Khảo sát vai trò của citrus fiber đến độ bền của nhũ tương được tạo ra từ dịch đậu ngự, paste khoai lang tím và dầu dừa trong chế biến kem (ice cream mix) từ thực vật báo cáo tổng kết đề tà

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌCCẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Khảo sát vai trò Citrus Fiber đến độ bền nhũ tương tạo từ dịch đậu ngự, paste khoai lang tím dầu dừa chế biến kem (Ice cream Mix) từ thực vật Mã số đề tài: 21/1SHTPSV19 Chủ nhiệm đề tài: Trịnh Thị Thùy Dương Đơn vị thực hiện: Viện công nghệ Sinh học Thực phẩm LỜI CÁM ƠN Cảm ơn Trường đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ kinh phí cho đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên mã số 21/1SHTPSV19, đồng cảm ơn Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi trang thiết bị để chúng tơi hồn thành nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn PGS TS Nguyễn Thị Minh Nguyệt dành nhiều thời gian hướng dẫn, góp ý, củng cố nhiều kiến thức giúp tơi hồn thành tốt nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn! DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Citri-Fi 100 M40 100% Citrus Fiber Citri- Fi 300 FG Citrus Fiber đồng sản xuất với 15% Xanhthan gum CT1 Công thức CT2 Công thức CT3 Công thức CT4 Công thức CT5 Công thức CT6 Công thức ĐC Mẫu đối chứng OR Overrun (khả kết hợp giữ khí) HR Hardness (độ cứng) MR Melting Rate (tốc độ tan chảy) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam WHC Water Holding Capacity (khả giữ nước)  Viscosity (độ nhớt) PHẦN I THƠNG TIN CHUNG I Thơng tin tổng qt 1.1 Tên đề tài: Khảo sát vai trò Citrus Fiber đến độ bền nhũ tương tạo từ dịch đậu ngự, paste khoai lang tím dầu dừa chế biến kem (Ice cream Mix) từ thực vật 1.2 Mã số: 21/1SHTPSV19 1.3 Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực đề tài Họ tên TT (học hàm, học vị) Trịnh Thị Thùy Dương Đơn vị cơng tác Vai trị thực đề tài Viện công nghệ sinh Chủ nhiệm đề tài học Thực phẩm 1.4 Đơn vị chủ trì: 1.5 Thời gian thực hiện: 1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng năm 2021 đến tháng năm 2022 1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm… 1.5.3 Thực thực tế: từ tháng 12 năm 2020 đến tháng năm 2021 1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): Kết nghiên cứu: - Khơng đo cấu trúc vi mơ nội dung 4.4 khảo sát vai trị xơ cam quýt đến tính chất kem lạnh - Có làm thêm phần 4.3 khảo sát tính chất, độ ổn định hỗn hợp kem qua phương pháp hydrat hóa 1.7 Tổng kinh phí phê duyệt đề tài: mười triệu đồng II Kết nghiên cứu Đặt vấn đề Kem lạnh sản phẩm bọt khí- lỏng đơng lạnh tiêu thụ rộng rãi khắp giới, bao gồm hỗn hợp khơng khí, nước, carbohydrate, protein, chất béo, chất ổn định chất nhũ hóa [1] Đây sản phẩm sữa tiêu thụ sản xuất nhiều mang lại nhiều lợi nhuận cho ngành công nghiệp thực phẩm [2] Trong năm gần đây, nhu cầu sản phẩm sữa gia tăng ngày có nhiều người không dung nạp lactose người ăn chay [3], [4] Cần phải có đa dạng sản phẩm kem để có lựa chọn thay cho đối tượng người tiêu dùng đặc biệt Kem chay thường làm từ sữa có nguồn gốc thực vật dừa, đậu nành, hạnh nhân sữa yến mạch [5] Một số vấn đề với kem không sữa chất rắn không cao, hàm lượng chất béo thành phần protein thấp Những điều kiện ảnh hưởng đến kết cấu tính chất cảm quan kem không sữa tạo thành ba thành phần cấu trúc bọt khí, tinh thể đá hạt cầu béo [6] Việc cung cấp đặc tính cấu trúc cảm quan thỏa đáng kem khó khăn sử dụng chất ổn định [7] Do đó, nghiên cứu sử dụng loại xơ cam quýt: Citri-Fi 100M40 (100% xơ cam quýt) Citri- Fi 300FG (15% xanthan gum) để khảo sát ảnh hưởng loại xơ cam quýt tính chất cấu trúc, vật lý kem lạnh Xanthan gum loại polyelectrolyte bao gồm chuỗi (1, 4) -β-D-glucose với chuỗi phụ trisaccharide gắn vào glucose Xanthan gum có khả ổn định cấu trúc phạm vi nhiệt độ pH rộng dung dịch có tham gia xanthan gum có độ nhớt cao Xanthan gum sử dụng rộng rãi chất ổn định bọt tạo mạng tích hợp linh hoạt [8] Đã có nghiên cứu kem lạnh không sữa prebiotic chế biến với chiết xuất hòa tan nước sản phẩm phụ từ gạo [2] chưa có nghiên sử dụng sản phẩm phụ “Aquafaba đậu ngự” chế biến kem lạnh Mục tiêu Mục tiêu tổng quát: Khảo sát vai trò xơ cam quýt đến số tính chất kem lạnh khơng sữa từ khoai lang tím, dịch đậu ngự sữa dừa Mục tiêu cụ thể: - Xác định thành thành nguyên liệu khoai lang tím, dịch đậu, sữa dừa - Đề xuất công thức phối kem từ nguyên liệu khoai lang tím, dịch nấu đậu ngự, sữa dừa dầu dừa - Khảo sát ảnh hưởng xơ cam quýt đến tính chất kem - Khảo sát phương pháp chuẩn bị hỗn hợn kem trước cho vào máy làm kem - Quy trình chế biến kem lạnh khơng sữa từ khoai lang tím, dịch nấu đậu ngự dầu dừa Phương pháp nghiên cứu 3.