Production of protein powder from salted duck eggs white

Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 119
Production of protein powder from salted duck eggs white
Trinh A. Nguyen1∗, Thuy T. P. Nguyen1, & Thao T. T. Nguyen1
Faculty of Food Science and Technology, Nong Lam University, Ho Chi Minh City, Vietnam
ARTICLE INFO
Research Paper
Received: November 26, 2018
Revised: December 22, 2018
Accepted: January 14, 2019
Keywords
Protein powder
Producing protein powder
Protein precipitation
Salted duck eggs
Salted egg white
∗Corresponding author
Nguyen Anh Trinh
Email: natrinh@hcmuaf.edu.vn
ABSTRACT
The objective of the research was to determine process conditions to pro-
duce protein powder from salted duck egg whites based on the two main
steps including precipitation of the protein from egg white and drying the
protein. Optimization for process parameters of protein’s precipitation
and drying were carried out by Response Surface Design method with the
results obtained from the experiment. Basing on the determination of the
limits of studied factors, defining the regression and choosing the optimal
parameters for precipitation and drying processes. The result of optimal
protein precipitation was the ratio of water/salted duck egg white: 3.5/1,
the temperature of 800C and precipitation time of 60 minutes with the
process yield was 9.63% and the salt separation was 19.61%. The result
of optimal drying process was the drying temperature at 750C, material
density: 0.35 g/cm2 (wind speed of 0.64 m/s and drying time of 4 h) with
the product solubility of 11.05%, the water content of 8.19% and aw of
0,476. Verifying the defined regression equation and experiment showed
the different level is less than 5%, the defined regression equation is valid
and has the potential to apply in production.
Cited as: Nguyen, T. A., Nguyen, T. T. P., & Nguyen, T. T. T. (2019). Production of protein
powder from salted duck eggs white. The Journal of Agriculture and Development 18(2), 119-130.
www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2)
120 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Nghiên cứu sản xuất bột protein từ lòng trắng trứng vịt muối
Nguyễn Anh Trinh1∗, Nguyễn Thị Phước Thủy1 & Nguyễn Thị Thanh Thảo1
Khoa Công Nghệ Thực Phẩm, Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, TP. Hồ Chí Minh
THÔNG TIN BÀI BÁO
Bài báo khoa học
Ngày nhận: 26/11/2018
Ngày chỉnh sửa: 22/12/2018
Ngày chấp nhận: 14/01/2019
Từ khóa
Bột protein
Kết tủa protein
Lòng trắng trứng muối
Sản xuất bột protein
Trứng vịt muối
∗Tác giả liên hệ
Nguyễn Anh Trinh
Email: natrinh@hcmuaf.edu.vn
TÓM TẮT
Nghiên cứu nhằm xác định thông số kỹ thuật cho qui trình sản xuất
bột protein từ lòng trắng trứng vịt muối trên 2 giai đoạn chính là kết
tủa protein từ lòng trắng trứng vịt muối và sấy tủa protein thu được.
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình kết tủa và sấy được thực hiện theo
phương pháp bề mặt đáp ứng với các yếu tố được khảo sát từ thí
nghiệm. Trên cơ sở xác định các phạm vi của yếu tố nghiên cứu, tiến
hành xây dựng phương trình hồi quy thực nghiệm, từ đó chọn ra các
thông số tối ưu cho quá trình tủa protein và sấy. Kết quả nghiên cứu
chế độ kết tủa protein tối ưu là tỉ lệ nước: lòng trắng trứng vịt muối
(g/g) là 3,5/1, nhiệt độ 800C, thời gian 60 phút cho hiệu suất thu hồi
tủa là 9,63% và tỉ lệ muối tách ra là 19,61%. Kết quả nghiên cứu chế độ
sấy tủa protein tối ưu có nhiệt độ sấy 750C, mật độ nguyên liệu sấy 0,35
g/cm2 (tốc độ gió 0,64 m/s, thời gian sấy 4 giờ), sản phẩm có độ hòa
tan là 11,05% độ ẩm: 8,19% và Aw là 0,476. Kết quả kiểm chứng giữa
phương trình hồi quy xác định và thực nghiệm, cho thấy sự chênh lệch
nhỏ (dưới 5%), vì thế mô hình có giá trị thực tiễn và có thể áp dụng
trong thực tế sản xuất.
1. Đặt Vấn Đề
Muối trứng là phương pháp bảo quản trứng
được sử dụng và phổ biến ở nhiều nước, đặc biệt
là các nước châu Á như Thái Lan, Trung Quốc,
Việt Nam. Thông thường, trứng muối được sản
xuất bởi hai phương pháp chính là ngâm trứng
trong dung dịch muối hoặc bọc trứng bằng hỗn
hợp đất với muối trong 15 đến 30 ngày (Chi &
Tseng, 1998; Lai & ctv., 1999). Trứng muối làm
từ trứng vịt đạt được nhiều đặc tính mong muốn
hơn so với trứng gà (Li & Hsieh, 2004). Trong
đó, lòng đỏ trứng vịt muối mang giá trị sử dụng
cao hơn so với lòng trắng (Kaewmanee & ctv.,
2009). Qua quá trình muối trứng, lòng trắng mất
đi tính nhớt, trở nên lỏng và thay đổi tỉ lệ so
với tổng thể tích của trứng (Chi & Tseng, 1998).
