Thực hànhvật lý thực phẩm

BỘ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM & SINH HỌC Thực hành vật lý thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2007 MỤC LỤC GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP BÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HẠT VÀ KHỐI HẠT 1.1 Xác định khối lượng riêng 1.2 Xác định độ rỗng, độ xốp Thực hành BÀI PHƯƠNG PHÁP ĐO TỶ TRỌNG BÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỘ ẨM BẮNG PHƯƠNG PHÁP SẤY KHÔ VÀ SẤY HỒNG NGOẠI 1.1 Xác định độ ẩm phương pháp sấy khô 2.1 Phương pháp xác định độ nhớt 10 3.3.4.1.Xác định độ nhớt động học 10 Xác định độ nhớt nhớt kế 12 BÀI XÁC ĐỊNH MÀU BẰNG COLOURIMETER 13 Giới thiệu thiết bị đo lí 15 1.1 Giới thiệu chung 15 BÀI 5: PHƯƠNG PHÁP ĐÂM XUYÊN 36 Giới thiệu thí nghiệm 36 1.1 Mục đích thí nghiệm 36 BÀI 6: PHƯƠNG PHÁP CẮT 43 Mục đích thí nghiệm 43 Phương pháp cắt Warner-Bratzler 43 Cách thức tiến hành 45 Kết thảo luận 47 BÀI 7: PHƯƠNG PHÁP NÉN KRAMER 48 Mục đích thí nghiệm 48 BÀI 8: PHƯƠNG PHÁP ÉP ĐÙN 51 Giới thiệu thí nghiệm 51 Phương pháp ép đùn 52 Cách thức tiến hành 53 Kết nhận xét 54 BÀI 9: PHƯƠNG PHÁP KÉO ĐỨT 55 Giới thiệu thí nghiệm 55 Cơ sở lý thuyết phương pháp đo 56 Cách tiến hành 57 Kết thảo luận 58 4.1 Kết 58 BÀI 10: PHƯƠNG PHÁP TPA 59 Giới thiệu thí nghiệm 59 Cách thức tiến hành 62 Kết thảo luận 63 YÊU CẦU BÀI BÁO CÁO 64 Phân công công việc 65 Buổi : Các nhóm học phương pháp đo TPA, đâm xuyên, đo màu 65 Buổi : Đo tỷ trọng độ nhớt dầu ăn tính chất lý chuối 65 Buổi : Đo độ ẩm tính chất lý khoai tây chiên 65 Buổi : Đo màu cà chua tính chất lý cà chua 65 Buổi : Đo tính chất lý bún sữa chua 65 Buổi : Đo tính chất xúc xích 65 Chấm điểm báo cáo 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP BÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HẠT VÀ KHỐI HẠT 1.1 Xác định khối lượng riêng Khối lượng riêng xác định nhiều cách Định nghĩa thông dụng khối lượng riêng là: - Khối lượng riêng thực (ρT) khối lượng riêng chất tinh khiết hổn hợp nguyên liệu tính từ khối lượng riêng cấu tử xem bảo toàn khối lượng thể tích Nếu biết khối lượng riêng, thể tích, khối lượng cấu tử tính khối lượng riêng chất hợp chất Trong ρi : khối lượng riêng cấu tử i (kg/m3) Xiv : thể tích cấu tử i Xiw : khối lượng cấu tử i n : số cấu tử Những loại nguyên liệu dạng hạt, loại nguyên liệu quan tâm đến khối lượng riêng hạt khối lượng riêng khối hạt bao gồm thể tích khoảng trống - Khối lượng riêng chất rắn (ρs) khối lượng riêng vật liệu rắn (bao gồm nước) trừ không khí chứa lỗ trống vật liệu Khối lượng riêng chất rắn tính cách lấy khối lượng chất rắn chia cho thể tích chất rắn xác định phương pháp chỗ chất khí chất khí thâm nhập vào lỗ trống vật liệu có đường kính đường kính phân tử khí - Khối lượng riêng nguyên liệu (cơ chất) (ρm) is the density of a material measured when the material has been broken into pieces small enough to be sure that no closed pores remain - Khối lượng riêng particle (Particle density) (ρp) is the density of a particle that has not been structurally modified It includes the volume of all closed pores but not the externally connected ones Khối lượng riêng particle (Particle density) xác định khối lượng hạt chia cho thể tích hạt xác định pycnometer Khối lượng riêng biểu kiến (ρapp) khối lượng riêng vật chất bao gồm tất lỗ trống bên vật liệu Khối lượng riêng biểu kiến vật thể có hình dạng hình học xác định tính dựa vào thể tích khối lượng Khối lượng riêng biểu kiến mẫu có hình dạng khơng xác định xác định phương pháp chỗ chất rắn hay chất lỏng Khối lượng riêng khối (bulk density) (ρbulk) khối lượng riêng vật liệu đóng gói xếp chồng lên Khối lượng riêng khối chất rắn