Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thủy phân từ bột trái bí đỏ

..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN KỸ THUẬT - KINH TẾ BIỂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG
THỦY PHÂN TỪ BỘT TRÁI BÍ ĐỎ

SVTH

: Tống Thị Hương

MSSV

: 13030483

GVHD

: ThS. Chu Thị Hà

Lớp

: DH13TP

Khóa học

: 2013 - 2017

Vũng Tàu, tháng 7
năm 2017

i


TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Tống Thị Hương

MSSV: 13030483

Ngày, tháng, năm sinh: 24/02/1995

Nơi sinh: Thanh Hóa

Địa chỉ: Xã Tân Lâm, Huyện Xuyên Mộc, Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu.
E- mail:
I.

TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thủy phân từ

bột trái bí đỏ.

II.

NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 2/2017

III. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: 6/2017
IV. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Cô Chu Thị Hà

Bà Rịa – Vũng Tàu, Ngày 26 tháng 6 năm 2017
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

ThS. Chu Thị Hà

Tống Thị Hương

TRƯỞNG BỘ MÔN

TRƯỞNG KHOA

(Ký và ghi rõ họ tên)

(Ký và ghi rõ họ tên)

i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017
Giảng viên hướng dẫn
(kí và ghi rõ họ tên)

ii


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................

.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
.....................................................................................................................................
Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017
Giảng viên phản biện
(kí và ghi rõ họ tên)

iii


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô
Viện kĩ thuật – kinh tế biển đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm
quý báu trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô Chu Thị Hà cơ đã tận tình giúp đỡ,
trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án, để em có thể
hồn thành tốt bài đồ án này. Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng
tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà cịn học tập được tinh thần làm việc,
thái độ nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá

trình học tập và làm việc sau này.
Do thời gian có hạn và kiến thức cịn hạn chế nên bài đồ án cịn nhiều thiếu
sót. Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý của các thầy, cơ giáo và các bạn để
bài đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vũng Tàu, ngày 26 tháng 6 năm 2017

iv


LỜI CAM ĐOAN
Trong q trình thực hiện đồ án, tơi xin cam đoan những số liệu thu được từ
quá trình thực nghiệm là hồn tồn chính xác và khơng sao chép từ bất cứ đồ án,
cơng trình nghiên cứu nào. Các phần có trích dẫn nội dung từ những tài liệu
tham khảo đã được ghi rõ trong phần Tài liệu tham khảo cuối đồ án. Tôi xin cam
đoan những điều trên là sự thật và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan
này.

Sinh viên thực hiện

Tống Thị Hương

v


MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................. 2
1.1. Đặc điểm nguyên liệu................................................................................. 2

1.1.1. Giới thiệu về cây bí đỏ ............................................................................ 2
1.1.1.1. Hình thái ............................................................................................... 2
1.1.1.2. Bột bí đỏ ............................................................................................... 2
1.1.1.3. Phân bố sinh học và sinh thái ............................................................... 3
1.1.1.4. Thành phần hóa học ............................................................................. 3
1.1.1.5. Ý nghĩa kinh tế ..................................................................................... 4
1.2. Giới thiệu chung về tinh bột....................................................................... 5
1.3. Khái quát về quá trình thủy phân ............................................................... 7
1.3.1. Bản chất và ý nghĩa của quá trình thủy phân ......................................... 7
1.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân ................................. 8
1.3.3. Cơ chế của quá trình thủy phân ............................................................ 13
1.4. Quá trình thủy phân tinh bột .................................................................... 14
1.5. Enzyme sử dụng trong nghiên cứu Enzyme α-amylase (termamyl) ....... 20
1.6. Phụ gia và hóa chất................................................................................... 23
1.6.1.Nước sử dụng trong nghiên cứu ............................................................ 23
1.6.2.Acid citric ............................................................................................... 23
1.6.3. Bao bì đề xuất ..................................................................................... 25
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......... 26
2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 26
2.1.1. Bột bí đỏ ................................................................................................ 26
2.1.2. Các chế phẩm enzyme .......................................................................... 26
2.2.1. Phương tiện thí nghiệm ......................................................................... 29
2.2.2. Phương pháp hóa học ............................................................................ 30
2.3. Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 42
2.3.1. Quy trình dự kiến .................................................................................. 42
vi


