BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH
ĐỒ ÁN/ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SỮA GẠO TỪ GẠO ĐEN HỮU CƠ
Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
Giảng viên hƣớng dẫn: TS. Nguyễn Lệ Hà
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Bảo Nhi
MSSV: 1311110633
Lớp: 13DTP05
Tp Hồ Chí Minh, năm 2017
i
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan toàn bộ nội dung đồ án tốt nghiệp “ Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến
sữa gạo từ gạo đen hữu cơ” là do tôi nghiên cứu, học tập từ bài giảng các môn học của
Quý Thầy/Cô, tham khảo thêm sách, tạp chí báo khoa học, các tài liệu trong và ngoài
nƣớc có liên quan đến đề tài. Không sao chép hay sử dụng bài làm của bất kì ai khác.
Các số liệu đƣợc trích dẫn trong đồ án tốt nghiệp là hoàn toàn trung thực.
Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan của mình trƣớc quý thầy/cô và nhà
trƣờng.
Thành phố Hồ Chí Minh, ngày….,tháng….,năm 2017
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Bảo Nhi
i
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
LỜI CẢM ƠN
Khoảng thời gian bốn năm học hỏi, nghiên cứu tại trƣờng Đại học Công nghệ TPHCM, em đã nghiệm thu đƣợc rất nhiều kiến thức sâu rộng về các môn đại cƣơng, chuyên ngành và kỹ năng sống là hành trang vững chắc cho mai sau. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban lãnh đạo nhà trƣờng, Quý thầy cô khoa Công nghệ Sinh học – Thực Phẩm - Môi trƣờng đã khơi nguồn động lực, tin tƣởng giao cho em đề tài đồ án tốt nghiệp “ NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN SỮA GẠO TỪ GẠO ĐEN HỮU CƠ”.
Đặc biệt, em xin chân thành gửi lời cảm ơn cô TS.Nguyễn Lệ Hà đã tận tình hƣớng dẫn và giúp em từng ngày hoàn thiện đề tài nghiên cứu.
Một lần nữa, em xin chân thành cảm ơn và kính chúc đến Quí thầy cô, gia đình và những ngƣời thân yêu luôn dồi dào sức khỏe.
ii
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ........................................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ................................................................................................ 3
1.1.Tổng quan về thực phẩm chức năng .......................................................................... 3
1.1.1. Định nghĩa .......................................................................................................... 3
1.1.2. Tình hình thực phẩm chức năng trong và ngoài nƣớc ....................................... 3
1.2. Xu hƣớng sử dụng thực phẩm của ngƣời tiêu dùng hiện nay ................................. 4
1.2.1. Xu hƣớng sử dụng thực phẩm tại Việt Nam ................................................ 4
1.2.2. Xu hƣớng sử dụng thực phẩm tại Hoa Kỳ .................................................... 6
1.3. Xu hƣớng sử dụng sản phẩm thực phẩm Gluten-free ............................................. 7
1.3.1. Định nghĩa: ................................................................................................... 7
1.3.2. Nguyên nhân dẫn đến ngày càng có nhiều ngƣời ƣa chuộng sản phẩm Gluten-free ................................................................................................................... 8
1.3.3. Các loại thực phẩm Gluten thƣờng đƣợc tìm thấy ....................................... 8
1.3.4. Tiềm năng và sự phát triển của các loại sản phẩm Free-Gluten. .................. 8
1.4. Hội chứng không dung nạp Lactose ....................................................................... 8
1.4.1. Tổng quan về hội chứng không dung nạp Lactose: ...................................... 8
Tiềm năng phát triển của dòng sản phẩm chuyên biệt dành cho ngƣời dị
1.4.2. ứng Lactose. ................................................................................................................. 9
1.5. Gạo đen hữu cơ và những lợi ích khi sử dụng ...................................................... 11
1.5.1. Định nghĩa: ................................................................................................. 11
1.5.2. Thành phần hóa học của gạo đen ............................................................... 11
1.5.3. Tổng quan về hợp chất Anthocyanin có trong gạo đen .............................. 17
1.5.4. Lợi ích mà gạo đen mang lại cho ngƣời sử dụng ....................................... 26
1.6. Enzyme Amylase và quá trình thủy phân ............................................................... 28
1.6.1. Khái niệm: ........................................................................................................ 28
1.6.2. Phân loại enzyme Amylase .............................................................................. 28
1.6.3. Hệ enzyme Amylase......................................................................................... 29
1.6.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến phản ứng của enzyme Amylase ............................. 32
1.6.5. Quá trình thủy phân .......................................................................................... 35
iii
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1.7. Tình hình sản xuất sữa gạo trong và ngoài nƣớc .................................................. 36
1.7.1. Tình hình sản xuất sữa gạo trong và ngoài nƣớc hiện nay ......................... 36
1.7.2. Các nghiên cứu trong nƣớc về sữa gạo ...................................................... 36
1.7.3. Các công đoạn sản xuất sữa gạo....................................................................... 38
1.7.3.1. Nghiền mịn .......................................................................................... 38
1.7.3.2. Hồ hóa .................................................................................................. 39
1.7.3.3. Lọc ....................................................................................................... 41
1.7.3.4.Phôi chê ................................................................................................. 41
1.7.3.5.Tiệt trùng .......................................... 43_Toc489945724_Toc489945724
CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................... 44
2.1. Nguyên liệu – hóa chất – dụng cụ: .......................................................................... 44
2.1.1. Địa điểm: ......................................................................................................... 44
2.1.2. Nguyên liệu: ..................................................................................................... 44
2.1.3. Hóa chất: .......................................................................................................... 45
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu: ........................................................................................ 46
2.2.1. Sơ đồ dự kiến chế biến sữa gạo: ....................................................................... 46
2.2.2. Bố trí thí nghiệm: ............................................................................................ 48
2.2.2.1.Thí nghiệm 1 ............................................................................................. 48
2.2.2.2.Thí nghiệm 2 ............................................................................................ 50
2.3. Các phƣơng pháp phân tích dùng trong nghiên cứu: .............................................. 56
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu: ...................................................................................... 56
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................................... 57
3.1. Xác định thông số của quá trình hồ hóa bột gạo đen: ............................................ 57
3.1.1 Xác định nhiệt độ cho quá trình hồ hóa bột gạo đen: ....................................... 57
3.1.1.1.Hiệu xuất thủy phân của bột gạo đen khi hồ hóa ở các nhiệt độ khác nhau57
3.1.1.2. Hàm lƣợng đƣờng khử của bột gạo đen khi hồ hóa ở các nhiệt độ khác nhau ........................................................................................................................ 58 3.2.Xác định các thông số kỹ thuật của quá trình thủy phân bột gạo đen ...................... 60
3.2.1 Xác định nhiệt độ cho quá trình thủy phân bột gạo đen: .................................. 60
iv
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.2.1.1. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân bột gạo ở các nhiệt độ khác nhau trong suốt quá trình thủy phân ..................................................................... 60
3.2.1.2. Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau trong suốt quá trình thủy phân ............................................................................. 62
3.2.1.3. Hàm lƣợng anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của công đoạn thủy phân ...................................................................................... 63
3.2.1.4. Nồng độ chất khô trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của công đoạn thủy phân ............................................................................................ 64 3.2.2. Xác định nồng độ enzyme cho quá trình thủy phân bột gạo đen: .................... 65
3.2.2.1. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong công đoạn thủy phân .......................................................................... 65
3.2.2.2. Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nồng độ ezyme khác nhau của công đoạn thủy phân ............................................................................. 66
3.2.2.3. Hàm lƣợng anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau của công đoạn thủy phân .................................................................... 67
3.2.2.4. Độ Brix của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong công đoạn thủy phân ..................................................................................................... 68 3.2.3. Xác định thời gian cho quá trình thủy phân bột gạo: ....................................... 69
3.2.3.1. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân bột gạo ở các mức thời gian khác nhau ................................................................................................................ 69
3.2.3.2. Hàm lƣợng đƣờng khử của dịch thủy phân ở các thời gian khác nhau...... 71
3.2.3.3. Hàm lƣợng Anthocyanin có trong dịch thủy phân ở các mốc thời gian khác nhau. ............................................................................................................... 71
3.2.3.4. Độ Brix của dịch thủy phân ở các mốc thời gian khác nhau ..................... 73
3.3.Xác định công thức phối chế cho sản phẩm sữa gạo từ gạo đen hữu cơ ................. 74
3.4. Đánh giá tổng quát về sản phẩm sữa gạo từ gạo đen hữu cơ ................................. 75
3.4.1. Đánh giá cảm quan về sản phẩm: ..................................................................... 75
3.4.2 Đánh giá chỉ tiêu hóa lý: ................................................................................... 81
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 83
Kết luận: ......................................................................................................................... 83
Kiến nghị: ....................................................................................................................... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................. 85 v
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
PHỤ LỤC ........................................................................................................................... 87
vi
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Một số dạng thực phẩm chức năng hiện có mặt trên thị trƣờng.
Hình 1.2. Số cơ sở sản xuất- kinh doanh thực phẩm chức năng.
Hình 1.3. Top 5 thành phần mà ngƣời Việt hạn chế sử dụng so với các quốc gia trong
khu vực Đông Nam Á.
Hình 1.4. Một số loại sản phẩm Gluten-free đƣợc bày bán trên thị trƣờng.
Hình 1.5.Tỷ lệ ngƣời trƣởng thành không sử dụng đƣợc lactose trên thế giới.
Hình 1.6.Một số dòng sản phẩm sữa bột không chứa lactose.
Hình 1.7.Cấu trúc của một số anthocyanin tự nhiên
Hình 1.8.Sự tạo phức giữa Cyanidin và DNA
Hình 1.9.Phân loại enzyme Amylase
Hình 1.10.Sản phẩm của amylose thủy phân dƣới tác dụng của anpha-amylase
Hình 1.11.Sản phẩm của tinh bột
Hình 1.12. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng của Enzyme
Hình 1.13.Các chất hoạt hóa enzyme
Hình 1.14.Sản phẩm sữa gạo lứt Koshi, nƣớc gạo Morning rice và sữa Gạo Phố
Hình 1.15.Cơ chế quá trình hồ hóa
Hình 1.16.Cấu tạo của Xathangum
Hình 2.1. Máy đo OD và rây
Hình 2.2. Cân phân tích và bể ổn định nhiệt
Hình 2.3. Sơ đồ dự kiến chế biến sữa gạo
Hình 3.1.Hiệu suất thủy phân của bột gạo đen khi hồ hóa ở nhiệt độ khác nhau
Hình 3.2.Hàm lƣợng Glucose của bột gạo đen khi hồ hóa ở nhiệt độ khác nhau
Hình 3.3.Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân bột gạo ở các nhiệt độ khác nhau trong
quá trình thủy phân.
Hình 3.4.Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của công
đoạn thủy phân
Hình 3.5. Hàm lƣợng anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của
công đoạn thủy phân.
Hình 3.6.Nồng độ chất khô trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của quá trình
thủy phân.
vii
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hình 3.7.Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong
công đoạn thủy phân.
Hình 3.8.Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nồng độ enzyem khác nhau
của công đoạn thủy phân.
Hình 3.9.Hàm lƣợng anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau
trong công đoạn thủy phân.
Hình 3.10.Độ Brix của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong công đoạn
thủy phân.
Hình 3.11.Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân ở các khoảng thời gian khác nhau
trong công đoạn thủy phân.
Hình 3.12. Hàm lƣợng đƣờng khử của dịch thủy phân ở các khoảng thời gian khác nhau
trong công đoạn thủy phân.
Hình 3.13.Hàm lƣợng anthocyanin của dịch thủy phân ở các khoảng thời gian khác nhau
của công đoạn thủy phân.
Hình 3.14.Độ Brix của dịch thủy phân ở các khoảng thời gian khác nhau của công đoạn
thủy phân.
Hình 3.15.Biểu đồ thể hiện mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng với nồng độ
xanthangum khác nhau trong công đoạn phối chế
Hình 3.16.Mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng đối với từng chỉ tiêu của sản phẩm
Hình 3.17.Biểu đồ thể hiện tỷ lệ giá cả bán sản phẩm sữa gạo trên thị trƣờng
Hình 4.1. Qui trình chế biến sữa gạo
viii
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1.Số liệu thống kê về số lƣợng ngƣời bị dị ứng đƣờng Lactose
Bảng 1.2.Giá trị dinh dƣỡng trong từng giống gạo
Bảng 1.3. Thành phần dinh dƣỡng của gạo đen trong 100g gạo đen hữu cơ
Bảng 1.4. Tỷ lệ các nhóm Protein của các bộ phận trong hạt gạo (% trong tổng số
protein)
Bảng 1.5.Các Anthocyanin trong một số nguồn thực vật
Bảng 1.6.Một số tính chất của anpha-Amylase từ vi sinh vật
Bảng 1.7.Giá sữa gạo và sữa đậu nành trên thị trƣờng thế giới
Bảng 2.1.Thành phần dinh dƣỡng của gạo đen
Bảng 2.2.Bảng thành phần dinh dƣỡng của sữa gạo làm từ gạo đen hữu cơ với sữa gạo từ
gạo nâu trên thị trƣờng
Bảng 2.3. Bảng thành phần dinh dƣỡng của sữa gạo đen.
ix
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
MỞ ĐẦU
Đặt vấn đề:
Sữa gạo, một danh từ nghe vừa lạ vừa quen đối với ngƣời tiêu dùng Việt. Quen là vì trong số 93 triệu ngƣời dân trên toàn Việt Nam không ai là không biết đến gạo. Gạo đƣợc xem là những gì quý giá nhất, tinh túy nhất, là quốc hồn, quốc túy của dân tộc. Thế nhƣng, lạ ở chỗ, trƣớc giờ ngƣời ta chỉ nghe sữa dê, sữa bò…chả ai nghe thấy sữa gạo cả. Vậy thì ngày hôm nay một sự kết hợp giữa cái vốn đã là tinh hoa văn hóa của ngƣời Việt với cái mới lạ liệu có đem lại cho ngƣời sử dụng những thú vị đáng mong đợi. Đề tài này sẽ minh chứng cho điều đó. Dƣới đây là chỉ là một vài lí do điển hình trong vô vàn các lí do cho sự lựa chọn hiện thực hóa ý tƣởng này.
Thứ nhất: “ Gạo đen hữu cơ” chỉ cần nghe thoáng qua cái tên đã kích thích sự tò mò, gạo mà có màu đen? Vậy màu đen thì khác gì với màu trắng thông thƣờng hay khác với gạo lứt có màu nâu? Xin giải thích với các bạn rằng gạo đen là vua của các loại gạo, hàm lƣợng chất dinh dƣỡng trong nó cao gấp nhiều lần so với các loại gạo thông thƣờng khác kể cả gạo lứt ( một loại gạo nổi tiếng là bổ dƣỡng hiện nay). Bên cạnh đó, hàm lƣợng anthocyanin( một hợp chất chống OXH,ngăn ngừa ung thƣ, đột quỵ, nhồi máu cơ tim) trong gạo đen rất rất cao.
Thứ hai: “ Gạo đen hữu cơ” về bản chất là loại gạo có nhiều amylose trong thành phần nên rất cứng, khó chế biến. Khiến cho ngƣời sử dụng tốn nhiều công sức chuẩn bị, sơ chế. Hoàn toàn không tiện lợi cho ngƣời bận rộn, hay trẻ em, ngƣời già không thể nấu nƣớng.
Từ hai lý do ở trên đã cho thấy việc tạo ra một loại sản phẩm có thể sử dụng bất cứ khi nào, bất cứ nơi đâu, cho mọi đối tƣợng, thơm ngon mà lại rất giàu dinh dƣỡng, không những cung cấp dƣỡng chất, nó còn kháng các loại bệnh xu thế hiện nay, hoàn toàn an toàn cho sức khỏe( vì bản thân nguyên liệu gạo đen đã đƣợc trồng hữu cơ không sử dụng hóa chất) là một ý kiến quá tối ƣu. Một sự lựa chọn hoàn hảo cho sức khỏe.
Thế nhƣng sữa gạo không chỉ có thế, bên trong nó còn có vô vàn lợi ích thiết thực, cần thiết trong thời buổi mà nguy cơ ngộ độc thực phẩm ngày một leo thang, tình trạng thực phẩm bẩn mất kiểm soát. Những lí do tiếp theo đây sẽ cho thấy điều đó Thứ ba: Sữa gạo đen hữu cơ cũng đƣợc xem nhƣ là một dạng thực phẩm chức năng hoàn toàn từ thiên nhiên. Vậy thay vì chọn các loại thực phẩm chức năng hỗ trợ sức khỏe đã qua chế biến, nhƣ viên nén vitamin, bột protein..v..v thì rõ ràng lựa chọn một món quà của thiên nhiên là tuyệt nhất. Thứ tƣ: Nói đến sữa, tự dƣng ai cũng cảm nhận đƣợc nó đầy dinh dƣỡng, thơm ngon, ngƣời bệnh cũng sẽ đƣợc khuyên uống sữa để bồi bổ cơ thể, ngƣời già trẻ em đều đƣợc khuyến cáo nên uống sữa để hổ trợ tiêu hóa…Tuy nhiên không phải tất cả mọi ngƣời
1
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
trên thế giới đều có thể uống sữa thoải mái. Có đến 90% dân số ĐNA và Đông á bị dị ứng với đƣờng lactose có trong sữa từ động vật. Điều đó thật bất công với họ khi không thể cung cấp đƣợc cho cơ thể những loại dinh dƣỡng hoàn hảo. Nhƣng sữa gạo có thể làm đƣợc điều đó, thành phần trong sữa gạo không hề có lactose, và các chất dinh dƣỡng khác thì cực phong phú. Vậy là bạn bạn sẽ chọn cái nào? Thứ năm: Các bạn có thích ăn bánh ngọt, bánh quy, bánh rán hay mì ống, pizza, ngũ cốc và thứ tuyệt hơn là uống bia. Chắc chắn nhiều ngƣời rất thích chúng và sử dụng chúng mỗi ngày nhƣ một phần của cuộc sống. Ấy vậy mà chúng là những loại thực phẩm chứa rất nhiều gluten, và đến thời điểm hiện tại tỷ lệ ngƣời mắc bệnh celiac và không dung nạp gluten tăng gấp 4 lần trong 50 năm qua. Vậy thì họ sẽ mất đi rất nhiều sự lựa chọn trong thực đơn hàng ngày. Đừng lo lắng, sữa gạo có thể thay thế vị trí đó và còn làm tốt hơn cả các loại thực phẩm ở trên. Đồng thời xu hƣớng sử dụng thực phẩm free-gluten để cải thiện sức khỏe đang lan rộng và sữa gạo hầu nhƣ đáp ứng đƣợc 99.99% yêu cầu của dòng thực phẩm gluten-free. Từ những lí do đơn giản nhất cho đến phức tạp hơn đều đƣa đến một mục đích: Việc “nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ” giúp tìm ra một dòng sản phẩm tiện sử dụng, an toàn, bổ dƣỡng, hỗ trợ sức khỏe, ngăn ngừa bệnh tật, là lựa chọn thay thế tối ƣu cho một bộ phận không nhỏ ngƣời bị khiếm khuyết tự nhiên. Nó còn góp phần đa dạng hóa các sản phẩm, giải quyết vấn đề trong công đoạn chế biến và sử dụng, rút ngắn thời gian, mở ra một trang mới cho ngành sản xuất, chế biến các sản phẩm từ gạo thay vì các cách chế biến truyền thống.
Mục tiêu nghiên cứu: Tham khảo các tính chất cơ bản của “gạo đen hữu cơ” để từ đó làm cơ sở nghiên cứu cho việc xây dựng, hoàn thiện quy trình chế biến sữa gạo đƣợc ngƣời tiêu dùng chấp nhận và có khả năng thƣơng mại hóa trên thị trƣờng. Nội dung nghiên cứu: Để đạt đƣợc mục tiêu nghiên cứu đề ra ở trên là xây dựng quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ thì đề tài tập trung nghiên cứu các khía cạnh sau: Xác định thông số kỹ thuật của quá trình hồ hóa: tỉ lệ gạo nƣớc(w/w), nhiệt độ hồ hóa, thời gian hồ hóa. Xác định thông số kỹ thuật của quá trình thủy phân: nhiệt độ thủy phân, thời gian thủy phân và nồng độ enzyme. Xác định công thức phối chế của sữa gạo thành phẩm: tỉ lệ xathangum bổ sung để tạo độ nhớt Đánh giá cảm quan về các tính chất của sản phẩm: đánh giá các chỉ tiêu hóa lý, mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng
2
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1.Tổng quan về thực phẩm chức năng
1.1.1. Định nghĩa Theo thông thƣ số 08-TT-BYT ngày 23-8-2004 của Bộ Y tế Việt Nam về việc “Hƣớng dẫn việc quản lý các sản phẩm Thực phẩm chức năng” đã định nghĩa: Thực phẩm chức năng là thực phẩm đƣợc dùng để hỗ trợ chức năng của các bộ phận trong cơ thể con ngƣời, đồng thời có tác dụng dinh dƣỡng và tạo cho cơ thể tình trạng thoải mái, giúp làm tăng sức đề kháng và giảm bớt nguy cơ gây bệnh.
Hình 1.1. Một số dạng thực phẩm chức năng hiện có mặt trên thị trƣờng
1.1.2. Tình hình thực phẩm chức năng trong và ngoài nƣớc Theo điều tra của Hiệp hội Thực phẩm chức năng (TPCN) Việt Nam (VAFF), năm 2000 cả nƣớc mới có 13 cơ sở sản xuất, kinh doanh TPCN, thì đến năm 2005 con số này đã lên tới 143 cơ sở. Đến năm 2009, cả nƣớc đã có 1.114 cơ sở TPCN, và đến tháng 7/2014, con số này là trên 4.500 cơ sở. Nếu năm 2000, mới chỉ có 63 sản phẩm TPCN có mặt tại thị trƣờng Việt Nam thì chỉ từ 2011 - 2013, thị trƣờng đã xuất hiện khoảng 10.000 sản phẩm, trong đó khoảng 40% là hàng nhập khẩu.
3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hình 1.2. Số cơ sở sản xuất – kinh doanh thực phẩm chức năng
Theo số liệu thống kê có đến 70% ngƣời dân ở Mỹ thƣờng xuyên sử dụng TPCN để phòng bệnh. Theo Ngân hàng Thế giới (World Bank, 2006), thị trƣờng TPCN ở Mỹ chiếm 35%, Châu Âu 32%, Nhật Bản 25% và phần còn lại của các nƣớc trên thế giới là 8%. Thị trƣờng TPCN tại Mỹ năm 2007 là 27 tỉ USD và năm 2013 đƣợc dự đoán tăng lên 90 tỉ USD. Vì thế, việc TPCN phát triển mạnh tại VN cũng là theo quy luật chung.
1.2. Xu hƣớng sử dụng thực phẩm của ngƣời tiêu dùng hiện nay
1.2.1. Xu hƣớng sử dụng thực phẩm tại Việt Nam
Ngƣời Việt Nam ngày nay đã bắt đầu để ý đến những sự lựa chọn tốt cho sức khỏe, mang lại các giá trị về mặt dinh dƣỡng, mức kinh tế đƣợc nâng cao chính vì thế xu hƣớng sử dụng thực phẩm cũng dần thay đổi theo chiều hƣớng có phần tích cực.
4
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hình 1.3: Top 5 thành phần mà ngƣời Việt hạn chế sử dụng so với các quốc gia trong khu vựng ĐNA
Thực phẩm sạch – xu hƣớng tiêu dùng hiện đại Ngày 16/3, tại Hà Nội đã diễn ra Hội thảo Thực phẩm sạch và xu hƣớng tiêu dùng hiện đại do Hiệp hội các nhà bán lẻ Việt Nam đã tổ chức ( nguồn: Báo điện tử- 21:44 ngày 16/03/2016). Việt Nam đã có khá nhiều sản phẩm đƣợc xuất khẩu, đáp ứng yêu cầu an toàn thực phẩm khá cao của Nhật Bản, Mỹ, EU, Hàn Quốc…Tuy nhiên, thị trƣờng nội địa vẫn còn nhiều vấn đề, làm cho ngƣời tiêu dùng bức xúc, lo lắng trƣớc các hiện tƣợng thực phẩm chƣa đƣợc an toàn. Các công ty bán lẻ lớn cũng đã có các bƣớc thúc đẩy tính bền vững và phát triển thƣơng hiệu của họ xung quanh các sản phẩm thực phẩm có chất lƣợng cao, an toàn và bền vững. Sản phẩm biến đổi gen (sản phẩm GM) Hiện nay, ngƣời tiêu dùng Việt Nam chƣa biết nhiều và chƣa hiểu hết về các sản phẩm biến đổi gen (GM). Họ đang dần quan tâm nhiều hơn đến vấn đề này, vì họ chƣa thể phân biệt đƣợc giữa sản phẩm biến đổi gen và sản phẩm không thuộc dòng biến đổi gen. Thông tƣ của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về các quy trình và thủ túc cấp và rút chứng nhận các loại thực vật biến đổi gen đƣợc phép sử dụng nhƣ thực phẩm và thức ăn gia súc cho thấy các nỗ lực của chính phủ trong việc thắt chặt việc tuân thủ các luật về dán nhãn trong lĩnh vực này. Gần đây, chính phủ đã cho phép thử nghiệm giống ngô biến đổi gen quy mô nhỏ vào năm 2014 và thực hiện trồng các loại cây biến đổi gen quy mô lớn vào năm 2015.( nguồn Global Food Forums).
Sản phẩm hữu cơ Nhiều dự án trang trại hữu cơ tại Việt Nam đƣợc thực hiện trên cơ sở thử nghiệm. Hệ thống đảm bảo cùng tham gia (PGS) hữu cơ của Việt Nam đƣợc phát triển vào
5
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
năm 2006 thông qua một dự án do ADDA (một tổ chức phi chính phủ của Thụy Điển) tài trợ và Hội nông dân Việt Nam tài trợ. Thực phẩm hữu cơ và nông trang hữu cơ mới chỉ đang ở bƣớc phát triển ban đầu tại Việt Nam và hiện tại không có hệ thống kiểm soát chất lƣợng đƣợc công nhận trong khu vực. Tuy nhiên, có các dấu hiệu cho thấy thị trƣờng này đang có những tín hiệu tăng trƣởng khả quan. Các nghiên cứu đã cho thấy nếu nguồn cung tăng lên, rất nhiều ngƣời tiêu dùng Việt Nam sẵn sàng trả giá cao cho các loại sản phẩm thực phẩm hữu cơ an toàn.
1.2.2. Xu hƣớng sử dụng thực phẩm tại Hoa Kỳ Theo thống kê, tại Mỹ có khoảng 55.000 loại thực phẩm chức năng (TPCN), so với các nƣớc trên thế giới thì Mỹ là quốc gia mà TPCN đƣợc ƣa chuộng nhất. Mỗi năm ngƣời Mỹ chi ra một khoản tiền không nhỏ dành cho TPCN, khoảng 32 tỷ USD. (Nguồn: healthplus.vn)
Thực phẩm chức năng “siêu dinh dƣỡng”: Trong quá trình điều tra khảo cứu, các chuyên gia ngƣời Mỹ nhận thấy, cứ 10 ngƣời Mỹ thì có đến 9 ngƣời sử dụng TPCN dạng siêu dinh dƣỡng bao gồm các dƣỡng chất lành mạnh, vitamin, khoáng chất thiết yếu, thảo dƣợc và các loại thực vật học trong số đó bao gồm cả omega 3 và dầu cá trong thực đơn ăn uống. Omega 3 là loại vi chất mà cơ thể không có khả năng tự tổng hợp, phải thu nạp từ bên ngoài qua các loại thực phẩm bổ dƣỡng, tinh dầu thực phẩm. Thực phẩm chức năng với thành phần tự nhiên: Cứ 10 ngƣời Mỹ có đến 6 ngƣời tìm kiếm những TPCN đƣợc chiết xuất với thành phần tự nhiên, không hóa chất, không chất độc hại. Đặc biệt, những thực phẩm không chứa chất tạo màu, chất bảo quản và ¼ những ngƣời này chọn thực phẩm và đồ uống có nguồn gốc từ thực phẩm hữu cơ (loại thực phẩm hoàn toàn tự nhiên, phải tuân thủ những quy tắc nghiêm ngặt trong quá trình nuôi trồng, chế biến cũng nhƣ bảo quản và tiêu thụ.) Thực phẩm chức năng cho trẻ em: Có đến gần một nửa các bà mẹ Mỹ lựa chọn thực phẩm và đồ uống chức năng. Những nhóm TPCN mà các mẹ hƣớng đến là dòng sản phẩm giàu dinh dƣỡng, giàu calo.( Nguồn: healthplus.vn) Trong quá trình điều tra các chuyên gia cũng nhận thấy có đến 44% những trẻ em độ tuổi dƣới 12 thƣờng xuyên sử dụng thực phẩm và đồ uống hữu cơ ít nhất một lần một tuần. Thực phẩm chức năng dạng dƣợc phẩm: Trên thực tế, tại Mỹ, cứ 8 trong 10 ngƣời tiêu dùng lựa chọn TPCN dạng dƣợc phẩm với mục đích ngăn ngừa nguy cơ mắc bệnh mạn tính nguy hiểm nhƣ tim mạch, cao huyết áp, loãng xƣơng, đái tháo đƣờng loại 2, giúp ngăn chặn tình trạng suy giảm trí nhớ, ung thƣ và bệnh Alzheimer ở ngƣời già. Thực phẩm chức năng thay thế: Lựa chọn TPCN lành mạnh để thay thế các bữa ăn quá giàu đạm, béo, calo là “đầu mối” gây nên các chứng bệnh nguy hiểm. Thống kê cũng cho thấy, 80% các gia đình Mỹ cắt giảm thịt trong bữa tối, trứng
6
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
đƣợc lựa chọn là thực phẩm thay thế phổ biến hơn, kèm theo đó là đậu, rau và các chế phẩm từ đậu để tránh những rắc rối cho sức khỏe. Thực phẩm chức năng giảm cân: Dòng TPCN này có khả năng thay thế bữa ăn lành mạnh bằng việc bổ sung những thành phần dinh dƣỡng đặc biệt có tác dụng giảm cân, đốt chất béo, từ đó rút ngắn “chặng đƣờng” thu nhỏ vóc dáng. Những thành phần chủ yếu của dòng sản phẩm này là ngũ cốc nguyên hạt, chất xơ và vitamin D. Thực phẩm chức năng hữu cơ: Là dòng sản phẩm chức năng phổ biến đƣợc ƣa chuộng hàng đầu ở Mỹ. Đối tƣợng khách hàng của loại TPCN này là những ngƣời ở độ tuổi 14 - 33. Với mục đích nâng cao sức khỏe, thực phẩm đƣợc chế biến với những nguyên liệu thật sự tự nhiên, hạn chế tối đa hóa chất, chất bảo quản hoặc bất cứ tác nhân nào gây mất dƣỡng chất vốn có trong sản phẩm đem lại hƣơng vị tƣơi ngon cho sản phẩm.
