ảnh hưởng của quá trình chế biến và bảo quản đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím nhật

LỜI CẢM TẠ Trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp đại học với đề tài “Ảnh hưởng của quá trình chế biến và bảo quản đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NGUYỄN THỊ THANH THÚY

ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN VÀ BẢO QUẢN ĐẾN MÀU SẮC, HÀM LƯỢNG ANTHOCYANIN VÀ TÍNH CHẤT CỦA BỘT

KHOAI LANG TÍM NHẬT

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

Mssv: 2111654 Lớp: CB1108A1

Cần Thơ, 2014

TRANG DUYỆT LUẬN VĂN

Luận văn đính kèm theo đây với tựa đề “Ảnh hưởng của quá trình chế biến và bảo quản đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật”

do sinh viên Nguyễn Thị Thanh Thúy thực hiện với sự hướng dẫn của TS Nhan Minh Trí Luận văn đã báo cáo và được hội đồng chấm luận văn thông qua

Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện Giáo viên phản biện

Ts Nhan Minh Trí

Cần Thơ, ngày…….tháng…….năm……

Chủ tịch hội đồng

(Ký tên)

LỜI CẢM TẠ

Trong quá trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn tốt nghiệp đại học với đề tài

“Ảnh hưởng của quá trình chế biến và bảo quản đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin

và tính chất của bột khoai lang tím Nhật” em đã gặp không ít khó khăn nhưng bên cạnh

đó, em cũng đã nhận được rất nhiều sự hướng dẫn, giúp đỡ và hỗ trợ của các quý Thầy

cô, anh chị và các bạn

Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc:

Đầu tiên, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến thầy Nhan Minh Trí, người Thầy

đã tận tình giảng dạy các môn học chuyên ngành và đã hựớng dẫn, giúp đỡ rất nhiều trong quá trình em thực hiện luận văn Sự nhiệt tình quan tâm và hướng dẫn của Thầy

là một trong những động lực lớn nhất để em có thể hoàn thành đề tài này tốt hơn

Đồng thời em cũng xin gửi lời cảm ơn các quý Thầy cô trong Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã cung cấp những kiến thức quý báu cho em khi học tập tại trựờng cùng các anh chị và các bạn trong lớp Công Nghệ Thực Phẩm Khoá 37 đã nhiệt tình giúp đỡ

em trong suốt thời gian vừa qua

Do thời gian thực hiện đề tài có giới hạn và kiến thức của em cũng còn hạn chế nên bài báo cáo sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Em xin đón nhận những ý kiến, đóng góp của quý Thầy cô và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan tất cả số liệu và kết quả được trình bày trong bài báo cáo là kết quả nghiên cứu của bản thân cùng giáo viên hướng dẫn

TÓM TẮT

Khoai lang tím Nhật được ưa thích vì màu tím tự nhiên đẹp chứa hàm lượng anthocyanin cao có lợi cho sức khỏe con người Có thể tận dụng củ khoai lang tím Nhật giá rẻ do gãy, vỡ hoặc kích cở và hình dáng không đạt yêu cầu để chế biến thành bột Bột khoai lang tím Nhật có thể bảo quản lâu hơn, ít chiếm diện tích tồn trữ, dễ dàng vận chuyển và có thể vẫn giữ được màu tím cũng như hàm lượng anthocyanin cao Vì vậy đề tài “Ảnh hưởng của quá trình chế biến và bảo quản đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật” được thực hiện nhằm nâng cao giá trị sử dụng khoai lang tím và chế biến thành bột khoai lang tím có chất lượng cao: màu sắc tím, hàm lượng anthocyanin cao và giữ được các tính chất cơ bản của bột (độ trương nở, độ nhớt, độ bền gel, độ cứng gel) Kết quả nghiên cứu cho thấy: lát khoai lang tím Nhật nên được chần ở nhiệt độ 100oC trong 4 phút và sấy ở 60oC thì bột khoai lang tím Nhật có màu tím sáng, hàm lượng anthocyanin cao và giữ được các tính chất (độ trương nở, độ nhớt, độ bền gel, độ cứng gel) của bột Hơn nữa, có thể sử dụng mô hình Lewis để phỏng đoán sự biến đổi độ ẩm hoặc mô hình động học bậc nhất

để phỏng đoán sự phân hủy anthocyanin trong quá trình sấy lát khoai lang tím Nhật Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy có một số hệ số tương quan cao giữa các tính chất hóa lý của bột khoai lang tím Nhật

MỤC LỤC

TRANG DUYỆT LUẬN VĂN i

LỜI CẢM TẠ ii

LỜI CAM ĐOAN iii

TÓM TẮT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH BẢNG viii

DANH SÁCH HÌNH x

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Giới thiệu về khoai lang 3

2.1.1 Nguồn gốc, phân loại, phân bố và sản lượng 3

2.1.2 Đặc điểm sinh thái 3

2.1.3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng 4

2.1.4 Giới thiệu một số công nghệ chế biến khoai lang 4

2.2 Tinh bột và một số tính chất của tinh bột 5

2.2.1 Cấu tạo và hình dạng của tinh bột 5

2.2.2 Tính chất của tinh bột 6

2.3 Giới thiệu về sắc tố anthocyanin 8

2.3.1 Cấu tạo của anthocyanin 8

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến anthocyanin 8

2.4 Sự hóa nâu trong thực phẩm 10

2.4.1 Hoá nâu do enzyme 10

2.4.2 Các phương pháp ức chế sự hóa nâu do enzyme 12

2.4.3 Một số kết quả nghiên cứu về enzyme polyphenol oxydase và sự hóa nâu ở khoai lang 13

2.5 Giới thiệu về quá trình chần 13

2.6 Giới thiệu về quá trình sấy 14

2.6.1 Khái niệm 14

2.6.2 Phương pháp sấy 14

2.6.3 Các giai đoạn của quá trình sấy 15

2.6.4 Giới thiệu về mô hình Lewis 15

2.6.5 Phản ứng tạo màu trong quá trình sấy 16

2.7 Động học phản ứng bậc nhất trong quá trình gia nhiệt 17

2.8 Tọa độ màu theo mô hình CIE lab 17

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 19

3.1 Phương tiện nghiên cứu 19

3.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 19

3.1.2 Nguyên liệu 19

3.1.3 Dụng cụ, thiết bị 19

3.1.4 Hóa chất sử dụng 19

3.2 Phương pháp nghiên cứu 20

3.2.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu 20

3.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 20

3.2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát 21

3.3 Bố trí thí nghiệm 23

3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 23

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 25

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát các biến đổi màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 27

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Hàm lượng nước và anthocyanin trong nguyên liệu 29

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 30

4.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự vô hoạt enzyme peroxydase, độ ẩm, hàm lượng anthocyanin và màu sắc (L*, a*, b*, Ho

) của lát

khoai lang tím Nhật 30

4.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự thay đổi hàm lượng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b*, góc màu Ho) và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 42

4.2.3 Kết luận của thí nghiệm 1 54

4.3 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến sự thay đổi màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 54

4.3.1 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến sự thay đổi của độ ẩm, hàm lượng anthocyanin, màu sắc L*, a*, b* và góc màu Ho trong lát khoai lang tím Nhật 54

4.3.2 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng anthocyanin, màu sắc và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 61

4.3.3 Kết luận của thí nghiệm 2 64

4.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát các biến đổi màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 64

4.4.1 Các biến đổi hàm lượng anthocyanin của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 64

4.4.2 Các biến đổi giá trị màu sắc L*, a*, b* của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 65

4.4.3 Các biến đổi tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 66

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 67

5.1 Kết luận 67

5.2 Đề nghị 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 PHỤ LỤC I

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.2 Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột 7Bảng 2.3 Các loại anthocyanidin phổ biến nhất trong thực phẩm 8Bảng 3.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cơ bản 20Bảng 4.1 Hàm lượng ẩm (% căn bản ướt) và hàm lượng anthocyanin (% căn bản khô) trong nguyên liệu khoai lang tím Nhật 29Bảng 4.2 Trung bình bình phương độ ẩm, hàm lượng anthocyanin và màu sắc (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai lang tím Nhật theo nhiệt độ và thời gian chần 30Bảng 4.3 Phần trăm ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự thay đổi độ ẩm, hàm lượng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho) của lát khoai lang tím Nhật 31Bảng 4.4 Trung bình biến đổi độ ẩm, hàm lượng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho

) của lát khoai lang tím Nhật ở các nhiệt độ và thời gian chần khác nhau 32Bảng 4.5 Sự ảnh hưởng của quá trình chần đến mức độ vô hoạt enzyme peroxydase trên bề mặt lát khoai lang tím Nhật 33Bảng 4.6 Hệ số tương quan (r) giữa các nhân tố và chỉ tiêu của lát khoai lang tím Nhật 41Bảng 4.7 Trung bình bình phương hàm lượng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b*, góc màu Ho) và tính chất hóa lý của bột khoai lang tím Nhật thay đổi theo nhiệt độ và thời gian chần 43Bảng 4.8 Phần trăm ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần sự thay đổi hàm lượng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b*, góc màu Ho) và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 43Bảng 4.9 Hàm lượng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b*, góc màu Ho) và tính chất của bột khoai lang được chế biến từ lát khoai đã chần ở nhiệt độ và thời gian khác nhau 44Bảng 4.10 Hệ số tương quan (r) giữa các nhân tố và chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật 53

Bảng 4.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hằng số tốc độ sấy K trong quá trình sấy

khoai lang tím Nhật tính toán theo mô hình Lewis 55Bảng 4.12 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hằng số tốc độ phân hủy anthocyanin k trong quá trình sấy khoai lang tím Nhật tính toán theo mô hình phản ứng bậc nhất 58Bảng 4.13 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng anthocyanin của bột khoai lang tím Nhật 61Bảng 4.14 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc L*, a*, b* và góc màu Ho của bột khoai lang tím Nhật 62

Bảng 4.15 Các biến đổi hàm lượng anthocyanin của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 64

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1 Khoai lang tím Nhật 4

Hình 2.2 Cấu tạo phân tử một đoạn amylose 6

Hình 2.3 Cấu tạo phân tử một đoạn amylopectin 6

Hình 3.1 Qui trình chế biến bột khoai lang tím Nhật 21

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 24

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật 26

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát các biến đổi màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 28

Hình 4.1 Hình ảnh của lát khoai lang sau khi chần và thử hoạt tính enzyme peroxydase bằng guaiacol và H2O2 34

Hình 4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến độ ẩm (% căn bản ướt) của lát khoai lang tím Nhật 35

Hình 4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng anthocyanin (% căn bản khô) trong lát khoai lang tím Nhật 36

Hình 4.4 Giá trị L* của lát khoai lang tím Nhật sau khi chần ở nhiệt độ và thời gian khác nhau 37

Hình 4.5 Giá trị a* của lát khoai lang tím Nhật sau khi chần ở nhiệt độ và thời gian khác nhau 38

Hình 4.6 Giá trị b* của lát khoai lang tím Nhật sau khi chần ở nhiệt độ và thời gian khác nhau 38

Hình 4.7 Lát khoai lang tím Nhật sau khi chần ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau 40 Hình 4.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng anthocyanin (% căn bản khô) của bột khoai lang tím Nhật 45

Hình 4.9 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến giá trị màu sắc L* của bột khoai lang tím Nhật 46

Hình 4.10 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến giá trị màu sắc a* của bột khoai lang tím Nhật 47

Hình 4.11 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến giá trị màu sắc b* của bột khoai lang tím Nhật 47

Hình 4.12 Hình ảnh các mẫu bột khoai lang tím Nhật có qua chần ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau 48

Hình 4.13 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến trương nở (% căn bản khô) của bột khoai lang tím Nhật 49

Hình 4.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến độ nhớt (cP) của bột khoai lang tím Nhật 50Hình 4.15 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến độ bền gel (mm) của bột khoai lang tím Nhật 51Hình 4.16 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến độ cứng gel (g/cm2

) của gel bột khoai lang tím Nhật 52Hình 4.17 Biến đổi độ ẩm (% căn bản khô) của lát khoai lang tím Nhật theo nhiệt độ (oC) và thời gian sấy (giờ) theo mô hình Lewis 55Hình 4.18 Động học phân hủy anthocyanin trong quá trình sấy lát khoai lang tím Nhật theo mô hình phương trình bậc nhất 57Hình 4.19 Sự thay đổi giá trị L* của lát khoai lang tím Nhật theo thời gian sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 59Hình 4.20 Sự thay đổi giá trị a* (A) và b* (B) của lát khoai lang tím Nhật theo thời gian sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 60Hình 4.21 Sự thay đổi giá trị Ho

của lát khoai lang tím Nhật theo thời gian sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 60Hình 4.22 Sự ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ trương nở (A), độ nhớt (B), độ bền gel (C) và độ cứng gel (D) của bột khoai lang tím Nhật 63Hình 4.22 cho thấy độ trương nở (A), độ nhớt (B) và độ cứng gel (D) của bột khoai lang tím Nhật tăng giảm khi tăng nhiệt độ sấy trong khi độ bền gel (C) thì có xu hướng ngược lại Độ nhớt, độ cứng gel và độ trương nở của bột đạt giá trị cao nhất khi sấy ở

70oC và thấp nhất là ở 50oC Ngược lại, độ bền gel đạt giá trị cao nhất ở 50oC và thấp nhất ở 70oC 64Hình 4.23 Các biến đổi giá trị màu sắc L*, a*, b* của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 65Hình 4.24 Các biến đổi của độ trương nở (A), độ nhớt (B), độ bền gel (C) và độ cứng gel (D) của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản 66

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Ở nước ta khoai lang là một loại cây lương thực quan trọng được trồng phổ biến với nhiều loại khác nhau Trong đó khoai lang tím Nhật là một loại khoai được ưa thích với các thành phần có lợi cho sức khỏe và đặc biệt có hàm lượng anthocyanin cao giúp chống oxy hóa, ngăn ngừa lão hóa, giảm nguy cơ gây ung thư, chống viêm, tăng cường

hệ miễn dịch cho cơ thể và tạo màu sắc đẹp tự nhiên, tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm

Tuy nhiên, hiện nay ở nước ta lượng khoai lang tím Nhật dư thừa nhiều do giá rẻ vào thời điểm mùa vụ, hình dạng và kích thước khoai không đạt yêu cầu hoặc hư hỏng vật lý Do đó sự giảm giá trị kinh tế và hao hụt sau thu hoạch của khoai lang tím Nhật

là rất lớn

Do đó khoai lang tím Nhật có thể được chế biến thành bột nhằm nâng cao giá trị

sử dụng và tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu dồi dào này Bột khoai lang tím Nhật có thể bảo quản lâu hơn, ít chiếm diện tích tồn trữ, dễ dàng vận chuyển và có thể sử dụng với liều lượng chính xác trong công thức hơn so với nguyên liệu tươi ban đầu Đồng thời việc chế biến thành bột sẽ tận dụng gần như toàn bộ nguyên liệu tươi ban đầu như tinh bột, cellulose, protein, vitamin, chất khoáng… đặc biệt là sắc tố anthocyanin giúp tăng giá trị cảm quan cho thực phẩm và có ích đối với sức khỏe con người Màu tím độc đáo, hương vị và chất dinh dưỡng cũng như tính chất của bột khoai lang tím Nhật

là một phụ gia lý tưởng khi thêm vào súp, nước sốt, các loại thực phẩm cho trẻ em và

bánh mì (Ahmed et al., 2010)

Màu sắc là một trong những yếu tố quan trọng nhất để người tiêu dùng xem xét trước khi quyết định việc mua các sản phẩm (Marsili, 1996) Đối với bột khoai lang tím Nhật thì màu tím sáng đặc trưng và hàm lượng anthocyanin cao là hai yếu tố quan trọng đầu tiên thu hút người tiêu dùng Vì vậy việc đảm bảo được màu sắc tím sáng đặc trưng và hàm lượng anthocyanin cao và giữ được các tính chất (độ trương nở, độ nhớt,

độ bền gel, độ cứng gel) của bột khoai lang tím Nhật sau quá trình chế biến và bảo quản là vấn đề đặt ra cho ngành công nghệ thực phẩm cần phải nghiên cứu

