2 NỘI DUNG BÁO CÁO
2.5.2 Cơ sở lý thuyết và phƣơng pháp đo:
2.5.2.1 Giới thiệu về phương pháp TPA:
TPA (texture profile analysis) là một phƣơng pháp dùng công cụ để xác định cấu trúc của thực phẩm bằng lực nén cơ học. Đây là phƣơng pháp đánh giá đƣợc nhiều thuộc tính cấu trúc của sản phẩm trong 1 lần thử, thiết bị kỹ thuật sử dụng đƣờng cong của lực, đƣờng cong của sự biến dạng để phân loại các đặc tính cấu trúc then chốt của mẫu, là cầu nối với cảm quan. Phƣơng pháp này chỉ dung lực nén. Mẫu đƣợc tiến hành nén hai lần liên tiếp.Việc lặp lại thao tác nhiều lần giúp ta có thể tính toán đƣợc các đặc tính cấu trúc. Kết quả thu đƣợc một đƣờng cong thể hiện quan hệ giữa lực và thời gian.
Một vài thuộc tính cấu trúc nhƣ độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi có thể đƣợc đánh giá từ đƣờng cong này. Đa chức năng, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp.
2.5.2.2 Các thông số đo lường:
• Độ cứng (hardness)
- Theo đặc tính vật lí: độ cứng là lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến một mức xácđịnh cho trƣớc.
- Theo đặc tính cảm quan: độ cứng là lực cần thiết để cắn đứt mẫu hoàn toàn khi mẫuđƣợc đặt giữa các răng hàm.
• Độ cố kết (cohesiveness)
- Theo đặc tính vật lí: Độ cố kết là mức độ vật liệu bị biến dạng trƣớc khi xảy ra nứt vỡ
- Theo đặc tính cảm quan: Độ cố kết là mức độ biến dạng của mẫu trƣớc khi vỡ ra, khi xuyên qua mẫu hoàn toàn bằng răng hàm.
• Độ đàn hồi (resilience)
- Theo đặc tính vật lí: Độ đàn hồi là mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban đầu sau khi bị làm biến dạng và lực đƣợc cất đi.
- Theo đặc tính cảm quan: Độ đàn hồi là mức độ mẫu có thể hồi phục trở lại hình dạng, kích thƣớc ban đầu sau khi đƣợc nén một phần giữa lƣỡi và vòm miệng.
• Độ dính (adhesiveness)
- Theo đặc tính vật lí: Độ dính là công cần thiết để cắt đứt các liên kết giữa bề mặt mẫu thực phẩm và bề mặt tiếp xúc với mẫu đó.
- Theo đặc tính cảm quan: Độ dính là lực cần thiết để gỡ thực phẩm dính vào miệng (thƣờng là vòm miệng) khi ăn.
• Độ giòn (fracturability)
- Theo đặc tính vật lí: Độ giòn là lực cần thiết để làm nứt vật liệu, bằng tích độ cứng độ cố kết. (thƣờng là khi độ cứng lớn, độ cố kết thấp).
- Theo đặc tính cảm quan: Độ giòn là lực cần thiết để làm thực phẩm nứt hoặc vỡ vụn ra.
• Độ dai – thực phẩm rắn (chewiness)
- Theo đặc tính vật lí: Độ dai (thực phẩm rắn) là tổng năng lƣợng cần thiết để nhai thực phẩm rắn đến kích thƣớc đủ nhỏ để nuốt đƣợc, bằng tích độ cứng × độ cố kết × độ đàn hồi.
- Theo đặc tính cảm quan: Độ dai (thực phẩm rắn) là thời gian (giây) cần thiết để nghiền mẫu,khi có một lực không đổi tác dụng, đên khi thực phẩm đủ nhỏ để có thể nuốt.
• Độ dai – thực phẩm bán rắn (gumminess)
- Theo đặc tính vật lí: Độ dai (thực phẩm bán rắn) là năng lƣợng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm bán rắn đến kích thƣớc đủ nhỏ để nuốt đƣợc,bằng độ cứng× độ cố kết. Trong đó thực phẩm phải có độ cứng thấp, độ cố kết cao. - Theo đặc tính cảm quan: Độ dai (thực phẩm bán rắn) là mức độ các tiểu phần
dính lại với nhau trong suốt quá trình nhai, năng lƣợng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm bán rắn đủ nhỏ để có thể nuốt.
2.5.2.3 Giới thiệu về máy đo cấu trúc theo phương pháp TPA
• Thông số kĩ thuật
- Tốc độ : 2-30 in/phút hoặc 0 - 75 cm/phút. - Hành trình chuyển động : 3.5 in / 8.9 cm.
