Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quá trình tự phân giải tế bào của táo xanh Ziziphus Mauritiana tạo nên táo đen

TỔNG QUAN

Táo xanh

1.1.1 Tên gọi và đặc điểm

Táo xanh hay còn gọi là táo ta, có quả tròn gần giống quả chanh, được trồng nhiều ở các tỉnh Đông Nam Bộ, có tên khoa học là Ziziphus mauritiana Lamk., thuộc họ táo

Táo ta là một loại cây ăn quả của vùng nhiệt đới Cây có thể lớn rất nhanh thậm chí cả ở những khu vực khô hạn Cây táo ta có thể trông như loại cây bụi cao từ 1,2-1.8m hay cây thân gỗ cao từ 3–9 m, thậm chí tới 12 m, mọc thẳng hoặc tỏa tán rộng với các cành rủ xuống và có hoặc không có lông bao phủ [2] Cây táo ta đạt tuổi thọ 25 năm, sau khi trồng từ 2-3 tháng thì cây bắt đầu ra hoa và trái.[1]

Quả táo ta có đường kính quả 3 – 4cm, chiều cao 2,5 – 3,5cm Quả táo có hình trứng hoặc tròn, có lớp vỏ trơn, bóng hay sần sùi, mỏng nhưng cứng, Quả chứa một hạt cứng hình ôvan hay thuôn dài, cứng Các quả chín vào các khoảng thời gian khác nhau ngay cả khi chỉ trên một cây Khi chưa chín, lớp cùi thịt có màu trắng, giòn, nhiều nước, vị từ chua tới ngọt Quả đã chín ít giòn hơn và chuyển dần sang dạng bột Khi quả quá chín thì lớp thịt quả có màu vàng sẫm, mềm, xốp và có mùi thơm

Bảng 1.1 Bảng phân loại khoa học về chi của táo xanh [3]

Táo ta là loại cây ăn quả của vùng nhiệt đới, có có nguồn gốc ở châu Á (chủ yếu là Ấn Độ) mặc dù cũng có thể tìm thấy ở châu Phi Trong chi Zizyphus thuộc họ Rhamnaceae (họ táo) có tới 40 loài trồng ở vùng Nhiệt đới và Á nhiệt đới của Bắc bán cầu Do cây táo có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới và á nhiệt đới nên có yêu cầu nhiệt độ tương đối cao để cây tăng trưởng mạnh Phần lớn các nông trại lớn nhỏ của các nước như Afghanistan, Iran, Pháp, Burma, Úc, Mỹ, Nga, Việt Nam, Ấn Độ, … đều tham gia vào việc nuôi trồng loại táo xanh này [4] Ở Việt Nam, táo xanh được nuôi trồng rất phổ biến ở tỉnh Ninh Thuận Đây là nơi có đặc điểm thổ nhưỡng khô cằn và khí hậu nắng nóng quanh năm Đó là một trong những yếu tố khiến Ninh Thuận trở thành khu vực trồng nhiều táo ta nhất Việt Nam cả về diện tích và sản lượng

Hình 1.1.Cây táo xanh Nguồn: Hiệp hội nho và táo tỉnh Ninh Thuận

Thành phần dinh dưỡng của táo xanh được trình bày ở Bảng 1.2

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của táo xanh [2]

Táo xanh Ziziphus mauritiana Giá trị dinh dưỡng trên 100g nguyên liệu tươi

Thành phần Đơn vị Giá trị Độ ẩm g 81,6 – 83,0

Carbohydrate g 17,0 Đường tổng g 5,4 – 10,5 Đường khử g 1,4 – 6,2 Đường không khử g 3,2 – 8,0

Các acid hữu cơ như acid malic, acid citric, acid succinic và acid oxalic là các thành phần chính tạo nên hương vị đặc trưng của táo xanh Các loại đường chủ yếu trong táo xanh bao gồm glucose (23%), xylose (31,3%), mannose (12,9%), fructose (21,6%) và galactose Ngoài ra, rhamnose và sorbitol cũng tồn tại một lượng nhỏ trong táo xanh Trong thịt quả táo xanh có chứa khoảng 2 – 10 loại acid amin như alanin, proline,

4 lysine, glutamine, cystine, threonine, arginine,…hàm lượng acid amin có sự khác nhau giữa các loài [1]

Bảng 1.3 Thành phần amino acid trong táo xanh [1]

Amino acid Giá trị (mg/100g protein)

1.1.2.2 Một số hợp chất có hoạt tính sinh học từ táo xanh và cơ chế chống oxy hoá

Polyphenol, flavonoid và acid ascorbic là các hợp chất có trong táo xanh mang hoạt tính sinh học Đây là điều tạo nên giá trị cho táo xanh bởi khả năng chống oxy hóa cho người sử dụng mà các hợp chất trên mang lại [1][2] Trong đó, hàm lượng polyphenol là cao nhất so với hai hợp chất trên Các hợp chất phenolic bao gồm các acid phenolic quan trọng như p-hydroxylbenzoic, acid caffeic, acid ferulic và acid p-coumaric,…

5 [4][5] Bên cạnh đó, còn có các hợp chất flavonoid, caroten, β – tocopherol, anthocyanin và proanthocyanidin [4][1]

Hình 1.2 Các nhóm hợp chất polyphenol và công thức cấu tạo của chúng [5]

Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol

Polyphenol có thể làm chậm quá trình oxy hóa, ngăn cản gốc tự do tấn công vào cơ thể, giúp bảo vệ cơ thể khỏi nhiều loại bệnh khác nhau Đặc điểm chung của chúng là trong phân tử có vòng benzen chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (OH) gắn trực tiếp vào vòng benzen Tùy thuộc vào số lượng và vị trí của các nhóm OH với bộ khung hóa học mà các tính chất hóa học hoặc hóa sinh khác nhau

➢ Cơ chế vận chuyển nguyên tử hydro (Hydrogen Atomic Transfer-HAT) Trong cơ chế này, các gốc tự do (ví dụ: gốc peroxyl ROO•) sẽ bị ức chế bới chất chống oxy hóa, được kí hiệu là ArOH bằng cách chuyển một nguyên tử hydro của nhóm OH trong ArOH sang gốc tự do ROO•[6]:

Gốc phenoxyl (ArO•) tạo thành có thể được ổn định bằng cách chuyển một nguyên tử hydro ở xa hơn để tạo thành quinone hoặc phản ứng với gốc tự do khác bao gồm cả các gốc phenoxyl khác Sự phát triển không ngừng này sẽ kéo theo một loạt các phản ứng Năng lượng phân ly liên kết O – H đóng vai trò rất quan trọng trong phản ứng

6 chống oxy hóa Năng lượng phân ly liên kết thấp thì liên kết O – H dễ dàng bị cắt đứt và nguyên tử hydro dễ dàng chuyển đến kết hợp với gốc tự do [6]

➢ Cơ chế vận chuyển một electron và chuyển một proton (Single Electron Transfer-Proton Transfer – SET – PT)

Cơ chế này gồm hai quá trình, trong quá trình thứ nhất một electron từ polyphenol chuyên sang gốc tự do và quá trình thứ hai là chuyển một proton [7]

Cơ chế này được quyết định bởi khả năng chuyển electron và năng lượng ion hóa Trong quá trình thứ hai của cơ chế này, năng lượng phân ly proton sẽ ảnh hưởng đến liên kết O – H Khi đó năng lượng ion hóa và năng lượng tách proton càng nhỏ thì hoạt tính chống oxy hóa càng cao [7]

➢ Cơ chế chuyển proton và mất electron (Sequential Proton Loss Electron Transfer – SPLET)

Trong cơ chế này thì một proton bị mất và tiếp theo đó là sự chuyển electron Hai đại lượng đặc trưng cho quá trình này là ái lực proton và năng lượng chuyển electron [8]

1.1.2.3 Lợi ích của táo xanh

Táo xanh rất giàu vitamin A, C và K, chất sắt, kali, canxi, chất chống oxy hóa và flavonoid mang lại nhiều lợi ích cho sức khoẻ, giúp chống ung thư, chống oxy hóa, chống viêm, kích thích miễn dịch, chống béo phì, các hoạt động bảo vệ đường tiêu hóa, bảo vệ gan [1] Không chỉ vậy, trong hạt táo xanh chứa nhiều dầu béo, phytosterol, acid butylic, …có tác dụng trong việc điều trị hồi hộp, mất ngủ, hay quên, nhức mỏi tay chân, đổ mồ hôi trộm, …

Cải thiện sức khỏe phổi: Hàm lượng flavonoid dồi dào trong táo xanh có thể làm giảm nguy cơ bệnh hen Bên cạnh đó, các thử nghiệm lâm sàng khác nhau đã chỉ ra rằng ứng dụng của các chất từ chiết xuất táo xanh gây ức chế tế bào ung thư phổi, tác dụng

7 này có mối tương quan tốt với hàm lượng flavonoid và hoạt động chống oxy hóa của nó

Các sản phẩm từ táo xanh

Hiện nay, táo xanh đa phần được sử dụng dưới dạng tươi Ngoài ra còn có các sản phẩm khác được chế biến từ táo xanh như mứt táo, táo sấy, … Tuy nhiên, việc đa dạng hóa các sản phẩm từ táo xanh vẫn còn hạn chế và chưa phổ biến ở thị trường Việt Nam

Sản phẩm táo đen trong nghiên cứu sử dụng phương pháp ủ, tuy nhiên trên thị trường, các sản phẩm sấy dẻo tương tự chủ yếu làm bằng phương pháp thẩm thấu đường và phương pháp sấy đối lưu Sản phẩm táo sấy Ba Mọi và Viết Nghi được làm bằng phương pháp trên bằng cách bổ sung mật nho, Hình 1.3 và Hình 1.4

Hình 1.3 Táo sấy Ba Mọi – Ninh Thuận

Hình 1.4 Táo sấy khô Viết Nghi.

