Nghiên cứu các giải pháp để ổn định màu xanh cho hỗn hợp rau dạng pâte.

MỞ ĐẦU Thực phẩm được chế biến từ nguồn nguyên liệu thiên nhiên luôn luôn là đề tài khai thác của nhiều nhà chế biến thực phẩm. Một trong những thiên hướng được khai thác mạnh đồng thời đã đem lại những kết quả ứng dụng trong đời sống không những trên lĩnh vực dinh dưỡng mà còn cả trong lĩnh vực dược học đó là chế biến các sản phẩm từ rau quả. Nghiên cứu chế biến rau quả và đa dạng hóa chủng loại sản phẩm được đặc biệt chú ý. Một trong những sản phẩm nghiên cứu đi đầu cho cách sử dụng rau quả trong tương lai không xa đó là sản phẩm hỗn hợp rau quả dạng sệt (dạng pâte) sẽ rất có hiệu quả cao cho người tiêu dùng đặc biệt là người cao tuổi. Sản phẩm dạng này không ngoài mục đích thay dần thói quen sử dụng thực phẩm vốn chưa hợp lý đối với người cao tuổi và là tiền đề để thay đổi khẩu phần ăn buổi tối hợp lý hơn cho sức khỏe. Sản phẩm rau dạng pâte chưa nghiên cứu được nhiều trong nước. Việc sử dụng phụ gia trạng thái cho phép trong thực phẩm đã được khơi mào nghiên cứu trong nhiều năm gần đây song chưa được công bố. Vấn đề tồn đọng lớn nhất trong quá trình xử lý công nghệ đó là sự biến đổi màu của clorofil dưới tác động của nhiệt độ cao và pH của sản phẩm vốn là pH axit. Vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi tập trung vào tìm các giải pháp để tạo sự bền màu tự nhiên cho sản phẩm cuối. Chương I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU RAU Trong nhiên cứu này chúng tôi sử dụng hỗn hợp một số các loại rau quả có cùng công dụng và gam màu tương tự nhau. Cụ thể là: bí đao, mướp hương, suplơ xanh, đậu côve. 1.1.1. Bí đao Bí đao hay còn gọi là bí phấn, bí trắng có nguồn gốc từ Nam Trung Quốc và Ấn Độ là khu vực nắng nhiều, nhiệt độ và độ ẩm không khí cao, nhiệt độ thích hợp cho bí đao sinh trưởng và phát triển từ: 25 ( 270C. Bí đao có lớp vỏ dày, cứng, hàm lượng nước thấp, bí đao có khả năng vận chuyển và bảo quản tốt, là loại rau dự trữ cho thời kì giáp vụ và thiếu rau. Thành phần hóa học cơ bản của bí đao được thể hiện ở bảng 1.1. Bảng 1.1. Thành phần hóa học cơ bản của bí đao [2] Thành phần hóa học (%)   Nước  72 ( 82   Đường  1,5   Axit  0,3 ( 0,8   Protein  1 ( 1,4   Muối khoáng  -   Bí đao còn có tính ? quí để chọn sử dụng trong lúc thành phần hóa học của nó về mặt dinh dưỡng không cao. 1.1.2. Mướp hương Mướp hương hay còn gọi là mướp ta hay mướp quỳnh 7 lá, có tên khoa học là Luffa cylindrica [2]. Mướp được trồng khắp nơi trong nước ta. Mướp là loại dây leo, thân có góc cạnh, đường kính từ 15 ( 25 cm, phiến chia thùy thành 3 cạnh hình mác, mép có răng cưa, hoa đực mọc thành chùm, hoa cái mọc đơn độc. Quả hình thoi hay hình trụ, dài từ 0,25 ( 1 m nhiều khi hơn, mặt ngoài màu lục nhạt, trên có những đường màu đen chạy dọc theo quả. Hạt nhiều, hình trứng. Khi già có màu nâu nhạt, khi chín vỏ ngoài của quả, hạt và chất nhầy tróc hết, còn lại khối xơ cứng, dai, không bị nước làm mục hỏng. Mướp hương có vị ngọt thơm, tính bình, không độc, được dùng để xào nấu hay làm thuốc chữa lưu thông khí huyết, lợi sữa cho phụ nữ mới sinh. Xơ mướp là vị thuốc thanh lương, hoạt huyết, thông kinh, giải độc, giảm đau, cầm máu,… [2] Thành phần hóa học cơ bản của mướp: saponin, chất nhầy, xylan, chất béo, protein (1,5 %), vitamin B và C, muối khoáng (kali nitrat) [2]. 1.1. 3. Đậu cô ve Đậu cô ve có tên tiếng Anh : Spring bean, được du nhập vào nước ta thời Pháp thuộc. Đậu cô ve là loại cây thảo, nhỏ, lùn, thân ngắn, có cạnh và lông, quả đậu dài, dẹt, đầu có mũi nhọn ngắn, hạt hình thận. Thành phần hóa học cơ bản của đậu cô ve được thể hiện ở bảng 1.2. Bảng 1.2. Thành phần hóa học cơ bản của đậu côve [13] Thành phần hóa học (%)   Nước  91   Protein  1,8   Lipit  0,2   Hyđrat cacbon  6,6   Xơ  1   Tro  0,7   Hạt đậu côve giàu đạm khoảng 20%, gluxit (50%), lipit (2%), muối khoáng, vitamin B rất cần thiết để bổ sung vào khẩu phần thiếu thịt. Đậu côve sử dụng để làm rau xanh ăn hàng ngày và làm nguyên liệu cho ngành sản xuất đồ hộp ở dạng quả non. 1.1.4. Suplơ xanh Tên tiếng Anh: Spouting brocolli, là cây thuộc họ thập tự, có tổ tiên ở vùng Địa Trung Hải, được người Italia sử dụng làm rau từ năm 2000 năm trước đây. Suplơ xanh là loại rau cao cấp có giá trị dinh dưỡng cao, có hương vị riêng, mềm ngon ở dạng rau quả tươi và đóng hộp. Đặc biệt, suplơ xanh có chứa hàm lượng vitamin A rất cao, có hàm lượng vitamin C thấp hơn cải xoăn nhưng cao hơn hẳn các loại cải khác. Ngoài ra, trong suplơ xanh còn có chứa một hàm lượng lớn các chất sắt và chất khoáng khác. Thành phần dinh dưỡng của suplơ xanh được thể hiện ở bảng 1.3. Bảng 1.3. Thành phần dinh dưỡng của suplơ xanh [2] Thành phần hóa học (%)  Chất khoáng (mg%)  Vitamin (UI)   Nước  89,9  Ca  1,29  Vitamin A  9000   Protein  3,3  P  0,79  Vitamin B  33   Chất béo  0,2  K  3,52  Vitamin C  137   Hydratcacbon  5,5  S  1,26       Cu  24     Hiện nay, suplơ xanh được trồng nhiều ở Anh, Nhật Bản và các nước Châu Âu. Với khí hậu nước ta, suplơ xanh thích hợp với vụ đông, đặc biệt sản lượng cao ở Đà Lạt, Sapa. Suplơ xanh có thể sử dụng ở dạng tươi, đóng hộp hoặc đông lạnh. Về ý nghĩa dược học suplơ xanh được coi như một loại thực phẩm có tác dụng ngăn chặn bệnh tật, nhất là bệnh ung thư dạ dày. Trong thực tế có hai loại suplơ đó là suplơ xanh và suplơ trắng. Suplơ xanh được hình thành từ các chồi hoa riêng rẽ, dày thịt kết hợp với nhau một cách chặt chẽ, giai đoạn cuối bắp hoa trở nên lỏng lẻo hơn và các cuống hoa dài hơn cuống hoa suplơ trắng. Như vậy với các loại nguyên liệu trên nếu phối hợp với nhau sẽ tạo thành một hỗn hợp rau có sự tương đồng về màu sắc, có cấu trúc tương đối giống nhau và không gây vị quá mạnh, là một hỗn hợp rau giàu giá trị dinh dưỡng. 