BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SỮA ĐẬU NÀNH CÀ RỐT

TÓM TẮT Đề tài “Bước đầu nghiên cứu chế biến sữa đậu nành cà rốt” được thực hiện từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2010 tại Trung tâm Nghiên cứu và Chế Biến Rau Quả - Trường Đại Học Nông Lâm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM SỮA ĐẬU

NÀNH CÀ RỐT

Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ LIẾN Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢN THỰC PHẨM Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 8 / 2010

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư ngành

Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm

Giáo viên hướng dẫn:

Th.S Lương Hồng Quang

Tháng 7 năm 2010

LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên, con xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình đã nuôi dưỡng, dạy bảo, ủng hộ và động viên con

Em xin chân thành cảm ơn,

Ban Giám hiệu cùng quý thầy cô Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho tôi trong suốt thời gian học tập

Các thầy cô Khoa Công Nghệ Thực Phẩm; các thầy cô cùng các anh chị tại Trung tâm Nghiên cứu và chế biến rau quả - Khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và trong quá trình thực hiện đề tài

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc, cùng lời cảm ơn chân thành đến thầy Lương Hồng Quang, người thầy đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, truyền đạt kinh nghiệm và đưa ra những lời khuyên vô cùng quý báu trong suốt thời gian em thực tập và bảo vệ đề tài

Cuối cùng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả bạn bè đã động viên, chia sẻ, đóng góp ý kiến cũng như giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài cũng như trong cuộc sống

Thành phố Hồ Chí Minh tháng 8 năm 2010

Lê Thị Liến

TÓM TẮT

Đề tài “Bước đầu nghiên cứu chế biến sữa đậu nành cà rốt” được thực hiện từ

tháng 4 đến tháng 7 năm 2010 tại Trung tâm Nghiên cứu và Chế Biến Rau Quả - Trường Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của thầy Lương Hồng Quang – Thạc sỹ, giảng viên Khoa Công Nghệ Thực Phẩm Trường Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh Với mong muốn thiết lập được công thức phối chế cho sản phẩm sữa đậu nành cà rốt đạt giá trị cảm quan tốt nhất ở mức độ bước đầu khảo sát

Đề tài được tiến hành gồm 4 thí nghiệm: thí nghiệm sàng lọc để chọn các tổ hợp công thức chế biến thích hợp từ 64 nghiệm thức, kết hợp với điều kiện tổng các tỷ lệ của

4 thành phần là 100% và điều kiện đối với các mức độ là mức độ yếu tố sữa đậu nành >

cà rốt > đường, kết quả chọn được 9 nghiệm thức thích hợp ứng với 9 công thức phối chế Thí nghiệm khảo sát 1 nhằm chọn ra một công thức chế biến đạt giá trị cảm quan cao nhất và từ đó xác định khoảng biến thiên cho mỗi yếu tố là: sữa đậu nành 60 – 70%, cà rốt 20 – 30%, đường 5 – 15% Thí nghiệm khảo sát 2 để tìm ra tỷ lệ agar, CMC thích hợp nhất giúp ổn định sản phẩm và cố định tỷ lệ này cho thí nghiệm hỗn hợp đó là agar 0,1%, CMC 0,15% Từ kết quả trên tiến hành thí nghiệm hỗn hợp bố trí theo kiểu Box–Behnken sử dụng phương pháp bề mặt đáp ứng “Response Surface Design”

Kết quả thu được nhằm khảo sát ảnh hưởng của nồng sữa đậu nành, cà rốt, đường lên các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan sản phẩm, đồng thời xác định công thức chế biến tối

ưu về giá trị cảm quan cho sản phẩm Qua xử lí số liệu cho thấy cà rốt ảnh hưởng mùi vị,

pH, cảm quan chung Đường ảnh hưởng đến pH, Brix, mùi vị, cảm quan chung của sản phẩm Còn sữa đậu nành ảnh hưởng đến pH của sản phẩm

Sản phẩm đạt giá trị cảm quan cao khi có tỷ lệ các thành phần: sữa đậu nành 64,5

%, cà rốt 23 %, đường 10 % Sản phẩm cuối này đem đến trung tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường Chất Lượng 3 xác định thành phần dinh dưỡng, kết quả là hàm lượng lipid 0,5 g, protein 2,2 g, carbohydrate 12,4 g, khoáng 0,3 g tính trên 100 mL sản phẩm sữa đậu nành cà rốt

