Đồ án tốt nghiệp Đại học: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thuỷ phân từ bột trái bí đỏ

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST

Báo xấu

51
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài này hướng tới mục đích nhằm tạo ra sản phẩm nước uống đóng chai giàu dinh dưỡng, giữ được tính chất tự nhiên của nguyên liệu. không chứa chất bảo quản mà chất lượng vẫn ổn định. Để hiểu rõ hơn mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết của đồ án này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đồ án tốt nghiệp Đại học: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thuỷ phân từ bột trái bí đỏ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KỸ THUẬT - KINH TẾ BIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC UỐNG THỦY PHÂN TỪ BỘT TRÁI BÍ ĐỎ SVTH : Tống Thị Hương MSSV : 13030483 GVHD : ThS. Chu Thị Hà Lớp : DH13TP Khóa học : 2013 - 2017 Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017 i
TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển Độc lập – Tự do – Hạnh phúc PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Tống Thị Hương MSSV: 13030483 Ngày, tháng, năm sinh: 24/02/1995 Nơi sinh: Thanh Hóa Địa chỉ: Xã Tân Lâm, Huyện Xuyên Mộc, Tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu. E- mail: tongthihuong24@gmail.com I. TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống thủy phân từ bột trái bí đỏ. II. NGÀY GIAO ĐỀ TÀI: 2/2017 III. NGÀY HOÀN THÀNH ĐỒ ÁN: 6/2017 IV. HỌ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Cô Chu Thị Hà Bà Rịa – Vũng Tàu, Ngày 26 tháng 6 năm 2017 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) ThS. Chu Thị Hà Tống Thị Hương TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) i
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017 Giảng viên hướng dẫn (kí và ghi rõ họ tên) ii
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... ..................................................................................................................................... Vũng Tàu, tháng 7 năm 2017 Giảng viên phản biện (kí và ghi rõ họ tên) iii
LỜI CẢM ƠN Trước tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô Viện kĩ thuật – kinh tế biển đã truyền đạt cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua. Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô Chu Thị Hà cô đã tận tình giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án, để em có thể hoàn thành tốt bài đồ án này. Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong quá trình học tập và làm việc sau này. Do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế nên bài đồ án còn nhiều thiếu sót. Em rất mong nhận được nhiều sự góp ý của các thầy, cô giáo và các bạn để bài đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Vũng Tàu, ngày 26 tháng 6 năm 2017 iv
LỜI CAM ĐOAN Trong quá trình thực hiện đồ án, tôi xin cam đoan những số liệu thu được từ quá trình thực nghiệm là hoàn toàn chính xác và không sao chép từ bất cứ đồ án, công trình nghiên cứu nào. Các phần có trích dẫn nội dung từ những tài liệu tham khảo đã được ghi rõ trong phần Tài liệu tham khảo cuối đồ án. Tôi xin cam đoan những điều trên là sự thật và chịu hoàn toàn trách nhiệm về lời cam đoan này. Sinh viên thực hiện Tống Thị Hương v
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................. 2 1.1. Đặc điểm nguyên liệu................................................................................. 2 1.1.1. Giới thiệu về cây bí đỏ ............................................................................ 2 1.1.1.1. Hình thái ............................................................................................... 2 1.1.1.2. Bột bí đỏ ............................................................................................... 2 1.1.1.3. Phân bố sinh học và sinh thái ............................................................... 3 1.1.1.4. Thành phần hóa học ............................................................................. 