M Ở ĐẦU
2. Ý nghĩa thực tiễn của đề t ài
3.3.4. Quá trình tối ưu hóa tỷ lệ phối trộn phụ gia dựa vào phần mềm Design-
Design-Expert 8.0.7.1
3.3.4.1. Ảnh hưởng của mỗi yếu tố đến độ bền đông kết của sản phẩm mô
Hình 3.1: Ảnh hưởng của tinh bột biến tính đến độ bền đông kết của sản phẩm
* Nhận xét và thảo luận:
Từ kết quả xử lý bằng phần mềm Design-Expert 8.0.7.1, đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ tinh bột biến tính đến độ bền đông kết của sản phẩm cho thấy: khi tăng tỷ lệ phối trộn từ 2,6% đến 3%, lúc đầu độ bền đông kết tăng dần ở lượng tinh bột từ 2,6% đến 2,9%, đạt cực đại ở khoảng 2,83% đến 2,88% và sau đó thì giảm dần.
Nguyên nhân của hiện tượng này là do tinh bột biến tính dễ hòa tan không vón cục, có khả năng hút và giữ nước cao nhờ liên kết hydro và khả năng hydrat hóa mạnh của gốc phosphate. Sự hình thành mạng lưới gel, ngoài liên kết giữa protein cá với protein cá còn có liên kết giữa tinh bột và protein cá, tinh bột với tinh bột.
Tinh bột biến tính đồng tạo gel với protein thịt cá nhờ liên kết hydro, liên kết không phân cực, lực Vander Waals ngoài ra còn có lực liên kết tĩnh điện do gốc ion phosphate được gắn vào tinh bột làm cho sản phẩm có sự đàn hồi, dẻo dai và có độ chắc hơn so với sản phẩm không bổ sung tinh bột biến tính.
Nhưng khi bổ sung tinh bột biến tính nhiều nó sẽ hút nước và hình thành liên kết giữa tinh bột với tinh bột nhiều, làm cho hàm ẩm của sản phẩm giảm, dẫn đến
sản phẩm bị khô và mất đi tính chất đàn hồi, dẻo dai vì vậy mà độ bền đông kết của sản phẩm giảm.
Vì vậy cho nên phải chọn tỷ lệ tinh bột phối trộn thích hợp để sản phẩm đạt được chất lượng cao nhất. Từ kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm Design-Expert 8.0.7.1, thì sản phẩm có chất lượng tốt nhất ở tỷ lệ tinh bột ở khoảng 2,83% đến 2,88% ứng với tỷ lệ sorbitol là 0,8%, đường 0,8%.
Hình 3.2: Ảnh hưởng của sorbitol đến độ bền đông kết của sản phẩm
* Nhận xét và thảo luận:
Khi cố định tỷ lệ tinh bột là 2,8% và tỷ lệ đường là 0,8% và cho chạy tỷ lệ sorbitol từ 0,4% - 1,2%. Từ đồ thị nhận thấy rằng kết quả đo độ bền đông kết lúc đầu tăng dần và đạt cực đại ở khoảng 0,91% - 0,96%, nhưng sau đó nếu tiếp tục tăng tỷ lệ sorbitol thì độ bền đông kết của sản phẩm lại giảm.
Không giống như tinh bột, sorbitol không liên kết trực tiếp với protein, mà thông qua lớp vỏ hydrat trung gian. Do sorbitol có chứa nhiều nhóm -OH, một nhóm –OH sẽ liên kết với protein thông qua phân tử nước làm cầu nối trung gian. Các nhóm –OH còn lại sẽ liên kết với các phân tử nước. Kết quả tạo hai lớp nước kép xung quanh phân tử protein làm cho mạng lưới gel có khả năng giữ nước tốt tạo trạng thái mềm mịn và đàn hồi cao cho sản phẩm.
Hình 3.3: Mô hình liên kết giữa protein và sorbitol trong sản phẩm mô phỏng Tuy nhiên phải sử dụng một tỷ lệ nhất định vì khi lượng sorbitol nhiều sẽ làm cho sản phẩm có hàm ẩm lớn dẫn đến cấu trúc mạng lưới gel lỏng lẻo, độ bền đông kết giảm.
Hình 3.4 : Ảnh hưởng của đường đến độ bền đông kết của sản phẩm
* Nhận xét và thảo luận :
Từ đồ thị cho thấy độ bền đông kết của sản phẩm tăng theo đường thẳng, nghĩa là khi tiếp tục bổ sung đường thì độ bền đông kết của sản phẩm cũng tiếp tục tăng. Nhưng theo tham khảo từ các đề tài trước nếu chọn giới hạn trên của đường cao hơn thì sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng cảm quan của sản phẩm.
Ngoài tác dụng tạo vị và tăng giá trị dinh dưỡng thì đường còn có khả năng giữ nước làm tăng độ bền đông kết cho sản phẩm. Đồng thời đường còn là chất chống biến tính lạnh cho protein trong surimi. Khả năng tạo độ bền đông kết của đường còn có thể tiếp tục tăng nhưng nếu bổ sung lượng đường nhiều sẽ ảnh hưởng đến vị của sản phẩm. Vì vậy cho nên chọn giá trị tối ưu là 1,2%.
Hình 3.5: Mô hình liên kết giữa protein và đường trong sản phẩm mô phỏng
3.3.4.2. Tương tác giữa các yếu tố tác động đến độ bền đông kết của sản phẩm
Hình 3.6: Ảnh hưởng của tinh bột biến tính và sorbitol đến độ bền đông kết của sản phẩm
* Nhận xét: Căn cứ vào bề mặt đáp ứng thấy rằng ban đầu khi tỷ lệ sorbitol và tinh bột biến tính tăng thì độ bền đông kết tăng sau đó đạt cực đại ở vùng có đường đồng mức là 560 (g.cm). Nhưng sau đó nếu tiếp tục tăng tỷ lệ phối trộn thì độ bền đông kết lại giảm. Do đó vùng cực đại của độ bền đông kết nằm trong vùng 560 (g.cm). Tiến hành dò tìm giá trị tối ưu trong vùng này và làm thí nghiệm kiểm chứng, xác định giá trị tối ưu.
Hình 3.7: Ảnh hưởng của tinh bột biến tính và đường đến độ bền đông kết của sản phẩm
* Nhận xét : từ đồ thị thấy rằng ban đầu khi tỷ lệ đường và sorbotol tăng thì độ bền đông kết của sản phẩm tăng. Kết quả của đồ thị cũng cho thấy nếu tiếp tục tăng tỷ lệ đường phối trộn thì độ bền đông kết của sản phẩm cũng sẽ tiếp tục tăng. Nhưng đối với sorbitol khi tương tác với đường thì nó chỉ làm cho sản phẩm đạt độ
bền đông kết tối ưu ở vùng 580 (g.cm), sau đó nếu tiếp tục tăng tỷ lệ phối trộn thì nó lại làm cho độ bền đông kết của sản phẩm giảm.
Từ kết quả xử lý bằng phần mềm Design-Expert 8.0.7.1, ta có được vùng giá trị tối ưu của các thông số trong quy trình sản xuất sản phẩm mô phỏng và giá trị dự đoán của độ bền đông kết được tóm tắtở bảng:
Bảng 3.8: Kết quả tối ưu và giá trị dự đoán
Biến X Tên Giá
trị
Biến
Y
Tên Khoảng dự đoán
X1 Tinh bột biến tính 2,71 X2 Sorbitol 0,95 X3 Đường 1,2 Y Độ bền đông kết 538,935 ÷ 635,871
Để kiểm chứng các giá trị tối ưu, tiến hành xây dựng các giải pháp xung quanh giá trị tối ưu và nằm trong vùng tối ưu.
Bảng3.7: Kết quả các giải pháp kiểm chứng thực nghiệm
STT X1 X2 X3 Y (lần lặp 1) Y (lần lặp 2) Y (lần lặp 3) 1 2,69 0,95 1,2 514 427 541 2 2,70 0,95 1,2 542 434 563 3 2,71 0,95 1,2 572 442 576 4 2,72 0,95 1,2 612 451 587 5 2,73 0,95 1,2 520 412 568
Kết quả thu được từ việc kiểm định các giải pháp xung quanh giá trị tối ưu còn phụ thuộc vào yếu tố nguyên liệu phải đồng nhất, vì ở điều kiện phòng thí nghiệm cho nên chỉ xét sự tương đối giữa các mẫu trong cùng một lần lặp.
Từ bảng kết quả kiểm chứng thực nghiệm thì giá trị tối ưu của các thông số là: - Tinh bột biến tính: 2,72%.
- Sorbitol : 0,95%. - Đường: 1,2%.