MỤC LỤC

TRANG

Trang tựa……… i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Yêu cầu công việc 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Giới thiệu về cây đậu nành 3

2.1.1 Khái quát 3

2.1.2 Đặc tính thực vật của cây đậu nành 3

2.1.3 Nhu cầu sinh thái của cây đậu nành 5

2.1.4 Thành phần hóa học của hạt đậu nành 6

2.1.5 Tác dụng dược lý của đậu nành 9

2.1.6 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới và ở Việt Nam 10

2.1.6.1 Tình hình sản xuất đậu nành trên thế giới 10

2.1.6.2 Tình hình sản xuất đậu nành ở Việt Nam 11

2.1.7 Các sản phẩm từ đậu nành 12

2.2 Giới thiệu về sữa đậu nành 14

2.3 Giới thiệu về cây cà rốt 15

2.3.1 Khái quát 15

2.3.2 Đặc tính thực vật của cây cà rốt 16

2.3.3 Nhu cầu sinh thái của cây cà rốt 16

2.3.4 Thành phần dinh dưỡng của củ cà rốt 17

2.3.5 Tác dụng dược lý của cà rốt 18

2.4 Giới thiệu về phụ gia………19

2.4.1 Carboxymethy cellulose (CMC) 19

2.4.2 Agar 20

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 22

3.1 Thời gian và địa điểm 22

3.2 Nguyên vật liệu 22

3.3 Thiết bị thí nghiệm 24

3.4 Quy trình sản xuất thử nghiệm sữa đậu nành cà rốt 24

3.4.1 Quy trình 24

3.4.2 Thuyết minh quy trình 24

3.5 Phân tích nguyên liêu 27

3.6 Bố trí thí nghiệm 27

3.6.1 Thí nghiệm sàng lọc 27

3.6.2 Thí nghiệm khảo sát 1 28

3.6.3 Thí nghiệm khảo sát 2 28

3.6.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ agar đến cấu trúc của sản phẩm 28

3.6.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ CMC đến cấu trúc sản phẩm 29

3.6.4 Thí nghiệm hỗn hợp 29

3.7 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm 29

3.7.1 pH 29

3.7.2 Độ Brix 30

3.7.3 Hàm lượng nước 30

3.7.4 Tỷ lệ thu hồi 30

3.8 Đánh giá cảm quan 30

3.8.1 Phương pháp đánh giá cảm quan ở thí nghiệm khảo sát 30

3.8.2 Phương pháp đánh giá cảm quan ở thí nghiệm thăm dò phụ gia 30

3.8.4 Phương pháp đánh giá cảm quan ở thí nghiệm hỗn hợp 31

3.9 Xử lý số liệu 31

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32

4.1 Kết quả phân tích nguyên liệu 32

4.2 Kết quả thí nghiệm sàng lọc 33

4.3 Kết quả của thí nghiệm khảo sát 1 34

4.4 Kết quả thí nghiệm khảo sát 2 35

4.4.1 Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ agar đến cấu trúc sản phẩm 35 4.4.2 Kết quả thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ CMC đến cấu trúc sản phẩm 35

