Khảo sát ảnh hưởng của chất nhũ hóa đến chất lượng ly cà phê ăn được (edible coffee cup)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGÀNH CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT NHŨ HÓA ĐẾN
CHẤT LƯỢNG LY CÀ PHÊ ĂN ĐƯỢC
(EDIBLE COFFEE CUP)

GVHD: TS. VŨ TRẦN KHÁNH LINH
SVTH: LÊ LAN ANH
TRƯƠNG THỊ NGỌC BÍCH

SKL008456

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2021


TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
MÃ SỐ: 2021-17116149

KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT NHŨ HÓA
ĐẾN CHẤT LƯỢNG LY CÀ PHÊ ĂN ĐƯỢC
(EDIBLE COFFEE CUP)
GVHD: TS. VŨ TRẦN KHÁNH LINH

SVTH:
LÊ LAN ANH

17116149

TRƯƠNG THỊ NGỌC BÍCH

17116155

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 12/2021

ii


iii


LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên nhóm chúng tơi gồm hai thành viên xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất
đến sự hướng dẫn tận tình của TS. Vũ Trần Khánh Linh, giảng viên Khoa Cơng nghệ Hóa học
và Thực phẩm, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM. Trong suốt thời gian thực hiện
khóa luận, cơ đã dành rất nhiều tâm huyết trong việc hướng dẫn và việc tổng hợp lý thuyết,
thực hành thí nghiệm. Nhóm vơ cùng biết ơn vì sự chỉ dạy tận tâm của cơ đã giúp nhóm có
nhiều trải nghiệm và học hỏi được nhiều kỹ năng cũng như rút ra được những kinh nghiệm quý
báu trong quá trình nghiên cứu của mình.
Tiếp theo, xin chân thành gửi lời cảm ơn đến các thầy cô Khoa Cơng nghệ Hóa học và
Thực phẩm và các thầy cô ở Thư viện trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã nhiệt
tình giúp đỡ, tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho việc tìm kiếm tài liệu và thực hành thí nghiệm
cùng các trang thiết bị mới giúp nâng cao giá trị của nghiên cứu.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình ba mẹ, anh chị và bạn bè, những người

luôn động viên và giúp nhóm vượt qua những khó khăn trong q trình thực hiện khóa luận.

iv


LỜI CAM ĐOAN
Chúng tơi xin cam đoan tồn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là do
chính chúng tơi thực hiện. Các tài liệu tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn
chính xác và đầy đủ theo quy định.

Ngày 17 tháng 12 năm 2021
Ký tên

v


vi


vii


viii


ix


x

xi


xii


xiii


xiv


xv


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................. iv
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. v
MỤC LỤC...................................................................................................................... xvi
DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... xix
DANH MỤC BẢNG, BIỂU .......................................................................................... xxi
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.....................................................................................xxii
TÓM TẮT KHÓA LUẬN ...........................................................................................xxiii
CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU ................................................................................................. 1
1.1. Đặt vấn đề.............................................................................................................. 1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu .............................................................................................. 2
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ......................................................................... 3
1.4. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 3
1.5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ............................................................................... 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN .......................................................................................... 4
2.1. Tổng quan về Edible coffee cup ............................................................................ 4
2.1.1. Giới thiệu về Edible coffee cup ...................................................................... 4
2.1.2. Lợi ích của Edible coffee cup ......................................................................... 6
2.2. Nguyên liệu sản xuất ECC ..................................................................................... 7
2.2.1. Bột mì ............................................................................................................. 7
2.2.2. Tinh bột bắp.................................................................................................... 7
2.2.3. Bơ ................................................................................................................... 8
2.2.4. Đường ............................................................................................................. 8
2.2.5. Các thành phần khác....................................................................................... 9
2.3. Phụ gia cải thiện cấu trúc trong các sản phẩm bánh .............................................. 9
2.3.1. Lecithin (E322)............................................................................................. 12
xvi


