Giới thiệu thí nghiệm
Mục đích của thí nghiệm
Xác định độ đông đặc của các sản phẩm dạng gel, paste như:
Các lực sinh ra trong thí nghiệm
Hình 1.1 Giản đồ phương pháp ép đùn
* Hình a: Đầu dò đi xuống và bắt đầu tiếp xúc với bề mặt thực phẩm, tại đây giá trị ứng suất nhỏ
Khi đầu dò thâm nhập vào thực phẩm, quá trình nén ép xảy ra, tạo ra hai loại ứng suất: một là ứng suất từ đáy hộp chứa mẫu tác động trở lại đầu dò, và hai là ứng suất trượt do các lớp chất lỏng trượt lên nhau.
* Hình c: Thực phẩm bị ép qua các khe hở giữa thành hộp và đầu dò
* Cùng với đó còn có lực nhấc lên của đầu dò, do có một phần thực phẩm bám lên đầu dò.
Lý do chọn mẫu
Cấu trúc là yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm, đặc biệt là sữa chua, một thực phẩm phổ biến với giá trị dinh dưỡng cao Với nhu cầu ngày càng cao về chất lượng, độ đặc của sữa chua trở thành một yêu cầu quan trọng cần được chú trọng.
Sữa chua chứa các thành phần chính như casein và bột whey, cùng với các chất ổn định như gelatin và caragenan để ngăn ngừa hiện tượng tách lớp và tạo độ sánh đồng đều Hàm lượng casein cao trong sữa sẽ làm cho sản phẩm trở nên đặc hơn, trong khi pectin và caragenan đóng vai trò quan trọng trong việc tạo bộ khung đỡ cho sữa chua, giúp sản phẩm đông đặc hiệu quả.
Trong bài viết này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành khảo sát trên ba loại sản phẩm sữa chua khác nhau Sữa chua là một sản phẩm phổ biến và dễ dàng tìm thấy trên thị trường Việt Nam, đồng thời đáp ứng đầy đủ các tiêu chí về thành phần để xác định độ đặc của sản phẩm.
Hình 1.2 Các mẫu sữa chua dùng trong thí nghiệm
Phương pháp ép đùn
Giới thiệu về phương pháp ép đùn
Là phép thử nén ép gồm 2 lực tác dụng lên thực phẩm cho đến khi thực phẩm chảy qua khe thoát
Thực phẩm sẽ bị nén đến khi cấu trúc của nó bị gãy và hư hỏng, sau đó sẽ được đẩy ra khỏi khe thoát Chúng ta sẽ đo lực lớn nhất cần thiết để đạt được mức độ ép này, từ đó sử dụng chỉ số này để đánh giá chất lượng cấu trúc của thực phẩm.
Thực phẩm sẽ được đặt trong một cốc kim loại chắc chắn và không có nắp Pittong có đường kính nhỏ hơn xilanh sẽ được đẩy xuống hộp, cho đến khi thực phẩm chảy qua khoảng trống giữa pittong và thành hộp.
Cơ sở của phép đo
Phép đo này xác định lực lớn nhất cần thiết để thực hiện quá trình ép đùn, đặc biệt phù hợp cho các chất lỏng nhớt, gel và chất béo Tuy nhiên, nó không thích hợp để đo các sản phẩm như bánh mì, bánh quy, ngũ cốc và kẹo do tính chất chảy của sản phẩm trong quá trình nén.
− Đoạn AB, thực phẩm chịu ép ngày càng chặt
Trong đoạn BC, thực phẩm bị nén chặt thành dạng rắn, khiến lực đo tăng mạnh và không còn khoảng trống để tiếp tục ép, ngoại trừ những túi khí nhỏ Điều này dẫn đến sự gia tăng đột ngột của lực chống lại lực tác dụng.
Tại điểm C, sản phẩm bắt đầu chảy ra qua các khe thoát, và quá trình này tiếp tục cho đến khi lực đo trở về 0 Lực tại điểm C phản ánh lực cần thiết để ép đùn sản phẩm, trong khi đoạn CD thể hiện lực cần thiết để kéo dài quá trình ép đùn.
Hình dạng đường cong trong phép đo ép đùn bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như độ đặc của sản phẩm, kích cỡ, tốc độ biến dạng, nhiệt độ vật mẫu và mức độ đồng nhất của thực phẩm.
