảng kiến thức cơ bản để thực hiện đề tài nghiên cứu này

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2010

Nhóm thực hiện

Trang bìa i

Hội đồng đánh giá… ii

Lời cảm ơn… iii

Mục lục iv

Danh sách hình .viii

Danh sách bảng ix

Chương 1: Mở đầu 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 1

1.3 Nội dung công việc 2

Chương 2: Tổng quan tài liệu 3

2.1 Giới thiệu về đậu ván 3

2.1.1 Đặc tính thực vật 3

2.1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu ván 5

2.1.3 Tác dụng dược lý của hạt đậu ván 6

2.2 Các phụ gia sử dụng 7

2.2.1 Đường 7

2.2.2 Acid citric 8

2.2.3 Acid malic 9

2.2.4 Vitamin C 9

2.3 Nước .10

2.4 Các quá trình công nghệ chính trong chế biến 12

2.4.1 Quá trình cơ lý 12

2.4.1.1 Quá trình lọc 12

2.4.3 Các quá trình hóa lý 17

Chương 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu 20

3.1 Thời gian và địa điểm 20

3.2 Nguyên vật liệu 20

3.3 Thiết bị thí nghiệm 20

3.4 Quy trình chế biến nước giải khát từ đậu ván 20

3.4.1 Quy trình 20

3.4.2 Giải thích quy trình 22

3.5 Phân tích nguyên liệu 27

3.6 Bố trí thí nghiệm 27

3.6.1 Thí nghiệm thăm dò 27

3.6.1.1 Thí nghiệm thăm dò 1 27

3.6.1.2 Thí nghiệm thăm dò 2 28

3.6.1.3 Thí nghiệm thăm dò 3 28

3.6.1.4 Thí nghiệm thăm dò 4 29

3.6.2 Thí nghiệm tạo sản phẩm cuối cùng 29

3.7 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm 30

3.7.1 Độ Brix 30

3.7.2 pH 30

3.7.3 Xác định đường khử 30

3.7.4 Xác định đường tổng 30

3.7.5 Xác định hàm lượng vitamin C 30

3.8 Đánh giá cảm quan 30

3.8.1 Phương pháp đánh giá cảm quan ở thí nghiệm thăm dò 30

3.9 Xử lý số liệu 31

Chương 4: Kết quả và thảo luận 32

4.1 Kết quả phân tích nguyên liệu 32

4.1.1.Hạt đậu ván 32

4.1.2.Dịch syrup 32

4.1.3.Dung dịch sau khi trích ly 33

4.2 Kết quả các thí nghiệm thăm dò 33

4.2.1 Thời gian rang 33

4.2.2 Thời gian trích ly 36

4.2.3 Hàm lượng đường 41

4.2.4 Hàm lượng acid malic 44

4.3 Kết quả các thí nghiệm phân tích sản phẩm 48

4.3.1 Phân tích các chỉ tiêu hóa lý 48

4.3.1.1 Kết quả tổng hàm lượng chất khô của sản phẩm 48

4.3.1.2 Kết quả pH của sản phẩm 48

4.3.1.3 Kết quả đường khử của sản phẩm 48

4.3.1.4 Kết quả đường tổng của sản phẩm 49

4.3.1.5 Kết quả hàm lượng vitamin C của sản phẩm 50

4.3.2 Phân tích cảm quan 51

Chương 5: Kết luận và kiến nghị 56

5.1 Kết luận 56

5.2 Kiến nghị 57

Tài liệu tham khảo I

Phụ lục A: Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý II

Phụ lục A.1: Tổng hàm lượng chất khô hòa tan II

Phụ lục A.4: Phương pháp xác định đường khử III Phụ lục A.5: Phương pháp xác định đường tổng IV Phụ lục A.6: Phương pháp xác định vitamin C V

Phụ lục B: Phương pháp đánh giá cảm quan VI

Phụ lục B.1: Thí nghiệm thăm dò` VI Phụ lục B.2: Thí nghiệm chính VIII

Phụ lục C: Kết quả thí nghiệm đánh giá cảm quan IX

Phụ lục C.1: Kết quả thí nghiệm lựa chọn thời gian rang .IX Phụ lục C.2: Kết quả thí nghiệm lựa chọn thời gian nấu .XI Phụ lục C.3: Kết quả thí nghiệm lựa chọn hàm lượng đường XIII Phụ lục C.4: Kết quả thí nghiệm lựa chọn hàm lượng acid malic XV Phụ lục C.5: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm XVII

Hình 2.1: Đậu ván

Hình 2.2: Sơ đồ lọc huyền phù

Hình 2.3: Sơ đồ phân loại thiết bị lọc

Chương 3: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát từ đậu ván

Chương 4: Kết quả và thảo luận

Hình 4.1: Các sản phẩm với thời gian rang lần lượt 30, 40, 50 phút

Hình 4.2:Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích dành cho sản phẩm có thời gian rang 30 phút

Hình 4.3:Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích dành cho sản phẩm có thời gian rang 40 phút

Hình 4.4:Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích dành cho sản phẩm có thời gian rang 50 phút