2.3.2. Mono-diglyceride của axit béo (E471) ......................................................... 15
CHƯƠNG 3: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 19
3.1. Nguyên liệu và hóa chất ...................................................................................... 19
3.1.1. Nguyên liệu sản xuất Edible coffee cup ....................................................... 19
3.1.2. Hóa chất phân tích ........................................................................................ 21
3.2. Quy trình cơng nghệ sản xuất ECC sử dụng trong nghiên cứu ........................... 22
3.2.1. Sơ đồ quy trình cơng nghệ............................................................................ 22
3.3.2. Giải thích quy trình....................................................................................... 23
3.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................ 26
3.3.1. Thí nghiệm 1: Lựa chọn cơng thức sản xuất Edible coffee cup chuẩn ........ 27
3.3.2. Thí nghiệm 2: Phân tích ảnh hưởng của lecithin và mono-diglyceride đến tính
chất bột nhào ............................................................................................................ 27
3.3.3. Thí nghiệm 3: Phân tích ảnh hưởng của lecithin và mono-diglyceride đến chất
lượng của ECC ......................................................................................................... 28
3.4. Phương pháp phân tích ........................................................................................ 29

3.4.1. Đánh giá cảm quan mô tả chất lượng sản phẩm ........................................... 29
3.4.2. Phương pháp đánh giá chất lượng bột nhào ................................................. 33
3.4.3. Phương pháp đánh giá chất lượng Edible coffee cup ................................... 36
3.4.4. Phương pháp phân tích thành phần dinh dưỡng của Edible coffee cup ....... 41
3.4.5. Phương pháp xử lý số liệu thống kê ............................................................. 46
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN..................................................................... 47
4.1. Lựa chọn công thức sản xuất ECC ...................................................................... 47
4.2. Ảnh hưởng của lecithin và mono-diglyceride đến tính chất bột nhào ................. 51
4.2.1. Độ ẩm bột nhào ............................................................................................ 52
4.2.2. Kết cấu của bột nhào .................................................................................... 52
4.3. Ảnh hưởng của lecithin và mono-diglyceride đến chất lượng ECC .................... 54
4.3.1. Các thông số vật lý của ECC ........................................................................ 54
xvii


4.3.2. Độ cứng của ECC ......................................................................................... 57
4.3.3. Độ thấm nước của ECC ................................................................................ 58
4.3.3. Hàm lượng chất khơ hịa tan......................................................................... 60
4.3.4. Độ cứng của ECC sau khi chứa nước ........................................................... 61
4.4. Thành phần dinh dưỡng của ECC ........................................................................ 65
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .................................................................. 67
5.1. Kết luận ................................................................................................................ 67
5.2. Kiến nghị ............................................................................................................. 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................... 69
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 2

xviii


DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1. Các loại Edible coffee cup trên thị trường ........................................................ 5
Hình 2.2. Cấu trúc phân tử lecithin (List, 2015) ............................................................. 13
Hình 2.3. Ảnh hưởng của chất nhũ hóa đến lớp phủ gluten trong chất béo (Hasenhuettl &
Hartel, 2008) ................................................................................................................... 14
Hình 2.4. Cơ chế tương tác giữa tinh bột với lecithin (Norn, 2014) ............................... 15
Hình 2.5. Cấu trúc phân tử Mono-diglyceride (Vyakhaya & Parvez, 2020) .................. 16
Hình 3.1. Bột mì số 11 .................................................................................................... 19
Hình 3.2. Tinh bột bắp .................................................................................................... 19
Hình 3.3. Đường xay ....................................................................................................... 20
Hình 3.4. Bơ lạt TH......................................................................................................... 20
Hình 3.5. Lecithin và mono-diglyceride ......................................................................... 20
Hình 3.6. Quy trình cơng nghệ sản xuất ECC ................................................................. 22
Hình 3.7. Sơ đồ nội dung nghiên cứu ............................................................................. 26
Hình 3.8. Quy trình tiến hành thí nghiệm ....................................................................... 30
Hình 3.9. Đường cong mơ tả kết quả đo TPA (Arana, 2019) ........................................ 34
Hình 3.10. Bố trí đo tính chất bột nhào ........................................................................... 35
Hình 3.11. Bố trí thí nghiệm xác định độ thấm nước...................................................... 38
Hình 3.12. Xác định độ cứng bằng phương pháp đâm xuyên ......................................... 40
Hình 3.13. Hệ thống trích ly béo Behr E6 ...................................................................... 43
Hình 4.1. Các mẫu ECC ở thí nghiệm 1.......................................................................... 48
Hình 4.2. Chất lượng các thuộc tính của hai mẫu ECC .................................................. 48
Hình 4.3. Các mẫu ECC ở thí nghiệm 1 sau 120 phút chứa nước .................................. 51
Hình 4.4. Các mẫu ECC ở thí nghiệm 3.......................................................................... 54
Hình 4.5. Độ thấm nước của các mẫu ECC sau những khoảng thời gian chứa nước khác
nhau ................................................................................................................................. 59
xix


