Một màu sắc được diễn tả bằng một tọa độ gồm 3 con số theo mô hình CIE lab. Mô hình CIE lab được xây dựng dựa trên khả năng cảm nhận màu của mắt người. Các giá trị lab mô tả tất cả những màu mắt một người bình thường có thể thấy được. lab
18
được xem là một mô hình màu độc lập đối với thiết bị và thường được sử dụng như một cơ sở tham chiếu khi chuyển đổi một màu từ một không gian màu này sang một không gian màu khác. Theo mô hình Lab, tất cả các màu có cùng một độ sáng sẽ nằm trên cùng một mặt phẳng có dạng hình tròn theo 2 trục a* và b*. Màu có giá trị a* dương thì ngả đỏ, màu có giá trị a* âm thì ngả lục. Tương tự b* dương thì ngả vàng và b* âm thì ngả lam. Còn độ sáng của màu thì thay đổi theo trục dọc. Hue (sắc màu): thông thường, sắc màu chính là tên của màu. Các sắc màu khác nhau được biểu diễn trên vòng tròn màu và có giá trị từ 0o
19
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.1 Phƣơng tiện nghiên cứu
3.1.1 Địa điểm và thời gian thực hiện
Thực hiện nghiên cứu, thu thập số liệu tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực Phẩm, Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Trường Đại học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện: 4 tháng (từ tháng 8 đến tháng 11/2014)
3.1.2 Nguyên liệu
Khoai lang tím Nhật được mua ở huyện Bình Minh – Vĩnh Long và vận chuyển về phòng thí nghiệm bằng xe.
3.1.3 Dụng cụ, thiết bị
Cân điện tử AR.2140 (USA) Thiết bị sấy (Thermoline, Nhật) Thiết bị nghiền khô ST – 20B Máy ly tâm Hermile
Tủ lạnh (Panasonic)
Máy xay sinh tố (Panasonic)
Máy đo quang phổ Spectrophotometer Bếp điện, nhiệt kế
Máy đo cấu trúc (Rheotex)
Máy đo độ nhớt Viscometer (Brook Co.Ltd). Bình hút ẩm
Vortex
Một số dụng cụ phân tích (ống nghiệm có nắp, cốc thủy tinh, cốc sứ, bình định mức, buret, pipet, cuvet 1 cm)
3.1.4 Hóa chất sử dụng Dung dịch Guaiacol Dung dịch Guaiacol Dung dịch H2O2 Muối KCl khan CH3CO2Na khan KOH khan Etylic 95%
20 Dung dịch HCl đậm đặc
3.2 Phƣơng pháp nghiên cứu
3.2.1 Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu
Bảng 3.1 Phƣơng pháp phân tích các chỉ tiêu cơ bản
3.2.2 Phƣơng pháp xử lý số liệu
Sử dụng phần mềm excel để tính toán số liệu và vẽ đồ thị.
Phương pháp thống kê: các thí nghiệm được khảo sát với 2 lần lặp lại. Số liệu thu thập từ thí nghiệm trước là thông số tối ưu được sử dụng cho quá trình tiến hành thí nghiệm tiếp theo. Tính toán thống kê ANOVA bằng chương trình thống kê Stagraphics Plus 15 với phép thử LSD để tính sự khác biệt có ý nghĩa thống kê của các số liệu.
Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Kiểm tra mức độ vô hoạt enzyme
peroxydase
Dựa vào cường độ màu thể hiện do enzyme peroxydase xúc tác phản ứng giữa Guaiacol với H2O2 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Độ ẩm Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ở 105o
C Hàm lượng anthocyanin Phương pháp vi sai
Độ cứng gel của bột Sử dụng máy đo cấu trúc Độ nhớt của bột Sử dụng máy đo độ nhớt Độ bền gel của bột Phương pháp đo độ bền gel
Đo màu sắc Sử dụng thiết bị và chương trình đo màu Matlab Độ trương nở của bột Phương pháp của Konik – Rose et al. (2001)
21
3.2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát
3.2.3.1 Qui trình thí nghiệm tổng quát
Hình 3.1 Qui trình chế biến bột khoai lang tím Nhật
Ngâm Rửa sạch Cắt lát Định hình Khoai lang tím Nhật Sấy Để nguội Bột khoai lang tím Nhật Rây Nghiền Vô gói Làm nguội nhanh Rửa lại Chần Bảo quản
22
3.2.3.2 Một số giai đoạn chế biến cơ bản
Nguyên liệu: chọn loại khoai lang tím Nhật củ to vừa phải để thuận lợi cho quá trình định hình, củ phải còn tươi, không sâu bệnh, thối khô, thối ướt hoặc mọc mầm, có thể hư hỏng vật lí với tỉ lệ chấp nhận được, khối lượng khoảng 150-250 g/củ.
