Luận Văn Nghiên cứu sản xuất sữa chua bổ sung Carrageenan

Đồ án tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Nghiên cứu sản xuất sữa chua bổ sung Carrageenan


MỤC LỤC
LỜI CÁM ƠN . i
MỤC LỤC ii
DANH MỤC CÁC TỪVIẾT TĂT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
LỜI MỞĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN . 3
1.1. KHÁI QUÁT VỀCARRAGEENAN VÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ 3
1.1.1. Nguồn ngốc 3
1.1.2. Đặc điểm cấu tạo, tính chất và ứng dụng của Carrageenan 4
1.1.2.1. Đặc điểm cấu tạo 4
1.1.2.2. Tính chất hóa học 8
1.1.2.3. Ứng dụng của carrageenan 10
1.1.2.4. Phân biệt Carrageenan và các chất khác . 12
1.2. GIỚI THIỆU VỀSỮA CHUA VÀ SẢN XUẤT SỮA CHUA 14
1.2.1 Khái niệm chung 14
1.2.2. Giá trịdinh dưỡng của sữa chua 15
1.2.3. Qúa trình lên men lactic 17
1.2.3.1. Lịch sửcủa quá trình lên men lactic 17
1.2.3.2. Đặc điểm của vi khuẩn lactic . 18
1.2.3.3. Cơ chếcủa quá trình lên men lactic . 18
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .24
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU . 24
2.1.1. Nguyên liệu . 24
2.1.1.1. Carrageenan . 24
2.1.1.2. Sữa đặc có đường . 24
2.1.1.3. Nước 24
2.1.1.4. Chủng vi khuẩn lactic . 25
2.1.2. Bao bì . 25
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25
iii
2.2.1 Các phương pháp phân tích 25
2.2.2. Quy trình dựkiến 25
2.2.3. BTTN thăm dò ảnh hưởng của công đoạn pha loãng đến chất lượng sản
phẩm 27
2.2.4. BTTN thăm dò ảnh hưởng của nồng độcarrageenan bổsung đến chất
lượng sản phẩm 28
2.2.5. Bốtrí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong công
đoạn phối trộn . 29
2.2.6. Bốtrí thí nghiệm xác định thời gian lên men . 30
2.2.7. Phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan . . 31
2.2.8. Phương pháp xửlý sốliệu. 34
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢNGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN . 35
3.1. Kết quảthăm dò ảnh hưởng của công đoạn pha loãng đến chất lượng sản
phẩm. . 35
3.2. Kết quảthămdò ảnh hưởng của nồng độcarrageenan bổsung đến chất lượng
sản phẩm. . 37
3.3. Kết quảthí nghiệm bốtrí theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm trong
công đoạn phối trộn . . 39
3.4. Kết quảxác định thời gian lên men. . 45
3.5. Đề xuất quy trình thực nghiệm sản xuất sữa chua bổ sung carrageenan . 48
3.5.1. Quy trình sản xuất . 48
3.5.2. Thuy ết minh quy trình . 49
3.6. Đánh giá chất lượng của sản phẩm. . 51
3.7. Sơ bộtính giá thành sản phẩm. 53
KẾT LUẬN VÀ ĐỀXUẤT Ý KIẾN 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 55
PHỤLỤC . 56
iv
DANH MỤC CÁC TỪVIẾT TĂT
VK : Vi khuẩn
CPVK : Chếphẩm vi khuẩn
BTTN : Bốtrí thí nghiệm
TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam
TB : Trung bình
TV : Thành viên
TL : Tỉlệ
ĐCQ : Điểm cảm quan
v
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tính tan của carrageenan trong các môi trường khác nhau 8
Bảng 1.2. Tính chất tạo gel khác nhau của các loại Carrageenan . 9
Bảng 1.3. Cơ cấu thịtrường tiêu thụcarrageenan năm 2006 . 12
Hình 2.5. Sơ đồBTTN xác định thời gian lên men. . 31
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn chất lư ợng quy định cấp chất lượng . 32
Bảng 2.2. Các chỉtiêu cảm quan của sữa chua. 32
Bảng 2.3. Các chỉtiêu vi sinh của sữa chua không xửlý nhiệt. 32
