Khảo sát mối tương quan giữa phương pháp phân tích bằng thiết bị và phương pháp phân tích cảm quan trong phân tích độ cứng của sản phẩm bánh biscuit

Khảo sát mối tương quan giữa phương pháp phân tích bằng thiết bị và phương pháp phân tích cảm quan trong phân tích độ cứng của sản phẩm bánh biscuit

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

KHẢO SÁT MỐI TƯƠNG QUAN GIỮA PHƯƠNGPHÁP PHÂN TÍCH BẰNG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG

PHÁP PHÂN TÍCH CẢM QUAN TRONG PHÂNTÍCH ĐỘ CỨNG CỦA SẢN PHẨM BÁNH BISCUIT

MSSV : 60203360

GVHD : T.S NGUYỄN HOÀNG DŨNGTh.S NGUYỄN THANH KHƯƠNGBộ môn : CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Đối với em, luận văn tốt nghiệp có thể được coi như một bài tập lớn trước khi ra trường để tổng hợp, kiểm tra, khẳng định những kiến thức mình đã học trong suốt bốn năm qua

Qua quá trình làm luận văn, em có cơ hội tổng hợp lại những kiến thức căn bản, rèn luyện các thao tác thực hành, hiểu biết thêm nhiều kiến thức chuyên sâu trong lĩnh vực mà mình lựa chọn và đặc biệt em đã học được cách phải giải quyết vấn đề như thế nào từ kiến thức đã có, phải sắp xếp, tổ chức công việc như thế nào cho có hiệu quả nhất, kết quả công việc là tốt nhất

Giờ đây khi em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp, em không biết nói gì hơn ngoài lòng biết ơn sâu sắc của em đối với các thầy, cô của trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, các thầy cô trong khoa Công nghệ Hóa học và đặc biệt các thầy cô thuộc bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Em xin chân thành cảm ơn sự chỉ bảo tận tình của thầy Nguyễn Hoàng Dũng và cô Nguyễn Thanh Khương, những người đã trực tiếp hướng dẫn em trong suốt quá trình làm luận văn Em xin cảm ơn thầy Nguyễn Bá Thanh giảng viên trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh, người đã hỗ trợ em rất nhiều trong kỹ thuật phân tích cấu trúc.

Xin cảm ơn các bạn lớp HC02TP, các bạn đã tham gia hội đồng đánh giá cảm quan, các bạn đã luôn bên cạnh, giúp đỡ mình rất nhiều trong suốt những năm qua và đặc biệt là trong thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Lời cuối cùng và trên hết, con xin cảm ơn ba mẹ, mọi người trong gia đình, mọi người đã luôn quan tâm, khích lệ, động viên, tạo điều kiện để con có được những thành quả như ngày hôm nay

Mục lục i

Danh mục bảng ii

Danh mục hình iii

Mở đầu iv

Chương 1: Tổng quan 1.1 Cấu trúc thực phẩm và phương pháp phân tích cấu trúc thực phẩm 1

1.1.1 Cấu trúc thực phẩm 1

1.1.2 Phương pháp phân tích cấu trúc thực phẩm 3

1.2 Tổng quan về bánh biscuit 10

1.2.1 Định nghĩa, phân loại bánh biscuit 10

1.2.2 Giới thiệu một số loại bánh biscuit 11

1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bánh 13

Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu 18

2.2 Phương pháp nghiên cứu 20

2.2.1 Sơ đồ nghiên cứu 20

2.2.2 Phương pháp xác định thành phần nguyên liệu 20

2.2.3 Phương pháp thay đổi độ ẩm của bánh 26

2.2.4 Phương pháp đánh giá cảm quan xác định độ cứng của bánh 27

2.2.5 Phương pháp phân tích độ cứng bằng thiết bị 30

2.2.6 Phương pháp xử lý thống kê số liệu 31

Chương 3: Kết quả và bàn luận 3.1 Kết quả khảo sát nguyên liệu 32

3.2 Kết quả cân bằng ẩm 33

3.3.2 Kết quả đánh giá độ cứng của bánh bằng cảm quan 37

3.3.3 Kết quả phân tích đồng thời độ cứng của ba loại bánh 39

3.4 Kết quả phân tích tương quan giữa hai phương pháp 40

Kết luận 42

Tài liệu tham khảo 43Phụ lục

Bảng 1.2 Bảng so sánh ưu và nhược điểm của hai phương pháp phân tích 9

Bảng 2.1 Độ ẩm do các dung dịch muối bão hòa tạo thành ở 25oC theo lý thuyết 26

Bảng 3.1 Hình dạng, kích thước, khối lượng của các loại bánh 32

Bảng 3.2 Kết quả phân tích thành phần bánh nguyên liệu 32

Bảng 3.3 Kết quả độ ẩm của bánh sau khi đã cân bằng 33

Bảng 3.4 Độ ẩm của bánh khi cân bằng trong nghiên cứu của Mandala 34

Hình 1.2 Mặt cắt ngang thể hiện cấu trúc của bánh cream cracker 11

Hình 1.3 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ ẩm và độ cứng của bánh đối với bánh Marie và bánh Petit Beurre 17

Hình 2.1 Bánh cream cracker Healthy của công ty Kinh Đô 18

Hình 2.2 Bánh semi-sweet Marie của công ty Kinh Đô 19

Hình 2.3 Bánh cookie bơ sữa Good choice của công ty Kinh Đô 19

Hình 2.4 Sơ đồ trình tự thực hiện nghiên cứu 20

Hình 2.5 Các bình đựng bánh để điều chỉnh độ ẩm 27

Hình 2.6 Máy đo đâm xuyên Instron và que đâm xuyên 31

Hình 3.1 Bình chứa dung dịch Mg(NO3)2 (dung dịch muối ở dưới màu vàng) và bình chứa một dung dịch muối khác 34

Hình 3.2 Đồ thị tương quan giữa độ cứng (N) và độ ẩm của bánh cookie 36

Hình 3.3 Đồ thị tương quan giữa độ cứng (N) và độ ẩm đối với bánh semi-sweet .36 Hình 3.4 Đồ thị tương quan giữa độ cứng (N) và độ ẩm đối với bánh cracker 36

Hình 3.5 Đồ thị tương quan giữa độ ẩm và độ cứng đánh giá bằng phương pháp cảm quan đối với bánh cookie 38

Hình 3.6 Đồ thị tương quan giữa độ ẩm và độ cứng đánh giá bằng phương pháp cảm quan đối với bánh semi-sweet 38

Hình 3.7 Đồ thị tương quan giữa độ ẩm và độ cứng đánh giá bằng phương pháp cảm quan đối với bánh cracker 38

Hình 3.8 Đồ thị quan hệ giữa độ ẩm và độ cứng (N) của cả ba loại bánh 39

Hình 3.9 Đồ thị tương quan giữa phương pháp cảm quan và phương pháp công cụ đối với độ cứng của bánh cookie 40

Hình 3.10 Đồ thị tương quan giữa phương pháp cảm quan và phương pháp công cụ đối với độ cứng của bánh semi-sweet 41

Hình 3.12 Đồ thị tương quan giữa phương pháp phân tích cảm quan và phương pháp công cụ khi phân tích độ cứng của cả ba loại bánh 41

Đối với người tiêu dùng, chất lượng là một trong những nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sự lựa chọn một sản phẩm Cấu trúc cũng đóng một vai trò quan trọng đối với chất lượng thực phẩm, đặc biệt trong một số thực phẩm như các sản phẩm dạng gel, các thực phẩm chiên giòn, chip khoai tây, bánh kẹo nói chung… Chính vì vậy, vấn đề đánh giá, phân tích cấu trúc thực phẩm ngày càng được quan tâm.

Hai phương pháp chủ yếu để phân tích cấu trúc là phương pháp cảm quan và phương pháp công cụ (phân tích bằng thiết bị) Phương pháp công cụ có nhiều ưu điểm như dễ thực hiện, dễ tiêu chuẩn hóa, yêu cầu ít sự huấn luyện con người, cho kết quả nhanh chóng… Nhưng không có công cụ nào có thể mô tả được quá trình động học diễn ra trong suốt quá trình đánh giá cấu trúc của con người và một thiết bị không thể đo được nhiều thuộc tính vật lý Mặt khác, việc kiểm tra thiết bị cuối cùng lại được thực hiện dựa vào giác quan của con người vì kết quả chỉ có ý nghĩa khi con người có thể thực sự cảm nhận, mô tả, định lượng được cấu trúc.