- Lực tải tối đa : 1.363 kg (3000 pound) (nếu dùng FTA-3000 force transducer). - Nguồn : 220 VAC, 50/60 Hz. - Kích thƣớc máy chính ( W x D x H ) : 48 x 51 x
86 cm.
- Trọng lƣợng máy chính : 56 kg • Các yêu cầu trong phƣơng pháp TPA
- Kích thƣớc mẫu thực phẩm: 1cm3
, hình lập phƣơng. - Tiến hành với 2 lần nén ép
Qua tiếp xúc của đầu dò, ta thu đƣợc một biểu đồ xác định các thông số đo lƣờng và các thông số tính toán cần xác định đối với từng mẫu thƣc phẩm, đƣợc thể hiện qua những đƣờng cong lên xuống biểu thị 2 lần nén ép. Và 2 đƣờng cong này gọi là cắn lần 1( first bite), và cắn lần 2 (second bite).
2.5.2.4 Ưu – Nhược điểm của phương pháp:
Ƣu điểm:
- Thao tác dễ thực hiện và dùng hầu hết ở các nơi - Tốn ít thời gian và cho kết quả nhanh chóng
- Hoạt động liên tục (không hạn chế số lƣợng mẫu kiểm tra) - Cho kết quả chính xác có độ tin cậy cao
- Biểu diễn đƣợc nhiều đặc tính cấu trúc mẫu trong một lần đo
- Kết hợp đƣợc với các thiết bị khác nhƣ máy vi tính để thu đƣợc các biểu đồ thuận lợi cho việc phân tích kết quả.
Nhƣợc điểm:
Khó đồng nhất kết quả thu đƣợc với thực tế đánh giá khi thực hiện trên hội đồng và đây cũng chính là đặc điểm chung của phƣơng pháp phân tích công cụ.
2.5.3 Cách thức tiến hành:
2.5.3.1 Chuẩn bị mẫu:
Thạch rau câu Long Hải: chiều cao 2cm Thạch rau câu Bidrico: chiều cao 2.5cm Thạch rau câu New Choice: chiều cao 2.5cm
2.5.3.2 Cách thức vận hành:mẫu được ép 2 lần liên tiếp bằng đầu dò TPA:
- Thông số kĩ thuật: - Vận tốc đầu dò 2mm/s
- Chiều sâu nén lần 1 và 2: 7.5mm ( thạch New Choice, thạch Bidrico). - Chiều sâu nén lần 1 và 2: 6mm (thạch Long Hải)
- Chiều sâu đi lên: 0cm
- Dụng cụ đo: sử dụng đầu dò TPA
2.5.4 Kết quả và thảo luận
2.5.4.1 Kết quả thí nghiệm:
Thạch rau câu Long Hải
1 2 Mean
Max Force 2nd Cycle (F2) (N) 11.71 11.41 11.56±0.20598 Chewiness S*F2*A2/A1 (N*mm) 16.3 18.65 17.47±1.66074 Cohesion Force (Resilience) (F2/F1)
(ratio) 0.88 0.92 0.9±0.02
Adhesiveness (A3) (J) -0,00004 0 -0.00002±0.00002 Gumminess (F2*A2/A1) (N) 4.5 4.8 4.65±0.2107
Springiness SFb/SFa (mm) 3.62 3.89 3.76±0.1871 Energy to Max Load 1st Cycle (A1) (mJ) 28.85 27.95 28.4±0.63873 Energy at Maximum Comp. load CYCLE
2, LOADING (S) (mJ) 11.09 11.74 11.41±0.46423 Cohesion Energy (Resilience) (A2/A1)
(ratio) 0.38 0.42 0.4±0.02539
Thạch rau câu Bidrico
1 2 Mean
Max. Force 1st Cycle (F1) (N) 9.38 18.9 14.14±6.73004 Max Force 2nd Cycle (F2) (N) 8.39 15.42 11.91±4.96583 Chewiness S*F2*A2/A1 (N*mm) 14.72 23.05 18.89±5.89154 Adhesiveness (A3) (J) -0,00003 -0.00015 -0.00009±0.00008 Gumminess (F2*A2/A1) (N) 3.63 5.94 4.79±1.6381
Energy to Max Load 1st Cycle (A1) (mJ) 25.2 46.17 35.69±14.83244 Energy at Maximum Comp. load CYCLE
2, LOADING (S) (mJ) 10.89 17.8 14.35±4.88872 Cohesion Energy (Resilience) (A2/A1)
(ratio) 0.43 0.39 0.41±0.03296
Thạch rau câu New Choice
1 2 Mean
Max. Force 1st Cycle (F1) (N) 2.03 2.88 2.46±0.062 Max Force 2nd Cycle (F2) (N) 1.86 2.72 2.29±0.61082 Chewiness S*F2*A2/A1 (N*mm) 2.79 4.23 3.51±1.01723
