Nghiên cứu chế biến kẹo dẻo từ trái cóc và chanh dây

Nhằm làm đa dạng hóa sản phẩm từ sản phẩm quen thuộc là kẹo, đề tài “ Nghiên cứu chế biến kẹo dẻo từ trái cóc và chanh dây” được thực hiện ở qui mô phòng thí nghiệm. Đề tài nghiên cứu tiến hành khảo sát các các yếu tố có liên quan đến chất lượng kẹo dẻo như khảo sát các tỉ lệ phối chế gồm có gelatin (10%, 12%, 14%), pectin (0,7%, 0,9%, 1,1%), đường (45%, 50%, 55%), acid citric (0,2%, 0,3%, 0,4%), tỉ lệ puree cóc (5%, 7%, 9%) và chanh dây (3%, 5%, 7%). Sau khi xác định được tỉ lệ phối chế thích hợp, thí nghiệm được tiến hành ở 3 mức nhiệt độ: 65oC, 75oC và 85oC trong 3 khoảng thời gian nấu: 2, 4, 6 phút. Đồng thời khảo sát khả năng bảo quản kẹo của 2 chất bảo quản là kali sorbate và natri benzoate với các tỉ lệ 0,05%, 0,1% và 0,15% thông qua sự biến đổi của mật số vi sinh vật trong quá trình bảo quản. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi phối trộn với tỉ lệ: 12% gelatin, 1,1% pectin, 55% đường, 0,3% acid citric, 7% puree cóc và 5% chanh dây, nấu sản phẩm ở nhiệt độ 750C trong 4 phút sẽ cho sản phẩm có chất lượng tốt và đặc trưng của sản phẩm. Sử dụng kali sorbate với tỉ lệ 0,1% trong quá trình bảo quản có khả năng kéo dài thời gian bảo quản mà vẫn giữ cho sản phẩm ít bị biến đổi nhất. Sau thời gian thực hiện các nghiên cứu ở qui mô phòng thí nghiệm về việc sản xuất kẹo dẻo từ trái cóc và chanh dây có thể đưa ra một số kết luận như sau: Tỉ lệ phối chế giữa các thành phần nguyên liệu: 12% gelatin, 1,1% pectin, 55% đường, 0,3% acid, 7% puree cóc, 5% chanh dây. Nấu sản phẩm ở nhiệt độ 75oC trong thời gian 4 phút sẽ cho sản phẩm có cấu trúc và giá trị cảm quan tốt. Để kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm ta có thể bổ sung thêm chất bảo quản kali sorbate 0,1% để bảo quản tốt sản phẩm.

GIỚI THIỆU

Đặt vấn đề

Kẹo là một sản phẩm không quá xa lạ đối với người tiêu dùng bởi vì nó có nguồn gốc từ rất lâu Khi kĩ thuật sản xuất kẹo mới ra đời nó chỉ dựa trên nguyên liệu chính là mật ong hay nước mía thô cho bốc hơi Nhưng từ khi công nghiệp sản xuất đường phát triển thì ngành sản xuất kẹo bước sang một bước tiến mới, kẹo ngày càng được sản xuất đa dạng hơn, có chất lượng tốt hơn Có thể chia kẹo ra làm 3 dạng chính là kẹo cứng, kẹo mềm và kẹo dẻo.

Thêm vào đó, khi xã hội phát triển thì yêu cầu của người tiêu dùng về kẹo cũng cao hơn, không đơn giản là đáp ứng về hương vị và để giải trí mà còn yêu cầu về sự đa dạng, giá trị dinh dưỡng, giá trị cảm quan cao và ngày càng hướng về các thực phẩm có nguồn gốc từ tự nhiên.

Trái cóc là trái cây khá quen thuộc ở nước ta, thường được dùng như những món ăn giải trí, ít được sử dụng như nguyên liệu để sản xuất các sản phẩm phục vụ cho thị trường Còn chanh dây là nguyên liệu được sử dụng nhiều trong những năm gần đây để chế biến các sản phẩm như nước ép chanh dây, bột chanh dây Điểm chung của 2 loại trái cây này là có giá trị dinh dưỡng cao, đặc biệt có chứa nhiều vitamin C, rất cần thiết cho cơ thể, nhưng lại là loại trái cây mang tính mùa vụ và khó bảo quản.

Vì vậy, nhu cầu chế biến các sản phẩm từ 2 nguyên liệu này là rất cần thiết vì vừa có tác dụng nâng cao giá trị của chúng vừa đa dạng hóa sản phẩm trên thị trường. Đáp ứng những nhu cầu trên, việc nghiên cứu chế biến ra sản phẩm kẹo dẻo từ trái cóc và chanh dây là sự kết hợp hài hòa giữa việc sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên với việc ứng dụng những kĩ thuật sản xuất kẹo vào trong qui trình chế biến sản phẩm mới.

Mục tiêu nghiên cứu

Quá trình chế biến đã tạo ra sản phẩm kẹo dẻo từ trái cóc và chanh dây với cấu trúc dẻo dai, mang màu sắc hài hòa và mùi vị đặc trưng Những đặc tính này góp phần tạo nên sức hấp dẫn và sự khác biệt của sản phẩm kẹo dẻo này trên thị trường.

Các yếu tố khảo sát:

- Ảnh hưởng của các tỉ lệ phối chế: gelatin, pectin, đường, acid citric, puree cóc và chanh dây đến sản phẩm.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng sản phẩm.

- Ảnh hưởng của loại hóa chất bảo quản và nồng độ chất bảo quản đến khả năng bảo quản sản phẩm.

