2.4.1 Quá trình nấu
Nấu là làm chính thực phẩm trong chất lỏng được nấu sôi. Thông thường nhất người ta nấu trong nước. Như vậy nhiệt độ nấu nằm trong khoảng trên dưới 100o
C. Trong quá trình nấu có sự trao đổi nước bên trong sản phẩm và bên ngoài. Kéo theo đó là sự tăng nhiệt độ dần của sản phẩm.
Khi gia nhiệt, các nguyên liệu chứa nhiều tinh bột hút nước sẽ trương nở. Với nguyên liệu giàu protid, do bị đông tụ dưới tác dụng của nhiệt sẽ làm giảm thể tích và trọng lượng.
Các tác nhân ảnh hưởng đến quá trình nấu:
- Nhiệt độ: trong quá trình nấu, nước được gia nhiệt tăng dần đến nhiệt độ sôi, nước nóng lên sẽ truyền nhiệt cho nguyên liệu. Một mặt làm chín sản phẩm, mặt khác khi nhiệt độ tăng sẽ làm biến đổi một số thành phần trong nguyên liệu.
- Nước: khi nấu, nguyên liệu ngập trong nước. Khi nước được gia nhiệt độ linh động của nước sẽ tăng lên, tác động đến cấu trúc nguyên liệu và hòa tan một số chất tan trong nước.
- pH của dung dịch: thường thì dung dịch nấu có bổ sung hoặc lẫn tạp một số chất là thay đổi pH của dung dịch. pH kiềm hay acid sẽ ảnh hưởng đến một số thành phần trong rau quả.
- Các ion kim loại có trong nước: sử dụng nước cứng để luộc hoặc sự nhiễm các ion kim loại từ dụng cụ nấu nướng vào nước sẽ ảnh hưởng đến một số thành phần dinh dưỡng trong thực phẩm. Dù lượng ion hòa tan này có thể không nhiều nhưng nó sẽ có tác động không nhỏ đến những hợp chất vi lượng (http://d.violet.vn/main/21/11/2014 truy cập ngày 19/11/2014).
Ảnh hưởng của quá trình nấu đến chất lượng sản phẩm: Về dinh dưỡng
Trong quá trình nấu, các chất khoáng, vitamin cũng như một số các cấu tử hòa tan bị hòa tan trong nước.
Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố: - Môi trường chất tải nhiệt.
- Nhiệt độ, thời gian nấu: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài sẽ tổn thất chất dinh dưỡng càng nhiều.
- Nồng độ chất tan có trong nước: nước chứa nhiều chất hữu cơ, chất tan sẽ ít hòa tan vào nước hơn.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 19 - Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước: diện tích tiếp xúc càng lớn, tổn thất chất tan càng nhiều. Loại củ và hạt ít tổn thất chất tan hơn rau.
Về màu sắc
Trong nguyên liệu, anthocyanin thường tồn tại ở dạng phức hợp leucoanthocyanin. Anthocyanin là chất hòa tan trong nước nên rất dễ mất đi nếu nấu trong thời gian dài ở nhiệt độ cao.
Về mùi vị
Các chất màu thường hiện diện trong nguyên liệu là các hợp chất ester dễ bay hơi. Vì vậy mùi vị giảm một ít sau khi nấu.
Về cấu trúc
Một trong những mục đích của quá trình nấu là làm mềm cấu trúc của rau quả để tạo điều kiện dễ dàng khi cho vào bao bì hoặc tách vỏ, hạt ra khỏi thịt quả. Tuy nhiên, đối với một số sản phẩm thì quá trình nấu làm mềm cấu trúc không mong muốn. Mà một trong những nguyên nhân làm mềm cấu trúc là do protopectin biến thành pectin (Lê Mỹ Hồng, 2005).
2.1.2 Quá trình hấp
Hấp là phương pháp làm chín thực phẩm bằng cách sử dụng hơi nước. Hấp là một trong những phương pháp chế biến có thể giữ lại tối đa màu sắc, hương vị và hầu hết chất dinh dưỡng trong thực phẩm (http://en.wikipedia.org/wiki/21/11/2014 truy cập ngày 19/11/2014).
Ảnh hưởng của quá trình hấp đến chất lượng sản phẩm: Về dinh dưỡng
Trong quá trình hấp, chất lượng sản phẩm giảm không nhiều. Sự mất mất chất dinh dưỡng thường do hòa tan hơn là bị biến đổi.
Lượng các cấu tử hòa tan phụ thuộc vào các yếu tố: - Môi trường chất tải nhiệt.
