Động học sự thay đổi đặc tính cấu trúc của khóm (vùng tân phước, tiền giang) theo mức độ chín trong chế biến nhiệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG PHAN TUẤN ANH MSSV: 2071793 ĐỘNG HỌC SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA KHÓM (VÙNG TÂN PHƯỚC, TIỀN GIANG) THEO MỨC ĐỘ CHÍN TRONG CHẾ BIẾN NHIỆT Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Cần Thơ, 2010 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: ĐỘNG HỌC SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA KHÓM (VÙNG TÂN PHƯỚC, TIỀN GIANG) THEO MỨC ĐỘ CHÍN TRONG CHẾ BIẾN NHIỆT Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Ths Trần Thanh Trúc Phan Tuấn Anh MSSV: 2071793 Lớp: CNTP K33 Cần Thơ, 2010 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ LỜI CAM ĐOAN Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Động học thay đổi đặc tính cấu trúc khóm (vùng Tân Phước, Tiền Giang) theo mức độ chín chế biến nhiệt” sinh viên Phan Tuấn Anh thực báo cáo hội đồng chấm luận văn thông qua Giáo viên hướng dẫn Cần Thơ, ngày … tháng … năm 2010 Chủ tịch hội đồng Ngành Công nghệ thực phẩm i Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ LỜI CẢM TẠ  Nhờ tận tình giúp đỡ thầy cô bạn, đề tài tốt nghiệp em hoàn thành Có kết này, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến: Thầy Nguyễn Văn Mười cô Trần Thanh Trúc, người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Mặc dù bận rộn với công việc giảng dạy thầy cô thường xuyên theo dõi, hướng dẫn giúp đỡ em tận tình Thầy cô môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại hoc Cần Thơ cho em kiến thức quý báu thời gian học tập trường Những kiến thức tích lũy từ giảng dạy tận tình quý thầy cô giúp em nhiều trình thực đề tài Cán phòng thí nghiệm môn Công Nghệ Thực Phẩm, khoa Nông Nghiệp Sinh Học Ứng Dụng, trường Đại học Cần Thơ, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn thành tốt đề tài Các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm khoá 33 nhiệt tình đóng góp ý kiến động viên giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài phòng thí nghiệm Cuối lời em xin gởi lời cảm ơn chân thành đến toàn thể quý thầy cô trường Đại học Cần Thơ tận tình truyền đạt kiến thức cho em suốt bốn năm học tập trường Kính chúc quý thầy cô bạn dồi sức khỏe thành công Em xin chân thành cảm ơn Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực PHAN TUẤN ANH Ngành Công nghệ thực phẩm ii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ TÓM TẮT  Chế biến nhiệt nguyên nhân làm thay đổi thành phần dinh dưỡng cảm quan sản phẩm Khóm qua chế biến nhiệt dẫn đến thay đổi cấu trúc: khóm bị mềm, dai, tính đặc trưng nguyên liệu khóm tươi ban đầu Chính việc nghiên cứu tìm đặc điểm trình biến đổi khóm nhiệt độ vấn đề cần thiết nhằm làm tăng giá trị cảm quan sản phẩm Nghiên cứu tiến hành dựa sở khảo sát thay đổi cấu trúc khóm ảnh hưởng trình xử lý nhiệt có tiền xử lý (chần khóm CaCl2 0,15%) Kết nghiên cứu cho thấy:  Sự biến đổi cấu trúc khóm tỉ lệ thuận với mức độ chín gia tăng nhiệt độ, giá trị độ cứng tương đối lại (H∞ ) khóm nhiệt độ 80ºC cao nhiệt độ 90ºC thấp  Động học thay đổi cấu trúc khóm chế độ xử lý nhiệt khác nhau, có bổ sung muối Cacium hay không tuân theo trình chuyển đổi phần (fractional conversasion mode) Điều có nghĩa nguyên liệu khóm có phần cấu trúc không bền nhiệt mà tồn cấu trúc bền với nhiệt  Muối CaCl2 có khả giúp khóm chậm biến đổi trình xử lý nhiệt, điều thể số tốc độ k nhỏ tỉ lệ độ cứng tương đối lại cao sau xử lý nhiệt  Độ ester hóa pectin (DE) biến đổi quy luật với thay đổi cấu trúc nguyên liệu Mức độ giảm DE xảy 10 đến 20 phút trình gia nhiệt Khi có tác động tiền xử lý nhiệt CaCl2 nồng độ 0,15 % , giá trị DE giảm thấp hơn, góp phần gia tăng hiệu hoạt động enzyme PME, giúp hình thành pectate calcium, trì cấu trúc tế bào Ngành Công nghệ thực phẩm iii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH HÌNH vi DANH SÁCH BẢNG