3 1.1.1.5. Ý nghĩa kinh tế ..................................................................................... 4 1.2. Giới thiệu chung về tinh bột....................................................................... 5 1.3. Khái quát về quá trình thủy phân ............................................................... 7 1.3.1. Bản chất và ý nghĩa của quá trình thủy phân ......................................... 7 1.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân ................................. 8 1.3.3. Cơ chế của quá trình thủy phân ............................................................ 13 1.4. Quá trình thủy phân tinh bột .................................................................... 14 1.5. Enzyme sử dụng trong nghiên cứu Enzyme α-amylase (termamyl) ....... 20 1.6. Phụ gia và hóa chất................................................................................... 23 1.6.1.Nước sử dụng trong nghiên cứu ............................................................ 23 1.6.2.Acid citric ............................................................................................... 23 1.6.3. Bao bì đề xuất ..................................................................................... 25 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU......... 26 2.1. Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 26 2.1.1. Bột bí đỏ ................................................................................................ 26 2.1.2. Các chế phẩm enzyme .......................................................................... 26 2.2.1. Phương tiện thí nghiệm ......................................................................... 29 2.2.2. Phương pháp hóa học ............................................................................ 30 2.3. Bố trí thí nghiệm ...................................................................................... 42 2.3.1. Quy trình dự kiến .................................................................................. 42 vi
2.3.2. Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ................................................................ 43 2.4. Phương pháp hoàn thiện sản phẩm .......................................................... 47 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................... 48 3.1. Kết quả và thảo luận ................................................................................. 48 3.1.1. Khảo sát tỉ lệ nước và bột bí đỏ phù hợp cho sản phẩm ....................... 48 3.1.2. Khảo sát nhiệt độ và thời gian thích hợp cho giai đoạn dịch hóa ......... 50 3.1.3. Khảo sát nồng độ enzyme và thời gian thích hợp cho giai đoạn đường hóa ......................................................................................................................... 51 3.1.4. Quy trình đề xuất ................................................................................... 54 3.1.4.1. Sơ đồ quy trình đề xuất ...................................................................... 54 3.1.4.2. Thuyết minh quy trình ........................................................................ 56 3.2. Sản xuất thử nghiệm sản phẩm theo quy trình đề xuất ............................ 57 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................... 59 4.1. Kết luận .................................................................................................... 59 4.2. Đề nghị ..................................................................................................... 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 38 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 40 vii