Ứng dụng phương pháp ủ

Phương pháp ủ được ứng dụng chủ yếu để sản xuất tỏi đen Theo kết quả nghiên cứu của J E Kim và cộng sự về phương pháp ủ táo tàu đen khô, hàm lượng đường glucose, fructose, đường tổng sau khi ủ sẽ cao hơn nếu so sánh với nguyên liệu ban đầu Bên cạnh đó hàm lượng polyphenol, 5 – hydroxymethylfurfural, hoạt tính chống oxy hoá và khả năng ức chế α-galactoside tăng trong quá trình ủ ở nhiệt độ và thời gian nhất định [10] Ngoài ra trong nghiên cứu trên còn chỉ ra được khả năng ức chế α-galactoside tăng lên trong quá trình ủ nên mở ra hướng tạo ra sản phẩm táo đen gián tiếp nhằm giảm nguy cơ mắc bệnh tiểu đường Có thể thấy, phương pháp ủ mang lại rất nhiều lợi ích, vì vậy mục đích của nghiên cứu này là áp dụng phương pháp ủ lên nguyên liệu táo xanh để tạo ra sản phẩm táo xanh ủ có mang hoạt tính sinh học cao và giá trị cảm quan tốt từ các enzym nội tại và cơ chất của tế bào quả táo xanh.

Biến đổi về cảm quan và thành phần hóa học trong quá trình ủ

1.4.1 Những biến đổi về mặt cảm quan

Màu sắc: cường độ thay đổi từ nâu cánh gián đến đen tùy thuộc vào quá trình ủ

Vị: có vị chua nhẹ, ngọt hơn so với táo xanh ban đầu

Mùi: Mùi đặc trưng của sản phẩm được tạo ra từ phản ứng maillard xảy ra trong quá trình chế biến

10 Trạng thái: có độ dẻo nhất định

1.4.2 Sự biến đổi về thành phần hóa học

Trong quá trình chế biến táo đen, các phản ứng diễn ra liên tục làm thay đổi các thành phần hóa học của táo xanh Hai phản ứng quan trọng nhất trong phương pháp xử lý táo xanh thành táo đen khô là phản ứng thủy phân và phản ứng hoá nâu (chủ yếu là phản ứng maillard)

Quá trình ủ trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ thúc đẩy phản ứng thuỷ phân bởi các enzyme nội tại trong táo xanh diễn ra mạnh mẽ Các phản ứng thủy phân chính diễn ra trong táo xanh là thủy phân protein và polysaccharide [11]

Táo xanh rất giàu carbohydrate, trong đó các phức hợp polysaccharide có trong thành tế bào của táo xanh chủ yếu là cellulose (30% chất khô) , hemicellulose (30% chất khô), pectin (35% chất khô),… [12] Thành tế bào là các khung mạng từ các vi sợi cellulose liên kết chéo với chất nền có hai lớp là hemicellulose và pectin Các thành phần khác như protein, enzyme, các hợp chất kỵ nước và chất vô cơ liên kết tại các nút mạng trong thành tế bào [12][13] Phản ứng thuỷ phân tác động làm thay đổi liên kết chéo của xyloglucan (xyloglucan là hemicellulose chủ yếu) trực tiếp trong mạng lưới cellulose – xyloglucan, từ đó nới lỏng cấu trúc thành tế bào dẫn đến sự giảm một phần chất khô và tăng hàm lượng chất khô hoà tan, làm mềm quả táo trong quá trình ủ Cơ chế chuyển hoá xyloglucan dựa trên hoạt động của các enzyme thuỷ phân như endo- 1,4-b-D-glucanase (EGase), xyloglucan endotransglycosylase (XET) và exo- glycosylhydrolase (glycosidase) Cơ chế hoạt động của các enzyme trên được trình bày trên Hình 0.7 với bên trái là cơ chất và vị trí cắt của các enzyme, bên phải là sản phẩm tạo ra

(a) Enzyme EGase cắt liên kết endo 1-4 β- D glucan tại vị trí đầu gốc của cellulose, tuy nhiên chưa có bằng chứng cụ thể nào cho việc cắt liên kết phân tử cellulose kết tinh [13] Trong quá trình ủ để tạo thành sản phẩm táo đen vì các vi sợi cellulose là khung mạng thành tế bào nên enzyme này không thể ủ táo đến khi enzyme nội bào thuỷ phân hoàn toàn quả táo như quá trình thối

11 rửa mà phải dừng quá trình ủ đúng lúcđể thu nhận được hoạt chất ở thời điểm cao nhất

(b) Enzyme XET cắt tại vị trí đầu khử của liên kết polymer của xyloglucan (c) Enzyme exo-glycosylhydrolase thường được gọi là glucosidase cắt tại đầu không khử của oligosaccharide hoặc polysaccharide [13]

Hình 1.5 Cơ chế hoạt động của endo-1,4-b-D-glucanases (EGases), xyloglucan endotransglycosylases (XETs) và exo-glycosylhydrolases (glycosidases) [13]

Các enzyme khác như pectin methyl esterase (PME), pectate lyase, rhamnogalacturonase,… để phân cắt các hợp chất pectin [12] Nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy các phản ứng thuỷ phân polysaccharide hoạt động [14] Quá trình thuỷ phân diễn ra nhanh chóng làm tăng hàm lượng chất khô hoà tan bao gồm các loại đường hoà tan như glucose, fructose, galactose, … hoặc xyloglucan, pectic acid, … Đa số các enzyme thuỷ phân giúp làm mềm quả táo, tuy nhiên, một số enzyme thuỷ phân lại có khả năng ức chế quá trình làm mềm quả đó là enzyme β-galactosidase Trong táo xanh còn có các enzyme thuỷ phân tinh bột như enzyme amylase bao gồm α- amylase, β-amylase

Mặc dù hàm lượng protein trong táo chỉ chiếm 0,81% (quả tuơi) [2], nhưng phản ứng thuỷ phân protein vẫn có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi ủ [11] Các enzyme

12 thuỷ phân protein chủ yếu trong táo là protease Enzyme protease thuỷ phân protein cho sản phẩm đầu tiên tạo ra dạng polypeptide, sau đó tiếp tục thủy phân ra các peptide mạch ngắn, peptone và cuối cùng tạo ra các acid amin [12]

Hình 1.6 Phản ứng thủy phân protein[12]

Phản ứng maillard là một chuỗi phản ứng hóa học xảy ra song song hoặc nối tiếp, bắt đầu bằng cách hình thành liên kết cộng hoá trị giữa các nhóm amin và carbonyl để sản phẩm cuối cùng là melanoidine [15] [16]

Hình 1.7.Chuỗi phản ứng maillard [16]

Phản ứng maillard chia thành 3 giai đoạn:

➢ Giai đoạn đầu: tạo ra hợp chất không màu

Phản ứng ngưng tụ carbonyl-amin: Trong tương tác giữa các hợp chất chứa nitơ và monosaccharide, đầu tiên gốc carbonyl sẽ phản ứng với nhóm amin của acid amin, peptide hoặc protein, sau đó là loại bỏ nước để tạo ra sản phẩm imine trung gian và cuối cùng là tạo thành glycosylamine mạch vòng (N-glycoside)

Trong táo xanh chứa nhóm amin bao gồm các acid amin tự do, protein, nucleotide và một số phospholipid Nguyên nhân khiến nhóm amin xuất hiện trong phản ứng là do có cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ Ngoài ra, nhóm carbonyl tham gia phản ứng nhờ vào sự chênh lệch độ âm điện giữa nguyên tử carbon và oxy trong liên kết carbon- oxygen (C-O) hình thành nên cấu trúc cộng hưởng lưỡng cực [15]

Hình 1.8 Phản ứng ngưng tụ carbonyl-amin hình thành N-glycosylamin [16]

Phản ứng chuyển vị Amadori : Phản ứng này đa số không thể thay đổi thứ tự, có xúc tác acid và có thể xảy ra ở 25 o C [16] Các hợp chất Amadori mang lại tiềm năng chống oxy hoá cao

Hình thành các hợp chất Amadori ổn định được chia làm hai con đường: Phụ thuộc vào pH, pH thấp tạo điều kiện cho 1,2-enolisation

- 1,2-enolisation thông qua 3-deoxy-1,2-dicarbonyl

- 2,3-enolisation thông qua 1-deoxy-2,3-dicarbonyl

Hình thành nên hợp chất cố định:

Hình 1.9 Phản ứng chuyển vị Amadori hình thành hợp chất Amadori và N-1-amino-2- deoxy-2-ketose [16]

Theo nghiên cứu của T K Koley và cộng sự, độ pH của 12 giống táo xanh khác nhau dao động từ 4.35 - 5.5 [17] Do pH của táo thấp nên các hợp chất Amadori sẽ xảy ra theo con đường 1,2-enolisation tạo thành 3-deoxy-1,2-dicarbonyl [16]

➢ Giai đoạn giữa: Tạo hợp chất không màu hoặc màu vàng

Phản ứng phân huỷ đường: Do táo xanh có pH thấp nên phản ứng phân huỷ đường tạo ra hợp chất furfural thông qua 2,3-enolisation và 1-deoxy-2,3-dicarbonyl Các hợp chất khác nhau đẩy nhanh quá trình hình thành furfural, ví dụ glycine thúc đẩy xylose thành furfural và glucose thành hydroxymethylfurfural (HMF) [16]

Các hợp chất deoxyosone sẽ tiếp tục bị phân hủy để tạo thành nhiều dạng sản phẩm thứ cấp khác nhau do đó là những α-dicarbonyl có tính hoạt động rất cao Các sản phẩm phân hủy deoxyosone là những hợp chất mạch vòng có chứa hoặc không chứa nitơ Chúng thường là những hợp chất chính tạo nên màu sắc và mùi vị cho sản phẩm [16]

Khi vòng hóa và loại nước, 3-deoxyosone của các hexose sẽ tạo ra hydroxymethyl furfural (I) và 2-hydroxy-6-hydroxymethyl-3-pyranone (II), sau đó sẽ tiếp tục phản ứng với nhau để tạo ra hợp chất có màu vàng [16]

➢ Giai đoạn cuối: tạo sản phẩm có màu sậm

Phản ứng ngưng tụ aldol

Phản ứng trùng hợp aldehyde-amin và hình thành hợp chất heterocyclic nitrogen

15 Hợp chất 1-deoxyosone của các pentose và hexose khi phân hủy sẽ tạo ra các furanone là những chất mùi quan trọng trong thực phẩm

Phản ứng maillard xảy ra dẫn đến [18]:

- Tạo ra các chất có màu nâu (thường được gọi là melanoidin) chứa nitơ

- Tạo ra các chất có vị đắng

- Tạo ra các hợp chất có tính khử mạnh, có thể bảo vệ thực phẩm khỏi các phản ứng oxy hóa

- Làm mất nhiều acid amin thiết yếu như lysine, cystein, methionine

1.4.2.3 Phản ứng oxy hóa polyphenol

Trong quá trình ủ, do phản ứng oxy hóa, các polyphenol chuyển hóa thành các quinones bởi enzyme polyphenol oxidases (PPOs) với sự hiện diện của O2

Tổng quan về quá trình sấy

1.5.1 Quá trình sấy đối lưu

Trong phương pháp này, người ta sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy Mẫu nguyên liệu sẽ được tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ được bốc hơi Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu Khi đó động lực của quá trình sấy là do:

- Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy, nhờ đó mà các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi

- Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm nguyên liệu sẽ khuếch tán ra vùng bề mặt

Thiết bị sấy có dạng khối chữ nhật, bên trong có các khay được xếp song song nhau theo phương nằm ngang Nguyên liệu cần sấy sẽ được xếp trên khay với chiều cao nguyên liệu khoảng 2-6cm Không khí nóng được thổi vào bên trong thiết bị theo hướng song song với bề mặt nguyên liệu trên khay Tốc độ chuyển động của dòng tác nhân sấy khoảng 0,5-5,0m/s Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và chi phí đầu tư thấp

1.5.2 Quá trình sấy hồng ngoại

Trong phương pháp này, người ta sử dụng nguồn nhiệt bức xạ để cung cấp cho mẫu nguyên liệu cần sấy Nguồn bức xạ được sử dụng phổ biến hiện nay là tia hồng ngoại Nguyên liệu sẽ hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó sẽ tăng lên Trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ còn sự thải ẩm từ nguyên liệu ra môi trường bên ngoài xảy ra theo nguyên tắc đối lưu Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện một gradient nhiệt rất lớn bên trong mẫu nguyên liệu, nhiệt độ tại bề mặt nguyên liệu có thể cao hơn nhiệt độ tại tâm nguyên liệu 20-30 o C Gradient nhiệt lại ngược chiều gradient ẩm, điều này gây khó khăn cho việc khuếch tán ẩm từ tâm nguyên liệu ra vủng bề mặt đồng thời còn ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm sau sấy Để khắc phục nhược điểm trên người ta sẽ điều khiển quá trình sấy hồng ngoại theo chế độ luân phiên

- Giai đoạn bức xạ nguyên liệu: gradient nhiệt hướng từ bề mặt vào tâm nguyên liệu làm tăng nhiệt độ nguyên liệu, phần ẩm trên bề mặt nguyên liệu bốc hơi và ẩm bên trong thực phẩm sấy lại tiếp tục di chuyển tới bề mặt sấy để bốc hơi

- Giai đoạn thổi không khí nguội: nhiệt độ bề mặt mẫu nguyên liệu giảm xuống làm cho gradient nhiệt độ và gradient ẩm trong nguyên liệu trở nên cùng chiều Việc này làm cho sự khuếch tán ẩm từ tâm ra vùng bề mặt nguyên liệu trở nên dễ dàng hơn Ưu điểm của sấy hồng ngoại

- Quá trình trao đổi nhiệt trong sấy hồng ngoại có cường độ cao hơn nhiều so với sấy đối lưu và sấy trên bề mặt nóng Tùy trường hợp mà thời gian sấy có thể giảm hàng chục lần so với sấy đối lưu

- Chỉ làm nóng vật liệu sấy, không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh

- Là phương pháp sấy sạch, không có sự tác động của các chất xúc tác

- Việc vận hành và sử dụng đơn giản

Nhược điểm của sấy hồng ngoại

- Chỉ thích hợp sấy thực phẩm, các nguyên liệu mỏng, kích thước nhỏ

- Sản phẩm sấy không giữ nguyên được trạng tháng ban đầu, hay bị nứt, cong, … do sấy ở cường độ bức xạ quá cao

Tình hình nghiên cứu

Năm 2019, Lê Tường Vi đã nghiên cứu quy trình sản xuất táo đen từ táo xanh Ziziphus mauratiana Mục tiêu của nghiên cứu là để khảo sát nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp giúp tạo ra sản phẩm có hàm lượng đường khử và polyphenol cao nhất, nhằm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan Kết quả cho thấy ở nhiệt độ ủ lần lượt là 60℃, 70℃ và

80℃ thì hàm lượng đường khử và hàm lượng polyphenol tổng đạt giá trị cao nhất ở

Năm 2013 nghiên cứu của Ji-Eun Kim và cộng sự về quá trình ủ nhằm mục đích cải thiện các tính chất cảm quan và giá trị dinh dưỡng của táo tàu Ziziphus jujuba Miller

Táo được ủ ở 80 o C trong 0 - 72 giờ Kết quả nghiên cứu cho thấy giai đoạn ủ ảnh hưởng đến sự tăng lên của độ ẩm và hàm lượng đường khử, ngoài ra độ pH giảm làm tăng tính acid Hàm lượng polyphenol tổng được trích trong hai dung môi ethanol và nước đối với mẫu ủ 72 giờ lần lượt là 774 và 812 mg GAE/ 100g dịch chiết Ở 80℃ trong 48 giờ, polyphenol tổng là cao nhất (1682 mg/ 100g) Hàm lượng 5- hydroxylmethylfurfural (5-HMF) tăng đáng kể khi thời gian ủ càng lâu [10]

Năm 2019, Lin Gao và cộng sự đã nghiên cứu công nghệ chế biến táo tàu đen Ziziphus jujuba Miller bằng phương pháp ủ Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, thời

19 gian ủ và lượng nước bổ sung đến hàm lượng polyphenol tổng, acid tổng, cyclic adenosine monophosphate (cAMP), 5-HMF, đường khử và độ ẩm Kết quả cho thấy, quá trình ủ ở 75℃ trong 55 giờ và bổ sung 150 ml nước/ 600g táo tươi đạt điều kiện tối ưu nhất với hàm lượng cAMP (0,0137g/ 100g), 5-HMF (0,103g/ 100g), polyphenol (2,71g/ 100g), acid tổng (17,09g/ 100g) và độ ẩm của táo tàu đen (26%) [30]

Có thể thấy các nghiên cứu trên đều sử dụng phương pháp ủ để tăng giá trị cảm quan và tăng giá trị dinh dưỡng của táo, tuy nhiên chưa kết hợp sử dụng cả quá trình chần để tiền xử lý trước khi ủ táo xanh thành táo đen Vì vậy, trong luận văn này sẽ tìm hiểu vấn đề nêu trên

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ

Táo hồng Phan Rang (Ziziphus mauritiana) tỉnh Ninh Thuận được cung cấp bởi Công ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Dịch Vụ Ba Mọi là nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu này Táo sẽ được bảo quản tại khoảng nhiệt độ 10-15 o C trong vòng từ 2 đến 3 ngày Một ký táo sẽ được từ 20-25 quả

Chọn mua và sử dụng những quả táo có vỏ căng mọng, bóng và màu xanh đặc trưng Không chọn những quả có màu đã ngã sang vàng, nâu đã bị quá chín Không được có tổn thương về mặt vật lý bên trên bề mặt quả táo, không có đốm đen hoặc có dấu vết sâu bọ tấn công Chất lượng táo xanh tùy theo thời vụ sẽ cho ra táo có chất lượng khác nhau, vì vậy chọn táo có hình dạng cân đối, đồng đều về màu sắc, kích thước, vùng canh tác, độ cứng, giòn cũng như cấu trúc đạt chất lượng để phục vụ công việc nghiên cứu

2.1.2 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Hóa chất Xuất xứ Mục đích

Xác định hàm lượng polyphenol tổng Natri carbonate (Na2CO3) Trung Quốc

2,2 – diphenyl – 1 – picrylhydrazyl (DPPH) Nhật Bản

Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp DPPH

Methanol (CH3OH) Trung Quốc

3,5 – dinitrosalicylic acid (DNS) Trung Quốc Xác định hàm lượng đường khử và đường tổng theo phương

Natri hydroxide (NaOH) Trung Quốc

Muối kali natri tartrat (KNaC4H4O6.4H2O) Trung Quốc

Phenol (C6H6O) Trung Quốc pháp so màu DNS

Natri metabisulfit (Na2S2O5) Trung Quốc

Acid chlohydric (HCl) Trung Quốc

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

Dụng cụ: ống đong, erlen, ống nghiệm thủy tinh, giá đỡ ống nghiệm, pipet thuỷ tinh, buret, curvet nhựa, ống bóp cao su, ống nhỏ giọt, cối sứ, bình định mức, thước kẹp, cốc thủy tinh, phễu thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, …

• Thiết bị ủ (Anzhik AZK-186, Trung Quốc)

• Thiết bị đo quang phổ so màu UV – Vis (Labomed, Model spectro UV

• Tủ sấy không khí nóng đối lưu

• Cân phân tích 4 số lẻ (Shimadzu AUY 22)

• Cân phân tích 2 số lẻ (GS - Shinko)

• Máy đo pH Starter 3100 Ohaus.

Mục tiêu nghiên cứu

Theo dõi sự biến đổi của một số chỉ tiêu trong quá trình ủ để tìm ra thời gian và nhiệt độ ủ thích hợp tạo ra sản phẩm táo đen khô giá trị cảm quan tốt và hoạt tính sinh học cao Bên cạnh đó, đánh giá hiệu quả quá trình sấy hồng ngoại và sấy đối lưu đến táo, nhằm tìm ra phương pháp sấy đạt hiệu quả phù hợp nhất, về hiệu quả thời gian và vẫn bảo toàn được tốt nhất các chất dinh dưỡng.

Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Gia nhiệt nguyên liệu để thúc đẩy phản ứng phân giải và phản ứng mailard nội tại tế bào từ đó đưa ra thông số ảnh hưởng của nó đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hoá cao so với nguyên liệu tươi ban đầu Đồng thời, tăng thời gian bảo quản sản phẩm so với nguyên liệu tươi cũng như tạo ra sản phẩm táo ủ ngọt hơn và không giòn nếu so sánh với táo nguyên liệu góp phần làm tăng giá trị chống oxy hóa của sản phẩm so với nguyên liệu tươi.

