3.1.1 Địa điểm và thời gian
Địa điểm: thực hiện tại phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng – Trường Đại học Cần Thơ.
Thời gian thực hiện: 08/2013 – 11/2013
3.1.2 Dụng cụ và thiết bị
Chiết quang kế (ATAGO, Nhật, 0 – 32o Bx, 62 – 90 oBx)
Thiết bị khuấy đảo quy mô pilot (Nồi cô đặc chân không, Vacam evaporator, VN – Japan)
Tủ sấy ẩm (SIBATA, Nhật)
Máy đo cấu trúc (TA – XT2i Stable Micro System, England) Cân điện tử (AR.2140, USA)
Tủ sấy sản phẩm (SIBATA, Nhật)
Cân phân tích (Nhật, độ chính xác 0,0001g) Cân kỹ thuật (Nhơn Hòa 1kg, Việt Nam)
Các dụng cụ khác (nồi hấp, rỗ, thớt, dao, vải… )
3.1.3 Hóa chất
Acid ascorbic dạng tinh thể màu trắng, công ty Guangdong Guangchua Chemical, Trung Quốc.
Natri thiosunfate dạng tinh thể không màu, Trung Quốc. Kali sorbate dạng chất bột trắng kết tinh, Nhật Bản.
Glycerin dạng dung dịch, nhớt, công ty cổ phần hóa chất Thắng Lợi Việt Nam, Hà Nội.
Calcium sulfat dạng tinh bột trắng, Trung Quốc.
3.1.4 Nguyên liệu
Xoài cát chu được mua tại các nhà vườn ở xã Mỹ Xuơng, huyện Cao Lãnh, Đồng Tháp ngay khi còn xanh ở giai đoạn thuần thục, rồi chở đến phòng thí nghiệm bằng xe, dầm chín bằng khí đá hoặc để chín tự nhiên, sau đó phân loại, loại bỏ những quả chín sớm hoặc chưa chín những quả dập và hư hỏng.
Dung dịch thẩm thấu sử dụng cho thí nghiệm là dung dịch đường saccharose 65
oBrix được pha từ đường saccharose (Biên Hòa) tinh khiết loại RE.
Hình 3: Đường Biên Hòa (RE)
3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
3.2.1 Quy trình công nghệ chế biến xoài sấy tham khảo
Hình 5: Quy trình công nghệ tổng quát chế biến xoài sấy
Nguyên liệu
Rửa, bóc vỏ
Cắt miếng
Vớt ra, xịt nước, để ráo Ngâm trong dd đường
(65 oBrix) Hấp Sấy Sên Phân loại Bảo quản Đóng gói, dán nhãn Vitamin C (0,15%) Na2S2O3 (3g/1 lít) Kali sorbate (0,05%) Thạch cao (CaSO4) Glycerin
3.2.2 Thuyết minh quy trình
Xoài nguyên liệu: chọn xoài vừa chín, không bị dập nát hư hỏng, có màu vàng tươi sáng, xoài được xử lý sơ bộ (rửa, gọt vỏ, bỏ hột). Đồng thời dung dịch đường nấu cho tan rồi để nguội, dung dịch đường phải để nguội để tránh hiện tượng dung dịch đường làm mất mùi thơm tự nhiên của xoài, nồng độ của dung dịch đường trong các thí nghiệm là 65 oBrix.
Cắt miếng: xoài sau khi được xử lý sơ bộ thì được cắt miếng, mỗi miếng có độ dày khoảng 1,5 cm, có độ rộng khoảng 2 – 2,5 cm, chiều dài khoảng 8 – 10 cm. Xoài sau khi được định hình có dạng hình que được ngâm trong nước có bổ sung vitamin C (0,15%) để hạn chế sự hóa nâu của sản phẩm giúp cho quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi.
Xoài cắt miếng tạo điều kiện cho xoài tiếp xúc tốt với dung dịch đường giúp cho quá trình thẩm thấu được nhanh hơn, có được độ dày thích hợp cho quá trình chế biến tạo cho sản phẩm có hương vị đặc trưng.
