Analysis)
Phƣơng pháp mô tả là một trong những công cụ tinh vi trong kho tàng khoa học cảm quan, nó bao gồm việc phát hiện và mô tả cả về chất lẫn số lƣợng về các chỉ tiêu cảm quan của thực phẩm nhƣ mùi, vị, hình thái, cấu trúc và màu sắc của thực phẩm.
Các thành viên trong hội đồng đánh giá cảm quan sẽ xây dựng và phát triển danh mục các thuật ngữ để mô tả các đặc tính cảm quan của sản phẩm; ở bƣớc tiếp theo, họ sẽ đƣợc huấn luyện để định lƣợng các tính chất của sản phẩm theo danh mục của các thuật ngữ đã đƣợc thống nhất trƣớc đó (Sijmen et al., 1998).
Phƣơng pháp này đã đƣợc chấp nhận dùng để đánh giá cảm quan các thực phẩm khác nhau, các sản phẩm cà phê và nƣớc cam ép.
2.7.3. Phƣơng pháp phân tích thành phần chính PCA (Principal Coponent Analysis) Analysis)
Phân tích thành phần chính là một kỹ thuật phân tích chế biến đƣợc nghiên cứu khá rộng rãi và biết đến nhiều. Ý tƣởng chính của thuật toán phân tích thành phần chính là giảm số chiều của tập dữ liệu có sự tƣơng quan lớn giữa các biến. Mặc dù giảm số chiều của biến nhƣng vẫn duy trì sự biến đổi nhiều nhất có thể của tập dữ liệu ban đầu. Đặc điểm của những biến mới này không còn đặc tính tƣơng
quan giữa chúng. Một đặc điểm khác của các biến là chúng đƣợc sắp xếp để một vài biến đầu tiên nhất thể hiện hầu hết những đặc trƣng của tất cả các biến ban đầu. Trong PCA độ dƣ thừa có thể đo đƣợc bởi sự tƣơng quan giữa các phần tử dữ liệu. Mối tƣơng quan thực hiện dựa trên cơ sở thống kê bậc 2.
Thực chất của PCA là giải quyết bài toán tìm ra giá trị riêng và vector riêng cho ma trận đối xứng.
Những đặc tính của phƣơng pháp xử lý thống kê PCA: - Giúp giảm số chiều của dữ liệu.
- Thay vì giữ lại các trục tọa độ của không gian cũ, PCA xây dựng một không gian mới ít chiều hơn, nhƣng lại có khả năng biểu diễn dữ liệu tốt tƣơng đƣơng không gian cũ, nghĩa là đảm bảo độ biến thiên của dữ liệu trên mỗi chiều mới.
- Các trục tọa độ trong không gian mới là tổ hợp tuyến tính của không gian cũ, do đó về mặt ngữ nghĩa, PCA xây dựng trục tọa độ mới dựa trên các trục tọa độ đã quan sát đƣợc. Điểm hay những trục tọa độ này vẫn biểu diễn tốt dữ liệu ban đầu.
- Trong không gian mới, các liên kết tiềm ẩn của dữ liệu có thể đƣợc khám phá, mà nếu đặt trong không gian cũ thì khó phát hiện hơn, hoặc những liên kết nhƣ thế không thể hiện rõ (Frank et al., 2002).
CHƢƠNG 3. PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. PHƢƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
3.1.1. Địa điểm và thời gian thí nghiệm
Địa điểm: Phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng – Trƣờng Đại Học Cần Thơ – Đƣờng 3/2 Thành Phố Cần Thơ.
Thời gian: từ ngày 01/08/2014 đến ngày 08/12/2014
3.1.2. Nguyên liệu
Quả đƣợc đƣợc thu mua từ vƣờn trái thần kỳ Tƣ Lâm ở khóm 6, thị trấn Long Hồ, huyện Long Hồ, tỉnh Vĩnh Long.
Nƣớc cam ép hiệu Berri (nhập khẩu Australia).
Cà phê bột Trung Nguyên (sản phẩm của Công ty cổ phần Tập đoàn Trung Nguyên).
Đƣờng tinh luyện Biên Hòa.
3.1.3. Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm
Cân phân tích OHYO, Japan.
Máy sấy đông khô Virtis – BenchTopk, America. Máy đo quang phổ Maltiskan Spectrum, Schott.
Tủ lạnh, bếp điện, tủ sấy, tủ nung tro, chiết quang kế và một số thiết bị khác. Một số thiết bị đƣợc sử dụng làm thí nghiệm đƣợc thể hiện ở hình 3.1.