Chính vì vậy, việc nghiên cứu mối tương quan giữa hai phương pháp này là cần thiết Ở nước ta, chưa có nhiều nghiên cứu về lĩnh vực này, do đó chúng tôi đã đưa ra đề tài này để khảo nghiệm xem giữa hai phương pháp có thực sự có một mối tương quan chặt chẽ hay không

Trong luận văn này, chúng tôi lựa chọn nghiên cứu trên sản phẩm bánh biscuit, vì đối với bánh biscuit cấu trúc là một trong những yếu tố quyết định đến chất lượng của sản phẩm Mục đích của nghiên cứu là khảo sát sự thay đổi độ cứng của bánh biscuit theo độ ẩm và khi phân tích chỉ tiêu độ cứng của bánh biscuit thì giữa hai phương pháp có một mối tương quan chặt chẽ hay không Các loại bánh biscuit trên thị trường sẽ được bảo quản ở những môi trường có độ ẩm khác nhau nhằm thay đổi độ ẩm của bánh biscuit Những mẫu bánh này sẽ được đưa đi phân tích chỉ tiêu độ cứng đồng thời bằng cả hai phương pháp, dữ liệu thu được từ hai phương pháp sẽ tiến hành xử lý thống kê để đưa ra kết luận

Do thời gian làm luận văn có hạn, điều kiện thí nghiệm không cho phép và bước đầu tiên nghiên cứu lĩnh vực này nên chúng tôi chỉ khảo sát trên độ cứng của sản phẩm bánh biscuit mặc dù đối với sản phẩm bánh biscuit còn rất nhiều đặc tính cấu trúc khác cần quan tâm như độ giòn, độ xốp…

TOÅNG QUAN

1.1 CẤU TRÚC THỰC PHẨM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CẤU

TRÚC THỰC PHẨM1.1.1 Cấu trúc thực phẩm

1.1.1.1Sự cảm nhận cấu trúc thực phẩm của con người

Cấu trúc thực phẩm là tất cả các thuộc tính cơ học, hình học, bề mặt của sản phẩm được cảm nhận bởi cơ học, xúc giác, thị giác và các cơ quan cảm thụ khác

của con người [ISO 5492 : 1992].

Sự cảm nhận cấu trúc thực phẩm bắt đầu với kết cấu của nguyên liệu thực phẩm (ví dụ các phân tử hoặc vi cấu trúc được sắp xếp theo kiểu hình học như thế nào) Khi kết cấu này được cho vào miệng hoặc cảm nhận bằng tay, nó sẽ thay đổi như: giảm kích thước, tăng ẩm do sự tiết nước bọt Kết cấu của thực phẩm qua quá trình nhai sẽ tạo ra những kích thích được dây thần kinh truyền về não và hình thành sự nhận biết về cấu trúc Những nhận biết này kết hợp sự ghi nhớ đã hình thành nên một ý niệm về cấu trúc thực phẩm đối với người tiêu dùng Những nhận biết đó cũng có thể được chuyển thành sự đánh giá cường độ của một thuộc tính

cấu trúc nào đó, thông thường được đánh giá bởi hội đồng cảm quan [3, 30]

Cấu trúc của thực phẩm được nhận biết đầu tiên qua thị giác Ở những cái nhìn đầu tiên, con người đã hình thành một sự dự đoán về cảm nhận cấu trúc của thực phẩm khi nó ở trong miệng hoặc khi chạm tay Việc đánh giá thuộc tính cấu trúc này thường phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm ăn uống Nếu sự dự đoán này không đúng, thực phẩm có thể bị từ chối Những thuộc tính cấu trúc có thể được

đánh giá qua thị giác là: độ bóng, sự gồ ghề trên bề mặt… [30].

Việc đánh giá cấu trúc bằng xúc giác có thể thực hiện trực tiếp bằng việc tiếp xúc, thao tác trên thực phẩm với những ngón tay hoặc gián tiếp bằng cách chạm

vào thực phẩm thông qua dao, nĩa… [7, 30] Các thuộc tính cấu trúc có thể được

đánh giá bằng tay gồm thuộc tính cơ học (ví dụ lực ép), thuộc tính hình học (sờn, có sạn) và thuộc tính ẩm (có dầu, ướt) Hầu hết những thuộc tính cấu trúc này được cảm nhận khi có sự tiếp xúc giữa da và bề mặt nguyên liệu Sự di chuyển da qua bề mặt nguyên liệu (ví dụ da của quả cam) tạo ra rung động trong da, những rung động này được coi là cảm giác khi cảm nhận cấu trúc bằng xúc giác Môi cũng đóng vai trò quan trọng trong cảm nhận cấu trúc bằng xúc giác Chúng có cảm giác

đặc biệt để đánh giá sự gồ ghề trên bề mặt và những thuộc tính cấu trúc khác của thực phẩm Tuy nhiên, khi đánh giá mức độ của một thuộc tính cấu trúc nào đó, việc đánh giá được thực hiện trong miệng thì chính xác hơn thực hiện bằng tay

[30] Quá trình cảm nhận cấu trúc thực phẩm trong miệng gồm 3 gian đoạn Ban

đầu là cảm nhận độ cứng, khả năng để phá vỡ thực phẩm trong lần cắn đầu tiên Tiếp theo là sự cảm nhận độ nhai (chewiness), độ dính nhớt trong quá trình nhai, sự ẩm ướt và béo ngậy của thực phẩm, cùng với sự cảm nhận kích thước và thuộc tính hình học của những mẫu thực phẩm riêng lẻ Cuối cùng là sự cảm nhận tốc độ phá vỡ thực phẩm trong quá trình nhai, sự giải phóng, hấp thu ẩm hay bất kì sự bao phủ

của thực phẩm lên miệng hoặc lưỡi [3]

Ngoài việc cảm nhận cấu trúc bằng cách nhai hay nhìn, tiếp xúc với thực

phẩm thì nghe cũng đóng vai trò rất quan trọng [7, 30] Một thuộc tính vốn có của

quá trình phá vỡ các thực phẩm giòn là tạo ra âm thanh Khi cắn các thực phẩm khác nhau thì âm thanh phát ra cũng khác nhau Hai tiêu chuẩn cảm quan cơ bản để phân biệt những âm thanh phát ra từ thực phẩm là độ lớn và tính liên tục hay gián đoạn của âm thanh Người thử có thể phân biệt được giữa giòn “crisp” và

giòn “crunch” bằng việc đánh giá âm thanh phát ra [13, 19, 30].

1.1.1.2Phân loại thuộc tính cấu trúc

Thuộc tính cấu trúc có thể được chia nhỏ hơn thành nhiều loại khác nhau Những phân loại này thể hiện trong bảng 1.1 Ngày nay, những phân loại này vẫn

được sử dụng mặc dù chúng đã phát triển qua nhiều thập kỉ [30]

Bảng 1.1: Bảng phân loại thuộc tính cấu trúc theo một số tác giả [30]

, 1963 Thuộc tính cơhọc Sự biến đổi của nguyênliệu dưới tác dụng của sức căng và ứng suất

Loại 1: cứng, cố kết Loại 2: giòn, mức độ dạng và định hướng.

Trơn, nhẵn hay cứng,

Những cảm giác trong miệng đặc trưng liên quan

Trơn như có dầu, béo ngậy.

đến sự cảm nhận hàm ẩm khí, sự phân bố lỗ khí Loại 2 Sự kết hợp của hai thuộc

tính cấu trúc cơ bản (loại 1).

Độ đàn hồi, độ nhớt, độ dính.

Loại 3 Sự kết hợp của hai hay nhiều thuộc tính loại 2.

Độ sánh, độ cứng, độ giòn, lổn nhổn.

