CẤU TRÚC CỦA CÀ RỐT TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN NHIỆT
Trong thí nghiệm 2 sẽ khảo xát sự ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý nhiệt ở những mức nhiệt độ khác nhau trong những khoảng thời gian khác nhau. Mục đích để xem mức ảnh hƣởng của tiền xử lý nhiệt đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt. Số liệu thu đƣợc đƣợc xử lý và tổng hợp ở các bảng và hình sau.
Bảng 4.2. Giá trị hằng số tốc độ (k) và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài ở 80oC của cà rốt tiền xử lý nhiệt ở các chế chế biến nhiệt và thời gian tiền xử lý khác nhau
Chế độ xử lý k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho Không TXLN 0,0186 ± 0,0015 10687,7 1940,1 ± 259,33 0,1815 ± 0,0243 50oC – 20 phút 0,0167 ± 0,0007 10594,5 1935 ± 144 0,1826 ± 0,0136 50oC – 30 phút 0,0149 ± 0,0011 10191,4 2046,3 ± 241 0,2008 ± 0,0236 50oC – 40 phút 0,0162 ± 0,0025 9553,8 2553,6 ± 419,5 0,2673 ± 0,0439 60oC – 20 phút 0,0133 ± 0,0018 11425,3 1982 ± 561,32 0,1735 ± 0,0491 60oC – 30 phút 0,011 ± 0,0036 10763,4 2933,3 ± 1198,6 0,2725 ± 0,1114 60oC – 40 phút 0,0109 ± 0,0015 10972,6 2094,1 ± 571,87 0,1909 ± 0,0521 70oC – 20 phút 0,0144 ± 0,0042 10694,3 4410,9 ± 757,25 0,4125 ± 0,0708 70oC – 30 phút 0,0129 ± 0,0025 11258,9 3157,3 ± 688,93 0,2804 ± 0,0612 70oC – 40 phút 0,0122 ± 0,0035 10649,3 4687,1 ± 761,63 0,4401 ± 0,0715
Theo bảng 4.2, có sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) rõ rệt giữa các mức tiền xử lý nhiệt và không tiền xử lý nhiệt trong cà rốt sau khi chế biến nhiệt ở mức nhiệt độ 80oC trong những khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể
- Nhìn chung, ở mức xử lý nhiệt 80oC cấu trúc của cà rốt đều giảm so với ban đầu. Tuy nhiên ở các chế độ tiền xử lý nhiệt thì độ cứng còn lại H∞
cao hơn chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không xử lý nhiệt H∞ có giá trị là 1940,1 (g lực), còn mức tiền xử lý nhiệt H∞ cao nhất ở 70oC trong 40 phút có giá trị là 4687,1 (g lực).
- Hằng số tốc độ phản ứng k (1/phút) ở các chế độ tiền xử lý nhiệt giảm so với chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt k có giá trị 0,0186 (1/phút), còn ở chế độ tiền xử lý nhiệt ở 50oC trong 20 phút là 0,0167 (1/phút). Trong các chế độ tiền xử lý nhiệt thì chế độ 60oC – 30 phút có hằng số tốc độ phản ứng là thấp nhất với k là 0,011 (1/phút). - Tỉ số H/ H∞ tăng dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 0 đến 200 phút. Trong
đó thấp nhất là ở chế độ không tiền xử lý nhiệt với H/ H∞ có giá trị là 0,1815. Các chế độ tiền xử lý nhiệt có tỉ số H/ H∞ cao hơn so với H/ H∞
khi không tiền xử lý nhiệt. Cao nhất là ở chế độ 70oC trong 40 phút tỉ số H/ H∞ là 0,4401.
Các chế độ tiền xử lý nhiệt trong các khoảng thời gian khác nhau đều có ảnh hƣởng đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt khi xử lý nhiệt ở 80oC trong các khoảng thời gian khác nhau.