Trong quá trình chế biến bột khoai lang tím Nhật, màu sắc và hàm lượng anthocyanin của bột bị ảnh hưởng bất lợi bởi một số enzyme nội sinh Trong đó enzyme polyphenol oxydase là enzyme phổ biến nhất xúc tác phản ứng hóa nâu và phân hủy anthocyanin tạo hợp chất màu nâu làm tối màu bột và giảm hàm lượng anthocyanin trong bột Chần là một trong những phương pháp vô hoạt các enzyme và những phản ứng bất lợi với những ưu điểm như đơn giản, dễ thực hiện, giảm vi sinh vật, tránh sử dụng hóa chất Tuy nhiên quá trình chần có thể ảnh hưởng đến một số tính chất quan trọng của bột khoai lang tím Nhật (độ trương nở, độ nhớt, độ bền gel, độ cứng gel) Bên cạnh đó, khoai lang thường được sấy khô bằng không khí nóng, điều này cho phép chế biến nhanh và qui mô lớn, mặc dù nó ảnh hưởng lớn đến đặc tính cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm cuối cùng Ngoài ra, theo thời gian bảo quản bột có thể xảy ra một số biến đổi ảnh hưởng đến chất lượng bột Vì vậy, để bột khoai

lang tím có chất lượng cao cần khảo sát quá trình chần, sấy và những biến đổi của bột theo thời gian bảo quản

Xuất phát từ cơ sở trên, đề tài “Ảnh hưởng của quá trình chế biến đến và bảo

quản đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật” được thực hiện

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: nhằm nâng cao giá trị sử dụng khoai lang tím Nhật và tìm ra các thông số thích hợp trong quá trình chế biến và bảo quản bột khoai lang tím Nhật để đảm bảo bột có màu sắc tím sáng, hàm lượng anthocyanin cao và giữ được các tính chất cơ bản của bột (độ trương nở, độ nhớt, độ bền gel, độ cứng gel)

Để thực hiện mục tiêu trên, nội dung nghiên cứu bao gồm:

- Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến hàm lượng anthocyanin, màu sắc và tính chất của bột khoai lang tím Nhật

- Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy đến hàm lượng anthocyanin, màu sắc và tính chất của bột khoai lang tím Nhật

- Thí nghiệm 3: Khảo sát các biến đổi hàm lượng anthocyanin, màu sắc và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong quá trình bảo quản

CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Giới thiệu về khoai lang

2.1.1 Nguồn gốc, phân loại, phân bố và sản lượng

2.1.1.2 Phân loại

Trên thế giới hiện có trên 7000 giống khoai, trong đó có 1944 giống cao sản Trong

673 giống khoai được canh tác nhiều nhất trên thế giới, có 25 giống cho củ màu trắng,

185 giống cho củ màu kem, 220 giống cho củ màu vàng, 143 giống cho củ màu cam và

64 giống cho củ màu tím (Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004)

Khoai lang ở Việt Nam có nhiều giống với 3 nguồn xuất xứ chính là Trung Quốc,

Mỹ và Nhật Bản, những giống có tính hàng hóa cao được trồng thành những vùng lớn như Kiên Giang, Vĩnh Long, Đắk Nông, Lâm Đồng là giống có nguồn gốc từ Nhật

2.1.1.3 Phân bố và sản lượng

Khoai lang là loại cây lương thực đứng hàng thứ năm trên thế giới và được trồng trên 100 nước trên thế giới ở châu Á (31 nước), châu Phi (39 nước) và châu Mỹ Latin (31 nước), tập trung ở những nước có thu nhập thấp Châu Á trồng khoai lang nhiều nhất (khoảng 90%), sau đó là châu Phi (khoảng 5%) và các châu lục khác khoảng 5% Nước trồng nhiều khoai lang nhất trên thế giới là Trung Quốc với sản lượng khoảng

105 triệu tấn, chiếm 80% sản lượng khoai lang trên thế giới (theo số liệu thống kê của FAO năm 2004) (Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004)

2.1.2 Đặc điểm sinh thái

Cấu tạo của củ khoai lang gồm 3 phần: vỏ, vò cùi và thịt củ

Vỏ: chiếm khoảng 1% trọng lượng củ, thành tế bào cấu tạo chủ yếu là cellulose giúp giữ nước và bảo vệ củ khỏi bị tác dụng bên ngoài

Vỏ cùi: chiếm từ 5 - 12%, gồm các tế bào thành mỏng chứa tinh bột (hàm lượng ít hơn so với trong thịt củ), nguyên sinh chất và dịch thể Trong dịch có tannin, sắc tố và enzyme

Thịt củ: gồm các tế bào nhu mô chứa tinh bột, các hợp chất khác Mủ khoai cũng có nhiều trong lớp thịt (Bùi Đức Hợi, 2007)

Dưới đây là hình ảnh về khoai lang tím Nhật:

Hình 2.1 Khoai lang tím Nhật

(Nguồn: http://www.agroviet.gov.vn/Pages/news_detail.aspx?NewsID)

2.1.3 Thành phần hóa học và giá trị dinh dƣỡng

Khoai lang chủ yếu cung cấp calo (175 calo/100g) Thành phần dinh dưỡng chính của khoai lang là đường và tinh bột Ngoài ra còn có các thành phần khác như: protein, các vitamin (vitamin C, tiền vitamin A, B1, B2, B6), các chất khoáng (K, Ca, Mg, P, Fe) góp phần quan trọng trong dinh dưỡng của con người, nhất là ở các nước nghèo, đang phát triển (Trịnh Xuân Ngọ và Đinh Thế Lộc, 2004) Trong mủ khoai còn có các polyphenol và chất màu nên rất dễ gây biến màu trong quá trình chế biến khoai (Trần Xuân Ngạch, 2007)

Trong khoai lang tím Nhật còn có anthocyanin (gồm mono hoặc diacyl dạng

cyanidin và peonidin) (Ikuo et al., 2003) được xem như là một chất màu tự nhiên hấp

dẫn và có nhiều tác dụng quý báu như: chống oxy hóa, chống ung thư, chống suy nhược thần kinh, phòng và chữa bệnh tiểu đường, chống các tia phóng xạ Anthocyanin còn được dùng để chống dị ứng, viêm loét, kháng nhiều loại vi khuẩn khó tiêu diệt, tăng chức năng chống độc của gan, ngăn ngừa sự nhiễm mỡ gan và hoại tử

mô gan, điều hòa lượng cholesterol trong máu, tránh nguy cơ tắc nghẽn xơ vữa động mạch, phục hồi trường lực tim, điều hòa nhịp tim và huyết áp, điều hòa chuyển hóa canxi, làm giảm đau do tác dụng co thắt cơ trơn Chính điều này đã làm cho khoai lang tím có một giá trị dinh dưỡng và dược liệu cao (Huỳnh Thị Kim Cúc và ctv, 2004)

2.1.4 Giới thiệu một số công nghệ chế biến khoai lang

2.1.4.1 Công nghệ sấy khoai lát

Việc bảo quản khoai tươi vẫn còn nhiều khó khăn và tốn kém nhưng chỉ bảo quản được trong thời gian ngắn Vì vậy, phương pháp kinh tế hơn và được áp dụng rộng rãi hơn là sơ chế khoai thành lát rồi phơi hoặc sấy khô Phổ biến hiện nay là sơ chế củ thành dạng lát, dạng duôi, mảnh Quá trình sơ chế thành dạng lát gồm các công đoạn sau:

Củ tươi  Ngâm  Rửa  Bóc vỏ  Thái lát  Xử lý  Phơi sấy  Thành phẩm (Nông Thế Cận và ctv, 1981)

2.1.4.2 Chế biến bột từ khoai

Khoai lang và khoai tây là hai loại củ dùng để sản xuất bột (Trần Minh Tâm, 2000) Bột khoai lang có thể thay thế bột mì khi thiếu Hàm lượng đạm của bột khoai không bằng bột mì nhưng bánh nướng đẹp như nhau Để khắc phục vấn đề chất đạm,

có thể trộn bột khoai với bột đậu nành, do đó chất dinh dưỡng chắc chắn sẽ cao hơn bột

mì (Đặng Đức Dũng, 1994) Sau đây là sơ đồ qui trình sản xuất bột mịn từ khoai: Khoai lang, khoai tây củ  Ngâm trong nước sạch  Tách tạp chất và xát vỏ  Thái nạo  Xử lý mẫu  Sấy khô  Để nguội  Nghiền mịn  Đóng gói bảo quản (Trần Minh Tâm, 2000)

2.4.1.3 Hình thức đóng gói bột

Hiện nay có hai hình thức đóng gói bột:

- Đóng gói thường

- Đóng gói chân không

2.2 Tinh bột và một số tính chất của tinh bột

2.2.1 Cấu tạo và hình dạng của tinh bột

2.2.1.1 Cấu tạo

Tinh bột (C6H10O5)n là một loại polysaccharide có khối lượng phân tử cao gồm các đơn vị glucose đựợc nối với nhau bởi các liên kết α-glucoside và cấu tạo chủ yếu từ hai

cấu tử là amylose và amylopectin

Cấu tạo bên trong của vi hạt tinh bột khá phức tạp Vi hạt tinh bột có cấu tạo lớp, trong mỗi lớp đều có lẫn lộn các amylose dạng tinh thể và amylopectin xắp xếp theo phương hướng tâm