(A) (B) (C)
3.1.4. Hóa chất
Nấm men Saccharomyces cerevisiae, Sodium Natri Alginate.
Hóa chất sử dụng phân tích đạm, đƣờng khử, đƣờng tổng số hòa tan, hàm lƣợng acid, vitamin C.
Acid citric (C6H8O7.H2O) tinh khiết, Trung Quốc. Caffein (C8H10N4O2) dạng bột mịn.
Muối NaCl (Sodium chloride) tinh khiết, Việt Nam.
Nƣớc cất và một số hóa chất khác trong phòng thí nghiệm.
3.2. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.2.1. Phƣơng pháp phân tích nguyên liệu 3.2.1. Phƣơng pháp phân tích nguyên liệu
- Tính chất vật lý: kích thƣớc trung bình quả, khối lƣợng và tỷ lệ dịch quả. - Thành phần hóa học: phân tích các thành phần nguyên liệu đƣợc thể hiện trong bảng 3.1.
Bảng 3.1. Phƣơng pháp phân tích thành phần nguyên liệu
Thành phần Phƣơng pháp
Độ ẩm nguyên liệu Phƣơng pháp sấy đến khối lƣợng không đổi
Chất khô hòa tan (0
Brix) Sử dụng chiết quang kế
Hàm lƣợng tro nguyên liệu Nung nguyên liệu ở nhiệt độ cao
Hàm lƣợng đƣờng khử Phƣơng pháp định lƣợng bằng thuốc thử 3,5-
dinitrosalycylic acid
Hàm lƣợng vitamin C Phƣơng pháp định lƣợng bằng thuốc thử Iod
Hàm lƣợng acid nguyên liệu Phƣơng pháp chuẩn độ bằng dung dịch kiềm chuẩn
Hàm lƣợng protein Sử dụng phƣơng pháp Kjeldahl
3.2.2. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan
Xác định sản phẩm đƣợc đánh giá cảm quan theo phƣơng pháp pha loãng, phƣơng pháp phân tích mô tả định lƣợng (QDA).
Số liệu thu nhận từ thí nghiệm đƣợc xử lí thống kê theo phƣơng pháp kiểm định ghép cặp (paired test), phân tích thành phần chính (PCA), phƣơng pháp phân tích phƣơng sai (ANOVA) với kiểm định LSD đƣợc sử dụng để xác định sự khác biệt ý nghĩa giữa các giá trị trung bình. Đồ thị đƣợc xây dựng bằng chƣơng trình Microsoft Excel 2007.
3.3. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 3.3.1. Sơ đồ quy trình chung 3.3.1. Sơ đồ quy trình chung
Hình 3.2. Quy trình chung 3.3.2. Thuyết minh quy trình
Quả thần kỳ đƣợc lựa chọn những quả tốt, có độ chín đồng đều, không bị sâu bệnh, không bị dập nát và tiến hành xử lí làm sạch, rửa với nƣớc nhiều lần nhằm loại bỏ đất cát, bụi bặm và một lƣợng lớn vi sinh vật bám trên bề mặt quả. Sau đó tiến hành tách bỏ hạt vì phần này không cần thiết cho quá trình.
Dịch lên men
Sấy đông khô
Hạt nấm men loại bỏ
Đánh giá cảm quan Trái thần kỳ Lựa chọn, rửa sạch,
tách lấy thịt quả Loại bỏ hạt
Ép tách dịch Thu dịch quả Bột quả Lên men Hạt nấm men Thanh trùng Lạnh đông
Sau khi tách bỏ phần hạt quả tiến hành ép tách dịch quả (máy ép quả), phần xác quả đồng nhất trong nƣớc cất lọc lấy phần dịch quả loại bỏ phần xác. Phần dịch quả sau khi đƣợc thanh trùng lên men với hàm lƣợng hạt nấm men và thời gian lên men thích hợp.
Sau quá trình lên men loại bỏ hạt nấm men thu lấy dịch quả tiến hành làm lạnh đông, sau đó sấy thăng hoa thu bột quả. Bột quả đƣợc sử dụng cho các thí nghiệm đánh giá cảm quan.
