Phương pháp nghiên cứu

3.4.1. Phương pháp công nghệ

* Quy trình sản xuất chanh leo sấy dẻo dự kiến

Hình 3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất chanh leo sấy dẻo dự kiến

Tạo hình Rửa xối Phối trộn, thẩm thấu Sấy Gia nhiệt Sản phẩm Xử lý cơ học Rửa xối Chần Phân loại Nguyên liệu

* Thuyết minh quy trình

Nguyên liệu: Quả chanh leo vỏ tím

Phân loại: Nhằm loại bỏ vỏ bị hỏng, bị héo, sần hoặc quả không đạt yêu cầu chế biến. Ngoài ra quá trình phân loại còn nhằm mục đích phân chia nguyên liệu thành các nhóm quả đồng nhất nhằm tạo điều kiện cho quá trình chế biến sau này.

Làm sạch: Trước khi loại bỏ phần lớp vỏ cứng, vỏ chanh leo được tiên hành rửa sạch bằng nước để loại bỏ các chất bẩn bám trên bề mặt vỏ quả. Sử dụng dao để loại bỏ lớp vỏ cứng ngoài cùng của quả chanh leo.

Tạo hình: Vỏ quả được thái thành các miếng có kích thước đều nhau, thái kiểu bổ cau với chiều rộng từ 2- 2,5 cm.

Chần: Vỏ chanh leo được chần trong thời gian 2-3 phút/lần ở nhiệt độ sôi. Đây là quá trình xử lý nhiệt nhằm giúp ổn định cấu trúc và giảm vị đắng, chát. Ngoài ra còn giúp tiêu diệt được một số loại vi sinh vật trên bề mặt vỏ.

Rửa xối: Làm sạch vỏ, rửa vỏ và loại bỏ lớp màng trắng còn sót lại trên vỏ sau đó làm ráo nước.

Phối trộn: Đường, dịch quả (nguồn acid hữu cơ tự nhiên) acid citric được bổ sung theo liều lượng nhất định. Hỗn hợp vỏ chanh đường, acid được đảo trộn và để lưu trong bồn ngâm để đường và acid thẩm thấu vào bên trong.

Gia nhiệt: Tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu diễn ra nhanh hơn. Vỏ, đường và dịch quả chanh leo được gia nhiệt ở 90-95oC, thỉnh thoảng đảo trộn cho đến khi dịch đặc lại quên với vỏ quả.

Sấy lần 1: Nhằm loại bỏ bớt nước đưa thành phẩm sau công đoạn thẩm thấu. Chế độ sấy phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu sau thẩm thấu. Chế độ sấy khoảng 50 – 60oC trong 4 - 5h tùy theo từng mức nhiệt độ. Sản phẩm có màu đỏ cam, mềm dẻo, vị ngọt hài hòa, mùi thơm đặc trưng của chanh leo.

 Sấy lần 2: Sản phẩm được mang đi sấy lần 2 ở nhiệt độ thích hợp cho đến độ ẩm bảo quản.

- Đóng gói: Chanh leo sấy dẻo được bao gói trong bao bì màng phức hợp (túi zipper thiếc đáy đứng)

3.4.2. Phương pháp bố trí thí nghiệm

+ Thí nghiệm 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của trạng thái quả và thời gian chần đến chất lượng sản phẩm.

Sử dụng 3 loại chanh leo: tươi (quả mới thu hái), hơi héo (bảo quản 2 ngày ở nhiệt độ thường) và héo (bảo quản 4 ngày ở nhiệt độ thường) tiến hành xác định độ ẩm của nguyên liệu. Sau đó tiến hành gọt vỏ, cắt đôi quả lấy dịch và hạt, tạo hình.

