NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY ĐO CẤU TRÚC TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM GIÒ LỤA

Nghiên cứu ứng dụng máy đo cấu trúc trong đánh giá chất lượng sản phẩm giò lụa nhằm đánh giá khả năng sử dụng các phép đo các tính chất cơ học của giò lụa bằng máy đo cấu trúc để dự đoán

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY ĐO CẤU TRÚC TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM GIÒ LỤA

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN PHƯƠNG MAI

Niên khóa: 2005-2009

Tháng 08/2009

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY ĐO CẤU TRÚC TRONG ĐÁNH GIÁ

CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM GIÒ LỤA

Tác giả

NGUYỄN PHƯƠNG MAI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành

Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:

Tiến sĩ TRƯƠNG VĨNH

Tháng 08 năm 2009

CẢM TẠ

Chân thành cảm tạ thầy trưởng trưởng bộ môn Công nghệ Hóa học Trường đại học Nông lâm Tp.HCM, Tiến sĩ Trương Vĩnh đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài

Thành thật biết ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học cùng toàn thể các thầy cô Trường đại học Nông lâm Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp cho tôi trang bị đầy đủ kiến thức trong những năm vừa qua, nhờ đó tôi có thể vận dụng để thực hiện tốt đề tài

Con kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ đã chăm sóc, động viên và ủng hộ con trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian làm đề tài

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên lớp DH05HH, những người đã nhiệt tình giúp đỡ và luôn động viên, góp ý cho tôi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8/2009

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Phương Mai

iii

TÓM TẮT

Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ứng dụng máy đo cấu trúc trong đánh giá chất lượng sản phẩm giò lụa” được tiến hành tại phòng Thí nghiệm Bộ môn Công nghệ hóa học và Xưởng chế biến thịt cá, Bộ môn Phát triển sản phẩm, Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ 01 tháng 03 năm 2009 đến 31 tháng 07 năm 2009

Nghiên cứu ứng dụng máy đo cấu trúc trong đánh giá chất lượng sản phẩm giò lụa nhằm đánh giá khả năng sử dụng các phép đo các tính chất cơ học của giò lụa bằng máy đo cấu trúc để dự đoán các tính chất cảm quan về cấu trúc

Thí nghiệm 1: Khảo sát mối tương quan giữa kết quả đánh giá cảm quan và các phép đo cấu trúc sản phẩm giò lụa bằng cách tiến hành đánh giá cảm quan và thực hiện các phép đo bằng máy phân tích cấu trúcTA.XTplus 6 sản phẩm giò lụa bán trên thị trường

Thí nghiệm 2: Khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần phụ gia Các tỷ lệ phụ gia polyphosphate bổ sung vào là 0%, 0,3%, 0,4% và 0,5% (so với tổng khối lượng nguyên liệu chính) Các tỷ lệ phụ gia tinh bột biến tính bổ sung vào là 0%, 4%, 6% và 8% (so với tổng khối lượng nguyên liệu chính) Thực hiện phép đo các mẫu ở các vận tốc đo khác nhau 1,0 mm/s, 1,5 mm/s và 2,0 mm/s với đầu đo tối ưu trong thí nghiệm 1

Quá trình nghiên cứu thu được kết quả sau:

Các tính chất cơ học xác định từ các phép đo theo nguyên tắc nén, đâm xuyên tương quan có ý nghĩa với các tính chất cảm quan cấu trúc của giò lụa, trong đó lực cực đại tương quan với tính chất độ cứng, độ đàn hồi và độ phục hồi biến dạng tương quan với độ dai Các tương quan này đều theo mô hình tuyến tính đơn

Sử dụng đầu đo dạng dạng hình cầu 5 mm đo lực cực đại để đánh giá độ cứng là tốt nhất, phép đo nén giữ trong một thời gian đo giá trị độ đàn hồi (%) để đánh giá độ dai là tốt nhất Nếu dự đoán độ cứng và độ dai trong cùng một phép đo thì sử dụng đầu

đo dạng hình cầu đường kính 5 mm là tốt nhất

Vận tốc di chuyển của đầu đo dạng hình cầu đường kính 5mm (từ 1,0 đến 2,0 mm/s) trong quá trình đâm xuyên mẫu không ảnh hưởng đến kết quả phân tích

Các kết quả phân tích từ phép đo thay đổi theo tỷ lệ % (so với tổng khối lượng nguyên liệu chính) polyphosphate và tinh bột biến tính bổ sung vào giò lụa, cho thấy

có thể ứng dụng máy phân tích cấu trúc trong việc đánh giá và nghiên cứu cải thiện chất lượng sản phẩm giò lụa

SUMMARY

Gio lua is known as the Vietnamese sausage

This study investigated the application of the texture analyzer TA.XTplus to the measurement of sensory texture of gio lua products

Two experiments have been carried out:

1 A panel of twelve consumer evaluated sensory properties, six texture analyzer tests was used to record mechanical parameters This work evaluated the ability

of six tests in predicting the sensory texture quality of six gio lua varieties via the precision of the regression models

2 Gio lua samples which varying compositional ratios (%) of additive (polyphosphate or modified starch) were manufactured at three different replications Each sample was measured followed the instrumental measurement of the best regression model in experiment 1 at three test speeds 1.0 mm/s, 1.5 mm/s and 2.0 mm/s

The results indicated that:

Mechanical parameters defined by instrumental measurements were correlated significantly statistically with sensory texture evaluation The maximum force was correlated with the hardness, the springiness and the resilience were correlated with the toughness

The best prediction of the hardness was the maximum force (g) defined by the test using 5 mm diameter spherical probe The best prediction of the toughness was the springiness (%) defined by test using 40 mm diameter platen compression and holding

in times The best prediction of the gio lua’s texture was the test using 5 mm diameter spherical probe

The spherical probe’s speeds (from 1.0 to 2.0 mm/s) in penetration process did not influence significantly the measurement’s results The results varied with respect to ratios of additive, therefore the texture analyzer could be able to apply in assessment and optimization of gio lua recipe

v

MỤC LỤC

Trang TRANG TỰA i

2.1.3 Tương quan giữa các phép đo vật lý và phép thử cảm quan cấu trúc 5

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát mối tương quan giữa kết quả đánh giá cảm quan

3.3.2.Thí nghiệm 2 Khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần

3.4.Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đo cấu trúc 30

4.1 Mối tương quan giữa kết quả đánh giá cảm quan và các phép đo cấu trúc sản

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

PCA Principal Component Analysis NMR Nuclear Magnetic Resonance PLSR Partial Least Squares Regression

RH Relative Humidity – Độ ẩm tương đối

TA

TE

Texture Analysis Texture Exponent TPA Texture Profile Analysis RCBD Randomized Complete Block Design LSD Least Significant Difference

ATP Acid Adenosine Triphosphate TNHH Trách nhiệm hữu hạn

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.2: Một số thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo nén 10 

Hình 2.4: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo cắt 11 

Hình 2.5: Các dụng cụ và đầu đo sử dụng trong phép đo nén – đẩy 12 

Hình 2.6: Các thiết bị sử dụng trong phép đo kéo căng 13 

Hình 2.7: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép phá vỡ và uốn cong 14 

Hình 3.1: Các đầu đo và bộ phận kết nối sử dụng trong thí nghiệm 1 25 

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả đo của phép đo đâm xuyên 31 

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn kết quả đo từ phép đo nén 33 

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn kết quả đo từ phép đo nén giữ trong một thời gian 33 

Hình 3.6: Phân tích đồ thị trong phép đo nén giữ một thời gian 34 

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn kết quả phép đo sử dụng đầu đo dạng hình cầu 5 mm 37 

Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn kết quả phép đo nén giữ trong một thời gian 38 

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn kết quả phép đo nén hai lần 38 

Hình 4.4: Số liệu và dự đoán của điểm cảm quan theo lực cực đại của phép đo sử dụng

Hình 4.5: Số liệu và dự đoán của điểm cảm quan theo độ đàn hồi của phép đo sử dụng

Hình 4.6: Số liệu và dự đoán của điểm cảm quan theo phục hồi biến dạng của phép đo

Hình 4.7: Giá trị lực cực đại trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % polyphosphate 44 

Hình 4.8: Giá trị độ đàn hồi trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % polyphosphate 45 

Hình 4.9: Đồ thị kết quả đo mẫu bổ sung polyphoshate theo 3 vận tốc 46 

Hình 4.10: Giá trị lực cực đại trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % tinh bột biến tính 47 

Hình 4.11: Giá trị độ đàn hồi trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % tinh bột biến tính 49 

Hình 4.12: Đồ thị kết quả đo mẫu bổ sung tinh bột biến tính theo 3 vận tốc 50 

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.2: Các phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm 4 

Bảng 2.3: Thành phần hóa học trung bình của một số loại thịt heo được ưa chuộng

Bảng 2.4: Thành phần các acid amin không thay thế trong protein thịt heo 16 

Bảng 3.1: Các sản phẩm giò lụa trên thị trường được khảo sát trong thí nghiệm 1 24 

Bảng 3.2: Điều kiện đo (cách 1) được cài đặt cho máy 26 

Bảng 3.3: Điều kiện đo (cách 2) được cài đặt cho máy 27 

Bảng 3.4: Điều kiện đo (cách 3) được cài đặt cho máy 28 

Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm 2 với phụ gia khảo sát là polyphosphate 29 

Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm 2 với phụ gia khảo sát là tinh bột biến tính 29 

Bảng 4.1: Kết quả phân tích tương quan giữa đánh giá trị cảm quan và các phép đo

Bảng 4.2: Giá trị trung bình lực cực đại (g) các mẫu bổ sung polyphosphate 43 

Bảng 4.3: Giá trị trung bình độ đàn hồi (mm) các mẫu bổ sung polyphosphate 44 

Bảng 4.4: Giá trị trung bình lực cực đại (g) các mẫu bổ sung polyphosphate 46 

Bảng 4.5: Giá trị trung bình độ đàn hồi (mm) các mẫu bổ sung polyphosphate 48 

Giống như các loại thực phẩm khác, việc mô tả cấu trúc của giò lụa thường được thực hiện theo hai phương pháp, đó là đánh giá bằng cảm quan và bằng thiết bị Trong

đó, phương pháp đánh giá bằng thiết bị có ưu điểm là không tốn nhiều thời gian, có thể thực hiện ở những điều kiện xác định và kiểm soát dễ dàng Do đó, mục đích chính của các nghiên cứu về cấu trúc hiện nay là tìm ra các phép đo cơ học có khả năng thay thế

sự đánh giá cảm quan và dự đoán các đặc tính cấu trúc của sản phẩm Các phép đo này cung cấp số liệu chính xác có thể định lượng và lặp lại về các tính chất vật lý của thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…

Vì vậy, được sự phân công của Bộ môn Công nghệ hóa học, dưới sự hướng dẫn

của Tiến sĩ Trương Vĩnh, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng máy đo

cấu trúc trong đánh giá chất lượng sản phẩm giò lụa”

1.2 Mục đích của đề tài

Khảo sát đặc tính cấu trúc của sản phẩm giò lụa bằng máy đo cấu trúc

Đánh giá mối tương quan giữa các kết quả đo đạc của phương pháp thiết bị và phương pháp cảm quan của người tiêu dùng

1.3 Yêu cầu của đề tài

Chọn được loại đầu đo và quy trình đo cho sản phẩm giò lụa

Xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc của sản phẩm từ số liệu đo cấu trúc

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Tổng quan về cấu trúc

2.1.1 Định nghĩa

Nhiều nhà nghiên cứu thực phẩm và các tổ chức trên thế giới đã đưa ra các định nghĩa khác nhau về cấu trúc Dựa trên các kết quả của các nghiên cứu, theo Bourne (2002), cấu trúc của thực phẩm bao gồm những tính chất sau:

1 Đó là tập hợp các tính chất vật lý có được từ thành phần cấu tạo của thực phẩm

2 Nó thuộc các tính chất vật lý, cơ học và lưu biến mà không bao gồm các tính chất quang học, điện, từ, nhiệt độ

3 Đó không chỉ là một tính chất mà một tập hợp các tính chất

4 Cấu trúc được cảm nhận chủ yếu bằng xúc giác, thường là bằng miệng Các bộ phận khác của cơ thể cũng có thể cảm nhận được

5 Cấu trúc không liên quan đến sự cảm nhận mùi và vị

6 Các phép đo khách quan được biểu diễn bởi các hàm của khối lượng, khoảng cách và thời gian, chẳng hạn như, lực có thứ nguyên MLT-2, công có thứ nguyên

là ML2T-2, và dòng chảy có thứ nguyên là L3T-1

Từ đó, Bourne (2002) đã đưa ra định nghĩa tổng quát: “Cấu trúc của thực phẩm là tập hợp các tính chất vật lý do các thành phần cấu tạo của thực phẩm tạo ra, được cảm nhận chủ yếu bằng xúc giác, có liên quan đến sự biến dạng, phân hủy, sự chảy của thực phẩm dưới một lực và được đo lường khách quan bằng các hàm số khối lượng, thời gian và khoảng cách”

Cấu trúc là thuộc tính ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm, tác động đến thói quen ăn uống, ảnh hưởng đến thời gian bảo quản thực phẩm cũng như

sự chấp nhận của người tiêu dùng (Charm, 1962; Matz, 1962)

2.1.2 Mô tả cấu trúc

Vì cấu trúc bao gồm nhiều tính chất khác nhau nên có rất nhiều từ ngữ được dùng

để mô tả chúng Sự phân loại các thuật ngữ cấu trúc cho các chất rắn và bán rắn (xem

bảng 2.1) là nền tảng cho các phương pháp mô tả cấu trúc, ứng dụng trong đánh giá

cảm quan và các phép đo bằng thiết bị (Szczesniak, 2002)

Bảng 2.1: Phân loại các đặc tính cấu trúc Các tính chất cơ học

Hình hạng và kích thước phân tử Có sạn, nhiều hạt, không mịn, v.v…

Định hướng và hình dạng phân tử Có sợi, xơ, kết tinh, v.v…

Các tính chất khác

Tính béo Tính có dầu

Tính béo ngậy

Có dầu Béo ngậy (Nguồn: Szczesniak, 1963)

Việc mô tả cấu trúc thực phẩm thường dựa trên hai cách thức, đó là phân tích

đánh giá cảm quan và sử dụng thiết bị Phân tích cảm quan là phương pháp đánh giá

chất lượng sản phẩm dựa trên những thông tin nhận được từ các giác quan như vị giác,

khướu giác, xúc giác, thính giác của con người Tính chất của cấu trúc thực phẩm được

nhận biết chủ yếu bởi xúc giác, bao gồm tay, môi, lưỡi, răng, miệng… Những kết quả

nhận được trong đánh giá cảm quan thường bị ảnh hưởng bởi cách phân tích, đánh giá

luyện, khi đó sẽ loại bỏ được những chủ quan cá nhân Do đó, trong nhiều trường hợp, phương pháp sử dụng các thiết bị, dụng cụ đánh giá cấu trúc thực phẩm thích hợp hơn phân tích cảm quan vì được tiến hành trong những điều kiện xác định và được kiểm soát nghiêm ngặt Ngoài ra, theo Bourne (2002), người ta còn sử dụng các thiết bị đo cấu trúc vì các lý do sau:

− Chi phí thấp hơn so với tiến hành đánh giá cảm quan

− Hầu hết kết quả nhận được nhanh chóng hơn

− Giá trị đo bằng thiết bị có thể lặp lại, trong khi con người có những đánh giá khác nhau, ngay cả khi với cùng một người cũng có những cảm nhận thay đổi theo thời gian

− Khi được hiệu chuẩn và điều khiển chính xác, các thiết bị đặt ở các địa điểm khác nhau sẽ cho kết quả giống nhau Từ đó có thể thành lập các tiêu chuẩn cho chất lượng cấu trúc

Mặt khác, giá trị đo bằng thiết bị có thể thay đổi khi các mức thành phần gây ra nhiều biến đổi về tính chất đồng thời cho thực phẩm Một số những biến đổi này làm cho việc đánh giá cảm quan trở nên khó khăn, chẳng hạn như sự thay đổi độ cứng của bánh do hàm lượng đường Do đó, mục tiêu của nhiều nghiên cứu về cấu trúc là tìm ra một hay nhiều các phép đo cơ học, một công cụ để đánh giá cấu trúc thực phẩm có khả năng thay thế phương pháp đánh giá cảm quan của con người (Peleg M., 1983)

Bảng 2.2 liệt kê các phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm, bao gồm phương pháp khách quan sử dụng các thiết bị đo và phương pháp cảm quan do con người thực hiện (Bourne, 2002)

Bảng 2.2: Các phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm

Trực tiếp Gián tiếp Bằng miệng Không bằng miệng

Các phép đo cơ bản xác định một hay nhiều hằng số vật lý mô tả chính xác các

tính chất của thực phẩm dưới dạng các thông số lưu biến xác định Các phép đo kinh

nghiệm thường đo các thông số ít xác định bằng các thuật ngữ lưu biến nhưng từ kinh

nghiệm thực tế cho thấy có quan hệ với tính chất cấu trúc Nhóm thứ ba là các phép đo

mô phỏng, nhằm mục đích mô phỏng lại các hoạt động cơ học trong đánh giá của con

người và có tương quan mật thiết với đánh giá cảm quan

Dụng cụ đo cấu trúc lý tưởng là sự kết hợp các ưu điểm và loại bỏ các đặc điểm

không mong muốn của ba phương pháp trên Hiện tại vẫn chưa có hệ thống hay thiết

bị đo cấu trúc lý tưởng, các phương pháp đo kinh nghiệm đang được sử dụng phổ biến

2.1.3 Tương quan giữa các phép đo vật lý và phép thử cảm quan cấu trúc

Cấu trúc là thuộc tính cảm quan, do đó chỉ có con người mới có thể đánh giá các

tính chất cấu trúc của thực phẩm Trong khi đó, thiết bị thực hiện phép đo các tính chất

vật lý không phải các tính chất cảm quan Có nhiều nguyên nhân để đo các tính chất

vật lý (cơ học và lưu biến) của thực phẩm như:

1 Thiết kế quy trình công nghệ Chúng ta cần nắm rõ các tính chất dòng chảy và

biến dạng của thực phẩm để thiết kế các thiết bị như: bồn chứa, băng tải, bơm,

đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt v.v…

2 Xác định cấu tạo Một số phép đo vật lý cung cấp thông tin về dạng cấu tạo,

chiều dài chuỗi, mức độ phân nhánh của các phân tử cấu tạo trong thực phẩm

3 Cấu trúc Các phép đo dùng để dự đoán cho đánh giá cảm quan một số tính chất

chất cấu trúc của sản phẩm Dựa trên các phép đo này, quy trình chế biến hay

công thức của một sản phẩm có sẵn có thể thay đổi để sản xuất ra sản phẩm có

các thông số cấu trúc mà người tiêu dùng chấp nhận

Mức độ tương quan giữa các phép thử cảm quan và phép đo khách quan cấu trúc

rất quan trọng Các thiết bị, dụng cụ dù được hiệu chuẩn chính xác các đơn vị đo như

lực Newton, khoảng cách milimet, độ nhớt Pa.s … nhưng những giá trị đo không có ý

nghĩa gì nếu không có tương quan với sự đánh giá cảm quan chất lượng

Theo Kramer (1951), khi hệ số tương quan giữa phép đo bằng thiết bị và điểm cảm

quan từ ±0,9 đến ±1,0 thì các phép đo ấy có thể sử dụng như công cụ dự đoán điểm

cảm quan cấu trúc với độ tin cậy cao Khi hệ số tương quan nằm trong khoảng ±0,8 và

±0,9, phép đo cũng có thể dùng để dự đoán nhưng ít tin cậy hơn Khi hệ số tương quan

nằm trong khoảng ±0,7 và ±0,8, phép đo ấy ít được sử dụng để dự đoán và khi nhỏ hơn

±0,7 thì không sử dụng để dự đoán

2.1.4 Các nghiên cứu và kết quả đã có

Nghiên cứu “Giải thích cấu trúc cảm nhận bằng miệng của các món bánh tráng miệng có tinh bột từ phương pháp đánh giá thông thường và phương pháp đo bằng thiết bị” của các tác giả R.A de Wijk, J.F Prinz và A.M Jassen (2006) Nhiều thí nghiệm đo bằng thiết bị đã cho thấy các đặc tính khác nhau của cấu trúc các món bánh tráng miệng vanilla Các thí nghiệm này bao gồm các phép đo hệ số phản xạ hồng ngoại, độ đục của nước rửa, độ ma sát giữa thực phẩm và mô miệng Ngoài ra, tiến hành đánh giá các món bánh tráng miệng khác nhau lần lượt về hàm lượng béo (0 – 15%), hàm lượng tinh bột (3,3 – 5,1%), loại tinh bột biến tính (khoai tây, khoai mì và ngô) bởi chín cảm quan viên đã qua huấn luyện Ba đại lượng cảm quan có thể xác định từ phương pháp phân tích thành phần cơ bản (PCA) Các kết quả từ pháp đo bằng thiết bị cùng với ảnh hưởng của các thành phần nguyên liệu cho phép xác định chiều thứ nhất đi từ đặc tính thô ráp đến tính mịn như kem, có liên quan đến dầu mỡ Chiều thứ hai đi từ đặc tính tan chảy đến tính đặc sệt, có liên quan đến độ nhớt Chiều thứ ba,

đi từ đặc tính thoáng khí đến chất bề mặt hay tính chất khối của thực phẩm và đặc tính không đồng nhất, liên quan đến loại tinh bột Các kết quả chỉ ra rằng mỗi chiều cảm quan có những đặc tính không chỉ có quan hệ với các tính chất bề mặt mà còn quan hệ với các tính chất quan trọng của thực phẩm Các đặc tính chủ yếu từ tất cả ba chiều được dự đoán từ các thí nghiệm đo bằng thiết bị

Nghiên cứu “Dự đoán tính chất cảm quan về cấu trúc của khoai tây chín sử dụng lực nén một trục, phổ cận tia hồng ngoại và phổ 1H NMR” của các tác giả A K Thybo, I E Bechmann, M Martens và S B Engelsen (2000) Đánh giá khả năng nén một trục, hệ số phản xạ cận hồng ngoại và phổ 1H NMR để dự đoán chất lượng cảm quan cấu trúc 24 mẫu khoai tây chín bằng phân tích PLSR Dự đoán tốt nhất về mô tả cảm quan cấu trúc là phép đo LF-NMR trên khoai tây sống và phép đo lực nén một trục trên khoai tây chín kết hợp với phép đo hóa học chất khô và hoạt động của pectin methylesterase Trong số các biến cảm quan, tính đàn hồi, tính chắc, tính ẩm và tính nhai nhiều thì dễ dự đoán hơn các biến hình dạng Nghiên cứu này đã chứng minh rõ

ràng rằng sự hồi phục LF-NMR trên khoai tây sống có thể áp dụng như một phương pháp nhanh thay thế cho việc đánh giá cảm quan cấu trúc của khoai tây chín