Hình 6: Xoài cắt miếng
Hấp: sau khi định hình xong xoài cắt miếng được hấp bằng hơi nước nóng ở nhiệt độ sôi (100oC) trong thời gian 4 phút nhằm để vô hoạt enzyme oxy hóa, đặt biệt là enzyme peroxydase, phenolase, tạo cho sản phẩm có màu sắc tốt không bị biến nâu. Hấp còn làm đình chỉ các quá trình sinh lý, sinh hóa, loại một phần khí trong gian bào hạn chế được sự oxy hóa các chất dinh dưỡng đặc biệt là các vitamin A, C có trong nguyên liệu. Làm lạnh nhanh xoài sau khi hấp bằng nước để tránh sự mềm mô quá mức, rồi vớt ra để ráo.
Hình 7: Xoài sau khi hấp
Ngâm trong dung dịch đường: ngâm nguyên liệu vào trong dung dịch đường (65
oBrix) với tỉ lệ 1 : 8 trong 2 giờ nhằm tách bớt nước trong nguyên liệu xoài để công đoạn sấy được rút ngắn.
Khi ngâm trong dung dịch đường, do nồng độ đường trong dung dịch cao hơn nồng độ đường trong nguyên liệu nên tạo được áp suất thẩm thấu làm cho đường từ dung dịch ngấm vào sản phẩm còn nước từ trong sản phẩm thấm ra ngoài. Áp suất thẩm thấu trong dung dịch lớn hay nhỏ là nhân tố quyết định tốc độ thẩm thấu nhanh hay chậm. Quá trình tách nước bằng thẩm thấu này sẽ làm cho sản phẩm có chất lượng cao và kinh tế, giữ được màu sắc vì nước được tách bằng thẩm thấu không đắt tiền, vì tốn ít công và nhiên liệu.
Dung dịch thẩm thấu có bổ sung kali sorbate (0,05%), vitamin C (0,15%), Na2S2O3
(3g/1lít) nhằm để bảo quản dung dịch và sản phẩm khỏi bị nấm men và nấm mốc đồng thời hạn chế sự hóa nâu của sản phẩm và giúp cho quá trình thẩm thấu được dễ dàng hơn.
Ngâm trong dung dịch đường làm giảm độ hoạt động của nước và điều vị cho sản phẩm và ngăn cản sự biến màu của sản phẩm. Sau 2 giờ vớt xoài ra dùng nước lạnh xịt sơ qua để loại bỏ lớp đường mỏng bám trên bề mặt rồi để ráo.
Sên: nhằm tách bớt nước và rút ngắn thời gian sấy để quá trình sấy được thuận lợi. Trong quá trình sên bổ sung thêm thạch cao (0,02%) và glycerin để cho cấu trúc xoài được rắn chắc hơn và định hình được sản phẩm, ngoài ra glycerin còn có khả năng giữ ẩm, giúp cho sản phẩm hạn chế sự co rút bề mặt tối đa. Áo glycerin để bề mặt sản phẩm tăng tính hấp dẫn, tạo hương vị cho sản phẩm.
Hình 10: Xoài sau khi sên
Sấy: là quá trình tách nước làm cho sản phẩm có độ ẩm thích hợp, đặc trưng, dễ bảo quản và vận chuyển. Nhiệt độ sấy là 60oC tạo cho sản phẩm có màu đặc trưng của sản phẩm.
Phân loại, đóng gói, dán nhãn, bảo quản: xoài sau khi sấy đạt độ ẩm từ 14 – 16% chúng được đem đi phân loại các miếng xoài cùng kích thước và cùng màu sắc với nhau, sau đó được đóng gói, dán nhãn rồi đem đi bảo quản.
Dùng bao bì plastic PE để tránh sự hút ẩm của sản phẩm trong thời gian dài, bao bì làm ổn định sản phẩm trong thời gian bảo quản.