Thời gian nghiên cứu

Phạm vi nguyên cứu: Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm 1, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 02/2022 đến tháng 07/2022.

Phương pháp nghiên cứu sản xuất táo đen khô

Nghiên cứu về quá trình sản xuất ra sản phẩm táo đen khô từ táo xanh Ziziphus mauritiana Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất táo đen được trình bày ở Hình 2.2

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến táo đen khô

2.5.1 Thuyết minh quy trình chế biến táo đen khô

Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ủ

Thực hiện: Trực tiếp lựa chọn và loại bỏ những quả táo hư hỏng, có vết đốm sâu bệnh hoặc vết nứt Lựa chọn những quả có kích thước, độ chín, màu sắc đồng đều nhau

Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ủ

Thực hiện: Rửa sạch bằng nước sạch để loại bỏ tạp chất, vi sinh vật, đất cát bám trên vỏ táo

Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ủ, giúp loại bỏ một số vi sinh vật bám trên bề mặt táo

Thực hiện: Cân táo và nước theo tỷ lệ táo : nước = 1 : 4 Sau đó tiến hành đun sôi nước

(nước sôi ở 96℃, bỏ táo vào nước sôi trong 1 phút thì vớt ra làm nguội nhanh

2.5.1.4 Quá trình ủ (quy trình nhánh 1 và nhánh 2)

Mục đích công nghệ: Chế biến

Thiết bị: Sử dụng thiết bị ủ kín

Thông số công nghệ: Tiến hành khảo sát các chỉ tiêu bằng cách ủ táo trong thiết bị dạng kín ở khoảng nhiệt độ 50 – 80℃ (Δ℃) Trong quá trình ủ, dưới tác dụng của nhiệt độ, xảy ra các phản ứng tạo màu nâu và phản ứng thuỷ phân giúp tạo cho sản phẩm táo đen khô hương vị đặc trưng

2.5.1.5 Bố trí thí nghiệm chế biến táo đen khô

2.5.1.6 Xác định kích thước và phân tích thành phần của nguyên liệu

Hình 2.3 Thí nghiệm khảo sát nguyên liệu 2.5.1.7 Khảo sát một số chỉ tiêu quá trình ủ (quy trình công nghệ nhánh 1)

Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình ủ ở Hình 2.4 tương ứng là quy trình công nghệ nhánh 1 (Hình 2.2) với các yếu tố cố định là khối lượng trung bình của táo xanh khoảng 25 – 30 quả/ kg, hình dạng và sự tương đồng về độ chín

Mỗi 24h tiến hành theo dõi nhiệt độ ủ ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ với để khảo sát các chỉ tiêu Các thí nghiệm 1, 2 và 3 diễn ra đồng thời

Mục đích chung: Tạo ra sản phẩm táo đen đạt trạng thái tốt nhất về cảm quan và có hoạt tính sinh học cao bằng cách chọn được nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp thông qua khảo sát các chỉ tiêu

Khảo sát nguyên liệu ➢ Kích thước

➢ Hoạt tính kháng oxy hóa

Hình 2.4 Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình ủ Nội dung 1: Xác định thời gian ủ nguyên liệu

Thí nghiệm 1: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian ủ đến độ ẩm của táo và xác định thời gian ủ

Mục đích: Xác định độ ẩm thích hợp để táo đen khô đạt giá trị cảm quan tốt nhất, hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hóa cao nhất Từ đó, xác định thời gian ủ phù hợp với nhiệt độ ủ khác nhau để táo đen có cấu trúc dẻo và phù hợp để bảo quản trong điều kiện thường, tránh táo bị ẩm và mốc

Nội dung 2: Xác định nhiệt độ ủ nguyên liệu

Mục đích: Chọn ra nhiệt độ ủ giúp hàm lượng đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH và chỉ tiêu cảm quan

Thí nghiệm 2: Theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử

Mục đích: Theo dõi sự thay đổi hàm lượng đường khử khi ủ ở các nhiệt độ 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃

Thí nghiệm 3: Theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Thí nghiệm 4: So sánh đặc tính cảm quan của các sản phẩm táo đen được ủ ở 4 nhiệt độ (50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C)

2.5.1.8 Khảo sát một số chỉ tiêu của quá trình ủ có xử lý chần (quy trình nhánh 2)

Các quá trình được thể hiện ở quy trình công nghệ nhánh 2 trên Hình 2.2

2.5.1.9 Khảo sát quá trình chần

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chần (Hình 2.5) với các yếu tố cố định là khối lượng trung bình của táo xanh khoảng 25 – 30 quả/ kg, hình dạng, độ chín phải tương đồng, tỷ lệ táo : nước chần là 1:4, nhiệt độ nước chần 96℃ [31]

Khảo sát thời gian chần là 0 (mẫu đối chứng), 30, 60, 90 và 120 giây theo sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Mục đích: Chọn thời gian chần thích hợp khiến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH là cao nhất

Hình 2.5 Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình chần nước

2.5.1.10 Khảo sát quá trình ủ có xử lý chần

Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình ủ ởHình 2.4 tương ứng là quy trình công nghệ nhánh 2, với các yếu tố cố định là khối lượng trung bình của táo xanh khoảng 25 – 30 quả/ kg, hình dạng và độ chin tương đồng

Khảo sát nhiệt độ ủ ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ với thời gian cố định là mỗi 24 giờ để khảo sát các chỉ tiêu độ ẩm, đường khử, polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

27 Mục đích chung: Giúp táo đen đạt trạng thái tốt nhất về cảm quan và có hoạt tính sinh học cao bằng cách chọn ra nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp

Nội dung 1: Xác định thời gian ủ

Thí nghiệm 1: Xác định thời gian ủ, khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến độ ẩm

Nội dung 2: Xác định nhiệt độ ủ

Mục đích: Chọn nhiệt độ ủ thích hợp dựa vào thí nghiệm 2, 3 và 4 sau đây:

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng đường khử của táo

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo

Thí nghiệm 4: So sánh các sản phẩm táo đen được ủ tại 4 nhiệt độ (50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C)

2.5.1.11 Xác định thành phần hoá học và đánh giá cảm quan cho sản phẩm ở hai quy trình công nghệ 1 và 2

2.5.1.12 Xác định thành phần của hai sản phẩm:

Xác định độ ẩm, pH, protein, đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH của hai sản phẩm

2.5.1.13 Đánh giá cảm quan cho điểm giữa hai sản phẩm táo đen Đánh giá cảm quan thị hiếu Đánh giá mức độ yêu thích của các mẫu sản phẩm táo đen khô Sản phẩm sẽ được đánh giá theo phép thử cho điểm thị hiếu [32] Các sản phẩm được dùng để đánh giá và so sánh trong thí nghiệm này bao gồm:

- Mẫu A: Mẫu táo đen khô được thực hiện theo phương pháp, nhiệt độ, thời gian đã được chọn từ thí nghiệm ở nhánh 1

- Mẫu B: Mẫu táo đen khô được thực hiện theo phương pháp, nhiệt độ, thời gian đã được chọn từ thí nghiệm ở nhánh 2

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm sẽ đánh giá lần lượt mức độ yêu ưa thích đối với 2 mẫu

- Số mẫu thực hiện thí nghiệm: 2 mẫu từ thí nghiệm nghiên cứu

- Tổng trật tự sắp xếp mẫu: 2

- Thang điểm: 9 tương ứng với mức độ từ “cực kỳ không thích” (1 điểm) đến “cực kỳ thích” (9 điểm)

- Đối tượng cảm quan: tất cả mọi người, trong đó độ tuổi từ 18 – 30 là chủ yếu

➢ Chuẩn bị mẫu như sau:

- Chuẩn bị 120 mẫu táo đen khô được lựa chọn trong quá trình nghiên cứu từ nhánh 1 và nhánh 2

- Chia 2 mẫu trên vào 120 đĩa nhựa (mỗi đĩa chứa 1 quả) được mã hóa ngẫu nhiên bởi 3 chữ số Ngoài ra, còn dự trù thêm 20 mẫu táo đen và 20 mẫu táo trên thị trường

Phát phiếu đánh giá cho người thử và hướng dẫn đánh giá cảm quan

Người thử tiến hành đánh giá mức độ yêu thích lần lượt cho các mẫu bằng phép thử cho điểm thị hiếu Thanh vị bằng nước lọc giữa các lần thử của các mẫu Số liệu sẽ được thu thập và xử lý bằng phương pháp ANOVA [33].

Phương pháp phân tích

Sử dụng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi, sử dụng tủ sấy đối lưu (TCVN 1867:2001)

2.6.2 Đường khử và đường tổng

Sử dụng phương pháp quang phổ so màu với thuốc thử 3,5 – dinitrosalicylic acid (DNS) để định lượng hàm lượng đường khử và đường tổng [34]

Hàm lượng polyphenol tổng số được xác định theo phương pháp quang phổ so màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu (TCVN 9745-1: 2013)

2.6.4 Hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Hoạt tính chống oxy hoá được xác định bằng phương pháp thử hoạt tính chống oxy hoá theo 2,2-diphenyl-1-picryhydrazyl (DPPH) theo quy trình của Brand-Williams và cộng sự [35].

Phương pháp đánh giá cảm quan

Sử dụng phép thử thị hiếu cho điểm để so sánh mẫu táo đen khô được chọn ra ở hai quy trình công nghệ trên [32].