đo cách đổ mẫu vật chứa biết trước kích thước Khối lượng riêng khối tính cách lấy khối lượng mẫu chia cho thể tích khối Khối lượng riêng nguyên liệu thực phẩm phụ thuộc vào nhiệt độ nhiệt độ phụ thuộc vào cấu tử thực phẩm (nước tinh khiết, carbohydrate (CHO), protein, chất béo, tro đá) tính theo cơng thức sau: 1.2 Xác định độ rỗng, độ xốp Độ xốp ( định nghĩa thể tích khơng khí hay khoảng trống mẫu thể sau : (1.52) Có nhiều phương pháp xác định độ xốp, tóm tắt sau : Phương pháp trực tiếp : Trong phương pháp này, độ xốp xác định hiệu tổng thể tích tồn khối vật liệu thể tích sau phá hủy cấu trúc lỗ rỗng (khơng lỗ rỗng) cách nén Có thể áp dụng phương pháp vật liệu mềm khơng có lực hút hay đẩy hạt vật chất khô Phương pháp quang : phương pháp này, độ xốp xác định dựa vào hình ảnh kính hiển vi Phương pháp sử dụng độ rỗng mẫu đồng Phương pháp khối lượng riêng : Trong phương pháp này, độ xốp tính thơng qua việc đo khối lượng riêng Độ xốp phần khơng khí chiếm chỗ bên hạt gọi độ xốp biểu kiến ( định nghĩa tỉ lệ phần không gian bị khơng khí chiếm giữ hay thể tích lỗ trống so với thể tích tổng Nó gọi độ xốp bên (độ xốp nội) Độ xốp biểu kiến tính thơng qua việc đo khối lượng riêng chất rắn khối lượng riêng biểu kiến, biểu diễn sau : (1.53) Hình Các loại lỗ rỗng khác Hoặc từ thể tích chất rắn riêng thể tích biểu kiến (1.54) sau : Độ xốp khối gọi độ xốp ngồi độ xốp hạt bao gồm thể tích lỗ rỗng bên hạt hạt xếp chồng chất lên tính dựa vào khối lượng riêng khối khối lượng riêng biểu kiến : (1.55) Hoặc từ thể tích khối thể tích biểu kiến : (1.56) Vậy độ xốp tổng : TOT = app + bulk (1.57) Lỗ rỗng nguyên liệu thực phẩm (lỗ rỗng trong) chia thành ba nhóm : lỗ rỗng kín (closed pores) lỗ rỗng đóng kín phía, lỗ rỗng tắc (bind pore) lỗ rỗng bị đóng kín đầu, lỗ rỗng thơng suốt (flow-through pore) có dòng khí thổi qua (hình 1.15) Từ độ xốp biểu kiến phần khơng khí có hạt, bao gồm ba loại lỗ rỗng, : app = CP + OP + BP (1.58) Trong : CP = độ xốp lỗ rỗng đóng OP = độ xốp lỗ rỗng mở hay lỗ rỗng thông suốt BP = độ xốp lỗ rỗng tắc đầu Do đó, độ xốp tổng tính sau : TOT = CP + OP + BP + bulk (1.59) Phương pháp đo tỷ trọng kế chất khí : độ xốp đo trực tiếp việc đo thể tích khơng khí, dựa vào cơng thức 1.36 : (1.36) Từ đó, độ xốp tính : (1.60) Sử dụng độ xốp kế : độ xốp hay phân bố kích thước lỗ rỗng xác định dùng độ xốp kế, dụng cụ đo dựa vào nguyên tắc chất lỏng xâm nhập vào lỗ rỗng đẩy chất lỏng khỏi lỗ rỗng Sử dụng áp suất để đẩy chất lỏng vào lỗ rỗng (không thể tự chảy vào lỗ) Hoặc sử dụng phương pháp đẩy chất lỏng lấp đầy lỗ rỗng Chất lỏng ép vào lỗ rỗng chỗ không khí lỗ rỗng tác động áp suất Đo thể tích chất lỏng bị đẩy Sự phân bố kích thước lỗ miếng chả thịt có chứa protein đậu nành, bánh mì, bánh cookie, sản phẩm thực vật, tinh bột đo băng cách sử dụng phương pháp thủy ngân xâm nhập gọi mercury intrusion porosimeter Trong cách đo này, sử dụng chất lỏng nước, dầu, thủy ngân để ép qua lỗ rỗng tác động áp suất Sau đo giá trị áp suất tác động thể tích chất lỏng bị ép qua lỗ Sử dụng phương pháp chất lỏng xâm nhập thủy ngân kích thước lỗ rỗng nằm khoảng 0.03 đến 200 µm Trong sử dụng chất lỏng khơng phải thủy ngân lỗ rỗng nằm khoảng 0.001 đến 20 µm Phương pháp xác định thể tích lỗ, đường kính lỗ, diện tích bề mặt lỗ bị tắt đầu lỗ thông suốt Do sử dụng áp suất cao, nên cấu trúc mẫu bị phá vỡ Thực hành Xác định độ rỗng bánh mì: - Bước 1: Chuẩn bị mẫu bánh mì, cắt theo kích thước định - Bước 2: Tiến hành đo thể tích mẫu bánh mì - Bước 3: Dùng thiết bị lý với đầu đo nén ép, nén ép mẫu bánh mì - Bước 4: Đo lại thể tích mẫu bánh sau nén ép Ghi nhận thông số tính tốn độ xốp, báo cáo kết Các giá trị đo lặp lại lần BÀI