ảnh hưởng của tiền xử lý nhiệt đến sự thay đổi cấu trúc của cà rốt trong quá trình chế biến nhiệt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG TRỊNH HUỲNH HUỆ ẢNH HƯỞNG CỦA TIỀN XỬ LÝ NHIỆT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN NHIỆT Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: ẢNH HƯỞNG CỦA TIỀN XỬ LÝ NHIỆT ĐẾN SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN NHIỆT Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: ThS Vũ Trường Sơn Trịnh Huỳnh Huệ MSSV: 2101982 Lớp: CB1008A2 Cần Thơ, 2013 Luận văn đính kèm sau đây, với tên đề tài: “Ảnh hưởng tiền xử lý nhiệt đến cấu trúc cà rốt trình chế biến nhiệt”, Trịnh Huỳnh Huệ thực báo cáo hội đồng chấm luận văn thông qua Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện Cần Thơ, ngày……tháng 12 năm 2013 Chủ tịch hội đồng i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố công trình luận văn trước Tác giả Trịnh Huỳnh Huệ ii LỜI CẢM TẠ Sau ba tháng nghiên cứu đề tài luận văn phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ, đến hôm hoàn thành trình nghiên cứu thu kết mong muốn Tất thành có ngày hôm nhờ giúp đỡ gia đình, thầy cô bạn bè Con xin gởi đến cha mẹ người thân yêu với lòng biết ơn vô hạn, người thương yêu, nuôi dạy nên người tạo đầy đủ điều kiện cho học tập nghiên cứu Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Vũ Trường Sơn, giảng viên Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ, tận tình hướng dẫn, góp ý, động viên cho em lời khuyên vô hữu ích suốt thời gian thực đề tài hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Công Hà cô Phan Thị Anh Đào dẫn dắt em suốt thời gian học trường Quý thầy cô Bộ môn Công nghệ Thực phẩm khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ truyền đạt kiến thức quý báo cho em suốt khóa học Xin gởi lời cảm ơn chân tình đến cán phòng thí nghiệm bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm K36 giúp đỡ, đóng góp ý kiến để thực đề tài luận văn thời hạn cho phép Kính chúc quý thầy cô bạn thành công công việc sống Chân thành cảm ơn! iii TÓM LƯỢC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Mục tiêu nghiên cứu đề tài khảo sát ảnh hưởng trình tiền xử lý nhiệt đến thay đổi cấu trúc cà rốt trình chế biến nhiệt Thí nghiệm tiến hành sở thay đổi nhiệt độ tiền xử lý, nhiệt độ thời gian gia nhiệt, từ tìm động học thay đổi cấu trúc cà rốt Trên sở đó, đề tài tập trung khảo sát vấn đề sau: - - Khảo sát động học thay đổi cấu trúc cà rốt nhiệt độ thời gian gia nhiệt khác Thí nghiệm tiến hành mức nhiệt độ 80, 85, 90, 95 100oC khoảng thời gian 0, 5, 10, 20, 40, 60, 90,120,160 200 phút Khảo sát động học thay đổi cấu trúc cà rốt chế độ tiền xử lý nhiệt khác Thí nghiệm tiến hành nhiệt độ tiền xử lý 50, 60 70oC thời gian 20 phút Sau trình tiền xử lý, thực gia nhiệt mức nhiệt độ 80, 85, 90, 95 100oC khoảng thời gian 0, 5, 10, 20, 40, 60, 90,120,160 200 phút Kết nghiên cứu cho thấy: - - Hằng số tốc độ phản ứng phá vỡ cấu trúc độ cứng tương đối lại cà rốt phụ thuộc vào nhiệt độ Thời gian khoảng 80 ÷ 100oC nhiệt độ tăng số tốc độ phản ứng (k) tăng độ cứng tương đối cuối cà rốt giảm Động học phá vỡ cấu trúc cà rốt biểu diễn mô hình phản ứng bậc cải biên Độ cứng tương đối lại cà rốt áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt 60oC cho thấy cấu trúc cà rốt cải thiện tốt