2.3.2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ................................................................ 43
2.4. Phương pháp hoàn thiện sản phẩm .......................................................... 47

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 48
3.1. Kết quả và thảo luận ................................................................................. 48
3.1.1. Khảo sát tỉ lệ nước và bột bí đỏ phù hợp cho sản phẩm ....................... 48
3.1.2. Khảo sát nhiệt độ và thời gian thích hợp cho giai đoạn dịch hóa ......... 50
3.1.3. Khảo sát nồng độ enzyme và thời gian thích hợp cho giai đoạn đường hóa
......................................................................................................................... 51
3.1.4. Quy trình đề xuất ................................................................................... 54
3.1.4.1. Sơ đồ quy trình đề xuất ...................................................................... 54
3.1.4.2. Thuyết minh quy trình ........................................................................ 56
3.2. Sản xuất thử nghiệm sản phẩm theo quy trình đề xuất ............................ 57
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................... 59
4.1. Kết luận .................................................................................................... 59
4.2. Đề nghị ..................................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 38
PHỤ LỤC ....................................................................................................... 40

vii


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Hình dáng trái bí đỏ........................................................................... 2
Hình 1.2. Bột bí đỏ ............................................................................................ 3
Hình 1.3. Một số sản phẩm khác từ bí đỏ ......................................................... 4
Hình 1.4. Một phần cấu trúc amylose ............................................................... 5
Hình 1.5. Một phần cấu trúc amylopectin ......................................................... 6
Hình 1.6. Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất ......................... 10
Hình 1.7. Cấu trúc khơng gian của a-Amylase ............................................... 15
Hình 1.8. Cấu trúc phân tử tinh bột bị phân cắt .............................................. 17
Hình 2.1. Hình ảnh các enzyme sử dụng trong nghiên cứu ............................ 27

Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến ................................................................... 42
Hình 2.3. Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 2 .................................................... 44
Hình 2.4. Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 3 .................................................... 46
Hình 2.5. Nước uống đóng chai thủy phân ..................................................... 47
Hình 3.1. Hình ảnh chuẩn bị mẫu cảm quan ................................................... 48
Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn kết quả cảm quan sản phẩm với các tỉ lệ nước: bột bí
đỏ khác nhau.................................................................................................... 49
Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian lên giai đoạn
dịch hóa ........................................................................................................... 51
Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gỉan
đường hóa đến hiệu suất thủy phân (%) .......................................................... 53
Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian
đường hóa đến hàm lượng đường khử (%) ..................................................... 53
Hình 3.6. Sơ đồ quy trình đề xuất cho sản phẩm ............................................ 55

viii


DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột ................................................... 7
Bảng 1.2. Một số tính chất khác nhau của α-amylase từ các nguồn khác nhau 18
Bảng 1.3. Các tính chất khác nhau của β-Amylase........................................... 19
Bảng 1.4. Độ ổn định của Termamyl (thời gian (phút) cần thiết để mất 50% hoạt
tính) ................................................................................................................... 21
Bảng 1.5. Quy định về chất lượng cảm quan của acid citric trong thực phẩm . 24
Bảng 1.6. Quy định về thành phần hoá học của acid citric trong thực phẩm ... 24
Bảng 2.1. Đặc tính sản phẩm ............................................................................ 27
Bảng 2.2. Đặc điểm sản phẩm........................................................................... 28
Bảng 2.3. Bảng mô tả nội dung đánh giá cảm quan ......................................... 32

Bảng 2.4. Bảng phân cấp chất lượng ................................................................ 38
Bảng 2.5. Bảng điểm về độ trong và màu sắc của sản phẩm ............................ 39
Bảng 2.6. Bảng về vị của nước giải khát thủy phân ......................................... 40
Bảng 2.7. Bảng điểm về mùi của nước giải khát thủy phân ............................. 40
Bảng 2.8. Bảng tỉ lệ các mẫu trong thí nghiệm ................................................. 43
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước : bột bí đỏ đến giá trị cảm quan sản phẩm48
Bảng 3.2. Bảng đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm ................................... 49
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn dịch hóa ....... 50
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa ........... 52

ix


DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
‘:

phút.

ml:

mililit.

g:

gram.

mg:

miligam

STT:

số thứ tự

NXB:

nhà xuất bản

E. Termamyl

Enzyme Termamyl.