DANH MỤC HÌNH Trang Hình 1.1. Hình dáng trái bí đỏ........................................................................... 2 Hình 1.2. Bột bí đỏ ............................................................................................ 3 Hình 1.3. Một số sản phẩm khác từ bí đỏ ......................................................... 4 Hình 1.4. Một phần cấu trúc amylose ............................................................... 5 Hình 1.5. Một phần cấu trúc amylopectin ......................................................... 6 Hình 1.6. Biến thiên vận tốc phản ứng theo nồng độ cơ chất ......................... 10 Hình 1.7. Cấu trúc không gian của a-Amylase ............................................... 15 Hình 1.8. Cấu trúc phân tử tinh bột bị phân cắt .............................................. 17 Hình 2.1. Hình ảnh các enzyme sử dụng trong nghiên cứu ............................ 27 Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến ................................................................... 42 Hình 2.3. Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 2 .................................................... 44 Hình 2.4. Sơ đồ tóm tắt bố trí thí nghiệm 3 .................................................... 46 Hình 2.5. Nước uống đóng chai thủy phân ..................................................... 47 Hình 3.1. Hình ảnh chuẩn bị mẫu cảm quan ................................................... 48 Hình 3.2. Đồ thị biểu diễn kết quả cảm quan sản phẩm với các tỉ lệ nước: bột bí đỏ khác nhau.................................................................................................... 49 Hình 3.3. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian lên giai đoạn dịch hóa ........................................................................................................... 51 Hình 3.4. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gỉan đường hóa đến hiệu suất thủy phân (%) .......................................................... 53 Hình 3.5. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của nồng độ enzyme và thời gian đường hóa đến hàm lượng đường khử (%) ..................................................... 53 Hình 3.6. Sơ đồ quy trình đề xuất cho sản phẩm ............................................ 55 viii
DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1.1. Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột ................................................... 7 Bảng 1.2. Một số tính chất khác nhau của α-amylase từ các nguồn khác nhau 18 Bảng 1.3. Các tính chất khác nhau của β-Amylase........................................... 19 Bảng 1.4. Độ ổn định của Termamyl (thời gian (phút) cần thiết để mất 50% hoạt tính) ................................................................................................................... 21 Bảng 1.5. Quy định về chất lượng cảm quan của acid citric trong thực phẩm . 24 Bảng 1.6. Quy định về thành phần hoá học của acid citric trong thực phẩm ... 24 Bảng 2.1. Đặc tính sản phẩm ............................................................................ 27 Bảng 2.2. Đặc điểm sản phẩm........................................................................... 28 Bảng 2.3. Bảng mô tả nội dung đánh giá cảm quan ......................................... 32 Bảng 2.4. Bảng phân cấp chất lượng ................................................................ 38 Bảng 2.5. Bảng điểm về độ trong và màu sắc của sản phẩm ............................ 39 Bảng 2.6. Bảng về vị của nước giải khát thủy phân ......................................... 40 Bảng 2.7. Bảng điểm về mùi của nước giải khát thủy phân ............................. 40 Bảng 2.8. Bảng tỉ lệ các mẫu trong thí nghiệm ................................................. 43 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước : bột bí đỏ đến giá trị cảm quan sản phẩm48 Bảng 3.2. Bảng đánh giá xếp loại chất lượng sản phẩm ................................... 49 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian trong giai đoạn dịch hóa ....... 50 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa ........... 52 ix
DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ‘: phút. ml: mililit. g: gram. mg: miligam STT: số thứ tự NXB: nhà xuất bản E. Termamyl Enzyme Termamyl. E. Fungamyl Enzyme Fungamy x