iv MỤC LỤC Chấp nhận luận văn Hội Đồng i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM TẠ .iii TÓM LƯỢC iv MỤC LỤC v DANH SÁCH HÌNH vii DANH SÁCH BẢNG viii CHƯƠNG ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu CHƯƠNG LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu cà rốt 2.1.1 Sơ lược 2.1.2 Thành phần hóa học 2.1.3 Công dụng 2.2 Sơ lược cấu trúc thực phẩm 2.2.1 Định nghĩa cấu trúc thực phẩm 2.2.2 Phương pháp phân tích cấu trúc thực phẩm 2.2.2.1 Phương pháp phân tích cảm quan 2.2.2.2 Phương pháp phân tích thiết bị 2.2.3 Độ cứng 2.3 Mối quan hệ cấu trúc nguyên liệu cà rốt 2.3.1 Thành phần cấu tạo vách tế bào thực vật 2.3.2 Pectin enzyme tác động đến pectin 2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến cấu trúc (độ cứng) cà rốt 2.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 2.4.2 Động học thay đổi cấu trúc (độ cứng) theo nhiệt độ CHƯƠNG PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 12 3.1 Phương tiện nghiên cứu 12 3.1.1 Địa điểm thời gian nghiên cứu 12 3.1.2 Thiết bị dụng cụ 12 3.1.3 Nguyên liệu 12 3.2 Phương pháp nghiên cứu 12 3.2.1 Phương pháp thí nghiệm 12 3.2.2 Chuẩn bị mẫu 13 3.2.3 Phương pháp đo cấu trúc 13 3.2.4 Nội dung bố trí thí nghiệm 14 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 18 4.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian gia nhiệt đến cấu trúc cà rốt 18 4.2 Động học thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt theo nhiệt độ thời gian gia nhiệt với trình tiền xử lý nhiệt khác 19 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 23 v 5.1 Kết luận 23 5.2 Đề nghị 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 PHỤ LỤC vi DANH SÁCH HÌNH Hình Tên hình Trang 2.1 Nguyên liệu cà rốt 2.2 Cấu tạo vách tế bào thực vật 2.3 Cấu tạo đoạn pectin 2.4 Hình vẽ minh họa động học thay đổi cấu trúc (độ cứng) theo phản ứng bậc 10 2.5 Hình vẽ minh họa động học thay đổi cấu trúc (độ cứng) theo phản ứng chuyển đổi phần 11 3.1 Các ống chứa mẫu 12 3.2 Dao cắt mẫu 12 3.3 Cà rốt sau xử lý học 13 3.4 Đồ thị xác định độ cứng (cấu trúc) mẫu 13 3.5 Thiết bị đo cấu trúc 14 3.6 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ thời gian gia nhiệt đến cấu trúc cà rốt 15 3.7 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tiền xử lý đến cấu trúc cà rốt trình gia nhiệt 16 4.1 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt trình gia nhiệt 19 4.2 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý 50 oC 21 4.3 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý 60 oC 21 4.4 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý 70 oC 22 vii DANH SÁCH BẢNG Bảng Tên bảng Trang 2.1 Thành phần hóa học cà rốt 4.1 Thông số động học tính toán dựa vào phương trình chuyển đổi phần thay đổi cấu trúc cà rốt nhiệt độ gia nhiệt khác 18 Thông số động học tính toán dựa vào phương trình chuyển đổi phần thay đổi cấu trúc cà rốt trình tiền xử lý nhiệt khác 20 4.2 viii CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Hằng số tốc độ phản ứng phá vỡ cấu trúc tỷ lệ độ cứng lại cà rốt H∞ /Ho phụ thuộc vào nhiệt độ Thời gian khoảng 80 ÷ 100oC nhiệt độ tăng số tốc độ phản ứng (k) tăng độ cứng tương đối lại cà rốt H∞ /Ho giảm Động học phá vỡ cấu trúc cà rốt biểu diễn mô hình phản ứng bậc cải biên Tiền xử lý nhiệt độ thấp thời gian dài, cấu trúc (độ cứng) cà