Nghiên cứu ứng dụng siêu âm trong sản xuất gelatin từ da cá tra

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Vệ sinh an toàn thực phẩm đang là vấn đề nóng bỏng, thời sự và là mối quan tâm chung của người tiêu dùng và của toàn xã hội. An toàn vệ sinh thực phẩm không chỉ làm giảm bệnh tật, tăng cường sức lao động mà còn nâng cao sự phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội và thể hiện nếp sống văn minh của một đất nước. Đúng vậy, thực phẩm là yếu tố song hành với sự tồn tại của con người. Theo quá trình tiến hóa và phát triển của loài người, cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ, công nghệ chế biến thực phẩm cũng phát triển theo. Sự bùng nổ dân số, cùng với sự đô thị hóa nhanh, sự ô nhiễm môi trường, sự phát triển của khoa học công nghệ đã tạo nên những thách thức về tình hình vệ sinh an toàn thực phẩm hiện nay. Nguy cơ tác hại đến sức khỏe con người của thực phẩm từ thức ăn thô là nguy cơ tự nhiên đến từ chính thành phần chứa trong thực phẩm hoặc tạp nhiễm môi trường.

Trong lãnh thổ nước ta thì lượng bánh dầu đậu phộng, là một loại phụ phẩm của ngành sản xuất dầu ăn và phân bố rộng khắp, nhưng không mang lại hiệu quả kinh tế cho người nông dân. Lâu nay, bánh dầu đậu phộng chỉ được sử dụng như một loại phân bón hữu cơ, phục vụ cho ngành nông nghiệp. Cây đu đủ cũng vậy, rất dễ trồng và cho sản lượng quả rất lớn nhưng giá trị kinh tế rất thấp. Cho nên, việc sử dụng mủ đu đủ để thủy phân bánh dầu đậu phộng trong việc sản xuất nước tương là việc làm mang lại lợi ích kinh tế lớn cho ngành nông nghiệp và là một bước đi đột phá trong ngành công nghiệp thực phẩm. Vì với phương pháp này vừa tận dụng nguyên liệu rẻ tiền, tại chỗ, vừa không sinh độc tố 3-MCPD và cũng không gây ô nhiễm môi trường. Chính vì những lý do đó mà tôi quyết tâm chọn đề tài này.

2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xác định điều kiện sơ chế nhựa tươi.

Xác định hoạt độ của các enzyme có trong mủ cây đu đủ.

Tối ưu hóa các điều kiện thuỷ phân bánh dầu đậu phộng bằng mủ đu đủ.

Xây dựng quy trình sản xuất xì dầu bằng phương pháp thủy phân bánh dầu đậu phộng từ mủ đu đủ để tạo ra sản phẩm xì dầu chất lượng, hiệu quả và an toàn thực phẩm cho người tiêu dùng.

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Bánh dầu đậu phộng được mua tại cơ sở ép dầu đậu phộng Hoa Nhàn, địa chỉ 588 Nguyễn Lương Bằng, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng.

Mủ đu đủ được khai thác từ quả đu đủ trồng tại vườn của nông dân ở Điện Hồng, Điện Bàn, Quảng Nam.

Sản xuất nước tương tại cơ sở sản xuất xì dầu Kim Trang, địa chỉ tổ 05, An Nhơn 7, phường An Hải Bắc, quận Sơn Trà, thành phố Đà Nẵng.

Phòng thí nghiệm Khoa hóa, Trường đại học Bách khoa Đà Nẵng.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

– Phương pháp xác định hoạt độ của Papain trong mủ đu đủ

– Phương pháp xác định hoạt tính của Lipase trong mủ đu đủ

– Phương pháp xác định đạm tổng số theo phương pháp Kjeldahl

– Phương pháp xác định đạm formol (phương pháp Sorensen)

– Phương pháp xác định đạm amoniac

– Phương pháp xác định lipit toàn phần trong dịch thủy phân

– Phương pháp cảm quan để xác định chế độ thanh trùng

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

a. Ý nghĩa khoa học

– Đóng góp vào kho tài liệu thông tin khoa học về quy trình sản xuất nước tương và ứng dụng của enzyme papain trong công nghệ chế biến thực phẩm.

– Đóng góp các thông số kỹ thuật trong công nghệ lên men bánh dầu đậu phộng bằng enzyme papain của quả đu đủ tạo ra sản phẩm nước tương an toàn thực phẩm và giảm thiểu ô nhiễm môi trường.

b. Ý nghĩa thực tiễn

– Tạo ra sản phẩm nước tương mới vừa có giá trị kinh tế cao, vừa an toàn với sức khỏe của con người.

– Tận dụng phế phẩm của đậu phộng và mủ đu đủ để tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế từ đó tăng thu nhập cho người nông dân.

