Luận văn thạc sĩ: Phát triển sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa (Chenopodium quinoa)

Luận văn thạc sĩ phân tích vnua development of drinking product from the quinoa seed chenopodium quinoa, đánh giá thực trạng, chỉ ra hạn chế, đề xuất giải pháp khả thi cho thực

• Tác giả: Lê Mỹ Hạnh
• Người hướng dẫn: PTS. Trần Thị Lan Hương
• Trường học: Vietnam National University of Agriculture
• Chuyên ngành: Food Science and Technology
• Đề tài: Development of drinking product from the quinoa seed (Chenopodium quinoa)
• Loại tài liệu: Thesis
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hanoi

Mục lục chi tiết

• DECLARATION
• ACKNOWLEDGEMENTS
• TABLE OF CONTENTS
• LIST OF ABBREVIATIONS
• LIST OF TABLES
• LIST OF FIGURES
• THESIS ABSTRACT
• 1. INTRODUCTION
• 1.1. General objective
• 1.2. Specific objectives
• 2. CHAPTER 2: LITERATURE REVIEW
• 2.1. OVERVIEW OF MATERIAL
• 2.1.1. History and distribution
• 2.1.2. Chemical composition of quinoa seed
• 2.1.2.1. Carbohydrate
• 2.1.2.2. Protein
• 2.1.2.3. Lipid

Tóm tắt

I. Tổng quan về phát triển sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa

Hạt quinoa (Chenopodium quinoa) đã trở thành một nguồn nguyên liệu quý giá trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là trong việc phát triển các sản phẩm đồ uống. Với giá trị dinh dưỡng cao, quinoa không chỉ cung cấp protein mà còn chứa nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể. Việc phát triển sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa không chỉ đáp ứng nhu cầu tiêu dùng mà còn góp phần nâng cao sức khỏe cộng đồng.

1.1. Lợi ích sức khỏe của hạt quinoa trong đồ uống

Hạt quinoa chứa nhiều protein và các axit amin thiết yếu, giúp cải thiện sức khỏe. Nghiên cứu cho thấy, quinoa có thể hỗ trợ giảm cân và cải thiện tiêu hóa nhờ vào hàm lượng chất xơ cao. Ngoài ra, hạt quinoa còn chứa các chất chống oxy hóa, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các bệnh mãn tính.

1.2. Quinoa và dinh dưỡng trong đồ uống

Quinoa là nguồn cung cấp dinh dưỡng phong phú, bao gồm protein, chất béo không bão hòa và các vitamin nhóm B. Việc sử dụng hạt quinoa trong sản phẩm đồ uống giúp tăng cường giá trị dinh dưỡng, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện đại, những người ngày càng quan tâm đến sức khỏe.

II. Thách thức trong phát triển sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa

Mặc dù hạt quinoa có nhiều lợi ích, việc phát triển sản phẩm đồ uống từ hạt này cũng gặp phải một số thách thức. Các vấn đề như chi phí sản xuất, khả năng tiêu thụ và nhận thức của người tiêu dùng về sản phẩm mới là những yếu tố cần được xem xét.

2.1. Chi phí sản xuất và nguồn nguyên liệu

Chi phí sản xuất đồ uống từ hạt quinoa thường cao hơn so với các loại đồ uống truyền thống. Điều này có thể ảnh hưởng đến giá thành sản phẩm và khả năng cạnh tranh trên thị trường. Việc tìm kiếm nguồn nguyên liệu ổn định và chất lượng cũng là một thách thức lớn.

2.2. Nhận thức của người tiêu dùng về sản phẩm mới

Người tiêu dùng Việt Nam vẫn chưa quen với việc sử dụng hạt quinoa trong chế biến đồ uống. Việc giáo dục và nâng cao nhận thức về lợi ích sức khỏe của quinoa là rất cần thiết để thúc đẩy tiêu thụ sản phẩm.

III. Phương pháp chế biến đồ uống từ hạt quinoa hiệu quả

Để phát triển sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa, cần áp dụng các phương pháp chế biến hiệu quả nhằm tối ưu hóa giá trị dinh dưỡng và hương vị. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng enzymatic hydrolysis là một phương pháp hiệu quả trong việc tăng cường hàm lượng đường và cải thiện cảm quan của sản phẩm.

3.1. Cách chế biến đồ uống từ hạt quinoa

Quy trình chế biến đồ uống từ hạt quinoa bao gồm các bước như ngâm, nấu và lên men. Việc sử dụng enzym trong quá trình chế biến giúp tăng cường khả năng tiêu hóa và hấp thu dinh dưỡng từ hạt quinoa.