4.5 Kết quả thí nghiệm hỗn hợp 36

4.5.1 Kết quả phân tích các chỉ tiêu hóa lý 37

4.5.1.1 Chỉ số pH 38

4.5.1.2 Độ Brix của sản phẩm 40

4.5.2 Phân tích cảm quan 41

4.5.2.1 Điểm cảm quan cấu trúc 43

4.5.2.2 Điểm cảm quan mùi vị 45

4.5.2.3 Điểm cảm quan màu sắc 46

4.5.2.4 Điểm cảm quan chung 48

4.5.3 Kết luận chung 49

4.5.4 Tối ưu hóa công thức chế biến 50

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Đề nghị 54

TÀI LIỆU THAM KHẢO 55

DANH SÁCH CÁC HÌNH

TRANG

Hình 3.1: Đậu nành Phương Lâm 22

Hình 3.2: Cà rốt cam 23

Hình 3.3: CMC và agar 23

Hình 3.4: Quy trình chế biến sữa đậu nành cà rốt 25

Hình 4.1: Điểm cảm quan có hiệu chỉnh của 9 công thức sau sàn lọc 34

Hình 4.2: Tương quan giữa giá trị pH thực tế và giá trị pH dự đoán 39

Hình 4.3 Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên giá trị pH 40

Hình 4.4: Tương quan giữa độ Brix thực tế và giá trị dự kiến 40

Hình 4.5 Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên độ Brix 41

Hình 4.6 Tương quan giữa ĐCQ cấu trúc thực tế và dự kiến 44

Hình 4.7: Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên ĐCQ cấu trúc 44

Hình 4.8: Tương quan ĐCQ mùi vị dự kiến và thực tế 45

Hình 4.9 Ảnh hưởng các yếu tố khảo sát lên ĐCQ mùi vị 46

Hình 4.10: Tương quan ĐCQ màu sắc thực tế và dự kiến 47

Hình 4.11: Ảnh hưởng các yếu tố khảo sát lên ĐCQ màu sắc 47

Hình 4.12: Tương quan ĐCQ chung dự kiến và thực tế 48

Hình 4.13: Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên ĐCQ chung 49

Hình 4.14: Sản phẩm của 5 nghiệm thức A, B, C, D, E 52

Hình 4.15: Sản phẩm của 5 nghiệm thức F, G, H, I, J 52

Hình 4.16: Sản phẩm của 5 nghiệm thức K, L, M, N, O 52

DANH SÁCH CÁC BẢNG

TRANG

Bảng 2.1: Thành phần của các hợp phần trong hạt đậu nành 6

Bảng 2.2: Tỷ lệ các thành phần trong hạt đậu nành 7

Bảng 2.3: Thành phần axit amin trong protein đậu nành (g axit amin/16g N) 8

Bảng 2.4: Thành phần các vitamin trong hạt đậu nành 9

Bảng 2.5 Thành phần khoáng trong hạt đậu nành 9

Bảng 2.6: Thống kê diện tích và sản lượng đậu nành trên thế giới 11

Bảng 2.7: Diện tích và sản lượng đậu nành ở Việt Nam 12

Bảng 2.8: Thành phần dinh dưỡng của sữa đậu nành và sữa bò 15

Bảng 2.9: Hàm lượng các chất trong trong 100 g cà rốt tươi 17

Bảng 4.1: Kết quả khảo sát các chỉ tiêu của đậu nành nguyên liệu 32

Bảng 4.2: Kết quả khảo sát các chỉ tiêu hóa lý của dịch đậu nành 32

Bảng 4.3: Kết quả khảo sát các chỉ tiêu hóa lý của cà rốt nguyên liệu 33

Bảng 4.4: Công thức phối chế sau khi sàng lọc 33

Bảng 4.5 Bố trí thí nghiệm hỗn hợp kiểu Box – Behnken 36

Bảng 4.6 Giá trị các chỉ tiêu hóa lý của các nghiệm thức 38

Bảng 4.7: Tác động của các yếu tố và tương quan giữa chúng lên giá trị pH 39

Bảng 4.8 Tác động của các yếu tố và tương quan giữa chúng lên độ Brix của sản phẩm 41 Bảng 4.9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá cảm quan theo kiểu BIBD 42

Bảng 4.10: Bảng cảm quan hiệu chỉnh của 15 mẫu thí nghiệm 42

Bảng 4.11: Tác động các yếu tố khảo sát và tương tác giữa chúng lên ĐCQ cấu trúc 44

Bảng 4.12 Tác động các yếu tố khảo sát, tương tác giữa chúng lên ĐCQ mùi vị 46

Bảng 4.12: Tác động các yếu tố khảo sát và tương tác giữa chúng lên ĐCQ màu sắc 47

Bảng 4.13: Tác động của các yếu tố khảo sát và tương tác giữa chúng lên ĐCQ chung 49

Bảng 4.18: Ảnh hưởng của các yếu tố khảo sát lên các chỉ tiêu theo dõi 49

Sữa đậu nành là một thức uống phố biến, có giá trị dinh dưỡng khá cao nhờ vào nguồn protein chất lượng cao và giàu acid béo không bảo hòa, đặc biệt không có cholesterol Chất đạm trong đậu nành chứa gần đủ các acid amin cần thiết cho cơ thể và tương đương với đạm từ thịt, sữa và trứng Sữa đậu nành không chỉ đơn thuần là một loại thức uống thơm ngon, bổ dưỡng, mà còn có thể giúp phòng chống được nhiều căn bệnh thời đại vốn đang là nỗi lo của nhiều người như béo phì, tiểu đường, rối loạn nội tiết tố, loãng xương, tim mạch, ung thư hay các bệnh liên quan đến gan mật