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Nguyên liệu cóc

Cóc có tên khoa học là Spondias dulcis (hay Spondias cytherea) thuộc họ thực vật Anacardia ceae, là cây thân gỗ vùng nhiệt đới với quả ăn được có hột nhiều xơ Cóc có nguồn gốc ở các đảo Polinezi Melanezi châu Đại Dương sau đó nhập vào các nước nhiệt đới. Ở mỗi nước cóc có tên gọi khác nhau như tại Anh-Mỹ: Otaheite apple, Tahitian quince, Polynesian plum, Jew plum, Hog plum ambarella; Pháp: Pomme cythere; Đức: Cytherea, Tahiti-Apfel; Tây Ban Nha: Cirnela dulce; Thái Lan: Makok-farang; Cambodia: Mokak; Indonesia: kedondong…

Về đặc tính thực vật: Cóc cùng họ với cây sấu (Dracontomelum dupperreanum), cây xoài ( Mangiferaindica), đào lộn hột (Anacardium occidentale) và cây da xoan

Sau khi trồng khoảng 4 năm thì cây ra quả, cây ít bị sâu bệnh, sản lượng ổn định và cao, không có hiện tượng cách niên Cây cao 15 – 20m, đường kính thân 30 – 40cm, ít cành nhưng cành dài và dựng, lá chỉ tập trung ở đầu cành Lá kép lông chim, số phiến lá nhiều, rụng lá nhiều vào mùa khô Ra hoa thành từng chùm lớn ở đầu cành, hoa nhỏ có màu trắng Quả thuộc dạng quả hạch, hình trái xoan hay hình bầu dục, dài khoảng 6 – 10cm, ngang khoảng 4 -8cm, kết ở đầu những cuốn dài, 2 – 10 quả trên một chùm Hình dạng quả không đều đặn, bề mặt cũng không nhẵn Hạch quả khá lớn hình bầu dục có nhiều gai dạng sợi dính chặt với thịt quả.

Khi quả còn xanh, thịt quả hơi cứng, giòn, có vị chua, vỏ có màu xanh Khi quả chín, vỏ có màu vàng hơi tối, thịt quả mềm, ngọt, có nhiều nước Hình ảnh trái cóc được mô tả như ở hình 1: a: Trái cóc còn xanh b: Trái cóc chín vàng

Hình 1: Hình ảnh trái cóc

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 2

Về mặt dinh dưỡng quả cóc thường không được đánh giá cao tuy nhiên trong cóc vẫn chứa nhiều thành phần tốt cho sức khỏe, đặc biệt là vitamin C

Bảng 1: Thành phần dinh dưỡng của quả cóc trong 100g phần ăn được

Ngoài các thành phần dinh dưỡng trên, các bộ phận khác của cây cóc cũng chứa các thành phần hóa học khác nhau:

- Chất nhựa như keo trong có màu vàng chứa những đường hữu cơ như D-galactose, D-xylose, L-arabinose, L-fucose, L-rhamnose; và còn có mono-methyl-glucuronic acid.

- Hạt cóc có chứa nhiều khoáng chất như Calcium, Magnesium, Phosphorus, Potassium, Sulfur.

- Theo nghiên cứu tại ĐH Cameroun, phối hợp với trung tâm nghiên cứu Nantes (Pháp) vỏ cóc chứa 9-30% pectin, uronic acid (557-727 mg/g trọng lượng khô), đường trung tính 125-158 mg/g Và cũng theo nghiên cứu này, pectin trích từ vỏ cóc có độ methyl hóa tốt nên có thể dùng trong công nghiệp thực phẩm.

- Nhựa (gôm của quả cóc) có chứa hợp chất polysaccharide gồm galactose,arabinose, mannose, rhamnose, glucuronic acid và chất chuyển hóa loại 4-O- methyl Đây là kết quả nghiên cứu nghiên cứu tại ĐH La Universidad del Zulia(Venezuela).

Cóc có thể dùng để ăn tươi, hay chế biến một số món ăn quen thuộc như ngâm giấm, chế biến nước quả, làm mứt, lá non cũng có thể dùng để chế biến salad… Ngoài ra, quả cóc cũng có tác dụng dược lý như kích thích tiêu hóa, giúp ăn ngon miệng, giải khát và giải nhiệt, trị đau họng Đặc biệt trái cóc còn có tác dụng làm giảm đường trong máu đối với người bị tiểu đường týp II.

Tại nhiều nơi trên thế giới, các bộ phận khác của cây cóc cũng được dùng để chữa bệnh như vỏ cóc để trị tiêu chảy, kiết lị, đau bao tử, trị đau khớp xương, và thấp khớp; lá dùng trị xuất huyết; rễ dùng điều hòa kinh nguyệt.

Nguyên liệu chanh dây

Trái chanh dây có nguồn gốc khoa học là Passiflora edulis, Sims., thuộc họ chùm bao (Passifloraceae) và bộ Violales Trong chi Passiflora có hơn 400 loài khác nhau, chủ yếu phân bố ở vùng nhiệt đới châu Mỹ Trong số này, có khoảng 60 loài cho trái có thể ăn được.

Tên thường gọi: chanh dây/chanh Sô-đa, dây mát, mát mát, chanh nước, dây lạc tiên,

Tên Anh: passion fruit/passion vine, purple granadilla

Quê hương của loại cây này ở Brazil, Úc, Malaysia và Nam Mỹ, nhưng hiện được trồng chủ yếu ở New Zealand, các quốc gia Nam Á, Úc, các đảo Thái Bình Dương, châu Phi và Nam Mỹ.

Về đặc tính thực vật: chanh dây là một loại dây leo, thân nhỏ, hình trụ có rãnh dọc, nhiều lông thưa Cây mọc leo có khi dài tới hàng chục mét, hoa mọc ở kẽ lá, có màu trắng hồng, quả có hình giống như quả trứng, phần ngoài bì (vỏ ngoài) mỏng, cứng, hơi sần sùi, phần nội bì màu trắng, bên trong có nhiều hột, cùi màu vàng, vị mát, có mùi thơm rất đặt trưng và quyến rũ (nên được gọi là "passion fruit"), hột chanh giòn và mềm Ở Việt Nam, chanh dây có thể được chia ra làm 2 dạng.

