Xây dựng quy trình và khảo sát sự biến đổi chất dinh dưỡng của nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt

08 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 17 Nguồn: quangduc.com Theo kết quả nghiên cứu của Ðại học Arkansas (Mỹ) đăng trên Tạp chí Hóa học Nông nghiệp và thực phẩm (8/2000) cho thấy: cà rốt nấu chín (với một ít dầu mỡ) hay xay ép ra nước sẽ làm tăng nồng độ các chất chống oxy hóa (β - carotene, phenolic acid) và giúp cơ thể dễ hấp thu hơn 34.3 % so với ăn cà rốt sống. Trong 230g nước ép cà rốt chứa: 70,8 calories, 0,1g chất béo toàn phần, 0g chất béo bão hòa, 0mg cholesterol, 213,3mg natri, 0,6g chất xơ, 1,3g protein, tối thiểu 27000 IU vitamin A, 20,550 IU β - carotene, 6388 IU α – carotene, 32,2mg calci, 0,6mg sắt. 2.2.3 Công dụng của cà rốt Theo Philipp Simon, cà rốt có màu khác nhau cũng có tác dụng khác nhau trong cơ thể. Cà rốt đỏ có màu này bắt nguồn từ lycopene, một dạng carotene làm cho hoa quả có màu đỏ được tin là có tác dụng chống lại bệnh tim và một số chống lại bệnh ung thư. Cà rốt màu vàng giàu xantofin, sắc tố tương tự β - carotene hỗ trợ sức khỏe cho mắt. Cà rốt màu tía sở hữu một loại sắc tố hoàn toàn khác, antoxian có tác dụng như các chất chống oxy hoá mạnh. Lutein có nhiều trong cà rốt màu vàng, là một trong những sắc tố hành thành sắc màu của điểm đen trong võng mạc người. Hấp thụ thực phẩm có chứa nhiều lutein có thể làm tăng mật độ sắc màu của điểm đen và làm giảm nguy cơ thái hoá của điểm đen trong võng mạc. Nước ép cà rốt rất giàu chất chống oxy hóa β - carotene, α - carotene, chất quang hóa và glutamin, canxi và kali, vitamin A, B1, B2, C, vitamin E có khả năng bảo vệ nuôi dưỡng tái tạo làn da. Cơ thể sẽ chuyển hoá β - carotene thành vitamin A. Đây là chất quan trọng để tăng cường hệ miễn dịch, kích thích các tế bào khỏe mạnh phát triển. Cà rốt không chỉ là một loại rau có giá trị dinh dưỡng cao mà còn là vị thuốc rất có hiệu quả. Theo các nhà khoa học, những người thường xuyên phải làm việc ở môi trường độc hại và tiếp xúc nhiều với sóng điện tử nên ăn nhiều cà rốt có nhiều carotene bởi carotene có thể chuyển hoá thành vitamin A giúp sáng mắt và đề phòng bệnh quáng gà và khô mắt. Với tính kiềm hoá cao, nước ép cà rốt có khả năng kiểm soát chứng thiếu máu, các vấn đề về gan, nhiễm axit, nhiễm độc máu, rối loạn tuần hoàn máu và lở loét. Chức năng lợi tiểu của nước cà rốt giúp cơ thể ngăn ngừa viêm thận. Nước ép cà rốt có nhiệm vụ làm sạch gan, nếu dùng đều đặn hàng ngày, nó giúp gan bài tiết các chất độc ra khỏi cơ thể. Các nhà khoa học Mỹ đã có công trình nghiên cứu về cà rốt và đưa ra kết luận: carotene trong cà rốt có tác dụng phòng chống bệnh ung thư. Thêm vào đó, cà rốt Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 18 còn có chứa hormon thực vật gọi là tocokinin. Chất này tương tự như insulin, làm giảm 1/3 đường trong máu, là thực phẩm lý tưởng cho người bị bệnh tiểu đường và cũng có tác dụng hạ huyết áp, nên rất tốt với người bị cao huyết áp. Theo Y học cổ truyền thì cà rốt tính cam, bình, hạ khí, bổ trung lợi, trường vị, an ngũ tạng và nhuận thận mệnh, tráng nguyên dương, ấm chân tay, trừ hàn thấp và có thể chữa một số bệnh như: mắt quáng gà, khô giác mạc, huyết áp cao, tiêu hóa kém, trẻ còi xương, suy dinh dưỡng ho gà,… 2.2 Nguồn vitamin A Vitamin A (hình 2.4) tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng: vitamin A1 (retinol - chủ yếu có trong gan cá biển) và vitamin A2 (3 – dehydroretinol – có trong gan cá nước ngọt). Hoạt tính của vitamin A2 chỉ khoảng 40% so với vitamin A1. Vitamin A tan trong chất béo và trong phần lớn các dung môi hữu cơ, không tan trong nước. Vitamin A có trong các tổ chức động vật, đặc biệt có nhiều trong gan của các loài cá. Nó đóng vai trò rất quan trọng cho sự tăng trưởng bình thường của động vật. Mô thực vật không chứa vitamin A nhưng lại có khả năng tổng hợp được những sắc tố carotenoids, chất này được gọi là tiền vitamin A. Khi tiền vitamin A là β – carotene (hình 2.4) vào cơ thể sẽ được enzyme β - carotenase có ở tụy tạng cắt đôi phân tử thành hai phân tử retinal và biến đổi thành retinol để hấp thụ qua màng ruột. Trên lý thuyết một phân tử β - carotene được biến đổi thành hai phân tử vitamin A, nhưng thực tế thấp hơn nhiều, chỉ khoảng 70 - 80 %. Vitamin A tồn tại trong thức ăn tự nhiên là hợp chất tương đối ổn định không bị phân hủy khi gia công, chế biến thông thường. Trong không khí và ánh sáng, vitamin A bị oxy hóa và phân hủy nhanh chóng. Nhiệt độ càng cao sẽ thúc đẩy quá trình phân hủy diễn ra càng mạnh mẽ hơn. Hình 2.4 Vitamin A và β – carotene Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 19 Vai trò của vitamin A trong cơ thể - Nhiệm vụ trong thị giác Vitamin A tham gia vào sự tạo chất rhodopsin, một chất nhạy cảm với ánh sáng, tồn tại trong các que võng mạc, giữ vai trò quan trọng đối với thị giác lúc hoàng hôn. Nó được hấp thụ bởi luồng thần kinh được vận chuyển nhờ dây thần kinh thị giác. Vì vậy sự có mặt của vitamin A là một phần không thể thiếu đối với việc đảm bảo thị giác của con người. Nếu chế độ ăn uống thiếu vitamin A, thì nồng độ rhodopsin ở võng mạc sẽ giảm, các que võng mạc bị biến đổi hình dạng dẫn tới rối loạn thị giác, nhất là lúc hoàng hôn như trong bệnh quáng gà.Tình trạng thiếu hụt vitamin A nếu tiếp tục kéo dài sẽ dẫn đến hậu quả mất hẳn thị giác. Thêm vào đó là khuynh hướng bội nhiễm trầm trọng trên đường hô hấp, vì thiếu vitamin A thì niêm mạc khí quản bị khô và tạo điều kiện thuận lợi cho vi trùng phát triển. - Ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển bình thường của mô Vitamin A rất cần cho cơ thể, có ảnh hưởng tới sự chuyển hóa lipid, nguyên tố vi lượng và photpho. Nó duy trì sự hoàn chỉnh của tổ chức mô như da và niêm mạc. Nếu vitamin A không đủ hoặc