Mỗi loại quả được chần ở nhiệt độ sôi với thời gian khác nhau, từ 6-12 phút, mỗi công thức cách nhau 2 phút tương ứng với quả tươi, hơi héo và rất héo. Tỉ lệ nước chần so với vỏ là 1.5/1. Tiến hành thí nghiệm với các công thức cụ thể như sau:

Bảng 3.1. Thí nghiệm ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu và trạng thái quả đến chất lượng sản phẩm

Thời gian chần (phút)

Trạng thái quả

Quả tươi Quả hơi héo Quả héo

6 CT1 CT5 CT9

8 CT2 CT6 CT10

10 CT3 CT6 CT11

12 CT4 CT8 CT12

Mỗi công thức 3 lần lặp lại, mỗi lần 100g cùi.

Sau khi chần quả được chế biến theo như qui trình nêu ở hình 3.1 mục 3.4.1(trang 23).

Sản phẩm sau chế biến sẽ được đánh giá chất lượng cảm quan về trạng thái màu sắc và mức độ ưu thích chung.

+ Nghiên cứu công thức phối chế thích hợp cho sản phẩm chanh leo sấy dẻo - Thí nghiệm 2.1: Khảo sát tỉ lệ acid và đường thích hợp cho sản phẩm

Vỏ quả chanh leo được chọn theo kết quả được từ thí nghiệm 1, xả sạch thì tiến hành phối trộn nguyên liệu cùng đường và acid (thu được từ dịch quả chanh leo).

Yếu tố cố định:

- Thời gian ngâm: 30 phút; - Nhiệt độ ngâm: nhiệt độ phòng.

Bảng 3.2. Thí nghiệm xác định tỉ lệ phối trộn đường và axit hữu cơ trong dịch chanh leo

CTTN Tỉ lệ nguyên liệu: đường (kg/kg) Tỉ lệ acid HC lấy từ dịch quả (%) CT13 1 : 0,32 1,1 CT14 1,05 CT15 1,0 CT16 1 : 0,3 1,1 CT17 1,05 CT18 1,0

Dịch quả chanh leo là nguồn cung cấp acid hữu cơ tự nhiên tạo vị chua cho sản phẩm. Từ tỉ lệ acid có trong sản phẩm và hàm lượng acid hữu cơ tổng số trong dịch quả tính được lượng dịch quả cần phối trộn. Sau đó nguyên liệu được ngâm trong 30 phút và đem đi đun trên bếp từ trong 30 phút. Sấy khô 2 giai đoạn với tổng thời gian là 5 h. Đem sản phẩm đi xác định tổng lượng chất rắn hòa tan và tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan về màu sắc, mùi vị, trạng thái của sản phẩm.

Thí nghiệm 2.2: Khảo sát thay thế acid hữu cơ tự nhiên bằng acid citric

Tiến hành thay thế lượng acid trong dịch quả bằng acid citric và giữ nguyên tỉ lệ đường phối chế xác định ở thí nghiệm 2.

Bảng 3.3. Khát sát về việc thay thế acid tự nhiên có trong dịch chanh leo bằng acid citric

Công thức thí nghiệm Tỉ lệ acid citric so với tổng acid (%)

CT19 100 CT20 80 CT21 60 CT22 40 CT23 20 Yếu tố cố định:

- Thời gian ngâm: 30 phút; - Nhiệt độ ngâm: nhiệt độ phòng.

Sau khi ngâm bán thành phẩm được chế biến theo các công đoạn đã nêu ở hình 3.1 (trang 23). Tiến hành đánh giá cảm quan về trạng thái, mùi vị, màu sắc của sản phẩm.

Thí nghiệm 3: Xác định nhiệt độ sấy lần 1 thích hợp

Vỏ chanh leo sau khi được chuẩn bị sẽ được đem đi sấy ở các nhiệt độ 50,55,60oC cho đến khi đạt độ ẩm 22±0,5%. Trong quá trình sấy mẫu được lấy ra và xác định độ ẩm bằng cân sấy âm nhanh MA 150- Sartorius – Đức.

Chỉ tiêu theo dõi: đánh giá cảm quan trạng thái, màu sắc của sản phẩm để chọn ra công thức thích hợp nhất.

Sản phẩm để nguội sau đó tiến hành đánh giá cảm quan về trạng thái, mùi vị, màu sắc...