- Dạng trái tím (forma eduli): vỏ trái màu tím đến tím sậm Trái nhỏ (đường kính 4- 5cm), có tua dây, nhánh và gân lá xanh Dạng này được trồng phổ biến ở vùng cao, có khí hậu mát như Đà Lạt, Tây Nguyên Dạng này cho hương vị trái ngon nhất.

- Dạng trái vàng (forma flavicarpa): vỏ trái màu vàng chanh Trái lớn hơn dạng trái tím (6-12 x 4-7cm), có tua dây, nhánh và gân lá ửng đỏ tím Hoa lớn và có tràng (corona) màu tím sậm hơn dạng trái tím, đồng thời dây cũng mọc mạnh hơn Dạng này được trồng ở những vùng có khí hậu nóng và có cao độ thấp (0-800m) như đồng bằng sông Cửu Long Hình ảnh chanh dây được thể hiện ở hình 2:

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 4 a: Chanh dây còn non b: Ruột chanh dây còn non c: Chanh dây chín

Hình 2: Hình ảnh chanh dây

Trong chanh dây chứa khoảng 66 - 84% là nước, các thành phần còn lại bao gồm các hợp chất thơm, hợp chất màu, các chất sinh năng lượng như đường, tinh bột, các chất vi lượng Chất béo và protein trong chỉ chiếm hàm lượng thấp không đáng kể, khoảng 3- 4% tổng năng lượng cung cấp Ngoài ra, chanh dây còn có chứa nhiều vitamin C, A.

Bảng 2: Thành phần dinh dưỡng của chanh dây trong 100g ăn được (phần cơm hột)

- Đường: chanh dây có hàm lượng đường vừa phải (khoảng 8,5g/100g), thấp hơn một số loại trái cây thông thường khác (trung bình 9 – 12g/100g), chủ yếu là đường glucose, fructose và saccharose, đây là thành phần cung cấp năng lượng chính trong quả chanh dây Trong đó, fructose và glucose là chủ yếu, thêm vào đó fructose có độ ngọt cao (so với đường saccharose), vì vậy chanh dây vẫn có vị ngọt, mặc dù nó còn chứa các loại axit hữu cơ Hàm lượng đường trong quả là yếu tố quyết định đến độ ngọt của chanh dây.

- Tinh bột: có hàm lượng cao (khoảng 0,5 – 3%) trong dịch quả.

Chanh dây có chứa nhiều acid hữu cơ, trong đó chủ yếu là acid citric (khoảng 3,9g/100g), acid aspartic và các acid liên quan khác chiếm khoảng 93 – 96% tổng lượng acid, ngoài ra còn có acid malic (chiếm khoảng 4 – 7%).

Chanh dây chứa nhiều loại acid amim như arginine, glycine, leucine, lysine, proline, threonin, tyrosin và valine.

Các vitamin và khoáng chất

Chanh dây là loại trái cung cấp nhiều vitamin và khoáng chất cần thiết cho cơ thể như vitamin C (một ly nước chanh dây có thể cung cấp 50% lượng vitamin C cần thiết trong ngày), vitamin A, K, Mg (cung cấp 10 – 13% nhu cầu Mg hàng ngày).

Các alkaloid và các hợp chất cyanogenic

Trong chanh dây có 7 loại alkaloid với hàm lượng từ 0,012 – 0,7%, trong đó đã xác định được và đặt tên cho 4 loại là harman (có nghĩa là điều hòa), harmin, harmol và harmalin.

Ngoài ra, trong chanh dây còn tìm thấy một loại cyanogenic glycoside có khả năng gây độc Chất này tồn tại trong chanh dây trong suốt quá trình phát triển của quả, chứa nhiều trong quả non và giảm dần khi quả chín.

Các hợp chất dễ bay hơi (các hợp chất mùi)

Mùi thơm đặt trưng của chanh dây là nhờ vào sự có mặt của các hợp chất ester C2-

C8 của các acid béo thường ở nhiều loại trái cây khác cùng với sản phẩm phân hủy của các carotenoid, các cấu tử chứa S và đặc biệt các ester béo hiếm gặp.

Màu của dịch quả chanh dây chủ yếu là do các loại caroteroid tạo thành, có khoảng

13 loại caroteroid bao gồm  -,  - carotenoid và phytofluene,  - apo- 12’-carotenal,  - apo-8’-caroteal, cryptoxanthi, auroxanthin, mutatoxanthi…

Ngoài ra còn có một lượng rất nhỏ các flavonoid trong chanh dây (dạng vết), chiếm khoảng 1 – 1,06%.

Hàm lượng sterol trong chanh dây cao hơn so với các loại trái cây khác, đây là một chất có lợi cho sức khỏe Sterol có khả năng làm giảm lượng cholesterol trong máu Tuy nhiên, để đạt được kết quả tốt, cần phải sử dụng một lượng lớn dịch quả chanh dây.

Trong chanh dây có chứa nhiều chất dinh dưỡng nên ngoài tác dụng giải khát, nước chanh dây còn được biết đến với nhiều tác dụng dược lý khác như thanh nhiệt, tăng cường khí lực và bổ dưỡng, tác dụng an thần nhẹ, phòng ngừa các bệnh mỡ máu cao, cao huyết áp, tiểu đường, ung thư

Chanh dây giàu vitamin C giúp bảo vệ các mô mềm trong cơ thể, chống lại quá trình oxy hóa, tăng cường hệ miễn dịch, làm giảm các triệu chứng cảm lạnh và hen suyễn.