Các mạch polysaccharide sắp xếp hướng tâm tạo ra độ tinh thể: các mạch bên của một phân tử amylopectin này nằm xen kẽ giữa các mạch bên của phân tử kia Ngoài cách sắp xếp bên trong như vậy, mỗi hạt tinh bột còn có vỏ bao phía ngoài

Phân tử amylose bao gồm một chuỗi sắp xếp song song nhau, khi ở dạng tinh thể chúng có cấu trúc xoắn ốc, mỗi vòng xoắn gồm 6 phân tử glucose Khi ở trong hạt tinh bột, trong dung dịch hoặc trạng thái bị thoái hoá, amylose thường có cấu trúc mạch giãn, khi thêm tác nhân kết tủa vào chúng mới chuyển thành dạng xoắn ốc, ở trạng thái xoắn ốc, amylose cho màu xanh với iôt Phân tử amylose có một đầu khử và một đầu không khử, trong đó đầu khử có nhóm –OH glucoside Các gốc của amylose gắn lại với nhau nhờ liên kết O - 1,4 glucoside

Hình 2.2 Cấu tạo phân tử một đoạn amylose

Amylopectin là polyme mạch nhánh, ngoài mạch chính có liên kết 1, 4 glucoside còn có nhánh liên kết với mạch chính bằng liên kết 1, 6 glucoside Cấu trúc phân tử amylopectin bao gồm một nhánh trung tâm, từ các nhánh này phát ra các nhánh phụ có chiều dài khoảng vài chục gốc glucose Phân tử lượng của amylopectin có khoảng 5.105-1.106 Amylopectin được phân bố ngoài hạt

Hình 2.3 Cấu tạo phân tử một đoạn amylopectin

2.2.1.2 Hình dạng

Hạt tinh bột của tất cả các hệ thống có dạng hình tròn, hình bầu dục hay hình đa giác

Kích thước của các hạt tinh bột khác nhau cũng ảnh hưởng đến tính chất cơ lí của tinh bột như nhiệt độ hồ hoá, khả năng hấp thụ xanh metyl Hạt nhỏ có cấu tạo chặt, hạt lớn có cấu tạo xốp Tinh bột khoai lang có hình bầu dục, kích thước hạt khoảng 5-50 nm

O OH

O OH

O OH

CH2OH

OH

O

OOH

OH

OH

CH2OHOH

OOH

OOOH

CH2OH

OH

Dưới đây là bảng cho biết nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột:

Bảng 2.2 Nhiệt độ hồ hóa của một số loại tinh bột

Tinh bột khoai lang > 65 Từ 62 – 57 oC

2.2.2.2 Sự tạo gel

Để tạo thành gel, dung dịch tinh bột phải có nồng độ đậm đặc vừa phải, phải được

hồ hóa chuyển tinh bột thành trạng thái hòa tan và sau đó được để nguội ở trạng thái yên

Khi để nguội hồ tinh bột, các phân tử sẽ tương tác với nhau, sắp xếp lại một cách trật tự để tạo thành gel tinh bột có cấu trúc mạng ba chiều

Các sản phẩm chứa nhiều tinh bột như bánh mì, bột khoai tây và các loại bột hạt chín khác, trong quá trình bảo quản có thể xảy ra hiện tượng “thoái hóa” tinh bột đã hồ

hóa dẫn tới làm khô các sản phẩm đó, chất lượng sản phẩm giảm đi (Đặng Đức Dũng, 1994)

2.3 Giới thiệu về sắc tố anthocyanin

2.3.1 Cấu tạo của anthocyanin

Anthocyanin là các dẫn xuất polyhydroxyl và methoxyl của cation flavylium Anthocyanidin là cấu trúc cơ bản của anthocyanin Anthocyanidin (aglycon hay dạng flavylium cation) gồm vòng A liên kết với nhân dị vòng C chứa oxy, vòng C liên kết C-C với vòng thơm B Khi anthocyanidin ở dạng glycoside, chúng được gọi là anthocyanin

Mỗi anthocyanidin có thể bị glycosyl hóa acylate bởi các loại đường và các acid khác tại các vị trí khác nhau Vì thế lượng anthocyanin lớn hơn anthocyanidin từ 15-20 lần Hiện nay người ta đã biết đến 22 loại anthocyanidin khác nhau nhưng trong đó chỉ

có 6 loại phổ biến nhất trong thực phẩm, chúng khác nhau là do độ hydroxyl và methoxyl hóa vòng B

Bảng 2.3 Các loại anthocyanidin phổ biến nhất trong thực phẩm

(Nguyễn Thị Thu Thủy, 2008)

Các gốc đường có thể gắn vào vị trí 3, 5, 7 nhưng thường gắn vào vị trí 3 và 5 hơn

vị trí 7 Phân tử anthocyanin gắn vào vị trí 3 gọi là monoglycoside, ở vị trí 3 và 5 gọi là diglycoside Các loại monosaccharide phổ biến nhất của anthocyanins là: glucose, galactose, arabinose, xylose

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến anthocyanin

2.3.2.1 Cấu trúc

Anthocyanin sẽ bền hơn khi gia tăng số nhóm hydroxyl vào phân tử và số nhóm hydroxyl càng nhiều thì màu anthocyanin sẽ có xu hướng chuyển từ màu hồng sang màu xanh Nhưng ngược lại, khi thay thế nhóm hydroxyl bằng nhóm methoxyl sẽ làm ngược lại khuynh hướng đổi màu của anthocyanin

Các gốc đường cũng ảnh hưởng đến độ ổn định của anthocyanin Sự ổn định màu sắc của cyanidin là cao hơn malvidin, nhưng thấp hơn của malvidin 3-glucoside Vị trí gắn vào của nhóm đường và loại đường gắn vào ảnh hưởng đến sự ổn định của các

anthocyanin (Leon et al., 1931)

2.3.2.2 pH

Màu sắc của anthocyanin luôn thay đổi phụ thuộc vào pH, các chất màu có mặt và nhiều yếu tố khác, tuy nhiên màu sắc của anthocyanin thay đổi mạnh nhất phụ thuộc vào pH môi trường Thông thường khi pH < 7 các anthocyanin có màu đỏ, khi pH > 7 thì có màu xanh Ở pH = 1 các anthocyanin thường ở dạng muối oxonium màu cam đến đỏ, ở pH = 4  5 chúng có thể chuyển về dạng bazơ cacbinol hay bazơ chalcon không màu, ở pH = 7  8 lại về dạng bazơ quinoidal anhydro màu xanh (Lê Ngọc Tú, 1994)

2.3.2.3 Nhiệt độ

Anthocyanin dễ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, nó bị phân hủy chậm ở nhiệt độ thường

và nhanh ở nhiệt độ cao (Von Elbe và Schwartz, 1996) Gia tăng nhiệt độ cũng góp phần đẩy nhanh sự suy giảm các anthocyanin monomeric (Garzon, 1998)

Các enzyme làm mất màu anthocyanin được gọi là anthocyanase Chúng có thể bị

et al., 1989) Phức chất tạo thành từ anthocyanin với chất kết hợp màu dẫn đến hiệu

ứng hyperchromic và bathochromic Hiệu ứng hyperchromic làm tăng cường độ màu trong khi bathochromic làm chuyển đổi bước sóng cực đại trong vùng ánh sáng khả kiến

2.4 Sự hóa nâu trong thực phẩm

Sự hóa nâu trong thực phẩm gồm có 2 loại:

- Sự hóa nâu do tác dụng của enzyme

- Sự hóa nâu không do tác dụng của enzyme

2.4.1 Hoá nâu do enzyme

Phản ứng hóa nâu xảy ra chủ yếu trong sản phẩm thực vật khi:

- Có chất nền thích hợp

- Có sự hiện diện của oxi

- Hệ enzyme oxy hóa, chủ yếu là polyphenol oxydase

Phản ứng hóa nâu xảy ra theo sơ đồ:

(Lê Mỹ Hồng và Bùi Hữu Thuận, 1999)

