Báo cáo thực hành các chất làm ngọt và công nghệ Đường mía

Phương trình biểu thị mối tương quan giữa nồng độ % và °Bx của đườngtrắng: DO BRIX DUONG TRANG = -2.4 + 1.02*NONGDO Simple Regression - DO BRIX DUONG TRANG vs.. Mối tương quan giữa nồng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC HÀNH CÁC CHẤT LÀM NGỌT VÀ CÔNG NGHỆ ĐƯỜNG MÍA

Độ Brix (ký hiệu °Bx) là thước đo chất rắn hòa tan trong chất lỏng và thường được sửdụng để đo hàm lượng đường hòa tan trong dung dịch nước Một độ Brix là 1 gamsucrose trong 100 gam dung dịch và biểu thị nồng độ của dung dịch theo phần trăm khốilượng Nếu dung dịch chứa chất rắn hòa tan không phải là sucrose nguyên chất thì °Bxchỉ xấp xỉ hàm lượng chất rắn hòa tan

1.1. Tính lượng nước/đường và lấy nồng độ dung dịch (°Bx) (dung dịch 100g) Bảng 1: Lượng nước/đường ở các nồng độ khác nhau (dung dịch 100g)

Hình 1: Dung dịch nước đường theo các nồng độ ( 40%, 50%, 60%)

Bảng 2: Độ Brix của đường vàng và đường trắng ở các nồng độ khác nhau

DO BRIX DUONG VANG = -1.57091 + 1.03309*NONGDO

Simple Regression - DO BRIX DUONG VANG vs NONGDO

Dependent variable: DO BRIX DUONG VANG

Independent variable: NONGDO (%)

R-squared (adjusted for d.f.) = 97.2573 percent

Standard Error of Est = 3.21089

Mean absolute error = 1.97616

Durbin-Watson statistic = 2.33474 (P=0.5366)

Lag 1 residual autocorrelation = -0.206452

1.2.2. Phương trình biểu thị mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đườngtrắng:

DO BRIX DUONG TRANG = -2.4 + 1.02*NONGDO

Simple Regression - DO BRIX DUONG TRANG vs NONGDO

Dependent variable: DO BRIX DUONG TRANG

Independent variable: NONGDO (%)

R-squared (adjusted for d.f.) = 97.1984 percent

Standard Error of Est = 3.20491

Mean absolute error = 2.17778

Durbin-Watson statistic = 1.45299 (P=0.0837)

Lag 1 residual autocorrelation = 0.236439

1.3.1 Mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đường vàng

- Do giá trị P trong bảng ANOVA nhỏ hơn 0,05 nên có mối quan hệ có ý nghĩa thống kêgiữa DO BRIX DUONG VANG và NONGDO ở mức độ tin cậy 95,0%

- Thống kê R-Squared chỉ ra rằng mô hình giải thích được 97,6001% độ biến thiên của

DO BRIX DUONG VANG

- Hệ số tương quan bằng 0,987928, cho thấy mối quan hệ tương đối chặt chẽ giữa cácbiến Tăng giá trị của nồng độ thì sẽ làm tăng giá trị của độ Brix và ngược lại

1.3.2 Mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đường trắng

- Do giá trị P trong bảng ANOVA nhỏ hơn 0,05 nên có mối quan hệ có ý nghĩa thống kêgiữa DO BRIX DUONG TRANG và NONGDO ở mức độ tin cậy 95,0%

- Thống kê R-Squared chỉ ra rằng mô hình được trang bị giải thích được 97,5486% độbiến thiên của DO BRIX DUONG TRANG.

- Hệ số tương quan bằng 0,987667 thể hiện mối quan hệ tương đối chặt chẽ giữa cácbiến

Hình 2: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đường vàng

Hình 3: Đồ thị biểu thị mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đường trắng 1.5 Nhận xét

- Từ đồ thị biểu thị mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đường vàng và đồthị biểu thị mối tương quan giữa nồng độ (%) và (°Bx) của đường trắng có thể thấy giátrị nồng độ và độ Brix tương quan chặt chẽ với nhau Nồng độ và độ Brix có mối quan hệdương (đồng biến), khi giá trị nồng độ tăng thì độ Brix tăng và ngược lại