Hình 4.5: Các sản phẩm với thời gian nấu lần lượt 10, 15, 20 phút

Hình 4.6: Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có thời gian nấu 10 phút Hình 4.7: Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có thời gian nấu 15 phút Hình 4.8: Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có thời gian nấu 20 phút Hình 4.9: Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có hàm lượng đường 3% Hình 4.10: Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có hàm lượng đường 5%Hình 4.11: Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có hàm lượng đường 7%.Hình 4.12:Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có hàm lượng acid malic 0.001%

Hình 4.13:Biểu đồ tần suất của thứ tự ưa thích cho sản phẩm có hàm lượng acid malic 0.002%

Hình 4.15: Biểu đồ tần suất của điểm về màu sắc dành cho sản phẩm

Hình 4.16: Biểu đồ tần suất của điểm về mùi dành cho sản phẩm

Hình 4.17: Biểu đồ tần suất của điểm về vị dành cho sản phẩm

Hình 4.18: Biểu đồ tần suất của điểm dành cho sản phẩm

DANH SÁCH BẢNG

Chương 2: Tổng quan tài liệu

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của hạt đậu ván

Bảng 2.2: Chỉ tiêu chất lượng của saccharose theo TCVN (1969-75)

Bảng 2.3: Chỉ tiêu cảm quan của đường saccharose

Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của nước dùng cho sản xuất nước giải khát

Bảng 2.5: Chỉ tiêu vi sinh của nước dùng trong công nghệ sản xuất nước giải khát

Chương 4: Kết quả thảo luận

Bảng 4.1: Kết quả khảo sát độ ẩm của đậu ván trước và sau khi rang

Bảng 4.2: Kết quả khảo sát tổng hàm lượng chất khô và pH của dịch syrup

Bảng 4.3: Kết quả khảo sát tổng hàm lượng chất khô của dịch sau khi trích ly

Bảng 4.4: Hàm lượng chất khô của sản phẩm

Bảng 4.5: pH của sản phẩm

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1.Đặt vấn đề:

Đất nước ta đang trên đà phát triển, càng ngày đời sống của con người ngày càng được nâng cao Người dân bây giờ không chỉ “ăn no, mặc ấm” mà phải “ăn ngon, mặc đẹp” đồ ăn thức uống không chỉ ngon mà phải bổ dưỡng và có tính thẩm mỹ cao Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của con người hàng loạt các công ty, nhà máy, xí nghiệp đã ra đời

Trong lĩnh vực thực phẩm nói riêng thì lĩnh vực nước giải khát trong những năm gần đây phát triển rất mạnh đặc biệt là nước giải khát có tính dược thảo, tốt cho sức khỏe, hàng loạt các sản phẩm nước giải khát có tính dược thảo ra đời với nhiều mẫu mã và chủng loại đa dạng như: nước giải khát từ trà xanh, nha đam, bí đao, nấm linh chi, sâm…

và các loại thảo dược khác Những sản phẩm này ngày càng được người tiêu dùng ưa chuộm và chú ý tới Với mục đích nhằm tạo ra một sản phẩm nước giải khát mới tốt cho sức khỏe của người tiêu dùng và hương vị mới đặc trưng, chúng tôi đã mạnh dạn thực hiện đề tài “nghiên cứu quy trình sản xuất nước giải khát từ đậu ván”

Qua đề tài này chúng tôi muốn tạo ra một sản phẩm mới, thực sự tốt cho sức khỏe của người tiêu dùng Xuất phát từ nhu cầu thực tế cùng với những kinh nghiệm trong dân gian, rất nhiều vùng đã sử dụng nước nấu từ hạt đậu ván trắng để làm nước uống giải khát

và một số bài thuốc chữa bệnh rất hiệu quả Chính vì vậy chúng tôi muốn kết hợp những kiến thức đã học cùng với những kinh nghiệm trong dân gian để tạo ra một sản phẩm có chất lượng thật tốt và thật thuận tiện cho người tiêu dùng

 Hoàn thiện sản phẩm

1.3.Nội dung công việc:

Để hoàn thành đề tài chúng tôi thực hiện các công việc sau:

 Tham khảo tài liệu, tìm những lĩnh vực có liên quan, tổng hợp tài liệu

 Tìm nguồn nguyên liệu

 Xây dựng kế hoạch thí nghiệm

 Tiến hành thực hiện thí nghiệm

 Thu thập và xử lý số liệu

 Rút ra nhận xét từ những thí nghiệm thu được

 Viết báo cáo

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về đậu ván:

2.1.1 Đặc tính thực vật:

Tên khoa học: Dolichos Lablab Lin (Lablab vuglgaris Savi Dolichos albus Lour.)