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 3.1.1 Quy trình chuẩn bị mẫu Thực theo quy trình Nguyệt cộng (2019) [9]: Bước 1: Chuẩn bị dịch đậu Ngâm đậu: nước 8-10 đồng hồ Mục đích để thuận lợi nấu, giảm thời gian nấu Nấu đậu: Nấu đậu với tỉ lệ đậu: nước = 1:5 ( 500 : 2500g) (w/w) cho vào nồi inox, đậy nắp Nấu đậu bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG sơi cơng suất 2000W, sau giảm cơng suất xuống 400W lúc tính thời gian nấu đậu 45 phút Lọc: hỗn hợp sau nấu lọc qua rây để loại bỏ bã đậu Giúp thuận lợi trình lọc dịch đậu lần để loại bỏ cặn, bụi bẩn, hạt li ti nhỏ Đông lạnh: dịch đậu sau lọc cho vào túi zip, bảo quản đơng lạnh -40C Mục đích q trình giúp thuận tiện trình chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm Bước 2: Chuẩn bị sữa dừa Nguyên liệu: tỷ lệ nước : cơm dừa = 1:10 (theo khối lượng) Chuẩn bị 20ml nước sôi bỏ vào bình cách nhiệt Cho 200g cơm dừa 20ml nước vào máy vắt thu dịch sữa dừa Dịch sữa dừa thu nhận trung bình 150,67 9,02ml với hiệu suất thu hồi 95 8,57% Dịch sữa dừa thu nhận bảo quản nhanh ngăn mát tủ lạnh nhiệt độ 6,2  1,85℃ Bước 3: Chuẩn bị paste khoai lang tím Khoai lang tím làm sạch, loại bỏ tạp chất, chất dơ bên nguyên liệu Cân 150g cho vào tô inox Hấp khoai: đổ 1500ml nước nồi inox có bán kính 10,5cm, cao 12,5cm, sử dụng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG công suất 1600W thời gian 30 phút Mục đích q trình làm chín nguyên liệu Khoai lang tím qua hấp lọt vỏ cho vào máy xay sinh tố xay (WMF KULT X Mix & Go) với dịch đậu với tỷ lệ 1:1 (theo khối lượng) xay phút để thu nhận paste khoai lang tím Bước 4: Chuẩn bị hỗn hợp cho công đoạn đánh kem Phương pháp (PP1): hỗn hợp kem đánh máy xay sinh tố WMF KULT X Mix & Go Đường xơ cam quýt định lượng theo công thức (ở bảng 4.4) cho vào máy xay sinh tố WMF KULT X Mix & Go Cho tiếp dịch đậu (12℃±2℃) vào máy đánh phút, bổ sung từ từ dầu dừa vào đánh 40 giây Khi hỗn hợp đạt nhiệt độ 25℃1℃ cho từ từ sữa dừa vào đánh 40 giây Cuối cho hương vani paste khoai lang tím vào đánh phút Phương pháp (PP2): Thực chuẩn bị mẫu máy đồng hóa SILVERSON L5M-A với tốc độ 5500rpm, trình tự bổ sung nguyên liệu thời gian đánh mô tả phương pháp Bước 5: Chế biến kem lạnh Cho hỗn hợp chuẩn bị phía vào máy đánh kem (máy làm kem tự động UNOLD 48818) chọn chế độ Ice Cream đánh vòng 60 phút/mẻ 3.2 Các phương pháp phân tích hóa lý 3.2.1 Xác định hàm lượng chất béo đậu ngự Theo tiêu chuẩn ngành 10TCN 849:2006 tiêu chuẩn nông sản thực phẩm - Phương pháp xác định hàm lượng chất béo thô Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn ban hành [10] Hàm lượng chất béo theo % khối lượng chất khô xác định công thức: Với: G khối lượng mẫu đem phân tích (g); B khối lượng bao giấy có chứa mẫu độ khô tuyệt đối (g); C khối lượng bao giấy có chưa mẫu chiết rút chất béo độ khô tuyệt đối (g) 3.2.2 Xác định hàm lượng tro Xác định hàm lượng tro phương pháp nung: Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 8124:2009; ISO 2171:2007) có hiệu chỉnh [11] Hàm lượng tro theo % khối lượng mẫu xác định cơng thức: Trong đó: m0 khối lượng phần mẫu thử, tính gam (g); m1 khối lượng đĩa tro hóa, tính gam (g); m2 khối lượng đĩa tro hóa với phần cịn lại sau nung, tính gam (g) 3.