a. Mục đích: Tìm ra chế độ xử lý sơ bộ phù hợp và mức thời gian hấp tối ưu, có độ
nở vừa phải và độ rời các hạt cao, bên cạnh đó còn nhằm tiết kiệm thới gian, năng lượng dùng cho khi hấp.
b. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí với 2 nhân tố, lặp lại 2 lần.
* Nhân tố A: Phương thức xử lý gạo A0: Rửa sạch (vo gạo)
A1: ngâm 10 phút
* Nhân tố B: Thời gian hấp (giờ) B0: 1
B1: 1,5 B2: 2 B3: 2,5 B4: 3
Số nghiệm thức thí nghiệm: 2 x 5=10 nghiệm thức Số mẫu thí nghiệm: 10 x 2=12 mẫu
c. Tiến hành thí nghiệm: 100g gạo Jasmine được xử lý (bằng cả hai cách ngâm và
không ngâm), tiến hành hấp gạo trong khoảng thời gian khác nhau là 1; 1,5; 2; 2,5 và 3 giờ. Sau đó sấy đến độ ẩm 12% (theo sơ đồ hình 3.1).
Các chỉ tiêu theo dõi :
Đối với cơm sau khi hấp:
- Độ trương nở (đo chiều dài, rộng, dày của hạt cơm) - Tỷ lệ hạt hồ hoá hoàn toàn (độ chín ăn được)
- Độ ẩm
Đối với gạo sau khi sấy: - Độ rời (độ tách hạt) - Tỷ lệ gãy
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 33
Sơ đồ thí nghiệm 1
Hình 3.1: Sơ đồ thí nghiệm 1
3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cơm Xác định nhiệt độ sấy thích hợp để sản phẩm có được độ ẩm và màu sắc theo yêu cầu.
a. Mục đích: tìm ra nhiệt độ và thời gian sấy thích hợp nhất đối với sản phẩm gạo,
lựa chọn mức nhiệt độ có thể cho ra sản phẩm có màu sắc tốt, cấu trúc và hình dáng hạt sau sấy đạt yêu cầu.
b. Bố trí thí nghiệm : thí nghiệm tiến hành 1 nhân tố và 2 lần lặp lại
Nhân tố C: nhiệt độ sấy (oC) C0: 50
C1: 60 C2: 70
Số nghiệm thức thí nghiệm là 3 x 1=3 nghiệm thức Số mẫu thí nghiệm: 3 x 2=6 mẫu
Thành phẩm Xử lý A0 A1 Sấy B0 B1 B2 Gạo B3 B4 B0 B1 B2 B3 B4
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 34
c. Tiến hành thí nghiệm: 100g gạo được xử lý và hấp chín ở điều kiện tối ưu của thí
nghiệm 1, sau đó tiến hành sấy ở 3 nhiệt độ khác nhau 50, 60, 70oC và sấy đến độ ẩm ngưng là 12% (theo sơ đồ hình 3.2).
Sơ đồ thí nghiệm 2
Hình 3.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
Các chỉ tiêu phân tích:
- Sự thay đổi khối lượng theo thời gian của từng nhiệt độ - Độ rời (tách hạt)
- Tỷ lệ gãy
3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát tỷ lệ gạo:nước và thời gian gia nhiệt cần thiết của sản phẩm gạo ăn liền sử dụng microwave cho người tiêu dùng sản phẩm gạo ăn liền sử dụng microwave cho người tiêu dùng
a. Mục đích: Xác định tỷ lệ nước và thời gian gia nhiệt để cho ra cơm có độ chín
đều, khô ráo từ đó đưa ra các thông số sử dụng cho người tiêu dùng.
b. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí với 2 nhân tố, lặp lại 2 lần Nhân tố D: Tỷ lệ gạo : nước
Gạo C0 Sấy Thành phẩm Hấp 2,5 giờ Xử lý (không ngâm) C1 C2
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 35 D0: 1 : 2
D1: 1 : 2,5 D2: 1 : 3
Nhân tố E: Thời gian gia nhiệt bằng microwave (phút) E0: 7
E1: 8 E2: 9
Tổng số nghiệm thức: 3 x 3=9 nghiệm thức. Số mẫu thí nghiệm: 9 x 2=18 thí nghiệm. c. Tiến hành thí nghiệm
Gạo sau khi sấy và nước được tính toán dựa trên tỉ lệ định. Tiến hành cân 40 gram gạo và đong thể tích nước theo như tỉ lệ (1ml=1g nước), cho nước sôi vào chén sứ sau đó cho gạo vào, tiếp tục đun trong khoảng thời gian khác nhau 7, 8, 9 phút (theo sơ đồ hình 3.3). Sơ đồ thí nghiệm 3 Hình 3.3 sơ đồ thí nghiệm 3 Gạo Sấy Thành phẩm Hấp Xử lý Gia nhiệt D0 E0 E1 E2 D1 E0 E1 E2 D2 E0 E1 E2
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 36 Sau khi thực hiện tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm về các chỉ tiêu: mùi, độ trắng, độ bóng, độ mềm, vị ngon, độ dính, mức độ khô ráo của hạt sau khi hồi ẩm. So sánh gạo sấy với gạo không qua quy trình chế biến, bằng cách nấu gạo : nước theo tỉ lệ 1 : 3 và đun nóng trong nồi cơm điện và microwave trong khoảng thời gian như trên.
3.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ LIỆU
Bảng 3.1: Phương pháp phân tích và đo đạt các chỉ tiêu
Các chỉ tiêu Phương pháp phân tích
Hàm lượng tinh bột Dùng phương pháp Lane – Eynon
Hàm lượng tro Dùng nhiệt độ 550 – 600oC nung cháy hoàn toàn chất hữu cơ.
Hàm ẩm Dùng thiết bị Moisture analyzer, sấy 105oC đến khối lượng không đổi
Đánh giá cảm quan Phương pháp cho điểm
3.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT QUẢ
Phân tích phương sai ANOVA theo kiểm định LSD để kết luận về sự khác giữa trung bình các nghiệm thức. Số liệu được thu thập và xử lý bằng phần mềm Statgraphic 16.
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 37 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ THỜI GIAN HẤP ĐẾN CHẤT LƯỢNG CƠM SẤY CHẤT LƯỢNG CƠM SẤY
4.1.1 Kết quả phân tích thành phần hoá học của nguyên liệu gạo
Bảng 4.1: Thành phần hoá học của gạo
Thành phần hoá học Hàm lượng (%)
Độ ẩm 11,66 ± 0,53
Hàm lượng khoáng 0,3 ± 0,28
Tinh bột 73,24 ± 0,72
Qua kết quả phân tích những thành phần hoá học cơ bản của nguyên liệu gạo thấy được gạo có độ ẩm khá thấp 11,66% và hàm lượng tinh bột rất cao, chiếm 73,24%. Hàm lượng nước tự do trong nguyên liệu thấp, hàm lượng tinh bột cao làm cho kết cấu hạt chặt chẽ, dẫn đến quá trình trương nở và làm chín hạt khi nấu sẽ gặp nhiều khó khăn, cần có thời gian hấp dài và ẩm cung cấp lớn.