Ngâm: ngâm khoảng 15 - 30 phút trong nước sạch (tùy vào mức nhiễm bẩn của khoai) để dễ dàng rửa sạch tạp chất (bùn, cát, bụi, …) trên vỏ khoai.
Rửa sạch: loại bỏ tạp chất bám trên bề mặt khoai lang, tránh chúng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm và thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo.
Cắt lát: khoai được cắt lát theo chiều ngang với bề dày 5 - 6 mm bằng máy cắt lát. Bề dày của lát có ảnh hưởng nhiều đến sự thất thoát anthocyanin, sự tác động của các yếu tố nhiệt độ, hóa chất đến lát khoai cũng như thời gian sấy và chất lượng của bột khoai lang tím Nhật.
Rửa lại: khoai sau khi cắt lát được cho vào nước rửa lại lần nữa để hạn chế hiện tượng hóa nâu bề mặt trong quá trình định hình tiếp theo và loại bỏ tạp chất trong quá trình cắt lát.
Định hình: để tạo kích thước và hình dạng đồng nhất cho các lát khoai lang. Dùng khuôn định hình bằng kim loại không rỉ (inox) có hình trụ với đường kính 3 cm.
Chần: nhằm đình chỉ các quá trình sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu, hạn chế phản ứng hóa nâu do enzyme polyphenol oxydase, giữ màu sắc của nguyên liệu không hoặc ít bị biến đổi. Tùy theo yêu cầu chế biến và tính chất của nguyên liệu mà nhiệt độ chần là 75 - 100oC trong thời gian 2 - 15 phút. Nếu quá nhiệt độ và thời gian nguyên liệu sẽ bị nhũng và tổn thất chất khô nhiều (Nguyễn Xuân Phương và Nguyễn Văn Thoa, 2006).
Sấy: nhằm chủ yếu làm khô lát khoai, thuận lợi cho quá trình nghiền và làm hạ thấp aw nên có tác dụng bảo quản nguyên liệu.
Nghiền: khoai sấy khô, qua làm nguội, rồi nghiền mịn để bao gói ngay (Phạm Vĩnh Viễn, 1985). Nghiền là quá trình phân chia vật thể rắn thành nhiều phần tử. Trong các ngành sản xuất thực phẩm, người ta sử dụng quá trình nghiền để chế biến các loại hạt, các loại rau quả sấy khô,… Kích thước trung bình của vật liệu ban đầu và sau khi nghiền được xác định theo kích thước của các lỗ lưới sàng đem dùng để sàng nguyên liệu ban đầu và các sản phẩm nhận sau khi nghiền (Trần Minh Tâm, 1998).
Bao gói: các sản phẩm sấy có thể duy trì được tính ổn định của chúng khi bảo quản trong điều kiện không bị tác động của nước, ánh nắng mặt trời, không khí và tránh nhiễm bẩn. Do vậy chọn lựa bao bì đóng gói phù hợp là vấn đề thiết yếu nhằm bảo quản sản phẩm sấy trong thời gian dài (Nguyễn Minh Thủy, 2000).
23
3.3 Bố trí thí nghiệm
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật
3.3.1.1 Mục đích
Xác định nhiệt độ và thời gian chần thích hợp cho hàm lượng anthocyanin, màu sắc và tính chất bột khoai lang tím Nhật.
3.3.1.2 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên gồm 2 nhân tố với 2 lần lặp lại: - Nhân tố A: nhiệt độ chần, oC
A1: 80 A2: 90 A3: 100
- Nhân tố B: thời gian chần, phút (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B1: 0 B2: 2 B3: 4 B4: 6 Tổng số nghiệm thức: A x B= 3 x 4 = 12 nghiệm thức
24 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1:
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật
Chần Ngâm (15 – 30 phút) Rửa sạch Thái lát (dày 5 – 6 mm) Định hình (đường kính 3 cm) Khoai lang tím Nhật Sấy (50oC) Để nguội Bột khoai lang tím Nhật Rây (Ø= 0,12 mm) Nghiền Làm nguội nhanh Rửa lại Xác định các chỉ tiêu của lát khoai lang tím Nhật
Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật
A1 A2 A3
B2 B3 B4
25
3.3.1.3 Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm
- Nguyên liệu khoai lang tím Nhật được ngâm, rửa sạch tạp chất, cắt lát với bề dày 5- 6 mm, rửa lại và định hình để tạo thành các miếng khoai có kích thước đồng nhất. - Cho các lát khoai vào chần ở các nhiệt độ và thời gian như bố trí thí nghiệm (mục
3.3.1.2). Sau khi chần vớt khoai ra và làm nguội nhanh gián tiếp với nước đá lạnh. - Xác định các chỉ tiêu của lát khoai lang sau khi chần ở nhiệt độ và thời gian như bố
trí thí nghiệm (mục 3.3.1.2).
