Xây dựng quy trình và khảo sát sự biến đổi chất dinh dưỡng

Xây dựng quy trình và khảo sát sự biến đổi chất dinh dưỡng của nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt

GIỚI THIỆU

Đặt vấn đề

Trong lĩnh vực chế biến thực phẩm, bằng mọi khả năng con người luôn mong muốn tìm ra những hợp chất có nguồn gốc từ thiên nhiên để thay thế cho các chất phụ gia hóa học Thông thường, sắc tố đỏ của trái cây cho biết loại trái cây ấy giàu vitamin A như cà chua, cà rốt, đu đủ, mơ Và quả gấc cũng là một minh chứng cho mối liên hệ này Ở Việt Nam, cây gấc được trồng từ rất lâu trong nhân dân Ở miền Bắc, vào những dịp lễ tết, cưới hỏi, trên mâm cổ của mỗi gia đình không thiếu những đĩa xôi gấc màu đỏ rất đẹp Tuy nhiên, đó chỉ là kinh nghiệm dân gian truyền lại và do màu sắc hấp dẫn của nó chứ người ta chưa hiểu hết công dụng tuyệt vời của quả gấc nên gấc chưa được sử dụng phổ biến trong nhân dân

Ngày nay, khi xã hội ngày càng phát triển, đời sống của con người càng được nâng cao thì những yếu tố dinh dưỡng trong sản phẩm cũng được đòi hỏi cao hơn Các nghiên cứu khoa học gần đây cho thấy trong quả gấc chứa nhiều vitamin, đặc biệt là rất giàu β - carotene, lycopene, các vi chất thiên nhiên rất cần thiết cho cơ thể con người Lycopene và β - carotene được chứng minh là chất chống oxy hóa, có khả năng trung hòa các gốc tự do, chống lại sự già nua của tế bào cơ thể, giúp trẻ hóa làn da, sửa chữa những tổn thương trong cấu trúc cơ thể, giúp ngăn ngừa bệnh ung thư và các bệnh gan, mật Vì vậy, việc nghiên cứu để tìm ra những sản phẩm được chế biến từ quả gấc đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi Tuy nhiên, các sản phẩm thực phẩm được chế biến từ gấc ở nước ta còn hạn chế, vì vậy nghiên cứu chế biến nước uống hỗn hợp từ gấc được thực hiện có khả năng tạo ra sản phẩm giàu dinh dưỡng với hàm lượng vitamin cao và cũng đa dạng hóa các sản phẩm từ nguồn nguyên liệu này Nước uống hỗn hợp từ gấc được chế biến từ quả gấc tươi có bổ sung thêm cà rốt nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm.

Mục tiêu nghiên cứu

Trên cơ sở đã nêu, mục tiêu nghiên cứu của đề tài là:

- Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp xử lý nguyên liệu đến hiệu suất thu hồi và hàm lượng carotenoids của gấc và cà rốt

- Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ pha loãng giữa dịch gấc và dịch cà rốt đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng saccharose bổ sung vào hỗn hợp dịch quả đến giá trị cảm quan của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của quá trình đồng hóa đến độ đồng nhất của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng và thời gian bảo quản sản phẩm.

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Giới thiệu nguyên liệu gấc

- Tên khoa học: Momordica cochinchinensis (Lour.) Spreng

- Họ: Cucurbitaceae (bí), bộ: Violales

- Tên Anh: Spiny bitter-cucumber, Chinese bitter-cucumber, Chinese-cucumber

Gấc là loài cây thân thảo, dây leo thuộc chi mướp đắng Thân dây có tiết diện góc

Lá gấc nhẵn, mọc so le, thùy hình chân vịt phân ra từ 3 đến 5 dẻ, dài 8 - 18 cm Gấc là loài đơn tính khác gốc (dioecious) Hoa sắc vàng Quả hình bầu dục, đáy nhọn, ngoài có nhiều gai, sắc xanh, khi chín chuyển sang màu đỏ cam, đường kính

15 - 20 cm (hình 1.1) Bổ ra mỗi quả thường có sáu múi (hình 1.2) Thịt gấc màu đỏ cam Hạt gấc màu nâu thẫm, hình dẹp, có khía Ở miền Nam thì có gấc quanh năm, miền Bắc thì gấc trổ hoa mùa hè sang mùa thu, đến mùa đông mới chín Mỗi năm gấc chỉ thu hoạch được một mùa Do nó chỉ có vụ thu hoạch tương đối ngắn (vào khoảng tháng 12 hay tháng 1) nên gấc ít phổ biến hơn các loại quả khác