Ưu, Nhược điểm của phương pháp
− Phương pháp đơn giản, dễ dàng tiến hành khảo sát, cho kết quả nhanh chóng với độ tin cậy cao
− Kết hợp với máy tính để chạy file nên có thể thay đổi các thông số theo ý muốn, xuất kết quả dễ dàng
− Lực cần để ép ban đầu không phụ thuộc vào khối lượng của mẫu
− Vệ sinh dụng cụ sau mỗi lần sử dụng dụng cụ cũng đơn giản
− Chỉ đo được 1 thuộc tính trong 1 lần thí nghiệm
− Xylanh đi xuống phải ở vị trí chính giữa bộ phận chứa mẫu ép để bề rộng khe hở quanh chu vi cố định.
Cách thức tiến hành
Chuẩn bị mẫu
− Số lượng: 3 mẫu khác nhau, mỗi mẫu thực hiện 2 lần
− Tên mẫu: sữa chua Ba Vì, sữa chua Love’in farm, sữa chua vinamilk
− Nhiệt độ khi tiến hành khoảng 23 o C
− Trước khi tiến hành, đánh trộn đều sản phẩm tạo sự đồng nhất và tránh sự tạo đông đá.
Vận hành
❖ Mở máy vi tính đã liên kết với thiết bị INSTRON sau đó chạy chương trình BLUEHILL
❖ Kiểm tra máy, chọn dụng cụ (đầu dò, hộp chứa mẫu) phù hợp với phương pháp đo
❖ Cho sữa chua vào hộp đến mức yêu cầu đã vạch định trước
❖ Lắp đầu dò và hộp chứa mẫu vào thiết bị đo
❖ Điều chỉnh đầu dò cho tiếp xúc với bề mặt của mẫu
❖ Điều chỉnh các thông số để thiết lập chế độ khảo sát:
* Vận tốc đi xuống và đi lên: 5 mm/s
* Đường kính đầu dò: 41 mm
PHƯƠNG PHÁP KÉO ĐỨT 1.Giới thiệu thí nghiệm
Mục đích thí nghiệm
Tính chất kéo dãn và cắt đứt là những thông số kỹ thuật quan trọng để đánh giá chất lượng nguyên liệu Những tính chất này thường xuyên được đo trong quá trình phát triển sản phẩm mới và sản xuất, giúp dự đoán sự biến đổi của nguyên vật liệu dưới nhiều hình thức khác nhau, không chỉ đơn giản hóa một cách đơn lẻ.
Phương pháp này sử dụng thiết bị đo lưu biến thực phẩm để xác định các thông số quan trọng của thực phẩm, bao gồm độ vững chắc và độ dai của các sản phẩm dạng sợi và màng như bánh canh, bún và phở.
Lực kéo của đầu dò lên sản phẩm cần được đo trong một lần trên cùng một diện tích bề mặt và độ dài cho đến khi mẫu bị đứt.
Bài thí nghiệm cho phép chúng ta so sánh sự khác biệt giữa các mẫu sợi thực phẩm khác nhau, từ đó rút ra những kết luận về thành phần và giá trị dinh dưỡng mà sợi thực phẩm mang lại, dưới góc độ khoa học và tổng quát.
- Kết quả của phương pháp này được sử dụng để chọn nguyên liêu cho các ứng dụng kĩ thuật.
Lí do chọn mẫu
Ở thí nghiệm, nhóm chọn 3 loại thực phẩm: bánh cánh, bún, phở
Hình ảnh Bánh canh,Bún ,phở
Bánh canh, bún và phở đều là thực phẩm dạng sợi mềm, được chế biến từ gạo giàu amylose và amylopectin, trong đó amylose tạo cấu trúc màng và amylopectin tăng độ dai Hàm lượng amylose và amylopectin khác nhau ở từng loại sẽ ảnh hưởng đến độ dai của sản phẩm Quy trình chế biến bao gồm ngâm gạo qua đêm, xay nhuyễn với nước, hồ hóa bằng nước sôi, nhào thành khối, tạo sợi qua khuôn và luộc chín trong nước sôi.
