4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Ở nước ngoài, có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của các thành phần nguyên liệu đến chất lượng của sản phẩm kẹo cứng hơn so với các nghiên cứu trong nước. Các nghiên cứu ngoài nước đưa ra bài tổng quan tóm tắt các khái niệm về độ ẩm, sự chuyển pha thủy tinh và chủ yếu tập trung vào sự ảnh hưởng của các thành phần như đường sucrose, acid citric, glucose syrup, các loại polyol lên các đặc tính hóa lý cũng như thời hạn bảo quản của kẹo cứng.
Serpelloni và Ribadeau-Dumas (1997) phát triển quy trình sản xuất kẹo cứng không đường từ các loại polyol như maltitol, isomalt nhằm khắc phục được những hạn chế của các loại kẹo cứng làm từ đường sucrose và cung cấp một sản phẩm mới đáp ứng được yêu cầu của nhà sản xuất và người tiêu dùng. Loại kẹo cứng không đường từ nghiên cứu này được mô tả là khá ổn định trong thời gian bảo quản, không có hiện tượng dính hay hồi đường và không bị biến dạng dưới điều kiện nhiệt độ cao ở các vùng có khí hậu nhiệt đới.
Nowakowski và Hartel (2002) khảo sát sự hấp thụ độ ẩm trong các sản phẩm kẹo cứng và đánh giá các tác động của thành phần nguyên liệu lên tính chất vật lý của các sản phẩm này. Kết quả cho thấy việc hấp thụ độ ẩm dẫn đến những thay đổi đáng kể đến tính chất hóa lý của kẹo. Tăng hàm lượng ẩm sẽ làm giảm nhiệt độ chuyển pha thủy tinh Tg mặc dù điều này còn phụ thuộc vào loại glucose syrup được sử dụng. Nhìn chung, hàm lượng glucose syrup cao và loại glucose syrup chứa nhiều maltose (có DE 43) có trong thành phần nguyên liệu sẽ làm tăng giá trị Tg dẫn đến làm giảm độ ẩm và tăng độ cứng của sản phẩm.
12
Trong nghiên cứu Genta và cộng sự (2002), bã đậu nành khô được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất kẹo với hàm lượng protein có nguồn gốc từ thực vật và có chất lượng dinh dưỡng tốt. Trong những thử nghiệm đầu tiên về mức độ chấp nhận loại kẹo mới này, sự ưa thích đã được phân tích ở nhiều độ tuổi khác nhau từ 18-76 tuổi. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy các mẫu có lượng bã đậu bổ sung vào công thức với tỷ lệ thấp như mẫu A (18.3% bã đậu) và B (27.4% bã đậu) được ưa thích hơn so với mẫu C (36.6% bã đậu). Trong đó, mẫu A được đánh giá cao về hương vị ngọt ngào của nó.
Hadjikinova và cộng sự (2003) đánh giá ảnh hưởng của các polyol là sorbitol và isomalt đến khả năng hấp thụ độ ẩm của kẹo cứng. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy kẹo cứng có chứa isomalt ít hút ẩm hơn so với kẹo cứng có chứa sorbitol vì phân tử isomalt có tính kỵ nước hơn so với phân tử sorbitol.
Mamatha và cộng sự (2016) đã xây dựng các loại kẹo me được bổ sung sắt, phân tích thành phần dinh dưỡng và đánh giá cảm quan về sản phẩm này. Để đánh giá mức độ chấp nhận loại kẹo mới này, một phép thử cảm quan được thực hiện bởi 48-54 thành viên hội đồng và kết quả cho thấy mức độ chấp nhận cao đối với tất cả các thuộc tính cảm quan của sản phẩm. Do đó, sản phẩm này có thể được sử dụng như một loại thực phẩm tiềm năng để tăng cường chất sắt do chứa lượng sắt cao cùng với hương vị hấp dẫn người tiêu dùng.