Theo kinh nghiệm của nhân dân ở một vùng thuộc tỉnh Hải Hưng, gấc có loại tẻ và loại nếp được phân biệt như sau:

- Gấc tẻ: tên khác là gấc giun (Hưng Yên), ruột màu đỏ, ăn không ngấy, quả to, rất sai, gai quả dày và có nhiều hạt Giống này có hai cỡ: quả to và quả nhỏ, đều được trồng nhiều ở vùng trung du và đồng bằng Bắc Bộ

- Gấc nếp: tên khác là gấc gạch, ruột màu vàng, quả nhỏ, cây ít quả, gai quả thưa,

Hình 1.1 Dây gấc Hình 1.2 Hạt gấc

2.1.3 Thành phần hóa học của quả gấc

Theo số liệu điều tra thực tế (Stephen R Dueker, và cộng sự, 1998) thì kết quả thành phần dinh dưỡng chính trong quả gấc như sau:

- Tổng carotenoids: 977 àg/ g thịt hạt

- Hàm lượng nước của thịt hạt: 78% khối lượng

Thành phần dinh dưỡng có trong quả gấc được cho ở bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần hóa học của gấc (tính trên 100g thịt hạt)

Tuy nhiên, thành phần carotenoids có trong gấc phụ thuộc rất nhiều vào giống gấc, đất trồng, điều kiện canh tác…Theo số liệu khảo sát của Trần Hoàng Thảo và cộng tỏc viờn (2007) thỡ hàm lượng carotenoids dao động từ 3768.3 – 7516 àg/g

Cơm gấc chứa chất dầu màu đỏ của lycopene, với thành phần chủ yếu là β - carotene chiếm gần ẵ tổng carotenoids cú trong dầu gấc (bảng 2.2)

Bảng 2.2 Thành phần carotenoids có trong dầu gấc

Carotenoids % tổng carotenoids α-caroten 13,2 β-caroten 49,08

Trong quả gấc thì màng hạt là bộ phận có hàm lượng acid béo cao hơn cả Thành phần acid béo được cho ở bảng 2.3

Bảng 2.3 Thành phần acid béo có trong màng hạt

Acid béo chiếm khoảng 22% khối lượng thịt hạt gấc, bao gồm hàm lượng cao các acid béo không no (33,7% acid oleic, 28,7% acid linoleic) và hàm lượng thấp hơn các acid béo no, trong đó acid palmitic chiếm khoảng 32%

Tên acid mg/ g thịt hạt % tổng acid béo

Tổng cộng 101,98 mg/ g màng hạt

2.1.4 Công dụng của quả gấc

Trong dân gian, từ lâu gấc được xem là một loại quả quý Thịt quả được sử dụng để nhuộm xôi Các bộ phận khác như rễ gấc, hạt gấc được dùng trong y học cổ truyền, trị được một số bệnh rất hiệu quả.Nhân hạt chứa chất dầu màu vàng nhạt, các chất dinh dưỡng như béo, đạm, đường, tannin, chất xơ (cenllulose) và các men phosphtase, peroxidase, invetase thường được dùng trị mụn nhọt sưng tấy, lở loét, tắt tia sữa, chấn thương ứ huyết

Ngày nay, xã hội càng phát triển thì quả gấc được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi hơn trong cả thực phẩm, mỹ phẩm và y học

Không chỉ đơn thuần làm tăng giá trị cảm quan mà gấc còn cung cấp cho con người nguồn dinh dưỡng quý giá đặc biệt là tiền vitamin A Trong thực phẩm, gấc được dùng để thay thế các chất màu tổng hợp trong chế biến thức ăn, cho vào cháo, sữa cho trẻ nhỏ…để phòng chống suy dinh dưỡng, thiếu vi chất, tăng sức đề kháng cho trẻ Các caroteroid có trong dầu gấc giữ chức năng sinh học rất quan trọng trong quá trình phát triển của cơ thể, giúp phát triển thính giác, thị giác, vị giác, tăng cường trao đổi thông tin trong phát triển tế bào, đáp ứng miễn dịch, tăng sự sinh sản và tạo tinh trùng