1.3. Xu hƣớng sử dụng sản phẩm thực phẩm Gluten-free
1.3.1. Định nghĩa: Gluten là một hỗn hợp hai protein gồm gliadin và glutenin, nhƣng bạn sẽ không tìm thấy chúng trong thịt hoặc trứng. Thay vào đó gluten xuất hiện ở mì căn (dùng thay thế thịt trong các món chay), lúa mì, lúa mạch đen và lúa mạch hoặc phụ gia thực phẩm cho các loại thức ăn chế biến sẵn nhƣ kem, nƣớc dùng, đồ hộp…Gluten-free chính là chế độ ăn không có gluten có nghĩa là bạn không sử dụng các loại ngũ cốc và mì căn( nguồn: Amy Jones (8/12/ 2016)). Một thập kỷ trƣớc, không ai quan tâm hoặc thậm chí nghe nói về “Gluten”. Tuy nhiên trong vài năm trở lại đây, ngƣời ta bắt đầu chú ý nhiều hơn và ƣớc tính thị trƣờng các sản phẩm không chứa Gluten trên thế giới hiện nay đã đạt mức 2,6 tỷ
USD( nguồn: Amazing Paleohacks( 2013)). Hình 1.4. Một số loại sản phẩm Gluten-free đƣợc bày bán trên thị trƣờng
7
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1.3.2. Nguyên nhân dẫn đến ngày càng có nhiều ngƣời ƣa chuộng sản phẩm Gluten-free Cho đến nay, các nhà khoa học vẫn không hoàn toàn hiểu hết lý do tại sao Gluten có thể kích hoạt một phản ứng tiêu cực về thể chất ở nhiều ngƣời. Điển hình nhất là bệnh Celiac, một rối loạn tự miễn nhiễm(autoimmune disorder) ảnh hƣởng đến 3 triệu ngƣời Mỹ( nguồn: Amy Jones (8/12/ 2016)). Với một ai đó bị mắc bệnh này, khi ăn thực phẩm có chứa vô cùng nhỏ lƣợng Gluten, hệ thống miễn dịch sẽ tấn công vào ruột non và ngăn ngừa sự hấp thụ các chất dinh dƣỡng quan trọng, có thể dẫn đến suy dinh dƣỡng, thậm chí đe dọa tính mạng. Một loại bệnh ít nghiêm trọng hơn là dị ứng với Gluten (hay còn gọi là bệnh không dung nạp Gluten) với các triệu chứng khác nhau ở mỗi ngƣời nhƣ tiêu chảy, táo bón, đầy hơi, nôn mửa, chóng mặt, kích ứng da, mệt mỏi, chuột rút và trầm cảm. Một lý do khiến bạn nghe nói rất nhiều về Gluten hiện nay là tỷ lệ của cả hai bệnh celiac và không dung nạp gluten liên tục leo thang. Một nghiên cứu gần đây xác định rằng tỷ lệ mắc bệnh celiac đã tăng gấp bốn lần trong 50 năm qua. Ƣớc tính có 18 triệu ngƣời Mỹ mắc phải hội chứng Gluten nhạy cảm.Một nghiên cứu xuất bản trong tạp chí khoa học Vị tràng học (Gastroenterology) so sánh 10.000 mẫu máu lấy từ 50 năm trƣớc với mẫu máu lấy từ 10.000 ngƣời hiện nay và phát hiện ra rằng đã có sự gia tăng 400% trong tỷ lệ ngƣời mắc bệnh celiac( nguồn: Amazing Paleohacks( 2013)). Một trong những lý do cho việc tăng trƣởng quá mức này đó là vì sự lạm dụng Gluten.
1.3.3. Các loại thực phẩm Gluten thƣờng đƣợc tìm thấy Bánh nƣớng (bánh ngọt, bánh quy, bánh rán, bánh nƣớng xốp, bánh quy trƣớc). Bia, Bánh mỳ, Ngũ cốc, Crackers, Phụ gia thực phẩm, Mỳ ống, pizza, Salad, Nƣớc sốt, Hỗn hợp súp( nguồn: Amazing Paleohacks( 2013))
1.3.4. Tiềm năng và sự phát triển của các loại sản phẩm Free-Gluten. Cuộc khảo sát năm 2013 cho thấy khoảng một phần ba ngƣời Mỹ đang cố gắng tránh ăn gluten trong khẩu phần ăn của họ. Gluten-free là một trong những xu hƣớng phổ biến nhất trong y tế ( nguồn: Amy Jones (8/12/ 2016))...Và các công ty thực phẩm đã không mất nhiều thời gian để thông báo. Nhiều ngƣời đã thay đổi chiến lƣợc để đáp ứng nhu cầu. Họ đang tạo ra các phiên bản không chứa gluten mới của thực phẩm chế biến và nhấn mạnh các sản phẩm hiện có mà không có gluten.
1.4. Hội chứng không dung nạp Lactose
1.4.1. Tổng quan về hội chứng không dung nạp Lactose: Lactose là một dạng đƣờng (sugar) có trong sữa và hầu hết các sản phẩm từ sữa khác. Lactose khi vào đến ruột sẽ chia ra thành đƣờng glucose và galactose nhờ vào một enzyme có tên là Lactase (tên khoa học là Beta-D-galactosidase hay Lactase- phlorizin hydrolase), enzyme này thƣờng có tại thành của ruột non. Khi không dung nạp với Lactose (Lactose intolerance) thật ra là do cơ thể chúng ta thiếu enzyme Lactase để biến đổi Lactose thành ra hai loại đƣờng là đƣờng glucose và galactose nhƣ đã trình bày trên.
8
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Việc không dung nạp Lacrose sẽ dẫn đến tình trạng tiêu chảy, đau bụng, sôi bụng khi uống sữa, hay tiêu sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ sữa( nguồn: Trần Ngọc Thể Tú( 2014)).
Bảng 1.1. Số liệu thống kê về số lượng người bị dị ứng đường lactose
Nhóm ngƣời Số lƣợng ngƣời (%)
Mỹ gốc Châu Á 90
Mỹ gốc Châu phi 80
Thổ dân da đỏ Châu Mỹ 62-100
Ngƣời Mỹ gốc Mêxico 53
Bắc Âu 15
Châu Âu 5-17
Số liệu 10/07/2014
Hiện nay, khoảng 75% dân số thế giới bị mắc chứng không dung nạp đƣợc
Lactose (Nguồn: https://authoritynutrition.com). Các nguy cơ của việc này rất
khác nhau giữa các quốc gia và điều đó đƣợc thể hiện trên bản đồ này:
Hình 1.5. Tỉ lệ người trưởng thành không hấp thụ được Lactose trên thế giới
1.4.2. Tiềm năng phát triển của dòng sản phẩm chuyên biệt dành cho ngƣời dị ứng Lactose.
Theo báo cáo, thị phần của thực phẩm không chứa đƣờng lactose trị giá khoảng 4.1
tỷ USD trong năm 2015. Hãng nghiên cứu thị trƣờng Euromonitor dự báo, tốc độ
9
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
phát triển của thị trƣờng này đạt 6%/năm từ nay cho tới năm 2017, do nhu cầu ngày
càng lớn, vƣợt xa tốc độ tăng trƣởng chung của ngành sữa thế giới từ hai đến bốn
lần. Thị trƣờng trọng điểm hiện nay là Đông Á và Đông Nam Á, nơi 90% dân số
không hấp thụ đƣợc Lactose trong khi các sản phẩm không chứa lactose còn khá ít.
Ví dụ ở Trung Quốc, tỉ lệ tăng trƣởng của dòng sản phẩm này có thể lên đến 10%.(
nguồn: Trần Ngọc Thể Tú( 2014)).
Một phần đáng kể trong 4,3 tỷ ngƣời dân khu vực châu Á-Thái Bình dƣơng bị dị
ứng lactose, trong khi các sản phẩm không chứa lactose chủ yếu chỉ dành cho trẻ em
mà chƣa chú trọng đến đối tƣợng ngƣời trƣởng thành, mở ra một hƣớng đi mới cho
ngành Công nghiệp Thực phẩm trên toàn thế giới( nguồn: http://goldenlab.vn/tim-
hieu-ve-chung-bat-dung-nap-lactose). Bằng chứng là chỉ một số không nhiều các
siêu thị châu Á bán sữa bò không Lactose, và nếu so sánh với các sản phẩm thay thế
nhƣ sữa đậu nành hoặc sữa gạo là quá khập khiễng. Tình cảnh của sữa ít lactose
cũng không khá hơn là bao nhiêu, vì sự hiện diện đơn lẻ của chúng. Nhìn chung, sữa
dành cho bà bầu và mẹ cho con bú vẫn chiến ƣu thế.
Hình 1.6.Một số dòng sản phẩm sữa bột không chứa Lactose
Chỉ tính đến gần đây, các nhà sản xuất sữa mới thâm nhập khu vực Đông Nam Á
vì xu hƣớng tăng trƣởng ổn định của thị trƣờng này, dựa trên những dự báo trong
tƣơng lai, rằng một lƣợng lớn khách hàng không thích hợp với lactose mong
muốn có thêm sự lựa chọn bổ dƣỡng mới. Do đó, sữa không chứa lactose giống
nhƣ một cái bánh ngon lành, chờ đợi thƣởng thức.
10
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1.5. Gạo đen hữu cơ và những lợi ích khi sử dụng
1.5.1. Định nghĩa: Gạo Đen: đƣợc gọi là Kokushimai là tên thƣơng mại của giống màu của Oryza
sativa đã bán tại Nhật Bản. Asamurasaki có nguồn gốc từ gạo nếp Nhật và gạo
đen Bali đã đƣợc lai tạo bởi trung tâm nghiên cứu nông nghiệp thuộc Naro
Tohoku và đăng ký vào năm 1996.
Ngoài ra, nhờ vào lớp vỏ quả chứa nhiều hàm lƣợng sắc tố anthocyanin tạo màu
đen, hàm lƣợng này là một chất chống oxy hóa, ngƣời ta còn gọi với những cái
tên khác nhau nhƣ: gạo tím, gạo vua và đƣợc đánh giá cao vì chứa nhiều chất dinh
dƣỡng. Hiện nay có hơn 200 loại giống gạo đen khác nhau trên thế giới. Những
nƣớc trồng gạo đen nhƣ: Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ, Philippines, Nhật
Bản,…
1.5.2. Thành phần hóa học của gạo đen Những loại gạo đen chứa 37,6% protein cao hơn, 22,4% chất béo cao hơn, và 177% sợi thô cao hơn gạo truyền thống. Các loại gạo đen còn chứa lysine, vitamin B1, sắt, kẽm, calcium và chất lân thƣờng 20-50% cao hơn loại gạo thƣờng địa phƣơng. Về tính chất di truyền, gạo đen có hai gen nổi phụ và ít nhứt 3 cặp gen kiểm soát đặc tính di truyền của màu đen của hạt gạo.
Bảng 1.2. Giá trị dinh dưỡng trong từng giống gạo
Vitamin, (mg/100 g) Chất khoáng (mg/100 kg)
Tên giống _____________________________________________________________________________ ___
B1 B2 C E Fe Ca Mg Zn P K Cu _________ __________________________________________________________________________________
Gạo đen
Yangxian- 0,204 4,44 0,86 48,89 210 214,3 2640 43,5 3710 3734 2,7
heimi
Heizhenmi 0,326 2,54 0,30 53,44 146 142,8 2520 45,5 4213 3402 2,1
Bảng1.3. thành phần dinh dưỡng trong 100g gạo đen hữu cơ.
Tên thành phần Hàm lƣợng trong 100g
11
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Tổng lƣợng chất béo Cholesterol Natri Carbohydrat Chất đạm Vitamin B2 Vitamin B1 Vitamin B6 Canxi Kẽm Magie Phot pho 4g 0mg 28mg 72g 9g 0.093 mg (6%) 0.401 mg (31%) 0.509 mg (39%) 23 mg (2%) 2.02 mg (20%) 143 mg (39%) 333 mg (48%)
12
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Gạo đen có giá trị dinh dƣỡng cao và là nguồn đạm thực vật tốt: Có hàm lƣợng đạm từ 10% đến 12%, với 16 loại Acid amino, riêng lysine gấp 3-4 lần gạo thông thƣờng, arginine gấp 2 lần gạo thông thƣờng. Các dƣỡng chất khác trong Gạo đen nhƣ vitamin B1, B2, phosphor, sắt, kẽm, selenium, và các khoáng chất khác cũng cao hơn gạo thƣờng.
Gạo đen có chứa nhiều chất sơ, chỉ số đƣờng huyết trung bình, đặc biệt chứa nhiều chất chống OXH Anthocyanin
Gạo đen chứa đầy đủ các thành phần dinh dƣỡng thiết yếu, các hoạt chất sinh học, các Enzymes & Coenzyme, các amino acid, nhóm acid béo chƣa bão hòa(fatty acid), Omega-3 & Omega-6 và hơn 120 chất chống oxy hóa, trong đó có các chất chống oxy hóa thiết yếu nhƣ : Alpha lipoic acid, Ferulic acid, Gamma-oryzanol, IP6 (Inositol hexaphosphate), Phytosterols, tocotrienols, Anthocyanin, acid Gamma Amino Butyric (GABA), Acety steryl Glucoside (ASG)… Ngoài ra các hoạt chất sinh học có trong gạo đen giàu các chất chống oxy hóa nhƣ proanthocyanidis, anthocyanidins, flavonoid, isoflavones, tocotrienols, phytosterols và phytate.
Ngoài những hợp chất kể trên gạo đen vẫn có những thành phần tƣơng tự nhƣ các loại gạo thông thƣờng khác, điển hình:
Glucid:
Trong hạt lƣơng thực, glucid chiếm khoảng 70 – 80% phần khối lƣợng, hàm lƣợng glucid trong gạo đen khoảng 24% so với 100g gạo. Thành phần chủ yếu của glucid là tinh bột, còn lại là các chất đƣờng đơn giản (<2%), cellulose, hemicelluloses và pentosan(32%). Tất cả các glucid của hạt chỉ trừ chất xơ, đều là những chất dự trữ, ở mức độ nào đó, chúng đƣợc sử dụng khi hạt nãy mầm. Tinh bột:
Tinh bột của gạo đƣợc tạo từ amylose và amylose pectin. Ngoài ra, trong hạt tinh bột có chứa khoảng 0,5 -1% lipid và một ít các hợp chất của phospho và nito. Phospho trong hạt tinh bột thƣờng dạng phospholipid còn Nito với hàm lƣợng nhỏ 0,05% và thƣờng tham gia trong thành phần các enzyme tổng hợp tinh bột. Tinh bột là polysaccharide, cấu tạo bởi phân tử amylose dây thẳng (gồm các gốc α-D-glucose liên kết với nhau nhờ liên kết 1,4-glucosid có phân tử lƣợng khoảng 100.000 – 160.000) và phân tử amylosepectin dây phân nhánh (gồm α-D-glucose liên kết với nhau nhờ liên kết 1,4-glucosid và liên kết 1,6-glucosid với phân tử lƣợng tới 400.000). Tinh bột trong phôi nhũ có thể chia thành hai vùng: Vùng cận Aleuron, vùng trung tâm. Vùng trung tâm là những hạt tinh bột đa giác, có kích thức 3-9 nm. Tinh bột tự nhiên đƣợc giữ trong hạt tinh bột. Hạt tinh bột có cấu trúc lớp, trong mỗi lớp các phần tử amylose và amylosepectin xếp xen kẽ với nhau theo hƣớng tâm. Ở bê mặt hạt tinh bột còn có một ít protein và chủ yếu là các enzyme tổng hợp tinh bột.
Cellulose và Hemicellulose:
13
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Thành phần này chủ yếu tập trung ở lớp vỏ, đặc biệt là lớp vỏ trấu, vỏ hạt và các
thành tế bào. Chúng là những chất có liên quan chặc chẽ đến chỉ tiêu chất lƣợng
lúa gạo, vì đây là những phần còn ngƣời không thể tiêu hóa đƣợc.
Cellulose: công thức cấu tạo từ polymer của đƣờng D-glucose liên kết với nhau
bằng liên kết β-1,4. Đây là một polymer có khối lƣợng phần tử rất lớn thay đổi
tùy theo giống và bộ phần của cây. Trong nội nhũ, hàm lƣợng Cellulose chiếm
khoảng 0,3%. Cenllulose không tiêu hóa đƣợc nhƣng nó giúp cho nhu động ruột,
giúp ngăn ngừa một số bệnh trong hệ tiêu hóa.
Hemicellulose: là một dạng pentosan không tan trong nƣớc, là các polysaccharid
của các loại đƣờng nhƣ xylose, arabinose, mannose. Hemicellulose đƣợc cấu tạo
chủ yếu bởi 2 loại đƣờng là xylose và arabinose. Phần pentosan không tan cũng
có khuynh hƣớng hút nƣớc và trƣơng nở.
Chất xơ hòa tan: bao gồm các pentosan tan trong nƣớc (thành phần chính cấu tạo
nên thành tế bào nội nhũ), β-glucan, glucofructan.
Protid:
Hàm lƣợng protid trong gạo đen chứa khoảng 18% so vơi 100g gạo nhƣng lại
chứa đầy đủ các acid amin cần thiết, không thay thế đƣợc. Trong gạo chứa đầy đủ
20 loại acid amin thiết yếu.
Trong gạo, thì protid tập trung chủ yếu chứa trong phôi, lớp aleuron, còn trong
nội nhũ, protid chỉ tồn tại ở dạng dữ trữ. Osborne phân loại protein gồm 4 nhóm
chính có trong gạo dựa trên tính tan của chúng vào các dung môi khác nhau:
Albumin: Nhóm protein tan trong nƣớc và dung dịch muối có nồng độ loãng.
Albumin bị đông tụ dƣới tác dụng của nhiệt.
Globuline: Nhóm protein không tan trong nƣớc tinh khiết nhƣng tan đƣợc trong
dung dịch muối trung tính nồng độ 3 – 5%.
Prolamine: Nhóm protein tan đƣợc tốt trong cồn 70%.
Glutelin: Nhòm protein ta đƣợc trong acid loãng và kiềm loãng (0,2%).
Ngoài protein, trong hạt gạo đen còn có các chất hữu cơ chứa nito khác nhƣ các
acid amin tự do và các amin, acid nucleic tự do, một số peptid và hàng loạt các
chất khác . Acid nucleic có thành phần khá phức tạp. Đó là một loại acid hữu cơ,
14
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
khi thủy phân sẽ cho các gốc purin, pirimidin, đƣờng (ribose hoặc deoxyribose)
và acid phosphoric.
Bảng 1.4.Tỷ lệ các nhóm Protein của các bộ phận trong hạt gạo (% trong tổng số
protein)
Thành phần Albumin Globuline Prolamine Glutelin
5 - 10 6 -10 3 - 6 70 – 80 Gạo lật
24 14 8 54 Phôi
37 36 5 22 Cám
5 9 3 83 Gạo xát
Lipid:
Trong lúa gạo, hàm lƣợng chất béo rất nhỏ và tập trung ở lớp cám, aleuron và
phôi hạt. Hàm lƣợng của nó chỉ chiếm trên 2%. Lipid tồn tại ở dạng các acid béo
không no bao gồm acid oleic, acid linoleic, acid palmitic (acid béo no) và một
lƣợng nhõ các acid béo khác nhƣ acid stearic, acid miristic, acid linostrearic,…
Trong thành phần chất béo còn lƣợng nhỏ phosphor. Chính do đặc điểm trên trong
quá trình bảo quản, nếu gặp điều kiện nhiệt độ cao kèm theo thủy phân của thóc
gạo cao quá trình oxya hóa chất béo vẫn dễ dàng xảy ra làm biến chất và hƣ hỏng.
Enzyme:
Enzyme Amylase chiếm một lƣợng lớn trong hạt gạo, đặc biệt trong hạt nảy mầm.
Ngoài ra còn có các enzyme protease, lipase, phytase, lipoxygenase, catalse,
dehydrogenase, polyphenoloxydase.
Carotenoids:
Các carotenoid chính trong gạo đen Japanse là xanthophulls lutein và zeaxanthin,
trong đó bao gồm hơn 94% của tổng số carotenoid với carotenes, lycopene và β
carotene chiếm tỉ lệ nhỏ. mức độ beta-carotene (0,14 µg/g) thu đƣợc, bởi Frei và
Becker (2005) và Kim et al.2010 với các giống lúa đen khác nhau (0026 – 0125
µg/g) nhƣng khác rõ rệt hàm lƣợng đƣợc tìm thấy trong chiết xuất cám của bốn
giống lúa đen Thái (33 -41µg/g) bởi Narornriab, Sriseadka, và Wongpornchai
(2008).
15
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Những khác biệt này chỉ ra rằng carotenoid chủ yếu nằm trong cám gạo, nhƣ đề
nghị Kông và Lee (2010), ngƣời làm sáng tỏ việc phân phối và định lƣợng của
các hợp chất chính antioxiant (ngũ cốc nguyên hạt, cám hoặc nội nhũ) của 2 giống
lúa đen.
γ Oryzanol:
γ Oryzanol đƣợc biết đến là có khả năng chống oxy hóa mạnh. Tổng lƣợng γ
Oryzanol đƣợc tìm thấy ở trong gạo đen 279µg/g, bao gồm 4 loại khác nhau: các
dẫn xuất ferulate của 24-methylenecycloartenol (32%), cyloartenol (28%),
campesterol (28%) và β-sitosterol (12%).
Bên cạnh đó, một nghiên cứu khác cho thấy hàm lƣợng Oryzanol ở trong vỏ cảm
gạo với giống gạo đen khác có hàm lƣợng cao hơn với 3894 – 5911 µg/g (Min et
al.2011) và 2483 – 4057 µg/g (Leardkamolkarn et al.2011). Qua kết quả đó, đã
chứng minh cho thấy hàm lƣợng polyphenol nằm ở trong cám gạo là cao nhất
(Chi et al, 2007; Kim et al,2010).
Các vitamin:
Thành phần vitamin chủ yếu tồn tại trong gạo là các vitamin tan trong nƣớc, còn có
các vitamin tan trong chất béo thì chỉ có một lƣợng nhỏ không đáng kể. Đặc biệt là
các vitamin nhóm B, B1 tập trung chủ yếu ở phôi và lớp aleuron. Cùng với B1, kế
đến các vitamin khác nhƣ B2, B6, PP, B12,… và vitamin H.
16
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1.5.3. Tổng quan về hợp chất Anthocyanin có trong gạo đen
Anthocyanin là thành phần quyết định đến giá trị của gạo đen chính vì thế việc để các bạn có cái nhìn cơ bản và khái quát về hợp chất Anthocyanin với một số thông tin nhƣ sau: Định nghĩa: Các Anthocyanin hiện thuộc nhóm các chất màu tự nhiên tan trong nƣớc lớn nhất trong thế giới thực vật. Thuật ngữ anthocyanin bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp, trong đó Anthocyanin là sự kết hợp giữa Anthos – nghĩa là hoa và Kysanesos – nghĩa là màu xanh. Tuy nhiên, không chỉ có màu xanh, anthocyanin còn mang đến cho thực vật nhiều màu sắc rƣc rỡ khác nhƣ hồng, đỏ, cam và các gam màu trung gian. Các anthocyanin khi mất hết nhóm đƣờng đƣợc gọi là anthocyanidin hay aglycon. Mỗi anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đƣờng và các acid khác tại các vị trí khác nhau. Vì thế lƣợng anthocyanin lớn hơn anthocyanidin từ 15-20 lần. Cấu trúc hóa học của Anthocyanin:
Anthocyaninthuộc nhóm các hợp chất flavonoid, có khả năng hòa tan trong nƣớc và
chứa trong các không bào. Về bản chất, các Anthocyanin là những hợp chất
glycoside của các dẫn xuất polyhydroxy và polymethoxy của 2-
phenylbenzopyrylium hoặc muối flavylium. Cho đến nay, ngƣời ta đã xác định đƣợc
18 loại aglycon khác nhau, trong đó 6 loại phổ biến nhất là pelargonidin, cyanidin,
delphinidin, peonidin, petunidin và maldivin.
Hình 1.7. Cấu trúc của một số Anthocyanidin tư nhiên. Các Anthocyanin tương ứng luôn
được glycosyl hóa ở nhóm hydroxy C-3
TínhchấtcủaAnthocyanin:
17
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Anthocyanintinhkhiếtởdạngtinhthểhoặcvôđịnhhìnhlàhợpchấtkháphâncực
nêntantốttrongdungmôiphâncực.
Anthocyaninhòatantốttrongnƣớcvàtrongdịchbãohòa.Khikếthợpvớiđƣờnglàmchophânt
ửanthocyaninhòatanhơn.
Màusắcanthocyaninthayđổiphụthuộcvàonhiệtđộ,cácchấtmàuvànhiều
yếutốkhác,…KhităngsốlƣợngnhómOHtrongvòngbenzenethìmàucàngxanh đậm.
MứcđộmethylhóacácnhómOHởvòngbenzenecàngcaothìmàucàngđỏ.Nếu
nhómOHởvịtríthứbakếthợpvớicácgốcđƣờngthìmàusắccũngsẽthayđổitheo
sốlƣợngcácgốcđƣờngđƣợcđínhvàonhiềuhayít.
CácAnthocyanincũngphụthuộcrấtmạnhvàopHcủamôitrƣờng:
KhipH>7cácAnthocyanincómàuxanhvàkhipH<7cácAnthocyanincómàuđỏ.
ỞpH = 1cácAnthocyaninthƣờngởdạngmuốioxoniummàucamđếnđỏ.
ỞpH = 4÷5chúngcóthểchuyểnvềdạngbazơCacbinolhaybazơChalconkhông màu.
ỞpH = 7÷8 lạivềdạngbazơQuinoidalAnhydromàuxanh.
Màusắccủaanthocyanincòncóthểthayđổidohấpthụởtrênpolysaccharide.
Khiđunnónglâudàicácanthocyanincóthểpháhủyvàmấtmàu.
Anthocyanincó bƣớcsónghấpthụtrongmiềnnhìnthấy,khảnănghấpthụcực đại tại
bƣớcsóng510÷540nm.Độhấpthụlàyếutố liênquanmậtthiếtđếnmàusắccủacác
anthocyaninchúngphụthuộcvào pHcủadungdịch,nồngđộ anthocyanin:thƣờngpH
thuộcvùngacidmạnhcóđộhấpthụlớn,nồngđộ anthocyanincànglớnđộhấpthụ càngmạnh.
Công dụng:Anthocyanin là chấtmàuthiênnhiênđƣợcsửdụngkhá phổ biến và antoàntrongthựcphẩm,tạoranhiều màusắc hấpdẫnchomỗisảnphẩm.
Anthocyaninlàhợpchấtcónhiềuhoạttínhsinhhọcquínhƣ:
Khảnăngchốngoxy hóacao nên đƣợcsử dụngđể chốnglão hóa,hoặcchốngoxy
hóa cácsảnphẩmthựcphẩm,chốngviêm, chốngcáctiaphóngxạ…
Hạnchếsựsuygiảmsứcđề kháng,sựpháttriểncủacáctếbàoungthƣ.
Sự phân bố của Anthocyanin:
Anthocyanin tập trung ở những cây hạt kín và những loài ra hoa, phần lớn nằm ở
hoa và quả, ngoài ra cũng có ở lá và rễ. Trong những loại thƣc vật này,
anthocyanin đƣợc tìm thấy chủ yếu ở các lớp tế bào nằm bên ngoài nhƣ biểu bì.
18
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Các hợp chất anthocyanin xuất hiện rộng rãi trong khoảng ít nhất 27 họ, 73 loài và
trong vô số giống thực vật sử dụng làm thực vật (Bridle và Timberlake, 1996). Các
họ thực vật nhƣ vitaceae (nho) và rosaceae (cherry, dâu tây, mâm xôi, táo,…) là
các nguồn anthocyanin chủ yếu. Bên cạnh đó còn có các họ thực vật khác nhƣ
ericaceae (quả việt quốc) và brassicaceae (bắp cải tím). Các loại anthocyanin phổ
biến nhất là các glucoside của cyanidin, kế đến là pelargonidin, peonidin và
delphinidin, sau đó petuidin và maldivin. Số lƣợng các 3–glucoside nhiều gấp 2,5
lần các 3,5–glucoside. Loại anthocyanin hay gặp nhất chính là Cyaidin-3-
glucoside.
19
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Bảng 1.5. Các Anthocyanin trong một số nguồn thực vật
Tên thực vật
Tên thông thƣờng
Loại Anthocyanin
Allium cepa
Củ hành đỏ
Cy-3-glucoside, 3-galactoside, 3-diglucoside và 3-laminarriobioside, Pn-3-glucoside
Brassica oleraea
Bắp cải tím (red cabbage)
Cy-3-sophoroside-5-glucoside cacyl hóa với malonoyl, ρ-coumaroyl, di-ρ- coumarol,feruloyl, diferuloyl, sinapoyl và disinapoyl
Fragaria spp
Dâu tây (strawberry)
Pg và Cy-3-glucoside
Glycine maxima
Đậu nành (vỏ)
Cy và Dp-3-glucoside
Raphanus sativus
Củ cải đỏ (rễ)
Pg và Cy-3-sophoroside-5-glucoside acyl hóa với ρ-coumaroyl, feruloyl, caffeoyl.
Vitis spp
Nho
Cy, Pn, Dp, Pt và Mv mono và diglucoside; dạnh tự do và dạng acyl hóa
Cy = cyanidin, Pg= pelagorindin, Pn= peonidin, Dp= delphinidin, Pt = petunidin, Mv= malvidin.
Một số yếu tố ảnh hƣởng đến độ màu của Anthocyanin:
So với đa số các chất màu thiên nhiên, anthocyanin là chất màu có độ bền kém hơn, nó
chỉ thể hiện tính bền trong môi trƣờng acid. Ngoài ra, nó có thể phân hủy tạo thành dạng
không màu và sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy có dạng màu nâu cộng với những
sản phẩm không tan.
Sự phân hủy anthocyanin có thể xảy ra trong quá trình trích và tinh chế chúng, đồng thời
sự phân hủy này còn xảy ra trong quá trình xử lý và bảo quản các sản phẩm thực phẩm.
Độ bền của các anthocyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhƣ: cấu trúc hóa học của
anthocyanin, pH, nhiệt độ, ion kim loại, oxy, acidascorbic, SO2, ánh sáng, enzyme,
đƣờng và các sản phẩm biến tính của chúng.
Khả năng ứng dụng và các nguồn nguyên liệu trong sản xuất Anthocyanin hiện nay: Chất màu Anthocyanin (E163) đã đƣợc phép sử dụng rộng rãi trong các loại thực
phẩm: đồ uống (30 – 40 ppm), mứt trái cây (20 – 60 ppm), bánh kẹo (chewing gum, 20
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
kẹo cứng, kẹo mềm), yoghurt, các sản phẩm tráng miệng hay các loại bột hòa tan
uống liền. Thông thƣờng, hàm lƣợng cho phép sử dụng của Anthocyanin không bị
giới hạn và chủ yếu phụ thuộc vào từng quy trình sản xuất.