3.2. Tối ưu hóa enzymatic hydrolysis trong sản xuất

Nghiên cứu cho thấy, việc tối ưu hóa các điều kiện enzymatic hydrolysis như nồng độ enzym, nhiệt độ và thời gian có ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm. Các thông số này cần được điều chỉnh để đạt được hàm lượng đường tối ưu và cải thiện cảm quan của đồ uống.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa có thể đáp ứng nhu cầu tiêu dùng hiện đại. Kết quả từ các thử nghiệm cho thấy, đồ uống từ hạt quinoa không chỉ được yêu thích về hương vị mà còn có giá trị dinh dưỡng cao.

4.1. Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm

Kết quả từ các buổi thử nghiệm cảm quan cho thấy, đồ uống từ hạt quinoa được người tiêu dùng đánh giá cao về hương vị và độ mịn. Sản phẩm này có thể cạnh tranh với các loại đồ uống truyền thống khác trên thị trường.

4.2. Tiềm năng thị trường cho sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa

Với xu hướng tiêu dùng ngày càng tăng về các sản phẩm tự nhiên và dinh dưỡng, thị trường cho đồ uống từ hạt quinoa có tiềm năng phát triển lớn. Việc quảng bá và giới thiệu sản phẩm đến người tiêu dùng sẽ là yếu tố quyết định cho sự thành công.

V. Kết luận và tương lai của sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa

Sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa không chỉ mang lại lợi ích sức khỏe mà còn góp phần đa dạng hóa thị trường đồ uống tại Việt Nam. Với những nghiên cứu và phát triển hiện tại, tương lai của sản phẩm này hứa hẹn sẽ rất tươi sáng.

5.1. Tương lai của sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa

Với sự gia tăng nhận thức về sức khỏe và dinh dưỡng, sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa có khả năng trở thành một lựa chọn phổ biến trong thị trường đồ uống. Các nhà sản xuất cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển để cải thiện chất lượng và hương vị sản phẩm.

5.2. Đề xuất cho nghiên cứu và phát triển tiếp theo

Cần có thêm nhiều nghiên cứu về các phương pháp chế biến và cải tiến công thức sản phẩm để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Việc hợp tác giữa các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp cũng sẽ giúp thúc đẩy sự phát triển của sản phẩm đồ uống từ hạt quinoa.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Thị trường đồ uống có nguồn gốc thực vật đang chứng kiến sự tăng trưởng vượt bậc trên toàn cầu nhờ xu hướng tiêu dùng lành mạnh và nhu cầu thay thế sữa động vật. Hạt diêm mạch (Chenopodium quinoa), một loại giả ngũ cốc có nguồn gốc từ vùng núi Andes với lịch sử canh tác hơn 7.000 năm, đã mở rộng diện tích gieo trồng từ 8 quốc gia vào năm 1980 lên hơn 95 quốc gia thử nghiệm vào năm 2015. Tại Việt Nam, giống diêm mạch ngọt Atlas nhập nội từ Hà Lan được khảo nghiệm thành công tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam và các tỉnh An Giang, Quảng Trị, mang lại nguồn nguyên liệu giàu giá trị sinh học với hàm lượng protein đạt 14,59% và tinh bột chiếm 52,10%.

Mục tiêu trọng tâm của đề tài là nghiên cứu quy trình công nghệ phát triển dòng sản phẩm sữa hạt diêm mạch dạng lỏng uống liền nhằm đa dạng hóa chuỗi giá trị chế biến đồ uống dinh dưỡng. Nghiên cứu tập trung giải quyết ba bài toán kỹ thuật cốt lõi: tối ưu hóa quá trình thủy phân tinh bột bằng chế phẩm enzyme alpha-amylase chịu nhiệt Termamyl 120L, xác định chế độ tiệt trùng nhiệt phù hợp để kiểm soát vi sinh vật đồng thời bảo toàn chất lượng cảm quan, và đánh giá mức độ chấp nhận của người tiêu dùng đối với sản phẩm hoàn thiện.

Nghiên cứu được triển khai thực nghiệm tại phòng thí nghiệm Bộ môn Quản lý chất lượng và An toàn thực phẩm thuộc Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam trong giai đoạn năm 2016 - 2017. Kết quả mang lại ý nghĩa thực tiễn to lớn khi xác lập các thông số công nghệ chuẩn xác: hiệu suất tạo đường khử đạt 83,05 mg/ml, chỉ tiêu cảm quan màu sắc và trạng thái đạt trên 8,29 điểm theo thang điểm không cấu trúc, và chỉ số vi sinh vật hiếu khí đạt 68 CFU/ml, thấp hơn nhiều so với giới hạn tối đa cho phép theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với đồ uống không cồn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết sinh hóa thực phẩm về quá trình chuyển hóa tinh bột bằng enzyme và phương pháp quy hoạch thực nghiệm tối ưu hóa bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM).