Các hãng dược phẩm lớn của Mỹ gọi trái gấc là “fruit from heaven” (loại quả đến từ thiên đường) Thực tế, nghiên cứu tại Mỹ cho thấy các hợp chất của β - caroten, lycopen, α-tocopherol… trong dầu gấc có tác dụng làm vô hiệu hóa 75% các chất gây ung thư nói chung, nhất là ung thư vú ở phụ nữ Các nhà nghiên cứu Việt thừa nhận: gấc là loại quả sạch, an toàn và có hiệu quả chống oxy hóa cao hơn cà chua và cà rốt nhiếu lần, tăng khả năng miễn dịch và sức đề kháng cho cơ thể, loại bỏ phần nào các tác hại của môi trường như tia xạ, thuốc trừ sâu… giúp cơ thể khỏe mạnh, da dẻ mịn màng

Các nghiên cứu chỉ ra rằng nếu bổ sung vitamin A mỗi ngày từ 2000 - 2800 IU thì mật độ khoáng xương đạt đến mức lý tưởng Bổ sung cao hơn hay thấp hơn mức này đều không có lợi cho xương (Rancho Bernardo, Kim B, 1966) Trong phần ăn được của gấc chứa một lượng β - carotene đỏng kể (175àg/ g) cao gấp 2 lần so với dầu gan cá thu và khoảng 10 lần so với cà rốt (hình 2.1) Đó là nguồn β - carotene thiên nhiên thuần túy nên có tác dụng chống lão hoá mạnh nhất đồng thời bổ sung nguồn vitamin A một cách hợp lý và an toàn Khi vào cơ thể, β - caroten dưới tác dụng của men carotenase có trong gan và thành ruột sẽ chuyển hóa thành vitamin A tùy theo nhu cầu, vì vậy khi sử dụng gấc thì sẽ không có hiện tượng thừa vitamin A 1ml dầu gấc có 30mg carotene tương ứng với 50.000 đơn vị quốc tế vitamin A

Hình 2.1 Hàm lượng β - carotene có trong gấc và một số loại trái cây khác

Nguồn: Ishida và cộng sự (2004)

Lycopen là loại carotenoid có khả năng chống lão hóa rất mạnh, đồng thời nó cũng là carotenoid duy nhất có khả năng ngăn ngừa được chứng nhồi máu cơ tim và bảo vệ gen khỏi bị tổn thương (cơ thể không tự tổng hợp được chất này)

Gần đây, theo nghiên cứu của các nhà khoa học Việt Nam thì quả gấc có khả năng hạn chế những biến chứng của bệnh tiểu đường như biến chứng trên hệ thống mạch máu, da, thận, võng mạc, thần kinh ngoại biên và thủy tinh thể Tiểu đường là một bệnh mạn tính, có tác động của yếu tố di truyền, do hậu quả của sự thiếu hụt insulin (một loại hoocmon do tụy hay còn gọi là lá mía của người tiết ra) Phản ứng peroxide hóa lipid là một trong hai nguyên nhân quan trọng gây biến chứng trên hệ thống mạch máu, da, thận, võng mạc, thần kinh ngoại biên và thủy tinh thể của bệnh nhân tiểu đường Chất chống oxi hóa được biết là có tác dụng tẩy sạch các gốc tự do cũng như là các gốc (radical) được tạo thành trong quá trình peroxide hóa lipid…Nồng độ lycopene trong phần ăn được của quả gấc cao gấp 10 lần nồng độ của các loại trái cây và rau quả được xem là nguồn giàu lycopene như cà chua, dưa hấu…(hình 2.2) Như vậy quả gấc được xem là một nguồn chất chống oxy hóa mới quý giá để dự phòng biến chứng của tiểu đường và các bệnh mãn tính khác

Hình 2.2 Hàm lượng lycopene có trong gấc và một số loại trái cây khác

Nguồn: Ishida và cộng sự (2004)

Acid linoleic (omega 6), còn gọi là vitamin F, trong dầu gấc có ảnh hưởng đến chuyển hóa các lipid, phospholipid, hạ cholesterol trong máu và giúp bền vững thành mạch máu, ngăn ngừa các bệnh về tim mạch Nó cũng có tác dụng bảo vệ da và tăng sức chống đỡ cả cơ thể

Acid oleic (omega 9) giúp phát triển hệ thống thần kinh nhất là các loại sợi có myelin Chất này đặc biệt tốt cho bà mẹ mang thai và cho con bú, trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ

Vitamin E có khả năng hỗ trợ sự phát triển của cơ quan sinh sản và làm đẹp da (b) Phụ gia an toàn

Các hãng mỹ phẩm dùng dầu gấc để sản xuất son môi, kem dưỡng da…vừa có tác dụng làm đẹp, vừa có tác dụng nâng cao sức khỏe cho phụ nữ Như vậy, dầu gấc hoàn toàn có thể thay thế được trong ngành công nghiệp hóa mỹ phẩm và thực phẩm, khắc phục được những hiểm họa từ hóa chất độc hại gây ra, đặc biệt là sudan - chất hiện nay được xem là có nguy cơ gây ung thư cho người tiêu dùng.

Giới thiệu nguyên liệu cà rốt

2.2.1 Sơ lược về cà rốt

- Tên khoa học: Daucus carota sativa

Củ cà rốt (hình 2.3) là phần rễ của cây cà rốt, được trồng ở khắp mọi nơi trên thế giới và luôn có quanh năm Cà rốt chứa nhiều carotene (tiền vitamin A) Vì vậy, chất này đã được đặt tên từ chữ cà rốt (carrot) Ở Việt nam củ cà rốt có màu cam Tuy nhiên, trên thế giới các nhà nghiên cứu ở ARS không chỉ giới hạn ở sắc tố cam Họ đã gây được một loại cà rốt đủ màu: đỏ, vàng, tía và thậm chí cả màu trắng

2.2.2 Thành phần hóa học của cà rốt

Bảng 2.4 Thành phần hóa học của cà rốt (tính trên 100g phần ăn được)

Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng

Magnesium 15mg Pantothenic acid 0,197mg

Potassium 323mg Folic acid 14àg

Theo kết quả nghiên cứu của Ðại học Arkansas (Mỹ) đăng trên Tạp chí Hóa học Nông nghiệp và thực phẩm (8/2000) cho thấy: cà rốt nấu chín (với một ít dầu mỡ) hay xay ép ra nước sẽ làm tăng nồng độ các chất chống oxy hóa (β - carotene, phenolic acid) và giúp cơ thể dễ hấp thu hơn 34.3 % so với ăn cà rốt sống

Trong 230g nước ép cà rốt chứa: 70,8 calories, 0,1g chất béo toàn phần, 0g chất béo bão hòa, 0mg cholesterol, 213,3mg natri, 0,6g chất xơ, 1,3g protein, tối thiểu

27000 IU vitamin A, 20,550 IU β -carotene, 6388 IU α – carotene, 32,2mg calci, 0,6mg sắt

2.2.3 Công dụng của cà rốt

Theo Philipp Simon, cà rốt có màu khác nhau cũng có tác dụng khác nhau trong cơ thể Cà rốt đỏ có màu này bắt nguồn từ lycopene, một dạng carotene làm cho hoa quả có màu đỏ được tin là có tác dụng chống lại bệnh tim và một số chống lại bệnh ung thư Cà rốt màu vàng giàu xantofin, sắc tố tương tự β - carotene hỗ trợ sức khỏe cho mắt Cà rốt màu tía sở hữu một loại sắc tố hoàn toàn khác, antoxian có tác dụng như các chất chống oxy hoá mạnh Lutein có nhiều trong cà rốt màu vàng, là một trong những sắc tố hành thành sắc màu của điểm đen trong võng mạc người Hấp thụ thực phẩm có chứa nhiều lutein có thể làm tăng mật độ sắc màu của điểm đen và làm giảm nguy cơ thái hoá của điểm đen trong võng mạc

Nước ép cà rốt rất giàu chất chống oxy hóa β - carotene, α - carotene, chất quang hóa và glutamin, canxi và kali, vitamin A, B 1 , B 2 , C, vitamin E có khả năng bảo vệ nuôi dưỡng tái tạo làn da Cơ thể sẽ chuyển hoá β - carotene thành vitamin A Đây là chất quan trọng để tăng cường hệ miễn dịch, kích thích các tế bào khỏe mạnh phát triển.