Bảng 2.4 Bảng điểm cảm quan các chỉtiêu của sản phẩm sữa chua bổsung
Carrageenan . 33
Bảng 3.1. Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm với tỉlệphối trộn nước/sữa
đặc khác nhau. . 35
Bảng 3.2. Đánh giá chất lượng cảm quan vềtrạng thái của sản phẩm với nồng độ
carrageenan khác nhau . 37
Bảng 3.4. Kết quảphân tích ANOVA thực nghiệm cho công đoạn phối trộn . 41
Bảng 3.4. Các giải pháp tối ưu. 43
Bảng 3.5. Kết quảkiểm tra thực nghiệm đánh giá cảm quan sản phẩm. . 45
Bảng 3.6. Điểm cảm quan của sản phẩm với th ời gian lên men khác nhau. . 46
Bảng 3.7. Xác định pH của sữa chua (sửdụng máy đo pH) . 51
Bảng 3.8. Xác đị nh protein t ổng sốtrong s ản phẩ m theo phương pháp Kjeldahl. . 51
Bảng 3.9. Xácđịnh độacid của sản phẩm 51
Bảng 3.10. Đánh giá cảm quan chung sản phẩm sữa chua bốsung Carrageenan 52
Bảng 3.11. Chi phí nguyên vật liệu đểsản xuất 1.000 hủsữa chua Carrageenan 53
vi
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Rong sụn . 3
Hình1.2. Quá trình tạo gel đông của Carrageenan. 7
Hình 2.1. Sơ đồquy trình dựkiến. 26
Hình 2.2. Sơ đồBTTN xác định tỉlệpha loãng. . 28
Hình 2.3. Sơ đồBTTN xác định tỉlệcarrageenan . 29
Hình 2.4. Sơ đồBTTN xác định tỉlệphối trộn. 30
Hình 3.2. Điểm cảm quan của sản phẩm khi bổsung carrageenan với các tỉ
lệkhác nhau. 38
Hình 3.3. Đồthị3D biểu diễn ảnh hưởng của tỉlệcarrageenan
và tỉlệvi khuẩn đến điểm cảm quan . 41
Hình 3.4. Đồthịbiểu diễn ảnh hưởng của các yếu tốđến
điểm cảm quan của sản phẩm. 42
Hình 3.7. Sơ đồquy trình thực nghiệm. 48
1
LỜI MỞ ĐẦU
Từxa xưa quá trình lên men lactic đã được con người biết đến ứng dụng như
mộthình thức lên men tựphát đểchếbiến, bảo quản thực phẩm có nguồn gốc từ
ngũ cốc, thịt, cá, rau quảvà sản xuất đồuống. Ngày nay mộttrong những ứng dụng
quan trọng của lên men lactic là tạo ra các sản phẩm lên men giàu dinh dưỡng và có
tác dụng chữa bệnh cao có nguồn gốc từnguyên liệu động vật và thực vật. Như sản
phẩm sữa chua có nguồn gốc phương Tây đến nay đã trởthành món ăn ưa thích ở
khắp mọi nơi, ngay cảViệt Nam. Sữa chua là sản phẩm được xếp hạng trong 10
thực phẩm bổdưỡng nhất thếgiới. Sữa chua không chỉlà món ăn ngon miệng, cung
cấp nhiều dưỡng chất mà còn là mộtsản phẩm Probioticscó khảnăng giúp con
người tăng cường hệmiễn dịch, ngăn ngừa bệnh tật, cải thiện hệtiêu hóa Hiện
nay, trên thịtrường có rất nhiều loại sữa chua khác nhau đáp ứng thịhiếu của người
tiêu dùng vềmàu sắc hương vịkhác nhau. Tuy nhiên, khi sản xuất sữa chua luôn
gặp phải vấn đềvềđộđồng nhất trong thời gian bảo quản, thực tếcho thấy có
những hộp sữa chua thành phẩm rất sánh ngay cảkhi ởđiều kiện thường một số
khác thì ngược lại. Vì vậy đã có rất nhiều nghiên cứu sửdụng các chất ổn định cho
sữa chua như pectin, gelatin, nhưng chưa đạt được kết quảmong muốn, độđồng
nhất c ủa sữa chua chưa cao và sữa chua có thểbịphân lớp trong thời gian bảo quản.
Carrageenan tách chiết từnguồn rong sụn (Kappahycus alvarerii)sẵn có ở
Việt Nam đ ã được xem là mộttrong những phụgia trong công ngh ệthực phẩm và
phi thực phẩm đểlàm ch ất đồng hóa, ổn định, tạo gel, tạo độnhớt, tạo kết
cấu, đồng thời tạo cho sản phẩm mộtsốtính chất chức năng như cung cấp năng
lư ợng, tăng như động ruột
Xuất phát từvấn đềtrên, được sựđồng ý của Khoa ChếBiến –Đại Học Nha
Trang, tôi bước đầu triển khai đềtài: “Nghiên cứu sản xuất sữa chua bổsung
Carrageenan”.