Hình 4.6. Hàm lượng chất khơ hịa tan của các mẫu ECC sau những khoảng thời gian
chứa nước khác nhau ....................................................................................................... 60

Hình 4.7. Độ cứng của các mẫu ECC sau những khoảng thời gian khác nhau khi chứa
nước nóng 65 - 70℃ ....................................................................................................... 62
Hình 4.8. Độ cứng của các mẫu ECC sau những khoảng thời gian khác nhau khi chứa
nước 25 - 30℃ ............................................................................................................... 62
Hình 4.9. Các mẫu ECC ở thí nghiệm 3 sau 120 phút chứa nước .................................. 63
Hình 4.10. Mẫu MK2 sau 120 phút chứa nước ............................................................... 64

xx


DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Bảng 3.1. Các nguyên liệu và xuất xứ nguồn gốc của nguyên liệu ................................ 21
Bảng 3.2. Hóa chất sử dụng trong phân tích ................................................................... 21
Bảng 3.3. Thành phần nguyên liệu sản xuất ECC trong thí nghiệm 1 ............................ 23
Bảng 3.4. Thành phần nguyên liệu sản xuất ECC trong thí nghiệm 2 ............................ 28
Bảng 3.5. Hệ số trọng lượng của sản phẩm bánh trong TCVN 3215-79 ........................ 30
Bảng 3.6. Quy trình tuyển chọn hội đồng cảm quan ....................................................... 31
Bảng 4.1. Độ ẩm bột nhào............................................................................................... 52
Bảng 4.2. Các tính chất lưu biến của bột nhào................................................................ 53
Bảng 4.3. Thông số vật lý của các mẫu ECC .................................................................. 55
Bảng 4.4. Kết quả đo màu của các mẫu ECC ................................................................. 56
Bảng 4.5. Độ cứng của các mẫu ECC ............................................................................. 57
Bảng 4.6. Thành phần dinh dưỡng của ECC.................................................................. 65

