Thông tin tài liệu
0 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ____________ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ Đề tài NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHẤT XƠ THỰC PHẨM TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT ỨNG DỤNG LÀM HOẠT CHẤT SINH HỌC BỔ SUNG VÀO THỰC PHẨM ĂN LIỀN VÀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Chủ nhiệm đề tài: Ths. Hồ Kim Vĩnh Nghi 7841 07/4/2010 HÀ NỘI 12/2009 1 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM ____________ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐÈ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ Đề tài NGHIÊN CỨU QUI TRÌNH SẢN XUẤT CHẤT XƠ THỰC PHẨM TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU THỰC VẬT ỨNG DỤNG LÀM HOẠT CHẤT SINH HỌC BỔ SUNG VÀO THỰC PHẨM ĂN LIỀN VÀ THỰC PHẨM CHỨC NĂNG Thực hiện theo Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 28.08.RDBS/HĐ-KHCN ký ngày 20 tháng 5 năm 2008 và số 036.09.RD-KHCN ký ngày 25/2/2000 giữa Bộ Công Thương và Viện Công nghiệp thực phẩm Chủ nhiệm đề tài: Ths. Hồ Kim Vĩnh Nghi Các cộng tác viên: Ths. Nguyễn Thúy Hường Ths. Khuất Thị Thủy KS. Nguyễn Minh Thu CN. Tô Lan Phương KS. Nguyễn Thị Thà Ths. Võ Tấn Hậu HÀ NỘI 12/2009 0 MỤC LỤC Trang MỤC LỤC KÝ HIỆU VIẾT TẮT MỞ ĐẦU 1 TÓM TẮT NHIỆM VỤ 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 4 I.1 Giới thiệu chung về chất xơ thực phẩm 4 I.1.1 Định nghĩa chất xơ thực phẩm 4 I.1.2 Nguồn gốc và phân loại 4 I.1.3 Đặc điểm một số loại chất xơ phổ biến 5 I.1.4 Nguồn cung cấp chất xơ 7 I.2 Tình hình nghiên cứu chất xơ trên thế giới 8 I.3 Tình hình nghiên cứu chất xơ ở Việt Nam 9 I.4 Qui trình công nghệ sản xuất chất xơ 10 I.4.1 Quy trình công nghệ sản xuất chất xơ không hòa tan (xenlulo) từ lõi dứa 10 I.4.2 Quy trình công nghệ sản xuất chất xơ hòa tan (pectin) từ phế liệu quả citrus 10 I.4.3 Qui trình công nghệ sản xuất chất xơ hòa tan (oligosaccharit) từ cám gạo 11 I.5 Giới thiệu một số công nghệ sấy chất xơ thực phẩm 12 I.5.1 Phân loại vật liệu sấy 12 I.5.2 Tác nhân sấy 12 I.5.3 Một số thiết bị sấy 13 I.6 Vai trò của chất xơ đối với sức khỏe con người 14 I.7 Nhu cầu chất xơ của con người 16 I.8 Ứng dụng chất xơ trong chế biến thực phẩm 17 CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 19 II.1. Nguyên vật liệu thiết bị, dụng cụ và hóa chất 19 II.1.1 Nguyên liệu 19 II.1.2 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 19 II.1.3 Hóa chất sử dụng cho nghiên cứu 19 II.2. Phương pháp 20 II.2.1. Phương pháp xây dựng qui trình thu hồi IDF và SDF 20 1 II.2.2. Phương pháp xây dựng qui trình ứng dụng IDF và SDF vào một số thực phẩm 21 II.2.3. Các phương pháp phân tích hóa lý 22 II.2.4. Các phương pháp phân tích vi sinh 22 II.2.5 Phương pháp cảm quan 22 II.2.6 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24 CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÌNH LUẬN 25 III.1. Khảo sát thành phần nguyên liệu 25 III.2 Nghiên cứu phương pháp xử lý nguyên liệu 26 III.2.1 Xử lý bã dứa 26 III.2.2 Xử lý vỏ chanh dây 26 III.2.3 Loại lipit của cám gạo 26 III. 3 Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến thu nhận IDF từ bã dứa 27 III.3.1. Ảnh hưởng của kích thước bã dứa 27 III.3.