+ Thí nghiệm 4: Xác định ảnh hưởng của độ ẩm sản phẩm đến thời hạn tồn trữ và chất lượng chanh leo sấy dẻo

Mẫu vỏ chanh leo được xử lý theo các kết quả được chọn của thí nghiêm trước. Sau đó sản phẩm được đóng gói trong túi thiếc với 3 độ ẩm khác nhau, định kỳ 1 tuần/ lần phân tích các chỉ tiêu như:

Tổng số vi sinh vật hiếu khí, tổng số nấm men, nấm mốc;

Chất lượng cảm quan (màu sắc, trạng thái, mùi).

3.4.3. Phương pháp phân thích các chỉ tiêu theo dõi

a. Phương pháp xác định thành phần cơ giới của quả (vỏ, dịch, hạt)

Sử dụng cân kỹ thuật hiện số ± 0,001 g

b. Phương pháp xác định tỷ lệ thu hồi

Phương pháp để tính tỷ lệ thu hồi vỏ quả là cân khối lượng vỏ trước và sau khi chế biến

Tổng khối lượng vỏ quả sau khi gọt

Tỷ lệ thu hồi vỏ quả (%)= x 100

Tổng khối lượng vỏ quả

c. Phương pháp đo màu:

Xác định bằng máy đo màu cầm tay ColorTec 5974-01, Mexico dựa trên 3 thông số L,a,b (theo Hunter value). Trong đó:

a: Biểu thị từ màu xanh lá cây tới đỏ có giá trị từ -60→+60 b: Biểu thị từ màu xanh da trời đến vàng có giá trị từ -60 → +60. ΔEab: Mức độ sai khác về màu sắc của các mẫu sản phẩm so với màu sắc của quả sản phẩm trước khi bảo quản, ΔEab= L2a2b2

Trong đó: L= L1-L0 ; a = a1-a0; b= b1-b0

- L1; a1; b1: Màu sản phẩm sau thời gian bảo quản - L0; a0; b0: Màu sản phẩm sau ban đầu

d. Phương pháp xác định một số thành phần hóa học chính

+ Phương pháp xác định hàm lượng chất khô tổng số (%)

Nguyên tắc: Dùng nhiệt độ cao (100-105oC) để làm bay hơi hết lượng nước trong mẫu thử, sau đó dựa vào hiệu số khối lượng của mẫu thử trước và sau khi sấy để tính toán hàm lượng chất khô tổng số trong mẫu.

Cách tiến hành:

Vệ sinh chén sấy và nắp =>Sấy chén sứ và nắp (mở nắp) ở 105oC trong vòng 2-3h => Để vào tủ hút ẩm đậy nắp làm nguộiđến 35-40oC => Cân chén cả nắp ghi lại khối lượng m₁.

Sau đó lại sấy chén và nắp (mở nắp) ở 105oC trong vòng 30 phút 3h=>Để vào tủ hút ẩm đậy nắp làm nguội đến 35-40oC => Cân chén cả nắp ghi lại khối lượng m2. Nếu chênh lệch giữa khối lượng (giá trị đọc được) 2 lần cân liên tiếp không khác biệt ở phần 10-3g thì dừng lại.

Tiếp theo lấy khoảng 100g mẫu phân tích đã nghiền xử lý sơ bộ rồi cho vào chén (cả nắp) cân lại ghi khối lượng m3.

 Đặt chén + nắp vào tủ sấy( sấy cả hạt hút ẩm) và sấy trong 2-3h ở 105oC ± 2oC. Sau khi sấy cho vào tủ hút ẩm và đậy nắp làm nguội đến 35-40oC và cân ghi lại khối lượng m₃.

Tiếp tục sấy mẫu trong khoảng 1h ở 105oC ± 2oC rồi cân lại ghi khối lượng m4. Thực hiện lặp lại thao tác quy định ở trên đến khi thu được khối lượng không đổi nghĩa là cho đến khi chênh lệch giữa 2 lần cân liên tiếp.