LỜI MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên thiên nhiên đã ban tặng cho thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, đặc biệt là sự phong phú của các loại rau củ. Mỗi mùa đều có những loại rau củ quả đặc trưng cho từng vùng miền – đây là đặc điểm mà không phải quốc gia nào trên thế giới cũng có được. Với những đặc điểm ấy, cộng với 70% dân số làm nghề nông và diện tích canh tác rau củ khoảng 1.500.000 ha, phát triển sản xuất rau củ quả là một trong những vấn đề mang tầm chiến lược quốc gia. Hầu hết rau củ quả không những cung cấp những chất bổ dưỡng cho cơ thể mà còn cung cấp các chất có hoạt tính sinh học cao, giúp con người phòng và chữa bệnh. Trong đó có thể kể đến một loại rau trái mà nhân dân ta quen dùng làm thực phẩm, đó là bí đỏ. Hiện nay, trên thị trường sử dụng bí đỏ để làm thực phẩm vẫn còn hạn chế. Một trong những nguyên nhân chính là các sản phẩm chế biến từ bí đỏ hiện có trên thị trường chưa được phong phú và đa dạng. Chính vì lẽ đó, với mong muốn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng, một sản phẩm mới: nước giải khát từ trái bí đỏ, cho ra thành phẩm uống liền tiện lợi, góp phần làm phong phú thêm thị trường nước giải khát Việt Nam. Bên cạnh đó, giúp nông dân nâng cao hiệu quả kinh tế cây trồng (nhất là những vùng đất bạc màu), tăng thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo. Từ đó, em đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước uống đóng chai từ bột trái bí đỏ” Mục tiêu nghiên cứu Nhằm tạo ra sản phẩm nước uống đóng chai giàu dinh dưỡng, giữ được tính chất tự nhiên của nguyên liệu. không chứa chất bảo quản mà chất lượng vẫn ổn định. Để đạt được mục tiêu trên, chúng tôi tiến hành khảo sát những nội dung sau: - Tỉ lệ thích hợp của bột bí đỏ và nước - Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian lên hiệu suất quá trình thủy phân. - Ảnh hưởng của nồng độ, thời gian lên giai đoạn đường hóa. 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. Đặc điểm nguyên liệu 1.1.1. Giới thiệu về cây bí đỏ 1.1.1.1. Hình thái Bí ngô hay còn được gọi là bí đỏ là một loại cây thuộc chi Cucurbita, họ bầu bí (Cucurbitaceae). Đây là tên thông dụng để chỉ các loại cây thuộc các loài: Cucurbita pepo, Cucurbita mixta, Cucurbita maxima, và Cucurbita moschata. Nguồn gốc của bí ngô chưa được xác định tuy nhiên nhiều người cho rằng bí ngô có nguồn gốc ở Bắc Mỹ. Bằng chứng cổ nhất là các hạt bí ngô có niên đại từ năm 7000 đến 5500 trước Công nguyên đã được tìm thấy ở México. Đây là loại quả lớn nhất trên thế giới. Hình 1.1. Hình dáng trái bí đỏ 1.1.1.2. Bột bí đỏ Bột bí đỏ có màu vàng đặc trưng có thể lẫn vào các hạt màu nâu. Trong quá trình sản xuất, sấy bí đỏ ảnh hưởng đến màu sắc của bột bí đỏ. Màu sắc của bột ảnh hưởng nhiều đến chất lượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm. 2
Hình 1.2. Bột bí đỏ 1.1.1.3. Phân bố sinh học và sinh thái Ở nước ta, bí đỏ được trồng ở nhiều nơi từ đồng bằng đến vùng núi. Cây ưa sáng biên độ sinh thái rộng, sinh trưởng tốt trên nhiều vùng đất có khí hậu khác nhau, được gieo vào tháng 4 - 5 dương lịch. Bí đỏ có thể thu non làm rau sử dụng ngay. Thu non, bí đỏ sẽ liên tục ra quả nhiều, dây trẻ lâu, nếu muốn bảo quản dự trữ dùng lâu dài cần để bí già mới thu hoạch. Có hai giống bí đỏ được ưa chuộng nhất ở nước ta: Giống Bí Vàm Răng: Trồng phổ biến ở Kiên Giang, Cần Thơ, Sóc Trăng. Trái tròn dẹp, có khía, nặng 3 - 5 kg, trái già màu vàng, vỏ hai da, thịt dầy, déo, màu vàng tươi. Giống bí trái dài Buôn Ma Thuột: Trồng phổ biến ở miền Đông Nam Bộ và cao nguyên. Trái bầu dục dài, nặng 1 – 2 kg, vỏ vàng xanh hay vàng, trơn láng hay sần sùi, thịt móng, màu vàng tươi đến vàng cam, ít dẻo, ngon ngọt. [15] 1.1.1.4. Thành phần hóa học Quả bí đỏ chứa 88,3-87,2% nước, 1,40-1,33 protid, 0,5-0,43% lipid, 5,6 % tinh bột, 0,08% vitamin C, 0,004% vitamin PP, 0,001% vitamin B1, 0,8-1,01% tro. Thịt quả tươi chứa 2,81% đường tổng số. 3