4.1.2 Tỷ lệ phần trăm hạt trương nở hoàn toàn, hàm ẩm và độ trương nở của cơm theo thời gian hấp và chế độ xử lý cơm theo thời gian hấp và chế độ xử lý
Bảng 4.2: Tỷ lệ % hạt trương nở hoàn toàn, độ ẩm của cơm theo thời gian hấp và chế độ xử lý Thời gian hấp (giờ) Tỉ lệ hạt đã trương nở (%) Độ ẩm (%) Ngâm Không ngâm Ngâm Không ngâm 0 0 0 35,74 ± 1,75 11,665 ± 0,53 1 94,34 ± 1,15 10,46 ± 0,84 44,23 ± 0,24 39,29 ± 0,82 1,5 100 61,08 ± 0,95 45,41 ± 0,5 44,72 ± 0,084 2 100 93,2 ± 0,07 49,7 ± 0,64 47,6 ± 0,198 2,5 100 100 51,86 ± 0,77 49,61 ± 0,756 3 100 100 57,99 ± 0,82 51,99 ± 0,53
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 38
Bảng 4.3: Độ trương nở (kích thước) của cơm theo thời gian hấp và chế độ xử lý
Dựa vào kết quả phân tích ở bảng 4.2 và bảng 4.3 cho thấy để đạt được độ trượng nở, hồ hoá hoàn toàn thì gạo ngâm chỉ mất 1,5 giờ còn gạo không ngâm mất đến 2,5 giờ, ẩm ban đầu của gạo trước khi đưa vào hấp cũng khác nhau, độ ẩm của gạo ngâm khoảng 35,74% và gạo không ngâm 11,66%. Dựa vào ẩm ban đầu nhận thấy hạt gạo được ngâm đã hút một lượng nước làm cho cấu trúc nội nhũ có phần lỏng lẻo, liên kết giữa các tế bào yếu đi giúp cho hạt dễ dáng nhận nhiệt, hút ẩm và nhanh chóng trương nở. Đối với hạt không qua ngâm thì có cấu trúc nội nhũ khá chặt chẽ vì phần lớn cấu tạo bên trong nội nhũ là tinh bột, các tế bào tinh bột liên kết bền với nhau nhờ các vách protein (Lê Nguyễn Đoan Duy, Lê Mỹ Hồng, 2012) nên việc nhận ẩm từ hơi nước và nhận nhiệt ban đầu cũng cần thời gian, khi hạt đã nhận đủ ẩm mới tiến đến quá trình trương nở và hồ hoá.
Hàm ẩm bên trong hạt ảnh hưởng trực tiếp đến kích thước trương nở của gạo, hạt nhận ẩm nhiều thì khả năng trương nở nhanh và kích thước cũng tăng cao, hạt gạo nhận ẩm thấp thì trương nở chậm và kích thước cũng nhỏ hơn. Với gạo ngâm chỉ mất 1,5 giờ để hạt đạt đến kích thước 9,1 ± 0,07 mm, trong khi gạo không ngâm cần đến 2 -2,5 giờ
Thời gian hấp (giờ)
Chiều dài (mm) Chiều rộng (mm)
Ngâm Không ngâm Ngâm Không ngâm 0 7,15 ± 0,07 7,15 ± 0,07 2,20 ± 0,01 2,25 ± 0,1 1 9,00 ± 0,1 8,36 ± 0,05 2,46 ± 0,05 2,35 ± 0,07 1,5 9,10 ± 0,05 8,85 ± 0,21 2,65 ± 0,07 2,55 ± 0,07 2 9,25 ± 0,07 8,95 ± 0,07 2,85 ± 0,07 2,66 ± 0,05 2,5 9,85 ± 0,14 9,26 ± 0,1 2,86 ± 0,05 2,85 ± 0,07 3 10,13 ± 0,05 9,45 ± 0,07 2,92 ± 0,1 2,82 ± 0,1
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 39 4.1.3 Ảnh hưởng của chế độ xử lý và thời gian hấp đến mức độ gãy và tách hạt của gạo sấy
Bảng 4.4: Ảnh hưởng của chế độ xử lý và thời gian hấp đến mức độ gãy của hat gạo
Thời gian hấp
Chế độ xử lý
1 giờ 1,5 giờ 2 giờ 2,5 giờ 3 giờ Trung bình
nghiệm thức Ngâm 28,8bcd 30,4cde 32,8de 34,5e 45,3f 34,36B Không ngâm 9,2a 13,6a 26bc 24,4b 33,2de 21,28A Trung bình nghiệm thức 19,2A 22A 29,4B 29,45B 39,25C
Ghi chú: Các chữ cái đi kèm với các trung bình nghiệm thức khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%
Kết quả ở bảng 4.4 cho thấy ở từng thời gian hấp và chế độ xử lý khác nhau thì mức độ gãy của gạo có sự khác biệt rõ rệt, ở 2 chế độ xử lý thì ngâm tỷ lệ gãy cao hơn và thời gian hấp càng dài thì mức độ gãy cũng tăng, ở chế độ không ngâm và thời gian hấp 1 giờ có tỉ lệ gãy thấp nhất và chế độ ngâm trong 10 phút, thời gian hấp 3 giờ có tỉ lệ gạo gãy là cao nhất. Điều này là do ở chế độ gạo ngâm hạt gạo đã được hút lượng ẩm vào bên trong, độ ẩm của gạo khi đó tăng cao, nên khi tiếp tục được nhận nhiệt và hơi nước thì hạt gạo nhanh chóng trương nở, vì trương nở nhanh và ẩm cao nên kết cấu hạt gạo khi chín bị vỡ dẫn đến gãy hạt sau khi sấy.