Protein lòng trắng trứng có nhiều đặc tính chức
năng như khả năng tạo bọt, hoạt tính tạo nhũ,
gel hoá, được sử dụng rộng rãi trong chế biến
thực phẩm. Để tối ưu khả năng sử dụng của lòng
trắng trứng muối, một số nghiên cứu được thực
hiện như nghiên cứu chiết xuất lysozyme để ứng
dụng trong bảo quản thực phẩm (Chang & Liu,
1994), nghiên cứu sử dụng lòng trắng trứng muối
như một thành phần trong sản xuất xúc xích Đức
(Lin & ctv., 1996). Khả năng hình thành gel và
độ bền nhũ của bột lòng trắng trứng muối cũng
được nghiên cứu bởi Huang & ctv. (1996). Lòng
trắng trứng muối (chứa khoảng 10% protein) bị
loại bỏ gây ô nhiễm môi trường, vì chỉ phần lòng
đỏ được sử dụng trong sản xuất bánh (Huang &
ctv., 1999). Qua tìm hiểu thông tin liên quan đến
cơ sở làm bánh pía, bánh trung thu, chả lụa có sử
dụng lòng đỏ trứng vịt muối cho thấy tất cả lòng
trắng trứng được bỏ đi, điều này làm tăng khả
năng gây ô nhiễm môi trường và không làm tăng
giá trị của quả trứng muối nói riêng và quả trứng
tươi nói chung. Vì vậy, tận dụng lòng trắng trứng
vịt muối góp phần đáng kể giảm thiểu ô nhiễm
môi trường, đồng thời tạo ra sản phẩm bột trắng
trứng có giá trị cao, là vấn đề rất được quan tâm
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2) www.jad.hcmuaf.edu.vn
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 121
hiện nay.
Có nhiều phương pháp kết tủa protein (điều
chỉnh pH, nhiệt, muối) và sấy tủa (sấy bằng
không khí nóng, sấy bơm nhiệt,...), chúng tôi chọn
phương pháp kết tủa protein bằng nhiệt và sấy
tủa thu được bằng phương pháp sấy không khí
nóng vì phù hợp với đặc tính của nguyên liệu
lòng trắng trứng vịt muối.
2. Vật Liệu và Phương Pháp Nghiên Cứu
2.1. Vật liệu nghiên cứu
Nguyên liệu lòng trắng trứng vịt muối (Hình
1) được cung cấp bởi cơ sở kinh doanh trứng gia
cầm Mười Tới. Địa chỉ: 140 Tây Thạnh, phường
Tây Thạnh, quận Tân Phú, TP.HCM.
Hình 1. Nguyên liệu lòng trắng trứng vịt muối.
Khảo sát nguyên liệu lòng trắng trứng cho thấy
thành phần của lòng trắng trứng muối có sự dao
động, khối lượng riêng 1,34 ± 0,10 (kg/L), nồng
độ muối 15,87 ± 2,44 (%), có thể do nhiều nguyên
nhân như quá trình sản xuất trứng muối, kích
thước trứng, tạp chất (lòng đỏ trứng, vỏ trứng),...
Đánh giá cảm quan nguyên liệu lòng trắng trứng
muối cho thấy độ đặc lỏng không đồng đều, màu
vàng của lòng trắng có lẫn màu của lòng đỏ, có
mùi tanh đặc trưng của trứng.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Tối ưu hóa quá trình kết tủa protein từ lòng
trắng trứng muối bằng phương pháp nhiệt
• Xác định phạm vi giới hạn của tỷ lệ
nước/lòng trắng trứng muối: Tiến hành kết tủa
protein của lòng trắng trứng muối được pha loãng
(tỉ lệ nước/lòng trắng trứng muối là 1:1, 2:1, 3:1,
4:1, 5:1 và 6:1) và xác định hiệu suất thu hồi,
lượng muối tách ra trong dịch lọc thu được. Thí
nghiệm được tiến hành 5 lần lặp lại.
• Xác định phạm vi giới hạn của nhiệt độ kết
tủa protein: Tiến hành kết tủa protein của lòng
trắng trứng muối được pha loãng ở nhiệt độ 70,
75, 80, 85, 900C và xác định hiệu suất thu hồi,
lượng muối tách ra trong dịch lọc thu được. Thí
nghiệm được tiến hành 5 lần lặp lại.
• Xác định phạm vi giới hạn của thời gian tủa
protein: Tiến hành kết tủa protein của lòng trắng
trứng muối được pha loãng trong thời gian 45, 60,
75, 90, 105, 120 phút và xác định hiệu suất thu
hồi, lượng muối tách ra trong dịch lọc thu được.
Thí nghiệm được tiến hành 5 lần lặp lại.
• Xác định chế độ tủa protein tối ưu: Chúng tôi
đã thực hiện bố trí thí nghiệm theo phương pháp
bề mặt đáp ứng (Response Surface Design), Box-
Behnken (BDD) với 3 yếu tố khảo sát là độ pha
loãng X1, nhiệt độ tủa X2 và thời gian tủa X3.
Trên cơ sở xác định X1, X2, X3 xây dựng phương
trình hồi quy thực nghiệm để mô tả sự phụ thuộc
của 3 yếu tố khảo sát lên các chỉ tiêu theo dõi.
