BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT XƠ
HÒA TAN TỪ LÁ SƯƠNG SÂM
Họ và tên sinh viên: NGUYỄN TRẦN PHƯƠNG THẢO
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2004-2008
Tháng 10/2008
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT BỘT XƠ
HÒA TAN TỪ LÁ SƯƠNG SÂM
Tác giả
NGUYỄN TRẦN PHƯƠNG THẢO
Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng
Kỹ sư ngành Công Nghệ Hóa Học
Giáo viên hướng dẫn:
Kỹ sư TRẦN NGUYỄN HẠ TRANG
Tháng 10 năm 2008
i
sấy đến ẩm độ bột sương sâm. Thí nghiệm được bố trí kiểu ngẫu nhiên hoàn toàn 3
yếu tố.
-
Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ, thời gian sấy, nồng độ maltodextrin và phương pháp
sấy tới màu sắc bột sương sâm. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu ngẫu nhiên hoàn
toàn 3 yếu tố.
-
Cảm quan màu sắc và mùi của bột sương sâm ở những nồng độ maltodextrin khác
nhau. Thí nghiệm được bố trí theo kiểu khối đầy đủ 1 yếu tố.
-
Phối trộn với carrageenan và bột gạo để hoàn nguyên sản phẩm. Thí nghiệm được
bố trí theo kiểu khối đầy đủ 1 yếu tố. So sánh thời gian đông đặc với dịch sương
sâm ban đầu.
Kết quả đã thu được:
-
Chọn được tỉ lệ nguyên liệu : nước phù hợp khi trích ly.
-
Khi sấy càng lâu và nhiệt độ càng cao thì màu xanh của bột sương sâm mất dần.
-
ii
Tóm tắt
iii
Mục lục
iv
Danh sách các chữ viết tắt
vii
Danh sách các hình
viii
Danh sách các bảng
x
Chương 1 MỞ ĐẦU
1
1.1 Đặt vấn đề
1
5
2.1.5 Stephania japonica (dây lõi tiền, thiên kim đằng)
6
2.1.6 Stephania hernandifolia (dây mối, lõi tiền)
6
2.2 Xơ tan và vai trò của chúng trong đời sống hiện nay
7
2.2.1 Định nghĩa
7
2.2.2 Vai trò
8
2.2.3 Các sản phẩm hiện nay trên thị trường
8
2.3 Phụ gia
8
2.4.2 Truyền nhiệt bằng đối lưu
10
2.4.3 Sấy chân không
10
2.4.4 Các giai đoạn của quá trình sấy
11
2.4.4.1 Giai đoạn đốt nóng vật liệu
11
2.4.4.2 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi
11
2.4.4.3 Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần
11
Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
12
3.1 Thời gian và địa điểm thí nghiệm
3.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát màu sắc bột sương sâm
16
3.4.4 Thí nghiệm 4: Cảm quan màu và mùi của bột sương sâm
17
3.4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của phụ gia khi hoàn nguyên hoàn
nguyên sản phẩm
18
3.5 Phương pháp xử lý thống kê thí nghiệm
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
19
20
4.1 Thí nghiệm 1
20
4.2 Thí nghiệm 2
22
4.2.1 Thí nghiệm trên máy sấy khay
4.3.1 Đo màu bột sương sâm sử dụng phương pháp sấy khay
29
4.3.2 Đo màu bột sương sâm sử dụng phương pháp sấy chân không
31
4.3.3 So sánh độ sáng 2 phương pháp sấy
32
4.3.3.1 So sánh độ sáng 2 phương pháp sấy ở cùng nhiệt độ
32
4.3.3.2 So sánh độ sáng 2 phương pháp sấy ở từng giai đoạn
32
4.3.3.3 So sánh độ sáng 2 phương pháp sấy ở cùng nồng độ dịch MD
32
4.4 Thí nghiệm 4
34
4.5 Thí nghiệm 5
MD
: Maltodextrin
PS
: Polysaccharide
VSV
: Vi sinh vật
vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Dây sâm lông
3
Hình 2.2: Dây sâm nam
4
Hình 2.3: Dây Hoàng Thanh
5
Hình 2.4: Dây xanh ba nhị
(phương pháp sấy khay)
24
Hình 4.5: Đồ thị biểu diễn giá trị trung bình ẩm độ bột sương sâm
sấy ở 50oC với các mức thời gian và nồng độ dịch MD bổ sung khác nhau
(phương pháp sấy chân không)
27
Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn giá trị trung bình ẩm độ bột sương sâm
sấy ở 60oC với các mức thời gian và nồng độ dịch MD bổ sung khác nhau
(phương pháp sấy chân không)
27
Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn giá trị trung bình ẩm độ bột sương sâm
sấy ở 70oC với các mức thời gian và nồng độ dịch MD bổ sung khác nhau
(phương pháp sấy chân không)
28
Hình 4.8: Bột sương sâm được sấy bằng phương pháp
sấy chân không và sấy khay 60oC trong 10 giờ
33
Hình 4.9: Bột sương sâm được sấy bằng phương pháp sấy khay ở 60oC
35
Bảng 3.4: Phiếu cảm quan bột sương sâm
18
Bảng 3.5: Phiếu cảm quan thạch sương sâm
19
Bảng 4.1: Khảo sát thời gian tạo đông và nồng độ chất khô
của dịch sương sâm với các tỉ lệ nguyên liệu và nước
20
Bảng 4.2: Giá trị ẩm độ bột sương sâm sử dụng phương pháp sấy khay
22
Bảng 4.3: Giá trị trung bình ẩm độ bột sương sâm theo thời gian sấy
(phương pháp sấy khay)
22
Bảng 4.4: Giá trị trung bình ẩm độ bột sương sâm theo nhiệt độ sấy
(phương pháp sấy khay)
22
Bảng 4.5: Giá trị trung bình ẩm độ bột sương sâm theo nồng độ
dịch MD bổ sung (phương pháp sấy khay)
Bảng 4.12: Giá trị trung bình độ sáng bột sương sâm theo
nồng độ dịch MD (phương pháp sấy khay)
30
Bảng 4.13: Giá trị trung bình độ sáng bột sương sâm theo nhiệt độ sấy
(phương pháp sấy chân không)
31
x
Bảng 4.14: Giá trị trung bình độ sáng bột sương sâm theo giai đoạn sấy
(phương pháp sấy chân không)
31
Bảng 4.15: Giá trị trung bình độ sáng bột sương sâm theo nồng độ
dịch MD bổ sung (phương pháp sấy chân không)
31
Bảng 4.16: Kết quả cảm quan màu bột sương sâm
34
Bảng 4.17: Kết quả cảm quan mùi bột sương sâm
34
Một trong các loại thực vật cung cấp rất nhiều xơ hòa tan là lá sương sâm. Loại
thực vật này được phân bố nhiều tại các nước Trung Quốc, Việt Nam, Lào,
Campuchia, Thái Lan. Ở một số nước, rễ được sử dụng để làm thuốc. Tại Việt Nam,
mục đích chính từ sương sâm là chế biến thành dạng thạch để ăn. Loại thạch này
không những có tính mát, lợi tiểu mà còn cung cấp chất xơ hòa tan cho cơ thể. Hiện
nay, tại các cơ sở sản xuất thạch sương sâm, quy trình chế biến rất đơn giản và sản
phẩm được bày bán nhiều tại các chợ. Tuy nhiên sản phẩm bảo quản không được lâu,
và không có tính thương mại hóa.
Nhằm góp phần giải quyết vấn đề trên, tạo ra một dạng sản phẩm mới cung cấp
chất xơ cho cơ thể con người từ loại nguyên liệu dễ tìm, giá thành rẻ, đa dạng hóa sản
phẩm chức năng, đồng thời có khả năng phân phối rộng khắp, tăng thời gian bảo quản
1
sản phẩm, được sự phân công của Bộ môn Công Nghệ Hóa Học cùng với sự hướng
dẫn của cô Trần Nguyễn Hạ Trang, chúng tôi đã thực hiện đề tài “ Nghiên cứu quy
trình sản xuất bột xơ hòa tan từ lá sương sâm”.
1.2
Mục đích
• Tìm ra quy trình thích hợp sản xuất bột giải khát có hàm lượng xơ hòa tan cao
từ lá sương sâm tươi.
• Đa dạng hóa thực phẩm chức năng trên thị trường nước ta hiện nay.
1.3
Yêu cầu
• Khảo sát một số tính chất vật lý của dịch sương sâm.
• Xác định được quy trình công nghệ cơ bản sấy dịch sương sâm.
• Xác định hàm lượng Maltodextrin trong quá trình sấy dịch sương sâm.
Hoa cái mọc thành xim lưỡng phân, hầu như
Hình 2.1: Dây sâm lông
không có cuống ở kẽ lá bắc, lá bắc hình thận
hoặc trụ tròn, cánh rộng hơn lá đài, lá noãn có lông. Quả hạch chín hình cầu đường
kính 5 mm, màu đỏ, hạch hình móng ngựa.