Phương pháp nghiên cứu táo sấy

Quy trình công nghệ nghiên cứu quá trình sấy táo được thể hiện ở nhánh 3

Thuyết minh quy trình: Ngoài các bước phân loại, rửa, chần tương tự như trên, quy trình sản xuất táo sấy có:

- Chế biến: tạo ra những tính chất vật lý, hóa lý mới cho sản phẩm, khác biệt hoàn toàn so với nguyên liệu ban đầu

Phương pháp thực hiện: táo sẽ được rửa qua một lần nước sau đó để khô tự nhiên và xếp lên khay đưa vào thiết bị sấy, với lượng quả đều nhau là 1 kg, tốc độ gió 5 m/s

Thí nghiệm: Khảo sát chế độ sấy

Yếu tố khảo sát Thông số

Nhiệt độ chần Chọn ở điểm tối ưu (nhận được ở thí nghiệm trên)

Thời gian chần Chọn ở điểm tối ưu (nhận được ở thí nghiệm trên)

Yếu tố thay đổi Chế độ sấy Nhiệt độ sấy: 60-80 o C (Δ = 10 o C), thời gian sấy sản phẩm đến độ ẩm 25%

Mục tiêu thí nghiệm Chọn chế độ sấy thích hợp

Dựng đường cong sấy, hàm lượng phenolic tổng, khả năng chống oxy hóa, hàm lượng đường tổng, cảm quan

Thí nghiệm: Khảo sát phương pháp sấy

Yếu tố khảo sát Thông số

Nhiệt độ chần Chọn ở điểm tối ưu (nhận được ở thí nghiệm trên)

Thời gian chần Chọn ở điểm tối ưu (nhận được ở thí nghiệm trên) Chế độ sấy Chọn ở thí nghiệm khảo sát chế độ sấy

Yếu tố thay đổi Phương pháp sấy Sấy đối lưu hoặc sấy hồng ngoại có đối lưu không khí

Mục tiêu thí nghiệm Đối chứng sản phẩm của 2 phương pháp sấy

Chỉ tiêu đánh giá Hàm lượng phenolic tổng, khả năng chống oxy hóa, hàm lượng đường tổng, cảm quan

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Kích thước và một số thành phần hoá học nguyên liệu

Hình 3.1 Táo xanh nguyên liệu

Kích thước của nguyên liệu được thể hiện trong Bảng 3.1

Bảng 3.1 Kích thước của táo nguyên liệu

STT Chiều cao (cm) Chiều ngang

Kết quả cho thấy số liệu trung bình của nguyên liệu là 4,28 x 4,08 cm, từ đó có thể kết luận nguyên liệu táo có hình dạng gần với hình cầu

Ngoài ra một số thành phần hóa học như sau:

Bảng 3.2 Một số thành phần hoá học trong táo xanh

Yếu tố Đơn vị Hàm lượng Đơn vị quy đổi

Hàm lượng Độ ẩm % 88.97 ± 1.31 pH - 4.62 ± 0.01 Đường khử g/100g chất khô 32.46 ± 0.08 % 3.58 Đường tổng g/100g chất khô 46.88 ± 0.61 % 5.12

Polyphenol tổng mg/100g chất khô 1028 ± 5.86

Hoạt tính chống oxy hoá theo

Protein g/100g nguyên liệu tươi 0.81* g/100g chất khô 7.34

(*) Kết quả phân tích được cung cấp bởi Trung tâm Phân tích Kỹ thuật cao Sài Gòn

Theo số liệu khảo sát từ những nghiên cứu trước, độ ẩm của táo xanh được ghi nhận là 85.66 ± 3.03% [36] và 81.6 – 83% [37] Tuy nhiên, độ ẩm của táo xanh được dùng trong nghiên cứu là 88.97 ± 1.31%, cao hơn so với những số liệu được ghi nhận ở trên

Giá trị pH từ các nghiên cứu trước đây ghi nhận ở thấp nhất là 4.35 ± 0.06 và cao nhất là 5.5 ± 0.03 [17], phù hợp với kết quả trong nghiên cứu (4.62 ± 0.01) Hàm lượng đường khử, đường tổng, protein cũng tương tự

Từ các kết quả nghiên cứu trước đây khi so sánh nhiều giống táo, hàm lượng polyphenol tổng thấp nhất tại 172.08 ± 31.77 mg GAE/100g nguyên liệu tươi ở Urman và cao nhất tại 328.65 ± 13.98 mg GAE/100g nguyên liệu tươi ở ZG [17] Theo kết quả phân tích, hàm lượng polyphenol tổng ở táo nguyên liệu được ghi nhận thấp hơn, đạt 1028 mg GAE/100g chất khô (113,44 mg GAE/100g nguyên liệu tươi)

Các sự khác biệt được ghi nhận có thể giải thích do sự khác nhau ở giống, độ chín, điều kiện trồng trọt và thu hoạch, bảo quản, kỹ thuật thí nghiệm.

Khảo sát quá trình ủ (Nhánh 1)

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến độ ẩm của táo và xác định thời gian ủ

Hình 3.2, 3.3, 3.4, 3.5 thể hiện các thay đổi về hình dạng theo thời gian ủ 50℃, 60℃,

Hình 3.2 Táo ủ 50 o C từ nguyên liệu được đánh số từ ngày 1 đến 17

Hình 3.3 Táo ủ 60 o C từ nguyên liệu liệu được đánh số từ ngày 1 đến 12

Hình 3.4 Táo ủ ở 70℃ từ nguyên liệu liệu được đánh số từ ngày 1 đến 7

Hình 3.5 Táo ủ ở 80℃ từ nguyên liệu liệu được đánh số từ ngày 1 đến 5

Qua hình ảnh, ta thấy trong giai đoạn đầu thịt quả táo sẽ bắt đầu trở nên mềm hơn do diễn ra sự thuỷ phân các polysaccharide, sau đó táo dần trở nên dẻo do mất đi một phần nước và càng về sau càng trở nên khô cứng do nước bị mất dần trong quá trình ủ

Sự thay đổi độ ẩm của táo theo thời gian khi ủ được thể hiện ở Hình 3.6

Hình 3.6 Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ủ ở nhiệt độ ủ 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ Độ ẩm của táo khi ủ đạt xuống mức dưới 20% ở 50 o C cần 17 ngày, 60 o C -12 ngày,

70 o C – 7 ngày và 80 o C – 5 ngày Nhìn chung độ ẩm có xu hướng giảm dần theo thời gian ủ và tăng nhiệt độ ủ tỉ lệ thuận với tốc độ giảm ẩm

Về hình dạng, ở giai đoạn đầu của ủ khi độ ẩm giảm từ khoảng 91,44% đến 75%, táo vẫn giữ được độ cứng và căng ở bề mặt Khi độ ẩm giảm còn 75% - 40%, táo dần khô hơn, mềm dần, lớp vỏ nhăn nhẹ Sự biến đổi ngày càng rõ nét khi độ ẩm xuống 40% – 25% Khi độ ẩm đến 25% – 20%, táo có cấu trúc mềm dẻo, vỏ khô tương đối và màu sắc đạt đến màu đen đặc trưng Nếu tiếp tục hạ độ ẩm đến 20 - 15%, vỏ nhăn nhiều hơn nhưng cấu trúc dần khô, thiếu mềm dẻo Khi độ ẩm đạt dưới 15%, táo gần như hoàn toàn khô cứng, không thể sử dụng được

Từ đó ghi nhận rằng ủ đến độ ẩm 20 – 25% cho giá trị tốt nhất về mặt cảm quan Thời gian ủ cần thiết để đạt độ ẩm nói trên ở các mức nhiệt độ 50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C lần lượt là 14, 10, 6 và 4 ngày (Bảng 3.3)

Bảng 3.3 Thời gian ủ đến độ ẩm cần thiết

Nhiệt độ ủ ( o C) Độ ẩm (%) Thời gian ủ

3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH, chỉ tiêu cảm quan và xác định nhiệt độ ủ

3.2.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử

Hình 3.7 bên dưới thể hiện sự biến thiên hàm lượng đường khử theo thời gian ủ

Hình 3.7 Sự thay đổi đường khử theo thời gian ủ ở 50℃, 60℃, 70℃, 80℃

Từ đồ thị trên, nhìn chung hàm lượng đường khử tăng khi ủ ở các nhiệt độ 50 o C, 60 o C và 70 o C, tốc độ tạo đường khử nhanh hơn tốc độ phân huỷ đường khử do phản ứng Maillard Cho đến khi ủ đến độ ẩm 20 – 25%, tại các nhiệt độ 50 o C, 60 o C và 70 o C, hàm lượng đường khử tăng lần lượt gấp 1,5 lần; 1,1 lần và 1,1 lần so với nguyên liệu

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Đườn g kh ử (g / 1 00 g ch ất kh ô)

37 ban đầu Đến ngày 6, lượng đường khử khi ủ ở 70 o C cao gấp khoảng 1,4 lần so với

Khi ủ ở nhiệt độ 80 o C trong 2 ngày đầu, lượng đường khử tăng nhanh gấp 1,8 lần do quá trình tạo đường diễn ra mạnh mẽ Tuy nhiên đến ngày 4, đường khử giảm nhanh 1,5 lần so với ngày ủ thứ 2 do độ ẩm giảm nhanh công với nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng maillard diễn ra mạnh mẽ, dẫn đến lượng đường khử sử dụng áp đảo lượng đường sinh ra

Nhìn chung, đường khử vẫn tăng so với nguyên liệu ban đầu, và quá trình ủ ở 70 o C cho sản phẩm táo đen (độ ẩm 20 – 25%) cho hàm lượng đường khử cao nhất tại 48,25 ± 0,02 g/100g chất khô

Cần xem xét kỹ về các phản ứng sinh hoá diễn ra bên trong thành tế bào của quả táo xanh, chủ yếu là phản ứng thuỷ phân polysaccharide bởi các enzyme nội tại trong táo xanh để giải thích nguyên nhân hàm lượng đường khử tăng và sự mất độ cứng của táo Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng quá trình thuỷ phân polysaccharide phá vỡ các polymer cấu tạo nên thành tế bào thực vật như cellulose, hemicellulose và pectin nhờ các enzyme polygalacturonase, pectin methyl esterase, pectate lyase, rhamnogalacturonase, cellulase và β-galactosidase làm mềm quả và tăng hàm lượng chất khô hoà tan [14] Có thể kết luận rằng phản ứng thuỷ phân polysaccharide góp phần làm tăng hàm lượng đường khử và làm mềm quả Những biến đổi này có thể xem tương tự như “quá trình chín” của quả

Qua quan sát, chỉ sau 1 ngày ủ ở nhiệt độ 70 o C và 80 o C, táo bắt đầu mềm đáng kể so với ban đầu Sau khi ủ đến ngày thứ 5 ở 70 o C và ngày thứ 3 ở 80 o C, táo mềm hơn đáng kể do trong nhiệt truyền từ từ vào phần bên trong táo theo thời gian ủ làm thúc đẩy sư hoạt động của các enzyme thuỷ phân