Quá trình chuyển hóa tinh bột của hạt diêm mạch trải qua ba giai đoạn liên hoàn: hồ hóa (gelatinization), dịch hóa (liquefaction) và đường hóa (saccharification). Dưới tác động nhiệt độ 80°C, các hạt tinh bột diêm mạch có kích thước siêu nhỏ từ 1 đến 28 µm hấp thụ nước, trương nở và phá vỡ cấu trúc tinh thể vô định hình. Chế phẩm enzyme Termamyl 120L (endo-alpha-amylase chịu nhiệt có nguồn gốc từ vi khuẩn với hoạt tính tối ưu ở pH 6,4 và nhiệt độ 80 - 105°C) thực hiện cắt ngẫu nhiên các liên kết alpha-D-1,4 glycosidic nội phân tử của chuỗi amylose và amylopectin, tạo thành các oligosaccharide mạch ngắn và dextrin giới hạn. Phản ứng này giúp giảm độ nhớt huyền phù và gia tăng hàm lượng đường hòa tan mà không làm biến tính các acid amin nhạy cảm.

Bên cạnh đó, lý thuyết phản ứng Maillard giữa nhóm amin tự do của protein diêm mạch và đường khử dưới tác động của nhiệt độ tiệt trùng được vận dụng để giải thích sự biến đổi màu sắc từ trắng sữa sang nâu sẫm. Khung lý thuyết về dinh dưỡng protein đánh giá chất lượng dựa trên thành phần 10 acid amin không thay thế theo chuẩn khuyến nghị của Tổ chức Nông Lương Liên Hợp Quốc và Tổ chức Y tế Thế giới (FAO/WHO), khẳng định ưu thế vượt trội của protein diêm mạch so với các loại ngũ cốc truyền thống như lúa mì, lúa mạch và gạo.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn nguyên liệu chính là hạt diêm mạch giống Atlas (độ ẩm ban đầu 12,28%, hàm lượng lipid 6,29%, tro 3,08%) thu hoạch vụ thu tại vùng khảo nghiệm thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Hạt được làm sạch tạp chất cơ học và sấy đối lưu ở nhiệt độ 50°C đến độ ẩm cân bằng 14% trước khi nghiền khô.

Nghiên cứu áp dụng thiết kế thực nghiệm Box-Behnken 3 yếu tố gồm 15 thí nghiệm (trong đó có 3 thí nghiệm tại tâm) để tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng phần mềm Design-Expert 10.3. Ba biến độc lập được khảo sát gồm: nồng độ enzyme Termamyl (0,10% - 0,20%), nhiệt độ thủy phân (80 - 100°C) và thời gian thủy phân (60 - 100 phút). Ba hàm mục tiêu gồm hàm lượng đường khử (mg/ml), điểm màu sắc và điểm trạng thái cảm quan.

Mô hình tiệt trùng khảo sát 12 chế độ nhiệt kết hợp giữa 3 mức nhiệt độ (110°C, 115°C, 121°C) và 4 mốc thời gian (5, 7, 10, 15 phút) trên thiết bị nồi hấp áp lực autoclave.

Các phương pháp phân tích hóa lý và vi sinh chuẩn hóa được lựa chọn nhằm đảm bảo tính khách quan và độ chính xác cao:

• Định lượng thành phần acid amin bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC).
• Xác định protein tổng số bằng phương pháp Kjeldahl và lipid bằng hệ thống chiết Soxhlet.
• Định lượng đường khử tổng số theo phương pháp tạo màu với thuốc thử acid 3,5-dinitrosalicylic (DNS) cải tiến ở bước sóng 540 nm.
• Đánh giá cảm quan mô tả cấu trúc và màu sắc sử dụng thang đo không cấu trúc (Unstructured Line Scale - ULS 100 mm) với hội đồng gồm 10 chuyên gia đã qua đào tạo bài bản.
• Đánh giá mức độ ưa thích của người tiêu dùng thực hiện qua thang điểm thị hiếu Hedonic 9 bậc với cỡ mẫu 60 người thử ngẫu nhiên, đối chứng trực tiếp với sản phẩm sữa gạo thương mại Hàn Quốc.
• Kiểm tra các chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí (TCVN 4884:2005), nấm men và nấm mốc (TCVN 8275-1:2010), Coliforms (TCVN 6848:2007) cùng các vi sinh vật gây bệnh (E. coli, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringens, Pseudomonas aeruginosa) sau 10 ngày ủ ấm ở 37°C.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích thành phần dinh dưỡng khẳng định hạt diêm mạch Atlas sở hữu giá trị sinh học vượt trội: hàm lượng protein đạt 14,59% khối lượng khô, lipid chiếm 6,29%, và chứa đầy đủ 10 loại acid amin thiết yếu. Trong đó, acid glutamic đạt tỷ lệ cao nhất (21,20 g/100g protein), acid aspartic đạt 10,03 g/100g protein, leucine đạt 8,30 g/100g protein, và đặc biệt là lysine đạt 6,28 g/100g protein – cao hơn nhiều so với lúa mì (2,50 g/100g protein) và gạo (3,80 g/100g protein), đáp ứng hoàn hảo nhu cầu khuyến nghị của FAO/WHO cho trẻ em từ 2 đến 12 tuổi và người trưởng thành.