1.1.1.5. Ý nghĩa kinh tế Bí đỏ là loại cây trồng lấy trái được chế biến như một loại rau. Bí đỏ được dùng để chế biến thực phẩm như: bí đỏ sấy, bánh bí đỏ, bột ăn dặm cho trẻ,… Hình 1.3. Một số sản phẩm khác từ bí đỏ Ưu điểm của cây bí đỏ là loại cây dễ trồng, ít bị sâu bệnh, kỹ thuật trồng và chăm sóc rất đơn giản, không kén đất, có thể trồng được ở nhiều loại đất khác nhau. Tuy nhiên khó khăn của người dân hiện nay là khâu tiêu thụ sản phẩm. Vì vậy, để mở rộng và phát triển diện tích trồng cây bí đỏ, hệ thống khuyến nông và các ngành chức năng cần tăng cường quảng bá, giới thiệu giúp nông dân tiêu thụ sản phẩm trên thị trường, cần nghiên cứu sản xuất đa dạng hóa các sản phẩm ở quy mô công nghiệp. 1.1.1.6. Tác dụng của bí đỏ Bí đỏ là nguồn thức ăn cung cấp provitamin A thiên nhiên phong phú. Ngoài tỷ lệ chất xơ và sắt khá cao, bí đỏ còn mang lại vitamin C, axit folic, magic, kali và chất đạm. Trong đó, thịt bí đỏ là thành phần chứa nhiều vitamin A, đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của sự tăng trưởng xương và sinh sản, vitamin A còn tham gia vào quá trình sinh tổng hợp protein, điều hoà hệ miễn dịch, bão vệ cho da. Trong bí đỏ còn chứa một chất cần thiết cho sự phát triển của não bộ đó là acid glutamic, đây là chất đóng vai trò quan trọng trong bồi dưỡng thần kinh, làm tăng cường các phản ứng chuyển hoá trong tế bào thần kinh và não. Vì vậy, 4
bí đỏ được coi là thức ăn bổ não, trị suy nhược thần kinh và là thức ăn cho trẻ em chậm phát triển về trí óc. 1.2. Giới thiệu chung về tinh bột Tinh bột là thành phần chính của hạt ngũ cốc và củ lương thực. Hạt tinh bột được cấu tạo từ amylose và amylopectin, xung quanh là một lớp vỏ cấu tạo cũng bằng amylose và amylopectin. Các hạt xếp thành từng lớp. Hạt tinh bột từ những nguyên liệu khác nhau có hình dạng và kích thước khác nhau. Tinh bột là một carbohyđrate cao phân tử bao gồm các đơn vị D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-glucoside. Công thức phân tử gần đúng là (C6H10O5)n trong đó n có giá trị từ vài trăm đến khoảng mười nghìn. Tinh bột có dạng hạt màu trắng tạo bởi hai loại polyme là amylose và amylopectin. Amylose là polyme mạch thẳng gồm các đơn vị D- glucose liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4- glucoside. Hình 1.4. Một phần cấu trúc amylose Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngoài chuỗi glucose thông thường còn có những chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α-l,6-glucoside. Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình. Bên trong hạt tinh bột có phần kết tinh do amylose và phần phân nhánh của amylopectin tạo thành làm cho chúng không tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các enzyme. 5
Hình 1.5. Một phần cấu trúc amylopectin Tính chất của tinh bột ❖ Quá trình trương nở: Khi hòa tan tinh bột vào nước, đầu tiên các phân tử nước sẽ thâm nhập vào giữa các phân tử tinh bột có kích thước lớn và tương tác với các nhóm hoạt động của tinh bột, tạo ra lớp vỏ nước và làm cho mắt xích nào đó của phân tử tinh bột bị yếu đi. Kết quả, phân tử tinh bột bị xê dịch, hút nước rồi trương lên. Quá trình trương xảy ra không hạn chế sẽ làm bung ra các phân tử tinh bột và hệ chuyển thành dạng dung dịch. Quá trình trương luôn luôn đến trước quá trình hòa tan và đây là một quá trình phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ bên ngoài. ❖ Tính chất hồ hóa của tinh bột: Nhiệt độ để phá vỡ hạt chuyển tinh bột từ trạng thái đầu có mức độ hydrat hóa khác nhau thành dung dịch keo gọi là nhiệt độ hồ hóa. Các biến đổi hóa lí khi hồ hóa như sau: hạt tinh bột trương lên, tăng độ trong suốt và độ nhớt, các phân tử mạch thẳng và nhỏ thì hòa tan và sau đó tự liên hợp với nhau để tạo thành gel. Nhiệt độ hồ hóa không phải là một điểm mà là một khoảng nhiệt độ nhất định. Tùy điều kiện hồ hóa như nhiệt độ, nguồn gốc tinh bột, kích thước hạt và pH mà mức độ phá vỡ và trương nở của tinh bột khác nhau. 6