Ngược lại, phần thịt táo vẫn khá cứng khi ủ ở nhiệt độ 50 o C và 60 o C dù qua đến ngày thứ 5 cho thấy phản ứng thuỷ phân diễn ra chậm hơn nhiều so với khi ủ ở 70 o C và

80 o C Có thẻ kết luận rằng tốc độ tăng đường khử ở 70 o C và 80 o C nhanh hơn so với hai nhiệt độ còn lại Mặc dù ở 80 o C, hàm lượng đường khử giảm đột ngột sau ngày thứ

3.2.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH theo thời gian khi ủ được thể hiện ở hình bên dưới

Hình 3.8 Sự thay đổi polyphenol tổng theo thời gian khi ủ

Hình 3.8 cho thấy hàm lượng polyphenol tổng có xu hướng tăng trong khoảng thời gian đầu tại các nhiệt độ ủ Tốc độ tăng hàm lượng polyphenol tổng nhanh hơn khi nhiệt độ ủ càng cao Ở nhiệt độ ủ 50 o C và 60 o C khi ủ táo đến độ ẩm 20 – 25%, hàm lượng polyphenol tăng dần theo thời gian Khi ủ ở nhiệt độ 70 o C và 80 o C, trong giai đoạn đầu hàm lượng polyphenol tổng có xu hướng tăng dần và tốc độ tăng nhanh hơn so với 50 o C và 60 o C Tuy nhiên, ở giai đoạn sau polyphenol tổng giảm

Nhìn chung, hàm lượng polyphenol tổng vẫn tăng so với nguyên liệu ban đầu Khi ủ đến độ ẩm 20 – 25% ở các nhiệt độ 50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C, lượng polyphenol tổng tăng lần lượt 2.6 lần; 2.9 lần; 3.3 lần và 2.1 lần so với nguyên liệu ban đầu

Khi ủ ở điều kiện nhiệt độ cao, cấu trúc khung mạng của thành tế bào bị phân giải dần, giải phóng các phân tử polyphenol liên kết với protein, tinh bột và một số hợp chất

P oly ph en ol tổ ng ( m g GA E / 1 00 g ch ất kh ô)

39 khác Đồng thời, nhiệt độ cao làm bất hoạt enzyme polyphenoloxydase, giúp hạn chế tổn thất polyphenol

Hình 3.9 Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH theo thời gian khi ủ

Hình 3.9 cho thấy hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH trong giai đoạn đầu ở các nhiệt độ khác nhau có xu hướng tăng và tỉ lệ thuận theo nhiệt độ Khi đến giai đoạn cuối của quá trình ủ, hoạt tính chống oxy hoá này sẽ có xu hướng giảm Tuy nhiên nhìn chung vẫn tăng so với nguyên liệu ban đầu Ở các nhiệt độ ủ 50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C, hoạt tính tăng lần lượt 1.5 lần; 1.5 lần; 1.9 lần và 2.0 lần so với nguyên liệu ban đầu Nghiên cứu cho thấy hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo đen cao nhất khi ủ ở 70 o C đến độ ẩm 20 – 25%

Hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH tăng do nhiều nguyên nhân, trong đó có thể kể đến:

- Phản ứng Maillard: tạo ra các chất có hoạt tính chống oxy hoá bao gồm hợp chất Amadori như 3-deoxy-1,2-dicarbonyl, 5-hydroxymethylfurfural (5- HMF),…[16]

Ho ạt tớ nh c hố ng o xy h oỏ th eo DP P H (àm ol T A E/ 1 00 g ch ất k h ụ )

- Phản ứng thuỷ phân: làm giải phóng các hợp chất chống oxy hoá, chủ yếu là polyphenol, flavonoid và acid ascorbic [1][2] trong đó hàm lượng polyphenol tổng trong táo xanh cao hơn nhiều lần so với các chất khác [17]

Khảo sát quá trình ủ có xử lý chần (quy trình công nghệ nhánh 2)

3.3.1 Ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo

Các ký tự trên các cột cùng màu khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Hình 3.10 Ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Thông qua Hình 3.10, nhận thấy quá trình chần ở 60giây cho hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH cao nhất Tại điểm này hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hóa cao nhất (polyphenol tổng là 1464 ± 7,39 mg GAE/ 100g chất khụ, hoạt tớnh chống oxy hoỏ theo DPPH là 3202 ± 137,36 àmol TAE/100g chất khô), cao hơn so với nguyên liệu ban đầu (polyphenol tổng là 1028 ± 5,86 mg GAE/ 100g chất khụ, DPPH là 2138 ± 62,83 àmol TAE/100g chất khụ) Kết luận chọn thời gian chần tối ưu là 60 giây để thực hiện

Một số nghiên cứu cũng chỉ ra việc quá trình xử lý chần có tác dụng tăng hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH trong táo xanh hoặc tỏi đen [31][41] Trong đó, quá trình chần sẽ phá vỡ màng tế bào, làm lỏng lẽo mạng hemi- cellulose, cellulose, mạng lưới pectin làm xốp thành tế bào [27] và trương nở các tế bào gần vỏ, giúp tăng tốc độ quá trình thoát hơi nước, khiến hàm lượng polyphenol và ᵇ ᶜ ᵉ ᵈ ᵇ ᵃ ᶜ ᵉ ᵈ ᵃ

H oạt tớ nh chống oxy hoỏ theo D PP H (àm ol T A E/ 100g chấ t k hụ)

Poly phenol tổng ( m g G A E/ 100g chấ t k hô)

Thời gian chần (giây)TPC Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH

47 hoạt tính chống oxy hoá tăng Bên cạnh đó, thành tế bào bị phá vỡ cũng giải phóng các enzyme oxy hóa - thủy phân có thể phá hủy chất chống oxy hóa [42] và quá trình chần sẽ vô hoạt một phần các enzyme này để tránh thất thoát [43]

Tuy nhiên, thời gian chần càng kéo dài thì lượng chất khô cũng mất đi Điều này là do sự thất thoát của một số hợp chất (hợp chất nitơ, vitamin) [43] Đại diện là khi ở nhiệt độ cao sẽ làm tăng tốc độ oxy hóa axit ascorbic [42], do đó táo có thể sẽ bị mất một lượng vitamin C khi trải qua quá trình chần

Bảng 3.10 Tổng kết các thông số khảo sát trong quá trình chần

Thời gian chần (giây) Độ ẩm (%)

Polyphenol tổng (mg GAE/ 100g chất khô)

Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH (àmol TAE/100g chất khụ)

Trong cùng một cột, các giá trị có ký tự in thường khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

3.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến độ ẩm

Sự biến đổi về hình dạng của táo theo thời gian ủ 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ được thể hiện lần lượt ở Hình 3.11, Hình 3.12, Hình 3.13 và Hình 3.14

Hình 3.11.Táo ủ có xử lý chần ở 50 o C từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 16

Hình 3.12 Táo ủ có xử lý chần ở 60 o C từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 12

Hình 3.13 Táo ủ có xử lý chần ở 70 o C từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 7

Hình 3.14 Táo ủ có xử lý chần ở 80 o C từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 5

49 Qua hình ảnh bề mặt cắt phần thịt quả, có thể thấy rằng trong giai đoạn đầu của quá trình ủ, táo mềm và mọng nước hơn do có sự thuỷ phân các polysaccharide, sau đó táo trở nên dẻo hơn và càng về sau táo sẽ sẽ trở nên khô cứng do nhiệt độ ủ làm mất nước trong táo

Sự thay đổi độ ẩm của táo theo thời gian khi ủ ở 50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C được thể hiện trên Hình 3.15

Hình 3.15 Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃, 80℃

Từ đồ thị trên cho thấy, quy luật của sự thay đổi độ ẩm tương tự ở quy trình công nghệ nhánh 1 Nghĩa là thời gian ủ để táo đen đạt độ ẩm 20 – 25% ứng với các nhiệt độ 50 oC, 60 o C, 70 o C và 80 o C lần lượt là 14 ngày, 11 ngày, 6 ngày và 4 ngày, thông số cụ thể được thể hiện ở Bảng 3.11

Bảng 3.11 Thời gian ủ thích hợp khi ủ có xử lý chần

Nhiệt độ ủ ( o C) Độ ẩm (%) Thời gian ủ

Từ hai đồ thị Hình 3.6 (Nhánh 1) và Hình 3.15, nhận thấy tốc độ thoát ẩm diễn ra nhanh hơn trong giai đoạn ủ có xử lý chần do quá trình chần làm phá vỡ lớp sáp trên bề mặt vỏ táo và các phân tử nước liên kết tại thành tế bào được giải phóng, làm tốc độ thoát ẩm diễn ra nhanh hơn

3.3.2.1 Xác định nhiệt độ ủ dựa trên hàm lượng đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

3.3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử của táo

Sự thay đổi hàm lượng đường khử của táo theo thời gian ủ được thể hiện trên Hình 3.16

Hình 3.16 Sự thay đổi đường khử theo thời gian ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃ 80℃

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Đườn g kh ử (g / 1 00 g ch ất kh ô)

Thời gian ủ (ngày)Chần - Ủ 50 Chần - Ủ 60 Chần - Ủ 70 Chần - Ủ 80

51 Hàm lượng đường khử cũng tuân theo quy luật tương tự QTCN nhánh 1 Khi táo đạt độ ẩm 20 – 25%, lượng đường khử ở 70 o C cao gấp 1,2 lần; 1,2 lần và 1,3 lần so với hàm lượng đường khử khi ủ ở 50 o C, 60℃ và 80 o C và cao gấp 1,4 lần so với nguyên liệu táo đã xử lý chần ban đầu (35,60 g/100g chất khô) Tóm lại, táo được ủ ở 70 o C trong 6 ngày đạt độ ẩm 24,94% có hàm lượng đường khử cao nhất tại 50,68 g/100g chất khô

Cả hai đồ thị Hình 3.7 (Nhánh 1) và Hình 3.16 đều cho thấy nhiệt độ ủ 70 o C có hàm lượng đường khử cao nhất khi táo đạt độ ẩm 20 – 25% Đồng thời khi so sánh, quá trình ủ có xử lý chần (50,68 g/100g chất khô) ở tại thời điểm này có hàm lượng đường khử cao hơn so với quá trình chỉ ủ (48,25 g/100g chất khô)

3.3.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH theo thời gian khi ủ có xử lý chần được thể hiện ở Hình 3.17