Còn ở chế độ xử lý không ngâm thì hạt gạo sẽ được nhận nhiệt và ẩm từ từ, thời gian nấu chín tuy kéo dài nhưng vì hạt trương nở một cách đồng đều nên hạt khi chín nguyên vẹn, hạt không bị vỡ và dẫn đến mức độ gãy hạt cũng giảm.
Đồng thời, khi thời gian hấp dài, hạt gạo nhận nhiều hơi nước hơn dẫn đến trương nở cũng nhiều hơn, hạt trương nở càng nhiều thì mức độ phá vỡ cấu trúc hạt càng lớn nên cũng là nguyên nhân dẫn đến tăng tỉ lệ gãy.
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 40
Bảng 4.5: Ảnh hưởng của chế độ xử lý và thời gian hấp đến độ tách rời của gạo
Thời gian hấp
Chế độ xử lý
1 giờ 1,5 giờ 2 giờ 2,5 giờ 3 giờ Trung bình
nghiệm thức Ngâm 30,6cd 32,2d 26,4b 28,3bc 19,5a 27,4A Không ngâm 90,4h 86,8h 64,8f 69,6j 57,2e 73,76B Trung bình nghiệm thức 60,5C 59,5C 45,6AB 48,95B 38,35A
Ghi chú: Các chữ cái đi kèm với các trung bình nghiệm thức khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%
Dựa theo bảng 4.4 cho thấy chế độ không ngâm có tỉ lệ hạt rời cao, trong đó thì chế độ không ngâm và thời gian hấp 1 giờ là cao nhất và kế tiếp là 1,5 giờ càng về sau thì tỉ lệ tách hạt cũng giảm.
Hạt gạo ngâm nhận ẩm nhiều, ẩm trước khi hấp đã cao nên khi tiến hành hấp hạt nhanh chóng trương nở và quá trình hồ hoá cũng đến nhanh, dẫn đến hạt cơm bị vỡ, tinh bột hồ hoá có độ nhớt cao liên kết các hạt cơm lại với nhau làm hạt dính chặc. Đối với hạt gạo không ngâm chỉ nhận hơi nước và nhiệt cung cấp từ nồi hấp nên lượng ẩm thu vào chỉ đủ làm hạt trương nở, khi chín hạt cơm khá rời và khô bề mặt nên khi sấy hạt khô và dễ dàng tách rời.
4.1.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý - thời gian hấp đến giá trị cảm quan của sản phẩm khi hồi ẩm cảm quan của sản phẩm khi hồi ẩm
Kết quả đánh giá cảm quan về độ bóng và độ mềm của cơm được hồi ẩm sau khi sấy được thể hiện ở hình 4.1 cho thấy các chỉ tiêu độ bóng và độ mềm khác biệt giữa các mẫu, trong đó độ mềm là khác biệt lớn nhất. Mẫu không ngâm 1 giờ, 1,5 giờ và ngâm 1 giờ có độ mềm thấp nhất là do ở thời gian hấp đó thì gạo vẫn chưa hoàn toàn chín, tinh bột bên trong hạt chưa đủ thời gian nhận nhiệt và hơi nước để trương nở. Vì vậy sau khi hồi ẩm nhanh hạt hút nước trở lại nhưng cũng không đủ để làm mềm, đối với hai mẫu không ngâm 2,5 giờ, 3 giờ và gạo ngâm 2, 2,5, 3 giờ thì độ mềm đạt cao nhất, vì gạo ở các chế độ xử lý và thời gian hấp này thì hạt đã trương nở hoàn toàn nên khi hồi ẩm hạt mau mềm.