Nghiên cứu “Đánh giá cảm quan bằng các phép đo bằng thiết bị 2: vị ngọt và vị chua của quả táo” của các tác giả F R Harker, K B Marsh, H Young, Murray , F.A Gunson và S B Walker (2002) Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa các phương pháp cảm quan và khách quan để xác định các thông số khách quan có tương quan mật thiết với kết quả đánh giá cảm quan và để định rõ sự khác biệt khách quan nhỏ nhất cần thiết trước khi một cảm quan viên có thể nhận ra sự khác biệt trong hương vị của táo Các phép đo khách quan bao gồm độ acid có thể chuẩn độ được,

°Brix (hàm lượng các chất rắn hòa tan), các chất dễ bay hơi, các đường và các acid Các cảm quan viên được huấn luyện để đánh giá vị ngọt, vị chua, hương táo và hương tổng thể Độ acid chuẩn độ được là cách dự đoán vị chua tốt nhất, với yêu cầu sự khác biệt giữa các trái táo là 800 mg/kg (0,08% acid chuẩn độ) trước khi cảm quan viên đã qua huấn luyện có thể nhận ra sự khác biệt về vị chua (P = 0,90) Vị ngọt thì khó dự đoán bằng các phương pháp khách quan Thay vào đó, cách dự đoán khách quan về độ ngọt tốt nhất là sử dụng °Brix, nó có thể dự đoán vị khác biệt khi các quả táo khác nhau hơn 1°Brix (P = 0,90) Do đó, trong khi vị acid có thể dự đoán dựa vào độ acid chuẩn độ, các tác giả đề nghị tiếp tục đánh giá vị ngọt và mùi hương bằng các cảm quan viên

2.2 Máy đo cấu trúc TA.XTplus

2.2.1 Giới thiệu

Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus là sản phẩm của Công ty Stable Micro Systems, thiết bị có thể đo và phân tích các phép đo cơ bản, kinh nghiệm và mô phỏng trong phân tích tính chất cấu trúc và lưu biến của các vật liệu dạng rắn, bán rắn, lỏng nhớt, dạng bột…

Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus là một thiết bị đa chức năng, có khả năng kết hợp với nhiều đầu đo và nhiều thiết bị ngoại vi khác nhau tùy theo từng phép đo Những thiết bị ngoại vi này được thiết kế theo mỗi ứng dụng riêng, có thể gắn vào chân đế và/hoặc cánh tay đòn nằm ngang Các mẫu đo được đặt trên bề mặt chân đế hoặc trên thiết bị ngoại vi bên dưới, hoặc được giữ ở giữa các thiết bị ngoại vi trên và dưới

Hình 2.1: Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus

(3) Cánh tay đòn (4) Trục di chuyển Kèm theo máy là nhiều loại đầu đo khác nhau, như các đầu đo dạng mũi kim, dạng xylanh, dạng cầu và các đầu đo dạng hình nón để đâm xuyên vào mẫu Số lượng các thiết bị ngoại vi này có thể tăng lên để đáp ứng các phương pháp đo khác nhau như nén, đẩy, cắt, kéo giãn hoặc uốn cong mẫu

Trong một phép đo đơn giản, cánh tay đòn của máy di chuyển xuống dưới để đâm xuyên hay nén sản phẩm và trở lại vị trí ban đầu tùy theo chương trình mà người sử dụng đã cài đặt

Máy đo cấu trúc hoạt động nhờ liên kết với máy vi tính sử dụng phần mềm do nhà sản xuất cung cấp Các thông số hoạt động của máy có thể thay đổi tùy vào loại sản phẩm cần đo và được cài đặt cho máy thông qua máy vi tính

Trong hầu hết các phép đo cơ bản, máy phân tích cấu trúc cung cấp dữ liệu ba chiều của sản phẩm đo trên các thông số Lực (Force), Khoảng cách (Distance) và Thời gian (Time) với tốc độ lên đến 500 giá trị trong một giây Những giá trị này được dựng thành đồ thị Lực/Khoảng cách hoặc đồ thị Lực/Thời gian, các chỉ tiêu cấu trúc được

3

1

2

4

phân tích từ đồ thị này Các kết quả có thể trình bày trong bảng tính, biểu đồ hoặc bản báo cáo

Máy phân tích cấu trúc được thiết kế phù hợp với điều kiện thí nghiệm:

Nhiệt độ: 0°C đến 40°C

Ẩm độ: 0% đến 90% RH

2.2.2 Các nguyên lý đo cấu trúc

Các loại đầu đo và thiết bị ngoại vi sử dụng trong máy phân tích cấu trúc TA.XTplus có thể phân loại tùy theo kiểu tác động

2.2.2.1 Nén

Đây là phép đo đơn giản nhất trong phương pháp đo cấu trúc Mẫu được làm biến dạng và mức độ biến dạng và/hoặc sức bền của mẫu được ghi nhận và sử dụng như một chỉ số cấu trúc của thực phẩm

Trong quá trình đo, đầu đo di chuyển đến điểm tiếp xúc với mẫu, tác dụng lực lên mẫu Đầu đo thường có dạng hình trụ hoặc dạng đĩa phẳng, đường kính bằng hoặc lớn hơn mẫu (phụ thuộc vào mức độ biến dạng) Nếu mẫu có bề mặt lớn hơn đầu đo thì đầu đo có thể đâm thủng hay xuyên vào mẫu

Các phép đo nén đơn giản thường gọi là nén một trục, nghĩa là mẫu được nén theo một hướng và không bị giới hạn theo hai hướng khác Nguyên tắc nén này làm thay đổi hình dạng mẫu và áp dụng phổ biến cho các loại thực phẩm dạng rắn (Bourne, 2002)

Khi mẫu bị nén theo ba hướng, thường bằng áp suất thủy lực thì gọi là nén khối Nguyên tắc này làm thay đổi thể tích mẫu nhưng không làm thay đổi hình dạng Nén khối ít sử dụng trong đo thực phẩm vì quá trình tiến hành thường chậm và khó khăn (sử dụng áp suất thủy lực)

Các đầu đo sau đây thường sử dụng trong phương pháp nén (tùy theo mức độ nén):

− Các đầu đo dạng xylanh (đường kính thường lớn hơn 10 mm)

− Các đầu đo dạng hình cầu

− Thiết bị Ottawa (hình 2.2a)

− Các đầu nén phẳng (hình 2.2b)

Phép đo này làm mẫu biến đổi không thuận nghịch Mẫu đo phải có diện tích bề mặt lớn hơn diện tích tiếp xúc với đầu đo sử dụng, nếu mẫu nhỏ hơn diện tích tiếp xúc đầu đo thì trở thành nguyên tắc nén

Hình 2.3: Nguyên tắc của phép đo đâm xuyên

(Nguồn: Texture Report, Volume 3 Bản quyền của Texture Technologies Inc.)