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng protein phương pháp Kjeldahl Xác định hàm lượng protein hạt đậu ngự phương pháp Kjeldahl: Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 8125:2015; ISO 20483:2013) có hiệu chỉnh [12] Hàm lượng Nitơ tổng theo % khối lượng mẫu xác định công thức: Hàm lượng Nitơ tổng (%) = x 100 V1: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn chuẩn độ mẫu trắng, tính ml; V2: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn chuẩn độ mẫu thử, tính ml; m: khối lượng mẫu thử, tính g; 0,0014: Số g nitơ tương ứng với 1ml dung dịch NaOH 0,1N; Hàm lượng protein thô: Protein (%) = % Hàm lượng Nitơ tổng × 6,25 3.2.4 Phương pháp xác định độ ẩm Độ ẩm nguyên liệu ban đầu: Được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 9706:2013, ISO 711:1985) có hiệu chỉnh [13] Nguyên tắc phương pháp: Mẫu sau xử lý sơ bộ, nghiền thành dạng bột Sấy phần mẫu thử áp suất giảm, nhiệt độ từ 45oC đến 50oC có chất hút ẩm, thu khối lượng không đổi Được xác định công thức: x 100 m1 khối lượng phần mẫu thử trước sấy, tính gam (g); m2 khối lượng phần mẫu thử sau sấy, tính gam (g) 3.2.5 Phương pháp xác định hàm lượng chất béo sữa dừa Xác định hàm lượng chất béo phương pháp hydrolysis – extraction (AOAC 996.06, Vu et al 2019) [14] - g mẫu rắn xử lý với mL HCl 5M ống nghiệm có nắp - Lắc mạnh hỗn hợp 10s, gia nhiệt bể nước nóng (80 / 60 phút), 10 phút lắc lần - Sau thủy phân, làm nguội ống nghiệm nước - Thêm mL ethyl ether vào ống nghiệm - Lắc ống nghiệm 10 phút - Ly tâm (3000 rpm, phút), thu dịch sang ống nghiệm - Thêm mL ethyl ether, lập lại q trình trích ly thêm lần - Làm bay dung môi khí N2 bay tủ hút - Cân lại ống nghiệm Xác định hàm lượng chất béo Trong đó: % CB: Hàm lượng chất béo mẫu (%); mbđ: Khối lượng mẫu ban đầu (g); msau: Khối lượng chất béo có mẫu (g); msau= Khối lượng ống nghiệm sau thổi khí (g) – khối lượng ống nghiệm ban đầu chưa chứa mẫu (g) 3.2.6 Xác định hàm lượng protein thô xơ thô khoai lang tím Mẫu gửi đến Cơng Ty TNHH Khoa Học TSL địa chỉ: 592A Cộng Hòa, Phường 13, Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh để phân tích 3.3 Phương pháp đo khả giữ nước (Water Holding Capacity, WHC) Thực theo phương pháp Yao Lu cộng (2020) [15] có hiệu chỉnh Các nhũ tương tạo bọt ống ly tâm 10mL cân (W0) Sau đó, mẫu ly tâm 6.000 vịng/phút 25°C 20 phút Nước loại bỏ, khối lượng gel lại (với ống ly tâm) cân ghi lại W WHC (%) gel nhũ tương tính theo công thức : 3.4 Phương pháp đo độ nhớt hỗn hợp Kem (Viscosity, ) Thực theo phương pháp Ziaeifar cộng (2018) [16] Độ nhớt biểu kiến mẫu nhũ tương xác định 25°C cách sử dụng nhớt kế Brookfield trang bị trục số 63 Độ nhớt đo tốc độ cắt tăng từ đến 140s− Phép đo ghi lại tốc độ cắt (10 s-1) coi độ nhớt nhũ tương 3.5 Phương pháp đo khả kết hợp giữ khí (Overrun, OR) Thực theo phương pháp Biqing Wu cộng (2019) [17] có hiệu chỉnh Phương pháp đo khả kết hợp giữ khí bao gồm việc cân riêng hỗn hợp kem kem vật chứa thể tích cố định (khoảng 98,96 ml) Đối với lô, phần tràn lấy từ mẫu khác suốt trình sản xuất kem Đo chạy tràn thực ba lần Khả kết hợp giữ khí tính theo cơng thức sau: 3.6 Phương pháp xác định tốc độ tan chảy (Melting Rate) Lọc: hỗn hợp sau nấu lọc qua rây để loại bỏ bã đậu Giúp thuận lợi trình lọc dịch đậu lần để loại bỏ cặn, bụi bẩn, hạt li ti nhỏ Đông lạnh: dịch đậu sau lọc cho vào túi zip, bảo quản đơng lạnh -40C Mục đích q trình giúp thuận tiện trình chuẩn bị mẫu cho thí nghiệm Bước 2: Chuẩn bị sữa dừa Nguyên liệu: tỷ lệ nước : cơm dừa = 1:10 (theo khối lượng) Chuẩn bị 20ml nước sơi bỏ vào bình cách nhiệt Cho 200g cơm dừa 20ml nước vào máy vắt thu dịch sữa dừa Dịch sữa dừa thu nhận trung bình 150,67 9,02ml với hiệu suất thu hồi 958,57% Dịch sữa dừa thu nhận bảo quản nhanh ngăn mát tủ lạnh nhiệt độ 6,21,85 Bước 3: Chuẩn bị paste khoai lang tím Khoai lang tím làm sạch, loại bỏ tạp chất, chất dơ bên nguyên liệu Cân 150g cho vào tô inox Hấp khoai: đổ 1500 ml nước nồi inox có bán kính 10,5cm, cao 12,5cm, sử dụng bếp hồng ngoại Sanaky SNK-2018HG công suất 1600W thời gian 30 phút Mục đích q trình làm chín nguyên liệu Khoai lang tím qua hấp lột vỏ cho vào máy xay sinh tố xay (WMF KULT X Mix & Go) với dịch đậu với tỷ lệ 1:1 (theo khối lượng) xay phút để thu nhận paste khoai lang tím Bước 4: Chuẩn bị hỗn hợp cho công đoạn đánh kem Phương pháp (PP1): hôn hợp kem đánh máy xay sinh tố WMF KULT X Mix & Go Đường xơ cam quýt định lượng theo công thức (ở bảng 1) cho vào máy xay sinh tố WMF KULT X Mix & Go Cho tiếp dịch đậu (12 ) vào máy đánh phút, bổ sung từ từ dầu dừa vào đánh 40 giây Khi hỗn hợp đạt nhiệt độ 99 251 cho từ từ sữa dừa vào đánh 40 giây Cuối cho hương vani paste khoai lang tím vào đánh phút Phương pháp (PP2): Thực chuẩn bị mẫu máy đồng hóa SILVERSON L5M-A với tốc độ 5500 rpm, trình tự bổ sung nguyên liệu thời gian đánh mô tả Phương pháp Bước 5: Chế biến kem lạnh Cho hỗn hợp chuẩn bị phía vào máy đánh kem (máy làm kem tự động UNOLD 48818) chọn chế độ Ice Cream đánh vịng 60 phút/mẻ Hình Sản phẩm kem lạnh sau đánh 2.3 Công thức phối trộn hỗn hợp kem Bảng Công thức phối trộn hỗn hợp kem (% Khối lượng dịch đậu)* Thành phần Đối chứng CT1 CT2 CT3 Dịch đậu (g) 150g Đường 20% CT4 CT5 CT6 Citri- Fi 100M40 0,3 % 0,5% 1% 0 Citri- Fi 300FG 0 0 0,3% 0,5 1% Dầu dừa 6% Sữa dừa 12% 100 Hương vani 0,6% Paste khoai lang tím *Lưu ý: i% theo khối lượng dịch đậu 20% Citri-Fi 100 M40 (100% Xơ cam quýt); Citri-Fi 300FG (đồng sản xuất với 15% xanthan gum) 2.4 Phương pháp đo khả giữ nước (Water Holding Capacity, WHC) Thực theo phương pháp Yao Lu cộng (2020) [21] có hiệu chỉnh Các nhũ tương tạo bọt ống ly tâm 10 mL cân (W0) Sau đó, mẫu ly tâm 6.000 vòng/phút 25°C 20 phút Nước thoát loại bỏ, khối lượng gel lại (với ống ly tâm) cân ghi lại W Mỗi mẫu thực lần WHC (%) gel nhũ tương tính theo công thức đây: 2.5 Phương pháp đo độ nhớt hỗn hợp Kem (Viscosity, ) Thực theo phương pháp Ziaeifar cộng (2018) [22] Độ nhớt biểu kiến mẫu nhũ tương xác định 25°C cách sử dụng nhớt kế Brookfield trang bị trục số 63 Độ nhớt đo tốc độ cắt tăng từ đến 140s −1 [18] Phép đo ghi lại tốc độ cắt (10 s-1) coi độ nhớt nhũ tương Mỗi mẫu thực lần Hình Đo nhớt mẫu thiết bị Brookfield 2.6 Phương pháp đo khả kết hợp giữ khí (Overrun, OR) 101 Thực theo phương pháp Biqing Wu cộng (2019) [23] có hiệu chỉnh Phương pháp đo khả kết hợp giữ khí bao gồm việc cân riêng hỗn hợp kem kem vật chứa thể tích cố định (khoảng 98,96 ml) Đối với lơ, phần tràn lấy từ mẫu khác suốt trình sản xuất kem Đo chảy tràn thực lần Khả kết hợp giữ khí tính theo cơng thức sau: 2.7 Phương pháp xác định tốc độ tan chảy (Melting Rate) Thực theo phương pháp Cropper cộng (2013) [24] có hiệu chỉnh Các mẫu kem (30±5g) bảo quản cốc trịn có nắp -25 trước tiến hành thử nghiệm tan chảy Các mẫu đặt lưới thép (3mm x 3mm) nhiệt độ phòng (34 ± 1◦C) trọng lượng nhỏ giọt mẫu ghi lại khoảng thời gian 30 phút Mỗi mẫu thực lần 2.8 Phương pháp đo cấu trúc kem (Texture analysis of ice cream) Thực theo phương Velásquez-Cock cộng (2019) có hiệu chỉnh [25] Trước đo, mẫu kem chuyển vào tủ đông -25°C qua đêm Sử dụng thiết bị đo cấu trúc Brookfield CT3 4500 với đầu dị hình nón acrylic 45° (P45/C) gắn với cảm biến lực 10g Các mẫu kem đảm bảo làm lạnh tủ đông lấy khỏi tủ đông trước đo làm thủng nhiệt độ phòng (23±1°C) đến độ sâu 10 mm với tốc độ thử nghiệm 2mm s-1, để giảm độ biến thiên liên quan đến nóng lên mẫu Độ cứng định nghĩa lực nén đỉnh trình xuyên qua mẫu kem 2.9 Các phương pháp phân tích hóa lý 2.9.1 Xác định hàm lượng tro 102 Xác định hàm lượng tro phương pháp nung: Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 8124:2009; ISO 2171:2007) có hiệu chỉnh Nguyên tắc: Phần mẫu thử nung chất hữu cháy hồn tồn, sau cân phần cặn cịn lại Phần cặn thu có dạng tro xốp sau nung 505oC Than hóa sơ bộ: Cân xác 1g mẫu cho vào cốc nung (đã sấy khơ cân) Sau cho chén chứa mẫu đun bếp điện từ đến nhiệt độ than hóa, mẫu bị than hóa sơ thành tro có màu đen Than hóa hồn tồn: Sau than hóa sơ cho chén nung vào lò nung, tiếp tục nung nhiệt độ 505 , thời gian 4-5 Nung mẫu than hóa hồn tồn có màu trắng Lấy chén nung ra, làm nguội bình hút ẩm Cân mẫu, tiếp tục nung khối lượng không đổi kết thúc trình nung Tiến hành lặp lần, lấy số liệu trung bình Hàm lượng tro theo % khối lượng mẫu xác định công thức: Trong đó: m0 khối lượng phần mẫu thử, tính gam (g); m1 khối lượng đĩa tro hóa, tính gam (g); m2 khối lượng đĩa tro hóa với phần cịn lại sau nung, tính gam (g) 2.9.2 Phương pháp xác định hàm lượng protein phương pháp Kjeldahl Xác định hàm lượng protein hạt đậu ngự phương pháp Kjeldahl: Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 8125:2015; ISO 20483:2013) có hiệu chỉnh Ngun tắc chung: Vơ hóa mẫu thử acid sunfuric đậm đặc, nitơ có mẫu thử chuyển thành amon sunfat Dùng kiềm đặc đẩy amoniac khỏi amonium sunfat máy cất đạm, tạo thành amonium hydroxyt, định lượng acid 103 Vô hóa mẫu: Cho 1g mẫu, 5g chất xúc tác K2SO4 CuSO4 vào bình Kjeldahl, sau cho thêm 10ml H2SO4 đậm đặc vào tiến hành tủ hút Đặt bình Kjeldahl nằm nghiêng bếp, đun từ từ bếp thu dung dịch suốt khơng màu có màu xanh lơ CuSO4, để nguội Cất đạm: Sau