3.2.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm
3.2.3.1 Phương pháp tiến hành
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 3 lần lặp lại. Kết quả thu nhận được xử lý và được phân tích thống kê bằng chương trình Statgraphics v.15.0 và Excel v.2007. Giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (STD) của các số liệu thu thập được tính theo công thức: 2 1 2 ) ( 1 1 X X n STD n i Trong đó n: số lần lặp lại Xi: lần phân tích thứ i X : giá trị trung bình 3.2.3.2 Phương pháp phân tích
Phương pháp phân tích và chỉ tiêu chất lượng được thể hiện ở bảng 3.
Bảng 3: Phương pháp phân tích và chỉ tiêu chất lượng
Thành phần Phương tiện và phương pháp phân tích
Ẩm Sấy mẫu ở 105oC đến khối lượng không đổi
Hàm lượng chất khô hòa tan Chiết quang kế
Cấu trúc (g lực) Thiết bị đo cấu trúc TA – XT2i Stable Micro
System. Thông qua việc cố định đường đi và đầu đo, xác định được cấu trúc mẫu.
Tính lượng đường bổ sung Dựa vào công thức tính
n Xi n X 1 1
Phương pháp đánh giá cảm quan
Sản phẩm được đánh giá cảm quan theo thang điểm mô tả 5 điểm, về các chỉ tiêu cấu trúc, màu sắc, mùi, vị. Nội dung thang điểm mô tả ở bảng 4 như sau:
Bảng 4: Thang điểm đánh giá cảm quan sản phẩm
Chỉ tiêu Điểm Mô tả
Cấu trúc 5 Độ dẻo, dai hài hòa
4 Hơi dai, hơi dẻo
3 Khá dai, ít dẻo
2 Dai không dẻo, hơi cứng, hơi ướt
1 Dai rất nhiều, cứng nhiều, mềm ướt
Màu sắc 5 Màu vàng sáng, không có màu sậm
4 Màu vàng, có màu sậm ít
3 Màu hơi vàng, có màu hơi sậm
2 Màu vàng khá sậm
1 Màu vàng rất sậm
Mùi 5 Mùi thơm đặc trưng của xoài
4 Mùi ít đặc trưng của xoài
3 Mùi thơm nhẹ của xoài
2 Mùi thơm rất ít
1 Không có mùi thơm của xoài
Vị 5 Vị chua ngọt hài hòa của xoài
4 Vị chua ngọt ít hài hòa
3 Vị ngọt nhiều, ít vị chua
2 Vị ngọt nhiều, hơi chua
3.3 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
3.3.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phụ gia (CaSO4) trong giai đoạn tiền xử lý trước khi sấy giai đoạn tiền xử lý trước khi sấy
Mục đích
Tìm ra được nồng độ thạch cao và thời gian sên thích hợp để giúp cải thiện cấu trúc, rút ngắn thời gian sấy, ổn định sản phẩm làm cho sản phẩm có chất lượng tốt nhất. Giúp cho quá trình sấy tiếp theo được thuận lợi và dễ dàng.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại. Nhân tố A: nồng độ thạch cao (CaSO4) thay đổi ở 3 mức độ
A0: mẫu đối chứng (0%) A1: 0,02%
A2: 0,04% A3: 0,06%
Nhân tố B: thời gian sên (phút) B1: 3 phút
B2: 5 phút B3: 7 phút
Sơ đồ thí nghiệm 1 được thể hiện ở hình 12 Nguyên liệu Rửa Bóc vỏ Cắt miếng Hấp Vitamin C Kali sorbate Ngâm trong dung dịch đường (65oBrix) (0,15%) (0,05%) Na2S2O3
(3g/1lít) Vớt ra, xịt nước, để ráo
Glycerin Sên Thạch cao (CaSO4)
A0 A1 A2 A3 B1, B2, B3 B1, B2, B3 B1, B2, B3 B1, B2, B3 Sấy Phân loại Đóng gói Dán nhãn Bảo quản Hình 12: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1
Cách tiến hành
Xoài sau khi được mua về đem đi xử lý sơ bộ (rửa, gọt vỏ, bỏ hạt) rồi định hình sản phẩm. Sau khi định hình xong xoài cắt miếng đem đi hấp ở nhiệt độ sôi trong 4 phút và được làm nguội nhanh sau khi hấp bằng nước lạnh, vớt ra để ráo. Chuẩn bị dung dịch nước đường 65 oBrix, tỉ lệ giữa nguyên liệu và dung dịch đường là 1 : 8. Ngâm nguyên liệu trong dung dịch đường trong 2 giờ và có bơm khuấy đảo, sau 2 giờ vớt ra, xịt nước trên bề mặt xoài sau khi ngâm để loại bớt đường bám trên bề mặt xoài, rồi để ráo. Tiếp đó, trước khi sên xoài được áo một lớp glycerin mỏng và bổ sung nồng độ thạch cao (CaSO4), thời gian sên theo sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 và được sên bằng bếp hồng ngoại ở mức năng lượng 400. Xoài được sên trong dụng cụ inox. Sau khi sên xong đem đi sấy ở nhiệt độ 60oC cho đến khi sản phẩm đạt độ ẩm 14 – 16%.