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung dịch kiềm loãng và bã dứa 27 III.3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch kiềm pH 9,5 28 III.4 Nghiên cứu thu nhận SDF 28 III.4.1 Nghiên cứu thu nhận SDFp từ vỏ chanh dây 28 III.4.2 Nghiên cứu thu nhận SDF từ cám gạo đã loại lipit 32 III.5 Nghiên cứu công nghệ sấy chất xơ thực phẩm 35 III.5.1 Nghiên cứu công nghệ sấy chất xơ không hòa tan 35 III.5.2 Nghiên cứu công nghệ sấy chất xơ hoà tan 36 III.5.2.1 Nghiên cứu công nghệ sấy chất xơ từ vỏ chanh dây III.5.2.2 Nghiên cứu công nghệ sấy chất xơ từ cám gạo 36 38 III.6 Sản xuất thực nghiệm chất xơ hòa tan và không hòa tan 40 III.6.1 Sản xuất thực nghiệm chất xơ không hòa tan 40 III.6.2 Sản xuất thực nghiệm chất xơ hòa tan từ vỏ chanh dây 40 III.6.3 Sản xuất thực nghiệm chất xơ hòa tan từ cám gạo 41 III.6.4 Phân tích chất lượng sản phẩm chất xơ thực phẩm 42 III.7 Nghiên cứu công nghệ bảo quản chất xơ thực phẩm 42 III.8 Xây dựng quy trình ứng dụng chất xơ trong một số sản phẩm thực phẩm 45 III.8.1 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm bánh mỳ 45 III.8.2 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm nước ngọt pha 48 2 chế III.8.3 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm xúc xích 52 III.8.4 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm cháo ăn liền 55 III.8.5 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm thực phẩm đường xông 56 III.8.6 Sản xuất thử nghiệm sản phẩm bổ sung chất xơ 59 III.9 Quy trình công nghệ 61 III.9.1 Quy trình công nghệ sản xuất chất xơ không tan 61 III.9.2 Quy trình sản xuất chất xơ hòa tan (pectin) từ vỏ chanh dây 63 III.9.3 Quy trình sản xuất chất xơ hòa tan (oligosaccharide) từ cám gạo 65 III.9.4 Quy trình ứng dụng chất xơ trong một số sản phẩm thực phẩm 67 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 77 3 KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT SDF (Soluble Dietary Fiber): Chất xơ hoà tan IDF (Insoluble Dietary Fiber): Chất xơ không hoà tan TDF (Total Dietary Fiber): Chất xơ tổng số VSATTP: Vệ sinh an toàn thực phẩm OS: Oligosaccharide SDFo: Chất xơ hoà tan dạng oligosaccharide SDFp: Chất xơ hoà tan dạng pectin HPLC (High Performal Layer Chromotography): Sắc ký lỏng cao áp Termamyl: Chế phẩm enzym α- amylaza AMG: Chế phẩm enzym β-glucoamylaza Celluclast: Chế phẩm enzym xenlulaza Novozyme 188: Chế phẩm enzym β-glucoxidaza Xylanase: Xylanaza 4 MỞ ĐẦU Chất xơ là các chất có trong thành phần của vách tế bào thực vật (xenlulo, hemixenlulo, pectin, lignin, inullin), các chất dự trữ, các chất bài tiết bên trong tế bào ở dạng gôm, nhầy có chứa pectin hòa tan, arabanoza, các đường chức năng v.v [5]. Tùy thuộc vào tính tan, chất xơ được chia thành hai loại là chất xơ không hòa tan và chất xơ hòa tan. Chất xơ không hòa tan bao gồm xenlulo, hemixenlulo và lignin. Chất xơ hòa tan bao gồm pectin, inullin, các chất keo và các đường chức năng v.v. Nguồn chất xơ cung cấp cho cơ th ể con người chủ yếu là từ trái cây, rau ăn lá, củ rễ, rau đậu, các loại đậu hạt, ngũ cốc và các lớp vỏ cám, cám gạo. Chất xơ không hòa tan chủ yếu là xenlulo và các dẫn xuất của nó có mặt trong hầu hết các loại thực vật. Chất xơ hòa tan có nhiều trong rau mồng tơi, rau đay, mướp, thanh long, hoàng tinh, hột é (húng quế), hột é trắng (trà tiên), vỏ hột lười ươi, mủ trôm, rau câu, lá găng v.v. [40]. Thành phần và t ỉ lệ chất xơ của mỗi loại thực vật khác nhau là khác nhau. Vai trò chính của chất xơ trong khẩu phần ăn là giúp cho hệ tiêu hóa luôn khỏe mạnh. Ngoài ra nó cũng tham gia vào nhiều quá trình chuyển hóa