Nghiên cứu cho thấy thành phần Guar Gum làm giảm khối lượng betacyanin tổng thu được; thành phần vật liệu vi bao hoàn toàn từ maltodextrin cho khối lượng betacyanin tổng đạt cao nhất. Có đủ cơ sở cho thấy khối lượng betacyanin thu được càng tăng khi nhiệt độ không khí đầu vào càng tăng, nhiệt độ sấy 170oC cho hiệu quả thu hồi betacyanin cao nhất. Mời các bạn tham khảo!
Kỷ yếu hội thảo khoa học – Phân ban công nghệ thực phẩm NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH SẤY PHUN THU NHẬN BỘT MÀU TỰ NHIÊN TỪ TRÁI THANH LONG RUỘT ĐỎ (HYLOCEREUS POLYRHIZUS) Trần Phan Mỹ Duyên1, Nguyễn Thị Thanh Thảo1, Đồng Thị Thùy1, Nguyễn Thúy Hương1, Mạc Xuân Hòa1, Nguyễn Thị Thảo Minh1,* Khoa công nghệ thực phẩm, Trường đại học Công nghệ Thực phẩm Tp.HCM * Email: minhntt@cntp.edu.vn Ngày nhận bài: 15/6/2017; Ngày chấp nhận đăng: 2/7/2017 TÓM TẮT Ảnh hưởng phương pháp vi bao lên khả giữ màu betacyanin long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) khảo sát thực nghiệm yếu tố Ảnh hưởng thành phần vật liệu vi bao (Maltodextrin:Guar Gum=100:0; 99,75:0,25; 99,5:0,5; 99,25:0,75; 99:1) nhiệt độ sấy (160oC, 170oC, 180oC) trình sấy phun lên khối lượng betacyanin tổng thu được khảo sát Kết thực nghiệm cho thấy, thành phần Guar Gum làm giảm khối lượng betacyanin tổng thu được; thành phần vật liệu vi bao hoàn toàn từ maltodextrin cho khối lượng betacyanin tổng đạt cao Có đủ sở cho thấy khối lượng betacyanin thu tăng nhiệt độ khơng khí đầu vào tăng, nhiệt độ sấy 170oC cho hiệu thu hồi betacyanin cao Từ khóa: betacyanin, maltodextrin, guar gum, long ruột đỏ, sấy phun, vi bao MỞ ĐẦU Thanh long có tên khoa học Hylocereus spp., thuộc họ Xương rồng (Cactaceae) Việt Nam nước có diện tích sản lượng long lớn châu Á nước xuất long hàng đầu giới Theo Hiệp hội Rau Việt Nam [1], nước ta có 35.665 diện tích trồng long với tổng sản lượng đạt khoảng 614.246 Trong đó, long trồng 32 tỉnh thành, phát triển mạnh thành vùng chuyên canh quy mơ lớn tập trung tỉnh Bình Thuận, Tiền Giang Long An; đó, diện tích long ba tỉnh chiếm 93% tổng diện tích 95% sản lượng nước Tuy có vùng nguyên liệu rộng lớn ngành công nghiệp chế biến sản phẩm từ trái long chưa phát triển Trái long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) chứa nhiều chất dinh dưỡng Vitamin, đặc biệt có chứa betacyanin, họ màu phổ biến số loại rau, hoa, có màu từ đỏ đến tím như: củ cải đỏ, xương rồng, rau dền đỏ, long Ngoài tác dụng chất màu thiên nhiên sử dụng an tồn thực phẩm, betacyanin cịn hợp chất có hoạt tính sinh học giúp chống oxy hóa ([2], [3], [4]) So với đa số chất màu thiên nhiên, betacyanin 249 Trần Phan Mỹ Duyên, Nguyễn Thị Thanh Thảo, Đồng Thị Thùy, Nguyễn Thúy Hương, Mạc Xuân Hòa, Nguyễn Thị Thảo Minh chất màu có độ bền hơn, thể tính