6. CẤU TRÚC LUẬN VĂN

Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, trong luận văn bao gồm các chương sau:

+ Chương 1: Tổng quan

+ Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

+ Chương 3: Kết quả và thảo luận

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. TỔNG QUAN VỀ NƯỚC TƯƠNG

1.1.1. Giới thiệu về nước tương

Nước tương có nguồn gốc từ Trung Quốc cổ đại và bắt đầu từ thời kỳ đó, nó đã xâm nhập vào ẩm thực truyền thống nhiều nền văn hóa Á Đông.

Là đất nước Á Đông, người Việt cũng đã quen với việc sử dụng các loại nước tương trong bữa ăn hằng ngày. Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ về khoa học công nghệ, các quy trình sản xuất nước tương ngày càng được nâng cao cả về chất lượng lẫn hiệu quả. Tuy nhiên, thời gian qua người tiêu dùng đã khá hoang mang về vụ nước chấm có chứa độc tố 3-MCPD vượt quá mức cho phép. Điều này đã ảnh hưởng ít nhiều đến thói quen, văn hóa của người Việt cũng như giá trị kinh tế mà nó mang lại. Vì vậy, việc tìm ra giải pháp trong công nghệ sản xuất nước tương, nhằm cho ra đời một loại nước tương hợp đạt yêu cầu về an toàn thực phẩm đã và đang là mối quan tâm lớn và là tiêu chí chung của các nhà sản xuất.

1.1.2. Tổng quan về sản xuất nước tương

a. Phương pháp hóa giải

b.Phương pháp lên men bằng vi sinh vật

c. Phương pháp lên men kết hợp phương pháp hóa giải

1.1.3. Chỉ tiêu chất lượng của xì nước tương theo pháp luật Việt Nam hiện nay

a. Các chỉ tiêu cảm quan

b. Các chỉ tiêu chất lượng lý hóa

TT	Tên chỉ tiêu	Đơn vị tính	Mức quy định
1	Hàm lượng Nitơ toàn phần	g/l	*
2	Hàm lượng Nitơ amin	% so với nitơ toàn phần	*
3	Hàm lượng Nitơ ammoniac	% so với nitơ toàn phần	*
4	Hàm lượng 3-MCPD	mg/l	≤ 1,0^**

(*): Theo công bố của nhà sản xuất, nhà nước không quy định.

(**): Theo Quyết định số 11/2005/QĐ-BYT ngày 25 tháng 03 năm 2005 của Bộ Y tế.

c. Các chỉ tiêu vi sinh vật

TT	Tên chỉ tiêu	Đơn vị tính	Mức quy định
1	Tổng số vi khuẩn hiếu khí	CFU/g	≤ 10⁴
2	Coliforms	CFU/g	≤ 10²
3	E.Coli	CFU/g	≤ 0
4	Staphylococus Aureus	CFU/g	≤ 3
5	Clostridium Perfringens	CFU/g	≤ 10
6	Salmonella	CFU/g	≤ 0
7	Tổng số bào tử nấm men-mốc	CFU/g	≤ 10

d. Hàm lượng kim loại nặng

TT	Tên chỉ tiêu	Đơn vị tính	Mức qui định
1	Hàm lượng Chì (Pb)	mg/kg	≤ 2,0
2	Hàm lượng Cadimi (Cd)	mg/kg	≤ 1.0
3	Hàm lượng Arsen (As)	mg/kg	≤ 1,0
4	Hàm lượng Thủy ngân (Hg)	mg/kg	≤ 0,05

e. Chất phụ gia thực phẩm

Các chất phụ gia thực phẩm sử dụng trong quá trình chế biến tuân theo văn bản hợp nhất số 02/VBHN-BYT ngày 15 tháng 06 năm 2015 về hướng dẫn việc quản lý phụ gia thực phẩm.

– Chất điều vị: Mononatri glutamat (thường gọi là mỳ chính)

– Chất điều chỉnh độ axit: Natri carbonat

1.2. TỔNG QUAN VỀ BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG

Bánh đậu phộng đã tách dầu có thành phần theo bảng 1.6:

Bảng 1.6. Thành phần hóa học của bã đậu phộng đã loại béo

Thành phần	Hàm lượng (%)
Protein	48
Axit amin	12,7
Hydrat carbon	26,5
Lipit	8,0
Tro	4,8

1.3. TỔNG QUAN VỀ CÂY ĐU ĐỦ VÀ MỦ ĐU ĐỦ

1.3.1. Cây đu đủ

1.3.2. Mủ đu đủ

Trong mủ đu đủ có ba enzyme chính bao gồm: papain, chymopapain và eptidase. Papain là một enzyme được lấy ra từ mủ của các quả đu đủ xanh. Ngoài ra, papain còn là một loại men phân giải protein tồn tại trong đu đủ. Ngoài ra, còn có phần không tan trong nước chứa enzyme lipase[4].

Bảng 1.7. Thành phần hóa học của mủ đu đủ

Stt	Thành phần	Hàm lượng (%)
1	Hàm lượng ẩm	78,27
2	Tro toàn phần	2,17
3	Protein	6,23
4	Chất béo	1,86

Độ ẩm trong mủ đu đủ tương đối cao. Do đó, mủ đu đủ sau khi thu nhận từ vườn phải đưa đi bảo quản lạnh ngay để tránh bị hư hỏng, làm giảm hoạt tính của enzyme. Hàm lượng protein trong mủ đu đủ khá cao, trong khi đó hàm lượng tro và chất béo thấp.