rốt cải thiện thể qua giá trị độ cứng tương đối lại H∞/Ho Độ cứng tương đối lại cà rốt áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt 60oC cho kết cà rốt có cấu trúc (độ cứng) tốt 5.2 ĐỀ NGHỊ Nghiên cứu thêm thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý nhiệt khoảng thời gian khác để chọn chế độ xử lý thích hợp Khảo sát động học thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý kết hợp 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bùi Tấn Anh, 2010 Giáo trình Sinh học đại cương A1 Bộ Giáo Dục Đào Tạo trường Đại học Cần Thơ Chung Thị Thanh Phượng, 2010 Chế biến chả lụa an toàn, giàu dinh dưỡng thay đổi chất lượng sản phẩm trình trữ đông Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ ngành Công nghệ Thực phẩm Đồ uống Khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng Trường Đại học Cần Thơ Huỳnh Thị Dung Nguyễn Thị Kim Hoa, 2003 Bảo quản chế biến rau, thường dùng Việt Nam Nhà xuất Phụ Nữ Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011 Bài giảng Hóa học thực phẩm Khoa Nông nghiệp Sinh học Ứng dụng Trường Đại học Cần Thơ Tiếng Anh Bartolome LG, Hoff JE 1972 Firming of potatoes : Biochemical effects of preheating Journal of Agricultural Food Chemistry 20 : 266-270 Basah, S and Ramaswamy, H.S., 1998 Effect of high pressure processing on the texture of selected fruits and vegetables Journal of Texture Studies, 29: 587601 Bourne, M.C, 1982 Food Texture and Viscosity New York, Academic Press Bourne MC 2002 Texture, viscosity and food Food texture and viscosity: concept and measurement, second edition Academic Press, London, UK Christensen, C.M, 1984 Food texture perception Advances in Food Science Research, 29: 159-199 Fuchigami M 1986 Relationship between maceration and pectic change of Japanese radish roots during cooking Nikon Kasei Gakkaishi 37 : 1029-1038 Fuchigami, M., Miyazaki, K and Hyakumoto, N., 1995 Frozen carrots and pectic components as affected by low temperature blanching and quick freezing Journal of Food Science, 60: 132-136 Greve LC, Shackel KA, Ahmadi H, McArdle RN, Gohlke JR, Labavitch JM 1994 Impact of heating on carrot firmness : Contribution of cellular tugor Journal of Agricultural Food Chemistry 42 : 2889-4896 Heil JR, McCarthy MJ.1989 Influence of acidification on texture of canned carrots Journal of Food Science 54: 1092-1093 Knorr., 1995 High pressure affects on plant derived foods In: High pressure processing of foods University Press Nottingham, 123-125 24 Lee CY, Bourne MC, Van Buren JP 1979 Effect of blanching treatment on the firmness of carrots Journal of Food Science 44: 615-616 Paulus K, Saguy I 1980 Effect of heat treatment on the quality of cooked carrots Journal of Food Science 45: 239-241 Quintero-Ramos MC, Bourne MC, Anzaldua-Morales 1992 Texture and rehydration of dehydrated carrots as affected by low temperature blanching Journal of Food Science 57 : 1127-1139 Rizvi AF, Tong CH 1997 Fractional conversion for determining texture degradation kinetics of vegetables Journal of Food Science 62: 1-7 Stute, R., Eshtiagi, M., Bogusiawski, S and Knorr D., 1996 High pressure treatment of vegetables In: High Pressure Chemical Engineering Elsevier science, New York Suslow T.V., J Wu, G Peiser, 1999 Characterization of Carotenoid Composition of Carrot affected