4.3.1 Ảnh hưởng của yếu tố khuấy đảo và thời gian ngâm đến sự mất nước của xoài
Kiểm soát quá trình thẩm thấu của xoài ở quy pilot có ảnh hưởng đến khả năng mất nước của sản phẩm. Những mẫu ngâm có khuấy đảo khả năng mất nước nhiều hơn mẫu không có khuấy đảo. Nguyên nhân là do ở quy pilot diện tích bề mặt tiếp xúc của xoài với dung dịch ngâm lớn nên khả năng thoát nước nhiều, nước thoát ra làm loãng cục bộ vùng kế cận sản phẩm làm dung dịch ngâm loãng hơn. Ở quy mô pilot, nước thoát ra ít hơn và đường thấm vào nhiều hơn so với thiết bị nhỏ. Dưới tác dụng của cánh khuấy làm điều hòa nồng độ dung dịch, giảm tính pha loãng cục bộ, làm gia tăng sự thoát nước nhưng lại có tác dụng ngăn cản sự thấm đường. Ngược lại, nếu không có khuấy đảo trong quá trình ngâm thì khả năng mất nước thấp hơn có khuấy đảo, do nước thoát ra làm loãng cục bộ vùng kế cận sản phẩm làm chênh lệnh nồng độ thẩm thấu nên nước trong sản phẩm di chuyển ra dung dịch thẩm thấu rất ít nên khả năng mất nước ít hơn. Sự đảo trộn dung dịch bảo đảm sự đồng nhất về nhiệt độ và nồng độ của dung dịch quanh nguyên liệu thực phẩm. Nước tách ra từ nguyên liệu có khuynh hướng tạo thành các vùng pha loãng cục bộ ngay mặt liên pha, làm giảm sự chênh lệch nồng độ vốn rất cần cho sự truyền khối trong thẩm thấu. Mặt khác, thời gian ngâm càng lâu thì khả năng mất nước càng nhiều cho cả mẫu có khuấy đảo, không khuấy đảo và cho đến khi bão hòa. Mất nước ở 3 thời gian ngâm khác nhau có sự khác biệt. Thời gian mất nước ở 1 giờ đầu tiên là nhiều nhất sao đó giảm dần. Ở cùng một mức thời gian thì mất nước ở mẫu có khuấy đảo nhiều hơn mẫu không có khuấy đảo. Sự mất nước của nguyên liệu sau khi ngâm ở quy mô pilot được thể hiện ở bảng 8.
Bảng 8 : Sự mất nước (g/100gnguyên liệu) của xoài ở thiết bị cở pilot
Khuấy đảo Thời gian (giờ) Trung bình
1 2 3
Có khuấy đảo 25,89 33,11 40,58 24,65a
Không có khuấy đảo 18,91 25,05 30 33,19b
Trung bình 22,4A 29,08B 35,29C 28,92
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%.
Từ bảng 8 cho thấy, cả hai nhân tố khuấy đảo và thời gian thẩm thấu đều ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự mất nước (P < 0,005). Trong cùng quá trình ngâm có khuấy đảo, có sự khác biệt ý nghĩa 5% giữa các mức thời gian. Sự mất nước của xoài gia tăng cùng với sự gia tăng thời gian thẩm thấu. Sự mất nước nhiều nhất xảy ra khi có khuấy đảo với thời gian ngâm lâu, mất nước ít hơn khi không có khuấy đảo và thời gian ngâm ngắn nhất. Sự khuấy đảo tạo điều kiện cho nguyên liệu tiếp xúc với dung dịch có nồng độ cao, giúp duy trì động lực của quá trình thẩm thấu.