khác, như giúp ổn định hàm lượng đường và cholesterol trong máu. Theo Tổ chức Y tế thế giới thì tầm quan trọng của chất xơ thực phẩm với sức khỏe con người có thể so sánh ngang bằng với vai trò của vitamin, của các nguyên tố vi lượ ng và khoáng chất [40]. Việt Nam nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho sự phát triển của nhiều loại rau quả cũng như các loại ngũ cốc. Bã thải của các quá trình chế biến dứa, chanh dây và phần cám gạo còn lại sau khi xay xát thực sự là một nguồn nguyên liệu có giá trị để sản xuất chất xơ. Hiện nay việc tăng cường chất xơ trong bữa ăn hằng ngày trở nên rất quan trọng. Chất xơ được xem như là tác nhân loại bỏ các độc tố gây nên những căn bệnh chết người như tim mạch, tiểu đường. Trước kia, người ta xem chất xơ là một chất trơ không có giá trị dinh dưỡng vì không tiêu hoá được. Nhưng ngày nay các chuyên gia đã chú ý đến vai trò của nó nhiều hơn trong khẩu phần ăn của con người. Dần dần chất xơ được xem như là thành phần chính nhằm t ăng cường sức khỏe lâu bền cho mọi người đặc biệt dành cho những người cần giảm trọng lượng cơ thể. 5 Trong công nghiệp thực phẩm, chất xơ được sử dụng như một chất bổ sung trong quá trình sản xuất các loại đồ uống, kẹo, các loại bánh nướng, sữa chua, các sản phẩm sữa cho trẻ em. Với mong muốn nghiên cứu công nghệ thu nhận chất xơ từ phế phụ liệu của các quá trình chế biến dứa, chanh dây và cám gạo. Năm 2008 - 2009, chủ nhiệm đề tài đã được giao nhiệm v ụ “Nghiên cứu quy trình sản xuất chất xơ thực phẩm từ nguồn nguyên liệu thực vật ứng dụng làm hoạt chất sinh học bổ sung vào thực phẩm ăn liền (súp ăn liền, bột làm bánh, đồ uống) và thực phẩm chức năng”. 6 TÓM TẮT NHIỆM VỤ Xuất xứ của đề tài Đề tài được thực hiện theo Hợp đồng nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số: 28.08.RDBS/HĐ-KHCN ký ngày 20 tháng 5 năm 2008 giữa Bộ Công Thương và Viện Công nghiệp thực phẩm và hợp đồng số 036.09.RD/HĐ-KHCN ký ngày 25 tháng 2 năm 2009 giữa Bộ Công Thương và Viện Công nghiệp thực phẩm (Chi tiết hợp đồng tại phần phụ lục). Nội dung nghiên cứu năm 2008 1. Lựa ch ọn nguồn nguyên liệu để thu nhận chất xơ thực phẩm 2. Nghiên cứu phương pháp xử lý nguyên liệu. 3. Xác định các điều kiện thu nhận chất xơ thực phẩm dạng hòa tan. 4. Xác định các điều kiện thu nhận chất xơ thực phẩm dạng không hòa tan Nội dung nghiên cứu năm 2009 1. Nghiên cứu hoàn chỉnh qui trình công nghệ sản xuất chất xơ thực phẩm: - Nghiên cứu điề u kiện sấy - Nghiên cứu phối trộn tạo chế phẩm chất xơ ứng dụng cho các sản phẩm thực phẩm khác nhau - Nghiên cứu công nghệ bao gói, bảo quản chế phẩm 2. Ứng dụng bổ sung chế phẩm chất xơ vào sản xuất một số thực phẩm ăn liền và chức năng. 7 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC I.1 Giới thiệu chung về chất xơ thực phẩm I.1.1 Định nghĩa chất xơ thực phẩm Chất xơ thực phẩm đã được xác định bao gồm lignin và các thành phần của thành tế bào thực vật, các chất không bị thuỷ phân bởi các enzym của hệ tiêu hoá (Trowell, 1972). Các polysacarit thực vật được chia thành polysacarit không phải tinh bột và polysacarit dạng tinh bột với các tính chất hoá lý khác nhau. Tinh bộ t được xem như là chất được thủy phân trong ruột non của người, vì vậy chất xơ thực phẩm chỉ bao gồm lignin và các polysacarit không phải là tinh bột (NSP) (Cummings, 1981a; Bright - See, 1988). Các polysacarit không phải tinh bột có thể chia thành xenlulo