Từ đó chọn ra các mức thích hợp của các yếu tố
khảo sát cho quá trình tủa protein bằng nhiệt.
Phương trình bậc 2 có dạng: Y = a0 + a1X1 +
a2X2 + a3X3 + b1X1X2 + b2X1X3 + b3X2X3 +
c1X21 + c2X
2
2 + c3X
2
3.
2.2.2. Tối ưu hóa quá trình sấy tủa protein lòng
trắng trứng muối bằng phương pháp sấy
không khí nóng
• Xác định phạm vi giới hạn của nhiệt độ sấy:
Tiến hành sấy tủa protein của lòng trắng trứng ở
các nhiệt độ 500C, 600C, 700C, 800C đến độ ẩm
< 10% để xác định phạm vi giới hạn của nhiệt độ
sấy áp dụng cho thí nghiệm tối ưu hóa quá trình
sấy, thí nghiệm được tiến hành 3 lần lặp lại.
• Xác định phạm vi giới hạn mật độ sấy: Tiến
hành sấy tủa protein của lòng trắng trứng ở các
mật độ nguyên liệu 0,35 g/cm2, 0,45 g/cm2, 0,55
g/cm2, sấy đến độ ẩm < 10% để xác định phạm vi
giới hạn của mật độ sấy áp dụng cho thí nghiệm
tối ưu hóa quá trình sấy, thí nghiệm được tiến
hành 3 lần lặp lại.
• Xác định chế độ sấy tủa protein tối ưu: Chúng
tôi đã thực hiện bố trí thí nghiệm theo phương
pháp quy hoạch thực nghiệm bậc hai, cấu trúc có
tâm (Central Composite Design, CCD), với góc
www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2)
122 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
quay 1,414. Hai yếu tố khảo sát là nhiệt độ sấy và
mật độ nguyên liệu sấy. Các giá trị mã hóa: X1:
nhiệt độ (0C), X2: mật độ nguyên liệu (g/cm2),
Y1: độ hòa tan (%) và Y2: độ trắng (%). Phương
trình hồi quy thực nghiệm mô tả sự phụ thuộc
của độ hòa tan và độ trắng của bột lòng trắng
trứng vào các yếu tố thí nghiệm là một đa thức
bậc 2 có dạng sau: Y = a0 + a1X1 + a2X2 +
b1X1X2 + c1X21 + c2X
2
1.
Kiểm chứng phương trình: sau khi xác định
được phương trình hồi quy và các giá trị tối ưu
tiến hành sấy mẫu thực nghiệm ở các giá trị tối
ưu (nhiệt độ và mật độ nguyên liệu sấy) để kiểm
chứng mức độ phù hợp của phương trình. Chỉ tiêu
đánh giá là độ hòa tan và độ trắng.
2.3. Các phương pháp phân tích
• Phương pháp xác định ẩm độ theo TCVN
8135:2009
• Xác định hiệu suất thu hồi tủa H(%):
H(%) =
mchất khô × 100
mltt đem tủa
với mchất khô là khối lượng chất khô của lòng
trắng trứng vịt muối đem tủa (g), mltt đem tủa là
khối lượng của lòng trắng trứng vịt muối đem tủa
(g).
• Xác định tỉ lệ muối tách ra M(%):
M(%) =
mmuối trong dịch lọc × 100
mmuối trong ltt đem tủa
với:
mmuối trong dịch lọc(g) =
S%₀
1000
×Vdịch lọc(mL)
mmuối trong ltt đem tủa(g) =
S%₀
1000
• Phương pháp xác định độ hòa tan:
Độ hòa tan của các mẫu bột trứng được xác
định dựa theo phương pháp của Anderson & ctv.
(1969). Độ hòa tan được tính theo tỉ lệ phần trăm
vật chất khô hòa tan trong nước sau ly tâm so với
tổng lượng chất khô tính được.
Cách tiến hành: Cho 1 g bột trứng vào ống ly
tâm (dung tích 50 mL), sau đó thêm 30 g nước
cất, khuấy đều bằng máy rung, sau đó giữ ống ly
tâm trong nước 370C trong 30 phút rồi tiến hành
ly tâm với tốc độ 5000 vòng/phút trong thời gian
10 phút. Sau ly tâm, phần bột không tan sẽ lắng
xuống đáy ống ly tâm, nhẹ nhàng tách riêng phần
lỏng và phần rắn không tan vào 2 cốc nhôm khác
nhau đã được cân trước khối lượng. Đặt tất cả
cốc nhôm vào tủ sấy 1050C, sấy đến khối lượng
không đổi, sau đó đem cân khối lượng cốc nhôm
sau sấy.
Tính kết quả: Độ hòa tan = (m/m0) × 100
(%), trong đó: m là khối lượng vật chất khô hòa
tan trong phần dung dịch lỏng sau ly tâm, m0 là
tổng khối lượng của vật chất khô hòa tan trong
phần lỏng và vật chất khô không tan trong phần
rắn.