3.4. NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
3.4.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát khả năng chế biến bột quả thần kỳ bằng phƣơng pháp lên men loại đƣờng phƣơng pháp lên men loại đƣờng
3.4.1.1. Mục đích: Khảo sát khả năng và chất lượng tạo bột quả sau quá trình lên men loại đường
3.4.1.2. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm đƣợc bố trí ngẫu nhiên với 2 nhân tố thay đổi là thời gian lên men và lƣợng hạt nấm men bổ sung (% so với dịch quả), hạt nấm men sử dụng là nấm men khô Saccharomyces cerevisiae đƣợc cố định trên giá thể alginate.
Nhân tố A: Lƣợng hạt nấm men bổ sung so với dịch quả
A1: 0,5% A2: 1,0% A3: 1,5%
Nhân tố B: Thời gian lên men
B1: 30 phút B2: 60 phút B3: 90 phút
Bảng 3.2 . Bố trí thí nghiệm giữa tỷ lệ hạt nấm men bổ sung và thời gian lên men
Thời gian lên men (phút)
Lƣợng hạt nấm men bổ sung so với dịch quả (%)
A1 A2 A3
B1 A1B1 A2B1 A3B1
B2 A1B2 A2B2 A3B2
B3 A1B3 A2B3 A3B3
3.4.1.3. Tiến hành thí nghiệm
Nguyên liệu quả thần kỳ đƣợc rửa sạch, loại bỏ hạt để lấy thịt quả. Mỗi mẫu sử dụng 100g thịt quả đƣợc ép tách dịch quả (bằng máy ép trái cây). Phần xác đƣợc thêm nƣớc (lƣợng nƣớc sử dụng 50% so với thịt quả) để trích ly, dịch trích ly bổ sung chung vào dịch quả. Dịch quả đƣợc thanh trùng bằng NaHSO3 (124mg/l) trong 30 phút (Nguyễn Minh Thủy, 2011), sau đó đƣợc lên men bằng nấm men cố định với tỷ lệ và thời gian nhƣ phần bố trí bảng 3.2. Dịch quả sau lên men làm lạnh đông sâu 2 ngày và sấy thăng hoa tạo bột quả, đóng gói và bảo quản.
Chuẩn bị nấm men cố định trên giá thể alginate: bô ̣t alginate đƣợc hòa tan vào nƣớc thành dung di ̣ch 1%. Kết hợp nấm men khô (1%) tạo thành hỗn hợp nấm men khô trong giá thể alginate . Bơm hỗn hợp vào dung di ̣ch CaCl 2 1% sẽ thu đƣợc các hạt nấm men cố định trên giá thể alginate sƣ̉ du ̣ng cho viê ̣c lên men đƣờng trong dịch quả thần kỳ (Hình 3.3).
Hình 3.3. Giai đoạn chuẩn bị hạt nấm men cố định trên giá thể và lên men dịch quả thần kỳ
3.4.1.4. Chỉ tiêu theo dõi
Dịch quả thần kỳ lên men: hàm lƣợng đƣờng trƣớc và sau lên men.
Sản phẩm bột quả thần kỳ: hiệu suất thu hồi (%), khả năng tạo bột và đặc tính cảm quan của bột, khả năng duy trì hoạt tính miraculin thông qua khả năng làm thay đổi ngƣỡng cảm giác trên 4 vị cơ bản.
3.4.1.5. Phương pháp xác định ngưỡng cảm phân biệt đối với vị cơ bản
Mục đích: Xác định ngƣỡng cảm phân biệt trƣớc và sau khi dùng dung dịch chứa bột quả thần kỳ.
Chuẩn bị mẫu và tiến hành: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo phƣơng pháp pha loãng. Trong đó yêu cầu nồng độ chất thử cao nhất phải lớn hơn nhiều so với ngƣỡng cảm phân biệt trung bình (Larmond, 1970). Hội đồng gồm 20 thành viên, mỗi thành viên nhận mẫu chứa bột quả thần kỳ hòa tan trƣớc và mẫu ghi mã số ngẫu nhiên chứa chất f và mẫu chuẩn R là nƣớc tinh khiết. Để xác định ngƣỡng cảm phân biệt đối với 4 vị cơ bản việc chuẩn bị các dung dịch chất thử (chất f) nhƣ sau:
Dung dịch sucrose (thể hiện vị ngọt), chuẩn bị loạt mẫu với các nồng độ từ 0 đến 22 g/l (mỗi mẫu cách nhau 1g/l sucrose).
Dung dịch NaCl (thể hiện vị mặn), chuẩn bị loạt mẫu với các nồng độ từ 0 đến 2,2 g/l (mỗi mẫu cách nhau 0,1g/l NaCl).