vô hóa mẫu hồn tồn, cho nước cất vào bình Kjeldahl định mức mẫu thành 250ml Cho vào bình cất: 10ml mẫu, giọt phenoltalein, nước cất, sau tráng lại sau dung dịch NaOH 30% để đảm bảo mơi trường kiềm bình cất Cho vào erlen bình hứng: 25ml H2SO4 0,1N; giọt thị methyl red Sau tiến hành chưng cất mẫu bình hứng chạm mức 150ml Đem mẫu chuẩn độ dung dịch NaOH 0,1N Thực thao tác tương tự với mẫu trắng Quá trình chưng cất đạm thực lần, lấy số liệu trung bình Hàm lượng Nitơ tổng theo % khối lượng mẫu xác định công thức: Hàm lượng Nitơ tổng (%) = x 100 V1: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn chuẩn độ mẫu trắng, tính ml; V2: Thể tích dung dịch NaOH 0,1N tiêu tốn chuẩn độ mẫu thử, tính ml; m: khối lượng mẫu thử, tính g; 0,0014: Số g nitơ tương ứng với 1ml dung dịch NaOH 0,1N; Hàm lượng protein thô: Protein (%) = % Hàm lượng Nitơ tổng × 6,25 2.9.3 Xác định hàm lượng chất béo phương pháp soxhlet Cách tiến hành: giấy lọc sấy khô sau đem cân Cân 1g mẫu cho vào giấy lọc bọc kín, đem cân cho túi mẫu vài ống soxhlet Cho ete 2/3 bình cầu, cho nước lạnh chảy qua ống sinh hàn Đun sơi bình cầu chất béo chiết hết 8÷12 (trong dung mơi tràn từ ống chiết bình chưa khơng 5-6 lần) [26] Tiến hành lặp lần, lấy số liệu trung bình Hàm lượng chất béo tính theo cơng thức sau [26]: 104 %Chất béo= Trong đó: khối lượng mẫu giấy trước chiết (g) khối lượng mẫu giấy sau chiết (g) khối lượng mẫu ban đầu (g) độ ẩm đậu ngự (%) 2.9.4 Phương pháp xác định độ ẩm Độ ẩm nguyên liệu ban đầu: Được xác định theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 9706:2013, ISO 711:1985) có hiệu chỉnh Nguyên tắc phương pháp: Mẫu sau xử lý sơ bộ, nghiền thành dạng bột Sấy phần mẫu thử áp suất giảm, nhiệt độ từ 45oC đến 50oC có chất hút ẩm, thu khối lượng không đổi Tiến hành lặp lần, lấy số liệu trung bình Được xác định công thức: x 100 m1 khối lượng phần mẫu thử trước sấy, tính gam (g); m2 khối lượng phần mẫu thử sau sấy, tính gam (g) 2.9.5 Phương pháp vật lí Kích thước hạt đậu ngự xác định thước đo vít micromet với độ xác 0,01mm dùng để đo chiều dài (L), chiều rộng (W) độ dày (T) Năm mươi hạt đậu chọn ngẫu nhiên, ba kích thước hạt chọn Hình 2.1 đo lấy giá trị trung bình [27] 105 Khối lượng 1000 hạt tính sau: Lấy 50 hạt đậu ngẫu nhiên đem cân khối lượng Cho 50 hạt đậu vào ống đong 250ml đổ mè lắp đầy kín khoảng trống Ta suy thể tích mè sử dụng từ suy thể tích đậu ( số lần thí nghiệm lặp lại lần) [27] 2.9.6 Phương pháp thu thập xử lý số liệu Các thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên lặp lại lần Phương pháp phân tích phương sai yếu tố (ANOVA), khác biệt nghiệm thức LSD phần mềm xử lí số liệu Statgraphics, khác biệt có ý nghĩa thống kê mức α = 0,05 Kết bàn luận 3.1 Tính chất vật lí hóa học ngun liệu đậu ngự Các tính chất lý hóa ngun liệu đậu ngự xác định trình bày bảng Bảng Tính chất vật lí hóa học ngun liệu đậu ngự Chỉ tiêu xác định Giá trị trung bình Độ ẩm (% wt) 12,39±0,25 Protein (% wt.) 30,83±8,17 Chất béo (% wt) 14,77±0,99 Tro (% wt) 4,44±0,11 Chiều dài (mm) 20,05±2,06 Chiều ngang (1) (mm) 12,43±1,00 Chiều ngang (2) (mm) 13,25±1,13 Bề dày (mm) 7,35±0,96 Khối lượng trung bình hạt (g) 62,84±3,26 12 Thể tích trung bình đậu (ml) 54,80±5,02 STT 106 Bảng thể giá trị trung bình độ lệch chuẩn Từ kết thu bảng cho thấy đậu ngự giàu protein chứa đến khoảng 30,83% protein Protein coi chất dinh dưỡng đa lượng quan trọng người [28] Rất cần thiết chế độ ăn uống, sử dụng cho trình tổng hợp sữa chữa mô thể, hormone, enzyme chất khác Ngồi đậu ngự cịn chứa khoảng 14,77±0,99% hàm lượng chất béo Các đặc tính vật lý đậu ngự trình bày bảng Các tính chất vật lý hạt đo đạc để làm rõ đặc tính nguyên liệu nghiên cứu 3.2 Khảo sát tính chất, độ ổn định hỗn hợp kem qua phương pháp hydrat hóa Theo số liệu từ hình cho thấy hỗn hợp kem thực phương pháp PP1 có khả giữ nước (47,800,51%) cao phương pháp PP2 (45,940,11%) Chất xơ có khả giữ nước cao sử dụng thành phần thực phẩm chức để giảm lượng calo, tránh tượng tổng hợp thay đổi độ nhớt kết cấu sản phẩm cuối [29] Theo kết trình bày bảng 3, thấy tác động phương pháp hydrat hóa đến khả giữ nước xơ cam quýt Hình Biểu đồ giá trị khả giữ nước phương pháp đánh, với ký tự a,b,c khác biểu diễn khác biệt có ý nghĩa thống kê P-value < 0.05 107 Hình