Hình 20: Biểu diễn sự mất nước theo thời gian ngâm và khuấy đảo ở quy mô pilot
4.3.2 Ảnh hưởng của yếu tố khuấy đảo và thời gian ngâm đến khả năng tăng hàm lượng chất khô hòa tan hàm lượng chất khô hòa tan
Trong suốt quá trình ngâm khả năng mất nước của sản phẩm cũng ảnh hưởng đến sự tăng hàm lượng chất khô hòa tan. Do trong quá trình thẩm thấu chênh lệch nồng độ giữa dung dịch chứa chất tan và tế bào. Nước từ sản phẩm đi qua màng tế bào ra ngoài dung dịch, chất tan từ dung dịch thấm vào sản phẩm. Dòng chảy làm tăng tốc quá trình thoát nước nhưng do nồng độ đường cao ở mặt liên pha, đường có phân tử lớn thấm vào ít hơn. Khi có khuấy đảo, tiến trình thoát nước xảy ra mạnh hơn nhưng tiến trình thấm đường càng bị hạn chế do sự co rút bề mặt, tăng nồng độ đường ở bề mặt xoài. Mặc dù thấm đường ít nhưng nồng độ đường trong sản phẩm vẫn cao hơn khi không có khuấy đảo. Nguyên nhân, là do khi không có khuấy đảo nước thoát ra làm loãng cục bộ làm loãng dung dịch xung quanh nguyên liệu, nên dung dịch chứa chất tan di chuyển vào ít nên thấm đường vào ít.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Đ ộ ẩm ( %) 1 2 3 Thời gian (h)
Đồ thị biểu diễn sự mất nước của xoài theo thời gian ngâm, tác động khuấy đảo và không khuấy đảo
Có khuấy đảo Không có khuấy đảo
Thời gian ngâm càng lâu thì mức độ thấm đường càng tăng nhưng mức độ tăng không đáng kể. Ba mức thời gian ngâm, có khuấy đảo tăng đường cao hơn khi không có khuấy đảo, tăng nhiều nhất ở 1 giờ đầu, sau đó vẫn tăng theo thời gian nhưng không nhiều. Sự tăng hàm lượng chất khô của nguyên liệu sau khi ngâm ở quy mô pilot được thể hiện ở bảng 9.
Bảng 9 : Sự tăng hàm lượng chất khô (%/100%nguyên liệu) ở thiết bị cỡ pilot
Khuấy đảo Thời gian (giờ) Trung bình
1 2 3
Có khuấy đảo 56,9 74,61 86,16 53,31a
Không có khuấy đảo 34,36 49,96 75,61 72,55b
Trung bình 45,63A 62,28AB 80,88BC 62,93
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%.
Từ (bảng 9) cho thấy, cả hai nhân tố mức độ khuấy đảo và thời gian thẩm thấu điều ảnh hưởng có ý nghĩa đến sự tăng đường của xoài (P < 0,005). Trong cùng mức thời gian, sự tăng đường của xoài có khuấy đảo cao hơn, sự tăng đường của xoài tăng theo sự gia tăng thời gian xử lí. Điều này cho thấy hàm lượng đường gia tăng liên tục trong suốt quá trình thẩm thấu. Kết quả thí nghiệm phù hợp với báo cáo của Raoult – Wack (1994). Sự tăng đường xảy ra ổn định trong suốt quá trình thẩm thấu, do sản phẩm có xu hướng lấy lại trọng lượng đã mất trong quá trình thẩm thấu.