2
Mục tiêu của đềtài
Nghiên cứu xác định nồng độCarrageenan thích hợp và các yếu tốcông
nghệkhác nhằm nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm sữa chua.
Nội dung của đềtài:
 Xác định công thức phối chếnguyên liệu đểsản xuất sữa chua.
 Xác định thời gian lên men.
 Đềxuấtquy trình sản xuất Sữachua bổsung Carrageenan.
 Sơ bộtính giá thành sản phẩm.
Ý nghĩa khoa học.
 Tìm đượcnồng độ Carrageenan sửdụng đểbổsung vào sữa chua, nhằm
cải thiện giá trịcảm quan cho sữa chua.
 Đưa ra quy trình sản xuất s ữa chua bổsung Carrageenan đ ạt giá trị
thươn g phẩm.
Ý nghĩa thực tiễn của đềtài
 Đa dạng hóa các chất ổn định trên thịtrường, nhất là trên lĩnh vực thực
phẩm và các sản phẩm từsữa.
 Tận dụng được nguồn nguyên liệu sẵn có, tăng giá trịsửdụng của cây
rong, góp phần phát triển ngành sản xuất và tinhchếCarrageenan ứng dụng trong
công nghệthực phẩm.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. KHÁI QUÁT VỀCARRAGEENANVÀ ỨNG DỤNG CỦA NÓ
1.1.1. Nguồn ngốc[11]
Nguyên liệu sản xuất Carrageenan là các loại rong đỏ, rong sụn. Rong đỏ
thường có ởCanada, Tây Phi, Indonesia, Malaysia, Philipines. ỞViệt Nam nguồn
rong sụn được chú trọng phát triển hơn.
Rong sụn có tên thương mại là Cottonii, ký hiệu là KA thuộc :
Ngành : Rhodophyta
Lớp: Rhodophyceae
Phân lớp: Florideophycidae
Bộ: Gigartinales
Họ: Areschougiaceae
Giống: Kappaphycus
Loài: Alvarerii
Rong sụn là loài rong phát triển rất nhanh, tốc độtăng trưởng khoảng 3-6%
ngày. Sản lượng có thểđạt 30 tấn khô/hecta/năm. Năm 2003 tổng sản lượng trên thế
giới(chủy ếu là Philipine, Indonesia, Tanzania) đạt kho ảng 150 nghìn tấn khô.
ỞViệt Nam, từgiữa năm 2003 đến 2004, sản lượng rong sụn xuất khẩu đạt
khoảng1.000 tấn khô (chủyếu do các công ty ởNinh Thuận, Khánh Hòa, Phú Yên
xuất khẩu), 6 tháng đầu năm 2005, sản lượng xuất khẩu tăng vọt lên kho ảng 2000
tấn khô, giá xuất khẩutăng từ50USDlên 700USD/tấn FOB. Chất lượng của rong
sụn Việt Nam hoàn toàn đáp ứng được yêu cầu của thịtrường thếgiớicho công
nghiệp sản xuất Kappa-Carrageenan.
Theo ghi nhận của các nhà khoa học, trong rong sụn có nhiều axit amin
không thay thế, các khoáng chất đa lượng và vi lượng, các hợp chất hoạt đ ộng sinh
học rất cần thiết và bổdưỡng đối với con người. Một trong những bí quyết sống lâu
của người Nhật Bản là ăn nhiều rong biển.
Hình 1.1.Rong sụn (Kappaphycusalvarezii)
4
Thành phần hóa học chủyếu của rong sụn là Carrageenan, chiếm 40-50%
trọng lượng rong khô. Hiện nay, các nước sảnxuất carrageenan nhiều nhất là
Philipin, Mỹ, Đan Mạch, Pháp Năm 2001, tổng sản lượng Carrageenan trên thế
giớilà 42.390 tấn; trong đóChâu Âu chiếm 32%, Mỹ21%, Châu Á - Thái Bình
Dương 47%.
1.1.2. Đặc điểm cấu tạo, tính chất và ứng dụng của Carrageenan
1.1.2.1. Đặc điểm cấu tạo[5 ]
Carrageenan là một lo ại colloid thuộc nhóm phycocolloid có cấu trúc mạch
polymer mạch thẳng với liên kết luân phiên của β-D-galactopyranora qua liên kết
1,3 và α-D-galactopyranose qua liên kết 1,4. Các liên kết ởvịtrí số3 xuất hiện ở
các gốc có 2 và 4 sunphat, gốc 2,6 disunphat, gốc 2,6 anhydritvà 3,6 anhydrit-2-sunphat. Sunphat hóa ởvịtrí số3 không bao giờcó.