Cà rốt không chỉ là một loại rau có giá trị dinh dưỡng cao mà còn là vị thuốc rất có hiệu quả Theo các nhà khoa học, những người thường xuyên phải làm việc ở môi trường độc hại và tiếp xúc nhiều với sóng điện tử nên ăn nhiều cà rốt có nhiều carotene bởi carotene có thể chuyển hoá thành vitamin A giúp sáng mắt và đề phòng bệnh quáng gà và khô mắt Với tính kiềm hoá cao, nước ép cà rốt có khả năng kiểm soát chứng thiếu máu, các vấn đề về gan, nhiễm axit, nhiễm độc máu, rối loạn tuần hoàn máu và lở loét Chức năng lợi tiểu của nước cà rốt giúp cơ thể ngăn ngừa viêm thận

Nước ép cà rốt có nhiệm vụ làm sạch gan, nếu dùng đều đặn hàng ngày, nó giúp gan bài tiết các chất độc ra khỏi cơ thể

Các nhà khoa học Mỹ đã có công trình nghiên cứu về cà rốt và đưa ra kết luận: carotene trong cà rốt có tác dụng phòng chống bệnh ung thư Thêm vào đó, cà rốt còn có chứa hormon thực vật gọi là tocokinin Chất này tương tự như insulin, làm giảm 1/3 đường trong máu, là thực phẩm lý tưởng cho người bị bệnh tiểu đường và cũng có tác dụng hạ huyết áp, nên rất tốt với người bị cao huyết áp

Theo Y học cổ truyền thì cà rốt tính cam, bình, hạ khí, bổ trung lợi, trường vị, an ngũ tạng và nhuận thận mệnh, tráng nguyên dương, ấm chân tay, trừ hàn thấp và có thể chữa một số bệnh như: mắt quáng gà, khô giác mạc, huyết áp cao, tiêu hóa kém, trẻ còi xương, suy dinh dưỡng ho gà,…

Vitamin A (hình 2.4) tồn tại trong tự nhiên dưới hai dạng: vitamin A1 (retinol - chủ yếu có trong gan cá biển) và vitamin A2 (3 – dehydroretinol – có trong gan cá nước ngọt) Hoạt tính của vitamin A 2 chỉ khoảng 40% so với vitamin A 1

Vitamin A tan trong chất béo và trong phần lớn các dung môi hữu cơ, không tan trong nước Vitamin A có trong các tổ chức động vật, đặc biệt có nhiều trong gan của các loài cá Nó đóng vai trò rất quan trọng cho sự tăng trưởng bình thường của động vật Mô thực vật không chứa vitamin A nhưng lại có khả năng tổng hợp được những sắc tố carotenoids, chất này được gọi là tiền vitamin A

Khi tiền vitamin A là β – carotene (hình 2.4) vào cơ thể sẽ được enzyme β - carotenase có ở tụy tạng cắt đôi phân tử thành hai phân tử retinal và biến đổi thành retinol để hấp thụ qua màng ruột Trên lý thuyết một phân tử β - carotene được biến đổi thành hai phân tử vitamin A, nhưng thực tế thấp hơn nhiều, chỉ khoảng 70

Vitamin A tồn tại trong thức ăn tự nhiên là hợp chất tương đối ổn định không bị

Vai trò của vitamin A trong cơ thể

- Nhiệm vụ trong thị giác

Vitamin A tham gia vào sự tạo chất rhodopsin, một chất nhạy cảm với ánh sáng, tồn tại trong các que võng mạc, giữ vai trò quan trọng đối với thị giác lúc hoàng hôn Nó được hấp thụ bởi luồng thần kinh được vận chuyển nhờ dây thần kinh thị giác Vì vậy sự có mặt của vitamin A là một phần không thể thiếu đối với việc đảm bảo thị giác của con người Nếu chế độ ăn uống thiếu vitamin A, thì nồng độ rhodopsin ở võng mạc sẽ giảm, các que võng mạc bị biến đổi hình dạng dẫn tới rối loạn thị giác, nhất là lúc hoàng hôn như trong bệnh quáng gà.Tình trạng thiếu hụt vitamin A nếu tiếp tục kéo dài sẽ dẫn đến hậu quả mất hẳn thị giác Thêm vào đó là khuynh hướng bội nhiễm trầm trọng trên đường hô hấp, vì thiếu vitamin A thì niêm mạc khí quản bị khô và tạo điều kiện thuận lợi cho vi trùng phát triển

- Ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển bình thường của mô

Vitamin A rất cần cho cơ thể, có ảnh hưởng tới sự chuyển hóa lipid, nguyên tố vi lượng và photpho Nó duy trì sự hoàn chỉnh của tổ chức mô như da và niêm mạc Nếu vitamin A không đủ hoặc thiếu sẽ dẫn đến sự sừng hóa tế bào mô làm cho da thô ráp, khô, có dạng vảy, lớp nội mạc mũi họng, thanh quản, khí quản và hệ sinh dục, tiết niệu bị hủy hoại nên dễ bị viêm nhiễm Đường tiết niệu bị sừng hoá quá mức là một trong những nguyên nhân gây sỏi

- Ảnh hưởng của màng niêm

Vitamin A kích thích quá trình phát triển của các mô như mô sừng, ruột và các bộ phận hô hấp Nó cũng ảnh hưởng đặc biệt đến da, kích thích sự liền sẹo và phòng ngừa các chứng bệnh của da

- Ảnh hưởng sụn và xương

Vitamin A là yếu tố không thể thiếu đối với sự phát triển của phôi thai và trẻ em

Nó đóng vai trò đối với sự phát triển của xương, thiếu vitamin A làm xương mềm và mảnh hơn bình thường, quá trình vôi hoá bị rối loạn

- Ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch β - carotene cải thiện chức năng hệ miễn dịch bằng rất nhiều cách khác nhau Nó có tác dụng chống lại sự lão hoá và các bệnh tim mạch, chứng đột quỵ, bệnh ung thư phổi, thực quản, dạ dày và gan mật thần kinh Ngoài tác dụng phòng bệnh, β

- caroten còn làm chậm quá trình tiến triển trên các bệnh nhân đã bị xơ vữa động mạch, giảm tỷ lệ đột quỵ và tai biến mạch máu (Takamatsu 1995, Rapola 1996,

Giới thiệu về lycopen và β – carotene

3.1.1 Địa điểm thí nghiệm Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp và SHƯD, trường Đại học Cần Thơ

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ

- Thiết bị: máy xay, máy đồng hóa, chiết quang kế, máy đo màu,…

- Dụng cụ: dao, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống đong,đĩa petri…

3.1.3 Nguyên liệu và hoá chất

- Nguyên liệu: gấc, cà rốt

- Hóa chất sử dụng: đường saccharose, hexan, acetone, acid sorbic

3.2 Nội dung và bố trí thí nghiệm

Quy trình sản xuất nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt được thể hiện ở hình 3.1

Tách thịt hạt Xay mịn

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17

Phương tiện thí nghiệm

3.1.1 Địa điểm thí nghiệm Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, khoa Nông nghiệp và SHƯD, trường Đại học Cần Thơ

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ

- Thiết bị: máy xay, máy đồng hóa, chiết quang kế, máy đo màu,…

- Dụng cụ: dao, cốc thủy tinh, đũa thủy tinh, ống đong,đĩa petri…

3.1.3 Nguyên liệu và hoá chất

- Nguyên liệu: gấc, cà rốt

- Hóa chất sử dụng: đường saccharose, hexan, acetone, acid sorbic

Nội dung và bố trí thí nghiệm

Quy trình sản xuất nước uống hỗn hợp từ gấc và cà rốt được thể hiện ở hình 3.1

Tách thịt hạt Xay mịn

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu gấc đến hiệu suất tách thu thịt gấc và hàm lượng carotenoids

- Phương pháp 1: Tách thịt hạt gấc tươi

- Phương pháp 2: Tách thịt hạt gấc sau khi sấy a Mục đích

So sánh hiệu suất tách và hàm lượng carotenoids của hai phương pháp xử lý nguyên liệu gấc, từ đó tìm được phương pháp xử lý thích hợp nhất để sử dụng cho thí nghiệm 3 b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố A: nhiệt độ sấy

Nhân tố B: thời gian sấy

Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 2 = 18 nghiệm thức

Xác định hiệu suất tách, hàm lượng carotenoids

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 c Tiến hành thí ngiệm

Hạt gấc sau khi tách ra khỏi quả tiến hành sấy ở nhiệt độ A 1 , A 2 , A 3 ở các khoảng thời gian B1, B2, B3 Sau sấy thịt gấc được tách ra khỏi hạt và xác định hiệu suất tách và hàm lượng carotenoids của thịt quả d Chỉ tiêu phân tích

- Xác định hiệu suất tách thịt quả ra khỏi hạt (%)

- Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b

- Hàm lượng carotenoids (àg/ gck)

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng quá trình chần đến chất lượng của cà rốt