Tên Hán Việt: bạch biển đậu, nga mi đậu, dang song, bạch mai đậu, biển đậu y, trà đậu… Tên Việt Nam: đậu ván trắng, biển đậu, bạch đậu, đậu bàn trắng, đậu ván

Tên dân tộc Tày, Nùng: thúa pản khao

Tên dân tộc Dao: tập bấy bẹ

Ðậu ván trắng là một loại dây leo, sống 1-3 năm, có thể leo dài tới 5m hay hơn Thân leo màu xanh có góc, hơi có rãnh, trên mép của hạt, kéo dài chiếm 1/3 chu vi có lông thưa dài, mềm

Lá mọc cách, kép, mỗi lá có 3 lá chét hình trứng, phía dưới hơi bè ra hình quả trám, lá dài 5-10cm, rộng 4-8cm, cuống lá giữa dài 2-3,5cm, cuống lá hai bên dài chừng 5mm Cuống chung dài chừng 4-13cm, phần cuối hơi phình ra

Hoa mọc thành chùm, ở ngọn cành và kẽ lá, cuống cụm hoa dài 6-15cm, mang hoa ở 1/3 -1/2 trên Mỗi mẫu có 2-3 hoa hình bướm màu tím nhạt, cuống của từng hoa dài 2-3cm Ðài hoa hình ống, có 5 răng đều nhau hình tam giác Tràng 5 cánh, tiền khai hoa cờ

10 nhị xếp thành 2 vòng, một nhị đơn độc, 9 nhị khác dính vào nhau thành màng bao quanh nhị một lá noãn

Quả giáp màu xanh nhạt, khi chín có màu vàng nhạt, dài 5-9cm, rộng 1,5- 2,5cm, hơi cong về một phía giống hình lưỡi liềm, trên đầu có mỏ nhọn cong lên phía lưng quả, hai mép sần sùi, trong quả chứa 2-4 hạt

Hạt hình trứng hay hình thận, không cân đối, màu trắng ngà, dài 8-12mm, rộng 8mm, dầy 2-4mm, rốn hạt hình trái xoan, dài 3mm, ngay sát rốn là lỗ noãn màu nâu thẫm

6-Từ rốn có một mồng màu trắng, nổi hẳn lên một phía hạt đậu thành hình lưỡi liềm, rộng 3-4mm, trên mồng trắng có 2 đường rãnh chia mồng thành 3 phần Vỏ hạt màu trắng ngà,

có khi có chấm đen, nhẵn, hơi bong Bóc đi bỏ hạt có nhân hạt màu vàng sữa, vị nhạt, khi nhai có mùi vị đặc biệt của loài đậu

Phần dùng làm thuốc: Dùng hạt (Semen Dolichoris) và hoa Thường dùng thứ nào trắng chắc, không mọt và tốt Thứ hạt đen hoặc tím không dùng

2.1.2 Thành phần hóa học của hạt đậu ván:

Hạt đậu ván là một loại đậu có giá trị dinh dưỡng rất cao, là loại hạt mà giá trị được tính đồng thời cả protein và glucid Thành phần hóa học chính của đậu ván được thể hiện trong bảng sau:

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của hạt đậu ván:

Thành phần Hàm lƣợng (%)

Nước 82.4 Glucid 10 Protein 4.5 Lipid 0.1 Chất vô cơ 0.05 Chất khoáng 0.08 Các chất khác 2.87 Ngoài những thành phần chính nêu trong bảng trên, hạt đậu ván còn có rất nhiều các thành phần khác như sau:

Vitamin C: 7.33- 10.26mg ( trong 100g đậu ván), vitamin B1…

Các acid amin như: tryptophan, arginin, lysine, tyrosin

Các chất khoáng như: sắt, canxi, phospho…

Trong đậu ván trắng còn có tinh dầu, palmitic acid, linoleic acid, elaidc acid, behenic acid, oleic acid, stearic acid, arachidic acid, trigonelline, methionine, leucine, threonine

Hạt chưa chín của đậu váng trắng chứa một số hợp chất điều tiết sinh trưởng là dolicholid, dolichosteron, homodolicholid, homodolichosteron brassinolid, castasteron, 6-deoxycastasteron, 6- deoxydolichosteron

Hạt còn chứa một hỗn hợp polysacharid bao gồm chủ yếu galactosyl - arabinose và galactose

 Kháng vi sinh vật: 100% dịch chiết đậu ván có tác dụng ức chế khuẩn lỵ Dùng

dịch chiết chích cho chuột nhắt trắng cho thấy chất SK (đa lựu) có tác dụng kháng lỵ độc

 Giải độc: Có tác dụng chống bị ngộ độc thức ăn mà sinh ra nôn mửa, dạ dày viêm

cấp và ruột viêm cấp tính Giải độc rượu, trúng độc cá nóc

Ngoài ra nó còn có các tác dụng dƣợc lý khác nhƣ:

Đậu ván trắng vị ngọt hợp với tỳ nên có chất bổ tỳ, tỳ có tính thích khí thơm, đậu ván có khí thơm làm cho tỳ khí được thư thái tỳ không ưa chất ướt, đậu ván khí ấm làm cho tỳ khô táo, bởi thế mà lưu thông đường thủy đạo nên chữa tả, chữa khát

Đậu ván trắng có tính an thai Theo Trần Sĩ Đạc, bạch biển đậu là thuốc cố thai Thai động không yên là do khí không yên, bạch biển đậu thiên về hòa trung vì vậy dùng

nó để hòa thai khí, thai điều hòa thì yên

Ngoài cho hạt ra, bạch biển đậu còn cho lá gọi là bạch biển đậu diệp dùng để trị thổ

tả, đâm nát rịt vào chỗ rắn cắn

Quả non đậu ván trắng là nguồn thực phẩm quý, món ăn giầu chất bổ, quả gìa cho hạt làm thuốc Đậu ván trắng có tác dụng hạ sốt, kiện vị, giải co thắt cơ, kích thích sinh dục Đặc biệt vị thuốc này dùng cho trẻ em rất tốt