1.3.3 Papain

a. Papain (EC 3.4.22.3) là cysteine protease được biết đến nhiều nhất và được phân lập lần đầu tiên vào năm 1879 từ nhựa trái đu đủ^[1] (Carica papaya). Đây cũng là enzyme đầu tiên được xác định cấu trúc tinh thể (Drenth et al., 1968; Kamphuis et al., 1894). Trong nhựa đu đủ ngoài enzyme papain còn có các loại protease khác như chymopapain, caricain, glycyl endopeptidase và một số enzyme khác.

b. Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính xúc tác của papain

Nhiêt độ: Papain là enzyme chịu được nhiệt độ tương đối cao. Ở dạng nhựa khô, papain không bị biến tính trong 3 giờ ở 100^oC.

pH: Papain hoạt động trong khoảng pH tương đối rộng từ 4,5 – 8,5 nhưng lại dễ biến tính trong môi trường axit có pH < 4,5 hoặc trong môi trường kiềm mạnh có pH > 12.

– Dung môi

c. Ứng dụng của enzyme papain

* Trong y học:

* Trong công nghiệp thực phẩm:

Papain được dùng để làm mềm thịt, dùng để thủy phân gan cá ngừ làm thuốc bổ. Papain còn được dùng trong sản xuất bia vì nó giúp tiêu hóa các protein còn hòa tan trong bia^[7,11].

1.3.4. Enzyme thủy phân lipit – Lipase

Lipase hay triacylglycerol acylhydrolases (E.C.3.1.1.3) là loại enzyme có khả năng xúc tác phản ứng thủy phân triacylglyceride có mạch dài tạo thành diacylglyceride, monoacylglyceride, glycerol và các axit béo tự do tại các bề mặt liên pha giữa nước và dung môi hữu cơ. Ngoài ra, lipase còn có thể xúc tác các phản ứng chuyển vị ester và cả phản ứng tổng hợp ester trong môi trường ít nước[5].

a. Các ứng dụng của Lipase

Lipase được ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành khác nhau như công nghệ thực phẩm, chất tẩy rửa, tổng hợp các chất hữu cơ, dược phẩm và cả trong sản xuất nhiên liệu sinh học như biodiesel. Trong thị phần enzyme thế giới, lipase chiếm 7% và chỉ xếp sau protease và carbohydrase.

b. Các yếu tố ảnh hưởng

Qua quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã xác định được thành phần hóa học của mủ đu đủ, thu nhận được chế phẩm lipase thô từ mủ đu đủ. Lipase từ mủ đu đủ là một enzyme chịu kiềm, chịu nhiệt tốt. Hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 50⁰C và pH = 9. Ion Ca²⁺, Mg²⁺ có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme lipase từ mủ đu đủ. Trong khi đó, ion Na⁺, K⁺ lại có tác dụng làm giảm hoạt tính lipase [5].

1.4. TỔNG QUAN VỀ THỦY PHÂN BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG

1.4.1. Khái niệm phản ứng thủy phân

1.4.2. Các thay đổi hóa sinh trong quá trình thủy phân

1.4.3. Tính chất của sản phẩm sau thủy phân

Tính chất quan trọng nhất của sản phẩm là tính dinh dưỡng. Chiều dài chuỗi peptit của sản phẩm thủy phân có tầm quan trọng đặc biệt. Khả năng hòa tan, khả năng nhũ tương, vị đắng… đều phụ thuộc ít nhiều vào kích thước và trọng lượng phân tử của các loại protein có trong sản phẩm. Tất cả các sản phẩm thủy phân đều có vị đắng ở những mức độ khác nhau, làm hạn chế rất nhiều tính cảm quan của sản phẩm. Vị đắng là nhược điểm chung của các sản phẩm thủy phân với xúc tác enzyme và được cho là có liên quan đến những peptit có trọng lượng phân tử thấp (khoảng 6.000 Da).^[6].

Việc sử dụng enzyme làm xúc tác có nhược điểm là thủy phân không triệt để. Sau thủy phân, còn khoảng 20% nitơ tổng số vẫn không tan. Do đó người ta thường phối hợp thủy phân bằng hóa chất để nâng cao hiệu suất thủy phân.

1.5. QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG BẰNG CÁCH SỬ DỤNG MỦ ĐU ĐỦ THỦY PHÂN BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG

1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ SẢN XUẤT NƯỚC TƯƠNG

Nghiên cứu ứng dụng siêu âm trong sản xuất gelatin từ da cá tra

CHƯƠNG 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

2.1.1. Nguyên liệu

2.1.2. Hóa chất

2.1.2. Thiết bị

2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1. Phương pháp trích nhựa đu đủ từ quả

Qua khảo sát: Phương pháp lấy nhựa đu đủ, thời gian lấy nhựa đu đủ, ta tìm ra điều kiện tối ưu để thu nhận mủ đu đủ

Nhựa tươi không bền, vì thế nên đông khô chân không ngay sau khi thu nhận. Nhựa đông khô được bảo quản trong tủ lạnh để tiến hành các nghiên cứu.