Dung dịch acid citric (thể hiện vị chua), chuẩn bị loạt mẫu với các nồng độ từ 0 đến 1,1 g/l (mỗi mẫu cách nhau 0,1g/l acid citric).
Dung dịch caffeine (thể hiện vị đắng), loạt mẫu chuẩn bị với các nồng độ từ 0 đến 1,2 g/l (mỗi mẫu cách nhau 0,1g/l caffein).
Các thành viên sẽ thử mẫu chứa dung dịch chứa bột thần kỳ, sau khoảng 5 đến 10 phút sẽ tiếp tục thử mẫu chuẩn R và lần lƣợt các mẫu chất f có thứ tự từ thấp đến cao, không thử lại các mẫu đã thử qua. Đến khi thành viên cảm quan cảm nhận đƣợc vị (chất f) trong R thì dừng lại và ghi mã số tại mẫu đó.
Kết quả đánh giá: sự thay đổi ngƣỡng cảm phân biệt trƣớc và sau khi nếm dịch quả thần kỳ với các nồng độ là 0g/10ml; 0,4g/10ml; 0,6g/10ml; 0,8g/10ml.
Sau khi thí nghiệm kết hợp các chỉ tiêu tìm ra mẫu bột tối ƣu nhất để làm cơ sở cho thí nghiệm sau.
3.4.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát khả năng sử dụng bột quả thần kỳ trong sản phẩm nƣớc cam ép phẩm nƣớc cam ép
3.4.2.1. Mục đích: Xác định tỷ lệ bột quả thần kỳ có thể bổ sung để cải thiện chất lƣơ ̣ng và khả năng chấp nhâ ̣n đối với sản phẩm nƣớc cam ép .
3.4.2.2. Bố trí thí nghiệm
Bột quả thần kỳ chế biến bằng phƣơng pháp lên men loa ̣i đƣờng (mẫu tốt nhất tƣ̀ kết quả thí nghiê ̣m 1), đƣợc bổ sung với năm mƣ́c tỷ lê ̣ 0; 0,25; 0,5; 0,75 và 1% và đƣợc bố trí theo hình 3.4.
Hình 3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm của bột quả thần kỳ đến giá trị cảm quan nƣớc cam ép
3.4.2.3. Tiến hà nh thí nghiê ̣m và phương pháp đánh giá
Thí nghiệm đƣợc bố trí theo phƣơng pháp phân tích mô tả định lƣợng (QDA). Mỗi thành viên mỗi lần chỉ đánh giá 1 mẫu nƣớc cam có bổ sung dịch bô ̣t quả thần kỳ (một trong các tỷ lệ bổ sung nêu trên). Các thuộc tính cảm quan của nƣớc cam ép bao gồm: mùi cam, mùi lạ, mùi vỏ quả, vị ngọt, vị chua, vị đắng, vị lạ, màu lạ, trạng thái tách lớp. Các thành viên cho điểm mỗi thuộc tính theo thang điểm cƣờng độ từ 5 giảm dần xuống 0. Các thành viên cũng đƣợc yêu cầu chấm điểm cho chất lƣợng chung của sản phẩm và ghi nhận có chấp nhận hay không đối với mẫu đánh giá. Quy trình đƣợc thƣ̣c hiê ̣n tƣơng tự trong nhiều ngày để hoàn thành việc đánh giá tất cả các mẫu nƣớc cam ép.
3.4.3. Thí nghiệm 3: Khảo sát khả năng sử dụng bột quả thần kỳ trong sản phẩm nƣớc cà phê phẩm nƣớc cà phê
3.4.3.1. Mục đích: Xác định tỷ lệ bột quả thần kỳ có thể thay thế đƣờng để duy trì hoặc cải thiện chất lƣợng và khả năng chấp nhận đối với sản phẩm nƣớc cà phê.