Bảng 4.3. Giá trị hằng số tốc độ (k) và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài ở 90oC của cà rốt tiền xử lý nhiệt ở các chế chế biến nhiệt và thời gian tiền xử lý khác nhau
Chế độ xử lý k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho Không TXLN 0,0872 ± 0,0079 8690,7 848,3 ± 150,48 0,0976 ± 0,0173 50oC – 20 phút 0,0514 ± 0,0003 9335 1025,8 ± 114,9 0,1099 ± 0,0123 50oC – 30 phút 0,0292 ± 0,0002 9522,6 1342,4 ± 161,6 0,1410 ± 0,0170 50oC – 40 phút 0,0225 ± 0,0029 9963,7 1671,7 ± 350,4 0,1678 ± 0,0352 60oC – 20 phút 0,0331 ± 0,0014 9972,3 1242 ± 99,95 0,1245 ± 0,01 60oC – 30 phút 0,026 ± 0,0024 9992,4 1620,74 ± 232,21 0,1622 ± 0,0232 60oC – 40 phút 0,0203 ± 0,0018 10532,7 1588 ± 281,51 0,1508 ± 0,0267 70oC – 20 phút 0,0209 ± 0,0017 10701,4 1792,3 ± 252,04 0,1675 ± 0,0236 70oC – 30 phút 0,0232 ± 0,0016 10738,8 1896,5 ± 192,19 0,1766 ± 0,0179 70oC – 40 phút 0,0246 ± 0,002 11029,9 2514,8 ± 225,88 0,2280 ± 0,0205
Bảng 4.3 cho ta thấy có sự thay đổi cấu trúc rõ rệt giữa các mức tiền xử lý nhiệt và không tiền xử lý nhiệt trong cà rốt sau khi chế biến nhiệt ở mức nhiệt độ 90oC trong những khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể
- Mức xử lý nhiệt 90oC cấu trúc của cà rốt đều giảm mạnh so với ban đầu. Đặc biệt, ở các chế độ tiền xử lý nhiệt thì độ cứng còn lại H∞ cao hơn chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt H∞ có giá trị là 848,3 (g lực) trong khi Ho là 8690,7 (g lực), còn mức tiền xử lý nhiệt H∞ ở 50o
C trong 20 phút có giá trị là 1025,8 (g lực) khi Ho là 9335 (g lực).xét trong tất cả các chế độ tiền xử lý nhiệt trong quá trình chế biến nhiệt 90o C thì chế độ tiền xử lý giữ đƣợc cấu trúc còn lại tốt nhất là 70oC – 40 phút, với H∞ có giá trị là 2514,8 (g lực).
- Hằng số tốc độ phản ứng k (1/phút) ở các chế độ tiền xử lý nhiệt giảm so với chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt k có giá trị 0,0872 (1/phút), còn ở chế độ tiền xử lý nhiệt ở 50oC trong 20 phút là 0,0514 (1/phút). Trong các chế độ tiền xử lý nhiệt thì chế độ 60oC – 40 phút có hằng số tốc độ phản ứng là thấp nhất với k là 0,0203 (1/phút). - Tỉ số H/ H∞ tăng dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 0 đến 200 phút. Trong
đó thấp nhất là ở chế độ không tiền xử lý nhiệt với H/ H∞ có giá trị là 0,0976. Các chế độ tiền xử lý nhiệt có tỉ số H/ H∞ cao hơn so với H/ H∞ khi không tiền xử lý nhiệt. Cao nhất là ở chế độ 70oC trong 40 phút tỉ số H/ H∞ là 0,2280.
Các chế độ tiền xử lý nhiệt trong các khoảng thời gian khác nhau đều có ảnh hƣởng đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt khi xử lý nhiệt ở 90o
C trong các khoảng thời gian khác nhau.
Bảng 4.4. Giá trị hằng số tốc độ (k) và độ cứng còn lại sau thời gian chế biến nhiệt kéo dài ở 100oC của cà rốt tiền xử lý nhiệt ở các chế chế biến nhiệt và thời gian tiền xử lý khác nhau
Chế độ xử lý k (1/phút) Ho (g lực) H∞ (g lực) H∞/ Ho Không TXLN 0,222 ± 0,0219 6571,2 421 ± 93,18 0,0641 ± 0,0142 50oC – 20 phút 0,1082 ± 0,0142 8137,8 842,3 ± 193,4 0,1035 ± 0,0238 50oC – 30 phút 0,0652 ± 0,0059 8208,3 772,6 ± 152,4 0,0941 ± 0,0186 50oC – 40 phút 0,0542 ± 0,0043 8458,4 840,7 ± 144 0,0994 ± 0,017 60oC – 20 phút 0,0879 ± 0,0063 9871,3 806,3 ± 138,53 0,0817 ± 0,014 60oC – 30 phút 0,0675 ± 0,0039 9482,8 940,8 ± 109,23 0,0992 ± 0,0115 60oC – 40 phút 0,0424 ± 0,003 8984,6 1072,7 ± 142,96 0,1194 ± 0,0159 70oC – 20 phút 0,0531 ± 0,0041 9431,4 1117,1 ± 166,06 0,1184 ± 0,0176 70oC – 30 phút 0,066 ± 0,0041 10005,4 1135 ± 123,2 0,1134 ± 0,0123 70oC – 40 phút 0,0493 ± 0,0028 9800,2 1288,1 ± 116,9 0,1314 ± 0,0119
Bảng 4.4 cho ta thấy có sự thay đổi cấu trúc rõ rệt giữa các mức tiền xử lý nhiệt và không tiền xử lý nhiệt trong cà rốt sau khi chế biến nhiệt ở mức nhiệt độ 100oC trong những khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể
- Mức xử lý nhiệt 100oC cấu trúc của cà rốt đều giảm mạnh so với ban đầu. Tuy nhiên, ở các chế độ tiền xử lý nhiệt thì độ cứng còn lại H∞ cao hơn chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt H∞ có giá trị là 421 (g lực) trong khi Ho là 6571,2 (g lực), còn mức tiền xử lý nhiệt H∞ ở 50oC trong 20 phút có giá trị là 842,3 (g lực) khi Ho là 8137,8 (g lực).xét trong tất cả các chế độ tiền xử lý nhiệt trong quá trình chế biến nhiệt 100oC thì chế độ tiền xử lý giữ đƣợc cấu trúc còn lại tốt nhất là 70oC – 40 phút, với H∞ có giá trị là 1288,1 (g lực).