vii DANH SÁCH BẢNG vii Chương ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Chương 2.1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU Nguyên liệu khóm 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Phân loại 2.1.3 Thành phần hóa học 2.2 Đặc tính cấu trúc rau 2.2.1 Tổng quan cấu trúc 2.2.2 Đặc tính cấu trúc rau 2.3 Vai trò pectin cấu trúc 2.3.1 Pectin vách tế bào thực vật 2.3.2 Mức độ ester hóa pectin 2.3.3 Các chuyển hóa pectin ảnh hưởng đến cấu trúc 2.4 Ảnh hưởng nhiệt độ, muối calcium cloride (CaCl2) đến cấu trúc khóm 10 2.4.1 Ảnh hưởng nhiệt độ 10 2.4.2 Ảnh hưởng muối calcium cloride 10 2.5 Động học thay đổi cấu trúc theo nhiệt độ 12 2.5.1 Phản ứng chuyển đổi phần 12 2.5.2 Phụ thuộc số tốc độ (k) theo nhiệt độ (T) 13 2.6 Một số nghiên cứu có liên quan 14 Ngành Công nghệ thực phẩm iv Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Chương 3.1 Trường Đại học Cần Thơ PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 Phương tiện thí nghiệm 15 3.1.1 Địa điểm, thời gian 15 3.1.2 Dụng cụ thiết bị 15 3.1.3 Nguyên liệu 15 3.2 Phương pháp nghiên cứu 15 3.2.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu 15 3.2.2 Phương pháp phân tích đo đạc kết 16 3.2.3 Phương pháp xử lý kết 16 3.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm 16 3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát thay đổi đặc tính cấu trúc mức độ ester hóa pectin khóm theo chế độ xử lý nhiệt khác 16 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát thay đổi đặc tính cấu trúc mức độ ester hóa pectin khóm có tiền xử lý (chần CaCl2 0,15%, 55ºC, 10 phút) theo chế độ xử lý nhiệt khác 18 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 4.1 Động học thay đổi cấu trúc độ ester hóa khóm mức độ chín theo chế độ xử lý nhiệt khác 21 4.2 Động học thay đổi cấu trúc khóm có tiền xử lý (chần CaCl2 0,15% 55ºC, 10 phút) theo chế độ xử lý nhiệt khác 26 4.3 Sự thay đổi độ ester hóa pectin khóm mức độ chín theo điều kiện xử lý nhiệt khác 30 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 33 5.1 Kết luận 33 5.2 Đề nghị 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ix PHỤ LỤC KẾT QUẢ ĐO CẤU TRÚC CỦA KHÓM x PHỤ LỤC KẾT QUẢ THỐNG KÊ xx PHỤ LỤC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH R2 VÀ SD xliv Ngành Công nghệ thực phẩm v Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Hình 1: Khóm (Ananas comosus L Merr) Hình 2: Sơ đồ mô tả cấp độ cấu trúc thực phẩm nguồn gốc thực vật Hình 3: Cấu trúc vách tế bào thực vật Hình 4: Sơ đồ chuyển hóa pectin ảnh hưởng đến cấu trúc Hình 5: Cấu tạo hợp chất phức calcium- pectate Hình 6: Sự phân cắt protopectin dạng không tan thành dạng hòa tan 11 Hình 7: Hình minh họa động học thay đổi cấu trúc theo phản ứng chuyển đổi phần 13 Hình 8: Hình minh họa ảnh hưởng nhiệt độ T đến số tốc độ k 14 Hình 9: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát động học thay đổi đặc tính cấu trúc khóm theo mức độ chín trình xử lý nhiệt khác 17 Hình 10: Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thay đổi đặc tính cấu trúc khóm có tiền xử lý (bổ sung CaCl2 0,15%, chần 55ºC 10 phút) theo mức độ chín trình xử lý nhiệt khác 19 Hình 11: Đồ thị biểu diễn động học thay đổi cấu trúc khóm chế độ xử lý nhiệt khác mức độ chín 23 Hình 12: Đồ thị biểu diễn động học thay đổi cấu trúc khóm mức độ chín khác chế độ xử lý nhiệt 80ºC 24 Hình 13: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ (T) đến số phá hủy cấu trúc (k) khóm mức chín khác trường hợp xử lý chế độ nhiệt khác 25 Hình 14: Đồ thị động học thay đổi cấu trúc khóm mức độ chín theo chế độ xử lý nhiệt khác 28 Hình 15: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng nhiệt độ (T) đến số phá hủy cấu trúc (k) khóm có tiền xử lý (chần CaCl2 0,15%) trường hợp xử lý nhiệt khóm chế độ nhiệt khác 28 Hình 16: Đồ thị biểu diễn động học thay đổi cấu trúc khóm tiền xử lý (chần CaCl2 55ºC, 10 phút) mức độ chín khác chế độ xử lý