Đường saccharose

Đây là chất ngọt thường dùng nhất trong sản xuất kẹo, được sản xuất từ mía đường hoặc củ cải đường Đường có tác dụng chủ yếu là cải thiện mùi vị sản phẩm, ngoài ra còn có tác dụng như chất bảo quản và có ảnh hưởng đến việc hình thành gel.

Saccharose là một loại carbonhydrate có công thức phân tử C12H22O11, disaccharide do 2 phân tử monosaccharide là D – glucose và D – fructose liên kết lại với nhau.Công thức cấu tạo của saccharose được thể hiện ở hình 3:

Hình 3: Công thức cấu tạo của đường saccharose Đường sử dụng thường là đường RE, đảm bảo đúng tiêu chuẩn như đường phải ở dạng tinh thể, không màu, không mùi, vị ngọt, không có vị lạ khác, không tan trong dung môi hữu cơ không phân cực mà tan trong dung môi có cực, tan tốt trong nước, độ tan của saccharose sẽ tăng theo nhiệt độ (Bảng 3) Ở nhiệt độ thường saccharose tan trong nước với tỉ lệ đường : nước là 2 : 1.

Bảng 3: Độ hòa tan của saccharose ở những nhiệt độ khác nhau

% saccharose trong dd bão hòa

(Nguồn: Hồ Hữu Long, 1983) Độ hòa tan của saccharose sẽ giảm khi có mặt các loại đường khác trong dung dịch nhưng độ hòa tan của lượng đường tổng sẽ tăng Đây là một tính chất quan trọng đối với công nghiệp bánh kẹo.

Nhiệt độ nóng chảy của saccharose: Tnc = 185 – 186 o C Ở nhiệt độ này, saccharose phân giải chậm nhưng nếu tiếp tục gia nhiệt thì saccharose phân giải nhanh Khi gia nhiệt đến khoảng 190 – 200 o C thì saccharose bị phân hủy thành caramelin.

Tiêu chuẩn đường sử dụng trong công nghệ thực phẩm được mô tả ở bảng 4.

Bảng 4: Chỉ tiêu đường saccharose dùng trong chế biến thực phẩm

Chất không tan Độ pH

7 Trắng Không mùi Ngọt, không có vị lạ

Tác dụng bảo quản của đường

Nếu một thực phẩm được bão hòa bằng một dung dịch đường đậm đặc, nó sẽ trở nên không thích hợp với sự phát triển của vi sinh vật, các bào tử không thể này chồi. Đường có tác dụng bảo quản nhờ tạo được aw thấp, ức chế sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng không mong muốn khác Nhưng thực ra, khả năng bảo quản cuả dung dịch đường do áp suất thẩm thấu cao hơn là do nồng độ chất khô cao (Lê

Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 2000) Khi thay đổi nồng độ đường, áp suất thẩm thấu của dung dịch sẽ thay đổi (Bảng 5).

Bảng 5: Áp suất thẩm thấu ở những nồng độ đường khác nhau g saccharose/100g dd 5 Áp suất thẩm thấu ở 20 o C (MPa) 0,4

(Nguồn: Lê Mỹ Hồng & Bùi Hữu Thuận, 2000)

Ngoài ra, đường còn có tác dụng ngăn cản sự oxy hóa Nồng độ oxy hòa tan trong dung dịch sẽ tỷ lệ nghịch sự gia tăng hàm lượng đường.

Nước

Đây là thành phần quan trọng không thể thiếu trong các qui trình chế biến thực phẩm Nước được sử dụng trong nhiều công đoạn khác nhau như để rửa nguyên liệu hay trong chế biến (chần, rửa, phối chế…) Vì vậy chất lượng của nước có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng sản phẩm Chỉ tiêu chất lượng nước sử dụng trong sản xuất thực phẩm được thể hiện ở bảng 6.

Tuy nhiên trong tự nhiên nước không ở dạng tinh khiết mà thường lẫn nhiều tạp chất, vi sinh Do đó, việc loại bỏ các tạp chất, sát trùng nước thông qua các biện pháp khử trùng, lắng, lọc,… là hết sức quan trọng trước khi đưa vào chế biến thực phẩm.

Bảng 6: Chỉ tiêu nước sử dụng trong công nghiệp sản xuất thực phẩm

Chỉ tiêu hóa học pH

Tổng số vi khuẩn hiếu khí

Chỉ số E.Coli (số E.Coli/1l H 2 O)

Chuẩn số E.Coli (số ml H 2 O/1E.Coli)

Vi sinh vật gây bệnh

(Nguồn: Nguyễn Vân Tiếp và ctv, 2008)

Các phụ gia sử dụng

Có nhiều cách khác nhau để định nghĩa phụ gia như:

Theo Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hợp Quốc (FAO), phụ gia thực phẩm được định nghĩa là bất kỳ chất không dinh dưỡng nào có chủ ý được thêm vào thực phẩm với mục đích khác nhau Phụ gia thường được sử dụng với hàm lượng thấp để nâng cao các đặc tính cảm quan, kết cấu, hương vị và khả năng bảo quản của sản phẩm thực phẩm.

- Theo WHO: phụ gia là một chất khác hơn là thực phẩm hiện diện trong thực phẩm là kết quả của một số mặt: sản xuất chế biến, bao gói, tồn trữ… Các chất này không bao gồm các chất bẩn bị nhiễm vào thực phẩm.

- Theo viện thông tin y học Trung ương: Phụ gia thực phẩm là một chất có hay không có giá trị dinh dưỡng, không được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm

+ và không được sử dụng như một thành phần của thực phẩm Là một chất chủ ý bổ sung vào thực phẩm để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản vận chuyển thực phẩm, nhằm cải thiện kết cấu hoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó (Nguồn: Võ Tấn Thành,2000)

Phụ gia có thể chia làm các nhóm như sau:

- Nhóm phụ gia dùng trong bảo quản thực phẩm bao gồm: các chất chống vi sinh vật, chất chống sự oxy hoá chất béo, chất chống sự hoá nâu.