2.2.2. Xác định hoạt độ của enzyme trong mủ đu đủ

a. Xác định hoạt độ của Papain trong mủ đu đủ

Hoạt tính của enzyme Papain thô được xác định theo phương pháp Anson cải tiến^[4].

b. Xác định hoạt tính của Lipase trong mủ đu đủ

Hoạt tính enzyme lipase được xác định theo phương pháp chuẩn độ.

2.2.3. Xác định đạm tổng số theo phương pháp Kjeldahl

2.2.4. Xác định đạm formol (phương pháp Sorensen)

2.2.5. Xác định đạm amoniac

2.2.6. Xác định lipit toàn phần trong dịch thủy phân

2.2.7. Xác định chế độ thanh trùng

CHƯƠNG 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU

Để chọn nguyên liệu bánh dầu đậu phộng cho nghiên cứu này, tôi đã tiến hành khảo sát nguyên liệu ở ba địa điểm khác nhau: Hòa châu – Hòa Vang – Đà Nẵng, Đại Lãnh – Đại Lộc – Quảng Nam và 588 Nguyễn Lương Bằng – Liên Chiểu – Đà Nẵng. Sau khi thu nhận tôi tiến hành đánh giá 2 thành phần chính của nguyên liệu là protein và lipit. Qua khảo sát, ta thấy để tốt nhất cho việc sản xuất nước tương tôi chọn bánh dầu đậu phộng tại cơ sở ép dầu Hoa Nhàn, 588 Nguyễn Lương Bằng, quận Liên Chiểu, thành phố Đà Nẵng, là cơ sở sử dụng nguyên liệu đậu phộng có nguồn gốc ở Tây Nguyên, có hàm lượng protein cao nhất là 46,74% và lipit còn lại là 7,25%.

3.2. KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN SƠ CHẾ NHỰA TƯƠI

Để có nguồn enzyme ổn định, sử dụng trong suốt quá trình nghiên cứu, tôi tiến hành khảo sát điều kiện sơ chế nhựa đu đủ tươi nhằm đảm bảo chất lượng.

Tuy có nhiều phương pháp khác nhau để làm khô nhựa tươi nhưng phương pháp đông khô chân không là phương pháp hiệu quả nhất và ít ảnh hưởng đến chất lượng nhựa. Do đó, toàn bộ nhựa tươi được đông khô chân không để loại nước và nhựa sau đông khô được bảo quản trong tủ lạnh để tiến hành các nghiên cứu tiếp theo.

Từ 100ml dung dịch nhựa tươi, chúng tôi tiến hành đông khô trong 8 giờ và thu được 5g chế phẩm đông khô.

3.3. KHẢO SÁT HOẠT ĐỘ ENZYME TRONG MỦ ĐU ĐỦ

3.3.1. Xây dựng đường chuẩn Tyrosin

Hình 3.2. Đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc của

mật độ quang vào nồng độ tyrosin

Phương trình đường chuẩn là y = 0,445 x + 0,0159. Đường chuẩn được xây dựng đạt yêu cầu, với giá trị R² = 0,9775. Với nồng độ tyrosin nhỏ hơn 1µmol độ hấp thụ quang luôn tuyến tính với nồng độ. Vì vậy có thể sử dụng đường chuẩn để xác định nồng độ tyrosin trong dịch nghiên cứu ở phạm vi nồng độ nhỏ hơn 1µmol.

3.3.2. Khảo sát hoạt độ của papain ở những điều kiện sơ chế khác nhau

Ta tiến hành khảo sát hoạt độ của enzyme papain ở ba điều kiện sơ chế khác nhau: Phơi nắng, sấy gió và đông khô, kết quả được trình bày ở hình 3.3

Hình 3.3. Kết quả khảo sát hoạt độ của enzyme với

các phương pháp sơ chế khác nhau

Ở phương pháp đông khô trong 8 giờ thì mủ đu đủ có hoạt độ cao nhất là 74,64 UI/g. Còn ở phương pháp phơi nắng ở 2 ngày thì hoạt độ của enzyme rất thấp, chỉ đạt 29,94 UI/g. Ở phương pháp sấy bằng gió thì hoạt độ cũng giảm đi nhiều, đạt 43,74 UI/g. Điều này chứng tỏ trong quá trình phơi nắng cũng như sấy gió đã làm biến tính protein của mủ đu đủ dẫn đến làm giảm hoạt tính của enzyme. Vậy để bảo toàn được hoạt độ của enzyme cũng như chất lượng của nó thì sau khi thu nhận mủ ta mang đông khô ngay.