Hiện nay,rất nhiều loại dịch trích từ các loại rau và trái có màu sắc tạo bởi các
Anthocyanin đã đƣơc sử dụng để tạo màu cho thực phẩm. Tuy nhiên, các nguồn
nguyên liệu đƣợc lựa chọn để sản xuất Anthocyanin thƣờng bị giới hạn bởi năng suất
thu nhận và giá trị kinh tế. Một trong những nguồn thu nhận Anthocyanin có hiệu quả
nhất hiện nay là các nguồn mà trong đó Anthocyanin đóng vai trò là một phụ phẩm
của quá trình sản xuất các sản phẩm có giá trị cao hơn; vd nhƣ Anthocyanin từ bã nho
ép, bã dâu tằm, hay từ quá trình sản xuất chất tạo ngọt tự nhiên Miraculin ở quả
Miracle. Màu Anthocyanin dạng bột sấy phun hay dạng dịch lỏng cô đặc từ nho đã
đƣợc đƣa ra thị trƣờng từ nhiều năm với tên thƣơng mại là Enocolor và đã đƣợc giới
thiệu sử dụng trong thực phẩm và mỹ phẩm.
Các nguồn thu nhận phổ biến khác nhƣ: bắp cải tím, gạo nếp than, củ cải đỏ (red
radish), khoai lang tím, carrot (black carrot), quả anh đào, blackberry và elderberry.
Trong đó, các nguồn nhƣ củ cải đỏ, khoai lang tím, bắp cải tím cung cấp hàm lƣợng
các Anthocyanin đƣợc acyl hóa cao hơn, do đó độ bền màu của các dịch trích này
cũng cao hơn.
Hiện nay, xu hƣớng nghiên cứu chính đang tập trung vào việc khai thác các
Anthocyanin đƣợc acyl hóa có màu sắc, độ bền nhiệt, áng sáng, pH, SO2 tốt hơn cùng
với sự phát triển các kỹ thuật nuôi cấy mô, tề bào để có thể nâng cao khả năng ứng
dụng của chất màu Anthocyanin trong thực phẩm.
Vai trò của các hợp chất Anthocyanin:
Ngoài những vai trò sinh lý đối với thực vật, các hợp chất Anthocyanin còn đƣợc
chứng minh là mang lại nhiều ích lợi về sức khỏe cho con ngƣời.
Các hợp chất Anthocyanin đƣợc hấp thu vào trong dạ dày ở dạng phân tử (Passamonti,
Vrhovsek và Mattivi, 2002). Ngoài ra, phân tử Anthocyanin cũng không bị biến đổi
dƣới tác dụng của hệ vi khuẩn trong ruột non. Vì thế, phân tử Anthocyanin cũng không
thay đổi trong huyết tƣơng và nƣớc tiểu. Các nghiên cứu gần đây cho thấy các
Anthocyanin chỉ đƣợc hấp thu ở mức độ rất thấp, chỉ khoảng 0,016% đến 0,11% lƣợng
tiêu thụ ở ngƣời.
21
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Một số hoạt tính sinh học của cyanidin-3-glucoside:
Bảo vệ hồng cầu khỏi các tác động của sự oxy hóa.
Giảm sự phân tách DNA.
Ức chế độc tính của các đại thực bào bằng cách giảm hàm lƣợng NO.
Ngăn chặn tác hại của tia UV trong liposome.
Kháng viêm.
Chống các bệnh tim mạch.
Ức chế sự tác động và phát triển của các tế bào ung thƣ.
Một số cơ chế chống oxy hóa của Anthocyanin:
Sự thiếu electron tự nhiên của các phân tử Anthocyanin giúp cho các hợp chất này đặc
biệt hoạt động. Một số cơ chế chống oxy hóa của Anthocyanin có đƣợc từ các nghiên
cứu nhƣ:
Ngăn chặn các gốc hoạt động bằng cách cho hydro.
Liên kết với các protein, tạo phức chất bền.
Phản ứng thế vào 2 nhóm hydroxy nằm ở vị trí ortho trong vòng B của Anthocyanin và cyanidin đóng vai trò quan trọng giúp ổn định các gốc tự do.
Tsuda và cộng sự đã tìm cách giải thích cơ chế chống oxy hóa của Cyanidin-3- glucoside
(C3G) bằng cách cho phản ứng với gốc alkylperoxyl. Dựa trên sản phẩm của phản ứng,
các tác giả cho rằng C3G chống oxy hóa theo cơ chế khác với alpha-tocopherol và giả
thuyết rằng C3G phá vỡ cấu trúc và quét các gốc tƣ do.
Các hợp chất flavanoid nói chung trong đó có Anthocyanin chống oxy hóa bằng cách
quét các gốc O2 tự do, hay phản ứng với các gốc peroxy tham gia vào phản ứng oxy hóa dây chuyền. Nhờ vào khả năng cho các gốc tự do H+, các hợp chất này có thể ức chế
đƣợc phản ứng peroxy hóa lipid.
Các yếu tố ảnh hƣởng đến khả năng chống oxy hóa của Anthocyanin
Rất nhiều các nghiên cứu đã cho thấy mối tƣơng quan khá cao giữa hàm lƣợng màu trong
nguyên liệu (trái cây, rau) với khả năng chống oxy hóa. Ngoài ra, sự khác nhau về cấu trúc
giữa các Anthocyanin cũng có thể ảnh hƣởng đến hoạt tính chống oxy hóa. Trên thực tế,
22
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
thay đổi vị trí và loại gốc hóa học gắn vào vòng thơm của phân tử Anthocyanin, khả năng
nhận electron độc thân từ các gốc tự do cũng sẽ khác nhau.
Hình 1.8. Sự tạo phức giữa cyanidin và DNA
Theo kết quả nghiên cứu trên các Anthocyanin và aglycon cyanidin của chúng trong
cherry chát, khả năng ức chế sự oxy hóa lipid của cyanidin cao hơn các glucoside của nó,
từ đó cho thấy rằng hoạt tính chống oxy hóa của Anthocyanin là do aglycon quyết định. Số
lƣợng các gốc đƣờng ở vị trí C3 cũng có vai trò rất quan trọng đến khả năng chống oxy
hóa, số lƣợng các phân tử đƣờng càng ít khả năng chống oxy càng cao hơn.
23
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hoạt tính chống ung thƣ:
Trong các nghiên cứu in vitro và in vivo, các hợp chất Anthocyanin đều cho thấy khả
năng giảm sự tăng trƣởng của các tế bào ung thƣ và ức chế sự hình thành khối u một
cách đáng kể. Cơ chế chống ung thƣ của Anthocyanin nói riêng và các hợp chất phenolic
có thể liên quan đến khả năng ức chế các enzyme cyclooxygenase và hoạt tính chống
oxy hóa. Một số nghiên cứu về khả năng chống ung thƣ của Anthocyanin nhƣ:
Các aglycon có trong những loại Anthocyanin phổ biến nhất nhƣ cyanidin,
delphinidin, maldivin, pelargonidin và petunidin đều có khả năng ức chế sự phát
triển của các tế bào ung thƣ dạ dày, ruột kết, phổi, lồng ngực ở ngƣời. Theo nghiên
cứu này, nhóm hydroxy tự do ở vị trí C3 trong dạng cấu trúc flavylium của
Anthocyanidin góp phần ức chế sự phát triển cùa các dòng tế bào ung thƣ của ngƣời
đƣợc khảo sát. Trong Anthocyanin, nhóm hydroxy ở vị trí C3 luôn bị thế bởi các gốc
đƣờng, và vì vậy, các Anthocyanin không có đƣợc khả năng ức chế nhƣ trên. Ngoài
ra, số nhóm hydroxyl và methoxyl trong vòng B của cyanidin cũng ảnh hƣởng rất
lớn đến khả năng ức chế các dòng tế bào ung thƣ đƣợc nghiên cứu. Hoạt tính ức chế
cao nhất thuộc về maldivin, vốn có nhóm hydroxy ở vị trí 3 và 4’ và nhóm methoxy
ở các vị trí 3’ và 5’.
Nghiên cứu về khả năng ức chế sự di căn của các tế bào ung thƣ của Anthocyanin.
Sự di căn đòi hỏi tế bào phải có khả năng di động, khả năng kết dính bề mặt và sự
hoạt động của các protease ngoại bào nhƣ serine protease, matalloproteinase
(MMPs), cathepsine, nhằm phân hủy mạng lƣới ngoại bào (extracellular matrix –
ECM), cho phép các tế bào di căn. Trong đó, các enzyme quan trọng nhất là serine
protease và MMPs. MMPs là nhóm enzyme phân hủy phụ thuộc vào Zn có khả năng
phân hủy các protein của mạng lƣới ngoại bào nhƣ collagen, proteoglycan,
fibronectin và elastin. Cả MMP – 2 và MMP – 9 đều xuất hiện nhiều trong nhiều
khối u ác tính và góp phần vào sự di căn.
24
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hoạt tính chống các bệnh tim mạch:
Các hợp chất flavanoid nói chung và các Anthocyanin nói riêng đƣợc cho là có khả
năng làm giảm nguy cơ mắc bệnh động mạch vành bởi khả năng ngăn chặn sự oxy
hóa các lipoprotein có tỉ trọng thấp (LDL) trong huyết tƣơng. Sự oxy hóa các hợp
chất này đƣợc xem nhƣ một bƣớc quan trọng trong sự hình thành các khối xơ động
mạch và từ đó dẫn đến căn bệnh động mạch vành.
Vai trò của Anthocyanin trong việc phòng chống các bệnh tim mạch có liên quan trực
tiếp đến hoạt tính chống oxy hóa, giảm viêm, tăng độ bền và khả năng thẩm thấu của
thành mạch máu, ức chế sự đông tụ của các tiểu huyết cầu.
Các chất Anthocyanin thƣơng mại:
1. Encolor lipid DS ( công ty Reggianna, Antociani, Italy ) là dịch trích vỏ nho cô
đặc.
2. Redberry liqid 88-01 đƣợc sản xuất bởi công ty Gilette Food Inc, là dịch trích quả
của alderberry, blackberry, blueberry, blackcurrant.
3. Sambucus NR 54 đƣợc sản xuất bởi công ty Gilette Food Inc,là dịch trích
anthocyanin từ elderberry.
4. San Red Liqid RC-EX đƣợc sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries
( Nhật ) là dịch cô dặc từ bắp cải đỏ mà chúng chứa anthocyanin diacyl hóa.
5. Powdered San Red PC đƣợc sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries là
bột sấy khô của dịch tr ích từ bắp cải đỏ.
Powdered San Red PC đƣợc sản xuất bởi công ty San Ei Chemical Industries là bột
sấy khô của dịch trích từ bắp cải tím.
25
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1.5.4. Lợi ích mà gạo đen mang lại cho ngƣời sử dụng
Gạo đen là sản phẩm vô cùng quý giá của tạo hóa đã ban tặng cho con ngƣời nhằm kiến
tạo nên trạng thái cân bằng của các quá trình chuyển hóa – các quá trình trao đổi chất
trong cơ thể, tăng cƣờng hệ miễn dịch, làm cho cơ thể phát triển tốt và đẩy lùi mọi nguy
cơ của bệnh tật. Một nghiên cứu cho thấy gạo đen chứa chất OXH sẽ loại bỏ các phần tử
có hại đến DNA có thể dẫn đến ung thƣ (www.independent.co.uk).Gạo đen còn chứa rất
nhiều loại vitamin và chất khoáng bao gồm: sắt, vitamin A, vitamin B rất có lợi cho sức
khỏe và phòng ngừa đƣợc bệnh tim (Chen et al.2003). Một báo cáo gần đây đã cho thấy
bổ sung anthocyanin trong con ngƣời có thể cải thiện HDL và LDL (Qinetet al.2009) và
có thể làm chậm sự phát triển ung thƣ ở động vật gặm nhấm và mô hình ung thƣ
(Thomasset et al.2009). Bên cạnh đó, Gạo đen giúp con ngƣời phòng chống, ngăn ngừa,
hạn chế rủi ro, bệnh tật, hỗ trợ điều trị các bệnh mãn tính nhƣ tai biến mạch máu não,
huyết áp cao hoặc thấp, các bệnh tim mạch, đái tháo đƣờng, một số bệnh ung thƣ và các
bệnh viêm nhiễm khác, đồng thời làm chậm quá trình lão hóa trong cơ thể, làm giảm các
nếp nhăn, giúp làn da mịn màng, trẻ đẹp, nhất là đối với nữ giới.( nguồn:
http://www.kilala.vn/gia-dinh-va-am-thuc/organic-food-tro-ve-voi-tu-nhien.html).
Trong gạo đen, chứa các chất kháng OXH, chúng có thể bảo vệ các tế bào của cơ thể
khỏi bị xâm nhập bởi các gốc tự do.
Các gốc tự do đều là những sản phẩm phụ tự nhiên của quá trình trao đổi chất
trong cơ thể của con ngƣời. Các gốc tự do rất nguy hiểm đối với sức khỏe con
ngƣời. Cho nên, các nhà hóa học đã gọi gốc tự do là những đứa con bướng bỉnh
của hóa học vì chúng có vai trò chủ yếu trong việc phát sinh bệnh tật và quá trình
lão hóa do chúng có thể xâm hại và phá hủy tế bào.
Các chất kháng OXH đƣợc coi nhƣ là những người lính bảo vệ tế bào của cơ thể.
Trong gạo có các chất chống oxy hóa nhƣ: gamma-oryzanol, lutein, lycopene,…
đều đã giúp cho cơ thể phòng chống và giảm rủi ro với các bệnh nói trên.
Điều chỉnh hàm lƣợng glucose trong máu ở những ngƣời bị bệnh tiểu đƣờng.
Ở Việt Nam, số lƣợng ngƣời mắc bệnh đái tháo đƣờng khoảng 6 triệu ngƣời và
hàng năm có trên 1 triệu ngƣời đã bị chết do căn bệnh này trên thế giới.
Với các thành phần nhƣ vitamin nhóm B, gamma-oryzanol, protein, các phức hợp
carbonhydrate, Cr, polysaccharide, hemicelluloses và các chất kháng OXH đều 26
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
đóng vai trò quan trọng và tích cực trong việc chuyển hóa glucose trong cơ thể, do
đó có thể kiểm soát, quản lý và điều hòa hàm lƣợng glucose trong máu ở ngƣời bị
bệnh đái đƣờng.
Tác dụng làm giảm nguy cơ của một số bệnh ung thƣ:
Thông qua 12 công trình nghiên cứu đã phát hiện thấy rằng mối liên quan hết sức
mật thiết giữa chế độ dinh dƣỡng có lƣợng chất xơ cao và việc giảm nguy cơ của
bệnh ung thƣ vú. Một số khối u của bệnh ung thƣ vú đƣợc kích thích bở estrogen
tuần hoàn trong máu. Chất xơ chắc chắn đã cản trở việc phát triển các khối u bằng
cách kếp hợp với estrogen ở trong đƣờng ruột và ngăn ngừa nó không bị tái hấp
thụ ở trong máu.
Các carotenoid bao gồm alpha carotene, beta carotene, lutein, lycopene,… đều là
những chất có tác dụng phòng vệ mạnh chống lại nhiều dạng khác nhau của bệnh
ung thƣ. Đặc biệt lycopenne có liên quan đến việc giảm tốc độ phát triển bệnh
ung thƣ tuyến tiền liệt.
Bên cạnh đó, Gamma oryzanol (acid ferulic) là một chất kháng đột biến, chất
kháng ung thƣ.
Tăng hệ miễn dịch của cơ thể nhằm phóng chống các bệnh thoái hóa và chặn
đứng hiện tƣởng lão hóa sớm.
Hệ thống miễn dịch trong cơ thể con ngƣời là một mạng lƣới phức hợp có nhiệm
vụ điều hòa và phối hợp tất cả các hoạt động nhằm bảo vệ cơ thể khỏi bị các vi
sinh vật gây hại tấn công (vi khuẩn, virut, nấm, các loại ký sinh) và chấm dứt việc
hình thành và phát triển các tế bào bất bình thƣờng.
Hệ thống miễn dịch có chức năng bảo vệ cơ thể ngƣời chống lại các loại bệnh tật
và ốm đau. Với các thành phần nhƣ polysaccharide có khả năng cải thiện chức
năng miễn dịch, gamma oryzanol và các chất dinh dƣỡng thực vật vốn làm tăng
sự đáp ứng miễn dịch và làm giảm cytokine dễ gây viêm nhiễm
Tác dụng cải thiện bộ máy tiêu hóa giúp việc đồng hóa thức ăn tốt và tránh đƣợc
các hiện tƣợng tiêu chảy, táo bón.
Tác dụng làm giảm cân ở những ngƣời bị bệnh béo phì: Các chất dinh dƣỡng vốn
có thể giúp cơ thể không bị kích động bởi cảm giác đói. Gamma – oryzanol có
27
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
hiệu quả tích cực đối với lipid máu bằng cách đốt cháy chất béo, huy động chất
béo dự trữ và làm tăng trọng lƣợng nạc của cơ thể.
Cải thiện chức năng của gan, tăng cƣờng năng lƣợng cho cơ thể, tác dụng giảm
hiện tƣợng đau đầu và cải thiện chức năng trí tuệ và tinh thần.Xây dựng bộ xƣơng
của cơ thể, cải thiện thị giác, làm giảm triệu chứng thời kỳ mãn kinh và tăng
cƣờng vẻ đẹp cho cơ thể, đặc biệt là đối với chị em phụ nữ.
1.6. Enzyme Amylase và quá trình thủy phân
1.6.1. Khái niệm:
Amylase là một hệ enzyme rất phổ biến trong thế giới sinh vật. Các enzyme này thuộc
nhóm enzyme thủy phân, xúc tác phân giải liên kết nội phân tử trong nhóm
polysaccharide với sự tham gia của nƣớc.
RR’ + H-OH RH + R’OH
Amylase thủy phân tinh bột, glycogen và dextrin thành glucose, maltose và dextrin hạn
chế. Các enzyme Amylase có trong nƣớc bọt (còn gọi là ptyalin), trong dịch tiêu hóa của
ngƣời và động vật, trong hạt nảy mầm, nấm sợi, xạ khuẩn nấm men và vi khuẩn. Trong
nƣớc bọt có ngƣời có ptyalin nhƣng ở một số loài động vật có vú thì không có nhƣ ngựa,
chó, mèo… Ptyalin bắt đầu thủy phân tinh bột từ miệng và quá trình này hoàn tất ở ruột
non nhờ amylase của tuyến tụy (còn đƣợc gọi là amylopsin). Amylase của malt thủy
phân tinh bột lúa mạch thành disaccharide làm cơ chất cho quá trình lên men bởi nấm
men.
Amylase là một trong những loại enzyme đƣợc ứng dụng rộng rãi nhất trong công
nghiệp, y tế và nhiều lĩnh vực kinh tế khác, đặc biệt là trong những ngành công nghiệp
thực phẩm.
1.6.2. Phân loại enzyme Amylase
Hiện nay, có sáu loại enzyme Amylase đƣợc xếp vào 2 nhóm: Endoamylase (Enzyme
nội bào) và Exoamylase (Enzyme ngoại bào).
Endoamylase: gồm có α-Amylase (EC 3.2.1.1) và nhóm Enzyme khử nhánh. Nhóm
Enzyme khử nhánh này đƣợc chia thanh hai loại: khử trực tiếp pullulannase (hay α-
dextrin-6-glucanohydrolase) (EC 3.2.1.41); khử gián tiếp transglucosylase (hay oligo-
28
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1,6-glucosodase) (EC 3.2.1.20) và amylo -1,6-glucosidase (EC3.2.1.10). Các enzyme
này thủy phân các liên kết bên trong của chuỗi polysaccharide.
Exoamylase: Đây là những enzyme thủy phân tinh bột từ đầu không khử của chuỗi
polysaccharide. Nhóm này gồm: β-Amylase, amyloglucosidase (glucoamylse hay γ-
Amylase).
Hình1.9. Phân loại enzyme Amylase
Sự khác biệt giữa các loại Enzyme Amylase:
Các loại enzyme amylase không chỉ khác nhau ở đặc tính mà còn khác nhau ở pH
hoạt động và tính ổn định với nhiệt độ.
Tốc độ phản ứng của Amylase phụ thuộc vào pH, nhiệt độ, mức độpolyme hóa
của cơ chất. Các enzyme Amylase có nguồn gốc khác nhau sẽ có tính chất, cơ chế
tác dụng và sản phẩm cuối cùng của quá trình thủy phân khác nhau.
Amylase có nguồn gốc khác nhau sẽ có thành phần, tính chất, nhiệt độ hoạt động.
pH tối ƣu và các đặc điểm thủy phân khác nhau.
1.6.3. Hệ enzyme Amylase
Enzyme α-Amylase
Cấu tạo: Enzyme α-Amylase là protein có phân tử lƣợng thấp, thƣờng nằm trong
khoảng 50.000 đến 60.000 Dal. Có một số trƣờng hợp đặc biệt nhƣ α-Amylase từ
loài vi khuẩn Bacillus macerans có phân tử lƣợng lên đến 130.000 Dal. Đến nay
ngƣời ta đã biết rõ các chuỗi acid amin của 18 loại α-Amylase nhƣng chỉ có 2 loại
α-Amylse là taka-Amylase từ Apergillus orysee và α-Amylase của tụy lợn đƣợc
29
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
nghiên cứu kỹ về hình thể không gian cấu trúc bậc 3. Mới đây các nghiên cứu về
tính đồng nhất của chuỗi mạch acid amin và về vùng kị nƣớc cho thấy các chuỗi
mạch acid amin của tất cả các enzyme-Amylase đều có cấu trúc bật 3 tƣơng tự.
Cơ chế tác dụng: α-Amylase từ các nguồn khác nhau có nhiều điểm rất giống nhau,
có khả năng phân cắt các liên kết α-1,4-glucoside nằm ở phía bên trong phân tử cơ
chất (tinh bột hay glycogen) một cách ngẫu nhiên, không theo một trận tự nào cả, α-
Amylase không chỉ thủy phân hồ tinh bột mà nó còn thủy phân cả hạt tinh bột
nguyên song với tốc độ rất chậm.
Quá trình thủy phân tinh bột của enzyme này là quá trình đa giai đoạn:
Ở giai đoạn đầu (giai đoạn dextrin hóa): chỉ một số phân tử cơ chất bị thủy phân
tạo thành một lƣợng lớn dextrin phân tử thấp (α-dextrin), độ nhớt hồ tinh bột giảm
nhanh (các amylose và amylopectin đều bị dịch hóa nhanh).
Sang giai đoạn 2 (giai đoạn đƣờng hóa): các dextrin phân tử thấp tạo thành bị
thủy phân tiếp tục tạo ra các tetra-trimaltose không cho màu với iodine, Các chất
này bị thủy phân rất chậm bởi α-Amylase cho tới disaccharide và
monosaccharide, Dƣới tác dụng của α-Amylase, amylose bị phân giải khá nhanh
thành oligosaccharide gồm 6-7 gốc glucose (vì vậy, ngƣời ta cho rằng α-amylase
luôn cắt amylose thành từng đoạn 6-7 gốc.
Sau đó, các polyglucose này bị phân cắt tiếp tục tạo nên mạch polyglucose
collagen cứ ngắn dần và bị phân giải chậm đến matltotetrose, maltotriose và
maltose. Qua một thời gian tác dụng dài, sản phẩm thủy phân của amylose chứa
13% glucose và 87% maltose. Tác dụng của α-Amylse lên amylopectin cũng xảy
ra tƣơng tự dù có chịu tác dụng lâu thì sản phẩm cuối cùng, ngoài các đƣờng nói
trên (72% maltose và 19% glucose) còn có dextrin phân tử thấp và isomaltose
8%.
Amylose Oligosaccharide Polyglucose 30
Maltose Matlotriose Maltotetrose
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hình 1.10. Sản phẩm của amylose thủy phân dưới tác dụng của α-Amylase
Tóm lại, dƣới tác dụng của α-Amylase, tinh bột có thể chuyển thành maltotetrose,
maltose, glucose và dextrin phân tử thấp. Tuy nhiên, thông thƣờng α-Amylse chỉ thủy
phân tinh bột chủ yếu thành dextrin phân tử thấp không cho màu với Iodine và một ít
maltose. Khả năng dextrin hóa cao của α-Amylse là tính chất đặc trƣng của nó. Vì vậy,
ngƣời ta thƣờng dùng loại Amylase này là Amylase dextrin hóa hay là amylase dịch hóa.
Bảng 1.6. Một số tinh chất của α-Amylase từ vi sinh vật
Phân tử lượng (kD) pHopt Tên vi sinh vật Topt
3,5 Bacillus acidocaldarius 75 68
Bacillus stearothermophilus 4,5 – 6,5 65 – 73 48
5,3 – 6,4 Bacillus subtilis 50 47
7,0 Acinetobacter sp.I 50 – 55 55
7,0 Acinetobacter sp.II 50 – 55 65
6,3 Bacteroides amylophilus 43 92
Mircococcus halobius 6,0 – 7,0 50 – 55 89
Streptomyces hygroscopicus 5,0 – 6,0 50 – 55 48
4,6 – 5,3 Streptomyces aureofaciens 40 40
5,5 – 6,0 Thermonospora curvata 65 62
5,5 – 5,9 Aspergilus prysee 40 52
3,5 – 4,0 Mucor pusillus 65-70 48
5,5 Lipomyces kononenkaae 40 38
6,0 Schwaniomyces castellii 60 40
31
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Enzyme β-Amylase:
Cấu tạo: β-Amylase hiện diện phổ biến ở thực vật, đặc biệt là hạt nảy mầm. Ở trong
các hạt ngũ cốc nảy mầm, enzyme này xúc tác sự thủy phẩn các liên kết 1,4-α-glucan
trong tinh bột, glucogen và polysaccharide, phân cắt từng nhóm maltose từ đầu không
khử của mạch. Maltose đƣợc tạo thành do sự xúc tác của β-Amylase có cấu hình β.
Ở ngũ cốc, β-Amylase tham gia vào sự phân giải của tinh bột trong quá trình nảy mầm
của hạt. Ở lúa, β-Amylase đƣợc tổng hợp trong suốt quá trình của hạt và hầu nhƣ
không đƣợc tổng hợp ở hạt khô. Ở lúa mạch, Enzyme có mặt ở trong hạt khô, nó đƣợc
tích lũy trong suốt quá trình phát triển của hạt, khi ở dạng liên kết, enzyme này là một
phân tử có trọng lƣợng 64.000Da và khi bị phân cắt bởi một protease sẽ đƣợc phóng
thích dƣới dạng tự do và có khối lƣợng phân tử là 59.000 Da.
Cơ chế tác dụng: Enzyme này là một enzyme ngoại bào. Tiến trình phân giải bắt đầu từ
đầu không khử của các nhánh ngoài cùng cơ chất. β-Amylase phân cắt các liên kết α-
1,4-glucoside nhƣng khi gặp liên kết α-1,4-glucoside đứng kề cận liên kết α-1,6-
glucoside thì nó sẽ ngừng tác dụng, Phân polysaccharide còn lại là dextrin phân tử
lƣợng lớn có chứa rất nhiều liên kết α-1,6 glucoside và đƣợc gọi là β-dextrin.
Hình1.11. Sản phẩm của tinh bột
Tinh bột đƣợc thủy phân bởi enzyme này tạo thành sản phẩm maltose (52-58%) và β-
dextrin (42-46%).
Một số loại enzyem khác: Bên cạnh đó còn có một số loại enzyme thuộc Amylase
khác nhƣ là oligo 1,6-glucosidase, enzyme pullulannase, maltase.
1.6.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến phản ứng của enzyme Amylase
Nhiệt độ:
Nhiệt độ có ảnh hƣởng rất lớn đến phản ứng của enzyme. Tốc độc phản ứng không
phải lúc nào cũng tỷ lệ thuận với nhiệt độ phản ứng. Tốc độ phản ứng chỉ tăng đến
một giới hạn nhiệt độ nhất định. Vƣợt quá nhiệt độ đó, tốc độ phản ứng enzyme sẽ
giảm đến mức triệt tiêu.
32
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Ngƣời ta thƣờng sử dụng hệ số nhiệt Q10 để biểu diễn ảnh hƣởng của nhiệt độ đến
tốc độ phản ứng. Nhiệt độ tƣơng ứng với tốc độ phản ứng enzyme cao nhất gọi là nhiệt độ tối ƣu. Phần lới enzyme hoạt động mạnh nhất ở nhiệt độ 40 – 500C. Nhiệt
độ tối ƣu của những enzyme khác nhau là hoàn toàn khác nhau. Một số enzyme khác có nhiệt độ tối ƣu ở 600C, mốt số khác lại có nhiệt độ tới ƣu ở 700C, thậm chí có một số enzyme của vi khuẩn Bacillis subtilis lại hoạt động mạnh ở 900C.
Nếu đƣa nhiệt độ cao hơn mức nhiệt độ tối ƣu, hoạt tính enzyme sẽ bị giảm. Khi đó
enzyme không có khả năng phục hồi lại hoạt tính. Ngƣợc lại, ở nhiệt độ 0oC enzyme bị hàn chế hoạt động rất mạnh, nhƣng khi đƣa
nhiệt độ lên từ từ hoạt tính enzyme sẽ tăng dần đều đến mức tối ƣu.
Nhiệt độ tối ƣu của một enzyme phụ thuộc rất nhiều vào sự có mặt của cơ chất, kim
loại, pH, các chất bảo vệ. Ngƣời ta thƣờng sử dụng nhiệt độ để điều khiển hoạt
động của enzyme và tốc độ phản ứng trong chế biến và bảo quản thực phẩm.
pH
pH môi trƣơng thƣờng ảnh hƣởng đến mức độ ion hóa cơ chất, enzyme và đặc
biệt ảnh hƣởng đến độ bền của enzyme. Chính vì thế pH có ảnh hƣởng rất mạnh
đến phản ứng của enzyme.
Nhiều enzyme hoạt động rất mạnh ở pH trung tính. Tuy nhiên cũng có nhiều
enzyme hoạt động ở pH acid yếu. Một số khác lại hoạt động ở pH kiềm và cả pH
acid. Ví dụ: một số protease hoạt đồng ở pH kiềm (protease kiềm), một số lại hoạt
động ở pH acid (protease acid) và một số protease hoạt động ở pH trung tính
(protease trung tính).
Ngƣời ta thƣờng dùng ảnh hƣởng của pH để điều hóa phản ứng bảo quản, chế
biến lƣơng thực, thực phẩm, trong tuyển chọn giống vi sinh vật.
33
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hình1.12. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng enzyme
Chất kìm hãm Các chất kìm hãm hoạt động của enzyme thƣờng là các chất có mặt trong các
phản ứng enzyme làm giảm hoạt tính của enzyme nhƣng lại không bị enzyme làm
thay đổi tính chất hóa học, cấu tạo hóa học, và tính chất vật lý của chúng.
Các chất gây kìm hãm hoạt động của các enzyme bao gồm các ion, các phân tử vô
cơ, các chất hữu cơ và cả protein. Các chất kìm hãm có ý nghĩa rất lớn trong điều
kiện các quá trình trao đổi chất ở tế bào sinh vật.
Cơ chế kìm hãm của các chất kìm hãm có thể là thuận nghịch hoặc không thuận
nghịch. Trong trƣờng hợp các chất kìm hãm thuận nghịch, phản ứng giữa enzyme
và chất kìm hãm sẽ nahnh chóng đạt đƣợc trạng thái cân bằng.
Các chất kìm hãm kết hợp với enzyme với liên kết đồng hóa trị. Theo đó, các chất
kìm hãm gắn chặc vào enzyme, tạo thành phức enzyme-chất kiềm hãm (EI). Phức
này bị phân rã rất chậm. Tùy thuộc vào bản chất của chất kìm hãm mà ngƣời ta chi
ra những chất kìm hãm sau: chất kìm hãm cạnh tranh và chất kìm hãm không cạnh
tranh.