- Nhiệt độ, thời gian hấp: nhiệt độ càng cao, thời gian càng dài sẽ tổn thất chất dinh dưỡng càng nhiều.
Về mùi vị
Các chất màu thường hiện diện trong nguyên liệu là các hợp chất ester dễ bay hơi. Vì vậy mùi vị giảm một ít sau khi hấp.
Về cấu trúc
Một trong những mục đích của quá trình hấp là làm mềm cấu trúc của rau quả để tạo điều kiện dễ dàng khi cho vào bao bì hoặc tách vỏ, hạt ra khỏi thịt quả. Tuy
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 20 nhiên, đối với một số sản phẩm thì quá trình hấp làm mềm cấu trúc không mong muốn. Mà một trong những nguyên nhân làm mềm cấu trúc là do protopectin biến thành pectin (Lê Mỹ Hồng, 2005).
2.4.3 Quá trình sấy
Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể bằng phương pháp bay hơi. Kết quả của quá trình sấy là hàm lượng chất khô trong vật liệu tăng lên. Điều này có ý nghĩa quan trọng trên nhiều phương diện khác nhau. Ví dụ: đối với nông sản thực phẩm nhằm tăng cường tính bền vững trong bảo quản, đối với các nhiên liệu than củi nâng cao lượng nhiệt cháy, đối với nguyên liệu để trích ly chất màu có thể tăng khả năng trích ly… Muốn sấy khô một sản phẩm ta tiến hành các phương pháp kỹ thuật sau: - Gia nhiệt cho vật thể đưa nhiệt độ của nó lên đến nhiệt độ bão hòa với phần áp suất của hơi nước trên bề mặt vật.
- Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm trong vật thể.
- Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường.
Sấy là quá trình không ổn định, độ ẩm vật liệu thay đổi theo không gian và thời gian sấy. Quá trình này có thể tiến hành bay hơi tự nhiên (năng lượng mặt trời, năng lượng gió…) hay sấy nhân tạo (dùng nguồn năng lượng do con người tạo ra). Tùy theo phương pháp truyền nhiệt, trong kỹ thuật sấy người ta chia ra sấy đối lưu, sấy tiếp xúc, sấy bằng tia hồng ngoại, sấy bằng điện cao tầng, sấy thăng hoa.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 21
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện thí nghiệm
3.1.1 Địa điểm và thời gian tiến hành thí nghiệm
Nghiên cứu được thực hiện tại các phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện: từ ngày 12/08/2014 đến ngày 22/11/2014.
3.1.2 Dụng cụ và thiết bị
- Cân điện tử - Máy cắt
- Máy đo quang phổ - Máy ly tâm
- Tủ sấy - Tủ đông - Bình hút ẩm - Bếp điện - Nồi cơm điện - Nhiệt kế
- Một số dụng cụ phân tích (cốc thủy tinh, bình định mức, bình tam giác, buret, cuvet nhựa, cối sứ, becher, dao inox…)
3.1.3 Nguyên vật liệu
Khoai lang tím Nhật được mua ở xã Đông Thành, huyện Bình Minh, tỉnh Vĩnh Long. 3.1.4 Hóa chất - Ethanol - HCl đậm đặc - KCl - CH3COONa - Đệm pH = 1 và pH = 4,5 3.2 Phương pháp thực hiện 3.2.1 Quy trình thí nghiệm
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 22 Quá trình trích ly anthocyanin trong khoai lang tím Nhật được đề nghị ở Hình 3.1.
Hình 3.1 Quy trình đề nghị trích ly anthocyanin trong khoai lang tím Nhật
3.2.2 Thuyết minh quy trình
Nguyên liệu khoai lang sau khi mua về được rửa sạch, xắt lát với độ dày khoảng 5 – 6 mm. Cho khoai lang vào ngâm trong nước đã bổ sung acid ascorbic với hàm lượng 1, 2 và 3 g/l trong thời gian 10 phút. Vớt khoai ra để ráo, tiến hành xử lý nhiệt (nấu, hấp, sấy) đối với các mẫu ở các khoảng thời gian đã được bố trí. Các mẫu khoai lang sau khi nấu và hấp được cho vào tủ đông. Cân khoảng 5 g mẫu ngâm trong dung môi ethanol : nước (1% HCl) trong thời gian 60 phút để trích ly anthocyanin, ly tâm 5000 vòng/phút ở 25oC. Sau đó xác định hàm lượng anthocyanin. Tiến hành song song với mẫu đối chứng không xử lý qua dung dịch acid ascorbic. Nguyên liệu Xử lý nhiệt (nấu, hấp, sấy) Trích ly Dịch màu Xay trong dung môi
Ly tâm Đo độ hấp thụ Hàm lượng anthocyanin Xử lý sơ bộ Lạnh đông
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 23
3.2.3 Phương pháp bố trí thí nghiệm
3.2.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi anthocyanin trong khoai lang tím Nhật theo thời gian nấu
Mục đích thí nghiệm
Tìm hiểu tác động của acid ascorbic đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin của khoai lang tím Nhật trong quá trình nấu.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí với hai nhân tố là nồng độ acid ascorbic bổ sung và thời gian nấu đối với khoai lang ở 100oC cố định cho tất cả các mẫu.