- Sấy các lát khoai ở nhiệt độ 50oC trong tủ sấy đến khi độ ẩm lát khoai khoảng 8% sau đó lấy ra để nguội, nghiền mịn, rây (đường kính lỗ rây: 0,12 mm) thành bột. - Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật ở nhiệt độ và thời gian như bố trí
thí nghiệm (mục 3.3.1.2).
3.3.1.4 Chỉ tiêu theo dõi
- Lát khoai lang tím Nhật sau khi chần được xác định các chỉ tiêu: + Kiểm tra mức độ vô hoạt enzyme hóa nâu trên bề mặt lát khoai + Xác định độ ẩm của lát khoai
+ Đo màu (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai
+ Xác định hàm lượng anthocyanin của lát khoai - Bột khoai lang tím Nhật được xác định các chỉ tiêu:
+ Đo màu (L*, a*, b*, Ho) của bột khoai
+ Xác định hàm lượng anthocyanin của bột khoai + Độ trương nở của bột khoai
+ Độ nhớt của bột khoai + Độ bền gel của bột khoai + Độ cứng gel của bột khoai
3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật
3.3.2.1 Mục đích
Xác định nhiệt độ sấy thích hợp cho màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất bột khoai lang tím Nhật.
3.3.2.2 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên gồm 1 nhân tố với 2 lần lặp lại. Nhân tố C: nhiệt độ sấy, oC
C1: 50 C2: 60 C3: 70
Tổng số nghiệm thức: 3 Số mẫu thí nghiệm: 3 x 2=6
26
Ở mỗi nhiệt độ sấy, các mẫu được lấy theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 và 24 giờ) để phân tích các chỉ tiêu của lát khoai lang tím Nhật (mục 3.3.2.4). Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật
Khoai lang tím Nhật Sấy Ngâm (15 – 30 phút) Rửa sạch Thái lát (dày 5 – 6 mm) Định hình (đường kính 3 cm) Để nguội Bột khoai lang tím Nhật Rây (Ø= 0,12 mm) Nghiền Làm nguội nhanh Rửa lại Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật Chần
Theo dõi các chỉ tiêu của lát khoai tím Nhật theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 ,21 và 24 giờ)
27
3.3.2.3 Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm
- Nguyên liệu khoai lang tím Nhật được xử lý và chế biến với các bước giống như ở thí nghiệm 1. Trong đó, lát khoai lang được chần ở nhiệt độ và thời gian tối ưu ở thí nghiệm 1 và được sấy ở các nhiệt độ khảo sát như bố trí ở thí nghiệm 2.
- Ở mỗi nhiệt độ sấy, lát khoai lang tím được xác định các chỉ tiêu theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12….giờ) cho đến khi độ ẩm lát khoai lang là 8%.
- Sau quá trình sấy, các lát khoai lang được xử lý các bước tiếp theo để tạo thành bột tương tự ở thí nghiệm 1.
- Xác định các chỉ tiêu của bột khô khoai lang tím Nhật ở các nhiệt độ sấy khác nhau.
3.3.2.4 Chỉ tiêu theo dõi
- Lát khoai lang tím Nhật trong quá trình sấy được xác định các chỉ tiêu: + Sự thay đổi độ ẩm của lát khoai theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9… giờ).
+ Sự thay đổi màu sắc (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12… giờ).
+ Sự thay đổi hàm lượng anthocyanin của lát khoai theo thời gian sấy (0, 3, 6, 9, 12… giờ).
- Bột khoai lang tím Nhật được xác định các chỉ tiêu: + Đo màu (L*, a*, b*, Ho) của bột khoai
+ Xác định hàm lượng anthocyanin của bột khoai + Độ trương nở của bột khoai
+ Độ nhớt của bột khoai + Độ bền gel của bột khoai + Độ cứng gel của bột khoai
3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát các biến đổi màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản
3.3.3.1 Mục đích
Xác định thời gian bảo quản thích hợp cho màu sắc, hàm lượng anthocyanin và tính chất bột khoai lang tím Nhật.