Bảng 1.1. Nhiệt độ hồ hóa của một số tinh bột [7] Nguyên liệu Nhiệt độ hồ hóa Tinh bột sắn 58,5-73°C Tinh bột bí đỏ 70-90°C Tinh bột huỳnh tinh 61-81°C Tinh bột khoai tây 56-66°C Tinh bột bắp 62-72°C ❖ Độ nhớt của hồ tinh bột: Một trong những tính chất quan trọng của tinh bột có ảnh hưởng đến chất lượng và kết cấu của nhiều sản phẩm thực phẩm đó là độ nhớt. Phân tử tinh bột có nhiều nhóm hydroxyl có khả năng liên kết được với nhau làm cho phân tử tinh bột tập hợp lại, giữ nhiều nước hơn khiến cho dung dịch có độ đặc, độ dính, độ dẻo và độ nhớt cao hơn. ❖ Khả năng tạo gel và sự thoái hóa gel: Tinh bột sau khi hồ hóa và để nguội, các phân tử tinh bột sẽ tương tác nhau và xắp xếp lại một cách có trật tự để tạo thành gel tinh bột. Để tạo được gel thì dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được hồ hóa để chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên tĩnh. Trong gel tinh bột chỉ có các liên kết hydro tham gia, có thể nối trực tiếp các mạch polyglucoside hoặc gián tiếp qua phân tử nước. Khi gel tinh bột để nguội một thời gian dài sẽ co lại và lượng dịch thể sẽ thoát ra, gọi là sự thoái hóa. 1.3. Khái quát về quá trình thủy phân 1.3.1. Bản chất và ý nghĩa của quá trình thủy phân [8] Khái niệm quá trình thủy phân là quá trình phân cắt một hợp chất cao phân tử thành các phân tử đơn giản hơn dưới tác dụng của các xúc tác sinh học, hóa 7
học và có sự tham gia của nước. Phản ứng thủy phân là phản ứng rất phổ biến trong bảo quản và sản xuất thực phẩm. Do phản ứng thủy phân mà chất lượng các sản phẩm thực phẩm bị giảm đi nhưng cũng nhờ phản ứng thủy phân để tăng thêm phẩm chất cho thực phẩm. Qua phản ứng thủy phân, không những các tính chất cảm quan mà các tính chất hóa học của sản phẩm của bị biến đổi rất nhiều. Phản ứng thủy phân thường là mở đầu cho một loạt các phản ứng khác tiếp diễn. Các phản ứng có thể xảy ra khi phản ứng thủy phân đã kết thúc . Xét về mặt sinh học, phản ứng thủy phân thường đặc trưng cho giai đoạn phân giải, giai đoạn cuối cùng của một quá trình sinh học. Bên cạnh đó, trong kỹ thuật sản xuất các sản phẩm thực phẩm, phản ứng thủy phân có vai trò rất quan trọng. Để giảm bớt tổn thất các chất thực phẩm, người ta phải tìm những biện pháp kỹ thuật tương ứng để ngăn ngừa và hạn chế các sản phẩm thủy phân. Ngược lại, nếu qua phản ứng thủy phân mà chất lượng thành phẩm tăng lên thì người ta tạo điều kiện cho phản ứng thủy phân ấy xảy ra đến tận cùng. Chẳng hạn từ tinh bột, muốn có được dịch đường glucose người ta phải tạo điều kiện để phản ứng thủy phân tinh bột bằng enzyme đạt đến mức tối đa. 1.3.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thủy phân [6] Vận tốc của quá trình thủy phân liên quan hoạt tính của enzyme xúc tác cho phản ứng. Hoạt tính của enzyme xúc tác càng mạnh thì quá trình thủy phân diễn ra càng nhanh và triệt để. ✓ Ảnh hưởng của chất xúc tác và nồng độ chất xúc tác [6] Phản ứng tăng khi nồng độ chất xúc tác tăng, nhưng đến một giới hạn nào đó, khi cơ chất thủy phân đã hết mà tiếp tục bổ sung chất xúc tác sẽ cho sản phẩm thủy phân mong muốn tiếp tục phân hủy. Do đó, cần kiểm tra thực nghiệm để xác định nồng độ chất xúc tác thích hợp cho quá trình thủy phân. ✓ Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất thủy phân [6] Nồng độ cơ chất đưa vào thủy phân tăng thì hiệu suất của quá trình thủy 8
phân tăng. Tuy nhiên, sự tăng nồng độ cơ chất này phải phù hợp với nồng độ chất xúc tác thì quá trình thủy phân mới diễn ra triệt để. Do đó, tùy theo yêu cầu chất lượng của sản phẩm mà ta khống chế nồng độ cơ chất cho phù hợp. Phương trình Michaelis-Menten biểu diễn mối quan hệ giữa vận tốc phản ứng với nồng độ cơ chất: E + S ↔ ES → E + P Trong đó - S: cơ chất - E: emzyme - P: sản phẩm - ES: phức trung gian Phản ứng enzyme được đặc trưng bởi các hằng số tốc độ phản ứng sau: - K1 : hằng số tốc độ của phản ứng tạo phức [ES] - K-1 : hằng số tốc độ của phản ứng phân ly phức [ES] ngược lại - K2: hằng số tốc độ của phản ứng phân ly phức thành sản phẩm Phương trình Michaelis-Menten được thể hiện qua công thức sau: Trong đó: [𝑺] V = V max × 𝑲𝒎 + [𝑺] - [S]: nồng độ cơ chất. - Km: hằng số Michaelis đặc trưng cho mỗi emzyme. Km đặc trưng cho ái lực enzyme đối với cơ chất. K−1 + K2 Đặt: Km = K1 V: vận tốc tạo thành sản phẩm. - vmax: vận tốc cực đại. 9