E. Fungamyl

Enzyme Fungamy

x


LỜI MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên thiên nhiên đã ban tặng
cho thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, đặc biệt là sự phong phú của
các loại rau củ. Mỗi mùa đều có những loại rau củ quả đặc trưng cho từng vùng
miền – đây là đặc điểm mà khơng phải quốc gia nào trên thế giới cũng có được.
Với những đặc điểm ấy, cộng với 70% dân số làm nghề nơng và diện tích canh
tác rau củ khoảng 1.500.000 ha, phát triển sản xuất rau củ quả là một trong
những vấn đề mang tầm chiến lược quốc gia. Hầu hết rau củ quả không những
cung cấp những chất bổ dưỡng cho cơ thể mà còn cung cấp các chất có hoạt tính
sinh học cao, giúp con người phịng và chữa bệnh. Trong đó có thể kể đến một

loại rau trái mà nhân dân ta quen dùng làm thực phẩm, đó là bí đỏ.
Hiện nay, trên thị trường sử dụng bí đỏ để làm thực phẩm vẫn cịn hạn chế.
Một trong những nguyên nhân chính là các sản phẩm chế biến từ bí đỏ hiện có
trên thị trường chưa được phong phú và đa dạng. Chính vì lẽ đó, với mong muốn
đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, một sản phẩm mới: nước
giải khát từ trái bí đỏ, cho ra thành phẩm uống liền tiện lợi, góp phần làm phong
phú thêm thị trường nước giải khát Việt Nam.
Bên cạnh đó, giúp nơng dân nâng cao hiệu quả kinh tế cây trồng (nhất là
những vùng đất bạc màu), tăng thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo.
Từ đó, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống
đóng chai từ bột trái bí đỏ”
Mục tiêu nghiên cứu
Nhằm tạo ra sản phẩm nước uống đóng chai giàu dinh dưỡng, giữ được tính
chất tự nhiên của nguyên liệu. không chứa chất bảo quản mà chất lượng vẫn ổn
định.
Để đạt được mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành khảo sát những nội dung sau:
- Tỉ lệ thích hợp của bột bí đỏ và nước
- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên hiệu suất quá trình thủy phân.
- Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa.
1


CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1. Đặc điểm nguyên liệu
1.1.1. Giới thiệu về cây bí đỏ
1.1.1.1. Hình thái
Bí ngơ hay cịn được gọi là bí đỏ là một loại cây thuộc chi Cucurbita, họ
bầu bí (Cucurbitaceae). Đây là tên thơng dụng để chỉ các loại cây thuộc các
loài: Cucurbita

pepo, Cucurbita

mixta, Cucurbita

maxima,

và Cucurbita

moschata.
Nguồn gốc của bí ngơ chưa được xác định tuy nhiên nhiều người cho rằng
bí ngơ có nguồn gốc ở Bắc Mỹ. Bằng chứng cổ nhất là các hạt bí ngơ có niên đại
từ năm 7000 đến 5500 trước Cơng ngun đã được tìm thấy ở México. Đây là
loại quả lớn nhất trên thế giới.

Hình 1.1. Hình dáng trái bí đỏ
1.1.1.2. Bột bí đỏ
Bột bí đỏ có màu vàng đặc trưng có thể lẫn vào các hạt màu nâu. Trong q
trình sản xuất, sấy bí đỏ ảnh hưởng đến màu sắc của bột bí đỏ. Màu sắc của bột
ảnh hưởng nhiều đến chất lượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm.

2


Hình 1.2. Bột bí đỏ
1.1.1.3. Phân bố sinh học và sinh thái
Ở nước ta, bí đỏ được trồng ở nhiều nơi từ đồng bằng đến vùng núi. Cây ưa
sáng biên độ sinh thái rộng, sinh trưởng tốt trên nhiều vùng đất có khí hậu khác
nhau, được gieo vào tháng 4 - 5 dương lịch. Bí đỏ có thể thu non làm rau sử
dụng ngay. Thu non, bí đỏ sẽ liên tục ra quả nhiều, dây trẻ lâu, nếu muốn bảo
quản dự trữ dùng lâu dài cần để bí già mới thu hoạch.