BÀI 2: CHIẾT XUẤT NƯỚC MÍA

Chiết xuất nước ép bằng phương pháp xay xát là quá trình ép nước mía dưới dạng một bộmáy nghiền sử dụng áp suất cao giữa các con lăn sắt nặng Những máy nghiền đó có thể

NUOC EP GRAM NUOC EP PHAN TRAM pH

2.3 So sánh đánh giá cảm quan nước mía với bảng 1.1

Sau khi cảm quan 3 mẫu nước mía ép lần 1 (nước mía cốt) và cảm quan dung dịchđường được sử dụng bằng đường vàng (bài 1) ở các độ Brix khác nhau, thì 3 mẫu nướcmía có độ ngọt gần như là tương đương với độ ngọt của dung dịch đường vàng với độBrix 5%

2.4 Đánh giá nước ép 1 chiết xuất từ bã mía (dùng nước : bã mía = 1/1)

No Parameters Repeat 1 Repeat 2 Repeat 3 Mean±SD

Hình: Nước mía ép lần đầu

Hình: Dịch ép sau khi thẩm thấu

+ Màu xanh của nước mía giảm dần qua các lần ép lặp lại

+ Độ ngọt giảm mạnh

+ Nước trong dần, không còn đậm như ban đầu

+ Mùi thơm bay dần, không còn đậm mùi như ban đầu do bả đã hấp thu nước và trải quanhiều lần ép

Dựa vào bảng : tất cả các thông số bã mía, % dịch chiết, Khối lượng dịch chiết, độ Brix

và độ pH qua 2 lần ép đều giảm đi so với lần ép đầu tiên

Giải thích: Trong cây mía có các diệp lục tố a (C₅₅H₇₂O₅N₄Mg), diệp lục tố b(C₅₅H₇₀O₄N₄Mg), carotene (C₄₀H₅₆), xantophin (C₄₀H₅₅O₂) , … Vì thế đã đemlại một màu sắc đặc trưng khi ép nước mía Trong quá trình ép và thẩm thấu qua nhiềulần thì lượng đường và diệp lục giảm dần Thêm vào đấy là nước nên hương vị, màu sắccủa nước mía giảm dần và nhạt hơn.

THÍ NGHIỆM 3: LÀM TRONG NƯỚC MÍA ĐỂ SẢN XUẤT SYRUP

I Chuẩn bị

Nguyên tắc: Quá trình lọc cần thiết để khử các hạt trong nước mía trước khi đun nóng để tạo

syrup, trong công việc này cần phân tích độ đục, pH, độ Brix để xác định hiệu quả làm trong do các tác nhân làm trong nước mía

Chuẩn bị: Nước vôi trong (20%): Cho 100g bột vôi ăn trầu (vôi tôi để lâu - CaO) vào 500ml

nước, khuấy tan và để yên trong 30 phút, lắng cặn lấy nước trong

Hình 3.1: Pha bột vôi với nước Hình 3.2: Để bột vôi lắng xuống trong 30 phút

Hình 3.3: Nước vôi trong

- Nước ép mía: 2094g

- Dụng cụ: máy đo độ pH, khúc xạ kế, cân, thau, nồi, ly

II Các bước tiến hành

Bước 1: Cân nước mía sau khi ép ở bài 2 Cho nước vôi trong 20% vào nước mía theo tỉ lệ

lần lượt là 5%, 10%, 15%, khuấy đều và để yên trong 15-20 phút

Bước 2: Sau khi để 15 phút, ta lọc nước mía đã được trộn với nước vôi trong để lọc lại bùn.

Thu được nước mía sau lọc

Hình 3.4: Nước ép mía sau khi lọc

Bước 3: Ta cân dung dịch nước ép, và bùn sau lọc Sau đó, ta lấy mẫu để kiểm tra độ Brix,

Lime-water / juice (group 2: 10%)

Lime-water / juice (group 3: 15%)

III Xử lý số liệu thống kê, sử dụng số liệu thống kê mô tả

Table of least Squares mean for SOLIEU with 95.0 Percent Confidence Intervals

-Bảng kết quả ANOVA:

Analysis of variance for SOLIEU – Type III Sums of Squares

Source Sum of Squares Df Mean square F-Ratio P-Value

Bảng ANOVA phân tích mức độ biến thiên của số liệu thành các đóng góp do nhiều yếu

tố khác nhau Giá trị P kiểm tra ý nghĩa thống kê của từng yếu tố Vì giá trị P của yếu tổ nồng độ 0,36664 > 0,05 nên yếu tố này không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức

độ tin cậy 95,0%

-So sánh các trung bình bằng trắc nghiệm LSD:

Multiple Range Tests for SOLIEU by NONGDO

Nhận xét: Thông qua kết quả bảng phân tích ANOVA, số liệu thống kê mô tả Nước

vôi trong nồng độ 20% pha với nước mía ở tỷ lệ 5%, 10%, 15%, 3 nghiệm thức với 1 yếu tố hoàn toàn ngẫu nhiên với độ tin cậy 95%, không có sự khác biệt có ý nghĩa thống kê Vì vậy, trong thí nghiệm này, cả 3 tỷ lệ pha nước vôi trong với nước mía đều được sử dụng có tác dụng như nhau

THÍ NGHIỆM 4: NỒNG ĐỘ CỦA SYRUP

I Quy trình:

Bước 1: Cân khối lượng của nồi, vá trước khi nấu Đổ dung dịch nước mía đã trộn nước vôi trong ở bài 3 vào nồi và cân lại khối lượng nồi

Hình 4.1 Nước mía trước khi nấu

Bước 2: Đun dung dịch nước mía cho đến khi sôi

Bước 3: Bắt đầu tính thời gian từ lúc nước mía sôi cho đến 30 phút sau, tắt bếp tiến hành đo độ brix và cân khối lượng

Bước 4: Tiếp tục quá trình nấu cô đặc nước mía, giảm dần thời gian nấu -> tắt bếp đo

độ brix và cân khối lượng cho đến khi độ brix đạt 60-65 và cân lại khối lượng cuối cùng

Hình 4.2 Nước mía sau khi nấu

Bước 5: Tính toán kết quả, giải thích và kết luận

II Xử lý số liệu thống kê, sử dụng số liệu thống kê mô tả

1 Độ Brix và khối lượng syrup trong quá trình cô đặc

Simple Regression - °Bx vs Weight

Dependent variable: °Bx

Independent variable: Weight

Linear model: Y = a + b*X

Coefficients

Least Squares Standard T

Parameter Estimate Error Statistic P-Value

R-squared (adjusted for d.f.) = -18.7528 percent

Standard Error of Est = 4.842

Mean absolute error = 2.63298

The R-Squared statistic indicates that the model as fitted explains 40.6236% of the variability in °Bx The correlation coefficient equals -0.637367, indicating a

moderately strong relationship between the variables The standard error of the estimate shows the standard deviation of the residuals to be 4.842 This value can be

used to construct prediction limits for new observations by selecting the Forecasts option from the text menu.

The mean absolute error (MAE) of 2.63298 is the average value of the residuals The Durbin-Watson (DW) statistic tests the residuals to determine if there is any

significant correlation based on the order in which they occur in your data file

4.3 Nhận xét:

4.4 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa thời gian và oBx

Thời gian oBx

50 33

Simple Regression - oBx vs THOI GIAN

Dependent variable: oBx

Independent variable: THOI GIAN

F-Ratio P-Value

Model 1964.55 1 1964.55 48.27 0.0023Residual 162.787 4 40.6966

R-squared (adjusted for d.f.) = 90.4348 percent

Standard Error of Est = 6.37939

Mean absolute error = 5.00931

Durbin-Watson statistic = 1.17871 (P=0.0246)

Lag 1 residual autocorrelation = 0.2156

- Phương trình mô tả mối quan hệ giữa oBx và THOI GIAN là

oBx = 9,78823 + 0,611088*THOI GIAN

- Vì giá trị P trong bảng ANOVA nhỏ hơn 0,05 nên có mối quan hệ có ý nghĩa thống

kê giữa oBx và THOI GIAN ở mức độ tin cậy 95,0%

- Thống kê R-Squared chỉ ra rằng mô hình giải thích được 92,3479% độ biến thiên trong oBx Hệ số tương quan bằng 0,960978, cho thấy mối quan hệ tương đối chặt chẽgiữa các biến Sai số chuẩn của ước tính cho thấy độ lệch chuẩn của phần dư là

6,37939

- Sai số tuyệt đối trung bình (MAE) là 5,00931 là giá trị trung bình của các giá trị

dư Thống kê Durbin-Watson (DW) kiểm tra các giá trị dư để xác định xem có bất kỳ mối tương quan đáng kể nào dựa trên thứ tự chúng xuất hiện trong tệp dữ liệu của bạn hay không Vì giá trị P nhỏ hơn 0,05 nên có dấu hiệu cho thấy có thể có mối tương quan nối tiếp ở mức độ tin cậy 95,0%

