CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
4.3.2.Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình vi sóng
4.3. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các quá trình sản xuất lên chất lượng sản
4.3.2.Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình vi sóng
Q trình vi sóng là sử dụng sóng điện từ cực ngắn dưới ảnh hưởng của sóng điện từ nước trong thực phẩm chuyển động nhanh mạnh, sinh ra nhiệt và làm chín thức ăn. Chọn q trình vi sóng là vì q trình vi sóng tiết kiệm thời gian và chi phí so với q trình sấy thơng thường, q trình truyền nhiệt vào hạt điều đều hơn, làm hạt điều vàng đều, khơng gây dính khét, cháy xém do q trình rang gây ra.
So với rang thì vi sóng điều cho chất lượng sản phẩm đều hơn vì vi sóng có một bàn xoay bằng kính để xoay trịn ngun liệu, nhờ đó lượng nhiệt sẽ được phân bố đều, quá trình rang phân bố nhiệt khơng đều khó kiểm sốt nhiệt.
Các nghiên cứu đã thực hiện cho thấy có thể diệt khuẩn và mọt trên vật phi kim loại bằng lị vi sóng. Thử nghiệm năm 2006 với lị cơng suất 1000W sấy bọt biển trong 2 phút loại bỏ được 99% các Coliform, E.coli và thể thực khuẩn Bacteriophage MS2. Bào tử Bacillus cereus cứng đầu thì cần đến 4 phút. Mọt trong gạo ngơ khơ thì bị chết khá nhanh, chỉ cần 20 giây cho 1kg [41].
Q trình vi sóng làm biến đổi các tính chất cơ lý của hạt điều làm độ bền cơ học của hạt giảm, độ giòn tăng lên, tiêu diệt một phần vi sinh vật có trong hạt. Khi tăng nhiệt độ các phản ứng hoá học trong hạt điều diễn ra làm tăng mùi vị, màu sắc cho sản phẩm.
Q trình vi sóng cần xác định 2 yếu tố là cơng suất vi sóng và thời gian tiến hành vi sóng để hạt điều đạt được màu sắc đẹp mắt, hương thơm dậy và vị không gây đắng làm tăng chất lượng cảm quan cho sản phẩm sữa hạt điều thành phẩm.
4.3.2.1. Kết quả khảo sát mức cơng suất của lị vi sóng sử dụng
Dựa vào kết quả đánh giá cảm quan theo phương pháp so hàng thị hiếu giữa ba mức cơng suất vi sóng lần lượt là 350W, 460W, 600W (Phụ lục 3), chúng tơi có được bảng số liệu như sau:
Bảng 4.7 Mức độ ưa thích của người thử về 3 mức cơng suất
Số người xếp hạng Cơng suất vi sóng
350W 460W 600W
1 5 32 23
2 29 16 15
3 26 12 22
Tổng hạng mẫu thử 141 100 119
Kết quả chi tiết của phần này được đính kèm trong phụ lục 3
Từ bảng kết quả đánh giá cảm quan phép thử so hàng 3 mẫu sữa hạt điều khác nhau về mức công suất vi sóng, ta tính được tổng hạng của 3 sản phẩm. Dùng kiểm định Friedman để xử lý số liệu (ở mức ý nghĩa α = 0,05).
2 2 2 12 .(141 100 119 ) 3.60.(3 1) 14,03 60.3.(3 1) test F
Tra Bảng Giá trị tới hạn (F) của phương pháp Friedman với độ rủi ro 5% ta có Fbảng =
5,99
Ta có: Ftest > Ftra (14,03 > 5,99) cho thấy có một sự khác biệt tồn tại giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa α = 0,05. Vậy có sự khác biệt tồn tại có ý nghĩa giữa 3 mẫu sữa hạt điều.
Do đó LSRD (sự khác biệt thứ hạng nhỏ nhất có ý nghĩa) cần được sử dụng để xác định cụ thể mẫu nào có sự khác biệt thứ tự ưu tiên nhỏ nhất có nghĩa ở mức ý nghĩa 5%.