Có hai giống bí đỏ được ưa chuộng nhất ở nước ta:
Giống Bí Vàm Răng: Trồng phổ biến ở Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng. Trái
trịn dẹp, có khía, nặng 3 - 5 kg, trái già màu vàng, vỏ hai da, thịt dầy, déo, màu
vàng tươi.
Giống bí trái dài Buôn Ma Thuột: Trồng phổ biến ở miền Đông Nam Bộ và
cao nguyên. Trái bầu dục dài, nặng 1 – 2 kg, vỏ vàng xanh hay vàng, trơn láng
hay sần sùi, thịt móng, màu vàng tươi đến vàng cam, ít dẻo, ngon ngọt. [15]
1.1.1.4. Thành phần hóa học
Quả bí đỏ chứa 88,3-87,2% nước, 1,40-1,33 protid, 0,5-0,43% lipid, 5,6 %
tinh bột, 0,08% vitamin C, 0,004% vitamin PP, 0,001% vitamin B1, 0,8-1,01%
tro. Thịt quả tươi chứa 2,81% đường tổng số.

3


1.1.1.5. Ý nghĩa kinh tế
Bí đỏ là loại cây trồng lấy trái được chế biến như một loại rau. Bí đỏ được
dùng để chế biến thực phẩm như: bí đỏ sấy, bánh bí đỏ, bột ăn dặm cho trẻ,…

Hình 1.3. Một số sản phẩm khác từ bí đỏ
Ưu điểm của cây bí đỏ là loại cây dễ trồng, ít bị sâu bệnh, kỹ thuật trồng và
chăm sóc rất đơn giản, khơng kén đất, có thể trồng được ở nhiều loại đất khác
nhau.
Tuy nhiên khó khăn của người dân hiện nay là khâu tiêu thụ sản phẩm. Vì vậy,
để mở rộng và phát triển diện tích trồng cây bí đỏ, hệ thống khuyến nông và các
ngành chức năng cần tăng cường quảng bá, giới thiệu giúp nông dân tiêu thụ sản
phẩm trên thị trường, cần nghiên cứu sản xuất đa dạng hóa các sản phẩm ở quy
mơ cơng nghiệp.
1.1.1.6. Tác dụng của bí đỏ
Bí đỏ là nguồn thức ăn cung cấp provitamin A thiên nhiên phong phú. Ngoài tỷ

lệ chất xơ và sắt khá cao, bí đỏ cịn mang lại vitamin C, axit folic, magic, kali và
chất đạm. Trong đó, thịt bí đỏ là thành phần chứa nhiều vitamin A, đóng vai trò
quan trọng trong sự phát triển của sự tăng trưởng xương và sinh sản, vitamin A
còn tham gia vào q trình sinh tổng hợp protein, điều hồ hệ miễn dịch, bão vệ
cho da. Trong bí đỏ cịn chứa một chất cần thiết cho sự phát triển của não bộ đó
là acid glutamic, đây là chất đóng vai trị quan trọng trong bồi dưỡng thần kinh,
làm tăng cường các phản ứng chuyển hoá trong tế bào thần kinh và não. Vì vậy,

4


bí đỏ được coi là thức ăn bổ não, trị suy nhược thần kinh và là thức ăn cho trẻ
em chậm phát triển về trí óc.
1.2. Giới thiệu chung về tinh bột
Tinh bột là thành phần chính của hạt ngũ cốc và củ lương thực. Hạt tinh bột
được cấu tạo từ amylose và amylopectin, xung quanh là một lớp vỏ cấu tạo cũng
bằng amylose và amylopectin. Các hạt xếp thành từng lớp. Hạt tinh bột từ những
nguyên liệu khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau.
Tinh bột là một carbohyđrate cao phân tử bao gồm các đơn vị D-glucose
nối với nhau bởi liên kết α-glucoside. Công thức phân tử gần đúng là
(C6H10O5)n trong đó n có giá trị từ vài trăm đến khoảng mười nghìn. Tinh bột có
dạng hạt màu trắng tạo bởi hai loại polyme là amylose và amylopectin. Amylose
là polyme mạch thẳng gồm các đơn vị D- glucose liên kết với nhau bởi liên kết
α-1,4- glucoside.

Hình 1.4. Một phần cấu trúc amylose
Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngồi chuỗi glucose thơng thường cịn
có những chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α-l,6-glucoside. Các
hạt tinh bột là những tinh thể đa hình. Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do
amylose và phần phân nhánh của amylopectin tạo thành làm cho chúng không tan

trong nước lạnh và tương đối trơ với các enzyme.