- Nhóm phụ gia làm thay đổi cấu trúc thực phẩm như: các chất điều chỉnh độ ẩm sản phẩm, chất làm trong, chất tạo keo, chất hoạt động bề mặt.

- Nhóm phụ gia hỗ trợ kỹ thuật chế biến gồm: các chất cải thiện tính chất bột và tạo nở, chất tạo đục, chất chống đóng bánh, chất bôi trơn, dễ gở, chất tạo màng, chất hỗ trợ quá trình tạo hình, hợp chất phosphate, chất làm vệ sinh.

- Nhóm phụ gia làm thay đổi tính chất cảm quan của thực phẩm gồm các chất tạo vị, chất màu, chất mùi.

- Nhóm các enzyme thực phẩm.

Gelatin là một loại protein được sản xuất bằng cách thủy phân một phần collagen chiết xuất từ các mô liên kết, da và xương động vật Là một phụ gia thực phẩm thuộc nhóm làm thay đổi cấu trúc thực phẩm, gelatin có mã số E441.

Gelatin là một polypeptid cao phân tử dẫn xuất từ collagen, có cấu tạo là một chuỗi acid amin, trong đó gồm 3 acid amin chính là glycine, proline và 4 – hydroproline (Bảng 7) Cấu trúc hóa học cơ bản cuả gelatin là –Ala-Gly-Glu-4Hyp-Gly-Pro, được mô tả ở hình 4:

Hình 4: Cấu tạo hóa học của gelatin

Bảng 7: Thành phần các acid amin có trong gelatin

Thành phần chủ yếu của gelatin được mô tả ở bảng 8.

Bảng 8: Thành phần của gelatin

Gelatin có thể được chia làm 2 loại là gelatin A và B.

Gelatin A là gelatin được chế biến theo phương pháp xử lý với acid, có điểm đẳng điện trong khoảng 7 – 9.

Gelatin A là gelatin được chế biến theo phương pháp xử lý với kiềm, có điểm đẳng điện trong khoảng 4,7 – 5,4.

Luận văn tốt nghiệp khóa 32 – 2010 - Tính chất của gelatin:

Gelatin là chất tinh thể màu vàng, không mùi vị, độ ẩm 13% và tỷ trọng từ 1,3 - 1,4 Gelatin không hòa tan trong rượu và hầu hết các dung môi hữu cơ.

- Cơ chế tạo gel Ở nhiệt độ thường, gelatin không tan trong nước, nhưng chúng có khả năng hút nước và trương nở Gelatin hấp thu lượng nước gấp 5 – 10 lần thể tích của nó Khi gia nhiệt lên khoảng 40 o C thì gelatin bắt đầu tan chảy do nhiệt độ nóng chảy của nó thấp (khoảng 27 – 34 o C) Khi làm nguội thì nó đông đặc lại (dạng gel) Sự chuyển đổi từ dạng sol sang dạng gel có tính thuận nghịch và có thể lặp lại nhiều lần. Gelatin có khả năng tạo gel mà không cần sự phối hợp với bất cứ chất nào cả (Võ Tấn Thành, 2000).

Người ta cho rằng vùng giàu pyrolidine trong gelatin hoạt động như khu vực tạo mầm cho sự hình thành những liên kết Khi nhiệt độ hạ thấp xuống, các liên kết bậc

II của proline sẽ bị phá vỡ, các mạch polypeptid duỗi ra, tiếp xúc và hình thành liên kết với nhau thành một mạng lưới không gian ba chiều và chỗ tiếp xúc với nhau hoạt động như những nút lưới Các nút lưới này ổn định nhờ các liên kết hydro bên trong chuỗi Các phần còn lại hình thành mạng lưới không gian vô định hình giữ các pha phân tán ở bên trong Khi nhiệt độ tăng sẽ làm đứt các liên kết hydro, các nút lưới bị phá vỡ làm cho gel nóng chảy Khi để nguội, các liên kết sẽ hình thành trở lại tạo thành gel.

Tính chất gel của gelatin chịu ảnh hưởng bởi nồng độ, pH, nhiệt độ và thời gian Nồng độ và nhiệt độ càng cao thì độ nở càng lớn, dẫn đến độ nhớt của gel cao hơn Năng lực đông tụ càng lớn thì nồng độ gelatin cần sử dụng càng thấp Việc gia nhiệt kéo dài, nhiệt độ cao hoặc pH thấp sẽ làm giảm độ cứng của gel.

Ngày nay, gelatin được ứng dụng khá rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau:

Trong công nghiệp thực phẩm, gelatin được ứng dụng rộng rãi trong sản xuất bánh kẹo như mứt, thạch, kẹo mềm, kẹo dẻo; chế biến nước sốt, kem và các sản phẩm sữa; làm trong rượu; cũng như các ứng dụng của gelatin thủy phân.

- Trong y học gelatin được dụng làm vỏ thuốc nhộng mềm và cứng, ngoài ra còn bổ sung vào các khẩu phần và tăng cường sức khỏe, syro, còn là chất nền cho thuốc mỡ.

- Trong nhiếp ảnh, gelatin rất hữu ích trong công đoạn pha chế nhũ tương bạc halogen để sản xuất phim.

Các chất bảo quản

2.6.1 Kali sorbate Đây là một phụ gia thực phẩm thuộc nhóm chất bảo quản (mã số E202), là muối kali của acid sorbic Kali sorbate có tính sát khuẩn mạnh đối với nấm men, nấm mốc, tác dụng rất yếu đối với các loại vi khuẩn.