Độ cứng, chắc, mềm

Kết cấu của

nguyên liệu 1) Hình dạng, kích thướccủa hạt 2) Hình dạng và sự sắp xếp của các yếu tố thuộc

1.1.2 Phương pháp phân tích cấu trúc thực phẩm

1.1.2.1 Phương pháp phân tích cảm quan

Phân tích cảm quan là kỹ thuật sử dụng các cơ quan cảm giác của con người để tìm hiểu, mô tả và định lượng các tính chất cảm giác của một sản phẩm thực

phẩm như màu sắc, hình thái, mùi, vị và cấu trúc [1]

Trong phân tích cảm quan các giác quan của người thử được sử dụng như một dụng cụ đo Các giác quan làm nhiệm vụ nhận thông tin như là màu sắc, mùi, vị,

qua phân tích, xử lý và đưa ra kết quả dưới dạng các giá trị ước lượng, so sánh và

mô tả [1]

Đánh giá một chỉ tiêu chất lượng nào đó có nghĩa là ước lượng giá trị của chỉ tiêu đó khi nó có nhiều trạng thái phân biệt Người ta có thể gắn cho các trạng thái

này một giá trị và như thế chúng trở thành đại lượng đo được [1]

Việc đánh giá cảm quan cấu trúc sẽ cung cấp những thông tin về sự tiếp nhận và phản ứng của con người đối với cấu trúc như thế nào khi họ sử dụng sản phẩm Để thu được kết quả đo khách quan và đáng tin cậy, cần sử dụng một hội đồng cảm quan đã được huấn luyện đánh giá cấu trúc Khi không được huấn luyện thích hợp, người thử sẽ sử dụng chính những hiểu biết của mình trong việc đánh giá Những hiểu biết này của người thử là khác nhau bởi vì mỗi người đều có kinh nghiệm cảm quan, nền văn hóa, môi trường sống và một tiểu sử riêng Khi qua huấn luyện, ta có thể phát triển một hệ thống kiến thức chung để sử dụng trong suốt quá trình đánh giá Như vậy, một hội đồng có thể cung cấp những trả lời định tính và định lượng tương đồng Một yêu cầu cơ bản để việc đánh giá cảm quan cấu trúc được thành công là những thuộc tính cấu trúc phải được định nghĩa theo cùng một cách để mỗi người trong hội đồng đánh giá hiểu giống nhau về những thuộc tính đó Chính vì vậy, những thuật ngữ cấu trúc đưa ra những định nghĩa chi tiết về thuộc tính của thực phẩm là một công cụ hữu ích Để có được một phép phân tích cảm quan các thuộc tính cấu trúc chính xác và đáng tin cậy, cũng như để phát triển một hệ thống kiến thức chung, những hệ thống tiêu chuẩn đánh giá đã được đưa ra, ví dụ hệ thống tiêu chuẩn của Szczesniak về độ cứng, độ giòn, độ nhớt, độ dính, mức độ nhai; hay hệ thống tiêu chuẩn ISO 5492:1992 về độ cứng, độ gãy vỡ, độ nhai, độ chắc, độ dính, độ nhớt… Các tiêu chuẩn tham khảo giúp cho hội đồng cảm quan phát triển thuật ngữ chính xác, quyết định đáng tin cậy và nhận ra hầu hết các đặc tính quan trọng của sản phẩm Những tiêu chuẩn tham khảo này cũng rất hữu ích trong việc giải thích những ảnh hưởng của các thành phần lên những mẫu nguyên liệu thực tế; hội đồng chỉ cần huấn luyện trong thời gian ngắn, có khả năng đưa ra

hệ thống tài liệu thuật ngữ và cung cấp những công cụ phong phú cho buổi thảo luận [30]

Các phép thử phân biệt thì rất có ích khi cần xác định có tồn tại sự khác nhau giữa các sản phẩm hay không Còn nếu mục đích nghiên cứu vừa định tính vừa định lượng những khác nhau của sản phẩm thì phép phân tích mô tả là cần thiết.

Một phương pháp phổ biến để nghiên cứu định tính và định lượng sự khác nhau của cấu trúc thực phẩm là phương pháp Texture profile analysis (TPA – tạm dịch là phân tích mô tả cấu trúc, trong một số tài liệu còn gọi phương pháp này là STPA – sensory texture profile analysis – để phân biệt với phương pháp TPA trong phân

tích công cụ) [7, 23,30]

Phương pháp TPA đưa vào tính toán bản chất động học của sự cảm nhận cấu trúc Do đó, phương pháp này đánh giá thuộc tính cấu trúc theo trình tự: đầu tiên là các thuộc tính bề mặt (nhìn trước khi nhai), tiếp đến sự nén ép ban đầu (cảm nhận dựa trên lần cắn đầu tiên), cảm nhận trong suốt quá trình nhai, phần còn lại (sự thay đổi tạo ra trong suốt quá trình nhai và thường cảm nhận sau khi nuốt) Trong quá trình đánh giá, ngoài các thuộc tính cơ học và hình học, âm thanh phát ra cũng

được cảm nhận [7, 30]

Trong đa số các nghiên cứu về cấu trúc thực phẩm đều dùng phương pháp TPA, đặc biệt khi cần đưa ra các mô tả về thuộc tính cấu trúc của sản phẩm, phương pháp TPA xác định sự khác nhau giữa các đặc tính riêng biệt Chẳng hạn, khi nghiên cứu về sản phẩm phô mai, Pereira đã dùng phương pháp này, một số thuật ngữ như độ chắc, độ dai, độ béo, độ dính… đã được hội đồng đưa ra Và khi hội đồng đưa ra thuật ngữ sẽ đi kèm với định nghĩa thuật ngữ, các thuật ngữ được lựa chọn qua sự thống nhất của hội đồng hoặc xử lý thống kê sẽ là chỉ tiêu đánh giá cho sản phẩm Trong một số các nghiên cứu khác, khi tác giả muốn nghiên cứu trên một số thuộc tính nhất định nào đó, thì việc xây dựng thuật ngữ cho sản phẩm được bỏ qua, hội đồng đánh giá sẽ được giới thiệu những thuật ngữ có sẵn từ một tiêu chuẩn hay từ các nghiên cứu trước trên sản phẩm tương tự Việc định lượng các thuộc tính có thể được sử dụng trên thang không cấu trúc (vạch dấu trên một đường thẳng chiều dài nhất định), hoặc trên thang điểm, số điểm trên thang có thể

là 7, 9, 10 hay 100… tùy theo từng thí nghiệm [9, 10, 12, 16, 22, 23, 25] 1.1.2.2 Phương pháp phân tích bằng thiết bị

Ngoài phương pháp phân tích cảm quan để đánh giá cấu trúc, cấu trúc còn có thể được đánh giá bằng bằng phương pháp phân tích bằng thiết bị (phương pháp công cụ) Yêu cầu của phương pháp phân tích bằng thiết bị thường hợp lý với giá thành rẻ, năng suất cao, mang tính khách quan và phép đo cấu trúc bằng thiết bị

thường được phát triển với mục đích thay thế phương pháp phân tích cảm quan [30]

 Phân loại: phương pháp công cụ có thể được chia thành 3 loại

 Phương pháp cơ bản (fundamental methods): bao gồm việc đo những thuộc tính vật lý đã được định nghĩa rõ ràng, có nền tảng khoa học chặt chẽ, mà những thuộc tính này nếu được đo một cách chính xác thì độc lập với phương pháp đo.

Những thông số cơ bản chung như: Young’s modulus, độ nhớt… [7]

 Phương pháp thực nghiệm (empirical methods): chỉ đo các thuộc tính vật lý của thực phẩm Đo những biến số không được định nghĩa rõ ràng được chỉ ra theo kinh nghiệm thực hành có liên quan đến cấu trúc đặc trưng Phát triển dựa trên kinh nghiệm và quan sát, thiếu nền tảng khoa học chặt chẽ Trong phương pháp này có các thiết bị như : máy đo đâm xuyên đo bằng cách đâm xuyên qua sản phẩm, đo khả năng chống lại của sản phẩm đối với lực đâm xuyên và/hoặc tổng độ sâu đâm xuyên; máy nén để đo khả năng chống lại của sản phẩm đối với lực ép; và dụng cụ cắt để ghi lại lực cần thiết để cắt sản phẩm được kiểm tra đâm xuyên,

cắt xé, nén ép, ấn đẩy … [7, 30]

 Phương pháp mô phỏng (imitative methods): mô phỏng theo hoạt động khi ăn của con người, giống như quá trình nhai Phép đo mô phỏng được thiết kế để mô phỏng một quá trình giống như khi ăn thực phẩm Một trong những kỹ thuật nổi tiếng của nhóm phép đo mô phỏng là phương pháp được gọi là texture profile analysis (TPA) Phương pháp TPA mô phỏng hoạt động nhai của răng Ý tưởng chính của phương pháp này là một lượng mẫu thực phẩm tương đương với miếng cắn được ép hai lần liên tiếp Kết quả thu được một đường cong thể hiện quan hệ giữa lực và thời gian Một vài thuộc tính cấu trúc như độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi có thể được đánh giá từ đường cong này Để phương pháp TPA giống như một quá trình nhai thật sự, người ta bôi trơn giữa vùng tiếp xúc của mẫu và thiết bị Những chất bôi trơn (ví dụ dầu thực vật thô) được sử dụng để bắt chước sự chuyển động trong miệng Ngoài ra, một hàm răng nhân tạo và sự chuyển động theo không gian ba chiều cũng đã được lắp vào thiết bị đo TPA để tạo ra một

phương pháp hiện thực hơn [7, 30]

 Các phương pháp thường dùng phân tích cấu trúc bánh [14, 17, 21, 22, 26, 27, 28]

Trong phân tích cấu trúc bánh biscuit thường sử dụng các phương pháp thuộc nhóm phương pháp thực nghiệm như: đâm xuyên (puncture), nén ép (compression), ba điểm uốn cong (the three-point bending test), ba điểm phá vỡ (three-point break).