Hình 21: Biểu diễn sự tăng chất khô hòa tan theo thời gian ngâm và khuấy đảo ở quy mô pilot
4.3.3 Ảnh hưởng của khuấy đảo và thời gian ngâm đến sự giảm khối lượng của xoài xoài
Sự mất nước và tăng đường của xoài tác động trực tiếp đến việc giảm khối lượng của xoài trong quá trình thẩm thấu. Trong quá trình ngâm sự mất nước ảnh hưởng đến sự giảm khối lượng, mất nước càng nhiều thì khối lượng giảm càng lớn. Do sự chênh lệch nồng độ thẩm thấu nước di chuyển ra nhiều nhưng đường thấm vào ít. Có khuấy đảo thì trọng lượng giảm càng nhiều so với không có khuấy đảo. Nguyên nhân là do trong suốt quá trình thẩm thấu, sự đảo trộn dung dịch làm tăng sự tách nước do sự tiếp xúc liên tục của bề mặt nguyên liệu với dung dịch, bảo đảm cho sự chênh lệch nồng độ chất tan lớn ở bề mặt tiếp xúc của nguyên liệu và dung dịch. Mặt khác, tốc độ hấp thu chất khô hòa tan giảm theo sự khuấy đảo. Các tác giả kết luận xa hơn rằng, trong các khoảng thời gian chế biến ngắn sự khuấy đảo dung dịch không có ảnh hưởng đến sự hấp thu chất khô hòa tan và trong các khoảng thời gian dài, sự hấp thu chất khô hòa tan giảm mạnh theo thời gian khuấy đảo. Do đó, sự giảm khối lượng của sản phẩm tăng theo thời gian ngâm và tăng theo sự khuấy đảo. Sự giảm khối lượng của nguyên liệu sau khi ngâm ở quy mô pilot được thể hiện ở bảng 10. 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 o Bri x ( B x) 1 2 3 Thời gian (h)
Đồ thị biểu diễn sự thay đổi oBrix theo thời gian ngâm, tác động khuấy đảo và không khuấy đảo
Có khuấy đảo Không có khuấy đảo
Bảng 10: Sự giảm khối lượng (g/100nguyên liệu) của nguyên liệu xoài ở thiết bị cở pilot
Khuấy đảo Thời gian (giờ) Trung bình
1 2 3
Có khuấy đảo 23,10 31,38 38,23 30,90a
Không có khuấy đảo 19,03 24,92 29,11 24,36b
Trung bình 21,06A 28,17AB 33,67BC 27,63
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%.
Từ bảng 10 cho thấy, cả hai nhân tố khuấy đảo và thời gian ngâm đều ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự giảm khối lượng của xoài sau khi ngâm (P < 0,005). Trong cùng mức thời gian ngâm sự giảm khối lượng giữa 1 giờ và 2 giờ không có sự khác biệt, giữa 1 giờ và 3 giờ thì có sự khác biệt, còn 2 giờ với 3 giờ thì có sự khác biệt.
Điều này có thể giải thích do sự giảm khối lượng của nguyên liệu phụ thuộc chủ yếu vào sự mất nước của nguyên liệu xoài.
Hình 22: Biểu diễn sự giảm khối lượng theo thời gian ngâm và khuấy đảo ở quy pilot
0 10 20 30 40 50 K hối lư ợn g ( g) 1 2 3 Thời gian (h)
Đồ thị biểu diễn sự giảm khối lượng theo thời gian ngâm, tác động khuấy đảo và không khuấy đảo
Có khuấy đảo Không có khuấy đảo
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 KẾT LUẬN
Kết quả thí nghiệm cho thấy:
Sản phẩm xoài sấy không có sự khác biệt lớn khi sử dụng nồng độ thạch cao trong quá trình sên trước khi sấy, nhưng thời gian sên có ảnh hưởng lớn đến sản phẩm. Tuy nhiên, xoài được sên ở thời gian 5 phút và nồng độ thạch cao 0,02% cho kết quả tốt nhất.
Sấy ở nhiệt độ 60oC đến khi sản phẩm đạt độ ẩm cuối 14 – 16% là tốt nhất về chất lượng cũng như về đánh giá cảm quan. Sản phẩm có màu vàng sáng, đẹp, đặc trưng cho sản phẩm xoài sấy.
Ở quy mô pilot, xoài được ngâm trong 2 giờ và có khuấy đảo cho kết quả tốt nhất và sản phẩm có chất lượng cao.