1.2. CÁC BIẾN ĐỔi SINH – LÝ – HÓA XẢY RA TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN HỖN HỢP RAU DẠNG PÂTE 1.2.1. Biến đổi sinh học Trong quá trình chế biến và bảo quản hỗn hợp rau dạng pâte, những biến đổi sinh học chủ yếu là do vi sinh vật gây nên. Nước rau giàu dinh dưỡng: gluxit, axit hữu cơ, protein, axit amin, vitamin, khoáng chất, còn thịt rau chứa nhiều chất dịch bào. Vì vậy, hỗn hợp rau là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật sinh trưởng và phát triển. Trên bề mặt rau xanh luôn tồn tại một lượng lớn các vi sinh vật khác nhau. Vi sinh vật có mặt trong rau quả do nhiều nguyên nhân như: do bụi đem vi sinh vật bám trên các bề mặt rau, do chim và các côn trùng đem lại, do hạt giống bị nhiễm bệnh khi hạt nảy mầm, vi sinh vật sẽ tồn tại cùng với sự phát triển của cây tạo nên sự tồn tại tại lá, hoa quả và do con người đem lại trong quá trình thu hái ,vận chuyển và chế biến. Trong quá trình thu hái, vận chuyển rau bị dập nát tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển. Tuy nhiên qua các công đoạn chế biến số lượng vi sinh vật giảm đi đáng kể. Nhưng nếu không đưa hỗn hợp vào sản xuất ngay thì lượng vi sinh vật tăng lên nhanh chóng gây hư hỏng bán thành phẩm. Các loài vi sinh vật thường gây hư hỏng cho nguyên liệu cũng như bán thành phẩm trên dây chuyền sản xuất là: - mấm mốc: thường là các loại penicillium, aspergillus, mucor,… - nấm men: như saccharomyces vini, torulosis,… - vi khuẩn: như acetobacter, lactobacter, clotridium, bacillus,… Nói chung các biến đổi này đều làm thay đổi thành phần hóa học của nguyên liệu ban đầu, biến đổi cảm quan (màu sắc, mùi vị của sản phẩm) làm giảm giá trị dinh dưỡng của thành phẩm, thậm chí còn làm cho thực phẩm bị nhiễm độc. Vì thế, để phòng tránh cần lựa chọn, phân loại, làm sạch rau trước khi chế biến (chần hoặc hấp nguyên liệu trước khi nghiền), có chế độ thanh trùng thích hợp và quá trình chế biến cần tiến hành nhanh chóng, vệ sinh thiết bị, dụng cụ, nhà xưởng, hạn chế đến mức thấp nhất sự tiếp xúc dịch rau với không khí cũng như khi rót dung dịch nên rót nóng. 1.2.2. Biến đổi hóa lý Nước rau quả có pha phân tán là bột thịt rau không tan trong môi trường phân tán nên gọi là hệ huyền phù rau. Các hạt huyền phù thịt rau có tỷ trọng khác với môi trường phân tán nên chịu ảnh hưởng lớn của lực trọng trường, vì vậy dễ lắng xuống đáy bao bì trong quá trình tàng trữ. Ngoài ra còn có hiện tượng kết bông thành khối có thể nổi lên trên bề mặt thoáng hoặc lơ lửng trong sản phẩm. Nguyên nhân của hiện tượng trên là: - Các cấu tử thịt rau quả có kích thước nhỏ, bề mặt riêng lớn, có năng lượng lớn nên không bền về mặt nhiệt động. Các cấu tử này có khuynh hướng liên kết lại với nhau tạo thành phân tử có kích thước lớn hơn làm cho bề mặt riêng nhỏ, có năng lượng nhỏ. Kết quả là nước rau xuất hiện lắng cặn. - Dưới tác dụng của lực hút phân tử các hạt huyền phù của thịt rau liên kết lại với nhau và sa lắng rất nhanh. - Hệ huyền phù của nước rau quả không bền vững do khối lượng riêng của tướng phân tán khác xa môi trường phân tán và độ nhớt của môi trường thấp. - Hệ mất tính bền vững còn do sự mất chất làm bền do nó hấp phụ thuận nghịch hoặc do sự hòa tan hấp phụ. - Do những biến đổi hóa học xảy ra chậm trong hệ hoặc va chạm có hiệu quả giũa các hạt dẫn đến sự phá vỡ hệ huyền phù vốn có của nước rau hỗn hợp. - Khi có tác động cơ học (khuấy, đảo trộn,…) cân bằng hấp phụ sẽ bị phá vỡ dẫn đến sự kết lắng. - Sự có mặt của ôxy sẽ phá vỡ cấu trúc chất làm bền gây ra giảm độ nhớt hoặc tạo thành các tập hợp dưới dạng liên kết sợi làm cho độ nhớt tăng. Từ những nguyên nhân trên cho thấy: cần phải tạo xung quanh hạt keo của thịt rau một lớp vỏ có khả năng hấp thụ các chất cao phân tử. Thông thường các chất được tạo ra từ các phân tử lớn chứa các nhóm phân cực hoặc các nhóm ion hóa thì lớp này sẽ xúc tiến sự solvat hóa cho các hạt có thế điện động cao làm cho tính bền vững của hệ tăng lên. Tác dụng bảo vệ của lớp này được giải thích là do ngăn cản các hạt tiến đến gần nhau đến mức các phân tử thắng thế. Giải pháp tăng độ nhớt của nước rau cũng là phương cách kéo dài thời gian phân tán của thịt rau trong dịch rau từ các nguyên liệu này. Bổ sung chất điện ly vô cơ giúp hệ nước rau kéo dài thời gian ổn định nhờ bảo toàn được trạng thái cân bằng nhiệt động. Theo kết quả nghiên cứu trước đây cho thấy: khả năng ổn định huyền phù của bột thịt rau sử dụng hỗn hợp các chất phụ gia và chất điện ly tỉ lệ thuận với nồng độ của hỗn hợp phụ gia. Tuy nhiên để có trạng thái tự nhiên của sản phẩm, lượng hỗn hợp sử dụng cần nằm trong giới hạn. 1.2.3. Biến đổi hóa học Những biến đổi hóa học của nước rau hỗn hợp xảy ra chủ yếu là do sự tác động của nhiệt độ trong quá trình chế biến và do enzim có sẵn trong rau cũng như của vi sinh vật xâm nhập từ môi trường. Nói chung những biến đổi này đều gây ảnh hưởng không tốt đến cấu trúc và phẩm chất sản phẩm của nước rau qua chế biến. Các biến đổi hóa học quan trọng có thể kể đến đó là phản ứng caramen, phản ứng maillard mà cơ chất chính yếu đó là đường và axit amin. Khi xử lý nhiệt nhẹ thường dẫn đến sự sẫm màu của các sản phẩm nước rau qua chế biến. Khi đó các melanoidin được tạo ra làm giảm chất lượng cả về màu sắc lẫn mùi vị. Phản ứng này xảy ra mạnh giữa các axit amin hòa tan với các đường mono và xảy ra mạnh nhất khi tỷ lệ giữa axit amin và đường là 1:2. Đặc biệt phản ứng này xảy ra không chỉ khi đun nấu mà còn có thể tiếp tục trong quá trình tồn trữ . Vì vậy có một số sản phẩm rau khi tồn trữ càng lâu, màu càng sẫm. Khi đun nóng lâu và ở nhiệt độ cao, các rau quả có chứa đường có thể xảy ra hiện tượng caramen hóa làm cho sản phẩm bị sẫm màu và có thể có vị đắng. Hậu quả của các phản ứng này làm thất thoát hàm lượng chất khô, làm biến đổi màu, mùi và vị của sản phẩm. Ngoài hai phản ứng trên còn có phản ứng ôxyhóa như: ôxyhóa hợp chất polyphenol do enzim polyphenoloxidaza tạo hợp chất flobafen có màu thâm đen, ôxyhóa clorofil do enzim clorofilaza làm giảm cường độ màu xanh của hỗn hợp rau, ôxyhóa vitamin làm tổn thất vitamin,… Khi đun nóng hỗn hợp rau, magiê có thể tách ra khỏi phân tử clorofil và được thay thế bằng nguyên tử hiđro, đồng thời tạo ra hợp chất feofitin có màu xanh ôliu: Clorofil + 2HX ( Feofitin + MgX2 Xanh lá cây Xanh ôliu Vì vậy, cần chần nhanh nguyên liệu trước khi chế biến để cố định màu xanh đồng thời có thể tiêu diệt được một phần vi sinh vật cũng như vô hoạt