Nghiên cứu quy trình sản xuất khoai tây dạng sợi đông lạnh phục vụ cho món khoai tây chiên

i BÙI THỊ THẢO NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY DẠNG SỢI ĐÔNG LẠNH PHỤC VỤ CHO MÓN KHOAI TÂY CHIÊN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM GVHD : TS. NGUYỄN ANH TUẤN Nha Trang, tháng 07 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM ----o0o---- i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này, trước tiên em xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, phòng Đào tạo Đại học và Sau đại học, Khoa Công nghệ Thực Phẩm lòng biết ơn, niềm tự hào được học tại trường trong những năm qua. Lòng biết ơn sâu sắc xin gửi đến Thầy TS. Nguyễn Anh Tuấn người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn thầy thực phẩm và các thầy cô giáo trong khoa đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho em trong suốt những năm học qua. Đồng thời em xin tỏ lòng biết ơn thầy Nguyễn Xuân Duy, thầy đã hướng dẫn em trong quá trình nghiên cứu. Em xin chân thành biết ơn thầy cô tại các Phòng thí nghiệm của bộ môn Công nghệ thực phẩm, Phòng thí nghiệm Trung tâm công nghệ sinh học môi trường, Phòng kĩ thuật nhiệt đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trong suốt thời gian thực tập. Qua đây em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến ba mẹ người đã sinh thành dưỡng dục, đã cho con hành trang vô giá bước vào cuộc sống mới. Xin dành cho bạn bè em lời cám ơn vì đã chia sẻ, động viên và cùng đồng hành với em trong suốt thời gian học tập tại trường. Em xin chân thành cảm ơn! Nha Trang ngàythángnăm 2013. Sinh viên ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .................................................................................................... i MỤC LỤC......................................................................................................... ii DANH MỤC BẢNG ..........................................................................................v DANH MỤC HÌNH ..........................................................................................vi MỞ ĐẦU ............................................................................................................1 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. ...........................................................1 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................2 3. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.....................................................2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................3 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI TÂY.................................................................3 1.1.1 Tên gọi và nguồn gốc lịch sử của khoai tây ...........................................3 1.1.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây ............................4 1.1.3. Thành phần hóa học của khoai tây ........................................................4 1.1.4. Phân bố, sản lượng khoai tây trên thế giới .............................................5 1.1.5. Một số nhóm khoai tây được trồng tại Việt Nam ..................................6 1.1.6. Công dụng của khoai tây. ......................................................................8 1.1.7. Các sản phẩm chế biến từ khoai tây ....................................................10 1.1.7.1.Chế biến tinh bột khoai tây ............................................................10 1.1.7.2. Chế biến Snack khoai tây .............................................................11 1.1.8. Bảo quản khoai tây sau thu hoạch ........................................................14 1.1.8.1. Các biến đổi trong quá trình bảo quản ..........................................14 1.1.8.2. Các phương pháp bảo quản khoai tây ...........................................15 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC VỀ KHOAI TÂY VÀ SẢN PHẨM KHOAI TÂY CHIÊN ...................................................16 1.2.1. Nghiên cứu trong nước .......................................................................16 1.2.2.Nghiên cứu ngoài nước.........................................................................17 1.3. CÁC BIẾN ĐỔI CỦA KHOAI TÂY TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN ...18 1.3.1.Sự hóa nâu trong rau quả và trong khoai tây ........................................18 1.3.1.1. Cơ chế của phản ứng hóa nâu .......................................................18 1.3.1.2. Biện pháp khống chế phản ứng hóa nâu cho khoai tây ..................21 iii 1.3.2. Quá trình chần, hấp khoai tây .............................................................24 1.3.3. Quá trình chiên (rán) khoai tây ...........................................................26 1.4. QUÁ TRÌNH LẠNH ĐÔNG VÀ TRỮ ĐÔNG KHOAI TÂY ....................32 1.4.1 Tổng quan ........................................................................................32 1.4.2. Các phương pháp lạnh đông. ...........................................................32 1.4.3. Biến đổi của khoai tây trong quá trình lạnh đông và trữ đông .........34 1.5 KẾT QUẢ RÚT RA TỪ TỔNG QUAN ỨNG DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU..................................................................................................................35 CHƯƠNG 2:ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...............36 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ....................................................................36 2.1.1. Nguyên liệu chính................................................................................36 2.1.2. Nguyên liệu phụ ..................................................................................36 2.1.3. Dụng cụ, thiết bị ..................................................................................37 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................38 2.2.1. Xác định thành phần khối lượng của nguyên liệu.................................38 2.2.2. Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu .....................................39 2.2.2.1. Xác định hàm lượng chất khô của nguyên liệu bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ cao (Phụ lục 1) ...................................................................39 2.2.2.2. Xác định hàm lượng khoáng (tro) bằng phương pháp nung (Phụ lục 1).........................................................................................................39 2.2.2.3. Kết quả xác định hàm lượng đường (Phụ lục 1) ............................39 2.2.3. Phương pháp đánh giá cảm quan cho điểm theo TCVN 3215-79 (Phụ lục 1) .............................................................................................................39 2.2.4. Phương pháp phân tích vi sinh .............................................................39 2.2.5. Quy trình dự kiến sản xuất sản phẩm khoai tây dạng sợi đông lạnh phục vụ cho món khoai tây chiên ..................................................................39 2.2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ........................................................................42 2.2.6.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm lựa chọn loại và khoảng nồng độ hóa chất thích hợp cho quá trình xử lý sợi khoai tây ........................................43 2.2.6.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm chọn nồng độ acid ascorbic thích hợp cho xử lý sợi khoai tây ..............................................................................45 2.2.6.3. Bố trí thí nghiệm xác định chế độ hấp sợi khoai tây......................47 iv 2.2.7. Phương pháp xử lý kết quả ..................................................................49 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................50 3.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN CỦA NGUYÊN LIỆU ................50 3.1.1. Kết quả xác định thành phần khối lượng của nguyên liệu ....................50 3.1.2. Kết quả xác định thành phần hóa học của nguyên liệu .........................50 3.1.2.1. Kết quả xác định hàm lượng chất khô của nguyên liệu bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ cao ...............................................................50 3.1.2.2. Kết quả xác định hàm lượng tro của khoai tây bằng phương pháp nung .........................................................................................................51 3.1.2.3. Kết quả xác định hàm lượng đường trong khoai tây bằng phương pháp Bertrand ...........................................................................................52 3.2. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC CÔNG ĐOẠN ........................................52 3.2.1. Kết quả lựa chọn loại hóa chất xử lý thích hợp cho quá trình tiền xử lý khoai tây ...................................................................................................52 3.2.2. Kết quả ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic đến sự biến đổi màu sắc (chỉ số L) của sợi khoai tây......................................................................55 3.2.3. Kết quả xác định chế độ hấp sợi khoai tây ...........................................57 3.3. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẢN XUẤT KHOAI TÂY DẠNG SỢI ĐÔNG LẠNH PHỤC VỤ CHO MÓN ĂN KHOAI TÂY CHIÊN.................................58 3.4. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM .................................................62 3.4.1. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm ..................................................62 3.4.2. Kết quả kiểm tra vi sinh .......................................................................64 3.5. SƠ BỘ TÍNH GIÁ THÀNH SẢN PHẨM...................................................64 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN –ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ............................................66 4.1. KẾT LUẬN ................................................................................................66 4.2. ĐỀ XUẤT Ý KIẾN ....................................................................................66 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................67 PHỤ LỤC v DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1: Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%) ....................................... 