5.2 KIẾN NGHỊ
Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid ascorbic bổ sung vào dung dịch đường ngâm. Khảo sát ảnh hưởng của glycerin bổ sung trong quá trình sên xoài.
Nghiên cứu sản phẩm mới từ các phụ phẩm từ xoài vụn trong quá trình xử lý như: giấm xoài, rượu vang xoài, nước xoài...
Nghiên cứu các biến đổi của dung dịch và xoài trong quá trình tái sử dụng dung dịch đường ngâm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
Lê Bạch Tuyết (1996), Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, Khoa Công nghệ Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
Lê Ngọc Tế (2011), Động học của sự biến đổi các chất thành phần của cà chua và dung dịch saccharose trong quá trình tách nước thẩm thấu, Luận văn thạc sĩ khoa học, Trường Đại học Cần Thơ.
Lê Ngọc Tú (2005), Hóa sinh công nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật.
Lê Thị Hồng Xuyến (2007), Nghiên cứu sản xuất xoài miếng sấy, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư, Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Thị Thu Thủy (2011), Bài giảng Hóa học thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ.
Nguyễn Thị Bích Thủy, Trần Thị Lan Hương và Nhữ Thị Nhung (2007), Giáo trình bảo quản và chế biến sản phẩm rau quả, NXB Hà Nội.
Nguyễn Mạnh Khải, Nguyễn Thị Bích Thủy và Đinh Sơn Quang (2006), Giáo trình bảo quản nông sản, NXB Đại học Nông nghệp Hà Nội.
Nguyễn Minh Thủy (2007), Kỹ thuật sau thu hoạch rau quả, NXB Nông nghiệp, TP Hồ Chí Minh. Phạm Văn Mỹ Hưng và Lê Thị Bích Phượng (2011), Ảnh hưởng của các yếu tố đến chất lượng sản phẩm khóm sấy, Luận văn tốt nghiệp kỹ sư, Trường Đại học Cần Thơ.
Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp và Nguyễn Văn Thoa (1996), Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
Quách Đĩnh , Nguyễn Văn Tiếp và Nguyễn Văn Thoa (2008), Công nghệ chế biến rau quả, NXB Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội.
Tôn Nữ Minh Nguyệt, Lê Văn Việt Mẫn và Trần Thị Thu Hà (2008), Công nghệ chế biến rau trái (tập 1), Nguyên liệu và công nghệ bảo quản sau thu hoạch, NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh.
Trần Thế Tục và Ngô Hồng Bình (2002), Cây xoài và kỹ thuật trồng, NXB Lao động xã hội Hà Nội.
Tiếng Anh
Lewicki P.P, Lenart A. A (2006), Osmotic Dehydration of Fruits and Vegetables. In: Mujumdar A. S. editor. Handbook of industrial drying. 3rd ed. Boca Raton, Fla: CRC/Taylor & Francis, P 265 - 81.
Raoul – Wack A. L (1994), Recent advances in the Osmotic dehydration of Foods. Trends Food Science& Technol 5, p 255 – 260.
PHỤ LỤC A
CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
1. Xác định độ ẩm tương đối
Nguyên tắc
Áp dụng phương pháp sấy khô sản phẩm đến khối lượng không đổi
Tiến hành
Sấy cốc nhôm sạch trong tủ sấy ở nhiệt độ 105oC đến trọng lượng không đổi, dùng cân phân tích cân xác định trọng lượng cốc cân m0 (g). Trải đều mẫu sấy vào cốc khoảng hơn 1 g, đem cân phân tích, ghi nhận khối lượng, khi đó tổng lượng cốc cân và mẫu là m1 (g).
Đặt cốc vào tủ sấy ở nhiệt độ 105oC, sấy khô đến trọng lượng không đổi. Sau đó đem mẫu làm nguội 15 phút trong bình hút ẩm có chất hút ẩm. Cân cốc mẫu đã sấy bằng cân phân tích. Ghi nhận khối lượng m2 (g).