Netramai và cộng sự (2018) đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố bên trong như thành phần nguyên liệu, kích thước kẹo và các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ và độ ẩm tương đối khi bảo quản đối với đặc tính hút ẩm của kẹo cứng. Kết quả của nghiên cứu chỉ ra rằng độ ẩm của kẹo cứng bị ảnh hưởng đáng kể bởi hàm lượng sucrose và acid citric cũng như các điều kiện bảo quản. Tăng hàm lượng acid citric bổ sung vào công thức sẽ làm tăng tốc độ hút ẩm của kẹo. Báo cáo này cũng đề nghị các yếu tố bên trong và bên ngoài nên được kiểm soát trong suốt quá trình bảo quản kẹo cứng để ngăn chặn sự hồi đường và tốc độ hút ẩm của kẹo cứng.
Kiranmai và cộng sự (2018) nghiên cứu, đánh giá chất lượng và phát triển sản phẩm kẹo cứng me phối trộn thêm xoài. Tỷ lệ phối trộn khác nhau gồm mẫu T1 (100% me), mẫu T2 (90% me và 10% xoài), mẫu T3 (80% me và 20% xoài), mẫu T4 (70% me và 30% xoài). Các mẫu được sản xuất và bảo quản ở nhiệt độ phòng (28 ± 0.02oC). Các mẫu được phân tích sau mỗi tháng trong khoảng thời gian 3 tháng về các chỉ tiêu hóa lý, vi sinh và đánh giá cảm quan. Kết quả của nghiên cứu cho thấy tất cả các mẫu đều không có sự thay đổi tiêu cực về mặt hóa lý, vi sinh, cảm quan sau thời gian bảo quản và được người tiêu dùng chấp nhận. Vì vậy, có thể bổ sung thêm xoài vào kẹo cứng me để gia tăng hàm lượng dinh dưỡng cho kẹo mà không làm ảnh hưởng đến chất lượng kẹo.
13
CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên liệu và hóa chất
2.1.1. Nguyên liệu a. Đường sucrose a. Đường sucrose
Đường sucrose được sử dụng trong nghiên cứu là đường tinh luyện Biên Hòa Pure của công ty Cổ phần Đường Biên Hòa (Đồng Nai) với độ tinh khiết 99.8%. Thành phần dinh dưỡng của đường sucrose được thể hiện ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1. Thông tin dinh dưỡng của đường tinh luyện Biên Hòa Pure Thành phần Hàm lượng tính trên 100g đường
Carbohydrate ≥ 99.8 g
Protein 0 g
Chất béo 0 g
Năng lượng ≥ 399.2 kcal
b. Glucose syrup
Glucose syrup sử dụng trong nghiên cứu này là sản phẩm của công ty Miwon Việt Nam, được đóng gói và phân phối bởi công ty Tân Nhất Hương.
Bảng 2.2. Chỉ tiêu chất lượng của glucose syrup
Chỉ tiêu Hàm lượng
Độ Brix 84 %
DE 38 – 42%
pH 4.5 - 6
14
c. Acid citric
Acid citric sử dụng trong nghiên cứu này được mua ở công ty Phụ gia Việt Mỹ VMC GROUP Việt Nam với độ tinh khiết > 95%.
d. Các nguyên liệu khác
Các nguyên liệu khác như muối NaCl, đường isomalt, chanh quả, phụ gia tạo hương chanh dùng trong nghiên cứu được trình bày trong Bảng 2.3.