• Phương pháp đo màu: Màu sắc mẫu được
đo bằng máy đo màu Konica Minolta (Hallier &
ctv., 2008; Roth & ctv., 2008). Số liệu ghi nhận
từ việc đo màu là các giá trị L*, a*, b*. Trong đó,
L* đặc trưng cho độ sáng, thông số a* đại diện
cho màu đỏ, giá trị tương ứng chạy từ màu xanh
lá cây đến màu đỏ, b* đại diện cho màu vàng,
giá trị tương ứng chạy từ màu xanh da trời đến
vàng. L*, a*, b* càng lớn, mẫu càng sáng, màu
càng đỏ và càng vàng. Độ trắng W được xác định
theo công thức::
W(%) =
√
(100− L)2 + a2 + b2
• Phương pháp đo hoạt độ nước (Aw): Sử dụng
máy đo hoạt độ nước Aqualab để xác định hoạt
độ nước của các mẫu.
• Hàm lượng ẩm WC (Water Content): Hàm
lượng ẩm được xác định theo phương pháp sấy
khô ở 1050C đến khi khối lượng không đổi. Hàm
lượng ẩm được xác định theo căn bản ướt bằng
công thức:
WC(%) =
mmẫu trước sấy −m mẫu sau sấy
mmẫu trước sấy
× 100
2.4. Phân tích thống kê
Số liệu thí nghiệm được tiến hành phân tích
phương sai ANOVA (Analysis of Variance) để
xác định sự ảnh hưởng của yếu tố nghiên cứu
đến dữ liệu thu thập và trắc nghiệm LSD (Least
Significant Difference) để đánh giá sự khác biệt ý
nghĩa thống kê giữa các giá trị trung bình của các
nghiệm thức, xét ở độ tin cậy 95%. Kết quả xử lý
thống kê được thể hiện dưới dạng các biểu đồ. Số
liệu được xử lý bằng các phần mềm JMP 10.0.2
(SAS Institute Inc., 2012; USA) và Microsoft Ex-
cel 2007 (Microsoft Corp., 2007; USA).
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2) www.jad.hcmuaf.edu.vn
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 123
3. Kết Quả và Thảo Luận
3.1. Tối ưu hóa quá trình kết tủa protein từ
lòng trắng trứng muối bằng phương pháp
nhiệt
3.1.1. Xác định phạm vi giới hạn tỷ lệ nước/lòng
trắng trứng muối
• Tỉ lệ muối tách (%):
Lượng muối tách ra ứng với các tỉ lệ nước/lòng
trắng trứng (1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 và 6:1) được
thể hiện trong Hình 2.
Hình 2. Phần trăm muối tách ở các tỉ lệ pha loãng.
Tỉ lệ nước/lòng trắng trứng càng tăng thì lượng
muối tách ra càng nhiều, cao nhất ở tỉ lệ 5:1 là
25,6%, thấp nhất ở tỉ lệ 1:1 là 9,97%, sự khác biệt
này có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%. Lượng
muối tách ở tỉ lệ 3:1, 4:1, 5:1, 6:1 không có sự
khác biệt ý nghĩa thống kê.
• Hiệu suất thu hồi (%):
Hiệu suất thu hồi ứng với các tỉ lệ nước/lòng
trắng trứng (1:1, 2:1, 3:1, 4:1, 5:1 và 6:1) được
thể hiện trong Hình 3.
Hình 3. Hiệu suất thu hồi ở các tỉ lệ pha loãng (%).
Tỉ lệ nước/lòng trắng trứng càng tăng thì hiệu
suất thu hồi càng giảm. Hiệu suất thu hồi cao
nhất ở tỉ lệ 1:1 là 15,54%, thấp nhất ở tỉ lệ 6:1
là 9,73%, sự khác biệt này có ý nghĩa thống kê ở
độ tin cậy 95%. Hiệu suất thu hồi ở tỉ lệ 2:1, 3:1,
4:1, 5:1, 6:1 khác biệt không có ý nghĩa thống kê
(P < 0,05).
Theo kết quả trên, chúng tôi chọn phạm vi giới
hạn của tỉ lệ nước/lòng trắng trứng từ 2 đến 4 để
thực hiện thí nghiệm tối ưu hóa.
3.1.2. Xác định phạm vi giới hạn của nhiệt độ tủa
protein
• Tỉ lệ muối tách (%):
Lượng muối tách ra ứng với nhiệt độ tủa pro-
tein ở 70, 75, 80, 85 và 900C được thể hiện trong
Hình 4.
Hình 4. Phần trăm muối tách ở các nhiệt độ kết tủa
protein.
Lượng muối tách ra cao nhất ở nhiệt độ tủa
700C là 31,47%, thấp nhất ở 800C là 16,06%, sự
khác biệt này có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy
95%.
• Hiệu suất thu hồi (%):
Hiệu suất thu hồi ứng với nhiệt độ tủa protein
ở 70, 75, 80, 85 và 900C được thể hiện trong và
Hình 5.