Hình 3.17 Sự thay đổi polyphenol tổng theo thời gian khi ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃ và

P oly ph en ol tổ ng ( m g GA E/ 10 0g ch ất kh ô)

Thời gian ủ (ngày)Chần - Ủ 50 Chần - Ủ 60 Chần - Ủ 70 Chần - Ủ 80

52 Hàm lượng polyphenol tổng của táo thay đổi khi ủ có xử lý chần cũng tuân theo quy luật tương tự như khi ủ ở nhánh 1 Cụ thể, khi ủ táo ở nhiệt độ 50 o C và 60 o C đến độ ẩm 20 – 25%, hàm lượng polyphenol tăng dần theo thời gian Trong giai đoạn đầu (5 ngày ở 70 o C và 3 ngày ở 80 o C), hàm lượng polyphenol tổng tăng mạnh hơn so với 50 oC và 60 o C Ở giai đoạn sau (70 o C; từ ngày 5 – 6 và 80 o C; từ ngày 3 – 4) polyphenol tổng giảm dần

Nhìn chung, hàm lượng polyphenol tổng vẫn tăng so với nguyên liệu ban đầu Khi ủ táo đến độ ẩm 20 – 25% với nhiệt độ ủ 50 o C, 60 o C, 70 o C và 80 o C, polyphenol tăng gấp 2.1 lần; 2.2 lần; 2.7 lần và 2.2 lần một cách tương ứng so với táo chần ban đầu

Hình 3.18 Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH theo thời gian ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃

Hình 3.18 cho thấy hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH có xu hướng tăng và nhiệt độ càng cao thì tốc độ tăng càng nhanh Ở giai đoạn sau, hoạt tính giảm dần và giảm mạnh nhất khi ủ ở 80 o C nhưng nhìn chung, hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH vẫn tăng khi so với táo nguyên liệu Cụ thể, ở nhiệt độ ủ 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃, hoạt tính tăng gấp 1,1 lần; 1,2 lần; 1,6 lần và 1,3 lần so với ban đầu Trong đó, hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo đen đạt giá trị cao nhất sau khi ủ có xử lý chần đến độ ẩm 20 – 25% ở 70 o C

Ho ạt tín h ch ốn g ox y ho á th eo DP P H (m g T A E / 1 00 g ch ất k h ô )

Thời gian ủ (ngày)Chần - Ủ 50 Chần - Ủ 60 Chần - Ủ 70 Chần - Ủ 80

So với nhánh 1, táo đen ở độ ẩm 20 – 25% sau khi ủ có xử lý chần ở 70 o C trong 6 ngày có hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH cao hơn so với quá trình chỉ ủ ở cùng nhiệt độ và thời gian, gấp trung bình 1,2 lần ở cả hai giá trị Vì vậy, có thể kết luận quá trình ủ có xử lý chần làm tăng hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo đen [31]

Bảng 3.12 Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 50 o C

Thời gian ủ (ngày) Độ ẩm (%) Đường khử (g/100g chất khô)

Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH (àmol TAE/100g chất khô)

Trong cùng một cột, các giá trị có ký tự in thường khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Bảng 3.13 Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 60 o C

Thời gian ủ (ngày) Độ ẩm (%) Đường khử (g/100g chất khô)

Polyphenol tổng (mg GAE/ 100g chất khô)

Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH (àmol TAE/100g chất khô)

Trong cùng một cột, các giá trị có ký tự in thường khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Bảng 3.14 Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 70 o C

Thời gian ủ (ngày) Độ ẩm (%) Đường khử (g/100g chất khô)

Polyphenol tổng (mg GAE/ 100g chất khô)

Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH (àmol TAE/100g chất khô)

Trong cùng một cột, các giá trị có ký tự in thường khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Bảng 3.15 Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 80 o C

Thời gian ủ (ngày) Độ ẩm (%) Đường khử (g/100g chất khô)

Polyphenol tổng (mg GAE/ 100g chất khô)

Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH (àmol TAE/100g chất khô)

Trong cùng một cột, các giá trị có ký tự in thường khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

3.3.2.4 So sánh các sản phẩm và xác định nhiệt độ ủ của táo

Các chỉ tiêu của sản phẩm khi ủ đến độ ẩm 20 – 25% được trình bày ở Bảng 3.16

Bảng 3.16 Các chỉ tiêu của táo đen được xử lý chần, và ủ ở các nhiệt độ khác nhau

Hoạt tính chống oxy hoá DPPH

Bảng 3.17 So sánh tính chất cảm quan của táo đen khi ủ có xử lý chần ở các nhiệt độ

Qua quan sát mặt cắt dọc của táo trong quá trình ủ ở Hình 3.11, Hình 3.12, Hình

3.13, Hình 3.14 cho thấy nhiệt độ ủ có ảnh hưởng đến tính chất cảm quan Tương tự, quá trình ủ ở 50 o C, 60 o C có xử lý chần cho tốc độ thuỷ phân diễn ra chậm và phản ứng

Maillard xảy ra yếu nên sản phẩm chỉ chuyển sang màu nâu, hơi đen, ít mùi thơm đặc trưng Khi tăng nhiệt độ ủ lên 70 o C, phản ứng thuỷ phân diễn ra mạnh hơn, tạo ra nhiều đường và phản ứng Maillard xảy ra nhanh hơn nên sản phẩm tạo thành có màu

Nhiệt độ ủ Trạng thái Màu Mùi, vị

Táo tươi Cứng, giòn, mọng nước

Vỏ màu xanh nhạt, ruột trắng

Vị chua nhẹ và ngọt nhẹ

50 o C Quả có ruột chắc, dai, dẻo Vỏ khô

Vỏ màu đen, ruột màu nâu hơi đen

Vị ngọt cao hơn táo tươi, có mùi thơm nhẹ

60 o C Quả có ruột chắc, dai, dẻo Vỏ khô

Vỏ màu đen, ruột màu nâu và đen hơn mẫu ở

Vị ngọt cao hơn ủ ở 50 o C, có vị chua nhẹ, có mùi thơm rõ hơn ủ ở 50 o C

70 o C Quả có ruột chắc, dai, dẻo Vỏ khô

Vỏ màu đen, ruột màu đen và hơi nâu

Vị ngọt cao nhất, vị chua cao hơn ủ ở 60 o C, nhưng vị ngọt chiếm ưu thế Có mùi thơm đặc trưng rõ rệt

80 o C Quả có ruột chắc, dai Vỏ khô

Vỏ màu đen, ruột màu đen

Vị ngọt thấp hơn ủ ở 70 o C, vị chua cao nhất và vị chua chiếm ưu thế Có mùi thơm đặc trưng rõ rệt

Đánh giá cảm quan, so sánh sản phẩm táo đen ở hai quy trình công nghệ

Sử dụng phép thử thị hiếu cho điểm, là phép thử được thực hiện để tìm ra mức dộ hài lòng Người thử sẽ được mời nếm thử sản phẩm nhưng thay vào việc đánh giá cường độ của một tính chất thì họ sẽ được yêu cầu “đo” độ yêu thích dựa trên thang điểm 1- cực kỳ không thích, 2-rất không thích, 3-không thích, 4-tương đối không thích, 5- không thích cũng không ghét, 6-tương đối thích, 7-thích, 8-rất thích, 9-cực kỳ thích Người thử sẽ cho điểm thị hiếu trên từng mảng tính chất cảm quan lớn của sản phẩm như về màu, mùi, vị hay cấu trúc của sản phẩm trên thang điểm này

Hai mẫu sản phẩm táo đen được chọn từ hai quy trình công nghệ đã khảo sát ở trên

- Mẫu A: Sản phẩm táo đen từ quá trình ủ (nhánh 1) với nhiệt độ và thời gian ủ là 70 o C và 6 ngày

- Mẫu B: Sản phẩm táo đen từ quá trình ủ (nhánh 2) với nhiệt độ và thời gian ủ là 70 o C và 6 ngày Điểm cảm quan giữa 2 mẫu táo đen khô được thể hiện trong Bảng 3.18

Bảng 3.18 Điểm cảm quan của các mẫu

Mức độ yêu thích chung 6,73 ± 0,90ᵃ 7,45 ± 1,08ᵇ

Trong đó A là mẫu của quy trình 1, B là mẫu của quy trình 2

Các ký tự trên các cột cùng màu khác nhau thể hiện sự khác nhau có ý nghĩa thống kê (p < 0,05)

Phép thử cho điểm thị hiếu cho thấy sản phẩm từ 2 quá trình không có sự khác biệt đáng kể về màu sắc (mẫu A: 6,95 ± 1,20ᵃ, mẫu B: 7,27 ± 1,33ᵃ), mùi (mẫu A: 6,35 ± 1,30ᵃ, mẫu B: 6,67 ± 1,28ᵃ) và hình dạng (mẫu A: 6,43 ± 1,04ᵃ, mẫu B: 6,63 ± 1,25ᵃ) Tuy nhiên điểm của mẫu B về vị và mức độ yêu thích chung cao hơn so với điểm của mẫu A Qua đó ta thấy được quá trình chần không ảnh hưởng quá lớn về màu, mùi và hình dạng của sản phẩm mà chủ yếu tác động đến vị, giúp tăng vị ngọt cho sản phẩm cuối

Cả 2 mẫu đều được đánh giá cao hơn mức trung bình về tất cả các chỉ tiêu và sản phẩm táo đen khô có được sự chấp nhận của người tiêu dùng ở mức yêu thích đối với mẫu sản phẩm B

3.4.2 Các chỉ tiêu giữa hai sản phẩm

Bảng 3.19 Các chỉ tiêu giữa hai sản phẩm táo đen

Chỉ tiêu Ủ 70 o C Chần - Ủ 70 o C Độ ẩm (%) 24,96 ± 0,38 24,94 ± 0,91 Đường khử (g/ 100g chất khô) 48,25 ± 0,02 50,68 ± 0,95 Polyphenol tổng (mg GAE/ 100g chất khô) 4023 ± 4,16 4605 ± 18,86

Hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH

(àmol TAE/100g chất khụ) 4124 ± 116,94 4971 ± 48,58 Protein (g/100g nguyên liệu tươi) 4,34* 4,69 * pH 3,45 ± 0,01 3,73 ± 0,02

