3.1.1 Địa điểm
Tại phòng thí nghiệm công nghệ sinh học thuộc khoa Công nghệ thực phẩm và Công nghệ sinh học của trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ.
3.1.2 Thời gian: từ ngày 1/3/2021 đến ngày31/5/2021
3.1.3 Nguyên liệu
Thanh long ruột đỏ được cung cấp từ vườn huyện Thới Lai và khóm được cung cấp từ chợ An Hòa, thành phố Cần Thơ. Quả được chọn có khối lượng to, nặng tay, cứng chắc, còn nguyên vẹn, lành lặn, không bị dập nát. Thanh long ruột đỏ đạt độ chín thích hợp, vỏ có màu đỏ đều, khoảng 75% màu đỏ đậm xuất hiện trên bề mặt vỏ, các tai màu xanh. Chọn khóm ở độ chín sinh lý, không có dấu hiệu chưa chín như mờ đục, không mùi, thịt quả quá xốp hoặc quá chín như thịt quả lên men.
3.2 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU3.2.1 Hóa chất 3.2.1 Hóa chất
- Enzyme petinase (Trung Quốc) - NaOH (Trung Quốc)
-Na2SO4 bão hòa (Trung Quốc) - Acid oxalic (Trung Quốc) - KIO3/KI (Trung Quốc) - CH3COOH (Trung Quốc) - CaCl2 (Trung Quốc) - AgNO3 (Trung Quốc)
- Ascorbic acid (Trung Quốc)
- Acid dinitrosalicylic (DNS) (Trung Quốc) - Glucose tinh khiết
- Cồn 90° và cồn 80°
- HCl (Trung Quốc)
- Pb(CH3COOH)2 (Trung Quốc)
3.2.2 Thiết bị, dụng cụ
- Bình tam giác (Trung Quốc) - Bể điều nhiệt
-Cân điện tử (Sky Jadever, Đài Loan) - Pipet
- Máy đo quang phổ UV – VIS (Mỹ)
- Bình định mức (Đức) - Brix kế (Atago, Nhật Bản) - Cốc thủy tinh (Trung Quốc) - pH kế (Đức)
- Một số dụng cụ thường dùng trong phòng thí nghiệm: thao, rỗ, nồi, dao,…
3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1 Quy trình nghiên cứu sản phẩm nước thanh long ruột đỏ - khóm dự kiến
3.3.1.1 Sơ đồ quy trình dự kiến
Hình 3.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu sản phẩm nước thanh long −¿ khóm dự kiến
3.3.1.2 Thuyết minh quy trình
Sơ chế nguyên liệu
Đây là khâu quan trọng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm. Nguyên liệu thanh long ruột đỏ và khóm được chọn dựa theo các tiêu chí đã được trình bày ở phần 3.1.3.
Nguyên liêu đạt yêu cầu được rửa với nước sạch để loại bỏ đất cát, bụi bặm, vi sinh vật hoặc hóa chất dùng trong nông nghiệp để chống sâu bọ, bệnh tật… Sau khi rửa, thanh long được loại bỏ vỏ, nhúng qua dung dịch vitamin C 5% và trữ đông. Thanh long khi sử dụng được rã đông 1 ngày ở tủ mát rồi băm nhuyễn, để riêng. Khóm
Ủ thêm 30 phút Lọc Phối trộn Gia nhiệt Khóm Ép Lọc Rót chai Thanh trùng Thanh long ruột đỏ
Xử lý sơ bộ Lọc
Sản phẩm
Enzyme pectinase
Đường và ascorbic acid
được loại bỏ vỏ và cắt nhỏ để thuận lợi cho quá trình ép tiếp theo.
Ép
Ép khóm nhằm tách dịch quả ra khỏi nguyên liệu. Dưới tác dụng lực cơ học, máy ép sẽ phá vỡ cấu trúc, làm giảm kích thước của nguyên liệu và cho dịch quả thoát ra dễ dàng. Khóm được cho vào máy ép sau đó sẽ được ép tách bã và dịch ép riêng. Dịch ép thu hồi được lọc thô qua vải lọc và được đựng vào cốc để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo.
Bổ sung enzyme pectinase
Thanh long sau khi băm nhuyễn và phối trộn với nước theo tỷ lệ 1:2 được bổ sung enzyme pectinase theo tỷ lệ và thời gian thích hợp nhằm tăng hiệu suất lọc và cải thiện độ trong của dịch quả. Đem lọc hỗn hợp dịch thanh long sau ủ sau đó phối trộn với tỷ lệ khóm thích hợp và ủ thêm 30 phút.
Lọc
Hỗn hợp dịch thanh long và khóm sau khi ủ xong được lọc qua vải lọc, thu lấy dịch quả qua vải lọc. Mục đích lọc nhằm loại bỏ bã lọc ra khỏi dịch lọc sau khi xay, nghiền và cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm.