60.3.(3 1)
SRD 1,96. 21,5
6
L
Những mẫu thử có hiệu số giữa các cặp tổng hạng lớn hơn 21,5 được xem là khác nhau có nghĩa. Kết quả được tổng kết trong bảng sau:
Bảng 4.8 Tổng kết quả xếp dãy cho 3 sản phẩm sữa hạt điều
Mẫu thử Tổng hạng Mức ý nghĩa
A 141 a
B 100 b
C 119 b
Những mẫu có cùng ký tự là khơng khác nhau có ý nghĩa (p < 0,05)
Theo nhận xét của một số cảm quan viên thì chế độ vi sóng ở cơng suất 460W cho ra mẫu sữa có màu trong, vị thanh màu trắng sữa, mịn, vị béo ngọt vừa phải, thơm điều, độ sánh vừa phải, thơm mùi điều rõ, màu sẫm (cho là màu đặc trưng của sữa điều), ngọt béo vừa phải tuy nhiên một số cảm quan viên trong số 12 người cho điểm xếp hạng 3 thì cho rằng sản phẩm sữa điều có vị lạ, có vẻ chưa chín lắm, mùi khó chịu, lạt, mùi khó chịu rất nồng, cịn mùi ơi dầu, lạt màu xấu, có mùi khét, mùi đắng nhẹ, nhạt. Vì vậy, mức ở cơng suất 460W sẽ là mức cơng suất vi sóng tối ưu.
4.3.2.2. Kết quả khảo sát thời gian vi sóng hạt điều
Thực hiện tương tự phép thử so hàng thị hiếu như ở thí nghiệm mục 4.3.1 cho kết quả:
Bảng 4.9 Mức độ ưa thích của người thử về 5 mức thời gian vi sóng
Số người xếp hạng Thời gian vi sóng ở cơng suất 460W
4 phút 6 phút 8 phút 10 phút 12 phút 1 9 6 23 18 4 2 8 14 12 14 12 3 11 17 17 10 5 4 12 14 3 16 15 5 20 9 5 2 24 Tổng hạng mẫu thử 206 186 135 150 223
Kết quả chi tiết của phần này được đính kèm trong Phụ lục 4
Từ bảng kết quả đánh giá cảm quan phép thử so hàng 5 mẫu sữa hạt điều khác nhau về mức cơng suất vi sóng, ta tính được tổng hạng của 5 sản phẩm. Dùng kiểm định Friedman để xử lý số liệu (ở mức ý nghĩa α = 0,05).
2 2 2 2 2 12 .(206 186 135 150 223 ) 3.60.(5 1) 36,57 60.5.(5 1) test F
Tra Bảng Giá trị tới hạn (F) của phương pháp Friedman với độ rủi ro 5% ta có Fbảng =
5,99
Ta có: Ftest > Ftra (36,57 > 5,99) cho thấy có một sự khác biệt tồn tại giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa α = 0,05. Vậy có sự khác biệt tồn tại có ý nghĩa giữa 5 sản phẩm sữa hạt điều.
Do đó LSRD (sự khác biệt thứ hạng nhỏ nhất có ý nghĩa) cần được sử dụng để xác định cụ thể mẫu nào có sự khác biệt thứ tự ưu tiên nhỏ nhất có nghĩa ở mức ý nghĩa 5%.
60.5.(5 1)
SRD 1,96. 33,9
6
L
Những mẫu thử có hiệu số giữa các cặp tổng hạng lớn hơn 33,9 được xem là khác nhau có nghĩa. Kết quả được tổng kết trong bảng sau:
Bảng 4.10 Tổng kết quả xếp dãy cho 3 sản phẩm sữa hạt điều
Mẫu thử Tổng hạng Mức ý nghĩa A 206 ac B 186 a C 135 b D 150 b E 223 c
Những mẫu có cùng ký tự là khơng khác nhau có ý nghĩa (p < 0,05)
Nhận xét:
Có sự khác biệt tồn tại có ý nghĩa giữa các sản phẩm (p < 0,05)
Trong đó sản phẩm được lựa chọn nhiều nhất là sản phẩm sữa có điều nguyên liệu vi sóng trong khoảng thời gian 8 phút.