Biểu đồ thể giá trị độ nhớt phương pháp đánh, với ký tự a,b,c khác biểu diễn khác biệt có ý nghĩa thống kê P-value < 0.05 Độ nhớt coi yếu tố góp phần vào ổn định bọt Bọt khí-lỏng định nghĩa phân tán khí pha nước liên tục Bọt khí-lỏng giữ vai trị quan trọng hệ thống thực phẩm khác nhau, đặc biệt kem lạnh Các mục tiêu việc chuyển đổi sản phẩm thực phẩm sang dạng bọt là: giảm mật độ sản phẩm giá thành thực phẩm, cung cấp cho sản phẩm kem cấu trúc xốp đặc tính lưu biến độc đáo, giảm giá trị calo cải thiện tính cảm quan Tuy nhiên, diện tích bề mặt lớn lượng tự cao bong bóng phân tán, bọt hệ thống khơng ổn định mặt nhiệt động lực học Các chế ảnh hưởng đến ổn định bọt là: thoát nước (chất lỏng chảy khỏi bọt làm suy sụp lớp chất lỏng trọng lực), cô đặc khơng cân đối (chuyển khí từ bong bóng nhỏ sang bong bóng lớn vào khí quyển, dẫn đến bong bóng nhỏ biến mất) kết tụ [17] Độ nhớt cao làm chậm tốc độ thoát chất lỏng, nguyên nhân trọng lực Nếu độ nhớt không đủ để hỗ trợ màng bọt khí, bong bóng kết tụ lại [30] Từ kết số trình bày hình cho thấy độ nhớt hỗn hợp đánh phương pháp PP1 (202,005,66cP) cao phương pháp PP2 (166,002,83cP) Do PP1 phương pháp hydrat hóa tốt phương pháp khảo sát nên chọn để đánh mẫu chuẩn bị cho thí nghiệm 108 a) b) Hình Mẫu sau ly tâm để đo WHC a) Chuẩn bị mẫu theo PP1; b) Chuẩn bị theo PP2 3.3 Khảo sát ảnh hưởng xơ cam quýt đến tính chất kem lạnh Khả kết hợp giữ khí (OR) tính chất đặc trưng cho hàm lượng khí kem, số quan trọng ảnh hưởng đến đặc tính tan chảy, cấu trúc, kết cấu cảm quan kem [31] Kết bảng cho thấy mẫu đối chứng khơng có xơ cam qt OR đạt giá trị nhỏ (17,90a ±2,46 %) khả kết hợp giữ khí nhìn chung tăng lên tỷ lệ thuận với hàm lượng xơ cam quýt loại Citri- Fi 100M40 Citri- Fi 300FG Điều cho thấy xơ cam quýt có vai trò làm tăng khả kết hợp giữ khí hệ nhũ tương kem lạnh Khi so sánh giá trị OR công thức, phát quan trọng khác mẫu có Citri-Fi 100M40 (CT1, CT2, CT3) thấp mẫu có Citri-Fi 300FG (CT4, CT5, CT6) xử lí hàm lượng xơ cam quýt Sự khác biệt giải thích thành phần Citri- Fi 300FG có bổ sung thêm 15% xanthan gum Bảng Khảo sát ảnh hưởng xơ cam quýt đến tính chất kem lạnh STT Cơng OR (%) HR (g) MR (g/phút) 17,90a ± 2,46 870,67c ± 41,20 0,59b ± 0,01 thức ĐC 109 CT1 25,48b ± 1,08 899,33c ± 39,26 0,25a ± 0,02 CT2 23,92ab ± 1,32 615,33b ± 38,13 0,28a ± 0,01 CT3 29,46bc ± 1,38 493,50a ± 62,52 0,31a ± 0,04 CT4 28,39bc ± 1,63 445,83a ± 21,55 0,72c ± 0,04 CT5 24, 85ab ± 6,33 477,00a ± 17,76 0,85d ± 0,03 CT6 32,74c ± 2,71 584,07b ± 21,60 0,95e ± 0,04 Bảng thể giá trị trung bình độ lệch chuẩn, ký tự a,b,c khác biểu diễn khác biệt theo cột có ý nghĩa thống kê P-value < 0.05 Nhiều nghiên cứu rằng, độ cứng kem (HR) bị ảnh hưởng nhiều yếu tố, chẳng hạn hàm lượng chất rắn, độ nhớt kem, tỷ lệ giãn nở, kích thước bong bóng phân bố, yếu tố ảnh hưởng khả giữ khí kem [31] Theo số liệu từ bảng giá trị OR tỷ lệ nghịch với độ cứng (HR) Sự mâu thuẫn khả kết hợp giữ khí cao đồng nghĩa với số lượng bọt khí kem nhiều dẫn đến cấu trúc kem xốp (bông) độ cứng thấp Các liệu thu khảo sát suy luận khả kết hợp giữ khí kem lớn độ cứng tương ứng kem nhỏ, kết phù hợp với cơng bố trước Lei Yan cộng (2021) [31] Những phát cho thấy việc bổ sung xơ cam quýt làm cho cấu trúc kem lạnh trở nên mềm, xốp Điều cho thấy xơ cam quýt làm tăng độ ổn định phân tán bọt khí kem lạnh giúp kem trở nên xốp (bông) độ cứng thấp Do giá trị OR có mối liên hệ tác động chặt chẽ đến giá trị HR nên dẫn đến có khác biệt giá trị HR mẫu kem có sử dụng Citri- Fi 100M40 so với Citri- Fi 300FG hàm lượng Trong công thức CT4 (0,3% Citri- Fi 300 FG) CT5 (0,5% Citri- Fi 300FG) có giá trị HR 445,83a ± 21,55 (g); 477,00a ± 17,76 (g) khơng có khác biệt giá trị HR công thức CT3 (1% Citri-Fi 100M40) Tuy nhiên, công thức CT6 (1% Citri-Fi 300FG) có khác biệt cụ thể giá trị HR không giảm hàm lượng xơ cam quýt tăng lên mà ngược lại giá trị HR lại tăng lên Như đề cập trên, HR kem chịu ảnh hưởng nhiều 110 yếu tố có hàm lượng chất rắn, độ nhớt kem [31] Trong trường hợp lý giải thành phần Citri-Fi 300FG chất xơ cịn có chứa xantham gum Hơn xantham gum polysaccharides có khả tăng độ nhớt ổn định cấu trúc [17], [32] Như vậy, tăng hàm lượng Citri-Fi 300 FG đồng nghĩa với tăng hàm lượng xanthan gum nên kem có độ cứng cao Các đặc tính hóa lý (ví dụ, phần nước đá độ cứng) liên quan chặt chẽ đến thơng số hình thành cấu trúc vi mơ q trình đơng lạnh kèm với hình thành tinh thể nước đá khí Tốc độ tan chảy có mối tương quan vừa phải với hệ số qn, số dịng chảy, kích thước tinh thể đá trung bình [31] Theo Cropper cộng (2013), tinh thể băng hạt chất béo hàm lượng khí kem hay khả kết hợp giữ khí ảnh hưởng đến tốc độ tan chảy (MR) kem [24] Cụ thể, khả kết hợp giữ khí tăng tốc độ tan chảy (g/phút) kem tương ứng nhanh dần Điều lý giải trình bày bảng Nói cách cụ thể hơn, việc tăng nồng độ chất nhũ hóa mà cụ thể xơ cam quýt, chứng minh làm rút ngắn thời gian tan chảy (tan chảy nhanh hơn) Kết giải thích kem có cấu trúc mềm tan chảy nhanh kem cứng phát nghiên cứu Rahim cộng (2019) [33] Kết luận Nghiên cứu thiết kế để khảo sát mức độ ảnh hưởng loại xơ cam quýt (Citri-Fi 100M40: 100% xơ cam quýt; Citri- Fi 300FG: có chứa 15% xanthan gum) đến tính chất kem lạnh từ thực vật Kết nghiên cứu so với mẫu sử dụng Citri-Fi 100M40 các mẫu sử dụng Citri-Fi 300FG làm tăng khả kết hợp giữ khi, giảm độ cứng kem Tuy nhiên, mẫu sử dụng Citri-Fi 300FG có tốc độ tan chảy nhanh mẫu sử dụng Citri- Fi 100M40 Hướng nghiên cứu khảo sát kết hợp xơ cam quýt với chất ổn định tự nhiên khác việc cải thiện cấu trúc kem Kết nghiên cứu xem nghiên cứu tiền đề để phát triển sản phẩm chế biến có sử dụng bọt từ dịch đậu để thay sữa phát triển dòng sản phẩm kem chay cho đối tượng ăn chay, người bị hội chứng không dung nạp lactose, đối tượng không sử dụng trứng sữa để cải thiện sức khỏe 111 LỜI CẢM ƠN Cảm ơn Trường đại học Cơng nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh hỗ trợ kinh phí cho đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên mã số 21/1SHTPSV19, đồng cảm ơn Viện Công nghệ Sinh học Thực phẩm tạo điều kiện thuận lợi trang thiết bị để chúng tơi hồn thành nghiên cứu TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lomolino, G., S Zannoni, A Zabara, M Da Lio, and A De Iseppi, Ice recrystallisation and melting in ice cream with different proteins levels and subjected to thermal fluctuation, International Dairy Journal, 2020 100: p 104557 [2] Da Silva, J.M., S.J Klososki, R Silva, R.S.L Raices, M.C Silva, M.Q Freitas, C.E Barão, and T.C Pimentel, Passion fruit-flavored ice cream processed with water-soluble extract of rice by-product: What is the impact of the addition of different prebiotic components?, LWT, 2020 128: p 109472 [3] Akbari, M., M.H Eskandari, and Z Davoudi, Application and functions of fat replacers in low-fat ice cream: A review, Trends in food science & technology, 2019 86: p 34-40 [4] Flom, J.D and S.H Sicherer, Epidemiology of cow’s milk allergy, Nutrients, 2019 11(5): p 1051 [5] Sakkas, H., P Bozidis, C Touzios, D Kolios, G Athanasiou, E Athanasopoulou, I Gerou, and C Gartzonika, Nutritional status and the influence of the vegan diet on the gut microbiota and human health, Medicina, 2020 56(2): p 88 [6] Marshall, C., M Beck, K Garrett, G Barrell, O Al-Marashdeh, and P Gregorini, Grazing dairy cows with low milk urea nitrogen breeding values excrete less urinary urea nitrogen, Science of The Total Environment, 2020 739: p 139994 [7] Cramer, H., C.S Kessler, T Sundberg, M.J Leach, D Schumann, J Adams, and R Lauche, Characteristics of Americans choosing vegetarian and vegan diets for health reasons, Journal of nutrition education and behavior, 2017 49(7): p 561-567 e1 [8] Ruby, M.B., Vegetarianism A blossoming field of study, Appetite, 2012 58(1): p 141-150 [9] Ruby, M.B., S.J Heine, S Kamble, T.K Cheng, and M Waddar, Compassion and contamination Cultural differences in vegetarianism, Appetite, 2013 71: p 340-348 [10] Bullock, K., J Lahne, and L Pope, Investigating the role of health halos and reactance in ice cream choice, Food Quality and Preference, 2020 80: p 103826 [11] Widjajaseputra, A and T Widyastuti, Potential of coconut milk and mung bean extract combination as foam stabilizer in non-dairy ice cream, International Food Research Journal, 2017 24(3): p 1199 [12] Aljewicz, M., A Florczuk, and A Dabrowska, Influence of β-glucan structures and contents on the functional properties of low-fat ice cream during storage, Polish Journal of Food and Nutrition