và các polysacarit không phải xenlulo (NCP) như: Hemixenlulo, pectin, các chất keo, các chất nhày (Southgate và cộng sự, 1978, Schneeman, 1986). I.1.2 Nguồn gốc và phân loại Chất xơ thực phẩm là hỗn hợp của các polysaccharit thực vật như là xenlulo, hemixenlulo, pectin, chất keo, chất nhầy và lignin [1; 5; 8]. Chất xơ có nhiều trong trái cây, ngũ cốc, các loại rau, củ, quả, đậu. Mỗi loại rau quả chứa loại và lượng chất xơ khác nhau, nếu loại nào càng nhiều bã và càng già thì chứa càng nhiều chất xơ. Chất xơ hiện diện trong vỏ và thành tế bào thực vật. Trong tế bào thực vật, chất xơ được chia thành hai loại là chất xơ không hòa tan (rất cứng và có dạng sợi) và chất xơ hòa tan (nhầy, có dạng keo). Chất xơ không hòa tan: Bao g ồm xenlulo, hemixenlulo và lignin, chúng là thành phần chính cấu tạo nên thành tế bào thực vật. Nguồn cung cấp chất xơ tốt nhất là cám gạo, cám lúa mì, cám ngô, vỏ quả, các loại hạt, các quả có hạch và vỏ trái cây, các thực phẩm nguyên hạt, các loại đậu đỗ sấy khô, cải bắp, củ cải, cà rốt, vỏ táo tây v.v. Chất xơ không hòa tan có đặc tính thẩm thấu nước trong ruột, trương lên tạo điều kiện cho chất bã thả i dễ thoát ra ngoài [1; 15]. Chất xơ hòa tan: Bao gồm pectin, các chất keo và chất nhầy. Nguồn cung cấp chất xơ hòa tan tốt nhất là các loại trái cây, các loại rau xanh, vỏ quả họ cam chanh, bã táo và quả dâu tây, cám kiều mạch, đại mạch, cám gạo, vỏ hạt, các loại đậu sấy khô, sữa đậu nành và các sản phẩm từ đậu nành v.v. Chất xơ hòa tan khi đi qua ruột sẽ tạo ra thể đông làm chậm quá trình hấp thu một s ố chất dinh dưỡng vào máu và cũng làm tăng độ xốp, mềm của bã thải tiêu hóa [1; 15]. I.1.3 Đặc điểm một số loại chất xơ phổ biến [...]... nghiệp Thực phẩm (2003); Nghiên cứu công nghệ sản xuất Cyclodextrin từ tinh bột sắn của ThS Đàm Lam Thanh, Viện Công nghiệp Thực phẩm (2005) Trong vài năm gần đây, sản phẩm chất xơ thực phẩm đã được một số Viện nghiên cứu và công ty ứng dụng để sản xuất thực phẩm chức năng cho bệnh nhân tiểu đường, cho mục đích giảm cân, bổ sung chất xơ vào sản phẩm sữa, bột dinh dưỡng cho trẻ em v.v Tuy nhiên, các chế phẩm. .. đã nghiên cứu ứng dụng chất xơ thực phẩm trong sản 11 xuất sữa chua ZHANG Yan-rong , ZHANG Ya-yuan , WANG Da-wei (1997), đã nghiên cứu sử dụng chất xơ thực phẩm thu nhận từ ngô trong sản xuất bánh qui Trong những năm 1970 - 1975, Nhật Bản đã bắt đầu nghiên cứu sản xuất chất xơ thực phẩm dạng oligosaccharit Vào đầu những năm 1980 đến cuối những năm 1990, cùng với sự phát triển của công nghệ sản xuất. .. đạt đến nhiệt độ sôi (trong sản xuất kẹo, bánh nướng, hay ép đùn) Trong môi trường axit, chất xơ khá bền vững, vì vậy chúng còn được dùng để bổ sung vào nước ép quả, hàm lượng chất xơ trong sản phẩm được duy trì ổn định sau vài tháng tàng trữ Trong chế biến thực phẩm, chất xơ được bổ sung vào với mục đích làm tăng hàm lượng chất xơ Chúng có thể được bổ sung vào nhiều loại sản phẩm khác nhau như: Các loại... nướng, các sản phẩm sữa, sản phẩm chế biến từ ngũ cốc, các loại quả chế biến, các thực phẩm bổ sung, các sản phẩm dinh dưỡng đặc biệt Chất xơ có thể được thêm vào với một lượng khá lớn mà không ảnh hưởng đến tính chất lưu biến, mầu sắc và mùi vị của sản phẩm Bảng 1.8 Một số ứng dụng của chất xơ trong sản phẩm thực phẩm Ứng dụng Sữa chua uống Đồ tráng miệng Các loại bánh nướng Mỳ sợi Cơm Thực phẩm đông... J.B (1984) và T Prakongpan và cộng sự (2006) đã