Chất hoạt hóa
Các chất có tác dụng làm tăng hoạt tính của enzyme gọi là các chất hoạt hóa
enzyme. Các chất hoạt hóa enzyme có bản chất hóa học khác nhau. Chúng có thể
là những anion, các kim loại từ ô thứ 11 đến 55 trong bảng hệ thống tuần hoàn, các
chất hữu cơ có cấu trúc phức tạp. Tuy nhiên, các chất hoạt hóa chỉ có tác dụng ở
một nồng độ nhất định. Vƣợt quá nồng độ này, chúng sẽ gây ức chế hoạt động của
enzyme.
34
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Ở nồng độ hoạt hóa, các chất hoạt hóa thƣờng làm nhiệm vụ chuyển nhóm
hydrogen hoặc những chất có khả năng phá vỡ một số liên kết trong phân tử tiền
enzyme hoặc các chất có tác dụng phục hồi các nhóm chức năng trong trung tâm
hoạt động của enzyme.
Hình1.13. Chất hoạt hóa enzyme
1.6.5. Quá trình thủy phân
Mục đích: Quá trình phân cách một số hợp chất hóa học có phân tử lƣợng cao thành
các hơp chất có phân tử lƣợng thấp với sự tham gia của enzyme α - Amylase, giúp
cho sản phẩm dễ tiêu hóa.Tạo vị ngọt cho sản phẩm.
Các yếu tố ảnh hƣởng và biến đổi trong quá trình thủy phân
Các yếu tố ảnh hƣởng đến quá trình thủy phân: nhiệt độ, pH, thời gian, nồng độ
enzyme.
Các biến đổi:
Hóa học: Phản ứng thủy phân nhờ xúc tác của enzyme xảy ra, tạo ra các sản phẩm
nhƣ dextrin, maltose và glucose.
Vật lý: Trong quá trình thủy phân, một số tính chất vật lý của mẫu thủy phân sẽ bị
thay đổi, ví dụ nhƣ nhiệt độ, thể tích, tỷ trọng,..
Hóa lý: Một số biến đổi về pha có thể xảy ra trong quá trình thủy phân.
Sinh học và hóa sinh: Những biến đổi sinh học và hóa sinh là không đáng kể.
35
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
1.7. Tình hình sản xuất sữa gạo trong và ngoài nƣớc
1.7.1. Tình hình sản xuất sữa gạo trong và ngoài nƣớc hiện nay
Sữa gạo trên thế giới đƣợc làm bằng nhiều cách thức khác nhau từ truyền thống đến
công nghiệp. Một ví dụ minh chứng rằng: sữa gạo khá phát triển ở thị trƣờng châu
Mỹ, châu Á và châu Phi nơi mà có số lƣợng ngƣời mắc hội chứng không dung nạp
đƣờng Lactose nhiều nhất ƣớc tính lên khoảng 4.3 tỷ ngƣời ở khu vực châu Á, khi
chúng ta nhập từ khóa “rice milk “ trên website google thì đƣợc ƣớc tính có khoảng
11 triệu kết quả trong vòng 0.45 giây. Đây chính là con số khá lớn để thể hiện lên
rằng sữa gạo đang đƣợc thế giới quan tâm và chế biến nhiều.
Bảng 1.7.Giá sữa gạo và sữa đậu nành trên thị trường thế giới
1.7.2. Các nghiên cứu trong nƣớc về sữa gạo
Ngày 2/3/2016 vừa qua, Tiến sĩ Hồ Thanh Bình và thạc sĩ Cao Thị Luyến của Khoa
Nông nghiệp và Tại nguyên thiên nhiên trƣờng Đại học An Giang đã nghiên cứu thành
công quy trình sản xuất sữa gạo (nguồn :http://tai-lieu.com/tai-lieu/do-an-nghien-cuu-
cong-nghe-san-xuat-sua-gao-luc-7197/). Thí nghiệm đƣợc tiến hành trên 4 loại gạo phổ
biến tại An Giang là: Tấm IR50404, gạo IR 50404, tấm Jasmine và tấm OM6976 bằng
hai loại enzyme là α-Amylase và glucoseamylase, kết quả cho thấy tấm OM6976 là loại
phù hợp. Quá trình dịch hóa đƣợc thực hiện với enzyme α – amylase (nồng độ từ 0,5% 36
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
đến 2%) trong thời gian khảo sát từ 15 phút đến 75 phút. Enzyme glucoamylase đƣợc sử
dụng với các tỷ lệ 0,5%; 1%; 1,5% và 2% trong quá trình đƣờng hóa. Đề tài đã góp phần
đa dạng hóa sản phẩm từ gạo, tăng nguồn tiêu thụ sản phẩm gạo và nâng cao giá thành
cho gạo. Đồng thời tạo ra sản phẩm sữa từ gạo, cung cấp thêm nguồn thức uống cho đối
tƣợng ngƣời tiêu dùng dị ứng với thành phần lactose của sữa.
Ngoài ra, còn có những đồ án với đề tài mang tên: “ Nghiên cứu công nghệ sản xuất
sữa gạo lức” của Thạc sĩ Trần Trọng Vũ vào tháng 1 năm 2008. “Tối ƣu hóa quá
trình thủy phân tinh bột enzyme amylase trong chế biến sữa gạo sử dụng mô hình
phức hợp trung tâm bề mặt đáp ứng” của khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng,
Trƣờng đại học Cần thơ đƣợc đăng tại tạp chí Khoa học Trƣờng Đại học Cần Thơ
năm 2015.Sử dụng enzyme α-amylase trong thủy phân tinh bột từ gạo huyết rồng ở nhiệt độ từ 70 đến 90oC, nồng độ enzyme (0.05-0.25%) từ tạp chí Khoa học Trƣờng
Đại học Cần thơ (Dƣơng Thị Ngọc Hạnh).
Nhìn vào mặt bằng chung, thì sữa gạo đƣợc sản xuất tại Việt Nam vẫn còn chƣa đƣợc
phát triển và chủ yếu làm theo phƣơng pháp thủ công tại gia, chỉ có một vài sản phẩm
có mặt trên thị trƣờng và sữa gạo nhập từ nƣớc ngoài vẫn còn chiếm ƣu thế:ví dụ
nhƣ: Morning rice (Hàn quốc), sữa gạo lứt Koshi, sữa gạo Gạo Phố(Sữa gạo của
michellenguyen2810 tại 0902971412- 0934977050,212 Ung Văn Khiêm, Quận Bình
Thạnh…)
37
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Hình1.14. Sản phẩm sữa gạo lứt Koshi,Nước gạo Morning rice và sữa gạo Gạo Phố
1.7.3. Các công đoạn sản xuất sữa gạo
1.7.3.1. Nghiền mịn Mục đích:Làm giảm kích thƣớc và phá vở cấu trúc của nguyên liệu thuận lợi cho
quá trình hồ hóa.
Cơ chế:Trong quá trình nghiền, có ba loại lực cùng tác dụng vào vật liệu: lực nén,
lực va đập và lực ma sát. Lực va đập và lực nén chiếm ƣu thế trong quá trình nghiền
vật liệu cứng, nghiền thô, nghiền trung gian và nghiền tinh.
Các biến đổi:
Vật lý: Kích thƣớc nguyên liệu giảm, diện tích bề mặt riêng sẽ tăng.
Hóa học: Cấu trúc nguyên liệu bị phá vỡ, các thành phần dễ bị oxi hóa bên trong
nguyên liệu nhƣ các vitamin, acid béo,… sẽ có điều kiện tiếp xúc với oxy, do đó
phản ứng oxy hóa sẽ diễn ra.
Hóa sinh: Các phản ứng oxy hóa diễn ra mạnh mẽ.
Sinh học:
38
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Dƣới tác dụng của lực cơ học, vi sinh vật nhạy cảm với nhiệt độ sẽ bị tiêu diệt
nhƣng không đáng kể.
Diện tích bề mặt riêng tăng lên, thành phần chất dinh dƣỡng thoát ra bên ngoài bề
mặt, làm vi sinh vật phát triển mạnh mẽ.
Cách thức thực hiện: Sử dụng máy nghiền trục.
Nguyên tắc hoạt động: Thiệt bị nghiền trục đƣợc cấu tạo bởi hai trục hình trụ nằm ngang.
Trong quá trình vận hành, hai trục chuyển động ngƣợc chiều nhau nguyên liệu sẽ đƣợc
kéo xuống khe của hai trục, nhờ vào lực nén ép, hạt sẽ bị vỡ kéo qua khe hẹp.
Yêu cầu kỹ thuật:
Kích thƣớc hạt: < 0.025mm.
Không lẫn tạp chất, mùi lạ.
1.7.3.2. Hồ hóa
Mục đích: Cấu trúc của hạt tinh bột cứng và không tan. Quá trình hồ hóa là quá
trình tinh bột biến tính hút nƣớc trƣơng nở dƣới tác dụng của nhiệt độ. Nhƣ vậy, hạt
tinh bột sẽ đƣợc trƣơng nở, tăng khả năng hòa tan, tạo điều kiện thuận lợi cho quá
trình thủy phân.
Cơ chế của quá trình hồ hóa:Khi hòa tan tinh bột vào nƣớc, đầu tiên các phân tử
nƣớc sẽ thâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột có kích thƣớc lớn và tƣơng tác với
các nhóm hoạt động của tinh bột, tạo ra lớp vỏ nƣớc và làm mắt xích của tinh bột bị
yếu đi. Kết quả, phân tử tinh bột bị xê dịch rồi trƣơng nở. Quá trình hồ hóa sẽ bị ảnh
hƣởng bởi các yếu tố nhƣ kích thƣớc của hạt tinh bột, loại tinh bột tỷ lệ
amylose/amylosepectin,…
39
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Quá trình hấp thụ nƣớc:
Ở trạng thái tự nhiên, các phân tử tinh bột liên kết với nhau bằng liên kết hydro rất
bền. Ở nhiệt độ lạnh, tinh bột vẫn có thể hấp thụ nƣớc một cách thuận nghịch
nhƣng với 1 lƣợng nhỏ.
Khi hấp thụ nƣớc sẽ xảy ra sự hydrat hóa các nhóm hydroxyl tự do và kết quả tạo
thành liên kết hydro với nƣớc. Nhiệt độ tăng sẽ làm đứt các liên kết hydro tự nhiên
của các hạt tinh bột và làm khả năng hấp thụ nƣớc tăng. Nhiệt độ tăng cao quá sẽ
làm đứt tiếp các liên kết hydro. Nói chung quá trình hydrat hóa tinh bột trong nƣớc
gồm những giai đoạn sau:
Hạt tinh bột
Hấp thụ nƣớc Ngƣng tự nƣớc lỏng Hydrat hóa và trƣởng nở
Dung dịch Phân tán
Phá vở đứa liên kết các phân tử
Hình1.15. Cơ chế của quá trình hồ hóa
Nhiệt độ để phá vỡ hạt, chuyển tinh bột từ trạng thái ban đầu có mức độ hydrat hóa
khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Các hạt tinh bột có kích
thƣớc và nguồn gốc khác nhau cũng có nhiệt độ hồ hóa khác nhau. Các hạt nhỏ có
cấu tạo chặt rất bền nên cần nhiệt độ hồ hóa lớn hơn nhiệt độ hồ hóa các hạt lớn
(cấu trúc yếu), vì thế nhiệt độ hồ hóa tinh bột là những hỗn hợp các hạt có kích
thƣớc khác nhau thƣờng không phải một điểm mà là một khoảng nhiệt độ. Trong
quá trình hồ hóa, độ nhớt tinh bột tăng dần tới 1 điểm cực đại rồi giảm dần.
Sự thoái hóa của gel tinh bột:
Khi để một thời gian dài, các gel tinh bột sẽ co lại và tách nƣớc. Hiện tƣợng đó gọi
là sự thoái hóa. Nguyên nhân của sự thoái hóa là do sự hình thành các cầu nối
hydro giữa các phân tử tinh bột. Amylose có cấu trúc mạch thẳng nên khả năng
định hƣớng và tập hợp lại dễ dàng hơn so với amylosepectin, vì thế nói chung hiện
tƣợng thoái hóa thƣờng liên quan đến amylose của tinh bột. Quá trình thoái hóa bao
gồm các giai đoạn sau đây:
Đầu tiên các mạch đƣợc uốn thẳng lại.
40
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Sau đó lớp vỏ hydrat bị mất đi, các mạch sẽ định hƣớng song song với nhau.
Các cầu nối hydro đƣợc tạo thành giữa các nhóm OH.
Tốc độ thoái hóa sẽ tăng khi giảm nhiệt độ và đạt cực đại tại pH = 7. Tốc độ thoái
hóa sẽ giảm cả khi tăng hoặc giảm pH. Amylose là thành phần chủ yếu gây nên sự
thoái hóa của gel tinh bột và sự thoái hóa của amylose là không khắc phục đƣợc,
trong khi amylosepectin thoái hóa có thể quay lại trạng thái ban đầu khi đun nóng từ 50 – 600C.
Sự thoái hóa thường kèm theo hiện tượng tách nước và đặc lại.
1.7.3.3. Lọc:
Mục đích:Nhằm mục đích phân riêng, giữ lại những cấu tử cần thiết để tạo nên
sản phẩm, đồng thời tách bỏ các tạp chất trong hỗn hợp ban đầu.
Quá trình lọc còn hoàn thiện sản phẩm giúp cải thiện một số chỉ tiêu chất lƣợng
sản phẩm tránh hiện tƣợng tách lớp, lắn cặn.
Các biến đổi:
Vật lý: khi lọc sẽ thu đƣợc dịch lọc và bã lọc. Một số chỉ tiêu vật lý của dịch lọc
sẽ thay đổi so với dịch ban đầu nhƣ tỉ trọng, độ trong,…
Hóa học: những biến đổi hóa học không đáng kể.
Hóa lý: quá trình lọc sẽ phân riêng hai pha lỏng và rắn. Thông thƣờng không xảy
ra sự chuyển pha trong quá trình lọc. Tuy nhiên, một số cấu tử dễ bay hơi nhƣ các
hợp chất mùi trong dịch lọc có thể bị tổn thất.
Sinh học: quá trình lọc không gây ra những biến đổi sinh học.
1.7.3.4. Phối chế:
Mục đích:Nhằm mục đích hoàn thiện sản phẩm, giúp sản phẩm tạo ra đạt độ cảm
quan tốt nhất, điều hòa mùi vị, độ sánh đặc của sản phẩm.
Các biến đổi:
Vật lý: quá trình phối chế sẽ làm thay đổi một số chỉ tiêu vật lý của dịch sau thủy
phân nhƣ độ đặc, độ sánh.
Hóa học: những biến đổi hóa học không đáng kể
Hóa lý: không đáng kể
Xanthangum trong công đoạn phối chế:
41
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Định nghĩa: Cấu trúc cơ bản: 1 mạch chính là cellulose (các phân tử glucose liên kết β- (1,4)) và 1 mạch bên trisaccharide. Mỗi đơn vị β-D-glucopyranosyl trên mạch chính đƣợc liên kết với 1 đơn vị β-D- glucopyranosyl –(1–>4)- β -D- glucuronopyranosyl – (1–>2)-6-O-acetyl- β -D- mannopyranosyl trisaccharide. Khoảng ½ đơn vị β-D-glucopyranosyl tận cùng có acid pyruvic liên kết nhƣ là 4,6-cyclic acetal. Mạch bên tƣơng tác với mạch chính (nhờ lực liên kết thứ hai) để hình thành một phân tử khá cứng. Mạch bên trisaccharide: 2 phân tử mannose đƣợc tách biệt nhờ 1 phân tử glucuronic acid. Phân nữa nhóm mannose tận cùng liên kết với nhóm pyruvate & phân nữa còn lại có chứa nhóm acetyl. Những nhóm carboxyl ở mạch bên thể hiện tính anion của phân tử gum
Hình 1.16.Cấu tạo của Xanthangum
Tính chất: Xanthan gum không hòa tan trong dung môi hữu cơ (nhƣng hydrate hóa trong glycerol ở 650C). Sau khi hydrate hóa trong nƣớc –> thêm đến 50% ethanol hoặc propanol –> không kết tủa xanthan gum.hòa tan trong nƣớc nóng và nƣớc lạnh, độ nhớt dung dịch cao khi nồng độ thấp, không có sự thay đổi rõ ràng về độ nhớt khi nhiệt độ từ 0-1000C (tính chất độc đáo), hòa tan và ổn định trong môi trƣờng acid, khả năng tƣơng tác tốt với muối, tƣơng tác với những loại gum khác nhƣ locust bean gum, ổn định hệ nhũ tƣơng và huyền phù, ổn định dung dịch tốt khi đông lạnh và rã đông.
Xanthan gum tƣơng hợp với nhiều loại acid hữu cơ: acetic, citric, lactic, tartaric và phosphoric acid
Xanthan gum có nồng độ 0.3% trong nƣớc đã khử ion có nhiệt độ thay đổi hình dạng là 400C > trong TP có hàm lƣợng muối thấp là 900C –> muối giúp ổn định hình dạng có trật tự của xanthan gum và ổn định độ nhớt của nó.
Tƣơng tác tốt với các chất làm đặc khác: tinh bột, carrageenan, pectin, gelatin, agar, alginate và dẫn xuất cellulose.
42
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Công dụng: Xanthan gum sử dụng làm chất làm dày, đông đặc trong sản xuất kem, đồng thời là chất tạo béo "giả", tạo ra vị béo mà không có giá trị dinh dƣỡng.Xanthan gum có độ nhớt rất lớn ngay cả khi sử dụng 1 lƣợng ít, tạo ra 1 hỗn hợp gel đặc khi hòa vào nƣớc. Xanthan gum thu đƣợc có thể ứng dụng trong thực phẩm, không có độc tính.Làm tăng thể tích, cải thiện cấu trúc và tính ổn định. Giữ ẩm tốt.Thời hạn bảo quản dài
1.7.3.5. Tiệt trùng:
Mục đích:Quá trình tiệt trùng nhằm ức chế bất thuận nghịch enzyme và tiêu diệt toàn bộ
các hệ vi sinh vật có mặt trong sản phẩm, nhằm kéo dài thời gian bảo quản, chất lƣợng
sản phẩm ổn định, hoàn thiện sản phẩm.
Cơ chế: Sử dụng nhiệt độ cao để tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật có trong sản phẩm.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý:
Độ nhớt dịch giảm khi nhiệt độ tăng.
Có sự thay đổi về thế tích, khối lƣợng nhƣng không đáng kể.
Hóa học: Một số phản ứng phân hủy xảy ra làm tổn thất các thành phần chất dinh
dƣỡng có trong sữa nhƣ vitamin, hợp chất anthocyanin,… Các thành phần đƣờng
khử, acid amin, peptide sẽ tham gia phản ứng Maillard làm sản phẩm bị xẩm màu.
Hóa sinh và sinh học: Enzyme α-amylase bị vô hoạt , các vi sinh vật bị tiêu diệt
hoàn toàn.
Hóa lý:
Có sự bay hơi nƣớc và các chất dễ bay hơi khác.
Một số protein có thể bị đông tụ nhƣng hàm lƣợng không đáng kể, vì sản phẩm đã
quá các giai đoạn tiền xử lý nhiệt.
Cách thực hiện: Dịch sau khi thủy phân sẽ đƣợc rót vào chai thủy tinh 150ml đã đƣợc xử lý làm sạch về mặt vật lý, hóa học và sinh học. Sau đó, sản phẩm đem đi tiệt trùng với chế độ 121,10C, P=1atm trong vòng 30 phút..
43
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
CHƢƠNG 2: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu – hóa chất – dụng cụ:
2.1.1. Địa điểm:
Phòng Thí nghiệm chế biến thực phẩm (A07.12) – Khoa Công nghệ Sinh học – Thực
Phẩm – Môi Trƣờng, Trƣờng Đại học Công nghệ TpHCM – 475 Điện Biên Phủ,
Phƣờng 25, Quận Bình Thạnh, Thành phố Hồ Chí Minh.
2.1.2. Nguyên liệu:
Gạo đen:
Gạo đen hữu cơ Magic Organic Wild Rice sử dụng trong nghiên cứu đƣợc thu mua từ
cửa hàng Hoa Sữa Food, 126 võ Văn kiệt. Q1. TpHCM. Gạo đƣợc đóng gói chân
không, khối lƣợng 1kg, bảo quản nơi thoáng mát cho tới khi sử dụng.( nguồn:
www.hoasuafood.com)
Thành phần dinh dƣỡng:
Bảng 2.1. Thành phần dinh dưỡng của gạo đen trong 100g gạo
Thành phần Hàm lƣợng Tỉ lệ
Calories 360kcal
Chất béo 4g 6%
Carbonhydrat 72g 24%
Protein 9g 18%
Ca 28mg 2.8%
Vitamin C 0mg 0%
Iron 3.6mg 20%
Anthocyanin 39mg
( nguồn: đƣợc in trên bao bì của sản phẩm, do nhà sản xuất công bố)
Chỉ tiêu chất lƣợng:
+ Tạp chất (tối đa): 0.2%.
+ Độ ẩm (tối đa): 14%.
Enzyme α-Amylase
44
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Enzyme Alpha Amylase có tên thƣơng mại là Termamyl SC đƣợc thu nhận từ vi khuẩn Bacillus licheniformis. Của công ty TNHH PHUTRACO tại 364/37 Thoai Ngoc Hau, Phu Thanh Ward, Tan Phu District, HCMC, Vietnam
Thành phần dinh dƣỡng: Protein, nƣớc, sorbitol, potassium sorbate, sodium chloride.
Tiêu chuẩn về hóa lý:
Physical form Liquid
Colour Clear brown
Activity
Αnpha-Amylse Min.24540 IU/g (IU: international unit)
Tiêu chuẩn về vi sinh:
Total viable count Less than 50000/gram
Coliforms Less than 30/gram
E.Coli Absent in 25 gram
Salmonella species Absent in 25 gram
Antibiotic activity Negative by test
Tiêu chuẩn về kim loại nặng:
Arsenic Less than 3mg/kg
Lead Less than 5mg/kg
Heavy metals (as Pb) Less than 30mg/kg
2.1.3. Hóa chất:
Hoá chất đƣợc mua từ công ty TNHH Bách Khoa. Địa chỉ: Kios số 6 – 334 Tô Hiến
Thành P14. Q 10 TP. HCM, thuộc nhóm hóa chất phân tích. Các hóa chất chủ yếu sử
dụng trong thí nghiệm bao gồm:
3,5-Dinitro-2-hydroxybenzoic acid (C7H4N2O7)
Natri hydroxyt (NaOH)
Potassium Sodium Tartrate (C4H4O6KNa.4H2O) (Muối kép)
Kali clorua (KCl)
Sodium acetate trihydrate (CH3COONa.3H2O)
Potassium iodide (KI).
Iodine (I2)
Dụng cụ và thiết bị:
45
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Dụng cụ: Bộ rây, các dụng cụ thủy tinh (erlen, becher, pipet, buret …)
Thiết bị cơ bản: Tủ sấy, máy xay sinh tốt, cân phân tích (2,3 số), máy đo quang, bể
ổn định nhiệt, máy phân tích quang phổ, Brix kế, pH kế, nhớt kế.
Hình 2.1. Máy đo OD và rây
Hình 2.2. Cân phân tích và bể ổn định nhiệt
2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu:
2.2.1. Sơ đồ dự kiến chế biến sữa gạo:
Sữa gạo đƣợc thu nhận theo qui trình trong hình bao gồm các bƣớc cơ bản:
Gạo đen đƣợc thu mua, nghiềm mịn với kích thƣớc < 0.025mm. Gạo sẽ đƣợc cân ở tỉ lệ gạo:nƣớc là 1:10 và hồ hóa ở các khung nhiệt độ là 700C- 800C- 900C- 1000 , thời gian 40p. Sau đó làm nguội đến 600C. Dịch hồ hóa thủy phân ở 80oC trong vòng 3 giờ để chọn đƣợc nhiệt độ và thời gian đạt đƣợc hiệu
suất thủy phân tốt.
Cố định các thông số của hồ hóa. Tiến hành khảo sát nhiệt độ, thời gian và nồng độ
enzyme để đạt hiệu suất thủy phân tốt.
46
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Cố định thông số thủy phân. Dịch đƣợc đem lọc qua vải lọc thô, rồi mang phối chế.
Gạo đen
Nghiền mịn<0.025mm
Hồ Hóa
Tỷ lệ gạo: nƣớc: 1:10(w/w)Xác định nhiệt độ hồ hóa
Làm nguội đến 800C
Thủy phân
Xác định nhiệt độ, thời gian thủy phân và nồng độ enzyme
Lọc
Phối chế Xác định công thức phối chế: tỉ lệ Xathangum
Sản phẩm
Hình 2.3. Sơ đồ dự kiến chế biến sữa gạo
47
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
2.2.2. Bố trí thí nghiệm:
2.2.2.1. Thí nghiệm 1: Xác định thông số kỹ thuật của quá trình hồ hóa
Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình hồ hóa.
Gạo nghiền mịn < 0.025mm
Hồ hóa- 40phút Tỉ lệ gạo: nƣớc 1:10(w/w)
700C 800C 900C 1000C
Dịch hồ hóaThủy phân
Làm nguội 800C
[Enz.] = 0.2%
Thời gian: 3 giờ
Nhiệt độ: 800C
Lọc
Đánh giá hiệu suất thủy phân
Chọn nhiệt độ, thời gian thích hợp
Tiến hành:
48
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Nguyên liệu nghiền mịn với kích thƣớc < 0.025mm. Cân với khối lƣợng, tỉ lệ nƣớc gạo
1:10 Hồ hóa mẫu ở các mức nhiệt độ: 70-80-90-1000C trong vòng 40 phút. Mẫu hồ hóa đậy
kín, khuấy trộn trong vòng 2 phút, mỗi 15 phút một lần.Xác định khối lƣợng khối bột
bằng cân phân tích sau khi hồ hóa, bổ sung lƣợng nƣớc để đảm bảo không bị hao hụt do
bay hơi. Dịch hồ hóa đƣợc làm nguội đến nhiệt độ 600C, bổ sung enzyme với nồng độ 0,2%. Thủy phân ở nhiệt độ 800C trong 3 giờ. Mẫu thủy phân đƣợc đậy kín, khuấy trộn trong
vòng 2 phút đến khi đều. Mẫu đƣợc lọc qua nhiều lớp vải thô sau đó đem đi định mức
100ml để đánh giá hiệu suất thủy phân.
Ở đây việc không xác định lại thông số kĩ thuật của thời gian hồ hóa vì dựa trên
các tài liệu đã tham khảo từ những bài báo cáo và các nghiên cứu trƣớc đây thì
khoảng thời gian đều giao động 40±1 phút. Chính vì thế nên sẽ chọn luôn mốc thời
gian này để làm thời gian cho quá trình hồ hóa bột gạo đen.
49
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
2.2.2.2. Thí nghiệm 2: Xác định các thông số kỹ thuật của quá trình thủy phân
Bƣớc 1: Xác định nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân.
Gạo nghiền mịn < 0.025mm
Hồ hóa
Làm nguội đến t0 thủy phân
Thủy phân Thời gian: 3 giờ Nồng độ Enzyme: 0,2%
Tỉ lệ gạo/nƣớc: 1/10(w/w), nhiệt độ hồ hóa đƣợc xác định ở thí nghiệm 1
800C 900C 1000C 700C
Dịch thủy phân
Lọc
Xác định hiệu suất thủy phân Xác định hàm lƣợng chất khô
Xác định hàm lƣợng Anthocyanin Xác định hàm lƣợng đƣờng khử
Chọn nhiệt độ thủy phân
50
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Tiến hành:
Nguyên liệu nghiền mịn với kích thƣớc < 0.025mm. Nguyên liệu đem đi cân với tỉ lệ
gạo/nƣớc 1:10 bằng cân phân tích và đƣợc đem đi hồ hóa ở nhiệt độ, thời gian đã đƣợc xác định ở thí nghiệm 1. Sau đó khối bột gạo sau khi hồ hóa sẽ đƣợc làm nguội đến 600C
và mang đi cân bằng cân phân tích để cố định lƣợng bột gạo đem đi thủy phân. Mẫu đƣợc làm nguội, bổ sung nồng độ enzyme 0.2%. Thủy phân ở 4 mức nhiệt độ 700- 800C- 900C-1000C trong vòng 3 giờ. Mẫu đƣợc đậy kín và khuấy trộn trong vòng 2 phút
đến khi đều, thời gian cách nhau 15 phút cho 1 lần khuấy.
Dịch sau thủy phân đƣợc lọc qua vải thô và đem đi định mức 100ml đo các chỉ tiêu đánh
giá để chọn nhiệt độ thủy phân thích hợp.
Bƣớc 2: Xác định nồng độ enzyme thích hợp cho quá trình thủy phân.
Gạo nghiền mịn < 0.025mm
Tỉ lệ gạo/nƣớc: 1/10(w/w), nhiệt độ đƣợc xác định ở thí nghiệm 1
Hồ hóa
Làm nguội đến 800C
Thủy phân ở các nồng độ enzyme Thời gian: 3 giờ Nhiệt độ đƣợc xác định: 800C
0.15% 0.2% 0.3% 0.25%
Dịch thủy phân
Lọc, định mức
Xác định độ Brix
Xác định hiệu suất thủy phân Xác định hàm lƣợng Anthocyanin Xác định hàm lƣợng đƣờng khử
51
Chọn nồng độ enzyme thích
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Tiến hành:
Nguyên liệu nghiền mịn với kích thƣớc < 0.025mm. Nguyên liệu đem đi cân với tỉ lệ
gạo/nƣớc: 1/10 bằng cân phân tích và đƣợc đem đi hồ hóa ở nhiệt độ, thời gian đã đƣợc xác định ở thí nghiệm 1. Sau đó khối bột gạo sau khi hồ hóa sẽ đƣợc làm nguội đến 600C
và mang đi cân bằng cân phân tích để cố định lƣợng bột gạo đem đi thủy phân. Mẫu đƣợc làm nguội đến 600C, bổ sung các nồng độ enzyme 0.15% - 0.2%- 0.25%-
0.3%. Thủy phân ở nhiệt độ đã đƣợc xác định ở bƣớc 1 thí nghiệm 2 trong vòng 3 giờ.
Mẫu đƣợc đậy kín và khuấy trộn trong vòng 2 phút đến khi đều, thời gian cách nhau 15
phút cho 1 lần khuấy.
Dịch sau thủy phân đƣợc lọc bằng nhiều lớp vải thô và đem đi định mức 100ml đo các
chỉ tiêu đánh giá để chọn nhiệt độ thủy phân thích hợp.
52
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Bƣớc 3: Xác định thời gian thủy phân (giờ) thích hợp cho quá trình thủy phân.