xxi


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Từ viết tắt

ECC

Edible coffee cup_Cốc ăn được

MC1

Mẫu chuẩn 1

MC2

Mẫu chuẩn 2

MG

Monoglyceride

DG

Diglyceride

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

ML2

Mẫu bổ sung 1% lecithin trong thí nghiệm 2

MK2

Mẫu bổ sung 1% mono-diglyceride trong thí nghiệm 2

TCVL

Tính chất vật lí

TPA

Textture profile analysis_ Phân tích cấu trúc

D1

Đường kính đáy cốc

D2

Đường kính miệng cốc

H

Chiều cao cốc

W

Khối lượng cốc

aw

Hoạt độ nước

xxii


TÓM TẮT KHÓA LUẬN
Trong nghiên cứu này, ly cà phê ăn được làm từ bột nhào xốp với các thành phần nguyên
liệu như: bột mì, trứng, đường, bơ, sữa, muối, vani, và thành phần phụ gia nhũ hóa. Hai chất
nhũ hóa lecithin (E322) và mono-diglyceride (E471) được bổ sung vào cơng thức bột nhào với
mục đích giảm độ cứng mà vẫn duy trì cấu trúc và độ bền trong quá trình sử dụng ly cà phê ăn
được (Edible coffee cup). Tiến hành bổ sung lecithin (E322) hoặc mono-diglyceride (E471) với
cùng một tỉ lệ 1% so với khối lượng nguyên liệu bột. Kết quả cho thấy với cùng một tỉ lệ bổ
sung thì cả hai mẫu ECC bổ sung chất nhũ hóa đều cải thiện được các tính bột nhào như giảm
độ cứng, độ dính và độ cố kết giúp hỗ trợ quá trình phối trộn cũng như tạo hình sản phẩm. Kết
quả cũng chỉ ra rằng chất nhũ hóa bổ sung vào cơng thức có khả năng làm giảm độ cứng mà
vẫn duy trì kết cấu và độ bền của sản phẩm trong q trình sử dụng. Mẫu có bổ sung chất nhũ
hóa cũng hạn chế phần nào khả năng thấm nước và hịa tan các thành phần có trong ECC vào
nước giúp giữ được hương vị ban đầu của cà phê. Theo kết quả khảo sát thì chất nhũ hóa khác
nhau đã có ảnh hưởng với mức độ khác nhau lên chất lượng bột nhào cũng như chất lượng của
ly cà phê ăn được, trong đó chất hoạt động bề mặt lưỡng tính (lecithin) cho kết quả cải thiện
đáng kể hơn so với chất hoạt động bề mặt không ion (mono-diglyceride).

xxiii


CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cà phê từ lâu nay đã được xem như một trong những loại thức uống phổ biến nhất trên
thế giới. Thị trường tiêu thụ của cà phê là vô cùng lớn và ngày một tăng lên, điều này thể
hiện rõ thông qua việc các thương hiệu cà phê nổi tiếng ngày càng được mở rộng và phát

triển trên thế giới. Nhu cầu sử dụng cà phê tăng kéo theo rác thải từ cốc cà phê ngày càng
nhiều đã gây áp lực rất lớn cho việc xử lý rác thải nhựa trên toàn cầu. Theo một thống kê
gần đây, riêng ở Anh, mỗi năm ước tính có khoảng 2.5 tỷ cốc cà phê dùng một lần bị vứt bỏ
và chỉ 0.25% trong số đó được tái chế, điều đó có nghĩa là 99.75% cốc cà phê tương đương
với 2.44 tỷ cốc đã không được tái chế mỗi năm (Committee, 2017). Theo một cuộc khảo sát
khác, mỗi năm có khoảng 16 tỷ cốc cà phê được thải ra ngồi. Vì hầu hết các cốc cà phê đều
có một lớp nhựa bên trong nên chúng khơng có khả năng phân hủy sinh học và phần lớn
trong số 16 tỷ cốc này cuối cùng sẽ nằm trong các bãi rác trên khắp thế giới (Mathews,
2021). Như vậy có thể thấy lượng rác thải nhựa từ cốc cà phê là rất lớn và khả năng tái chế
để sử dụng lại của cốc cà phê là rất nhỏ, phần lớn cốc cà phê vẫn được thải ra ngồi mơi
trường. Hiện nay đa phần rác thải nhựa được xử lý bằng cách chôn lấp để cốc phân hủy theo
thời gian hoặc sử dụng phương pháp đốt, các phương pháp xử lý này đều gây ra những ảnh
hưởng tiêu cực đến môi trường và sức khỏe con người như: các mảnh vỡ nhỏ khi chôn lấp
sẽ xen lẫn vào trong đất ảnh hưởng đến nguồn nước ngầm; khí dioxin, furan,… phát sinh từ
việc đốt rác thải nhựa sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tuyến nội tiết, giảm khả năng miễn dịch,
thậm chí gây ung thư (Borrelle và cộng sự, 2020). Tác hại của rác thải nhựa đối với cuộc
sống con người là hiện hữu, vì vậy đã có nhiều biện pháp giúp giảm thiểu tối đa lượng rác
thải nhựa ra ngồi mơi trường. Riêng đối với ngành hàng cà phê đã có nhiều ý tưởng ra đời
nhằm giảm lượng rác thải từ cốc cà phê, có thể kể đến như: sử dụng cốc cá nhân mỗi lần
mua cà phê, cốc có thể tự phân hủy… Trong số đó, ý tưởng chuyển đổi từ cốc không thể tái
chế sang “Edible coffee cup” - một loại cốc được làm và có thể ăn như bánh sau khi sử dụng
hết cà phê - được coi là một giải pháp tối ưu và bền vững giúp giải quyết vấn đề môi trường
mà các doanh nghiệp kinh doanh đang gặp phải (Mathews, 2021).
ECC không phải là một ý tưởng hoàn toàn mới. Bắt đầu từ năm 2015, với nỗ lực trong
việc hạn chế lượng rác thải nhựa, KFC đã lần đầu tiên thử nghiệm ECC với hình dạng chiếc