PHƯƠNG PHÁP ĐO TỶ TRỌNG Ở điều kiện thông thường, hầu hết chất khí tuân theo định luật khí lí tưởng Khối lượng phân tử kg chất khí (1 kg-mole) 22,4 m3 273K atm Khối lượng khơng khí tính theo cơng thức sau: Khối lượng riêng chất lỏng xác định bình pycnometer Đối với vật liệu có độ nhớt cao sốt cà chua, bột nhồi, mật ong… sử dụng bình có miệng rộng Khối lượng riêng chất lỏng đo cách đặt tỷ trọng kế beaker chứa đầy mẫu lỏng (Hình 1.11), tỷ trọng kế có đường kính phần xấp xỉ đường kính nhiệt kế Trong q trình đo cần sử dụng lượng mẫu thích hợp để tồn tỷ trọng kế ngập chất lỏng cần đo Phần tỷ trọng kế ngập chất lỏng phụ thuộc vào khối lượng riêng chất lỏng Tỷ trọng kế chìm sâu chất lỏng khối lượng riêng dung dịch thấp Khối lượng riêng chất lỏng tính dựa vào tỉ lệ khối lượng tỷ trọng kế với thể tích chất lỏng chỗ Trong đó, W : khối lựợng tỷ trọng kế (kg) A : diện tích mặt cắt ngang thân (m2) x : chiều dài phần chìm chất lỏng V : thể tích ống (m3) Cách tiến hành  Rót nhẹ nhàng mẫu thử, tránh tạo bọt khí, vào ống đong với lượng thích hợp để cho tỷ trọng kế thả vào đọc số Nếu có bọt khí tập trung bề mặt mẫu, dùng miếng giấy lọc để lấy chúng  Cầm phía tỷ trọng kế thả từ từ vào ống đong đựng mẫu Tránh để mẫu thấm ướt phần khơng chìm tỷ trọng kế  Dùng nhiệt kế khuấy mẫu liên tục Khi nhiệt độ đạt cân bằng, ghi nhiệt độ mẫu lấy nhiệt kế  Kéo tỷ trọng kế lên khỏi chất lỏng khỏi vạch sau thả xuống Để cho tỷ trọng kế tự do, tránh chạm vào thành ống đong  Khi tỷ trọng kế đứng yên, đặt mắt vị trí thấp mực chất lỏng đưa lên từ từ ngang với mặt thoáng chất lỏng ghi giá trị đọc thang chia tỷ trọng kế  Ngay sau đó, dùng nhiệt kế khuấy cẩn thận ghi nhiệt độ mẫu thử Nếu nhiệt độ khác với nhiệt độ trước 0.5oC, đo lại tỷ trọng  Tiến hành thí nghiệm lần Chú ý: + Nhiệt độ ống đong, tỷ trọng kế mẫu thử phải gần + Nhiệt đô môi trường không thay đổi 2oC Một số loại tỷ trọng kế khác: Trong số trường hợp phải dùng tỷ trọng kế để tiến hành đo khoảng giá trị hẹp, loại tỷ trọng kế nhạy với thay đổi nhỏ khối lượng riêng Một số loại tỷ trọng kế là: lactometer dùng để đo sữa oleometer dùng để đo dầu, twaddell dùng để đo chất lỏng có khối lượng riêng lớn nước Ngồi số loại thiết bị đặc biệt khác tùy vào mục đích sử dụng: brix kế dùng để đo đường tính phần trăm theo khối lượng đường saccharose dung dịch, cồn kế để đo phần trăm theo thể tích cồn dung dịch, salometers dùng để xác định phần trăm dung dịch muối bão hòa BÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỘ ẨM BẮNG PHƯƠNG PHÁP SẤY KHÔ VÀ SẤY HỒNG NGOẠI 1.1 Xác định độ ẩm phương pháp sấy khô Phương pháp tiến hành Lấy chén sấy ẩm đem sấy 100-105°C trọng lượng không đổi (nghĩa sau để nguội cân lại, kết qủa lần cân liên tiếp không cách 0.5 mg) Để nguội bình hút ẩm đem cân cân phân tích xác đến 0.0001g Cho vào cốc cân khoảng 2g thực phẩm chuẩn bị sẵn, nghiền nhỏ Cân tất cân phân tích với độ xác Cho tất vào tủ sấy 105°C, sấy khô khối lượng khơng đổi, thời gian sấy Sấy xong, đậy nắp, đem làm nguội bình hút ẩm đem cân cân phân tích với độ xác Tính kết Độ ẩm theo phần trăm (X) tính cơng thức: X  G1  G2 x 100 G1  G Trong đó: G: Khối lượng chén sau sấy đến khối lượng không đổi (g) G1: Khối lượng chén mẫu trước sấy (g) G2: Khối lượng chén mẫu sau sấy tới khối lượng không đổi (g) Sai lệch kết lần xác định song song không lớn 0.5% Kết cuối trung bình cộng lần xác định song song, tính xác đến 0.01% Đối với thực phẩm lỏng, cần làm bốc nước nồi cách thủy gần khô trước cho vào tủ sấy Đối với thực phẩm dễ bị cháy nhiệt độ 100°C, sử dụng phương pháp sấy chân khơng nhiệt độ thấp (60°C) Trường hợp khơng có cốc thủy tinh nắp kín, dùng cốc cân kim loại (nhôm) hay chén sứ Nhược điểm: Phương pháp sấy khơ cho kết sai số làm tăng lượng nước sấy khô, chất bay (như tinh dầu, cồn, acid bay hơi…) bay với nước bị phân giải thành furforol, amoniac sấy thực phẩm có nhiều đường, đạm, làm giảm tỉ lệ ẩm Cũng cho kết sai số số thành phần bị oxy hóa gặp khơng khí nhiệt độ cao (thí dụ: thực phẩm có nhiều chất béo) BÀI PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ NHỚT CỦA DỊCH QUẢ BẰNG NHỚT KẾ OSTWALD 2.1 Phương pháp xác định độ nhớt 3.3.4.1.Xác định độ nhớt động học Đơn vị : St hoạc cSt Thiết bị Hình 3: Nhớt kế dạng ống kiểu Ostwald Cannon-Fanske - Nhớt kế chữ U điền đầy chất lỏng ống mao dẫn bầu chứa Nhớt kế đặt thẳng đứng thiết bị ổn nhiệt - Quá trình đo độ nhớt thực việc xác định thời gian chảy chất lỏng qua ống mao dẫn Khi chất lỏng chảy đến vị trí bầu chứa thời điểm tính thời gian chảy, chất lỏng chuyển động đến vạch bầu chứa thời điểm kết thúc tính thời gian - Từ thời gian chảy từ điểm đến 2, tính tốn giá trị độ nhớt thông số vật lý khác khối lượng phân tử chất đo Giải thích phép đo Chất lỏng chảy ống mao quản có vận tốc v lưu lượng Q, với vận tốc v, sinh tốc độ trượt y - Dưới tác dụng lực làm cho chất lỏng chảy (lực sinh từ áp suất thủy tĩnh) - Lực tính F = P.A Hình 4.2 Giản đồ phương pháp ép đùn ✓ Hình a: Đầu dò xuống bắt đầu tiếp xúc với bề mặt thực phẩm, giá trị ứng suất nhỏ ✓ Hình b: Đầu dò sâu vào lòng thực phẩm, thực phẩm bị nén ép, có loại ứng suất sinh ra, ứng suất đáy hộp chứa mẫu tác động trở lại đầu dò ứng suất trượt sinh lớp chất lỏng trượt lên ✓ Hình c: Thực phẩm bị ép qua khe hở thành hộp đầu dò ✓ Cùng với có lực nhấc lên đầu dò, có phần thực phẩm bám lên đầu dò 1.3 Lý chọn mẫu Cấu trúc yếu tố quan trọng định chất lượng sản phẩm Sữa chua phổ biến có giá trị dinh dưỡng cao Do yêu cầu chất lượng sản phẩm ngày nâng cao Và yêu cầu quan trọng độ đặc sữa chua Sữa chua có thành phần casein, bột whey, ngồi có chất ổn định để tránh tượng tách lớp, tạo độ sánh, độ đồng như: gelatin, caragenan,…Trong đó, hàm lượng casein sữa tăng sản phẩm đặc pectin, caragenan tham gia với vai trò tạo khung đỡ cho sữa chua, làm cho sữa chua đông đặc Trong nhóm tiến hành loại sản phẩm sữa chua khác nhau, sản phẩm dễ dàng kiếm thị trường Việt Nam thỏa mãn thành phần định độ đặc Hình 4.3 Các mẫu sữa chua dùng thí nghiệm Phương pháp ép đùn 2.1 Giới thiệu phương pháp ép đùn Là phép thử nén ép gồm lực tác dụng lên thực phẩm thực phẩm chảy qua khe thoát Thực phẩm bị nén cấu trúc bị gãy, hư hỏng đẩy khe thoát Chúng ta đo lực lớn cần thiết để đạt tới ép sử dụng làm số chất lượng cấu trúc thực phẩm Thực phẩm đặt cốc kim loại chắn khơng có nắp, pittong có đường kính nhỏ xilanh đẩy xuống hộp thực phẩm chảy qua khoảng trống pittong thành hộp 2.2 Cơ sở phép đo Phép đo đo lực lớn cần thiết để hoàn thành q trình ép đùn Do sản phẩm có tính chảy q trình nén nên phép đo thích hợp cho loại chất lỏng nhớt, gel, chất béo, khơng thích hợp để đo sản phẩm bánh mì, bánh quy, ngũ cốc, kẹo Đoạn AB, thực phẩm chịu ép ngày chặt ✓ Đoạn BC, thực phẩm chịu nén chặt thành dạng rắn lực đo tăng mạnh, khơng khoảng trống để ép thêm ngoại trừ túi khí nhỏ, lực chống lại lực tác dụng tăng đột ngột ✓ Tại điểm C, sản phẩm bắt đầu chảy khe Q trình kéo dài lực đo trở Lực điểm C cho biết lực cần thiết để ép đùn sản phẩm đoạn CD cho biết lực cần thiết để kéo dài trình ép đùn ✓ Hình dạng đường cong phép đo ép đùn tùy thuộc vào độ đặc sản phẩm, kích cỡ, tốc độ biến dạng, nhiệt độ vật mẫu mức độ đồng thực phẩm cần 2.4 Ưu, nhược điểm phương pháp ❖ Ưu điểm: ✓ Phương pháp đơn giản, dễ dàng tiến hành khảo sát, cho kết nhanh chóng với độ tin cậy cao ✓ ❖ Kết hợp với máy tính để chạy file nên thay đổi thông số theo ý muốn, xuất