2.5.1. Tính chất của anthocyanin
+ Hóa học, nguồn gốc tự nhiên của anthocyanin
Anthocyanin (tiếng Hy Lạp: anthos là hoa; kyanos là màu xanh đậm) là sắc tố tự nhiên thuộc nhóm flavonoid. Chúng nằm trong không bảo của các mô hoa, quả, trong các tế bào biểu bì dưới biểu bì của lá, thân và rễ thực vật.
Trước đây, quá trình sinh tổng hợp anthocyanin diễn ra trong bào quan hình cầu nằm trong không bào được gọi là anthocyanoplast. Các bào quan này xuất hiện rộng rãi ở các cây một lá mầm và cây hai lá mầm. Tuy nhiên, theo nghiên cứu cho thấy quá trình sinh tổng hợp anthocyanin không diễn ra trong các anthocyanoplast do ở đây có hàm lượng anthocyanin cao và pH thấp, trong khi đó pH tối thích của tất các enzyme được biết tham gia vào quá trình sinh tổng hợp anthocyanin đều có pH trung tính.
Anthocyanin là các dẫn xuất polyhydroxy hay polymetoxy glycosyl hóa của 2-phenylbenzopyrylium chứa 2 vòng benzoyl (A và B) cách nhau bởi 1 dị vòng (C) (Hình 1.3). Nói cách khác, anthocyanin là các hợp chất của anthocyanindin (tức cation flavylium, hay bộ khung aglycon) với đường (có thể liên kết với các axit hữu cơ trong trường hợp anthocyanin bị acyl hóa).
Các anthocyanidin tự do ít khi được hình thành trong thực vật bởi vì sự thiếu hụt electron ở cation flavylium làm cho nó rất dễ phản ứng và do đó phân tử này rất kém bền. Trong khi đó, ở các anthocyanin, sự có mặt của các phân tử đường ở vị trí C3 (luôn luôn có mặt) và đôi khi là các phân tử đường ở các vị trí C5 và C7 có tác dụng ổn định điện tích của cation flavylium, do đó các anthocyanin bền các anthocyanidin tương ứng.
Hình 2.6. Cấu trúc cơ bản của các anthocyanin
Hiện nay từ thực vật đã phân lập được khoảng 539 anthocyanin khác nhau. Chúng khác nhau do sự khác nhau về các nhóm chức R1 đến R7 có trong phân tử. Các nhóm chức này có thể là nguyên tử hydro (-H), nhóm hydroxyl (-OH), metoxy (-OCH3) hay là các phân tử đường khác nhau gắn với khung aglycon bởi liên kết glycosit. Tuy nhiên, chỉ có 6 loại anthocyanidin thường tìm thấy trong thực vật là cyanidin, delphinidin, malvidin, pelargonidin, peonidin và petunidin. Các glycosid của 3 loại anthocyanidin không bị metyl hóa (gồm cyanidin, delphinidin và pelargonidin) là phổ biến nhất trong tự nhiên, chúng chiếm 80% sắc tố có trong lá, 69% sắc tố trong quả và 50% sắc tố trong hoa.
+ Tính chất của anthocyanin
Anthocyanins được chiết tách từ khoai lang tím có ổn định hơn so với những người từ các loại rau và trái cây.
a. Sự hấp thụ ánh sáng và màu sắc:
Do phân tử có 8 nối đôi liên hợp nên các anthocyanin có khả năng hấp thụ trong vùng khả kiến. Các anthocyanin có cấu trúc đơn giản thường hấp thụ cực đại trong vùng bước sóng từ 500-540 nm, tạo ra màu sắc từ đỏ đến tím hồng hay tím xanh.
Ví dụ: Trong dung môi metanol-HCl, các pelargonidin có cực đại hấp thụ ở 520 nm nên có màu đỏ; cyanidin và peonidin hấp thụ ở khoảng 532- 535 nm tạo nên màu tím hồng; delphinidin, petunidin và malvidin hấp thụ ở 542-546 nm tạo nên màu tím.