3.4.3.2. Bố trí thí nghiệm
Bột quả thần kỳ chế biến bằng phƣơng pháp lên men loa ̣i đƣờng (mẫu tốt nhất tƣ̀ kết quả thí nghiê ̣m 1), đƣợc bổ sung thay thế đƣờng với 5 mƣ́c nhƣ sau:
- Dung dịch cà phê (100 ml) + 20g đƣờng + 0g bột thần kỳ (0%)
- Dung dịch cà phê (100 ml) + 15g đƣờng + 0,25g bột thần kỳ (0,25%) - Dung dịch cà phê (100 ml) + 10g đƣờng + 0,5g bột thần kỳ (0,5%) - Dung dịch cà phê (100 ml) + 5g đƣờng + 0,75g bột thần kỳ (0,75%) - Dung dịch cà phê (100 ml) + 0g đƣờng + 1g bột thần kỳ (1%)
Nƣớc cam ép Berri Bổ sung bột thần kỳ (%) Đánh giá cảm quan 0 0,25 5 0,75 0,5 1,0
3.4.3.3. Tiến hành thí nghiệm
Trích ly cà phê: Tiến hành pha theo công thức ghi trên bao bì, cho 200 gram cà phê rang xay vào phin nhôm, đổ 20 ml nƣớc (90 đến 100oC) vào cho cà phê ngấm đều. Tiếp tục cho khoảng 80 ml nƣớc sôi vào và chờ cho cà phê nhỏ giọt ra.
Chuẩn bị mẫu và tiến hành: Thí nghiệm đƣợc bố trí theo phƣơng pháp phân tích mô tả định lƣợng (QDA). Các thuộc tính cảm quan của nƣớc cà phê bao gồm mùi thơm cà phê, mùi vỏ quả, mùi lạ, vị ngọt, vị đắng, vị chua, vị lạ, vị hài hòa và trạng thái đồng nhất. Các cảm quan viên cũng đƣợc yêu cầu chấm điểm chất lƣợng tổng thể đối với mẫu đánh giá. Hội đồng gồm có 10 thành viên, mỗi thành viên sẽ đƣợc thử từ mẫu có hàm lƣợng bột thần kỳ hòa tan thấp nhất và tăng dần lên đến mẫu có nồng độ thần kỳ cao nhất. Tiến hành cho các thành viên thử, ghi nhận cƣờng độ các thuộc tính và đồng thời tiến hành ghi nhận khả năng chấp nhận của từng cảm quan viên đối với các mẫu thử trên.
CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 4.1. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH ĐẶC TÍNH NGUYÊN LIỆU
4.1.1. Đặc tính vật lý cơ bản
4.1.1.1. Khối lượng và kích thước hạt
Hình dạng kích thƣớc trái đƣợc thể hiện qua chiều dài (cm), đƣờng kính (cm) và khối lƣợng (g). Sự dao động các giá trị này đƣợc thể hiện trên đồ thị hình 4.1. Sự tƣơng quan giữa khối lƣợng và chiều dài cùng với đƣờng kính trái đƣợc thể hiện đƣợc thể hiện trên đồ thị hình 4.2.
Hình 4.1. Phân phối khối lƣợng, chiều dài và đƣờng kính quả thần kỳ(*)
(Chú thích: * kết quả được thể hiện ở phần đề tài của Võ Hồng Lãm)
Kết quả từ hình 4.1 cho thấy trong nhóm mẫu nguyên liệu khảo sát, trái thần kỳ có khối lƣợng dao động 0,8 đến 2,3g, giá trị trung bình 1,46 ± 0,34g, chiều dài dao động 1,47 đến 2,51cm, giá trị trung bình 1,98 ± 0,23cm và đƣờng kính dao động 0,85 đến 1,54cm, giá trị trung bình 1,1 ± 0,12cm. Quả có hình bầu dục, khối lƣợng có thể chênh lệch gấp ba lần trong khi chiều dài và đƣờng kính có thể chênh lệch gần gấp đôi khi so sánh giữa trái to và trái nhỏ. Sự phân phối khối lƣợng, chiều dài và đƣờng kính trái tuân theo qui luật phân phối chuẩn.
Một kết quả khác nhận đƣợc là có mối tƣơng quan giữa khối lƣợng và chiều dài cũng nhƣ đƣờng kính trái (Hình 4.3).
Hình 4.3. Tƣơng quan giữa khối lƣợng theo chiều dài và đƣờng kính trái thần kỳ(*)
(Chú thích: * kết quả được thể hiện ở phần đề tài của Võ Hồng Lãm)
Phƣơng trình biểu diễn sự tƣơng quan:
Khối lƣợng = -1,56749 + 1,02885 × Chiều dài + 0,904452 × Đƣờng kính
Kết quả hình từ 4.2 và 4.3 có thể giải thích rằng 88% sự gia tăng khối lƣợng trái là do sự gia tăng kết hợp chiều dài và đƣờng kính trái. Trong đó 80% là do sự gia tăng của chiều dài trái.