hệ enzim có trong nguyên liệu làm giảm giá trị của sản phẩm. Hoặc xử lí nhiệt trong môi trường kiềm nhẹ, vì trong môi trường kiềm các axit trong rau và các axit của dịch bào sẽ dần bị kiềm hóa làm cho clorofil bị xà phòng hóa tạo thành rượu phitol, metanol, và axit clorofilinic, mà các axit hay muối của chúng đều cho màu xanh đậm. C55H72O5N4Mg + NaOH ( C32H30ON4Mg)(COONa)2 + CH3OH + C20H39OH Clorofil a Kiềm Clorofilinat natri Metanol Rượu phitol C55H72O5N4Mg+NaOH ( C32H28O2N4Mg)(COONa)2 + CH3OH + C20H39OH Clorofil b Kiềm Clorofilinat natri Metanol Rượu phitol Do sản phẩm thực nghiệm sau khi pha chế có pH nằm trong khoảng 5,8 ( 5,9 là môi trường axit, chỉ dưới tác dụng của nhiệt độ 600C thì clorofil bị biến đổi làm mất màu xanh tự nhiên của sản phẩm. Việc tạo pH thích hợp để giữ màu xanh cho sản phẩm thực nghiệm là rất quan trọng. Mặc khác, trong thời gian tồn trữ phải tìm giải pháp để ổn định pH (dùng dung dịch đệm) bởi trong thời gian này vẫn xảy ra các biến đổi sinh – lý – hóa trong sản phẩm làm cho pH giảm xuống nên màu sắc của sản phẩm cũng bị thay đổi. 1.3. CÁC QUÁ TRÌNH XỬ LÝ NHIỆT ĐỐI VỚI HỖN HỢP NƯỚC RAU 1.3.1. Quá trình thanh trùng bằng nhiệt Có nhiều phương pháp để thanh trùng các sản phẩm thực phẩm như: thanh trùng sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian ngắn, sử dụng một số chất sát trùng, khí ôzôn, dùng sóng siêu âm, tia bức xạ, đèn cực tím,…Nhưng phổ biến nhất vẫn là phương pháp thanh trùng bằng nhiệt vì nó đơn giản, hiệu quả. Mặc khác, tác động của nhiệt độ thanh trùng còn làm chín sản phẩm, tuy nhiên chính nhiệt độ và thời gian thanh trùng đã có những tác động bất lợi đến sự không bền màu của sản phẩm. Như đã biết, mục đích chính của quá trình thanh trùng là nhằm tiêu diệt hoặc ức chế đến mức tối đa hoạt động sống của vi sinh vật cũng như vô hoạt hệ enzim sẵn có trong nguyên liệu, đồng thời chế độ thanh trùng được lựa chọn có quyết định đến khả năng bảo quản và ổn định chất lượng sản phẩm trên phương diện an toàn thực phẩm. Vì vậy, khi thanh trùng sản phẩm cần nghiên cứu để lựa chọn một chế độ thanh trùng thích hợp nghĩa là chọn các thông số kỹ thuật (nhiệt độ thanh trùng, thời gian thanh trùng, áp suất thanh trùng) vừa đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật, vừa đảm bảo cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất về cảm quan và dinh dưỡng. Mối quan hệ giữa các thông số kỹ thuật khi thanh trùng được biểu diễn theo công thức sau: (A – B – C )/T Trong đó: - A: thời gian nâng nhiệt của sản phẩm đến khi nhiệt độ trung tâm của khối thành phẩm đạt đến nhiệt độ thanh trùng. - B: thời gian giữ nhiệt của sản phẩm ở nhiệt độ thanh trùng. - C: thời gian hạ nhiệt của sản phẩm đến nhiệt độ quy định. * Chọn nhiệt độ thanh trùng Chọn nhiệt độ sao cho không chỉ tiêu diệt được vi sinh vật mà còn tiêu diệt được bào tử của vi sinh vật chịu nhiệt vốn nguy hiểm cho người sử dụng. Hoạt động của vi sinh vật phụ thuộc nhiều vào giá trị pH của sản phẩm. Dựa vào độ pH của sản phẩm để chọn nhiệt độ thanh trùng tương thích. Nói chung khi pH của sản phẩm là axit thì có tác dụng ức chế một phần hoạt động của vi sinh vật nên cùng một nhiệt độ thanh trùng có thể rút ngắn thời gian thanh trùng so với sản phẩm có độ pH cao hơn * Chọn thời gian thanh trùng (τ) Thời gian thanh trùng bao gồm cả thời gian nâng nhiệt và thời gian giữ nhiệt. Khi chọn thời gian thanh trùng sản phẩm cần lưu ý: - Độ nhớt, khối lượng riêng, trạng thái của sản phẩm. - Bao bì chứa sản phẩm: khả năng truyền nhiệt của bao bì thủy tinh kém hơn khả năng truyền nhiệt của bao bì sắt tây nên thời gian thanh trùng sản phẩm chứa trong bao bì thủy tinh dài hơn đối với bao bì bằng sắt tây. - Nhiệt độ ban đầu của sản phẩm: nếu sản phẩm được rót nóng thì thời gian thanh trùng nhỏ hơn khi rót nguội. - Nhiệt độ thanh trùng: khi nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian thanh trùng càng nhỏ. Tuy nhiên không nên thanh trùng ở nhiệt độ quá cao vì sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. - Loại và số lượng vi sinh vật : mỗi loại vi sinh vật có khả năng chịu nhiệt khác nhau, loại có khả năng sinh nha bào thì thời gian thanh trùng càng dài. Số lượng vi sinh vật có trong sản phẩm tỉ lệ nghịch với thời gian thanh trùng. * Chọn áp suất đối kháng: Nếu nhiệt độ thanh trùng nhỏ hơn 1000C thì không cần tạo áp suất đối kháng, ngược lại thì phải chọn. Nên tăng nhiệt độ sản phẩm trước khi ghép kín bao bì hoặc cho sản phẩm nóng vào bao bì để đuổi bớt khí, tạo độ chân không cho sản phẩm. 1.3.2. Quá trình bảo quản lạnh Vì những biến đổi ( màu sắc, mùi vị) của sản phẩm phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và thời gian thanh trùng. Nhiệt độ cao, thời gian kéo dài thì biến đổi chất lượng về phương diện màu, mùi luôn luôn tỉ lệ thuận. Do tác động của nhiệt độ thấp cùng với chế độ thanh trùng ở nhiệt độ thấp (70 (1000C) sẽ cho phép làm biến đổi ít nhất hai thông số chất lượng nêu trên. Vì thế, sản phẩm sau khi thanh trùng ở chế độ thích hợp rồi đem bảo quản ở nhiệt độ thấp để hạn chế các phản ứng sinh – lý – hóa vẫn tiếp diễn trong quá trình bảo quản gây nên sự biến đổi màu đồng thời kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. 