Phân bố ở Ấn Độ, Trung Quốc, Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan. Ở nước
ta được phân bố từ Tuyên Quang, Hà Tây, Khánh Hòa, Ninh Thuận vào các tỉnh Nam
bộ. Cây mọc hoang trên đồi, ven rừng miền núi cũng như đồng bằng. Ra hoa từ tháng
1 đến tháng 5, có quả tháng 5 – 6.
Người ta thường vò lá lấy chất thạch uống cho mát, lợi tiểu hoặc để chữa bệnh
sốt. Rễ sắc lấy nước uống chữa đau bụng. Ở Việt Nam, Trung Quốc, người ta còn
dùng toàn cây trị đòn ngã tổn thương, vết thương do bị chèn ép và ngoại thương xuất
huyết. (Theo Võ Văn Chi, 2004)
3
2.1.2 Cyclea barbata (dây sâm, dây mối, sâm nam)
Dây leo có nhánh khía rãnh, có lông dày,
lá có cuống, hình khiên cụt đầu hoặc hơi khía
rách mép và có mũi hoặc xoan nhọn và có mũi nhọn tròn hoặc cụt ở gốc, dài 3,5 – 7
cm, rộng 2,5 – 6 cm. Có lông nhung ở mặt trên và có lông rải rác trên các gân chính,
nhất là ở mặt dưới, gân 3 – 5, gân con thành mạng, cuống lá có lông mịn, dài 5 – 15
mm. Cụm hoa chùm ở nách, dài 2 – 5 cm. Nếu là cụm hoa ở ngọn thì dài hơn trục
nhánh và cuống hoa mảnh có lông mịn. Lá đài ngoài 3 - 5, hình trái xoan ngọn giáo,
hơi có lông nhung ở lưng, có lông mi ở mép, 3 cái trong xoan, tròn, rất lõm, không có
lông mi, chỉ dài bằng 1/3 và rộng gấp 2. Cánh hoa hình dải chẻ ra như đuôi én, chỉ dài
bằng các lá đài trong nhưng hẹp hơn đến 4 lần. Nhị 6, hơi ngắn hơn cánh hoa, hình
4
trứng, bao phấn vuông, 4 thùy, chỉ nhị dạng sợi.
Ở hoa cái có 6 nhị lép. Lá noãn không lông, hình
trứng, vòi hình trụ nguyên, cong ra ngoài. Lá
noãn chín có đường kính 5 – 6 mm, đen hoặc
xanh lục, hạch dẹp có rạch tỏa tia và ở mỗi mắt
có lõm hình lưỡi hái, phôi nhũ hình móng ngựa.
Cây rất đa dạng về dạng lá, có thể là bầu dục, từ
hình trái xoan đến ngọn giáo, hình ngọn giáo
Hình 2.3: Dây Hoàng Thanh
nhọn, hình tim ở gốc và cả lá chia 3 thùy.
Phân bố ở Nhật Bản, Đông và Tây Trung Quốc, Ấn Độ, Việt Nam và Thái Lan.
Tại Việt Nam có ở Hà Tây, Ninh Bình, Quảng Ninh, Huế, Lâm Đồng, Bình Dương.
Mọc hoang ở vùng núi, leo lên các lùm cây bụi ở bìa rừng. Có hoa tháng 3 – 4. Rễ
cũng được dùng lợi tiểu, hạ nhiệt, trừ phong thấp. (Theo Võ Văn Chi, 2004)
Cây thường được trồng lấy lá làm thạch và làm rau ăn. Ở Campuchia, người ta
dùng lá để ăn với lẩu Samlo, thân mang lá, phối hợp với các loại thuốc khác dùng chế
biến thành thuốc để điều trị bệnh lỵ. Ở Thái Lan, người ta dùng rễ làm thuốc chống sốt.
(Theo Võ Văn Chi, 2004)
2.1.5 Stephania japonica (dây lõi tiền, thiên kim đằng)
Dây leo, thân mảnh, không lông. Lá có phiến hình
lọng, xoan rộng, đầu tù, mặt dưới không mốc,
không lông, gân gốc 5 – 7 tỏa hình chân vịt, cuống
dài 4 – 12 cm. Tán kép xuất hiện trên thân có lá,
cuống cụm hoa và cuống hoa không lông. Tán hoa
hình cầu, cuống dài 2,5 – 4 cm. Hoa đực có 6 – 8 lá
đài, không lông, 3 – 4 cánh hoa. Hoa cái với 3 – 4
lá đài, 3 – 4 cánh hoa, 1 lá noãn có đầu nhụy chẻ 3
– 5. Quả hạch tròn, to 6 – 8 mm, màu đỏ. Nhân
Hình 2.5: Thiên kim đằng
hình móng ngựa.