Các phương pháp này đều tác dụng lực lên bánh, nhưng cách thức tác dụng lại khác nhau (hình 1.1), đối với phương pháp đâm xuyên cũng gần giống như phương pháp nén ép nhưng trụ tác dụng lực chỉ là một que có tiết diện nhỏ

Hình 1.1 Mô tả cách tác dụng lực của phương pháp ba điểm và phương pháp

nén ép a – Phương pháp ba điểm, b – Phương pháp nén ép.

Tùy thuộc vào mục đích của nghiên cứu, có thể sử dụng một hoặc nhiều hơn trong những phương pháp trên Vì cách thức tác dụng lực khác nhau nên mỗi phương pháp sẽ cho kết quả khác nhau Chẳng hạn, phương pháp ba điểm uốn cong được dùng để xác định Young’s modulus, failure stress, failure strain, đo lực phá vỡ (fracture); còn phương pháp đâm xuyên, phương pháp nén ép đo lực phá vỡ rồi tính toán tỉ lệ giữa lực và sự phá vỡ (force/deformation), hay phương pháp ba điểm phá vỡ lại dùng để xác định lực phá vỡ (break-strength) Ngoài ra, phương pháp đâm xuyên cung cấp nhiều thông tin có ích về sự thay đổi cấu trúc trong cùng một mẩu bánh biscuit bằng việc đâm ở những vị trí khác nhau mà không thể thực hiện được bằng phương pháp ba điểm uốn cong

1.1.2.3 Quan hệ giữa phương pháp phân tích cảm quan và phương pháp phân

tích bằng thiết bị

Cơ thể con người cảm nhận cấu trúc qua các giác quan như thính giác, thị giác và xúc giác Việc cảm nhận cấu trúc thực phẩm của con người thông qua các cơ quan tế bào da, các dây thần kinh tự do Trong đó, khi cảm nhận bằng miệng, đóng vai trò quan trọng là những cơ quan tế bào xúc giác trong vòm miệng cứng và mềm, lưỡi, lợi và màng bao quanh răng; ở đó có các dây thần kinh vô cùng quan trọng trong những cơ và khớp miệng Những tín hiệu từ những dây thần kinh này cung cấp thông tin về vị trí quai hàm miệng, sự căng và chiều dài cơ

Trong khi đó, các thiết bị phân tích dựa vào bộ chuyển đổi để chuyển những sự đo lường vật chất, vật lý thành những tín hiệu điện hoặc tín hiệu có thể nhìn

thấy; những tín hiệu này có thể thu được ngay hoặc cung cấp cho thiết bị ghi nhận dữ liệu Thiết bị đo đạc phụ thuộc vào loại phương pháp kiểm tra sử dụng Điều quyết định loại phương pháp kiểm tra được áp dụng là tính chất hình học của mẫu kiểm tra và việc mẫu được giữ như thế nào Các phép kiểm tra thực hiện trên nguyên liệu rắn hoặc dai thì thường được làm dưới lực ép, trượt, xoắn và căng

Bộ chuyển đổi này thường cho một kết quả tuyến tính có thể đặc trưng cho những đặc tính vật lý Trái lại, sự cảm nhận của con người lại phụ thuộc vào hiện tượng tâm sinh lý mà thường có khuynh hướng không tuyến tính

Những yếu tố như nhiệt độ thường ảnh hưởng lên trạng thái lưu biến do đó những thiết bị đo những thông số như vậy sẽ được cài đặt nhiệt độ chính xác và ổn định Trong khi đó, quá trình xảy ra trong miệng khi ăn lại khác Thân nhiệt của con người là 37oC, các thực phẩm được đưa vào miệng hiếm khi ở cùng một nhiệt độ do đó ở trong miệng thường xảy ra sự thay đổi về nhiệt độ mà có thể dẫn đến thay đổi tính chất vật lý của thực phẩm Ví dụ chocolate ở điều kiện 20oC ở trạng thái rắn nhưng khi cho vào miệng, với thân nhiệt của cơ thể sẽ làm cho chocolate tan chảy Ngoài ra, sự có mặt của nước bọt trong miệng làm hòa tan những nguyên liệu tan trong nước Có khoảng 1,5 L nước bọt được tiết ra mỗi ngày Trong nước bọt có chứa enzyme tiêu hóa (α amylase) cũng như những protein và polypeptide không phổ biến Nước bọt hoạt động như một chất bôi trơn hay dung môi làm cho các thực phẩm bị hòa tan và vỡ ra trong quá trình nhai Trong khi đó, hầu hết các thiết bị kiểm tra tính chất lưu biến không có điều kiện để cho chất bôi trơn lên mẫu trong quá trình kiểm tra

Tốc độ di chuyển của hàm và lưỡi trong miệng là một yếu tố giới hạn trong việc cảm nhận cấu trúc thực phẩm của chúng ta Tùy thuộc vào loại thực phẩm và người thử mà mỗi người có tốc độ nhai khác nhau, thậm chí với cùng một loại thực phẩm, một người thử thì từ khi bắt đầu bỏ thực phẩm vào nhai cho tới khi có thể nuốt được thực phẩm đó tốc độ nhai cũng khác nhau

Hoạt động nhai kết hợp với việc tiết nước bọt làm vỡ thực phẩm cho đến khi có thể nuốt được Rõ ràng đây là một quá trình phụ thuộc vào thời gian và bản chất của thực phẩm do đó cấu trúc của thực phẩm sẽ thay đổi

Cấu trúc của thực phẩm có thể sinh ra là do sự kết hợp của những thuộc tính

vật lý trong khi máy không thể đo cùng một lúc nhiều thuộc tính [7]

Bảng 1.2: Bảng so sánh ưu và nhược điểm của hai phương pháp phân tích [2]

Ưu và

Phương pháp phân tíchbằng thiết bị

Ưu điểm

- Phương pháp cảm quan là phương pháp duy nhất hướng đến những phép đo các thuộc tính cảm nhận được - Phương pháp này cung cấp những thông tin giúp cho việc hiểu những phản ứng của người tiêu dùng tốt hơn - Phương pháp này có thể đo những ảnh hưởng được cảm nhận tương tác lẫn nhau

- Phương pháp này có thể cung cấp một kết quả đo “tổng thể” từ con người ngược với những kết quả “riêng lẻ” từ thiết bị

- Đơn giản

- Có lợi về mặt kinh tế - Cho kết quả nhanh chóng

- Hoạt động liên tục (không hạn chế số lượng mẫu kiểm tra)

- Chính xác - Độ tin cậy cao - Hiệu quả

- Kết hợp được với các thiết bị khác như máy vi tính

Nhược điểm - Đòi hỏi thời gian

- Chi phí tốn kém

- Có sự ảnh hưởng của các yếu tố môi trường, tình cảm lên phản ứng của người thử.

- Aûnh hưởng của các xu hướng thiên lệch, các yếu tố tâm sinh lý lên những kết quả của sản phẩm.

- Có thể thiếu sự chính xác và độ tin cậy

- Hội đồng có hiện tượng mệt mỏi, bão hòa khi đánh giá lâu.

- Cần xử lý, giải quyết các yếu tố cá nhân ảnh hưởng đến quá trình hoạt

- Một vài đặc tính chưa có kỹ thuật thiết bị để đo - Trong một vài trường hợp, thiếu mối tương quan giữa phương pháp cảm quan và phương pháp phân tích bằng thiết bị, hay nói cách khác các thiết bị này không có khả năng liên quan hay dự đoán tính chất cảm quan Các thiết bị không có khả năng đo cùng một lúc nhiều thuộc tính của một

động của chương trình cảm quan (ví dụ: bệnh tật, sự di chuyển, xê dịch…)

sản phẩm như đánh giá cảm quan.