Phối trộn
Sau khi thu được dịch thanh long và khóm, tiến hành phối trộn dịch ép với đường và ascorbic acid theo tỷ lệ thích hợp làm cho mùi vị màu sắc sản phẩm được hài hòa và đặc trưng hơn.
Gia nhiệt
Sau khi phối trộn dịch quả thành hỗn hợp đồng nhất, tiến hành gia nhiệt với nhiệt độ 85 oC trong 10 phút nhằm vô hoạt enzyme và giúp hòa tan các chất phụ gia giúp hỗn hợp dịch quả đồng nhất, giúp bài khí để chuẩn bị cho công đoạn rót chai.
Rót chai
Công đoạn này được thực hiện khi kết thúc quá trình lọc nóng (lọc nóng ngay sau khi gia nhiệt). Khi rót nóng lượng hơi nước bốc lên từ dịch quả sẽ đẩy không khí ra khỏi khoảng không của chai, giúp quá trình bài khí đạt hiệu quả cao hơn. Rót chai nhằm ngăn cách nước quả với môi trường không khí và vi sinh vật bên ngoài.
Đây là một quá trình quan trọng có ảnh hưởng tới thời gian bảo quản lâu dài của sản phẩm giúp hạn chế các quá trình oxy hóa làm cho chất dinh dưỡng ít bị tổn thất, hạn chế sự thay đổi hương vị, màu sắc của sản phẩm. Khi rót chai cần chú ý tạo khoảng không trên đỉnh chai bằng cách rót dịch cách đỉnh chai khoảng 2 −¿ 3 cm. Sau đó tiến hành ghép nắp.
Thanh trùng
Sau khi đóng nắp xong tiến hành thanh trùng ngay với nhiệt độ và thời gian thích hợp nhằm tiêu diệt hay ức chế hoạt động của vi sinh vật, ngăn ngừa sản phẩm bị hư hỏng, thối rửa và kéo dài thời gian bảo quản.
Sản phẩm sau thanh trùng được làm nguội ở nhiệt độ phòng. Quá trình làm nguội cần tiến hành nhanh để tránh sự biến đổi của sản phẩm dưới tác dụng của nhiệt độ cao.
Sản phẩm
Sản phẩm cuối cùng là nước thanh long ruột đỏ – khóm với màu sắc đặc trưng của sản phẩm, mùi vị thơm ngon.
3.3.2 Bố trí thí nghiệm
3.3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu
- Mục đích: Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào, chuẩn bị cho các công đoạn sau.
- Cách tiến hành: Thanh long ruột đỏ và khóm được lựa chọn theo các tiêu chí đã trình bày ở phần 3.1.3. Sau khi đã lựa chọn xong, khóm được rửa sạch, loại bỏ vỏ cắt nhỏ rồi đem ép lấy dịch quả. Thanh long được rã đông và băm nhuyễn. Phần dịch ép khóm sau khi lọc và thanh long sau băm được sử dụng làm mẫu để phân tích thành phần nguyên liệu.
Các chỉ tiêu phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu được trình bày ở Bảng 3.1 như sau:
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu
Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Đơn vị
Độ ẩm Sấy khô đến khối lượng không đổi %
Hàm lượng pectin Phương pháp calcium pectate % Hàm lượng đường khử và đường tổng số Phương pháp DNS % Hàm lượng vitamin C Chuẩn độ bằng phương pháp sử
dụng iod %
Hàm lượng betacyanin tổng số Phương pháp đo quang phổ (Wong
và Siow, 2015) mg/100g
pH Máy đo pH -
Tổng hàm lượng chất khô hòa tan Brix kế °Brix
Ghi chú “−¿” không thể hiện được giá trị.
Các chỉ tiêu được thực hiện qua 3 lần lặp lại.
3.3.2.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ enzyme pectinase và thời gian xử lý enzyme đến hiệu quả trích ly dịch thanh long
a. Mục đích
Xác định được nồng độ và thời gian xử lý bằng enzyme làm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả và cải thiện độ trong, nâng cao giá trị cảm quan sản phẩm.
b. Bố trí thi nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 2 nhân tố (nhân tố A và B) với 3 lần lặp lại.
Nhân tố A: nồng độ enzyme pectinase (% khối lượng theo khối lượng hỗn hợp thanh long và nước)
A1: 0,1 A2: 0,2 A3: 0,3 Nhân tố B: Thời gian (phút)
B1: 90 B2: 120 B3: 150
Tổng số nghiệm thức là 9 với 27 đơn vị thí nghiệm
Khối lượng mẫu nguyên liệu cố định 100 g thanh long ruột đỏ/nghiệm thức Sơ đồ bố trí thí nghiệm như Hình 3.2.