Quá trình tối ưu hóa bề mặt đáp ứng RSM đã xây dựng thành công phương trình hồi quy bậc hai mô tả tương quan giữa các thông số công nghệ với hệ số tương quan rất cao: hàm lượng đường khử (R² = 0,9702), điểm màu sắc (R² = 0,9859) và điểm trạng thái (R² = 0,9401). Điểm tối ưu toàn cục được xác định tại nồng độ enzyme 0,12%, nhiệt độ 91,9°C và thời gian 69,6 phút. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm tại điều kiện này đạt hàm lượng đường khử 83,05 mg/ml, điểm màu sắc 8,55/10 và điểm trạng thái 8,29/10, sai lệch dưới 1,5% so với mô hình dự đoán.

Khảo sát 12 chế độ tiệt trùng cho thấy chế độ 110°C trong 10 phút là tối ưu nhất. Điểm cảm quan màu sắc đạt 8,66/10 (giữ được màu trắng sữa đặc trưng), trong khi nhiệt độ 115°C và 121°C làm giảm điểm màu sắc nghiêm trọng xuống còn 2,41 - 5,81 điểm do phản ứng sẫm màu. Về độ an toàn vi sinh, mẫu xử lý tại 110°C trong 10 phút có tổng số vi sinh vật hiếu khí chỉ 68 CFU/ml (giới hạn cho phép là 100 CFU/ml), nấm men và nấm mốc đạt 5 CFU/ml (giới hạn 10 CFU/ml), Coliforms đạt 5 CFU/ml (giới hạn 10 CFU/ml), hoàn toàn không phát hiện các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm.

Thử nghiệm thị hiếu trên 60 người tiêu dùng ghi nhận điểm ưa thích trung bình của sữa diêm mạch đạt 6,22/9 điểm (mức thích nhẹ), tương đương với sữa gạo Hàn Quốc (6,40/9 điểm) mà không có sự khác biệt mang ý nghĩa thống kê (p > 0,05). Tỷ lệ phản hồi tích cực từ mức "thích nhẹ" đến "cực kỳ thích" đạt 67%, trong đó tỷ lệ "rất thích" của sữa diêm mạch (28%) cao gấp 3 lần so với sản phẩm đối chứng sữa gạo thương mại (9%).

Thảo luận kết quả

Các số liệu thực nghiệm được trực quan hóa chi tiết thông qua các biểu đồ bề mặt 3D và đồ thị đường đồng mức (Contour plots) trong phần mềm Design-Expert. Đồ thị bề mặt đáp ứng chỉ ra rằng nhiệt độ thủy phân là yếu tố có tác động tuyến tính và bậc hai mạnh nhất lên hàm lượng đường khử (p < 0,001). Khi nhiệt độ tăng từ 80°C lên xấp xỉ 92°C, hoạt tính xúc tác của enzyme Termamyl tăng mạnh, thúc đẩy bẻ gãy tinh bột; tuy nhiên, nếu vượt quá 95°C, tốc độ khử hoạt tính nhiệt của enzyme tăng nhanh làm giảm hiệu suất tạo đường. Ngược lại, thời gian thủy phân lại là yếu tố chi phối mạnh nhất đến điểm số màu sắc và độ mịn trạng thái của dịch sữa.

Sự suy giảm điểm cảm quan màu sắc theo chế độ tiệt trùng được mô tả rõ nét qua biểu đồ cột so sánh điểm số giữa 12 công thức. Khi nâng nhiệt độ tiệt trùng lên 115°C và 121°C, tốc độ phản ứng Maillard gia tăng theo cấp số nhân giữa các phân tử đường khử mới tạo thành và các gốc amin tự do của chuỗi polypeptide. Hiện tượng này không chỉ gây ra màu nâu sẫm không mong muốn mà còn làm tổn thất một phần các acid amin thiết yếu. Chế độ 110°C trong 10 phút vừa đủ để phá hủy tế bào sinh dưỡng và bào tử vi sinh vật theo quy chuẩn an toàn, vừa hạn chế tối đa phản ứng tạo phức màu melanoidin.