thiếu sẽ dẫn đến sự sừng hóa tế bào mô làm cho da thô ráp, khô, có dạng vảy, lớp nội mạc mũi họng, thanh quản, khí quản và hệ sinh dục, tiết niệu bị hủy hoại nên dễ bị viêm nhiễm. Đường tiết niệu bị sừng hoá quá mức là một trong những nguyên nhân gây sỏi. - Ảnh hưởng của màng niêm Vitamin A kích thích quá trình phát triển của các mô như mô sừng, ruột và các bộ phận hô hấp. Nó cũng ảnh hưởng đặc biệt đến da, kích thích sự liền sẹo và phòng ngừa các chứng bệnh của da. - Ảnh hưởng sụn và xương Vitamin A là yếu tố không thể thiếu đối với sự phát triển của phôi thai và trẻ em. Nó đóng vai trò đối với sự phát triển của xương, thiếu vitamin A làm xương mềm và mảnh hơn bình thường, quá trình vôi hoá bị rối loạn. - Ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch β - carotene cải thiện chức năng hệ miễn dịch bằng rất nhiều cách khác nhau. Nó có tác dụng chống lại sự lão hoá và các bệnh tim mạch, chứng đột quỵ, bệnh ung thư phổi, thực quản, dạ dày và gan mật. thần kinh.... Ngoài tác dụng phòng bệnh, β - caroten còn làm chậm quá trình tiến triển trên các bệnh nhân đã bị xơ vữa động mạch, giảm tỷ lệ đột quỵ và tai biến mạch máu (Takamatsu 1995, Rapola 1996, Stephens 1996). Trong một số nghiên cứu mới đây, tiến sĩ khoa học David A. Hughes và các đồng sự thuộc Viện nghiên cứu về thực phẩm Anh Quốc phát hiện Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 20 β - carotene tác động lên tế bào bạch cầu đơn nhân (Monocyte) – một loại tế bào miễn địch giúp tìm kiếm và phá hủy các tế bào ung thư và các vi khuẩn gây bệnh. Các nghiên cứu tại Đại học Tufts, Medford, Massachusetts đã phát hiện β - carotene trong các chế phẩm thuốc có khả năng làm tăng hoạt động của các tế bào tiêu diệt tự nhiên (Natural Killer Cell: NK cell). Đó là những tế bào miễn dịch rất mạnh, chúng tấn công tiêu diệt không chỉ các tế bào ung thư mà còn các tế bào bị nhiễm virus. Các chuyên gia của Tufts cho biết, chế phẩm β - carotene thúc đẩy hoạt động của các tế bào NK, đặc biệt ở những người đàn ông lớn tuổi. Điều này rất quan trọng, bởi càng lớn tuổi, hệ miễn dịch càng bị suy yếu. Các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Y khoa trường Đại học Loyola, Maywood, Illinois cũng phát hiện chế phẩm β- carotene (30mg/ ngày) làm tăng khả năng miễn dịch trên 50 bệnh nhân ung thư hoặc polyp đại tràng. β - carotene còn giúp giảm thấp nguy cơ nhiều loại ung thư khác, như ung thư vú, ung thư vùng chậu… - Tác dụng chống lão hóa và ung thư Vitamin A kéo dài quá trình lão hoá do làm ngăn chặn sự phát triển của các gốc tự do giúp ngăn chặn được một số bệnh ung thư. Nguy cơ ung thư tuyến tiền liệt tăng ở nhóm β - carotene thấp, bổ sung β - carotene làm giảm nguy cơ ung thư. Nguy cơ ung thư dạ dày tỷ lệ nghịch với nồng độ β – carotene, đồng thời nếu bổ sung phối hợp β - carotene, vitamin E, selelium sẽ làm giảm tỷ lệ ung thư, tử vong của bệnh nhân ung thư dạ dày. Nhu cầu vitamin A của con người tính theo retinol được thể hiện ở bảng 2.5 Bảng 2.5 Nhu cầu vitamin A tính theo retinol Tuổi µg retinol/ ngày Tuổi µg retinol/ ngày 6 – 10 tháng 300 7 – 9 tuổi 400 1 tuổi 250 10 – 12 tuổi 575 2 tuổi 250 13 – 15 tuổi 725 3 tuổi 250 16 – 19 tuổi 750 4 – 6 tuổi 300 Người trưởng thành 750 Nguồn: Dinh Dưỡng Người (Nguyễn Minh Thủy, 2006) Trong cơ thể cứ 2 µg β - carotene cho 1 µg retinol, sự hấp thu carotene ở ruột non không hoàn toàn (1/ 3). Như vậy cần có 6 µg β – carotene trong thức ăn để có 1 µg retinol. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 21 Theo khái niệm đương lượng retinol (RE) vitamin A do FAO/ WHO đưa ra, khi tính toán tổng lượng vitamin A nạp vào từ thức ăn thì quy đổi vitamin A có nguồn gốc động vật và carotene có nguồn gốc thực vật thành quan hệ đương lượng retinol như sau: 1đơn vị quốc tế vitamin A = 0,3 µg đương lượng retinol kết tinh 1 RE = 3,3 I.U retinol 1 RE = 10 I.U carotene 1 µg vitamin A = 0,1 µg đương lượng retinol 1 µg carotene = 0,167 µg đương lượng retinol Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 22 2.3 Giới thiệu về β - carotene và lycopen - β - carotene là một loại carotenoid phổ biến nhất được tìm thấy trong thực phẩm và là tiền thân chủ yếu của vitamin A (cơ thể có thể chuyển β - carotene thành vitamin A). β - carotene có màu cam, thường thấy trong phần xanh của thực vật và các loại trái cây, rau quả có màu cam, mầu đỏ như gấc, cà rốt, bí ngô, đào, khoai lang đỏ,…Nó cũng có nhiều trong các thực vật hạ đẳng như: rong, tảo, nấm và vi khuẩn. Hàm lượng carotenoids của một số loại rau quả được cho ở bảng 2.6 Bảng 2.6 Hàm lượng carotenoid của gấc và một số loại trái cây và rau quả khác Tên địa phương Tên khoa học β-carotene (µg/g) Total carotenoids (µg/g) Gấc Đu đủ Quýt Chuối Táo ta Rau sắn tươi Rau dây Bắp cải Rau cải cúc Rau muống Rau lang Rau cải xanh Cà chua Khoai lang Xu hào Khoai tây Bí Momordica cochinchinesis Sprengh Carica papaya Citrus japonica Musa sapientum Ziziphus jujuba Manihot esculenta Corchorus olitonus Brassica oleracea Chrysanthemum cronarium Ipomoea aquatica Ipomoea batatas Brassica juncea Solanum lycopersicum Opomoea batatas Brassica oleracea var.gongylodes Solanum tuberrosum Benincasa cerifera 175 12,10 4,65 2,90 0,40 82,80 78,50 51,00 31,60 28,65 27,00 18,25 6,00 14,70 3,13 0,29 0,05 977 29,6 60,8 32,9 13,6 Nguồn: Vương, L. T., và cộng sự ( 2002) Trong tế bào thực vật các carotenoid liên kết với các protid và lipid.Carotene và vitamin A cũng có trong phủ tạng và tổ chức của các động vật và người. Nhiều nghiên cứu đã chứng tỏ vai trò và ích lợi của β - carotene trên hệ miễn dịch, ngăn ngừa nhiều loại ung thư và giảm tác hại của ánh nắng mặt trời. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 23 - Lycopene (hình 2.5) là chất có sắc tố đỏ thuộc nhóm carotenoids có tác dụng chống lại sự oxy hóa tế bào và đặc biệt hiệu quả trong việc vô hoạt oxi độc thân giúp chống lại các tế bào ung thư. Hoạt tính chống oxy hóa của lycopene giúp phòng ngừa các bệnh mãn tính mạnh gấp 5 - 7 lần so với tiền vitamin A. Hình 2.5 Lycopen Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 24 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện thí nghiệm 3.1.1 Địa điểm thí nghiệm Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp và SHƯD, trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2 Thiết bị và dụng cụ - Thiết bị: máy xay, máy đồng hóa, chiết quang kế, máy đo màu,… - Dụng cụ: dao, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống đong, đĩa petri… 3.1.3 Nguyên liệu và hoá chất - Nguyên liệu: gấc, cà rốt - Hóa chất sử dụng: đường saccharose, hexan, acetone, acid sorbic 3.2 Nội dung và bố trí thí nghiệm Quy trình sản xuất nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt được thể hiện ở hình 3.1 Gấc chín Nước Carrot Gọt vỏ, xắt lát Rửa, bổ đôi Phối trộn Tách thịt hạt Xay mịn Gia nhiệt - Đóng chai Phối chế Lọc Pha loãng Bã Tách hạt Thanh trùng Thành phẩm Chần Nghiền, ép Đường saccharose Sấy Đồng hóa Hình 3.1. Quy trình sản xuất nước uống hỗn hợp từ gấc và carrot Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 25 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu gấc đến hiệu suất tách thu thịt gấc và hàm lượng carotenoids. - Phương pháp 1: Tách thịt hạt gấc tươi - Phương pháp 2: Tách thịt hạt gấc sau khi sấy a. Mục đích So sánh hiệu suất tách và hàm lượng carotenoids của hai phương pháp xử lý nguyên liệu gấc, từ đó tìm được phương pháp xử lý thích hợp nhất để sử dụng cho thí nghiệm 3. b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố A: nhiệt độ sấy A1 = 500C A2 = 550C A3 = 600C Nhân tố B: thời gian sấy B1 = 10 phút B2 = 20 phút B3 = 30 phút Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 2 = 18 nghiệm thức ……………. Sấy A1 A2 A3 B1...3 B1…3 B1…3 Tách thịt hạt Xác định hiệu suất tách, hàm lượng carotenoids Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 26 c. Tiến hành thí ngiệm Hạt gấc sau khi tách ra khỏi quả tiến hành sấy ở nhiệt độ A1, A2, A3 ở các khoảng thời gian B1, B2, B3. Sau sấy thịt gấc được tách ra khỏi hạt và xác định hiệu suất tách và hàm lượng carotenoids của thịt quả. d. Chỉ tiêu phân tích - Xác định hiệu suất tách thịt quả ra khỏi hạt (%) - Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b - Hàm lượng carotenoids (µg/ gck) 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng quá trình chần đến chất lượng của cà rốt Cà rốt Gọt vỏ, xắt lát Xác định hàm lượng carotenoids Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 a. Mục đích Xác định ảnh hưởng của quá trình chần đến hàm lượng carotenoids có trong củ cà rốt. b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố C: thời gian chần C1 = 0 giây C2 = 75 giây Tổng số nghiệm thức: 2 x 2 = 4 nghiệm thức c. Tiến hành thí ngiệm Cà rốt sau khi gọt lớp vỏ mỏng và xắt thành những lát dày 0,8 – 1 mm tiến hành chần ở nhiệt độ 93oC trong thời gian 0 và 75 giây. Sau đó xác định hàm lượng carotenoids của 2 mẫu trên. C1 C1 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 27 d. Chỉ tiêu phân tích - Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b - Hàm lượng carotenoids (µg/ gck) 3.2.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế gấc, cà rốt và nước đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm a. Mục đích Xác định tỷ lệ phối chế gấc, cà rốt và nước để sản phẩm đạt giá trị cảm quan và dinh dưỡng tốt nhất. b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố D: tỷ lệ dịch gấc : dịch cà rốt D1 = 1 : 1 D2 = 2: 1 D3 = 3 : 1 Nhân tố E : tỷ lệ nước : quả (gấc và cà rốt) E1 = 18 : 1 E2 = 20 : 1 E3 = 22 : 1 Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 2 = 18 nghiệm thức ……… Pha loãng D1 D2 D3 Xác định hàm lượng carotenoids Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 c. Tiến hành thí nghiệm Từ thí nghiệm 1 và 2, chọn phương pháp xử lý nguyên liệu tốt nhất để tiến hành thí nghiệm 3 có bổ sung cà rốt vào gấc theo các tỷ lệ 1:1, 1:2, 1:3 tương ứng với tỷ lệ nước và quả là 18:1, 20:1, 22:1 E1…3 E1…3 E1…3 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 28 d. Các chỉ tiêu phân tích - Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b - Độ nhớt (cP) - Hàm lượng carotenoids (µg/ ml) 3.2.4. Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng saccharose bổ sung vào hỗn hợp dịch quả đến giá trị cảm quan của sản phẩm. a. Mục đích Xác định hàm lượng saccharose bổ sung vào hỗn hợp dịch quả để sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất. b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố, hai lần lặp lại. Nhân tố E: nồng độ đường sacharose F0 = 0% F1 = 8 % F2 = 9 % F3 = 10 % F4 = 11 % F5 = 12 % Tổng số nghiệm thức: 6 x 2 = 12 nghiệm thức .………. Phối chế Đánh giá cảm quan Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 c. Tiến hành thí nghiệm Hỗn hợp dịch quả sau khi pha loãng với tỷ lệ thích hợp nhất ở thí nghiệm 2 được bổ sung đường ở các nồng độ khác nhau. d. Chỉ tiêu phân tích - Đánh giá cảm quan - Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b - Tỷ trọng - Độ nhớt (cP) F0 F1 F4 F2 F3 F5 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 29 3.2.5. Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình đồng hóa đến độ đồng nhất của sản phẩm. a. Mục đích Xác định mức độ đồng hóa để sản phẩm đạt độ đồng nhất tốt nhất mà vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và hai lần lặp lại. Nhân tố G : thời gian đồng hóa G1 = 0 phút G2 = 3 phút G3 = 6 phút G4 = 9 phút Tổng số nghiệm thức: 4 x 2 = 8 nghiệm thức ………. Đồng hóa Hàm lượng carotenoids Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 c. Tiến hành thí nghiệm Hỗn hợp dịch quả sau khi pha loãng và phối chế đường được khảo sát ở các mức độ: không đồng hoá và đồng hoá trong thời gian 3 phút, 6 phút, 9 phút và 12 phút. Sau đó các mẫu được tiến hành phân tích các chỉ tiêu các chỉ tiêu về cảm quan và dinh dưỡng. d. Chỉ tiêu phân tích - Độ ổn định (%) - Độ nhớt (cP) - Độ brix (oBx) - Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b - Tỷ trọng G2 G4 G1 G3 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 30 3.2.6. Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm a. Mục đích Xác định nhiệt độ và thời gian thanh trùng thích hợp để sản phẩm có chất lượng tốt nhất b. Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại. Nhân tố I: nhiệt độ thanh trùng I1 = 90oC I2 = 95oC I3 = 100oC Nhân tố K: thời gian thanh trùng K1 = 5 phút K2 = 10 phút K3 = 15 phút Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 2 = 18 nghiệm thức ………… Thanh trùng Xác định hàm lượng carotenoids và công thức thanh trùng Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6 c. Tiến hành thí nghiệm Hỗn hợp dịch quả sau đồng hóa được bổ sung acid sorbic 0,01% và thanh trùng ở nhiệt độ 90oC, 95oC, 100oC khác nhau ở các khoảng thời gian 5, 10, 15 phút. d. Chỉ tiêu phân tích - Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b - Hàm lượng carotenoids (µg/ ml) - Thành lập công thức thanh trùng tổng quát I1 I2 I3 K1…3 K1…3 K1…3 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 31 3.2.7. Các chỉ tiêu phân tích Bảng 3.1 Các chỉ tiêu phân tích trong quá trình thí nghiệm Chỉ tiêu phân tích Thiết bị/ Phương pháp phân tích Màu sắc: thể hiện qua L, a, b Máy đo màu colorimeter L: đo sáng - tối , dao động từ 0 đến 100 -a: xanh lá cây; +a: đỏ -b: xanh da trời; +b: vàng Màu chuẩn: Lo = 97,06, ao = 0,19, bo = 1,73 Độ brix (oBx) Chiết quang kế Tỷ trọng Tỷ trọng kế Độ nhớt (cP) Máy đo độ nhớt Mức độ lắng Sử dụng ống đong quan sát và đo độ lắng. Từ đó xác định độ ổn định theo công thức: Độ ổn định (%) = X : Chiều cao dung dịch bị lắng (cm) Xo : Chiều cao dung dịch (cm) Hàm lượng carotenoids (µg/g) Trích ly carotenoids bằng dung môi hexan và acetone. Hàm lượng carotenoids được tính thông qua giá trị A. Đánh giá cảm quan Sử dụng phương pháp cho điểm để đánh giá cảm quan về chỉ tiêu độ ngọt. Mỗi thành viên sẽ nhận được một mẫu ghi mã số và được yêu cầu cho điểm những mẫu trên theo thang điểm sau: 1 – Không ngọt 2 – Quá ít ngọt hoặc quá ngọt 3 – Ít ngọt hoặc ngọt nhiều 4 – Hơi ít ngọt hoặc hơi ngọt 5 – Ngọt vừa Xo - X Xo x 100% Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 32 3.3 Động học của quá trình phá hủy vitamin Sự phá hủy chất lượng thực phẩm có thể được mô tả theo phương trình (1) nkC dt dC −= (1) Dấu (-) biểu thị sự giảm chất lượng thực phẩm theo thời gian dưới sự tác động của nhiệt độ Trong đó: + C: Hàm lượng vitamin của mẫu tại thời điểm t (mg hoặc µg ) + t: Thời gian xử lý nhiệt (phút ) + k: Hằng số tốc độ phản ứng + n: Bậc phản ứng Trong hầu hết các trường hợp, bậc phản ứng bằng 1 (n = 1) được chọn cho quá trình biến đổi các chất dinh dưỡng nên phương trình (1) có thể viết lại: ln (C) – ln (Co) = -kt (2) Trong đó: Co: hàm lượng vitamin của nguyên liệu ban đầu (mg hoặc µg) C : hàm lượng vitamin tại thời điểm t k: hằng số tốc độ phản ứng t: thời gian gia nhiệt Ở nhiệt độ gia nhiệt không đổi, hàm lượng vitamin của nguyên liệu giảm theo hàm số mũ theo thời gian. Điều này có ý nghĩa rằng, theo lý thuyết tổng hàm lượng vitamin của nguyên liệu không thể giảm đến 0. Vì vậy, không thể đảm bảo tuyệt đối rằng tất cả vitamin của nguyên liệu sẽ bị phân hủy bởi một quá trình nào đó. Hằng số tốc độ phản ứng (k) có thể được xác định bằng cách xác lập đồ thị của ln (C/Co) theo thời gian gia nhiệt t. Hằng số tốc độ phản ứng (k) có thể suy ra trực tiếp từ hệ số góc của đường hồi qui. Ln(C/Co) -k Thời gian Hình 3.8 Sự xác định bằng đồ thị của k Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 33 Hằng số tốc độ phản ứng thay đổi theo nhiệt độ gia nhiệt, nhiệt độ gia nhiệt càng cao, hằng số tốc độ phản ứng càng lớn. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng (k) ở áp suất khí quyển có thể được xác định bằng các giá trị Ea (năng lượng hoạt hóa) được biểu diễn từ phương trình Arrhenius. Ln(k) = ln(kTref) +                −      TTR E Tref a 11 Trong đó: k: Hằng số tốc độ phản ứng (phút -1) ở nhiệt độ T kref: Hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ tham chiếu Tref Ea: Năng lượng hoạt hóa (kJ/ mol) R: Hằng số khí lý tưởng ( R = 8,314J/ mol) T: Nhiệt độ tuyệt đối (oK) Tref: Nhiệt độ tham chiếu (oK) Năng lượng hoạt hóa (Ea ) thường được sử dụng để chỉ sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng. Hơn nữa, năng lượng hoạt hóa có thể được xác định theo phương pháp đồ thị bằng cách biểu diễn logarit của hằng số tốc độ phản ứng theo nhiệt độ tuyệt đối. Hệ số nhiệt độ có thể được tính toán từ hệ số góc, ví dụ Ea/R Đường biểu diễn ở hình 3.9 cho thấy: Ea/R = const Suy ra: Ea = const x R Ln(k) -Ea/R 1/T Hình 3.9 Sự xác định năng lượng hoạt hóa theo đồ thị Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 34 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu gấc đến hiệu suất tách, hàm lượng carotenoids và màu sắc của thịt gấc Bảng 4.1 Hiệu suất tách (%), tỷ lệ hao hụt carotenoids (%) và màu sắc (a, b) của thịt gấc theo nhiệt độ và thời gian sấy Nhiệt độ(oC) Thời gian (phút) Hiệu suất tách (%) Tỷ lệ hao hụt carotenoids (%) a b Mẫu tươi 85,985 ± 1,665* 30,085± 0,615 7.805± 0,715 10 91,170± 0,260 14,043± 0,672 28,440± 2,110 7,395± 0,825 20 93,745± 0,195 32,096± 0,557 26,165± 0,205 6,970± 0,180 50 30 93,650± 2,350 47,886± 0,313 25,900± 2,200 6,325± 0,405 10 92,255± 1,075 31,071± 0,597 27,250± 0,780 7,385± 0,475 20 94,970± 1,030 44,911± 0,809 26,860± 0,900 7,405± 0,615 55 30 93,885± 0,555 50,245± 0,330 25,180± 0,470 6,505± 0,265 10 96,25± 0,69 13,587± 5,32 30,625± 0,585 10,575± 0,205 20 95,255± 0,515 35,063± 0,962 27,885±1,315 8,665±0,275 60 30 96,975± 0,875 50,879± 0,385 27,38 ±0,250 8,940±0,600 * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Giá trị ở bảng 4.1 cho thấy hiệu suất tách và tỷ lệ hao hụt carotenoids tỷ lệ thuận với nhiệt độ và thời gian sấy. Nhiệt độ và thời gian sấy tăng, thịt gấc bị mất ẩm càng nhiều làm cho bề mặt trở nên khô ráo hơn, do đó ít bị hao hụt hơn. Bên cạnh đó, nhiệt, oxy không khí và ánh sáng cũng tác động lên thành phần carotenoids. Sự oxy hóa carotenoids trong quá trình này làm tỷ lệ hao hụt carotenoids tăng rất nhanh, có thể lên đến 50% nếu thời gian sấy kéo dài 30 phút. Quá trình oxy hoá cũng là nguyên nhân làm giảm màu của thịt gấc, thể hiện qua giá trị a, b luôn giảm trong suốt quá trình sấy. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 35 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 Thời gian (phút) H iệ u su ất tác h(% ) . Mẫu tươi Sấy 50oC Sấy 55oC Sấy 60oC Quả gấc được sử dụng trong quá trình thí nghiệm là quả đã chín (tối thiểu là 2/3 quả). Do đó, thịt gấc rất mềm và dễ bị hao hụt trong quá trình tách lấy thịt gấc ra khỏi hạt. Đồ thị biểu diễn ở hình 4.1 cho thấy khi nhiệt độ và thời gian sấy càng tăng thì sự hao hụt thịt gấc trong quá trình tách càng giảm, hiệu suất tách thịt quả càng tăng. Mẫu tươi do thịt gấc mềm nên có sự hao hụt thịt gấc nhiều hơn so với các mẫu sấy. Các mẫu sấy ở chế độ 50oC, 55oC và 60oC do có sự mất ẩm nên bề mặt thịt gấc ráo hơn, và khi tách gấc ít bị hao hụt hơn. Tuy nhiên mẫu sấy ở chế độ 60oC là có sự hao hụt ít hơn cả. Ở chế độ này hiệu suất thu hồi thịt gấc trong quá trình tách có thể đạt đến trên 95%. -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0 10 20 30 Thời gian (phút) Ln (C / C o ) Sấy 50oC Sấy 55oC Sấy 60oC Hình 4.2 Đồ thị biểu diễn động học của quá trình phân hủy carotenoids của thịt gấc trong quá trình sấy Hình 4.1 Đồ thị biểu diễn hiệu suất tách thịt gấc theo nhiệt độ và thời gian sấy 10 20 30 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 36 Nhận thấy ở hình 4.2 khi tăng nhiệt độ thì quá trình phân hủy carotenoids biến đổi theo các phương trình sau: Sấy 50oC: y = -0,0219x + 0,0312, với r2 = 0,9861 Sấy 55oC: y = -0,0232x – 0,0689, với r2 = 0,9362 Sấy 60oC: y = -0,0242x + 0,0398,với r2 = 0,9822 -3.9 -3.8 -3.7 0.00300 0.00305 0.00310 1/T (1/oK) ln (k) Từ các phương trình biểu diễn ở hình 4.2 và 4.3 hằng số tốc độ phản ứng k và năng lượng hoạt hóa Ea được thể hiện ở bảng 4.2 Bảng 4.2 Hằng số tốc độ phản ứng k (phút-1) và năng lượng hoạt hóa Ea (kJ/ mol) trong quá trình sấy Nhiệt độ (oC) 50 55 60 k (phút-1) 0,0219± 0,00569* 0,0232± 0,00569 0,0242± 0,00569 Ea 4,937 (kJ/ mol) * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Số liệu thể hiện ở bảng 4.2 cho thấy khi nhiệt độ sấy càng tăng thì hằng số tốc độ phản ứng k càng lớn. Điều đó chứng tỏ hàm lượng carotenoids giảm càng nhanh. Ở chế độ sấy 60oC, tuy tốc độ phân hủy carotenoids nhanh hơn so với sấy ở nhiệt độ 50oC và 55oC nhưng khi sấy trong thời gian ngắn (10 phút) thì carotenoids còn lại trong thịt gấc tương đương với carotenoids ở chế độ sấy 50oC. Vì vậy có thể chọn nhiệt độ và thời gian sấy này cho quá trình tách thịt gấc. Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng trong quá trình sấy Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 37 0 5 10 15 20 25 30 35 0 10 20 30 10 20 30 10 20 30 Thời gian (phút) a b Trong quá trình sấy thì giá trị a, b được biểu diễn ở hình 4.4 luôn có sự thay đổi. Trong cùng một nhiệt độ, thời gian sấy tăng thì giá trị a giảm dần và luôn thấp hơn so với mẫu tươi, tức màu của thịt quả càng kém. Giá trị b cũng giảm cùng với sự tăng của thời gian. Tuy nhiên, ở chế độ sấy 60oC hai giá trị này tăng cao hơn so với 50oC và 55oC là do khi tiến hành thí nghiệm mẫu gấc bị thay đổi. 4.2. Ảnh hưởng của quá trình chần đến hàm lượng carotenoids trong cà rốt Bảng 4.3 Sự thay đổi màu sắc (L, a, b) và hàm lượng carotenoids (µg/gck) của cà rốt khi chần ở nhiệt độ 93oC trong thời gian 75 giây Xử lý bề mặt Carotenoids (µg/gck) L a b Không chần 942,36± 43,18* 58,405± 0,975 15,735± 0,345 41,675± 0,055 Chần 1191,65± 99,65 51,990± 2,570 10,350± 1,975 36,725± 3,345 * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Giá trị thể hiện hàm lượng carotenoids trong cà rốt được cho ở bảng 4.3 cho thấy cà rốt chần có carotenoids cao hơn so với không chần. Nguyên nhân là do khi chần ở nhiệt độ cao 93oC trong thời gian 75 giây các enzyme oxy hóa trong cà rốt bị vô hoạt, làm đình chỉ các quá trình sinh hóa của nguyên liệu giúp carotenoids ít bị biến đổi hơn khi để trong môi trường trong quá trình tiến hành thí nghiệm. Bên cạnh đó, các carotenoids trong cà rốt hiện diện ở các sắc lạp và tập trung nhiều Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn giá trị đo màu (a, b) của gấc trong quá trình sấy 50oC 55oC 60oC Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 38 nhất ở các tế bào bên ngoài của củ dưới dạng tinh thể. Các tế bào này cũng có chứa các giọt chất béo nhỏ. Khi tế bào chịu tác động bởi quá trình chần, sấy, hay các tác nhân hóa học, sắc lạp sẽ bị phân hủy và carotenoids sẽ hòa tan vào các giọt béo. Do đó, quá trình trích ly carotenoids trong cà rốt cũng dễ dàng hơn (Meyer, 1978). 0 10 20 30 40 50 60 70 L a b Không chần Chần Đồ thị biểu diễn ở hình 4.5 cho thấy cà rốt khi chần sẽ có các chỉ số L, a, b thấp hơn so với không chần. Điều đó chứng tỏ khi chần, màu của cà rốt sẽ sáng hơn và nhạt hơn với không chần. Đó là do khi chần dưới tác dụng của nhiệt độ, oxy một phần carotenoids bị oxy hóa và các tế bào cà rốt bị vỡ ở mặt cắt sẽ làm thất thoát một lượng dịch ra ngoài môi trường trong đó có 1 phần là carotenoids. Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn giá trị đo màu (L, a, b) của cà rốt trong quá trình chần Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 39 4.3 Ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế giữa gấc, cà rốt và nước đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm Bảng 4.4 Sự thay đổi hàm lượng carotenoids (µg/ ml), độ nhớt (cP) và màu sắc (a, b) của dịch quả trong quá trình phối chế Tỷ lệ gấc:cà rốt (w/w) Tỷ lệ nước:quả (w/w) Hàm lượng carotenoids (µg/ ml) Độ nhớt (cP) a b 18:1 55,700± 7,625* 25,5± 1,5 17,690± 0,210 15,765± 1,545 20:1 43,813± 14,25 19,5± 0,5 16,550± 0,100 15,305± 1,225 1:1 22:1 40,325± 8,988 15,5± 0,5 15,235± 0,110 14,350± 0,290 18:1 74,425± 9,588 42,0± 2,0 19,535± 0,235 15,205± 0,825 20:1 63,850±6,700 33,0± 6,0 18,790± 0,150 15,175± 1,165 2:1 22:1 58,200± 10,25 26,0± 7,0 17.,485± 0,375 14,250± 1,200 18:1 85,987± 6,900 68,0 ± 12,0 23,615± 0,385 17,700± 0,630 20:1 80,338± 14,45 57,0± 11,0 21,775± 0,825 16,385± 1,255 3:1 22:1 61,813± 11,43 40,5± 6,0 20,495± 0,150 15,620± 1,165 * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Các giá trị thể hiện ở bảng 4.4 cho thấy tỷ lệ phối chế gấc, cà rốt và nước ảnh hưởng rất lớn đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm. Tỷ lệ gấc: cà rốt càng cao, tức hàm lượng gấc càng nhiều thì hàm lượng carotenoids, màu sắc cũng như độ nhớt của dịch quả càng càng tăng. Ngược lại, tỷ lệ nước thêm vào dịch quả càng nhiều thì dịch quả càng loãng, khi đó độ nhớt, hàm lượng carotenoids và màu sắc của thịt quả càng giảm. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 40 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 18 20 22 Tỷ lệ nước : quả C a ro te n o id s (m cg / m l) . Tỷ lệ gấc:cà rốt = 1:1 Tỷ lệ gấc:cà rốt = 2:1 Tỷ lệ gấc:cà rốt = 3:1 Trong thành phần hóa học của gấc và cà rốt thì hàm lượng carotenoids có trong gấc cao gấp nhiều lần hơn so với cà rốt. Do đó, trong quá trình pha loãng với nước tỷ lệ khối lượng gấc: cà rốt càng cao thì hàm lượng carotenoids có trong dịch quả càng cao. Để sản phẩm vừa có giá trị dinh dưỡng cao, vừa mang tính đặc trưng cho sản phẩm chế biến từ gấc thì cần phối chế tỷ lệ gấc nhiều hơn so với cà rốt. Đồ thị biểu diễn ở hình 4.6 cho thấy tỷ lệ khối lượng gấc: cà rốt = 3:1, tỷ lệ nước: quả = 18 và 20 có hàm lượng carotenoids cao hơn cả nhưng không có sự khác biệt ý nghĩa giữa 2 mẫu này. Do đó tỷ lệ khối lượng gấc: cà rốt = 3:1 và tỷ lệ nước: quả = 20 được chọn để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 18 20 22 18 20 22 18 20 22 Tỷ lệ nước:quả Đ ộ n hớ t (m pa ) Sau khi pha loãng, dịch quả được lọc qua 1 lớp vải lọc. Do thịt gấc rất mềm nên phần lớn thịt gấc qua lớp vải lọc xuống dịch lọc, phần bã lúc này là lớp màng gấc bao quanh hạt không được xay nhuyễn và cà rốt. Như vậy, trong nước gấc có cả Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn hàm lượng carotenoids ở các tỷ lệ pha loãng dịch quả khác nhau Hình 4.7 Đồ thị biểu diễn độ nhớt của dịch quả ở các tỷ lệ pha loãng khác nhau gấc:cà rốt = 1 gấc:cà rốt = 2 gấc:cà rốt = 3 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 41 phần thịt gấc. Đồ thị biểu diễn hình 4.7 cho thấy tỷ lệ khối lượng gấc: cà rốt càng cao thì độ nhớt của dịch quả càng tăng cao do thịt gấc trong dịch quả càng nhiều, ngược lại lượng nước thêm vào càng nhiều thì dung dịch càng loãng, do đó độ nhớt càng giảm. 0 5 10 15 20 25 18 20 22 18 20 22 18 20 22 Tỷ lệ quả : nước a b Đồ thị biểu diễn ở hình 4.8 cho thấy giá trị b của dịch quả tương đối ổn định, ở tỷ lệ gấc: cà rốt = 3 giá trị này có tăng lên so với các mẫu còn lại. Giá trị a có sự dao động theo lượng gấc và nước thêm vào. Gấc có màu đỏ đậm nên phối chế gấc càng nhiều so với cà rốt thì màu của dung dịch càng đỏ nhiều hơn. Ngược lại, lượng nước thêm vào càng nhiều thì dung dịch càng loãng và màu sẽ nhạt hơn. Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn giá trị đo màu (a, b) của dịch quả gấc:cà rốt = 1 gấc:cà rốt = 2 gấc:cà rốt = 3 Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 42 4.4. Ảnh hưởng của hàm lượng saccharose bổ sung vào hỗn hợp dịch quả đến giá trị cảm quan của sản phẩm. 4.4.1. Đánh giá cảm quan trong quá trình phối chế Bảng 4.5 Kết quả đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm trong quá trình phối chế Nồng độ saccharose (%) Điểm trung bình của các thành viên 8 3,133 ± 0,618* 9 3,867 ± 0,718 10 4,000± 0,633 11 4,533 ± 0,618 12 4,067 ± 0,574 Chi chú: * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Nhận thấy có sự khác biệt ý nghĩa trong quá trình đánh giá cảm quan giữa các mẫu. Nồng độ saccharose ở mức 8%, 9%, 10% được đánh giá là có độ ngọt kém, nồng độ 11% và 12% được đánh giá là có độ ngọt vừa và không có sự khác biệt ý nghĩa về độ ngọt ở hai nồng độ này. Tuy nhiên để tăng hiệu quả kinh tế, nồng độ saccharose bổ sung vào dịch quả được chọn sử dụng cho các thí nghiệm sau là 11%, khi đó độ nhớt của dịch quả ở khoảng 28 cP và tỷ trọng là 1,04 (bảng 4.6). Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 43 4.4.2. Sự thay đổi độ nhớt, tỷ trọng và màu sắc của dịch gấc trong quá trình phối chế saccharose Bảng 4.6 Sự thay đổi độ nhớt (cP), tỷ trọng và màu sắc (a, b) của dịch gấc theo hàm lượng đường saccharose * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Số liệu thể hiện ở bảng 4.6 cho thấy hàm lượng đường bổ sung vào dịch quả càng tăng thì tỷ trọng của dịch quả tăng, ngược lại độ nhớt của dịch quả giảm đáng kể. Do khối lượng phân tử của đường lớn hơn nhiều so với phân tử nước nên khi hòa tan đường vào dung dịch tỷ trọng của dung dịch tăng đáng kể. Đồng thời khi tỷ lệ đường bổ sung vào càng nhiều thì tỷ lệ dịch gấc càng giảm. Độ nhớt của dung dịch được quyết định chủ yếu là do dịch gấc, vì vậy dịch gấc giảm thì độ nhớt của dung dịch càng giảm. 0 5 10 15 20 25 0 8 9 10 11 12 Hàm lượng đường (%) a b Nồng độ saccharose (%) Độ nhớt (cP) Tỷ trọng (x 10-4) a b 0 52,5 ± 2,5* 20,475 ± 0,425 14,535± 0,412 8 36,0 ± 3,0 1,029 ± 5 18,030 ± 0,317 12,565± 0,360 9 32,5 ± 4,5 1,033 ± 5 17,635 ± 0,525 12,355± 1,010 10 30,0 ± 4,0 1,037 ± 5 17,345 ± 1,195 12,080± 0,320 11 28,0 ± 4,0 1,040 ± 0 17,050 ± 0,517 11,815± 0,395 12 26,5 ± 3,5 1,044 ± 5 16,840 ± 0,323 11,790 ± 0,505 Hình 4.9 Đồ thị biểu diễn giá trị đo màu (L, a, b) của dịch quả ở các nồng độ saccharose khác nhau Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 44 Đồ thị biểu diễn ở hình 4.9 cho thấy các giá trị a, b của dịch quả giảm nhẹ nhưng không có sự khác biệt ý nghĩa giữa các mẫu. Mẫu không bổ sung đường có giá trị a, b cao hơn so với các mẫu có bổ sung đường do khi hoà tan đường vào dung dịch, thể tích của dung dịch tăng, dung dịch loãng hơn và do đó độ màu cũng kém hơn. 4.5 Ảnh hưởng của quá trình đồng hóa đến độ đồng nhất của sản phẩm Bảng 4.7 Độ ổn định (%) và sự thay đổi độ nhớt (cP), tỷ trọng và màu sắc (a, b) của dịch gấc trong quá trình đồng hoá Thời gian (phút) Độ ổn định (%) Độ nhớt (cP) Tỷ trọng (x 10-4) a b 0 96,4±4,6* 35,2±6,5 1,040±15 17,180±0,300 11,740±0,270 3 89,1± 3,2 29,0±5,0 1,036±5 20,725±0,235 15,885±0,915 6 92,5±5,4 26,5±5,5 1,035±5 20,875±0,335 15,855±1,685 9 93,7±6,1 24,5±5,5 1,034±8 21,345±0,185 17,400±1,220 * : Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Số liệu thể hiện ở bảng 4.7 cho thấy độ ổn định của dịch quả tỷ lệ thuận với thời gian đồng hóa, thời gian đồng hóa tăng thì độ ổn định của dịch tăng và ngược lại. Mẫu không đồng hóa có độ ổn định cao hơn so với mẫu đồng hóa ở 3, 6, 9 phút nhưng mẫu này khi bảo quản có sự tách nước rõ rệt ở bề mặt. Độ ổn định của dịch quả khi đồng hóa 6 phút có sự tăng đáng kể so với mẫu 3 phút, nhưng không khác nhiều khi tăng thời gian đồng hóa lên 9 phút. Nguyên nhân là khi đồng hóa các phân tử trong dịch quả bị xé nhỏ, tỷ trọng của dịch quả giảm giúp cho các phân tử lơ lửng, phân bố đều trong dung dịch và giữ được sự ổn định trong thời gian dài. Tuy nhiên, quá trình đồng hóa chỉ có thể xé nhỏ các phân tử đến một mức độ nào đó không thể nhỏ hơn nữa thì độ ổn định của dung dịch cũng không thay đổi. Do đó, độ ổn định của dịch quả khi đồng hóa trong thời gian 6 phút và 9 phút không có sự thay đổi nhiều.. Các giá trị thể hiện ở bảng 4.7 cũng cho thấy độ nhớt và tỷ trọng của dịch quả luôn giảm khi tăng thời gian đồng hóa do khi đồng hoá các phân tử bị xé nhỏ, rời rạc, không có sự gắn kết với nhau. Tuy nhiên, tỷ trọng và độ nhớt giữa các mẫu cũng không có sự khác biệt ý nghĩa. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 45 0 5 10 15 20 25 0 3 6 9 Thời gian (phút) a b Đồ thị biểu diễn ở hình 4.10 cho thấy các giá trị a, b của dịch quả khá ổn định trong quá trình đồng hóa và luôn cao hơn so với mẫu không đồng hóa. Hình 4.10 Đồ thị biểu diễn giá trị đo màu (a, b) của dịch quả theo thời gian đồng hóa Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 46 4.6. Ảnh hưởng của quá trình thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm 4.6.1 Sự biến đổi hàm lượng carotenoids sau quá trình thanh trùng Bảng 4.8 Sự thay đổi hàm lượng carotenoids (µg/ ml) và màu sắc (a, b) của sản phẩm sau khi thanh trùng Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút) Hàm lượng carotenoids (µg/ ml) a b 0 0 55,964± 2,012 5 48,266± 2,046 16,00± 0,373 35,89 ± 0,261 10 46,768± 1,102 15,84± 0,447 34,45 ± 0,3022 90 15 44,469± 0,926 14,76± 0,266 34,77 ± 0,39 5 47,425± 2,005 15,13± 0,041 34,59 ± 0,286 10 45,06± 2,121 14,69± 0,607 34,62 ± 1,159 95 15 42,696± 1,013 14,69± 0,046 34,43 ± 0,936 5 43.615± 2.06 14,69± 0,837 34,34 ± 0,045 10 37,310± 3,053 14,69± 0,036 34.95 ± 0,322 100 15 34,945± 2,032 14,57± 0,221 33,73 ± 0,511 *: Độ lệch chuẩn của các giá trị đo được Số liệu thể hiện ở bảng 4.8 cho thấy nhiệt độ gia nhiệt càng tăng, thời gian gia nhiệt càng dài thì hàm lượng carotenoids của dịch quả giảm càng nhiều. Tỷ hao hụt carotenoids có thể lên đến 30 - 40% so với mẫu trước khi thanh trùng. Sự gỉam hàm lượng carotenoids cũng làm giảm màu sản phẩm thể hiện qua giá trị a, b ở bảng 4.8. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 47 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0 0 5 10 15 Thời gian (phút) Ln (C / C o ) 90oC 95oC 100oC Dựa vào đường biểu diễn ở hình 4.11 cho thấy động học quá trình phân hủy carotenoids trong quá trình thanh trùng được biểu diễn theo các phương trình sau: Thanh trùng 90oC: y = -0,0144x + 0,0312 vớ r2 = 0,89 Thanh trùng 95oC: y = -0,0173x + 0,0338 với r2 = 0,9073 Thanh trùng 100oC: y = -0,0314x + 0,0461 với r2 = 0,9358 -4.5 -4 -3.5 -3 0.00266 0.00268 0.0027 0.00272 0.00274 0.00276 1/T (1/oK) ln (k) Hình 4.11 Đồ thị biểu diễn động học của quá trình phân hủy carotenoids của dịch gấc trong quá trình thanh trùng Hình 4.12 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng trong quá trình thanh trùng Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 48 Từ các phương trình biểu diễn ở hình 4.11 và 4.12 hằng số tốc độ phản ứng k và năng lượng hoạt hóa Ea được xác định ở bảng 4.9 Bảng 4.9 Hằng số tốc độ phản ứng k (phút-1) và năng lượng hoạt hóa Ea (kJ/ mol) cuả quá trình thanh trùng Nhiệt độ (oC) 90 95 100 k (phút-1) 0,0144± 0,00457 0,0173± 0,00457 0,0314± 0,00457 Ea 87,538 (kJ/ mol) Số liệu thể hiện ở bảng 4.9 cho thấy khi nhiệt độ càng tăng tốc độ phân hủy của carotenoids càng nhanh chóng, tốc độ này được biểu hiện qua giá trị k. Giá trị k ở 100oC tăng gấp đôi so với 90oC chứng tỏ tốc độ phân hủy carotenoids cũng tăng gấp đôi trong quá trình này. Trong quá trình này, do không có mặt của oxy nên sự mất mát carotenoids chủ yếu là do sự isomer hoá và sự phân hủy carotenoids (Hoá học thực phẩm, 2006). Như vậy, sự mất mát