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

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

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

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:

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)

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

- 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

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.

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 nhiệt độ và thời gian chần đến các chỉ tiêu này được trình bày ở Bảng 4.3.

Bảng 4.2 Trung bình bình phƣơng độ ẩm, hàm lƣợng anthocyanin và màu sắc (L*, a*, b*, Ho) của lát khoai lang tím Nhật theo nhiệt độ và thời gian chần

Nhân tố DA HLA L* a* b* Ho (o) A 12,26*** 0,00169*** 66,4*** 449,2*** 135,4*** 432,3*** B 6,97** 0,00077*** 62,7*** 173,8*** 33,1*** 86,5*** AxB 2,36* 0,00019*** 16,8*** 167,5*** 47,5*** 159,4*** Sai số 0,65 0,00002 0,62 10,0 1,14 3,78 Chú thích: A: nhiệt độ chần (o

C); B: thời gian chần (phút); DA: độ ẩm của lát khoai lang (% căn bản ướt); HLA: hàm lượng anthocyanin của lát khoai lang (% căn bản khô); ***: P < 0,001; **: 0,001 < P < 0,01; *: P < 0,05

Bảng 4.2 cho thấy nhiệt độ chần ảnh hưởng mạnh (P < 0,001) đến sự thay đổi các chỉ tiêu độ ẩm, hàm lượng anthocyanin và các giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho) của lát khoai lang tím Nhật. Thời gian chần ảnh hưởng mạnh (P < 0,001) đến sự thay đổi hàm lượng anthocyanin và các giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho

) của lát khoai lang tím Nhật. Sự tương tác giữa nhiệt độ và thời gian chần tác động mạnh (P < 0,001) đến sự thay đổi hàm lượng anthocyanin và các giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho

Bảng 4.3 Phần trăm ảnh hƣởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự thay đổi độ ẩm, hàm lƣợng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho) của lát khoai lang tím Nhật

Nhân tố DA HLA L* a* b* Ho (o) A 36,40 47,86 30,95 56,12 62,38 63,39 B 31,05 32,56 43,85 21,72 15,23 12,68 AxB 21,00 16,48 23,48 20,92 21,87 23,37 Sai số 11,55 3,10 1,72 1,24 0,53 0,55

Chú thích: A: nhiệt độ chần (oC); B: thời gian chần (phút); DA: độ ẩm của lát khoai lang sau khi chần (% căn bản ướt); HLA: hàm lượng anthocyanin của lát khoai lang sau khi chần (% căn bản khô)

Bảng 4.3 cho thấy nhiệt độ chần ảnh hưởng nhiều đến các chỉ tiêu độ ẩm (36,4%), hàm lượng anthocyanin (47,86%), giá trị màu sắc a* (56,12%), b* (62,38%) và góc màu Ho

(63,39%) của lát khoai lang tím Nhật. Thời gian chần ảnh hưởng chủ yếu đối với giá trị L* (43,85%) của lát khoai lang tím Nhật. Sự tương tác của nhiệt độ chần và thời gian chần góp phần ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng anthocyanin (16,48%) , độ sáng L* (23,48%) và góc màu Ho

Bảng 4.4 Trung bình biến đổi độ ẩm, hàm lƣợng anthocyanin, giá trị màu sắc (L*, a*, b* và góc màu Ho

) của lát khoai lang tím Nhật ở các nhiệt độ và thời gian chần khác nhau

A B DA HLA L* a* b* Ho (o) 80 0 67,65a 0,0534ab 29,2a 33,7a 6,55a 11,00a 2 67,85a 0,0485a 24,5b 33,3a 7,70b 13,02b 4 67,75a 0,0577ab 26,1b 34,1a 6,75a 11,23a 6 68,20a 0,0587b 29,1a 32,6a 7,05b 12,21ab 90 0 67,65a 0,0534ab 29,2a 33,7a 6,55a 11,00a 2 67,65a 0,0710c 26,0b 34,0a 6,60a 11,00a 4 68,45a 0,0795cd 21,8c 29,3b 5,75c 11,14a 6 69,40a 0,0747c 20,4cd 28,7b 4,25d 8,43c 100 0 67,65a 0,0534ab 29,2a 33,7a 6,55a 11,00a 2 69,00a 0,0884de 18,8de 21,3c 0,80e 2,16d 4 71,55b 0,0993f 19,6de 20,0cd -0,70f -2,00e 6 72,55b 0,0933ef 18,3e 18,7d -0,75f -2,30e P *** *** *** *** *** ***

Bảng trên cho thấy cùng nhiệt độ chần, lát khoai lang tím Nhật có hàm lượng anthocyanin tăng và góc màu Ho càng nhỏ (càng tím) dần theo thời gian chần. Khi chần ở nhiệt độ cao (90 và 100oC) thì lát khoai có hàm lượng anthocyanin cao và góc màu Ho càng nhỏ.