nhiệt 80ºC 30 Hình 17: Thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA-TX2i ix Ngành Công nghệ thực phẩm vi Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng 1: Thành phần hóa học nguyên liệu khóm Bảng 2: Thành phần pectin mức độ ester hóa pectin số loại trái Bảng 3: Giá trị k H∞ thay đổi cấu trúc khóm mức độ chín khác theo chế độ xử lý nhiệt khác 21 Bảng 4: Phương trình động học thay đổi cấu trúc khóm theo chế độ xử lý nhiệt khác 22 Bảng 5: Giá trị k H∞ thay đổi cấu trúc khóm tiền xử lý (chần CaCl2 0,15% 55ºC, 10 phút) mức độ chín khác theo chế độ xử lý nhiệt khác 26 Bảng 6: Phương trình động học thay đổi cấu trúc khóm tiền xử lý (chần CaCl2 0,15% 55ºC, 10 phút) xử lý nhiệt chế độ khác 27 Bảng 7: So sánh thay đổi cấu trúc khóm trình xử lý nhiệt với trường hợp có bổ sung CaCl2 0,15% (thí nghiệm 2) trường hợp không bổ sung (thí nghiệm 1) 29 Bảng 8: Sự thay đổi độ ester hóa pectin theo độ chín khóm 31 Bảng 9: Độ ester hóa pectin (DE) khóm độ chín theo điều kiện chế biến nhiệt 31 Bảng 10: Độ ester hóa pectin (DE) khóm độ chín theo điều kiện chế biến nhiệt 32 Bảng 11: Mức độ giảm DE tối đa khóm theo điều kiện chế biến nhiệt 32 Bảng PL1: Sự thay đổi cấu trúc khóm mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác x Bảng PL2: Sự thay đổi cấu trúc khóm mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xi Bảng PL3: Sự thay đổi cấu trúc khóm mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xii Bảng PL4: Sự thay đổi cấu trúc khóm mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xiii Bảng PL5: Sự thay đổi cấu trúc khóm mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xiv Bảng PL6: Sự thay đổi cấu trúc khóm có tiền xử lý (chần CaCl2) mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xv Bảng PL7: Sự thay đổi cấu trúc khóm có tiền xử lý (chần CaCl2) mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xvi Ngành Công nghệ thực phẩm vii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ Bảng PL8: Sự thay đổi cấu trúc khóm có tiền xử lý (chần CaCl2) mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xvii Bảng PL9: Sự thay đổi cấu trúc khóm có tiền xử lý (chần CaCl2) mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xviii Bảng PL10: Sự thay đổi cấu trúc khóm có tiền xử lý (chần CaCl2) mức chín theo chế độ xử lý nhiệt khác xix Bảng PL11: Thông số động học thay đổi cấu trúc khóm chế độ xử lý nhiệt khác xlv Bảng PL12: Thông số động học thay đổi mức độ ester hóa pectin khóm chế độ xử lý nhiệt khác Error! Bookmark not defined Ngành Công nghệ thực phẩm viii Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Hfinal k Trường Đại học Cần Thơ 993.0 26.0626 929.3 1056.8 0.0989 0.00952 0.0756 0.1222 Approximate Correlation Matrix Hfinal k Hfinal 1.0000000 0.4928444 k 0.4928444 1.0000000 T=90 Source DF Sum of Mean Approx Squares Square F Value Pr > F 1489.56 [...]... 1: Khảo sát sự thay đổi đặc tính cấu trúc và mức độ ester hóa của pectin khóm theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau Mục đích: Tìm ra quy luật sự thay đổi đặc tính cấu trúc và mức độ ester hóa của pectin khóm khi tiến hành xử lý nhiệt ở các chế độ nhiệt và độ chín khóm khác nhau Bố trí thí nghiệm Thí nghiệm được bố trí với 2 nhân tố, 3 lần lập lại Nhân tố A : Mức độ chín của khóm A1 : Độ chín 1: trái... giá trị độ cứng giảm dần theo nhiệt độ, nhiệt độ càng cao thì giá trị độ cứng còn lại càng thấp Khóm ở mức độ chín 1 có giá trị độ cứng còn lại cao nhất và khóm ở mức độ chín 5 có giá trị độ cứng còn lại thấp nhất, trong cùng mức độ chín thì giá trị độ cứng còn lại của khóm ở chế độ nhiệt 80ºC là cao nhất và ở chế độ nhiệt 90ºC là thấp nhất Để hạn chế sự thay đổi cấu trúc của khóm sau khi gia nhiệt tốt... tương quan biểu thị sự thay đổi cấu trúc và độ ester hóa pectin theo thời gian gia nhiệt 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sự thay đổi đặc tính cấu trúc và mức độ ester hóa của pectin khóm có tiền xử