Natri axetat có công thức cấu tạo C5H7COOK, tồn tại ở trạng thái bột trắng kết tinh và dễ tan trong nước Đây là chất an toàn với sức khỏe, được công nhận là GRAS và khi thêm vào thực phẩm, không làm ảnh hưởng đến hương vị hay mùi tự nhiên của sản phẩm.

Hình 9: Công thức cấu tạo của Kali sorbate

Các loại sản phẩm rau quả có acid (kết hợp với xử lý nhiệt nhẹ) và các loại bánh: 0,05-0,1%.

Cá ngâm dấm, patê cá: 0,27%.

Thức ăn chế biến từ cua, tôm (không thanh trùng): 0,33%.

Mứt quả: phun lên bề mặt sản phẩm dung dịch kali sorbate 7%, chống mốc được 4 tháng (Nguồn: Võ Tấn Thành, 2000)

2.6.2 Natri benzoate Đây cũng là một phụ gia thực phẩm thuộc nhóm chất bảo quản (mã số E211), là muối natri của acid benzoic và sẽ tồn tại dạng này khi hòa tan trong nước Natri benzoate có tác dụng mạnh với nấm men, nấm mốc hơn là vi khuẩn Tác dụng bảo quản này chỉ xảy ra trong môi trường acid pH 2,5-3,5 (nồng độ gây tác dụng là 0,05%).

Công thức hóa học: NaC6H5CO2, tồn tại ở dạng bột trắng, không mùi, rất dễ tan trong nước, có thể tan trong ethanol Natri benzoate có công thức cấu tạo như ở hình 10:

Hình 10: Công thức cấu tạo của natri benzoate

Cơ chế bảo quản thực phẩm của natri benzoate là do sự thẩm thấu axit benzoic vào tế bào vi sinh vật Nếu độ pH nội bào giảm xuống 5 hoặc thấp hơn, sự lên men thiếu không khí của glucose thông qua enzyme phosphofructokinase được giảm đi 95% (http://vi.wikipedia.org/wiki).

Theo tổ chức quản lý độc chất quốc tế, natri benzoate được xếp vào nhóm “ Một số người cần tránh” (Certain people should avoid), vì nó có thể gây dị ứng cho đối tượng có cơ địa “nhạy cảm với hóa chất” (tương tự bột ngọt, đường lactose,

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 18 sulphite…) Tuy nhiên, natri benzoate vẫn được công nhận là GRAS Thường được sử dụng ở nồng độ tối đa là 0,1-0,12%; thường dùng 0,05-0,075% đối với nước quả chua và 0,075-0,1% đối với nước quả ít chua Với nồng độ cao (2g/Kg trọng lượng cơ thể người) có thể gây tử vong khi ăn vào cơ thể.

Natri benzoate thường được sử dụng nhiều hơn dạng acid của nó vì acid benzoic tan ít trong nước Nhưng natri benzoate có nhược điểm là có mùi kim loại dễ bị phát hiện, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

Một số hiện tượng có thể xảy ra trong quá trình chế biến và bảo quản sản phẩm

2.7.1 Hiện tượng tạo màu của sản phẩm

Phản ứng Maillard là phản ứng tạo màu nâu, xảy ra khi protein (chứa nhóm amin) và đường khử tương tác trong môi trường nước Phản ứng này diễn ra ở nhiệt độ thấp, thường bắt đầu khi đun nấu hoặc chế biến thực phẩm.

100 o C, tạo ra màu và mùi cho sản phẩm, đồng thời cũng làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Cường độ phản ứng tỉ lệ thuận với nồng độ đường và nhiệt độ sử dụng trong quá trình chế biến.

Trong quá trình cô đặc nếu đun trong thời gian dài ở nhiệt độ cao đặc biệt là ở nhiệt độ nóng chảy của đường sẽ xảy ra phản ứng caramen, làm cho sản phẩm bị sậm màu đồng thời bị đắng Phản ứng sẽ xảy ra càng mạnh khi nồng độ đường càng cao.

Có thể khắc phục hiện tượng này bằng phương pháp cô đặc chân không kết hợp với khuấy trộn liên tục.

2.7.2 Hiện tượng hồi đường (lại đường) của kẹo

Nếu độ ẩm trong kẹo quá thấp thì các phân đường sẽ khuếch tán ra ngoài không khí, làm cho đường trong kẹo bị quá bão hòa kết tinh lại dẫn đến hiện tượng kẹo bị khô, cứng, biến dạng, giảm phẩm chất sản phẩm đáng kể.

Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng này là do trong quá trình hòa tan đường nếu lượng nước không đủ hay thời gian hòa tan không đủ dài, nhiệt độ không đủ cao để hòa tan hết lượng đường thì các hạt đường này sẽ trở thành các mầm tinh thể gây hiện hồi đường Ngoài ra, hiện tượng này cùng có thể xảy ra trong điều kiện môi trường bảo quản không đạt yêu cầu về độ ẩm, nhiệt độ hay ánh sáng trực tiếp.

Nếu bảo quản kẹo trong điều kiện môi trường có độ ẩm cao, kẹo sẽ hút ẩm làm cho bề mặt kẹo bị dính ướt, nếu độ ẩm không khí tiếp tục tăng thì sẽ làm cho kẹo bị chảy Thêm vào đó, nếu quá trình chế biến thực hiện ở nhiệt độ cao và thời gian dài sẽ làm cho đường saccharose phân giải thành các đường khử, các đường này có tính hút ẩm mạnh làm cho kẹo dễ bị chảy.

Ngoài ra, nếu bổ sung quá nhiều nước trong quá trình hòa tan, nhiệt độ và thời gian không đủ để cô đặc đường đến độ ẩm yêu cầu sẽ làm cho cho kẹo có độ ẩm cao dễ dính ướt Khi gặp môi trường có độ ẩm cao sẽ xảy ra hiện tượng chảy kẹo.