3.3.3. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt độ của Papain

a. Khảo sát ảnh hưởng của pH:

Hình 3.4. Ảnh hưởng của PH đến hoạt tính của Papain

Theo kết quả được rình bày ở hình 3.4 ta thấy khi tăng dần giá trị pH lên thì đồng thời hoạt tính protease cũng tăng lên sau đó giảm xuống rất nhanh. Điều này chứng tỏ rằng pH đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình hoạt động của enzyme. Sự thay đổi pH môi trường dẫn đến sự thay đổi trạng thái ion hóa trong trung tâm hoạt động của enzyme và đồng thời thay đổi trạng thái ion hóa của cơ chất. Tại pH = 7 hoạt tính của enzyme đạt giá trị cao nhất. Chính vì vậy tôi chọn pH = 7 cho các nghiên cứu tiếp theo.

b. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ:

Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính của Papain

Khi thay đổi nhiệt độ từ 40^OC đến 70^OC, hoạt độ enzyme tăng, và đạt giá trị cực đại tại 70^OC. Khi tăng nhiệt độ từ 70^OC đến 90^OC, hoạt tính của enzyme giảm.

3.3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính lipase từ mủ đu đủ

a. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt tính lipase từ mủ đu đủ:

Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hoạt độ của lipase từ mủ đu đủ

Hoạt độ của lipase tăng dần khi nhiệt độ tăng từ 40⁰C đến 50⁰C, sau đó giảm dần khi tiếp tục tăng nhiệt độ. Hoạt độ lipase đạt giá trị cao nhất là 86,89 UI/g ở 50⁰C.

b. Ảnh hưởng của pH đến hoạt tính lipase từ mủ đu đủ:

Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến hoạt độ của lipase từ mủ đu đủ

Chúng ta dễ dàng nhận thấy lipase từ mủ đu đủ hoạt động mạnh nhất ở pH = 9 với hoạt độ là 87,33 UI/g

3.4. KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN THỦY PHÂN BÁNH DẦU ĐẬU PHỘNG BẰNG MỦ ĐU ĐỦ

3.4.1. Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy phân

a. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thủy phân đến hàm lượng đạm formol thu được

Qua khảo sát, ta thấy khi tăng nhiệt độ thủy phân thì tốc độ phản ứng cũng tăng theo. Ở ba điều kiện khảo sát, ta thấy hàm lượng đạm formol cao nhất ở điều kiện 70⁰C và thấp nhất ở 80⁰C. Từ kết quả đó, ta chọn nhiệt độ thủy phân là 70⁰C là tốt nhất và thủy phân đến 24 giờ là dừng không cần tiếp tục thủy phân thêm.

b. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian đối với hiệu suất thủy phân

Qua khảo sát hiệu suất thủy phân bánh dầu đậu phộng ở ba điều kiện nhiệt độ khác nhau là 60⁰C, 70⁰C, 80⁰C thì hiệu suất thủy phân ở điều kiện 70⁰C là cao nhất và tăng nhanh nhất. Đặc biệt, ở khoảng thời gian từ 14 đến 20 giờ sau đó chậm lại và đạt giá trị lớn nhất là 61,72

3.4.2. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ enzyme.

a. Khảo sát hàm lương đạm formol thu được

Qua khảo sát, ta thấy đạm formol trong dịch thủy phân tăng theo thời gian và tăng nhanh ở 20 giờ đầu và chấm dứt ở 24 giờ. Khi tăng nồng độ của enzyme thì hàm lượng đạm formol thu được cũng tăng theo. Kết quả khảo sát cho thấy dù tăng nồng độ enzyme đến đâu đi nữa thì hàm lượng đạm trong dịch thủy phân vẫn ở mức là 8,6g/l. Từ kết quả trên để đạt hiệu quả thủy phân cao nhất cũng như hiệu quả về kinh tế ta chọn nồng độ enzyme sử dụng để thủy phân bánh dầu đậu phộng là 1%.

b. Khảo sát hiệu suất thủy phân

Qua khảo sát ta thấy, khi tăng nồng độ enzyme thì hiệu suất phản ứng cũng tăng theo. Kết quả khảo sát cho thấy nồng độ enzyme sử dụng để thủy phân bánh dầu đậu phộng hiệu quả nhất là 1%.

3.4.3. Khảo sát ảnh hưởng của pH

a. Khảo sát ảnh đến hàm lượng đạm formol thu được

Qua khảo sát, ta thấy hàm lượng đạm formol tăng theo thời gian. Kết quả khảo sát cho thấy, điều kiện pH tối ưu trong quá trình thủy phân là pH = 7 và hàm lượng đạm formol lúc này là 8,53g/l.

b. Khảo sát ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng

Qua khảo sát, ta thấy hiệu suất thủy phân tăng theo thời gian, đặt biệt ở điều kiện pH = 7 trong 20 giờ đầu tăng rất nhanh và sau đó tăng chậm lại và đạt giá trị lớn nhất ở 24 giờ. Đồng thời, ở điều kiện này, ta thấy hiệu suất thủy phân cao hơn rất nhiều so với thủy phân ở pH = 6,5 và 7,5. Điều đó, tạo điều kiện thuận lợi rất lớn cho quá trình sản xuất, vì ở điều kiện đó ta không phải bổ sung bất kỳ tác nhân nào để thay đổi pH của môi trường nhưng vẫn đạt được hiệu suất phản ứng cao nhất.