Tính kết quả: hàm lượng ẩm được xác định bằng công thức sau: Hàm lượng nước (%) =

m3: trọng lượng cốc sứ và của mẫu trước khi sấy (g) m4: trọng lượng cốc sứ và của mẫu sau khi sấy (g)

Kết quả cuối cùng là trung bình của 3 lần lặp.

+ Phương pháp xác định hàm lượng chất rắn hòa tan tổng số (Brix) TCVN 7771:2007

Sử dụng chiết quang kế

Nguyên tắc: Tia sáng khi đi qua không khí và môi trường chất lỏng thì sẽ bị khúc xạ và lệch đi. Độ lệch của tia sáng nhiều hay ít hoàn toàn phụ thuộc vào lượng các chất rắn hòa tan có trong dung dịch.

Cách tiến hành:

Dùng cối chày sứ nghiền 50-100g mẫu hoặc ép lấy dung dịch, lọc trong bằng vải hoặc giấy lọc.

Dùng đũa thủy tinh đưa 1-2 giọt dung dịch cần đo vào giữa mặt phẳng của lăng kính trong. Gập lăng kính mờ lại áp vào lăng kính trong. Đưa chiết quang kế ra nơi có ánh sáng. Nhìn vào thị kính, đọc số liệu nằm ở đường phân chia giữa khoảng tối và khoảng sáng của trường quan sát. Nhiệt độ chuẩn khi đo phải là 20C.

-Tính toán kết quả:

+Kết quả hiển thị ngay trên chiết quang kế

Tính chính xác đến 0,01 Brix

- Kết quả cuối cùng là trung bình của 3 lần lặp.

+ Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng (%) số theo TCVN 4594 – 1998

Nguyên tắc: Phương pháp dựa trên cơ sở phản ứng tạo màu giữa đường khử với thuốc thử acid dinitrosalicylic (DNS). Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ đường khử trong một phạm vi nhất định.

Cách tiến hành:

 Xây dựng đồ thị đường chuẩn glucose. Pha dẫy chuẩn glucose từ: 0; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1 (mg/ml). Cho thêm 1ml thuốc thử DNS. Đun sôi đúng 5 phút. Làm lạnh đến nhiệt độ phòng. Đo mật độ quang ở bước sóng 540nm với mẫu đối chứng là nước cất.

 Xây dựng đường chuẩn mô tả mối tương quan giữa độ hấp thụ quang và nồng độ glucose.

 Tiếp theo dịch phân tích được chuẩn bị bằng cách cân 5g mẫu nhuyễn cho vào bình định mức 500ml. Sau đó định mức bằng cồn 96oC đun cách thủy cho sôi khoảng 10 phút sau đó định mức lại bằng nước cất. Cho thêm 5ml HCL 1N rồi mang đi thủy phân ở 70-80oC trong vòng 30 phút nhằm chuyển hóa toàn bộ đường trong thì nghiệm thành dạng đường khử, sau đó định mức lại bằng nước cất. Lấy 3ml dung dịch đã pha loãng và 1ml thuốc thử DNS đun sôi trong 5 phút. Làm lạnh đến nhiệt độ phòng. Mật độ quang được đo bằng máy so màu UV ở bước sóng 540nm.

Tính toán kết quả: Dựa vào đường chuẩn đã xây dựng mà hàm lượng đường tổng trong dung dịch thí nghiệm được xác định.

Kết quả cuối cùng là trung bình của 3 lần lặp.

+ Phương pháp xác định hàm lượng acid hữu cơ tổng số (%)

Xác định bằng phương pháp chuẩn độ theo TCVN 5483-1991 (ISO 750- 1981).

Nguyên lý: Acid hữu cơ có thể hòa tan trong nước, nước chiết được chuẩn độ bằng NaOH 0,1N, qua đó ta có thể tính được acid.

Cách tiến hành:

Nghiền nhỏ 3-5g mẫu trong cối sứ, sau đó chuyển sang bình tam giác 250ml, thêm nước sao cho thể tích dung dịch đạt 150ml. Đun cách thủy ở nhiệt độ 80-90C trong vòng 30 phút, thi thoảng lắc. Khi dung dịch đã nguội, lọc qua giấy lọc vào bình định mức 250ml, lên thể tích tới vạch bằng nước cất, lắc đều.