- Hằng số tốc độ phản ứng k (1/phút) ở các chế độ tiền xử lý nhiệt giảm so với chế độ không tiền xử lý nhiệt. Cụ thể khi không tiền xử lý nhiệt k có giá trị 0,222 (1/phút), còn ở chế độ tiền xử lý nhiệt ở 50oC trong 30 phút là 0,0652 (1/phút). Trong các chế độ tiền xử lý nhiệt thì chế độ 60oC – 40 phút có hằng số tốc độ phản ứng là thấp nhất với k là 0,0424 (1/phút).
- Tỉ số H/ H∞ tăng dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 0 đến 200 phút. Trong đó thấp nhất là ở chế độ không tiền xử lý nhiệt với H/ H∞ có giá trị là 0,0641. Các chế độ tiền xử lý nhiệt có tỉ số H/ H∞ cao hơn so với H/ H∞ khi không tiền xử lý nhiệt. Cao nhất là ở chế độ 70oC trong 40 phút tỉ số H/ H∞ là 0,1314.
Các chế độ tiền xử lý nhiệt trong các khoảng thời gian khác nhau đều có ảnh hƣởng đến cấu trúc (độ cứng) của cà rốt khi xử lý nhiệt ở 100oC trong các khoảng thời gian khác nhau.
Chế độ tiền xử lý nhiệt ở 70oC – 40 phút có ý nghĩa nhất trong việc cải thiện cấu trúc của cà rốt trong quá trình chế biến nhiệt.
Hình 4.2. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 80oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 50o
C trong khoảng thời gian khác nhau.
Hình 4.3. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 80oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 60o
Hình 4.4. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 80oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 70o
C trong khoảng thời gian khác nhau.
Hình 4.5. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 90oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 50o
Hình 4.6. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 90oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 60o
C trong khoảng thời gian khác nhau.
Hình 4.7. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 90oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 70o
Hình 4.8. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 100oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 50oC trong khoảng thời gian khác nhau.
Hình 4.9. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 100oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 60o
Hình 4.10. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 100oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 70o
C trong khoảng thời gian khác nhau.
Từ đồ thị 4.2 đến 4.10 cho ta thấy, tất cả các chế độ tiền xử lý nhiệt đều cải thiện cấu trúc của cà rốt trong tất cả các quá trình chế biến nhiệt, trong đó chế độ tiền xử lý nhiệt ở 40 phút cho hiệu quả cao nhất trong việc nâng cao độ cứng còn lại của cà rốt sau quá trình chế biến.
Các đồ thị 4.11 đến 4.13 cho ta thấy, trong chế độ tiền xử lý nhiệt 40 phút, khi thực hiện tiền xử lý ở nhiệt độ 70oC thì độ cải thiện cấu trúc đƣợc tối ƣu hóa hơn các chế độ khác. Kết quả này cũng tƣơng tự nghiên cứu của Vu et al., (2004) đã nghiên cứu từ nguồn nguyên liệu cà rốt ở Bỉ.
Điều này chứng tỏ enzyme Pectin methylesterase (PME) hoạt động đƣợc ở nhiệt độ thấp 50 – 70oC, enzyme PME hoạt động thủy phân các liên kết ester giữa nhóm methanol và nhóm carboxyl của acid galacturonic trong phân tử pectin (Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011), dẫn đến cải thiện cấu trúc trong thành tế bào, cải thiện cấu trúc.