Sciences, 2020 70(3) [13] Ruan, Q., X Yang, L Zeng, and J Qi, Physical and tribological properties of high internal phase emulsions based on citrus fibers and corn peptides, Food Hydrocolloids, 2019 95: p 53-61 [14] Mahato, N., K Sharma, M Sinha, and M.H Cho, Citrus waste derived nutra-/pharmaceuticals for health benefits: Current trends and future perspectives, Journal of Functional Foods, 2018 40: p 307316 [15] Dreher, M.L., Whole fruits and fruit fiber emerging health effects, Nutrients, 2018 10(12): p 1833 112 [16] Veronese, N., M Solmi, M.G Caruso, G Giannelli, A.R Osella, E Evangelou, S Maggi, L Fontana, B Stubbs, and I Tzoulaki, Dietary fiber and health outcomes: an umbrella review of systematic reviews and meta-analyses, The American journal of clinical nutrition, 2018 107(3): p 436-444 [17] Salahi, M.R and M Mohebbi, Development of soy milk in the form of wet foam in the presences of whey protein concentrate and polysaccharides at different whipping temperatures: Study of physical, rheological and microstructural properties, LWT, 2021 137: p 110444 [18] Li, A., R Xiao, S He, X An, Y He, C Wang, S Yin, B Wang, X Shi, and J He, Research advances of purple sweet potato anthocyanins: extraction, identification, stability, bioactivity, application, and biotransformation, Molecules, 2019 24(21): p 3816 [19] Sudjatinah, S., H.C Wibowo, S Aldila, and P Irawan A Study on the Utilization of Local Purple Sweet Potato (Ipomea Batatas L) in Making Ice Cream which Potentialize as an Antioxidant in International Conference on Regional Development 2020 [20] Nguyễn Thị Minh Nguyệt, Tính chất cấu trúc vi thể kem bọt không trứng/sữa từ nước nấu đậu gà, Journal of Science and Technology-IUH, 2019 39(03) [21] Lu, Y., L Mao, H Zheng, H Chen, and Y Gao, Characterization of β-carotene loaded emulsion gels containing denatured and native whey protein, Food Hydrocolloids, 2020 102: p 105600 [22] Ziaeifar, L., M.L.M Shahi, M Salami, and G.R Askari, Effect of casein and inulin addition on physico-chemical characteristics of low fat camel dairy cream, International journal of biological macromolecules, 2018 117: p 858-862 [23] Wu, B., D.O Freire, and R.W Hartel, The effect of overrun, fat destabilization, and ice cream mix viscosity on entire meltdown behavior, Journal of food science, 2019 84(9): p 2562-2571 [24] Cropper, S., N Kocaoglu‐Vurma, B Tharp, and W Harper, Effects of locust bean gum and mono‐and diglyceride concentrations on particle size and melting rates of ice cream, Journal of food science, 2013 78(6): p C811-C816 [25] Velásquez-Cock, J., A Serpa, L Vélez, P Gañán, C.G Hoyos, C Castro, L Duizer, H Goff, and R Zuluaga, Influence of cellulose nanofibrils on the structural elements of ice cream, Food Hydrocolloids, 2019 87: p 204-213 [26] QCVN/BYT, QUY CHUẨN KĨ THUẬT QUỐC GIA ĐỐI VỚI KEM THỰC PHẨM, 2013 [27] Ato Bart-Plange, E.A.B., The physical properties of Category B cocoa beans, 2003 p 219-227 [28] Sung-Wook Han, K.-M.C., Seong-Jun Cho, Nutritional quality of rice bran protein in comparison to animal and vegetable protein., 2015 172: p 766-769 [29] de Moraes Crizel, T., A Jablonski, A de Oliveira Rios, R Rech, and S.H Flôres, Dietary fiber from orange byproducts as a potential fat replacer, LWT-Food Science and Technology, 2013 53(1): p 9-14 [30] Liu, R., L Wang, Y Liu, T Wu, and M Zhang, Fabricating soy protein hydrolysate/xanthan gum as fat replacer in ice cream by combined enzymatic and heat-shearing treatment, Food Hydrocolloids, 2018 81: p 39-47 [31] Yan, L., D Yu, R Liu, Y Jia, M Zhang, T Wu, and W Sui, Microstructure and meltdown properties of low-fat ice cream: Effects of microparticulated soy protein hydrolysate/xanthan gum (MSPH/XG) ratio and freezing time, Journal of Food Engineering, 2021 291: p 110291 [32] Boonlao, N., S Shrestha, M.B Sadiq, and A.K Anal, Influence of whey protein-xanthan gum stabilized emulsion on stability and in vitro digestibility of encapsulated astaxanthin, Journal of Food Engineering, 2020 272: p 109859 [33] Rahim, N and N Sarbon, Acacia honey lime ice cream: physicochemical and sensory characterization as effected by different hydrocolloids, International Food Research Journal, 2019 26(3): p 883-891 113