Ngoài ra, màu sắc của các anthocyanin còn được quyết định bởi cấu trúc phần glucosyl hóa (bản chất phân tử đường liên kết với khung anthocyanidin, mức độ và bản chất của sự este hóa các phân tử đường bởi các axit mạch thẳng hay thơm), nhiệt độ, ánh sáng, pH dung dịch và sự tổ hợp màu…
b. Tính tan:
Anthocyanin là hợp chất khá phân cực do phân tử chứa nhóm chức phân cực (- H, -OH, -OCH3) nên tan tốt trong dung môi phân cực như nước, metanol, axeton, etanol,...
c. Tính không bền
Độ bền của các anthocyanin được quyết định bởi nhiều yếu tố bao gồm cấu trúc phân tử, nồng độ anthocyanin, pH, nhiệt độ, cường độ và bản chất bức xạ ánh sáng chiếu vào, sự tổ hợp màu, sự có mặt của các ion kim loại, enzym, oxy, axit ascorbic, đường, các sản phẩm phân hủy của chúng và sulfur dioxit.
2.5.2. Tính chất của pectin + Khái niệm + Khái niệm
-Pectin là hợp chất gluxit cao phân tử.
-Các chất pectin đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất khi chuyển hóa các chất và trong quá trình chín của rau quả.
+ Cấu tạo
-Polysaccaride dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic. Acid pectic là một polymer của acid D-galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1- 4 glucoside. Mỗi chuổi gồm khoảng 10000 phân tử Galacturonic tạo
+ Tính chất của pectin
-Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu. -Có khả năng tạo gel bền.
-Pectin hòa tan: methoxyn polygalacturonic.
-Pectin không hòa tan: Protopectin-là dạng kết hợp của pectin-araban. -Trong cồn và dung dịch muối thì pectin bị kết tụ.
-Bị phá hủy khi đun nóng ở nhiệt độ cao trong thời gian dài làm giảm tính đông của sản phẩm khi cô đặc.
-Pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có tính keo cao. Keo pectin có độ nhớt và độ bền rất lớn nên gây khó khăn trong quá trình làm trong khi cô đặc nước quả.
-Trong quá trình chín, dưới tác dụng của enzim pectinaza hoặc với sự tham gia của acid hữu cơ, protopectin bị thủy phân thành pectin hòa tan cường lực liên kết giữa các tế bào giảm.
-Khi quả chín pectin hòa tan thành acid pectic. -Các dạng pectin trong trái cây tồn tại cùng một lúc.
Hiểu rỏ được quy luật thay đổi của pectin là điều rất quan trọng để xử lý và khống chế nó trong quá trình chế biến.
-Pectin không tan trong dung dịch ethanol.
-Tính chất quan trọng của pectin là có thể tạo đông ở nồng độ thấp(1-1,5%) khi có mặt đường 60-70% và acid 1%.Khả năng tạo đông phụ thuộc vào nguồn pectin, mức độ metoxin hóa và phân tử lượng của pectin.
-Pectin lấy từ nguồn gốc khác nhau thi khả năng tạo gel khác nhau.
2.6. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỨT DẺO 2.6.1. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt dẻo 2.6.1. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt dẻo
Hình 2.7. Sơ đồ quy trình sản xuất mứt dẻo
Nguồn: Hà Văn Thuyết và cs. (2013)
2.6.2. Thuyết minh quy trình
+ Nguyên liệu: Các loại củ, quả như chuối, xoài, táo, lê, đào, đu đủ... đều có thể làm nguyên liệu cho chế biến mứt dẻo
+ Phân loại, rửa: Mục đích là loại bỏ tạp chất, những quả không đạt yêu cầu, loại bảo một phần vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ quả.
+ Tạo hình: Quá trình cắt miếng ngoài mục đích tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm còn nhằm mục đích giúp quá trình ngâm đường và các quá trình làm sạch nhanh và đồng đều hơn.
Nguyên liệu
Phân loại, rửa Tạo hình Làm sạch Ngâm đường Gia nhiệt Làm nguội Bao gói Mứt Dẻo Sấy
+ Làm sạch: Đối với một số loại củ, quả có độ nhớt, nhựa hoặc dễ bị thâm cần có các biện pháp làm sạch để nâng cao chất lượng cảm quan của sản phẩm.