1.4. VAI TRÒ CỦA PHỤ GIA VÀ CHẤT ĐIỆN LY SỬ DỤNG TRONG SẢN XUẤT THỰC PHẨM Phụ gia thực phẩm là những chất tự nhiên hay tổng hợp cho phép thêm vào thực phẩm nhằm mục đích bảo quản, làm tăng giá trị dinh dưỡng hay làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm ở dạng nguyên thể hoặc dẫn xuất nhưng không độc, không ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng và không làm thay đổi đặc tính vốn có của nguyên liệu tạo ra sản phẩm đó. Chính vì vậy mà phụ gia hiện nay đã trở thành một trong các điều kiện quyết định đến sự tồn tại của từng sản phẩm có mặt trên thị trường, đến khả năng cạnh tranh và hiệu quả kinh tế của các xí nghiệp. Đối với hỗn hợp rau dạng pâte, cần phải nghiên cứu bổ sung phụ gia để ổn định trạng thái không cho phân lớp, tách pha với tỷ lệ thích hợp và có thể kết hợp thêm chất điện ly để tăng hiệu quả của quá trình này đồng thời giảm hàm lượng phụ gia sử dụng. 1.4.1. Các chất phụ gia và chất điện ly sử dụng trong quá trình nghiên cứu 1.4.1.1. Các chất phụ gia và vai trò của nó Như đã biết chất lượng của các sản phẩm không chỉ bao hàm giá trị dinh dưỡng mà còn bao hàm cả giá trị cảm quan của chúng nữa. Màu sắc là một chỉ tiêu quan trọng của giá trị cảm quan. Màu sắc của sản phẩm ngoài giá trị về mặt hình thức mà còn có tác dụng sinh lý rỏ rệt. Màu sắc thích hợp sẽ giúp cho cơ thể đồng hoá thực phẩm được dễ dàng. Vì vậy, trong kĩ thuật sản xuất thực phẩm, người ta không chỉ tìm các giải pháp công nghệ để bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn cho thêm chất màu mới để tạo ra những màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái của sản phẩm. Hiện nay có hơn 80 loại chất màu khác nhau được ứng dụng trong thực phẩm và dược phẩm. Chất màu hiện nay được chia làm hai loại: chất màu tự nhiên và chất màu tổng hợp. * Chất màu tự nhiên Chất màu tự nhiên là các chất màu được chiết tách từ động vật hay thực vật. Các chất màu tự nhiên thường gặp như: - clorofil: chất màu xanh lá cây. - các caroten: sắc tố này tạo màu da cam, màu vàng, đôi khi màu đỏ. - antoxian: sắc tố này cho nhiều màu sắc khác nhau từ đỏ đến tím. - chất màu flavon: sắc tố này cho màu vàng và da cam. Phần lớn các chất màu thực phẩm có nguồn gốc tự nhiên không bền như các chất màu tổng hợp nhưng có mùi, vị gần giống với nguồn gốc tự nhiên của chúng. Phụ thuộc vào vị trí địa lý, khí hậu mà thành phần các chất màu tự nhiên sẽ khác nhau mặc dù xuất phát từ những nguồn gốc tự nhiên như nhau. Đối với các nguyên liệu rau giới thiệu ở trên thì màu xanh clorofil là chất màu chủ yếu. Chất màu này không những cho màu xanh mà còn che mờ các chất màu khác hoặc tạo với các chất màu khác làm nên những màu mới. Trong các phần xanh của lá cây là chủ yếu, ngoài ra chúng còn phân tán ở lục lạp. Hàm lượng clorofil trong cây xanh chiếm khoảng 1% tổng hàm lượng chất khô. Như đã nói ở trên, clorofil bị chuyển thành feofitin khi đun nóng trong môi trường axit của dịch bào, bị ôxyhóa làm mất màu, tạo thành clorofilinic trong môi trường kiềm. Vì vậy, trong quá trình xử lý nhiệt đối với hỗn hợp rau thì không thể giữ được màu xanh cho hỗn hợp bởi clorofil bị biến đổi sâu sắc. Antoxian là chất cho màu trung gian từ đỏ đến tím. Đặc điểm quan trọng của hợp chất màu này là sự thay đổi màu từ đến xanh tùy thuộc vào giá trị pH. Dựa vào đặc tính này có thể sử dụng chúng để bổ sung vào trong hỗn hợp rau xanh nhằm cải thiện màu sắc thích hợp. Antoxian hay còn gọi là antoxianozit là mono- hay diglucozit do gốc đường glucoza, galactoza hoặc ranoza kết hợp với gốc aglucon có màu gọi là antoxianidin. Antoxian hoà tan tốt trong nước và trong dịch bào. Khi kết hợp với đường làm cho nó hòa tan tốt hơn. Màu sắc của các antoxian luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác. Khi tăng số lượng nhóm –OH trong vòng benzen thì màu càng xanh đậm. Mức độ metyl hóa các nhóm -OH ở trong vòng benzen càng cao thì màu càng đỏ. Các antoxian cũng có thể tạo phức với các ion kim loại để tạo các màu khác nhau. Thông thường: - khi pH > 7 các antoxian cho màu xanh. Cường độ màu xanh phụ thuộc vào sự thay đổi pH theo hướng kiềm hóa. - khi pH < 7 các antoxian cho màu đỏ. Ví dụ: Trong bắp cải tím có chứa hợp chất màu có tên rubrobraxinin clorua là một triglucozit của xianidin. + khi pH = 2,4 ( 4,0 thì cho màu đỏ thắm. + khi pH = 2,4 ( 4,0 cho màu tím. + khi pH = 6 thì có màu xanh lam. + khi pH là kiềm thì có màu xanh lá cây. Một đặc tính đáng lưu ý nữa của antoxian là khi đun nóng lâu có thể bị phá huỷ và gây ra sự mất màu. Tóm lại, trong môi trường axit các antoxian là các bazơ mạnh và có thể tạo thành muối bền với axit. Trong điều kiện này sẽ tạo ra các muối mang sắc tố màu đỏ. Ngược lại muối với kiềm tạo nên các phức màu xanh. * Phụ gia tạo trạng thái Một số phụ gia được sử dụng để ổn định trạng thái cho hỗn hợp rau xanh dạng pâte là pectin, alginat natri, natri carboxyl metyl cellucose. Chúng đã được nghiên cứu để bổ sung vào sản phẩm với tỷ lệ cụ thể nhằm ổn định huyền phù của bột thịt rau. Pectin là một polysacarit có cấu tạo từ nhiều gốc axit galacturonic trong đó một số gốc axit có nhóm thế metoxy. Nó không những là chất keo ưa lưu mà còn là chất điện ly cao phân tử. Alginat natri (C6H7O6Na) là một polysacarit háo nước được chiết từ tảo nâu, tồn tại ở dạng sợi không màu hoặc có màu vàng sáng. Nó có cấu tạo từ 2 gốc uranat là ( - L guluronat và ( - D - manuronat. Natri carboxyl metyl cellucose (Na – CMC) - là hợp chất cao phân tử tan trong nước do chứa nhiều nhóm –CH2COOH. Sản phẩm Na – CMC là muối natri cacboxylic R – O – CH2 được tổng hợp từ phản ứng giữa cellucose với chloroacetat natri. Những chất phụ gia này đều tích điện âm, do có sự đẩy nhau giữa các phân tử tích điện cùng dấu dọc theo chiều dài của mạch, nên mạch có xu hướng duỗi thẳng ra và được hấp phụ lên bề mặt của các phần tử thịt rau. Cơ chế của quá trình này là: trên bề mặt phân cách pha phân tán là thịt rau và môi trường phân tán là dịch rau có sự tạo thành một lớp phân tử của chất làm bền có độ nhớt cao, tạo thành một hàng rào cơ học có khả năng ngăn cản các hạt tiếp xúc với nhau. Độ bền vững của hệ huyền phù nước rau càng tăng khi nồng độ chất làm bền tăng.. Nhưng độ nhớt của sản phẩm tăng lên khi nồng độ các chất này cao làm mất đi tính mềm mại của sản phẩm. Nên việc kết hợp các chất phụ gia có hiệu quả cao hơn trong việc chống lắng cho sản phẩm. 1.4.1.2. Các chất điện ly và vai trò của nó Chất điện ly góp một vai trò quan trọng trong quá trình ổn định trạng thái cấu trúc của hệ nước rau đục nên cũng đóng vai trò quan trọng quá trình ổn định cấu trúc của hỗn hợp rau dạng pâte. Thiếu chất điện ly thì hệ huyền phù của nước rau sẽ không ổn định được lâu bền. Do giữa các hạt keo thịt rau trái dấu có lực hút tĩnh điện, nó sẽ liên kết lại với nhau do khuấy trộn không đều hay do một tác nhân nào đó. Chất điện ly có thể dùng là natri clorua (NaCl), natri citrat, natri hidrocacbonat (NaHCO3),…với một hàm lượng nhất định. Khi bổ sung chất điện ly vào hệ nước rau thì các ion của chất này được hấp phụ lên bề mặt hạt keo thịt rau, trung hòa điện tích của các hạt keo làm cho các hạt keo trái dấu có trong hệ nước rau không hút nhau dẫn tới hiện tưọng kết kắng. Hiệu quả của việc bổ sung chất phụ gia càng cao khi có sự kết hợp với chất điện ly vô cơ để hệ nước rau quả kéo dài thời gian ổn định trạng thái lơ lững của các hạt keo do bảo toàn được trạng thái cân bằng nhiệt động. Theo nghiên cứu của các tác giả trước đây đã cho kết quả tốt khi sử dụng kết hợp các chất phụ gia chống lắng và chất điện ly NaCl với tỷ lệ thích hợp. Trong đề tài này, chúng tôi sử dụng chất điện ly NaHCO3 do nó có nhiều ưu điểm. * NaHCO3 NaHCO3 là chất ở dạng tinh thể đơn tà màu trắng. Tinh thể của nó gồm những ion Na+ và ion HCO3-. Những ion liên kết lại với nhau bằng liên kết hydro tạo thành mạch dài. HCO3- là một ion lưỡng tính, nó có khả năng vừa cho vừa nhận proton: HCO3- ( H+ + CO32- HCO3- + H+ ( CO2 ( + H2O Nó tan vừa phải ở trong nước, trong dung dịch ngay ở nhiệt độ thường nó cũng phân hủy chậm giải phóng giải phóng khí CO2. Khi đun nóng, nó phân hủy mãnh liệt hơn: NaHCO3 ( Na2CO3 + CO2 ( + H2O Khi tan trong nước, natri cacbonat bị thủy phân cho môi trường kiềm yếu: NaHCO3 + H2O ( Na2CO3 + NaOH Na2CO3 ( 2Na+ + CO32- CO32- + H2O ( HCO3- + OH- Như vậy, NaHCO3 không chỉ là chất điện ly, chất tạo vị mà còn là chất làm tăng pH của môi trường, có ý nghĩa trong việc tạo màu xanh đậm cho hỗn hợp rau. Ngoài ra nó còn tạo áp suất đẩy trong lòng dung dịch, góp phần làm cho hỗn hợp rau giữ được trạng thái lơ lững trong quá trình bảo quản. *Na2HPO4 và axit citric: Sử dụng hỗn hợp này với vai trò là dung dịch đệm để ổn định giá trị pH của sản phẩm sau khi thanh trùng. Muối Na2HPO4 dễ tan trong nước, bị thủy phân cho môi trường kiềm: Na2HPO4 + H2O ( NaOH + NaH2PO4 Phản ứng trên xảy ra mạnh hơn so với phản ứng phân ly: HPO42- + H2O ( H3O+ + PO43- Nên dung dịch Na2HPO4 có môi trường kiềm yếu. Còn axit citric trong dung dịch sẽ phân ly tạo thành ion H+, cho môi trường axit. Hỗn hợp trên có thể tạo ra các dung dịch đệm với các pH từ 2 ( 8 với bước nhảy là 0,2 để dùng trong thực phẩm. Na2HPO4 và acid citric không những là chất đệm lý tưởng mà còn giữ vai trò là chất điện ly. Do đó đóng góp không nhỏ vào việc hạn chế hàm lượng phụ gia và chất điện ly sử dụng để ổn định trạng thái. Chương II NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. NGUYÊN LIỆU 2.1.1. Nguyên liệu chính Nguyên liệu chính là các loại rau: bí đao, mướp hương, đậu cô ve, suplơ xanh đã giới thiệu ở mục 1.1 được mua tại các chợ ở Đà Nẵng. 2.1.2. Nguyên liệu phụ * Đường Sử dụng đường kính của công ty đường Biên Hoà, có chỉ tiêu chất lượng như sau: Độ tinh khiết GP: > 99,8%. Hàm lượng đường khử: < 0,03%. Hàm lượng tro: < 0,03%. Độ màu: <1,20%. * Muối NaCl Sử dụng muối được sản xuất tại Trung Quốc có các chỉ tiêu sau: Độ tinh khiết: 99,8%. Độ axit dư (kiềm dư) theo tiêu chuẩn. Sulphat (SO42-) 0,06%. Muối amoni (NH4+): 0,04%. Kim loại nặng (Pb): 0,0005%. Sắt (Fe): 0,001%. Asen (As): 0,0001%. * Bicacbonat natri (NaHCO3) NaHCO3 sử dụng trong nghiên cứu là muối có nguồn gốc từ Trung Quốc, ở dạng bột màu trắng. Độ tinh khiết: 99%. * Axit citric Loại axit này có các chỉ tiêu chất lượng như sau: Độ tinh khiết: > 99%. Hàm lượng tro: < 0,1%. Kim loại nặng: < 50ppm. Tạp chất: không có. Màu sắc: trắng tinh. * Na2HPO4.2H2O Sử dụng muối này ở dạng tinh khiết. Pha chung hỗn hợp axit citric và Na2HPO4 với các tỷ lệ tương ứng thích hợp sẽ tạo thành các dung dịch đệm có các giá trị pH khác nhau. Ở đây dùng pH = 7,6. Cách pha: Na2HPO4.2H2O (0,2M): 35,61g/l. Axit citric (0,1M): 21,008g/l. Lấy 18,73ml Na2HPO4.2H2O và 1,27ml axit citric tạo thành dung dịch có pH=7,6. * Pectin Pectin được dùng là loại pectin metoxyl hoá cao (HM) có kí hiệu E4404 của hãng Sanofi - Bio - Industries - cộng hòa Pháp. Lực tạo gel tiêu chuẩn của pectin HM 4404 là 1500 sag. * Alginat natri Alginat natri sử dụng có nguồn gốc từ Trung Quốc, phụ gia này có các thông số kỹ thuật sau: Trạng thái vật lý: dạng bột, màu hơi vàng. Độ nhớt: (dung dịch 1%): 500 ( 600 (cps). pH (dung dịch 1%): 5 ( 8. * Na-CMC Na-CMC sử dụng có kí hiệu KFA 8600, có nguồn gốc từ Đức với các chỉ tiêu chất lượng: Trạng thái vật lý: bột màu trắng. Độ nhớt dung dịch: 400 ( 600 cps. pH (dung dịch 2%): 6 ( 8. Độ ẩm: < 10%. Chỉ số khúc xạ: 1.59. 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phương pháp hóa lý * Xác định độ đục (OD). + Nguyên tắc: Độ đục của nước rau được xác định thông qua giá trị OD (Optical Density) ở bước sóng 720nm. Sử dụng máy so màu quang phổ Pharmacia Biotech. Sự thay đổi giá trị OD của hỗn hợp nước rau dạng pâte càng lớn so với mẫu đối chứng chứng tỏ cường độ màu sắc của hỗn hợp cũng biến đổi. * Xác định pH: - Nguyên tắc: Do suất điện động phát sinh trên bề mặt thủy tinh hoàn toàn đồng nhất và có cấu trúc giống nhau. Ở bên trong và bên ngoài của điện cực gồm điện cực thủy tinh là điện cực có khả năng trao đổi với ion H+ có mặt trong dung dịch. Quá trình trao đổi ion này sẽ làm xuất hiện một lớp điện tích kép trên bề mặt phân chia thủy tinh dung dịch, từ đó xuất hiện một bước nhảy thế. ( =(0 + Ln[H+].RT/F. ( =(0 - pH.RT/F. Suất điện động xuất hiện trên hai bề mặt trong và ngoài của điện cực thủy tinh có liên quan đến pH dung dịch cần đo và đó là nguyên tắc của máy đo pH. Suất điện động đo dược sẽ chuyển sang thang đo pH. 2.2.2. Phương pháp vật lý Sử dụng các phương pháp xử lý nhiệt như: chần, thanh trùng, bảo quản lạnh. Chương III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẾ ĐỘ XỬ LÝ NHIỆT ĐẾN CƯỜNG ĐỘ THAY ĐỔi MÀU CLOROFIL CỦA HỖN HỢP NƯỚC RAU DẠNG PÂTE Sản phẩm thực nghiệm ở đây là hỗn hợp nước rau dạng pâte được phối chế theo tỷ lệ các loại rau như sau: Bí đao : Mướp hương : Đậu cô ve : Suplơ xanh : Nước = 4 : 3 : 2 : 1 : 10 [3]. Ngoài ra còn bổ sung 2,5% đường, 0,5% muối và các chất phụ gia chống lắng: 0,2% pectin : 0,2% NaCMC : 0,13% alginat natri [5]. Với tỷ lệ phối chế như trên ta thu được hỗn hợp có giá trị cảm quan tốt cả về màu sắc lẫn mùi vị. Đây là hỗn hợp nước rau có