2.4.1.1 Enzyme polyphenol oxydase

Enzyme chịu trách nhiệm khởi đầu cho phản ứng hóa nâu được biết là polyphenol oxydase hay phenolase Polyphenol oxydase (EC 1.10.3.1) hay được biết đến như phenolase, phenoloxydase, monophenol oxydase, diphenol oxydase và tyrosinase được phát hiện đầu tiên ở nấm bởi Schoenbein năm 1856, là một metalloprotein có chứa nguyên tử đồng và thuộc nhóm enzyme oxy hóa khử, xúc tác phản ứng oxy hóa hợp chất phenolic với sự hiện diện của oxy tạo sản phẩm quinone, hình thành màu nâu trong trái cây và rau củ bị tổn thương nên polyphenol oxydase được gọi là enzyme hóa nâu (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2008)

Polyphenol oxydase tồn tại chủ yếu ở 2 dạng: monophenol oxydase hoặc diphenol oxydase Diphenol oxydase là trạng thái hoạt động phổ biến nhất của enzyme polyphenol oxydase (Phạm Thị Ngọc Yến, 2013)

2.4.1.2 Cơ chất của polyphenol oxydase

Cơ chất của enzyme polyphenol oxydase là các hợp chất phenol Phenol là hợp chất có vòng thơm có nhóm hydroxyl gắn trực tiếp vào vòng benzene hay vòng bezonoid

Trong đó, o-diphenol được xem là cơ chất dễ bị tấn công nhất và có cấu trúc hóa học thích hợp nhất cho hoạt động của enzyme phenolase Trái với o-diphenol, m-diphenol không là cơ chất thích hợp của phenolase, và nó có một hiệu ứng ức chế đối với cơ chất Sự ức chế đó theo kiểu cạnh tranh do có sự gần giống nhau về mặt hóa học giữa chất ức chế và tác chất thực (Lê Ngọc Tú và ctv, 2005)

Polyphenol oxydase ,O 2

Khả năng phản ứng tạo màu mạnh hay yếu phụ thuộc vào cấu trúc của phenol cũng như nguồn enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa các phenol này Các polyphenol có chứa gốc pyrocatechin hoặc pyrogalic nên chúng có thể tham gia phản ứng oxy hóa – khử, phản ứng cộng và phản ứng ngưng tụ (Phạm Thị Ngọc Yến, 2013)

2.4.1.3 Cơ chế phản ứng của polyphenol oxydase

Khi cơ chất là monophenol: Phản ứng xảy ra gồm 2 bước Đầu tiên monophenol bị hydroxyl hóa tạo thành dạng o-diphenol tương ứng, enzyme thể hiện hoạt tính cresolase Tiếp theo o-diphenol bị oxy hóa tạo thành o-quinone nhờ tác dụng của hoạt tính catecholase

Khi cơ chất là diphenol: Catechol là một o-diphenol dễ dàng bị tấn công bởi enzyme phenolase bằng hoạt tính catecholase

Sự tạo thành quinone tùy thuộc vào enzyme và oxygen Khi phản ứng này đã xảy

ra thì các phản ứng tiếp theo sẽ không cần sự hiện diện của enzyme, các phản ứng tạo thành chất màu sẽ bắt đầu từ quinone

- Phản ứng đầu tiên là hydroxyl hóa o-quinone tạo thành trihydroxybenzen

- Sản phẩm trihydroxybenzen tiếp tục phản ứng với o-quinone để thành lập hydroxyquinone

- Hydroxyquinone xảy ra sự đa phân hóa, ngưng tụ oxy tạo thành hợp chất polymer

có màu Sản phẩm cuối cùng của sự oxy hóa do phenolase thường có màu nâu, màu đen hoặc các gam màu trung gian như hồng, đỏ nâu, xanh đen gọi chung là melanin hay flobafen (Lê Ngọc Tú và ctv, 2005)

2.4.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme polyphenol oxydase

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hoạt tính của enzyme polyphenol oxydase như nồng

độ enzyme, nồng độ cơ chất, chất ức chế, chất hoạt hóa, pH, nhiệt độ Một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của enzyme này là nhiệt

độ

Ảnh hưởng của nhiệt độ: vận tốc phản ứng enzyme càng tăng khi nhiệt độ tăng nhưng vì enzyme có bản chất là protein do đó khi tăng nhiệt độ tới một giới hạn nào đó thì vận tốc phản ứng enzyme sẽ bị giảm do sự biến tính protein Nhiệt độ ứng với vận tốc cực đại gọi là nhiệt độ tối thích thường trong khoảng từ 40 - 60oC Nhiệt độ mà enzyme bị mất hoàn toàn hoạt tính xúc tác gọi là nhiệt độ tới hạn thường vào khoảng

70oC Ở nhiệt độ tới hạn enzyme bị biến tính, ít khi có khả năng phục hồi Ngược lại, ở nhiệt độ dưới 0oC hoạt tính xúc tác của enzyme tuy bị giảm nhưng lại có thể tăng lên khi đưa về nhiệt độ bình thường (Lê Ngọc Tú và ctv, 2005) Kết quả của các nghiên cứu khả năng bền nhiệt cho thấy polyphenol oxydase thuộc nhóm enzyme bền với nhiệt (Phạm Thị Ngọc Yến, 2013) Ở các nguồn nguyên liệu khác nhau, độ bền nhiệt của polyphenol oxydase là khác nhau, sự tiếp xúc nhiệt trong thời gian ngắn ở nhiệt độ cao hơn 90oC có thể đủ để vô hoạt một phần hay toàn bộ hoạt tính của enzyme Quá

trình xử lý còn phụ thuộc vào sự ổn định của nhiệt độ, độ tuổi của nguyên liệu, một số trường hợp còn phụ thuộc vào pH của nguyên liệu

2.4.2 Các phương pháp ức chế sự hóa nâu do enzyme

2.4.3.1 Loại oxy

Phản ứng hóa nâu xảy ra nhanh hơn khi có mặt của oxy Có thể ngăn tiếp xúc với oxy bằng cách ngâm trong nước, ngâm trong dung dịch nước muối hoặc hút chân không (Đặng Thị Thu và Nguyễn Thị Xuân Sâm, 2009)

Phương pháp nhúng nguyên liệu trong nước được dùng trong chế biến khoai tây qui mô lớn Tuy nhiên phương pháp này có nhiều bất lợi, rau quả sẽ tiếp tục bị hóa nâu lại nếu tiếp xúc với oxy không khí Khi áp dụng phương pháp này cũng cần phải chú ý đến cấu trúc và mùi vị của rau quả nếu phải ngâm nước trong thời gian dài Sự loại oxy

ra khỏi mô rau quả có thể dẫn đến trạng thái chuyển hóa yếm khí nếu sản phẩm ngâm quá lâu gây ra chuyển hóa không bình thường và có thể bị hỏng

Ngoài ra, việc xử lý acid ascorbic trên bề mặt nguyên liệu cũng được sử dụng do acid ascorbic sẽ dùng oxy trên bề mặt trong phản ứng tự oxy hóa hình thành một rào cản ngăn cản sự oxy hóa các hợp chất phenol của nguyên liệu (Phạm Thị Ngọc Yến, 2013)

2.4.3.2 Sử dụng nhiệt độ

Tác dụng nhiệt độ cao trên nguyên liệu một thời gian đủ sẽ vô hoạt phenolase và nhiều enzyme hiện diện khác Nhiệt được sử dụng trong các quá trình như chần, thanh trùng, bảo quản lạnh, … Tuy nhiên trong một số trường hợp rau quả khi xử lý ở nhiệt

độ cao thường bị biến đổi về màu sắc, mùi vị, cấu trúc không thích hợp (Lê Ngọc Tú, 2004)

2.4.3.3 Sử dụng acid

Phương pháp này được dùng phổ biến trong việc ức chế sự hóa nâu do enzyme nhằm hạ pH của môi trường làm giảm tốc độ phản ứng hóa nâu pH tối thích của enzyme polyphenol oxydase trong khoảng 6 - 7, khi hạ thấp pH đến 3 enzyme hầu như không còn hoạt động (Hoàng Kim Anh, 2007)

Các acid thường dùng như acid citric, acid malic, acid acetic, acid ascorbic, …

2.4.3.4 Sử dụng muối

Phương pháp ức chế này được sử dụng có giới hạn đối với trái cây gọt vỏ để ức chế enzyme phenolase Sử dụng muối NaCl ở nồng độ thích hợp cũng có thể kìm hãm phản ứng hóa nâu

2.4.3.5 Sử dụng SO 2 và sulfite:

Sử dụng SO2 và sulfite như là sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium metabisulfit

là những chất ức chế mạnh của phenolase Chúng có tính sát trùng và bảo vệ vitamin