Phân bố ở Ấn Độ, Nepan, Mianma, Trung Quốc, Đài Loan, Nhật Bản, Việt
Nam, Thái Lan, Malaysia, Indonesia, Philipin, Austraylia. Ở nước ta, có gặp tại Hà
Nội, Nam Định, Nghệ An và Đồng Nai. Mọc rải rác trong rừng trên đá vôi. Rễ và toàn
cây được dùng làm thuốc chữa đau bụng, lỵ và ho lao. Còn dùng trị rắn cắn, ghẻ ngứa,
thông tiểu. (Theo Võ Văn Chi, 2004)
2.1.6 Stephania hernandifolia (dây mối, lõi tiền)
Dây leo, thân nhỏ, nhẵn hoặc hơi có lông. Lá mọc so le, hình 3 cạnh, gốc cụt
đầu hơi nhọn, 10 gân tỏa hình chân vịt từ đầu cuống, cuống nhẵn hoặc hơi có lông,
đính ở cách mép của lá khoảng 2 cm. Hoa mọc thành tán kép, các tán con dày đặc, hoa
ho, rò, mụn mủ, bệnh ngoài da. Ở Campuchia, người ta cũng vò lá và thân lấy chất
nhầy, thêm đường vào ăn như sương sâm. Lá và rễ được dùng để chế 1 loại thuốc uống
hạ nhiệt. Ở Trung Quốc, rễ dạng thân dùng chữa viêm dạ dày, đau bụng, loét dạ dày và
hành tá tràng, đòn ngã tổn thương, rắn độc cắn, viêm khớp do phong thấp, sốt rét, thấp
sang, mụn nhọt sưng lở. (Theo Võ Văn Chi, 2004)
2.2
Xơ tan và vai trò của chúng trong đời sống hiện nay
2.2.1 Định nghĩa
Là các chất khi hòa tan trong nước tạo thành dạng keo dính. Xơ tan làm ổn định
lượng đường huyết làm giảm nhu cầu insulin và thuốc uống chữa bệnh cho người bị
tiểu đường.
Mạch ngắn nên tan được trong nước.
Là một polymer đa đường có liên kết β-.
Không tiêu hóa được ở đoạn trên ống tiêu hóa của người và loài thú đơn vị.
Trà xanh hòa tan giàu xơ.
2.3 Phụ gia
2.3.1 Maltodextrin
2.3.1.1 Khái niệm, cấu trúc
Theo định nghĩa của FDA thì maltodextrin là các loại PS không ngọt, có công
thức (C6H10O5)n.H2O, là sản phẩm tinh bột không hoàn toàn có đương lượng dextrose
(DE) từ 4 đến 20. Đặc tính của maltodextrin phụ thuộc vào chỉ số DE nhận được. Sản
phẩm có thể ở dạng bột màu trắng hoặc dạng dung dịch đậm đặc. Maltodextrin được
thừa nhận là phụ gia cho thực phẩm và dược phẩm an toàn cho người dùng trực tiếp.
Đặc tính hóa lý tăng, giảm phụ thuộc vào chỉ số DE.
2.3.2.2 Khả năng sử dụng
Maltodextrin được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực chế biến thực phẩm
và dược phẩm. Sản phẩm có DE 4 – 7 được sử dụng để tạo màng mỏng dễ tan và tự
hủy được dùng để bọc kẹo, bọc trái cây khi bảo quản, đưa vào kem. Làm phụ gia cho
các loại nước xốt, làm chất độn tạo viên trong công nghiệp dược. Sản phẩm có DE 9 –
12 được dùng trong công nghiệp sản xuất đồ uống, đặc biệt là đồ uống cho trẻ em, đồ
uống và thức ăn riêng cho vận động viên thể thao, làm kẹo gum mềm, làm chất trợ
sấy, chất giữ hương, yếu tố tạo hình. Sản phẩm có DE 15 – 18 được sử dụng làm chất
kết dính, chất tăng vị cho đồ uống, đưa vào thành phần bơ, sữa bột, cà phê hòa tan,
làm vật mang các thành phần không phải đường.
8
Sự biến đổi tính chất hóa lý của maltodextrin theo giá trị DE như sau:
Sản phẩm
Tinh bột
Maltodextrin
hướng tâm dạng hạt. Amyloza có cấu trúc thẳng và trọng lượng phân tử thấp hơn
(khoảng 500.000), còn amylopectin có trọng lượng phân tử cao hơn, đến vài triệu và
có các mạch bên ngắn nhưng rất phân nhánh.