5


Hình 1.5. Một phần cấu trúc amylopectin
Tính chất của tinh bột
❖ Q trình trương nở:
Khi hịa tan tinh bột vào nước, đầu tiên các phân tử nước sẽ thâm nhập vào
giữa các phân tử tinh bột có kích thước lớn và tương tác với các nhóm hoạt động
của tinh bột, tạo ra lớp vỏ nước và làm cho mắt xích nào đó của phân tử tinh bột
bị yếu đi. Kết quả, phân tử tinh bột bị xê dịch, hút nước rồi trương lên. Q trình
trương xảy ra khơng hạn chế sẽ làm bung ra các phân tử tinh bột và hệ chuyển
thành dạng dung dịch. Q trình trương ln ln đến trước q trình hịa tan và
đây là một q trình phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ bên ngồi.
❖ Tính chất hồ hóa của tinh bột:
Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrat hóa
khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Các biến đổi hóa lí khi hồ
hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử
mạch thẳng và nhỏ thì hịa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel.
Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định.
Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và pH mà
mức độ phá vỡ và trương nở của tinh bột khác nhau.

6


Bảng 1.1. Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột [7]
Ngun liệu

Nhiệt độ hồ hóa

Tinh bột sắn

58,5-73°C

Tinh bột bí đỏ

70-90°C

Tinh bột huỳnh tinh

61-81°C

Tinh bột khoai tây

56-66°C

Tinh bột bắp

62-72°C

❖ Độ nhớt của hồ tinh bột:
Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chất
lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm đó là độ nhớt. Phân tử tinh bột
có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử
tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính,
độ dẻo và độ nhớt cao hơn.
❖ Khả năng tạo gel và sự thối hóa gel:
Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử tinh bột sẽ tương tác nhau và

xắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột. Để tạo được gel thì
dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để
chuyển tinh bột thành trạng thái hịa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái
yên tĩnh. Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực
tiếp các mạch polyglucoside hoặc gián tiếp qua phân tử nước. Khi gel tinh bột
để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi là sự thối
hóa.
1.3. Khái qt về q trình thủy phân
1.3.1. Bản chất và ý nghĩa của quá trình thủy phân [8]
Khái niệm quá trình thủy phân là quá trình phân cắt một hợp chất cao phân
tử thành các phân tử đơn giản hơn dưới tác dụng của các xúc tác sinh học, hóa
7


học và có sự tham gia của nước.
Phản ứng thủy phân là phản ứng rất phổ biến trong bảo quản và sản xuất
thực phẩm. Do phản ứng thủy phân mà chất lượng các sản phẩm thực phẩm bị
giảm đi nhưng cũng nhờ phản ứng thủy phân để tăng thêm phẩm chất cho thực
phẩm. Qua phản ứng thủy phân, không những các tính chất cảm quan mà các
tính chất hóa học của sản phẩm của bị biến đổi rất nhiều.
Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho một loạt các phản ứng khác tiếp
diễn. Các phản ứng có thể xảy ra khi phản ứng thủy phân đã kết thúc .
Xét về mặt sinh học, phản ứng thủy phân thường đặc trưng cho giai đoạn
phân giải, giai đoạn cuối cùng của một q trình sinh học.
Bên cạnh đó, trong kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm, phản ứng
thủy phân có vai trị rất quan trọng. Để giảm bớt tổn thất các chất thực phẩm,
người ta phải tìm những biện pháp kỹ thuật tương ứng để ngăn ngừa và hạn chế
các sản phẩm thủy phân. Ngược lại, nếu qua phản ứng thủy phân mà chất lượng
thành phẩm tăng lên thì người ta tạo điều kiện cho phản ứng thủy phân ấy xảy ra
đến tận cùng. Chẳng hạn từ tinh bột, muốn có được dịch đường glucose người ta