Ở mức thời gian 8 phút và 10 phút thì kết quả khác biệt khơng có nghĩa. Tuy nhiên, theo đánh giá của các cảm quan viên trong q trình khảo sát, thử mẫu: sản phẩm có hương thơm đặc trưng của điều, có vị béo, có vị ngọt thanh, màu trắng sữa được nhiều người lựa chọn.
Các mẫu vi sóng trong khoảng thời gian 4 phút, 6 phút và 12 phút thì được ít người lựa chọn và khác biệt có nghĩa với mẫu vi sóng 8 phút và 10 phút nhiều cảm quan viên khơng cho điểm cao vì màu sắc đậm khơng thu hút và chưa dậy mùi đặc trưng của sữa điều.
Vì vậy, mức thời gian phút ở cơng suất 460W sẽ là mức thời gian vi sóng tối ưu.
4.3.3. Nghiên cứu nâng cao hiệu suất thu hồi chất khô bằng thủy phân với enzyme α - amylase α - amylase
Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme lên hiệu quả quá trình thủy phân nhằm tiết kiệm chi phí, thời gian năng lượng mà lượng thu hồi chất khơ cao giúp giúp các q trình tiếp theo được diễn ra một cách dễ dàng, giảm giá thành và mang lại sản phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao.
4.3.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của thời gian xử lý enzyme lên hiệu quả quá trình thủy phân
Theo Choi và cộng sự, 2010 [42], thời gian xử lý cũng là một tham số q trình quan trọng bởi nó ảnh hưởng đến q trình chuyển hóa tinh bột thành dextrin và khối lượng chất khơ tổng của dịch sữa, tức là enzyme có thể phản ứng lâu hơn với chất nền sự chuyển đổi tinh bột thành dextrin sẽ lớn hơn và đến một giới hạn nhất định.
Trong sản xuất việc xác định được thời gian thủy phân hợp lý có ý nghĩa quan trọng về mặt kỹ thuật. Quá trình thủy phân tinh bột bởi α-amylase gồm nhiều giai đoạn. Ban đầu cơ chất bị thủy phân tạo lượng lớn dextrin phân tử thấp, độ nhớt hồ tinh bột giảm nhanh. Sau đó các dextrin này bị phân cách tiếp tục tạo các mạch ngắn dần và bị phân giải chậm đến glucose và maltose [43].
Hình 4.2 Ảnh hưởng của thời gian xử lý bằng enzyme (phút) đến hiệu suất thu hồi chất khô tổng của dịch sữa (g/100g)
Dữ liệu được trình bày dưới dạng . Các mức đánh dấu bằng các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p < 0,05).
Kết quả chi tiết của phần này được đính kèm trong phụ lục 6.
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân lên hiệu suất thu hồi chất khô của dịch sữa được thể hiện ở hình 4.2. Theo đó, sự thay đổi của hàm lượng chất khơ có ý nghĩa thống kê (p < 0,05) ở hầu hết các thời gian thủy phân được bố trí. Cụ thể ở mẫu có thời gian thấp nhất 10 phút, hàm lượng chất khô thu được là thấp nhất và ở thời gian 30 phút thì lượng chất khơ tăng đáng kể và nó khác biệt có ý nghĩa so với mẫu cịn lại.
Nhận thấy có sự khác nhau giữa các khoảng thời gian thủy phân nhưng 30 phút thủy phân được thể hiện ở cột thứ 3 của đồ thị, nằm khác hẳn so với 4 mức thời gian cịn lại. Hàm lượng chất khơ khi thủy phân 30 phút gần tương đương so với 60 phút hoặc 90 phút nhưng phải mất 30 phút nữa để hàm lượng chất khô tăng từ 30 phút lên 60 phút.