Adhesiveness (A3) (J) -0,00003 -0.00001 -0.00002±0.00001 Gumminess (F2*A2/A1) (N) 1.14 1.59 1.37±0.31816
Springiness SFb/SFa (mm) 2.44 2.65 2.55±0.15125 Energy to Max Load 1st Cycle (A1) (mJ) 4.27 6.44 5.35±1.5348 Energy at Maximum Comp. load CYCLE
2, LOADING (S) (mJ) 2.63 3.77 3,2±0.80739 Cohesion Energy (Resilience) (A2/A1)
(ratio) 0.43 0.39 0.41±0.03296
Thạch Long Hải Thạch Bidrico Thạch New Choice Lực nén lớn nhất lần 1 12.85±0.6425 14.14±6.73004 2.46±0.062 Lực nén lớn nhất lần 2 11.56±0.20598 11.91±4.96583 2.29±0.61082 Độ cố kết 0.4±0.02539 0.41±0.03296 0.41±0.03296 Độ dính bề mặt -0.00002±0.00002 -0.00009±0.00008 -0.00002±0.00001 Độ Gum 4.65±0.2107 4.79±1.6381 1.37±0.31816 Độ co giãn 3.76±0.1871 3.97±0.12703 2.55±0.15125 Độ Chewiness 17.47±1.66074 18.89±5.89154 3.51±1.01723 2.5.4.2 Nhận xét:
- Từ trên ta có thể nhận thấy: các thông số về lực nén lớn nhất lần 1, lực nén lớn nhất lần 2, độ dính bề mặt, độ Gum, độ co giãn, độ Chewiness mà ta đo của thạch rau câu Bidrico đều lớn hơn thạch rau câu Long Hải và New Choice.
- Trong 3 sản phẩm thì thạch rau câu New Choice có các thông số là thấp nhất, dựa vảo đồ thị ta thấy sản phẩmcó độ giòn nhƣng tƣơng đối nhỏ do tính chất bề mặt thể hiện qua điểm đứt gãy đầu tiên.
- 3 sản phẩm đều có độ kết cấu tƣơng đƣơng nhau,sản phẩm của New Choice thì mềm hơn do độ Gum của nó nhỏ nhất trong 3sp.
- Carrageenan là thành phần chính trong cả 3 sản phẩm,tuy nhiên hàm lƣợng là khác nhau cộng với một vài phụ gia đƣợc sử dụng để tạo nên độ dẻo dai của thạch. Carageenan tham gia nhƣ một chất tạo đông,có thể thay đổi kết cấu của sản phẩm với tính chất hóa lí, cơ học mong muốn,tạo ra các sản phẩm đông đặc có độ bền dai. Nhìn vào bảng kết quả so sánh cả 3 sản phẩm thì thạch rau cau bidrico có độ dai và sự vững chắc tốt hơn. Điều này là do một phần sự phối trộn nguyên liệu,hƣơng vị của từngnơi sản xuất.Sản phẩm thạch của Long Hải và Bidico có độ đặc ,dai và dẻo,còn thạch của New Choice cũng dẻo nhƣng mềm hơn.
KẾT LUẬN
Sau khi thực hiện các phƣơng pháp phân tích trên hệ thống cơ lí INSTRON ta thấy có rất nhiều yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng – thời gian bảo quản của sản phẩm. Khi xem xét một vấn đề ta cần chọn những thông số chuẩn và cố định chúng để xem xét các yếu tố mà ta cần quan tâm. Việc nguyên cứu cấu trúc nhằm giúp ta có thể bảo quản một cách có hiệu quả đối với sản phẩm nông sản và phối trộn thành phần nguyên liệu đối với các sản phẩm bán thành phẩm và thành phẩm – đây là nhiệm vụ của một kỹ sƣ thực phẩm phải hiểu rõ và sáng tạo trong phối trộn thành phần. Tìm hiểu về cấu trúc và tính chất của thực phẩm giúp ta có cái nhìn tổng quan và nhận định phù hợp trong phƣơng hƣớng sản xuất . Mục đích nhắm đến là chất lƣợng đặc trƣng cho từng loại sản phẩm. Bằng việc kết hợp giữ công thức sản xuất và máy đo thiết bị cơ lí giúp ta hoàn thiện hơn về sản phẩm và đáp ứng đƣợc nhu cầu của thị trƣờng và mở một hƣớng mới đối với các sản phẩm.