bền môi trường acid ([5], [6], [7]) Độ bền betacyanin phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: pH, nhiệt độ, ion kim loại, oxy, ánh sáng, enzyme Vi bao kỹ thuật bao gói vật lý giúp bảo vệ hợp chất nhạy cảm (dạng giọt lỏng dạng hạt rắn) ma trận bảo vệ vật liệu bao gói để bảo vệ thành phần vật liệu cốt lõi khỏi tác nhân gây phân hủy [8] Kỹ thuật bao vi bao nhiều nhà nghiên cứu sử dụng chất màu betacyanin ([9], [10], [11], [12], [13]) Những vật liệu thường dùng làm tác nhân vi bao bao gồm lactose, maltodextrin, cyclodextrin, sucrose, gum, cellulose, maltose [14] Trong đó, maltodextrin vật liệu vi bao thường sử dụng Để nâng cao khả vi bao, số nghiên cứu sử dụng kết hợp maltodextrin số loại gum như: gum Arabic, guar gum, xanthan gum để nâng cao khả bảo vệ vật liệu nghiên cứu khỏi tác nhân oxy hóa ([15], [16], [17]) Vì vậy, nghiên cứu tiến hành nhằm khảo sát ảnh hưởng phương pháp vi bao sấy phun lên khả thu nhận betacyanin từ thịt long ruột đỏ Với vật liệu vi bao hỗn hợp maltodextrin guar gum VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Vật liệu Thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) mua siêu thị Aeon Mall Tân Phú (Tp.HCM) công ty Nhật Điền phân phối Thanh long sử dụng nghiên cứu trái thu hoạch thời điểm 30 – 32 ngày sau hoa, khối lượng trái đạt từ 400 – 500g, vỏ trái chín đỏ khơng bị sâu hay dập nát, tai trái có màu xanh tươi không bị gãy nát, mùi tự nhiên không bị ung thối Maltodextrin (MD) có xuất xứ Trung Quốc, dạng bột màu mịn, màu trắng, khơng mùi, tan hồn tồn nước, độ ẩm 6÷7%, số DE 15÷20 Guar Gum (GG) có xuất xứ Trung Quốc, dạng bột mịn, màu trắng ngà, độ ẩm 3÷5% 2.2 Phương pháp phân tích 2.2.1 Phương pháp kiểm tra tiêu hóa lý 2.2.1.1 Dịch long trước sấy phun Hàm lượng chất khơ hịa tan tổng (oBrix) đo khúc xạ kế cầm tay Atago Master 20M (thang đo – 30oBrix; Nhật Bản) theo AOAC 932.12 Độ nhớt đo nhớt kế mao quản Cụ thể, 10ml dịch long hút xác pipet bầu cho vào phần khơng có mao quản nhớt kế Thời gian dịch long chảy mao quản (Tdd) xác định đồng hồ bấm để xác định độ nhớt dịch 𝑇𝑑𝑑 𝜂𝑑𝑑 = 𝜂𝑑𝑚 𝑇𝑑𝑚 Trong đó: ηdd: Độ nhớt dung dịch long (mPa.s) 250 Nghiên cứu trình sấy phun thu nhận bột màu tự nhiên từ trái long ruột đỏ (Hylocereus Polyrhizus) ηdm: Độ nhớt nước cất (1.002 mPa.s) Tdd: Thời gian chảy dung dịch long (s) Tdm: Thời gian chảy nước cất (s) 2.2.1.2 Kiểm tra sản phẩm bột màu Độ ẩm: xác định phương pháp sấy đến khối lượng không đổi 100oC theo AOAC 934.01 tủ sấy Ecocell (Mỹ) Hàm lượng betacyanin: xác định theo phương pháp Lim công (2011) Theo đó, cân 2,0000g mẫu cân số vào bình định mức 10ml định mức tới vạch Độ hấp thu (A) xác định bước sóng 538 nm máy quang phổ PhotoLab 6100-VIS (thang bước sóng: 320 -1100nm) để xác định hàm lượng betacyanin, từ xác định hiệu q trình trích ly Betacyanin (mg/100g) = 𝑨.