2.2 Nước:

Nước là nguyên liệu chính không thể thiếu trong công nghệ sản xuất nước giải khát,

nó giữ vai trò quan trọng trong việc hình thành vị của sản phẩm Thành phần, tính chất hóa lý chất lượng của nước ảnh hưởng trực tiếp đến kỹ thuật sản xuất và chất lượng sản phẩm Do đó nước sử dụng trong nước giải khát đòi hỏi phải đáp ứng các chỉ tiêu chất lượng nước uống thông thường và phải có độ cứng thấp nhắm giảm tiêu hao acid thực phẩm trong quá trình chế biến Về bản chất, nước dùng trong sản xuất nước giải khát phải trong suốt, không màu, không có mùi vị lạ, không chứa các vi sinh vật gây bệnh đồng thời phải thỏa mãn các chỉ tiêu hóa học như: độ cứng, độ mềm, độ oxy hóa, độ cặn…

Nước có công thức hóa học là H2O, là chất lỏng không mùi, không vị, đông đặc ở 00C sôi ở 1000C

Yêu cầu chất lượng của nước dùng cho nước giải khát như sau:

Bảng 2.4: Chỉ tiêu hóa lý của nước dùng cho sản xuất nước giải khát

Bảng 2.5: Chỉ tiêu vi sinh của nước dùng trong công nghệ sản xuất nước giải khát:

STT Chỉ tiêu Hàm lượng yêu cầu

1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí ≤ 20 tế bào/ ml

2 Vi khuẩn E Coli Không có

3 Vi sinh vật gây bệnh Không có

2.3 Đường:

Đường saccharose có công thức phân tử C12H22O11 Đường saccharose là loại

disacaritđược cấu tạo từ glucose và fructose Saccharose có thể được sản xuầt từ củ cải đường hoặc mía Nước ta đường sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu là mía

Đường saccharose được cho vào nước giải khát với mục đích như: tăng vị ngọt, tăng

giá trị dinh dưỡng…Tuy nhiên hàm lượng đường thêm vào phải ở một hàm lượng nhất định, nếu hàm lượng đường quá nhiều sẽ gây ra sự đông tụ đường, độ ngọt quá cao Ngược lại nếu hàm lượng đường quá ít thì nó ảnh hưởng đến độ ngọt, độ nhớt… của sản phẩm

Đường là thành phần chính ảnh hưởng đến các chỉ số chất lượng của nước giải khát Ngoài ra đường còn có tác dụng điều hòa giữa vị chua, độ ngọt và mùi thơm của nước giải khát

Cảm quan: Chỉ tiêu cảm quan của đường saccharose theo bảng sau:

Bảng 2.3: Chỉ tiêu cảm quan của đường saccharose:

Chỉ tiêu Đặc điểm

Trạng thái bên

ngoài

Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục

Mùi vị Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong như

nước cất có vị ngọt, không có mùi lạ, vị lạ

Màu sắc Tất cả các tinh thể đều trắng óng ánh Khi pha trong nước

cất tinh thể đường trong suốt

Vi sinh: Cần chú ý đến nhóm vi khuẩn lactic

2.4 Các phụ gia sử dụng:

2.4.1 Acid citric:

Tên tiếng Việt: acid citric

Tên tiếng Anh: citric acid

INS: 330

ADI: CXĐ

Chức năng: điều chỉnh độ acid, chống oxi hóa, tạo phức kim loại

Trong vai trò của một phụ gia thực phẩm, acid citric được sử dụng như là chất tạo hương vị và chất bảo quản trong thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là các loại đồ uống nhẹ

Nó được ký hiệu bằng một số E là E330 Các muối citrat của các kim loại khác nhau được

sử dụng để chuyển giao các khoáng chất này ở dạng có thể sử dụng được về mặt sinh học trong nhiều chất bổ sung dinh dưỡng

2.4.2 Acid malic:

Tên tiếng Việt: axit malic

Tên tiếng Anh: malic acid ( DL-)

INS: 270

ADI: CXĐ

Chức năng: điều chỉnh độ acid, tạo phức kim loại

Đặc điểm của acid malic được mô tả trong bảng sau:

Acid malic là loại acid phổ biến nhất trong các loại rau quả và nguyên liệu thực vật ngoài họ citrus, có vị chua gắt Có nhiều trong mận, mơm táo, cà chua Trong công nghiệp acid malic được sản xuất bằng cách tổng hợp từ acid fumalic, acid fumalic thu được bằng phương pháp lên men đường dùng nấm mốc Fumaricus

Acid malic được ứng dụng trong chế biến thực phẩm đặc biệt là chế biến nước giải khát và thủy sản như là một chất phụ gia, chất tạo chua, chất bảo quản

Nó còn được sử dụng trong mỹ phẩm, dược phẩm và công nghiệp dệt may

2.4.3 Vitamin C:

Tên tiếng Việt: axit ascorbic ( L-)

Tên tiếng Anh: ascorbic acid (L-)