Bảng 2.3. Nguyên liệu sản xuất kẹo cứng trong nghiên cứu
Nguyên vật liệu Xuất xứ
Muối NaCl (độ tinh khiết 99.9%) Isomalt (độ tinh khiết 98%) Chanh quả
Phụ gia tạo hương chanh
Công ty TNHH Muối Thành Phát Công ty Cổ phần kỹ nghệ Bột mỳ
Siêu thị Vinmart Công ty Tân Nhất Hương
e. Bột vỏ chanh
Các phụ phẩm như vỏ chanh từ quá trình sản xuất nước chanh là một nguồn chất xơ dồi dào, có chất lượng cao và có khả năng giữ nước tốt. Ngoài chất xơ, các phụ phẩm này còn chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học (flavonoid, polyphenol, vitamin C) và có tính chống oxy hoá. Tuy nhiên, vị đắng của vỏ chanh làm hạn chế khả năng ứng dụng của nó vào thực phẩm. Limonin là một limonoid chính có trong các mô thực vật chịu trách nhiệm gây nên vị đắng vỏ chanh (Manners, 2007). Chính vì vậy các bước tiền xử lý hoặc chuẩn bị cần được thực hiện để giảm vị đắng. Vỏ chanh được xử lý thành dạng bột theo quy trình tham khảo từ tài liệu Lario và cộng sự (2004).
15
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình chuẩn bị bột vỏ chanh
Thuyết minh quy trình
- Cắt nhỏ: vỏ chanh sau khi rửa sạch được cắt nhỏ để chuẩn bị cho quá trình ngâm. - Ngâm: ngâm vỏ chanh đã được cắt nhỏ trong nước nóng 90oC khoảng 10-15 phút để
trích ly triệt để các hợp chất gây đắng trong vỏ chanh.
Nước thải Vỏ chanh Rửa sạch Cắt nhỏ Ngâm Tách nước Sấy Xay mịn Rây Bảo quản Nước nóng Bột vỏ chanh
16
- Tách nước: sau khi ngâm, vỏ chanh được vắt để tách nước tạo điều kiện cho quá trình sấy.
- Sấy: tiến hành sấy vỏ chanh ở 65oC trong 12 giờ để thu được bột vỏ chanh dạng khô. - Xay mịn: sử dụng máy xay làm giảm kích thước vỏ chanh thành dạng bột.
- Rây: sau khi xay mịn, rây bột vỏ chanh qua rây kích thước lỗ 0.45 mm để thu được bột vỏ chanh có kích thước nhỏ hơn 0.45 mm.
- Bảo quản: bột vỏ chanh được đựng trong túi zip và bảo quản ở điều kiện nhiệt độ thường.
Hình 2.2. Bột vỏ chanh f. Bao bì
Bao bì gói kẹo dùng trong nghiên cứu này là bao bì làm bằng nhựa an toàn thực phẩm (nhựa OPP) của công ty Tân Nhất Hương.
2.1.2. Hóa chất
Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu bao gồm: NaOH khan, DNS, Kali Natri Tartrate (KNaC4H4O6.4H2O), phenol, H2SO4, HCl. Các hóa chất được mua từ công ty TNHH Đất Việt và cửa hàng hóa chất Hóa Nam (quận 10, TPHCM) có xuất xứ từ Việt Nam với độ tinh khiết 99%.
2.2. Quy trình sản xuất kẹo cứng chanh muối sử dụng trong nghiên cứu
Quy trình sản xuất kẹo cứng chanh muối được tham khảo từ tài liệu của Richard và cộng sự (2018).
17
Hình 2.3.Sơ đồ quy trình sản xuất kẹo cứng chanh muối sử dụng trong nghiên cứu
2.2.2. Thuyết minh quy trình
a. Chuẩn bị nguyên liệu, định lượng
- Mục đích: chuẩn bị các nguyên liệu cho giai đoạn nấu kẹo, đảm bảo các thành phần nguyên liệu được định lượng theo đúng tỷ lệ.
- Cách thực hiện: cân định lượng các thành phần nguyên liệu như Bảng 2.4. Glucose syrup Sucrose Định lượng Nấu Làm nguội Phối trộn Acid citric, hương chanh Tạo hình Làm nguội Bao gói Sản phẩm Muối Nước
18
Bảng 2.4. Thành phần nguyên liệu cơ bản của một mẻ kẹo Thành phần Hàm lượng (g) Tỷ lệ (%)
Sucrose 96 48
Glucose syrup 64 32
Nước 40 20
b. Nấu kẹo
- Mục đích: gia nhiệt để hòa tan đường sucrose, phối trộn các nguyên liệu để tạo thành một khối kẹo có nồng độ chất khô > 97%.