Xác định hàm lượng carotenoids

Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 a Mục đích

Xác định ảnh hưởng của quá trình chần đến hàm lượng carotenoids có trong củ cà rốt b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và hai lần lặp lại

Nhân tố C: thời gian chần

Tổng số nghiệm thức: 2 x 2 = 4 nghiệm thức c Tiến hành thí ngiệm

Cà rốt sau khi gọt lớp vỏ mỏng và xắt thành những lát dày 0,8 – 1 mm tiến hành chần ở nhiệt độ 93 o C trong thời gian 0 và 75 giây Sau đó xác định hàm lượng

- Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b

- Hàm lượng carotenoids (àg/ gck)

3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế gấc, cà rốt và nước đến giá trị cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm a Mục đích

Xác định tỷ lệ phối chế gấc, cà rốt và nước để sản phẩm đạt giá trị cảm quan và dinh dưỡng tốt nhất b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại Nhân tố D: tỷ lệ dịch gấc : dịch cà rốt

Nhân tố E : tỷ lệ nước : quả (gấc và cà rốt)

Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 2 = 18 nghiệm thức

Xác định hàm lượng carotenoids

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 c Tiến hành thí nghiệm

Từ thí nghiệm 1 và 2, chọn phương pháp xử lý nguyên liệu tốt nhất để tiến hành thí nghiệm 3 có bổ sung cà rốt vào gấc theo các tỷ lệ 1:1, 1:2, 1:3 tương ứng với tỷ lệ nước và quả là 18:1, 20:1, 22:1

E 1…3 E 1…3 E 1…3 d Các chỉ tiêu phân tích

- Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b

- Hàm lượng carotenoids (àg/ ml)

3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng saccharose bổ sung vào hỗn hợp dịch quả đến giá trị cảm quan của sản phẩm a Mục đích

Xác định hàm lượng saccharose bổ sung vào hỗn hợp dịch quả để sản phẩm có giá trị cảm quan tốt nhất b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố, hai lần lặp lại Nhân tố E: nồng độ đường sacharose

Tổng số nghiệm thức: 6 x 2 = 12 nghiệm thức

Phối chế Đánh giá cảm quan

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 c Tiến hành thí nghiệm

Hỗn hợp dịch quả sau khi pha loãng với tỷ lệ thích hợp nhất ở thí nghiệm 2 được bổ sung đường ở các nồng độ khác nhau d Chỉ tiêu phân tích

- Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b

3.2.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của quá trình đồng hóa đến độ đồng nhất của sản phẩm a Mục đích

Xác định mức độ đồng hóa để sản phẩm đạt độ đồng nhất tốt nhất mà vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng của sản phẩm b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với một nhân tố và hai lần lặp lại

Nhân tố G : thời gian đồng hóa

Tổng số nghiệm thức: 4 x 2 = 8 nghiệm thức

Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 c Tiến hành thí nghiệm

Hỗn hợp dịch quả sau khi pha loãng và phối chế đường được khảo sát ở các mức độ: không đồng hoá và đồng hoá trong thời gian 3 phút, 6 phút, 9 phút và 12 phút Sau đó các mẫu được tiến hành phân tích các chỉ tiêu các chỉ tiêu về cảm quan và dinh dưỡng d Chỉ tiêu phân tích

- Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b

3.2.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm a Mục đích

Xác định nhiệt độ và thời gian thanh trùng thích hợp để sản phẩm có chất lượng tốt nhất b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí khối hoàn toàn ngẫu nhiên với hai nhân tố và hai lần lặp lại

Nhân tố I: nhiệt độ thanh trùng

Nhân tố K: thời gian thanh trùng

Tổng số nghiệm thức: 3 x 3 x 2 = 18 nghiệm thức

Xác định hàm lượng carotenoids và công thức thanh trùng

Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 6 c Tiến hành thí nghiệm

Hỗn hợp dịch quả sau đồng hóa được bổ sung acid sorbic 0,01% và thanh trùng ở nhiệt độ 90 o C, 95 o C, 100 o C khác nhau ở các khoảng thời gian 5, 10, 15 phút d Chỉ tiêu phân tích

- Màu sắc: thể hiện qua giá trị L, a, b

3.2.7 Các chỉ tiêu phân tích

Bảng 3.1 Các chỉ tiêu phân tích trong quá trình thí nghiệm

Chỉ tiêu phân tích Thiết bị/ Phương pháp phân tích

Màu sắc: thể hiện qua L, a, b Máy đo màu colorimeter

L: đo sáng - tối , dao động từ 0 đến 100 -a: xanh lá cây; +a: đỏ

-b: xanh da trời; +b: vàng Màu chuẩn: L o = 97,06, a o = 0,19, b o = 1,73 Độ brix ( o Bx) Chiết quang kế