C Mặt khác việc dùng nó có thể làm trắng màu tự nhiên của thực phẩm (Lê Mỹ Hồng,

Bùi Hữu Thuận, 1999) Ngoài ra các hợp chất này có ưu điểm là rẻ, dễ sử dụng nhưng khi sử dụng ở nồng độ cao sẽ gây mùi lạ cho sản phẩm Việc sử dụng SO2 thừa có thể loại bỏ sau khi vô hoạt phenolase Mặc dù vậy, việc sử dụng các hợp chất sulfite trong chế biến thực phẩm hiện đang được xem xét rất cẩn thận, năm 1986, FDA đã đưa sulfite vào danh mục các mục gia không được sử dụng trong các loại rau quả ăn liền (Martinez, 1995)

2.4.3 Một số kết quả nghiên cứu về enzyme polyphenol oxydase và sự hóa nâu ở khoai lang

Vấn đề quan trọng trong chế biến khoai lang và các loại củ là sự hóa nâu do phản ứng do enzym và không do enzym

Sự hóa nâu không do enzyme trong chế biến có nguyên nhân chính là do đường khử và axit amin, đó là phản ứng Maillard ở nhiệt độ cao (Marquez và Anon, 1986) Phản ứng hóa nâu do enzyme là do quá trình oxy hóa phenol bởi polyphenol oxidase và peroxidase (EC 1.11.1.7) là hiện tượng phổ biến nhất liên quan đến sự hóa nâu của khoai lang cũng như các loại củ bị tổn thương và chế biến ở nhiệt độ thấp

(Almenteros và Del, 1985; Asemota et al., 1992; Ozo et al., 1984; Walter & Purcell,

1980) Deepaa và Wong (2012) đã nghiên cứu những ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, các chất ức chế tác động lên hoạt tính polyphenol oxydase trong khoai lang Theo đó, nhiệt

độ và pH tối thích tương ứng là 30oC và 7 (Phạm Thị Ngọc Yến, 2013) Sự hoạt động của enzyme polyphenol oxydase giảm khi nhiệt độ tăng Kết quả của những nghiên cứu

về sự bất hoạt enzyme do nhiệt đưa ra giả thuyết là polyphenol oxydase thuộc về nhóm enzyme rất ổn định nhiệt Những kết quả nghiên cứu về sự vô hoạt polyphenol oxydase bằng nhiệt từ nhiều nguồn nguyên liệu khác nhau đã chỉ ra rằng sự tiếp xúc ngắn trong điều kiện môi trường có nhiệt độ từ 70 đến 90oC là đủ để vô hoạt một phần hoặc toàn

bộ enzyme này (Deepaa và Wong, 2012)

Trong quá trình chế biến bột từ khoai lang, những phản ứng ở bề mặt lát cắt có thể

góp phần vào sự tối màu của bột Akissoe et al (2003) báo cáo rằng màu sắc của bột

khô khoai lang có thể được cải thiện bằng cách chần các lát khoai ở 65°C trong 20 phút Mayer và Hasel (1979) báo cáo sự hình thành của sắc tố màu nâu do ngưng tụ của quinon hình thành bởi quá trình oxy hóa của O-dihydroxyphenols Bột màu nâu tối khi được sử dụng cho chế biến các sản phẩm thực phẩm khác nhau có thể ảnh hưởng đến sự hấp dẫn người tiêu dùng và do đó kiểm soát màu nâu trong khi chế biến thành

bột là cần thiết (Jyothi et al., 2010)

2.5 Giới thiệu về quá trình chần

Chần là phương pháp xử lý nhiệt ngắn để phá hủy hoặc vô hoạt enzyme trong kỹ thuật chế biến

Chần nhằm đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị biến đổi Chần còn làm giảm lượng vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt của nguyên liệu

Tuy nhiên, chần, hấp cũng có một số ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm:

- Về dinh dưỡng: trong quá trình chần chất lượng sản phẩm giảm không nhiều Sự mất mát chất dinh dưỡng thường do hòa tan hơn là bị biến đổi Các chất khoáng, vitamin và một số cấu tử hòa tan bị hòa tan trong nước chần Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố như:

+ Môi trường chất tải nhiệt (nước, hơi nước, không khí nóng): quá trình hấp thì tổn thất chất hòa tan ít hơn chần nhưng chi phí tốn kém và thiết bị phức tạp hơn + Nhiệt độ, thời gian chần, hấp: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài, sẽ tổn thất dinh dưỡng càng nhiều

+ Nồng độ chất tan có trong nước chần: nước chần chứa nhiều chất hữu cơ, chất tan sẽ ít hòa tan vào nước hơn Có thể chần trong dung dịch đường hoặc muối + Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần: diện tích tiếp xúc càng lớn, tổn thất chất tan càng nhiều

- Về màu sắc: Màu anthocyanin là chất hòa tan trong nước, thường tồn tại dạng phức hợp leucoanthocyan trong nguyên liệu Quá trình ảnh hưởng của nhiệt đến màu này như sau:

Vật liệu cần tách ẩm ra để có độ khô theo yêu cầu gọi là vật liệu sấy Lưu thể cung cấp nhiệt cho vật liệu sấy và mang ẩm từ vật liệu ra môi trường xung quanh gọi là tác nhân sấy Có 3 dạng liên kết trong vật liệu sấy: liên kết cơ lý, liên kết hóa lý và liên kết hoá học Quá trình sấy chỉ tách được ẩm liên kết cơ học và liên kết cơ lý, còn ẩm liên kết hoá học không tách được

2.6.2 Phương pháp sấy

Phương pháp sấy chia ra hai loại lớn là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo

Sấy tự nhiên là quá trình phơi vật liệu ngoài trời, sử dụng nguồn nhiệt bức xạ của mặt trời và ẩm bay ra được không khí mang đi

Các phương pháp sấy nhân tạo được thực hiện trong thiết bị sấy Căn cứ vào phương pháp cung cấp nhiệt có thể chia ra các loại: phương pháp sấy đối lưu, phương

pháp sấy bức xạ, phương pháp ấy tiếp xúc, phương pháp sấy thăng hoa Trong đó phương pháp sấy đối lưu, bức xạ và tiếp xúc được dùng rộng rãi nhất Phương pháp sấy đối lưu được thực hiện trong nhiều thiết bị sấy như: thiết bị sấy buồng, sấy hầm, sấy bằng băng tả Ưu điểm của sấy nhân tạo là thời gian sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt

để hơn sấy tự nhiên (Hoàng Văn Chước, 1999)

2.6.3 Các giai đoạn của quá trình sấy

2.6.3.1 Giai đoạn sấy đẳng tốc

Giai đoạn sấy đẳng tốc bắt đầu khi vật liệu đặt vào môi trường sấy cho đến khi trong vật liệu không còn nước tự do Đầu tiên nhiệt từ môi trường sẽ được truyền đến vật liệu làm nhiệt độ vật liệu gia tăng đến nhiệt độ bầu ướt Sự gia tăng nhiệt độ ở bề mặt diễn ra nhanh hơn bên trong vật liệu, độ ẩm vật liệu có giảm nhưng không đáng kể Khi nhiệt độ bề mặt và bên trong vật liệu đạt đến nhiệt độ bầu ướt thì nhiệt lượng được cung cấp cho vật liệu sẽ biến thành ẩn nhiệt làm nước trong vật liệu chuyển thành trạng thái hơi mà không làm tăng nhiệt độ vì vậy chênh lệch nhiệt độ giữ vật liệu và môi trường là không đổi Nếu gọi sự giảm độ ẩm của vật liệu trong một đơn vị thời gian là tốc độ sấy thì trong giai đoạn này tốc độ sấy không thay đổi nên giai đoạn này được gọi

là giai đoạn sấy đẳng tốc (Võ Tấn Thành và Vũ Trường Sơn, 2013)

2.6.3.2 Giai đoạn sấy giảm tốc

Khi kết thúc giai đoạn sấy đẳng tốc nước tự do trong vật liệu không còn vì vậy năng lượng cần thiết để làm nước liên kết chuyển thành hơi phải cần nhiều hơn, do đó lúc này tốc độ bay hơi nước bắt đầu giảm dần theo thời gian, nhiệt độ của vật liệu tăng dần để tiến đến nhiệt độ môi trường Giai đoạn này gọi là giai đoạn sấy giảm tốc Khi nhiệt độ tiến đến bằng với nhiệt độ môi trường thì độ ẩm tiến đến độ ẩm cân bằng, quá trình thoát ẩm kết thúc (Võ Tấn Thành và Vũ Trường Sơn, 2013)