Vậy để tiết kiệm chi phí, giảm giá thành thì thủy phân 30 phút là phù hợp nhất.
4.3.3.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme
Q trình dịch hóa tinh bột được thực hiện dựa trên khả năng thủy phân ngẫu nhiên các liên kết 1,4-glycoside trong phân tử tinh bột của enzyme α-amylase, làm giảm nhanh độ nhớt dung dịch. Theo Choi và cộng sự năm 2010, nghiên cứu về việc sử dụng enzyme để tăng hàm lượng chất khơ tổng cho sữa yến mạch, thì việc tăng tỷ lệ enzyme dẫn đến hàm lượng chất khô tổng của sản phẩm tăng lên. Điều này có thể chủ yếu do hoạt động của enzyme trên tinh bột, việc chuyển đổi tinh bột thành dextrin làm giảm độ nhớt của sữa do đó q trình lọc dễ dàng hơn [42] dẫn đến chất khơ hịa tan đi vào dịch nhiều hơn.
Hình 4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ enzyme lên hiệu suất thu hồi chất khô tổng của dịch sữa
Dữ liệu được trình bày dưới dạng . Các mức đánh dấu bằng các ký tự khác nhau thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (p<0,05).
Kết quả chi tiết của phần này được đính kèm trong phụ lục 6.
Kết quả này cho biết rằng khơng có sự khác nhau giữa các tỷ lệ: 0 và 0,05; 0,1 và 0,2; 0,1 và 0,3; 0,2 và 0,3. Và chỉ có sự khác nhau có nghĩa giữa 0% và 0,1% tỷ lệ enzyme.
Từ biểu đồ hình 3, tỷ lệ enzyme càng tăng thì hàm lượng chất khơ tổng của sữa hạt điều càng cao. Tỷ lệ enzyme 0,1% so với dịch điều cho hàm lượng chất khơ cao nhất. Kết quả này có sự phù hợp với lý thuyết, có sự tăng giảm hàm lượng chất khô với tỷ lệ enzyme khác nhau là vì trong điều kiện nồng độ cơ chất thích hợp thì vận tốc phản ứng tuyến tính với nồng độ enzyme. Tuy nhiên khi nồng độ enzyme tăng đến một giới hạn thì tốc độ phản ứng khơng tăng lên nữa [44]. Giai đoạn đầu khi nồng độ cơ chất thừa, vận tốc phản ứng tỷ lệ thuận với nồng độ enzyme, hàm lượng chất khơ hịa tan tăng. Càng về sau sản phẩm tạo thành tăng lên, vừa đóng vai trị chất ức chế khơng cạnh tranh, vừa làm cho lượng cơ chất trong môi trường giảm nên khi tiếp tục tăng nồng độ enzyme thì vận tốc phản ứng tăng khơng đáng kể.
Vậy: Chọn tỷ lệ enzyme thủy phân tối ưu nhất là 0,1% enzyme so với dịch sữa đã hồ hóa.
4.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của chất ổn định
Thí nghiệm này tiến hành sau khi đã phối trộn dịch thủy phân với nước, đường và chất nhũ hóa GMS. Ở thí nghiệm này, tiến hành khảo sát lựa chọn giữa hai loại chất ổn định thực phẩm giúp tạo đặc, cấu trúc cho sản phẩm là Pectin và Xanthan gum.
Các loại phụ gia được lựa chọn cho khảo sát sơ bộ phải phù hợp với đặc tính của dịch sữa dựa theo biểu đồ lựa chọn hydrocolloid đơn giản được đưa ra bởi Fallourd and Viscione (2009), theo đó loại sữa có protein dùng chất ổn định với hai mục đích: tránh xuất hiện lớp dầu trên bề mặt và tránh bột nghiền lắng xuống phía dưới [36].
4.3.4.1. Kết quả lựa chọn loại chất ổn định
Lấy mẫu dịch sữa được rót từ lon vào cốc thủy tinh 100ml để tiến hành xác định độ ổn định huyền phù.