4.2.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian chần đến sự vô hoạt enzyme peroxydase trên bề mặt lát khoai lang tím Nhật

Để kiểm tra nhiệt độ và thời gian chần có đủ vô hoạt enzyme polyphenol oxydase hay chưa, ở đây kiểm tra định tính sự hiện diện của chỉ định enzyme peroxydase. Ở mỗi nhiệt độ và thời gian chần, lát khoai lang được thử với guaiacol và H2O2, nếu enzyme peroxydase còn hoạt tính thì enzyme này phản ứng với hóa chất thử (guiacol và H2O2)và cho ra hợp chất có màu nâu. Ngược lại, nếu nhỏ hóa chất thử vào lát khoai

lang nhưng không thấy phản ứng sinh ra màu nâu, thì enzyme peroxydase đã bị vô hoạt ở chế độ nhiệt độ và thời gian chần này. Điều này cũng có nghĩa là enzyme hóa nâu polyphenol oxydase đã bị vô hoạt vì enzyme bền nhiệt peroxydase đã bị vô hoạt. Quá trình thử định tính sự tồn tại của enzyme peroxydase được trình bày ở Bảng 4.5.

Bảng 4.5 Sự ảnh hƣởng của quá trình chần đến mức độ vô hoạt enzyme peroxydase trên bề mặt lát khoai lang tím Nhật Nhiệt độ chần (oC) Thời gian chần (phút) Mức độ vô hoạt enzyme peroxydase

Màu sắc của lát khoai lang tím Nhật sau khi chần và thử với thuốc thử

0 - Màu nâu rất đậm trên toàn bộ bề mặt 2 - Màu nâu đậm trên toàn bộ bề mặt 4 + Màu nâu đậm trên phần lớn bề mặt 6 + Màu nâu đậm trên phần lớn bề mặt

0 - Màu nâu rất đậm trên toàn bộ bề mặt 2 + Màu nâu hơi đậm trên phần lớn bề mặt 4 ++ Màu nâu nhạt trên một phần nhỏ bề mặt 6 ++ Màu nâu nhạt trên một phần nhỏ bề mặt

100

0 - Màu nâu rất đậm trên toàn bộ bề mặt 2

+++ Màu nâu không xuất hiện hoặc xuất hiện rất ít ở bề mặt

Chú thích: -: Enzyme peroxydase chưa bị vô hoạt +: Enzyme peroxydase bị vô hoạt rất ít ++: Enzyme peroxydase bị vô hoạt khá nhiều

Hình ảnh của các lát khoai lang tím Nhật sau khi chần và thử hoạt tính enzyme peroxydase bằng guaiacol và H2O2 đượcthể hiện trong Hình 4.1.

Hình 4.1 Hình ảnh của lát khoai lang sau khi chần và thử hoạt tính enzyme peroxydase bằng guaiacol và H2O2

Bảng 4.5 và Hình 4.1 cho thấy nhiệt độ chần càng cao và thời gian chần càng dài thì sự hóa nâu trên bề mặt lát khoai lang tím Nhật sau khi thử với guaiacol và H2O2 càng ít. Akissoe et al. (2002) cho rằng enzyme polyphenol oxydase và peroxydase bị bất hoạt bởi quá trình chần ở nhiệt độ cao. Ở nhiệt độ 80oC bề mặt các lát khoai lang bị chuyển thành màu nâu rất nhiều do nhiệt độ này chưa vô hoạt được enzyme peroxydase nên sự phản ứng giữa guaiacol và H2O2 được enzyme này xúc tác tạo ra màu nâu. Ở nhiệt độ 90oC bề mặt các mẫu chuyển thành màu nâu nhưng ở mức độ thấp cho thấy

Giới thiệu về quá trình sấy

Phản ứng tạo màu trong quá trình sấy