Gạo nghiền mịn Gạo nghiền mịn Gạo nghiền mịn < 0.025mm < 0.025mm < 0.025mm
Hồ hóa Hồ hóa Hồ hóa
Tỉ lệ gạo/nƣớc: Tỉ lệ gạo/nƣớc: Tỉ lệ gạo/nƣớc: 1/10(w/w), nhiệt 1/10(w/w), nhiệt 1/10(w/w), nhiệt độ, thời gian đƣợc độ, thời gian đƣợc độ, thời gian đƣợc xác định ở thí xác định ở thí xác định ở thí nghiệm 1 nghiệm 1 nghiệm 1 Làm nguội đến 800C Làm nguội đến 800C Làm nguội đến 800C
Thủy phân ở các mốc Thủy phân ở các mốc Thủy phân ở các mốc thời gian thời gian thời gian Nồng độ và nhiệt độ đƣợc xác định ở bƣớc 1 và 2
2.5h 2.5h 3h 3h 3.5h 3.5h 4h 4h 4h
Dịch thủy phân
Lọc
Xác định hiệu suất thủy phân Xác định hàm lƣợng Anthocyanin Xác định hàm lƣợng chất khô Xác định hàm lƣợng đƣờng khử
Chọn thời gian thủy phân thích hợp
Tiến hành:
53
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Nguyên liệu nghiền mịn với kích thƣớc < 0.025mm. Nguyên liệu đem đi cân với tỉ lệ
gạo/nƣớc: 1/10 bằng cân phân tích và đƣợc đem đi hồ hóa ở nhiệt độ, thời gian đã đƣợc xác định ở thí nghiệm 1. Mẫu đƣợc làm nguội đến 600C và mang đi cân bằng cân phân tích để cố định khối lƣợng mẫu đem đi thủy phân, bổ sung nồng độ enzyme đã đƣợc xác định ở bƣớc 2 thí nghiệm
2. Thủy phân ở nhiệt độ đã đƣợc xác định ở bƣớc 1 thí nghiệm 2 trong thời gian 2.5h- 3h-3.5h- 4h. Mẫu đƣợc đậy kín và khuấy trộn trong vòng 2 phút, cách 15 phút cho mỗi
lần khuấy đến khi mẫu đều.
Dịch sau thủy phân đƣợc lọc qua nhiều lớp vải thô và đem đi định mức 100ml đo các chỉ
tiêu đánh giá để chọn nhiệt độ thủy phân thích hợp.
54
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Bƣớc 4: Xác định hàm lƣợng Xathangum bổ sung thêm vào sau khi thu nhận dịch
thủy phân.
Gạo đen nghiền mịn < 0.025mm
Tỉ lệ gạo:nƣớc: 1:10( w/w)
Hồ hóa Nhiệt độ: 90oC
Thời gian : 40 phút
Làm nguội đến 800C
Nồng độ enzyme 0.2%
Thủy phân Nhiệt độ 80oC
Thời gian 3 giờ Lọc
Phối chế( Xathangum)
1% 2% 3% 4%
Đo độ Brix của sản phẩm
Khảo sát mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng
Tiến hành:
55
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Nguyên liệu nghiền mịn với kích thƣớc < 0.025mm. Nguyên liệu đem đi cân với tỉ lệ
gạo/nƣớc: 1/10 bằng cân phân tích và đƣợc đem đi hồ hóa ở nhiệt độ, thời gian đã đƣợc xác định ở thí nghiệm 1. Mẫu đƣợc làm nguội đến 600C sau đó mang đi cân bằng cân phân tích để cố định lƣợng mẫu đem đi thủy phân, bổ sung nồng độ enzyme đã đƣợc xác định ở bƣớc 2 thí nghiệm
2. Thủy phân ở nhiệt độ đã đƣợc xác định ở bƣớc 1 thí nghiệm 2 .Mẫu đƣợc đậy kín và
khuấy trộn trong vòng 2 phút, cách 15 phút một lần đến khi mẫu đều.
Dịch sau thủy phân đƣợc lọc qua nhiều lớp vải thôđƣợc bổ sung xathangum hàm lƣợng
từ 1%- 2%- 3%- 4%. Sau đó đo độ Brix của từng tỉ lệ xathangum và mang đi đánh giá
cảm quan để chọn ra mức độ đƣợc ƣa thích nhất.
2.3. Các phƣơng pháp phân tích dùng trong nghiên cứu: Xác định DE (Dextrose equivalent) đƣợc xác định bằng công thức:
(Nguồn: Dziedzic, SZ; Kearsley, MW (1995). Sổ tay của sản phẩm thủy phân tinh bột và dẫn xuất của chúng).
Hàm lƣợng đƣờng khử đƣợc xác định bằng pp: Miller,1959;AOAC,2000.
Hàm lƣợng chất khô đƣợc xác định bằng phƣơng pháp sấy đến khối lƣợng không đổi (TCVN 5533:1991).
Hàm lƣợng tinh bột sót đƣợc xác định bằng pp: Dilek và Belma,2004.
Hàm lƣợng anthocyanin đƣợc xác định theo phƣơng pháp pH vi sai.(Lee và ctv, 2005; AOAC 2005)
Mỗi thí nghiệm sẽ đƣợc lăp lại 3 lần.
2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu: Sử dụng phần mềm Excel và STAGRAPHIC để tính toán, thống kê số liệu và vẽ biểu đồ.
56
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Xác định thông số của quá trình hồ hóa bột gạo đen:
3.1.1 Xác định nhiệt độ cho quá trình hồ hóa bột gạo đen:
3.1.1.1. Hiệu suất thủy phân của bột gạo đen khi hồ hóa ở các nhiệt độ khác nhau Sau khi hồ hóa bột gạo ở nhiệt độ 700C -800C -900C -1000C thì khối hồ hóa đƣợc thủy phân ở 800C với nồng độ enzyme là 0,2% trong thời gian 3 giờ. Dịch hồ hóa đƣợc đánh
giá bằng hiệu suất thủy phân và hàm lƣợng đƣờng khử. Kết quả đƣợc thể hiện ở đồ thị
84
hình 3.1. Đồ thị rõ ràng đã cho ta thấy:
)
83.25
83
83.27
82
82.6
81
80
79
78.8
78
77
i
76
% ( n â h p y ủ h t t ấ u s u ệ H
70
80
90
100
Nhiệt độ hồ hóa(0C)
Hình 3.1. Hiệu suất thủy phân của bột gạo đen khi hồ hóa ở nhiệt độ khác nhau
Tại nhiệt độ 700C hiệu suất thủy phân bắt đầu tăng và tăng rất tốt khi nhiệt độ hồ hóa tiếp tục tăng lên 800C, 900C. Bên cạnh đó HSTP đang đạt đƣợc ở mức khá cao 78.83% ở 700C và 83.27% ở 900C. Có thể giải thích nhƣ sau:
Do trong gạo thành phần amylose > amylosepectin nên cần một thời gian đủ dài
giúp các hạt tinh bột có thể hút nƣớc trƣơng nở. Và khoảng thời gian mà ta nâng nhiệt từ 700C đến 900C đang là khoảng thời gian thích hợp.
Khi các hạt tinh bột có thể đƣợc hồ hóa hút nƣớc trƣơng nở một cách tốt nhất thì
enzyme sẽ sử dụng cơ chất (tinh bột) một cách rất dễ dàng làm cho hiệu suất thủy phân tăng nhanh ở nhiệt độ 700C.
Nhiệt độ hồ hóa của tinh bột phụ thuộc vào hàm lƣợng amylose, amylosepectin
và kích thƣớc hạt. Điều này có nghĩa là mỗi loại tinh bột thì sẽ có một nhiệt độ hồ
57
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
hóa khác nhau ( Hoàng Kim Anh,2007). Một ví dụ minh chứng rằng: ở hình 3.1 hiệu suất thủy phân ở nhiệt độ 900C với thời gian 40 phút đạt giá trị cao tại
83,27% so với các nhiệt độ còn lại đồng nghĩa với việc các hạt tinh bột đang
đƣợc hồ hóa một cách tốt nhất, đang dần hình thành nên hệ gel trong khối bột làm
cho cấu trúc của các hạt tinh bột trở nên mềm hơn ban đầu khi chƣa gia nhiệt. Do
đó, khi khối bột đƣợc hồ hóa thì enzyme sẽ sử dụng một cách dễ dàng hơn nên
hiệu suất thủy phân đạt đƣợc cao nhất.
Ở hình 3.1 đã thể hiện, khi tiếp tục tăng nhiệt độ lên 1000Cvà đã cố định mọi yếu tố nhƣ
thời gian thủy phân, nồng độ enzyme và các điều kiện bên ngoài (mẫu đƣợc đậy kín,
khuấy trộn) thì lúc này hiệu suất thủy phân lại có xu hƣớng chững lại và không tăng nữa
vì
Cơ bản hạt tinh bột có cấu trúc gồm nhiều mạch amylose và amylose pectin, trong
quá trình hồ hóa, nƣớc sẽ chui vào trong hạt tinh bột, làm hạt tinh bột này trƣơng
nở từ đó kéo giãn khoảng cách giữa các mạch amylose, amylosepectin. Tuy nhiên
đến một giới hạn nào đó thì khả năng hút nƣớc, trƣơng nở đã cực đại. Nƣớc đã
không thể nào chui vào hạt tinh bột đƣợc nữa. Ở nhiệt độ 1000C enzyme bị biến tính, vì bản chất enzyme cũng là protein, mất
khả năng hoạt động, làm hiệu suất thủy phân không tăng cũng không giảm.
3.1.1.2. Hàm lƣợng đƣờng khử của bột gạo đen khi hồ hóa ở các nhiệt độ khác nhau Bên cạnh đó đồ thị hình 3.2 còn thể hiện sự thay đổi của hàm lƣợng đƣờng khử khi ta
thay đổi nhiệt độ hồ hóa của khối bột gạo. Cụ thể nhƣ sau:
Tại nhiệt độ 700C đến 900C hàm lƣợng đƣờng khử đƣợc sản sinh ra khá tốt và tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ hồ hóa từ 42.76% ở 700C lên đến 64.15% ở 900C . Và hàm
lƣợng này đang nằm trong mức cao. Điều này đƣợc lý giải rằng:
58
70
64.14
60
64.15
59.83
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
(
50
42.7
40
30
20
) g / g m ử h k g n ờ ư đ g n ợ ư
10
l
0
m à H
70
80
90
100
Nhiệt độ hồ hóa(0C)
Hình 3.2. Hàm lƣợng đƣờng khử của bột gạo đen khi hồ hóa ở các nhiệt độ khác nhau
Hiệu suất thủy phân đang đạt đƣợc rất tốt từ đó kéo theo việc enzyme hoạt động ở mức tối ƣu, dẫn đến enzyme sẽ chuyển hóa các amylose và amylose pectin thành mantose, glucose và dextrin đƣợc nhiều nhất. Hàm lƣợng đƣờng khử sinh ra trong sản phẩm cũng sẽ nhiều nhất.
Điều này đang là điều đƣợc mong muốn vì dƣờng nhƣ ngƣời tiêu dùng sẽ có hứng thú rất nhiều với vị ngọt tự nhiên đƣợc sinh ra trong quá trình chế biến. Lƣợng đƣờng khử này sinh ra sẽ mang lại cho sản phẩm vị ngọt thanh, dễ chịu và an toàn cho sức khỏe của ngƣời sử dụng.
Tại nhiệt độ 1000C đồ thị lại cho thấy hàm lƣợng đƣờng khử không thay đổi điều này cũng đồng nghĩa với việc:
Enzyme amylase sẽ thủy phân mạch amylose và amylose pectin tại vị trí α-1,4- glycosie, khi tăng nhiệt độ lên cao, thời gian cũng dài ra thì các vị trí này đã không còn nhiều nhƣ lúc ban đầu để enzyme có thể thực hiện nhiệm vụ phân giải.
Giải thích tƣơng tự nhƣ hiệu suất thủy phân. Đến nhiệt độ 1000C enzyme bị biến tính vì bản chất enzyme cũng là protein, mất hoạt lực.Điều tất yếu phải xảy ra đó là hàm lƣợng đƣờng khử cũng sẽ không thay đổi cho dù có tăng nhiệt độ.
Kết luận: Quá trình hồ hóa từ gạo đen hữu cơ nên thực hiện ở nhiệt độ 90±20C trong vòng 40 phút với tỷ lệ gạo nước: 1/10 (w/w) để bột gạo hút nước trương nở tốt và đạt được hiệu suất thủy phân cao.
59
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.2.Xác định các thông số kỹ thuật của quá trình thủy phân bột gạo đen
3.2.1 Xác định nhiệt độ cho quá trình thủy phân bột gạo đen:
3.2.1.1. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân bột gạo ở các nhiệt độ khác nhau trong suốt quá trình thủy phân:
Mục đích: Tạo điều kiện tối ƣu cho enzyme anfa-amylase hoạt động tốt để đạt đƣợc
hiệu suất thủy phân cao nhất.
Tiết kiệm năng lƣợng cho quá trình gia nhiệt và tránh sự hao mòn thiết bị dƣới tác
dụng của nhiệt độ.
Sau khi đã chọn đƣợc nhiệt độ thích hợp cho quá trình hồ hóa bột gạo đen ở phần 3.1. Khối bột gạo sẽ đƣợc mang đi thủy phân ở nhiệt độ 700C -800C -900C -1000C, nồng
độ enzyme 0,2% trong thời gian 3 giờ. Dịch thủy phân sẽ đƣợc đánh giá bằng hiệu
120
suất thủy phân và hàm lƣợng đƣờng khử. Kết quả đƣợc thể hiện ở đồ thị hình 3.3
)
96.03
95.46
100
95.97
80
82.5
60
40
20
i
% ( n â h p y ủ h t t ấ u s u ệ H
0
70
80
90
100
Nhiệt độ thủy phân(0C)
Hình 3.3. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân bột gạo ở các nhiệt độ khác
nhau trong quá trình thủy phân
Mốc nhiệt độ 700C -800C hiệu suất thủy phân tăng rất nhanh từ 82.56% lên đến
96.01%. Nhìn vào đồ thị còn có thể thấy đƣợc hiệu suất thủy phân ta đang có khá
là cao. Điều đó có thể giải thích rằng:
Nhiệt độ là một trong những yếu tố thúc đẩy cho quá trình phản ửng thủy phân
đƣợc diễn ra nhanh hơn, kèm theo đó tùy vào mỗi loại enzyme từ nguồn gốc
khác nhau thì sẽ có đƣợc một nhiệt độ thích hợp để hoạt động tốt nhất, thì nhiệt độ tăng dần từ 700C đến 800C dƣờng nhƣ là sự tăng nhiệt độ này đang dần dần
60
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
đƣa về nhiệt độ thích hợp của enzyme α-Amylase đang sử dụng để enzyme tác
dụng với cơ chất là tinh bột (amylose và amylosepectin), phân cắt tại vị trí α-
1,4-glucoside, từ nhữngthành phần phức tạp (amylose và amylosepectin) thành
những thành phần đơn giản (dextrin phân tử lƣợng thấp, một ít maltose và
glucose đƣợc tạo thành khi thời gian thủy phân đƣợc kéo dài). Khi hiệu suất
thủy phân cao có thể đồng nghĩa với việc phản ứng thủy phân đang đƣợc diễn
ra một cách tốt nhất có thể dƣới sự tác dụng của enzyme α-Amylase, thì các hạt
tinh bột đƣợc hút nƣớc trƣơng nở ban đầu sẽ dần dần bị phá vở chia nhỏ ra nên
lƣợng bã sau quá trình thủy phân thu đƣợc khá ít, dẫn đến hiệu suất thu hồi sản
phẩm tăng.
Khi nhiệt độ tiếp tục tăng từ 800C đến 900C thì hiệu suất thủy phân tiếp tục tăng
nhƣng không còn vƣợt trội nhƣ trƣớc, mức độ tăng không đáng kể khi xử lý số liệu.
Tuy không quá nhiều nhƣng ở nhiệt độ này cho thấy sự chững lại của hiệu suất thủy
phân, điều đó đồng nghĩa với việc ở những nhiệt độ sau cao hơn dƣờng nhƣ không
mang lại kết quả nhƣ mong muốn. Một vài lý do đƣợc nêu ra cho sự thay đổi này
là:
Nhiệt độ tăng nhƣ vậy đang bắt đầu vƣợt qua ngƣỡng hoạt động tối ƣu của
enzyme, làm cho enzyme từng bƣớc bị kiềm hãm. Kéo theo khả năng sử dụng
cơ chất bị suy giảm, hoạt động phân giải cũng bị đình trệ. Từ đó hiệu suất thu
đƣợc có tăng nhƣng không mang ý nghĩa.
Bắt đầu tăng nhiệt độ từ 900C đến 1000C lúc này đồ thị đã cho thấy sự suy giảm của hiệu suất thủy phân. Từ 95.93% xuống còn 95.47%. Hiệu suất thủy phân đã không còn nhƣ mong muốn khi ta càng tăng nhiệt độ thủy phân thì hiệu suất thủy phân sẽ càng tăng. Cụ thể đƣợc giải thích nhƣ sau:
Enzyme bị ức chế hoàn toàn. Bản chất enzyme là protein, ở nhiệt độ này protein bắt đầu bị biến tính( sự biến tính protein là hiện tƣợng thay đổi thuận nghịch hoặc không thuận nghịch cấu trúc không gian ban đầu của protein nhƣng không làm biến đổi các liên kết hóa trị trong phân tử, trừ liên kết disulfide, các liên kết bị phá vỡ có thể là liên kết ion, kị nƣớc, các cầu hydro). Mất đi khả năng vốn có của enzyme là sử dụng cơ chất để phân giải amylose, amylose pectin thành mantose, glucose và các dextrin…
61
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Đây là điều không mong muốn nếu không muốn nói là đáng lo ngại, vì vừa làm mất hoạt tính của enzyme lại vừa tốn nhiên liệu, thời gian, công sức để tăng nhiệt độ thủy phân mà kết quả lại không nhƣ mong đợi
3.2.1.2. Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau trong suốt quá trình thủy phân: Song song đó đồ thị hình 3.4 còn cho thấy sự ảnh hƣởng của nhiệt độ thủy phân đến hàm
70
59.16
59.11
60
57.78
lƣợng đƣờng khử đƣợc sinh ra. Kết quả cho thấy rằng:
(
50
40
30
31.4
) g / g m ử h k g n ờ ư đ g n ợ ư
20
l
10
m à H
0
70
90
100
80 Nhiệt độ thủy phân(0C)
Hình 3.4. Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của công
đoạn thủy phân Trong khoảng nhiệt độ 700C -800C hàm lƣợng đƣờng khử tăng vọt từ 31.35(mg/g) đến
59.14(mg/g). Ở khoảng nhiệt độ này lƣợng đƣờng khử sinh ra còn cao hơn cả hiệu
suất thủy phân, trong khi hiệu suất thủy phân chỉ tăng xấp xỉ 14% thì hàm lƣợng
đƣờng khử lại tăng đến gần 28(mg/g). Điều đó cho thấy sự ảnh hƣởng rõ rệt của nhiệt
độ đến hàm lƣợng đƣờng khử tạo ra. Có thể là vì một vài yếu tố sau đây:
Nhƣ đã giải thích ở phần hiệu suất thủy phân thì việc enzyme đang nằm trong vùng nhiệt độ tối thích để sử dụng nên phản ứng phân cắt tại các vị trí anpha-1- 4-glycoside đang diễn ra một cách mạnh mẽ, đồng nghĩa với việc các mạch amylose chịu tác động của enzyme bị phân cắt thành dextrin, mantose, glucose sẽ đạt tối đa.
Đồng thời tạo vị cho sản phẩm, giúp cho sữa gạo có vị ngọt hơn, ngọt tự nhiên,
cƣờng độ vị ngọt của dịch thủy phân cũng sẽ tăng theo xu hƣớng trên
62
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Trong khoảng nhiệt độ 800C đến 1000C lúc này hàm lƣợng đƣờng khử không còn
tăng mà ngƣợc lại còn bị giảm đi. Việc hàm lƣợng đƣờng khử giảm cũng tỷ lệ với sự
suy giảm của hiệu suất thủy phân ở trên. Bởi vì:
Khoảng nhiệt độ này đang vƣợt mức tối thích của enzyme, làm enzyme bị đình
trệ cho đến ức chế hoạt tính. Enzyme bị ức chế cũng có nghĩa sự chuyển hóa
thành glucose, mantose cũng bị trở ngại theo. Do đó hàm lƣợng đƣờng khử thu
đƣợc trong dịch thủy phân giảm đi là điều dễ hiểu.
3.2.1.3. Hàm lƣợng anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của công đoạn thủy phân: Nhiệt độ trong quá trình thủy phân không chỉ ảnh hƣởng đến hiệu suất thủy phân, hàm
lƣợng đƣờng khử mà nó còn tác động lên hàm lƣợng anthocyanin có sẵn trong nguyên
liệu và hàm lƣợng chất khô. Sự thay đổi của hai yếu tố trên đƣợc thể hiện trong biểu đồ
12
10.47
10.3
10
9.51
9.36
hình 3.5 và 3.6.
i
8
6
4
) L / g m ( n n a y c o h t n a g n ợ ư
l
2
m à H
0
70
100
80 90 Nhiệt độ thủy phân(0C)
Hình 3.5. Hàm lƣợng Anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của
công đoạn thủy phân
Đối với hàm lƣợng anthocyanin thì về bản chất anthocyanin là hợp chất tan trong nƣớc,
chính vì thế nguyên liệu qua quá trình nghiền mịn và trải qua quá trình thủy phân lƣợng
anthocyanin sẽ thoát ra ngoài và tan vào dịch thủy phân. Bên cạnh đó màu của
anthocyanin cũng đặc trƣng cho màu của sản phẩm.
63
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Đồ thị 3.5 cho thấy, khi nhiệt độ tăng thì hàm lƣợng màu anthocyanin thu đƣợc có xu
hƣớng giảm. để giải thích cho điều này có những nguyên nhân sau:
Mỗi hợp chất anthocyanin sẽ có cấu tạo khác nhau và tƣơng ứng độ bền nhiệt độ khác nhau, kể từ 700C trờ đi thì các hợp chất màu anthocyanin có trong gạo đen có xu hƣớng bị biến tính, phân hủy, mất màu. Khi chúng ta đun nóng lâu với khoảng thời gian nhất định và nhiệt độ tăng dần dẫn đến hàm lƣợng anthocyanin có thể bị biến tính, phân hủy, mất màu và giảm.
Bên cạnh đó Anthocyanin là hợp chất dễ tan trong nƣớc nên trong môi trƣờng nƣớc hợp chất dễ thoát ra bên ngoài, cộng hƣởng với sự tác động của nhiệt độ cũng làm thất thoát phần nào.
Ngoài ra hợp chất màu còn chịu ảnh hƣởng của pH, oxi, ánh sáng và các yếu tố
khác nữa.
3.2.1.4. Nồng độ chất khô trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của công đoạn thủy phân: Nhƣ đã nêu ở trên, khi hiệu suất thủy phân tăng dần đồng nghĩa với việc enzyme α-
Amylase hoạt động tốt nhất, phân cắt các hạt tinh bột tại vị trí α-1,4-glucoside để tạo ra
các thành phần đơn giản hơn (dextrin phân tử lƣợng thấp, maltose, glucose). Sản phẩm
sau quá trình thủy phân trong đó có thành phần đƣờng glucose tạo thành, nên phải luôn
đƣợc theo dõi trong suốt quá trình thực hiện
Dƣới sự tác động của enzyme α-Amylase tại vì trí α-1,4-glucoside, thành phần amylose
và amylosepectin sẽ bị phân cắt thành các Oligosaccharide hay còn gọi là polyglucose,
sau đó gốc này tiếp tục bị phân cắt nên chuỗi mạch sẽ bị ngắn dần và tạo thành
maltotetrose, maltose,… và sau thời gian thủy phân thì tạo ra là glucose và maltose.
64
10
9
8
8.03
8.58
8.55
7
7.01
6
5
4
3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
) 0 0 1 / g ( ô h k t ấ h c ộ đ g n ồ N
2
1
0
70
90
100
80 Nhiệt độ thủy phân(0C)
Hình 3.6. Nồng độ chất khô trong dịch thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau của quá trình
thủy phân
Bên cạnh đó hàm lƣợng chất khô luôn luôn đƣợc theo dõi trong suốt quá trình thủy phân. Cụ thể đƣợc biểu diễn ở hình 3.6. Hàm lƣợng chất khô cũng có xu hƣớng tƣơng tự nhƣ hàm lƣợng đƣờng khử. Có thể xem hàm lƣợng chất khô và hàm lƣợng đƣờng khử có mối quan hệ mật thiết với nhau vì khi đƣờng khử glucose đƣợc sinh ra trong quát trình thủy phân thì làm tăng hàm lƣợng chất khô hào tan trong dung dịch và độ ngọt sẽ tăng dần theo hàm lƣợng đƣờng glucose.
Vì vậy trong đồ thị hình 3.6 khoảng nhiệt độ 700C đến 800C hàm lƣợng chất khô sẽ tăng dần và bắt đầu giảm khi đạt nhiệt độ 900C
Kết luận:
Nhiệt độ được coi là một trong những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình thủy phân dưới sự tác động của enzyme anpha-amylase.Nhiệt độ thích hợp cho quá trình thủy phân hồ tinh bột gạo đen với nồng độ enzyme và thời gian nhất định để thu được hiệu suất thủy phân cao nhất là 80±10C.
3.2.2. Xác định nồng độ enzyme cho quá trình thủy phân bột gạo đen:
Mục đích: Xác định nồng độ enzyme α-Amylase sử dụng cho quá trình thủy phân
để đạt đƣợc hiệu suất thủy phân cao mà lƣợng sử dụng là thấp nhất để tiết kiệm về
mặt kinh tế. Tạo vị ngọt cho sữa gạo
3.2.2.1. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong công đoạn thủy phân: Mẫu sau khi hồ hóa ở nhiệt độ 900C đƣợc thủy phân ở nhiệt độ 800C ở các mức nồng độ
enzyme khác nhau: 0.1%-0.2%-0.3%-0.4% trong thời gian 3 giờ. Dịch thủy phân đƣợc
65
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
đánh giá bằng hiệu suất thủy phân, hàm lƣợng đƣờng khử, nồng độ anthocyanin và độ
95
94
93.846
Brix. Kết quả đƣợc thể hiện ở đồ thị hình 3.7, 3.8, 3.9, 3.10
)
93.81
93.83
93
92
91
90
90
i
89
% ( n â h p y ủ h t t ấ u s u ệ H
88
87
0.1
0.2
0.3
0.4
Nồng độ enzyme(%)
Hình 3.7 . Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau
trong công đoạn thủy phân
Đồ thị 3.7 cho thấy ở quá trình này hiệu suất thủy phân đạt đƣợc rất cao, cho thấy enzyme đƣợc sử dụng có hoạt lực khá tốt, thủy phân gần nhƣ triệt để. Cụ thể là ở 0.1% hiệu suất là 89.97%, tăng lên đến 0.2% thì hiệu suất tăng rất nhanh lên đến 93.81% và tăng chậm lên 93.83%, 93.84% khi tăng nồng độ enzyme lên 0.3% và 0.4%. ( không có sự khác biệt về mặt số liệu). Tại sao lại có sự thay đổi trên?
Khi có mặt của enzyme và nhiệt độ thì phản ứng thủy phân đã diễn ra một cách mạnh mẽ. Nồng độ enzyme tăng đồng nghĩa với việc lƣợng cơ chất tiếp xúc với enzyme đang đƣợc chuyển hóa nhiều nhất với cơ chế cắt tại vị trí anpha-1-4- glycoside của mạch amylose, amylose pectin dƣới sự tác động của enzyme α- amylase
Khi nồng độ enzyem tăng thì vận tốc phản ứng sẽ tăng theo tỷ lệ thuận nhƣng đến giá trị vmax thì lúc này vận tốc phản ứng thủy phân không còn phụ thuộc vào nồng độ enzyme nữa nên đƣờng đồ thị bắt đầu đi ngang không tăng cũng không giảm ở nồng độ enzyme 0.2%-0.4%..
3.2.2.2. Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nồng độ ezyme khác nhau của công đoạn thủy phân: Đồ thị hình 3.8 có thể thấy hàm lƣợng đƣờng khử tăng dần khi tăng nồng độ enzyme từ
0.1% đến 0.4%. Tuy nhiên ở các mức nồng độ 0.3% và 0.4% lƣợng đƣờng khử tăng
không đáng kể về mặt thống kê so với lƣợng đƣờng khử ở nồng độ 0.2%. Một số giải
đáp đƣợc đƣa ra rằng.
66
100
90
82.24
80
86.75
85.25
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
(
70
71.55
60
50
40
30
) g / g m ử h k g n ờ ư đ g n ợ ư
l
20
m à H
10
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Nồng độ enzyme(%)
Hình 3.8. Hàm lƣợng đƣờng khử trong dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau
của công đoạn thủy phân
Nồng độ enzyme từ 0.1% đến 0.2% cho hàm lƣợng đƣờng khử tăng cho thấy lúc này lƣợng enzyme bổ sung vào đang đƣợc xem là vừa đủ và nhiều, vì thế lƣợng cơ chất sẽ đƣợc tiếp xúc với enzyme là nhiều nhất. Kéo theo khả năng phân cắt mạch amylose và amylosepectin là cao nhất. Điều tất yếu là hàm lƣợng glucose, mantose, dextrin sinh ra là nhiều nhất.
Nồng độ enzyme từ 0.2% đến 0.4% thì tại nồng độ 0.2% vận tốc phản ứng đã đạt giá trị vmax và vận tốc lúc này đã không còn phụ thuộc vào nồng độ enzyme nữa. Vận tốc không tăng, việc phân cắt cũng sẽ không tăng từ đó lƣợng đƣờng khử tạo ra cũng sẽ không thay đổi đáng kể.
Điều này đang cho thấy việc chọn đƣợc một nồng độ enzyme thích hợp là rất quan
trọng, vì không phải lúc nào tăng lƣợng enzyme nhiều sẽ đƣợc nhiều đƣờng khử.
Vừa tốn chi phí, tốn công mà hiệu quả mang lại không cao.
3.2.2.3. Hàm lƣợng anthocyanin trong dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau của công đoạn thủy phân: Nhìn vào đồ thị hình 3.9 ta dễ dàng nhận ra trong suốt quá trình thủy phân hàm lƣợng anthocyanin có sự thay đổi, ảnh hƣởng đến màu sắc của sản phẩm. Cụ thể:
67
20
18
17.38
16
17.46
17.44
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
i
14
12
10
8.57
8
6
) L / g m ( n n a y c o h t n a g n ợ ư
l
4
m à H
2
0
0.1
0.2
0.3
0.4
Nồng độ enzyme(%)
Hình 3.9.Hàm lƣợng Anthocyain trong dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau của công đoạn thủy phân
Hàm lƣợng anthocyanin tăng từ 8.56(mg/L) tại nồng độ 0.1% đến 17.45(mg/L) tại nồng độ 0.2%. Sau đó lại dừng lại và giảm khi tiếp tục tăng nồng độ lên 0.3% là 17.43(mg/L) và 0.4% là 17.37%. Lƣợng anthocyanin này cho thấy việc thất thoát trong quá trình chế biến không quá lớn, lƣợng anthocyanin đƣợc giữ lại trong dịch thủy phân vẫn còn đủ để thể hiện đƣợc các giá trị dinh dƣỡng mà nó mang lại. Có thể giải thích nhƣ sau:
Do ở giá trị nồng độ 0.1% lƣợng enzyme bổ sung vào chƣa đủ để phân cắt hồ tinh bột( do hồ tinh bột liên kết với anthocyanin) làm cho lƣợng anthocyanin thoát ra chƣa nhiều.Cùng với sự tác động của nhiệt độ nên giá trị anthocyanin đạt đƣợc ở 0.1% đo đƣợc thấp hơn 0.2%.