Hàm lượng chất khơ giữa các vị trí trên và dưới sau khi xử lý cho giá trị độ lệch chuẩn tương đối (RSD) càng gần bằng 0 thì hiệu quả ổn định huyền phù càng tốt. So sánh độ lệch chuẩn tương đối (RSD) của Xanthan gum cũng nhỏ hơn Pectin như ở biểu đồ dưới:
Hình 4.4 Biểu đồ thể hiện độ ổn định huyền phù của hai loại phụ gia
Kết quả xác định hàm lượng chất khô trên và dưới ở mỗi mẫu sữa được thể hiện ở Phụ lục 7.
Kết quả đo độ nhớt của dịch sữa cho thấy rằng kết quả từ thực tế phù hợp với cơ sở lý thuyết về chất ổn định. Khi độ nhớt của dịch sữa tăng thì khả năng làm bền và ổn định trạng thái lơ lửng của hệ huyền phù trong dịch sữa càng cao. Xanthan gum có độ nhớt bền và trong một giới hạn nhiệt độ và pH rộng, đây là một đặc tính nổi trội của Xanthan gum vì có nhiều tác nhân làm đặc phổ biến khác bị giảm độ nhớt khi nhiệt độ cao và không thể hồi phục được khi làm nguội [45]. Kết luận độ nhớt của dịch sữa cao khả năng giữ ổn định của dịch sữa càng tốt. Tuy nhiên, tránh độ nhớt quá cao gây ảnh hưởng đến cấu trúc cảm quan của dịch sữa.
Từ đó kết hợp lại nhóm chọn được phụ gia chất ổn định huyền phù tối ưu nhất là Xanthan gum.
4.3.4.2. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ chất ổn định tối ưu
Sau khi đã chọn ra được loại phụ gia thích hợp từ thí nghiệm trên, tiến hành khảo sát tỷ lệ sử dụng chất ổn định này để tạo ra được sản phẩm tốt hơn những sản phẩm trước đó. Kết quả ở thí nghiệm trên đã lựa chọn được Xanthan gum là chất ổn định tối ưu nhất.
Theo phân loại của Codex, Xanthan gum được xếp vào nhóm chất tạo bọt, làm bền, tạo gel và tạo đặc. Một liều lượng nhỏ Xanthan gum có thể cải thiện các tính chất cấu trúc của sản phẩm do nó tạo ra độ mịn, mượt và làm giảm sự tách nước. Xanthan gum là tác nhân tạo đặc và làm bền rất hiệu quả so với các keo ưa nước khác. Ở tốc độ cắt,
tính chảy dẻo tốt hơn ở các tốc độ cắt, trượt thông thường của các quá trình chế biến thực phẩm so với các tác nhân làm đặc khác [45].
Xử lý kết quả:
Theo như kết quả thì giữa các nồng độ Xanthan gum thì có sự khác nhau có nghĩa ngoại trừ nồng độ 0,2% và 0,3%. Hàm lượng chất khơ giữa các vị trí trên và dưới sau khi xử lý cho giá trị độ lệch chuẩn tương đối (RSD) càng gần bằng 0 thì hiệu quả ổn định nhũ tương càng tốt. Ở bảng trên, RSD gần 0 nhất là nồng độ 0,3% Xanthan gum, tiếp sau đó là 0,2% Xanthan gum. Và ở biểu đồ ta cũng thấy được điều đó.
Hình 4.5 Biểu đồ thể thiện độ ổn định huyền phù của các tỷ lệ chất ổn định
Kết quả xác định hàm lượng chất khô trên, dưới và giữa ở mỗi mẫu sữa được thể hiện ở Phụ lục 7.
Tiếp tục so sánh độ nhớt của từng nồng độ Xanthan gum với các sản phẩm sữa hạt trên thị trường.
Lần lặp 0% 0.10% 0.20% 0.30%
1 1,6283 4,6343 6,5965 10,3540 2 2,2128 4,8013 7,0558 12,9425