Với những ưu và nhược điểm của cả hai kỹ thuật cảm quan và thiết bị đã được trình bày ở trên thì sự hiểu biết về mối quan hệ giữa hai phương pháp này là cần thiết để có thể thiết lập mối tương quan giữa chúng nhằm tạo ra một thủ tục ứng dụng trong lĩnh vực quản lý chất lượng Nhiều nhà nghiên cứu đã nghiên cứu vấn

đề này cho thấy có sự tồn tại mối tương quan giữa hai phương pháp [4, 7]

Nghiên cứu của Mohamed và các cộng sự về mối tương quan của hai phương pháp phân tích trên tính chất giòn của các thực phẩm dễ vỡ Kết quả cho thấy có mối tương quan có ý nghĩa giữa thuộc tính cảm quan độ giòn và cường độ âm thanh phát ra (P < 0,001; R = 0,701), giữa thuộc tính cảm quan độ cứng và lực phá vỡ bánh (P < 0,001; R = 0,674), giữa thuộc tính cảm quan độ giòn và tốc độ phá vỡ bánh (P < 0,001; R = 0,57) và đặc biệt có một mối tương quan rất chặt chẽ giữa thuộc tính cảm quan độ giòn và thuộc tính cảm quan cường độ âm thanh phát ra (P < 0,001; R = 0,908) Ngoài ra, trong nghiên cứu này còn đi sâu nghiên cứu, xử lý tìm phương trình hồi qui với tính chất cảm quan độ giòn được coi là biến phụ thuộc, kết quả cho ra các phương trình hồi qui, tính toán giá trị độ giòn dự đoán thông qua các biến vật lý có tương quan chặt chẽ với thuộc tính cảm quan độ giòn được khảo

sát ở trên [22]

Nghiên cứu của Akissoe về dự đoán tính chất cảm quan của khoai lang dạng paste thông qua các đặc tính hóa lý và công cụ đã đưa ra kết luận có một mối tương quan có ý nghĩa giữa thuộc tính dính nhớt (stickiness) và thuộc chắc (firmness) với

sự tràn ra (extrusion) và lực nén [9] 1.2 TỔNG QUAN VỀ BÁNH BISCUIT

1.2.1 Định nghĩa, phân loại bánh biscuit

Bánh biscuit là một loại sản phẩm nướng dạng nhỏ được làm chủ yếu từ bột mì, đường và chất béo Bánh có độ ẩm dưới 5%, khi bao gói trong bao bì không hút ẩm có thể bảo quản được 6 tháng hoặc hơn Bánh biscuit có thể được làm với nhiều hình dạng kích thước khác nhau, sau khi nướng xong bánh có thể được phủ

chocolate, kẹp kem hoặc thêm những hương vị khác nhau tùy thích [6]

 Phân loại: [5]

Bánh biscuit có thể được phân loại theo các phương pháp khác nhau dựa trên:  Tên gọi: biscuit, cracker và cookies , chủ yếu dựa trên cấu trúc và độ cứng  Phương pháp tạo hình bột nhào và loại bột nhào, ví dụ: lên men, làm nở (developed), cán, cắt (đơn giản hay rập nổi), ép khuôn, ép đùn, deposited, cắt bằng dây, coextruded.

 Sự bổ sung vào công thức với chất béo và đường.

 Một cách phân loại khác cũng có thể được sử dụng để mô tả quá trình phụ khi sản xuất bánh biscuit Ví dụ: bánh sacwiched cream, bánh phủ chocolate, đúc khuôn trong chocolate, phủ băng (một nửa phủ với đường chảy được làm khô), thêm jam hoặc mallow (hoặc cả hai)…

1.2.2 Giới thiệu một số loại bánh biscuit [6]

1.2.3.1 Bánh cream cracker

Bánh cream cracker đã có từ lâu nhưng không có một định nghĩa chính xác Bánh cream cracker có công thức cơ bản gồm bột mì, chất béo và muối, không thêm chất hóa học, không ngọt Bột nhào luôn được lên men bằng nấm men sau đó xếp lớp trước khi cắt và nướng Bánh thường có hình chữ nhật, vành ngoài có màu sắc đậm hơn những chỗ phồng trên bề mặt Những chỗ phồng trên bề mặt không rõ rệt nhưng nó cũng tạo ra bề mặt không bằng phẳng Bánh cream cracker có cấu trúc dễ bong ra từng mảnh rõ ràng thể hiện ở hình 1.2

Hình 1.2 Mặt cắt ngang thể hiện cấu trúc của bánh cream cracker

Cấu trúc của bánh khá mềm, không quá cứng để khi cắn bánh không vỡ vụn nhưng mùi có thể dễ dàng lên mũi Độ cứng của bánh phụ thuộc vào hàm lượng chất béo độ phân tách giữa các lớp mỏng Cấu trúc xốp và bản chất không ngọt làm cho bánh cream cracker dễ bị ôi hóa, ôxi hóa chất béo và yếu tố này ảnh hưởng nhiều đến thời gian bảo quản sản phẩm.

1.2.3.2 Bánh semi-sweet

Các semi-sweet gồm các loại chính: Osborne, Marie, Rich Tea, Petit Beurre Các loại bánh này có công thức khá giống nhau và khác nhau chủ yếu là về hình dạng và bề dày của miếng bánh Bề mặt bánh trơn láng, sáng bóng Bánh này thường được dùng với trà và cà phê

Vi cấu trúc của bánh semi-sweet là do một mạng lưới protein liên tục trên đó có gắn các hạt tinh bột cùng với các hạt cầu béo Không phải tất cả tinh bột đều bị hồ hóa, bởi vì không có đủ nước đủ để hydrad hóa tất cả tinh bột có trong bột nhào Đối với bánh semi-sweet, khi bánh có hàm lượng đường thấp hơn và hàm lượng protein trong bột mì cao hơn thì cấu trúc bánh biscuit cứng hơn Bằng việc sử dụng nhiều đường không chỉ giúp cải thiện hương mà còn giúp cấu trúc trở nên mềm hơn và ngon hơn Tuy nhiên, lượng đường tối đa có thể cho vào để bột nhào không thay đổi đặc tính vẫn chưa được xác định

1.2.3.3 Bánh cookie

Bánh cookie thuộc nhóm bánh xốp (short-dough) Sản phẩm thuộc nhóm này thường phân biệt với các nhóm khác qua bột nhào, bột nhào của loại bánh này thiếu dai và đàn hồi Bột mì hay các loại bột khác là thành phần nguyên liệu chủ yếu, hàm lượng chất béo và dung dịch đường có mặt trong bột nhào tạo nên cấu trúc bột nhào mềm, dính và sự hình thành mạng gluten được giảm tối thiểu Cấu trúc của bánh biscuit loại này gồm một hỗn hợp protein, tinh bột và tinh thể đường Trong bột nhào không có một ma trận protein liên tục và chất béo thì tồn tại ở dạng các hạt cầu béo lớn hoặc những khối (giọt) lớn dính liền với nhau giữa những khối protein và tinh bột Cấu trúc của loại bánh này khá thô do có bọt khí hình thành trong suốt quá trình nướng.

Bánh cookie có thể được phân loại theo phương pháp tạo hình như cookie dạng thanh, cookie tạo hình bằng cách ép đùn, cookie tạo hình bằng cách nặn, cookie tạo hình bằng máy ép, cookie dạng cuộn Ngoài ra cookie còn thể được phân loại theo tính chất đặc biệt như: cookie ít calo, cookie không béo hay cookie giàu xơ…

1.2.3 Một số yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bánh

Đối với người tiêu dùng, chất lượng là một trong những nhân tố chủ yếu ảnh hưởng đến sự lựa chọn một sản phẩm Các đặc tính chủ yếu liên quan đến chất

lượng của bánh biscuit là cấu trúc, mùi vị và màu sắc bề mặt của bánh biscuit [29].

Theo phân loại của Bourne, bánh thuộc dạng thực phẩm mà cấu trúc của nó đóng

vai trò quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm [7] Có rất nhiều yếu tố ảnh

hưởng lên thuộc tính cấu trúc của bánh như: loại và lượng nguyên liệu sử dụng, quá trình sản xuất đặc biệt là quá trình nướng, độ ẩm của bánh, phương pháp bảo quản… Trong bài luận văn này, chúng tôi chỉ giới thiệu một số yếu tố cơ bản được đề cập trong quá trình nghiên cứu

1.2.4.1 Aûnh hưởng của các thành phần nguyên liệu cơ bản đến cấu trúc bánh

Bột mì là thành phần chủ yếu của bánh biscuit Nó góp phần tạo nên cấu trúc, độ cứng và hình dạng của bánh Những ảnh hưởng này của bột mì ở mức độ như thế nào tùy thuộc vào hàm lượng béo và đường của từng loại bánh khác nhau và cách thức trộn bột nhào Tính chất chủ yếu của bột mì cần quan tâm đó chính là hàm lượng và chất lượng protein trong bột mì và mạng gluten hình thành khi trộn bột mì với nước Tùy từng loại bánh và mức độ yêu cầu phát triển mạng gluten mà sử dụng loại bột mì có hàm lượng protein thích hợp Ví dụ khi làm bánh cream cracker, bột nhào có qua lên men và tạo hình bằng cách cán cắt, yêu cầu bột nhào dai thì hàm lượng protein bột mì sử dụng nên khoảng 10,5% hoặc hơn; còn nếu làm bánh cookie, bột nhào mềm, chảy, hạn chế hình thành mạng gluten thì nên sử dụng

bột mì có khoảng 8% protein [6]

Chất béo là một thành phần cần thiết trong sản xuất bánh biscuit và là thành phần quan trọng nhất sau bột mì và đường Chất béo thể hiện chức năng cấu trúc trong bột nhào Trong quá trình nhào trộn bột nhào, có sự canh tranh bề mặt bột mì giữa pha nước và pha béo Nước hay dung dịch đường tương tác với protein bột mì

để hình thành nên một mạng lưới dính liền, dai gọi là mạng gluten Khi chất béo phủ lên bột mì, mạng lưới này bị phá vỡ tính liên tục và tính chất cảm quan sau khi nướng của bánh ít cứng, mềm hơn và có khuynh hướng tan ra trong miệng Nếu hàm lượng chất béo cao, chức năng bôi trơn trong bột nhào thể hiện rõ rệt, chỉ cần ít nước hoặc thậm chí không cần nước cũng đạt được một độ chắc mong muốn, ít mạng gluten được hình thành và sự trương nở, hồ hóa của tinh bột cũng giảm tạo ra một cấu trúc rất mềm Bột nhào dễ dàng đứt gãy khi kéo, ta chỉ kéo được đoạn ngắn Do đó chất béo giúp làm xốp bánh biscuit Loại và lượng chất béo sử dụng có ảnh hưởng lớn lên tác dụng làm xốp và vì vậy ảnh hưởng lớn lên chất lượng bánh biscuit Đối với bánh cookie, loại chất béo không ảnh hưởng quan trọng nhưng lượng chất béo trong công thức ảnh hưởng lên độ nở của bánh biscuit và khi

tăng hàm lượng chất béo thì độ chắc của bột nhào sẽ giảm [6, 17, 27]

Theo kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng và loại chất béo lên chất lượng của bánh biscuit của Sai và Rao cũng cho thấy khi hàm lượng chất béo tăng độ nở của bánh tăng, độ cứng của bánh giảm, mức độ gãy vỡ của bánh tăng, về mặt tính chất cảm quan thì cấu trúc được cải thiện Và khi sử dụng dầu hay chất béo đã được hydro hóa để làm bánh thì độ cứng của bánh sẽ giảm vì khi đó bánh

sẽ có cấu trúc mở thô [27]

Khi hàm lượng đường cao, trong quá trình nướng, chất béo sẽ kết hợp với dịch syrup và ngăn cản nó trở thành một khối cứng trong suốt khi nguội Nghiên cứu về sự hình thành cấu trúc lỗ hổng của bánh mì trong quá trình nướng cho thấy chất béo có khuynh hướng kìm hãm sự lan truyền của khí qua các thành tế bào trong suốt giai đoạn tới hạn của quá trình nướng ở giai đoạn nhiệt độ khoảng 38 – 58oC khi bột nhào trở nên mềm hơn và trước khi các hạt tinh bột từ mạng gluten hấp thu nước và trương nở làm cho mạng gluten trở nên dai và chắc hơn Sự ổn định này của các bọt khí tạo nên một cấu trúc tốt hơn Nhiều nghiên cứu gần đây của Brooker cho thấy trong quá trình làm bột nhào, các tinh thể béo ở dạng bán rắn sẽ tách khỏi pha lỏng và bị bao bọc trong màng protein Màng protein này cho phép một số lượng lớn các tinh thể này gắn kết với các bọt khí Trong quá trình nướng các tinh thể béo tan chảy và màng protein gắn chặt trong bề mặt của các bọt khí như thể chúng giãn ra vì vậy làm bền bọt hơn Brooker tin rằng những tinh thể nhỏ hơn sẽ có ảnh hưởng lớn hơn đến thuộc tính cơ học trong quá trình nướng Điều này

giải thích lý do tại sao bột nhào làm từ chất béo dạng bán rắn tạo cấu trúc tốt hơn

so với chất béo dạng lỏng khi nướng [6]

Đường là một thành phần quan trọng của bánh biscuit xốp (short-dough) Nó góp phần tạo nên cấu trúc, hương, vị ngọt và màu sắc cho bánh biscuit Số lượng, kích thước hạt và loại đường sử dụng có ảnh hưởng lên chất lượng của bánh biscuit Hàm lượng đường tan vào dung dịch tùy thuộc vào kích thước hạt đường, ảnh hưởng lên độ nở của bánh biscuit và thuộc tính cơ học của bột nhào Đường được coi là một tác nhân hạn chế sự hình thành mạng gluten do nó cạnh tranh nước mà

lẽ ra sẽ đựơc hấp thu bởi gluten [26]

Đường trong bột nhào bánh biscuit tan hoàn toàn hoặc tan một phần còn tùy vào lượng nước có trong bột nhào và sau đó kết tinh lại hoặc tạo thành dạng tinh thể vô định hình sau khi nướng Chính vì vậy đường có ảnh hưởng mạnh mẽ lên cấu trúc của bánh biscuit Nếu hàm lượng đường saccharose trong bánh cao thì bánh cứng Kích thước của tinh thể đường cũng như tỉ lệ hòa tan của chúng khi bột nhào được làm nóng lên trong lò nướng ảnh hưởng đến độ nở của bột nhào xốp (short dough) khi nướng và ảnh hưởng đến hình dạng, độ giòn của bánh thành phẩm Khi đường tan nó hòa vào pha lỏng của bột nhào đến một lúc nào đó dung dịch đường sẽ bão hòa, lượng đường làm giảm lượng nước cần trong bột nhào Đường làm thay đổi điểm hồ hóa tinh bột lên nhiệt độ cao hơn, điều này làm cho bột nhào có nhiều thời gian để nở hơn trong lò nướng Đường được coi như là một chất chống oxy hóa trong bánh biscuit và nó góp phần tăng thời gian bảo quản của

bánh bằng việc làm chậm quá trình ôi hóa chất béo [6, 20]

Khi hàm lượng đường và béo cao làm giảm lượng nước dùng trong quá trình tạo bột nhào, nên protein không được hydrad hóa toàn bộ, dẫn đến hàm lượng gluten ướt trong bánh cookie thấp hơn bánh cracker Cấu trúc của bánh cracker là mạng gluten liên tục, bao lấy phần tinh bột bên trong Trong khi cấu trúc bánh cookie là hỗn hợp những phần tử protein và tinh bột Thành gluten của bánh cracker mỏng và chất béo tồn tại trong những thể cầu nhỏ, trong khi thành gluten của cookie dày hơn vàchất béo tồn tại trong những thể cầu lớn hoặc tạo thành dạng khối Điều này dẫn đến sự khác nhau về cấu trúc khi ăn của 2 loại bánh: cracker

giòn và dễ vỡ, cookie xốp [6].

1.2.4.2 Aûnh hưởng của độ ẩm lên cấu trúc bánh biscuit

Cấu trúc của những loại bánh biscuit thương mại có thể khác nhau thậm chí trong cùng một cái bánh Điều này xảy ra chủ yếu là do sự phân bố ẩm không đồng đều trong sản phẩm, điều này là không thể tránh khỏi trong quá trình nướng thông thường Do đó, có thể nói độ ẩm của bánh biscuit là một yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của bánh Quy định nghiêm ngặt về hàm ẩm là rất quan trọng vì hàm ẩm ảnh hưởng đến tính ổn định và thời gian bảo quản của sản phẩm Ngoài ra, những tính chất cảm quan như độ giòn có thể bị ảnh hưởng ngược lại khi hàm ẩm của bánh tăng lên Việc bao gói thì rất quan trọng để bảo quản những sản phẩm này trong một môi trường khô, nhưng thường bao bì vẫn không thể đảm bảo hoàn toàn điều đó Tuy nhiên, những thực phẩm bán lẻ hoặc bảo quản tại gia đình, độ ẩm của không khí xung quanh thường cao, ảnh hưởng đến chất lượng của bánh biscuit Việc bảo quản dưới điều kiện độ ẩm xung quanh cao làm tăng nhanh và sinh ra ứng suất Nội ứng suất này có thể gây ra sự gãy vỡ có thể nhìn thấy hoặc không nhìn thấy ở bánh biscuit Những bánh biscuit thương mại thường có chất lượng dao động bởi vì sự không đồng bộ về điều kiện nướng hoặc thêm cả điều

kiện bảo quản và quá trình mua bán [21]