Giá trị lực đo được (hoặc chiều sâu đâm xuyên – trường hợp lực không đổi) càng lớn thì vật liệu có sức bền càng lớn

Các đầu đo thường sử dụng trong phương pháp đâm xuyên là:

− Các đầu đo dạng xylanh (đường kính thường nhỏ hơn 10 mm) (hình 2.4a)

− Các đầu đo dạng mũi kim

− Các đầu đo dạng hình cầu (hình 2.5b)

2.2.2.3 Cắt

Nhiều thiết bị ngoại vi có một hay nhiều lưỡi dao dùng để cắt mẫu dưới những điều kiện nhất định Lực cực đại cần thiết và/hoặc công cần thiết (thí dụ như diện tích dưới đường cong) để cắt mẫu được ghi nhận là độ chắc, độ dai… của mẫu

Mặc dù thuật ngữ cắt được dùng để mô tả phép đo này nhưng nó bao gồm một mô hình phức tạp của nhiều lực tác dụng: lực nén, lực kéo cũng như lực cắt Do đó, các kết quả không thể diễn tả bằng các thuật ngữ ứng suất cắt mà có thể xem như sự so sánh sức bền của mẫu trong những điều kiện biến dạng nhất định

Hình 2.4: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo cắt

Các thiết bị cắt thường sử dụng cho thực phẩm có thớ, sợi như thịt, các sản phẩm thịt hay rau quả (măng tây) như:

− Thiết bị cắt Warner-Bratzler (hình 2.5a)

− Các lưỡi dao cắt/xén

− Volodkevich Bite Jaws – Thiết bị này là mô hình hóa răng người khi cắn mẫu thực phẩm, bao gồm quá trình cắt và nén (hình 2.5b)

− Thiết bị cắt Kramer

2.2.2.4 Nén – đẩy

Phép đo nén - đẩy gồm có lực tác dụng lên thực phẩm đến khi nó chảy qua lối thoát là một hay nhiều rãnh hoặc lỗ trong thiết bị đo Thực phẩm bị nén đến khi cấu trúc bị phá vỡ và đẩy ra ngoài qua những lối thoát đó Mô hình các lực trong phép đo này rất phức tạp Thông thường giá lực cực đại cần thiết để thực hiện việc nén đẩy được đo và sử dụng như một chỉ số tính chất cấu trúc

Phép đo này áp dụng cho các loại chất lỏng nhớt, các loại gel, bơ, bơ thực vật, các loại rau quả Thiết bị Ottawa thường được sử dụng trong phép đo này

Một phép đo sức căng thông thường, mẫu đứt gãy gần như ngay lập tức trong một mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chứa lực căng tác dụng Lực cực đại là sức căng của vật liệu

Các phép đo kéo căng không ứng dụng nhiều cho thực phẩm bởi vì quá trình nhai đòi hỏi có lực nén thực phẩm giữa các răng hàm, mà không cần sức căng Các phép đo này được sử dụng để đo dộ bám dính của thực phẩm đối với một bề mặt nào đó, chẳng hạn như tính đàn hồi của mỳ ống, độ giãn dài của bột nhào Đầu đo nén trên mẫu thực phẩm, khi đó giá trị lực cần thiết để kéo mẫu ra khỏi sẽ được đo

Các thiết bị ngoại vi sử dụng trong các phép đo này bao gồm:

− Thiết bị đo dộ kéo giãn bột nhào và gluten SMS/ Kieffer (hình 2.7a)

− Thiết bị đo mỳ ống/mỳ sợi

Uốn cong là sự kết lợp của lực nén, lực kéo và lực cắt Các phép đo uốn cong thường sử dụng trong đo vật liệu vì chúng dễ thực hiện và không cần đặt mẫu trên dụng cụ Sự gãy vỡ bắt đầu chủ yếu ở phía ngoài của phần mẫu bị căng ra

Vật liệu dễ vỡ có một đường cong lực – biến dạng đặc trưng, từ đó các có thể xác định độ dốc của đoạn từ điểm bắt đầu đi đến đỉnh đường cong, sau đỉnh này (sau khi vỡ) lực giảm nhanh

Các phép đo thường áp dụng cho thực phẩm có dạng thanh hay mảnh

Các thiết bị ngoại vi thường sử dụng trong các phép đo này bao gồm:

− Thiết bị đo độ giòn (hình 2.8a)

− Thiết bị uốn cong ba điểm (hình 2.8b)

Hình 2.7: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép phá vỡ và uốn cong

2.3 Tổng quan về giò lụa

2.3.1 Vật liệu

2.3.1.1 Thịt heo

Trong cơ thể động vật bao gồm nhiều loại mô: mô cơ, mô mỡ, mô xương, mô liên kết… Các mô có thể tách khỏi nhau (mặc dù không hoàn toàn) và được sử dụng dựa theo ý nghĩa thực phẩm của chúng Thành phần cấu tạo và tính chất của các mô đều khác nhau nên đặc tính và tỷ lệ số lượng của các mô trong thành phần thịt quyết định các tính chất quan trọng trong đó có giá trị thực phẩm của thịt Mô cơ và mô mỡ có giá trị thực phẩm lớn hơn cả

Theo những khái niệm hiện đại, giá trị của thịt phụ thuộc chủ yếu vào protein có thành phần cân bằng thích hợp và các acid amin không thay thế được chứa trong đó, lipid trong thịt cũng có ảnh hưởng quyết định đến năng lượng của sản phẩm Protein là hợp chất hữu cơ quan trọng nhất của thịt Nó xác định giá trị thực phẩm và sinh lý của thịt (Xmolxki, 1979)

Thịt theo khái niệm thông thường là phần mô cơ mà cụ thể là cơ vân Trong cơ thể động vật, phần cơ vân thường nằm trong các bắp thịt Bắp thịt là tập hợp những bó sợi

cơ, bó sợi cơ gồm những sợi cơ là tế bào cơ bao gồm nhiều sợi tơ cơ, sợi tơ cơ tạo thành từ các đoạn sarcomere lặp lại, các đoạn sarcomere nối nhau tạo ra các sọc gọi là sọc Z, mỗi đoạn sarcomere gồm hai loại protein là actin và myosin xếp xen kẽ nhau Hai loại sợi protein này có thể trượt lên nhau làm thay đổi chiều dài cơ từ đó tạo ra sự

co duỗi cơ trong vận động của động vật

Hình 2.8: Cấu tạo bắp thịt

Theo kết quả kiểm nghiệm của trường đại học Bách Khoa Hà Nội năm 1991, một

số loại thịt heo được ưa chuộng trên thị trường có các thành phần hóa học trung bình theo bảng 2.3 và thành phần các acid amin không thay thế theo bảng 2.4

Sợi tơ cơ

Sợi myosin Sợi actin

Sarcomere

Sọc Z Sợi cơ Bắp cơ Bó sợi cơ

Bảng 2.3: Thành phần hóa học trung bình của một số loại thịt heo được ưa chuộng

trên thị trường Thành phần (%) Thịt heo mỡ Thịt heo nửa nạc nửa mỡ Thịt heo nạc

60,9 16,5 21,5 1,1

73

19

7

1

Bảng 2.4: Thành phần các acid amin không thay thế trong protein thịt heo

Các acid amin không

thay thế Hàm lượng (g/100g) Lysin

Methionin Tryptophan Phenylalanin Treonin Valin Leusin Izoleusin Arginin Histidin