So sánh với các nghiên cứu chế biến sữa yến mạch và sữa gạo trước đây, quy trình sữa diêm mạch thể hiện ưu điểm vượt trội về độ ổn định dịch lỏng và giá trị protein hoàn chỉnh, không chứa lactose và gluten, mở ra triển vọng to lớn trong ngành công nghiệp đồ uống chức năng.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm hoàn thiện công nghệ và thúc đẩy thương mại hóa sản phẩm sữa diêm mạch tại thị trường Việt Nam, nghiên cứu đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược:

1. Chuẩn hóa quy trình sản xuất quy mô pilot: Các doanh nghiệp chế biến thực phẩm cần đầu tư hệ thống thiết bị tiệt trùng dạng ống liên tục (UHT hoặc Retort) và bồn phản ứng enzyme tự động hóa kiểm soát nhiệt độ ±0,5°C, duy trì chế độ thủy phân ở nồng độ enzyme 0,12%, nhiệt độ 91,9°C trong thời gian 69,6 phút để đạt công suất thử nghiệm 500 - 1.000 lít/giờ trước quý IV/2027.
2. Bổ sung hệ phụ gia ổn định cấu trúc: Phòng R&D của các nhà máy sản xuất đồ uống cần nghiên cứu phối trộn bổ sung các chất hydrocolloid tự nhiên như pectin thực vật hoặc xanthan gum với tỷ lệ 0,05% - 0,10% nhằm nâng cao độ bền huyền phù, ngăn ngừa hiện tượng tách lớp lắng cặn và giảm tốc độ suy giảm độ nhớt xuống dưới 5% trong thời gian bảo quản 6 tháng.
3. Phát triển chuỗi liên kết vùng nguyên liệu: Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn cùng các Hợp tác xã nông nghiệp tại An Giang, Quảng Trị cần mở rộng diện tích gieo trồng giống diêm mạch ngọt Atlas, chuẩn hóa quy trình thu hoạch và kỹ thuật sấy khử ẩm đạt độ ẩm dưới 14%, hướng tới mục tiêu sản lượng đạt trên 2,5 tấn/ha vào năm 2028 nhằm chủ động nguồn cung nội địa giá thành cạnh tranh.
4. Đa dạng hóa danh mục sản phẩm dinh dưỡng sạch: Bộ phận nghiên cứu và phát triển sản phẩm cần thiết kế thêm các dòng sản phẩm sữa diêm mạch không bổ sung đường sữa đặc, kết hợp hương vị trái cây tự nhiên hoặc phối trộn hạt dinh dưỡng (hạnh nhân, óc chó) dành riêng cho người ăn kiêng, bệnh nhân tiểu đường và người bất dung nạp lactose, đặt mục tiêu chiếm lĩnh 15% thị phần đồ uống nguồn gốc thực vật cao cấp.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị thực tiễn và học thuật cao, là tài liệu tham khảo đắc lực cho 4 nhóm đối tượng chính:

• Kỹ sư R&D và chuyên viên công nghệ đồ uống: Tiếp cận trọn vẹn quy trình công nghệ chuẩn hóa, bộ thông số tối ưu hóa thủy phân enzyme Termamyl và chế độ tiệt trùng 110°C/10 phút để ứng dụng trực tiếp vào dây chuyền sản xuất công nghiệp quy mô lớn.
• Giảng viên, nhà nghiên cứu và học viên sau đại học ngành Công nghệ thực phẩm: Tham khảo phương pháp luận khoa học về quy hoạch thực nghiệm RSM, mô hình Box-Behnken, kỹ thuật phân tích HPLC định lượng acid amin và phương pháp đánh giá cảm quan ULS.
• Doanh nghiệp nông nghiệp và nhà hoạch định chính sách: Đánh giá tiềm năng kinh tế và giá trị gia tăng của cây diêm mạch nhập nội, từ đó xây dựng kế hoạch chuyển đổi cơ cấu cây trồng và phát triển chuỗi giá trị nông sản chất lượng cao.
• Chuyên gia dinh dưỡng và bác sĩ lâm sàng: Khai thác dữ liệu khoa học về thành phần vi chất, tỷ lệ cân đối acid amin của hạt diêm mạch để xây dựng thực đơn hỗ trợ điều trị cho trẻ em suy dinh dưỡng, người cao tuổi, người dị ứng đạm sữa bò và người mắc bệnh celiac.

Câu hỏi thường gặp

Hạt diêm mạch có ưu điểm gì vượt trội so với đậu nành và gạo trong sản xuất sữa hạt? Hạt diêm mạch chứa protein chất lượng cao với hàm lượng 14,59%, cung cấp đầy đủ 10 acid amin thiết yếu và đặc biệt giàu lysine (6,28 g/100g protein). Sản phẩm không chứa gluten, không chứa cholesterol, không có đường lactose và không gây dị ứng như đậu nành, phù hợp với mọi đối tượng tiêu dùng.