- Nhân tố A: nồng độ acid ascorbic (g/l)
A1: 1 A2: 2 A3: 3
- Nhân tố B: thời gian nấu (phút)
B1: 1 B2: 2 B3: 3 B4: 4
B5: 5 B6: 6 B7: 7
Tổng số nghiệm thức: 3 × 7 = 21
Với 3 lần lặp lại, số mẫu thí nghiệm là: 21 × 3 = 63 mẫu.
3.2.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi anthocyanin trong khoai lang tím Nhật theo thời gian hấp
Mục đích thí nghiệm
Phân tích ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin của khoai lang tím Nhật trong quá trình hấp.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí với hai nhân tố là nồng độ acid ascorbic bổ sung và thời gian hấp đối với khoai lang ở 100oC cố định cho tất cả các mẫu.
- Nhân tố C: nồng độ acid ascorbic (g/l)
C1: 1 C2: 2 C3: 3
- Nhân tố D: thời gian hấp (phút)
D1: 1 D2: 2 D3: 3 D4: 4
D5: 5 D6: 6 D7: 7
Tổng số nghiệm thức: 3 × 7 = 21
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 24
3.2.3.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi anthocyanin trong khoai lang tím Nhật theo thời gian sấy
Mục đích thí nghiệm
Phân tích ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin của khoai lang tím Nhật trong quá trình sấy.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí với hai nhân tố là nồng độ acid ascorbic bổ sung và thời gian sấy đối với khoai lang ở 50oC cố định cho tất cả các mẫu.
- Nhân tố E: nồng độ acid ascorbic (g/l)
E1: 1 E2: 2 E3: 3
- Nhân tố F: thời gian sấy (phút)
F1: 360 F2: 420 F3: 480 F4: 540 phút
F5: 600 F6: 660 F7: 720
Tổng số nghiệm thức: 3 × 7 = 21
Với 3 lần lặp lại, số mẫu thí nghiệm là: 21 × 3 = 63 mẫu.
3.2.4 Chỉ tiêu phân tích
- Hàm lượng anthocyanin.
Hàm lượng anthocyanin được xác định theo công thức:
1000 A M K C
Trong đó: A = (Aλmax.pH=1 – A700nm.pH=1) – (Aλmax.pH=4,5 – A700nm.pH=4,5) Với:
Aλmax, A700nm: Độ hấp thụ tại bước sóng cực đại và 700 nm ở pH = 1 và pH =
4,5
C: Nồng độ anthocyanin (mg/l)
M: Khối lượng phân tử của anthocyanin (cyanidin-3-glucoside, tương đương 449,2) (g/mol)
K: Độ pha loãng ε: 26900 (l/cm.mg)
Từ đó tính được hàm lượng anthocyanin theo %:
% anthocyanin toàn phần = 100% 10 ) 100 ( 2 w m C Trong đó:
C: Lượng anthocyanin được tính theo công thức trên (g) m: Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g)
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 25 X: Độ ẩm nguyên liệu (%).
- So sánh sự thay đổi của hàm lượng anthocyanin giữa khoai lang được ngâm trong dung dịch có bổ sung acid ascorbic với khoai lang không bổ sung acid ascorbic.
3.2.5 Phương pháp xử lý số liệu
Số liệu được xử lý bằng phần mềm thống kê Statgraphics Centurion 16.1 và vẽ đồ thị bằng chương trình Microsoft Excel 2007.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 26
CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi anthocyanin trong khoai lang tím Nhật trong quá trình nấu tím Nhật trong quá trình nấu
Ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím Nhật trong quá trình nấu ở 100oC được thể hiện ở Bảng 4.1.
