Đồ án Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất bơ hạt điều

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu đề xuất quy trình sản xuất bơ hạt điều

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Khoa: CÔNG NGHỆ SINH HỌC – THỰC PHẨM – MÔI TRƢỜNG Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Lệ Hà Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thanh Nhi MSSV: 1311110637 Lớp: 13DTP05 TP. Hồ Chí Minh, 2017
2. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp là thành quả từ sự nghiên cứu hoàn toàn thực tế trên cơ sở các số liệu thực tế và được thực hiện đúng theo những gì đã ghi trong đồ án. Đồ án được thực hiện hoàn toàn mới, là thành quả của riêng tôi và không sao chép bất cứ đồ án/ khóa luận tốt nghiệp tương tự nào. Mọi số liệu tham khảo sử dụng trong đồ án đều được trích dẫn các nguồn tài liệu trong báo cáo, danh mục tài liệu tham khảo và hoàn toàn trung thực. Mọi sao chép không hợp lệ, quy phạm nội quy nhà trường, tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm TP. HỒ CHÍ MINH, năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Nhi Đồ án tốt nghiệp
3. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành đồ án tốt nghiệp này, em đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô, bạn bè và gia đình. Đầu tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành đến các thầy cô trong khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường thuộc trường Đại học công nghệ TPHCM đã tạo điều kiện, quan tâm và giúp đỡ em trong suột quá trình học tập và nghiên cứu. Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn sâu sắc nhất đến TS. Nguyễn Lệ Hà đã quan tâm, chỉ bảo, hướng dẫn em rất tận tình để hoàn thành đồ án. Em cũng xin gửi lời cám ơn đến các thầy cô, anh/ chị làm việc tại Phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi cho em được thực hiện các nghiên cứu của mình. Một lần nữa, em xin gửi lời cám ơn cùng lời kính chúc sức khỏe đến tất cả thầy cô khoa Công nghệ Sinh học – Thực phẩm – Môi trường, gia đình, bạn bè đã luôn động viên giúp đỡ em hoàn thành đồ án TP. HỒ CHÍ MINH, năm 2017 Sinh viên Nguyễn Thị Thanh Nhi Đồ án tốt nghiệp
4. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 1 CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về hạt điều 3 1.1.1. Nguồn gốc 3 1.1.2. Đặc điểm 3 1.1.3. Thành phần dinh dưỡng 4 1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ 8 1.1.5. Một số lợi ích từ hạt điều 11 1.2. Tổng quan về bơ hạt điều 13 1.2.1. Khái niệm bơ hạt điều 13 1.2.2. Các công đoạn cơ bản trong quá trình chế biến bơ hạt điều 13 1.3. Xu hƣớng lựa chọn của ngƣời tiêu dùng và các sản phẩm từ hạt 17 1.4. Phản ứng Maillard trong quá trình nƣớng và ảnh hƣởng của nhiệt độ tới các thành phần dinh dƣỡng 19 CHƢƠNG 2 – NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu 23 2.2. Nguyên liệu và phụ gia trong nghiên cứu 23 2.1.1. Hạt điều 23 2.2.1. Muối 24 2.3.1. Đường 24 2.4.1. Margarine 25 2.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 27 2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian nướng nhân điều 29 2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ xay nhân điều 31 2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định công thức phối chế 32 2.4. Các phƣơng pháp phân tích 34 Đồ án tốt nghiệp i
5. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1. Thời gian và nhiệt độ nƣớng nhân điều 36 3.1.1. Sự thay đổi màu sắc của nhân điều 36 3.1.2. Sự thay đổi hàm lượng ẩm của nhân điều sau khi nướng 39 3.1.3. Hàm lượng Trans – fat của nhân điều sau khi nướng 40 3.2. Chế độ xay nhân điều 43 3.2.1. Độ chảy của bơ hạt điều 43 3.2.2. Sự thay đổi nhiệt độ khối hạt sau khi xay 45 3.2.3. Độ mịn của bơ hạt điều 48 3.3. Xác định công thức phối chế 50 3.3.1. Xác định tỉ lệ Margarine phối chế 50 3.3.2. Xác định tỉ lệ đường, muối phối chế 54 3.4. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm 55 3.5. Tính kinh tế 57 CHƢƠNG 4 – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 4.1. Kết luận 59 4.2. Kiến nghị 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC A 64 1. Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi 64 2. Xác định hàm lượng Lipid bằng phương pháp Soxhlet 65 3. Xác định hàm lượng Carbohyrat bằng phương pháp chuẩn độ 67 4. Xác định hàm lượng Protein bằng máy Kjeldahl 69 5. Xác định hàm lượng Trans – fat bằng phương pháp sắc ký khí 72 PHỤ LỤC B 79 1. Phương pháp cho điểm thị hiếu 79 2. Phương pháp cho điểm chất lượng sản phẩm theo TCVN 3125 – 79 88 Đồ án tốt nghiệp ii
6. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU PHỤ LỤC C 93 1. Kết quả kiểm nghiệm hàm lượng Trans – fat trong nhân điều sau khi nướng 93 2. Kết quả kiểm nghiệm hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong bơ hạt điều 94 PHỤ LỤC D 95 PHỤ LỤC E 100 Đồ án tốt nghiệp iii
7. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AOAC: (Association of Official Analytical Chemists) Hiệp hội các nhà hóa phân tích chính thống BHT: (Butylated Hydroxytoluene): phụ gia chống oxi hóa thực phẩm FAO: (Food and Agriculture Organization) Tổ chức lương thực – nông nghiệp của Liên Hiệp Quốc FFA: (Free Fatty Acid): acid béo tự do ICUMSA: (International Commission for Uniform Methods of Sugar Analysis), Ủy ban quốc tế về phương pháp thống nhất phân tích đường. Là đơn vị đo độ màu của đường LSD: (Least Significant Difference) Khác biệt nhỏ nhất có ý nghĩa RS: (Refined Sugar) Đường tinh luyện TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam Đồ án tốt nghiệp iv
8. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của một số loại đậu, hạt 4 Bảng 2.1 Công thức phối chế đề xuất 34 Bảng 3.1 Mô tả nhân điều sau khi nướng tương ứng với các thông số khảo sát 36 Bảng 3.2 Kết quả kiểm tra hàm lượng Trans – fat của nhân điều sau khi nướng 40 Bảng 3.3 Mô tả quá trình xay cho 70g nguyên liệu 46 Bảng 3.4 Sự thay đổi mùi, vị của bơ hạt điều do tỷ lệ margarine phối chế 53 Bảng 3.5 So sánh giá trị dinh dưỡng có trong 100g bơ hạt điều của sản phẩm đang nghiên cứu và sản phẩm bơ hạt điều Ceres 55 Bảng 3.6 Kết quả đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm bằng phương pháp cho điểm TCVN 3215 – 79 57 Bảng 3.7 Giá thành sơ bộ cho 170g bơ hạt điều 58 Đồ án tốt nghiệp v
9. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ, HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cây điều 4 Hình 1.2 Quả điều 4 Hình 1.3 Diễn biến thời vụ thu hoạch điều của các nước trên thế giới 10 Hình 1.4 Hạt điều rang muối 18 Hình 1.5 Hạt điều sấy mè trắng 18 Hình 1.6 Hạt điều tẩm wasabi 19 Hình 1.7 Hạt điều mật ong 19 Hình 1.8 Hạt điều wasabi 19 Hình 1.9 Hạt điều nước cốt dừa 19 Hình 2.1 Nhân điều còn vỏ lụa 23 Hình 2.2 Muối tinh sấy 24 Hình 2.3 Đường tinh luyện (RS) 25 Hình 2.4 Margarine 26 Hình 2.5 Quy trình chế biến bơ hạt điều thăm dò 27 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian và nhiệt độ nướng 29 Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ xay 31 Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát lượng Margarine phối chế 32 Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ đường và muối phối chế 33 Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nướng đến màu sắc của nhân điều 37 Hình 3.2 Sự thay đổi hàm ẩm của nhân điều sau nướng theo nhiệt độ và thời gian 39 Hình 3.3 Độ chảy của nhân điều ứng với các chế độ xay khác nhau 43 Hình 3.4 Độ chảy của bơ tương ứng với các thời gian một lần xay 44 Hình 3.5 Sự thay đổi nhiệt độ của bơ hạt điều trong quá trình xay thu nhận sản phẩm 45 Hình 3.6 Bơ hạt điều bị đóng vón ở nhiệt độ >70oC 48 Hình 3.7 Độ mịn của bơ hạt điều ở các chế độ xay khác nhau 49 Đồ án tốt nghiệp vi
10. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hình 3.8 Độ chảy của bơ hạt điều tương ứng với các tỷ lệ Margarine phối chế khác nhau 51 Hình 3.9 Độ chảy của bơ hạt điều tương ứng với các tỷ lệ margarine phối chế 51 Hình 3.10 Mức độ ưa thích của người tiêu dùng tương ứng với các tỷ lệ Margarine phối chế 52 Hình 3.11 Mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với các công thức phối chế khác nhau 54 Hình 3.12 Sản phẩm bơ hạt điều nghiên cứu 56 Hình 4.1 Sơ đồ quy trình hoàn thiện để chế biến bơ hạt điều 60 Đồ án tốt nghiệp vii
11. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU PHẦN MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Cây điều còn gọi là đào lộn hột, tên khoa học là Anacardium Occidentalo, điều mọc tự nhiên ở các bãi cát ven biển và trong các khu rừng ở vùng đảo Angti và Brazil lưu vực sông Amazon ở Nam Mỹ. Từ cây hoang dại, cây điều dần được trồng trên diện tích lớn ở Brazil. Việt Nam là nước đứng đầu thế giới về sản lượng và đứng thứ hai trên thế giới về chế biến hạt điều. Tại hội nghị chuyên đề quốc tế mang tên “Tree nuts, Health and Mediterranean diet” tại San Francisco, Mỹ năm 1994, người ta đã giới thiệu một chế độ ăn cân bằng theo hình chóp trong đó các loại hạt ăn được là một thành phần trong khẩu phần ăn được khuyến cáo ăn hàng ngày. Trong khi đó nhân điều có hàm lượng các chất đạm, các chất béo và hydrat cacbon khá cao, có mặt nhiều loại vitamin, acid amin và các chất khoáng rất cần cho sức khỏe con người. Hiện nay, nhân điều có thể chế biến thành nhiều sản phẩm khác nhau mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe như: dầu nhân điều, sữa hạt điều, bơ hạt điều, kẹo điều, hạt điều rang tẩm gia vị Trong đó bơ hạt điều là một sự thay thế tuyệt vời cho bơ đậu phộng – một sản phẩm phổ biến ở Bắc Mỹ, Hà Lan, Anh. Tuy nhiên lạc (đậu phộng) là một trong những loại thực phẩm gây dị ứng nhiều nhất. Dị ứng đậu phộng là một loại dị ứng phổ biến nhất nước Mỹ và ở trẻ em, cho nên việc tìm ra một sản phẩm có thể thay thế bơ đậu phộng sẽ giảm đi sự lo lắng về căn bệnh dị ứng của những thực khách yêu thích món bơ đậu phộng này. Tương tự như bơ đậu phộng, bơ hạt điều không chỉ béo ngậy thơm ngon mà còn tiện dụng cho bữa điểm tâm buổi sáng. Ăn kèm bơ hạt điều với bánh mì sandwich hoặc trái cây là cách làm bữa sáng của bạn trở nên giàu dinh dưỡng và hương vị. Ngoài ra ta có thể dùng kèm với những món như salad, pizza, Đồ án tốt nghiệp 1
12. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 2. Mục tiêu nghiên cứu Đề xuất được quy trình chế biến bơ hạt điều sao cho sản phẩm đạt được những tính chất sau đây - Có mùi vị thơm ngon, tốt cho sức khỏe, thay thế cho bơ đậu phộng - Sản phẩm bơ hạt điều không có Cholesterol, không có Trans – fat và không dùng dầu thực vật hydrogen hóa như bơ đậu phộng Sản phẩm được người tiêu dùng chấp nhận và có tính thương mại hóa. 3. Nội dung nghiên cứu Thu thập tài liệu có liên quan đến ngành hạt điều, công nghệ chế biến và sản xuất hạt điều Khảo sát thông số của quá trình chế biến như: thời gian và nhiệt độ nướng hạt điều, thời gian và chế độ xay, công thức phối chế. Xác định các thành phần dinh dưỡng của bơ hạt điều, xây dựng được bảng Nutritions Fact cho bơ hạt điều. Đánh giá cảm quan sản phẩm bơ hạt điều Đề xuất quy trình chế biến bơ hạt điều Đồ án tốt nghiệp 2
13. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU CHƢƠNG 1 – TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về hạt điều 1.1.1. Nguồn gốc Điều có nguồn gốc từ đông bắc Brazil, nó được gọi bằng tiếng Bồ Đào Nha là Caju (nghĩa là "quả") hay Cajueiro ("cây"). Ngày nay nó được trồng khắp các khu vực khí hậu nhiệt đới, bao gồm các bộ phận ở Tây Phi và Đông Nam Á, để lấy nhân hạt chế biến làm thực phẩm. Theo thống kê, trên thế giới có khoảng 50 nước trồng và chế biến hạt điều, trong đó các nước có sản lượng lớn là Ấn Độ, Brazil, Kenya, Mazambique, Tantania, Malaysia, Scrilanca, Nigieria, Philippin. Các nước tiêu thụ nhân hạt điều với số lượng lớn là Mỹ, Anh, Pháp, Úc, Trung Quốc, Năm 1980, Việt Nam bắt đầu phát triển cây điều với khoảng 1000ha, nam 1999 là 18.9000ha, năm 2004 là 350.000ha và hiện nay Việt Nam là nước đứng đầu thế giới về sản lượng và đứng thứ hai trên thế giới về chế biến hạt điều. 1.1.2. Đặc điểm Cây điều cao từ khoảng 3m đến 9m. Lá mọc so le, cuống ngắn, hoa nhỏ, màu trắng có mùi thơm dịu. Quả khô, không tự mở, hình thận, dài 2–3 cm, vỏ ngoài cứng, mặt hõm vào, cuống quả phình to thành hình trái lê hay đào, màu đỏ, vàng hay trắng. Do vậy người ta thường có cảm tưởng phần cuống quả phình ra là quả, còn quả thật đính vào là hạt, do dó mà có tên đào lộn hột (tức đào có hột nằm ngoài quả). Điều là thực vật hạt kín, hạt hình thận, có chứa dầu béo. Cấu tạo hạt điều gồm có 2 phần: nhân và vỏ. Nhân chiếm khoảng 25 – 35% hạt, có giá trị dinh dưỡng cao. Vỏ hạt điều chiếm 65 – 75% hạt. Đồ án tốt nghiệp 3
14. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hình 1.1 Cây điều Hình 1.2 Quả điều 1.1.3. Thành phần dinh dưỡng Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g phần ăn được của một số loại đậu, hạt Hàm lƣợng Thành phần dinh Đơn vị (Value) STT dƣỡng (Unit) Hạt Đậu Đậu Hà (Nutrients) Hạt lạc điều nành Lan 1 Nước g 3.4 7.5 14.0 13.6 2 Năng lượng Kcal 605 573 400 318 3 Protein g 18.4 27.5 34 22.2 4 Lipid g 46.3 44.5 18.4 14 5 Glucid g 28.7 15.5 24.6 54.1 6 Cellulose g 0.6 2.5 4.5 6.0 7 Tro g 2.6 2.5 4.5 2.7 8 Đường tổng số g 5.91 - - - Đồ án tốt nghiệp 4
15. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Fructose g 0.05 - - - Glucose g 0.05 - - - Saccharose g 5.81 - - - 9 Calci mg 28 68 165 57 10 Sắt mg 3.6 2.2 11 4.4 11 Magie mg 292 185 236 145 12 Mangan mg 1.66 1.6 1.2 - 13 Phospho mg 462 420 690 303 14 Kali mg 660 421 1504 135 15 Natri mg 12 4 2 - 16 Kẽm mg 5.78 1.9 308 4.00 17 Đồng μg 2195 420 300 930 18 Selen μg 19.9 - 1.5 0.4 19 Vitamin C mg 1 - 4 0 20 Vitamin B1 mg 0.25 0.44 0.54 0.77 21 Vitamin B2 mg 0.34 0.12 0.29 0.18 22 Vitamin PP mg 2.4 16 2.3 3.1 23 Vitamin B5 mg 0.864 1.767 0.793 1.758 24 Vitamin B6 mg 0.41 0.348 0.377 0.174 25 Folate μg 25 240 375 274 26 Vitamin E mg 0.9 8.33 0.86 0.09 27 Vitamin K μg 34.1 0 47 14.5 28 Beta – carotene μg 5 10 30 70 29 Tổng số acid béo no g 7.78 6.83 2.88 0.16 Palmitic (C16:0) g 3.92 5.15 2.12 0.13 Marganic (C17:0) g 0.05 0 0 0 Đồ án tốt nghiệp 5
16. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Stearic (C18:0) g 3.22 1.2 0.71 0.03 Arachidic (C20:0) g 0.27 0 0 0 Behenic (C22:0) g 0.17 0 0 0 Lignoceric (C24:0) g 0.1 0 0 0 30 Tổng số acid béo không g 23.8 24.43 4.4 0.24 no 1 nối đôi Plamitoleic (C16:1) g 0.14 0.01 0.06 - Oleic (C18:1) g 23.52 23.76 4.35 0.24 31 Tổng số acid béo không g 7.85 15.56 11.26 0.5 no nhiều nối đôi Linoleic (C18:2 n6) g 7.78 15.56 9.93 0.41 Linolenic (C18:2 n3) g 0.06 1.33 0.08 32 Lysin mg 928 990 1970 1772 33 Methonin mg 362 360 680 254 34 Tryptophan mg 287 300 480 275 35 Phenylalanin mg 951 1680 1800 1132 36 Threonin mg 688 770 160 872 37 Valin mg 1094 1290 1430 1159 38 Leucin mg 1472 1760 2240 1760 39 Isoleucin mg 789 880 1670 1014 40 Arginin mg 2123 2720 2410 2188 41 Histidin mg 456 580 780 597 42 Cystin mg 393 249 485 373 43 Tyrosin mg 508 669 988 711 44 Alanin mg 837 669 1671 1080 45 Acid aspartic mg 1795 2952 4361 2896 Đồ án tốt nghiệp 6
17. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 46 Acid glutamic mg 4506 5070 7098 4196 47 Glycin mg 937 1287 1511 1092 48 Prolin mg 812 1236 1989 1014 49 Serin mg 1079 1557 1851 1080 Nguồn: Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam (Vietnamese Food Composition Table) – Nhà xuất bản y học, Bộ y tế 2007. Như vậy nhân điều chứa tới 81% các acid béo chưa bão hòa (oleic, linoleic và linolenic acid). Các chất đạm: Nhân điều chứa trên 20% các chất đạm thực vật. về số lượng tương đương với đậu nành và đậu phộng nhưng về chất thì tương đương với trứng, sữa và thịt. Các chất béo: Ở nhân điều các chất béo chiếm khoảng 47%, trong số này có trên 80% các chất béo chưa bão hòa, tỷ lệ giữa chất béo chưa bão hòa và chất béo bão hòa là 4:1 rất có lợi. Các chất béo chưa bão hòa không những không tạo ra và làm tăng Cholesterol mà còn có tác động điều hòa và làm giảm lượng Cholesterol trong máu giúp tránh đươc các bệnh về tim mạch. Các acid béo chủ yếu ( Essential Fatty Acids – EFAs) hỗ trợ việc điều chỉnh sự cân bằng của các chất béo bão hòa và Cholesterol trong các tế bào. EFAs là những nhân tố có tính chất quyết định trong việc giữ trạng thái lỏng của màng tế bào. EFAs có ích chủ yếu trong việc hình thành các màng và chỉnh sửa các mô. Sự thiếu hụt EFAs có thể dẫn tới các bệnh tiểu đường, hen phế quản, rối loạn thận và viêm khớp. Các chất đường: Hydrat Cacbon trong nhân điều chiếm một tỷ lệ thấp, khoảng 20% trong đó đường hòa tan chỉ chiếm 1% đủ tạo ra mùi, vị dễ chịu hấp dẫn của nhân điều mà không bị béo phì. Các bệnh nhân tiểu đường và béo phì có thể sử dụng nhân điều an toàn. Đồ án tốt nghiệp 7
18. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Thành phần xơ có trong nhân điều cũng là một thành phần có lợi, xơ ở trong ruột giúp làm giảm sự hấp thu Cholesterol từ thực phẩm ăn vào, chữa trị bệnh táo bón. Nhiều chất xơ trong khẩu phần ăn bảo vệ cơ thể khỏi ung thư, trục trặc thận và viêm ruột thừa. Mỗi loại acid amin ở trong nhân điều đều có số lượng không nhiều, nếu riêng lẽ từng loại thì không có hiệu quả nhưng nhờ có mặt cùng lúc nhiều loại tương hỗ trợ nhau nên các acid amin trong nhân điều có đủ hiệu quả cho dinh dưỡng. Các nhân điều giàu vitamin nhóm B, đặc biệt là Thiamine (B1) hữu ích đối với việc kích thích ăn ngon miệng và hệ thống thần kinh. Nhân điều củng giàu vitamin E giúp chống suy nhược, thiếu máu. Nhân điều là một nguồn giàu các chất khoáng như Calcium, Selenium, Magnesium, Kẽm, Phospho, Đồng và Sắt dưới dạng hữu cơ có tác dụng bảo vệ sức khỏe và hệ thống thần kinh của con người. Tóm lại nhân điều giàu chất đạm, các chất béo chưa bão hòa, các chất khoáng ở dạng hữu cơ và các vitamin B1 , B2, PP, E, K trong khi đó các chất béo bão hòa và hydrat cacbon thấp. Do vậy nhân điều cung cấp một lượng giá trị dinh dưỡng cao, dễ tiêu hóa, thích hợp để chế ra hầu hết các món ăn chay sử dụng cho con người. (Finzi M., Montefredine A., 1963) 1.1.4. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hạt điều 1.1.4.1. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hạt điều ở Việt Nam Theo số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan, trong 2 quý đầu năm 2017 cả nước xuất khẩu 151.337 tấn hạt điều, thu về 1,47 tỷ USD (giảm 3,2% về lượng nhưng tăng 21,4% về kim ngạch so với cùng kỳ năm 2016); trong đó riêng tháng 6/2017, xuất khẩu 34,516 tấn, thu về 354,04 triệu USD (tăng 4,3% về lượng và 7,4% về kim ngạch so với tháng 5) Đồ án tốt nghiệp 8
19. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Giá hạt điều xuất khẩu bình quân tháng 6 đầu năm 2017 đạt 9,721 USD/tấn, tăng 26,3% so với cùng kỳ năm 2016 Hoa Kỳ vẫn luôn duy trì là thị trường tiêu thụ nhiều nhất các loại hạt điều của Việt Nam, chiếm 37% tổng kim ngạch xuất khẩu hạt điều của cả nước, đạt 543.3 triệu USD (tăng 33,3% so với cùng kỳ năm 2016). Thị trường lớn thứ 2 là Hà Lan, chiếm 15% trong kim ngạch xuất khẩu hạt điều của cả nước, đạt 222,5 triệu USD, tăng 37,6% so với cùng kỳ. Tiếp đó là thị trường Trung Quốc chiếm 12%, đạt 177,2 triệu USD, tăng 11%. Trong 6 tháng đầu năm 2017, xuất khẩu cũng tăng mạnh ở các thị trường như: Nga, Bỉ, New Zealand, Ấn độ Ngược lại, kim ngạch xuất khẩu hạt điều giảm mạnh ở thị trường như Hy Lạp, Philippines, Pakistan (Phụ lục D, bảng D1) Diện tích điều Diện tích điều tăng dần từ năm 1990, đạt cao nhất ở năm 2007 (439,9 ngàn ha) và giảm dần (khoảng 20 ngàn ha/năm), đến năm 2011, diện tích điều cả nước chỉ còn 362,6 ngàn ha. (phụ lục D, bảng D2) Năng suất điều Năng suất điều từ năm 1995 – 2011 luôn biến động, thấp nhất là 1998: 0,39 tấn/ha và cao nhất là 2005 : 1,07 tấn/ha, từ năm 2006 trở lại đây, năng suất điều giảm dần cho đến năm 2011 chỉ còn 0,91 tấn/ha (đây là một dấu hiệu xấu mà Ngành điều Việt Nam cần phải phấn đấu để khắc phục). (phụ lục D, bảng D3, bảng D4) 1.1.4.2. Tình hình sản xuất và tiêu thụ hạt điều trên thế giới Tổng diện tích điều trên thế giới năm 2011/2012 là 3,75 triệu ha đạt sản lượng 2,31 triệu tấn; năng suất trung bình 0,84 t/ha Theo dự báo Hiệp hội trái cây khô Quốc tế (INC) Tổng sản lượng điều nhân toàn thế giới năm 2011/12 là 491,4 ngàn tấn Đồ án tốt nghiệp 9
20. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Theo dự báo của Liên minh châu Phi (ACA) thì tổng SL nhân điều thế giới khoảng 650 ngàn tấn. (Agroinfor.2012) Mùa vụ thu hoạch Mùa thu hoạch nói chung là tương tự nhau của các nước sản xuất trong từng khu vực, tùy thuộc vào vị trí của từng nước liên quan đến đường xích đạo. Các nước phía Bắc của đường xích đạo, bao gồm Ấn Độ, Việt Nam và các nước ở Tây Phi, thu hoạch từ đầu năm dương lịch để khoảng giữa năm. Các quốc gia phía Nam của đường xích đạo, bao gồm cả Brazil và các nước Đông Phi, thu hoạch từ tháng 9 hoặc tháng 10 đến đầu năm năm dương lịch tiếp theo. Hình 1.3 Diễn biến thời vụ thu hoạch điều của các nước trên thế giới Ở Châu Á, Ấn Độ đã đạt được nhiều thành tựu trong nghiên cứu và phát triển điều. Hơn 36 giống điều đã được tuyển chọn và đưa vào sản xuất. Năng suất bình quân của các giống biến động từ 7,2–24,0 kg/cây. Tỷ lệ nhân thu hồi từ 25,7-32,0%. Đặc biệt cơ cấu giống của 8 bang trồng điều cũng đã được xây dựng và khuyến cáo cụ thể cho từng Đồ án tốt nghiệp 10
21. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU vùng. Năng suất bình quân ở bang trồng điều giống mới nhiều nhất là Kerala 1.000 kg/ha. 1.1.5. Một số lợi ích từ hạt điều Hạt điều – món ăn ngừa bệnh tật Hạt điều có giá trị kinh tế cao vì ăn ngon và chứa nhiều giá trị dinh dưỡng như sắt, phospho, magie, kẽm, selenium. Hạt điều cũng giàu chất chống oxi hóa, protein và hóa học thực vật. Nhờ vậy khi ăn sẽ giúp mang lại nhiều lợi ích sức khỏe. - Giúp năng chặn các cuộc tấn công của bệnh hen suyễn và cung cấp giấc ngủ ngon cho phụ nữ mãn kinh - Giảm mức độ chất béo trung tính và bảo vệ cơ thể khỏi các biến chứng của bệnh tiểu đường - Bảo vệ răng nứu khỏi sự tấn công của vi khuẩn (Ngọc lam, 2016) Là loại hạt dinh dƣỡng có khả năng chổng tiểu đƣờng Chiết xuất từ hạt điều hứa hẹn chống bệnh tiểu đường hiệu quả, theo một nghiên cứu mới của trường Đại học Montreal (Canada) và Đại học de Yaoundé (Camerun). Công bố trên tạp chí Molecular Nutrition & Food Research, các nhà nghiên cứu đã phân tích những lợi ích của sản phẩm từ cây điều đối với bệnh tiểu đường, đặc biệt là chất chiết xuất từ hạt điều có thể cải thiện khả năng đáp ứng insulin của cơ thể, thúc đẩy các tế bào cơ bắp hấp thụ lượng đường trong máu Sản phẩm từ cây điều từ lâu đã được xem là có tác dụng chống viêm, ngăn chặn gia tăng đường huyết và phòng ngừa tình trạng kháng insulin trong bệnh tiểu đường. (Ngọc lam, 2016) Ngừa ung thƣ Đồ án tốt nghiệp 11
22. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hạt điều có thể làm giảm ung thư ruột kết. Sự giàu có chất đồng giúp cho hạt điều có thể loại bỏ các phân tử có gốc tự do. Ngoài ra, hạt điều giàu nguốn gốc hóa học thực vật và chất chống oxi hóa nên giúp bảo vệ tim cũng như ngừa ung thư. (Mai Hương, 2012) Tốt cho tim Nghiên cứu được xuất bản trên Tạp chí Dinh dưỡng Anh Quốc cho biết hạt điều có thành phần chống oxi hóa, mang lại nhiều lợi ích bảo vệ tim. Nghiên cứu của Trung tâm Sức khỏe phụ nữ Lowa, Mỹ cho biết, những phụ nữ ăn hạt điều mỗi tuần một lần sẽ giảm được 11% nguy cơ mắc bệnh tim mạch, ăn từ 1 – 4 lần thì giảm được 19%. Tổng hợp từ 4 nghiên cứu khác nhau, các chuyên gia kết luận, những người ăn hạt điều từ 1 – 4 lần/ tuần sẽ giảm được 37% nguy cơ tim mạch so với những người hiếm khi ăn. Hạt điều chứa các chất béo không bão hòa đơn lành mạnh, giúp bảo vệ tim của vì nó giúp làm giảm các chất béo trung tính thường gây ra bệnh tim. (Mai Hương, 2012) Giúp xƣơng khớp chắc khỏe Trong hạt điều rất giàu magie. Khoảng 2/3 lượng magie trong cơ thể tập trung ở xương. Magie giúp cân bằng canxi, từ đó điều tiết thần kinh và cơ âm thanh (ở họng). Ngoài ra chất đồng trong hạt điều cũng rất cần thiết cho chức năng của enzyme liên quan đến nối collagen và elastin, đây là những thành phần giúp cho xương và khớp được linh hoạt và chắc khỏe. (Mai Hương, 2012) Chống sỏi mật Sau 20 năm nghiên cứu ở 80.000 phụ nữ của trung tâm nghiên cứu Sức khỏe Nurse, các nhà khoa học Mỹ đã phát hiện thấy phụ nữ ăn ít nhất 1 ouce (28g) các loai hạt như lạc hay hạt điều mỗi tuần sẽ giúp giảm nguy cơ phát triển sỏi mật khoảng 25%. Chính các khoáng chất và vitamin trong hạt điều đã mang lại lợi ích này. (Ngọc lam, 2016) Đồ án tốt nghiệp 12
23. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Tốt cho thần kinh Có quá ít magie đồng nghĩa với việc cơ thể bạn có quá nhiều canxi, và điều này làm tổn thương đến các tế bào thần kinh. Thiếu magie cũng dẫn đến tăng huyết áp, căng cơ, đau nửa đầu, mệt mỏi. Nhiều nghiên cứu cho biết, magie giúp làm giảm bớt tần suất các cơn đau đầu tấn công và giúp ngăn chặn đau tim, mà hạt điều lại rất giàu magie. (Mai Hương, 2012) Giúp giảm cân Những người ăn hạt điều 2 lần /tuần, ít có khả năng thừa cân và béo phì hơn những người hiếm khi ăn. Hạt điều có tương đối nhiều chất béo, nhưng chất béo này lại tốt cho cơ thể. Nếu so với hạnh nhân, bồ đào, lạc và quả óc chó thì hạt điều lại ít chất béo hơn. Mặt khác hạt điều cũng giàu năng lượng và chất xơ, nên có thể coi đây là món ăn vặt lý tưởng để kiểm soát tăng cân. (Mai Hương, 2012) 1.2. Tổng quan về bơ hạt điều 1.2.1. Khái niệm bơ hạt điều Bơ hạt điều là một dạng bơ thực vật được chế biến từ thành phần chính là nhân hạt điều và một số phụ gia như đường, muối, dầu thực vật. Ngoài ra, ta có thể bổ sung một số hương vị khác như bột vani, quế, lá phong để tăng tính cảm quan cho bơ hạt điều. Bơ hạt điều được chế biến bằng phương pháp xay hay giã nhuyễn, chủ yếu được phết lên bánh mì để ăn sáng. 1.2.2. Các công đoạn cơ bản trong quá trình chế biến bơ hạt điều 1.2.2.1. Thu mua hạt điều Cứ 2 chén hạt điều sẽ làm được 0.25 chén bơ hạt điều. Dựa vào điều này ta có thể ước lượng được số hạt điều cần phải mua đề chế biến bơ hạt điều. Đồ án tốt nghiệp 13
24. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Vỏ cứng của hạt điều có chứa chất độc Urushil gây dị ứng da và phát ban, ta có thể loại bỏ vỏ bằng cách hấp bằng hơi nước nóng hoặc rang để loại bỏ độc tố. Nếu ta mua nhân hạt điều đã được xử lý vỏ thay vì mua hạt điều thô thì không cần lo lắng về vấn đề này. Những loại hạt điều tẩm gia vị như mật ong hoặc hạt điều rang muối cũng có thể dùng để làm bơ hạt điều. Nếu ta dùng hạt điều để thay thế cho đậu phộng vì dị ứng đậu phộng , thì phải chắc chắn rằng ở nhà máy chế biến hạt điều không xử lý đậu phộng. Nguyên nhân lây nhiễm chéo có thể gây nguy hiểm và tử vong cho những người bị dị ứng đậu phộng sử dụng hạt điều. Ngoài ra, ta cũng phải đảm bảo rằng những người dị ứng đậu phộng không dị ứng với tất cả các loại hạt khác như: quả óc chó, quả phỉ, hạnh nhân, hạt điều vì một số người chỉ dị ứng đậu phộng trong khi cũng có những người dị ứng với tất cả các loại hạt. Đây là lưu ý quan trọng khi mua hạt điều để chế biến. 1.2.2.2. Ngâm hạt điều Mục đích: - Loại bỏ hoặc làm giảm hàm lượng acid phytic có trong hạt - Loại bỏ hoặc làm giảm tannin - Trung hòa các chất ức chế enzyme - Khuyến khích sản xuất các enzyme có lợi - Tăng hàm lượng Vitamin, đặc biệt là vitamin nhóm B - Ngăn chặn sự thiếu hụt chất khoáng Hạt điều là một trong những loại hạt cần phải được ngâm trước khi chế biến. Cũng như các loại hạt khác, trong hạt điều có các chất ức chế dinh dưỡng và chất độc như: chất ức chế enzyme, phytates (phytic acid), polyphenol (tannin) và goitrogens. Đồ án tốt nghiệp 14
25. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Chất ức chế enzyme Trong dạ dày, có một số enzyme tiêu hóa và enzyme chuyển hóa. Các enzyme tiêu hóa giúp phân hủy thức ăn. Enzyme trao đổi chất giúp tất cả các quá trình sinh học trong cơ thể. Ức chế men sẽ làm tắt nghẽn, làm cong hoặc biến tính hoạt động của một enzyme. Nó có thể liên kết với enzyme để chia rẽ chúng. Các loại đậu, hạt trong đó có hạt điều có rất nhiều chất ức chế enzyme làm khó tiêu khi ăn. Phytates Acid phytic có chủ yếu trong các lớp bên ngoài hoặc cám của các loại đậu, hạt, ngũ cốc. Acid phytic không được xử lý có thể kết hợp với Canxi, Magie, Sắt, Đồng và đặt biệt là Kẽm trong đường ruột và ngăn chặn sự hấp thụ. Nếu ta không xử lý acid phytic có trong hạt có thể dẫn đến thiếu hụt khoáng nghiêm trọng và bị loãng xương khi ăn nhiều đậu, hạt, ngũ cốc. Việc ngâm cho phép enzyme, lactobacilli và các sinh vật hữu ích khác phá vỡ và vô hiệu hóa một phần lớn acid phytic có trong hạt. Ngâm trong nước ấm cũng trung hòa các chất ức chế enzyme và tạo điều kiện sản xuất các enzyme có lợi. Hoạt động của các enzyme này cũng làm tăng số lượng các chất dinh dưỡng, đặc biệt là Vitamin nhóm B. Đồng thời ngâm hạt cũng loại bỏ bụi cặn và tannin (Dr. Janardhana Hebbar, 2017) Ta có thể dùng nước, nước muối để ngâm. Thời gian ngâm hạt điều là 6h, tỷ lệ nguyên liệu và nước ngâm hạt là 1:2. 1.2.2.3. Rửa Mục đích: loại bỏ dư lượng muối, bụi bẩn còn bám trên hạt điều. Ta dùng phương pháp rữa xối để làm sạch hạt điều trước khi qua công đoạn làm chín. Hạt sau khi rữa phải sạch hết bụi bẩn bám trên bề mặt. Đồ án tốt nghiệp 15
26. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 1.2.2.4. Nướng Mục đích: tách nước, làm khô và làm chín hạt điều. Tiêu diệt một số vi sinh vật và ức chế hoạt động của enzyme không có lợi. Trải hạt điều thành 1 lớp duy nhất trên một tấm bạc nướng bánh. Đun nóng lò nướng đến 150oF (66oC). Sau đó cho hạt điều vào sấy trong vòng 12 – 24 tiếng tùy vào kích thước hạt điều. Kiểm tra thường xuyên và đảo hạt để hạt bốc hơi nước đều các mặt và không bị khét. Khi thấy hạt giòn ta lấy hạt điều ra. Đun nóng lò nướng đến 325oF (163oC) làm nóng lò trong 5 phút. Sau đó cho hạt điều vào nướng cho đến khi hạt giòn, có mùi thơm đặc trưng của hạt điều. Lưu ý đảo hạt điều khi nướng để hạt chín đều các mặt. 1.2.2.5. Làm nguội Mục đích: làm nguội hạt điều, chuẩn bị cho công đoạn xay Hạt điều cũng như các hạt khác, dày đặc bên trong. Nhiệt sau khi nướng có thể giữ bên trong hạt. Cần làm nguội hạt trước khi xay để làm giảm nguy cơ khét khi xử lý chúng để làm bơ và tránh hư hỏng máy móc. 1.2.2.6. Xay Mục đích: làm nhỏ hạt điều để tạo thành bơ Hạt điều sau khi làm nguội sẽ được cho vào trong máy xay (máy xay cà phê hoặc máy xay sinh tố), bật máy với tốc độ cao nhất để làm nhỏ hạt điều. Hạt sẽ chuyển từ khối hạt lớn sang tinh hạt sau 1 vài phút. Dừng máy và kiểm tra độ đồng đề của các tinh hạt. Sau đó tiếp tục bật máy xay trong 4 – 5 phút, hạt sẽ trở thành dạng paste và dính. Bộ xử lý thực phẩm sẽ nóng lên là cần được nghỉ trong 2 – 3 phút. Trong thời gian này dùng thìa cạo vào thành máy và đảo trộn hạt điều một ít. Tiếp tục xay hạt điều, Đồ án tốt nghiệp 16
27. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU ở giai đoạn này, hạt điều sẽ tiết ra dầu và trở nên dính hơn. Xay hạt trong 2 – 3 phút cho đến khi chúng có dạng kem bơ. Dùng thìa để cạo thành thiết bị một lần nữa. Sau đó tiếp tục xay cho đến khi đạt được sự đồng đều như mong muốn (Lauren Amerson, 2012) Toàn bộ quá trình sẽ tốn 15 – 25 phút tùy vào thiết bị được sử dụng. Cứ vài phút xay hạt điều nên để máy nghỉ để tránh làm tăng nhiệt độ của máy 1.2.2.7. Phối chế Mục đích: bổ sung thêm gia vị để tăng tính cảm quan cho sản phẩm, tạo sự đồng đều cho các nguyên liệu Ta có thể thêm một hoặc nhiều loại phụ gia, gia vị như đường, muối, margarine, mật ong, vị vani, chocolate tùy theo sở thích của từng người vào trong cối xay. Sau đó bật máy xay trong 30s để hòa trộn đều gia vị và tào sự đồng nhất cho bơ hạt điều. 1.2.2.8. Rót hộp Mục đích: bảo quản sản phẩm, tránh sự xâm nhập của vi sinh vật có hại. Hạt điều sau khi xay có thể cho vào lọ thủy tinh hoặc hủ nhựa, đậy nắp kín. Sau đó ta bảo quản trong tủ lạnh và sử dụng trong vòng 1 tuần. Dầu và chất rắn có thể bị tách ra vì vậy trước khi sử dụng cần khuấy trộn nhẹ. (Emily Barlett, 2012) 1.3. Xu hƣớng lựa chọn của ngƣời tiêu dùng và các sản phẩm từ hạt điều Hạt điều hiện nay đang trở thành một xu hướng ẩm thực bên cạnh những loại hạt nhập khẩu khác như hạt óc chó, hạt mắc ca. Các loại hạt khô hiện đang rất được ưa chuộng trên thị trường Đồ án tốt nghiệp 17
28. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Các loại hạt khô được tiêu thụ mạnh trong những năm gần đây do sự phát triển của ngành ẩm thực các bữa ăn gia đình ngày càng trở nên phong phú đa dạng. Các loại hạt như hạt điều lại ít chất béo, giúp hỗ trợ và ngăn ngừa rất tốt các loại bệnh như tim mạch béo phì. Hạt điều được ưa chuộng vì giá thành rẻ hơn, hương bị bùi béo đặc trưng thỏa mãn được nhu cầu về vị giác. Hàm lượng dinh dưỡng cao tương đương với hạt mắc ca, hạt óc chó ngoại nhập. Hơn nữa hạt điều là loại cây trồng nổi tiếng ở Việt Nam và được đem đi xuất khẩu trên toàn thế giới Hạt điều không chỉ làm những món ăn đơn thuần mà đây cũng là món quà ý nghĩa đến với những vị khách, bạn bè trong những dịp lễ tết. Mẫu mã đẹp mắt nên hạt điều luôn là lựa chọn hàng đầu. Một số sản phẩm từ hạt điều hiện có trên thị trƣờng Việt Nam Sản phẩm của Công ty TNHH Hạt Việt (Vietnuts) Hình 1.4 Hạt điều rang muối Hình 1.5 Hạt điều sấy mè trắng Đồ án tốt nghiệp 18
29. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hình 1.6 Hạt điều tẩm wasabi Hình 1.7 Hạt điều mật ong Sản phẩm của Công ty cổ phần Tân Tân Hình 1.8 Hạt điều wasabi Hình 1.9 Hạt điều nước cốt dừa 1.4. Phản ứng Maillard trong quá trình nƣớng và ảnh hƣởng của nhiệt độ tới các thành phần dinh dƣỡng 3 giai đoạn phản ứng Maillard: - Giai đoạn 1: Hình thành nên hợp chất N - glycoside Đồ án tốt nghiệp 19
30. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU - Giai đoạn 2: Sau khi hình thành hợp chất N - glycoside, sẽ tạo thành ion immonium và sau đó là chuyển vị (isomer hoá), phản ứng này gọi là sự chuyển vị Amadori và tạo ra hợp chất ketosamine - Giai đoạn 3: Các hợp chất ketosamine lại bị khử nước trở thành các hợp chất reductones và dehydro reductone như diacetyl, acetol hay pyruvaldehyde. Sau cùng, đến lượt các hợp chất vừa sinh ra sẽ tham gia các phản ứng thoái hoá cắt mạch Strecker, tạo tành các hợp chất amin, aldehit tạo hương vị cho sản phẩm (Phạm Thanh Hiếu, 2017) Các sản phẩm hình thành trong phản ứng Maillard: - Sản phẩm của giai đoạn đầu không màu và không hấp thụ ánh sáng cực tím. - Ở giai đoạn thứ hai thì sản phẩm tạo ra sẽ có màu vàng hoặc không màu. - Ở giai đoạn cuối có các phản ứng ngưng tụ aldol với sự tạo thành polymer màu nâu không chứa nitơ, trùng hợp andehitamin với sự tạo thành các hợp chất nitơ dị vòng. Kết quả là sản phẩm cuối có màu đậm. (Phạm Thanh Hiếu, 2017) Phản ứng bắt đầu ở nhiệt độ 30oC, tăng nhanh khi nhiệt độ 60oC. Khi nhiệt độ bằng 100 ÷ 130oC phản ứng xảy ra rất nhanh. Ở nhiệt độ 145oC trong khoảng từ 50 – 60 phút sẽ tạo thành các melanoidin có vị đắng và mùi khét (Phạm Thanh Hiếu, 2017) Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng Maillard: - Acid amin: Acid amin có khả năng cho màu mạnh nhất là Lysine, Cystin cho màu yếu nhất. Trong 100g hạt điều có 928 mg Lysine và 393 mg Cystin và các Acid amin khác cũng chiểm hàm lượng cao. - Đường: Đường pentose (như ribose) phản ứng dễ dàng hơn đường hexose (như glucose) và đường hexose lại phản ứng hơn đường disaccharide. Trong 100g hạt điều có 5.81g saccharose và 0.01g đường khử. Nhưng trong quá trình nướng Sacchrose bị thủy phân thành đường khử ở nhiệt độ 50 – 60oC (Phạm Thanh Hiếu, 2017) Đồ án tốt nghiệp 20
31. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU - Hoạt độ của nước: Nước được hình thành trong suốt phản ứng Maillard. Do đó phản ứng Maillard sẽ diễn ra với tốc độ chậm hơn khi hoạt độ nước cao. Hơn nữa, lượng chất phản ứng sẽ loãng ở hoạt độ nước cao, trong khi đó ở hoạt độ nước thấp thì nồng độ các chất phản ứng cao nhưng tính linh động của chúng giảm. Thông thường, phản ứng Maillard xảy ra nhanh nhất ở hoạt độ nước trong khoảng 0,5 – 0,8. (Nguyễn Thị Minh Ngọc, 2015) Ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong quá trình nướng tới các thành phần dinh dưỡng của nhân điều - Với chất đạm (protit): Khi nướng ở nhiệt độ cao quá lâu, giá trị dinh dưỡng của protit giảm đi vì tạo thành các liên kết khó tiêu. Quá trình này hay xảy ra khi nướng, hấp thức ăn trong lò nhiệt độ cao. - Với chất béo (Lipit): Khi nướng lâu ở nhiệt độ cao các axit béo không no sẽ bị oxy hóa làm mất tác dụng có ích, đồng thời các liên kết kép trong cấu trúc của các axit này bị bẻ gãy tạo thành các sản phẩm trung gian như là peroxit aldehyt có hại đối với cơ thể. - Với chất bột (Glucid): gồm các loại đường đơn, đường kép, tinh bột, celluloza. Ở nhiệt độ đun sôi các loại đường đơn giản không có biến đổi đáng kể. Quá trình chế biến nóng làm cho tinh bột dễ tiêu hơn, celluloza không bị nứt ra và trở nên mềm hơn, cho phép các dịch tiêu hóa tiếp xúc với các thành phần dinh dưỡng trong tế bào thực vật (thường celluloza tạo một lớp màng bao bọc bên ngoài tế bào của các loại hạt, củ, rau ). Nhưng khi chế biến ở nhiệt độ cao đặc biệt là trong môi trường khô không có nước, các thành phần của tinh bột cũng bị biến đổi khó tiêu hóa hoặc độc hại với cơ thể. - Các loại chất khoáng (Canxi, phosootspho, kali, magiê ) trong quá trình nướng không có biến đổi đáng kể. - Vitamin: các vitamin chịu nhiều thay đổi nhất vì đó là những thành phần tương đối ít bền vững. Các vitamin tan trong chất béo như E, K tương đối bền vững với nhiệt độ, Trong các vitamin nhóm B thì vitamin B1 ít bền vững nhất, vitamin B2, vitamin PP Đồ án tốt nghiệp 21
32. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU hầu như không bị phân hủy. Trong nhân điều Vitamin nhóm B là chủ yếu. Vitamin C ít bền vững nhất. Chất này bị oxy hóa nhanh, nhất là ở nhiệt độ cao. Trong thời gian bảo quản lượng vitamin C cũng giảm dần. Người ta ước tính lượng vitamin mất do nấu nướng như sau: vitamin C: 50%; vitamin B1: 30%; caroten: 20%. (Hoàng Kim Thanh, 2013) Đồ án tốt nghiệp 22
33. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU CHƢƠNG 2 – NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Thời gian và địa điểm làm thí nghiệm Thời gian: Từ ngày 15/5/2017 đến ngày 16/7/2017 Địa điểm: Phòng thí nghiệm trường Đại học Công nghệ TPHCM 2.2. Nguyên liệu và phụ gia trong nghiên cứu 2.2.1. Hạt điều Nhân hạt điều là phần ăn được khi tách vỏ cứng và vỏ lụa của hạt điều. Ở đây ta sử dụng nhân hạt điều còn vỏ lụa. Hình 2.1 Nhân điều còn vỏ lụa Yên cầu kỹ thuật đối với nhân điều Nhân điều loại I Nhân hạt điều phải được sấy khô, độ ẩm không được lớn hơn 5% theo khối lượng Hình dạng: có hình dạng đặc trưng, còn nguyên nhân, không bị vỡ Mùi: có mùi tự nhiên, không bị ôi dầu hay mùi lạ khác Nhân điều không có sâu mọt sống, nấm mốc, không bị nhiễm bẩn do loài gặm nhấm, không bị hư hại do sâu mọt nhìn thấy bằng mắt thường Đồ án tốt nghiệp 23
34. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát 2.2.2. Muối Muối sử dụng là muối tinh sấy có công thức hóa học là NaCl Chỉ tiêu chất lƣợng NaCl: ≥ 98% Chất không tan: ≤ 0.1% Iod: 20 – 40 ppm Thành phần: Muối tinh sấy khô (99,997%), KIO3 (0.003%) Bảo quản: nơi khô, mát, tránh ánh nắng mặt trời Hạn sử dụng: 12 tháng kể từ ngày sản suất Hình 2.2 Muối tinh sấy 2.2.3. Đường Trạng thái cảm quan: không vón cục, màu trắng tinh, không mùi, vị không có vị ngọt khác, không ẩm và không có tạp chất Đồ án tốt nghiệp 24
35. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Đường trước khi phối chế với bơ hạt điều hơn sẽ được xay mịn để hòa tan được tốt và đồng đều hơn Thành phần Saccharose: ≥ 99.8% Độ ẩm: ≤ 0.05% Độ mảu: ≤ 30 ICUMSA Nguyên liệu mía cây: 100% Bảo quản: nơi thoáng mát, khô ráo Hình 2.3 Đường tinh luyện (RS) 2.2.4. Margarine Margarine sử dụng được mua từ Công ty cổ phần dầu thực vật Tường An, không chứa Cholesterol và không chứa acid béo cấu hình trans. Thành phần: Dầu thực vật tinh luyện, nước Đồ án tốt nghiệp 25
36. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Phụ gia thực phẩm: Lecithin (322), hương bơ, beta carotene (160ai), muối, mono và diglycerit của các acid béo (471), BHT (321), acid citric (330) Bảo quản: Nơi khô ráo và thoáng mát Chỉ tiêu chất lƣợng: FFA (Palmitic): 0.4% tối đa Hạn sử dụng: 6 tháng Hình 2.4 Margarine Đồ án tốt nghiệp 26
37. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 2.3. Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm Nghiên cứu sử dụng phương pháp thực nghiệm, từ đó suy ra được các thông số kỹ thuật của quy trình chế biến. Quy trình chế biến thăm dò được trình bày như hình 2.5 Nhân điều Ngâm nước muối 1% (6h, tỉ Muối lệ điều : nước= 1:2 (w/w) Rửa – Làm ráo Sấy (28h, 65oC) Bóc vỏ Nướng (40 phút, 100oC) Để nguội Muối (0.71%) Xay Đường (3,22%) Xay Phối chế Xay Chiếc rót Margarine (5%) Bơ hạt điều Hình 2.5 Quy trình chế biến bơ hạt điều thăm dò Các công đoạn cần nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp 27
38. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Giải thích quy trình: Nhân điều nguyên liệu sẽ được ngâm trong nước muối 1% trong vòng 6 giờ, tỷ lệ điều : nước = 1:2 (w/w), cứ 2 giờ ta sẽ thay nước một lần. Nhân điều sau khi ngâm sẽ được rửa xối bằng nước lạnh dưới vòi nước, rửa 2 lần, 30s/lần. Sau khi rửa, ta trải nhân điều thành 1 lớp trên khay sấy và để ráo trong vòng 10 phút. Sau đó ta cho khay sấy vào tủ sấy và sấy ở 65oC trong vòng 28 giờ, khi độ ẩm của hạt <3% thì đạt. Sau khi sấy, ta bóc vỏ nhân điều thủ công, có thể dùng dao để cạo những hạt có vỏ lụa khó bóc bám chặt vào nhân. Để nướng nhân điều ta làm nóng lò và khay có lót giấy bạc ở 100oC trong 5 phút, sau đó trải nhân điều thành 1 lớp lên khay và nướng ở 100oC trong 40 phút. Nhân điều sau khi nướng sẽ được để nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng và mang đi xay. Ta cho nhân điều vào cối xay khô và tiến hành xay 4 lần cách đoạn, mỗi lần xay 30s. Giữa mỗi lần xay ta sẽ chờ nguội trong vòng 15 phút, trong lúc chờ nguội ta dùng thìa cạo nguyên liệu bám dính trên thành thiết bị xuống. Sau khi xay xong, ta sẽ chờ nguội tiếp trong vòng 15 phút sau đó cho các phụ gia vào bơ hạt điều theo tỷ lệ sau: 0.71% muối, 3.22% đường, 5% Margarine và xay tiếp trong 30s để các nguyên liệu hòa trộn với nhau. Sau khi phối chế, ta cho bơ hạt điều vào trong lọ thủy tinh và đậy nắp kín. Sau khi rót hộp, sản phẩm bơ hạt điều sẽ được đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm thị hiếu để lựa chọn các thông số kỹ thuật thích hợp. Đồ án tốt nghiệp 28
39. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 2.3.1. Bố trí thí nghiệm xác định thời gian và nhiệt độ nướng nhân điều Nhân điều (100g) Ngâm nước muối 1% (6h, tỉ lệ điều: nước = 1:2 (w/w) Rửa – làm ráo Sấy (28h, 65oC) Bóc vỏ Nướng 100oC 115oC 130oC 145oC 30 phút 40 phút 50 phút 60 phút Làm nguội trong không khí So màu Xác định lượng Trans - fat Xay Xác định độ ẩm của hạt Phối chế Chiếc rót Đánh giá cảm quan Chọn thời gian và nhiệt độ nướng thích hợp Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian và nhiệt độ nướng Đồ án tốt nghiệp 29
40. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Mô tả thí nghiệm: Nhân điều nguyên liệu sẽ được ngâm trong nước muối 1% trong vòng 6 giờ, tỷ lệ điều nước = 1:2 (w/w), cứ 2 giờ ta sẽ thay nước một lần. Nhân điều sau khi ngâm sẽ được rửa xối bằng nước lạnh dưới vòi nước, rửa 2 lần, 30s/lần. Sau khi rửa, ta trải nhân điều thành 1 lớp trên khay sấy và để ráo trong vòng 10 phút. Sau đó ta cho khay sấy vào tủ sấy và sấy ở 65oC trong vòng 28 giờ, khi độ ẩm của hạt <3% thì đạt. Sau khi sấy, ta bóc vỏ nhân điều thủ công. Sau đó nhân điều sẽ được nướng ở nhiệt độ 100oC, 115oC, 130oC, 145oC. Mỗi nhiệt độ sẽ nướng tương ứng với khoảng thời gian là 30 phút, 40 phút, 50 phút, 60 phút. Nhân điều sau khi nướng sẽ được để nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng. Ở đây, ta sẽ phân tích các chỉ tiêu như xác định độ ẩm của hạt, quan sát màu sắc của hạt, xác định hàm lượng trans – fat có trong hạt Sau đó ta cho nhân điều vào cối xay khô và tiến hành xay 4 lần cách đoạn, mỗi lần xay 30s. Giữa mỗi lần xay ta sẽ chờ nguội trong vòng 15 phút, trong lúc chờ nguội ta dùng thìa cạo nguyên liệu bám dính trên thành thiết bị xuống. Sau khi xay xong, ta sẽ chờ nguội tiếp trong vòng 15 phút sau đó cho các phụ gia vào bơ hạt điều theo tỷ lệ sau: 0.71% muối, 3.22% đường, 5% Margarine và xay tiếp trong 30s để các nguyên liệu hòa trộn với nhau. Sau khi phối chế, ta cho bơ hạt điều vào trong lọ thủy tinh và đậy nắp kín. Bơ hạt điều sau khi rót hộp sẽ được đánh giá cảm quan màu sắc Dựa vào tất cả các kết quả phân tích, ta sẽ lựa chọn được thời gian và nhiệt độ nướng thích hợp. Đồ án tốt nghiệp 30
41. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 2.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ xay nhân điều Nhân điều sau nướng Làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng Xay 4 lần cách đoạn. Thời gian 1 lần xay 30s 35s 40s 45s (xác định nhiệt độ khối paste giữa mỗi lần xay) Làm nguội đến 40oC Phối chế Xác định độ mịn Xác định độ chảy Chọn thời gian xay, số lần xay thích hợp Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ xay Mô tả thí nghiệm Nhân điều sau khi nướng và làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng sẽ được xay cách đoạn 4 lần bằng cối xay khô. Thời gian mỗi lần xay cách đoạn được xét ở 30s, 35s, 40s, 45s. Giữa mỗi lần xay cách đoạn ta sẽ chờ nguội trong vòng 15 phút, để nhiệt độ khối hạt trong quá trình xay nhỏ hơn 70oC. Sau 4 lần xay cách đoạn, bơ hạt điều sẽ được làm nguội đến 40OC. Sau đó sẽ qua công đoạn phối chế theo tỷ lệ sau: 0.71% Đồ án tốt nghiệp 31
42. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU muối, 3.22% đường, 5% Margarine và xay tiếp trong 30s để các nguyên liệu hòa trộn với nhau. Bơ hạt điều sau khi phối chế sẽ được phân tích các chỉ tiêu như độ mịn, độ chảy của khối hạt. Dựa vào kết quả phân tích ta chọn chế độ xay nhân điều thích hợp. 2.3.3. Bố trí thí nghiệm xác định công thức phối chế 2.3.3.1. Bố trí thí nghiệm khảo tỷ lệ Margarine phối chế Nhân điều sau nướng Làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng Xay 4 lần cách đoạn o Làm nguội đến 40 C Phối trộn với Magarine 0% 4% 5% 6% Chiếc rót Xác định độ chảy Cảm quan mùi, vị Bóc vỏ Bóc vỏ Chọn hàm lượng Margarine thích hợp Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát lượng Margarine phối chế Mô tả thí nghiệm: Nhân điều sau khi nướng và làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng thì mang đi xay theo chế độ đã xác định ở thí nghiệm 2.3.2. Sau khi xay, bơ hạt điều sẽ được làm nguội đến 40oC. Sau đó ta sẽ cho margarine vào với hàm Đồ án tốt nghiệp 32
43. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU lượng lần lượt là 0%, 4%, 5%, 6%. Sau khi cho vào lọ thủy tinh và đậy nắp kín, ta sẽ khảo sát độ chảy, đánh giá cảm quan mùi vị của bơ bằng phương pháp cho điểm thị hiếu đối với từng lượng margarine phối chế. Từ kết quà khảo sát ta sẽ chọn ra hàm lượng margarine phối chế thích hợp 2.3.3.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường và muối phối chế Nhân điều sau nướng Làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng Xay 4 lần cách đoạn Làm nguội đến 40oC Phối trộn với Magarine, đƣờng, muối Chiếc rót Bóc vỏ Đánh giá cảm quan Bóc vỏ Chọn công th ức phối trộn thích hợp Hình 2.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ đường và muối phối chế Đồ án tốt nghiệp 33
44. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Bảng 2.1 Công thức phối chế đề xuất Hàm lƣợng (% theo khối lƣợng nguyên liệu) Phụ gia Công thức 1 Công thức 2 Công thức 3 Công thức 4 Đƣờng 2.6 2.8 3 3.2 Muối 0.3 0.5 0.7 0.9 Magarine 5 5 5 5 Mô tả thí nghiệm: Nhân điều sau khi nướng và làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng sẽ được xay thành bơ theo chế độ xay đã xác định ở thí nghiệm 2.3.2. Sau khi xay ta làm nguội bơ hạt điều đến 40oC và phối chế các phụ gia như margarine, đường, muối theo 4 công thức được đề xuất ở bảng 2.1. Sau khi rót hộp, ta tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm bơ hạt điều bằng phương pháp cho điểm thị hiếu. Dựa vào kết quả cảm quan ta chọn ra công thức phối chế thích hợp. 2.4. Các phƣơng pháp phân tích - Xác định độ ẩm nguyên liệu bằng phƣơng pháp sấy đến khối lƣợng không đổi Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 1 phụ lục A (TCVN 1867 : 2001) - Xác định hàm lƣợng Lipid bằng phƣơng pháp cùa Soxhlet Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 2 phụ lục A (Ref AOAC 996.06, 2002) - Xác định hàm lƣợng Carbohyrat bằng phƣơng pháp chuẩn độ Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 3 phụ lục A (FAO, FOOD NUTRITION, P.77, 2013) - Xác định hàm lƣợng Protein bằng phƣơng pháp Kjeldahl Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 4 phụ lục A (Ref AOAC 991.20, 2002) - Xác định hàm lƣợng Trans – fat bằng phƣơng pháp sắc ký khí Đồ án tốt nghiệp 34
45. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 5 phụ lục A (Ref AOAC 996.06, 2002) - Đánh giá cảm quan bằng phƣơng pháp cho điểm thị hiếu Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 1 phụ lục B - Đánh giá chất lƣợng sản phẩm theo TCVN 3215 - 79 Phương pháp phân tích được trình bày trong mục 2 phụ lục B - Xác định độ chảy của bơ: Lấy 1 lượng bơ vừa đủ cho lên mâm inox, đặt mâm nghiêng 45o trong thùng xốp đã đổ đầy nước có cắm cây nhiệt kế (để đảm bảo nhiệt độ như nhau ở mỗi lần đo), để bơ chảy đến khi độ chảy đạt cực đại. Đo độ dài dòng chảy. - Xác định độ mịn của bơ: lấy khoảng 1 thìa cà phê bơ cho lên mâm inox, sau tráng mỏng bơ ra trên mặt phẳng. Sau đó quan sát bề mặt của bơ hạt điều sau khi được tráng mỏng. Đồ án tốt nghiệp 35
46. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU CHƢƠNG 3 – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thời gian và nhiệt độ nƣớng nhân điều để chuẩn bị cho công đoạn xay Nhân điều sau khi bóc vỏ sẽ được mang đi nướng để làm chín và chuẩn bị cho công đoạn xay. Ta tiến hành nướng nhân điều ở các nhiệt độ và thời gian nướng khác nhau để khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nướng đến màu sắc, hương thơm của nhân điều. Nhân điều sau khi nướng phải chín giòn, có màu vàng nâu đậm, có mùi thơm đặc trưng của nhân điều khi chín và nhân điều không bị cháy xém hay có mùi khét và không sinh ra Trans – fat sau khi nướng. Đồng thời hàm ẩm của nhân điều sau khi nướng cũng phải đủ thấp <1% để không ảnh hưởng đến hàm ẩm của sản phẩm bơ hạt điều sau khi xay 3.1.1. Sự thay đổi màu sắc của nhân điều Tiến hành nướng nhân điều ở các nhiệt độ: 100 oC, 115 oC, 130 oC, 145 oC. Mỗi nhiệt độ nướng lần lượt ở các thời gian: 30 phút, 40 phút, 50 phút, 60 phút ta thu được kết quả như bảng 3.1 Bảng 3.1 Mô tả nhân điều sau khi nướng tương ứng với các thông số khảo sát STT Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút) Mô tả 1 100 30 Nhân điều chưa chín, màu trắng ngà 2 100 40 3 100 50 Nhân điều chín, có mùi thơm, hạt có màu 4 100 60 trắng ngà hơi ánh vàng 5 115 30 6 115 40 7 115 50 Nhân điều chín, có mùi thơm, hạt màu vàng 8 115 60 nâu nhạt 9 130 30 Nhân điều chín, có mùi thơm, hạt màu vàng 10 130 40 nâu hơi đậm Đồ án tốt nghiệp 36
47. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 11 130 50 Nhân điều chín, có mùi thơm, hạt màu vàng 12 130 60 nâu đậm 13 145 30 Nhân điều chín, có mùi thơm ít, hạt có màu 14 145 40 nâu hơi đậm Nhân điều chín, một số hạt bị cháy xém, có 15 145 50 mùi khét, hạt màu nâu đậm 16 145 60 Nhân điều bị khét, mất mùi thơm. Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nướng đến màu sắc của nhân điều Đồ án tốt nghiệp 37
48. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Dựa vào hình 3.1 và bảng 3.1 ta thấy được sự thay đổi màu sắc của nhân điều sau khi nướng, ở nhiệt độ càng cao và thời gian càng dài thì hạt có màu càng đậm do xảy ra phản ứng Maillard. Sự thay đổi màu sắc nhân điều do phản ứng Maillard có thể được giải thích như sau: đầu tiên sẽ xảy ra phản ứng ngưng tụ đường với acid amin tạo thành hợp chất N – Glycoside, sau đó xảy ra phản ứng chuyển vị Amadori tạo ra các hợp chất ketosamine làm cho sản phẩm có màu trắng ngà hơi ánh vàng. Sau đó ketosamine bị khử nước trở thành các hợp chất reductones và dehydro reductone. Các hợp chất sinh ra sẽ tham gia phản ứng thái hóa mạch Strecker tạo ra các hợp chất amin, aldehit nên sản phẩm có mùi thơm đặc trưng. Cuối giai đoạn của phản ứng Maillard, phản ứng ngưng tụ andol xảy ra tạo thành các polyme có màu nâu. (Phạm Thanh Hiếu, 2017) Ở tất cả các nhiệt độ nướng và thời gian nướng tương ứng đều có thể xảy ra tất cả các phản ứng trên. Nhưng có thể ở điều kiện nướng khác nhau thì hàm lượng các chất tạo màu và tạo mùi sinh ra khác nhau dẫn đến màu sắc của sản phẩm cũng khác nhau. Nếu nhiệt độ tăng, dẫn đến tốc độ phản ứng tăng, thì phản ứng xảy ra mạnh mẽ hơn, có khả năng các chất tạo màu và tạo mùi sinh ra nhiều hơn làm cho sản phẩm có màu sậm hơn. Ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 40, 50, 60 phút và 115oC trong thời gian 30 phút, có khả năng nhiệt độ và thời gian chưa đủ để phản ứng ngưng tụ andol xày ra, hàm lượng các chất tạo màu có thể sinh ra ít nên nhân điều có màu trắng ngà hơi ánh vàng và có mùi thơm đặc trưng do các hợp chất amin, aldehit. Ở 115oC trong 50, 60 phút, thời gian và nhiệt độ nướng cao hơn nên có khả năng các hợp chất reductones và dehydro reductone sinh ra nhiều hơn làm cho sản phẩm có màu vàng nâu ở bề mặt ngoài của nhân điều, phần bên trong của nhân điều có thể chưa đạt đến nhiệt độ 115oC nên có màu trắng ngà, các hợp chất amin, aldehit cũng sinh ra nhiều hơn làm cho mùi thơm nồng hơn. Ở nhiệt độ 130 oC trong thời gian 50, 60 phút và ở nhiệt độ 145oC trong 30 phút, có khả năng phản ứng ngưng tụ andol bắt đầu xảy ra nên làm cho bề mặt ngoài của nhân điều có màu vàng nâu đậm, còn bên trong nhân điều thì có thể vẫn chưa đạt được 130 oC nên màu vàng nâu nhạt. Đến nhiệt độ 145oC, trong 40 phút, do thời Đồ án tốt nghiệp 38
49. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU gian và nhiệt độ tăng nên phản ứng ngưng tụ andol xảy ra mãnh liệt hơn và có khả năng tạo thành nhiều hợp chất polyme nên sản phẩm có màu nâu, điển hình là phản ứng ngưng tụ aldehit acetic nên làm mùi thơm giảm và màu nâu càng đậm, đến thời gian 50 phút có thể aldehit acetic ngưng tụ càng nhiều nên mùi thơm càng ít đi, lúc này hình thành những hợp chất melanoidin có vị đắng, mùi khét và nhân điều có màu nâu đậm lẫn bên trong và bên ngoài 3.1.2. Sự thay đổi hàm lượng ẩm của nhân điều sau khi nướng Sau khi nướng nhân điều, ta tiến hành kiểm tra hàm ẩm có trong nguyên liệu bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi và thu được kết quả như hình 3.2 2.5 2 1.5 1 Độ ẩm ẩm Độ (%) 0.5 0 30 40 50 60 Thời gian (phút) 100ᴼC 115ᴼC 130ᴼC 145ᴼC Hình 3.2 Sự thay đổi hàm ẩm của nhân điều sau khi nướng theo nhiệt độ và thời gian Dựa vào đồ thị hình 3.2 chúng ta nhận thấy khi nhiệt độ càng tăng thì hàm ẩm nguyên liệu càng giảm. Nhân điều sau khi sấy và đưa vào nướng có hàm ẩm khá thấp 2 - 3%. Ở 100oC và sau 30 phút, khi độ ẩm giảm xuống nhỏ hơn 2% thì có thể nhiệt độ chưa đủ để tiếp tục làm giảm hàm ẩm xuống nên hàm ẩm của nguyên liệu không có sự Đồ án tốt nghiệp 39
50. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU thay đổi theo thời gian. Trong hình 3.1 ta cũng thấy được phản ứng Maillard xảy ra nhanh hơn ở nhiệt độ 130oC, ở nhiệt độ 100 oC – 115 oC phản ứng diễn ra rất chậm và hầu như không thay đổi, nguyên nhân một phần có thể là do hàm ẩm có trong nguyên liệu tác động đến phản ứng Maillard, điều đó thể hiện qua màu sắc của nhân điều không thay đổi ở 100oC và 115 oC trong thời gian 30 phút, hàm ẩm lúc này nằm trong khoảng 1.96 – 2% (phục lục E, bảng E1). Ở 115oC và sau 40 phút, nhiệt độ lúc này mới đủ để tiếp tục làm giảm hàm ẩm của hạt xuống Khi hàm ẩm <1% thì ta mới bắt đầu thấy sự chuyển màu cùa nhân điều – từ màu trắng ngà hơi ánh vàng chuyển sang màu vàng nâu nhạt . Và sau đó, từ nhiệt độ 115oC trong 50 phút đến nhiệt độ 130oC và 145oC trở về sau, khi độ ẩm của hạt nhỏ hơn 1% thì không có sự thay đổi hàm ẩm trong nguyên liệu theo thời gian, ta nhận thấy lúc này việc làm giảm hàm ẩm trong nguyên liệu xuống là rất khó vì nhiệt độ và thời gian chưa đủ để tiếp tục làm giảm hàm ẩm có trong nguyên liệu. Cũng vì hàm ẩm nhỏ hơn 1% nên có khả năng phản ứng Maillard xảy ra nhanh hơn nên ta thấy sự thay đổi màu sắc của nhân điều rõ rệt, hàm ẩm lúc này nằm trong khoảng 0.96 – 1% (phục lục E, bảng E1). 3.1.3. Hàm lượng Trans – Fat của nhân điều sau khi nướng Trans – fat là một thành phần ta không mong muốn có trong sản phẩm nên sau khi nướng ta cần kiểm tra hàm lượng Trans – fat có trong nhân điều sau khi nướng để lựa chọn nhiệt độ và thời gian nướng sao cho đảm bảo sản phẩm cuối không có Trans – fat. Sau khi kiểm tra ta thu được kết quả như bảng 3.2 Bảng 3.2 Kết quả kiểm tra hàm lượng Trans – fat của nhân điều sau khi nướng Nhiệt Thời gian STT Kết quả LOD Đơn vị Phương pháp độ (oC) (phút) 1 100 30 - - - - 2 100 40 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 3 100 50 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 Đồ án tốt nghiệp 40
51. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 4 100 60 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 5 115 30 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 6 115 40 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 7 115 50 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 8 115 60 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 9 130 30 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 10 130 40 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 11 130 50 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 12 130 60 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 13 145 30 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 14 145 40 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 15 145 50 Không phát hiện 200 mg/Kg Ref AOAC 996.06 16 145 60 - - - - Trong nhân điều, chất béo chiếm 47% trong đó có hơn 80% là acid béo chưa bão hòa. Khi chưa chế biến trong nhân điều không có chứa trans – fat. Nhưng khi chế biến nhân điều như nướng ở nhiệt độ cao và thời gian dài, các acid béo chưa bão hòa là nguyên nhân tiềm ẩn để hình thành Trans – fat. Trong nhân điều có các acid béo chưa bão hòa như: Palmitoleic, Oleic, Linoleic, Linolenic với hàm lượng khá cao, rất tốt cho sức khoẻ. Nhưng khi chế biến thành bơ hạt điều Trans - fat có thể được tạo ra do quá trình hydro hoá chất béo không bão hoà, nghĩa là thêm nguyên tử hydro vào cấu trúc của chất béo để tạo độ ổn định cho chất béo, tuy nhiên quá trình chỉ hydro hoá một phần (partially hydrogenated) nên trans fat vẫn là chất béo không bão hoà, nếu ở giai đoạn này ta chỉ kiểm tra hàm lượng acid béo bão hòa có trong nhân điều thì có thể sẽ không thể phát hiện Trans – fat có tồn tại hay không. Đồ án tốt nghiệp 41
52. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Nhưng dựa theo bảng 3.2, ta thấy ở các nhiệt độ nướng và thời gian nướng khảo sát đều không sinh ra chất béo Trans. Theo giải thích của chuyên gia dinh dưỡng nổi tiếng Monica Reinagel trên trang Nutrition Over Easy, quá trình hydro hoá nhân tạo để tạo ra Trans – fat đòi hỏi phải trộn dầu thực vật không bão hoà đa với các nguyên tử hydro ở một áp suất rất cao – điều khó xảy ra khi ta gia nhiệt bằng lò nướng. Nhiệt độ cao cũng có thể khiến cho các axit béo không bão hoà đa biến thành Trans – fat nhưng với điều kiện thời gian phải đủ lâu. Đối với dầu ăn, ta phải đốt nóng dầu ăn tới nhiệt độ 245oC trong suốt 16 giờ đồng hồ thì quá trình biến đổi dầu ăn thành Trans – fat mới bắt đầu diễn ra, và ngay cả khi đó, chỉ một lượng rất nhỏ (dưới 1%) bị biến đổi (Ngọc Mai, 2015). Như vậy, nhiệt độ và thời gian nướng thông thường sẽ không đủ để tạo ra lượng Trans – fat khi chúng ta gia nhiệt bằng lò nướng. Dù rằng sự lo lắng về Trans – fat là có thật nhưng điều đáng mừng là sau khi kiểm tra, kết quả cho thấy không phát hiện hàm lượng Trans – fat có trong nhân điều sau khi nướng, nhưng không nên loại bỏ hoàn toàn Trans - fat ra khỏi khẩu phần ăn, vì có thể làm mất cân bằng dinh dưỡng “tự nhiên” theo nguyên lý “thức ăn tốt là phải có đủ lượng và đủ chất”. Nhưng như thế không có nghĩa là sản phẩm bơ hạt điều phải có Trans – fat, ta có thể bổ sung Trans – fat từ những nguồn khác như thịt và sữa động vật. Tổ chức Y tế thế giới (WHO), Viện hàn lâm khoa học quốc gia (NAS), Hội Tim mạch Hoa Kỳ (AHA) đều thống nhất lượng Trans - fat cho phép ăn vào hằng ngày là phải dưới 1% tổng năng lượng calo nhu cầu (< 3g/ ngày). Trên bao bì sản phẩm thực phầm ghi “No Trans – fat” không có nghĩa là không có Trans – fat. Theo quy định của FDA, nếu thực phẩm chứa lượng trans fat nhỏ hơn 0,5g trên mỗi khẩu phần ăn thì được ghi trên nhãn mác là không chứa Trans – fat. Từ kết quả nghiên cứu ta thấy ở nhiệt độ 130oC, thời gian nướng 50, 60 phút và nhiệt độ 145oC, thời gian nướng 30 phút cho sản phẩm có màu sắc như nhau, độ ẩm Đồ án tốt nghiệp 42
53. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU nhân điều sau nướng thấp <1% và không có Trans – fat. Nhưng để tiết kiệm năng lượng, thời gian nên thực hiện chế độ nướng ở 145oC trong 30 phút. 3.2. Chế độ xay nhân điều Sau khi nướng và làm nguội nhân điều trong không khí đến nhiệt độ phòng ta tiến hành xay nhân điều và khảo sát độ mịn, độ chảy của bơ hạt điều sau khi xay và kiểm soát nhiệt độ trong quá trình xay, từ đó chọn ra chế độ xay thích hợp. Nhân điều sau khi xay phải đạt được độ mịn, độ chảy của bơ để có thể phết lên bánh mì hoặc để có thể bổ sung vào các loại bánh nướng khác. Độ chảy, độ mịn của bơ là rất cần thiết nhưng nếu độ chảy quá cao sẽ làm giảm lực kết dính của các phân tử trong khối hạt, làm cho bơ trở nên chảy nhão và dễ tách lớp. 3.2.1. Độ chảy của bơ hạt điều Tiến hành xay nhân điều theo chế độ 4 lần xay cách đoạn, mỗi lần xay trong 30s, 35s, 40s, 45s, sau khi xay xong ta để sản phẩm ổn định trong một ngày sau đó mới tiến hành đo độ chảy. Sauk hi đo ta thu được kết quả như hình 3.3 và hình 3.4 14 12 10 8 6 4 Độ dài dòng chảy (cm) chảy dòng dài Độ 2 0 30s 35s 40s 45s Thời gian một lần xay (giây) Hình 3.3 Độ chảy của bơ hạt điều ứng với các chế độ xay khác nhau Đồ án tốt nghiệp 43
54. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hình 3.4 Độ chảy của bơ tương ứng với các thời gian một lần xay Dựa theo bảng 3.3 và hình 3.4 ta có thể thấy được ở 4 lần xay cách đoạn, thời gian mỗi lần xay khác nhau thì bơ hạt điều có độ chảy khác nhau. Thời gian xay càng dài thì sản phẩm càng lỏng và không có độ đặc như mong muốn. Trong quá trình xay, dưới tác dụng của lực va đập, nhân điều ban đầu sẽ bị vỡ thành những hạt nhỏ dạng bột xốp. Nếu tiếp tục xay, thành tế bào của hạt sẽ bị phá vỡ giải phóng chất béo có trong nhân điều ra ngoài, lúc này hạt bắt đầu dính lại với nhau và bị vón cục. Trong nhân điều, chất béo chiếm khoảng 47% nên xay càng lâu, thành tế bào bị phá vỡ nhiều làm cho dầu trong nhân điều tiết ra càng nhiều. Nếu thời gian xay quá lâu, lượng dầu tiết ra quá nhiều sẽ làm ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm, bơ hạt điều sẽ trở nên lỏng lẻo, chảy nhão, dễ bị tách rời và không dính lại với nhau, dễ tách lớp trong quá trình bảo quản. Chất béo là chất dễ bị oxy hóa, nếu xay quá lâu cũng sẽ làm sản phẩm bị tổn thất dinh dưỡng. Kích thước hạt càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc của bề mặt sản phẩm với không khí tăng, chất béo sẽ bị oxy hóa nhiều hơn. Ở chế độ xay 4 lần, 35s/1lần, lượng dầu Đồ án tốt nghiệp 44
55. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU trong hạt tiết ra nhiều hơn 30s/ 1 lần xay nên sản phẩm lỏng hơn nhưng giữa các hạt vẫn có sự kết dính, còn ở 40s/ 1 lần xay và 45s/ 1 lần xay, dầu trong hạt tiết ra quá nhiều làm cho sản phẩm quá lỏng, cấu trúc khối hạt không kết dính lại với nhau, làm cho khối bơ tách rời nhau ra. 3.2.2. Sự thay đổi nhiệt độ của khối hạt khi xay Trong quá trình xay, nhiệt độ khối hạt tăng lên sẽ làm thay đổi màu sắc của sản phẩm nên việc kiểm soát nhiệt độ khi xay là rất cần thiết để bơ hạt điều có màu sắc như mong muốn. Ta thu được kết quả thí nghiệm khảo sát như hình 3.5 70 60 50 C) o ( 40 30 Nhiệt độ Nhiệt 20 10 0 1 2 3 4 Lần xay thứ 30s 35s 40s 45s Hình 3.5 Sự thay đổi nhệt độ của bơ hạt điều trong quá trình xay thu nhận sản phẩm Đồ án tốt nghiệp 45
56. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Bảng 3.3 Mô tả quá trình xay cho 70g nguyên liệu Chế độ xay Thời gian Nhiệt độ (oC) Trạng thái sau khi xay a) 4 lần xay, mỗi lần xay 30 giây 1 30 giây 41.8 Dạng bột xốp Chờ 15 phút 36 2 30 giây 46.7 Hạt tiết dầu và vón cục Chờ nguội 15 phút 38.2 - 3 30 giây 50.2 Dạng paste Chờ nguội 15 phút 40.9 - 4 30 giây 48.8 Cream bơ Làm nguội đến 40oC Phối chế 30 giây 48.8 Cream bơ b) 4 lần xay, mỗi lần xay 35 giây Một phần bị vón cục, một 1 35 giây 42.6 phần vẫn ở dạng bột xốp Chờ 15 phút 36.8 2 35 giây 49.7 Paste Chờ nguội 15 phút 38.4 - 3 35 giây 50.7 Cream bơ Chờ nguội 15 phút 41.1 - 4 35 giây 49 Cream bơ Làm nguội đến 40oC Phối chế 30 giây 48.9 Cream bơ c) 4 lần xay, mỗi lần xay 40 giây 1 40 giây 49 Hạt tiết dầu và vón cục Chờ nguội 15 phút 42.6 - Đồ án tốt nghiệp 46
57. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 2 40 giây 52.8 Cream bơ Chờ nguội 15 phút 44.2 - 3 40 giây 52.3 Cream bơ Chờ nguội 15 phút 44.2 - 4 40 giây 54.6 Cream bơ Làm nguội đến 40oC Phối chế 30 giây 48.1 Cream bơ d) 4 lần xay, mỗi lần xay 45 giây 1 40 giây 54.5 Paste Chờ nguội 15 phút 46.2 - 2 40 giây 54.6 Cream bơ Chờ nguội 15 phút 46.7 - 3 40 giây 56.9 Cream bơ Chờ nguội 15 phút 48.7 - 4 40 giây 59.7 Cream bơ Làm nguội đến 40oC Phối chế 30 giây 48.8 Cream bơ Dựa vào hình 3.5 và bảng 3.3 ta có thể thấy được thời gian xay càng lâu, nhiệt độ khối hạt càng tăng do nguyên liệu ma sát với lưỡi dao, thành thiết bị và các hạt nguyên liệu ma sát với nhau. Ở chế độ xay 4 lần, mỗi lần 30s, nhiệt độ mỗi lần xay tăng từ 8 – 12oC và không quá khác biệt so với 35s/ 1 lần xay, nhiệt độ ở hai chế độ này chênh lệch từ 0.2 - 3oC. Ở chế độ 40s/ 1 lần xay và 45s/ 1 lần xay, nhiệt độ tăng nhiều hơn và có sự khác biệt rõ rệt, nhiệt độ tăng từ 10 – 12.4 oC, nhiệt độ chệnh lệch từ 2 – 5oC giữa 2 chế độ xay. Sản phẩm cuối sau củng của 4 chế độ xay có nhiệt độ tăng dần và lần lượt là 48.8oC => 49oC => 54.6oC => 59.7oC. Đồ án tốt nghiệp 47
58. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Nhiệt độ tăng trong quá trình xay thúc đẩy 1 phần phản ứng Mailard và ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm, dẫn đến màu sắc của bơ hạt điều có thể chuyển thành màu nâu đậm thay vì phải là màu vàng nâu đậm. Ta cần khống chế nhiệt độ 70oC protit có thể bị đóng vón như hình 3.6 và có thể bị thái hóa làm cho sản phẩm không mịn và bị sạm. Đồng thời cũng đảm bảo thiết bị không bị hư hỏng do làm việc với nhiệt độ quá tải. Hình 3.6 Bơ hạt điều bị đóng vón ở nhiệt độ >70oC 3.2.3. Độ mịn của bơ hạt điều Bơ hạt điều phải có độ mịn đồng nhất, không bị lợn cợn những hạt bột xốp. Tiến hành thí nghiệm xác định độ mịn của bơ hạt điều ở chế độ xay 4 lần, mỗi lần xay với khoảng thời gian lần lượt là 30s, 35s, 40s, 45s, ta thu được kết quả như hình 3.7 Đồ án tốt nghiệp 48
59. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hình 3.7 Độ mịn của bơ hạt điều ở các chế độ xay khác nhau Dựa vào hình 3.7 ta có thể thấy được mẫu bơ hạt điều có độ mịn tốt nhất là 2 mẫu có thời gian xay mỗi lần là 30s và 45s, 2 mẫu có thời gian xay 35s và 40s có độ mịn kém hơn. Trong quá trình xay, nhân điều bị bám vào thành thiết bị rất nhiều do đó ta mới xay cách đoạn, ở mỗi lần dừng thiết bị ngoài việc chờ cho khối hạt giảm nhiệt độ ta còn phải dùng thìa cạo lớp bơ điều dính trên thành thiết bị. Ở chế độ xay 30s/ 1 lần xay, cứ mỗi 30s ta dừng thiết bị để cạo lớp nguyên liệu dính trên thành thiết bị, lúc này trạng thái khối hạt ở dạng bột xốp khá đồng đều, tương tự cho những lần xay sau, trạng thái khối hạt sau khi xay khá đồng đều, ở lần xay thứ 3 cả khối hạt đều ở dạng paste và ở lần xay thứ 4, cả khối hạt đều ở trạng thái cream bơ đồng nhất, nên sản phẩm tạo thành mịn và đều. Ở chế độ xay 35s và 40s 1 lần xay, sau lần sau thứ nhất, trạng thái khối hạt không đồng đều, một phần ở dạng paste, một phần vẫn là dạng bột xốp, cho đến những lần xay thứ 3, 4 mặc dù ở dạng cream bơ nhưng kích thước các hạt vẫn không đồng đều, vẫn còn có hạt ở trạng thái bột xốp nên sản phẩm bơ hạt điều kém mịn hơn. Ở chế độ xay 45s 1 lần xay, thì sản phẩm mịn hơn chế độ xay 35s và 45s do ở lần xay thứ 2 khối hạt đã chuyển thành dạng cream bơ, sau đó ta lại tiếp tục xay trong Đồ án tốt nghiệp 49
60. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 90s, khoảng thời gian khá dài đủ để làm cho những hạt bột xốp bị chia nhỏ ra làm cho khối bơ đều hơn nhưng sản phẩm sau khi xay cũng trở nên lỏng hơn. Từ kết quả nghiên cứu ta có thể thấy được ở chế độ 4 lần xay, mỗi lần xay 30s, sản phẩm sau xay có độ đặc tốt nhất, các hạt nguyên liệu không bị tách rời, không chảy nhão, sản phẩm cũng có độ mịn đồng nhất, không bị vón cục hay sạm. Đồng thời nhiệt độ trong quá trình xay < 51oC, nhiệt độ càng thấp thì ta hạn chế được phản ứng Maillard và sự biến chất của các thành phần dinh dưỡng, tránh được sự tổn thất chất dinh dưỡng trong quá trình xay. Như vậy để đạt được tính chất sản phẩm như mong muốn ta thực hiện chế độ xay là xay 4 lần, mỗi lần xay 30s, giữa các lần xay ta sẽ làm nguội khối hạt xuống tối đa ở 40oC 3.3. Xác định công thức phối chế Bơ hạt điều sau khi xay sẽ được phối chế với Margarine, đường và muối sau đó sẽ được đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm thị hiếu để chọn ra công thức phối chế thích hợp. Sau khi phối chế, bơ hạt điều phải có vị mặn ngọt hài hòa, có mùi thơm đặc trưng của hạt điều sau khi nướng, có vị béo của bơ. Sản phẩm không nên quá mặn hoặc quá ngọt để có thể ăn kèm với thực phẩm khác. 3.3.1. Xác định tỉ lệ Margarine phối chế Tiến hành phối chế Margarine theo tỷ lệ 0%, 4%, 5%, 6%. Margarine sau khi cho vào bơ hạt điều sẽ được xay trong 30s. Trong khoảng thời gian xay 30s, nhiệt độ khối bơ tăng lên khoảng 48 – 49oC, ở nhiệt độ đó, Maragine sẽ tan chảy và hòa trộn với bơ hạt điều. Sau đó đem 4 mẫu bơ hạt điều đã phối chế Margarine xác định độ chảy, ta thu được kết quả như hình 3.8 Đồ án tốt nghiệp 50
61. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 9 8 7 6 5 4 3 2 Độ dài dòng chảy (cm) chảy dòng dài Độ 1 0 0% 4% 5% 6% Tỷ lệ Margarine phối chế (%) Hình 3.8 Độ chảy của bơ hạt điều tương ứng với các tỷ lệ Margarine phối chế khác nhau Hình 3.9 Độ chảy của bơ hạt điều tương ứng với các tỷ lệ margarine phối chế Dựa vào hình 3.8 và hình 3.9 ta thấy đối với mẫu bơ hạt điều không bổ sung margarine sẽ có độ chảy cao hơn những mẫu có bổ dung margarine, tỷ lệ margarine Đồ án tốt nghiệp 51
62. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU phối chế càng nhiều thì độ chảy của mẫu bơ càng thấp. Vì thí nghiệm không mua được Margarine phối chế nên đã mua Margarine Tường An, trong thành phần của Margarine ta sử dụng để nghiên cứu có Lecithin – có tính chất nhũ hóa, có thể hàm lượng Lecithin trong Margarine một phần giúp cho việc hòa tan trộn lẫn chất béo và nước (hàm ẩm còn xót lại) trong nguyên liệu. Ngoài ra bản thân Margarine có cấu trúc ở mạng tinh thể β’, có tính dẻo mịn góp phần làm cho cấu trúc bơ hạt điều ổn định và có độ chảy thấp hơn. 3.5 3 2.5 2 1.5 1 Trung bình tổng hạng tổng bình Trung 0.5 0 0% 4% 5% 6% Tỷ lệ Margarine (%) Hình 3.10 Mức độ ưa thích của người tiêu dùng tương ứng với các tỷ lệ Margarine phối chế Trong 4 mẫu thử, mẫu có hàm lượng Margarine 5% là mẫu được ưa thích nhất, hàm lượng Margarine 4% cũng là mẫu được nhiều người ưa thích, mẫu ít được ưa thích nhất là mẫu có hàm lượng Magrarine 6%. Ngoài việc tạo độ đặc cho sản phẩm, margarine còn có vai trò tạo vị mặn cho sản phẩm, góp phần tăng giá gị dinh dưỡng, hạn chế quá Đồ án tốt nghiệp 52
63. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU trình oxi hóa nhờ dư lượng Vitamin E trong thực vật và các hợp chất chống oxi hóa khác như Lecithin (322), BHT (321) có thể giúp bảo quản sản phẩm. Nhưng điều đó là không cần thiết nếu ta sản xuất ở quy mô lớn. Sau khi phối trộn với Margarine, sau 3 tuần sẽ xuất hiện 1 lớp màng chất béo trên bề mặt bơ hạt điều giúp ngăn ngừa sự ảnh hưởng của vi sinh vật trong thời gian bảo quản Bảng 3.4 Sự thay đổi mùi, vị của bơ hạt điều do tỷ lệ margarine phối chế Tỷ lệ Margarine phối chế STT Mô tả (%) 1 0 Có mùi tự nhiên của hạt điều, vị béo ít Có mùi tự nhiên của hạt điều nguyên liệu, 2 4 mùi thơm của maragine ít, vị béo ít Có mùi tự nhiên của hạt điều nguyên liệu, 3 5 mùi thơm của maragine ít, vị béo vửa phải Có ít mùi tự nhiên của hạt điều nguyên liệu, 4 6 nồng mùi bơ maragine Dựa vào bảng 3.4 và hình 3.10 ta có thể thấy được sự khác biệt về mùi vị và mức độ ưa thích của các sản phẩm khi phối chế Margarine và không phối chế Margarine. Khi tỷ tệ Margarine càng lớn thì độ đặc sản phẩm càng cao nhưng nên cho với tỷ lệ vừa phải vì Margarine có ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm do trong thành phần Margarine có một số chất phụ gia như muối, hương bơ. Từ 40oC trở lên thì Margarine bị tan chảy, nếu ta cho quá nhiều thì sẽ làm cho sản phẩm càng loãng và dễ bị tách lớp trong quá trình bảo quản và sử dụng. Từ các kết quả nghiên cứu, để sản phẩm bơ hạt điều đạt được cảm quan như: có mùi tự nhiên của hạt điều nguyên liệu, mùi thơm của maragine ít, có vị béo của bơ, ta thực hiện phối chế Margarine với tỷ lệ 5%. Đồ án tốt nghiệp 53
64. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 3.3.2. Xác định tỉ lệ đường, muối phối chế Sau khi xác định được hàm lượng Margarine phối chế ta tiến hành xác định tỷ lệ đường, muối phối chế để tìm ra công thức phối chế phù hợp cho sản phẩm bơ hạt điều, sau khi đánh giá cảm quan ta thu được kết quả như hình 3.11 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 Trung bình tổng hạng tổng bình Trung 0.5 0 1 2 3 4 Công thức phối chế Hình 3.11 Mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với các công thức phối chế khác nhau Đường có vai trò tạo vị ngọt cho sản phẩm, giảm hoạt độ nước của sản phẩm giúp bảo quản được lâu hơn. Muối có vai trò tạo vị mặn cho sản phẩm, tác động lên một số tính chất vật lý, ức chế vi sinh vật, tăng thời gian bảo quản sản phẩm Dựa vào hình 3.11, ta thấy được trong 4 mẫu thử, mẫu có có công thức phối chế 3 (3% đường, 0,7% muối, 5% margarine) là mẫu được ưa thích nhất, mẫu có công thức phối chế 2( 2.8% đường, 0,5% muối, 5% margarine) cũng là mẫu được nhiều người ưa Đồ án tốt nghiệp 54
65. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU thích, mẫu ít được ưa thích nhất là mẫu có công thức phối chế 1 (2,6% đường, 0.3% muồi, 5% margarine). Từ đồ thị biểu diễn mức độ ưa thích của người tiêu dùng đối với sản phẩm bơ hạt điều ta thực hiện phối chế theo công thức phối chế 3: Đường 3%, Muối 0.7%, Margarine 5% 3.4. Đánh giá chất lƣợng sản phẩm Sau khi xác định được các thông số như thời gian và nhiệt độ nướng nhân điều, chế độ xay nhân điều, công thức phối chế cho bơ hạt điều, ta tiến hành đánh giá chất lượng sản phẩm để biết được sản phẩm bơ hạt điều đạt điểm chất lượng ở mức nào, đồng thời ta có thể đưa ra cái nhìn tổng quát đối với các thành phần dinh dưỡng có trong bơ hạt điều, từ đó mới biết được giá trị dinh dưỡng mà sản phẩm bơ hạt điều mang lại. Bảng 3.5 So sánh giá trị dinh dưỡng có trong 100g bơ hạt điều của sản phẩm đang nghiên cứu và sản phẩm bơ hạt điều Ceres Thành phần Đơn vị Hàm lƣợng Sản phẩm nghiên cứu Bơ hạt điều Ceres Tổng năng lượng Kcal 630 575 Năng lượng từ chất béo Kcal 425 393 Chất béo tổng g 47.2 43.7 Trans – fat g 0 0 Cholesterol mg 0 0 Protein g 20.3 18.2 Tổng Cacbohydrat g 31.0 26.8 Dựa vào bảng 3.5 ta thấy được sản phẩm bơ hạt điều nghiên cứu có hàm lượng chất béo, protein, cacbohydrat, năng lượng (630Kcal = 2637KJ) cao hơn đối với sản phẩm Đồ án tốt nghiệp 55
66. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU bơ hạt điều ở thị trường nước ngoài, do trong nguyên liệu nghiên cứu, ta có bổ sung thêm đường và Margarine, có thể 2 thành phần này làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Hàm lượng margarine phối chế rất ít (5% khối lượng bơ hạt điều) nên trong sản phẩm bơ hạt điều vẫn đảm bảo không có Trans – fat và không có Choslesterol Độ ẩm của sản phẩm cuối củng đạt 1.5% (phụ lục C, mục 2), độ ẩm của sản phẩm tăng lên so với nhân điều nguyên liệu sau khi nướng do trong quá trình phối chế ta bổ bung thêm các phụ gia như đường, muối, margarine, những nhuyên liệu này đã làm tăng độ ẩm sản phẩm lên. Nhưng trong quá trình quan sát, với độ ẩm 1.5%, bơ hạt điều không bị tách lớp. Và độ ẩm của sản phẩm bơ hạt điều vẫn nằm trong mức cho phép là 3% để có thể bảo quản. Hình 3.12 Sản phẩm bơ hạt điều nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp 56
67. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Bảng 3.6 Kết quả đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm bằng phương pháp cho điểm TCVN 3215 – 79 Điểm của các thành viên Trung Trung Chỉ bình Hệ bình tiêu Tổng chưa số có chất T1 T2 T3 T4 T5 T6 T6 T8 điểm có quan trọng lượng trọng trọng lượng lượng Màu 3 4 5 4 4 3 5 4 32 4 1 4 sắc Mùi 5 5 5 4 5 4 4 5 37 4.63 0.5 2.32 Vị 4 3 4 5 4 5 4 3 32 4 1.5 6 Trạng 5 4 5 5 5 5 4 5 38 4.75 1 4.75 thái TỔNG CỘNG 4.0 17.07 Với phương pháp đánh giá cảm quan cho điểm chất lượng sản phẩm, dựa vào bảng 3.7 – Kết quả đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm, sản phẩm được xếp loại khá với điểm chất lượng là 17.07. 3.5. Tính kinh tế Với 70g nhân điều nguyên liệu ban đầu sẽ thu được 65g bơ hạt điều, tỷ lệ hao hụt là 7.1% do trong quá trình sấy, nướng, nước trong nguyên liệu thoát ra làm giảm khối lượng sản phẩm. Và trong quá trình chiếc rót, bơ hao hụt do vẫn còn bám vào thiết bị. Như vậy để làm ra 170g bơ hạt điều cần có 183g nhân điều nguyên liệu, dựa vào đó ta có thể tính dược giá thành sơ bộ của sản phẩm. Đồ án tốt nghiệp 57
68. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Bảng 3.7 Giá thành sơ bộ của 170g bơ hạt điều STT Nguyên liệu Đơn giá Số lượng Thành tiền 1 Nhần điều 280 000/ kg 183g 51 240 đồng 2 Hủ thủy tinh 3 200/ cái 1 3 200 đồng 3 Margarine 4 000/ hủ 80g 9,15g 458 đồng 4 Đường tinh luyện 20 000/kg 5,49g 110 đồng 5 Muối 4 000/500g 1,3g 10 đồng Tổng cộng 55 018 đồng Như vậy, một hủ bơ hạt điều với khối lượng 170g sẽ có giá thành khoảng 55 000 đồng Đồ án tốt nghiệp 58
69. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU CHƢƠNG 4 – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.3. Kết luận: Bơ hạt điều có thể được chế biến theo quy trình như hình 4.1 với các thông số sau: - Nhiệt độ nướng: 145oC - Thời gian nướng: 30 phút - Quá trình xay được chia làm 4 lần, mỗi lần xay 30s, giữa mỗi lần xay cần làm nguội khối hạt đến 40oC rồi mới bắt đầu xay tiếp - Sau khi xay cần lần nguội đến 40oC trước khi phối chế - Công thức phối chế: 3% đường, 0.7% muối, 5% margarine Sản phẩm bơ hạt điều chế biến theo quy trình và thông số như hình 4.1 có màu vàng nâu đậm, mùi thơm của hạt điều nguyên liệu, có vị béo vừa phải, có vị mặn ngọt hài hòa. Sản phẩm có độ đặc đạt yêu cầu, mịn và đồng nhất, sau khi xay không bị tách lớp. Nếu bảo quản ở nhiệt độ phòng, từ 25 – 32oC, sau 3 tuần sẽ có 1 lớp dầu nổi trên bề mặt. Nếu bảo quản ở ngăn mát trong tủ lạnh, sản phẩm sẽ không bị tách lớp cũng không bị nổi 1 lớp dầu trên bề mặt. Thời gian bảo quản và sử dụng tốt nhất là 1 tháng Đồ án tốt nghiệp 59
70. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Nhân điều Ngâm nước muối 1% (6h, tỉ Muối lệ nước: điều = 1:2 (w/w) Rửa Sấy (28h, 65oC) đến độ ẩm <3% Bóc vỏ Nướng (30 phút, 145oC) Làm nguội trong không khí đến nhiệt độ phòng Xay 4 lần, mỗi lần 30s Muối (0.7%) Làm nguội đến 40oC Đường (3%) Xay Phối chế Xay Chiếc rót Margarine (5%) Bơ hạt điều Hình 4.1 Sơ đồ quy trình hoàn thiện để chế biến bơ hạt điều Đồ án tốt nghiệp 60
71. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 4.4. Kiến nghị Vì thời gian nghiên cứu có hạn và những yếu tố khách quan không mong muốn nên việc nghiên cứu chưa được đầy đủ và có một số mặt hạn chế như: chưa khảo sát được công đoạn ngâm ( thời gian ngâm, tỉ lệ nước muối ngâm), công đoạn sấy (thời gian và nhiệt độ sấy), chưa kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh Để có một kết quả hoàn thiện hơn về công nghệ sản xuất bơ hạt điều, trong đề tài này còn nhiều vấn đề nghiên cứu sâu hơn như: - Nhân điều nguyên liệu có cần xử lý ngâm hay không, khảo sát thời gian ngâm, tỷ lệ nước muối ngâm. Vì các loại đậu hạt là những loại thực phẩm cần ngâm trước ki chế biến, chúng có chứa Acid phytic tồn tại ở dạng muối Phytate trong đậu hạt. - Khảo sát công đoạn sấy để tìm ra thông số kỹ thuật thích hợp, có thời gian sấy ngắn hơn để tiết kiệm thời gian. - Nghiên cứu sự biến đổi của đường tổng, đường khử, thành phần chất béo bị biến đổi trong quá trình nướng - Nghiên cứu sự biến đổi của sản phẩm trong quá trình bảo quản ở thời gian dài hơn. (Chỉ số peroxit, chỉ số oxi hóa ) - Kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm bơ hạt điều để đảm bảo an toàn sức khỏe cho người sử dụng - Kiểm tra thành phần nguyên liệu đầu vào như dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, chất bảo quản, độc tố Aflatoxin để đảm bảo nguyên liệu ta sử dụng không có các hợp chất gây nguy hiểm cho người tiêu dùng. Đồ án tốt nghiệp 61
72. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ y tế Viện dinh dưỡng (2007). Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam, Nhà xuất bản y học, Hà Nội 2. Phạm Thị Trân Châu, Trần Thi Áng (1999). Hóa sinh học, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà nội 3. Nguyễn Cao Danh (2003). Hạt điều – Sản xuất và chế biến, Nhà xuất bản nông nghiệp, Hà nội 4. Nguyễn Thị Thu Hà (2014). Đánh giá cảm quan thực phẩm, Tài liệu học tập – Bộ môn Công nghệ thực phẩm. Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh 5. Trần Thị Cúc Phương (2014). Công Nghệ sản xuất bánh kẹo. Tài liệu học tập – Bộ môn Công nghệ thực phẩm. Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh 6. Huỳnh Quang Phước (2014). Phân tích thực phẩm, Tài liệu học tập – Bộ môn Công nghệ thực phẩm. Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh 7. Huỳnh Quang Phước (2014). Thực hành Phân tích thực phẩm, Tài liệu học tập – Bộ môn Công nghệ thực phẩm. Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh 8. Hoàng Kim Thanh. Ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong chế biến tới các thành phần dinh dưỡng của thức ăn, 6/2017 phan-dinh-duong-cua-thuc-an.htm 9. The Benefits Of Soaking Nuts Before Eating Them, CureJoy Editional, 7/2017 10. How to Make Homemade Cashew Butter, Emily Barlett, 4/2017 Các trang web tham khảo: 1. Đồ án tốt nghiệp 62
73. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU 2. hi%E1%BB%87m+C%C3%B4ng+ngh%E1%BB%87+th%E1%BB%B1c+ph%E1 %BA%A9m 3. 4. 5. 6. Đồ án tốt nghiệp 63
74. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU PHỤ LỤC A CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 1. Xác định độ ẩm bằng phƣơng pháp sấy đến khối lƣợng không đổi Nguyên lý: Dùng sức nóng làm bay hơi lượng nước tự do trong thực phẩm. Cân trọng lượng thực phẩm trước và sau khi sấy khô, từ đó tính ra phần trăm nước có trong thực phẩm. Dụng cụ thí nghiệm: - Cốc thuỷ tinh hay hộp kim loại đựng mẫu. - Máy nghiền hoặc cối nghiền, đũa thuỷ tinh - Tủ sấy, bình hút ẩm. - Cân phân tích hoặc cân điện tử, chính xác ±0,001gam. Tiến hành: - Xử lý nguyên liệu: . Đối với quả, củ tươi có thể tháo hoặc băm nhỏ hoặc nghiền nhỏ đối với quả, củ khô. . Đối với các loại hạt, các loại bánh bích quy, vật liệu dòn có kích thước lớn thì đem nghiền nhỏ. . Đối với vật liệu rời như đường cát, bột ngọt, và các loại bột có kích thước nhỏ không cần xử lý. . Xử lý nguyên liệu cần được thực hiện nhanh, nguyên liệu xử lý xong cần được đựng trong hộp kín. - Dùng cân phân tích hoặc cân điện tử cân chính xác 1 – 5 gam mẫu đã xử lý ở trên cho vào hộp hoặc cốc sạch, khô đã biết khối lượng trước (tức là sau khi rửa, sấy khô, để nguội đến nhiệt độ phòng, cân). - Dùng đũa thuỷ tinh san đều lượng mẫu ở hộp đựng mẫu để ẩm bốc hơi nhanh và đều. Đồ án tốt nghiệp 64
75. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU - Đưa mẫu vào tủ sấy để lấy ở nhiệt độ 105oC đến khối lượng không đổi. Sau khi sấy, lấy mẫu ra cho vào bình hút ẩm để làm nguội, cân. tiếp tục sấy đến khối lượng không đổi, nghĩa là: sấy lại, làm nguội và cân. Khi kết quả giữa hai lần cân cuối cùng có sai số ±0,5 % là coi như khối lượng không đổi. Tính kết quả: Nếu gọi: G1 : Khối lượng hộp và nguyên liệu trước khi sấy, g. Go : Khối lượng hộp không, g G2 : Khối lượng hộp và mẫu sau khi sấy, g G : Khối lượng mẫu cần xác định, g. G = G1 - Go Độ ẩm tương đối ω hay độ ẩm nguyên liệu được xác định theo biểu thứcsau, tính bằng %: X = Tiến hành 2 mẫu song song sai số giữa 2 lần cân không quá 0.5%. Kết quả cuối cùng là trung bình cộng của kết qur 2 lần xác định song song. Tính chính xác đến 0.01%. Phương pháp này cho kết quả sai nếu thực phẩm chứa một số chất dễ bay hơi như tinh dầu, rượu,acid dễ bay hơi( formic, acetic ), NH3. 2. Xác định hàm lƣợng Lipid bằng phƣơng pháp Soxhlet Nguyên lý xác định hàm lƣợng Lipid. Dùng dung môi kỵ nước trích ly hoàn toàn Lipid từ nguyên liệu đã được nghiền nhỏ. Hàm lượng Lipid tổng có thể được tính bằng cách cân trực tiếp lượng dầu sau khi chưng cất và loại sạch dung môi hoặc tính gián tiếp từ khối lượng bã còn lại. - Dựa vào tính tan hoàn toàn của chất béo vào dung môi hữu cơ. Đồ án tốt nghiệp 65
76. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU - Dùng dung môi hữu cơ trích ly chất béo có trong sản phẩm thực phẩm. Sau đó làm bay hơi hết dung môi, chất béo còn lại đem cân, tính ra hàm lượng chất béo có trong sản phẩm thực phẩm. Yêu cầu của dung môi: - Chất béo phải tan hoàn toàn trong dung môi hữu cơ - Có nhiệt độ sôi thấp hơn nhiều so với chất béo (có thể bay hơi ở nhiệt độ thường) - Thường chọn các dung môi sau: Ete etylic, Ete dầu hỏa (petrol), Tetraclorua cacbon (CCl4) Tiến hành Chuẩn bị mẫu và lắp hệ thống máy trích ly Soxhlet. - Cân 5g mẫu đã nghiền nhỏ, cho vào ống giấy xốp hay gói bằng giấy cho vào tháp trích ly của máy Soxhlet (chú ý: đầu trên của ống giấy thấp hơn đỉnh ống xiphông của tháp trích ly). - Lắp bình cầu đã sấy khô vào máy. Qua cổ ống sinh hàn rót dung môi vào bình cầu. Lượng dung môi rót vào khoảng 2/3 thể tích bình cầu hoặc hai lần dung tích tháp trích ly. Cho nước chảy liên tục vào ống làm lạnh. Trích ly chất béo - Đun từ từ dung môi trong bình cầu bằng bếp cách thủy (nếu dung môi là CCl4 thì có thể đun trên bếp điện) - Dung môi sôi, bay hơi gặp lạnh, ngưng tụ ở tháp trích ly, trong thời gian này, dung môi sẽ trích ly chất béo, đến khi dung môi trong tháp trích ly vượt quá đầu ống xiphông sẽ tràn về bình cầu kéo theo chất béo, ta gọi là một chu trình. Dung môi lại tiếp tục bay hơi, còn chất béo do có nhiệt độ sôi cao hơn nên không bay hơi, còn chất béo do có nhiệt độ sôi cao hơn không bay hơi ở lại bình cầu, quá trình lại diễn ra tiếp tục. - Để tránh tổn thất dung môi, dung môi trong bình cầu không được sôi mạnh, đảm bảo khoảng 5 - 6 chu trình trong 1 giờ. Trong quá trình chiết cần chú ý: Đồ án tốt nghiệp 66
77. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU - Kiểm tra nước làm lạnh có chạy liên tục hay không - Kiểm tra dung môi nếu thấy hao hụt phải gia thêm vào. - Khi cần máy nghỉ giữa chừng cần giữ ống giấy ngập trong dung môi. Muốn biết quá trình chiết đã kết thúc hay chưa, lấy túi giấy lọc ra cho nhỏ vài giọt vào mặt kính đồng hồ hoặc tờ giấy lọc, khi dung môi bay hơi hết, trên mặt kính hay mặt giấy lọc không có vết chất béo thì quá trình chiết đã kết thúc. Cất dung môi - Sau khi quá trình chiết kết thúc, bỏ túi giấy lọc ra rồi tiến hành cất dung môi ngay trong tháp để thu hồi dung môi (trường hợp nếu dung môi trong bình cầu đục, có lẫn bột nghiền thì phải lọc qua giấy lọc rồi mới cất thu hồi dung môi). - Chuyển chất béo trong bình cầu vào cốc thủy tinh (đã sấy khô và biết khối lượng). Tráng bình cầu bằng một ít dung môi trong cốc thủy tinh bay hơi ở nhiệt độ thường (chú ý tránh bụi). - Sau đó cho cốc thủy tinh vào tủ sấy, sấy ở nhiệt độ 100-1050 C trong 1 giờ, lấy ra để nguội ở bình hút ẩm và cân, sấy tiếp trong 30 phút, sấy đến trọng lượng sai lệch nhau không quá 0,002gam là được. Tính kết quả Hàm lượng chất béo trong mẫu tính bằng % theo công thức: Trong đó: m1: khối lượng của cốc (g) m2: khối lượng của cốc và khối lượng của chất béo sau khi sấy (g) G: khối lượng mẫu (g) 3. Xác định hàm lƣợng Carbohyrat bằng phƣơng pháp chuẩn độ Nguyên lý Đồ án tốt nghiệp 67
78. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Những chất oxy hóa tương đối yếu cũng có thể oxi hóa aldehyde trong khi chứa ceton vẫn còn nguyên. Ở đây, iod trong môi trường kiềm có thể oxy hóa một cách định lượng những aldose thành những acid monocarboxylic tương ứng mà không có tác dụng trên cetose . Cách tiến hành: Phản ứng tùy thuộc vào lượng NaOH và nồng độ của nó. Dung dịch phản ứng phải không có tính kiềm quá mạnh để tránh một sự oxi hóa tiếp của acid monocarboxylic nhưng cũng phải đủ mạnh để trung hòa acid này. Trong một erlen, hút bằng ống hút 5ml dung dịch glucose muốn định phân và 10ml iod N/10 ( nghĩa là chừng 2 lần lượng iod sẽ tác dụng trong phản ứng này). Sau đó thêm từng giọt một và lắc đều 15ml NaOH N/10 (thời hian nhỏ NaOH phải kéo dài khoảng 2 phút). Để erlen trong bóng tối khoảng 15 phút . Lấy ra acid hóa với H2SO4 2 N và định phân. Thực hiện 2 sự thử không và 3 sự thử thật Mglucose =180. Tính toán: Hiệu số thể tích của Na2S2O3 N/20 của thử không và thử thật cho ta tính được lượng đường glucose định phân. I2 + 2 Na2S2O3 = Na2S2O6 + 2NaI Ta có: số mol glucose = ½ số mol Na2S2O3 Số mol glucose có trong 5ml dung dịch định phân: mol Lượng glucose có trong 1ml dung dịch định phân: (g/ml) Đồ án tốt nghiệp 68
79. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Lượng glucose có trong 1ml dung dịch định phân: (mg/ml) x = 0.9. V (mg/ml) Trong đó: V: hiệu số thể tích Na2S2O3 N/20 chuẩn độ mẫu thử không và thử thật 4. Xác định hàm lƣợng Protein bằng máy Kjeldahl Nguyên tắc của quá trình phân tích Mẫu được vô cơ hoá bằng H2SO4đđ ở nhiệt độ cao và có chất xúc tác. Các phản ứng của quá trình vô cơ hoá mẫu xảy ra như sau: 2H2SO4 = 2 H2O + 2SO2 + O2 Oxy tạo thành trong phản ứng lại oxy hoá các nguyên tố khác. Các phân tử chứa nitơ dưới tác dụng của H2SO4tạo thành NH3. Các protein bị thuỷ phân thành axit amin. Cacbon và hydro của axit amin tạo thành CO2 và H2O, còn nitơ được giải phóng dưới dạng NH3 kết hợp với axit H2SO4 dư tạo thành (NH4)2SO4 tan trong dung dịch. 2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 Các nguyên tố khoáng khác như P, K, Ca, Mg, chuyển thành dạng oxit: P2O5, K2O, CaO, MgO tuy tồn tại trong dung dịch mẫu nhưng không ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Đuổi amoniac ra khỏi dung dịch bằng NaOH. (NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O + 2NH3 NH3 bay ra cùng với nước sang bình hứng. Bình hứng có chứa H3BO3 do đó NH3 bay ra sẽ tác dụng ngay với H3BO3 theo phản ứng: 2NH3 + 2H2O + 4H3BO3 = (NH4)2B4O7 + 7H2O Đồ án tốt nghiệp 69
80. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Lượng (NH4)2B4O7 được xác định thông qua việc chuẩn độ bằng HCl 0,25N cho đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt và không bị mất màu. Những yếu tố có thể ảnh hƣởng đến kết quả phân tích - Nồng độ HCl 0,25N không đảm bảo chính xác - Lấy mẫu không đại diện - Cân mẫu không chính xác - Nguồn nước bị nhiễm N Khả năng ứng dụng của phƣơng pháp Kjeldahl Phương pháp này có khả năng ứng dụng cho hầu hết các loại mẫu: - Mẫu thực phẩm: thuỷ hải sản, nước mắm, các loại đậu, thức ăn nuôi tôm cá, rau quả - Đất, nước thải - Bã men bia, bánh dầu đậu nành, bánh dầu cao su Nguyên tắc hoạt động của máy Kjeldahl Mẫu được đưa vào bồn đốt (hệ thống vô cơ hoá mẫu) thông qua các ống Kjeldahl . Sau khi vô cơ hoá mẫu xong, toàn bộ mẫu + ống Kjeldahl được đưa qua hệ thống chưng cất NH3 , sau khi chưng cất xong toàn bộ sản phẩm được đưa qua thiết bị chuẩn độ , xác nhận kết quả. Thiết bị: - Tủ sấy mẫu - Máy nghiền mẫu - Cân phân tích 4 số - Máy phân tích đạm tự động Kjeldahl - Thiết bị chuẩn độ - Máy cất nước 2 lần Đồ án tốt nghiệp 70
81. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Hóa chất: - K2SO4 , CuSO4, H2SO4 đậm đặc, H3BO3. - Chỉ thị màu phenolphtalein. Cách tiếm hành: Bước 1: Chuẩn bị mẫu - Mẫu hạt được nghiền mịn - Sấy mẫu ở 80oC cho đến khi đạt trọng lượng không đổi Bước 2: Vô cơ hoá mẫu - Cân 0,3 – 1 g mẫu khô đã được nghiền mịn. - Cho mẫu vào tận đáy của ống Kjeldahl (chu ý không để dính trên thành ống) - Cho 5g hỗn hợp xúc tác K2SO4 và CuSO4 theo tỉ lệ 10:1 - Dùng pipet hút 15ml H2SO4 đậm đặc (d=1,84) cho vào ống vô cơ hoá mẫu có chứa hỗn hợp trên. - Lắp ống trên vào hệ thống vô cơ hoá mẫu. - Việc vô cơ hoá mẫu hoàn toàn khi toàn bộ dung dịch trong ống vô cơ hoá mẫu có màu xanh trong suốt. Bước 3: Chưng cất mẫu - Lắp ống vô cơ hoá mẫu vào bộ chưng cất, lắp bình hứng chứa 10-60ml H3BO3 4% và 7 giọt dung dịch chỉ thị màu. - Khởi động máy cất. - Quá trình chưng cất tiến hành khoảng 390 giây thì toàn bộ khí NH3 chuyển sang bình hứng. - Khi NH3 được cất hoàn toàn, hạ bình hứng xuống, dùng tia nước cất nhỏ tráng sạch axit dính đầu ống làm lạnh. Bước 4: Chuẩn độ Đồ án tốt nghiệp 71
82. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Bước 5: Tính kết quả Ta có 1ml HCl 0,25N tương ứng với 0,0035g N. Thông qua số ml HCl 0,25N, người ta biết được số lượng axit boric kết hợp với NH3, từ đó biết lượng NH3 giải phóng từ mẫu. N tổng (%) = Trong đó: V: thể tích HCl chuẩn độ, tính bằng ml P: khối lượng mẫu tính bằng g Protein tổng (%) = 5. Xác định hàm lƣợng Trans – fat bằng phƣơng pháp sắc ký khí Nguyên tắc Các axit béo đã metyl hóa của mẫu được tách trên cột sắc kí khí mao quản với pha tĩnh phân cực cao, với chiều dài chuỗi, mức độ bão hòa (chưa bão hòa) và dạng hình học và vị trí liên kết đôi của chúng. Thiết bị, dụng cụ - Máy sắc kí khí - Cột mao quản CHÚ THÍCH: Để phân tách tốt hơn, nên sử dụng cột CPTM-Sill 88 hoặc SP-2560 100 m và hydro làm khí mang. Các ví dụ về kích thước: - CP™-Sil 88, (50 đến 100) m x 0,25 mm đường kính trong, độ dày của màng 0,20 m; Đồ án tốt nghiệp 72
83. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU - SP-2360, (50 đến 100) m x 0,25 mm đường kính trong, độ dày của màng 0,20 m; - SP-2340, 60 m x 0,25 mm đường kính trong, độ dày của màng 0,20 m; - BPX-70, 50 m x 0,22 mm đường kính trong, độ dày của màng 0,25 m; Chuẩn bị mẫu thử Trộn kỹ mẫu trước khi lấy phần mẫu thử. Làm tan chảy mẫu dạng rắn để trộn được đều Cách tiến hành Cùng với việc phân tích mẫu thử (hoặc dãy mẫu thử), thì phân tích một mẫu trắng (n-heptan) và mẫu chuẩn CRM Cài đặt máy sắc kí khí với một trong các tổ hợp nhiệt độ và cột nêu trong Bảng 1. Đo vận tốc chuyển động tuyến tính của khí mang trung bình nêu trong Bảng 1, với tỷ lệ chia dòng khoảng 1:100. Bảng 1 - Các điều kiện GC khuyến cáo để nhận biết và định lƣợng các đồng phân trans trong các mẫu dầu thực vật tinh luyện và đã hydro hóa Thông số Các điều kiện tối ƣu đƣợc đƣa ra Pha tĩnh SP-2340 CP™-Sil 88 BPX-70 Điều kiện nhiệt Đẳng nhiệt 192 Đẳng nhiệt Đẳng nhiệt độ, °C 175 198 Áp suất đầu cột, kPa 125 130 155 Vận tốc tuyến tính 15 19 17 của khí mang (heli), cm/s Thông số Các điều kiện tối ƣu đƣợc đƣa ra đối với cột 100 m Đồ án tốt nghiệp 73
84. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Pha tĩnh SP-2560 CP™-Sil 88 CP™-Sil 88 Điều kiện nhiệt (120 đến 240) °C Đẳng nhiệt Đẳng nhiệt độ, °C tốc độ tăng 4 °C/min 150 175 Áp suất đầu cột, kPa 220 170 160 Vận tốc tuyến tính 30 30 30 của khi mang (hydro), cm/s Nhiệt độ của buồng bơm và detector phải là 250 °C. Kiểm tra hiệu năng Bơm từ 0,5 l đến 1,0 l metyl este (nồng độ khoảng 7 mg/ml trong n-heptan) của mẫu thử vào máy sắc kí khí. So sánh kết quả của mẫu loại tương tự với sắc đồ điển hình Có thể cần thay đổi nhỏ về nhiệt độ lò nếu phần tách thu được không giống với sắc đồ điển hình. Tăng hoặc giảm nhiệt độ lò theo từng bước 1°C cho đến khi hiệu quả tách tốt. Những hiệu chỉnh nhỏ này có thể cần để khắc phục sự khác nhau giữa các cột và kiểm soát nhiệt độ thiết bị, và thường nằm trong dải (cộng hoặc trừ) một vài độ so với mức tối đa từ giá trị đã cho. Nếu nhiệt độ lò tăng thì pic C20:1 cis sẽ được rửa giải sớm hơn, liên quan đến axit linolenic C18:3 9cis, 12cis, 15 cis (ccc). CHÚ THÍCH 1 Các đặc tính của pha tĩnh BPX-70 có phần khác nhau, dẫn đến rửa giải pic C20:1 cis sau pic C18:3 9cis. 12cis, 15cis, khi sử dụng các điều kiện này Nếu hệ thống GC được cài đặt đúng thì sau khi tách phải nhận biết được một lượng nhỏ đồng phân C18:1 11cis cạnh pic C18:1 9cis trong dầu tinh luyện (nhiệt độ cao), ví dụ: dầu đậu tương. Hai đồng phân C18:1 cis cần được tách rõ Đồ án tốt nghiệp 74
85. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU CHÚ THÍCH 2 Dầu marine đã hydro hóa có thể làm tăng dải các đồng phân trans rộng hơn, làm cho việc nhận biết và định lượng khó hơn. Đồng phân tự nhiên C20:1 cis cần ở chính giữa pic đồng phân C18:3 trans (tcc) rửa giải cuối cùng và pic C18:3 ccc (axit linolenic) trong dầu tinh luyện (nhiệt độ cao). Nếu việc tách phù hợp với phân tích kiểu này thì trong dầu tinh luyện (nhiệt độ cao) sẽ có một pic nhỏ của đồng phân C18:1 trans, hai đồng phân gần bằng về kích cỡ của C18:2 trans và bốn (đôi khi là năm) đồng phân C18:3 trans. Đối với dầu và mỡ đã hydro hóa từng phần thì việc tách các đồng phân C18:1 13trans và C18:1 9cis có thể thấy trên sắc đồ. Điều này cần thiết cho việc tách pic chính xác các đồng phân cis với trans Đồng phân 18:1 13trans luôn rửa giải cùng với đồng phân 18:1 14trans. Do đó, pic của hai đồng phân này được nhận biết như là 18:1 (13+14)trans. Nhận biết pic Đối với dầu và chất béo tinh luyện (nhiệt độ cao) thì có ít đồng phân trans, vì chỉ có các đồng phân hình học với liên kết đôi ở cùng vị trí tự nhiên được hình thành. Các đồng phân đặc thù này là kiểu C18 của các axit béo: C18:1 9trans, C18:2 9c12t và C18:2 9t12c và với các đồng phân C18:3 tct, cct, ctc, và tcc 9,12, 15 (trong một số mẫu các đồng phân C18:2 9t12t và C18:3 ttc cũng được tìm thấy với các lượng rất nhỏ). Đối với dầu và mỡ đã hydro hóa một phần thì các đồng phân chứa liên kết đôi trans được nhận biết sử dụng khái niệm chiều dài mạch tương đương (ECL) nhận biết pic chính xác bằng hệ thống này thì các giá trị ECL phải được xác định sau khi hiệu chỉnh thích hợp với các chuẩn đồng phân axit béo cis và trans có sẵn Đồ án tốt nghiệp 75
86. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Mẫu đầu tiên trong mẻ phân tích luôn là một mẫu trắng (n-heptan). Mẫu trắng không được có pic nào. Cứ sau mười mẫu thì lặp lại phép thử trắng. Đối với một mẻ phân tích (nghĩa là metyl hóa xảy ra trong một mẻ), cần phân tích ít nhất một mẫu chuẩn (5.2) để kiểm tra tính năng metyl hóa và phân tách GC. Các axit béo đã metyl hóa của vật liệu chuẩn được bơm sau mỗi dãy mười mẫu thử. Tính kết quả Phần khối lượng tương đối của từng thành phần được tính bằng cách xác định diện tích hiệu chính của pic tương ứng liên quan đến tổng của các diện tích hiệu chỉnh của tất cả các pic. Việc hiệu chính cần để bù cho với phản ứng FID đối với mỗi thành phần. Sử dụng vật liệu chuẩn BCR để xác định các hệ số hiệu chính riêng rẽ. Tính hệ số đáp ứng FID Tính hệ số đáp ứng FID đối với từng thành phần bằng công thức sau: M x Fx (nx 1)AC Trong đó: Fx là hệ số đáp ứng FID của thành phần x; Mx là khối lượng phân tử của thành phần x; nx là số lượng nguyên tử cacbon của thành phần axit béo đã metyl hóa x; AC là khối lượng nguyên tử cacbon (AC = 12,01). Trong trường hợp này, việc tính toán đưa ra hệ số đáp ứng lý thuyết. Tính hệ số hiệu chính FID Đồ án tốt nghiệp 76
87. NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT BƠ HẠT ĐIỀU Tính hệ số hiệu chính FID đối với mỗi thành phần bằng công thức sau: Fx fx Fr Trong đó: fx là hệ số hiệu chính đối với thành phần x; Fx là hệ số đáp ứng FID đối với thành phần x; Fr là hệ số đáp ứng FID đối với C16:0 (Fr = 1,407). Hệ số đáp ứng FID đối với C16:0 (Fr = 1,407) được coi là chuẩn (fx = 1,00). Tất cả hệ số đáp ứng FID đã hiệu chính khác sử dụng trong tính toán đều tính theo giá trị này. Ví dụ, hệ số đáp ứng hiệu chính đối với C10:0 là 1,10. Tính phần khối lƣợng tƣơng đối Tính phần khối lượng tương đối của mỗi thành phần bằng công thức sau: Ax x fx x100% w x At Trong đó: wx là phần khối lượng tương đối của thành phần x, tính bằng % diện tích pic; Ax là diện tích của pic tương ứng với thành phần x, tính bằng đơn vị diện tích; At, là tổng diện tích hiệu chính của tất cả các pic, không bao gồm pic của dung môi, tính bằng đơn vị diện tích; fx là hệ số hiệu chính đối với thành phần X. Tính hàm lƣợng của các đồng phân axit béo dạng trans Đồ án tốt nghiệp 77