Mục đích chính của việc sử dụng enzyme Termamyl 120L trong quy trình là gì? Enzyme Termamyl 120L là chế phẩm alpha-amylase chịu nhiệt giúp cắt nhỏ chuỗi phân tử tinh bột diêm mạch (chiếm 52,10% nguyên liệu) thành đường hòa tan (đạt 83,05 mg/ml ở điều kiện tối ưu). Phản ứng này giúp hạ độ nhớt, ngăn ngừa hiện tượng keo hóa khi bảo quản và tạo vị ngọt dịu tự nhiên cho dịch sữa.

Vì sao chế độ tiệt trùng 110°C trong 10 phút được lựa chọn thay vì nhiệt độ cao hơn? Nhiệt độ 110°C trong 10 phút đảm bảo tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật gây hại (vi sinh vật hiếu khí đạt 68 CFU/ml, dưới ngưỡng 100 CFU/ml), đồng thời ức chế phản ứng Maillard sẫm màu, giúp sản phẩm giữ được điểm cảm quan màu sắc trắng sữa xuất sắc (8,66/10 điểm) so với mức dưới 5,81 điểm ở 115°C và 121°C.

Phản ứng của người tiêu dùng đối với dòng sản phẩm sữa diêm mạch mới như thế nào? Kết quả đánh giá cảm quan thị hiếu trên 60 người tiêu dùng cho thấy điểm chấp nhận trung bình đạt 6,22/9 điểm, tương đương với dòng sữa gạo thương mại nhập khẩu từ Hàn Quốc (6,40/9 điểm). Có tới 67% người tham gia khảo sát thể hiện sự ưa thích và 28% phản hồi "rất thích" sản phẩm.

Chất lượng an toàn vi sinh của sản phẩm được kiểm soát theo tiêu chuẩn pháp lý nào? Sản phẩm được đánh giá và đáp ứng đầy đủ các chỉ tiêu an toàn vệ sinh thực phẩm theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với đồ uống không cồn (QCVN 6-2:2010/BYT), bao gồm các kiểm nghiệm nghiêm ngặt về vi khuẩn hiếu khí, Coliforms, nấm men, nấm mốc và các tác nhân gây bệnh đường ruột.

Kết luận

Công trình nghiên cứu đã thiết lập thành công cơ sở khoa học và quy trình công nghệ hoàn chỉnh để sản xuất sữa hạt diêm mạch dinh dưỡng cao:

• Xác định đầy đủ thành phần hóa lý của giống diêm mạch Atlas với 14,59% protein, 6,29% lipid, 52,10% tinh bột và hệ acid amin cân đối đạt chuẩn FAO/WHO.
• Tối ưu hóa thành công quá trình thủy phân bằng enzyme Termamyl 120L (0,12% enzyme, 91,9°C, 69,6 phút) tạo ra dịch sữa có hàm lượng đường khử 83,05 mg/ml và trạng thái cảm quan mịn đồng nhất.
• Xác lập chế độ tiệt trùng 110°C trong 10 phút đảm bảo độ vô trùng thương mại theo QCVN 6-2:2010/BYT và giữ vững màu sắc trắng sữa tự nhiên (8,66 điểm cảm quan).
• Khẳng định tiềm năng thương mại hóa vượt trội qua mức độ chấp nhận thị hiếu tương đương sản phẩm sữa gạo nhập khẩu từ Hàn Quốc.
• Xây dựng sơ đồ quy trình công nghệ khép kín từ khâu làm sạch, nghiền, hồ hóa, xử lý enzyme, lọc, phối chế đến đóng chai và tiệt trùng.

Kế hoạch tiếp theo cần tập trung chuyển giao công nghệ sang quy mô pilot công nghiệp trong vòng 12 - 18 tháng tới và tiến hành thử nghiệm hạn sử dụng thực tế kéo dài 12 tháng. Các doanh nghiệp đồ uống và đơn vị chế biến nông sản hãy liên hệ hợp tác ngay hôm nay để đón đầu xu hướng và đưa sản phẩm sữa hạt diêm mạch chất lượng cao đến tay người tiêu dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

VIETNAM NATIONAL UNIVERSITY OF AGRICULTURE LE MY HANH DEVELOPMENT OF DRINKING PRODUCT FROM THE QUINOA SEED (CHENOPODIUM QUINOA) Major : Food science and Technology Code : 24180560 Supervisor : Dr. Tran Thi Lan Huon AGRICULTURAL UNIVERSITY PRESS - 2017 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] DECLARATION I hereby declare that this thesis is my own work and effort and that it has not been submitted anywhere for any degree. Where other sources of information have been used, they have been acknowledged. Hanoi, May 10th, 2017 Master candidate Le My Hanh i LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] ACKNOWLEDGEMENTS I would like to express the deepest thanks to my supervisor Dr.