Giá trị nồng độ 0.2% - 0.4% : lƣợng enzyme tăng dần thì cơ chất đƣợc tiếp xúc với enzyme cũng tăng, việc chuyển hóa xảy ra mạnh mẽ làmcho các hợp chất anthocyanin đƣợc chứa ở trong nội nhũ, vỏ hạt, các anthocynin liên kết với hồ tinh bột, lúc này anthocyanin sẽ thoát nhiều ra môi trƣờng nƣớc bên ngoài. Tuy nhiên dƣới sự ảnh hƣởng của nhiệt độ, ánh sáng, pH, oxi thì anthocyanin bị biến tính nên hàm lƣợng sẽ giảm.
3.2.2.4. Độ Brix của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong công đoạn thủy phân: Bên cạnh đó độ brix trong đồ thị hình 3.10 cũng tăng dần theo nồng độ enzyme nhƣng lên đến giá trị nồng độ 0.3% và 0.4% thì tăng không đáng kể về mặt thống kê. Sự thay đổi này xảy ra có thể là vì một vài các yếu tố sau đây.
68
8.2
8
7.96
7.8
7.9
7.8
7.6
7.4
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
x i r B ộ Đ
7.2
7.2
7
6.8
6.6
0.1
0.2
0.3
0.4
Nồng độ enzyme(%)
Hình 1.10. Độ Brix của dịch thủy phân ở các nồng độ enzyme khác nhau trong công đoạn thủy phân
Nồng độ enzyme tăng, vận tốc phản ứng phân cắt tăng, từ đó hàm lƣợng đƣờng khử đƣợc tạo ra nhiều kéo theo độ brix cũng sẽ tăng.
Vận tốc phản ứng tăng theo tỷ lệ thuận với nồng độ enzyme nhƣng đến giá trị vmax thì sẽ chững lại và vận tốc phản ứng lúc này không còn phụ thuộc vào nồng độ enzyme nữa, vận tốc ngƣng lƣợng đƣờng khử tạo ra cũng sẽ không có sự thay đổi rõ rệt điều đó kéo theo độ brix cũng sẽ không có sự thay đổi rõ ràng.
Kết luận:
Nồng độ enzyme ảnh hưởng nhiều đến quá trình thủy phân, nồng độ enzyme 0.2% là lượng enzyme tối ưu bổ sung vào sản phẩm vửa đủ, tiết kiệm được enzyme, tiết kiệm được chi phí, tạo được vị ngọt mong muốn.
3.2.3. Xác định thời gian cho quá trình thủy phân bột gạo: 3.2.3.1. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân bột gạo ở các mức thời gian khác nhau
Ngoài hai yếu tố nhiệt độ và nồng độ enzyme thì thời gian thủy phân cũng có thể đƣợc
coi là yếu tố không kém phần quan trọng trong việc thủy phân. Với mục đích: quá trình
thủy phân đạt hiệu quảcao đƣợc coi là thành công khi tiết kiệm đƣợc năng lƣợng vận
hành và ít tổn hại thiết bị nhất.
Khối bột gạo đen sau khi trải qua quá trình hồ hóa, sẽ đƣợc thủy phân ở mức thời gian 2.5h-3h-3.5h-4h. Cho cùng một nhiệt độ thủy phân là 800C và nồng độ enzyme là 0.2%.Dịch thủy phân đƣợc đánh giá bằng hiệu suất thủy phân, hàm lƣợng đƣờng khử và độ Brix. Kết quả thu đƣợc ở biểu đồ hình 3.11. Một vài nhận xét đƣợc đƣa ra rằng
69
100
90
90.01
90.34
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
)
90.35
80
70
65.7
60
50
40
30
i
% ( n â h p y ủ h t t ấ u s u ệ H
20
10
0
2.5
3
3.5
4
Thời gian thủy phân(giờ)
Hình 3.11. Hiệu suất thủy phân của dịch thủy phân ở các mức thời gian khác nhau trong công đoạn thủy phân.
Trong khoảng thời gian từ 2.5h-3h hiệu suất thủy phân tăng vọt, và cho thấy sự hiệu quả của quá trình thủy phân. Cụ thể là 65.7% tại 2.5h sau đó tăng rất nhanh lên đến 90.34% tại 3h. Tăng xấp xỉ 25% chỉ trong vòng 30 phút.Kết quả này nguyên nhân là vì:
Enzyme cần một khoảng thời gian nhất định để ổn định trong môi trƣờng cơ chất mới, tăng sinh và bắt đầu hoạt động.
Khoảng thời gian vừa đủ, enzyme tiếp xúc đƣợc với cơ chất nhiều nhất, trong vòng 30 phút này lƣợng cơ chất đƣợc enzyme sử dụng gần nhƣ là tối ƣu.
Đây là một kết quả tốt và đƣợc mong đợi. Vì trong khoảng thời gian ngắn nhƣng đạt đƣợc hiệu suất thủy phân rất tốt, vừa đảm bảo yêu cầu, vừa tiết kiệm chi phí.
Thế nhƣng từ 3h-3.5h hiệu suất thủy phân bị chững lại, đồ thị bắt đầu đi ngang, về mặt số liệu ta có thể thấy hiệu suất vẫn tăng nhƣng không đáng kể khi thống kê. Và vẫn không có sự thay đổi rõ rệt khi tiếp tục tăng thời gian lên đến 4h .Nguyên nhân là vì:
Ban đầu tăng thời gian thủy phân đồng nghĩa với việc vận tốc phản ứng tăng. Tuy nhiên đến giá trị cực đại vmaxthì hiệu suất thủy phân đạt cực đại và không tăng đƣợc nữa.
Do lƣợng enzyme cạn kiệt theo thời gian.
Điều này không phù hợp, vì việc kéo dài thời gian thủy phân ảnh hƣởng rất lớn đến giá trị thành phẩm, vừa tốn thời gian, công sức, chi phí nhƣng hiệu quả mang lại không cao.
70
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.2.3.2. Hàm lƣợng đƣờng khử của dịch thủy phân ở các thời gian khác nhau
80
70
65.01
60
Đồ thị hình 3.12 thể hiện cho ta thấy sự biến đổi của hàm lƣợng đƣờng khử, cụ thể là hàm lƣợng glucose tăng theo chiều thuận với thời gian thủy phân ở khoảng thời gian từ 2.5h đến 3h. Nhƣng từ 3h đến 4h thì hàm lƣợng đƣờng khử có tăng nhƣng rất ít, nếu không nói là không đáng kể. Có thể giải thích cho sự biến động này nhƣ sau:
(
65.7
65.76
52.16
50
40
30
) g / g m ử h k g n ờ ư đ g n ợ ư
l
20
m à H
10
0
2.5
3
3.5
4
Thời gian thủy phân( giờ)
Hình 3.12. Hàm lƣợng đƣờng khử của dịch thủy phân ở các thời gian khác nhau trong công đoạn thủy phân
Hàm lƣợng đƣờng khử tỷ lệ với hiệu suất thủy phân, hiệu suất thùy phân tăng nhanh, enzyme hoạt động mạnh, phân cắt đƣợc các mạch amylose và amylose pectin nhiều nhất, tạo ra matose, glucose, dextrin-> hàm lƣợng đƣờng khử cũng tăng.
Sau đó vì enzyme đã cạn kiệt khi kéo dài thời gian, khả năng hoạt động yếu đi, lƣợng amylose và amylose pectin bị phân giải không đƣợc nhiều. Kéo theo hàm lƣợng đƣờng khử cũng tăng không đáng kể.
3.2.3.3. Hàm lƣợng Anthocyanin có trong dịch thủy phân ở các mốc thời gian khác nhau.
Liên quan mật thiết đến hiệu suất thủy phân không chỉ có hàm lƣợng đƣờng khử mà còn có hàm lƣợng anthocyanin. Đây là một hợp chất luôn đƣợc theo dõi trong suốt quá trình thủy phân. Ở đồ thị hình 3.13 đã cho ta thấy kết quả rất rõ ràng về sự ảnh hƣởng của thời gian thủy phân đến hàm lƣợng hợp chất màu.
71
14
12
11.16
11.8
11.66
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
i
10
9.56
8
6
4
) L / g m ( n n a y c o h t n A g n ợ ư
l
2
m à H
0
2.5
3
3.5
4
Thời gian thủy phân(giờ)
Hình 3.13: Hàm lƣợng Anthocyanin của dịch thủy phân ở các khoảng thời gian khác nhau trong công đoạn thủy phân.
Thủy phân càng tốt thì các hợp chất màu anthocyanin thoát ra càng nhiều nên hiệu suất thủy phân tăng từ 2.5h đến 3h thì anthocyanin thoát ra cũng tăng từ 9.56(mg/L) đến 11.8 (mg/L). Tuy nhiên dƣới sự tác động của nhiệt độ và một vài yếu tố ngoại quan khác nhƣ oxi, ánh sáng…cũng làm hợp chất màu bị biến tính và phân hủy, cụ thể là từ 3h-3.5h và 4h là 11.8(mg/L)-11.66(mg/L) và 11.17(mg/L).
72
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Đây là điều cần quan tâm vì phải chọn đƣợc một thời gian thủy phân nhất định để vừa dung hòa giữa việc thu đƣợc hàm lƣợng anthocyanin cao nhất mà vẫn không làm ảnh hƣởng đến hiệu suất thủy phân cũng nhƣ hàm lƣợng đƣờng khử.
3.2.3.4. Độ Brix của dịch thủy phân ở các mốc thời gian khác nhau
9
8
7.16
7
7.83
7.73
6.53
6
5
4
Ở đồ thị hình 3.14 này cho thấy sự thay đổi của độ Brix. Độ brix gần nhƣ có xu hƣớng tăng theo thời gian thủy phân nhƣng ở khoảng thời gian từ 3.5h đến 4h thì không đáng kể về mặt số liệu. Sự biến đổi của độ Brix vì rất nhiều nguyên nhân khác nhau, nhƣng có thể lý giải bằng một số nguyên nhân cụ thể sau:
x i r B ộ Đ
3
2
1
0
2.5
3
3.5
4
Thời gian thủy phân(giờ)
Hình 3.14. Độ Brix của dịch thủy phân ở các thời gian khác nhau trong công đoạn thủy phân
Độ Brix tăng theo chiều thuận của thời gian thủy phân từ 2,5 giờ đến 3 giờ: khi hiệu suất thủy phân tăng đồng nghĩa với việc enzyme đang hoạt động tốt để tạo ra sản phẩm trong đó có thành phần đƣờng khử glucose nên đã làm cho độ Brix tăng.
Nhƣng tăng đến một giới hạn nào đó thì sẽ tăng không đáng kể vì enzyme amylase thủy phân ở vị trí α-1-4-glycoside tuy nhiên càng kéo dài thời gian thì vị trí này ngày càng cạn kiệt vì thế enzyme không còn thủy phân đƣợc nhiều nhƣ lúc đầu nữa.
Ở khoảng thời gian làm thực nghiệm từ 2,5h đến 4h ở nhiệt độ cao, khi theo dõi trong suốt quá trình thủy phân có thể cho thấy rằng, enzyme α-Amylase sử dụng có tính bền nhiệt khá cao (nhiệt độ có thể lên tới 800C) trong suốt thời gian dài (có thể kéo dài hơn 4h giờ làm thực nghiệm ) vẫn đạt đƣợc kết quả tốt.
Kết luận:
Thời gian thủy phân cũng có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình thủy phân. Quá trình thủy phân hồ tinh bột từ gạo đen hữu cơ bằng enzyme Amylase nên được thực hiện ở90±10C
73
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
với nồng độ enzyme 0.2% và thời gian thủy phân là 3 giờ để đạt được hiểu suất thủy phân tốt nhất.
3.3.Xác định công thức phối chế cho sản phẩm sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.5
3
2.5
2
Ngoài các yếu tố đã khảo sát ở trên thì dịch thủy phân sau khi loại bỏ cặn vẫn còn rất loãng, có thể nói độ loãng gần giống với nƣớc trà, chình vì thế việc cải thiện chỉ tiêu cảm quan về độ sánh đặc của sản phẩm là điều không thể bỏ qua. Mục đích: tạo cho ngƣời sử dụng cảm giác sản phẩm gần giống với sữa động vật nhất, tạo một độ đặc sánh nhất định, làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Khiến ngƣời tiêu dùng có cảm giác vẫn còn đọng lại dƣ vị sau khi uống sữa gạo chứ không phải là cảm giác trôi tuột xuống cổ họng. Ngoài ra sản phẩm của chúng ta sẽ đƣợc bảo quản và sử dụng trong điều kiện từ 30C- 50C cho nên việc sử dụng Gum cũng đóng vai trò tạo hệ nhũ tƣơng đồng nhất, tránh hiện tƣợng tách pha. Sau khi bột gạo đƣợc hồ hóa ở 900C, 40 phút mang đi thủy phân ở 800C, 3 giờ với nồng độ enzyme 0.2% sẽ đƣợc phối chế với các tỉ lệ xanthangum : 1% - 2% - 3% - 4% và mang đi đo độ Brix. Dịch sau khi phối chế đƣợc đánh giá bằng chỉ tiêu cảm quan mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng để chọn ra đƣợc nồng độ ƣa thích nhất.
ì
1.5
1
g n ạ h g n ổ t h n b g n u r T
0.5
0
1%
2%
3%
4%
Tỷ lệ Xanthangum(%)
Hình 3.15. Biểu đồ thể hiện mức độ ƣa thích của ngƣời tiêu dùng với nồng độ xathangum phối chế vào dịch sữa gạo Hình 3.15 đã cho thấy tỷ lệ Xathangum cho vào là 3% là tỷ lệ đƣợc ƣa thích cao nhất. Sau đó là 2%, ở tỷ lệ 1% và 4% tỷ lệ đƣợc ƣa thích rất thấp. Có thê lý giải nhƣ sau:
Ở tỷ lệ 1% và 4% sản phẩm cho ra vẫn chƣa có đạt độ sánh mịn, vẫn còn rất lỏng và gần giống với nƣớc trà. Còn ở tỷ lệ 4% sản phẩm lúc này đã đặc rất nhiều, không còn có dạng giống nhƣ sữa động vật nữa, và làm cho ngƣời tiêu dùng cảm thấy mất đi sự tự nhiên mà đang bị pha chế đi khá nhiều
74
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Ở tỷ lệ 2% đƣợc ƣa thích đứng thứ hai có lẽ là vì lúc này độ sánh đã bắt đầu có cảm nhận đƣợc khi ngƣời cảm quan sử dụng, tuy nhiên vẫn chƣa đạt đƣợc sự tinh tế vẫn còn hơi hơi loãng. Ở tỷ lệ3% dƣờng nhƣ lúc này Xathangum hoạt động tối ƣu nhất, tạo ra độ sánh đặc vừa phải, tạo đƣợc cảm giác nhẹ nhàng nhƣng vẫn giữ đƣợc cảm giác có dƣ vị còn đọng lại.
Kết luận: Sản phẩm sau khi phối chế với tỉ lệ Xantha gum là 3%, tương ứng với độ Brix: 7.9 là tối ưu nhất. Được người tiêu dùng ưa thích nhất.
3.4. Đánh giá tổng quát về sản phẩm sữa gạo từ gạo đen hữu cơ:
3.4.1. Đánh giá cảm quan về sản phẩm:
Mục đích: cảm quan đƣợc thực hiện với mục đích chính tìm hiểu ý kiến của một nhóm
ngƣời tiêu dùng vềcác tính chất của sản phẩm trƣớc khi tung ra thị trƣờng để có thểcải
tiến chất lƣợng sản phẩm. Bên cạnh đó, với nhóm ngƣời tiêu dùng khác nhau về độ tuổi,
giới tính thì với mong muốn nhƣ vậy liệu có ảnh hƣởng đến sức mua sản phẩm hay
không.Cảm quan đƣợc thực hiện vào một nhóm ngƣời tiêu dùng bao gồm 28 ngƣời khác
nhau về độ tuổi trải dài từ nhỏ hơn 18 đến hơn 25 tuổi và không có chế độ ăn kiêng hằng
ngày đặc biệt.
85.4
82.3
81.8
81.1
80.2
75.6
Dựa vào hình 3.16 về đánh giá cảm quan của từng tính chất sản phẩm có thể đã thể hiện lên rằng:
)
66.4
59.7
% ( h c í h t a ư ộ đ c ứ M
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
Cấu trúc Độ sánh Màu nâu Mùi gạo Vị ngọt Cảm giác lợn cợn
Hậu vị chua
Đánh giá chung
Từng tính chất của sản phẩm
Hình 3.16. Khảo sát mức độ ƣa thích của khách hàng đối với từng chỉ tiêu của sản phẩm
75
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Nếu nhìn về tổng thể, thì sản phẩm đang đạt tỉ lệ 85.4% khi đánh giá chung các tính chất của sản phẩm , tỉ lệ này đồng nghĩa với việc sản phẩm đang đƣợc cho điểm khá cao và thuộc trong khoảng từ hơi thích đến rất thích ở mức độ tự nhiên. Có thể giải thích nhƣ sau:
Sản phẩm đƣợc tạo từ nguồn nguyên liệu sạch chính vì thế nó mang hƣơng vị tự
nhiên của quá trình thủy phân nên tạo ra vị ngọt thanh. Ngƣời thử có cảm giác đây là
một loại thực phẩm dễ uống mà không dung nạp quá nhiều đƣờng vào trong cơ thể.
Sản phẩm dễ sử dụng và tiện lợi.
Sản phẩm có màu nâu tía đặc trƣng nên đã tạo ấn tƣợng tốt đối với ngƣời tiêu dùng
ngay cái nhìn đầu tiên.
Sản phẩm có hàm lƣợng chất dinh dƣỡng cao vì làm từ gạo đen hữu cơ, mà trong
gạo có chứa hàm lƣợng anthocyanin, chắc hẳn đây là thành phần chống oxy hóa rất
tốt nhƣng không quá xa lạ với ngƣời tiêu dùng. Tuy trải qua quy trình chế biến hàm
lƣợng màu anthocyanin bị giảm nhƣng vẫn còn khá tốt.
Ở tính chất mùi gạo và vị ngọt là 2 chỉ tiêu đang đạt đƣợc số điểm cao nhất trên tổng số việc đó đồng nghĩa với chỉ tiêu này đang chiếm tỉ lệ cao nhƣ mùi gạo đạt 81.8% và vị ngọt 82,3%. Với tỉ lệ nhƣ trên, có thể ngƣời tiêu dùng đang thật sự quan tâm đến 2 tính chất cảm quan là vị ngọt và mùi gạo, họ đang mong muốn 2 tính chất cảm quan trên phải có trong sản phẩm. Việc tạo ra sản phẩm có đƣợc mùi và vị tốt chiếm 80% sự thành công của sản phẩm khi tung ra thị trƣờng. Nguyên nhân có thể là:
Mùi gạo: do bản chất của gạo chứa các hợp chất mang mùi hƣơng tự nhiên, qua quá
trình chế biến thì hạt gạo dài còn nguyên ban đầu đã bị phá vỡ, các hợp chất đó đã
thoát ra ngoài kèm theo nhiệt độ, đậy kín trong suốt quá trình thực hiện thì mùi gạo
tự nhiên vẫn còn đƣợc giữ lại, làm dậy mùi cho sản phẩm.
Vị ngọt: ngọt tự nhiên từ đƣờng glucose, maltose, dextrin phân tử lƣợng thấp đây chính là sản phẩm sau quá trình thủy phân bằng enzyme α-Amylase. Sản phẩm mang một cảm giác ngọt nhẹ, vị ngọt này mang lại cho ngƣời tiêu dùng cảm giác dịu, phù hợp với xu hƣớng hiện nay, ngƣời tiêu dùng e ngại với các sản phẩm ngọt. Cũng có thể do ngƣời tiêu dùng đang thật sự mong muốn rằng sản phẩm hữu cơ, sạch, với một hƣơng vị tự nhiện không bổ sung đƣờng hóa học, sản phẩm có đƣờng lactose hay có vị ngọt gắt nhƣ thêm vào syrup của đƣờng saccharose. Nên vị ngọt đƣợc tạo ra trong quá trình thủy phân có thể là một vị ngọt vừa mang lại cảm giác tốt và đủ cho ngƣời tiêu dùng khi sử dụng sản phẩm sữa gạo.
76
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Tính chất cảm quan đạt đƣợc tỉ lệ cao tiếp theo chính là cấu trúc với 80.2% và màu nâu đen chiếm 81.1%, đây là những tính chất đƣợc thể hiện rõ bên ngoài sản phẩm mà ngƣời tiêu dùng có thể quan sát đƣợc. Với tỉ lệ nhƣ trên, thì chắc hẳn cũng có thể khẳng định rằng màu và cấu trúc của sản phẩm là những chỉ tiêu đƣợc ngƣời tiêu dùng chú ý. Bên cạnh đó, tỉ lệ còn có thể hiện lên đƣợc màu nâu tía, cấu trúc đang đƣợc đánh giá cao việc đó đồng nghĩa với sau tất cả các công đoạn chế biến thì màu đã đƣợc tạo ra rất tốt, đối với cấu trúc, thì tất cả từng bƣớc công đoạn trong qui trình có thể đang tạo ra một sản phẩm nhƣ mong muốn của khách hàng. Có thể giải thích nhƣ sau:
Cấu trúc: trải qua quá trình lọc thì các phần tử không xuyên qua quá trình lọc (hạt
tinh bột chƣa hay mới thủy phân đƣợc một phần, bã) đã đƣơc loại bỏ ra ngoài tạo một
cấu trúc không bị tách lớp và lắng cặn. Do đó, ngƣời tiêu dùng đang có thể cảm nhận
rằng sản phẩm này đồng nhất về mặt cấu trúc. Một điều có thể dự đoán rằng, khi sữa
gạo đƣợc cho qua vải lọc thì vẫn còn 1 phần đi qua lỗ lọc, sau quá trình tiệt trùng đã
có một ít lắng cặn ở dƣới sản phẩm có thể vì không thể lọc một cách triệt để. Qua đó,
có thể đề xuất với mong muốn cấu trúc đƣợc đồng nhất một cách tốt nhất có thể thì
cải thiện quá trình lọc hay thêm giai đoạn đồng hóa cho sản phẩm.
Màu nâu đen: gạo đen là loại gạo chứa hàm lƣợng anthocyanin rất nhiều khoảng 39mg/100g gạo khô, hợp chất này đa dạng về màu sắc. Do đó, màu bên ngoài của gạo đƣợc quyết định bởi hợp chất màu anthocyanin này. Trong suốt quá trình chế biến qua các giai đoạn gia nhiệt thì có thể nói màu anthocyanin đang còn giữ lại và một phần lớn bị biến tính bởi các yêu tố nhiệt độ, pH, ánh sáng, hợp chất màu anthocyanin bị thủy phân liên kết glycoside sau đó là sự biến đổi thành chalcone, cuối cùng dẫn đến hình thành dạng màu nâu đặc trƣng cho sản phẩm. Vì vậy, có thể nhờ vào sự biến tính của anthocyanin nên đã tạo ra một màu sắc đặc trƣng. Theo quan niệm của ngƣời tiêu dùng tại Việt Nam với một mong muốn rằng sản phẩm đƣợc làm từ nguyên liệu gì thì có thể mang màu sắc của chính nó với cảm giác làm từ đó không thêm phẩm màu, bên cạnh đó, màu nâu trong sữa gạo có thể tạo cảm giác nhƣ đƣợc làm từ ngũ cốc nguyên cám mà xu hƣớng hiện nay đang hƣớng tới. Do đó, có thể thấy rằng màu nâu đen là màu mà thật sự mong muốn đƣợc giữ lại khi đã trải qua tất cả các công đoạn chế biến.
Độ sánh, độ mịn của sản phẩm đạt tỉ lệ ở mức 75,6% là một tỉ lệ khá cao, với một số góp ý của khách hàng sản phẩm còn lỏng cần thêm có độ sánh, việc này có thể hiểu rằng độ nhớt của sản phẩm còn thấp nên cần phải tăng độ nhớt. Với lí do, khi ngƣời tiêu dùng sử dụng sản phẩm đƣợc làm từ sữa với khái niệm sản phẩm phải có một chút gì đó sánh sánh có cảm giác ở trong miệng. Do đó, sản phẩm cần cải thiện ở độ nhớt, có thể đề xuất nhƣ sau phối trộn thêm các thành phần nhƣ xanthan gum, tinh bột biến tính, bột năng… đây là các phụ gia đƣợc làm từ thiên nhiên, không độc hại.
77
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Trong tất cả các tính chất cảm quan thì hậu vị chua và cảm giác lợn cợn đang đƣợc
ngƣời tiêu dùng cho điểm thấp chỉ đạt 59,7% và 66,4%. Có thể là do nguyên nhân:
Đối với hậu vị chua: đây là một cảm giác đƣợc cảm nhận ở cuống họng khi sử dụng
bất cứ sản phẩm nào. Hậu vị này đƣợc hình thành khi đã sử dụng sản phẩm đƣợc
một lúc và không có cách khắc phục. Hậu vị đã làm cho ngƣời tiêu dùng có làm giác
lạ cho sản phẩm. Một điều có thể nhận ra, với tỉ lệ 59,7% thì chắc hẳn đây là một tỉ lệ
trên mức trung bình bằng ở khoảng không thích cũng không ghét đến hơi thích, đây
là một tỉ lệ đang mừng là mặc dù có hình thành hậu vị chua khi sử dụng sản phẩm
chắc hẳn có thể sẽ không làm ảnh hƣởng đến sản phẩm.
Đối với cảm giác lợn cợn: có thể do quá trình lọc chƣa đạt hiệu suất cao vẫn còn một
số thành phần trong sữa gạo đã đi qua lỗ của vải lọc làm cho ngƣời sử dụng có cảm
giác lợn cợn nhƣng mà không quá thấp trên mức trung bình là 50% nên có thể xem
cảm giác này có thể không làm ảnh hƣởng nhiều đến ngƣời tiêu dùng.
Từ các đánh giá về tính chất cảm quan của sản phẩm, có thể nhìn chung sản phẩm ở
mức độ ưa thích về vị ngọt, mùi gạo, cấu trúc và màu nâu đen, song theo đó còn có
những tính chất cảm quan cần phải được cải tiến như: cảm giác lợn cợn, hậu vị chua và
độ sánh.
Qua khảo sát trên, đã cho thấy một phần mong muốn của khách hàng, sự lựa chọn sản
phẩm phù hợp với lối sống hằng ngày và tiềm năng của sản phẩm sữa gạo:
Đây là một loại sản phẩm rất mới vì ở Việt Nam đến nay vẫn chƣa có nhiều sản
phẩm có mặt trên thị trƣờng hay có thể nói một cách khác vẫn còn rất ít dạng sản
phẩm này đƣợc sản xuất theo quy mô công nghiệp, chỉ chế biến thủ công tại gia và
sử dụng ngay. Do đó, có thể thấy rằng sản phẩm đang mang lại sự phong phú, đa
dạng hóa các sản phẩm làm từ gạo, tạo cảm giác mới mẻ cho ngƣời tiêu dùng.
Với xu hƣớng của hiện nay, ngƣời tiêu dùng đang dần dần quay về với thiên nhiên với một mong muốn rằng sản phẩm đƣợc làm từ những loại nguyên liệu sạch không chất kích thích tăng trƣởng hay độc hại. Do đó, sản phẩm này đƣợc làm từ nguyên liệu hữu cơ là gạo đen thì thật sự đang đƣợc chú ý, quan tâm đến. Bên cạnh đó, thực phẩm hữu cơ đang đƣợc ngƣời tiêu dùng quan tâm rất nhiều với một minh chứng rằng, diện tích nông nghiệp hữu cơ Việt Nam khỏang 37.490 ha, chiếm 0.4% diện tích đất nông nghiệp cả nƣớc và có hơn 6.829 nhà sản xuất hiện đang ứng dụng loại hình canh tác này. Đây là những con số có thể diễn tả rằng, sản phẩm hữu cơ đang phát triển từng ngày, trở thành sản phẩm đƣợc ngƣời tiêu dùng quan tâm và lựa chọn. Bên cạnh đó, ngƣời tiêu dùng
78
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
đang sử dụng thực phẩm tƣơi hữu cơ, còn về phía sản phẩm đƣợc sản xuất từ thực phẩm hữu cơ còn khá ít nên đây có thể gọi là bƣớc tiên phong trong chế biến thực phẩm hữu cơ. Với tỉ lệ đánh giá chung đạt 85.4% khá cao nhƣ vậy, có thể thấy rằng đây là một tín hiệu đáng mừng cho sản phẩm đƣợc làm từ gạo đen hữu cơ.
Sản phẩm này là dòng sản phẩm không chứa đƣờng lactose rất phù hợp với ngƣời bị mắc
hội chứng dị ứng đƣờng lactose, có thể mở ra thêm một dòng sản phẩm mới nhắm tới đối
tƣợng khách hàng này vì ở khu vực châu Á có hơn hơn 4.3 tỷ ngƣời mắc hội trứng trên.
Do đó, sản phẩm với mức ƣa thích dễ sử dụng có thể đáp ứng một phần nào về dòng sản
phẩm đầy tiềm năng này.
Hiện nay, Việt Nam đang càng ngày một phát triển vƣợt bật với nhiều đầu tƣ từ nƣớc
ngoài và các công trình hiện đại đã giúp ngƣời dân nâng cao đƣợc tri thức và cả về kinh
tế trong cuộc sống. Bên cạnh đó, giá cả khi bạn lựa chọn một sản phẩm chắc hẳn luôn
đƣợc quan tâm đầu tiên. Dựa vào hình 3.13 thể hiện lên rõ, giá cả giao động từ 10.000
đến 15.000 và chiếm tỉ lệ cao nhất 10.000 đến 12.000 với tỉ lệ 71.67%. Số liệu thực
nghiệm cho thấy, quan điểm của ngƣời tiêu dùng: “ngon, bổ và rẻ” thì có thể tham khảo
số liệu này mà chúng ta cân nhắc giá hợp lý cho sản phẩm sữa gạo đen từ gạo hữu cơ và
có thể cải tiến hay điều chỉnh để đƣợc một giá tốt.
Một điều đáng chú ý ở đây, tuy là dù ở mọi ngành nghề vẫn có thể trả giá cao từ 13.000 đến 15.000/sản phẩm, có thể đây là thông tin mang lại cho chúng ta thấy ngƣời tiêu dùng thật sự quan tâm đến chất lƣợng sản phẩm, nếu dòng sản phẩm tốt cho sức khỏe và nhiều chất dinh dƣỡng thì họ sẳn sàng trả với một giá cả đƣợc có thể xem là hợp lý đối với nhà sản xuất và ngƣời tiêu dùng. Bên cạnh đó, câu hỏi về giá cả thực sự chƣa có đủ tổng quan về giá các loại trên thị trƣờng nên cần phải đặt hay khảo sát lại.
79
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
GIÁ CẢ
80.00
71.67
70.00
60.00
50.00
40.00
28.33
30.00
20.00
10.00
0.00
10.000 đến 12.000 VND
13.000 đến 15.000 VND
16.000 đến 18.000 VND
19.000 đến 20.000 VND
Hình 3.17. Biểu đồ thể hiện tỷ lệ giá cả bán sản phẩm sữa gạo trên thị trƣờng
Dựa vào số liệu thực nghiệm ở hình 3.15, có thể tham khảo cân nhắc về nguồn cung cấp
sản phẩm.