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ enzyme pectinase và thời gian xử lý enzyme đến hiệu quả trích ly dịch thanh long
Xử lý Phối trộn A1 A2 A3 B2 B1 B3 B1 B2 B3 B1 B2 B3 Lọc … Nguyên liệu Sản phẩm
c. Tiến hành thí nghiệm
Thanh long ruột đỏ và khóm được lựa chọn theo các tiêu chí đã trình bày ở phần 3.1.3. Sau khi đã lựa chọn xong, khóm được rửa sạch, loại bỏ vỏ cắt nhỏ rồi đem ép lấy dịch quả. Thanh long được rã đông, băm nhuyễn rồi cố định nước thêm vào so với hỗn hợp thanh long là 1:2 rồi bổ sung enzyme pectinase theo nồng độ được bố trí như trên (nồng độ enzyme tính theo khối lượng hỗn hợp thanh long và nước). Ủ ở nhiệt độ 50 ℃ trong thời gian 90 phút, 120 phút và 150 phút. Sau đó lọc hỗn hợp thanh long bổ sung enzyme qua vải lọc, lấy dịch lọc. Phối trộn 2 dịch quả theo tỷ lệ thanh long : khóm cố định là 4:1 rồi ủ thêm 30 phút sau đó lọc lấy dịch lọc phối trộn đường 10% và ascorbic acid 0,4% (so với tổng hỗn hợp dịch quả thanh long, nước và khóm bổ sung). Tiến hành giai nhiệt rót chai và thanh trùng theo thời gian 10 phút ở nhiệt độ 80 oC. Sau đó đánh tiến hành tính hiệu suất thu hồi, đo độ trongvà chọn tỷ lệ phù hợp.
d. Chỉ tiêu theo dõi
- Hiệu suất thu hồi (%).
- Độ trong (độ truyền quang T).
3.3.2.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ phối trộn của dịch ép thanh long ruột đỏ và dịch ép khóm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
a. Mục đích
Xác định tỷ lệ phối trộn giữa dịch ép thanh long ruột đỏ và dịch ép khóm phù hợp giúp tăng giá trị cảm quan của sản phẩm.
b. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 1 nhân tố (nhân tố C) với 3 lần lặp lại.
Nhân tố C: tỷ lệ nước thanh long ruột đỏ : dịch ép khóm (tỷ lê theo thể tích) C1: 3:1 C2: 4:1 C3: 5:1
Tổng số nghiệm thức là 3 với 9 đơn vị thí nghiệm
Khối lượng mẫu nguyên liệu cố định 100 g thanh long ruột đỏ/ nghiệm thức Sơ đồ bố trí thí nghiệm như Hình 3.3.
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ phối trộn của dịch ép thanh long ruột đỏ và dịch ép khóm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
c. Tiến hành thí nghiệm
Thanh long ruột đỏ và khóm được lựa chọn theo các tiêu chí đã trình bày ở phần 3.1.3. Sau khi đã lựa chọn xong, khóm được rửa sạch, loại bỏ vỏ cắt nhỏ rồi đem ép lấy dịch quả. Thanh long được rã đông, băm nhuyễn rồi cố định nước thêm vào so với hỗn hợp thanh long là 1:2 và bổ sung enzyme pectinase theo tỷ lệ phần trăm và thời gian tối ưu ở thí nghiệm 1. Sau đó lọc hỗn hợp thanh long bổ sung enzyme qua vải lọc, lấy dịch lọc. Phối trộn 2 dịch quả theo tỷ lệ thanh long : khóm theo tỷ lệ bố trí như trên rồi ủ thêm 30 phút sau đó lọc lấy dịch lọc phối trộn đường 10% và ascorbic acid 0,4% (so với tổng hỗn hợp dịch quả thanh long, nước và khóm bổ sung). Tiến hành giai nhiệt rót chai và thanh trùng theo thời gian 10 phút ở nhiệt độ 80 oC. Làm nguội và đánh giá cảm quan.
d. Chỉ tiêu theo dõi
- Cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái dịch quả).
3.3.2.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát nồng độ đường và ascorbic acid ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
a. Mục đích
Xác định được nồng độ đường và ascorbic acid bổ sung phù hợp đảm bảo chất lượng sản phẩm.
b. Bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 2 nhân tố (nhân tố D và E) với 3 lần lặp lại.
Nguyên liệu
Xử lý sơ bộ Lọc
...
Phối trộn Gia nhiệt
C1 C2 C3
Sản phẩm
Nhân tố D: hàm lượng đường (% khối lượng so với khối lượng hỗn hợp dịch ép thanh long, nước và khóm)
D1: 8 D2: 10 D3: 12
Nhân tố E: Hàm lượng ascorbic acid (% khối lượng so với khối lượng hỗn hợp dịch ép thanh long, nước và khóm)
E1: 0,2 E2: 0,4 E3: 0,6
Tổng số nghiệm thức là 3 với 27 đơn vị thí nghiệm
Khối lượng mẫu nguyên liệu cố định 100 g thanh long ruột đỏ/ nghiệm thức Sơ đồ bố trí thí nghiệm như Hình 3.4.
Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát tỷ lệ đường và ascorbic acid ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm Xử lý sơ bộ Phối trộn D1 D2 D3 E2 E1 E3 E1 E2 E3 E1 E2 E3 Gia nhiệt … … Nguyên liệu Sản phẩm
c. Tiến hành thí nghiệm
Thực hiện công đoạn xử lý nguyên liệu, lọc, phối chế dịch ép theo tỷ lệ tối ưu ở các thí nghiệm 1 và 2. Bổ sung đường và ascorbic acid theo tỷ lệ bố trí thí nghiệm như trên (hàm lượng đường và ascorbic acid được tính theo khối lượng hỗn hợp dịch ép thanh long, nước và khóm). Tiến hành gia nhiệt rót chai và thanh trùng theo thời gian 10 phút và nhiệt độ 80 oC. Sau đó đánh giá cảm quan, xác định hàm lượng betacyanin tổng và chọn tỷ lệ phù hợp.
d. Chỉ tiêu theo dõi
- Cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái dịch quả). - Hàm lượngbetacyanin tổng.
3.3.2.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm
a. Mục đích
Xác định được chế độ thanh trùng thích hợp giúp tiêu diệt vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm.
b. Bố trí thi nghiệm
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 2 nhân tố (nhân tố G và H) với 3 lần lặp lại.
Nhân tố G: Nhiệt độ (oC)
G1: 75 G2: 80 G3: 85 Nhân tố H: Thời gian (phút)
H1: 5 H2: 10 H3: 15
Tổng số nghiệm thức là 3 với 27 đơn vị thí nghiệm
Khối lượng mẫu nguyên liệu cố định 100 g thanh long ruột đỏ/ nghiệm thức Sơ đồ bố trí thí nghiệm như Hình 3.5.
Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm
c. Tiến hành thí nghiệm
Tiến hành các bước xử lý nguyên liệu, lọc, phối chế dịch ép, đường, ascorbic acid theo tỷ lệ thích hợp thí nghiệm 1, 2 và 3 và tiến hành thanh trùng theo bố trí thí nghiệm như trên. Đánh giá cảm quan, kiểm tra tổng số vi sinh vật hiếu khí, xác định hàm lượng betacyanin tổng và chọn chế độ thanh trùng phù hợp.
d. Chỉ tiêu theo dõi
- Đánh giá cảm quan (màu sắc, mùi, vị, trạng thái). - Kiểm tra tổng số vi sinh vật hiếu khí.
- Xác định hàm lượng betacyanin tổng.
3.3.2.6 Đánh giá chất lượng sản phẩm
Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích các thành phần hóa học của sản phẩm được trình bày trong Bảng 3.2 như sau:
Xử lý sơ bộ Thanh trùng G1 G2 G3 H2 H1 H3 H1 H2 H3 H1 H2 H3 … Nguyên liệu Sản phẩm
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích thành phần hóa học của sản phẩm
Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Đơn vị
pH Máy đo pH −¿
Hàm lượng đường khử và
đường tổng số Phương pháp DNS %
Hàm lượng acid tổng số Chuẩn độ bằng dung dịch NaOH % Hàm lượng vitamin C Chuẩn độ bằng phương pháp sử dụng iod % Hàm lượng betacyanin tổng số Phương pháp đo quang phổ (Wong và Siow,
2015) mg/100g
Tổng hàm lượng chất khô hòa
tan Brix kế °Brix
Ghi chú “−¿” không thể hiện được giá trị.
Chất lượng vi sinh của sản phẩm được đánh giá dựa trên quy định số 46/2007/QĐ - BYT về việc ban hành “Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong thực phẩm” của Bộ Y Tế ban hành ngày 19/12/2007 được trình bày ở Bảng 3.3.
Bảng 3.3 Chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm
Chỉ tiêu Kết quả Đơn vị
Tổng số bào tử nấm men – nấm mốc 10 CFU/ ml
Tổng số vi sinh vật hiếu khí 102 CFU/ ml
Coliforms 10 CFU/ ml
E.coli Không có CFU/ ml
Cl. Perfringens Không có CFU/ ml
S.aureus Không có CFU/ ml
Streptococci faecal Không có CFU/ ml
(số 46/2007/QĐ-BYT).
Sản phẩm được gửi mẫu kiểm tra một số chỉ tiêu vi sinh tại Trung tâm chất lượng nông lâm thủy sản vùng 6, địa chỉ: 386 Cách mạng tháng 8, phường Bùi Hữu Nghĩa, quận Bình Thủy, thành phố Cần Thơ và Vinacert – Control, địa chỉ: F2 – 63, đường số