Biểu đồ thể hiện sự tương quan giữa thời gian cô đặc và độ brix

4.5 Nhận xét

Thời gian đun ảnh hưởng rất lớn đến oBx của dung dịch nước mía Đồ thị cho thấy thời gian đun càng lâu thì oBx của dung dịch nước mía tăng dần ở độ tin cậy 95% Thời gian đun càng lâu thì lượng nước bốc hơi càng nhiều làm cho oBx của dung dịchnước mía càng cao Ở thời gian càng dài thì oBx tăng càng nhanh

4.6 Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa thời gian và khối lượng

Simple Regression - KHOI LUONG vs THOI GIAN

Dependent variable: KHOI LUONG

Independent variable: THOI GIAN

Squares Df Mean Square F-Ratio P-Value

Model 2.31009E6 1 2.31009E6 1368.50 0.0000Residual 6752.17 4 1688.04

Standard Error of Est = 41.0858

Mean absolute error = 28.4025

Durbin-Watson statistic = 1.61098 (P=0.1038)

Lag 1 residual autocorrelation = -0.0298771

- Phương trình mối quan hệ giữa KHOI LUONG và THOI GIAN là:

KHOI LUONG = 2317,82 - 20,955*THOI GIAN

- Vì giá trị P trong bảng ANOVA nhỏ hơn 0,05 nên có mối quan hệ có ý nghĩa thống

kê giữa KHOI LUONG và THOI GIAN ở mức độ tin cậy 95,0%

- Thống kê R-Squared chỉ ra rằng mô hình giải thích được 99,7086% độ biến thiên trong KHOI LUONG Hệ số tương quan bằng -0,998542, cho thấy mối quan hệ tương đối chặt chẽ giữa các biến Sai số chuẩn của ước tính cho thấy độ lệch chuẩn của phần

dư là 41,0858

- Sai số tuyệt đối trung bình (MAE) là 28,4025 là giá trị trung bình của các phần dư Thống kê Durbin-Watson (DW) kiểm tra các phần dư để xác định xem có bất kỳ mối tương quan đáng kể nào dựa trên thứ tự chúng xuất hiện trong tệp dữ liệu của bạn hay không Vì giá trị P lớn hơn 0,05 nên không có dấu hiệu tự tương quan nối tiếp trong các phần dư ở mức độ tin cậy 95,0%

Biểu

đồ thể hiện sự tương quan giữa thời gian cô đặc và khối lượng

4.7 Nhận xét

Thời gian đun ảnh hưởng rất lớn đến khối lượng của dung dịch nước mía Đồ thị cho thấy thời gian đun càng lâu thì khối lượng của dung dịch nước mía giảm dần ở

độ tin cậy 95% Thời gian đun càng lâu thì lượng nước bốc hơi càng nhiều làm chokhối lượng của dung dịch nước mía càng cao Ở thời gian càng dài thì khối lượng giảm càng nhanh

THÍ NGHIỆM 5: KẾT TINH ĐƯỜNG

5.1 Sử dụng syrup ở 4.1, tiến hành quá trình kết tinh và ghi lại:

5.1.1 Định nghĩa

Kết tinh là quá trình (tự nhiên hoặc nhân tạo) hình thành các tinh thể rắn kết tủa từ dungdịch Sự hình thành pha tinh thể từ dung dịch siêu bão hòa có thể xảy ra theo cơ chế tạomầm tự phát hoặc cưỡng bức

5.1.2 Mục đích thí nghiệm

Mục đích của quá trình kết tinh đường là tạo ra các hạt đường tinh khiết và tách chúngkhỏi dung dịch đường Quá trình này giúp loại bỏ các tạp chất và tạo ra đường có chấtlượng cao Hạt đường tinh khiết sau khi kết tinh có thể được sử dụng cho nhiều mục đíchkhác nhau, bao gồm làm nguyên liệu trong thực phẩm và đồ uống, trong công nghiệp chếbiến thức ăn và sản xuất các sản phẩm đường khác

5.1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ kết tinh đường:

- Độ quá bão hòa dư: Các hạt đường không tan sẽ chịu tác động của các tinh thể đã tồn tại

và sẽ kết tinh xung quanh chúng, tạo ra cấu trúc tinh thể đường, điều này giúp kết tinhđường nhanh hơn và tạo cấu trúc đường tinh thẻ mịn hơn khi có độ bão hoà dư cao

- Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ kết tinh của đường Khi đường đượcđun nóng, phân tử đường sẽ di chuyển nhanh hơn và tạo ra các tinh thể kết tinh nhanhchóng

- Độ tinh khiết của dung dịch: Đường càng tinh khiết thì khả năng cô đặc càng dễ dàng

- Sự khuấy trộn: Để tạo ra các tinh thể đường lớn và trong suốt, cần sự khuếch tán chínhxác của phân tử đường trong dung dịch Sau đó, sự lắng đọng chính xác tạo ra các tinhthể đường kết tinh rõ ràng

- Kích thước tinh thể: Khi kích thước tinh thể nhỏ, điểm đông đặc của đường sẽ tăng lên

do mật độ tinh thể cao hơn và ngược lại Điều này có thể dẫn đến kết tinh nhanh hơn vàsản phẩm cuối cùng có thể có hình dạng và kết cấu tốt hơn

- Số lượng tinh thể trong đường non: Nếu có quá ít tinh thể, quá trình kết tinh có thể bịchậm đi và không đạt được kết quả tốt Ngược lại, nếu có quá nhiều tinh thể, chúng cóthể tạo ra các tương tác không mong muốn và làm giảm khả năng kết tinh của đường

- Điểm mầm tinh thể: Các điểm mầm, như tạp chất hoặc bề mặt tiếp xúc, tạo điều kiệncho các tinh thể ban đầu hình thành Không có điểm mầm, quá trình kết tinh có thể bịchậm lại hoặc không xảy ra

5.2.4 Kết quả

Sau khoảng 45 phút tiếp tục khuấy đường, hạt đường bắt đầu kết tinh khô, vụn ra vàkhông kết dính có dạng như hạt cát, màu cánh giágián, mùi thơm của mía và mùicaramen đặc trưng của đường thô, vị ngọt nhẹ Lượng đường thô thu được là 410 g

Hình: 10g đường xay để tạo tinh thể

Hình: syrup tiếp tục được khuấy trên bếp cho tới khi khô lại và tạo thành tinh thể

Hình: thành phẩm đường thô sau kết tinh

5.2.5 Nhận xét

Do kiểm soát tốt nhiệt độ, tốc độ khuấy, thời gian khuấy nên sản phẩm đường của nhómsau quá trình kết tinh có dạng hạt kết tinh như đường cát, hạt đường khô ráo, rời, màucánh gián, mùi thơm tự nhiên của mía và caramen, vị ngọt thanh, hạt cứng tan khi ngậmtrong miệng

THÍ NGHIỆM 6: SẢN XUẤT SẢN PHẨM TỪ ĐƯỜNG

Mục tiêu: Sau khi hoàn thành thí nghiệm, bạn sẽ có thể:

- Thảo luận mối quan hệ giữa ảnh hưởng của các yếu tố và chất lượng sản phẩm

- So sánh ưu nhược điểm của việc sử dụng công nghệ chế biến

Nước màu thực phẩm sở hữu màu vàng nâu đến nâu đậm, có hương vị ngọt nhẹ,mang lại hương vị đặc biệt cho các món ăn khi sử dụng, thường ở dạng lỏng sánh nên dễdàng hòa quyện vào các thành phần khác trong món ăn Nước màu thực phẩm cung cấpnăng lượng do chứa đường tự nhiên, có thể bổ sung vào chế độ ăn Các hợp chấtphenolic trong nước màu có thể hoạt động như chất chống oxy hóa, góp phần bảo vệ cơthể khỏi các tổn thương do gốc tự do

Nước màu thực phẩm được sử dụng rộng rãi để tạo màu sắc hấp dẫn cho các món ănnhư nước sốt, canh, món xào, và các món kho Nó còn được sử dụng trong các sản phẩmthực phẩm chế biến sẵn như đồ hộp, thực phẩm đông lạnh và nước giải khát, giúp tănghương vị và màu sắc Nước màu từ mật mía là lựa chọn an toàn hơn cho sức khỏe so vớicác phẩm màu tổng hợp, nhờ vào nguồn gốc tự nhiên của nó