ĐỊA ĐIỂM BÁN SẢN PHẨM
8.33
6.67
SIÊU THỊ VÀ CỬA HÀNG TiỆN LỢI
18.33
CHỢ VÀ TẠP HÓA
66.67
CỬA HÀNG HỮU CƠ
BẤT KỲ NƠI ĐÂU
Hình 3.18. Biểu đồ thể hiện tỉ lệ địa điểm bán sản phẩm
Số liệu thực nghiệm cho thấy, ngƣời tiêu dùng khi mua sản phẩm sẽ lựa chọn địa điểm
mua đa số là các siêu thị và cửa hàng tiện lợi vì thói quen của ngƣời tiêu dùng thƣờng tập
trung ở các trung tâm siêu thị ngoài mục đích vui chơi, ăn uống thì còn có mua sắm
những sản phẩm thực phẩm nói riêng và các sản phẩm khác nói chung.
80
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Ở những tỉ lệ thấp 6.67% của cửa hàng hữu cơ có thể nói lên một phần nào thực phẩm
hữu cơ chỉ mới phát triển còn khá mới mẻ và các cửa hàng khá ít trên thị trƣờng hiện
nay.
Tóm lại, sản phẩm sữa gạo có thể bán ở giá tiền giao động từ 10.000 đến 15.000 và địa điểm có thể phân phối tốt ở các siêu thị và cửa hàng tiện lợi.
3.4.2 Đánh giá chỉ tiêu hóa lý:
Đánh giá thành phần dinh dƣỡng sữa gạo từ gạo đen hữu cơ với các loại sữa gạocó mặt trên thị trƣờng:
Bảng 3.9. Bảng thành phần dinh dưỡng của sữa gạo làm từ gạo đen hữu cơvới những loại sữa gạo đang có mặt trên thị trường
Sữa gạo đen Rice dream 38.3 0.00 0.14 60 1 0.5 Sữa gạo lứt Koshi 62.0 1.1 0.17
Thành phần dinh dƣỡng Calories (kcal/100g) Fat (%) Protein (%)
Kết quả phân tích về thành phần chất dinh dƣỡng đƣợc thể hiện ở bảng 9 đã mô tả
rằng:
Năng lƣợng (Calories): Trong sữa gạo đen khi sử dụng với dung lƣợng 100g sữa thì sẽ
cung cấp 38.3kcal thấp hơn so với 2 loại sữa gạo đang so sánh là Rice dream (60kcal) và
Sữa gạo lứt Koshi (62.0kcal). Điều này có thể chứng tỏ rằng, sữa gạo đƣợc làm từ gạo
đen hữu cơ có thể rất phù hợp cho những ngƣời đang mong muốn dùng một loại sản
phẩm mà vẫn mang lại cảm giác no nhƣng không nạp vào cơ thể quá nhiều năng lƣợng
hay những nhân viên văn phòng ít di chuyển hoạt động để giải phóng năng lƣợng.
Chất béo (Fat): Trong các thành phần dinh dƣỡng của thực phẩm thì chất béo (lipid) là
một trong những thành phần đƣợc quan tâm nhiều nhất. So với 2 loại sữa trên thị trƣờng
thì chất béo của gạo đen chỉ 0.00% gần nhƣ không phát hiện ra. Có thể nói rằng, khi sử
dụng sản phẩm sữa gạo đen ngƣời tiêu dùng có thểan tâm uống mà không sợ dung nạp
quá nhiều chất béo vào cơ thể mình. Một điều chứng minh thêm, sản phẩm này rất hợp
cho ngƣời ăn kiêng vì hàm lƣợng chất béo không tồn tại, không thể dung nạp nhiều
cholesterol.
Protein: một trong những thành phần quan trọng không thể thiếu trong khẩu phần ăn
hằng ngày của chúng ta. Protein rất tốt cho sức khỏe, tham gia vào các cấu trúc nhƣ tế 81
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
bào, cấu tạo nên các hệ thống tiêu hóa, tuần hoàn, hô hấp và tiết liệu,… Nhìn chung, sữa
gạo đen có thành phần protein thấp, bằng ½ so với 2 thành phần còn lại vì do sản phẩm
đã trải qua nhiều quá trình gia nhiệt. Có thể khắc phục bằng cách ở giai đoạn tiệt trùng
có thể điều chỉnh lại chế độ để giảm hiện tƣợng biến tính thành phần protein trong sữa.
Đánh giá thành phần dinh dƣỡng của sữa gạo đen với nƣớc gạo đen có mặt trên thị
trƣờng:
Bảng 3.10. Bảng thành phần dinh dưỡng của sữa gạo đen
Thành phần dinh dƣỡng Sữa gạo đen
Nƣớc gạo đen Jasmine ≥ 38 ≥8 35 8.23
Năng lƣợng(kcal) Carbohydrate (%)
Dựa vào bảng 10 nhìn chung, 2 loại sản phẩm sữa gạo thì có thành phần dinh dƣỡng tƣơng đƣơng nhau. Nhƣng ở năng lƣợng thì ở sữa gạo đen nhỏ hơn Jasmine, có thể nói lên một phần nào đó ngƣời tiêu dùng sử dụng sản phẩm mới mục đích ăn kiêng thì sữa gạo đen sẽ tốt hơn Jasmine.
82
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận:
Gạo đen
Nghiền mịn<0.025mm
Tỉ lệ gạo:nƣớc: 1:10(w/w)
Hồ hóa Nhiệt độ: 90oC
Thời gian : 40 phút Làm nguội 800C
Nồng độ 0.2%
Thủy phân Nhiệt độ 80oC
Thời gian 3 giờ
Lọc
Xathangum: 3% Phối chế
Sản phẩm
Hình 4.1. Qui trình chế biến sữa gạo
Sữa gạo từ gạo đen hữu cơ có thể đƣợc chuẩn bị theo sơ đồ hình 4.1 với các bƣớc cơ
bản:
Gạo đƣợc nghiền mịn với kích thƣớc hạt <0.025mm, hồ hóa với tỉ lệ gạo:nƣớc 1:10 và thời gian 40 phút ở nhiệt độ 90oC.
Dịch hộ hóa thủy phân ở nhiệt độ 80oC, trong vòng 3 giờ với nồng độ enzyme 0,2%.
83
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Dịch thủy phân đƣợc phối chế 3% xathangum
Sữa gạo đƣợc chế biến theo sơ đồ trên có dạng dịch lỏng, màu nâu đen tự nhiên, mùi gạo
và vị ngọt thanh thanh. Sữa gạo đƣợc ngƣời tiêu dùng ƣa chuộng.
Kiến nghị: Vì một vài yếu tố khách quan nên đề tài vẫn còn sót một vài khía cạnh chƣa thể nghiên
cƣu, tìm hiểu hết. Các khía cạnh này tuy không ảnh hƣởng lớn đến chất lƣợng của sản
phẩm, nhƣng nếu hoàn thiện nó thì chất lƣợng sản phẩm sẽ đƣợc nâng cao thêm nữa.
Xem xét khả năng sử dụng tinh bột biến tính để tạo nhớt cho sản phẩm.
Xem xét khả năng thêm vào bột gạo một lƣợng bột đậu đỏ, vì đậu đỏ có màu gần giống
với gạo đen khi xay nhuyễn chính vì thế sẽ không ảnh hƣởng đến màu của sữa gạo, đồng
thời đậu đỏ còn cho mùi rất thơm, giúp tăng giá trị cảm quan của sản phẩm về mùi
hƣơng, bên cạnh đó đậu đỏ tự nhiên còn rất tốt cho sức khỏe. Hoặc bột vani hoặc bột cà
phê, việc này sẽ tạo ra đƣợc thêm nhiều dòng sản phẩm sữa gạo mới, làm đa dạng chủng
loại, ngƣời tiêu dùng có nhiều sự lựa chọn.
Xem xét khả năng bổ sung thành phần chất béo để sản phẩm gần với sữa động vật nhất
Xem xét bổ sung thêm công đoạn đồng hóa vào qui trình để cải thiện cảm quan cho sản
phẩm.
Vì thời gian giới hạn nên việc khảo sát chế độ tiệt trùng cho sản phẩm vẫn chƣa hoàn
thiện, chính vì thế cần khảo sát lại thông số nhƣ nhiệt độ, thời gian tiệt trùng tâm hộp cho
công đoạn tiệt trùng để giúp giảm sự thất thoát hàm lƣợng anthocyanin và chất dinh
dƣỡng nhƣng vẫn đạt đƣợc tiêu chuẩn về vi sinh vật.
84
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
A.Tài liệu tiếng việt:
1.Nguyễn Đức Lƣợng (chủ biên), Cao Cƣờng, Nguyễn Ánh Tuyết, Lê Thị Thủy Tiên, Tạ Thu Hằng, Huỳnh Ngọc Oanh, Nguyễn Thúy Hƣờng, Phan Thị Hiền ( 2004)-Công nghệ enzyme- 8, 32, 52.
2.Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà(2016)-Công nghệ chế biến thực phẩm-91.
3.Hoàng Kim Anh (2007)-Hóa học thực phẩm-135, 167
4. Lê Doản Diên, Bùi Huy Thanh -Những ƣu việt của gạo lức đối với sực khỏe cộng đồng. .
5.Dƣơng Thị Ngọc Hạnh và Nguyễn Minh Thủy -Tạp chí Khoa học Trƣờng đại học Cần Thơ. Sử dụng enzyme α-Amylase trong thủy phân tinh bột từ gạo huyết rồng
6.Nguyễn Minh Thủy, Đinh Công Dinh và Nguyễn Thị Mỹ Tuyền - Tạp chí Khoa học Trƣờng đại học Cần Thơ. Tối ƣu hóa quá trình thủy phân tinh bột bằng enzyme amylase trong chế biến sữa gạo sử dụng mô hình phức hợp trung tâm và bề mặt đáp ứng .
7. Lê Xuân Hải- Nguyễn Thị Lan( 2008)- Tối đa mục tiêu với các chuẩn tối ƣu tổ hợp S và R ứng dụng trong quá trình chiết tách chất màu anthocyain- 69.
8. Huỳnh Thị Thanh Huyền ( 2011)- Anthocyanin và những nguyên liệu chứa Anthocyanin-7,16.
9. Trần Ngọc Thể Tú( 2014)- Không dung nạp Lactose-2,5.
10. Báo điện tử ( 21:44, 16/03/2016)- Thực phẩm sạch, xu hƣớng tiêu dùng hiện đại.
11. Tạp chí Thực phẩm chức năng Healthy +( 01/10/2014 09:01)- 10 xu hƣớng tiêu dùng thực phẩm chức năng tại Mỹ.
B. Tài liệu nƣớc ngoài:
1.. Park, Young Sam, Sun-Joong Kim and Hyo-Ihl Chang(2008))-Isolation of anthocyanin from black rice (Heugjinjubyeo) and screening of its antioxidant activities.
2.Rice genetic resources: history, convervation, investigative, characterization and use in Japan.
3.Gema Pereira-Caro, Shin Wantanabe, Alan Croier, Tatsuhito Fujimura, Takao Yokota, Hiroshi Ashihara (2013)-Phytochemical profile of a Japanese black – purple rice.
85
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
4.Amy Jones (8/12/ 2016)-Gluten-Free Whole Grains.
5. Amazing Paleohacks( 2013)- What is gluten and Is it bad for you?
C. Tài liệu internet:
1.http://www.slideshare.net/thupham52206/tiu-lun-tng-quan-v-enzyme-amylase-ti-liu- ebook-gio-trnh
2.http://www.hiast.edu.vn/dbt/attachments/article/147/Bai%20giang%20Cong%20nghe %20enzyme.pdf
3.http://www.vba.com.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=26210:cha u-a-thai-binh-dng-th-trng-sa-khong-lactoza-y-tim-nng&catid=63:van-hoa-am- thuc&Itemid=335.
5. http://goldenlab.vn/tim-hieu-ve-chung-bat-dung-nap-lactose/
6.http://imom.vn/vn/Tim-hieu-ve-chung-khong-dung-nap-Lactose.
7.http://www.kingcounty.gov/depts/health/nutrition/~/media/depts/health/nutrition/docu ments/nutritional-content-rice-soy-milk.ashx.
8. http://tai-lieu.com/tai-lieu/do-an-nghien-cuu-cong-nghe-san-xuat-sua-gao-luc-7197/
9.http://www.kilala.vn/gia-dinh-va-am-thuc/organic-food-tro-ve-voi-tu-nhien.html.
10.Qu%E1%BB%91c-V%E1%BB%8Dng-N%C3%B4ng-nghi%E1%BB%87p- h%E1%BB%AFu-c%C6%A1-Vi%E1%BB%87t-Nam-9.5.2016.pdf
11.https://translate.google.com/translate?hl=vi&sl=en&u=https://healthyeater.com/rice- milk&prev=search
12. http://www.baoangiang.com.vn/An-Giang-24-Gio/Thoi-su/Nghien-cuu-thanh-cong- quy-trinh-san-xuat-sua-gao.html
13.Moore Corporation, (http://www.ffpaciente.enfermeriacomunitaria.org/el-boletin-de- la-aceptacion/),Neww Nutrition Business,Websosanh.vn, https://phanthanhhieu82.wordpress.com/tag/gao-den-huu-co/,
14.http://laodong.com.vn/kinh-te/bung-no-kinh-doanh-thuc-pham-chuc-nang-vi-sao- 232349.bld 15. https://www.globalfoodforums.com/food-news-bites/2016-food-trends
86
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
PHỤ LỤC
1. Các phƣơng pháp xác định:
1.1 Xác định hàm lượng đườngkhử (Miller, 1959; AOAC, 2000)
Trích ly đƣờng (M.Shahnawaz et al, 2012)
Cân chính xác 4g mẫu vào beaker. Cho thêm vào beaker đựng mẫu 15ml nƣớc cất nóng,
khuấy đều và ngâm trong 15 phút để trích dịch đƣờng trong mẫu.Lọc dịch, rửa bã 3 lần
bằng nƣớc cất nóng. Thu dịch trích ly, định mức 25ml.
Nguyên tắc:
Dựa theo phƣơng pháp xác định của Miller (1959). Nguyên tắc của phƣơng pháp này là
khi đƣờng khử phản ứng với thuốc thử DNS trong môi trƣờng bazơ sẽ chuyển thành
phức màu cam đỏ. Mẫu đƣợc trộn chung với thuốc thử DNS và sau đó đem đun sôi 5 phút cho phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau đó dịch đƣợc làm lạnh và đo độ hấp thu ở bƣớc
sóng 540nm. Dựa vào mối quan hệ giữa độ hấp thu và lƣợng đƣờng khử có trong mẫu, từ
độ hấp thu suy ra nồng độ đƣờng khử có trong mẫu ban đầu dựa vào đồ thị đƣờng chuẩn.
Phản ứng DNS và glucose xảy ra nhƣ sau:
Hình1.1: Phản ứng giữa DNS và glucose
Hóa chất
Thuốc thử 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS):Hòa tan 1g DNS (C7H4N2O7) và 1.6g NaOH trong khoảng 60–70mL nƣớc cất. Sau đó cho 30g Kali Natri Tartrate (C4H4O6KNa.4H2O) vào hỗn hợp trên và khuấy cho tan hoàn toàn. Chuyển dung dịch trên vào bình định mức 100mL và định mức đến vạch. Dung dịch sau khi pha đƣợc bảo quản trong chai thủy tinh màu ở điều kiện lạnh (6-8oC), dùng tốt nhất trong 15 ngày.
Tiến hành:
Dựngđƣờng chuẩn: Lần lƣợt cho 0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1 mL dung dịch đƣờng chuẩn
glucose 1g/L vào 6 ống nghiệm có nắp khác nhau. Sau đó, lần lƣợt thêm vào các ống nghiệm 1; 0.8; 0.6; 0.4; 0.2; 0 ml nƣớc cất theo đúng thứ tự ống nghiệm nhƣ trên. Cho thêm vào mỗi ống nghiệm 1 mL dung dịch DNS, lắc đều. Tiến hành đun cách thủy ở
87
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
nhiệt độ 1000C trong thời gian 3 phút. Làm nguội nhanh dung dịch, cho thêm 8 mL nƣớc cất và lắc đều cho đến khi dung dịch không còn phân lớp. Đo độ hấp thu A ở bƣớc sóng
= 540nm. Từ các kết quả đo đƣợc, ta tiến hànhxây dựng đƣờng chuẩn C = f(A).
Ống nghiệm 1 2 3 4 5 6 Hóa chất
Dung dịch đƣờng D-glucose 0ml 0.2ml 0.4ml 0.6ml 0.8ml 1ml
1ml 0.8ml 0.6ml 0.4ml 0.2ml 0ml Nƣớc cất
Thuốc thử DNS 1mL
Nƣớc cất 8mL
Xác định hàm lƣợng đƣờng khử trong mẫu thí nghiệm (g/L): Hút vào ống nghiệm 1mL
dịch trích ly đƣờng, 1 mL DNS, Lắc đều. Sau đó tiến hành tƣơng tự nhƣ trên.
1.2Xác định hàm lượng chất khô bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (TCVN 5533:1991)
Nguyên tắc: Pha loãng bằng nƣớc, trộn với cát, đem sấy khô ở nhiệt độ (102 ± 2)oC. Khối lƣợng sau khi sấy là khối lƣợng chất khô.
Thiết bị
Cân phân tích
Bình hút ẩm trong
Tủ sấy điều chỉnh đƣợc nhiệt độ (102 ± 2) oC. (nhiệt độ phải đều trong mọi vị trí của tủ).
Chén sứ
Cát sạch có cỡ hạt lọt qua sàng 10 lỗ/cm2 (đƣờng kính lỗ từ 1 đến 1,5 mm).
* Chuẩn bị cát
Cát đƣợc rửa sạch bằng nƣớc một vài lần cho đến khi nƣớc trong. Sau đó ngâm cát vào acid sulfuric đặcqua đêm. Khuấy một vài lần bằng đũa thủy tinh. Sau rửa sạch axit bằng
nƣớc, sau đó rửa lại bằng nƣớc cất, sấy khô, nung và bảo quản trong bình có nắp kín. Kiểm tra độ sạch của cát sông bằng cách sấy lƣợng cát cân ở nhiệt độ (102 ± 2)oC đến khối lƣợng không đổi, rồi làm ẩm cát bằng nƣớc cất, rồi sấy đến khối lƣợng không đổi.
Khối lƣợng cát không đƣợc thay đổi.
Tiến hành
88
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Cho vào chén khoảng 4g cát và đũa thủy tinh đặt chén cân đã mở nắp và nắp chén vào tủ sấy ở nhiệt độ (102 ± 2)oC trong 2 giờ. Làm nguội chén đã đậy nắp trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân, phép cân này và các phép cân sau đƣợc tiến hành với độ
chính xác đến 0,0001g. Gạt cát sang một bên của chén cân và rót vào đó 4g mẫu. Chuyển chén cân có hỗn hợp vào tủ sấy ở nhiệt độ (102 ± 2) oC trong khoảng 4 giờ, đậy nắp chén cân và làm nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và đem cân. Sấy lại trong 1 giờ, làm nguội và cân lặp lại việc sấy cho đến khi chênh lệch khối lƣợng giữa 2 lần cân của 2
lần sấy liên tiếp không lớn hơn 0,001g. Nếu sau khi sấy lại mà khối lƣợng tăng, lấy kết
quả nhỏ nhất.
Tính toán kết quả
Hàm lƣợng chất khô (X) tính bằng gam, trên 100g sản phẩm tính theo công thức:
X = .100
Trong đó:
M1 – Khối lƣợng chén cân có cát (g)
M2 – Khối lƣợng ban đầu của chén cân có cát và mẫu thử (g)
M3 – Khối lƣợng cuối cùng của chén cân có cát và mẫu thử (g)
Kết quả thử là trung bình cộng của hai phép xác định tính chính xác đến 0,01g.
Hiệu suất thủy phân
Hiệu suất thủy phân đƣợc xác định theo công thức sau(Vũ Thị Thu Trang và ctv, 2014)
Hình 1.3: Công thức tính hiệu suất thủy phân
Trong đó hàm lƣợng tinh bột đƣợc xác định bằng phƣơng pháp tạo phức với dung dịch
Iod (Dilek và Belma, 2004)
1.4. Xác định hàm lượng tinh bột xót (Dilek và Belma,2004)
Nguyên tắc
Tinh bột đƣợc cấu tạo từ hai thành phần amylose và amylosepectin. Khi tinh bột phản ứng với I2, trong phức amylose-iodine, các phân tử I2 chui vào trong vòng ƣa béo của
89
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
xoắn amylose tạo thành một chuỗi các nguyên tử nằm cạnh nhau. Nhờ vào khả năng vòng xoắn helix của amylose tƣơng tác với I2 cho phức màu xanh đặc trƣng.
Hình 1.4: Cấu trúc xoắn helix của amylose
Tiến hành
Để xác định nồng độ tinh bột còn sót lại trong mẫu. Hút 10 ml dung dịch iốt (0,5% KI và 0,15% I2) cho vào beker chứa 5g mẫu, để yên trong tối 20 phút. Lọc thu dịch, đem đo ở bƣớc sóng 550 nm. Mẫu trắng là hỗn hợp của 5 ml dung dịch iốt và 10 ml nƣớc cất. Kết
quả là trung bình của 3 lần đo.
Ống nghiệm 2 3 4 5 6 1 Hóa chất
Nộng độ tinh bột (1g/L) 2.10-2 4.10-2 6.10-2 8.10-2 10.10-2 0
V rút vào ống 5ml
10ml Dung dịch I2/KI
1.5. Xác định hàm lượng anthocyanin
Nguyên tắc
Các monomer sắc tố anthocyanin thay đổi màu sắc khi thay đổi giá trị pH. Tại pH=1, anthocyanin tồn tại dƣới dạng muối oxonium – màu cam đến đỏ., và dƣới dạng
hemiketal không màu tại pH=4.5. Sự khác biệt tại độ hấp thu 520nm tỉ lệ thuận với với
nồng độ sắc tố. Kết quảdựa trêncơ sởcyanidin-3-glucoside.
90
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
ụ h t
p ấ h
ộ Đ
Hình 1.5.1. Hình thức anthocyanin tại những giá trị pH khác nhau.
Bƣớc sóng (nm)
Hình 1.5.2. Đặc điểm quang phổ tại đệm pH=1 và pH=4.5
Hóa chất
ĐệmpH = 1.0(kali clorua, 0.025M): Cân 1.86 g KClcho vào beaker và thêm980mL nƣớc cất. Đo pH, vàđiều chỉnh pH về 1.0(± 0,05)vớiHCl (khoảng 6.3mL). Sau đó định mức
1L.
91
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
ĐệmpH= 4.5(sodium acetate, 0.4M): Cân 54.43gCH3COONa.3H2Otrongbeaker, và thêm960ml nƣớc cất.ĐopHvàđiều chỉnh pHvề 4.5(± 0,05)vớiHCl(khoảng20mL). Định
mức 1L.
Tiến hành
Lọc nguyên mẫu, thu hồi dịch trong, đem phân tích. Hút mẫu thêm dung dịch đệm (tỉ lệ 1:3) vào ống nghiệm, lắc đều, để yên 15 phút.
Xác định độ hấp thu của mẫu tại đệm pH=1 và pH=4.5 ở bƣớc sóng 520nm và
700nm bằng máy quang phổ kế.
Hàm lƣợng anthocyanin (tƣơng đƣơng cyanidin-3-glucoside)đƣợc tính theo công
thức (mg/L)
TAC: hàm lƣợng anthocyanin (mg.L-1)
A là độ hấp thu tại bƣớc sóng 520nm và700nm, tại pH=1 và pH= 4,5. Đƣợc tính theo công thức: A= (A520-A700)pH1 – (A520-A700)pH4.5
MW: Khối lƣợng phân tử của anthocyanin (tính theo Cyanidin-3-glucoside), MW=449,2(g.mol-1)
K: Hệ số pha loãng, K=4
: hệ số hấp thụ phân tử, = 26900 (L.M-1.cm-1)
l: chiều dày của cuvet, l=1(cm)
103: Hệ số chuyển đổi từ g sang mg
(J.Lee et al, 2005; AOAC 2005)
1.6. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan
1.6.1. Phƣơng pháp cho điểm thị hiếu
Mục đích:
Phép thử này cũng có thể sử dụng với các mục đích xác định độ ƣa thích của ngƣời thử đối với nhóm sản phẩm cùng loại theo một trật tự giảm dần hoặc tăng dần.
Nguyên tắc thực hiện:
Ngƣời thử sẽ nhận đƣợc 1 dãy mẫu đã đƣợc mã hóa, yêu cầu ngƣời thử sắp xếp các
mẫu thử theo trật tự giảm dần hoặc tăng dần mức độ ƣa thích.
92
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Khi giới thiệu mẫu, các trật tự mẫu phải đƣợc trình bày ngẫu nhiên đối với tất cả ngƣời thử và xuất hiện cùng một số lần nhƣ nhau đảm bảo sự cân bằng đối với nhóm ngƣời thử.
Cách tiến hành:
Các mẫu đƣợc mã hóa bằng 3 chữ số ngẫu nhiên. Trật tự trình bày mẫu đƣợc thiết kế cân
bằng theo hình vuông Latin Williams.
Ngƣời thử:
Ngƣời thử là ngƣời sử dụng sản phẩm và chƣa qua huấn luyện
Bảng mã hóa mẫu
Ngƣời thử Thứ tự mẫu Mã hóa mẫu
1 D-A-C-B 544-153-859-611
2 A-B-D-C 052-414-283-177
3 A-B-D-C 409-829-967-343
4 C-D-B-A 063-621-475-986
5 B-C-A-D 248-968-908-551
6 B-C-A-D 758-167-462-429
7 C-D-B-A 810-680-204-582
8 C-D-B-A 705-945-426-160
9 A-B-D-C 082-594-971-984
10 D-A-C-B 454-893-317-791
11 B-C-A-D 445-683-469-835
12 D-A-C-B 916-918-557-851
13 B-C-A-D 075-226-852-407
14 D-A-C-B 694-816-983-940
15 C-D-B-A 848-641-176-880
16 B-C-A-D 374-528-092-759
17 D-A-C-B 036-124-214-773
18 A-B-D-C 129-371-438-668
19 D-A-C-B 003-011-670-131
20 C-D-B-A 428-743-868-337
21 D-A-C-B 276-043-134-661
22 C-D-B-A 848-697-951-851
93
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
23 C-D-B-A 538-387-833-386
24 A-B-D-C 861-008-671-625
25 B-C-A-D 876-568-659-188
26 C-D-B-A 824-112-106-877
27 D-A-C-B 206-108-298-556
28 A-B-D-C 533-499-072-678
Phiếu hƣớng dẫn
PHIẾU HƢỚNG DẪN
Xin vui lòng thanh vị bằng nƣớc lọc đã chuẩn bị sẵn trên bàn trƣớc khi thử mẫu. Một bộ mẫu đã
đƣợc mã hóa gồm 4 đĩa bánh sẽ đƣợc giới thiệu cho các bạn. Các bạn hãy thử nếm mẫu theo thứ
tự TỪ TRÁI SANG PHẢI. Bạn có thể nếm lại mẫu khi bạn nếm xong tất cả mẫu.
Hãy sắp xếp các mẫu theo thứ tự từ ít đƣợc ƣa thích nhất đến ƣa thích nhất bằng cách điền
m số các mẫu vào thang trong phiếu trả lời.
Bạn vui lòng đƣa ra mọi câu trả lời cho mọi trƣờng hợp, ngay cả khi bạn không chắc chắn
Chú ý:
Nếu các bạn vẫn chƣa xác định đƣợc tính chất cảm quan thì có thể thử lại mẫu
Khi xó câu trả lời, các bạn vui lòng ghi MÃ SỐ MẪU vào phiếu trả lời
SỬ DỤNG nƣớc thanh vị giữa các lần nếm mẫu
Ví dụ:
Ít đƣợc ƣa thích nhất
Ƣa thích nhất
594 168 649 752
94
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Phiếu trả lời
PHIẾU TRẢ LỜI
Mã số ngƣời thử:……………….. Ngày thử: 16/10/2016
Ít đƣợc ƣa thích nhất
Ƣa thích nhất
Khi có câu trả lời, các bạn vui lòng ghi MÃ SỐ MẪU vào phiếu trả lời
Xử lý số liệu:
Trật tự xếp hạng của từng ngƣời thử đƣợc tổng hợp đầy đủ vào bảng kết quả thƣờng
đƣợc gọi là bảng số liệu thô. Ngƣời thử đƣợc sắp xếp theo cột và thứ hạng đƣợc trình
bày theo hàng.
Kiểm định Friedman đƣợc sử dụng cho phép thử so hàng thị hiếu. Giá trị Friedman tính
) ( )
toán (Ftest) đƣợc tính theo công thức sau:
( )
Ftest = (
Trong đó:
j là số ngƣời thử
p là số sản phẩm
Ri là tổng hạng
So sánh Ftest và F tra bảng (Bảng 7, phụ lục 2 sách Đánh giá cảm quan của Ths Nguyễn
Thị Thu Hà biên soạn).
- Nếu Ftest ≥ Ftra bảng cho thấy có một sự khác biệt về mức độ ƣa thích tồn tại giữa
các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa đƣợc chọn.
- Nếu Ftest < Ftra bảng cho thấy không tồn tại sự khác biệt về mức độ ƣa thích tồn tại
giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa đƣợc chọn.
Nếu kiểm định cho thấy rằng tồn tại một sự khác biệt về mức độ ƣa thích có ý nghĩa giữa
các sản phẩm, chúng ta cần phảo xác định cụ thể các mẫu nào có sự khác biệt bằng cách
95
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
tính LSD “ Least Significant Ranked Difference - khác biệt thứ tự ƣu tiên nhỏ nhất có
nghĩa” ở mức ý nghĩa đƣợc chọn.