Hình 5. Hiệu suất thu hồi ở các nhiệt độ kết tủa
protein.
www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nông nghiệp ... iệu suất thu hồi tủa giảm đi,
nguyên nhân là do ở nhiệt độ quá cao, protein
biến tính gần hết, tủa protein lại tiếp xúc trực
tiếp với đáy bình nên dính chặt dưới đáy bình,
dẫn đến hao hụt tủa. Nhiệt độ kết tủa X2 ảnh
hưởng đến tỉ lệ muối tách cũng theo dạng parabol,
nhiệt độ tủa càng thấp thì tỉ lệ muối tách ra càng
nhiều vì khi ở nhiệt độ thấp, protein sẽ biến tính
từ từ nên hạt tủa tạo ra sẽ nhỏ, phân tán đều
trong dung dịch, tủa không ngậm nhiều muối nên
tỉ lệ muối tan trong nước sẽ nhiều lên, dẫn đến
muối tách ra nhiều hơn. Nhưng đến một nhiệt
độ nhất định tỉ lệ muối tách ra lại tăng lên do ở
nhiệt độ quá cao, độ hòa tan của muối tăng, muối
trong tủa được hòa tan từ từ vào nước, do đó ta
thấy có sự tăng nhẹ tỉ lệ muối tách ra ở nhiệt cao.
Thời gian kết tủa ảnh hưởng không nhiều đến
hiệu suất thu hồi tủa và tỉ lệ muối tách ra. Thời
gian tủa càng tăng thì hiệu suất thu hồi tủa càng
tăng do càng đun lâu, lòng trắng trứng biến tính
càng nhiều. Thời gian tủa càng tăng thì tỉ lệ muối
tách càng giảm do để càng lâu, tủa càng nhiều và
tủa có thời gian sắp xếp tại thành các khối tủa
to ngậm muối vào trong đó.
Chế độ tối ưu cho hiệu suất thu hồi cao vì tủa
ở nhiệt độ cao và thời gian ngắn nhưng cũng đảm
bảo được lượng muối tách ra không quá thấp, đó
là chế độ tỉ lệ X1 là 3,5/1, nhiệt độ tủa là 800C
và thời gian tủa là 60 phút, với những yếu tố
tối ưu đó thì hiệu suất thu hồi tủa dự kiến của
thí nghiệm này là 9,63% và tỉ lệ muối tách ra là
19,61%.
Sự tương tác của các yếu tố khảo sát của chế
www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2)
126 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
độ kết tủa được biểu diễn qua đường đồng mức
được thể hiện ở Hình 8.
Hình 8. Đường đồng mức biểu diễn hiệu suất thu
hồi tủa và lượng muối tách ra.
Chúng tôi chọn khoảng hiệu suất thu hồi tủa (8
– 12%) và khoảng tỉ lệ muối tách ra (18 – 22%) là
đáp ứng của chế độ tủa tối ưu: tỉ lệ X1 = 3,5/1,
nhiệt độ 800C và thời gian 60 phút. Nhìn trên
hình cho thấy khoảng trắng không bị tô màu, đó
chính là khoản đáp ứng tốt nhất của chế độ tối
ưu.
• Kiểm chứng giá trị tối ưu từ mô hình thực
nghiệm:
Từ các thông số tối ưu của quá trình tủa pro-
tein lòng trắng trứng được xác định bằng phương
trình của mô hình bề mặt đáp ứng, chúng tôi tiến
hành thực nghiệm để kiểm chứng lại các thông số
tối ưu, chứng minh tính xác thực của mô hình.
Chúng tôi thực nghiệm lại các thông số tối ưu 2
lần và lấy giá trị thực nghiệm trung bình trình
bày ở Bảng 3.
Bảng 3. Kết quả kiểm chứng hiệu suất thu hồi và tỉ
lệ muối tách ra giữa mô hình và thực nghiệm
Mô hình
Thực
nghiệm
Hiệu suất thu hồi (%) 9,63 9,57
Tỉ lệ muối tách ra (%) 19,61 18,82
Ở chế độ tủa (X1 = 3,5/1, nhiệt độ 800C và
thời gian 60 phút), hiệu suất thu hồi tủa của mô
hình lệch với thực nghiệm 0,62% và tỉ lệ muối
tách ra của mô hình lệch với thực nghiệm 4,03%,
độ chênh lệch hiệu suất thu hồi tủa giữa mô hình
với thực nghiệm nhỏ, còn độ chênh lệch tỉ lệ muối
tách giữa mô hình với thực nghiệm khá lớn nhưng
nhỏ hơn 5% nên mô hình có giá trị thực tiễn và
có thể áp dụng vào thực tế sản xuất. Tủa protein
từ lòng trắng trứng vịt muối được thể hiện trong
Hình 9.
Hình 9. Tủa protein từ lòng trắng trứng vịt muối.
3.2. Tối ưu hóa quá trình sấy tủa protein lòng
trắng trứng muối bằng phương pháp sấy
không khí nóng
3.2.1. Xác định phạm vi giới hạn của nhiệt độ sấy
• Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng ẩm
của bột protein lòng trắng trứng muối:
Kết quả khảo sát hàm lượng ẩm của bột protein
lòng trắng trứng muối trong quá trình sấy được
thể hiện ở Hình 10.
Qua Hình 10 cho thấy nhiệt độ sấy càng cao thì
thời gian sấy càng nhanh và đường cong sấy càng
dốc. Do ở nhiệt độ cao hơi nước thoát ra khỏi
nguyên liệu nhanh hơn làm cho hàm ẩm giảm
nhanh từ đó rút ngắn được thời gian sấy. Ở 800C,
thời gian sấy là nhanh nhất (khoảng 5 giờ), kế đến
là 700C (8 giờ), 600C (9 giờ) và sấy ở 500C là lâu
nhất với thời gian sấy khoảng 10 giờ.
• Ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến độ hòa tan của
bột protein lòng trắng trứng muối:
Kết quả khảo sát độ hòa tan của bột protein
lòng trắng trứng muối trong quá trình sấy được
thể hiện ở Bảng 4.
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2) www.jad.hcmuaf.edu.vn
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 127
Hình 10. Ẩm độ của bột protein lòng trắng trứng muối ứng với nhiệt độ sấy khác nhau.
Bảng 4. Ảnh hưởng của chế độ sấy ở các nhiệt độ
khác nhau đến độ hòa tan của bột trứng
Nhiệt độ sấy
(0C)
Độ hòa tan của bột trứng1
(%)
50 (10 giờ) 9,07bc ± 0,21
60 (9 giờ) 8,69c ± 0,18
70 (8 giờ) 9,47b ± 0,46
80 (5 giờ) 10,27a ± 0,22
1Số liệu trong cột là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại,
nghiệm thức có ký tự giống nhau thì khác biệt không có ý
nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
Khi sấy ở 800C (trong 5 giờ), bột trứng thu
được có độ hòa tan cao nhất (10,27 ± 0,22%) và
khác biệt có ý nghĩa thống kê so với các mẫu bột
trứng còn lại ở độ tin cậy 95%. Nguyên nhân là
do, khi sấy ở nhiệt độ 800C tuy là nhiệt độ cao
nhất nhưng bù lại thời gian sấy ở nhiệt độ này là
ngắn nhất do đó rút ngắn được thời gian nguyên
liệu tiếp xúc với nhiệt độ cao, từ đó hạn chế được
ảnh hưởng của nhiệt độ cao lên khả năng hòa
tan của bột trứng. Dựa vào kết quả khảo sát ảnh
hưởng của nhiệt độ sấy, chúng tôi chọn phạm vi
nhiệt độ sấy để tiến hành thí nghiệm tối ưu hóa
quá trình sấy tủa protein lòng trắng trứng muối
bằng không khí nóng là từ 75 đến 850C.
3.2.2. Xác định phạm vi giới hạn mật độ sấy
Trong các quá trình sấy cùng với ảnh hưởng
của chế độ sấy (nhiệt độ, thời gian, tốc độ gió)
thì mật độ nguyên liệu sấy cũng gây ảnh hưởng
không nhỏ đến quá trình sấy cũng như chất lượng
sản phẩm sau sấy. Mật độ nguyên liệu càng dày
sẽ làm chậm sự di chuyển ẩm từ trong lòng ra
bề mặt nguyên liệu cũng như sự bốc hơi ẩm từ
bề mặt nguyên liệu ra ngoài môi trường, gây kéo
dài thời gian sấy, làm tăng thời gian nguyên liệu
tiếp xúc với nhiệt độ cao, gây ảnh hưởng đến tính
chất công nghệ của sản phẩm.
• Ảnh hưởng mật độ sấy đến hàm lượng ẩm
của bột protein lòng trắng trứng muối:
Kết quả khảo sát hàm lượng ẩm của bột protein
lòng trắng trứng muối ứng với mật độ sấy khác
nhau được thể hiện ở và Hình 11.
Mật độ thấp đồng nghĩa với lớp nguyên liệu
khá mỏng, làm cho nguyên liệu nhận được nhiệt
nhanh và quá trình chuyển ẩm từ trong lòng ra
bề mặt nguyên liệu cũng như sự bốc hơi ẩm từ
bề mặt nguyên liệu ra ngoài môi trường diễn ra
nhanh hơn, ẩm độ nhanh chóng đạt đến giá trị
mong muốn, rút ngắn được thời gian sấy.
• Ảnh hưởng của mật độ sấy đến độ hòa tan
của bột protein lòng trắng trứng muối:
Kết quả khảo sát độ hòa tan của bột protein
lòng trắng trứng muối ứng với mật độ sấy được
thể hiện ở Bảng 5.
Bảng 5. Ảnh hưởng của mật độ nguyên liệu sấy
đến độ hòa tan của bột lòng trắng trứng
Mật độ nguyên liệu sấy
(g/cm2)
Độ hòa tan bột trứng1
(%)
0,35 10,53a ± 0,11
0,45 10,29a ± 0,16
0,55 9,69b ± 0,32
1Số liệu trong cột là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại,
nghiệm thức có ký tự giống nhau thì khác biệt không có ý
nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%.
www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2)
128 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Hình 11. Ẩm độ của bột protein lòng trắng trứng muối ứng với mật độ sấy khác nhau.
Mật độ nguyên liệu sấy càng thấp thời gian
sấy càng nhanh từ đó làm giảm sự biến tính của
protein bởi nhiệt nên độ hòa tan cao hơn. Ở mật
độ 0,55 g/cm2 độ hòa tan đạt giá trị thấp nhất
(9,69b ± 0,32), tăng lên ở mật độ 0,45 g/cm2 và
cao nhất khi sấy ở mật độ 0,35 g/cm2. Tuy nhiên
giữa hai mật độ 0,35 và 0,45 g/cm2, sự khác biệt
độ hòa tan là không có ý nghĩa thống kê (P >
0,05) ở độ tin cậy 95%. Như vậy, từ các phân tích
trên, chúng tôi chọn phạm vi mật độ nguyên liệu
sấy để tiến hành thí nghiệm tối ưu hóa quá trình
sấy tủa protein lòng trắng trứng muối là 0,35 –
0,45 g/cm2.