+ Ngâm đường: Có thể dùng đường hạt hoặc ngâm với dịch đường. Trong quá trình này nước từ trong nguyên liệu đi ra và đường sẽ ngấm vào trong nguyên liệu làm cho nồng độ chất khô của nguyên liệu tăng lên. Đường ở trong sản phẩm có vai trò tạo vị và nếu với hàm lượng đường cao thì còn có vai trò bảo quản.
+ Gia nhiệt: Mục đích là làm giảm độ ẩm của sản phẩm (qua quá trình bốc hơi nước), tạo cấu trúc, màu sắc, mùi vị cho sản phẩm.
+ Sấy: Mục đích Giảm hàm lượng nước, tạo màu, mùi cho sản phẩm. Những biến đổi trong quá trình sấy: Hàm lượng nước giảm, tăng cường phản ứng tạo màu, mùi.
+ Đóng gói: Sản phẩm sau khi sấy được đóng trong các loại bao bì khác nhau như túi PP, PE, túi phức hợp hoặc hộp nhựa.
+ Bảo quản: Sản phẩm được bảo quản ở điều kiện thích hợp đối với từng loại nguyên liệu.
Hình 2.8. Mận sấy dẻo Hình 2.9. Xoài sấy dẻo
PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. ĐỐI TƯỢNG, VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU 3.1.1. Nguyên liệu 3.1.1. Nguyên liệu
- Nguyên liệu chính:
Qủa chanh leo tươi: được mua ở siêu thị Aone, Long Biên, Hà Nội.
Chọn chanh leo vừa đủ già, có vỏ ngoài nhẵn, màu vỏ đỏ tía, quả căng cứng. Lúc đó quả sẽ có vị chua thanh, ngọt dịu. Nếu chọn quá non, dịch quả và sản phẩm sẽ có vị chua gắt, chất lượng cảm quan kém.
Loại bỏ những quả dập, xây xát, sâu bệnh.
Nguyên liệu chanh leo
Cảm quan ngoài hình quả
Hình ảnh
Chanh leo tươi, mới thu hoạch
- Quả hình ôvan, vỏ quả màu tím, sáng bóng, nhẵn, quả chắc, cứng
- Cuống quả còn tươi, phần đuôi quả vẫn còn đỉnh cánh hoa khô
Tồn trữ 2 ngày ở điều kiện thường với nhiệt độ 28±3oC và độ ẩm không khí 85±5%
- Quả hình ôvan, vỏ quả màu tím, bề mặt quả hơi nhăn, quả mềm, hơi héo - Cuống bắt đầu héo
Tồn trữ 4 ngày ở điều kiện thường với nhiệt độ 28±3oC và độ ẩm không khí 85±5%
- Quả hình ôvan, vỏ quả màu tím lẫn màu nâu, bề mặt vỏ quả nhăn nheo rõ rệt, quả mềm, quả héo - Không cuống hoặc cuống khô
- Nguyên liệu phụ:
Đường tinh luyện: hàm lượng sacharose tinh khiết lớn hơn 99%, độ
ẩm 0,2%;
Axit citric: Sử dụng axit citric thực phẩm có độ tinh khiết 99%, độ ẩm 3%.
3.1.2. Hóa chất, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu
Hóa chất: Glucose tinh khiết, DNS, HCl, NaOH, phenolphtalein, etanol, pepton từ casein, cao nấm men, aga...;
Thiết bị: Cân điện tử, chiết quang kế, tủ sấy, bình hút ẩm, máy quang phổ UV-VIS, buồng cấy vô trùng...;
Dụng cụ: Dao, thớt, bếp và bình gas, bếp điện, cân kĩ thuật, chén sấy, cân đồng hồ, đũa thủy tinh, bình tam giác, bình định mức, đĩa petri...
3.2. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Thí nghiệm được triển khai ở quy mô phòng thí nghiệm, với giống chanh leo vỏ tím trồng ở phía Bắc Việt Nam.
3.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
3.3.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của trạng thái nguyên liệu và thời gian chần đến chất lượng sản phẩm đến chất lượng sản phẩm
3.3.2. Nghiên cứu công thức phối chế thích hợp cho sản phẩm
3.3.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy lần 2 đến chất lượng sản phẩm 3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm sản phẩm đến thời hạn tồn trữ và 3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm sản phẩm đến thời hạn tồn trữ và chất lượng chanh leo sấy dẻo
3.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.4.1. Phương pháp công nghệ 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;