giá trị dinh dưỡng cao, nhờ sử dụng hỗn hợp phụ gia chống lắng kết hợp chất điện ly (NaCl) với tỷ lệ thích hợp như trên nên đã giữ được trạng thái huyền phù của hỗn hợp nước rau thành phẩm. Trong quy trình công nghệ sản xuất nước rau hỗn hợp thì chế độ xử lý nhiệt cụ thể là chần và thanh trùng là hai công đoạn quan trọng, không thể thiếu được và còn quyết định đến chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là quyết định đến màu sắc của thành phẩm. Vì vậy, ở đây sẽ nghiên cứu ảnh hưởng của các chế độ chần và thanh trùng đến sự thay đổi cường độ màu xanh của hỗn hợp rau dạng pâte. 3.1.1. Các chế độ chần nguyên liệu Trong quá trình xử lý nhiệt, việc chần hay hấp nguyên liệu đều được. Tuy nhiên tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu để chọn phương pháp thích hợp. Nói chung quá trình này nhằm các mục đích sau: - cố định màu xanh cho nguyên liệu. - làm mềm mô của nguyên liệu, thuận lợi cho quá trình nghiền (xay). - hạn chế các quá trình ôxyhóa vitamin, ôxyhóa clorofil, các hợp chất polyphenol nên cũng hạn chế sự biến đổi màu và tổn thất vitamin cho nguyên liệu. - tiêu diệt được một phần vi sinh vật . - làm mất mùi khó chịu của nguyên liệu như mùi hăng của đậu cô ve. Khi xử lý nhiệt cho nguyên liệu phải đảm bảo các mục đích trên, đồng thời phải hạn chế thấp nhất sự tổn thất các chất dinh dưỡng. Do các loại nguyên liệu sử dụng đều là các loại rau xanh có mô tương đối mềm, nên phương pháp chần là có hiệu quả hơn. Vì khi chần các loại nguyên liệu này một phần axit bay hơi vốn có trong dịch bào sẽ bị lôi cuốn cùng hơi nước làm cho pH của dịch rau tăng lên góp phần giữ màu sắc tự nhiên cho rau. Trước khi đem chần, nguyên liệu đã được lựa chọn, loại bỏ những phần hư hỏng, phần không cần thiết (như vỏ, hạt, xơ), làm sạch, làm nhỏ. Tất cả các công đoạn trên phải được tiến hành nhanh để hạn chế quá trình ôxyhóa cũng như sự xâm nhập của vi sinh vật, gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng của nguyên liệu. Riêng mướp hương sau khi gọt vỏ và trước khi chần được ngâm trong nước muối loãng (2% NaCl) có pha thêm acid citric 0,05%. Ở đây, sẽ khảo sát ảnh hưởng của các chế độ chần khác nhau (dung dịch chần, nhiệt độ, thời gian chần) đến sự thay đổi cường độ màu của các loại nguyên liệu. 3.1.1.1. Chần trong nước nóng Dựa vào nhiệt độ tới hạn của enzim nên chúng tôi chọn nhiệt độ tối thiểu của nước chần là 700C để khảo sát sự thay đổi cường độ màu của nguyên liệu. Kết quả được trình bày ở bảng 3.1. Bảng 3.1: Sự thay đổi cường độ màu của các loại nguyên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ chần khác nhau khi dung dịch chần là nước. Nhiệt độ chần (0C)  Thời gian chần (s)  Màu sắc của nguyên liệu sau khi chần    Bí đao  Đậu cô ve  Mướp hương  Suplơ xanh    70  120  125  45  40  *    >120  >125  >45  >40  *    <120  <125  <45  <40  -   80  40  42  20  20  *    >40  >42  >20  >20  *    <40  <42  <20  <20  -   90  12  12  8  7  +    >12  >12  >8  >7  +    <12  <12  <8  <7  -   99  7  8  5  4  +    >7  >8  >5  >4  +    <7  <8  <5  <4  -   Ghi chú: +: Màu xanh của tất cả các loại nguyên liệu sau khi chần đều đẹp, đậm, tươi và sáng hơn màu xanh ban đầu. Còn mướp hương, phần ruột vẫn trắng, không bị thâm đen. -: Màu sắc của tất cả các loại nguyên liệu sau khi chần không đẹp, không sáng, cho màu gần giống với màu ban đầu, mướp bị thâm đen. *: Màu sắc của bí đao, đậu cô ve, suplơ xanh đều đậm hơn, nhưng của mướp hương bị thâm đen. Các loại nguyên liệu: bí đao, đậu cô ve, suplơ xanh sau khi chần đều được làm nguội nhanh trong nước mát, còn mướp hương được làm nguội nhanh trong nước có pha 0,05% acid citric. Nhận xét: Qua bảng 3.1 nhận thấy: - Thời gian chần các loại nguyên liệu trên khác nhau do cấu trúc của chúng không giống nhau. - Khi chần các loại nguyên liệu trong nước có nhiệt độ càng cao thì thời gian xử lý càng ngắn, ở 900C hay 990C đều cho màu đẹp. - Thời gian chần càng dài thì nguyên liệu càng mềm, càng thuận lợi cho quá trình xay, màu sắc vẫn đẹp nhưng nguyên liệu bị tổn thất nhiều chất dinh dưỡng, cụ thể là nước chần đục hơn. - Còn khi chần ở nhiệt độ thấp hơn (800C và 700C) thì thời gian xử lý lớn hơn nhưng màu sắc không đẹp và còn biến đổi theo chiều hướng xấu đi, đặc biệt là mướp hương bị thâm đen gây ảnh hưởng đến màu sắc của cả hỗn hợp. 3.1.1.2. Chần trong dung dịch nước muối nóng Tiếp tục khảo sát các chế độ chần nguyên liệu trong dung dịch nước muối nóng. Nếu dung dịch nước muối có nồng độ cao thì khi chần áp suất thẩm thấu lớn, gây ảnh hưởng đến nguyên liệu. Vì thế, tôi chọn nồng độ nước muối là 2% làm dung dịch chần. Theo kết quả thực nghiệm ở trên cho thấy: cường độ màu xanh của nguyên liệu tăng khi chần ở nhiệt độ cao. Nên chúng tôi chỉ khảo sát ở nhiệt độ chần là 900C và 1000C khi chần nguyên liệu trong dung dịch nước muối. Kết quả được trình bày ở bảng 3.2. Bảng 3.2: Sự thay đổi cường độ màu của các loại nguyên liệu phụ thuộc vào nhiệt độ chần khác nhau khi dung dịch chần là dung dịch nước muối. Nhiệt độ chần (0C)  Thời gian chần (s)  Màu sắc của nguyên liệu sau khi chần    Bí đao  Đậu cô ve  Mướp hương  Suplơ xanh    90  12  12  8  7  +    >12  >12  >8  >7  +    <12  <12  <8  <7  -   100  7  8  5  4  +    >7  >8  >5  >4  +    <7  <8  <5  <4  -   Ghi chú: +: Màu xanh của tất cả các loại nguyên liệu sau khi chần đều đẹp, đậm, tươi và sáng hơn màu ban đầu. Còn mướp hương, phần ruột vẫn trắng, không bị thâm đen. -: Màu sắc của tất cả các loại nguyên liệu sau khi chần không đẹp, không sáng, cho màu gần giống với màu ban đầu, ruột mướp bị thâm đen. Các loại nguyên liệu: bí đao, đậu cô ve, suplơ xanh sau khi chần đều được làm nguội nhanh trong nước mát thì, còn mướp hương được làm nguội nhanh trong nước có pha 0,05% acid citric. Nhận xét: Qua bảng 3.2 nhận thấy: - Thời gian chần các loại nguyên liệu trên khác nhau do cấu trúc của chúng không giống nhau. - Ở nhiệt độ 900C hay 1000C thì màu của nguyên liệu đều đẹp nhưng ở 1000C thì thời gian chần ngắn hơn có nghĩa là tổn thất chất dinh dưỡng ít hơn. Khi chần nguyên liệu trong hai dung dịch: nước nóng và nước muối nóng, thì chần trong nước muối cho màu xanh đẹp hơn, dù nhiệt độ và thời gian chần như nhau. Điều này là do khi chần trong dung dịch nước muối loãng, tạo ra phức giữa muối và clorofil làm cho màu xanh của nguyên liệu sau khi chần bền, đậm hơn. Hơn nữa, ở nồng độ này của nước muối có thể trung hòa được một phần axit của dịch bào làm tăng giá trị pH góp phần giữ màu xanh cho nguyên liệu đồng thời dung dịch này cũng có tác dụng ức chế hoạt động của vi sinh vật đặc biệt là vi khuẩn E.Coli và butyric. Nên để tiến hành cho các bước nghiên cứu tiếp theo chúng tôi chọn dung dịch nước muối làm dung dịch chần với chế độ chần các loại nguyên liệu cụ thể như sau: Nguyên liệu  Bí đao  Đậu c ô ve  Suplơ xanh  Mướp hương   Nhiệt độ chần (0C)  100  100  100  100   Thời gian chần (s)  7  8  4  5   3.1.2. Các chế độ thanh trùng sản phẩm Nguyên liệu rau sau khi được lựa chọn, xử lý và phối chế theo đúng tỷ lệ tạo ra hỗn hợp nước rau dạng pâte có các thông số như sau: Bx = 6 ( 6,5 pH = 5,8 ( 5,9 Lượng hỗn hợp rau dạng pâte trong các mẫu thí nghiệm là 100g, chứa trong các chai thủy tinh không màu, có nút mài và dung tích 125ml hoặc đựng trong các bình tam giác 100ml, khối lượng 80g, có nút đậy. Hỗn hợp trước khi rót chai được đun nóng đến nhiệt độ 550C để tạo độ chân không cho sản phẩm. Dựa vào đặc điểm của nước rau quả nên chúng tôi chọn nhiệt độ thanh trùng tối thiểu là 700C để khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến sự thay đổi cường độ màu của hỗn hợp rau dạng pâte này. Kết quả được trình bày ở bảng 3.3. Bảng 3.3: Sự thay đổi cường độ màu xanh của sản phẩm thực nghiệm phụ thuộc vào chế độ thanh trùng. Kí hiệu mẫu  Chế độ thanh trùng  Màu của sản phẩm thực nghiệm sau thanh trùng   1 
 Tất cả các mẫu thí nghiệm này đều bị biến đổi màu. Từ màu xanh clorofil tự nhiên chuyển sang màu xanh ôliu, không đẹp, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.   2 
   3 
   4 
   5 
   Ghi chú: - Mẫu đối chứng (MĐC): là mẫu rau sau khi xay chưa qua thanh trùng nên màu của nó là màu xanh tự nhiên của nguyên liệu. - Các mẫu thí nghiệm (MTN): các mẫu thí nghiêm sau khi thanh trùng đều được làm nguội nhanh đến nhiệt độ 35 ( 400C với thời gian tương ứng ở công thức thanh trùng (bảng 3.3) - Tốc độ nâng và hạ nhiệt sản phẩm càng nhanh thì càng hạn chế tác động của nhiệt độ cao đến sản phẩm. Vì chính nhiệt độ và thời gian thanh trùng đã tác động bất lợi đến sự không bền màu của sản phẩm. Trong các công thức thanh trùng ở bảng 3.3, các thông số A,C là nhỏ nhất trong điều kiện thí nghiệm cho phép. Nhận xét: Qua bảng 3.3 nhận thấy: - Nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian thanh trùng càng ngắn và ngược lại. - Các mẫu thí nghiệm từ 1(5 sau khi thanh trùng với các chế độ tương ứng như trên thì không thể giữ được màu xanh tự nhiên. Như vậy, với giá trị pH của hỗn hợp trong khoảng 5,8 ( 5,9 dưới tác dụng của nhiệt độ cao trong thời gian dài thì clorofil bị biến đổi.Vì vậy, không thể chọn được một chế độ thanh trùng để giữ được màu xanh tự nhiên cho hỗn hợp nước rau dạng pâte này. Chỉ có thể chọn một chế độ thanh trùng mà cường độ biến đổi màu là thấp nhất. Nhưng việc quan sát bằng mắt thường rất khó nhận biết được sự khác nhau về màu sắc của các mẫu này. Nên phải tiến hành đo chỉ số mật độ quang (OD) bằng máy so màu quang phổ ở bước sóng 720nm sau khi thanh trùng các mẫu. Nếu mẫu thí nghiệm nào có chỉ số OD càng gần với MĐC thì cường độ biến đổi màu của mẫu đó càng ít và ngược lại. Kết quả được trình bày ở bảng 3.4. Bảng 3.4: Sự thay đổi chỉ số OD của sản phẩm thực nghiệm phụ thuộc vào chế độ thanh trùng. Mẫu  MĐC  1  2  3  4  5   t (0C)  0  70  80  90  95  115   OD (720nm)  4,05  5,93  5,04  4,95  4,89  6,03   Kết quả ở bảng 3.4 được biễu diễn trên đồ thị 3.1 về quan hệ giữa nhiệt độ thanh trùng và chỉ số OD của hỗn hợp rau dạng pâte.
Đồ thị 3.1: Quan hệ giữa nhiệt độ thanh trùng và chỉ số OD của hỗn hợp nước rau dạng pâte. Nhận xét: Qua bảng 3.4 và đồ thị 3.1 nhận thấy: - Mẫu đối chứng (MĐC) là mẫu có chỉ số OD nhỏ nhất trong các mẫu thí nghiệm (1 ( 5 ). - Các mẫu thí nghiệm (MTN) từ 1 ( 5 đều có chỉ số OD lớn hơn chỉ số OD của MĐC. - Các mẫu thí nghiệm 1 ( 4 có chỉ số OD giảm dần. - Mẫu 5 là mẫu thí nghiệm có chỉ số cao nhất trong các mẫu. Như vậy, khi nhiệt độ thanh trùng càng cao hay thời gian thanh trùng càng ngắn thì chỉ số OD càng nhỏ và càng gần với MĐC. Điều này có nghĩa là cường độ màu xanh của sản phẩm nước rau thay đổi càng ít. Còn mẫu số 5 có nhiệt độ thanh trùng cao nhất nhưng do mẫu này được tiến hành trong thiết bị thanh trùng kiểu đứng, có thời gian nâng nhiệt và hạ nhiệt kéo dài nên thời gian thanh trùng lớn, kết quả là có chỉ số OD cao nhất làm cho màu sắc của sản phẩm biến đổi sâu sắc. Từ kết quả thực nghiệm trên cho thấy: nếu tiến hành thanh trùng ở nhiệt độ càng cao, thời gian thanh trùng càng ngắn (như thanh trùng ở thiết bị bản mỏng) thì có thể hạn chế đến mức thấp nhất cường độ biến đổi màu của hỗn hợp nước rau. Ở đây do điều kiện thí nghiệm không cho phép, nên chúng tôi chỉ khảo sát ở một vài nhiệt độ thanh trùng như trên và chọn chế độ thanh trùng như ở mẫu 4 để tiến hành cho các nghiên cứu tiếp theo, cụ thể là:
Với chế độ thanh trùng này đảm bảo tiêu diệt, ức chế được hoạt động của vi sinh vật đồng thời mùi vị tự nhiên của sản phẩm không bị biến đổi. Nhưng sự biến đổi màu sắc là không tránh khỏi, nên trong các nghiên cứu tiếp theo sẽ tìm các giải pháp để giữ màu xanh cho sản phẩm qua thanh trùng. 3.2. VAI TRÒ CỦA pH TRONG VIỆC ỔN ĐỊNH MÀU XANH CHO HỖN HỢP NƯỚC RAU DẠNG PÂTE KHI THANH TRÙNG. Rõ ràng, dưới tác dụng của nhiệt độ thanh trùng sản phẩm thực nghiệm không thể giữ được màu xanh tự nhiên của các loại rau sử dụng trong phối chế, do clorofil tham gia phản ứng: Clorofil + 2HX ( Feofitin + MgX2 Xanh Xanh vàng Để khắc phục sự biến đổi màu này của hỗn hợp nước rau sau thanh trùng, chúng tôi tiến hành nâng pH của hỗn hợp bằng việc bổ sung NaHCO3 dựa theo nghiên cứu trước đây về khả năng giữ màu clorofil của sản phẩm sau thanh trùng. Kết quả này được trình bày ở bảng 3.5 [5]. Bảng 3.5: Cường độ biến đổi màu và giá trị pH của hỗn hợp nước rau dạng pâte phụ thuộc vào hàm lượng NaHCO3. Mẫu  % NaHCO3  pH  Màu của hỗn hợp sau thanh trùng   1  0,02  6,12  Các mẫu thí nghiệm này đều bị biến đổi màu. Từ màu xanh tự nhiên của hỗn hợp chuyển sang màu xanh vàng với những cường độ màu khác nhau.   2  0,04  6,33    3  0,06  6,65    4  0,08  6,68    5  0,10  6,98    6  0,12  7,21  Hai mẫu này vẫn giữ được màu xanh, nhưng sau 12h bắt đầu chuyển sang màu hơi vàng, sau 24h thì chuyển sang màu vàng úa.   7  0,14  7,36    8  0,16  7,41  Các mẫu này có màu xanh đậm, đến ngày thứ 3 bắt đầu chuyển sang màu vàng úa.   9  0,18  7,45    Ghi chú: - Tất cả các mẫu thí nghiệm ở bảng trên đều được thanh trùng ở chế độ thanh trùng như đã xác định ở phần trước :
