Luận văn Nghiên cứu chế biến sữa khoai môn tiệt trùng

được tạo thành có kích thước nhỏ và hệ nhũ tương sẽ có độ bền cao. + Chất nhũ hoá: các chất nhũ hoá sử dụng trong công nghiệp chế biến sữa khá đa dạng, tuỳ từng loại chất nhũ hoá mà hiệu quả quá trình đồng hoá khác nhau. Một số protein trong sữa có vai trò như những chất nhũ hoá. Đối với sản phẩm sữa tiệt trùng có hàm lượng chất béo 3 ÷ 3,5%, quá trình đồng hoá sữa sẽ đạt hiệu quả cao khi tỷ lệ lượng casein trong sữa đạt 0,2 g/1g chất béo. Những chất nhũ hoá thường sử dụng trong công nghiệp chế biến sữa là lecithin, glycerin este, sorbitol este… 2.2.3 Sự hydrate hóa và trương nở của tinh bột Hạt tinh bột không hòa tan trong nước mát nhưng sẽ trương nở trong nước nóng.Quá trình này thuận nghịch (sẽ trở lại trạng thái ban đầu trước khi sấy) đến một nhiệt độ nhất định gọi là nhiệt độ hồ hóa, ở nhiệt độ này thành phần trong hạt bị cắt ra và thứ tự sắp xếp bị mất đi một cách không thuận nghịch. Không phải tất Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 21 cả các hạt tinh bột đều xảy ra hiện tượng này ở cùng một thời điểm nên nhiệt độ hồ hóa nằm trong một khoảng giới hạn tùy thuộc loại tinh bột. Những hạt tinh bột không bị phá vỡ do tự nhiên, chỉ có thể trương lên đến một phạm vi nào đó trong nước lạnh và sự hydrate hóa đi kèm với sự gia tăng kích thước (khoảng 10% đường kính và 33% thể tích). Khi xử lý nhiệt tinh bột trong nước đến nhiệt độ hồ hóa của nó, nó sẽ hút nước khoảng 10 lần khối lượng của nó. Nhưng những hạt tinh bột đã bị phá vỡ sẽ có khả năng trương nở một cách rộng rãi trong nước lạnh. Giai đoạn đầu của sự hồ hóa diễn ra với sự trương nở gia tăng đột ngột của hạt. Khi nhiệt độ tăng lên sau giai đoạn đầu, hạt tiếp tục trương lên và hút nước nhưng vẫn duy trì được thực thể của chúng do bởi những liên kết còn lại. Theo Olkkle và Rha (1978), sự hồ hóa tinh bột bao gồm các biến đổi sau đây: Hút nước và trương nở đến nhiều lần so với khối lượng ban đầu Gia tăng độ trong Gia tăng nhanh chóng độ dính Hòa tan những phân tử mạch thẳng và phân tán những hạt phá vỡ Hỗn hợp tạo thành khối paste giống như dạng gel. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hồ hóa của tinh bột Protein: Khi có hàm lượng protein cao sẽ ảnh hưởng đến quá trình hồ hóa là do sự tương tác của lực hấp dẫn từ những nhóm cực trái dấu tạo thành phức. Phức này được tạo thành trên bề mặt hạt tinh bột làm ngăn cản sự trương nở và làm giảm độ nhớt ảnh hưởng đến nhiệt độ hồ hóa. Sự tương tác này xảy ra kém ở pH kiềm (vì protein và tinh bột đều mang cực âm) và xảy ra mạnh ở pH acid (lúc này protein mang cực dương và tinh bột mang cực âm). Các chất hút nước (pentosan): do sự cạnh tranh nước nên chúng ảnh hưởng xấu đến quá trình hồ hóa. Các chất hoạt động bề mặt: có tác dụng làm giảm độ nhớt bề mặt phân tán, hạt vẫn trương nở khi có mặt các chất này, tuy nhiên độ nhớt của dung dịch thấp. Muối: làm tăng độ nhớt của dịch hồ hóa. Đường: ức chế sự trương nở và hồ hóa do nó liên kết với nước. Hàm lượng đường cao sẽ làm ức chế sự trương nở và làm tăng nhiệt độ hồ hóa. 2.2.4 Quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme Tinh bột và một số polysaccharide khác chứa những liên kết α-1,4 glycoside, bị thủy phân bởi một nhóm enzyme thường được gọi là amylase. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 22 a. α-amylase( α-1,4-glucan-4-glucanohydolase) Là một endo enzyme (nội enzyme) xúc tác thủy phân những liên kết không hoàn toàn tạo thành dextrin mạch thẳng và mạch phân nhánh. Điều kiện hoạt động của α-amylase từ các nguồn khác nhau thường không giống nhau: pH tối thích cho hoạt động của α-amylase từ nấm sợi là 4,5 ÷ 4,8 (có thể hoạt động tốt trong vùng pH từ 4,7 ÷ 5,4) và của vi khuẩn là 5,8 ÷ 6,0 (hoạt động tốt trong vùng pH 5,8 ÷ 7,0). Nhiệt độ tối thích cho hoạt động xúc tác của α- amylase ở nấm sợi là 50oC. Amylase của thóc mầm và của malt bền nhiệt hơn và hoạt động tối thích ở 58 ÷ 60oC. Dưới tác dụng của enzyme α-amylase, amylose bị phân giải khá nhanh tạo thành oligosaccharide gồm 6 ÷ 7 gốc glucose, sau này các mạch này bị phân cắt giảm dần và bị phân giải chậm đến maltose tetrose, maltose triose, maltose. Sau thời gian thủy phân amylase sản phẩm bao gồm: 87% maltose, 13% glucose. Dưới tác dụng của enzyme α-amylase, amylosepectin bị phân giải khá nhanh nhưng vì α-amylase không cắt được liên kết α-1,6-glucoside nên dù có kéo dài thời gian thủy phân nhưng sau cùng sản phẩm có khoảng: 72% maltose, 19% glucose, dextrin phân tử thấp và izomaltose là 8%. b. β-amylase (α-1,4-glucan maltohydrolas) Là một exo enyme (ngoại enzyme) xúc tác cắt đứt liên kết glycoside của α-1,4- glucan hình thành maltose, bắt đầu ở giai đoạn cuối không khử của mạch. pH tối thích trong dung dịch bột thuần khiết là 4 ÷ 6, trong dung dịch nấu là 5 ÷ 5,6; nhiệt độ tối thích trong tinh bột thuần khiết là 40 ÷ 50˚C, trong dung dịch nấu là 60 ÷ 65˚C; β-amylase bị vô hoạt ở 70˚C. Hình 4: Cơ chế tác dụng của enzyme α-amylase lên tinh bột Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 23 β-amylase phân giải 100% amylose thành maltose. Phân giải 54 ÷ 58% amylosepectin thành maltose. Do mỗi nhánh của amylosepectin có từ 20 ÷ 25 phân tử glucose nên sau khi thủy phân tạo 10 ÷ 12 phân tử maltose. Khi tới liên kết α- 1,4-glucoside gắn với liên kết α-1,6-glucoside, β-amylase sẽ ngưng tác dụng, phần saccharide còn lại là dextrin phân tử lớn. Có chứa rất nhiều liên kết α-1,6- glucoside gọi là dextrin có màu tím đỏ với Iod. c. Glucoamylase hay amyloseglucosidase (α-1,4-glucan gluco hydrolas ) Là một exo enzyme xúc tác cắt những liên kết còn lại từ đầu cuối không khử của polymer tinh bột để tạo thành glucose. Nhưng nó cũng có thể cắt liên kết α-1,6 và α-1,4 ở những mức độ khác nhau. Đa số γ-amylase đã biết đều thuộc loại enzyme “acid”. Hoạt động tốt ở 50˚C, hoạt lực tối đa trong vùng pH = 3,5 ÷ 5,5. So với α-amylase, γ-amylase bền với acid hơn nhưng lại kém bền dưới tác dụng của rượu etylic, acetone. Khi thủy phân tinh bột, cùng với việc tạo thành glucose còn có thể tạo thành oligosaccharide. Ngoài ra γ-amylase còn có khả năng cắt cả liên kết α-1,2- glucoside và liên kết α-1,3-glucoside nữa. Hình 5: Cơ chế tác dụng của enzyme glucoamylase lên tinh bột d. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme Ảnh hưởng của nồng độ enzyme và cơ chất Ảnh hưởng của nồng độ enzyme Khi cơ chất đầy đủ thì vận tốc của phản ứng enzyme tỉ lệ thuận với nồng độ enzyme. Ta có: V = k * [E] (1) Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 24 K3 K1 Trong đó: v: vận tốc của phản ứng k: hằng số vận tốc [E]: nồng độ của enzyme Hình 6: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến tốc độ phản ứng Nồng độ của enzyme càng lớn bao nhiêu thì lượng cơ chất bị biến đổi càng nhiều bấy nhiêu. Tuy nhiên có trường hợp khi nồng độ enzyme quá lớn thì vận tốc phản ứng chậm. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất Enzyme tham gia quá trình xúc tác tạo phức hợp enzyme – cơ chất (ES). Trường hợp đơn giản nhất, phản ứng chỉ có một cơ chất (S), enzyme (E) xúc tác cho sự chuyển hóa cơ chất tạo thành một sản phẩm (P), phản ứng xảy ra như sau: E + S ES E + P (1) Trong đó: K1: hằng số vận tốc phản ứng tạo ES K2: hằng số vận tốc phân ly ES và cơ chất ban đầu K3: hằng số vận tốc phân ly phức hợp ES tạo sản phẩm P Mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng do enzyme xúc tác và nồng độ cơ chất được biểu diễn theo phương trình Michaelis – Menten như sau: [ ] [ ]SK SV v m + = max (2) Trong đó: v : vận tốc phản ứng Km : hằng số Michaelis – Menten Vmax: vận tốc phản ứng cực đại [S] : nồng độ cơ chất Vận tốc phản ứng, m/s Thời gian, phút Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 25 Hình 7: Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến tốc độ phản ứng Km gọi là hằng số Michaelis – Menten và đặc trưng cho mỗi enzyme – Km đặc trưng cho ái lực của enzyme với cơ chất. Km có trị số càng nhỏ thì ái lực của enzyme đối với cơ chất càng lớn, nghĩa là vận tốc enzyme càng lớn. Qua đồ thị chung của đường biểu diễn cho thấy khi tăng nồng độ cơ chất, vận tốc phản ứng tăng. Khi tăng nồng độ cơ chất đến một giá trị nào đó, vận tốc phản ứng đạt giá trị cực đại Vmax , sau đó vận tốc phản ứng sẽ không tăng nữa nếu ta tiếp tục tăng nồng độ cơ chất. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt động của enzyme Nhiệt độ có ảnh hưởng rất lớn đến phản ứng của enzyme. Tốc độ phản ứng enzyme không phải lúc nào cũng tỉ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng. Tốc độ phản ứng chỉ tăng đến một giới hạn nhiệt độ nhất định. Vượt quá nhiệt độ đó tốc độ phản ứng enzyme giảm và dẫn đến mức triệt tiêu. Nhiệt độ tương ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao nhất được gọi là tốc độ tối ưu. Phần lớn enzyme hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ 40 ÷ 50oC. Nhiệt độ tối ưu của những enzyme khác nhau thì khác nhau. Nếu đưa nhiệt độ cao hơn mức nhiệt độ tối ưu, hoạt tính của enzyme sẽ bị giảm. Khi đó enzyme không có khả năng phục hồi lại hoạt tính. Nhiệt độ tối ưu của một enzyme phụ thuộc rất nhiều vào sự có mặt của cơ chất, kim loại, pH và các chất bảo vệ. Người ta thường sử dụng yếu tố nhiệt độ để điều khiển hoạt động của enzyme và tốc độ phản ứng trong quá trình chế biến và bảo quản thực phẩm. Temperature / pH - Profile
=alpha-amylase,
=beta-glucanase)
=alpha-amylase,
=beta-glucanase Hình 8: Ảnh hưởng của nhiệt độ và pH đến tốc độ phản ứng Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 26 Ảnh hưởng của pH đến phản ứng enzyme pH môi trường thường ảnh hưởng đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và đặc biệt ảnh hưởng đến độ bền của enzyme. Chính vì thế pH có ảnh hưởng rất mạnh đến phản ứng của enzyme. Nhiều enzyme hoạt động rất mạnh ở pH trung tính. Tuy nhiên cũng có nhiều enzyme hoạt động ở pH acid yếu. Một số khác lại hoạt động mạnh ở pH kiềm và cả pH acid. pH tối ưu cũng phụ thuộc vào nhiệt độ, khi tăng nhiệt độ phản ứng thì pH tối ưu sẽ chuyển dịch về phía pH lớn hơn. Người ta thường sử dụng ảnh hưởng của pH để điều hòa phản ứng trong bảo quản, chế biến thực phẩm, tuyển chọn giống vi sinh vật. Ngoài ra, các chất hoạt hóa như NAP+, NADP+, acid ascorbic (chuyển hydro), ADP (chuyển photphat)…hay các chất kìm hàm như ion kim loại nặng Cu2+, Ag+, Hg+... cũng ảnh hưởng đến hoạt động của enzyme. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 27 CHƯƠNG III. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện nghiên cứu 3.1.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu Địa điểm: phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm - Khoa Nông Nghiệp - Trường Đại Học Cần Thơ Thời gian: từ ngày 26/2/2007 đến 18/5/2007. 3.1.2 Nguyên liệu dùng trong sản xuất sữa khoai môn tiệt trùng Sữa bò tươi: được cung cấp từ trang trại chăn nuôi bò hộ gia đình của ông Lý Thanh Tòng ở Tổ 7, Lợi Vũ A, Phường An Bình, Thành phố Cần thơ. Khoai môn: sử dụng khoai Môn loại củ vừa, được mua từ ông Lý Thanh Tòng. Đường. 3.1.3 Hoá chất Cồn 75oC, NaHCO3. Enzyme amylase. Hóa chất chuẩn đường: Fehling A, Fehling B, Na2SO4 bão hòa (30%)… Hóa chất cất đạm, đốt đạm: acid boric, H2SO4 0,1N, NaOH 30%... Ete dầu hỏa, ete thường. 3.1.4 Thiết bị, dụng cụ Hình 9: Hệ thống Soxlet Hình 10: Thiết bị sấy Hình 11: pH kế Hình 12: Thiết bị tiệt trùng Hình 13: Máy đo màu Hình 14: Thiết bị cất đạm Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 28 Hình 15: Cân điện tử Hình 16: Cân phân tích Hình 17: Thiết bị đồng hóa Ngoài ra, còn sử dụng một số thiết bị khác như: Brix kế, Water park, máy đo độ nhớt, máy xay sinh tố và các dụng cụ chứa đựng khác. 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai môn đến chất lượng sữa khoai môn tiệt trùng. a. Mục đích thí nghiệm: Tìm ra nhiệt độ và thời gian thủy phân khoai môn cho chất lượng sản phẩm tốt nhất. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 29 b. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Khoai môn làm sạch Hấp chín Sữa nguyên liệu Nước Nghiền (Khoai:nước = 1:1) Thủy phân bằng enzyme Làm sạch, lọc A1 A2 B1 B2 B3 B4 B1 B2 B3 B4 Lọc Kiểm tra Dịch trích Đánh giá chất lượng Phối trộn (dịch khoai môn:sữa = 20:80) Chuẩn hóa (pH: 6,5; oBrix: 15 ÷ 16 ) Gia nhiệt (65 ÷ 70oC) Đồng hóa Bổ sung màu (1%) Rót chai, đóng nắp Tiệt trùng (125oC, 5 phút) Kiểm tra chất lượng Bảo quản Hình 18: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 Thí nghiệm được bố trí tập trung ở khâu xử lý khoai môn, với hai nhân tố khảo sát là nhiệt độ và thời gian thủy phân tinh bột khoai môn. A: nhiệt độ thủy phân: A1: 52 ÷ 55oC A2: 62 ÷ 65oC Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 30 B: thời gian thủy phân: B1: 0 phút (không thủy phân) B2: 30 phút B3: 60 phút B4: 90 phút Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 2 lần lặp lại. c. Tiến hành thí nghiệm Khoai môn được làm sạch, gọt vỏ, nấu chín, nghiền với nước theo tỷ lệ cố định 1 nước : 1 khoai (đã qua thí nghiệm thăm dò). Dịch trích khoai môn sau khi lọc được thủy phân bằng chế phẩm enzyme amylase theo các nhiệt độ và thời gian thủy phân như phần bố trí thí nghiệm. Lá cẩm được nấu với nước theo tỷ lệ nước:lá cẩm là 1:0,3 sau đó được lọc và bổ sung vào dịch trích sau khi đồng hóa sản phẩm. Sữa tiệt trùng được xử lý với qui trình phổ biến đã biết. Dịch trích khoai môn sau khi thủy phân được cho vào sữa trước khi đồng hoá với tỷ lệ dịch khoai : sữa = 20 : 80. Điều chỉnh các thành phần theo yêu cầu của sản phẩm cuối cùng (pH 6,5; oBrix = 15 ÷ 16). Quá trình tiệt trùng sữa được thực hiện ở 125oC trong thời gian 5 phút. d. Các chỉ tiêu đánh giá Dịch sau thủy phân được phân tích các thành phần: đường khử. Sản phẩm được kiểm tra trên các chỉ tiêu vật lý như độ nhớt và các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ dịch khoai môn và sữa đến chất lượng sản phẩm. a. Mục đích thí nghiệm: Tìm ra tỷ lệ dịch khoai môn và sữa phù hợp cho sản phẩm. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 31 b. Sơ đồ bố trí thí nghiệm Khoai môn Sữa tươi … … Dịch thủy phân Đánh giá chất lượng Phối trộn C1 C2 C3 C4 … Đồng hóa Bổ sung màu [D1, D2, D3, D4] … Bảo quản Hình 19: Sơ đồ bố trí thí nghiệm thí nghiệm 2 Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên dựa trên sự thay đổi kết hợp nhân tố C là tỷ lệ phối trộn (dịch khoai môn : sữa) và D là tỷ lệ màu bổ sung với 3 lần lặp lại. C1 = 0:100 + D1 = 0 C2 = 10 : 90 + D2 = 0,8% C3 = 20 : 80 + D3 = 1% C4 = 30 : 70 + D4 = 1,2% Như vậy, thí nghiệm có 4 mẫu là C1D1, C2D2, C3D3 và C4D4 c. Tiến hành thí nghiệm: Thí nghiệm được tiến hành hoàn toàn tương tự như ở thí nghiệm 1. Dịch thủy phân được lấy từ kết quả tốt nhất ở thí nghiệm 1. d. Các chỉ tiêu đo đạc, phân tích: Đo độ nhớt, màu sắc và đánh giá các chỉ tiêu cảm quan chính của sản phẩm. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 32 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng đến chất lượng cảm quan và khả năng bảo quản sản phẩm a. Mục đích thí nghiệm: Xác định chế độ tịêt trùng phù hợp cho sản phẩm nhằm kéo dài thời gian sử dụng đồng thời giữ được giá trị cảm quan tốt cho sản phẩm. b. Sơ đồ bố trí thí nghiệm … Tiệt trùng 121oC 125oC 15 phút 20 phút 5 phút 10 phút Kiểm tra chất lượng Bảo quản Hình 20: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên tiến hành trên hai nhân tố là nhiệt độ và thời gian xử lý nhiệt, với 3 lần lặp lại. c. Tiến hành thí nghiệm: Hoàn toàn tương tự như ở thí nghiệm 1. Tỷ lệ dịch khoai môn sử dụng từ kết quả tốt nhất của thí nghiệm 2. d. Các chỉ tiêu đo đạc, phân tích, nhận xét đánh giá sản phẩm Chỉ tiêu cảm quan, độ nhớt, màu sắc. Tổng số vi sinh vật. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 33 CHƯƠNG IV. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Kết quả phân tích thành phần hóa học nguyên liệu Bảng 6: Kết quả phân tích thành phần hóa học của khoai môn và sữa nguyên liệu Thành phần,(%) Sữa nguyên liệu* Khoai môn* Ẩm Đạm Béo Đường khử 88,5 3,14 3,08 4,6 66,88 4,2 0,13 13,38 Ghi chú: *: các giá trị được tính theo căn bản ướt. Hình 21: Nguyên liệu khoai môn 4.2 Ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai môn đến chất lượng sữa khoai môn tiệt trùng Hình thái (sự phân lớp) của sản phẩm phụ thuộc vào hàm lượng tinh bột khoai môn có trong sản phẩm. Chính vì vậy, để tránh hiện tượng phân lớp sản phẩm cần giảm hàm lượng tinh bột trong khoai môn qua quá trình thủy phân bằng enzyme amylase. Hiệu quả của quá trình thủy phân được kiểm tra thông qua hàm lượng đường khử tạo thành trong dịch khoai môn thủy phân và giá trị độ nhớt của sản phẩm sau quá trình thủy phân. 4.2.1 Ảnh huởng của nhiệt độ và thời gian xử lý đến hàm lượng đường khử tạo thành trong dịch thủy phân khoai môn Thí nghiệm được tiến hành khảo sát ở hai khoảng nhiệt độ thủy phân là 52 ÷ 55oC và 62 ÷ 65oC trong thời gian 30 phút, 60 phút và 90 phút. Enzyme amylase sử dụng trong quá trình thủy phân có nguồn gốc từ nấm mốc Aspergillus, pH tối thích là 3,5 ÷ 5,5 (thí nghiệm tiến hành ở pH 4,3 ÷ 4,5) và hàm lượng enzyme sử dụng là 1,5%. Kết quả thống kê hàm lượng đường khử trong dịch thủy phân theo nhiệt độ và thời gian thủy phân được cho trong bảng 7. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 34 Hình 22: Khoai môn sau quá trình thủy phân ở các chế độ khác nhau Bảng 7: Kết quả thống kê hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình thủy phân khoai môn ở các nhiệt độ và thời gian thủy phân khác nhau. Thời gian thủy phân (phút) Nhiệt độ thủy phân (oC) 52-55 62-65 Trung bình nghiệm thức 0 13,38 13,38 13,38d 30 18,6 16,89 17,35c 60 22,71 19,24 20,97b 90 26,56 21,04 23,8a Trung bình nghiệm thức 20,31A 17,64B Các chữ cái a,b,c…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một cột A,B,C…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một hàng Kết quả bảng 7 và hình 23 cho thấy hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình thủy phân khoai môn tăng có ý nghĩa theo thời gian thủy phân. Kết quả này có thể giải thích là do ở nhiệt độ 52 ÷ 55oC enzyme xúc tác cho phản ứng thủy phân họat động tối thích nên cho hiệu quả thủy phân cao. Tuy nhiên, không thể nâng nhiệt độ thủy phân lên nữa vì khi đó có thể làm cho enzyme bị mất họat tính và làm giảm hoặc mất khả năng xúc tác. Từ kết quả này cũng có thể hiểu là hàm lượng tinh bột giảm theo nhiệt độ và thời gian thủy phân bị phân giải tạo thành đường. Với thời gian thủy phân 90 phút và nhiệt độ 52 ÷ 55oC cho hiệu quả thủy phân tốt nhất. Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 35 13.3817 + 0.000387766*X + 0.502098*Y+ 0.000203536*X*X - 0.000222917*Y*Y -0.00634 Nhiet do Thoi gian H am lu o n g du o n g 52 55 58 61 64 67 30 60 90 16 18 20 22 24 26 28 13.3817 + 0.000387766*X + 0.502098*Y+ 0.000203536*X*X - 0.000222917*Y*Y -0.00634 Nhiet do Th o i g ia n Ham luong duong 16.0 17.2 18.4 19.6 20.8 22.0 23.2 24.4 25.6 26.8 28.052 55 58 61 64 67 30 60 90 Hình 23: Đồ thị biễu diễn hàm lượng đường khử tạo thành sau quá trình thủy phân khoai môn 4.2.2 Ảnh hưởng của quá trình thủy phân khoai môn đến độ nhớt sản phẩm Dịch khoai môn sau khi thủy phân với các chế độ khác nhau được phối chế vào dịch sữa theo tỷ lệ 20:80 và điều chỉnh các thành phần chính theo yêu cầu. Các mẫu sản phẩm sau khi tiệt trùng ở nhiệt độ 125oC trong 5 phút được giữ ổn định trong 1 ngày và tiến hành đo độ nhớt. Kết quả thống kê ảnh hưởng của chế độ thủy phân khoai môn đến độ nhớt được cho trong bảng 8. R2 = 98,23% Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 36 Bảng 8: Kết quả thống kê độ nhớt của sản phẩm sau quá trình thủy phân khoai môn Thời gian thủy phân (phút) Nhiệt độ thủy phân (oC) 52-55 62-65 Trung bình nghiệm thức 0(Sữa) 1,82 1,82 1,82e 0 6,62 6,62 6,32a 30 3,2 3,59 3,39b 60 2,49 3,17 2,83c 90 2,29 2,75 2,52d Trung bình nghiệm thức 3,22B 3,53A Các chữ cái a,b,c…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một cột A,B,C…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một hàng 6.315 - 0.116758*X - 0.0384333*Y +0.00136801*X*X + 0.000145833*Y*Y +0.000108333* Nhiet do Thoi gian D o n ho t 52 55 58 61 64 67 30 60 90 2.1 2.4 2.7 3 3.3 3.6 3.9 Nhiet