Cây cà rốt là loại rau ăn củ được trồng phổ biến ở các vùng có nhiệt độ mát từ 80C – 240C Là loại củ được sử dụng nhiều trong bữa ăn của gia đình Củ cà rốt chứa một lượng lớn carotene, protid, lipid, glucid, các chất xơ, các nguyên tố vi lượng và các vitamin như vitamin E và vitamin A Nhờ đó, cà rốt không chỉ bồi bổ cơ thể mà còn có khả năng chữa bệnh tuyệt vời

cà rốt”

1.2 Mục tiêu đề tài

o Tạo ra một sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao

o Đa dạng hóa sản phẩm sữa đậu nành, tạo hương vị mới cho sữa đậu nành đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng

1.3 Yêu cầu công việc

Để hoàn thành mục đích của đề tài, chúng tôi tiến hành thực hiện các công việc sau:

o Bước đầu thiết lập quy trình chế biến sữa đậu nành cà rốt

o Thiết lập tỷ lệ phối chế các thành phần sữa đậu nành, cà rốt và đường tốt nhất

o Tìm ra tỷ lệ CMC, agar thích hợp nhất

o Đánh giá sơ bộ mức độ chất lượng sản phẩm

Chương 2

TỔNG QUAN

2.1 Giới thiệu về cây đậu nành

2.1.1 Khái quát

Cây đậu nành (còn gọi là cây đậu tương), có tên khoa học Glycinemac (L.merill)

thuộc họ cây đậu là một loại cây trồng cổ của nhân loại, được con người biết đến cách đây khoảng 5000 năm và được trồng vào khoảng thể kỷ thứ XI trước Công nguyên (Nguyễn Văn Bình và ctv, 1996)

Cây đậu nành xuất hiện đầu tiên ở lưu vực sông Trường Giang (Trung Quốc) Gia nhập vào Triều Tiên và Nhật Bản khoảng 200 năm trước và sau Công nguyên Ở Châu

Mỹ, cây đậu nành được nói đến từ năm 1804, nhưng mãi đến đầu thế kỷ thứ X (1924) mới được trồng Từ năm 1790, cây đậu nành đã được các nhà tuyền giáo mang từ Trung Quốc về trồng ở vườn thực vật Pari và Hoàng gia Anh Cây đậu nành đã được trồng ở Việt Nam và các nước Đông Nam Á và Nam Á đều có nguồn gốc ở Đông Bắc Á, có mặt

ở Việt Nam vào khoảng thể kỷ VI (Đỗ Huy Bích và ctv, 2004)

2.1.2 Đặc tính thực vật của cây đậu nành

Thân cây đậu nành được cấu tạo bởi những đốt và lóng nối liền nhau Dạng thân cây bụi mọc thẳng, ít phân nhánh Thân cây có trung bình khoảng 14 – 15 lóng Chiều cao 0,6 – 1,2 m (chiều cao lý tưởng 0,8 m)

Màu sắc thân: màu xanh hoặc màu tím (quan sát cổ rễ: phía trên thường có một màu xanh) Thân màu tím thường cho hoa màu tím Thân màu xanh thường cho hoa màu xanh (Trần Văn Lợt, 2002)

lá nhỏ Từ lóng thứ ba trở lên, mỗi lóng nảy ra một lá kép, dài 3 – 12 cm, rộng 2 – 8 cm,

lá chét bên lệch, hai mặt có lông, cuống chung dài 7 – 10 cm, có lông (Việt Chương và ctv, 2003)

Lá cây rộng thì phiến lá mỏng, sinh trưởng khỏe, ngược lại cây có lá dài thì phiến dày và sinh trưởng yếu nhưng lại chịu hạn giỏi hơn cây có phiến lá rộng (Việt Chương và ctv, 2003)

Rễ cây

Cây đậu nành có bộ rễ rất tốt: gồm có một rễ cái và nhiều rễ con Rễ cái rất dài ăn xuyên vào lòng đất từ ba bốn tấc đến cả thước Rễ con phát sinh quanh cổ rễ mọc lan ra xung quanh gốc với đường kính gần thước (Đỗ Huy Bích và ctv, 2004)

Đặc điểm của rễ đậu nành là tự tạo ra đạm để nuôi cây và làm giàu cho đất nhờ hệ

vi sinh vật cố định N cộng sinh Rhizobium japonicum (Trần Văn Lợt, 2002)