5 Bảng 1.2: Thành phần hóa học trung bình của khoai tây (%) .............................. 5 Bảng 1.3: Sản xuất khoai tây theo vùng, 2007 .................................................... 6 Bảng 1.4: Top sản xuất khoai tây, 2007 ............................................................. 6 Bảng 1.5: Tình hình xuất khẩu khoai tây trên thế giới so với một số loại rau khác. ................................................................................................ 18 Bảng 1.6. Các cơ chế phản ứng hóa nâu .......................................................... 19 Bảng 1.7 : Thành phần một số acid béo có trong dầu ........................................ 28 Bảng 1.8 : Chất chống oxy hóa cho phép sử dụng............................................. 31 Bảng 1.9: Cơ chế chống oxy hóa chất béo ........................................................ 31 Bảng 2.1 : Chỉ tiêu phân tích vi sinh và phương pháp kiểm nghiệm.................. 39 Bảng 3.1. Bảng thành phần khối lượng của nguyên liệu khoai tây .................... 50 Bảng 3.2. Kết quả xác định hàm lượng chất khô của khoai tây ......................... 51 Bảng 3.3. Kết quả xác định hàm lượng tro của khoai tây. ................................. 51 Bảng 3.4 : Chỉ số màu sắc (chỉ số L) của sợi khoai tây sau khi xử lý trong các dung dịch . ....................................................................................... 52 Bảng 3.5: Ảnh hưởng của loại hóa chất xử lý đến chất lượng cảm quan của sản phẩm khoai tây dạng sợi chiên......................................................... 54 Bảng 3.6 : Chỉ số màu sắc (chỉ số L) của sợi khoai tây sau khi xử lý trong các dung dịch acid asorbic. .................................................................... 55 Bảng 3.7: Bảng tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm khoai tây dạng sợi đông lạnh phục vụ cho món khoai tây chiên. ............................................ 62 Bảng 3.8. Bảng tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm khoai tây chiên. .............. 63 Bảng 3.10 : Kết quả kiểm tra vi sinh và phương pháp kiểm nghiệm.................. 64 Bảng 3.11: Hoạch toán chi phí sản phẩm .......................................................... 64 vi DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Củ khoai tây.........................................................................................3 Hình 1.2: Cây khoai tây.......................................................................................4 Hình 1.3: Giống khoai tây ruột vàng....................................................................7 Hình 1.4: Giống khoai tây Eben...........................................................................7 Hình 1.5: Giống khoai tây ruột tím ......................................................................8 Hình 1.6 : Tinh bột khoai tây .............................................................................10 Hình 1.7 : Các loại khoai tây chiên ....................................................................11 Hình 2.1: Máy đo màu cầm tay Miniscan xe plus ..............................................37 Hình 2.2: Cân phân tích AY200.........................................................................38 Hình 2.3: Hệ thống tủ cấp đông gió SB6L2000 .................................................38 Hình 2.4: Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến ........................................................40 Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2....................................................................46 Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3....................................................................48 Hình 3.1: Ảnh hưởng của dung dịch hóa chất đến sự biến đổi màu sắc (chỉ số L) của sợi khoai tây ..........................................................................53 Hình 3.2: Sợi khoai tây không xử lý hóa chất ....................................................53 Hình 3.4: Xử lý với acid ascorbic 1.5% ............................................................53 Hình 3.3: Xử lý với Na2SO3 30ppm .................................................................53 Hình 3.5: Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic đến sự biến đổi màu sắc (chỉ số L) của sợi khoai tây ......................................................................56 Hình 3.6: Ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic đến điểm cảm quan chung của sản phẩm khoai tây chiên..................................................................56 Hình 3.7: Ảnh hưởng của thời gian hấp đến điểm cảm quan chung của sản phẩm.................................................................................................57 1 MỞ ĐẦU 1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI. Rau, củ, quả có vai trò đặc biệt quan trọng trong chế độ dinh dưỡng của con người. Về