lý (chần trong CaCl2 0,15%, 55ºC, 10 phút) theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau Mục đích: Tìm ra quy luật sự thay đổi đặc tính cấu trúc và mức độ ester hóa của pectin khóm có tiền xử lý (chần trong CaCl2 0,15%,... biến nhiệt Từ mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài tiến hành khảo sát các nội dung sau:  Khảo sát động học sự thay đổi đặc tính cấu trúc và độ ester hóa của pectin khóm ở các mức độ chín khác nhau theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau  Khảo sát ảnh hưởng của biện pháp tiền xử lý (chần trong CaCl2 0,15% ở 55ºC, 10 phút) đến sự thay đổi đặc tính cấu trúc và độ ester hóa của pectin khóm ở các mức độ chín. .. trình tương quan biểu thị sự thay đổi cấu trúc và độ ester hóa pectin theo thời gian gia nhiệt Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 20 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 CHƯƠNG 4 Trường Đại học Cần Thơ KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1 Động học sự thay đổi cấu trúc và độ ester hóa của khóm ở các mức độ chín theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau Nghiên cứu động học sự thay đổi cấu trúc được khảo sát với khoảng... thì độ cứng của khóm càng giảm Tuy nhiên tỉ lệ H∞ /Ho (tỉ lệ giá trị độ cứng còn lại so với giá trị độ cứng của mẫu khóm ban đầu) tương đối lớn Đồng thời, tỷ lệ H∞/Ho ở các chế độ xử lý nhiệt cũng khác nhau Hình 12: Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc khóm ở các mức độ chín khác nhau trong cùng 1 chế độ xử lý nhiệt 80ºC Độ chín của khóm cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc. .. trong chế biến nhiệt được tiến hành nhằm làm rõ một số vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng trái cây khi chế biến nhiệt trên hai phương diện chính: ảnh hưởng của mức độ chín và tác động của nhiệt độ cao nhằm góp phần nào đó vào việc cải thiện chất lượng quả trong chế biến nhiệt 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chính của đề tài là xác định ảnh hưởng của tiền xử lý đến đặc tính cấu trúc của khóm trong chế biến. .. trình động học sự thay đổi cấu trúc khóm và độ ester hóa của pectin theo các chế độ xử lý nhiệt được tổng kết ở bảng 4 Bảng 3: Giá trị k và H∞ của sự thay đổi cấu trúc khóm ở các mức độ chín khác nhau theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau Mức độ chín Độ chín 1 Độ chín 2 Độ chín 3 Độ chín 4 Độ chín 5 Chế độ xử lý nhiệt H∞ k (1/phút) R2 SD 80ºC 1406,7 ± 14,3910 0,1394 ± 0,0079 0,999 0,01166 85ºC 1304,4... 26,7056 0,1479 ± 0,0137 0,998 0,02610 Ngành Công nghệ thực phẩm Trang 21 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ Bảng 4: Phương trình động học sự thay đổi cấu trúc khóm theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau Mức Chế độ độ chín xử lý nhiệt Độ chín 1 Độ chín 2 Độ chín 3 Độ chín 4 Độ chín 5 k Ho H∞ 80ºC 2574,881 1406,7 0,1394 H/Ho = 0,5463 + 0,4536exp(-0,1394t) 85ºC 2574,881 1304,4... trình động học Theo kết quả (bảng 3), giá trị R2 gần như bằng 1 và SD thấp nên cho thấy phương trình động học đưa ra có độ tin cậy cao Như vậy sự biến đổi cấu trúc khóm cũng như sự thay đổi mức độ ester hóa của pectin ở các chế độ xử lý nhiệt khác nhau đều tuân theo mô hình phản ứng chuyển đổi một phần (bảng 4) Giá trị độ cứng còn lại giảm theo nhiệt độ xử lý từ 80ºC đến 90ºC, giá trị độ cứng còn lại của ... pectin theo chế độ xử lý nhiệt tổng kết bảng Bảng 3: Giá trị k H∞ thay đổi cấu trúc khóm mức độ chín khác theo chế độ xử lý nhiệt khác Mức độ chín Độ chín Độ chín Độ chín Độ chín Độ chín Chế độ xử... Đại học khóa 33 2010 Trường Đại học Cần Thơ Bảng 4: Phương trình động học thay đổi cấu trúc khóm theo chế độ xử lý nhiệt khác Mức Chế độ độ chín xử lý nhiệt Độ chín Độ chín Độ chín Độ chín Độ chín. .. biểu diễn động học thay đổi cấu trúc khóm chế độ xử lý nhiệt khác mức độ chín 23 Hình 12: Đồ thị biểu diễn động học thay đổi cấu trúc khóm mức độ chín khác chế độ xử lý nhiệt 80ºC