Carrageenan tạo thành chủyếu nhờcác mạch poly D-glactose bịsunphat hóa
có phân tửlượng từ500-700đvC kết hợp với nhau b ằng liên kết β-1,4 và C-1,3 luân
phiên nhau. Hợp phần cấu tạo của Carrageenan gồm có D-galactose (17 –31%) còn
L-galactose chiếm lượng nhỏ. Ngoài ra các thành ph ần của Carrageenan còn có
H2SO4
, Ca
2+
, và 3,6 anhydro-D-galactose. Dạng tồn tại trong tếbào rong đỏcủa
Carrageenan luôn gắn với Ca
2+
, K
+
, Na
+
như R-(OSO
3
)
2
Ca, hoặc R-OSO3Na, R-OSO3
K (trong đó R là gốc hydro cacbon).
Trong các công trình ban đầu thủy phân Carrageenan cho thấy có hai phân
đoạn là kappa-Carrageenan và lamda-Carrageenan. Kappa được định nghĩa là phân
đoạn kết tủa trong dung dịch KCl, trong khi lamda là phân đoạn tan trong dung dịch
này. Vềcấu trúc hóa học gần một nửa gốc đường trong kappa là 3,6 anhydro-D-galactose trong khi lamda chứa ít hoặc không chứa gốc đường này.
Các công trình nghiên cứu trong hai thập niên 60 và 70cho thấy
Carrageenan có nhiều cấu trúc khác nhau và do đó Carrageenan được định nghĩa
theo các thuật ngữcấu trúc hóa học. Người ta phân ra các loại Carrageenan là mu,
nu, iota, lamda, theta và xi-Carrageenan. Các loại này chỉkhác nhau ởmức độ
sunphat hóa, vịtrí sunphat hóa, mức độdehydrat hóa. Từnhững loại tảo Đỏ
5
(Rhodophyceae) người ta đ ã phát hiện ra các loại Carrageenan khác nhau được trích
ra từchúng. Các loại chính gồm: iota-Carrageenan, lamda-Carrageenan, kappa-Carrageenan.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn ThịThu Hằng, Nghiên cứu đềxuất quy trình sản xuất sữa chua xoài,
Đồán tốt nghiệp, Đại Học Nha Trang, 2009.
2. Đặng ThịThu Hương (2011), Bài giảng thiết kếvà phân tích thí nghiệm,
Trường Đại học Nha Trang.
3. Đặng Văn Hợp và ĐỗMinh Phụng, Nguyễn Thuần Anh, Vũ Ngọc Bội (2006),
Phân tích kiểm nghiệm thực phẩm, NXB Nông nghiệp.
4. Trần ThịLuyến, ĐỗMinh Phụng, Nguyễn Anh Tuấn, Ngô Đăng Nghĩa, 2004,
Chếbiến rong biển, Nhà xuất bản nông nghiệp.
5. Lê Văn Việt Mẫn (2010), Công nghệsản xuất các sản phẩm từsữa và thức
uống, tập 1, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP HồChí Minh.
6. Lê ThịLiên Thanh –Lê Văn Hoàng, Công nghệchếbiến sữa và các sản phẩm
từsữa,Nhà xuất bản Khoa Học và KỹThuật Hà Nội, 2002.
7. TS Lâm Xuân Thanh, Giáo trình công nghệchếbiến sữa và các sản phẩm từ
sữa, Nhà xuất bản Khoa Học và Kỹ Thuật Hà Nội, 2003.
8. Phạm ThịThùy, Hoàn thiện công nghệsản xuất Carrageenan công nghiệp,Đồ
án tốt nghiệp, Đại học Nha Trang, 2006.
9. Ngô ThịThức, Nghiên cứu ứng dụng Carrageenan trong sản xuất sữa chua
đậu nành, Luận văn thạc sĩ, Đại học NhaTrang, 2008.
10. Hà Duyên Tư (2006), Kỹthuật phân tích cảm quan thực phẩm, NXB khoa học
và kỹ thuật Hà Nội.
11. http://www.rimf.org.vn/awadetail.asp?lang=1&News_ID=198
12. http://www.scribd.com/doc/53799539/5/%E1%BB%A8ng-d%E1%BB%A5ng
13. http://www.dinhduong.com.vn/story/gia-tri-dinh-du-ng-cua-mon-yogurt