tiến hành nghiên cứu sản xuất chất xơ thực phẩm và xenlulo từ lõi dứa Chất xơ thực phẩm từ lõi dứa nhận được bằng phương pháp trích ly bằng cồn Xenlulo từ lõi dứa được sản xuất theo phương pháp trích ly bằng dung dịch kiềm với một quá trình tẩy trắng Tổng số chất xơ thực phẩm và xenlulo thu được đạt 99,8% và 95,2% (so với lượng chất khô) và hoạt độ nước... nhiều công trình nghiên cứu sản xuất chất xơ thực phẩm như: Xu Yunshe (Trung Quốc) năm 1997 đã nghiên cứu thành công công nghệ tách chiết chất xơ thực phẩm từ quả chuối OUYANG Linghua , PU Biao , ZHANG Xuemei , Li Siming (Đài Loan) 1996, đã nghiên cứu công nghệ tách chiết chất xơ thực phẩm từ vỏ quả chanh XU Guang-chao, YAO Hui-yuan (Đài Loan) 1997, đã nghiên cứu thu nhận chất xơ thực phẩm từ hạt đậu... trình ứng dụng IDF và SDF vào một số thực phẩm Các bước xây dựng qui trình: 1 Phân tích thành phần chất xơ của sản phẩm lựa chọn (bao gồm SDF, IDF, TDF và tỉ lệ SDF/IDF), đánh giá mức độ cân đối 2 Nghiên cứu tạo hỗn hợp chất xơ (ISF và SDF) bổ sung vào sản phẩm đã lựa chọn (so sánh với sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên nhất) 3 Xây dựng công thức, sản xuất thử 4 Đánh giá cảm quan so sánh với mẫu đối chứng 5... bánh rán, các loại bánh nướng nhiều lớp và bánh hambeger thịt bò [37; 42] Năm 2006, TS Katrin Hasekopf, viện nghiên cứu Frauenhof IVV, Freising (Đức) đã kết hợp với trường Đại học Mailand (Ý) và 11 nhà sản xuất thực phẩm và các chất phụ gia đã triển khai dự án sản xuất chất xơ thực phẩm từ đậu tương và ứng dụng trong các sản phẩm thực phẩm như súp ăn liền, bột làm bánh, pizza, đồ uống, các loại xúc... chúng là 0,25 Mẫu xenlulo từ lõi dứa chứa 91,2% xenlulo có pH 4,0 trong khi chất xơ thực phẩm từ lõi dứa có pH 6,2 Sản phẩm chất xơ có kích thước lớn hơn thì có giá trị hơn sản phẩm có kích thước nhỏ do khả năng giữ dầu, giữ nước và pH, thể tích lắng và khả năng tạo nhũ tương Cả hai sản phẩm trên đều có bề mặt lồi lõm, khô ráp và thể hiện các chức năng nổi trội khi bổ sung vào các loại bánh rán, các... dầu cám và dùng làm thức ăn chăn nuôi Theo HamidAbdul & Luan, (2000) cám gạo cung cấp các chất giúp tăng cường sức khỏe chống lại các bệnh mãn tính Cũng theo tác giả này, chất xơ thực phẩm từ cám gạo tách dầu có khả năng gắn với nước, khả năng gắn với chất béo và tạo nhũ tương cao hơn chất xơ thương phẩm sản xuất từ củ cải đường [19] Theo phương pháp truyền thống hầu hết các cơ chất chức năng từ cám . từ nguồn nguyên liệu thực vật ứng dụng làm hoạt chất sinh học bổ sung vào thực phẩm ăn liền (súp ăn liền, bột làm bánh, đồ uống) và thực phẩm chức năng . 6 TÓM TẮT NHIỆM VỤ Xuất xứ. sản xuất chất xơ vào sản phẩm cháo ăn liền 55 III.8.5 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm thực phẩm đường xông 56 III.8.6 Sản xuất thử nghiệm sản phẩm bổ sung chất xơ. dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm nước ngọt pha 48 2 chế III.8.3 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất chất xơ vào sản phẩm xúc xích 52 III.8.4 Nghiên cứu xây dựng quy trình sản
Ngày đăng: 16/04/2014, 14:38
Xem thêm: Nghiên cứu quy trình sản xuất chất xơ thực phẩm từ nguồn nguyên liệu thực vật ứng dụng làm hoạt chất sinh học bổ sung vào thực phẩm ăn liền và thực phẩm chức năng, Nghiên cứu quy trình sản xuất chất xơ thực phẩm từ nguồn nguyên liệu thực vật ứng dụng làm hoạt chất sinh học bổ sung vào thực phẩm ăn liền và thực phẩm chức năng