Bánh semi-sweet có khuynh hướng có vết nứt nhỏ sau một vài giờ sau khi nướng Hiện tượng này đã trở thành một dấu hiệu để kiểm tra Nguyên nhân chính của hiện tượng này là sự chênh lệch ẩm trong bánh mới nướng Ở tâm và những phần dày hơn của bánh biscuit chắc chắn có nhiều ẩm hơn những phần rìa (mép) do kết quả của quá trình bay hơi khi nướng Trong suốt quá trình làm nguội và bảo quản sau đó ẩm sẽ khuếch tán từ nơi có độ ẩm cao (tâm) đến phần có độ ẩm thấp (mép), hoặc phần có ẩm thấp có thể hút ẩm từ môi trường xung quanh Sự di chuyển ẩm mở rộng ra phần mép của bánh biscuit và thu hẹp ở tâm gây ra một ứng suất tích tụ ở bánh biscuit Khi những ứng suất này vượt quá một giá trị tới hạn, sự gãy vỡ sẽ xảy ra trên bánh Người tiêu dùng thường tin rằng bánh bị vỡ trong quá trình phân phối, nhưng điều đó không phải luôn luôn đúng, cấu trúc yếu vốn có của bánh biscuit theo dõi trong quá trình kiểm tra dẫn đến điều không thể tránh khỏi là

nguyên liệu sẽ bị vỡ dưới tác động một lực nhỏ [28, 29]

Theo nghiên cứu của Mandala, hai loại bánh semi-sweet trên thị trường là Marie và Petit Beurre đã được sử dụng để nghiên cứu ảnh hưởng của việc bảo quản dưới những môi trường có độ ẩm khác nhau lên cấu trúc của bánh ở các vị trí khác nhau Kết quả cho thấy, có một tương quan giữa độ ẩm lên lực phá vỡ bánh,

khi độ ẩm tăng, lực phá vỡ bánh giảm Và có sự khác nhau về lực phá vỡ bánh ở tâm và phần mép bánh đối với cả hai loại bánh, sự khác nhau này có ý nghĩa đối

với bánh Petit Beurre (hình 1.3) [21].

Hình 1.3 Đồ thị biểu diễn mối tương quan giữa độ ẩm và độ cứng của bánh đối với

bánh Marie và bánh Petit Beurre (đường liền: ở vị trí mép bánh, đường đứt nét: vị

trí tâm bánh) a - Maire, b - Petit Beurre [21]

NGUYÊN LIỆU VÀPHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU

2.2.1Sơ đồ nghiên cứu

Hình 2.4 : Sơ đồ trình tự thực hiện nghiên cứu

2.2.2Phương pháp xác định thành phần nguyên liệu2.2.2.1 Xác định kích thước, khối lượng bánh

Dùng thước kẹp để xác định kích thước của bánh, khi đo từng cái bánh lấy ở 3 vị trí khác nhau, lấy trung bình cho từng cái bánh Mỗi loại bánh lặp 5 lần.

Dùng cân 2 số lẻ để xác định khối lượng bánh, thí nghiệm lặp trên 5 mẫu.

2.2.2.2 Phương pháp xác định độ ẩm

 Thiết bị

Sử dụng máy đo độ ẩm hồng ngoại Scaltec SMO 01 Nguyên tắc hoạt động của máy đo độ ẩm nói chung dựa trên 3 bộ phận chính: nguồn nhiệt để sấy và tách ẩm, cân phân tích để xác định khối lượng hiện thời, bộ phận xử lý số liệu và điều khiển Kết quả thu được hiển thị trên máy là hàm lượng ẩm có trong mẫu nguyên liệu

Độ ẩm, đường tổng, protein thô, lipid tổng Vật lý

Hóa học Bảo quản ở các

môi trường cân bằng ẩm khác

nhau

Xác định độ ẩm Cân bằng ẩm

Xác định độ cứng của bánh bằng hai phương pháp

Phân tích cảm quan Phân tích bằng thiết bị

Sấy khô dĩa nhôm, khởi động máy và cho dĩa nhôm vào.

Mẫu bánh được nghiền nát, trộn đều, lấy khoảng 1 g cho vào dĩa nhôm Bật máy đo, cho đến khi máy hiển thị kết quả.

Tiến hành lặp 3 lần.

2.2.2.3 Phương pháp định lượng đường tổng

Đường tổng bao gồm các loại gluxit hòa tan trích ly được trong nước, tức gồm cả đường khử và đường không khử

 Nguyên tắc định lượng đường tổng

Tiến hành thủy phân toàn bộ đường có trong mẫu thành đường khử và tiến hành định lượng đường khử bằng phương pháp chuẩn độ oxy hóa khử với ferrycyanure.

 Nguyên tắc định lượng đường khử

Khi cho ferrycyanure K3Fe(CN)6 phản ứng với đường khử, sản phẩm thu được là ferrocyanure NaK3Fe(CN)6 Dựa vào phản ứng này ta có thể suy ra lượng đường khử có mặt trong dung dịch cần xác định Việc chuẩn độ được tiến hành trong môi trường kiềm NaOH, khi đun nóng với chỉ thị xanh metylen (methylen blue dạng oxy hóa có màu xanh, dạng khử không màu)

Phương trình phản ứng

CH2OH-(CHOH)4-CHO + K3Fe(CN)6 + 2NaOH CH2OH -(CHOH)4-COOHNa + NaK3Fe(CN)6 + H2O  Tiến hành

Xử lý mẫu định lượng đường khử: nguyên liệu chứa nhiều tinh bột

Lấy ba mẫu bánh khác nhau, nghiền nát, trộn đều, cân 2 g mẫu, trích ly đường bằng 80 mL rượu 70÷80oC Đun cách thủy hỗn hợp trong bình có lắp ống sinh hàn không khí trong thời gian 1 giờ Trong trường hợp này không cần kết tủa protein vì lượng protein chuyển vào trong dung dịch không đáng kể Chuẩn bị 3 mẫu lặp 3 lần

Thủy phân dung dịch mẫu sau khi trích ly

Dung dịch mẫu ở trên sau khi trích ly xong, tiến hành lọc và rửa bã, sau đó định mức lên 100 mL

Lấy vào bình định mức 100 mL chính xác 50 mL dung dịch mẫu chứa đường khử ở trên Thêm 20 mL dung dịch HCl 5%, đun cách thủy hỗn hợp trong 45 phút.

Làm nguội nhanh, trung hòa hỗn hợp bằng dung dịch NaOH, với chỉ thị methyl red (đỏ – vàng)

Định mức lên 100 mL.

Chuẩn độ đường khử:

Dung dịch mẫu chứa đường tổng, sau khi thủy phân xong cho vào burette Cho vào erlen 10 mL dung dịch K3Fe(CN)6 1% và 2,5 mL dung dịch NaOH 2,5N Đun sôi và chuẩn độ ngay trên bếp bằng dung dịch đường tổng từ burette, cho từng giọt một, lắc mạnh.

Dung dịch ban đầu có màu vàng chanh của ferrycyanure Điểm dừng chuẩn độ xác định khi màu vàng chanh biến mất, dung dịch trong suốt không màu trong khoảng 30 giây rồi chuyển sang màu vàng rơm rất nhạt của ferocyanure

Kết quả lần chuẩn độ đầu tiên có giá trị tham khảo cho lần chuẩn độ thứ hai Kết quả tính toán sử dụng từ lần chuẩn độ thứ hai trở đi Tiến hành chuẩn độ 4 lần.

Thí nghiệm tương tự đối với dung dịch đường chuẩn là dung dịch glucoza 0,5% Ở thí nghiệm này cũng tiến hành lặp 4 lần.

Tính hàm lượng đường tổng theo công thức:

Xt: hàm lượng đường tổng (%)

Vg: thể tích dung dịch glucoza 0,5% cho chuẩn độ, mL Vt: thể tích dung dịch đường tổng cho chuẩn độ, mL

V1: thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường khử, mL V2: thể tích bình định mức của dung dịch xác định đường tổng, mL m: lượng mẫu cân thí nghiệm, g

2.2.2.4 Phương pháp định lượng protein thô

Định lượng protein thô bằng phương pháp Micro – Kjeldahl  Nguyên tắc:

Khi đốt nóng phẩm vật đem phân tích với H2SO4 đậm đặc, các hợp chất hữu cơ bị oxy hoá Carbon và hydro tạo thành CO2 và H2O Còn nitơ, sau khi được giải phóng ra dưới dạng NH3 kết hợp với H2SO4 tạo thành (NH4)2SO4 tan trong dung dịch Đuổi NH3 ra khỏi dung dịch bằng NaOH đồng thời cất và thu NH3 bằng một lượng dư H2SO4 0,1N Định phân lượng H2SO4 0,1N còn lại bằng dung dịch NaOH 0,1N chuẩn, qua đó tính được lượng nitơ có trong mẫu nguyên liệu thí nghiệm  Cách tiến hành:

Vô cơ hoá mẫu: tiến hành trong tủ hotte.