Một số nghiên cứu có liên quan

Kẹo dẻo là một loại bánh kẹo quen thuộc và đã được nghiên cứu nhiều về quy trình sản xuất để đa dạng hóa sản phẩm Các nghiên cứu trước đây đã tập trung vào việc cải tiến quy trình sản xuất nhằm nâng cao chất lượng, giảm chi phí và tạo ra nhiều loại kẹo dẻo khác nhau.

Nghiên cứu của Trần Kim Chi (2009) đã xác định tỉ lệ phối chế tối ưu trong kẹo xoài bao gồm: 10% gelatin, 10% puree xoài, 55% đường và 0,3% acid citric Quá trình nấu kẹo được tiến hành ở nhiệt độ 75 độ C trong thời gian 4 phút để đảm bảo tạo thành hỗn hợp kẹo đồng nhất Để kéo dài thời gian bảo quản, nghiên cứu này còn bổ sung thêm 0,04% kalisorbate vào hỗn hợp kẹo.

- “Nghiên cứu chế biến và bảo quản kẹo chanh dây” được thực hiện bởi Nguyễn Thị Diễm (2009) đã xác định được điều kiện chế biến kẹo là tiến hành nấu ở nhiệt độ

75 o C trong thời gian 2 phút với tỉ lệ phối chế gồm: đường 55%, gelatin 12%, dịch quả 15%, sử dụng chất bảo quản là kali sorbate với tỉ lệ 0,05%.

- Ngoài ra, còn có “Nghiên cứu sản xuất kẹo dẻo bí đỏ” của Võ Thanh Ngân (2008) đã đưa ra tỉ lệ phối chế của sản phẩm gồm: puree bí đỏ 12%, gelatin 7%, pectin 0,6%, đường 55%, acid citric 0,2% Nhiệt độ để nấu sản phẩm là 80 o C trong thời gian 5 phút. Để góp phần làm đa dạng hóa sản phẩm, trái cóc được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất kẹo dẻo Tuy nhiên trước đây có rất ít nghiên cứu về việc sử dụng nguồn nguyên liệu này trong chế biến các sản phẩm cung cấp cho thị trường Năm 2000, Lương Thị Phương Liên đã thực hiện đề tài nghiên cứu “Khảo sát sự biến đổi hàm lượng vitamin C của nectar cóc trong bảo quản và chế biến” Trong nghiên cứu này, tiến hành hấp quả cóc chín bằng hơi nước trong 20 phút sẽ nâng cao được hiệu suất thu hồi puree cóc trrong quá trình chà, sau đó puree được phối trộn với tỉ lệ 10%, diều chỉnh độ khô thành phẩm đạt 16%, độ acid đạt 0,38% Tiến hành thanh trùng ở

90 – 95 o C trong thời gian 15 – 20 phút sẽ cho sản phẩm có chất lượng tốt.

Còn về nguyên liệu chanh dây thì trước đây đã có một số nghiên cứu chế biến chanh dây thành các sản phẩm khác nhau như:

- “Nghiên cứu ứng dụng kĩ thuật sấy phun trong sản xuất bột chanh dây” được thực hiện bởi Tôn Nữ Minh Nguyệt và Đào Văn Hiệp (2006) đã cho ra một dạng sản phẩm khác của chanh dây.

- Ngoài ra, còn có nghiên cứu “production and preservation of passion fruit juice” của U.G.Akpan và A.S.Kovo (2005) Nghiên cứu này tiến hành bảo quản sản phẩm bằng cách bổ sung acid benzoic với tỉ lệ 3% để kéo dài thời gian bảo quản.

Qui trình chế biến kẹo dẻo tham khảo (Nguồn: Hoàng Quốc Tuấn, 2008)

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm và thời gian Địa điểm: phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại Học Cần Thơ.

Thời gian: từ ngày 04/01/2010 đến 17/04/2010.

- Hóa chất dùng để xác định acid như: NaOH 0,1%, dung dịch phenolphtalein.

- Hóa chất dùng để xác định đường tổng như: HClđđ, NaOH 30%, 10%, 0,1N, chì acetat, Na2SO4, fehling A, fehling B, xanh methylen.

3.1.4 Dụng cụ và thiết bị

- Máy đo cấu trúc Texture Analyser

- Đĩa Petri và các dụng cụ nuôi cấy vi sinh

- Cốc sứ, bình hút ẩm

- Một số dụng cụ thủy tinh khác

Phương pháp nghiên cứu

Dựa trên cơ sở của qui trình sản xuất kẹo dẻo, tiến hành khảo sát các yếu tố ở những công đoạn chính có liên quan đến chất lượng sản phẩm Thí nghiệm được bố trí với

2 lần lặp lại Kết quả thí nghiệm được tính toán bằng phương pháp thống kê ANOVA và LSD sử dụng chương trình StatGraphics Plus 4.0.

3.2.2 Phương pháp phân tích Đo cấu trúc sản phẩm bằng máy đo cấu trúc Texture Analyser. Đo màu sản phẩm bằng máy đo màu L, a, b. Đánh giá mùi vị sản phẩm bằng phương pháp cảm quan cho điểm theo tiêu chuẩn Việt Nam.

Xác định mật số vi sinh vật bằng phương pháp đếm khuẩn lạc.

Xác định hàm lượng ẩm bằng phương pháp sấy ở 105 o C đến khối lượng không đổi Xác định hàm lượng acid bằng phương pháp thể tích định phân.

Xác định hàm lượng đường tổng bằng phương pháp Lane - Eynon.