- Cách thực hiện: cho tất cả các nguyên liệu (sucrose, glucose syrup, nước) đã định lượng vào nồi nấu. Nấu kẹo trên bếp điện từ cho đến khi nhiệt độ của dung dịch kẹo đạt 152-155oC (sử dụng nhiệt kế kẹo). Thời gian nấu kẹo dao động từ 18-20 phút.
c. Làm nguội
- Mục đích: làm nguội dung dịch kẹo đến nhiệt độ thích hợp (120oC) để bổ sung các thành phần nguyên liệu còn lại.
- Cách thực hiện: đổ dung dịch kẹo sau khi nấu ra tấm chống dính làm bằng silicon. Theo dõi nhiệt độ của dung dịch kẹo bằng cách sử dụng nhiệt kế kẹo.
d. Phối trộn
- Mục đích: phối trộn acid citric, muối NaCl, phụ gia tạo hương để tạo thành khối kẹo hoàn chỉnh, có đầy đủ hương vị và giúp nghịch đảo một phần đường sucrose dưới sự xúc tác của acid citric.
- Cách thực hiện: đối với acid citric, sau khi định lượng sẽ được hòa tan với một lượng nước vừa đủ. Muối NaCl được xay mịn thành bột và cân định lượng theo đúng tỷ lệ được bố trí ở mỗi thí nghiệm. Hàm lượng phụ gia tạo hương bổ sung là 0.1% tính trên tổng khối lượng nguyên liệu khi nấu (một mẻ kẹo 200g, Bảng 2.4). Khi nhiệt độ khối kẹo giảm xuống 120oC, cho acid citric, muối NaCl, phụ gia tạo hương vào khối kẹo và đánh trộn để đảm bảo cho các nguyên liệu phân phối đồng đều vào khối kẹo. Thời gian đánh trộn khoảng 2 – 3 phút.
e. Tạo hình
- Mục đích: chia khối kẹo thành những đơn vị nhỏ, đồng đều về kích thước và hình dạng. - Cách thực hiện: cán khối kẹo thành tấm phẳng có bề dày khoảng 0.5 cm. Dùng các khuôn nhựa tròn có đường kính 2.5 - 3 cm nhấn vào tấm kẹo đã được cán mỏng để tạo thành các viên kẹo thành phẩm.
19
f. Làm nguội và bao gói
- Mục đích: làm nguội các viên kẹo để chuẩn bị cho việc bao gói và bảo quản.
- Cách thực hiện: làm nguội các viên kẹo về nhiệt độ phòng, thời gian làm nguội khoảng 10 - 15 phút. Sau đó bao gói từng viên kẹo sử dụng bao bì kẹo làm bằng nhựa an toàn thực phẩm (nhựa OPP). Ghép mí bao bì bằng thiết bị hàn mí và bảo quản kẹo ở nơi khô ráo, thoáng mát, tránh sự tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng mặt trời để lưu trữ mẫu thực hiện các thí nghiệm phân tích.
20
Hình 2.4.Sơ đồ nghiên cứu
2.3.1. Thí nghiệm 1 (TN1): Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng acid citric bổ sung đến chất lượng kẹo cứng đến chất lượng kẹo cứng
Mục đích: acid citric là thành phần chính trong quy trình sản xuất kẹo cứng chanh muối
được sử dụng do tạo vị chua dễ chịu, độ hòa tan trong nước cao, cân bằng vị ngọt và tạo sự hài TN1: Khảo sát ảnh hưởng của hàm
lượng acid citric bổ sung đến chất lượng kẹo cứng.
Tỷ lệ khảo sát lần lượt là: 0%, 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.6%
TN2: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng muối bổ sung đến chất lượng
kẹo cứng.
Tỷ lệ khảo sát lần lượt là 0%, 1%, 2%, 3%,4%, 5%.