INS: 300

ADI: CXĐ

Chức năng: chồng oxy hóa, ổn định màu

Acid ascorbic còn được gọi là vitamin C được tìm thấy nhiều nhất trong trái cây là chất dinh dưỡng rất cần thiết cho sự sống của sinh vật Ở lĩnh vực hóa sinh, nó là chất chống oxi hóa, tham gia vào các quá trình tổng hợp enzyme, tăng sức đề kháng, phục hồi sức khỏe, đặc biệt ngăn ngừa bệnh scurvy ở người Acid ascorbic còn được dùng làm chất bảo quản thực phẩm, hương vị cho một số nước uống làm tăng giá trị dinh dưỡng

Trong dược phẩm do acid ascorbic có rất nhiều công dụng nên nó được dùng để sản xuất rất nhiều loại thuốc

2.5 Các quá trình công nghệ chính trong chế biến:

Quá trình lọc là một quá trình vật lý, thực tế lọc dùng để tách hỗn hợp khó lắng, nó nằm trung gian giữa 3 quá trình lọc – lắng – ly tâm

b Mục đích:

 Làm sạch, nâng cao chất lượng sản phẩm

 Khai thác, thu nhận sản phẩm

 Chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo

c Tính chất vật liệu và những biến đổi:

 Tính chất vật liệu:

Vật liệu đưa vào quá trình lọc có thể là khí gồm khí sạch và bụi, là huyền phù gồm pha lỏng và dunh dịch và pha rắn là bã, được đặc trưng bằng tính chất không tan lẫn nhau Sản phẩm của quá trình có thể là dung dịch yêu cầu trong hoặc trong suốt và cặn bã chứa ít dung dịch để tránh tổn thất Sản phẩm cũng có thể là chất rắn, yêu cầu khô và được tách hết dung dịch

 Quá trình biến đổi:

Đối với sản phẩm là chất lòng, sau khi lọc dung dịch trong suốt hầu như không thay đổi về thành phần hóa học và các thành phần khác, tuy nhiên có thay đổi trạng thái, màu sắc, chất lượng tăng do tách hết tạp chất và loại được một số vi sinh vật không có lợi theo cặn như protein, vitamin, chất màu

Đối với sản phẩm là chất rắn, ngoài thay đổi về trạng thái từ lỏng sang rắn, còn tách được các tạp chất hòa tan do đó chất lượng tăng lên

d Quá trình lọc và các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình:

Năng suất lọc được đặc trưng bằng tốc độ lọc

C =

Trong đó:

F: Bề mặt lọc, m2

V: Thể tích lọc, m3

t: Thời gian lọc, sec

Nói chung tốc độ lọc ở giai đoạn đầu tăng nhanh, sau khi đạt tới cực đại thì giảm xuống do chiều dày lớp vật ngăn hay lớp lọc tăng dần lên

Các yếu tố ành hưởng đến quá trình lọc:

 Chênh lệch áp suất ( P)

 Bã lọc

 Vật ngăn lọc

e Phương pháp thực hiện:

 Lọc với P không đổi trong quá trình lọc

 Lọc với tốc độ lọc không đổi

 Lọc gián đoạn

 Lọc liên tục

f Thiết bị lọc:

Thiết bị lọc rất đa dạng, có thể phân loại theo khả năng tạo áp lực và theo loại vách ngăn

Các loại máy lọc phổ biến trong công nghiệp thực phẩm là lọc khung bản, lọc đĩa, lọc chân không, lọc túi, lọc ống…

Yêu cầu của thiết bị lọc: có năng suất phù hợp, tổn thất nhỏ, thao tác thuận lợi dễ thay thế

2.5.1.2 Quá trình phối chế đảo trộn:

a Bản chất của quá trình phối chế, đảo trộn:

Phối chế là quá trình pha trộn giữa 2 hay nhiều cấu tử (thành phần) khác nhau để thu được một hỗn hợp (sản phẩm) đáp ứng yêu cầu đã định

Đảo trộn là quá trình cơ học nhằm khuấy trộn các thành phần trong hỗn hợp để chúng phân bố đều nhau

Ta xét quá trình đảo trộn song song với phối chế

b Mục đích của quá trình phối chế, đảo trộn:

Trong công nghiệp thực phẩm quá trình phối chế được thực hiện nhắm các mục đích sau đây:

> 3at

Dùng máy nén 0.5 – 3

at

Lọc chân không P= 0.5 –

0.9 at

Sứ xốp Vải

Dạng hạt

Hình 2.3: Sơ đồ phân loại thiết bị lọc

 Tạo ra sản phẩm mới

 Nhằm tăng chất lượng sản phẩm

 Nhằm hỗ trợ cho một số quá trình công nghệ

c Tính chất nguyên liệu và những biến đổi:

Nguyên liệu đưa vào phối chế thường khác nhau về tính chất vật lý, hóa học, sinh học, cảm quan…

Trước lúc phối chế các cấu tử có thể tồn tạ ở nhiều dạng khác nhau

Quá trình phối chế có thể thực hiện với các loại nguyên liệu có cùng pha hoặc khác pha với nhau

Khi phối chế các cấu tử có thể dễ dàng hòa tan trong nhau, tạo thành một hỗn hợp đồng nhất dưới dạng dung dịch cùng pha Nhưng cũng có thể không hòa tan được vào nhau, sản phẩm phối trộn sẽ là hỗn hợp giữa các cấu tử riêng lẻ