Lấy 50ml dịch lọc cho vào bình tam giác, thêm 1-2 giọt phenolphtalein rồi chuẩn độ bằng NaOH 0,1N cho tới khi có màu hồng xuất hiện.

Tính toán kết quả:

Hàm lượng acid hữu cơ tổng số được xác định bằng công thức: X= (0,0067×a×V×T×100)/(v×c)

Trong đó:

a: Số ml NaOH 0.1N dùng để chuẩn độ;

0.0067 số gam acid citric tương ứng với 1ml NaOH 0.1N; T : Hệ số điều chỉnh đối với NaOH 0.1N;

V: Tổng thể tích dung dịch;

v: Số ml dung dịch lấy để chuẩn độ;

Kết quả cuối cùng là trung bình của 3 lần lặp.

+ Phương pháp xác định hàm lượng anthocyanin (%)(AOAC 2005.02)

Nguyên tắc: Chất màu anthocyanin thay đổi theo pH. Tại pH = 1các anthocyanin tồn tại ở dạng oxonium hoặc flavium có độ hấp thụ cực đại, còn ở pH = 4,5 thì chúng lại ở dạng carbinol không màu.

Cách tiến hành:

Xay nhỏ 20g mẫu => ngâm trong dung môi (etanol/nước = 1:1có 1% HCl) trong vòng 60 phút ở nhiệt độ 40C (tỉ lệ mẫu/dung môi=1/10) => Lọc chân không lấy phần lỏng => Ly tâm tốc độ 5000 vòng/phút trong vòng 10 phút => Tách lấy dịch trong, đem phân tích.

Lấy 5ml dịch chiết pha loãng với dung dịch đệm pH=1 trong bình định mức 25ml, quét phổ hấp thụ trong vùng khả kiến (λ= 450-720nm) trên máy quang phổ UV – VIS để xác định bước song hấp thụ cực đại. Đối với dung dịch đệm pH=4,5 tiến hành tương tự.

Đo mật độ quang của mẫu nghiên cứu tại bước sóng hấp thụ cực đại và bước sóng 700nm ở pH=1 và pH=4,5. Sau đó áp dụng công thức ta tính được hàm lượng anthocyanin trong các loại nguyên liệu.

Tính toán kết quả:

Xác định lượng anthocyanin theo công thức:

a = ( A × M × K × V )/( × l ) (g) (1) Trong đó:

A=

A max), A(700nm): Độ hấp thụ tại bước sóng cực đại và bước sóng 700nm, ở pH = 1 và pH = 4,5.

a: Lượng anthocyanin (g);

M: Khối lượng phân tử của anthocyanin (g/mol);

l: Chiều dày cuvet (cm);

K: Độ pha loãng;

V: Thể tích dịch chiết (lit);

Xác định hàm lượng anthocyanin (X) theo phần trăm: X (%Anthocyanin toàn phần) =

Trong đó:

a: Lượng anthocyanin tính được theo công thức (1)(g);

m: Khối lượng nguyên liệu ban đầu (g);

W: Độ ẩm nguyên liệu (%).

Kết quả cuối cùng là trung bình của 3 lần lặp.

e. Phương pháp xác định một số chỉ tiêu vi sinh vật

+ Phương pháp xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí

Nguyên tắc: đối với VSV đơn bào có thể coi mỗi khuẩn lạc là kết quả của sự phát triển từ một tế bào ban đầu.

Cách tiến hành:

Chuẩn bị môi trường nuôi cấy: chuẩn bị 1000ml trong đó gồm 5g pepton từ casein, 2.5g cao nấm men, 1g glucose tinh khiết, 9-18g aga. Pha chế môi trường và điều chỉnh pH môi trường sao cho sau khi hấp khử trùng là 7±0.2.

Chuẩn bị mẫu: cân chính xác 10g mẫu, sau đó cắt nhỏ hoặc xay nhuyễn bằng máy trong điều kiện vô trùng cho tới khi được thể đồng nhất.