8,7 2,4 1,4 4,2 4,5 5,5 7,2 5,7 6,4 3,8 Theo Phan Thế Đồng (2008), thịt động vật sau khi giết mổ sẽ trải qua 3 giai đoạn

là tiền tê cứng, tê cứng và mềm hóa Trong giai đoạn tiền tê cứng, glycogen phân giải

kỵ khí tạo ra ATP và acid lactic, ATP ngăn cản không cho sợi actin và sợi myosin liên kết với nhau nên thịt động vật mềm, đàn hồi, bề mặt khô ráo Trong giai đoạn tê cứng, lượng glycogen trong cơ cạn kiệt dẫn đến cạn kiệt ATP, sợi actin và myosin liên kết vĩnh viễn với nhau tạo thành sợi actomyosin; đồng thời lượng acid lactic tăng làm giảm pH thịt đến gần pH đẳng điện của protein thịt làm cho các protein ngưng tụ Kết quả của quá trình tê cứng xác là thịt động vật cứng, không đàn hồi, bề mặt ướt, rỉ nước Trong giai đoạn mềm hóa, các enzyme hoạt động ở pH thấp sẽ thủy phân protein làm các sợi sarcomere rời nhau đồng thời tạo ra các acid amin làm pH tăng trở lại, các protein không liên kết với nhau nữa làm cho thịt mềm, đàn hồi, bề mặt không rỉ nước

Theo Xmolxki (1979), thịt động vật sau giết mổ lại được chia làm 3 giai đoạn là tê cóng sau khi chết, chín tới và sự tự phân sâu xa

Thịt trong giai đoạn tê cóng sẽ có độ ẩm cực tiểu, thấp hơn khoảng 25% so với độ

ẩm của nó 2 giờ sau khi giết Các quá trình biến đổi chủ yếu trong giai đoạn này là sự phân giải: phân hủy glycogen tạo thành acid lactic và chuyển pH từ điểm trung hòa về phía acid, phân hủy glycogen để tạo thành các glucid có tính khử, phân hủy acid adenosine triphosphat (ATP), kết hợp actin với myosin để thành phức chất actomyosin, giải phóng amoniac ở dạng muối Các quá trình phân hủy glycogen kỵ khí, tích lũy acid lactic và hạ thấp trị số pH về cơ bản đều kết thúc qua 24 giờ bảo quản thịt ở 4oC pH của mô cơ giảm từ 7,0 đến khoảng 5,7 – 5,8, gần với điểm đẳng điện của các protein sợi cơ (pH = 5,2 – 5,5)

Thịt trong giai đoạn chín tới có những biểu biện tốt về mùi vị, mềm mại hơn so với thịt ở trạng thái tê cóng, có độ ẩm lớn hơn và dễ bị tiêu hóa bởi enzyme hơn Nguyên nhân chính là do ATP bị phân giải tạo ra acid inzonic, inozin và hipoxantin làm tăng hương thơm và vị của thịt cũng như nước canh thịt Đồng thời sự phân hủy cấu trúc protein của mô cơ gây nên bởi quá trình phát triển tự phân làm cho thịt dễ bị tác động của các enzyme tiêu hóa Cường độ biến đổi các tính chất của thịt và thời gian chín tới phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, loài, tuổi, bộ phận trên súc thịt và trạng thái động vật trước khi giết Mỗi loại thịt có một thời gian tối thích cho sự chín tới, bảo đảm độ mềm cực đại, tăng hương thơm và vị của thịt

Nếu bảo quản thịt chín tới kéo dài trong điều kiện vô trùng ở nhiệt độ dương thấp thì quá trình tự phân trong thịt sẽ kéo dài Thời kỳ này gọi là sự tự phân sâu xa Giai đoạn này đặc trưng bởi sự phân giải các thành phần chủ yếu của mô, đó là protein và lipid dưới tác dụng của các enzyme có trong mô Sự phân giải này bắt đầu ngay trong thời kỳ chín tới nhưng ở giai đoạn đó còn chưa xảy ra sự giảm protein một cách quan trọng Trong thời gian tự phân sâu xa, các enzyme catepsin và peptidase xúc tác mạnh làm đứt các liên kết peptide của các phân tử protein đồng thời phá hủy chính protein

đó Ngay trong thời gian này cũng xảy ra sự thủy phân chất béo một cách mạnh mẽ do tác dụng của lipase Sự phân giải protein kèm theo phá hủy các thành phần cấu trúc hình thái học của mô cơ làm cho độ rắn thịt giảm đi và sự tách dịch thịt tăng lên Thịt

có màu sắc hung nâu rõ rệt, vị trở nên chua và khó chịu hơn Đến giai đoạn nhất định của sự tự phân sâu xa, thịt sẽ không còn dùng để làm thực phẩm được nữa

Cả hai tác giả đều có sự tương đồng quan điểm về quá trình “tê cứng xác” và sự

“mềm hóa” hay “chín tới” của thịt động sau giết mổ Tác giả Phan Thế Đồng có sự phân tích rõ hơn về giai đoạn tiền tê cứng còn tác giả Xmolxki phân tích rõ hơn về giai đoạn sau “chín tới” là “sự tự phân sâu xa”

Qua sự phân tích của 2 tác giả cho thấy thịt động vật đạt chất lượng tốt nhất là ở giai đoạn “tiền tê cứng” hoặc ở giai đoạn “mềm hóa” hay “chín tới” Đối với giai đoạn

“tê cứng xác” và “tự phân sâu xa” thịt có chất lượng kém hơn

2.3.1.2 Phụ gia tạo cấu trúc

a) Muối polyphosphate

Hiện nay trong chế biến các sản phẩm từ sữa, đậu nành, thịt, các polyphosphate thường được sử dụng với mục đích tạo cấu trúc và tăng khả năng giữ nước cho sản phẩm Tuy nhiên, các quy định về việc sử dụng phụ gia này còn rất hạn chế và chưa cụ thể, các tiêu chuẩn này chỉ quy định chung cho tất cả polyphosphate và không có sự phân biệt ortho-, pyro-, …

Các loại muối phosphate thường được dùng trong chế biến thịt, cá gồm: monosodium và disodium orthophosphate, tetrasodium pyrophosphate, sodium tripolyphosphate, sodium tetrapolyphosphate và sodium hexametaphosphate

Đặc điểm của các chất này là có khả năng hoà tan cao, hydrat hoá nguyên liệu thô

và nhũ hoá tốt, ngăn ngừa hiện tượng phân lớp giữa mỡ và nước, đồng thời tăng kết cấu của sản phẩm và giảm hao hụt khối lượng Ngoài ra, phosphate còn làm chậm sự trở mùi thịt làm cho quá trình bảo quan tốt hơn (Vũ Thị Bích Thủy, 2005)

Mặt hạn chế của phosphate trên sản phẩm thịt cá là làm cho sản phẩm có cấu trúc như cao su, vị tanh kim loại, gắt, vị xà phòng, ngứa lưỡi và có thể gây ảnh hưởng đến sức khoẻ như đau bụng, tiêu chảy

b) Tinh bột biến tính

Tinh bột biến tính là tinh bột đã qua xử lý bằng phương pháp vật lý hoặc hóa học để điều chỉnh tính chất cho phù hợp với yêu cầu sử dụng như tăng độ hòa tan, độ trong, độ nhớt, độ dẻo, độ dai chắc và tránh hiện tượng thoái hóa cấu trúc gel từ tinh bột do hiện tượng các phân tử tinh bột đã hồ hóa bị mất nước và tái kết tinh (Phan Thế Đồng, 2008)

c) Gluten

Gluten là tên gọi của protein bột mì, thành phần chủ yếu gồm hai loại protein là gliadin và glutenin Trong hai protein của gluten này, trọng lượng phân tử của glutenin lớn hơn của gliadin Khi ngậm nước, gluten tạo thành khối nhão, dẻo; trong đó glutenin tạo tính đàn hồi và lực căng đứt lớn, còn gliadin tạo độ dẻo, tính biến dạng (Phan Thế Đồng, 2008)

Gluten có khả năng hút nước và trương nở mạnh, cho độ kết dính cao nên nó được

sử dụng để hỗ trợ việc tạo gel, làm cho sản phẩm có tính dẻo dai, đàn hồi và mềm mại d) Bột năng