2.6.4 Giới thiệu về mô hình Lewis

Trong quá trình sấy, việc phỏng đoán thời gian sấy và thay đổi độ ẩm của vật liệu

là 2 vấn đề luôn được quan tâm để có thể kiểm soát và điều khiển quá trình Hiện nay

có nhiều mô hình được sử dụng để tính toán và phỏng đoán tiến trình Một trong những

mô hình đó là mô hình Lewis với công thức tính toán như sau:

t K

e i

M M

M t

M(t): độ ẩm vật liệu tại thời điểm t (% căn bản khô)

M e: độ ẩm cân bằng của vật liệu (% căn bản khô)

Mi: độ ẩm ban đầu của vật liệu (% căn bản khô)

t: thời gian sấy (giờ)

K: hằng số liên quan đến hệ số khuếch tán ẩm (l/giờ)

Tính toán:

Đặt MR=

e i

e

M M

M t M



 ) (

Lấy logarit hai vế (2.1) ta được: ln(MR) = -K.t

Với y= ln(MR) và x= t thì ta có phương trình có dạng y= -ax Khi đó K là hệ số

góc của phương trình này

2.6.5 Phản ứng tạo màu trong quá trình sấy

2.6.5.1 Phản ứng Caramen

Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của từng loại đường Tuy nhiên phụ thuộc vào nồng độ đường, pH môi trường và nhiệt độ đun nóng, người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự caramen ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của đường Giai đoạn đầu của phản ứng tạo nên các alhydrid của đường glucose, fructose, saccharose là những hợp chất không màu Sau đó bên cạnh sự dehydrate hóa xảy ra sự trùng hợp hóa các đường đã dehydrate hóa để tạo thành các phẩm vật có màu nâu vàng Hầu như tất cả các sản phẩm caramen hoá đều có vị đắng

2.6.5.2 Phản ứng Maillard

Phản ứng ozamin, cacbonylamin, aminoza hay phản ứng melanoidin là phản ứng có vai trò đặc biệt quan trọng trong kỹ thuật thực phẩm sản xuất thực phẩm Đây là phản ứng giữa protein và glucid hay nói rõ hơn là phản ứng giữa đường ose và acid amin Điều kiện để cho phản ứng xảy ra là phải có nhóm carbonyl và chất kia phải có nhóm amin Phản ứng tạo melanoidin bao gồm một loạt các phản ứng xảy ra song song hoặc nối tiếp

Dựa vào mức độ về màu sắc của sản phẩm có thể chia thành 3 giai đoạn kế tiếp nhau:

- Giai đoạn đầu tạo các sản phẩm không màu và không hấp thu ánh sáng cực tím Giai đoạn này bao gồm hai phản ứng:

+ Phản ứng ngưng tụ Carbonylamin

+ Phản ứng chuyển vị Amadori

- Giai đoạn hai tạo các sản phẩm không màu hoặc màu vàng nhạt, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím Giai đoạn này bào gồm:

+ Phản ứng khử nước của đường

+ Phản ứng phân huỷ đường và các hợp chất amin

- Giai đoạn cuối tạo sản phẩm có màu đậm Giai đoạn này gồm có:

+ Phản ứng ngưng tụ aldol

+ Phản ứng trùng hợp hoá aldehydamin và tạo thành hợp chất dị vòng chứa nitơ

2.7 Động học phản ứng bậc nhất trong quá trình gia nhiệt

Theo một số nghiên cứu, sự mất mát về tổng hàm lượng anthocyanin trong quá trình gia nhiệt được tính toán thông qua việc sử dụng phương trình chuẩn cho mô hình phản ứng bậc nhất (Labuza, 1984)

C: nồng độ anthocyanin sau một thời gian gia nhiệt

Co: nồng độ anthocyanin tại thời gian t = 0

t: thời gian gia nhiệt (giờ)

k: hằng số tốc độ phân hủy anthocyanin theo phương trình bậc nhất (1/giờ)

Sự phân hủy anthocyanin phụ thuộc vào nhiệt độ được xác định bởi phương trình Arrhenius:

E k

k

ref T

a ref

1 1 exp

hay

1 1 )

ln(

) ln(

E k

k

ref T

a

Trong đó:

Ea: năng lượng hoạt hóa (kJ/mol)

k: hằng số tốc độ phân hủy anthocyanin (1/giờ)

kref: hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ Tref (1/giờ)

RT: hằng số khí lý tưởng (=8,314 J/Kmol)

T: nhiệt độ tuyệt đối (K)

Tref: nhiệt độ tham chiếu (K)

(Ozensen và Erge, 2012)

2.8 Tọa độ màu theo mô hình CIE lab

Một màu sắc được diễn tả bằng một tọa độ gồm 3 con số theo mô hình CIE lab

Mô hình CIE lab được xây dựng dựa trên khả năng cảm nhận màu của mắt người Các giá trị lab mô tả tất cả những màu mắt một người bình thường có thể thấy được lab

được xem là một mô hình màu độc lập đối với thiết bị và thường được sử dụng như một cơ sở tham chiếu khi chuyển đổi một màu từ một không gian màu này sang một không gian màu khác Theo mô hình Lab, tất cả các màu có cùng một độ sáng sẽ nằm trên cùng một mặt phẳng có dạng hình tròn theo 2 trục a* và b* Màu có giá trị a* dương thì ngả đỏ, màu có giá trị a* âm thì ngả lục Tương tự b* dương thì ngả vàng và b* âm thì ngả lam Còn độ sáng của màu thì thay đổi theo trục dọc Hue (sắc màu): thông thường, sắc màu chính là tên của màu Các sắc màu khác nhau được biểu diễn trên vòng tròn màu và có giá trị từ 0o

đến 360o

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

3.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

Thực hiện nghiên cứu, thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ Thời gian thực hiện: 4 tháng (từ tháng 8 đến tháng 11/2014)

3.1.2 Nguyên liệu

Khoai lang tím Nhật được mua ở huyện Bình Minh – Vĩnh Long và vận chuyển về

phòng thí nghiệm bằng xe

3.1.3 Dụng cụ, thiết bị

Cân điện tử AR.2140 (USA)

Thiết bị sấy (Thermoline, Nhật)

Thiết bị nghiền khô ST – 20B

Máy ly tâm Hermile

Tủ lạnh (Panasonic)

Máy xay sinh tố (Panasonic)

Máy đo quang phổ Spectrophotometer

Bếp điện, nhiệt kế

Máy đo cấu trúc (Rheotex)

Máy đo độ nhớt Viscometer (Brook Co.Ltd)

Bình hút ẩm

Vortex

Một số dụng cụ phân tích (ống nghiệm có nắp, cốc thủy tinh, cốc sứ, bình định mức,

buret, pipet, cuvet 1 cm)

Dung dịch HCl đậm đặc

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu

Bảng 3.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cơ bản

3.2.2 Phương pháp xử lý số liệu

Sử dụng phần mềm excel để tính toán số liệu và vẽ đồ thị

Phương pháp thống kê: các thí nghiệm được khảo sát với 2 lần lặp lại Số liệu thu thập từ thí nghiệm trước là thông số tối ưu được sử dụng cho quá trình tiến hành thí nghiệm tiếp theo Tính toán thống kê ANOVA bằng chương trình thống kê Stagraphics Plus 15 với phép thử LSD để tính sự khác biệt có ý nghĩa thống kê của các số liệu

Kiểm tra mức độ vô hoạt enzyme

Độ cứng gel của bột Sử dụng máy đo cấu trúc

Độ nhớt của bột Sử dụng máy đo độ nhớt

Độ bền gel của bột Phương pháp đo độ bền gel

Đo màu sắc Sử dụng thiết bị và chương trình đo màu Matlab

Độ trương nở của bột Phương pháp của Konik – Rose et al (2001)

3.2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát

3.2.3.1 Qui trình thí nghiệm tổng quát

Hình 3.1 Qui trình chế biến bột khoai lang tím Nhật

Ngâm Rửa sạch

Cắt lát

Định hình Khoai lang tím Nhật

Sấy

Để nguội

Bột khoai lang tím Nhật

Rây Nghiền

3.2.3.2 Một số giai đoạn chế biến cơ bản

Nguyên liệu: chọn loại khoai lang tím Nhật củ to vừa phải để thuận lợi cho quá trình định hình, củ phải còn tươi, không sâu bệnh, thối khô, thối ướt hoặc mọc mầm, có thể hư hỏng vật lí với tỉ lệ chấp nhận được, khối lượng khoảng 150-250 g/củ