3.4.4 . Kết quả khảo sát lượng đạm amoniac tạo thành

Qua khảo sát, ta thấy hàm lượng đạm amoniac của dịch thủy phân dao động từ 0,063 – 0,071g/l. Như vậy hàm lượng đạm amoniac của dịch thủy phân rất thấp và xem như không đáng kể. Do đó, trong các khảo sát về ảnh hưởng của tỉ lệ enzyme so với cơ chất cũng như các điều kiện ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân chúng tôi không xét đến hàm lượng đạm amoniac của dịch thủy phân.

3.4.5. Kết quả khảo sát sự chuyển hóa lipit trong quá trình thủy phân

Dưới tác dụng của enzyme lipase, các glyceride sẽ bị thủy phân thành axit béo và glycerin, làm tăng khả năng tan trong nước. Để đánh giá hiệu suất thủy phân lipit phải xác định lượng axit béo tạo thành.

Qua kết quả khảo sát về các điều kiện ảnh hưởng đến hoạt độ của lipase trong mủ đu đủ được trình bày ở phần 3.3.4 thì ở điều kiện 70⁰C và pH = 7 không phải là điều kiện tối thích của enzyme lipase trong mủ đu đủ. Nhưng vì mục đích của quá trình thủy phân bánh dầu đậu phộng bằng mủ đu đủ để sử dụng trong sản xuất nước tương, chính vì vậy chỉ quan tâm đến việc thủy phân protein trong bánh bánh dầu còn ít quan tâm đến việc thủy phân lipit. Do đó, ta vẫn chọn điều kiện thủy phân là 70⁰C, pH = 7, hàm lượng mủ đu đủ đã đông khô là 1%, thời gian thủy phân 24 giờ, lúc này lipit đã thủy phân được 31,52% thành các axit béo hòa tan trong dịch thủy phân tạo thêm hương vị đặc trưng cho nước tương, đồng thời tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Khi lipit còn nhiều và lọc không hết sẽ tạo màng nổi trên dịch thủy phân, trong quá trình bảo quản sẽ bị oxy hóa tạo mùi ôi khét khó chịu cho sản phẩm.

3.5. KẾT QUẢ BỔ SUNG AXIT THỦY PHÂN LẦN 2

Như ta đã biết, papain trong mủ đu đủ là một endo enzyme, nên trong quá trình thủy phân, enzyme này sẽ cắt mạch protein thành những axit amin và các đoạn peptit có độ dài khác nhau. Các đoạn peptit này làm cho hỗn hợp sau thủy phân có vị đắng và độ nhớt lớn, gây khó khăn trong quá trình lọc. Chính vì vậy, ta phải cần thủy phân lần hai bằng axit HCl để tăng lượng đạm formol và giảm độ đắng cho sản phẩm.

3.5.1. Kết quả khảo sát lượng axit bổ sung

Hình 3.14. Ảnh hưởng của lượng axit bổ sung đến hiệu suất phản ứng

Qua khảo sát, ta thấy để có hiệu quả tốt nhất trong sản xuất ta chọn nồng độ axit bổ sung vào là 10% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu. Tức là bổ sung 304g axit HCl 36,5% hay là bổ sung 257ml axit và thủy phân trong 10 giờ tiếp theo, sau đó đem lọc ta thu được 2717ml dịch thủy phân cuối cùng.

3.5.2. Khảo sát biến thiên của đạm formol và đạm tổng số trong quá trình thủy phân bằng axit

Hình 3.15. Sự thay đổi của lượng đạm formol và

đạm tổng số trong quá trình thủy phân

Qua khảo sát, ta thấy sau khi bổ sung axit thì hàm lượng đạm tổng số và đạm formol đều tăng theo thời gian. Hàm lượng đạm tổng số tăng chậm còn hàm lượng đạm formol tăng nhanh hơn. Sau 10 giờ thủy phân thì hàm lượng đạm formol tăng gần gấp đôi từ 7,77 đến 12,80g/l còn đạm tổng số chỉ tăng từ 18,28 đến 20,47g/l. Điều này chứng tỏ mủ đu đủ thủy phân tạo thành các đoạn peptit dài không tan. Sau khi bổ sung axit, thì dưới tác nhân axit tiếp tục cắt các đoạn peptit dài thành các axit amin và đoạn peptit ngắn hơn và hòa tan tốt hơn tạo ra dung dịch có độ nhớt thấp hơn, loãng hơn và dễ lọc hơn rất nhiều. Đồng thời, ta thu được dung dịch có vị đặc trưng của nước tương. Vì thế, việc bổ sung axit trong thủy phân lần hai là tất yếu của quy trình công nghệ sản xuất nước tương bằng bánh dầu đậu phộng.