Tran Thi Lan Huong for her guidance during the time I conduct the research. She provided me the material to perform all experiments and taught me how stuff works. She opened my mind for any kind of research conversation, and always being a good listener. I am also grateful to Msc.

Nguyen Huy Bao who taught me how to process data on design expert software and some skills in Microsoft. He helped me better understand the theories related to optimization and sensory evaluation. Moreover, he used to encourage me whenever I was depressed during this study. Sincerest thanks to my colleagues in the Department of Quality Management and Food Safety who helped me to do some works in the office.

Therefore, I could spend more time to study and complete my research thesis. The students in the Faculty of Food science and Technology are Chuc and Linh who helped me a lot in the experiments of this study. I would like to express my thanks to them. Last but most definitely not least, I would like to express my deepest gratitude to my parents and the rest of the family who always emphasized the importance of education.

It is not the tiniest bit exaggerated to say this thesis wouldn’t exist without some “parental guidance” throughout my (numerous) years in education. Hanoi, May 10th, 2017 Master candidate Le My Hanh ii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] TABLE OF CONTENTS Declaration. ii Table of contents. iii List of abbreviations.

iv List of tables. v List of figures. vi Thesis abstract. Overview of material.

Cereal and grain for non-alcohol beverage. Materials and methods. Results and discussion. Analysing the main chemical content.

Enzymatic hydrolysis optimization of quinoa starch. Effect of sterilization regime (temperature and time) on product quality. Conclusion and recommendations. 50 iii LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LIST OF ABBREVIATIONS Acronym Abbreviations ANOVA Analyze of variance CFU Colony forming unit db Dry basis FAO Food and Agriculture Organization ULS Unstructured line scale QS Quinoa seed QP Quinoa protein RSM Response surface methodology SICA Agricultural Census and Information System WHO World Health Organization iv LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LIST OF TABLES Table 2.

Amino acids composition of quinoa seed, barley, soybean, and wheata. Comparison of essential amino acids content of barley, corn and wheat to FAO/WHO suggested requirement. Mineral composition whole quinoa seed, dehulled quinoa seed, quinoa flour, oat, barley (mg/100 g). Factors and their levels for the Box-Behnken design.

Experimental design and responses of the dependent variables to the hydrolysis parameters. The main chemical content of quinoa seed (% dry weight). Amino acid profiles (g/100g protein). Responses of the dependent variables to the hydrolysis parameters.

Regression coefficients of the predicted second-order polynomial models for the total sugar content, score of color and score of appearance. Experimental data of verification of predicted technical parameters of enzyme. The number of microbe of sample sterilized at 1100C (CFU/ml). The numerous of microbe of sample sterilized at 1100C in 10min (CFU/ml).

36 v LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] LIST OF FIGURES Fig. Commercial rice milk. Commercial soy milk. Commercial oat milk.

Flow chart of producing quinoa milk. Unstructured line scale for training and sensorial evaluation. Surface plot of the total sugar content (Y1) as a function of concentration of enzyme and temperature at time of 80 min and a function of temperature and time at concentration of 0,15% enzyme. Surface plot of the score of color (Y2) as a function of concentration of enzyme and temperature at time of 80 min and as a function of temperature and time at concentration of 0.

Surface plot of the score of appearance (Y3) as a function of time and temperature at concentration of 0.15% enzyme and as a function of temperature and enzyme concentration at time of 63. Contour plot showing optimal values of responses. Effect of sterilization on color of product. Distribution of response level on hedonic scale.

Average scores of quinoa milk and rice milk. Flow chart of producing process of quinoa milk with the attached technological parameters. 39 vi LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] THESIS ABSTRACT The quinoa milk was processed from quinoa seeed (Chenopodium quinoa) which has high nutrition value aiming to diversification of beverage products in the market. Our study focused on the following content The optimization of enzymatic hydrolysis using response surface methodology to study the influence of the variables (enzyme concentration, hydrolysis temperature and hydrolysis time) on the variability of total sugar content and sensory properties (color and appearance) of quinoa milk.

Validation of models showed a good agreement between experimental results and the predicted responses. The results indicated that all three variables had a significant impact on responses. The hydrolysis temperature had the most significant effect on the total sugar content. However, the variable which had the most significant effect on the score of color and appearance of quinoa milk as well was hydrolysis time.

The optimal hydrolysis parameters were the enzyme concentration of 0.12%, hydrolysis temperature of 91.9°C and time of 69.6 min according to the response surface analysis. Under this condition, the total sugar content, score of color and score of appearance was 83. The quality and shelf-life of product is greatly determined by sterilization regime. The impact of twelve different regimes of heat sterilization, defined by their combinations of temperature and time (temperature: 1100C, 1150C and 1210C, time: 5min, 7min, 10min and 15min) on the color and microbiological properties of products was evaluated.