1


cốc được tạo thành từ bột nhào xốp, giúp người dùng có thể ăn kèm chúng với cà phê. Ý

tưởng này đã mở ra hy vọng cho việc giải quyết rác thải từ cốc cà phê. Tuy nhiên, phản hồi
của khách hàng là khơng thực sự tích cực, họ phàn nàn về lớp phủ chocolate bên trong cốc,
một số khác thì khơng đánh giá cao độ bền của cốc khi chứa cà phê nóng trong thời gian dài
(Strom, 2015). Đến năm 2018, “Cupffee” là loại cốc làm từ bánh quy có thể ăn cùng với cà
phê, đã được một nhóm bạn ở Bulgaria lên ý tưởng cho việc khởi nghiệp. “Cupffee” có cơng
thức giống như bánh quế khơng chứa chất bảo quản và chất tạo màu; có thể giữ cà phê trong
40 phút mà không bị biến dạng và không làm thay đổi đáng kể hương vị của cà phê. Năm
2019, ECC của hãng Twiice đã được sử dụng trên các chuyến bay của hãng hàng không New
Zealand và đã nhận được những phản hồi tích cực từ khách hàng (Marcus, 2019). Chính điều
này đã giúp tăng độ tin cậy về chất lượng của cốc cà phê ăn được, góp phần đưa ECC dần
phổ biến hơn với người tiêu dùng.
Từ những hạn chế còn tồn tại của các sản phẩm ECC của hãng KFC và Twiice đã được
nhắc tới như: độ bền nhiệt thấp, thời gian sử dụng là không dài, bề mặt cốc rỗ, các vụn của
thành cốc có thể hòa tan vào cà phê làm mất đi hương vị nguyên bản của cà phê, ly quá cứng
không phù hợp thị hiếu người tiêu dùng. Các nghiên cứu trước cho thấy việc bổ sung chất
nhũ hóa có thể giúp khối bột nhào mịn hơn, đồng nhất và ít lỗ khí hơn, nhờ đó chất lượng
bánh cũng được cải thiện. Cụ thể theo nghiên cứu của Norn (2014), việc bổ sung monodiglyceride trong bột nhào có hiệu quả trong việc giảm độ cứng và hạn chế sự hình thành
các lỗ khí giúp cải thiện hơn bề mặt của bánh. Nghiên cứu của List (2015) cũng kết luận
rằng trong sản xuất cookies thì lecithin có chức năng cải thiện khả năng nhào trộn, tiết kiệm
chất béo, đồng thời giúp việc tách cookies ra khỏi khuôn dễ dàng hơn. Kế thừa những kết
quả của những nghiên cứu đi trước, đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của các chất nhũ hóa đến
chất lượng của Edible coffee cup” đã được đề xuất tiến hành, bằng cách bổ sung hai chất
nhũ hóa khác nhau (lecithin và mono diglyceride) vào bột nhào để cải thiện chất lượng ECC.
Việc bổ sung hai loại chất nhũ hóa vào bột nhào với hy vọng có thể khắc phục những hạn
chế cịn tồn tại nêu trên, từ đó có thể ứng dụng sản phẩm cốc cà phê ăn được một cách phổ
biến và hiệu quả hơn.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của các chất nhũ hóa đến chất lượng của Edible coffee
cup” tập trung khảo sát sự ảnh hưởng của phụ gia cải thiện cấu trúc (chất nhũ hóa) đến tính

2