3.2.3. Xác định chế độ sấy tủa protein tối ưu
Từ các thí nghiệm xác định phạm vi ảnh hưởng
của các yếu tố thí nghiệm, giá trị mã hóa được thể
hiện trong Bảng 6. Ma trận mã hóa thí nghiệm
CCD và đáp ứng Y trình bày ở Bảng 7.
• Xét chỉ tiêu Y1 (độ hòa tan):
Kết quả xử lý cho thấy hệ số tương quan giữa
độ hòa tan thực nghiệm và lý thuyết là R2 = 0,95
ở độ tin cậy là 95%. Phương trình đường cong của
mô hình bề mặt đáp ứng ở độ tin cậy 95% là: Y1
= 10,43 – 0,33X1 – 0,2X2 + 0,31X1X2 + 0,18X21
trong đó: Y1 là độ hòa tan (%), X1: nhiệt độ sấy
(0C), X2: mật độ nguyên liệu (g/cm2). Đồ thị
biểu diễn bề mặt đáp ứng của độ hòa tan dưới sự
ảnh hưởng của 2 yếu tố (nhiệt độ sấy và mật độ
sấy) được thể hiện trong Hình 12.
Nhiệt độ ảnh hưởng lên độ hòa tan của bột
trứng ở cả bậc 1, bậc 2 và tương tác giữa hai yếu
tố, còn mật độ nguyên liệu sấy chỉ ảnh hưởng lên
độ hòa tan của bột trứng ở bậc 1 và tương tác
giữa 2 yếu tố thí nghiệm, trong đó, bậc 1 của
Hình 12. Bề mặt đáp ứng của độ hòa tan.
nhiệt độ sấy là ảnh hưởng mạnh mẽ nhất.
• Xét chỉ tiêu Y2 (độ trắng):
Kết quả xử lý cho thấy hệ số tương quan giữa
độ trắng thực nghiệm và lý thuyết là R2 = 0,94
ở độ tin cậy là 95%. Phương trình đường cong
của mô hình bề mặt đáp ứng ở độ tin cậy 95%
là: Y2 = 77,43 + 0,5X2 – 0,53X1X2 + 1,04X21 +
0,85X22. Trong đó, Y1 là độ hòa tan (%), X1: nhiệt
độ sấy (0C), X2: mật độ nguyên liệu (g/cm2). Đồ
thị biểu diễn bề mặt đáp ứng của độ trắng dưới
ảnh hưởng của 2 yếu tố (nhiệt độ sấy và mật độ
nguyên liệu) được thể hiện trong Hình 13.
Khi thay đổi giá trị của yếu tố nhiệt độ sấy
thì cả độ hòa tan và độ trắng đều đạt cực đại tại
750C; còn khi thay đổi giá trị của yếu tố mật độ
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2) www.jad.hcmuaf.edu.vn
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh 129
Bảng 6. Các mức mã hóa giá trị các yếu tố khảo sát cho thí nghiệm tối
ưu hóa quá trình sấy tủa protein lòng trắng trứng vịt muối
Các biến độc lập
Các giá trị mã hóa
-α -1 0 1 +α
X1: nhiệt độ (0C) 73 75 80 85 87
X2: mật độ nguyên liệu (g/cm2) 0,33 0,35 0,4 0,45 0,47
Bảng 7. Ma trận mã hóa thí nghiệm CCD và đáp ứng Y
ĐVTN Mã hóa Nhiệt độ (0C) Mật độ (g/cm2) Độ hòa tan (%) Độ trắng (%)
1 -α0 73 0,40 11,21 79,43
2 - - 75 0,35 11,52 78,89
3 - + 75 0,45 10,38 80,80
4 0-α 80 0,33 10,54 78,34
5 00 80 0,40 10,22 77,47
6 00 80 0,40 10,56 77,39
7 00 80 0,40 10,51 77,43
8 0α 80 0,47 10,13 79,95
9 + - 85 0,35 10,19 78,86
10 + + 85 0,45 10,30 78,65
11 α0 87 0,40 10,34 79,61
Hình 13. Bề mặt đáp ứng của độ trắng.
nguyên liệu sấy thì độ hòa tan đạt cực đại tại giá
trị 0,35 g/cm2, độ trắng đạt cực đại tại giá trị
0,45 g/cm2.
• Kiểm chứng giá trị tối ưu từ mô hình thực
nghiệm:
Từ các thông số tối ưu của quá trình sấy tủa
protein lòng trắng trứng muối được xác định bằng
phương trình của mô hình bề mặt đáp ứng, chúng
tôi tiến hành thực nghiệm để kiểm chứng lại các
thông số tối ưu, chứng minh tính xác thực của
mô hình. Chúng tôi thực nghiệm lại các thông số
tối ưu 2 lần và lấy giá trị thực nghiệm trung bình
trình bày ở Bảng 8.