In term of color, the three samples which sterilized at 1100C in 5, 7 and 10 min achieved the highest score of color. The sample sterilized at 1100C in 10 min was the best which successfully met requirements about microbiological criteria according National technical regulation for soft drinks, 2010 (QCVN 6-2:2010/BYT). The result of sensory evaluation by panel indicated that the average scores of both quinoa milk and Korean rice milk that were in the range from “like extremely” to “dislike extremely” were 6. Although quinoa milk is a new product in Viet Nam, it was slightly liked by the panel.

Finally, the process of producing quinoa milk was built with the attached technological parameters. vii LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. INTRODUCTION Drinks play an important role in human’s life. It provides body not only a big amount of water involved in the metabolism of the cell but also a huge amount of nutrients, vitamins and minerals to compensate for the loss of energy and nutrients have been consumed in the activity of human (Hien, 2006) Nowadays, because of busy lifestyle, the time spending for consuming food in daily life is very short.

Furthermore, people pay more attention about their health. Therefore, the ready to drink providing full of nutrition for body is quite necessary. In Vietnamese beverage industry, consumers tend to use natural products such as green tea or fruit juice although the price is higher than that of carbonated beverage. Besides, many kinds of seed is also nutritious source of raw material used in manufacturing of drinking product for the consumer such as soy beans, rice, corn.

Quinoa grains have presented in the world 7000 years ago at South America (Bazile et al., 2016) but it is quite new in Viet Nam. Despite of early appearance, the potential and benefits of quinoa have recently been known by researchers in other countries. Studies have been performed in an increasing number of countries. The number of countries growing quinoa has risen rapidly from 8 in 1980 to 75 in 2014, with a further 20 countries which sowed quinoa for the first time in 2015 (Bazile and Baudron, 2015).

In Vietnam, quinoa plants were grown and developed in the period of time between 1986 and 2000 with HV1 specie in many provinces, the yield from 14. Nowadays, they are grown in Quang Tri, An Giang province and Viet Nam University of Agriculture. This kind of seed attracts the attention of many researches in different countries because of its nutritional value (James, 2009) especially protein. Its protein levels are similar to those found in milk and higher than those present in cereals such as wheat, rice and maize (James, 2009).

Furthermore, quinoa seed has highest content of bioactive compounds compared to other cereals and pseudo-cereals (Hirose et al. Therefore, we conduct the research on the topic: “Development of drinking product from the quinoa seed (Chenopodium quinoa)” to diversify of beverage products in the market. 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. General objective The aim of this study was to develop a drinking product from quinoa seed (quinoa milk) belonging to favorable product family in recent years which help to diversify of beverage products in the market.

Specific objectives - Enzymatic hydrolysis optimization of quinoa starch - Determining the appropriate condition of sterilization - Determining degree of preference of consumer toward product - Building the process of producing quinoa milk 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHAPTER 2 – LITERATURE REVIEW 2. OVERVIEW OF MATERIAL 2. History and distribution Quinoa has been recognized for centuries as an important food crop in the high Andes of South America (Tapia, 1982). The name quinoa in the Quechua and Aymara languages means ‘Mother Grain’ and this crop occupied a place of prominence in the Inca Empire next only to maize (Bhargava and Ohri, 2016).

After that, quinoa seed did not receive much attention from people until the 1980s, the market for quinoa began expanding in Europe and North America mainly in the health-food sector and the demand was met partly by imports from South America and by the development of quinoa in new regions outside its center of origin (Bhargava and Ohri, 2016). According to Rojas (1998) the geographical distribution of quinoa in the region extends from 5°N in Southern Colombia, to 43°S in the Xth Region of Chile. During the last decade, quinoa has been started extensive cultivation in Chile, Ecuador, Argentina, and Colombia (Rojas, 1998). There were research projects on quinoa, such as SICA (Agricultural Census and Information System) of the Agricultural Ministry of Ecuador; Quinuacoche CANOE program promoted by the Latin American Foundation in Colombia; Provincial Congress for Quinoa promoted by the Deputies Chamber of Salta, Argentina; Program of Encouragement for Business Design; and Innovation promoted by the Euro Chile Foundation (Taboada et al.

In 1993, a project titled ‘Quinoa-a multipurpose crop’ for EC’s agricultural diversification was initiated in the European Union (Jacobsen et al. This led to setting up of laboratories in Scotland and France, and field trials in England, Denmark, the Netherlands and Italy. Quinoa has been evaluated as a potential crop in Denmark, Poland, Sweden, Italy, and Greece (Bhargava and Srivastava, 2013). It has also been successfully tested in North America and Africa and has been cultivated in the US since the early 1980s and commercially produced since the mid-1980s in the Colorado Rockies, especially in the San Luis Valley (Bhargava and Srivastava, 2013).

The North American Quinoa 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.