kết dễ dàng ✓ Lực cần để ép ban đầu không phụ thuộc vào khối lượng mẫu ✓ Vệ sinh dụng cụ sau lần sử dụng dụng cụ đơn giản Nhược điểm: ✓ Chỉ đo thuộc tính lần thí nghiệm ✓ Xylanh xuống phải vị trí phận chứa mẫu ép để bề rộng khe hở quanh chu vi cố định Cách thức tiến hành 3.1 Chuẩn bị mẫu ✓ Số lượng: mẫu khác nhau, mẫu thực lần ✓ Tên mẫu: sữa chua Ba Vì, sữa chua Love’in farm, sữa chua vinamilk ✓ Khối lương: 100g/hộp Nhiệt độ tiến hành khoảng 23oC ✓ Trước tiến hành, đánh trộn sản phẩm tạo đồng tránh tạo đông đá 3.2 Vận hành Mở máy vi tính liên kết với thiết bị INSTRON sau chạy chương trình BLUEHILL Kiểm tra máy, chọn dụng cụ (đầu dò, hộp chứa mẫu) phù hợp với phương pháp đo Cho sữa chua vào hộp đến mức yêu cầu vạch định trước Lắp đầu dò hộp chứa mẫu vào thiết bị đo Điều chỉnh đầu dò cho tiếp xúc với bề mặt mẫu Điều chỉnh thông số để thiết lập chế độ khảo sát: ✓ Vận tốc xuống lên: mm/s ✓ Chiều sâu nén: 3cm ✓ Đường kính đầu dò: 41 mm ✓ ✓ Chiều cao cốc: 40 mm Kết nhận xét BÀI 9: PHƯƠNG PHÁP KÉO ĐỨT Giới thiệu thí nghiệm 1.1 Mục đích thí nghiệm Tính chất kéo dãn, cắt đứt thông số kĩ thuật nguyên liệu dùng để đánh giá chất lượng Tính chất thường xuyên đo suốt trình phát triển sản phẩm hay trình sản xuất Được dùng để dự đoán biến đổi nguyên vật liệu hình thức khác khơng hình thức giản đơn Phương pháp sử dụng thiết bị đo lưu biến thực phẩm để xác định thông số thực phẩm độ vững chắc, độ dai sản phẩm dạng sợi, màng như: bánh canh, bún, phở … Lực tác động cần đo lực kéo đầu dò lên sản phẩm lần diện tích bề mặt độ dài mẫu bị đứt Từ thí nghiệm, ta so sánh khác biệt mẫu sợi thực phẩm khác nhau, từ suy thành phần thực phẩm, giá trị dinh dưỡng mà sợi thực phẩm mang lại góc độ khoa học tổng quát Kết phương pháp sử dụng để chọn nguyên liêu cho ứng dụng kĩ thuật 1.2 Lí chọn mẫu Ở thí nghiệm, nhóm chọn loại thực phẩm: bánh cánh, bún, phở - Hình 5.1 Bánh canh Hình 5.2 Bún Hình 5.3 Phở Bánh canh, bún phở thực phẩm dạng sợi, trắng mềm, làm từ nguyên liệu giàu amylose amylopectin tinh bột gạo Trong thành phần amylose thành phần tạo cấu trúc màng amylopectin làm tăng tinh dai màng Các mẫu khảo sát có hàm lượng amylose amylopectin khác nên độ dai chúng khác Gạo ngâm qua đêm, xay nhuyễn với nước, sau hồ hóa phần nước sơi nhào thành khối, sau tạo sợi qua khn luộc chín nước sơi ✓ Bánh canh: màu trắng, sợi tròn lớn, dai, mềm mại, khơng khơ cứng ✓ Bún: màu trắng, sợi tròn nhỏ lớn, dai, mềm mại, khơng khơ cứng, có mùi chua ✓ Phở: màu trắng, sợi mỏng lớn nhỏ, dai, mềm mại, không khô cứng Bánh canh, bún phở có thành phần là: gạo nước Tùy loại mà có quy trình sản xuất khác nhau, bổ sung loại gia vị phụ gia khác nhau, hàm lượng phụ gia bổ sung khác nhau, đồng thời cách tạo hình khác Cơ sở lý thuyết phương pháp đo 2.1 Giới thiệu phương pháp kéo đứt Phương pháp kéo đứt phương pháp phân tích cấu trúc thực phẩm sử dụng thiết bị để tác dụng lực kéo, kéo dãn mẫu mẫu đứt làm hai Một đồ thị biểu diễn đường cong lực độ thay đổi chiểu dài mẫu giúp xác định độ căng đứt mẫu 2.2 Cơ sở phép đo Độ bền nguyên vật liệu đặc điểm cần quan tâm Độ bền đo điều kiện kéo căng vừa đủ để chất dẻo biến dạng kéo dãn chất dẻo đến mức tối đa chịu Phương pháp đo độ bền dùng để có cảnh báo thích hợp (trong biễu mẫu yếu tố an toàn) cho thiết kế kĩ thuật Một điểm đáng ý độ dẻo nguyên vật liệu, số đo đến nguyên vật liệu bị biến dạng trước bị đứt gãy Ít độ dẻo hợp thiết kế, xác hơn, đặc điểm kĩ thuật để đánh giá chất lượng độ bền dai Độ dẻo thấp phương pháp kéo đứt đồng nghĩa với khả chịu đựng hình thức vận chuyển khác 2.4 Ưu, nhược điểm phương pháp ❖ Ưu điểm: ✓ Thiết bị đơn giản cho kết nhanh ✓ Thích hợp cho nhiều loại thực phẩm khác lựa chọn đầu