by Light Root Syndrome, Perishables Handling Quarterly, 100, pp 11-15 Van Buren JP, Moyer JC, Wilson DE, Robinson WB, Hand DB 1960 Influence of blanching conditions on sloughing, splitting and firmness of canned snapbean Journal of Food Technology 14: 233 Van Buren JP 1979 The chemistry of texture in fruits and vegetables Journal of Texture Studies 10 : 1-23 Vu, T.S., Scout, C., Sila, D.N., Ly Nguyen, B., Van Loey, A.M.L and Hendrick, M.E.G., 2004 Effect of preheating on thermal degradation kinetics of carrots texture Innovative Food Science and Emerging Technologies, 5(1): 31-34 Wu A, Chang WH 1990 Influence of precooking on the firmness and pectic subtance of three stem vegetables International Journal of Food Science and Technology 25 : 558-565 Website www.ippa.info/what_is_pectin.htm www.scientificpsychic.com 25 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Kết thống kê thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ gia nhiệt khác temp=80 -Sum of Mean Approx Source DF Squares Square F Value Pr > F Model 4.9465 2.4733 1857.19 F Model 3.3451 1.6726 375.41 F Model 3.2331 1.6165 849.09 F Model 2.1850 1.0925 359.67 F Model 1.5187 0.7593 2288.55 F Model 3.7566 1.8783 643.89 F Model 4.0171 2.0086 9052.62 F Model 2.4531 1.2265 303.48 F Model 1.4935 0.7468 328.27 F Model 1.1848 0.5924 327.40 F Model 3.4954 1.7477 299.77 F Model 2.5893 1.2947 185.85 F Model 2.9036 1.4518 450.93 F Model 2.7385 1.3693 949.30 F Model 2.2913 1.1457 338.56 F Model 3.5727 1.7863 263.01 F Model 3.8659 1.9329 3261.79 F Model 2.1386 1.0693 180.25 F Model 2.2032 1.1016 405.65 F Model 1.8846 0.9423 76.98 [...]... sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở chế độ tiền xử lý 60o 21 Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở chế độ tiền xử lý 70oC Từ kết quả thí nghiệm cho thấy sự thay đổi cấu trúc theo nhiệt độ và thời gian gia nhiệt có thể được mô tả theo phương trình chuyển đổi một phần (fractional conversion model) Khi cà rốt được gia nhiệt trong thời gian dài, độ cứng của cà rốt. .. tiền xử lý nhiệt ở 60oC cho kết quả cà rốt có cấu trúc (độ cứng) tốt nhất 5.2 ĐỀ NGHỊ Nghiên cứu thêm sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở các chế độ tiền xử lý nhiệt trong những khoảng thời gian khác nhau để có thể chọn ra chế độ xử lý thích hợp Khảo sát động học sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở các chế độ tiền xử lý kết hợp 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bùi Tấn Anh, 2010 Giáo trình. .. phản ứng phá vỡ cấu trúc của cà rốt do nhiệt độ theo động học phản ứng bậc một cải biên (mô hình phá vỡ từng phần) 4.2 ĐỘNG HỌC SỰ THAY ĐỔI CẤU TRÚC (ĐỘ CỨNG) CỦA CÀ RỐT THEO NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN GIA NHIỆT VỚI CÁC QUÁ TRÌNH TIỀN XỬ LÝ NHIỆT KHÁC NHAU Các quá trình tiền xử lý khác nhau có thể làm cấu trúc (độ cứng) của nguyên liệu biến đổi theo các chiều hướng khác nhau và sự thay đổi này một mặt có... 100oC trong thời gian 0, 5, 10, 20, 40, 60, 90, 120, 160 và 200 phút Làm nguội và tiến hành đo cấu trúc (độ 15 cứng) cà rốt bằng thiết bị đo cấu trúc (độ cứng) (Texture Analyser TA-XT2i) Ghi nhận lại kết quả Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tiền xử lý nhiệt đến cấu trúc của cà rốt trong quá trình gia nhiệt Mục đích: Tìm hiểu sự tác động của