Ngâm: ngâm khoảng 15 - 30 phút trong nước sạch (tùy vào mức nhiễm bẩn của khoai) để dễ dàng rửa sạch tạp chất (bùn, cát, bụi, …) trên vỏ khoai

Rửa sạch: loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt khoai lang, tránh chúng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo

Cắt lát: khoai được cắt lát theo chiều ngang với bề dày 5 - 6 mm bằng máy cắt lát

Bề dày của lát có ảnh hưởng nhiều đến sự thất thoát anthocyanin, sự tác động của các yếu tố nhiệt độ, hóa chất đến lát khoai cũng như thời gian sấy và chất lượng của bột khoai lang tím Nhật

Rửa lại: khoai sau khi cắt lát được cho vào nước rửa lại lần nữa để hạn chế hiện tượng hóa nâu bề mặt trong quá trình định hình tiếp theo và loại bỏ tạp chất trong quá trình cắt lát

Định hình: để tạo kích thước và hình dạng đồng nhất cho các lát khoai lang Dùng khuôn định hình bằng kim loại không rỉ (inox) có hình trụ với đường kính 3 cm

Chần: nhằm đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu, hạn chế phản ứng hóa nâu do enzyme polyphenol oxydase, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc

ít bị biến đổi Tùy theo yêu cầu chế biến và tính chất của nguyên liệu mà nhiệt độ chần

là 75 - 100oC trong thời gian 2 - 15 phút Nếu quá nhiệt độ và thời gian nguyên liệu sẽ

bị nhũng và tổn thất chất khô nhiều (Nguyễn Xuân Phương và Nguyễn Văn Thoa, 2006)

Sấy: nhằm chủ yếu làm khô lát khoai, thuận lợi cho quá trình nghiền và làm hạ thấp

aw nên có tác dụng bảo quản nguyên liệu

Nghiền: khoai sấy khô, qua làm nguội, rồi nghiền mịn để bao gói ngay (Phạm Vĩnh Viễn, 1985) Nghiền là quá trình phân chia vật thể rắn thành nhiều phần tử Trong các ngành sản xuất thực phẩm, người ta sử dụng quá trình nghiền để chế biến các loại hạt, các loại rau quả sấy khô,… Kích thước trung bình của vật liệu ban đầu và sau khi nghiền được xác định theo kích thước của các lỗ lưới sàng đem dùng để sàng nguyên liệu ban đầu và các sản phẩm nhận sau khi nghiền (Trần Minh Tâm, 1998)

Bao gói: các sản phẩm sấy có thể duy trì được tính ổn định của chúng khi bảo quản trong điều kiện không bị tác động của nước, ánh nắng mặt trời, không khí và tránh nhiễm bẩn Do vậy chọn lựa bao bì đóng gói phù hợp là vấn đề thiết yếu nhằm bảo quản sản phẩm sấy trong thời gian dài (Nguyễn Minh Thủy, 2000)

Số đơn vị thí nghiệm: 12 x 2=24 đơn vị nghiệm thức

Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1:

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu

sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật

Chần

Ngâm (15 – 30 phút) Rửa sạch Thái lát (dày 5 – 6 mm)

Định hình (đường kính 3 cm) Khoai lang tím Nhật

Sấy (50oC)

Để nguội

Bột khoai lang tím Nhật

Rây (Ø= 0,12 mm) Nghiền Làm nguội nhanh

Rửa lại

Xác định các chỉ tiêu của lát khoai lang tím Nhật

Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật

B2 B3 B4

3.3.1.3 Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm

- Nguyên liệu khoai lang tím Nhật được ngâm, rửa sạch tạp chất, cắt lát với bề dày

5-6 mm, rửa lại và định hình để tạo thành các miếng khoai có kích thước đồng nhất

- Cho các lát khoai vào chần ở các nhiệt độ và thời gian như bố trí thí nghiệm (mục 3.3.1.2) Sau khi chần vớt khoai ra và làm nguội nhanh gián tiếp với nước đá lạnh

- Xác định các chỉ tiêu của lát khoai lang sau khi chần ở nhiệt độ và thời gian như bố trí thí nghiệm (mục 3.3.1.2)

- Sấy các lát khoai ở nhiệt độ 50oC trong tủ sấy đến khi độ ẩm lát khoai khoảng 8% sau đó lấy ra để nguội, nghiền mịn, rây (đường kính lỗ rây: 0,12 mm) thành bột

- Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật ở nhiệt độ và thời gian như bố trí thí nghiệm (mục 3.3.1.2)

3.3.1.4 Chỉ tiêu theo dõi

- Lát khoai lang tím Nhật sau khi chần được xác định các chỉ tiêu:

+ Kiểm tra mức độ vô hoạt enzyme hóa nâu trên bề mặt lát khoai

+ Xác định độ ẩm của lát khoai

+ Đo màu (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai

+ Xác định hàm lượng anthocyanin của lát khoai

- Bột khoai lang tím Nhật được xác định các chỉ tiêu:

+ Đo màu (L*, a*, b*, Ho) của bột khoai

+ Xác định hàm lượng anthocyanin của bột khoai

+ Độ trương nở của bột khoai

+ Độ nhớt của bột khoai

+ Độ bền gel của bột khoai

+ Độ cứng gel của bột khoai

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật

3.3.2.1 Mục đích

Xác định nhiệt độ sấy thích hợp cho màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất bột khoai lang tím Nhật

3.3.2.2 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên gồm 1 nhân tố với 2 lần lặp lại

Nhân tố C: nhiệt độ sấy, oC

Tổng số nghiệm thức: 3

Số mẫu thí nghiệm: 3 x 2=6

Ở mỗi nhiệt độ sấy, các mẫu được lấy theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21

và 24 giờ) để phân tích các chỉ tiêu của lát khoai lang tím Nhật (mục 3.3.2.4) Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2:

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, hàm lượng

anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật

Khoai lang tím Nhật

Sấy

Ngâm (15 – 30 phút) Rửa sạch

Thái lát (dày 5 – 6 mm)

Định hình (đường kính 3 cm)

Để nguội

Bột khoai lang tím Nhật Rây (Ø= 0,12 mm) Nghiền

Làm nguội nhanh Rửa lại

Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật

Chần

Theo dõi các chỉ tiêu của lát khoai tím Nhật theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12,

15, 18 ,21 và 24 giờ)

3.3.2.3 Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm

- Nguyên liệu khoai lang tím Nhật được xử lý và chế biến với các bước giống như ở thí nghiệm 1 Trong đó, lát khoai lang được chần ở nhiệt độ và thời gian tối ưu ở thí nghiệm 1 và được sấy ở các nhiệt độ khảo sát như bố trí ở thí nghiệm 2

- Ở mỗi nhiệt độ sấy, lát khoai lang tím được xác định các chỉ tiêu theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12….giờ) cho đến khi độ ẩm lát khoai lang là 8%

- Sau quá trình sấy, các lát khoai lang được xử lý các bước tiếp theo để tạo thành bột tương tự ở thí nghiệm 1

- Xác định các chỉ tiêu của bột khô khoai lang tím Nhật ở các nhiệt độ sấy khác nhau

3.3.2.4 Chỉ tiêu theo dõi

- Lát khoai lang tím Nhật trong quá trình sấy được xác định các chỉ tiêu:

+ Sự thay đổi độ ẩm của lát khoai theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9… giờ)

+ Sự thay đổi màu sắc (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12… giờ)

+ Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin của lát khoai theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12… giờ)

- Bột khoai lang tím Nhật được xác định các chỉ tiêu:

+ Đo màu (L*, a*, b*, Ho) của bột khoai

+ Xác định hàm lượng anthocyanin của bột khoai

+ Độ trương nở của bột khoai

+ Độ nhớt của bột khoai

+ Độ bền gel của bột khoai

+ Độ cứng gel của bột khoai

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát các biến đổi màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản

3.3.3.1 Mục đích

Xác định thời gian bảo quản thích hợp cho màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất bột khoai lang tím Nhật

3.3.3.2 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên gồm 1 nhân tố với 2 lần lặp lại

Nhân tố D: thời gian bảo quản, tuần

D1: 0 D2: 1 D3: 2 D4: 3 Tổng số nghiệm thức: 4

Số mẫu thí nghiệm: 4 x 2 = 8