3.3.3.2 Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên gồm 1 nhân tố với 2 lần lặp lại. Nhân tố D: thời gian bảo quản, tuần
D1: 0 D2: 1 D3: 2 D4: 3 Tổng số nghiệm thức: 4
28 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3:
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát các biến đổi màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật trong thời gian bảo quản
3.3.3.3 Chuẩn bị mẫu và tiến hành thí nghiệm
Nguyên liệu khoai lang tím Nhật được xử lý và chế biến với các bước giống như ở thí nghiệm 2. Trong đó, lát khoai lang được sấy ở nhiệt độ tối ưu từ thí nghiệm 2 và bột khoai lang tím Nhật được vô gói (bao bì PA), bảo quản ở nhiệt độ phòng trong các khoảng thời gian như được bố trí ở thí nghiệm 3.
Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật theo thời gian bảo quản.
3.3.3.4 Chỉ tiêu theo dõi
- Đo màu sắc (L*, a*, b*, Ho
) của bột khoai - Xác định hàm lượng anthocyanin của bột khoai - Độ trương nở của bột khoai (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Độ nhớt của bột khoai - Độ bền gel của bột khoai - Độ cứng gel của bột khoai
Khoai lang tím Nhật
Bột khoai lang tím Nhật Vô gói- Bảo quản
……….. ………
Xác định các chỉ tiêu của bột khoai lang tím Nhật
29
CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 Hàm lƣợng nƣớc và anthocyanin trong nguyên liệu
Nguyên liệu khoai lang tím Nhật được rửa sạch, gọt vỏ và nghiền để phân tích. Hàm lượng nước và anthocyanin trong nguyên liệu được trình bày ở Bảng 4.1.
Bảng 4.1 Hàm lƣợng ẩm (% căn bản ƣớt) và hàm lƣợng anthocyanin (% căn bản khô) trong nguyên liệu khoai lang tím Nhật
Thành phần Giá trị
Nước (% căn bản ướt) 67,4 ± 0,085* Hàm lượng anthocyanin (% căn bản khô) 0,0815 ± 0,013
Chú thích: * Độ lệch chuẩn (STD) của giá trị trung bình
Kết quả phân tích hàm lượng nước trong khoai lang tím Nhật trong Bảng 4.1 cho thấy nguyên liệu này có độ ẩm cao là 67,4 (% căn bản ướt). Kết quả nghiên cứu của Trương Thị Minh Hạnh và Lê Viết Triển (2009) cũng cho biết rằng nguyên liệu khoai lang tím có độ ẩm 67,86 (% căn bản ướt). Vì vậy kết quả phân tích độ ẩm nguyên liệu trong Bảng 4.1 là có thể chấp nhận được. Với độ ẩm cao thì khoai lang tím sẽ khó bảo quản vì nó tạo điều kiện cho các phản ứng sinh hóa và hô hấp diễn ra nhanh hơn.
Bảng 4.1 còn cho thấy trong khoai lang tím Nhật có hàm lượng anthocyanin là 0,0815 (% căn bản khô). Kết quả nghiên cứu của Lê Đoàn Ái Minh (2011) về hàm lượng anthocanin trong khoai lang tím Nhật là 0,105 (% CBK). Kết quả phân tích hàm lượng anthocyanin trong khoai lang tím Nhật ở Bảng 4.1 hơi thấp hơn kết quả nghiên cứu của tác giả này. Nguyên nhân có thể là do điều kiện trồng trọt, mùa vụ,… Nghiên cứu của Terahara et al. (2004) cũng cho thấy khoai lang tím có màu tím đậm do sự tích lũy cao của anthocyanin.
30
4.2 Khảo sát ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến màu sắc, hàm lƣợng anthocyanin và tính chất của bột khoai lang tím Nhật
Sau khi chần theo nhiệt độ và thời gian, các lát khoai lang tím Nhật được phân tích các chỉ tiêu hóa lý (độ ẩm, màu sắc L*, a*, b* và Ho) và hàm lượng anthocyanin. Số liệu các chỉ tiêu được đánh giá sự tác động đáng kể dựa vào trung bình bình phương và tính phần trăm ảnh hưởng (variance component).
4.2.1 Ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự vô hoạt enzyme peroxydase, độ ẩm, hàm lƣợng anthocyanin và màu sắc (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai lang tím Nhật
Giá trị trung bình bình phương của các chỉ tiêu hóa lý và hàm lượng anthocyanin của lát khoai lang tím Nhật được trình bày ở Bảng 4.2 và phần trăm ảnh hưởng của