nhiệt độ tiền xử lý đến cấu trúc. .. hành gia nhiệt, làm nguội, đo cấu trúc (độ cứng) các mẫu cà rốt giống như thí nghiệm 1 Ghi nhận lại kết quả 17 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN GIA NHIỆT ĐẾN CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT Quá trình gia nhiệt sẽ ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của tế bào, pectin bị phá vỡ và những đặc tính vật lý của tế bào cũng thay đổi theo Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ... sát ảnh hưởng của nhiệt độ tiền xử lý đến cấu trúc của cà rốt trong quá trình gia nhiệt Thuyết minh quy trình Nguyên liệu cà rốt cũng được chuẩn bị tương tự thí nghiệm 1 Các mẫu cà rốt được cho vào các ống bằng thép không rỉ (10 mẫu/ống), thêm nước cất vào đầy ống và đậy kín, sau đó đem tiền xử lý nhiệt nhằm kích hoạt PME ở 3 mức nhiệt độ 50, 60 và 70 oC trong thời gian 20 phút Sau quá trình tiền xử lý, ... (Heil và McCarthy, 1989) Duy trì chất lượng và cấu trúc của rau quả trong quá trình chế biến cần thiết có những kiến thức về động học của sự phá vỡ cấu trúc Những thông số động học có thể giúp hiểu và dự đoán những thay đổi xảy ra trong quá trình chế biến Để cải thiện sự mềm cấu trúc rau quả do xử lý nhiệt một số quá trình được đề nghị Quá trình xử lý ở nhiệt độ thấp (Van Buren et al., 1960; Bartolome... tiến hành nghiên cứu chi tiết và đưa ra các chế độ xử lý tối ưu nhất 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nhằm tìm hiểu tác động của nhiệt độ tiền xử lý đến sự thay đổi cấu trúc của cà rốt trên cơ sở phân tích động học Từ đó, tìm ra quy luật của sự thay đổi cấu trúc cà rốt theo nhiệt độ 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÀ RỐT 2.1.1 Sơ lược Cà rốt là một trong những loại rau trồng rộng rãi và lâu đời... PME của nấm khác với PME của thực vật theo cơ cấu đa mạch, các nhóm methoxyl bị lấy đi một cách ngẫu nhiên 8 2.4 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ ĐẾN CẤU TRÚC (ĐỘ CỨNG) CỦA CÀ RỐT 2.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ Những đặc tính của mô tế bào thực vật còn sống phụ thuộc rất nhiều vào sự sắp xếp cấu trúc, thành phần hóa học của tế bào và khoảng gian bào chứa pectin Quá trình gia nhiệt có ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc. .. sát sự thay đổi độ cứng của cà rốt theo các chế độ tiền xử lý nhiệt khác nhau, dựa trên các thông số về nhiệt độ và thời gian tiền xử lý nhằm tìm ra tương tác phù hợp, có khả năng cải thiện cấu trúc (độ cứng) của cà rốt tốt nhất Các kết quả sau đo đạc được tính toán, xử lý và tổng hợp ở Bảng 4.2 19 Bảng 4.2 Thông số động học được tính toán dựa vào phương trình chuyển đổi một phần của sự thay đổi cấu trúc ... sát ảnh hưởng trình tiền xử lý nhiệt đến thay đổi cấu trúc cà rốt trình chế biến nhiệt Thí nghiệm tiến hành sở thay đổi nhiệt độ tiền xử lý, nhiệt độ thời gian gia nhiệt, từ tìm động học thay đổi. .. cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý 50oC Hình 4.3 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử lý 60o 21 Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu trúc (độ cứng) cà rốt chế độ tiền xử. .. ảnh hưởng nhiệt độ thời gian gia nhiệt đến cấu trúc cà rốt 15 3.7 Sơ đồ thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tiền xử lý đến cấu trúc cà rốt trình gia nhiệt 16 4.1 Đồ thị biểu diễn thay đổi cấu