Tỷ trọng Tỷ trọng kế Độ nhớt (cP) Máy đo độ nhớt

Mức độ lắng Sử dụng ống đong quan sát và đo độ lắng Từ đó xác định độ ổn định theo công thức: Độ ổn định (%) =

X : Chiều cao dung dịch bị lắng (cm)

X o : Chiều cao dung dịch (cm)

Hàm lượng carotenoids (àg/g) Trớch ly carotenoids bằng dung mụi hexan và acetone

Hàm lượng carotenoids được tính thông qua giá trị A Đánh giá cảm quan Sử dụng phương pháp cho điểm để đánh giá cảm quan về chỉ tiêu độ ngọt Mỗi thành viên sẽ nhận được một mẫu ghi mã số và được yêu cầu cho điểm những mẫu trên theo thang điểm sau:

2 – Quá ít ngọt hoặc quá ngọt

3 – Ít ngọt hoặc ngọt nhiều

4 – Hơi ít ngọt hoặc hơi ngọt

Động học của quá trình phá hủy vitamin

Sự phá hủy chất lượng thực phẩm có thể được mô tả theo phương trình (1) kC n dt dC = − (1)

Dấu (-) biểu thị sự giảm chất lượng thực phẩm theo thời gian dưới sự tác động của nhiệt độ

+ C: Hàm lượng vitamin của mẫu tại thời điểm t (mg hoặc àg )

+ t: Thời gian xử lý nhiệt (phút )

+ k: Hằng số tốc độ phản ứng

Trong hầu hết các trường hợp, bậc phản ứng bằng 1 (n = 1) được chọn cho quá trình biến đổi các chất dinh dưỡng nên phương trình (1) có thể viết lại: ln (C) – ln (C o ) = -kt (2)

Co: hàm lượng vitamin của nguyờn liệu ban đầu (mg hoặc àg)

C : hàm lượng vitamin tại thời điểm t k: hằng số tốc độ phản ứng t: thời gian gia nhiệt Ở nhiệt độ gia nhiệt không đổi, hàm lượng vitamin của nguyên liệu giảm theo hàm số mũ theo thời gian Điều này có ý nghĩa rằng, theo lý thuyết tổng hàm lượng vitamin của nguyên liệu không thể giảm đến 0 Vì vậy, không thể đảm bảo tuyệt đối rằng tất cả vitamin của nguyên liệu sẽ bị phân hủy bởi một quá trình nào đó

Hằng số tốc độ phản ứng (k) có thể được xác định bằng cách xác lập đồ thị của ln (C/C o ) theo thời gian gia nhiệt t Hằng số tốc độ phản ứng (k) có thể suy ra trực tiếp từ hệ số góc của đường hồi qui

Hằng số tốc độ phản ứng thay đổi theo nhiệt độ gia nhiệt, nhiệt độ gia nhiệt càng cao, hằng số tốc độ phản ứng càng lớn

Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng (k) ở áp suất khí quyển có thể được xác định bằng các giá trị E a (năng lượng hoạt hóa) được biểu diễn từ phương trình Arrhenius

Trong đó: k: Hằng số tốc độ phản ứng (phút -1 ) ở nhiệt độ T k ref : Hằng số tốc độ phản ứng ở nhiệt độ tham chiếu Tref

E a : Năng lượng hoạt hóa (kJ/ mol)

R: Hằng số khí lý tưởng ( R = 8,314J/ mol)

Tref: Nhiệt độ tham chiếu ( o K)

Năng lượng hoạt hóa (E a ) thường được sử dụng để chỉ sự phụ thuộc vào nhiệt độ của hằng số tốc độ phản ứng Hơn nữa, năng lượng hoạt hóa có thể được xác định theo phương pháp đồ thị bằng cách biểu diễn logarit của hằng số tốc độ phản ứng theo nhiệt độ tuyệt đối Hệ số nhiệt độ có thể được tính toán từ hệ số góc, ví dụ

E a /R Đường biểu diễn ở hình 3.9 cho thấy:

Hình 3.9 Sự xác định năng lượng hoạt hóa theo đồ thị