Lấy 3 mẫu bánh nghiền nát, trộn đều, cân 0,5g cho vào bình Kjeldahl (cân ba lần mẫu cho thí nghiệm lặp) Thêm vào từ từ 10 mL H2SO4 đậm đặc (tỷ trọng 1,84) Để tăng nhanh quá trình vô cơ hoá (đốt cháy) cần phải cho thêm chất xúc tác là acid perchloric HClO4, giải phóng oxy cho phản ứng oxy hoá

Sau khi thêm các chất xúc tác, đun nhẹ hỗn hợp tránh sôi trào, chỉ đun mạnh khi hỗn hợp đã hoàn toàn chuyển sang dịch lỏng Đun cho tới khi dung dịch trong bình hoàn toàn trắng.

Cất đạm: tiến hành trong máy cất đạm bán tự động Gerhardt của Đức.

Chuyển toàn bộ dung dịch mẫu sau khi đã vô cơ hoá xong ở bình Kjeldahl vào bình định mức 100 mL, thêm nước cất cho đến vạch định mức Lúc này nhiệt toả ra rất mạnh làm nước bay hơi một phần Làm nguội và điều chỉnh lại mức nước để tránh sai số, sau đó đổ ra erlen để lắc trộn dung dịch mẫu đồng đều.

Lấy vào erlen 10 mL dung dịch H2SO4 0,1N, lắp vào máy Chú ý nhúng ngập nước vào dịch lỏng.

Lấy vào ống phản ứng 10 mL dung dịch thí nghiệm từ bình định mức Lắp vào hệ thống, chú ý không lắp chệch, khí sẽ thoát ra ngoài mất mẫu.

Định phân:

Lấy erlen ra khỏi máy sau khi đã tráng nước cất để lấy hết mẫu bám trên ống Cho 10 giọt phenolphthalein vào bình, và định phân bằng NaOH 0,1N

Thí nghiệm cất đạm, định phân lặp lại 3 lần cho mỗi mẫu.

Xác định hệ số hiệu chỉnh K:

Lấy 10mL H2SO4 0,1N vào erlen, định phân bằng NaOH 0,1N Tính nồng độ thực tế của NaOH đem định phân.

K là tỷ số giữa nồng độ thực tế và nồng độ tính toán của NaOH.

N: hàm lượng nitơ tính bằng phần trăm khối lượng a: số mL dung dịch chuẩn H2SO4 đem hấp thụ NH3

b: số mL NaOH 0,1N tiêu tốn cho chuẩn độ m: khối lượng mẫu đem vô cơ hoá, g

V: tổng thể tích định mức dung dịch vô cơ hoá (100mL) v: thể tích dung dịch vô cơ hoá dùng chưng cất (10mL) 0,0014: lượng gam nitơ ứng với 1mL H2SO4 0,1N K: hệ số hiệu chỉnh nồng độ NaOH 0,1N

Tính hàm lượng protein thô

Nitơ trong vật liệu sinh học chủ yếu là nitơ protein, ngoài ra còn có một lượng nhỏ nitơ trong các thành phần khác gọi là nitơ phi protein.

Nitơ tổng = Nitơ protein + Nitơ phi protein.

Trong các nguyên vật liệu sinh học, do hàm lượng nitơ phi protein nhỏ và việc tách riêng rất phức tạp nên theo qui ước người ta tính hàm lượng protein theo nitơ

tổng và gọi là protein thô hay protein tổng Công thức tính hàm lượng phần trăm protein thô là:

Protein (%) = Nitơ (%) x 6,25

2.2.2.5 Phương pháp định lượng lipid tổng

Định lượng lipit tổng theo phương pháp Soxhlet  Nguyên tắc

Dùng dung môi kị nước trích ly hoàn toàn lipit từ nguyên liệu đã được nghiền nhỏ Một số thành phần hòa tan trong chất béo cũng được trích ly theo bao gồm sắc tố, các vitamin, tan trong chất béo, các chất mùi…tuy nhiên hàm lượng của chúng thấp Do có lẫn tạp chất, phần trích ly được gọi là lipit tổng hoặc dầu thô.

Hàm lượng lipit tổng có thể tính bằng các cân trực tiếp lượng dầu sau khi chưng cất loại sạch dung môi hoặc tính gián tiếp từ khối lượng bã còn lại Ưu điểm của cách tính gián tiếp là có thể đồng thời trích ly nhiều mẫu trong cùng một trụ chiết.

 Tiến hành trích ly lipit

Sấy khô nguyên liệu đến khối lượng không đổi Cân chính xác 5g nguyên liệu đã được nghiền nhỏ, cho vào bao giấy đã được sấy khô và biết khối lượng Chú ý gói mẫu phải có bề rộng nhỏ hơn đường kính ống trụ và chiều dài ngắn hơn chiều cao ống chảy tràn Dùng bút chì viết lên bao giấy khối lượng bì và mẫu Đặt bao giấy vào trụ chiết Lắp trụ chiết vào bình cầu và lắp ống sinh hàn Qua đầu ống sinh hàn, dùng phễu cho dung môi diethyl ether vào trụ chiết sao cho một lượng dung môi đã chảy xuống bình cầu và một lượng trên phễu chiết còn đủ ngập mẫu Dùng bông làm nút đầu ống sinh hàn Mở nước lạnh vào ống sinh hàn Mở công tắc đèn và bắt đầu trích ly lipit, điều chỉnh nhiệt độ sao cho chu kỳ hoàn lưu của dung môi đạt từ 5 - 8 lần trong một giờ Chiết trong 8 - 12 giờ cho đến khi trích ly hoàn toàn chất béo Thử bằng cách lấy vài giọt diethyl ether ở cuối ống xiphông nhỏ lên giấy lọc, dung môi bay hơi không để lại vết dầu loang thì kết thúc.

Cho dung môi chảy xuống hết bình cầu Lấy bao giấy ra, đặt dưới tủ hotte cho bay hơi hết ether ở nhiệt độ thường rồi cho vào tủ sấy, sấy ở 100 -105oC trong 1,5 giờ Để nguội trong bình hút ẩm, cân xác định khối lượng.

- M1: khối lượng bao giấy và mẫu ban đầu, g

- M2: khối lượng bao giấy và mẫu sau khi trích ly lipit và sấy khô, g - m: khối lượng mẫu ban đầu, g

2.2.3Phương pháp thay đổi độ ẩm của bánh

Để có được các mẫu bánh có độ ẩm khác nhau, các mẫu bánh được đặt trong các bình nhựa kín được điều chỉnh áp suất cân bằng ẩm bằng các dung dịch muối bão hòa (hình 2.4) Sử dụng 7 dung dịch muối bão hòa khác nhau với các độ ẩm tạo thành khác nhau (bảng 2.1) Các bình này được để ở nhiệt độ môi trường xung quanh

Bảng 2.1 Độ ẩm do các dung dịch muối bão

hòa tạo thành ở 25oC theo lý thuyết [16]

Loại dung dịchmuối bão hòa

Độ ẩm môi trường

Hình 2.5 Các bình đựng bánh để điều chỉnh độ ẩm

2.2.4Phương pháp đánh giá cảm quan xác định độ cứng của bánh2.2.4.1 Điều kiện chung để tiến hành một thí nghiệm đánh giá cảm quan

 Điều kiện phòng thí nghiệm cảm quan (PTNCQ)

Thí nghiệm được tiến hành tại PTNCQ trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Phòng thí nghiệm này đảm bảo được các yêu cầu của một phòng đánh giá cảm quan tiêu chuẩn như: thoáng mát, sạch, không có mùi lạ và không bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn Một trong những yêu cầu quan trọng trong đánh giá cảm quan là người thử phải được yên tĩnh và làm việc độc lập Để đảm bảo yêu cầu này, PTNCQ có thiết kế các ngăn riêng biệt cho mỗi người thử, có thiết kế hệ thống đèn riêng ở mỗi ngăn để đảm bảo ánh sáng tốt nhất cho người thử, nhiệt độ phòng 20  25oC.

 Người thử cảm quan

- Người thử cần đạt một số yêu cầu sau: - Không có bệnh tật về giác quan.

- Trước khi thử nếm 30 phút, người thử không ăn uống và hút thuốc - Không dùng mỹ phẩm, nước hoa, xà phòng thơm.

- Nếu bị mệt, cảm cúm thì không tham gia buổi thử  Yêu cầu trong thời gian đánh giá cảm quan

- Không nói chuyện ồn ào trong phòng, - Tập trung làm thí nghiệm

- Tuyệt đối không trao đổi, trò chuyện trong khi đánh giá.