Công thức tính LSD:
LSD = z√ ( )
Trong đó: z đƣợc lấy từ phân bố chuẩn 2 đuôi với độ rủi ro
Sau khi tính đƣợc LSD so sánh với hiệu số giữa các cặp tổng hạng. Nếu hiệu số này vƣợt
quá giá trị LSD cặp mẫu này đƣợc nói là khác nhau có nghĩa về mức độ ƣu tiên
1.1. Kết quả khảo sát mức độ ƣa thích của tỷ lệ Xanthangum phối chế:
1%, 2%, 3%, 4%
Bảng B1.1 Kết quả đánh giá cảm quan xác định tỷ lệ Xanthagum phối chế của 4
mẫu
1 đến 4 tƣơng ứng với mẫu ít đƣơc ƣa thích nhất đến mẫu đƣợc ƣa thích nhất
Mẫu Ngƣời thử A (0%) B (4%) C (5%) D (6%)
1 2 4 3 1
2 2 4 3 1
3 1 3 4 2
4 3 1 4 2
5 1 4 3 2
6 2 1 3 4
7 1 2 4 3
8 2 4 3 1
9 2 4 3 1
10 1 4 3 2
11 4 3 2 1
12 3 2 4 1
13 3 1 2 4
14 2 3 4 1
96
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
15 4 3 1 2
16 3 4 2 1
17 1 3 4 2
18 2 3 4 1
19 3 4 2 1
20 1 4 2 3
21 2 1 4 3
22 3 1 2 4
23 2 4 3 1
24 1 3 2 4
25 4 3 2 1
26 3 1 4 2
27 1 4 3 2
28 3 1 4 2
84 55 Tổng 62 79
3 1,9 Trung bình 2,2 2,8
( )
( ) ( ) FTEST =
Tra bảng giá trị tới hạn (F) của kiểm định Friedman, sách Đánh giá cảm quan thực phẩm
(phụ lục 2) ThS. Nguyễn Thị Thu Hà, số sản phẩn là 4, mức ý nghĩa α=0.05, số ngƣời
thử = 28 ngƣời => FLT = 7,81
Ta có: 12,13 > 7,81 => 4 mẫu khác nhau có nghĩa
LSD = 1,96 √ ( )
Ta có:
| |
| |=22
| |=7 < LSD => A không khác D
97
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
| |=5
| |=24 LSD => B khác D có nghĩa
| |=29
C Xa Xb
B Xb
A Xb
D Xb Xc
Kết quả tổng kết sau khi xử lý số liệu:
A (1% B (2% C (3% D (4% Mẫu Xanthangum) Xanthangum) Xanthangum) Xanthangum)
Trung bình 2,2ab 2.8b 3b 1.9bc
2.Phân tích ANOVA:
2.1 Kết quả của quá trình hồ hóa:
2.1.1 Xác định nhiệt độ cho quá trình hồ hóa
Sum of Squares Df Mean Square 3 40.7898 8 0.0268 11 40.8166
13.5966 0.00335
F-Ratio 4058.68
P-Value 0.0000
2.1.1.1 Hiệu suất thủy phân
ANOVA Table for HSTP by NHIET DO HO HOA Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
78.8333 82.6 83.2567 83.2767
3 3 3 3
Multiple Range Tests for HSTP by NHIET DO HO HOA Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 70 80 100 90 2.1.1.2 Hàm lƣợng Glucose
ANOVA Table for HSTP by NHIET DO HO HOA Source Between groups
Sum of Squares Df Mean Square 3 932.531
310.844
F-Ratio 6216875.11
P-Value 0.0000
98
0.0004 932.532
8 11
0.00005
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Homogeneous Groups X X X X
Count Mean 3 3 3 3
42.7633 59.83 64.1467 64.1533
Within groups Total (Corr.)
Multiple Range Tests for HSTP by NHIET DO HO HOA Method: 95.0 percent LSD NHIET DO HO HOA 70 80 100 90
2.2 Kết quả của quá trình thủy phân:
2.2.1 Xác định nhiệt độ cho quá trình thủy phân:
Sum of Squares Df Mean Square 3 396.349 8 0.00118333 11 396.35
132.116 0.000147917
F-Ratio 893181.38
P-Value 0.0000
2.2.1.1 Hiệu suất thủy phân
ANOVA Table for HSTP by NHIET DO THUY PHAN Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
82.5633 95.47 95.9933 96.015
3 3 3 3
Multiple Range Tests for HSTP by NHIET DO THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 70 100 90 80 2.2.1.2 Hàm lƣợng Glucose
Sum of Squares Df Mean Square 3 1684.98 8 0.0361333 11 1685.01
561.658 0.00451667
F-Ratio 124352.42
P-Value 0.0000
ANOVA Table for GLUCOSE by NHIET DO THUY PHAN Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
3 3 3 3
Multiple Range Tests for GLUCOSE by NHIET DO THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 31.35 70 57.7967 100 59.12 90 59.1433 80 2.2.1.3 Hàm lƣợng Anthocyanin
ANOVA Table for ANTHOCYANIN by NHIET DO THUY PHAN F-Ratio Source 1548.50 Between groups Within groups Total (Corr.)
Sum of Squares Df Mean Square 3 23.3824 8 0.0402667 11 23.4227
7.79414 0.00503333
P-Value 0.0000
99
Homogeneous Groups X X X X
3 3 3 3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Multiple Range Tests for ANTHOCYANIN by NHIET DO THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 6.7 70 9.67 100 9.80667 90 10.2 80 2.2.1.4 Hàm lƣợng chất khô
1.6057 0.0000833333
F-Ratio 19268.40
P-Value 0.0000
ANOVA Table for HAM LUONG CHAT KHO by NHIET DO THUY PHAN Sum of Squares Df Mean Square Source 3 4.8171 Between groups 8 0.000666667 Within groups Total (Corr.) 11 4.81777
7.02 8.03 8.56333 8.58
3 3 3 3
Multiple Range Tests for HAM LUONG CHAT KHO by NHIET DO THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean Homogeneous Groups X 70 X 100 X 80 X 90 2.2.2 Xác định thời gian cho quá trình thủy phân
451.694 0.0026
F-Ratio 173728.52
P-Value 0.0000
2.2.2.1 Hiệu suất thủy phân
ANOVA Table for HSTP by THOI GIAN THUY PHAN Sum of Squares Df Mean Square Source 3 1355.08 Between groups 8 0.0208 Within groups 11 1355.1 Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
65.7 90.0133 90.3467 90.3567
3 3 3 3
Multiple Range Tests for HSTP by THOI GIAN THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 2.5 4 3 3.5 2.2.2.2 Hàm lƣợng Glucose
Sum of Squares Df Mean Square 3 401.101 8 0.0273333 11 401.128
133.7 0.00341667
F-Ratio 39131.76
P-Value 0.0000
ANOVA Table for GLUCOSE by THOI GIAN THUY PHAN Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X
Multiple Range Tests for GLUCOSE by THOI GIAN THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 52.16 2.5
3
100
X X X
3 3 3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Sum of Squares Df Mean Square 3 9.49969 8 0.0536 11 9.55329
3.16656 0.0067
P-Value 0.0000
65.0167 4 65.7 3 3.5 65.7667 2.2.2.3 Hàm lƣợng Anthocyanin
ANOVA Table for ANTHOCYANIN by THOI GIAN THUY PHAN F-Ratio Source 472.62 Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
Multiple Range Tests for ANTHOCYANIN by THOI GIAN THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 9.56333 2.5 3 11.1667 4 3 11.6667 3.5 3 3 11.8 3 2.2.2.4 Độ Brix
Sum of Squares Df Mean Square 3 3.23 8 0.0266667 11 3.25667
1.07667 0.00333333
P-Value 0.0000
ANOVA Table for ANTHOCYANIN by THOI GIAN THUY PHAN F-Ratio Source 323.00 Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
6.53333 7.16667 7.73333 7.83333
3 3 3 3
Multiple Range Tests for ANTHOCYANIN by THOI GIAN THUY PHAN Method: 95.0 percent LSD Level Count Mean 2.5 4 3.5 3 2.2.3 Xác định nồng độ enzyme cho quá trình thủy phân
Sum of Squares Df Mean Square 3 33.5356 8 0.007422 11 33.5431
11.1785 0.00092775
F-Ratio 12049.09
P-Value 0.0000
2.2.3.1 Hiệu suất thủy phân
ANOVA Table for HSTP by ND ENZYME Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
Count Mean 89.97 3 93.8123 3 93.8317 3 93.8477 3
Multiple Range Tests for HSTP by ND ENZYME Method: 95.0 percent LSD ND ENZYME 0.15 0.2 0.25 0.3
2.2.3.2 Hàm lƣợng Glucose
101
F-Ratio 2086058.80
P-Value 0.0000
Sum of Squares Df Mean Square 3 521.515 8 0.000666667 11 521.515
173.838 0.0000833333
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
Count Mean 3 3 3 3
71.5533 86.7633 86.7767 86.7933
ANOVA Table for GLUCOSE by ND ENZYME Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Multiple Range Tests for GLUCOSE by ND ENZYME Method: 95.0 percent LSD ND ENZYME Homogeneous Groups X 0.15 X 0.2 XX 0.25 X 0.3 2.2.3.3 Hàm lƣợng Anthocyanin
Sum of Squares Df Mean Square 3 176.77 8 0.000533333 11 176.771
58.9234 0.0000666667
F-Ratio 883850.46
P-Value 0.0000
ANOVA Table for HSTP by ND ENZYME Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
8.56 17.37 17.4433 17.4567
Multiple Range Tests for HSTP by ND ENZYME Method: 95.0 percent LSD ND ENZYME Count Mean 0.15 3 0.3 3 0.25 3 0.2 3 2.2.3.4 Độ Brix
Sum of Squares Df Mean Square 3 0.957767 8 0.021 11 0.978767
0.319256 0.002625
F-Ratio 121.62
P-Value 0.0000
ANOVA Table for DO BRIX by ND ENZYME Source Between groups Within groups Total (Corr.)
Homogeneous Groups X X X X
7.2 7.82333 7.85667 7.87333
Multiple Range Tests for DO BRIX by ND ENZYME Method: 95.0 percent LSD Count Mean ND ENZYME 3 0.15 3 0.2 3 0.25 3 0.3 3.Số liệu thô:
3.1 Số liệu của quá trình hồ hóa:
3.1.1 Số liệu của hiệu suất thủy phân
OD (TRƢỚC) OD(SAU)
TRƢỚC
SAU
L1.1
78.85
78.8
5.484
0.557
0.5834
0.0569
3.1.1.1 Nhiệt độ 70oC
102
78.9
L1.2
79.0
L1.3
82.5
L2.1
82.6
L2.2
82.7
L2.3
83.28
L3.1
83.27
L3.2
83.28
L3.3
83.26
L4.1
83.25
L4.2
83.26
L4.3
5.474 5.483 6.315 5.839 5.941 5.746 5.980 6.372 7.244 6.969 7.062 6.314 5.836 6.323 7.259 7.343 6.978 6.744 6.931 6.884 8.662 8.747 8.756 6.884 7.072 7.249 8.391 8.110 7.727 5.836 5.960 6.332 7.343 6.772 6.795
0.555 0.555 0.611 0.566 0.570 0.558 0.579 0.612 0.640 0.614 0.621 0.543 0.508 0.542 0.638 0.648 0.614 0.518 0.602 0.513 0.651 0.657 0.658 0.586 0.604 0.616 0.509 0.735 0.239 0.343 0.412 0.381 0.444 0.411 0.414
0.5823 0.5832 0.6722 0.6213 0.6322 0.6113 0.6364 0.6782 0.7714 0.742 0.752 0.672 0.621 0.673 0.773 0.782 0.743 0.718 0.738 0.733 0.923 0.932 0.933 0.733 0.753 0.772 0.894 0.864 0.823 0.621 0.6342 0.674 0.782 0.721 0.7234
78.853 0.0566 78.755 0.0567 78.88 0.0626 78.75 0.0578 78.92 0.0583 78.95 0.0570 78.857 0.0592 78.896 0.0628 82.48 0.0657 82.44 0.0630 82.49 0.0637 82.55 0.0554 82.59 0.0516 82.58 0.0552 82.69 0.0656 82.7 0.0666 82.66 0.0629 83.26 0.0527 83.24 0.0616 0.0522 83.2789 83.271 0.0669 83.270 0.0676 83.269 0.0676 83.278 0.0600 83.277 0.0618 83.280 0.0631 83.259 0.0518 83.258 0.0758 83.260 0.0228 83.248 0.0340 83.249 0.0413 83.247 0.0380 83.256 0.0448 83.259 0.0413 83.260 0.0415
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
OD (TRƢỚC) OD(SAU)
TRƢỚC
SAU
89.1
L1.1
89.92
L1.2
89.05 89.2 89.05 89.82 90
7.156 6.875 6.894 6.325 6.875
0.806 0.765 0.777 0.666 0.710
0.762 0.732 0.734 0.6732 0.732
0.0834 0.0791 0.0804 0.0685 0.0732
3.1.1.2 Nhiệt độ 80oC
103
90.25
L1.3
92.18
L2.1
93.56
L2.2
91.51
L2.3
93.23
L3.1
94.17
L3.2
93.16
L3.3
89.94 90.2 90.26 90.29 92.22 92.15 92.17 93.57 93.562 93.548 91.52 91.508 91.502 93.26 93.27 93.16 94.15 94.18 94.18 93.17 93.15 93.16
6.866 6.894 6.772 6.465 6.969 6.997 6.969 6.314 6.117 6.136 6.791 7.100 6.875 6.875 6.931 6.884 7.539 7.811 7.624 6.884 7.072 7.249
0.713 0.698 0.682 0.650 0.565 0.572 0.569 0.429 0.417 0.419 0.599 0.626 0.607 0.487 0.490 0.494 0.465 0.478 0.467 0.493 0.508 0.519
0.731 0.734 0.721 0.6882 0.742 0.745 0.742 0.672 0.651 0.653 0.723 0.756 0.732 0.732 0.738 0.733 0.803 0.832 0.812 0.733 0.753 0.772
0.0735 0.0719 0.0702 0.0668 0.0577 0.0585 0.0581 0.0432 0.0419 0.0421 0.0613 0.0642 0.0622 0.0493 0.0497 0.0501 0.0470 0.0484 0.0473 0.0501 0.0516 0.0528
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
OD (TRƢỚC) OD(SAU)
TRƢỚC
SAU
89.08
L1.1
89.6
L1.2
89.31
L1.3
91.75
L2.1
90.71
L2.2
91.73
L2.3
89.01 89.1 89.13 89.62 89.58 89.6 89.33 89.29 89.31 91.76 91.78 91.71 90.71 90.68 90.74 92.74 90.73 91.72
6.800 7.100 7.437 6.164 6.688 6.959 6.800 6.838 6.465 6.969 6.997 7.072 5.864 6.023 6.267 6.791 7.100 6.875
0.770 0.796 0.831 0.662 0.719 0.746 0.748 0.755 0.713 0.597 0.598 0.609 0.567 0.584 0.603 0.516 0.681 0.592
0.724 0.756 0.792 0.656 0.712 0.741 0.724 0.728 0.6882 0.742 0.745 0.753 0.624 0.641 0.667 0.723 0.756 0.732
0.0796 0.0824 0.0861 0.0681 0.0742 0.0771 0.0773 0.0780 0.0736 0.0611 0.0612 0.0624 0.0580 0.0597 0.0618 0.0525 0.0701 0.0606
3.1.1.3 Nhiệt độ 90oC
104
91.05
L3.1
89.33
L3.2
90.29
L3.3
91.06 91.05 91.04 89.33 89.4 89.26 90.3 90.25 90.32
6.987 6.969 6.894 7.539 7.811 7.624 7.072 7.072 7.212
0.647 0.646 0.640 0.827 0.850 0.841 0.709 0.712 0.721
0.744 0.742 0.734 0.803 0.832 0.812 0.753 0.753 0.768
0.0665 0.0664 0.0658 0.0857 0.0882 0.0872 0.0730 0.0734 0.0743
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
OD (TRƢỚC) OD(SAU)
TRƢỚC
SAU
90.35
L1.1
89.07
L1.2
89.35
L1.3
92.02
L2.1
92.19
L2.2
92.89
L2.3
90.24
L3.1
90.31
L3.2
91.46
L3.3
90.352 90.348 90.35 89.062 89.08 89.068 89.33 89.4 89.32 92.01 92.05 92 92.2 92.15 92.22 92.9 92.82 92.95 90.25 90.32 90.15 90.32 90.3 90.31 91.45 91.5 91.43
7.156 7.062 6.875 6.138 6.875 6.866 6.894 6.772 6.465 6.969 6.997 6.969 6.314 6.023 6.136 6.791 7.100 6.875 6.903 6.969 6.894 7.539 7.811 7.624 6.931 7.072 7.212
0.713 0.704 0.686 0.694 0.773 0.773 0.758 0.740 0.713 0.580 0.579 0.580 0.516 0.496 0.500 0.505 0.533 0.508 0.696 0.697 0.702 0.752 0.780 0.761 0.615 0.624 0.641
0.762 0.752 0.732 0.6532 0.732 0.731 0.734 0.721 0.6882 0.742 0.745 0.742 0.672 0.641 0.653 0.723 0.756 0.732 0.735 0.742 0.734 0.803 0.832 0.812 0.738 0.753 0.768
0.0735 0.0726 0.0706 0.0714 0.0799 0.0799 0.0783 0.0764 0.0735 0.0593 0.0592 0.0594 0.0524 0.0503 0.0508 0.0513 0.0543 0.0516 0.0717 0.0718 0.0723 0.0777 0.0807 0.0787 0.0631 0.0640 0.0658
3.1.1.4 Nhiệt độ 100oC:
3.1.2 Hàm lượng anthocyanin:
3.1.2.1 Nhiệt độ 70oC:
105
pH=1
A
TAC
OD(700)
OD(520)
0.187 0.207 0.217 0.166 0.229 0.178 0.183 0.187 0.194
pH=4.5 OD(520) OD(700) 0.038 0.064 0.058 0.031 0.061 0.041 0.039 0.042 0.034
0.053 0.066 0.072 0.037 0.097 0.047 0.058 0.072 0.059
0.051 0.083 0.078 0.042 0.078 0.052 0.055 0.052 0.067
0.121 0.122 0.125 0.118 0.115 0.120 0.109 0.105 0.102
8.082 8.149 8.349 7.882 7.681 8.015 7.281 7.014 6.813
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3 3.1.2.2 Nhiệt độ 80oC:
pH=1
A
TAC
OD(520)
OD(700)
pH=4.5 OD(520) OD(700) 0.091 0.047 0.05 0.027 0.051 0.067 0.067 0.045 0.072
0.164 0.108 0.130 0.107 0.126 0.130 0.157 0.145 0.176
0.128 0.082 0.098 0.045 0.062 0.078 0.082 0.062 0.087
0.098 0.102 0.100 0.089 0.088 0.091 0.085 0.083 0.087
6.546 6.813 6.68 5.945 5.878 6.078 5.678 5.544 5.811
0.299 0.245 0.278 0.214 0.225 0.232 0.257 0.245 0.278
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
pH=1
A
TAC
OD(520)
OD(700)
pH=4.5 OD(520) OD(700) 0.081 0.07 0.068 0.064 0.061 0.065 0.073 0.083 0.095
0.178 0.186 0.118 0.136 0.154 0.142 0.148 0.196 0.195
0.104 0.071 0.087 0.082 0.071 0.068 0.086 0.102 0.098
0.091 0.092 0.094 0.090 0.087 0.089 0.082 0.081 0.080
6.078 6.145 6.279 6.012 5.811 5.945 5.477 5.41 5.33
0.292 0.279 0.231 0.244 0.251 0.234 0.243 0.296 0.278
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
3.1.2.3 Nhiệt độ 90oC:
pH=1
A
TAC
OD(520)
OD(700)
0.232 0.241
0.065 0.045
pH=4.5 OD(520) OD(700) 0.031 0.031
0.103 0.133
0.095 0.094
6.346 6.279
L1.1 L1.2
3.1.2.4 Nhiệt độ 100oC:
106
0.267 0.208 0.223 0.233 0.191 0.257 0.231
0.067 0.059 0.038 0.045 0.048 0.041 0.065
0.152 0.091 0.124 0.140 0.093 0.165 0.139
0.045 0.029 0.027 0.042 0.032 0.03 0.053
0.093 0.087 0.088 0.090 0.082 0.081 0.080
6.212 5.811 5.878 6.012 5.477 5.41 5.344
L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.2: Số liệu thô của quá trình thủy phân
3.2.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đến quá trình thủy phân:
OD (TRƢỚC)
OD(SAU) TRƢỚC SAU
85.51
L1.1
86.4
L1.2
86.2
L1.3
92.4
L2.1
L2.2
7.193
0.766
92.5
92.6
L2.3
95.06
L3.1
94.9
L3.2
94.9
L3.3
85.7 84.9 85.93 89.5 85.2 84.5 86.5 85.9 86.2 92.5 92.6 92.1 92.8 91.8 92.9 92.7 92.4 92.7 95.4 95.1 94.68 94.8 95 94.9 94.6 95 95.1
1.050 1.107 1.034 0.778 1.086 1.136 0.993 1.036 1.014 0.563 0.555 0.591 0.541 0.613 0.534 0.548 0.570 0.548 0.355 0.376 0.406 0.398 0.383 0.391 0.412 0.383 0.376
0.110 0.116 0.108 0.080 0.113 0.119 0.103 0.108 0.106 0.057 0.057 0.061 0.055 0.063 0.054 0.056 0.058 0.056 0.035 0.038 0.041 0.040 0.038 0.039 0.041 0.038 0.038
3.2.1.1 Hiệu suất thủy phân
3.2.1.2 Hàm lƣợng anthocyanin
107
pH=1
pH=4.5
A
TAC
OD(520) OD(700) OD(520) OD(700) 0.025 0.055 0.051 0.06 0.068 0.051 0.148 0.136 0.169
0.100 0.121 0.114 0.136 0.144 0.110 0.241 0.252 0.296
0.269 0.292 0.281 0.29 0.308 0.26 0.393 0.392 0.437
0.037 0.068 0.062 0.068 0.084 0.058 0.171 0.156 0.184
0.157 0.158 0.156 0.146 0.148 0.143 0.129 0.120 0.126
10.487 10.553 10.42 9.752 9.885 9.552 8.617 8.015 8.416
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
OD
Trung bình
L1.1
29.142
L1.2
29.704
L1.3
28.298
L2.1
31.016
L2.2
32.046
L2.3
32.89
L3.1
41.042
L3.2
41.606
L3.3
42.606
mg/g 28.674 29.472 29.28 29.954 29.695 29.463 29.126 27.983 27.785 32.214 30.457 30.377 32.124 29.657 34.357 32.976 32.651 33.043 41.234 40.589 41.303 42.789 40.214 41.815 42.754 43.123 41.941
0.276 0.285 0.282 0.290 0.287 0.284 0.281 0.269 0.267 0.314 0.295 0.294 0.313 0.286 0.337 0.322 0.318 0.323 0.410 0.403 0.411 0.427 0.399 0.416 0.426 0.430 0.418
3.2.1.3 Hàm lƣợng đƣờng khử glucose:
3.2.1.4 Hàm lƣợng chất khô
108
M2
M3
Trung bình
7.04
7.18
7.097
7.07
7.2
7.22
7.227
7.26
8.32
8.2
8.260
8.26
M1 60.485 59.654 62.482 73.214 56.723 60.782 51.673 71.257 69.652 58.745 61.214 55.235 69.798 71.265 68.243 72.564 64.214 64.274 59.485 59.658 56.482 72.314 57.023 59.782 51.673 71.247 70.652
65.261 66.672 67.572 79.946 61.996 67.265 59.647 76.261 73.215 64.772 67.652 59.725 74.352 77.214 73.216 77.571 69.524 69.214 65.261 66.678 62.572 78.946 61.996 66.265 58.657 77.231 74.215
60.820 60.146 62.842 73.701 57.096 61.251 52.241 71.611 69.902 59.178 61.679 55.558 70.125 71.698 68.601 72.929 64.603 64.629 59.954 60.225 57.016 72.858 57.436 60.306 52.260 71.733 70.946
7.023 7.017 7.080 7.230 7.080 7.230 7.120 7.070 7.020 7.180 7.230 7.190 7.190 7.280 7.190 7.28 7.32 7.18 8.12 8.07 8.77 8.21 8.3 8.09 8.4 8.12 8.26
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.2.2 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme với quá trình thủy phân
OD (TRƢỚC) OD(SAU) TRƢỚC SAU
92.45
L1.1
92.77
L1.2
7.193
0.766
92.71
L1.3
91.45 93 92.9 92.5 92.9 92.91 92.2 93 92.93 93.7
93.72
L2.1
0.638 0.527 0.534 0.563 0.534 0.533 0.584 0.527 0.532 0.477
0.065 0.054 0.054 0.057 0.054 0.054 0.060 0.054 0.054 0.048
3.2.2.1 Hiệu suất thủy phân
109
93.56
L2.2
93.74
L2.3
94.78
L3.1
94.56
L3.2
94.82
L3.3
93.9 93.56 93.2 93.8 93.68 92.9 94 94.32 94.8 95 94.54 94.56 95 94.12 94.2 95.1 95.16
0.462 0.487 0.512 0.469 0.478 0.534 0.455 0.432 0.398 0.383 0.416 0.415 0.383 0.446 0.441 0.376 0.372
0.047 0.049 0.052 0.047 0.048 0.054 0.046 0.044 0.040 0.038 0.042 0.042 0.038 0.045 0.044 0.038 0.037
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
pH=1
pH=4.5
A
TAC
OD(520) OD(700) OD(520) OD(700) 0.164 0.082 0.125 0.315 0.298 0.186 0.153 0.107 0.212
0.178 0.089 0.145 0.35 0.333 0.21 0.171 0.071 0.227
0.458 0.307 0.363 0.655 0.61 0.457 0.347 0.295 0.462
0.318 0.166 0.211 0.462 0.427 0.285 0.181 0.194 0.305
0.126 0.134 0.132 0.158 0.148 0.148 0.148 0.137 0.142
8.416 8.951 8.817 10.554 9.886 9.886 9.886 9.151 9.485
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
3.2.2.2 Hàm lƣợng anthocyanin:
OD
Trung bình
29.207
L1.1
30.172
L1.2
29.668
mg/g 28.546 29.307 29.768 30.645 29.695 30.176 29.785 28.132 31.087
0.275 0.283 0.288 0.297 0.287 0.292 0.288 0.270 0.302
L1.3
3.2.2.3 Hàm lƣợng đƣờng khử:
110
33.358
L2.1
32.89
L2.2
33.265
L2.3
37.106
L3.1
37.716
L3.2
37.903
0.330 0.341 0.307 0.321 0.313 0.329 0.325 0.323 0.327 0.372 0.383 0.344 0.375 0.378 0.365 0.376 0.386 0.361
33.754 34.762 31.558 32.856 32.156 33.658 33.269 33.071 33.455 37.642 38.654 35.022 37.905 38.241 37.002 38.065 38.982 36.662
L3.3
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.2.3 Ảnh hưởng của thời gian với quá trình thủy phân:
OD(SAU) TRƢỚC
OD (TRƢỚC)
93.97
L1.1
94.16
L1.2
94.02
L1.3
7.193
0.766
94.99
L2.1
95.2
L2.2
95.34
L2.3
95.57
L3.1
94 93.8 94.11 94.2 94 94.28 94.02 93.9 94.14 94.8 95 95.17 95.3 95.16 95.14 95.4 95.28 95.34 95.67 95.22
0.455 0.469 0.447 0.441 0.455 0.435 0.454 0.462 0.445 0.398 0.383 0.371 0.362 0.372 0.373 0.355 0.363 0.359 0.335 0.368
SAU 0.046 0.047 0.045 0.044 0.046 0.044 0.046 0.047 0.045 0.040 0.038 0.037 0.036 0.037 0.037 0.035 0.036 0.036 0.033 0.037
3.2.3.1 Hiệu suất thủy phân
111
95.66
L3.2
95.89
L3.3
95.82 95.6 95.98 95.4 95.8 96 95.87
0.325 0.340 0.313 0.355 0.326 0.312 0.321
0.032 0.034 0.031 0.035 0.032 0.031 0.032
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
pH=1
pH=4.5
A
TAC
OD(520) OD(700) OD(520) OD(700) 0.172 0.102 0.075 0.084 0.114 0.071 0.153 0.162 0.196
0.163 0.125 0.087 0.097 0.113 0.111 0.171 0.174 0.209
0.448 0.352 0.311 0.308 0.319 0.32 0.347 0.357 0.438
0.296 0.169 0.143 0.160 0.180 0.144 0.199 0.217 0.300
0.161 0.160 0.156 0.135 0.140 0.136 0.130 0.128 0.125
10.754 10.687 10.42 9.017 9.351 9.084 8.683 8.55 8.349
L1.1 L1.2 L1.3 L2.1 L2.2 L2.3 L3.1 L3.2 L3.3
3.2.3.2 Hàm lƣợng anthocyanin
OD
Trung bình
22.91
L1.1
21.861
L1.2
22.723
L1.3
32.702
L2.1
33.124
L2.2
32.093
L2.3
44.743
L3.1
mg/g 22.354 22.895 23.481 21.985 22.674 20.924 22.794 22.167 23.208 33.785 32.705 31.616 33.751 33.156 32.465 32.093 33.125 31.061 43.763
0.209 0.214 0.221 0.205 0.212 0.193 0.213 0.207 0.218 0.331 0.319 0.307 0.330 0.324 0.316 0.312 0.324 0.301 0.437
3.2.3.3 Hàm lƣợng đƣờng khử:
112
43.806
L3.2
43.853
L3.3
0.459 0.446 0.437 0.441 0.434 0.436 0.446 0.432
45.865 44.601 43.805 44.156 43.457 43.682 44.623 43.254
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.3 Số liệu của đánh giá cảm quan:
3.3.1 Mã hóa mẫu
Số ngƣời thử Mã hóa mẫu
463 1
389 2
941 3
148 4
219 5
417 6
357 7
783 8
950 9
995 10
754 11
357 12
318 13
534 14
614 15
856 16
887 17
113
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
18 801
19 165
20 884
21 230
22 902
23 089
24 411
25 212
26 577
27 522
28 626
29 051
30 244
31 497
32 155
33 409
34 476
35 300
36 753
37 152
38 560
39 328
40 939
41 544
42 621
114
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
43 896
44 751
45 156
46 521
47 662
48 205
49 756
50 440
51 619
52 326
53 070
54 015
55 820
56 157
57 676
58 040
59 403
60 820
115
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
3.3.2 Số liệu của đánh giá về tính chất sản phẩm:
Tính chất Số điểm Tỉ lệ(%)
433 80.2 Cấu trúc đồng nhất
408 75.6 Độ sánh, độ mịn
438 81.1 Màu nâu đen
442 81.8 Mùi gạo
445 82.3 Vị ngọt
359 66.4 Cảm giác lợn cợn
323 59.7 Hậu vị chua
462 85.4 Đánh giá chung
3.3.3 Số liệu thô về lựa chọn của người tiêu dùng:
3.3.3.1 Giá cả
Số ngƣời chấp nhận
GIÁ CẢ 10.000 đến 12.000 VND 13.000 đến 15.000 VND 16.000 đến 18.000 VND 19.000 đến 20.000 VND Tỉ lệ 43 71.67 17 28.33 0.00 0.00 0 0
3.3.3.4 Địa điểm
Số ngƣời Tỉ lệ
ĐỊA ĐIỂM SIÊU THỊ VÀ CỦA HÀNG TIỆN LỢI CHỢ VÀ TẠP HÓA CỬA HÀNG HỮU CƠ BẤT CỨ NƠI ĐÂU 40 66.67 11 18.33 6.67 8.33 4 5
4. Đƣờng chuẩn:
4.1 Đường chuẩn glucose:
116
ĐATN: Nghiên cứu đề xuất quy trình chế biến sữa gạo từ gạo đen hữu cơ
0.8
0.7
y = 0.6674x - 0.0307 R² = 0.9759
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
-0.1
ĐƢỜNG CHUẨN GLUCOSE
4.2 Đường chuẩn tinh bột sót:
ĐƯỜNG CHUẨN HÀM LƯỢNG TB SÓT Y(OD)
1.2
1
y = 9.3586x + 0.0259 R² = 0.994
0.8
ĐƯỜNG CHUẨN HÀM LƯỢNG TB SÓT Y(OD)
0.6
0.4
Linear (ĐƯỜNG CHUẨN HÀM LƯỢNG TB SÓT Y(OD))
0.2
0
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
117