đo thích hợp ✓ ❖ Sử dụng hầu hết nơi Nhược điểm: Chi phí mua thiết bị cao ✓ Năng suất làm việc không cao lần tiến hành mẫu ✓ Cách tiến hành 3.1 Chuẩn bị mẫu Mẫu dùng để kéo đứt mẫu sợi thực phẩm Mẫu phải đảm bảo yêu cầu sau: ❖ Mẫu vật thường chia thành nhiều phần mẫu để kiểm tra ❖ Mẫu phải chuẩn bị để đạt kết xác ❖ Các qui tắc chung đề nghị bao gồm: ✓ Đầu tiên, mẫu nhận cần đồng loại vật liệu, nguồn gốc, vị trí hướng chi tiết vật thể Tình trạng chế biến thời điểm lấy mẫu, liệu thời gian ngày mẫu thu thập ✓ Thứ hai, mẫu thử phải thực cách cẩn thận, với ý đến chi tiết Các trục mẫu phải liên kết với định hướng cán vật liệu, mẫu ngũ cốc giả, hỗn hợp ép ráp Việc làm lạnh phận kiểm tra phải giảm thiểu Các kích thước mẫu vật phải giữ phạm vi sai số cho phép thiết lập phương pháp kiểm tra Các vùng gắn đầu mẫu phải phù hợp với trục Mỗi mẫu phải xác định chắn thuộc mẫu ban đầu 3.2 Vận hành ❖ Các bƯớc vận hành: ✓ Lắp đầu vít kẹp vào thiết bị khởi động phần mềm ✓ Cài đặt thông số cho test ✓ Kẹp mẫu vào kẹp, chỉnh kẹp lên mẫu dãn vừa đủ dừng ✓ Cân lực tiến hành đo ✓ Ghi nhận kết ❖ Các thông số cần đặt cho máy: ✓ Chỉnh thông số hình dạng mẫu: ❖ - Hình trụ (Circular): thơng số cần đặt Diameter Length - Hình chữ nhật (Rectangular): thông số cần đặt Thickness, Width, Length ✓ Đặt thơng số vận tốc vít kẹp: - Vận tốc đầu dò (Rate): 5mm/s - End of test (Value): 50mm Cách vận hành máy: ✓ Mở file PP kéo đứt cài đặt thông số cho máy: Method  Brown  file ✓ PP kéo đứt  Specimen: chỉnh thơng số hình dạng, kích thước mẫu ✓ Sau lưu thơng số đặt ✓ Phần kết (Result): Các kết cần lấy ✓ Sau trở lại Home  Test ✓ Gắn mẫu lên vít kẹp lắp sẵn thiết bị, điều chỉnh vít kẹp để mẫu căng vừa đủ Đặt tên mẫu, cân lực cho máy chạy nút Start Đối với mẫu sau cần ghi lại tên mẫu, chỉnh đầu dò sát với bề mặt mẫu, cân lực cho máy chạy 3.3 Dụng cụ đo Mô tả dụng cụ: Sợi thực phẩm kẹp định vị đầu Sau di chuyển lên trên, kéo đứt, trước sinh lực lớn Ứng suất kéo đứt max Kết thảo luận 4.1 Kết BÀI 10: PHƯƠNG PHÁP TPA Giới thiệu thí nghiệm 1.1 Mục đích thí nghiệm ❖ Phương pháp TPA sử dụng đường cong lực, đường cong biến dạng để phân loại đặc tính cấu trúc then chốt mẫu thực phẩm ❖ Phương pháp TPA giúp ta tính tốn đặc tính cấu trúc thực phẩm, mà phương pháp ứng dụng nhiều ngành cơng nghiệp thực phẩm, giúp nhà sản xuất cải tiến tạo sản phẩm phù hợp thị hiếu với người tiêu dùng ❖ Các đặc tính cấu trúc thực phẩm: Độ cứng (Hardness, N) ✓ Độ giòn (Facturability, N) ✓ Độ cố kết (Cohesivement) ✓ Độ dính bề mặt (Adhesivement, J) ✓ Độ dẻo (Gumminess, N) ✓ Độ dai (Chewiness, J) ✓ Độ phục hồi (Resilience, J) Phương pháp dùng sản phẩm có độ đàn hồi như: đậu hủ, giò chả, bánh ✓ ❖ mì, kẹo dẻo, kẹo thạch… 1.2 Lí chọn mẫu Các mẫu chả lụa dùng thí nghiệm: chọn mẫu khác Cơ sở lý thuyết phương pháp đo 2.1 Giới thiệu phương pháp TPA TPA (Texture profile analysis) phương pháp dùng công cụ để xác định cấu trúc thực phẩm lực nén học Đây phương pháp đánh giá nhiều thuộc tính cấu trúc thực phẩm lần thử, thiết bị kĩ thuật sử dụng đường cong lực, đường cong biến dạng để phân loại đặc tính cấu trúc then chốt mẫu, cầu nối với cảm quan Phương pháp dùng lực nén, mẫu tiến hành nén lần liên tiếp Việc thao tác lặp lại nhiều lần giúp ta tính tốn đặc tính cấu trúc Kết thu đường cong thể quan hệ lực thời gian Một vài thuộc tính cấu trúc độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi đánh giá từ đường cong Đa chức năng, nhiều ứng dụng công nghiệp 2.2 Các thông số đo lường ❖ Độ cứng (Hardness): ✓ Theo đặc tính vật lý: độ cứng lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến mức xác định cho trước ✓ Theo đặc tính cảm quan: độ cứng lực cần thiết để cắn đứt