✓ Bánh canh: màu trắng, sợi tròn lớn, dai, mềm mại, không khô cứng
✓ Bún: màu trắng, sợi tròn nhỏ hoặc lớn, dai, mềm mại, không khô cứng, có mùi hơi chua
✓ Phở: màu trắng, sợi mỏng có thể lớn hoặc nhỏ, dai, mềm mại, không khô cứng
Bánh canh, bún và phở đều được chế biến từ nguyên liệu chính là gạo và nước, tuy nhiên mỗi loại có quy trình sản xuất riêng biệt Các món ăn này được bổ sung gia vị và phụ gia khác nhau với hàm lượng khác nhau, đồng thời cách tạo hình cũng đa dạng, tạo nên sự phong phú trong ẩm thực Việt Nam.
Cơ sở lý thuyết về phương pháp đo
2.1 Giới thiệu phương pháp kéo đứt
Phương pháp kéo đứt là một kỹ thuật phân tích cấu trúc thực phẩm, sử dụng thiết bị để tác động lực kéo lên mẫu cho đến khi nó bị đứt Đồ thị thể hiện mối quan hệ giữa lực và độ dài thay đổi của mẫu giúp xác định độ căng đứt của sản phẩm.
2.2 Cơ sở của phép đo Độ bền của nguyên vật liệu là đặc điểm cần quan tâm nhất Độ bền có thể được đo dưới các điều kiện kéo căng vừa đủ để chất dẻo biến dạng hoặc kéo dãn chất dẻo đến mức tối đa nó có thể chịu được Phương pháp đo độ bền này được dùng để có các cảnh báo thích hợp (trong các biễu mẫu củacác yếu tố an toàn) cho các thiết kế kĩ thuật
Độ dẻo của nguyên vật liệu là chỉ số quan trọng, phản ánh khả năng biến dạng trước khi bị đứt gãy Thông thường, độ dẻo không được tích hợp ngay trong thiết kế mà được coi là đặc điểm kỹ thuật để đánh giá chất lượng và độ bền Nguyên vật liệu có độ dẻo thấp sẽ có khả năng chịu đựng kém trong các hình thức vận chuyển khác nhau, ảnh hưởng đến hiệu suất và độ an toàn trong quá trình sử dụng.
2.3 Ưu, nhược điểm của phương pháp
✓ Thiết bị đơn giản và cho kết quả nhanh
✓ Thích hợp cho nhiều loại thực phẩm khác nhau nếu lựa chọn được đầu đo thích hợp
✓ Sử dụng được ở hầu hết các nơi
✓ Chi phí mua thiết bị khá cao
✓ Năng suất làm việc không cao do mỗi lần chỉ tiến hành trên một mẫu
Cách tiến hành
Mẫu dùng để kéo đứt là 3 mẫu sợi thực phẩm Mẫu phải đảm bảo yêu cầu sau:
❖ Mẫu vật thường được chia thành nhiều phần mẫu để kiểm tra
❖ Mẫu phải được chuẩn bị đúng các để đạt được kết quả chính xác
❖ Các qui tắc chung được đề nghị dưới đây bao gồm:
Để đảm bảo tính đồng nhất cho mỗi mẫu, cần chú ý đến loại vật liệu, nguồn gốc, vị trí và hướng trên chi tiết vật thể Bên cạnh đó, tình trạng chế biến tại thời điểm lấy mẫu cùng với các dữ liệu và thời gian thu thập mẫu cũng rất quan trọng.
Mẫu thử cần được thực hiện cẩn thận, chú ý đến từng chi tiết để đảm bảo các trục mẫu được liên kết đúng hướng khi cán vật liệu, cũng như khi sử dụng mẫu ngũ cốc giả hoặc hỗn hợp ép ráp Việc làm lạnh bộ phận kiểm tra phải được giảm thiểu, và kích thước của mẫu vật cần được giữ trong phạm vi sai số cho phép theo các phương pháp kiểm tra Các vùng gắn ở mỗi đầu của mẫu phải phù hợp với trục của thanh, đồng thời mỗi mẫu phải được xác định rõ ràng thuộc về mẫu ban đầu.