Những biến đổi xảy ra trong quá trình phối trộn: Quá trình phối trộn ít nhiều làm thay đổi một số tính chất sau:

 Biến đổi về vật lý

 Biến đổi hóa học

 Biến đổi sinh học

 Biến đổi cảm quan của các thành phần tham gia quá trình

d Phương pháp thực hiện:

Xác định tỷ lệ phối chế: đây là công đoạn quan trọng nhất ảnh hưởng nhiều nhất đến chất lượng sản phẩm Xác định tỷ lệ phối trộn bằng phương pháp toán học, phương pháp nhân chéo hoặc phương pháp hình sao, phương pháp đồ thị

Xác định thời điểm thực hiện quá trình: tùy theo yêu cầu của quy trình công nghệ, các cấu tử có thể được phối chế ở những thời điểm khác nhau trong quy trình

 Vật liệu không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm

 Không gây vị lạ

 Không làm đổi màu

 Không làm giảm các thành phần dinh dưỡng, vitamin…

Vì vậy trong thực tế người ta thường dùng thép không rỉ

2.5.2 Các quá trình nhiệt:

Quá trình rang:

a Bản chất của quá trình rang:

Là quá trình xử lý nhiệt, mà nhiệt truyền vào sản phẩm bằng dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt Nguyên liệu được đảo trộn liên tục

c Đặc điểm của quá trình rang:

Theo quan điểm vật lý quá trình rang: nguyên liệu  bán sản phẩm  biến dạng  sản phẩm

Nguyên liệu, bán chế phẩm ở dạng rắn, rời qua thay đổi về thể tích, diện tích nhờ sự truyền nhiệt gián tiếp từ thành thiết bị bằng cách dẫn nhiệt và bức xạ nhiệt chuyển thành sản phẩm có kích thước, thể tích nhỏ hơn và vẫn ở dạng rắn, rời

Yêu cầu về nhiệt độ của nguyên liệu, sản phẩm trong quá trình rang là phải đồng đều toàn khối và đạt nhiệt độ yêu cầu tùy theo mục đích cần đạt tới và duy trì nhiệt độ đó trong một khoảng thời gian nhất định

d Những biến đổi:

Vật lý: giảm trọng lượng, giảm thể tích

Hóa học: hình thành một số các hợp chất tạo hương

Vi sinh: tiêu diệt một số vi sinh vật

Cảm quan: màu sắc của nguyên liệu thay đổi

e Các phương pháp thực hiện quá trình:

Phương pháp nâng nhiệt khối nguyên liệu có thể tiến hành theo hai cách:

Nhiệt độ ban đầu của thiết bị và của nguyên liệu bằng nhau khi chúng tiếp xúc với nhau, sau đó gia nhiệt để nâng nhiệt độ dần và giữa chúng có sự chênh lệch nhiệt độ Thiết bị được đun nóng trước đến nhiệt độ yêu cầu rồi mới cho nguyên liệu hoặc bán chế phẩm vào rang

f Yêu cầu về thiết bị:

Kiểu thiết bị có hai loại: chảo rang và máy rang sao thùng quay bên trong có lắp các

bộ phận đảo trộn kiểu tay đảo hoặc cánh đảo dạng xoắn Thiết bị không chịu áp nhưng chịu nhiệt

Năng suất máy phụ thuộc nguyên liệu , thể tích hữu ích và thời gian rang

a Bản chất của quá trình trích ly:

Quá trình trích ly là sự co rút chất hòa tan trong chất lỏng hay chất rắn bằng một chất hòa tan khác (gọi là dung môi) nhờ quá trình khuyếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau

Trích ly chất hòa tan trong chất lỏng được gọi là trích ly lỏng, còn trích ly chất hòa tan trong chất rắn là trích ly chất rắn

Vật liệu là hỗn hợp lỏng - lỏng hoặc rắn - lỏng cộng với một dung môi hoặc tập hợp một số dung môi Chúng có độ hòa tan khác nhau, nồng độ các chất khác nhau và có tác dụng tương hỗ, khuyếch tán vào nhau

Dung môi là pha có nồng độ thấp

Dung môi cần đáp ứng các yêu cầu sau:

 Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là cần hòa tan tốt các chất cần tách và không được hòa tan hoặc hòa tan rất ít các chất khác

 Không có tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch

 Nếu trích ly lỏng yêu cầu khối lượng riêng của dung môi khác xa với khối lượng riêng của dung dịch

 Không phá hủy thiết bị

 Không bị biến đổi thành phần khi bảo quản

 Không độc khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó cháy

 Rẻ tiền, dễ kiếm

 Dung môi phải được tách ra dễ dàng sau quá trình trích ly…

Các biến đổi trong quá trình trích ly

 Biến đổi vật lý

 Biến đổi hóa học: chủ yếu

 Biến đổi hóa học, hóa sinh: rất ít

d Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình trích ly:

 Khả năng khuyếch tán

 Thời gian trích ly

 Diện tích tiếp xúc

 Tính chất của vật liệu

 Nhiệt độ của khi trích ly

 Dung môi dùng trích ly

e Phương pháp thực hiện:

Quá trình trích ly được thực hiện bằng phương pháp ngân hoặc phương pháp tưới dung môi lên vật liệu