Hoa đậu nành

Hoa đậu nành thuộc hoa cánh bướm Vị trí mọc hoa có thể ở nách lá, đầu ngọn thân, cành và thường mọc thành từng chùm Số lượng hoa.chùm trung bình là khoảng 7 –

8, cây tốt có thể đạt tới 15 hoa/chùm Màu sắc hoa là màu tím hoặc trắng tùy thuộc giống

và quyết định bởi sắc tố anthocyanin (Trần Văn Lợt, 2002)

Trái đậu nành

Trái đậu nành được hình thành sau khi hoa nở khoảng một tuần, kích thích trái đậu đạt tối đa sau ba tuần tiếp theo, bên ngoài trái có lớp lông mềm, màu vàng bao phủ, trái

có dạng dẹp hay hơi tròn , hơi thắt lại giữa các hạt, mọc thõng xuống, dài 3 – 4 cm, chứa

2 – 5 hạt, màu trắng vàng (Việt Chương và ctv, 2003)

Hạt đậu nành

Hạt đậu nành gồm hai phần: vỏ hạt và phôi Vỏ bao bọc bên ngoài để bảo vệ phôi bên trong Vỏ hạt dày hay mỏng tùy thuộc giống, vỏ chiếm khoảng 8% khối lượng hạt Phôi bên trong chứa hai tử diệp, chứa đạm và dầu nên chiếm khoảng 90% trọng lượng hạt (Đỗ Huy Bích và ctv, 2004)

2.1.3 Nhu cầu sinh thái của cây đậu nành

Điều kiện đất đai: đất trồng đậu nành thích hợp nhất là đất thịt nhẹ, tơi xốp, thoát

nước Thích hợp trên đất ít chua – trung tính (pH từ 6,5 – 7,2) Đất nghèo dinh dưỡng, nhiễm phèn, vẫn có thể trồng được đậu nành nhưng cần phải thoát nước tốt và tăng cường bón phân lân và vôi (Lê Thiện Tùng, 2010)

Nhiệt độ: ảnh hưởng sâu sắc đến sinh trưỡng, phát triển và các quá trình sinh lý

khác nhau của cây đậu nành Nhiệt độ thích hợp cho cây đậu nành mọc nhanh là 300C Nhiệt độ tối thiểu và tối đa cho thời kì mọc là 5 - 400C Nhiệt độ thấp ảnh hưởng tới sự ra hoa kết trái, khoảng 100C thì ngăn cản sự phân hóa hoa, dưới 180C thì có khả năng quả không đậu (Nguyễn Thị Hồng Thắm, 2007)

Độ ẩm: nhu cầu nước của cây đậu nành tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, kĩ thuật

canh tác và từng thời kì sinh trưởng Cần lượng mưa 350 – 400 mm đến 600 mm cho cả quá trình sinh trưởng Hệ số phát tán 600 - 1000 g H2O/1g chất khô (Nguyễn Văn Bình

và ctv, 1996)

Ánh sáng: là yếu tố ảnh hưởng sâu sắc đến hình thái cây đậu nành vì nó thay đổi

thời gian nở hoa và chín, do đó ảnh hưởng đến cả chiều cao, diện tích lá và nhiều đặc tính khác của cây, bao gồm cả năng suất Ánh sáng ảnh hưởng đến quá trình quang hợp, cố định nitơ và sản lượng chất khô Phản ứng của cây đậu nành với ánh sáng thể hiện ở cả hai phía: độ dài chiếu sáng trong ngày và cường độ ánh sáng Cây đậu nành có phản ứng

chặt chẽ với độ dài ngày, là cây ngắn ngày điển hình, để ra hoa kết trái được cây đòi hỏi phải có ngắn ngày Thời kì cây con (1- 2 lá thật) mẫn cảm nhất với ánh sáng ngắn ngày, giảm dần ở giai đoạn nụ và hầu như ngừng ở giai đoạn ra hoa (Nguyễn Văn Bình và ctv, 1996)

2.1.4 Thành phần hóa học của hạt đậu nành

Hạt đậu nành gồm có ba phần chính: vỏ, phôi, và tử diệp Tỷ lệ của các thành phần hóa học của ba phần đó được trình bày rõ trong Bảng 2.1

Bảng 2.1: Thành phần của các hợp phần trong hạt đậu nành

Thành phần Tỷ lệ(%) Đạm(%) Dầu(%) Tro(%) Hydrocarbon(%)

và D (Bộ lương thực thực phẩm, 1974)