carotenoids trong quá trình chế biến là không thể tránh khỏi. Tuy nhiên, để carotenoids ít bị phân hủy thì sản phẩm cần được thanh trùng ở nhiệt độ thấp nhất nếu có thể và vẫn đảm bảo được khả năng bảo quản của sản phẩm. 0 10 20 30 40 50 5 10 15 5 10 15 5 10 15 Thời gian (phút) L a b Sau quá trình gia nhiệt ở nhiệt độ cao, giá trị L biểu diễn ở hình 4.13 của dịch quả không có sự thay đổi đáng kể, ngược lại giá trị a và b giảm liên tục. Màu đỏ của dịch gấc là do các carotenoids mà chủ yếu là β- carotene và lycopen tạo nên. Dưới 90oC 95oC 100oC Hình 4.13 Đồ thị biểu diễn giá trị đo màu (L, a, b) của dịch gấc trong quá trình thanh trùng Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 49 tác dụng của nhiệt, một số chất trong thành phần của dịch quả bị biến đổi, trong đó có sự isomer hoá và sự phân hủy carotenoids. Chính sự biến đổi này đã làm giảm màu của dịch quả sau khi thanh trùng. 4.6.3 Khả năng bảo quản sản phẩm ở các chế độ thanh trùng Bảng 4.10 Khả năng bảo quản sản phẩm ở các chế độ thanh trùng Thời gian Tuần 1 Tuần 2 Công thức thanh trùng Khả năng bảo quản sản phẩm Carotenoids (µg/ ml) Khả năng bảo quản sản phẩm Carotenoids (µg/ ml) 90 37532 −− + 90 371032 −− + 90 371532 −− + 95 31529 −− + 95 311029 −− - 42,425± 1,320 + 95 311529 −− - 42,050± 4,658 - 37,725± 2,872 100 30555 −− + 100 301055 −− - 35,875± 2,105 - 33,900± 1,843 100 301555 −− - 33,375± 2,336 - 30,875± 1,775 Ghi chú: + : có dấu hiệu hư hỏng - : không có dấu hiệu hư hỏng Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 50 Với thời gian bảo quản sản phẩm trong 2 tuần (bảng 4.10) nhận thấy rằng có 3 mẫu thanh trùng có chất lượng tốt, không bị hư hỏng là mẫu 95oC trong 15 phút, mẫu 100oC trong thời gian 10 và 15 phút. Tuy nhiên, sự giảm hàm lượng carotenoids sau 2 tuần bảo quản ở mẫu 100oC thấp hơn so với mẫu 95oC và sản phẩm cũng ít bị lắng hơn. Như vậy, để sản phẩm có thể bảo quản trong thời gian dài và có giá trị cảm quan và dinh dưỡng cao thì sản phẩm cần được bổ sung acid sorbic 0.01% và thanh trùng ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 10 phút. Sản phẩm nước gấc và cà rốt sau khi thanh trùng (hình 4.14). Hình 4.14 Sản phẩm nước gấc và cà rốt Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 51 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Qua quá trình tham khảo tài liệu và tiến hành thí nghiệm kết quả thu nhận được tổng kết như sau: - Chế độ sấy nguyên liệu gấc ở nhiệt độ 60oC trong thời gian 10 phút sẽ giúp carotenoids ít bị biến đổi và quá trình tách thịt gấc ra khỏi hạt dễ dàng hơn và ít bị hao hụt hơn. - Quá trình chần cà rốt ở nhiệt độ 93oC trong thời gian 75 giây làm vô hoạt enzyme, đình chỉ các phản ứng sinh hoá giúp carotenoids trong cà rốt ổn định và bền màu hơn trong quá trình chế biến. - Gấc và cà rốt được phối chế theo tỷ lệ 3:1 và lượng nước bổ sung vào với tỷ lệ nước: quả = 20:1 sẽ cung cấp khoảng 1/3 nhu cầu vitamin A hàng ngày cho con người, sản phẩm có màu sắc đặc trưng của gấc, không nặng mùi cà rốt. - Lượng saccharose bổ sung vào dịch quả ở nồng độ 11% theo khối lượng thì sản phẩm sẽ có vị ngọt vừa phải. - Quá trình đồng hóa sẽ giúp cho sản phẩm nước uống được ổn định trong thời gian dài, góp phần làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Đồng hóa trong thời gian 6 phút là điều kiện tối ưu để sản phẩm ổn định, không bị tách nước và đạt giá trị cảm quan cao. - Sản phẩm được bổ sung acid sorbic 0.01% và thanh trùng ở 100oC trong thời gian 10 phút sẽ giúp sản phẩm bảo quản được trong 2 tuần, chất lượng sản phẩm ít bị biến đổi, sản phẩm không bị lắng và tách nước. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 52 Từ những kết quả trên, quy trình chế biến nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt được biểu diễn ở hình 5.1 Nước Tỷ lệ nước:quả = 20:1 Carrot Gấc chín Gọt vỏ, xắt lát Rửa, bổ đôi Phối trộn Tỷ lệ gấc:carrot = 3:1 Tách thịt hạt Xay mịn Gia nhiệt (80oC) - Đóng chai Phối chế Lọc Pha loãng Bã Tách hạt Thanh trùng (100oC, 10 phút, acid sorbic 0,01%) Thành phẩm Chần (93oC, 75 giây) Nghiền, ép Đường saccharose (11%) Sấy (60oC, 10 phút) Đồng hóa (6 phút) Hình 5.1. Quy trình chế biến nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 53 5.2 Đề nghị - Khảo sát ảnh hưởng của pH đến khả năng giữ màu của sản phẩm trong quá trình bảo quản. - Khảo sát thời gian bảo quản dài hơn và sự biến đổi của hàm lượng carotenoids trong suốt thời gian bảo quản. - Khảo sát ảnh hưởng của các loại bao bì khác như hộp sắt tây…đến chất lượng và khả năng bảo quản của sản phẩm. Luận văn Tốt nghiệp Lớp CNTP 29 – 2008 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm - Khoa Nông Nghiệp và SHƯD Trang 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bùi Thị Huỳnh Hoa, Nguyễn Bảo Lộc, Dương Thị Phượng Liên (2007). Giáo trình Đánh giá chất lượng sản phẩm. Bộ môn Công nghệ Thực phẩm. Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng. Trường Đại học Cần Thơ Hoàng Kim Anh. Hoá học thực phẩm (2006) Lê Mỹ Hồng. Giáo trình Công nghệ chế biến đồ hộp thực phẩm. Bộ môn Công nghệ Thực phẩm. Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng. Trường Đại học Cần Thơ Lê Ngọc Tú. Hóa sinh công nghiệp (2005) Nguyễn Minh Thủy. Giáo trình Dinh dưỡng người (2007). Bộ môn Công nghệ Thực phẩm. Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng. Trường Đại học Cần Thơ Nguyễn Thị Yến Nhi. Luận văn Nghiên cứu sản xuất bột gấc (2007) Trần Văn Nghi. Luận văn Nghiên cứu khả năng sản xuất nước ép và purree từ cà rốt (1997) http:// www.quangduc.com VnMedia.vn (2007) Tiếng Anh Meyer, L.H. Food chemistry (1978) Plasma β-carotene and retinol concentration of children increase after a 30-d supplementation with the fruit Momodica cochinchinensis (gac)1-3. Le Thuy Vuong ,Stephen R Dueker và cộng sự (2002 & 2004)