✓ Lắp 2 đầu vít kẹp vào thiết bị và khởi động phần mềm
✓ Cài đặt các thông số cho bài test
✓ Kẹp mẫu vào giữa 2 kẹp, chỉnh kẹp trên đi lên cho đến khi mẫu dãn vừa đủ thì dừng ✓ Cân bằng lực và tiến hành đo
❖ Các thông số cần đặt cho máy:
✓ Chỉnh các thông số về hình dạng mẫu:
-Hình trụ (Circular): thông số cần đặt là Diameter và Length
-Hình chữ nhật (Rectangular): thông số cần đặt Thickness, Width, Length
✓ Đặt các thông số về vận tốc vít kẹp:
-Vận tốc đầu dò (Rate): 5mm/s
- End of test (Value): 50mm
✓ Mở file PP kéo đứt 1 và cài đặt các thông số cho máy:Method ->Brown ->file
✓ PP kéo đứt ->Specimen: chỉnh các thông số về hình dạng, kích thước mẫu
✓ Sau đó lưu các thông số đã đặt
✓ Phần kết quả (Result): Các kết quả cần lấy ra trong bài
✓ Sau đó trở lại Home-> Test
Gắn mẫu vào 2 vít kẹp đã được lắp sẵn trên thiết bị và điều chỉnh để mẫu căng vừa đủ Đặt tên cho mẫu, cân bằng lực và khởi động máy bằng nút Start Đối với các mẫu tiếp theo, chỉ cần ghi lại tên mẫu, điều chỉnh đầu dò sát với bề mặt mẫu, cân bằng lực và cho máy chạy.
Sợi thực phẩm được kẹp định vị ở hai đầu và sau đó di chuyển lên trên cho đến khi bị kéo đứt Lực lớn nhất sinh ra trong quá trình này chính là Ứng suất kéo đứt max.
4.Kết quả và thảo luận
Tensile stress at Maximum Load (MPa)
Tensile stress at Break (Standard) (kPa)
Tensile strain at Break (Standard) (%)
Tensile stress at Yield (Zero Slope) (N/mm^2)
Time at Break (Standard) (sec)
Tensile stress at Maximum Load (MPa)
Tensile stress at Break (Standard) (kPa)
Tensile strain at Break (Standard) (%)
Tensile stress at Yield (Zero Slope) (N/mm^2)
Time at Break (Standard) (sec)
Tensile stress at Maximum Load (MPa)
Tensile stress at Break (Standard) (kPa)
Tensile strain at Break (Standard) (%)
Tensile stress at Yield (Zero Slope) (N/mm^2)
Time at Break (Standard) (sec)
Tensile stress at Yield (Zero Slope) (N/mm^2)
Groups Count Sum Average Variance
Kết quả phân tích cho thấy F > Fcrit (15912121 > 18.51282), điều này bác bỏ giả thuyết Ho và chỉ ra sự chênh lệch về độ cứng giữa các mẫu Theo bảng dữ liệu, mẫu 1 có lực kéo đứt lớn nhất, trong khi mẫu 3 có lực kéo đứt nhỏ nhất Độ dai của mẫu 1 và mẫu 2 gần như tương đương, cho thấy chúng có độ dai tương đương nhau Mặc dù lực kéo đứt của các mẫu khác nhau, nhưng độ chênh lệch giữa chúng không quá lớn.
Tensile stress at Yield (Zero Slope) (N/mm^2)
Time at Break (Standard) (sec)
Groups Count Sum Average Variance
Variation SS df MS F P-value F crit
❖ Nhận xét: Nhận xét: F > Fcrit (396.4081 >18.51282) bác bỏ giả thuyết Ho => Cho thấy lực kéo đứt các mẫu khác nhau có sự chênh lệch về độ dai Nhìn vào
Trong bảng 25, lực kéo đứt của mẫu 3 cao nhất, cho thấy mẫu này có độ bền tốt nhất Mẫu 1 có lực kéo đứt thấp nhất, chứng tỏ đây là mẫu kém bền nhất Mẫu 2 đứng ở giữa, cho thấy độ dai của nó nằm giữa hai mẫu còn lại.
Tensile stress at Yield (Zero Slope) (N/mm^2)
Time at Break (Standard) (sec)
Groups Count Sum Average Variance
Variation SS df MS F P-value F crit
Kết quả phân tích cho thấy F > Fcrit (65535 > 18,51282), từ đó bác bỏ giả thuyết Ho Điều này chỉ ra rằng lực kéo đứt của các mẫu khác nhau có sự chênh lệch về độ dai, nhưng không đáng kể, chứng tỏ độ cứng và độ dai của ba mẫu là tương đồng nhau.
• Tổng hợp: Ứng suất (N/mm^2)
Groups Count Sum Average Variance
Variation SS df MS F P-value F crit