Qui trình sản xuất được đề nghị cho sản phẩm kẹo dẻo cóc – chanh dây được thực hiện như sau

Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng Trang 24 Luận văn tốt nghiệp khóa 32 – 2010

Pectin, đường Chất bảo quản

Cóc sau khi xử lí xong đem hấp rồi chà thành dạng puree Chanh dây được rửa sạch, bổ đôi ép lấy dịch quả Cân nước theo tỉ lệ xác định rồi chia làm 2 phần, 1 phần để ngâm gelatin, phần còn lại để hòa tan đường Đường cũng được chia làn 2 phần, một phần để phối trộn với pectin, phần còn lại để hoàn tan với nước. Đường sau khi được hòa tan sẽ được đem nấu, trong quá trình nấu bổ sung thêm phần gelatin đã được ngâm và hỗn hợp đường với pectin đã chuẩn bị sẵn, sau đó lần lượt thêm acid, puree cóc, chanh dây vào Phải tiến hành khuấy trộn trong khi nấu để các thành phần hòa lẫn vào nhau đồng thời tránh hiện tượng sản phẩm bị khét.Kết thúc quá trình nấu tiến hành bổ sung chất bảo quản trước khi rót sản phẩm vào khuôn.

Sau khi rót sản phẩm ra khuôn sẽ làm nguội sản phẩm, giúp sản phẩm ổn định cấu trúc Sau đó tách khuôn và áo đường sản phẩm rồi cho vào bao bì bảo quản.

Bố trí thí nghiệm

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ gelatin và pectin đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị sản phẩm

- Mục đích thí nghiệm: Chọn ra nồng độ kết hợp của gelatin và pectin để sản phẩm có cấu trúc dẻo, dai, đàn hồi tốt và có giá trị cảm quan cao.

Thí nghiệm được thiết kế với hai biến số độc lập là tỷ lệ gelatin và pectin Các yếu tố còn lại được giữ cố định, bao gồm: tỷ lệ đường 55%, acid citric 0,3%, puree cóc 9%, puree chanh dây 7%, nhiệt độ nấu 75°C trong thời gian 4 phút.

Nhân tố A: tỉ lệ gelatin (%) ở 3 mức độ khác nhau

Nhân tố B: tỉ lệ pectin (%) ở 3 mức độ khác nhau

Bảng 10: Bố trí thí nghiệm 1

Số lần lặp lại: 2 lần

Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 = 9 nghiệm thức

- Đo cấu trúc, màu sắc của sản phẩm.

- Đánh giá cảm quan về mùi vị của sản phẩm.

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường và acid citric đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị sản phẩm

Thí nghiệm được tiến hành với mục đích xác định nồng độ đường và axit phù hợp để tạo ra sản phẩm có cấu trúc dẻo, dai, có độ đàn hồi tốt và hương vị hài hòa Các thành phần này đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên kết cấu và mùi vị mong muốn của sản phẩm.

- Bố trí thí nghiệm: dựa trên tỉ lệ gelatin và pectin đã được chọn ra ở thí nghiệm 1, tiến hành khảo sát 2 nhân tố là tỉ lệ đường và acid citric, đồng thời cố định các tỉ lệ: puree cóc 9%, chanh dây 7%, nhiệt độ nấu là 75 o C trong thời gian 4 phút.

Nhân tố C: tỉ lệ đường (%) ở 3 mức độ khác nhau

Nhân tố D: tỉ lệ acid (%) ở 3 mức độ khác nhau

- Đánh giá cảm quan về mùi, vị của sản phẩm.

4.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ puree cóc và chanh dây đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị sản phẩm

- Mục đích thí nghiệm: Chọn hàm lượng puree cóc và chanh dây thích hợp để thu được sản phẩm có cấu trúc dẻo, dai và có màu sắc mùi vị hài hòa.

- Bố trí thí nghiệm: dựa trên các tỉ lệ đã được chọn ra của các yếu tố ở thí nghiệm 1 và 2, tiến hành khảo sát 2 nhân tố là tỉ lệ puree cóc và chanh dây Cố định các thông số nhiệt độ nấu là 75 o C và thời gian nấu là 4 phút.

Nhân tố E: tỉ lệ puree cóc (%) ở 3 mức độ khác nhau

Nhân tố F: tỉ lệ chanh dây (%) ở 3 mức độ khác nhau

- Đánh giá cảm quan về mùi, vị của sản phẩm.

4.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến cấu trúc, màu sắc và mùi vị sản phẩm

- Mục đích thí nghiệm: Chọn ra nhiệt độ và thời gian nấu sản phẩm thích hợp để sản phẩm có chất lượng tốt.

- Bố trí thí nghiệm: dựa trên tỉ lệ phối trộn đã được chọn ra trong các thí nghiệm trên, tiến hành khảo sát 2 nhân tố là nhiệt độ và thời gian nấu.

Nhân tố E: nhiệt độ ( o C) nấu, thay đổi theo 3 mức độ

Nhân tố F: thời gian (phút) thay đổi theo 3 mức độ

- Đánh giá cảm quan về mùi vị của sản phẩm.

4.3.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của loại và nồng độ chất bảo quản đến khả năng bảo quản của sản phẩm

- Mục đích thí nghiệm: xác định loại và nồng độ hóa chất thích hợp để có thể bảo quản được sản phẩm trong thời gian dài.

- Bố trí thí nghiệm: cố định các tỉ lệ phối chế và các điều kiện nấu đã được xác định trong các thí nghiệm trên, tiến hành khảo sát với 2 nhân tố thay đổi

Nhân tố I: loại hóa chất

Nhân tố H: Nồng độ hóa chất (%) thay đổi theo 3 mức độ

J1: 0,05 J2: 0,1 J3: 0,15 Đồng thời tiến hành nấu mẫu đối chứng (không sử dụng chất bảo quản)

Tổng số nghiệm thức: 3 x 2 +1 = 7 nghiệm thức

Ghi nhận kết quả: mật số vi sinh vật ở mỗi mẫu trong suốt thời gian bảo quản.

Định dạng
Số trang	69
Dung lượng	2,17 MB