Các công đoạn chủ yếu của quá trình trích ly là: cho hỗn hợp cần trích ly tiếp xúc với dung môi, tách các pha, sau đó tách và thu hồi dung môi

Có thể thực hiện quá trình trích ly gián đoạn hoặc liên tục, trích ly một bậc hay nhiều bậc, dung môi có thể chuyển động cùng chiều hay ngược chiều

f Thiết bị trích ly:

Có nhiều loại thiết bị trích ly: gián đoạn liên tục hoặc tổ hợp một số nhóm thiết bị, chúng còn khác nhau về hình dáng, khác nhau về cơ cấu vận chuyển vật liệu và dung môi trong thiết bị, cơ cấu khuấy đảo, độ phức tạp của thiết bị…Tuy nhiên phải đảm bảo được các yêu cầu sau:

 Trích ly triệt để các cấu tử ra khỏi hỗn hợp

 Đảm bảo tiếp xúc ngược chiều giữa dung môi và vật liệu

 Tổn thất trong bã nhỏ nhất, nồng độ dung dịch cao, chất lượng tốt để tiếp kiệm các khâu xử lý tiếp theo

Cấu tạo đơn giản không quá phức tạp, dễ lắp ráp sửa chữa, dễ thao tác

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm:

Đề tài được thực hiện từ ngày 30 tháng 9 đến ngày 16 tháng 12 năm 2009 tại Khoa Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm, Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật thành phố Hồ Chí Minh

3.2 Nguyên vật liệu:

Đậu ván trắng: mua tại sạp Thu Hương, chợ Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

Đường: đường tinh luyện Biên Hòa, Đồng Nai

Phụ gia: mua tại KIOS 11B, số 136 Tô Hiến Thành

phẩm, chúng tôi cũng chỉnh sửa lại quy trình ban đầu để khắc phục những vấn đề còn tồn tại của sản phẩm thử nghiệm

Hình 3.1 là sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát từ đậu ván được sử dụng để chế biến sản phẩm trong các bố trí thí nghiệm sau này

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chế biến nước giải khát từ đậu ván

Nước

Để nguội

Lọc Nấu Rang

Nấu syrup

Rót chai Đóng nắp Tiệt trùng Bảo ôn

Rửa

Ngoài ra, quá trình làm chín đậu cũng sẽ giải phóng các gốc cyanua có trong đậu

Tiến hành:

Dùng chảo chống dính để rang đậu trên bếp gas với lửa nhỏ Đảo đậu liên tục để hạn chế sự nổ phồng của đậu Thời gian rang càng lâu càng tốt với lửa được điều chỉnh sao cho đậu không bị cháy khét

Đậu thường chuyển sang màu vàng đậm hơn sau 20 phút rang Do đó thời gian rang được xác định là khoảng 30 đến 50 phút Khi đó, đậu có màu vàng nâu, mùi thơm nồng

Nước

Cần chú ý đậu không nên rang quá lâu vì đậu sẽ cháy, tạo sản phẩm có mùi khét và không tiết kiệm được năng lượng, không kinh tế cho chế biến Nhưng nếu rang quá nhanh, đậu sẽ chưa chín hoàn toàn, mùi thơm của đậu ít, sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất trích

ly và mùi vị của sản phẩm

Nếu đậu được rang nhanh với lửa to thì mùi thơm không hình thành nhiều, đậu bị cháy khét bên ngoài nhiều, bên trong không chín, sản phẩm sẽ có chất lượng cảm quan không tốt

Để nguội:

Mục đích:

Ổn định lại ẩm, mùi thơm trong hạt đậu

Giúp quá trình trích ly diễn ra tốt hơn

Tiến hành:

Cho đậu ván sau khi rang xong vào ngay tô sứ và đậy dĩa sứ lại Tô sứ và dĩa sứ đã được rửa sạch và sấy ở nhiệt độ 1050C trong khoảng thời gian 1 tiếng trước đó Việc đậy nắp lại giúp đậu ván sau khi rang không bị hút ẩm trở lại, gây ảnh hưởng đến quá trình trích ly

Nấu:

Mục đích:

Trích ly các chất hòa tan có trong đậu, đặc biệt là các chất màu và hương

Tiêu diệt một số vi sinh vật có trong nguyên liệu hay lẫn vào trong quá trình chế biến Loại bỏ các hợp chất cyanua có trong đậu

Tiến hành:

Cho nước nguội vào nồi sao cho tỉ lệ đậu nguyên liệu và nước là 1: 30 Sau đó, cho đậu vào nồi và bắc lên bếp Đun sôi nước và đậu với lửa lớn Thời gian từ lúc nước bắt đầu sôi cho tới khi nước chuyển sang màu vàng đậm khoảng 10 phút Nếu nấu thêm nữa thì màu nước càng đậm Tuy nhiên, không nên nấu quá lâu vì sẽ không đem lại hiệu quả kinh tế và chất trích ly cũng ở mức tới hạn Do đó, có thể xem thời gian trích ly là thời gian được tính từ lúc nước bắt đầu sôi cho đến khi kết thúc quá trình nấu

Trong thời gian đầu từ khi nước sôi, cần để hở nắp để giải phóng các hợp chất cyanua Sau đó, có thể đậy nắp kín và hạ bớt lửa để giảm tổn thất do hơi nước bay ra

Lọc:

Mục đích:

Tách bỏ bã và cặn ra khỏi nước đậu

Tạo độ trong, cảm quan tốt cho sản phẩm

Tiến hành:

Quá trình lọc được tiến hành lần lượt qua 2 bước:

- Lọc thô: lọc bằng vải lọc thông thường để loại bỏ bã

- Lọc tinh: lọc bằng màng lọc Microfiltration với bán kính lỗ ≤ 0.1 µm để loại bỏ các cặn lơ lửng

Quá trình lọc được tiến hành ngay sau khi nấu xong Thời gian để thực hiện 2 quá trình lọc này càng ngắn càng tốt Khi đó, sự lây nhiễm vi sinh vật vào trong quá trình lọc

sẽ được hạn chế; việc lọc được dễ dàng và nhanh hơn do nhiệt độ nước đậu còn cao; và tiết kiệm năng lượng hơn cho quá trình phối trộn tiếp theo

Ngay sau đó, các phụ gia được cho vào lần lượt là acid citric, acid malic, vitamin C Lượng acid citric cho vào được tính theo phần trăm khối lượng đường là 0.025% Với lượng acid này đảm bảo đường trong dịch syrup sau khi nấu không bị kết tinh trở lại Tính toán lượng acid citric cho vào dựa theo khối lượng đường cũng đảm bảo khả năng nghịch đảo đường trong dịch syrup cho các thí nghiệm thăm dò là như nhau Liều lượng acid

malic và vitamin C được tính theo phần trăm khối lượng sản phẩm sau cùng để đảm bảo

cố định được các thành phần này khi tiến hành thí nghiệm xác định độ ngọt được ưa thích:, acid malic 0.001 – 0.003%, vitamin C 0.00025% (2.5 ppm)

Acid malic nên được cho vào dịch syrup sau khi đã bổ sung acid citric Khi đó, acid malic được cho vào trong môi trường có pH thấp, tồn tại trong dịch với dạng phân ly nhiều hơn Do đó, khả năng bảo quản sản phẩm của nó tăng lên

Quá trình nấu syrup cần diễn ra nhanh để hạn chế sự bay hơi nước, gây hao hụt khối lượng dịch syrup, ảnh hưởng đến quá trình tính toán cho việc phối trộn

Đun nóng nước đậu đến khi sôi trở lại thì bắt đầu rót chai

 Cách tính lượng dịch syrup 54% cần phối trộn để đạt hàm lượng đường trong 1000

1000

(ml) Trong đó:

s: hàm lượng đường cần đạt được trong sản phẩm (%) V: thể tích dịch syrup cần phối trộn (ml)

Nhiệt độ rót chai là > 850C nên quá trình rót chai cũng đóng vai trò là quá trình bài khí

Sau khi đóng nắp, cần phải kiểm tra chai có bị hở nắp hay không bằng cách dốc ngược chai và ngâm chai vào chậu nước lạnh Nếu thấy có bất kì bọt khí nào thoát ra từ nắp chai thì đem chai đi đóng nắp lại Nếu đem chai hở nắp đi tiệt trùng thì có thể làm nắp hở thêm

và sản phẩm sẽ không bảo quản được lâu do vi sinh vật dễ dàng xâm nhiễm qua chỗ hở

3.5 Phân tích nguyên liệu:

Trước khi tiến hành thí nghiệm chúng tôi tiến hành phân tích độ ẩm của đậu ván nguyên liệu Tiến hành xác định độ ẩm được đo lặp lại 3 lần và lấy giá trị trung bình

Đậu ván:

+ Tiến hành xác định độ ẩm của đậu ván ban đầu (phụ lục A.3)

+ Tiến hành xác định độ ẩm của đậu ván sau khi rang (phụ lục A.3)

Dung dịch syrup:

+ Xác định pH của dịch syrup (phụ lục A.2)

+ Xác định tổng hàm lượng chất khô của dịch syrup (phụ lục A.1)

Dung dịch sau khi trích ly:

+ Xác định tổng hàm lượng chất khô của dịch sau khi trích ly (phụ lục A.1)

3.6 Bố trí thí nghiệm:

Quá trình thí nghiệm gồm 2 công đoạn chính:

- Tiến hành làm thí nghiệm thăm dò nhằm xác định các thông số tối ưu của thời gian rang đậu, thời gian trích ly, hàm lượng đường, hàm lượng acid malic để sản phẩm đạt cảm quan tốt nhất

- Tiến hành thí nghiệm tạo sản phẩm cuối cùng dựa trên các thông số tối ưu đã chọn,

để khảo sát các chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

Phương pháp tiến hành:

Thí nghiệm được tiến hành theo quy trình đã đưa ra Cố định các yếu tố khác: acid malic 0.001% Thời gian rang, thời gian trích ly là các thông số cố định dựa trên kết quả của thí nghiệm thăm dò 1 và thí nghiệm thăm dò 2

Chỉ tiêu khảo sát:

Đánh giá cảm quan dựa vào vị của sản phẩm

3.6.2 Thí nghiệm tạo sản phẩm cuối cùng:

Mục đích:

Tiến hành thí nghiệm tạo sản phẩm cuối cùng để khảo sát các chỉ tiêu hóa lý và chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

Phương pháp tiến hành: