3.3.1. Phương pháp xử lý nguyên liệu
- đối với gấc: Chọn quả chắn hoàn toàn, rửa sạch, bổ dọc, bỏ hạt, gọt vỏ. Phần
màng ựỏ của màng gấc còn dắnh lại ở thịt gấc sẽ làm ảnh hưởng ựến màu sắc của sản phẩm. Do ựó chúng tôi cắt thành ựoạn dài 4 ọ 5cm, rồi chần ở nhiệt ựộ 90oC trong 60 giây ựể loại bỏ màng ựỏ trước khi ựem nghiền.
- đối với xoài: Rửa sạch, chần cả quả ở nhiệt ựộ 90oC trong 2 phút, bóc vỏ, bỏ hạt, phần thịt mang ựi nghiền.
- đối với cam: Rửa sạch, bổ ngang, ép lấy dịch bằng máy ép quả. Lọc loại
bỏ xơ, tép cam còn xót lại nhằm tạo dịch ựồng nhất.
3.3.2. Phương pháp bố trắ thắ nghiệm
Các thắ nghiệm ựược tiến hành 3 lần và lấy kết quả trung bình, khối lượng thắ nghiệm 2kg/ mẫu.
Thắ nghiệm 1: Xác ựịnh miền ảnh hưởng của nồng ựộ enzyme, nhiệt
ựộ và thời gian xử lý ựể tìm ra hàm hồi qui có hiệu suất thu hồi cao mà ựảm bảo chất lượng qua các giai ựoạn sau:
Thắ nghiệm 1.1: Xác ựịnh ảnh hưởng của nồng ựộ enzyme:
- Các mẫu lần lượt ựược bổ sung chế phẩm enzyme có nồng ựộ tương
ứng 0,015%; 0,02%; 0,025%; 0,03%; 0,035%; 0,04%.
Song song mẫu thắ nghiệm chúng tôi làm mẫu ựối chứng không bổ sung enzyme và các mẫu cùng ựược tiến hành ở các ựiều kiện:
- Nhiệt ựộ xử lý 35oC. - Thời gian xử lý 1,5 giờ.
Từ ựó xác ựịnh ựược nồng ựộ enzyme thắch hợp. Sau khi kết thúc thắ nghiệm 1.1 chúng tôi chuyển sang thắ nghiệm 1.2.
Thắ nghiệm 1.2: Xác ựịnh miền ảnh hưởng của nhiệt ựộ xử lý:
Sau khi bổ sung chế phẩm enzyme ở cùng một nồng ựộ và giữ ở các nhiệt ựộ thắ nghiệm là 35oC, 40oC, 45oC, 50oC, 55oC và thời gian xử lý là 1,5 giờ.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 27 Từ ựó xác ựịnh ựược nhiệt ựộ xử lý thắch hợp sau ựó chuyển sang thắ nghiệm 1.3.
Thắ nghiệm 1.3: xác ựịnh miền ảnh hưởng của thời gian xử lý:
Các mẫu ựược bổ sung chế phẩm enzyme ở cùng một nồng ựộ, xử lý ở cùng một nhiệt ựộ thắch hợp và giữ ở các thời gian khảo sát khác nhau: 30 phút, 60 phút, 90 phút, 120 phút, 150 phút.
Qua ựó xác ựịnh ựược thời gian xử lý thắch hợp. Tổng hợp ba thắ nghiệm xác ựịnh ựược hàm hồi qui có hiệu suất thu hồi cao nhưng vẫn ựảm bảo chất lượng.
Thắ nghiệm 2: Xác ựịnh tỷ lệ phối chế dịch thịt gấc, cam, xoài. Dựa
vào ựặc ựiểm nguyên liệu của từng loại quả tiến hành phối chế nguyên liệu qua 3 thắ nghiệm ựể tìm ra tỷ lệ phối chế thắch hợp nhất trong ựó dịch cam ựược sử dụng ựể ựiều vị và ựiều hương cho sản phẩm.
Thắ nghiệm 2.1: Xác ựịnh ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch thịt gấc: Các
mẫu lần lượt ựược lấy tỷ lệ dịch gấc 7%, 9%, 11%, 13%, 15%, 17% và phối chế với dịch xoài là 5%, dịch cam là 5%.
Sau khi tìm ựược tỷ lệ dịch gấc phù hợp chuyển thắ nghiệm 2.2.
Thắ nghiệm 2.2: Xác ựịnh ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch cam: Các mẫu
lần lượt ựược phối chế cùng dịch gấc, thay ựổi tỷ lệ dịch cam 3%, 5%, 7%, 9% và phối chế dịch xoài là 5%.
Sau khi xác ựịnh tỷ lệ dịch cam thắch hợp chuyển sang thắ nghiệm 2.3.
Thắ nghiệm 2.3: Xác ựịnh ảnh hưởng của tỷ lệ phối chế dịch xoài: Mẫu ựược
phối chế cùng tỷ lệ dịch gấc, tỷ lệ cam và khảo sát tỷ lệ dịch xoài khác nhau 3%, 5%, 7%, 9%.
Sau khi tìm ựược tỷ lệ phối chế dịch xoài phù hợp ựề xuất quy trình sản xuất nước quả giàu β Ờ caroten.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 28
3.3.3. Phương pháp xác ựịnh các chỉ tiêu vật lý của nguyên liệu
3.3.3.1. Xác ựịnh khối lượng trung bình của nguyên liệu bằng cân kỹ thuật ựiện tử (ổ0.01g).
3.3.3.2. Xác ựịnh kắch thước trung bình của nguyên liệu bằng thước kẹp (ổ0.02mm).
3.3.3.3. Xác ựịnh tỷ lệ sử dụng cho chế biến (vỏ quả, hạt + bã sau chà, dịch quả) bằng cân kỹ thuật ựiện tử (ổ0.01g), (%).
* đối với gấc:
Xác ựịnh tỷ lệ vỏ quả bằng cách gọt lớp vỏ quả tắnh từ phần có gai vào phần tiếp giáp thịt quả khoảng 10 ọ 12 mm, sau ựó mang ựi cân khối lượng vỏ so với khối lượng cả quả.
Xác ựịnh tỷ lệ hạt bằng cách bổ quả lấy hết phần hạt, màng bám vào thịt quả rồi cân khối lượng so với khối lượng cả quả.
* đối với xoài: Bóc lớp vỏ ngoài, cân khối lượng so với khối lượng cả quả. * đối với cam: Bổ ngang quả, tách hạt, cân khối lượng so với khối lượng cả quả.
Tỷ lệ vỏ quả (%) = KL vỏ quả x 100%/ KL nguyên liệu Tỷ lệ hạt (%) = KL hạt x 100%/ KL nguyên liệu
Tỷ lệ thịt quả (%) = KL thịt quả x 100%/ KL nguyên liệu
3.3.3.4.Xác ựịnh hiệu suất thu hồi: sử dụng bằng cân kỹ thuật ựiện tử có ựộ chắnh xác (ổ0.01g).
đối với gấc, xoài: sau khi nghiền, xử lý chế phẩm enzyme, lọc và lấy dịch lọc thu ựược so sánh với khối lượng trước khi xử lý enzyme. Riêng cam không xử lý enzyme nên chỉ áp dụng sau khi qua máy vắt, lọc và lấy dịch lọc cân so khối lượng cả quả.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 29
3.3.4. Phương pháp xác ựịnh các chỉ tiêu hoá sinh
3.3.4.1. Phương pháp lấy mẫu
∗ Nguyên liệu có khối lượng từ 25 ọ 250 g (cam) dùng dao bổ dọc
1/2, lấy 1/4 mỗi quả trên ắt nhất 5 quả lấy ngẫu nhiên trong số nguyên liệu dùng cho chế biến, tập hợp lại mang ựi ép lấy dịch. ∗ Nguyên liệu có khối lượng ≥ 250 g (xoài, gấc) dùng dao bổ dọc từ
ựầu ựến ựuôi quả, lấy mẫu thô từ 1/6 ọ 1/10 mỗi quả trên ắt nhất 3 quả nguyên liệu chuẩn bị chế biến. Cắt nhỏ, trộn ựều từ các mẫu trên mang nghiền ựược gọi là mẫu trung bình.
3.3.4.2. Hàm lượng chất khô hoà tan (0Bx) ựược xác ựịnh bằng chiết quang kế (refactometer)
3.3.4.3. Hàm lượng axit hữu cơ tổng số ựược xác ựịnh bằng phương pháp trung hòa theo TCVN 4589-88
3.3.4.4. độ nhớt của nguyên liệu ựược xác ựịnh bằng máy ựo ựộ nhớt BROOKFIELD VISCOMETER (DVII +Pro)
3.3.4.5. Hàm lượng β Ờ caroten ựược xác ựịnh bằng phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao áp (HPLC)
∗ Nguyên tắc: Dùng các dung môi ether petrol và nỜhexan ựể tách chiết
β-caroten từ mẫu, sau ựó ựưa một lượng nhỏ mẫu vào hệ thống HPLC ựể ựịnh tắnh và ựịnh lượng β-caroten trong mẫu dựa vào sắc ký ựồ của hỗn hợp dịch chiết và so sánh với sắc ký ựộ của dung dịch β-caroten chuẩn.
∗ Tiến hành
- Chuẩn bị dung dịch β-caroten chuẩn 1ppm: pha 0,1g β-caroten chuẩn (tinh khiết) trong 100ml pha ựộng (là dung môi của nỜhexan: 2 Ờ propanol tỷ lệ 98:2). Hút 1ml dịch này hòa tan với 1000ml pha ựộng. Dung dịch β-caroten chuẩn thu ựược có nồng ựộ 1ppm.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 30
- Chuẩn bị mẫu: Mẫu ựược ựồng nhất bằng cách nghiền nhỏ, sau ựó
thủy phân trong môi trường kiềm nhằm loại dầu. Chiết β-caroten trong hỗn hợp nhiều lần bằng hỗn hợp dung môi ether petrol và nỜhexan. đo dung dịch chiết trên máy HPLC.
∗ điều kiện sắc ký
- Pha tĩnh: LCỜSi, kắch thước 250x4,6 mm, kắch thước hạt hấp thụ 5ộm. - Pha ựộng: hỗn hợp dung môi của n Ờ hexan: 2 Ờ propanol tỷ lệ 98:2. - Tốc ựộ dòng pha ựộng: 1ml/ phút.
- Nhiệt ựộ lò ựặt pha tĩnh là 40oC.
∗ Tắnh kết quả: Dựa vào sắc ký ựồ, ựo thể tắch peak của mẫu nghiên cứu. Hàm lượng β -caroten ựược tắnh theo công thức sau:
C= m S V S C c m c ừ ừ ừ ừ 100 , (ộg%) Trong ựó:
C: Hàm lượng β-caroten trong mẫu (ộg%) Cc: Nồng ựộ dung dịch β-caroten chuẩn
Sc: Diện tắch peak của dung dịch β-caroten (mm2)
Sm: Diện tắch peak của dung dịch β-caroten mẫu nghiên cứu (mm2) V: Thể tắch dịch chiết (ml)
M: Khối lượng mẫu (g)
Chúng tôi ựã gửi mẫu thịt gấc, cam, xoài và thành phẩm sang Viện kiểm nghiệm thực phẩm ựể phân tắch hàm lượng β-caroten bằng phương pháp HPLC.
3.3.5. Phương pháp xác ựịnh chỉ tiêu vi sinh vật
3.3.5.1. Tổng số vi khuẩn hiếu khắ theo TCVN 5165 -1990 và Phương pháp phân tắch vi sinh Ờ NXB Giáo dục
3.3.5.2. Số lượng Coliforms và E.coli theo TCVN 5287-1994; TCVN 4882- 2001, phương pháp phân tắch vi sinh Ờ NXB Giáo dục
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 31 3.3.5.3. Tổng số nấm men nấm mốc theo TCVN 5166-1990, phương pháp
phân tắch vi sinh Ờ NXB Giáo dục
3.3.5.4. Xác ựịnh Clostridium pefringens theo thường quy kỹ thuật ựịnh lượng Clostridium perfringens trong thực phẩm- Bộ Y Tế
3.3.6. Phương pháp ựánh giá cảm quan sản phẩm
Thành lập hội ựồng cảm quan gồm 9 thành viên. Lượng nước quả sử dụng: 50ml/1thành viên/ 1lần ựánh giá.
- đánh giá cảm quan vị chua ngọt hài hoà và khả năng chấp nhận sản
phẩm theo thang ựiểm Hedonic (thang ựiểm từ 1-9).
- đánh giá cảm quan thang ựiểm 1-5 theo phép thử cho ựiểm.
- Xếp hạng chất lượng sản phẩm theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN
3216-1994 và TCVN 3215-79.
3.3.7. Hiệu suất thu hồi
Hiệu suất thu hồi pure quả (gấc, xoài) tối ưu bằng phương phương pháp quy hoạch thực nghiệm với phần mềm NEMRODW.
Khi nghiên cứu một quá trình công nghệ, ựại lượng ta quan tâm là hiệu suất thu hồi, nồng ựộ dung dịch thu ựược hay hiệu quả kinh tếẦ Các ựại lượng này rất ựa dạng, phụ thuộc vào mục ựắch nghiên cứu. Mối quan hệ giữa các ựại lượng này và các thông số công nghệ thường phức tạp, khó có thể tìm ra bằng lý thuyết. Trong trường hợp này, phương pháp ựược áp dụng phổ biến là coi toàn bộ quy trình công nghệ là một hộp ựen, ựại lượng ta quan tâm là ựầu ra còn các tham số công nghệ ảnh hưởng là ựầu vào [9].
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 32 Khi ựó mối quan hệ giữa các ựại lượng ta quan tâm và các tham số công nghệ ựược biểu diễn bằng hàm số: Y = f(X1, X2,...Xn). Hàm số này gọi là hàm hồi quy. để tìm ựược hàm hồi quy phải tiến hành các thắ nghiệm rồi sau ựó mới dùng phần mềm ựể xử lý số liệu, hàm hồi quy sẽ phản ánh kết quả chân thực hay khác xa thực tế.
để giảm bớt số lượng các thắ nghiệm, người ta ựã lập ra kế hoạch thực nghiệm. Số lượng các thắ nghiệm trong các kế hoạch này phụ thuộc vào số tham số công nghệ và mức ựộ mô tả chắnh xác của hàm hồi quy so với thực tế.
để ựạt ựược mục ựắch nghiên cứu chúng tôi chọn quy hoạch bậc một hai mức tối ưu toàn phần (2k).
Trước khi tiến hành thắ nghiệm, cần phải xác ựịnh khoảng biến thiên của các yếu tố ảnh hưởng bằng cách thực hiện các thắ nghiệm tham dò ựơn yếu tố. Trong các thắ nghiệm này chỉ thay ựổi một yếu tố công nghệ còn các yếu tố công nghệ còn lại ựược giữ nguyên ở một giá trị xác ựịnh, sau ựó mã hóa các yếu tố ựó, mức trên lấy giá trị +1 còn mức dưới lấy giá trị -1, giá trị nằm giữa mức trên và mức dưới ựược gọi là Ộmức khôngỢ hay mức cơ bản, ựược tắnh theo công thức:
Xj = i j j Z Z Z ∆ − 0 (3.1)
Trong ựó: Zj giá trị thực tế của thông số công nghệ vào thứ j. Xj giá trị mã hóa của thông số công nghệ vào thức j. Z0j giá trị thực tế của thông số công nghệ ở mức cơ bản.
Z0j = 2 min max j j Z Z + (3.2)
∆Zi khoảng (bước) thay ựổi yếu tố ựầu vào Z0j = 2 min max j j Z Z − (3.3)
Zjmax giá trị thực tế của thông số công nghệ ở mức trên Zjmin giá trị thực tế của thông số công nghệ ở mức dưới
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 33 Trong trường hợp cụ thể, số yếu tố công nghệ ựầu vào k = 3 số thắ nghiệm sẽ là: N=2k=23=8 ta có phương trình hồi quy như sau:
Y = b0+b1X1+ b2X2+b3X3+b12X1X2+b13X1X3+b23X2X3+b123X1X2X3 (3.4) Trong ựó: b1, b2, b3, b12, b13, b23, b123 là các hệ số hồi quy
X1, X2, X3 giá trị mã hóa của thông số công nghệ ựầu vào Y là hàm mục tiêu
Ma trận kế hoạch thực nghiệm ựược trình bày ở bảng 2.6
Bảng 2.6: Ma trận kế hoạch thực nghiệm
Biến mã hóa Kết quả thắ
nghiệm TN X0 X1 X2 X3 X1X2 X1X3 X2X3 X1X2X3 Y 1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 Y1 2 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 Y2 3 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 Y3 4 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 Y4 5 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 Y5 6 1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 Y6 7 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 Y7 8 1 1 1 1 1 1 1 1 Y8
Sau khi có ựầy ựủ giá trị của Y, ta có thể tắnh ựược các hệ số của phương trình hồi quy b1, b2, b3, b12, b13, b23, b123 theo công thức sau.
bi = N j j ijY X N ∑ =1 1 1 , 0 = ∀j (3.5) biu = N i j iu ijX Y X N∑ =1 1 ∀j,u=1.k (3.6)
Sau khi tắnh ựược các hệ số b, ựể kiểm tra tắnh có nghĩa của các hệ số ta phải làm thắ nghiệm lặp tại tâm kế hoạch. Việc kiểm tra ựược tiến hành theo chuẩn Student.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 34 điều kiện ựể hệ số hồi quy có nghĩa là:
bj≥tb*S(bi) (3.7)
Trong ựó: tb tiêu chuẩn Student tra bảng ở mức có nghĩa p và bậc tự do lặp f2
S(b1) ựộ lệch phân bố b ựược xác ựịnh theo công thức
S211= 0 2 1 0 ) ( 1 1 Y Y m m a a − − ∑ = (3.8) Trong ựó: m số thực nghiệm lặp tại tâm
Ya0 giá trị của thực nghiệm lặp thứ a 0
Y giá trị trung bình cộng của các thắ nghiệm lặp
Sau khi loại bỏ các hệ số không có nghĩa thì chuyển sang kiểm tra tắnh tương hợp của hàm hồi quy chỉ chứa các hệ số có nghĩa và các biến kèm theo nó. Sự tương hợp của mô tả thống kê với bức tranh thực nghiệm ựược kiểm chứng theo tiêu chuẩn Fisher
F= 2 2 1 11 2 f pf du F S S ≤ (3.9)
Trong ựó: Fp,f2,f1 tiêu chuẩn Fisher tra bảng ở mức ý nghĩa p, bậc tự do lặp lại f2=m-1, bậc từ do dư f1= N-1 (3.10)
N số thắ nghiệm
S2dư phương sai dư ựược tắnh theo công thức
S2dư = 2 1 ) ( 1 i N i i Y Y L N − − ∑ = (3.11) L số hệ số có nghĩa trong mô tả thống kê
3.3.8. Phương pháp xử lý số liệu
Các số liệu ựược xử lý trên phần mềm EXCEL, IRISTAT và phần mềm Nemrodw.
Trường đại học Nông Nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sĩ khoa học nông nghiệp ẦẦẦẦẦẦẦẦẦ. 35
PHẦN BỐN: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1. đÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NGUYÊN LIỆU
Nguyên liệu sử dụng trong chế biến thực phẩm nói chung và nước giải khát nói riêng có vai trò rất quan trọng, nó quyết ựịnh ựến chất lượng sản phẩm sau cùng. để ựánh giá ựược nguyên liệu có ựạt ựược yêu cầu cho chế biến hay không thông thường ựược ựánh giá qua các chỉ tiêu cảm quan và hóa sinh.
Trong ựề tài này chúng tôi sử dụng nguyên liệu chế biến là gấc, cam, xoài. Nguyên liệu giàu β-caroten là gấc; xoài và cam hàm lượng ắt hơn, mỗi loại nguyên liệu có ưu và nhược ựiểm riêng. Gấc có hàm lượng β-caroten cao