mẫu hoàn toàn mẫu đặt hàm ❖ Độ cố kết (Cohesivement): ✓ Theo đặc tính vật lí: độ cố kết mức độ vật liệu bị biến dạng trước xảy nứt vỡ ✓ Theo đặc tính cảm quan: độ cố kết mức độ biến dạng mẫu trước vỡ ra, xuyên qua mẫu hoàn toàn hàm ❖ ✓ ✓ Độ đàn hồi (resilience): Theo đặc tính vật lí: độ đàn hồi mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban đầu sau bị làm biến dạng tác dụng lực Theo đặc tính cảm quan: độ đàn hồi mức độ mẫu hồi phục trở lại hình dạng, kích thước ban đầu sau nén phần lưỡi vòm miệng ❖ Độ dính (Adhesivement): ✓ Theo đặc tính vật lí: độ dính cơng cần thiết để cắt đứt liên kết bề mặt mẫu thực phẩm bề mặt tiếp xúc với mẫu ✓ Theo đặc tính cảm quan: độ dính lực cần thiết để gỡ thực phẩm dính vào miệng (thường vòm miệng) ăn ❖ Độ giòn (Fracturability): ✓ Theo đặc tính vật lí: độ giòn lực cần thiết để làm nứt vật liệu, tích độ cứng độ ✓ ❖ cố kết (thường độ cứng lớn độ cố kết thấp) Theo đặc tính cảm quan: độ giòn lực cần thiết để làm thực phẩm nứt vỡ vụn Độ nhai – Chewiness: Theo đặc tính vật lí: độ nhai tổng lượng cần thiết để nhai thực phẩm đến kích thước đủ nhỏ để nuốt được, tích độ cứng, độ cố kết độ đàn hồi ✓ Theo đặc tính cảm quan: độ dai thời gian (giây) cần thiết để nghiền mẫu, có lực không đổi tác dụng, đến thực phẩm đủ nhỏ để nuốt Độ dai – Gumminess: ✓ Theo đặc tính vật lí: độ dai lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đến kích thước đủ nhỏ để nuốt được, độ cứng nhân độ cố kết Trong thực phẩm phải có độ cứng thấp, độ cố kết cao ✓ Theo đặc tính cảm quan: độ dai mức độ tiểu phần dính lại với suốt trình nhai, lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đủ nhỏ để nuốt ✓ ❖ 2.3 Cơ sở phương pháp đo Sử dụng đầu dò nén lực nén với lần nén lên điểm sản phẩm từ xác định chu kỳ nén bao gồm lực nén chu kỳ nén, từ chu kỳ nén ta tính thuộc tính sản phẩm như: độ cứng, độ giòn, độ cố kết, dính bề mặt, độ phục hồi, gumminess, chewiness 2.5 Ưu, nhược điểm phương pháp ❖ Ưu điểm: ✓ Thao tác dễ thực dùng hầu hết nơi ✓ Tốn thời gian cho kết nhanh chóng ✓ Hoạt động liên tục (khơng hạn chế số lượng mẫu kiểm tra) ✓ Cho kết xác có độ tin cậy cao ✓ Biểu diễn nhiều đặc tính cấu trúc mẫu lần đo ✓ Kết hợp với thiết bị khác máy vi tính để thu biểu đồ thuận lợi cho việc phân tích kết ❖ Nhược điểm: Khó có đồng kết thu với thực tế đánh giá thực hội đồng đặc điểm chung phương pháp phân tích cơng cụ Cách thức tiến hành 3.1 Chuẩn bị mẫu ❖ ❖ ❖ ❖ Kích thước mẫu: 2x2x2 (cm3) hình Tiến hành loại chả lụa Sagrifood, Wow Le Gourmet Mỗi loại lặp lại mẫu, thực nén lần mẫu Đầu dò TPA Qua tiếp xúc đầu dò, ta thu biểu đồ xác định thơng số đo lường thơng số tính tốn cần xác định mẫu thực phẩm, thể qua đường cong lên xuống biểu thị lần nén ép Và đường cong gọi first bite second bite Yêu cầu mẫu: ✓ Mẫu không bị phá vỡ cấu trúc tiến hành Test Các mẫu phải đồng hình dạng kích thước ✓ Mẫu phải đặt vị trí điểm để đầu dò tác dụng lên mẫu có tương đồng vị trí 3.2 Vận hành Điều chỉnh thơng số: Specimen:chọn hình dạng Rectangular  điều chỉnh Thickness, Width, Length Control: Test  Profiler ✓ Ram Ram Ram Ram Nén Lên Nén Lên End – point: cm End – point: cm End – point: cm End – point: cm Rate: mm/s Rate: mm/s Rate: mm/s Rate: mm/s Kết thảo luận YÊU CẦU BÀI BÁO CÁO Mục đích thí nghiệm - Nêu rõ mục đích tiến hành thí nghiệm: nhằm đo gì, lực tác động cần đo gì? - Lý chọn mẫu thí nghiệm : nêu rõ đặc điểm mẫu, thành phần cấu tạo, kích thước tính chất vật lý, hóa lý, hóa học mẫu Cơ sở lý thuyết phương pháp đo - Giới thiệu phương pháp (Ví dụ TPA, Kramer, …) - Cơ sở phép đo cấu trúc sản phẩm - Mối liên hệ với phương pháp khác (đánh giá cảm quan, hóa lý: proteein, lipit, tinh bột, hàm lượng chất xơ không tan,…) - Ưu nhược điểm phương pháp áp dụng Cách thức tiến hành a Chuẩn bị mẫu: lưu ý chuẩn bị mẫu sử dụng phương pháp thí nghiệm: hình dạng, kích thước mẫu,… b Cách thức vận hành: thao tác thực thí nghiệm, lưu ý đến thông số cần đặt cho phương pháp, Yếu tố điều khiển q trình thí nghiệm c Dụng cụ đo: sử dụng đầu dò nào, kích thước nào? d Xử lý số liệu: Kết thảo luận a Kết thí nghiệm b Nhận xét kết thí nghiệm : Phần nhận xét phải tập chung vào chất mẫu thí nghiệm, kết hợp với tính chất phép đo, nhận xét kết Trình bày kết nhận xét phương pháp, kết đo sản phẩm thiết bị Thảo luận kết dựa số liệu kiến thức học công nghệ thực phẩm Mục lục Tài liệu tham khảo (phần ghi rõ tài liệu tham khảo làm, có trích lục cụ thể) a Andrew J Rosenthal, Food Texture: Measurement and Perception, CRC Press, 1999 b Erika Kress-Rogers and Christopher J B Brimelow,Instrumentation and sensors for the food industry, CRC Press, 2000, chapter 18 c M.A.Rao, Engineering properties of foods, Taylor&Francis, 2005 d www.instron.com Phụ lục Phân công công việc Buổi : Các nhóm học phương pháp đo TPA, đâm xuyên, đo màu Buổi : Đo tỷ trọng độ nhớt dầu ăn tính chất lý chuối Mỗi nhóm chuẩn bị mẫu dầu ăn khác mẫu chuối khác Buổi : Đo độ ẩm tính chất lý khoai tây chiên Mỗi nhóm chuẩn bị loại khoai tây chiên khác Buổi : Đo màu cà chua tính chất lý cà chua Mỗi nhóm chuẩn bị loại cà chua khác Buổi : Đo tính chất lý bún sữa chua Mỗi nhóm chuẩn bị loại sản phẩm có cấu trúc dạng sợi sản phẩm sữa chua Buổi : Đo tính chất xúc xích Mỗi nhóm chuẩn bị loại xúc xích khác Ngồi nhóm tự cần đối lên kế hoạch thực thí nghiệm sau : Sản phẩm Đánh giá cấu trúc số loại giò lụa thị trường Đánh giá cấu trúc số loại nem thị trường Đánh giá cấu trúc số loại xúc xích thị trường Đánh giá độ dai bột nhào theo chủng loại bột thời gian ngâm muối Đánh giá độ cứng táo (chủng loại, thời gian bảo quản) Đánh giá độ dại, đàn hồi sản phẩm kẹo jelly Đánh giá độ cứng sản phẩm bánh biscuit (Bánh Cookie) Ảnh hưởng thời gian bảo quản đến độ cứng khoai lang Ảnh hưởng thời gian bảo quản đến độ cứng khoai tây tươi 10 Độ cứng cà chua theo thời gian bảo quản 11 Xác định tính chất đàn hồi đậu hũ theo lượng muối ngâm 12 Xác định độ giòn xồi ngâm nước vơi 13 Xác định độ giòn bánh mì 14 Độ giòn gừng theo thời gian ngâm 15 Độ cứng kẹo sô cô la đen sô cô la sữa Tiêu chí đánh giá sinh viên mơn học Chuyên cần: 20% Thao tác Thực nghiệm: 30% Báo cáo: 50% Chấm điểm báo cáo (1-4 điểm) (5-6 điểm) (7-8 điểm) (9-10 điểm) Không làm đủ thí Làm đủ thí Làm đủ thí Làm đủ thí nghiệm theo yêu cầu nghiệm theo yêu cầu, nghiệm theo yêu cầu, nghiệm theo yêu cầu, xử lý số liệu xử lý số liệu xử lý số liệu, giải thích đầy đủ thí giải thích đầy đủ thí nghiệm nghiệm thiết kế thí nghiệm hợp lý, cho kết có ý nghĩa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Trần Bích Lam, Phạm Thị Ngọc Hạnh – Nghiên cứu khai thác sử dụng máy phân tích cấu trúc – ĐHBK TPHCM, năm 2009 [2] Dương Văn Trường – Bài giảng môn Vật lý thực phẩm [3] Hà Duyên Tư – Kĩ thuật phân tích cảm quan thực phẩm – NXB Khoa học Kĩ thuật, năm 2006 ... Vật lý Thực phẩm kiểm tra tính chất liên quan đến cấu trúc sản phẩm thực phẩm công nghiệp thực phẩm nhằm phát triển sản phẩm cải tiến sản phẩm Độ mềm sản phẩm thịt sản phẩm họ đậu độ giòn sản phẩm. .. sản phẩm thực phẩm Độ tươi bánh nướng bánh mì, bánh quy, bánh cracker quan trọng người tiêu dùng xác định thiết bị kiểm tra cấu trúc sản phẩm thực phẩm Nhiều tính chất độ cứng sản phẩm thực phẩm. .. thường có giá cao - Thiết bị đo lý giới thiệu sản phẩm hãng INSTRON (Seri 5543) sử dụng để xác định tính chất lý nhiều loại sản phẩm khác Chẳng hạn sản phẩm thực phẩm loại trái cây, rau củ quả…