Độ hòa tan và độ trắng của mô hình lệch với
thực nghiệm lần lượt là 3,24% và 0,62%. Độ chênh
lệch độ trắng giữa mô hình với thực nghiệm nhỏ,
còn độ chênh lệch độ hòa tan giữa mô hình với
thực nghiệm khá cao nhưng vẫn nhỏ hơn 5% nên
mô hình có giá trị thực tiễn và có thể áp dụng
vào thực tế sản xuất.
4. Kết Luận và Kiến Nghị
4.1. Kết luận
Sản xuất bột protein từ lòng trắng trứng vịt
muối bao gồm 2 giai đoạn cơ bản đó là kết tủa
protein và sấy tủa protein thu được. Quá trình
nghiên cứu đã xác định được chế độ tối ưu với chế
độ kết tủa protein (tỉ lệ nước/lòng trắng trứng
3,5/1, nhiệt độ tủa 800C và thời gian tủa 60 phút)
cho hiệu suất thu hồi tủa là 9,63%, tỉ lệ muối tách
ra là 19,61% và chế độ sấy (nhiệt độ sấy 750C,
mật độ nguyên liệu sấy 0,35 g/cm2, tốc độ gió
0,64 m/s, thời gian sấy 4 giờ) cho sản phẩm có
độ hòa tan là 11,05% và độ trắng 78,53%. Qua
kết quả kiểm chứng hiệu suất thu hồi (%) và tỉ lệ
muối tách ra (%) giữa mô hình và thực nghiệm,
www.jad.hcmuaf.edu.vn Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2)
130 Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
Bảng 8. Kết quả kiểm chứng độ hòa tan và độ trắng giữa
mô hình và thực nghiệm
Độ hòa tan (%) Độ trắng (%)
Mô hình Thực nghiệm Mô hình Thực nghiệm
11,42 11,05 78,53 79,02
cho thấy có sự chênh lệch ít giữa các thông số mô
hình và thực nghiệm. Vì thế mô hình này có giá
trị thực tiễn và có thể áp dụng trong thực tế sản
xuất. Chúng tôi tiến hành tủa protein và sấy tủa
theo thông số tối ưu xác định được, tủa protein
sau khi sấy được nghiền thu được sản phẩm bột
protein lòng trắng trứng vịt muối (Hình 14), sản
phẩm có độ ẩm 8,19%, hoạt độ nước Aw 0,476 là
mức hoạt độ nước an toàn đối với sự phát triển
của vi sinh vật trong quá trình bảo quản.
Hình 14. Bột protein lòng trắng trứng vịt muối.
4.2. Kiến nghị
Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng trong thực
tiễn, tuy nhiên cần tiến hành ở qui mô pilot để
xác định thông số kỹ thuật của quá trình sản
xuất cho phù hợp với qui mô lớn (công nghiệp)
trong việc sản xuất bột protein từ lòng trắng
trứng muối. Ứng dụng bột protein từ lòng trắng
trứng muối sản xuất được vào các sản phẩm nhũ
tương như xúc xích, chả lụa, chả cá,...
Tài Liệu Tham Khảo (References)
Anderson, R. A., Conway, H. F., Pfiefer, V. F., & Griffin,
E. L. (1969). Roll and extrusion – cooking of grain
sorghum grits. Cereal Science Today, 14(11), 373-381.
Chang, H. S., & Liu, M. H. (1994). Preservative effect
of egg white lysozyme on fish ball. Journal of Chinese
Society Animal Science 23, 441-448.
Chi, S. P., & Tseng, K. H. (1998). Physicochemical prop-
erties of salted pickled yolk from duck and chicken eggs.
Journal of Food Science 33, 507-513.
Hallier, A., Chevallier, S., Serot, T., & Prost, C. (2008).
Freezing-thawing effects on the colour and texture of
European catfish flesh. International Journal of Food
Science & Technology 43(7), 1253-1262
Huang, J. J., Tsai, J. S., & Pan, B. S. (1999). Pickling
time and electrodialysis affects functional properties of
salted duck egg white. Journal of Food Biochemistry
23, 607-618.
Huang, J. S., & Cheng, R. L. (1996). The effect of drying
methods on powder characteristics of salted duck egg
white powder. Journal of Chinese Institute of Food
Science and Technology 23, 819-829.
Kaewmanee, T., Benjakul, S., & Visessanguan, W.
(2009). Changes in chemical composition, physical
properties and microstructure of duck egg as influenced
by salting. Food Chemistry 112(3), 560-569.
Lai, K. M., Chi, S. P., & Ko, W. C. (1999). Changes
in yolk stages of duck egg during long – term brining.
Journal of Agriculture and Food Chemistry 4, 733-736.
Li, J., & Hsieh, Y. P. (2004). Traditional Chinese food
technology and cuisine. Asia Pacific Journal of Clin-
ical Nutrition 13, 147-155.
Lin, C. W., Jiang, Y. N., Su, H. P., & Chen, H. L. (1996).
Emulsifying characteristics of salted duck egg white
and its application in frankfruters. Journal of Chinese
Institute of Food Science and Technology 23, 244-254.
Roth, B., Oines, S., Rotabakk, B. T., & Birkel, S. (2008).
Using electricity as a tool in quality studies of At-
lantic salmon. European Food Research and Technol-
ogy 227(2), 571-577.
Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển 18(2) www.jad.hcmuaf.edu.vn