Bột năng (tinh bột khoai mì): thành phần chủ yếu là tinh bột, các thành phần khác có

tỷ lệ không đáng kể Tinh bột cùng với protein trong nguyên liệu làm cho sản phẩm có những tính chất cơ lý nhất định như độ đàn hồi, độ cứng vững cũng như khả năng giữ nước của gel Tương tác giữa tinh bột và protein chủ yếu là liên kết hydro và lực Van der Waals Trong trường hợp này cả protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo thành gel và tương tác với nhau, hay nói cách khác tinh bột có tính đồng tạo gel với protein Chính nhờ khả năng này của tinh bột mà các gel protein trong sản phẩm kiểu giò chả, bột nhào có những tính chất cảm quan hấp dẫn hơn

2.3.2 Quy trình chế biến giò lụa tổng quát

Quy trình chế biến giò lụa theo cách truyền thống thường sử dụng thịt nóng (thịt ở giai đoạn tiền tê cứng) Mặt khác, để chủ động trong thời gian sản xuất và có thể bảo quản nguyên liệu trong một thời gian cho phép so với thịt nóng, ta có thể thay thế thịt nóng bằng thịt sau thịt cấp đông kết hợp với các loại phụ gia tạo cấu trúc làm cho sản phẩm dai chắc hơn

Tùy theo phương pháp và tùy từng nơi mà ta có nhiều công thức chế biến khác nhau Nhưng nhìn chung đều sử dụng gia vị giống nhau nhưng khác nhau về nồng độ

và loại phụ gia tạo cấu trúc

Hình 2.9 là quy trình chế biến giò lụa sử dụng nguyên liệu là thịt heo sau giai đoạn

tê cứng (Hồ Cường, 2007)

Hình 2.9: Sơ đồ quy trình chế biến giò lụa

™ Nguyên liệu

Nguyên liệu chính thịt heo đã qua quá trình tê cứng xác, đang ở trong giai đoạn

“mềm hóa” hay “chín tới” và chưa đến giai đoạn “tự phân sâu xa” Dân gian thường gọi đây là thịt nguội (còn thịt ở giai đoạn “tiền tê cứng” là thịt nóng)

Tỷ lệ thịt heo là 75% nạc đùi heo và 25% mỡ lưng heo Trong đó, phần nạc đùi heo chứa các protein là thành phần chính tạo nên cấu trúc sản phẩm

Gia vị giúp tăng hương vị cho sản phẩm

Lượng gia vị dùng tính trên 1 kg thịt heo là:

Gia vị

Nguyên liệu

Xay mịn Bao gói Làm chín

Giò lụa thành phẩm

Phụ gia

Xay thô Rửa

™ Phụ gia

Phụ gia được thêm vào để tạo cấu trúc dai chắc cho sản phẩm giò lụa Cấu trúc của giò lụa là dạng cấu trúc gel nhưng cấu trúc của hỗn hợp thịt sau khi xay là cấu trúc nhũ tương lại có liên quan mật thiết đến cấu trúc gel của sản phẩm giò lụa Do đó, có hai loại chất phụ gia có thể cải thiện cấu trúc giò lụa là chất tạo gel và chất ổn định nhũ tương

Trong quy trình chế biến ở hình 2.9, phụ gia được sử dụng là polyphosphate, protein đậu nành và tinh bột biến tính để cải thiện cấu trúc giò lụa

™ Xay mịn

Đây là giai đoạn quan trọng nhất trong suốt quá trình chế biến giò lụa vì nó tạo ra nhũ tương thịt Nhũ tương thịt là một hỗn hợp đồng nhất không thể phân biệt được bằng mắt thường, trong đó pha liên tục là các protein hòa tan, nước, gia vị, chất phụ gia, pha phân tán là các hạt lipid và các protein không hòa tan đóng vai trò chất tạo nhũ trong hệ Các protein này liên kết với các cấu phần ưa nước và ưa dầu trong hệ tạo thành hệ nhũ tương ổn định Cấu trúc của nhũ tương thịt sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc gel của giò lụa thành phẩm

Quá trình xay mịn được tiến hành theo các bước:

− Thịt nạc sau khi xay thô và muối được cho vào máy, cho dao quay chậm khoảng 3 – 4 vòng để trộn đều với nhau Cho thêm 1/3 lượng nước đá đã chuẩn bị vào

và cho dao quay ở tốc độ dao cao khoảng 20 vòng Quá trình này tạo ra tác dụng cơ học giúp các protein tách ra khỏi sợi cơ và liên kết lại với nhau theo cấu trúc không gian 3 chiều

− Tiếp tục thêm mỡ đã xay thô và 1/3 lượng nước đá đã chuẩn bị vào Cho máy quay tiếp khoảng 30 vòng ở tốc độ dao cao để các hạt lipid trong mỡ được phóng thích

và phân bố đều vào mạng protein

− Cho dao quay chậm lại và thêm hương liệu, chất phụ gia cùng với lượng nước

đá còn lại vào rồi cho máy quay tiếp khoảng 20 đến 30 vòng ở tốc độ dao cao để tạo hệ nhũ tương thịt ổn định

Trong suốt quá trình xay, nhiệt độ nhũ tương thịt cần được đảm bảo không quá

12oC vì theo kinh nghiệm của nhiều nhà sản xuất nếu vượt quá nhiệt độ này nhũ tương thịt sẽ hỏng do protein bị ngưng tụ, không thể tạo liên kết mạng ba chiều và dẫn đến hỏng cấu trúc gel của giò lụa thành phẩm Nhiệt độ lý tưởng cho quá trình xay được nhiều nhà sản xuất khuyến cáo là nên nằm trong khoảng từ 1oC đến 10oC Để đảm bảo nhũ tương thịt đạt nhiệt độ trong khoảng này thì thịt trước khi đưa vào xay phải được làm lạnh trong khoảng 1oC đến 2oC và bổ sung nước đá trong khi xay để bù lại sự tăng nhiệt độ do hoạt động của dao cắt và máy xay gây ra Đồng thời nhiệt độ phòng phải được khống chế trong khoảng từ 0oC đến 5oC trong suốt quá trình xay

™ Tạo hình (Nhồi)

Khối nhũ tương thịt sau khi xay mịn được cho vào phễu nhập liệu của máy nhồi Tốc độ nhồi và áp lực bơm được điều chỉnh phù hợp với từng quy cách sản phẩm khác nhau như cây giò lụa 1 kg, 500 g hay 250 g

Sản phẩm được tạo hình tốt sẽ có kích thước và khối lượng đồng đều, không xuất hiện các lỗ khí lớn bên trong

™ Tiệt trùng

Tiệt trùng sản phẩm ở 90oC trong 25 phút, sau đó chờ nhiệt độ giảm đến 80oC lấy sản phẩm ra ngoài và ngâm nước lạnh để sản phẩm tiếp tục giảm nhiệt đến khoảng

30oC, tiếp tục để nguội tự nhiên và bảo quản ở nhiệt độ khoảng 4oC

Quá trình tiệt trùng giúp làm chín sản phẩm, làm đông tụ mạng protein trong nhũ tương thịt tạo nên cấu trúc gel của giò lụa thành phẩm Đồng thời tiêu diệt các vi sinh vật gây hại trong sản phẩm

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm

™ Địa điểm thí nghiệm

Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Hóa học, Trường Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh

Xưởng chế biến thịt cá, Bộ môn Phát triển sản phẩm, Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh

™ Thời gian thí nghiệm

Thí nghiệm đã được tiến hành từ ngày 01/03/2009 đến ngày 31/07/2009

3.2 Nguyên vật liệu và thiết bị thí nghiệm

3.2.1 Nguyên vật liệu

− Thịt nạc heo, mỡ heo, nước đá

− Polyphosphate tên thương phẩm là K7 gồm nhiều loại polyphosphate phối hợp với nhau chuyên dùng trong chế biến thịt, có xuất xứ từ Trung Quốc

− Tinh bột biến tính có xuất xứ từ Trung Quốc

− Protein đậu nành có xuất xứ từ Trung Quốc

− Gia vị: muối, nước mắm, bột ngọt

− Nồi nấu, bếp gas

− Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus

Quy trình tiến hành:

¾ Chuẩn bị mẫu:

Tiến hành khảo sát 6 mẫu giò lụa khác nhau đang lưu hành trên thị trường (xem bảng 3.1) Các sản phẩm đuợc khảo sát là loại 500g

Các mẫu được bảo quản ở nhiệt độ 4°C

Bảng 3.1: Các sản phẩm giò lụa trên thị trường được khảo sát trong thí nghiệm 1

5 E Công Ty TNHH TM SX Việt Hương

6 F Công ty TNHH một thành viên Việt Nam kỹ nghệ súc sản (VISSAN)

¾ Đánh giá cảm quan:

Trước khi tiến hành phép thử cảm quan, các sản phẩm giò lụa được cắt thành từng mẫu nhỏ có kích thước 40 x 5 mm, đặt ở nhiệt độ phòng (30°C) 12 cảm quan viên sẽ nếm lần lượt các mẫu rồi đánh giá cường độ các tính chất cấu trúc của mỗi sản phẩm (độ cứng, độ dai) theo phương pháp cho điểm (xem phụ lục A)

Bố trí thí nghiệm 1 yếu tố kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ:

ƒ Yếu tố khảo sát là loại sản phẩm phẩm giò lụa, có 6 nghiệm thức A, B, C,

D, E, F

ƒ Khối là người thử, mỗi người là một khối

Hình 3.1: Các đầu đo và bộ phận kết nối sử dụng trong thí nghiệm 1

(a) Đầu đo dạng xylanh 5 mm (b) Đầu đo dạng hình cầu 5 mm (c) Đầu đo dạng hình côn 30°

(d) Đầu đo nén phẳng 40 mm

¾ Đo cấu trúc:

Mẫu dùng để đo cấu trúc được lấy từ 3 vị trí khác nhau trên sản phẩm giò lụa bằng khuôn lấy mẫu Các mẫu đo có kích thước đồng nhất, dạng hình trụ đường kính 23

mm, chiều cao 20 mm và đặt ở nhiệt độ phòng (30°C)

Mẫu được đặt trên bệ đỡ phẳng, ngay chính giữa bên dưới đầu đo

Tiến hành đo cấu trúc mẫu theo các phép đo sau:

1 Đầu đo dạng xylanh đường kính 5 mm (Cylinder probe – hình 3.1a) Điều kiện

đo lực theo bảng 3.2, trong đó:

− Chế độ đo: Trở lại vị trí ban đầu

− Vận tốc di chuyển của đầu đo trước khi chạm mẫu là 1,5 mm/s, trong khi đo mẫu là 1,5 mm/s và ra khỏi mẫu trở về vị trí ban đầu là 10 mm/s

− Khoảng cách từ đầu đo đến bề mặt mẫu trước khi đo: 20 mm

− Khoảng cách biến dạng mong muốn: 10 mm

− Lực cảm nhận ban đầu: 5 g

− Tốc độ nhận dữ liệu: 200 giá trị/giây

Bảng 3.2: Điều kiện đo (cách 1) được cài đặt cho máy

TA Settings Mode Measure Force in Compression

Pre-Test Speed 1.5 mm/s

Post-Test Speed 10.0 mm/s

Trigger Type Auto - 5g

Data Acquisition Rate 200pps

2 Đầu đo dạng hình cầu đường kính 5 mm (Spherical probe – hình 3.1b) Điều kiện đo lực theo bảng 3.2

3 Đầu đo dạng hình côn 30° (Conical probe – hình 3.1c) Điều kiện đo lực theo bảng 3.2

4 Đầu đo nén phẳng (Compression platen – hình 3.1d) đường kính 40 mm Điều kiện đo lực theo bảng 3.2 (nén một lần)

5 Đầu đo nén phẳng (Compression platen) đường kính 40 mm Điều kiện đo lực theo bảng 3.3, trong đó:

− Chế độ đo: Nén giữ trong một khoảng thời gian

− Vận tốc di chuyển của đầu đo trước khi chạm mẫu là 1,5 mm/s, trong khi đo mẫu là 1,5 mm/s và ra khỏi mẫu trở về vị trí ban đầu là 10 mm/s

− Khoảng cách từ đầu đo đến bề mặt mẫu trước khi đo: 20 mm

− Khoảng cách biến dạng mong muốn: 10 mm

− Thời gian nén: 10 giây

− Lực cảm nhận ban đầu: 5g

− Tốc độ nhận dữ liệu: 200 giá trị/giây

Bảng 3.3: Điều kiện đo (cách 2) được cài đặt cho máy

TA Settings Mode Measure Force in Compression

Trigger Type Auto – 5 g

Data Acquisition Rate 200 pps

6 Đầu đo nén phẳng (Compression platen) đường kính 40 mm Điều kiện đo lực theo bảng 3.4 (nén hai lần), trong đó:

− Chế độ đo: TPA

− Vận tốc di chuyển của đầu đo trước khi chạm mẫu là 1,5 mm/s, trong khi đo mẫu là 1,5 mm/s và ra khỏi mẫu trở về vị trí ban đầu là 10 mm/s

− Khoảng cách từ đầu đo đến bề mặt mẫu trước khi đo: 20 mm

− Khoảng cách biến dạng mong muốn: 10 mm

− Thời gian nghỉ giữa hai lần nén: 5 giây

− Lực cảm nhận ban đầu: 5g

− Tốc độ nhận dữ liệu: 200 giá trị/giây

Bảng 3.4: Điều kiện đo (cách 3) được cài đặt cho máy

TA Settings Mode Measure Force in Compression

Trigger Type Auto – 5 g

Data Acquisition Rate 200pps

Dữ liệu nhận được biểu diễn bằng đồ thị lực – thời gian (hoặc khoảng cách) Các chỉ tiêu phân tích từ đồ thị:

¾ Yếu tố cố định thành phần nguyên liệu, gia vị và phụ gia protein đậu nành

¾ Yếu tố thay đổi: tỷ lệ phụ gia polyphosphate hoặc tinh bột biến tính

¾ Sử dụng đầu đo, điều kiện đo và các chỉ tiêu phân tích tối ưu từ kết quả thí nghiệm 1, thay đổi vận tốc nén (đâm xuyên) của đầu đo này

Bố trí thí nghiệm 2 yếu tố kiểu khối ngẫu nhiên đầy đủ (RCBD)

ƒ Yếu tố 1: các tỷ lệ phụ gia, 4 mức

ƒ Yếu tố 2: các vận tốc đo, 3 mức

ƒ 3 khối tương ứng với 3 đợt nguyên liệu thịt

Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm 2 với phụ gia khảo sát là polyphosphate

0,3

2,0 1,0 1,5

0,4

2,0 1,0 1,5

0,5

2,0

Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm 2 với phụ gia khảo sát là tinh bột biến tính

Lặp lại (khối)

Tỷ lệ % tinh bột so với tổng khối

lượng nguyên liệu chính

Vận tốc đo

1,0 1,5

0

2,0 1,0 1,5

4

2,0 1,0 1,5

6

2,0 1,0 1,5