TN3: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ thay thế đường sucrose bằng đường
isomalt đến chất lượng kẹo cứng. Tỷ lệ khảo sát lần lượt là 0%, 10%,
20%, 30%, 40%
TN4: Khảo sát ảnh hưởng của bột vỏ chanh đến chất lượng kẹo cứng.
Tỷ lệ khảo sát lần lượt là 0%, 2%, 4%, 6%. - Xác định độ chua - Xác định độ ẩm - Xác định hàm lượng đường khử - Xác định hàm lượng Na - Xác định độ ẩm - Đo màu - Đánh giá cảm quan - Xác định độ ẩm - Xác định hàm lượng đường tổng - Tính toán năng lượng
- Đo màu - Đánh giá cảm quan - Xác định độ ẩm - Xác định hàm lượng chất xơ - Đo màu - Đánh giá cảm quan
21
hòa về hương vị cho sản phẩm kẹo. Trong thí nghiệm này, hàm lượng acid citric được khảo sát để chọn ra tỷ lệ acid citric phù hợp sử dụng trong công thức kẹo cứng chanh muối chuẩn.
Cách tiến hành: hàm lượng acid citric bổ sung vào sau quá trình nấu kẹo sẽ được khảo
sát với các tỷ lệ như sau: 0%, 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.6% (tính trên hàm lượng chất khô cuối cùng của kẹo thành phẩm, Bảng 2.5).
Bảng 2.5. Tỷ lệ thành phần nguyên liệu của các mẫu kẹo khảo sát trong TN1 Thành phần nguyên liệu C A1 A2 A3 A4 Sucrose (g) Glucose syrup (g) Nước (g) Acid citric (g) 96 64 40 0 96 64 40 0.78 96 64 40 1.55 96 64 40 2.33 96 64 40 3.10 Các ký hiệu C, A1, A2, A3, A4 là các mẫu kẹo với hàm lượng acid citric bổ sung lần lượt là 0%, 0.4%, 0.8%, 1.2%, 1.6%.
Thông số khảo sát: xác định độ chua, độ ẩm, hàm lượng đường khử của các mẫu kẹo
trong nghiên cứu và so sánh với các nghiên cứu cùng với các mẫu kẹo trên thị trường để lựa chọn tỷ lệ acid citric thích hợp cho các thí nghiệm tiếp theo.
2.3.2. Thí nghiệm 2 (TN2): Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng muối bổ sung đến chất lượng kẹo cứng chất lượng kẹo cứng
Mục đích: bổ sung muối NaCl vào công thức kẹo giúp tạo vị mặn, cung cấp thêm natri
cho sản phẩm. Muối được khảo sát ở các hàm lượng khác nhau để lựa chọn ra tỷ lệ muối bổ sung phù hợp cho công thức chuẩn.
Cách thực hiện: dựa vào hàm lượng muối tham khảo trên các bao bì sản phẩm kẹo cứng
chanh muối ngoại nhập, muối được bổ sung vào kẹo cứng với hàm lượng dao động trong khoảng 0 - 5% trên tổng khối lượng nguyên liệu. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sẽ thay thế một phần đường sucrose bằng muối, được thể hiện theo Bảng 2.6 dưới đây.
22
Bảng 2.6. Tỷ lệ thành phần nguyên liệu của các mẫu kẹo khảo sát trong TN2 Thành phần nguyên liệu C B1 B2 B3 B4 B5 Sucrose (g) Glucose syrup (g) Nước (g) Acid citric* (g) Muối (g) 96 64 40 x 0 94 64 40 x 2 92 64 40 x 4 90 64 40 x 6 88 64 40 x 8 86 64 40 x 10
*: hàm lượng acid citric sử dụng (x gam) lấy kết quả từ TN1. Các ký hiệu C, B1, B2, B3, B4, B5 là các mẫu kẹo được thay thế lần lượt 0%, 2.08%, 4.16%, 6.25%, 8.33%, 10.4% đường sucose bằng muối NaCl.
Thông số khảo sát: xác định độ ẩm, hàm lượng natri, đo màu, đánh giá cảm quan và so