Tinh bột có nhiều ứng dụng công nghiệp. Trong lương thực, những tinh bột
dạng sáp có hàm lượng amylopectin cao là những tác nhân làm đặc tốt và tạo thành bột
nhão dính khi đun nóng trong nước. Những tinh bột có hàm lượng amyloza cao tạo
được gel bền khi đun nóng trong nước và thích hợp cho việc sản xuất bánh kẹo. (
(http://www.ips.gov.vn/tt-khcn/login_chitiet.asp?id=1325)
2.3.3 Carrageenan
Carrageenan là PS có trong thành phần của loài rong Đỏ không chứa Agar.
Carrageenan có tính chất tương tự Agar. Dịch keo Carrageenan có thể đông thành
thạch như Agar nhưng ở nồng độ cao hơn Agar. Thạch Carrageenan có nhiệt độ nóng
chảy cao hơn thạch Agar.
9
Carrageenan được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực thực phẩm và phi
thực phẩm. Trong công nghệ thực phẩm Carrageenan được sử dụng là một chất để
điều chỉnh độ chắc, trạng thái, tính chất cảm quan.
(http://longdinh.com/home.asp?act=chitiet&ID=521&catID=1)
2.4 Tổng quan hệ thống sấy
Sấy chân không là việc tiến hành gia nhiệt sấy các nguyên liệu cần sấy trong
điều kiện chân không. Thiết bị sử dụng bơm chân không để hút khí và hút ẩm, buồng
làm việc ở trạng thái chân không, tốc độ sấy khô liệu được nâng lên đáng kể.
10
Nguyên liệu được sấy trong buồng sấy ở trạng thái tĩnh, nguyên liệu cũng ở
trạng thái tĩnh, hình dáng của nguyên liệu không bị phá hỏng. Điểm sôi của nguyên
liệu dạng lỏng ở trạng thái chân không được hạ thấp, vì thế thích hợp dùng để sấy các
loại nguyên liệu không ổn định hoặc có tính tản nhiệt. Máy sấy chân không có đặc
điểm kín, thích hợp sử dụng với các nguyên liệu có khí độc, có chất kích thích mạnh.
(http://www.hiendaihoa.com)
2.4.4 Các giai đoạn của quá trình sấy
2.4.4.1 Giai đoạn đốt nóng vật liệu
Là giai đoạn đưa nhiệt lên cao đến mức nước có thể bốc hơi được, đồng thời
làm cho nhiệt của vật liệu cũng tăng dần. Trong giai đoạn này, nhiệt cung cấp chủ yếu
cho quá trình đốt nóng. Do đó trong quá trình sấy ta phải rút ngắn giai đoạn đầu bằng
cách tăng nhiệt.
2.4.4.2 Giai đoạn tốc độ sấy không đổi
Khi nước ở bề mặt vật liệu đã bị khử hết, đồng thời vật liệu đã nóng đều tức là
tốc độ khuếch tán ẩm từ trong ra bề mặt bằng với tốc độ khuếch tán ẩm từ bề mặt vật
liệu ra môi trường xung quanh. Quá trình này phụ thuộc nhiều vào môi trường như: ẩm
độ, tốc độ gió, nhiệt độ…
2.4.4.3 Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần
Khi kết thúc giai đoạn sấy không đổi, ẩm độ tự do bay hết, còn lại trong vật liệu
3.2.2 Thiết bị thí nghiệm:
Máy sấy dạng buồng khay: Mức nhiệt độ tối đa khoảng 80oC. Máy gồm có các
khay, hoạt động theo kiểu truyền nhiệt đối lưu. Trước tiên không khí vào cửa
rồi qua bộ phận gia nhiệt, dưới sức ép của quạt, không khí nóng sẽ được quạt
thổi vào buống sấy.
Máy sấy chân không: Máy gồm 1 buồng sấy có cửa kính chịu áp lực, cùng với
một bơm hút chân không. Áp suất tối đa có thể đạt được khoảng 74 cmHg.
Máy nghiền.
Tủ sấy.
Cân điện tử với độ chính xác là 0,01 g.
Máy hàn mẫu chân không.
Máy đo màu sắc Minolta Chroma Meters CR – 200.
Máy xay sinh tố.
Máy đồng hóa.
12
3.3
Quy trình sản xuất thử nghiệm
Lá sương sâm
Xay nhuyễn
Lọc
Dịch sương sâm
Bã
Copyright: Tài liệu đại học ©