phải tạo điều kiện để phản ứng thủy phân tinh bột bằng enzyme đạt đến mức tối
đa.
1.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân [6]
Vận tốc của quá trình thủy phân liên quan hoạt tính của enzyme xúc tác cho
phản ứng. Hoạt tính của enzyme xúc tác càng mạnh thì quá trình thủy phân diễn
ra càng nhanh và triệt để.
✓ Ảnh hưởng của chất xúc tác và nồng độ chất xúc tác [6]
Phản ứng tăng khi nồng độ chất xúc tác tăng, nhưng đến một giới hạn nào
đó, khi cơ chất thủy phân đã hết mà tiếp tục bổ sung chất xúc tác sẽ cho sản
phẩm thủy phân mong muốn tiếp tục phân hủy. Do đó, cần kiểm tra thực nghiệm
để xác định nồng độ chất xúc tác thích hợp cho quá trình thủy phân.
✓ Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất thủy phân [6]
Nồng độ cơ chất đưa vào thủy phân tăng thì hiệu suất của quá trình thủy
8


phân tăng. Tuy nhiên, sự tăng nồng độ cơ chất này phải phù hợp với nồng độ
chất xúc tác thì quá trình thủy phân mới diễn ra triệt để. Do đó, tùy theo yêu cầu
chất lượng của sản phẩm mà ta khống chế nồng độ cơ chất cho phù hợp.
Phương trình Michaelis-Menten biểu diễn mối quan hng

Xếp loại

1

11,04

Trung bình

2

15,52

Khá

3

13,12

Trung bình

Dựa vào kết quả điểm trung bình có trọng lượng ở bảng 3.2 theo tiêu chuẩn
TCVN 3215-79 cho thấy sản phẩm mẫu 1 và mẫu 3 chỉ xếp loại trung bình, sản

Điểm trung bình có trọng lượng

phẩm mẫu 2 xếp loại khá (15,52 điểm).
Tỉ lệ nước : bột bí đỏ

18

15.52

16

13.12

14
12

11.04

10
8
6
4
2
0
25:1

30:1

35:1

Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn kết quả cảm quan sản phẩm với các tỉ lệ nước:
bột bí đỏ khác nhau
Qua đồ thị ta thấy mẫu 2 được đánh giá cảm quan là cao nhất với tỉ lệ nước:
bột bí đỏ là 30:1 thì sẽ làm cho người uống có cảm giác dễ chịu, sản phẩm có
49


màu vàng hơi đậm, thơm mùi đặc trưng hài hòa của bí đỏ. Đối với mẫu 1 do
nhiều bột hơn cho ra mùi bí nồng hơn và màu sắc sẫm đậm khơng đẹp mắt. Đối
với mẫu 3 do ít bột hơn nên mùi vị nhạt hơn và màu cũng nhạt dần nhìn khơng
hài hịa làm giảm giá trị cảm quan. Như vậy, căn cứ vào kết quả thu thập và xử lí
được ta thấy mẫu 2 cho ra giá trị cảm quan cao (vừa làm cho người uống dễ
chịu, màu sắc vàng hơi đậm, thơm mùi đặc trưng của bí đỏ khơng q nồng), có
ý nghĩa khác biệt nhất.
Kết luận: Đối với tỉ lệ nước và bí đỏ ta chọn tỉ lệ 30:1
3.1.2. Khảo sát nhiệt độ và thời gian thích hợp cho giai đoạn dịch hóa

Ta có, chế phẩm enzyme termamyl có khoảng pH hoạt động tối ưu là 5,88,0. Khoảng nhiệt độ thích hợp là 90-105°C.
Thí nghiệm được khảo sát:
- Nhiệt độ 90°C, 95°C, 100°C, 105°C.
- Nồng độ cơ chất tinh bột 20%
- pH dịch ban đầu: 6,7
- Cố định nồng độ enzyme termamyl: 0,20%

Ghi nhận kết quả khảo sát được:
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn dịch hóa
Nhiệt độ
(◦C)
90
95
100
105

15
2,1
2,3
2,3
2,3

30
3,8
4,0
4,2
4,2

Thời gian (phút)
45

75
60
4,0
5,0
5,5
4,1
5,5
5,9
4,2
5,5
5,9
4,3
5,6
5,9

50

90
6,3
6,8
6,9
6,7

105
6,4
6,9
6,8
6,7

Hàm lượng chất khơ hịa tan (0Brix)