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 41 Từ kết quả ghi nhận về tỷ lệ tách, tỷ lệ gãy và đánh giá cảm quan cho thấy với phương pháp xử lý không ngâm và thời gian hấp 2,5 giờ đem lại kết quả là tốt nhất, hạt có tỷ lệ tách gần như là thấp nhất, tỷ lệ tách cao và hơn nữa hạt gạo được hồ hoá hoàn toàn.
Hình 4.1: Giản đồ hình cột đánh giá cảm quan cơm sấy ở các chế độ xử lý và thời nấu khác nhau
4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM 4.2.1 Biểu đồ đường cong sấy nhằm xác định thời gian sấy đền độ ẩm mong 4.2.1 Biểu đồ đường cong sấy nhằm xác định thời gian sấy đền độ ẩm mong muốn
Hình 4.2: Đường cong sấy ở các nhiệt độ khác nhau
Thời gian sấy (phút)
M t /M 0 60oC 70oC 50oC
Ngành CNTP – Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng 42 Theo kết quả thì nghiệm thì sấy ở nhiệt độ 50oC có thời gian sấy dài nhất 120 phút, sấy ở nhiệt độ 60oC thời gian sấy là 105 phút, còn ở nhiệt độ 70oC thì thời gian sấy là 90 phút, khi đó gạo sấy đạt độ ẩm khoảng 12% (tính theo căn bản khô). Dựa theo đồ thị hình 4.2 cho thấy độ dốc cường cong sấy tăng dần theo nhiệt độ, ở 50oC độ dốc là nhỏ nhất, nhiệt độ 70oC độ dốc đường cong sấy là lớn nhất.
Sấy ở nhiệt độ thấp thì hàm ẩm của nguyên liệu giảm chậm, do nhiệt độ thấp, chênh lệch áp suất bề mặt và áp suất riêng phần bên trong không không khí nhỏ nên tốc độ bay hơi nước chậm làm kéo dài thời gian sấy.
Do đó nhiệt độ sấy 50oC là dài nhất, khi tăng nhiệt độ tốc độ thoát ẩm tăng theo do nguyên liệu được nâng nhiệt độ, quá trình khuếch tán và bay hơi nước ra bên ngoài tăng nên ở 70oC thời gian sấy ngắn nhất chỉ mất 90 phút. Dựa vào những điều trên ta thấy nhiệt độ là yếu tố rất quan trọng có khả năng quyết định rất lớn, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình sấy.
Tuy vậy, nhiệt độ sấy quá thấp hay quá cao đều không tốt đến chất lượng sản phẩm, nhiệt độ cao tuy tốc độ bay hơi và khuếch tán nhanh nhưng chỉ thời gian đầu sau đó nó sẽ tạo thành lớp màng cứng cho bề mặt ngăn cản nước bên trong thoát ra ngoài, còn nếu nhiệt độ quá thấp, thời gian kéo dài tạo điều kiện cho vi sinh vật phát triển, đồng thời làm hạt gạo sau sấy nứt nhiều ảnh hưởng giá trị cảm quan.
Quan hệ giữa thay đổi khối lượng và thời gian sấy ở đồ thị ở hình 4.2 được biểu diễn bằng mộ hình:
y = 0.9586e-0.0049x, R² = 0.9781(phương trình đồ thị ở nhiệt độ 50oC) (1) y = 0.9276e-0.0054x, R² = 0.9568 (phương trình đồ thị ở nhiệt độ 60oC) (2) y = 0.9054e-0.0065x, R² = 0.9251 (phương trình đồ thị ở nhiệt độ 70oC) (3) Với y là độ giảm khới lượng theo thời gian sấy (gram)