Hình 4.11. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 80oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 40 phút ở các nhiệt độ khác nhau
Hình 4.12. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 90oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 40 phút ở các nhiệt độ khác nhau
Hình 4.13. Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc của cà rốt ở chế độ chế biến nhiệt 100oC đƣợc tiền xử lý nhiệt ở 40 phút ở các nhiệt độ khác nhau
Từ kết quả thí nghiệm chứng minh sự thay đổi cấu trúc của cà rốt theo nhiệt độ và thời gian tuân theo phƣơng trình phản ứng biến đổi cấu trúc phân đoạn. Thời gian đầu khi chế biến cấu trúc cà rốt giảm nhanh chóng, sau đó chậm dần nhƣng không tiến về giá trị 0. Điều này là do đặc điểm cấu tạo của tế bào thực vật chứa nhiều cellulose, hemicelluloses; bên cạnh đó cũng do đặc tính bền nhiệt và không bền nhiệt của enzyme pectin methylesterase.
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. KẾT LUẬN
Động học sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt tuân theo mô hình biến đổi cấu trúc phân đoạn cả khi có và không có áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt.
Cấu trúc (độ cứng) của cà rốt sau khi chế biến nhiệt có sự thay đổi lớn so với cà rốt tƣơi ban đầu, cấu trúc (độ cứng) của cà rốt đƣơc cải thiện thể hiện qua giá trị tỷ lệ độ cứng còn lại H∞/Ho. Giá trị tỷ lệ độ cứng còn lại H∞/Ho của cà rốt tƣơng đối cao, chứng tỏ phần cấu trúc bền nhiệt bên trong cà rốt chiếm tỷ lệ lớn. Hằng số tốc độ phản ứng (k) và tỷ lệ độ cứng còn lại (H∞/Ho) phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian chế biến nhiệt. Giá trị tỷ lệ độ cứng còn lại (H∞/Ho) của cà rốt trong trƣờng hợp có và không có áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt đều giảm dần từ chế độ chế biến nhiệt 80oC đến chế độ chế biến nhiệt 100o
C. Tuy nhiên, hằng số tốc độ phản ứng (k) tăng dần từ chế độ chế biến nhiệt 80oC đến chế độ chế biến nhiệt 100o
C. Cấu trúc (độ cứng) của cà rốt đƣợc áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt trong cả ba thời gian 20 phút, 30 phút và 40 phút đều cho kết quả cải thiện cấu trúc (độ cứng) tốt hơn không qua áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt. Điều này đƣợc thể hiện qua giá trị hằng số tốc độ phản ứng (k) và tỷ lệ độ cứng còn lại (H∞/Ho).
Tuy nhiên, cấu trúc (độ cứng) của cà rốt khi áp dụng chế độ tiền xử lý nhiệt trong 40 phút cho kết quả cấu trúc (độ cứng) đƣợc cải thiện tốt hơn. Điều đó đƣợc thể hiện qua giá trị tỷ lệ độ cứng còn lại (H∞/Ho) cao hơn và đồng thời giá trị hằng số tốc độ phản ứng (k) nhỏ hơn.
5.2. ĐỀ NGHỊ
Cần khảo sát động học sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở các chế độ tiền xử lý nhiệt khác nhau. Cụ thể nhƣ khảo sát sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở những khoảng nhiệt độ tiền xử lý nhiệt cao hơn hoặc thấp hơn, trong những khoảng thời gian tiền xử lý nhiệt khác nhau.
Ngoài ra có thể khảo sát động học sự thay đổi cấu trúc (độ cứng) của cà rốt ở các chế độ tiền xử lý kết hợp, hoặc bổ sung chế phẩm enzyme PME bên ngoài vào để cải thiện cấu trúc của cà rốt.
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
B
Bùi Tấn Anh. 2002. Giáo trình sinh học đại cương A1. Trƣờng Đại học Cần Thơ.
H
Hà Duyên Tƣ. 2006. Kỹ thuật phân tích cảm quan thực phẩm. NXB Khoa học và kỹ thuật.
L
Lê Duy Nghĩa. 2012. Luận văn Nghiên cứu chế biến Yaourt cà rốt, nha đam.
Trƣờng Đại học Cần Thơ.
Lê Quang Long. 2009. Từ điển tranh về các loài cây. Nhà xuất bản giáo dục Việt