8
7
6
5
4
3
2
1
0
0

20

40

60

80

100

120

Thời gian (phút)
90

95

100

105

Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian lên giai
đoạn dịch hóa
Nhận xét: ta thấy nồng độ chất khô tăng dần theo thời gian. Tuy nhiên ở
nhiệt độ 95°C, 100°C, 105°C thì nồng chất khơ tăng chậm. Nên chúng tơi
chọn nhiệt độ dịch hóa là 95°C trong 90 phút là thích hợp.
Trong q trình dịch hóa độ nhớt của dung dịch lúc đầu giảm nhanh sau một
thời gian thì độ nhớt giảm chậm lại.
Kết luận: Từ kết quả nghiên cứu ta chọn được điều kiện thích hợp cho enzyme
dịch hóa:
Thời gian dịch hóa: 90 phút
Nhiệt độ dịch hóa: 95℃
3.1.3. Khảo sát nồng độ enzyme và thời gian thích hợp cho giai đoạn đường
hóa
Dung dịch sau khi dịch hóa ở điều kiện khảo sát thích hợp, sẽ được làm
nguội xuống 55°C và điều chỉnh pH từ vùng trung tính về pH 5,5 nhằm tạo điều
kiện thích cho enzyme hoạt động ở giai đoạn đường hóa. Sau đó bổ sung
enzyme fungamyl.
Khảo sát nồng độ enzyme fungamyl ở bốn nồng độ: 0,10%; 0,15%; 0,20%;
0,25%. Ở mỗi nồng độ nghiên cứu các yếu tố khảo sát ở các khoảng thời gian: 1
giờ, 2 giờ, 3 giờ, 4 giờ, 5 giờ, 6 giờ.
51


Hàm lượng bột bí đỏ 20% so với nước.
Kiểm tra và so sánh độ đường, hàm lượng đường khử, ở các nồng độ
enzyme. Từ đó chọn ra nồng độ enzyme thích hợp nhất.

Ghi nhận kết quả khảo sát được.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa
Nồng độ

Thời gian

enzyme (%)

đường hóa

Hàm lượng

(giờ)

đường khử

Yếu tố khảo sát
DE (%)

Hiệu suất
(%)

(%)

0,10

0,15

0,20

0,25

1,0

4,24

4,46

80,12

2,0

6,67

7,02

81,45

3,0

7,92

8,34

83,78

4,0

8,63

9,08

85,90

5,0

8,65

9,11

85,93

6,0

8,68

9,14

86,45

1,0

4,38

4,61

80,67

2,0

6,75

7,11

81,74

3,0

7,98

8,4

84,56

4,0

8,73

9,19

85,90

5,0

8,85

9,32

86,53

6,0

8,88

9,35

86,95

1,0

4,64

4,88

80,75

2,0

6,87

7,23

82,94

3,0

7,97

8,39

85,13

4,0

9,74

10,25

87,30

5,0

9,75

10,26

87,32

6,0

9,77

10,28

87,45

1,0

4,65

4,89

80,95

52


2,0

6,91

7,27

83,94

3,0

7,97

8,39

85,53

4,0

9,76

10,27

87,39

5,0

9,77

10,28

87,42

6,0

9,77

10,28

87,45

Biểu diễn các số liệu khảo sát trong thí nghiệm lên đồ thị và nhận xét:

Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gỉan
đường hóa đến hiệu suất thủy phân (%)

Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian
đường hóa đến hàm lượng đường khử (%)
Nhận xét: Dựa vào đồ thị ta nhận thấy rằng, khi nồng độ enzyme fungamyl
càng cao và thời gian đường hóa càng dài thì hàm lượng đường khử sản phẩm
53


và hiệu suất thủy phân càng cao.

Tuy nhiên, ở nồng độ enzyme 0,20% và 0,25% thì hàm lượng đường khử
của sản phẩm và hiệu suất thủy phân gần như bằng nhau. Tương tự ở giai
đoạn đầu của quá trình thủy phân thì hàm lượng đường khử và hiệu suất thủy
phân tăng nhanh chóng nhưng thời gian thủy phân càng dài thì tốc độ tăng
chậm lại và kể từ sau 4 giờ hầu như không tăng nữa.
Kết luận: theo kết quả nghiên cứu chúng tơi quyết định chọn nồng độ fungamyl
thích hợp cho q trình dịch hóa là 0,20% và thời gian dịch hóa là 4 giờ.
3.1.4. Quy trình đề xuất
3.1.4.1. Sơ đồ quy trình đề xuất

54