Kết quả tính độ ẩm: (W) 100 ) ( 0 1 2 1 m m m m W (%) Trong đó 0
m : khối lượng cốc sau khi sấy đến khối lượng không đổi (g)
1
m : khối lượng mẫu và cốc trước khi sấy (g)
2
m : khối lượng cốc và mẫu sau khi sấy đến khối lượng không đổi (g) W: độ ẩm (%)
2. Hàm lượng chất khô hòa tan (oBrix)
Sử dụng chiết quang kế
Nhỏ một giọt dịch quả vào dĩa thủy tinh giữa lăng kính, áp hai lăng kính vào nhau . Nhìn vào thị kính đọc hàm lượng chất khô theo phần trăm.
3. Cấu trúc
Sử dụng thiết bị đo cấu trúc Texture Analyser TA – TX2i Cấm điện
Chuyển về vị trí Force bằng nút chỉnh. Đặt mẫu vật vào bàn để mẫu.
Gắn đầu cảm biến (plumb) vào vị trí đo.
Nhấn nút Start để khởi động bạn sẽ năng mẫu vật lên đến khi chạm mẫu vật sẽ dừng lại tự động.
Nhấn nút Resest và chuyển sang vị trí Pock để đo. Nhấn nút Start một lần nữa.
Đọc kết quả trên máy (g, mm) khi cảm biến dừng lại. Lặp lại tuần tự các thao tác trên.
Kết thúc quá trình đo nhấn nút power off (màu đỏ) rồi rút điện ra.
4. Tính lượng đường bổ sung và lượng nước cần bốc hơi để điều chỉnh nồng độ
dung dịch về dung dịch có nồng độ 65 oBrix (ở thiết bị lớn)
Lượng đường cần thêm vào dung dịch sau quá trình thẩm thấu (kg) X = M0N0 – McNc
Lượng nước cần bốc hơi sau quá trình thẩm thấu (kg) Y = Mc + X – M0
Trong đó:
X: là lượng đường cần bổ sung vào dung dịch sau quá trình thẩm thấu (kg) Y: là lượng nước cần bốc hơi sau quá trình thẩm thấu (kg)
M0: là khối lượng của dung dịch ở thời điểm ban đầu của quá trình thẩm thấu (kg) Mc: là khối lượng của dung dịch cuối quá trình thẩm thấu (kg). Được xác định bằng cách đo thể tích và khối lượng riêng của dung dịch sau quá trình thẩm thấu.
N0: là nồng độ ở thời điểm ban đầu của quá trình thẩm thấu (%). Được xác định bằng chiếc quang kế.
Nc: là nồng độ của dung dịch cuối quá trình thẩm thấu (%). Được xác định bằng chiếc quang kế.
PHỤ LỤC B
KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ
Thí nghiệm 1: khảo sát ảnh hưởng của nồng độ phụ gia (CaSO4) trong giai đoạn tiền xử lý trước khi sấy
Mất nước sau sên
Analysis of Variance for Mat nuoc sau sen - Type III Sums of Squares
Source Sum of Squares
Df Mean Square F-Ratio P-Value
MAIN EFFECTS A:Nong do 3.90863 3 1.30288 2.36 0.1711 B:Thoi gian 37.6824 2 18.8412 34.07 0.0005 INTERACTIONS AB 3.31797 6 0.552995 RESIDUAL 0.0 0 TOTAL (CORRECTED) 44.909 11
All F-ratios are based on the residual mean square error.
Multiple Range Tests for Mat nuoc sau sen by Nong do
Method: 95.0 percent LSD
Nong do Count LS Mean LS Sigma Homogeneous Groups
0 3 2.0681 0.429339 X
0.04 3 3.0035 0.429339 XX
0.02 3 3.24007 0.429339 XX
Contrast Sig. Difference +/- Limits 0 - 0.02 -1.17197 1.48571 0 - 0.04 -0.9354 1.48571