(*) Kết quả phân tích tại Trung tâm Phân tích Kỹ thuật cao Sài Gòn

Từ kết quả phân tích trên, hàm lượng protein của táo đen trong quá trình ủ là 4,34 g/100g nguyên liệu tươi, tương đương 0,17 g/100g chất khô và quá trình ủ có xử lý chần là 4,69 g/100g nguyên liệu tươi, tương đương 0,19 g/100g chất khô Hàm lượng protein của táo đen ở hai quá trình này đều thấp hơn so hàm lượng protein có trong nguyên liệu táo tươi ban đầu (0,81g/100g nguyên liệu tươi, tương đương 7,34g/100g chất khô) pH của táo đen ở quá trình ủ và quá trình ủ có xử lý chần (3,73) đều thấp hơn pH của táo xanh ban đầu (4,62) Nguyên nhân khiến pH giảm trong quá trình ủ là do nhiệt độ ủ làm các hợp chất mang tính acid như acid hữu cơ sinh ra từ phản ứng Maillard như acid carboxylic

Ngoài ra, các chỉ tiêu khác như đường khử, polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH cho kết quả cao hơn ở quá trình ủ có xử lý chần Vì vậy, kết luận được rằng quá trình tiền xử lý nguyên liệu bằng phương pháp chần đạt hiệu quả tối ưu hơn,

Kết quả quá trình chần và sấy

Quá trình sấy được khảo sát với các thông số:

Bảng 3.20 Các thông số khảo sát trong quá trình sấy

Yếu tố khảo sát Thông số

Nhiệt độ chần Khoảng 70 o C Thời gian chần 1 phút

Yếu tố thay đổi Chế độ sấy Nhiệt độ sấy: 60-80 o C, độ ẩm sản phẩm 25%

3.5.1 Xây dựng các đường cong sấy

Hình 3.19: Đường cong sấy ở các nhiệt độ 60 o C, 70 o C, 80 o C Đường cong sấy được xây dựng với các thông số ẩm đầu vào của nguyên liệu 79.52%, ẩm đầu ra của sản phẩm 25% Nguyên liệu sẽ được xếp trên khay sau đó đưa vào thiết bị sấy với khoảng cách từ nguyên liệu đến nguồn bức xạ là 10cm, công suất của nguồn bức xạ là 1000W Táo sau mỗi giờ sấy sẽ được cân lại khối lượng và tính toán độ ẩm còn lại trong nguyên liệu Khi táo đạt đến khối lượng không đổi thì quá trình sấy kết thúc

62 Dựa vào đường cong sấy ta có thể tra được khoảng thởi gian để sấy táo tới độ ẩm 25%: nhiệt độ 80 o C – 5 giờ 45 phút, nhiệt độ 70 o C – 7h, nhiệt độ 60 o C – 10 giờ

Kết quả ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng phenolic tổng và khả năng chống oxy hóa được thể hiện trong bảng 3.22

Bảng 3.21: Ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm

Chế độ sấy Hàm lượng phenolic tổng

Khả năng chống oxy hóa (mg TEAC/ 100g chất khô)

Các giá trị trong cùng một cột có cùng chữ viết bên cạnh thì không khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5%

3.5.2 Sự biến đổi hàm lượng phenolic tổng

Hình 3.20: Ảnh hưởng của chế độ sấy đến hàm lượng phenolic tổng Đồ thị hình 3.20 cho ta thấy không có sự khác nhau có ý nghĩa giữa 3 mẫu khảo sát Ở cả 3 chế độ sấy, hàm lượng phenolic tổng thu được là như nhau

Về việc hàm lượng polyphenol thu được ở 3 mẫu khảo sát bằng nhau thể giải thích rằng do ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng phenolic tổng là quá lớn nên mặc dù thời gian tiếp xúc với nhiệt độ ở chế độ 1 ngắn nhất nhưng vẫn đủ để gây hao hụt các hợp chất phenolic

H àm lượ ng phenol ic tổng (m g G A E /g chấ khô)

3.5.2.1 Sự biến đổi khả năng chống oxy hóa

Hình 3.21: Ảnh hưởng của chế độ sấy đển khả năng chống oxy hóa Đồ thị hình 3.21 cho ta thấy có sự khác nhau có ý nghĩa giữa 3 mẫu khảo sát Mẫu có khả năng chống oxy hóa cao nhất là mẫu ở chế độ sấy 1 (2665 ± 103mg TEAC/ 100g chất khô), mẫu có khả năng chống oxy hóa thấp nhất là mẫu ở chế độ sấy 3 (2139 ± 115mg TEAC/ 100g chất khô) Điều này có thể giải thích là do khả năng chống oxy hóa không chỉ phụ thuộc vào hàm lượng phenolic tổng mà còn phụ thuộc vào hàm lượng các chất khác: vitamin C, carotenoid, … mà ảnh hưởng của nhiệt độ 80 o C lên các chất này mạnh hơn so với nhiệt độ 60 o C khiến cho hàm lượng các chất này ở sấy ở chế độ 3 thấp hơn ở chế độ 1 khiến cho khả năng chống oxy hóa ở mẫu sấy chế độ 3 thấp nhất

3.5.3 Kết quả cảm quan theo TCVN 3215:1979

K hả năn g chống ox y hóa (m g T E A C /g chất kh ô)

Bảng 3.22: Kết quả đánh giá cảm quan ảnh hưởng của chế độ sấy

Mẫu thử Màu Mùi Vị Cấu trúc Trung bình

Hình 3.22: Táo sấy ở các chế độ: a)chế độ 1, b)chế độ 2, c)chế độ 3

Kết quả cảm quan cho thấy với các chế độ sấy khác nhau thì giá trị cảm quan của sản phẩm cũng khác nhau Về màu sắc và mùi thì mẫu ở chế độ (2) và (3) có điểm cao nhất, về vị thì mẫu sấy ở chế độ (2) có điểm cao nhất, về cấu trúc thì mẫu sấy ở chế độ (2) có điểm cao nhất Sau khi tính trung bình có trọng số thì mẫu được đánh giá có chất lượng cảm quan tốt nhất là mẫu sấy ở chế độ (2): 70 o C-7h

Dựa vảo kết quả của sự biến đổi hàm lượng phenolic tổng, khả năng chống oxy hóa và đánh giá cảm quan, để sản phẩm vừa có giá trị cảm quan tốt vừa có giá trị dinh dưỡng cao, chọn chế độ sấy (2): 70 o C – 7h.

Kết quả khảo sát mẫu sấy hồng ngoại có đối lưu không khí, mẫu sấy đối lưu, mẫu thị trường

Kết quả ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hàm lượng phenolic tổng và khả năng chống oxy hóa được thể hiện trong bảng 3.23

Bảng 3.23: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng sản phẩm

Mẫu Hàm lượng phenolic tổng

Khả năng chống oxy hóa (mg TEAC/ 100g chất khô)

(1) Sấy hồng ngoại có đối lưu không khí (70 o C,

(2) Sấy đối lưu không khí nóng (70 o C, 11h30 phút, độ ẩm 25%)

Các giá trị trong cùng một cột có cùng chữ viết bên cạnh thì không khác nhau có ý nghĩa thống kê ở mức ý nghĩa 5%

3.6.1 Sự biến đổi hàm lượng phenolic tổng

Hình 3.23: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hàm lượng phenolic tổng Đồ thị hình 3.23 cho ta thấy có sự khác nhau có ý nghĩa giữa 2 mẫu khảo sát Mẫu có hàm lượng phenolic tổng cao hơn là mẫu (1) (1829 ± 41mg GAE/ 100g chất khô), mẫu có hàm lượng phenolic tổng thấp hơn là mẫu (2) (1539 ± 23mg GAE/100g chất khô) Điều này có thể giải thích như sau: các hợp chất polyphenol là các hợp chất không bền nhiệt mà thời gian sấy mẫu (2) quá dài: 11 giờ 30 phút so với thời gian sấy mẫu (1): 7 giờ nên tổn thất hàm lượng phenolic tổng của mẫu (2) cao hơn mẫu (1)

Kết quả trên phù hợp với kết quả nghiên cứu của Michael và các cộng sự (2015) về ảnh hưởng của các phương pháp sấy khác nhau đến hàm lượng phenolic tổng và khả

H àm lượn g ph enol ic tổng (mg G A E /g chấ t kh ô)

66 năng chống oxy hóa của Phyllanthus amarus, trong các phương pháp sấy dùng trong thí nghiệm thì phương pháp sấy hồng ngoại là bảo toàn hàm lượng phenolic tổng tốt nhất [47]

3.6.2 Sự biến đổi khả năng chống oxy hóa

Hình 3.24: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến khả năng chống oxy hóa Đồ thị hình 3.22 cho ta thấy có sự khác nhau có ý nghĩa giữa 2 mẫu khảo sát Mẫu có khả năng chống oxy hóa cao hơn là mẫu sấy hồng ngoại có đối lưu không khí (1) (2331 ± 110mg TEAC/100g chất khô), mẫu có khả năng chống oxy hóa thấp hơn là mẫu sấy đối lưu (2) (2005 ± 83mg TEAC/100g chất khô) Điều này có thể giải thích là do ở mẫu sấy đối lưu (2) trong thời gian sấy quá dài (11 giờ 30 phút) các hợp chất mang tính kháng oxy hóa như carotenoid, polyphenols, vitamin C, … đã bị biến đổi, phân hủy nên khả năng chống oxy hóa của táo giảm nhiều hơn so với mẫu sấy hồng ngoại có đối lưu không khí (1) với thời gian sấy ngắn (7 giờ)

3.6.3 Kết quả cảm quan thị hiếu

K hả năn g chống ox y hóa (m g T E A C /g chất kh ô)

Bảng 3.24: Kết quả đánh giá cảm thị hiếu

(1) Sấy hồng ngoại có đối lưu không khí 7,02 ± 1,41 a (2) Sấy đối lưu 6,42 ± 1.42 b

Hình 3.25: Táo sấy: a) sấy hồng ngoại có đối lưu không khí, b) sấy đối lưu

Kết quả cho thấy có sự khác biệt giữa mẫu sấy hồng ngoại có đối lưu không khí với mẫu sấy đối lưu Mẫu sấy hồng ngoại có đối lưu được đánh giá là có giá trị cảm quan cao hơn 2 mẫu còn lại