do Th o i g ia n Do nhot 2.1 2.28 2.46 2.64 2.82 3.0 3.18 3.36 3.54 3.72 3.952 55 58 61 64 67 30 60 90 Hình 24: Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ nhớt của sản phẩm ở các nhiệt độ và thời gian thủy phân khác nhau R2 = = 99,5003% Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 37 Độ nhớt của sản phẩm phụ thuộc vào hàm lượng tinh bột còn lại trong sản phẩm sau quá trình thủy phân. Qua kết quả thống kê bảng 8 nhận thấy độ nhớt của sản phẩm giảm dần khi tăng thời gian thủy phân khoai môn. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả ở bảng 7, bởi vì hàm lượng đường tạo thành sau quá trình thủy phân tinh bột càng nhiều thì độ nhớt của sản phẩm càng giảm. Tuy nhiên, độ nhớt của sản phẩm luôn cao hơn độ nhớt của sữa vì dịch khoai môn sau thủy phân có độ nhớt cao hơn. 4.2.3 Ảnh hưởng của quá trình thủy phân đến giá trị cảm quan sản phẩm Hình 25: Sản phẩm với khoai môn thủy phân ở các chế độ khác nhau A: khoai môn thủy phân ở 52 ÷ 55oC B: khoai môn thủy phân 62 ÷ 65oC Từ phải sang trái tương ứng với thời gian thủy phân khoai môn là: 0 phút, 30 phút, 60 phút, 90 phút Bảng 9: Kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan về hình thái (sự phân lớp) của sản phẩm theo hai nhân tố nhiệt độ và thời gian thủy phân Thời gian thủy phân (phút) Nhiệt độ thủy phân (oC) 52 ÷ 55 62 ÷ 65 Trung bình nghiệm thức 0 1 1 1d 30 3,4 3,13 3,27c 60 3,87 3,2 3,53b 90 4,87 4,2 4,53a Trung bình nghiệm thức 3,28A 2,88B Các chữ cái a,b,c…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một cột A,B,C…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một hàng A B Luận văn Tốt nghiệp khóa 28 năm 2007 Trường Đại học Cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm – Khoa nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 38 Bảng 10: Kết quả thống kê điểm đánh giá cảm quan về hình thái (sự phân lớp) của sản phẩm ở các chế độ thủy phân Chế độ thủy phân Điểm cảm quan Không thủy phân 1f 62-65/30 3,13e 62-65/60 3,2de 62-65/90 4,2b 52-55/30 3,4d 52-55/60 3,87c 52-55/90 4,87a Các chữ cái a,b,c…thể hiện sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở cùng một cột Dựa vào kết quả phân tích thống kê điểm cảm quan về hình thái sản phẩm có thể thấy rằng với nhiệt độ thủy phân 52 ÷ 55oC trong thời gian 90 phút sản phẩm có điểm cảm quan cao nhất và khác biệt ý nghĩa so với các mẫu còn lại. Kết quả này cũng có thể được lý giải từ những kết quả trước, đó là với nhiệt độ và thời gian thủy phân này hầu hết tinh bột đã bị chuyển hóa không còn tạo cho sản phẩm có những hạt lợn cợn, nên sản phẩm được đánh giá cao. Bên cạnh đó, do điểm cảm quan của mẫu ở chế độ thủy phân này là 4,87 gần bằng 5 (thang điểm tối ưu) nên có thể xem đây là mẫu đã đạt tiêu chí về trạng thái cảm quan đã đề ra nên không cần phải khảo sát kéo dài thời gian thủy phân khoai môn. Như vậy, có thể chọn chế độ thủy phân khoai môn là ở nhiệt độ 52 ÷ 55oC trong 90 phút sẽ cho dịch thủy phân có đặc tính thích hợp nhất để bổ sung vào dịch sữa. 4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn dịch khoai môn và sữa đến chất lượng sản phẩm Dịch khoai môn sau thủy phân trong thời gian 90 phút nhiệt độ 52 ÷ 55oC được phối trộn với sữa theo các tỷ lệ 0:100, 10:90, 20:80 và 30:70 kết hợp với lượng màu bổ sung tương ứng là 0%; 0,8%; 1% và 1,2%. Chất màu được bổ sung vào nhằm giúp tăng