hàm lượng vitamin và lipid chúng không thể so sánh với các loại thực phẩm có nguồn gốc từ động vật nhưng giá trị chính của chúng ở chỗ chúng cung cấp cho cơ thể nhiều chất có hoạt tính sinh học cao. Đáng chú ý là rau, củ, quả chứa nhiều muối khoáng có tính kiềm, vitamin, các chất pectin và các acid hữu cơ. Ngoài ra trong rau, củ, quả còn có các đường tan trong nước, tinh bột và xenlulo. Một đặc tính quan trọng của chúng là tác dụng kích thích chức năng tiết dịch của tuyến tiêu hóa gây thèm ăn. Vì vậy rau, củ, quả là loại thực phẩm không thể thiếu trong bữa ăn hàng ngày của con người. Khoai tây thuộc nhóm thực phẩm cao cấp. Hàm lượng chất dinh dưỡng trong củ khoai tây rất phong phú và đa dạng bao gồm tinh bột, protein, gluxit, vitamin và khoáng. Đây là những yếu tố dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người. Ngoài việc sử dụng khoai tây làm thực phẩm thông thường như nấu, nướng...khoai tây còn được chế biến thành nhiều dạng sản phẩm, bán thành phẩm có giá trị như khoai tây chiên, snack khoai tây Với cường độ phát triển kinh tế xã hội càng cao, cuộc sống ngày càng bận rộn, tính tiện lợi là đặc tính phù hợp với thời đại. Do đó các sản phẩm được sơ chế, chế biến sẵn được nhiều người tiêu dùng ưa chuộng. Nắm bắt được tầm quan trọng và cần thiết của vấn đề này, dưới sự phân công của khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Trường Đại học Nha Trang cùng với sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Anh Tuấn, em được giao đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất khoai tây dạng sợi đông lạnh phục vụ cho món khoai tây chiên”. Nội dung đề tài gồm: Chương 1: Tổng quan Chương 2: Đối tượng và phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận Chương 4: Kết luận và đề xuất ý kiến 2 2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI - Giúp sinh viên làm quen với công việc nghiên cứu khoa học, cách tổ chức, bố trí thí nghiệm, bước đầu ứng dụng kiến thức đã học vào thực tế sản xuất các mặt hàng thực phẩm. - Mặt khác nghiên cứu quy trình sản xuất khoai tây dạng sợi đông lạnh nhằm tận dụng nguồn nguyên liệu dồi dào vào mùa thu hoạch tạo ra sản phẩm có giá trị dinh dưỡng cao, thời gian bảo quản lâu và đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm đáp ứng nhu cầu của thị trường, tạo nên sự đa dạng hóa sản phẩm. 3. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI - Đa dạng hóa sản phẩm, tăng thời gian bảo quản sản phẩm. - Rút ngắn thời gian chế biến, tiện lợi cho quá trình sử dụng. Trong quá trình thực hiện, do lần đầu làm đề tài nên em không tránh khỏi những sai sót, em rất mong được sự góp ý của thầy cô và bạn đọc để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHOAI TÂY 1.1.1 Tên gọi và nguồn gốc lịch sử của khoai tây [16] - Cây khoai tây có tên khoa học là Solanum tuberosum L thuộc họ Solanaceae, có nguồn gốc từ vùng núi Andes của Bolivia và Peru cách đây hơn bảy ngàn năm. Mãi đến năm 1541, người Tây Ban Nha mới tình cờ phát hiện ra những điều thú vị về cây khoai tây mà theo cách gọi của thổ dân là ”cây pap-pa”. Sau nó được đem trồng ở nhiều nơi và nhanh chóng trở thành một cây lương thực chủ đạo nhờ những ưu điểm của nó. Hình 1.1: Củ khoai tây - Cây khoai tây ở Việt Nam : Năm 1890, một người Pháp là Giám đốc Vườn bách thảo Hà Nội đem hạt khoai tây trồng thử ở nước ta. Do khoai tây dễ trồng, củ ăn ngon nên nó nhanh chóng được trồng ở nhiều địa phương. Khoai tây do người Pháp mang đến và phổ biến cách trồng nên người ta gọi là củ ”khoai tây”. Hiện nay, khoai tây được trồng chủ yếu ở đồng bằng sông Hồng, Đà Lạt – Lâm Đồng và một vài tỉnh thành khác. 4 1.1.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển của cây khoai tây [16] Đời sống của khoai tây có thể chia làm 4 thời kì: ngủ, nảy mầm, hình thành thân củ và thân củ phát triển. Rễ khoai tây phân bố chủ yếu ở tầng đất sâu 30cm. Thân cây khoai tây là loại thân bò, có giống có thân đứng. Thân dài 50- 60cm. Trên thân có mọc các nhánh. Lá kép gồm một số đôi lá chét, thường là 3-4 đôi. Hoa màu trắng, phớt tím, có 5-7 cánh hoa lưỡng tính, tự thụ phấn. Hình 1.2: Cây khoai tây Quả khoai tây tròn hoặc hơi dẹt, nhỏ màu xanh nhạt hay tím. Trong quả chứa hạt nhỏ. Hạt màu vàng nhạt trong hạt có nhiều dầu. Cây con sau khi mọc khỏi mặt đất 7-10 ngày thì trên các đốt đoạn thân, nằm trong đất xuất hiện các nhánh con, đó là những đoạn thân địa sinh. Các đoạn thân địa sinh này phát triển được dồn về tập trung ở đầu mút, ở đây thân phình to dần lên và phát triển thành củ. Trên thân củ có nhiều mắt. 1.1.3. Thành phần hóa học của khoai tây [1]. Thành phần hóa học của khoai tây dao động trong khoảng khá rộng tùy thuộc loài, chất lượng giống, kỹ thuật canh tác, khí hậu, đất trồng và thường bị biến đổi trong quá trình bảo quản, chế biến và tiêu thụ. Nếu phân tích các lát khoai tây dày 3mm cắt từ ngoài vào trong thấy sự phân bố các chất trong củ như bảng 1.1 5 Bảng 1.1: Sự phân bố các chất trong củ khoai tây (%) Số thứ tự lát khoai từ vỏ vào tâm Thành phần 1 2 3 4 5 6 7 Nước 77.4 70.4 69.7 70.4 71.3 72.9 76.3 Chất khô 22.6 29.6 30.3 29.6 28.7 27.1 23.7 Tinh bột 14.1 23.7 24.7 23.9 23.0 21.3 18.1 Protide 2