𝑽.𝑭.𝑴.𝟏𝟎𝟎 [18] 𝜺.𝑳.𝑾 Trong đó: A: Độ hấp thu V: Thể tích bình định mức (10ml) F: Hệ số pha loãng M: Phân tử lượng betacyanin (550g/mol) 𝜀 = 60000l/mol.cm L: Chiều dày cuvet (1cm) W: Khối lượng mẫu cân cân số (g) 2.3 Phương pháp vi bao chất màu betacyanin sấy phun Thanh long xử lý loại bỏ vỏ hạt, phần thịt trái đem xay nhuyễn thu puree Betacyanin puree trích ly nước cất Lượng nước bổ sung đủ để chuẩn hóa dịch sấy phun nồng độ chất khơ hịa tan 10oBx Thời gian trích ly giờ, khuấy thủ công thực gián đoạn đũa thủy tinh Phần dịch sau lọc thô qua rây 0.3mm lọc tinh qua vải lọc nhiều lớp điều kiện áp suất chân không Dịch sau lọc bảo quản tủ đông Dịch trích ly sau lọc chuẩn hóa nồng độ chất khơ hịa tan 7oBx bổ sung maltodextrin DE15-20 guar gum với vai trò chất mang, lượng maltodextrin guar gum bổ sung chiếm 13% khối lượng dịch đem sấy phun Dịch sấy phun đồng hóa 10.000 vịng/phút phút máy khuấy Turbine (IKA T25, Đức) Ở mẻ sấy, 200g dịch sấy phun đưa vào sấy phun thiết bị Lab Plant SD-06 (Lab Plant UK Ltd) với áp lực khí nén đầu phun bar, lưu lượng nhập liệu 10 rpm 2.4 Phương pháp thiết kế thí nghiệm cho q trình vi bao Khảo sát đồng thời ảnh hưởng thành phần vật liệu vi bao (tỷ lệ Maltodextrin:Guar Gum=100:0; 99,75:0,25; 99,5:0,5; 99,25:0,75; 99:1 %w:w) nhiệt độ khơng khí đầu vào (160oC, 170oC, 180oC) lên khối lượng betacyanin tổng; tổ hợp lặp lại lần Theo đó, 251 Trần Phan Mỹ Duyên, Nguyễn Thị Thanh Thảo, Đồng Thị Thùy, Nguyễn Thúy Hương, Mạc Xn Hịa, Nguyễn Thị Thảo Minh có 15 tổ hợp (cơng thức thí nghiệm) 15x2=30 thí nghiệm Thiết kế thí nghiệm thể Bảng 2.1 Bảng Thiết kế thí nghiệm khảo sát q trình vi bao betacyanin Nhiệt độ Tỷ lệ Maltodextrin:Guar Gum 100:0 99,75:0,25 99,5:0,5 99,25:0,75 160 C (1) (2) (3) (4) (5) 170oC (6) (7) (8) (9) (10) 180oC (11) (12) (13) (14) (15) o 99:1 (1)÷(15) tổ hợp cơng thức thí nghiệm Lượng bột thu sau đem kiểm tra độ ẩm khối lượng betacyanin thu Hiệu trình vi bao đánh giá khối lượng betacyanin tổng chứa bột màu chế phẩm thu hồi (mg) Khi đó, khối lượng betacyanin tổng tính từhàm lượng betacyanin vàkhối lượng bột sau sấy 2.5 Phương pháp xử lý thống kê Phương pháp phân tích phương sai (ANOVA) kiểm định hậu tố (LSD) sử dụng để phân tích khác biệt cơng thức thí nghiệm Phần mềm qui hoạch thực nghiệm JMP10.0 sử dụng với α = 0,05 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Độ nhớt dịch trước sấy phun Bảng Ảnh hưởng thành phần vật liệu vi bao lên độ nhớt dịch sấy phun Tỷ lệ MD:GG Độ nhớt 100:0 99,75:0,25 99,5:0,5 99,25:0,75 99:1 2,457a 2,970b 4,076c 5,715c 7,421d ±0,071 ±0,031 ±0,059 ±0,155 ±0,099 Dữ liệu trình bày dạng xtb±SD Các giá trị đánh dấu chữ thường khác (a-d) thể khác biệt có ý nghĩa thống kê (p