Bảng 4.1 Ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi hàm lượng anthocyanin (%) trong khoai lang tím Nhật trong quá trình nấu
Thời gian (phút)
Hàm lượng acid ascorbic (g/l)
Trung bình nghiệm thức 0 1 2 3 1 0,068 0,082 0,084 0,083 0,079e 2 0,072 0,085 0,091 0,086 0,084c 3 0,075 0,092 0,099 0,094 0,090a 4 0,073 0,089 0,094 0,091 0,087b 5 0,069 0,083 0,088 0,084 0,081d 6 0,061 0,071 0,074 0,072 0,070f 7 0,053 0,063 0,065 0,062 0,061g Trung bình nghiệm thức 0,067 d 0,081c 0,085a 0,082b
Ghi chú: các trung bình nghiệm thức đi kèm với các chữ cái giống nhau thể hiện sự khác biệt không có ý nghĩa với mức ý nghĩa 5%
Kết quả phân tích cho thấy acid ascorbic được bổ sung trong quá trình ngâm có ảnh hưởng đến hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím Nhật. Hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím được xử lý qua acid ascorbic tăng đáng kể và có sự khác biệt thống kê so với khoai lang tím không được xử lý qua acid ascorbic. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của acid ascorbic đến sự biến đổi anthocyanin theo thời gian nấu cho thấy hàm lượng anthocyanin đạt cao nhất khi bổ sung acid ascorbic với nồng độ 2 g/l và trong thời gian nấu 3 phút.
Sự khác biệt của hàm lượng anthocyanin giữa khoai lang bổ sung và không bổ sung acid ascorbic được thể hiện ở hình 4.1.
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 27 Hình 4.1 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi hàm lượng anthocyanin khi bổ sung acid ascorbic và không
bổ sung acid ascorbic theo thời gian nấu
Hình 4.1 cho thấy sự khác biệt về hàm lượng anthocyanin trong khoai lang có bổ sung acid ascorbic và không bổ sung acid ascorbic ở cùng thời gian nấu. So với khoai lang không bổ sung acid ascorbic thì hàm lượng anthocyanin trong khoai lang bổ sung acid ascorbic tăng lên tương đối nhiều.
Anthocyanin bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng, oxy, các ion kim loại… Đặc biệt trong quá trình chế biến anthocyanin rất dễ tan trong nước gây tình trạng thất thoát. Việc bổ sung acid ascorbic là một phương pháp thông dụng để chống lại sự oxy hóa anthocyanin (Jian, 2004). Sự ổn định của anthocyanins tăng lên khi có mặt của acid ascorbic (Li et al., 2013), anthocyanins cũng được bảo vệ bởi acid ascorbic chống lại sự thoái hóa bởi enzyme (Duangmal et al., 2004). Tuy nhiên, nồng độ acid ascorbic bổ sung có ảnh hưởng đến độ bền màu của sản phẩm (Lopes et al., 2011). Nồng độ acid ascorbic thấp không đủ để bảo vệ anthocyanin khỏi sự oxy hóa. Trong khi đó, nồng độ acid ascorbic cao lại làm giảm hàm lượng anthocyanin, nguyên nhân là do quá trình oxy hóa acid ascorbic xảy ra nhiều hơn, đặc biệt khi có sự hiện diện của các ion kim loại như Cu2+
, Fe3+ (các ion này có trong thành phần của khoai lang) thì tốc độ phản ứng tăng lên nhiều lần so với quá trình tự oxy hóa ngẫu nhiên không có xúc tác. Kết quả tạo ra H2O2 làm oxy hóa anthocyanin nên hàm lượng anthocyanin còn lại thấp (Mei, 2014). Tuy nhiên, hàm lượng anthocyanin ở những mẫu được bổ sung acid ascorbic 1 và 3 g/l vẫn cao hơn hàm lượng anthocyanin ở mẫu không được bổ sung acid ascorbic. Điều này chứng tỏ acid ascorbic vẫn có tác dụng bảo vệ anthocyanin.
0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 1 2 3 4 5 6 7 H àm lư ợn g an th oc ya ni n (% ) Thời gian (phút) 0 1 g/l 2 g/l 3 g/l
Ngành Công nghệ Thực phẩm, Khoa Nông nghiệp & Sinh học Ứng dụng 28
a b
c d
Hình 4.2 Sự thay đổi màu sắc khoai lang tím sau khi nấu
a. Mẫu đối chứng (không bổ sung acid ascorbic) b. Mẫu bổ sung 1 g/l acid ascorbic c. Mẫu bổ sung 2 g/l acid ascorbic d. Mẫu bổ sung 3 g/l acid ascorbic
Kết quả thống kê cũng cho thấy, khoai lang nấu trong thời gian 3 phút cho hàm lượng anthocyanin cao nhất, thời gian nấu càng dài thì hàm lượng anthocyanin càng