Ghi nhận kết quả
Xác định các chỉ tiêu về hàm lượng nước mất đi, độ tăng chất khô hòa tan, độ giảm khối lượng.
Chỉ tiêu về cấu trúc và màu sắc.
3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát sự biến đổi ẩm trong quá trình sấy ở các nhiệt độ sấy đến chất lượng của sản phẩm sấy đến chất lượng của sản phẩm
Mục đích
Chọn được nhiệt độ sấy thích hợp để có được sản phẩm đẹp, chất lượng, ứng dụng để khảo sát ở quy mô pilot và chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại. Nhân tố T: nhiệt độ sấy (oC)
T1: 60oC T2: 65oC T3: 70oC
Nhân tố F: độ ẩm (% , tính theo căn bản ướt) F1: 14%
F2: 16% F3: 18%
Sơ đồ thí nghiệm 2 được thể hiện ở hình 13 Nguyên liệu Rửa Bóc vỏ Cắt miếng Hấp Vitamin C Kali sorbate Ngâm trong dung dịch đường (65 oBrix) (0,15%) (0,05%) Na2S2O3
(3g/1lít) Vớt ra, xịt nước, để ráo
Glycerin Sên Thạch cao (CaSO4)
Sấy T1 T2 T3 F1, F2, F3 F1, F2, F3 F1, F2, F3 Phân loại Đóng gói Dán nhãn Bảo quản Hình 13: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
Cách tiến hành
Xoài sau khi được tiến hành xử lý sơ bộ theo các công đoạn trên. Xoài sau khi ngâm ở nồng độ đường 65 oBrix và thời gian ngâm trong 2 giờ thì vớt xoài ra khỏi dung dịch đường, rửa nhanh bằng nước, để ráo, áo glycerin và thạch cao. Đem sấy xoài bằng không khí nóng ở các khoảng nhiệt độ 60, 65, 70oC. Ở mỗi nhiệt độ sấy sau mỗi giờ lấy mẫu đem đi sấy ẩm đến khối lượng không đổi rồi quy ra độ ẩm (%) của sản phẩm.
Ghi nhận kết quả
Sự thay đổi độ ẩm (%) theo thời gian và theo nhiệt độ sấy, thay đổi màu sắc của sản phẩm.
Chất lượng cảm quan sản phẩm.
Lựa chọn được nhiệt độ, độ ẩm tối ưu để áp dụng ở quy mô pilot.
3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát quy trình công nghệ chế biến xoài sấy ở quy mô pilot pilot
Mục đích
Nhằm tạo ra được nhều sản phẩm trong thời gian ngắn, rút ngắn được thời gian cũng như chi phí cho sản xuất. Sản phẩm tạo ra được đồng nhất và tạo được sản phẩm đẹp và đảm bảo chất lượng.
Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại. Nhân tố F: thời gian ngâm (giờ)
F1: 1 giờ F2: 2 giờ F3: 3 giờ
Nhân tố H: khuấy đảo H0: không khuấy đảo H1: có khuấy đảo
Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 được thể hiện ở hình 14 Nguyên liệu Rửa Bóc vỏ Cắt miếng Hấp Vitamin C Kali sorbate Ngâm trong dung dịch đường (65 oBrix) (0,15%) (0,05%) Na2S2O3
(3g/1lít) H0 H1
F1, F2, F3 F1, F2, F3
Vớt ra, xịt nước, để ráo
Glycerin Sên Thạch cao (CaSO4)
Sấy Phân loại Đóng gói Dán nhãn Bảo quản Hình 14 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3
Cách tiến hành
Xoài sau khi được xử lý sơ bộ như các công đoạn trên, tiếp đó xoài được ngâm trong dung dịch đường có tỉ lệ là 1 : 8 (nguyên liệu/ dung dịch đường). Mổi mẫu khoảng 5 kg xoài đã được định hình và 40 lít dung dịch đường ở 65 oBrix, xoài được ngâm ở ba mức thời gian khác nhau (1 giờ, 2 giờ, 3 giờ), có sử dụng cách khuấy đảo và không có cánh khuấy. Sau khi ngâm xoài trong dung dịch đường đúng thời gian quy định thì vớt xoài ra khỏi dung dịch đường, dùng nước xịt sơ qua xoài, rồi để ráo. Sau đó sên xoài với glycerin và thạch cao, đem xoài sau khi sên sấy ở nhiệt độ 60oC cho đến độ ẩm sản phẩm từ 14 – 16% là được.
Ghi nhận kết quả
Sự thay đổi độ Brix, sự mất nước của nguyên liệu và sự giảm khối lượng. Chất lượng cảm quan sản phẩm.
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA NỒNG ĐỘ PHỤ GIA (CASO4) TRONG GIAI ĐOẠN TIỀN XỬ LÝ TRƯỚC KHI SẤY TIỀN XỬ LÝ TRƯỚC KHI SẤY
Mục đích của việc sử dụng thạch cao và sên trước khi sấy nhằm ổn định sản phẩm, giúp cấu trúc xoài được rắn chắc hơn, bề mặt được bóng láng, hạn chế mức tối đa sự co rút bề mặt và rút ngắn được thời gian sấy xoài.
4.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ phụ gia trong giai đoạn tiền xử lý trước khi sấy đến sự mất nước đến sự mất nước
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nông độ thạch cao và thời gian sên đến sự mất nước của xoài sau khi sên được thể hiện ở bảng 5.
Bảng 5 : Sự mất nước (g/100g nguyên liệu) của xoài sau khi sên ở thời gian và nồng độ khác nhau
Nồng độ thạch cao (%) Thời gian (phút) Trung bình 3 5 7 0 0,29 1,58 4,31 2,06a 0,02 0,93 3,91 4,86 3,24a 0,04 1,43 2,49 6,89 3,60a 0,06 1,26 2,69 5,08 3,01a Trung bình 0,98A 2,67B 5,29C 2,98
Các trung bình nghiệm thức đi kèm với các chữ giống nhau thể hiện sự khác biệt không ý nghĩa trên cùng một cột hoặc một hàng với mức ý nghĩa 5%.
Hình 15: Sự mất nước của xoài sau khi sên theo thời gian và nồng độ thạch cao khác nhau
Kết quả ở bảng 5 và hình 14 cho thấy nồng độ thạch cao không có phụ thuộc vào sự mất nước của sản phẩm chỉ có thời gian sên làm ảnh hưởng đến sự mất nước. Thời gian sên càng lâu thì mất nước càng nhiều. Ảnh hưởng ở mức ý nghĩa 5%. Nguyên nhân là do trong quá trình sên sử dụng nhiệt làm cho hơi nước trong sản phẩm bốc hơi ra môi trường bên ngoài, do sự chênh lệch ẩm ở bề mặt nguyên liệu và môi trường xung quanh làm cho hơi nước có xu hướng đạt trạng thái cân bằng nên hơi nước có chiều hướng thoát ra ngoài. Sự mất nước nhều nhất khi sên ở 7 phút và ngược lại ở 3 phút thì khả năng mất nước thấp nhất.