Vậy sau khi thủy phân 1kg bánh dầu đậu phộng bằng mủ đủ đủ với hàm lượng 1% trong 24 giờ và tiếp tục bổ sung axit HCl 10% (tương ứng 257 ml HCl đậm đặc) tiếp tục thủy phân trong 10 giờ. Sau đó đem lọc ta thu được 2,7 lít sản phẩm có đạm tổng số 20,47g/l và đạm formol là 12,80g/l, đạm amoniac 0,071g/l. Lúc này, hiệu suất phản ứng ở cả hai công đoạn thủy phân là 69,68%.

3.6. KHẢO SÁT KẾT QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH TRUNG HÒA

Qua khảo sát sự đánh giá cảm quan của các kiểm nghiệm viên, ta thấy khi ta bổ sung Na₂CO₃ để trung hòa với nồng độ 2,03% so với khối lượng dung dịch sẽ tạo cho nước tương có độ chua vừa đặc trưng tốt nhất.

3.7. KẾT QUẢ CỦA QUÁ TRÌNH PHỐI CHẾ

3.7.1. Kết quả bổ sung siro đường

Theo kết quả đánh giá cảm quan, ta thấy lượng sirô đường bổ sung ở nồng độ 4,11% sẽ cho vị hài hòa đặc trưng của nước tương.

3.7.2. Kết quả bổ sung muối NaCl

Qua kết quả đánh giá cảm quan, ta chọn lượng dung dịch muối ăn cần bổ sung là 11g dung dịch muối ăn đã pha sẵn tương ứng với 3,57% NaCl trong dịch thủy phân là hợp lý.

3.7.3. Kết quả bổ sung muối Natri glutamat

Qua kết quả đánh giá cảm quan, ta chọn lượng natri glutamat cần bổ sung là 3,5g/l (đạt yêu cầu theo quy định của Bộ Y tế^[18]).

Như vậy, để có một sản phẩm nước tương có hương vị tốt, đặc trưng phù hợp với người tiêu dùng Việt Nam, thì ta cần phối chế thêm các một số thành phần khác như: Siro đường với nồng độ đường là 4,11%, muối Natri Clorua 3,57% và chất điều vị Natri glutamat (E621) với hàm lượng là 3,5g/l. Như vậy, sau khi hoàn thành các công đoạn thì ta thủy phân 1kg nguyên liệu ta thu được 3,6lít dung dịch nước tương thành phẩm.

3.8. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ THANH TRÙNG

3.8.1. Kết quả điểm cảm quan của các chỉ tiêu ở các chế độ thanh trùng khác nhau

– Kết quả về màu sắc:

Qua khảo sát, để màu sắc sản phẩm tốt nhất ta chọn chế độ thanh trùng với thời gian giữ nhiệt 10 phút là tốt nhất. Vì ở chế độ này vừa đạt được giá trị cảm quan về màu sắc tốt nhất vừa rút ngắn được thời gian thanh trùng, giảm được rất nhiều chi phí cho sản xuất.

– Kết quả về độ trong:

Qua khảo sát, ta thấy để có sản phẩm tốt nhất ta chọn sản phẩm ở chế độ thanh trùng có thời gian giữ nhiệt là 10 phút.

– Kết quả đánh giá về mùi:

Qua khảo sát, ta thấy sản phẩm ở chế độ thanh trùng có thời gian giữ nhiệt là 10 phút có điểm cảm quan về mùi đạt giá trị lớn nhất là 4,76.

– Kết quả đánh giá về vị:

Qua khảo sát, ta thấy sản phẩm ở chế độ thanh trùng có thời gian giữ nhiệt là 10 phút thì cho vị hài hòa, đặc trưng của sản phẩm nước tương.

3.8.2. Kết quả điểm cảm quan có trong lượng các sản phẩm ở các chế độ thanh trùng khác nhau

Qua kết quả đánh giá cảm quan, ta thấy điểm cảm quan có trọng lượng của sản phẩm ở chế độ thanh trùng có thời gian giữ nhiệt là 10 phút là 18,91/20, đạt giá trị cao nhất. Càng kéo dài thời gian thanh trùng, thì lượng đường có sẵn trong dung dịch sẽ xảy ra phản ứng caramen tạo nên sản phẩm có màu đen và có vị đắng. Từ đó, dẫn đến giá trị cảm quan của sản phẩm càng giảm. Đồng thời khi mang mẫu sản phẩm thanh trùng giữ nhiệt trong thời gian 10 phút đi xét nghiệm vi sinh vật, thì kết sản phẩm trên đạt chất lượng theo quy định. Như vậy, ở sản phẩm đó vừa có giá trị cảm quan lớn nhất, vừa đạt chỉ tiêu về vi sinh vật nên ta chọn chế độ thanh trùng theo công thức

3.8.3. Kết quả kiểm tra chỉ tiêu chất lượng sản phẩm

Sau khi hoàn thành tất cả các công đoạn, ta mang sản phẩm kiểm tra chất lượng, kết quả được trình bày ở bảng 3.11 và 3.12