. Nhận xét: Qua kết quả ở bảng 3.5, nhận thấy: - Nồng độ NaHCO3 càng cao thì giá trị pH của hỗn hợp càng tăng. - Với nồng độ NaHCO3 từ 0 ( 0,08, thì có thể nâng giá trị pH của hỗn hợp từ 5,81 đến 6,68 nhưng sau thanh trùng màu của hỗn hợp cũng bị biến đổi chuyển sang màu vàng úa. - Nồng độ NaHCO3 từ 0,10 ( 0,18 thì nâng giá trị pH của hỗn hợp đến 7,45 và hỗn hợp vẫn giữ được màu xanh sau khi thanh trùng trong thời gian khoảng 3 ngày. Việc bổ sung NaHCO3 vào sản phẩm dưới ngưỡng cảm phát hiện (0,2%) đã làm tăng giá trị pH của hỗn hợp từ 5,81 ( 7,45 theo sự tăng dần nồng độ của NaHCO3. Đồng thời màu sắc của sản phẩm biến đổi theo chiều hướng tốt đẹp, cụ thể là khi pH của hỗn hợp đạt được 6,98 ( 7,45 thì sản phẩm thực nghiệm giữ được màu xanh sau khi thanh trùng. Như vậy, việc điều chỉnh để đạt giá trị pH thích hợp cho hỗn hợp có vai trò quan trọng và quyết định đến việc tạo và giữ màu xanh cho sản phẩm nước rau sau khi thanh trùng. Khi pH càng cao thì màu xanh của hỗn hợp nước rau càng đậm, điều này được chứng minh thông qua chỉ số OD của các mẫu thí nghiệm (720nm). Kết quả được trình bày ở bảng 3.6. Bảng 3.6: Sự thay đổi chỉ số OD phụ thuộc vào giá trị pH của sản phẩm thực nghiệm dạng pâte. Mẫu  MĐC  1  2  3  4  5   pH  5,81  6,98  7,21  7,36  7,41  7,45   OD (720nm)  4,05  2,49  2,28  2,24  2,04  1,97   Kết quả ở bảng 3.6 được biểu diễn trên đồ thị 3.2 về quan hệ giữa giá trị pH và chỉ số OD của sản phẩm thực nghiệm.
Đồ thị 3.2: Quan hệ giữa giá trị pH và chỉ số OD của sản phẩm thực nghiệm dạng pâte. Ghi chú: - Tất cả các mẫu thí nghiệm từ 1 ( 5 đều được đo chỉ số OD ngay sau khi thanh trùng. Nhận xét: Qua bảng 3.6 và đồ thị 3.2 nhận thấy: - MĐC là mẫu chứa hỗn hợp nước rau chưa qua thanh trùng có giá trị pH thực do các nguyên liệu ban đầu tạo nên (5,81) và có màu xanh tự nhiên, đồng thời là mẫu có chỉ số OD cao nhất trong các mẫu. - Các mẫu thí nghiệm từ 1(5 có giá trị pH tăng dần từ 6,98 (7,14 và chỉ số OD của các mẫu này đều giảm dần và nhỏ hơn chỉ số OD của MĐC. Như vậy, chỉ số OD tỷ lệ nghịch với giá trị pH của hỗn hợp nước rau dạng pâte. Điều này chứng tỏ rằng giá trị pH càng tăng thì màu xanh của sản phẩm càng đậm hơn so với màu tự nhiên của hỗn hợp nước rau ban đầu nhưng vẫn đẹp và không khác xa với màu tự nhiên ban đầu. Hay cường độ màu xanh của sản phẩm đã qua thanh trùng tỷ lệ thuận với giá trị pH cúa nó. Tuy nhiên, màu xanh của hỗn hợp nước rau sau khi thanh trùng lại bị biến đổi theo thời gian bảo quản (theo bảng 3.5), nên các tác giả trước đây đã phủ nhận vai trò của NaHCO3 trong việc giữ màu xanh cho sản phẩm thực nghiệm. Vì vậy, nếu tìm được các giải pháp để ổn định màu xanh hoặc bổ sung chất màu antoxian để tạo màu xanh thích hợp cho sản phẩm sau thanh trùng thì có thể giải quyết được vấn đề màu sắc cho sản phẩm nước rau dạng pâte mà không cần bổ sung chất màu tổng hợp. Khi pH của hỗn hợp đạt từ 6,98 trở lên thì sau thanh trùng sản phẩm giữ được màu xanh, cũng giống với màu xanh tự nhiên do các nguyên liệu ban đầu tạo nên. Đối với sản phẩm thực phẩm nói chung và sản phẩm thực nghiệm nói riêng, pH kiềm là không chấp nhận được, nhưng với giá trị pH = 7,45 thì không ảnh hưởng đến chất lượng của sản phẩm. Nên trong các nghiên cứu tiếp theo chúng tôi sẽ sử dụng NaHCO3 để bổ sung vào hỗn hợp nước rau dạng pâte nhằm nâng giá trị pH của hỗn hợp đạt 6,98 ( 7,45 để bổ sung chất màu antoxian hoặc ổn định màu xanh cho sản phẩm đã qua thanh trùng. 3.3. NGHIÊN CỨU BỔ SUNG CHẤT MÀU ANTOXIAN CHO SẢN PHẨM NƯỚC RAU DẠNG PÂTE 3.3.1. Vai trò của antoxian trong việc tạo màu xanh cho sản phẩm Sản phẩm nước rau dạng pâte đã qua thanh trùng không thể giữ được màu xanh tự nhiên vốn có vì trong môi trường tự nhiên của nước rau là môi trường axit nhẹ, ion Mg2+ sẽ tách ra khỏi phân tử clorofil và thay thế bằng nguyên tử hydro để tạo ra một chất mới là feofitin có màu vàng úa. Vì vậy, với mục đích tăng giá trị cảm quan của sản phẩm trên phương diện an toàn thực phẩm chúng tôi nghiên cứu bổ sung chất màu antoxian Chất màu antoxian sử dụng ở đây là chất màu tự nhiên được chiết từ bắp cải tím. Đặc điểm của chất màu này là cho màu tương thích với giá trị pH của môi trường. Thường khi pH >7 các antoxian cho màu xanh và cường độ màu xanh phụ thuộc vào sự thay đổi pH theo hướng kiềm hóa. Tuy nhiên, màu sắc của antoxian luôn luôn thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác. Vì vậy, việc bổ sung chất màu antoxian chiết từ bắp cải tím vào sản phẩm thực nghiệm cần được nghiên cứu cụ thể. 3.3.2. Nghiên cứu ngưỡng giá trị pH của hỗn hợp để antoxian cho màu xanh Với môi trường tự nhiên của nước rau là môi trường acid nhẹ nên việc bổ sung antoxian không có ý nghĩa. Vì thế, cần nâng pH của hỗn hợp đến giá trị thích hợp cho việc tạo màu xanh đồng thời không ảnh hưởng đến sản phẩm. Chuẩn bị các mẫu thí nghiệm có giá trị pH từ: 6,6 ( 7,6 với bước nhảy của pH là 0,2 đơn vị. Sau đó quan sát màu của antoxian ở các mẫu. Khả năng tạo màu của antoxian phụ thuộc vào pH được trình bày ở bảng 3.7. Bảng 3.7: Khả năng tạo màu của antoxian phụ thuộc vào giá trị pH của môi trường. Mẫu  pH  Biểu hiện màu của antoxian   1  6,6  Màu tím   2  6,8    3  7,0    4  7,2    5  7,4  Màu xanh   6  7,6    Nhận xét: Qua kết quả ở bảng 3.7 nhận thấy: - Khi pH của môi trường có giá trị nhỏ hơn 7,4 thì antoxian cho màu tím.