Bảng 3.11. Kết quả kiểm tra chất lượng sản phẩm

đối với chỉ tiêu hóa lý

TT	Tên chỉ tiêu	Đơn vị tính	Kết quả
1	Hàm lượng Nitơ toàn phần	g/l	14,67
2	Hàm lượng Nitơ formol	g/l	9,83
3	Hàm lượng Nitơ amoniac	g/l	0,046
4	pH		5,7

Bảng 3.12. Kết quả kiểm tra chất lượng sản phẩm

đối với chỉ tiêu vi sinh vật

TT	Tên chỉ tiêu	Mức quy định	Kết quả
1	Tổng số vi khuẩn hiếu khí	≤ 10⁴	KPH
2	Coliforms	≤ 10²	KPH
3	E.Coli	≤ 0	KPH
4	Staphylococus Aureus	≤ 3	KPH
5	Clostridium Perfringens	≤ 10	KPH
6	Salmonella	≤ 0	KPH
7	Tổng số bào tử nấm men-mốc	≤ 10	KPH

Theo kết quả ở bảng 3.11 và 3.12 ta thấy sản phẩm nước tương đạt tiêu chuẩn về vệ sinh an toàn thực phẩm theo quy định của Pháp luật hiện hành. Như vậy khi ta sử dụng 1Kg nguyên liệu bánh dầu đậu phộng theo đúng quy trình đã được nghiên cứu ta thu được 3,6 lít nước tương có độ đạm là 14,67, pH=5,7 và đạt chất lượng về vi sinh vật theo pháp luật Việt Nam.

Bảng 3.13. Chỉ tiêu 3-MCPD

STT	Tên chỉ tiêu	Đơn vị tính	Mức quy định	Kết quả
1	3-MCPD	Mg/l	1,0	0,07 (Đạt)

Theo kết quả được trình bày ở bảng 3.13 ta thấy sản phẩm nước tương đạt tiêu chuẩn theo Quyết định số 11/2005/QĐ-BYT ngày 25/3/2005 của Bộ Y tế.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

Từ các kết quả thu được chúng tôi có những kết luận như sau:

1. Từ 100ml dịch nhựa đu đủ, sau khi đông khô chân không trong 8 giờ thu được 5g nhựa khô.

2. Điều kiện để hoạt độ enzyme Papain trong mủ đu đủ đạt giá trị cực đại là nhiệt độ 70⁰C, pH = 7.

3. Điều kiện để hoạt độ enzyme Lipase trong mủ đu đủ đạt giá trị cực đại là nhiệt độ 50⁰C, pH = 9.

4. Điều kiện tốt nhất để thủy phân bánh dầu đậu phộng bằng enzyme trong mủ đu đủ, thu được dịch thủy phân có hiệu suất tốt nhất là: nồng độ enzyme 1% so khối lượng nguyên liệu, thời gian thủy phân là 24 giờ, hiệu suất thủy phân đạt được là 61,59%.

5. Để tạo sản phẩm nước tương có độ lỏng và có nồng độ đạm formol cao, cần tiếp tục bổ sung axit HCl đậm đặc ở nồng độ 36,5%, với tỷ lệ 10% so với khối lượng nguyên liệu ban đầu, thủy phân trong 10 giờ để đạt hiệu suất phản ứng là 69,68%.

6. Sản phẩm nước tương sản xuất theo phương pháp thủy phân bánh dầu đậu phộng kết hợp giữa enzyme và axit, có nồng độ đạm tổng số 20,47g/l, đạm formol 12,80g/l, đạm amoniac 0,071g/l

7. Trong quá trình sản xuất nước tương, ta phối chế thêm 4,11% siro đường và 3,57% muối ăn (theo khối lượng dung dịch), Natri glutamat là 3,5g/l nước tương, đồng thời thanh trùng theo công thức

8. Đã đề xuất qui trình công nghệ sản xuất nước tương bằng phương pháp thủy phân bánh dầu đậu phụng bằng mủ đu đủ kết hợp với axit

2. KIẾN NGHỊ

Đề tài này đóng vai trò quan trọng trong quá trình nghiên cứu chế biến nước tương có hàm lượng đạm dinh dưỡng cao và không tạo thành sản phẩm phụ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Chính vì vậy, cần có kế hoạch nhân rộng mô hình đưa và sản xuất công nghiệp.

Cần khảo sát kỹ về vấn đề nguồn nghiên liệu bánh dầu đậu phộng cũng như mủ đu đủ để khi đưa và sản xuất công nghiệp sẽ có nguồn nghiên liệu định tránh trường hợp khi đi đến sản xuất có phương pháp nhưng nguyên liệu thì không đáp ứng.

LIỆN HỆ:

SĐT+ZALO: 0935568275

E:\DỮ LIỆU COP CỦA CHỊ YẾN\DAI HOC DA NANG\CONG NGHE THUC PHAM\CONG NGHE THUC PHAM\TRAN VY\New folder