- Hàm lượng đường khử tổng số theo phương pháp V.y Rodzevich
2.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Phương pháp thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo phương pháp yếu tố (factorial experiment) và ngẫu nhiên hoàn toàn (completerly randomised design)
Sơ đồ quy trình công nghệ chung:
Nguyên liệu
Lựa chọn, phân loại
Rửa sơ bộ
Gia công cơ học
Rửa lại, xử lý Để ráo Đóng gói Bảo quản Phân tích chất lượng
Các mẫu khoai được rửa sạch đất cát, bụi bẩn ở vỏ. Sau đó gọt vỏ bằng dao inox sắc trong thời gian ngắn nhất để tránh bị biến màu của khoai, các củ đã gọt bỏ vỏ được ngâm vào nước sạch để tránh sự oxy hoá các hợp chất polyphenol; và các vitamin, khoáng chất có trong củ. Sau đó khoai được rửa sạch và cắt định hình như sau: dạng lát với độ dày: 0,3 ÷ 0,5 cm; dạng con chì với tiết diện: 1 x 1 cm, dạng hình khối: 2,5 x 3 x 3 cm.
Tiến hành ngâm khoai trong dung dịch xử lý chống nâu hoá (tỷ lệ khoai/ nước là ½) trong thời gian nhất định. Sau đó vớt khoai và để ráo tự nhiên. Sản phẩm được bao gói trong các loại bao bì với độ dày xác định với khối lượng trung bình mỗi gói 100g. Sau đó khoai được đem đi bảo quản. Trong quá trình bảo quản tiến hành phân tích các chỉ tiêu chất lượng của khoai.
2.2.2. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng của khoai tây. 2.2.2.1. Lấy mẫu khoai tây phân tích theo TCVN 4999 – 89
2.2.2.2. Xác định cường độ hô hấp
Xác định cường độ hô hấp của khoai tây bằng đo CO2 tạo thành theo Vhiiz:
Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống đo cường độ hô hấp dòng Thiết bị sục oxy 1 3 4 2
Thiết bị gồm 2 bình chứa dung dịch KOH đậm đặc 1N (1) để làm sạch CO2 trong không khí. Bình chứa (2) và bình phẳn ứng (4) chứa dung dịch Ba(OH)2 0,1N
- Nguyên tắc:
Bản chất của quá trình hô hấp là quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ mà chủ yếu là đường để tạo ra các chất trung gian là cuối cùng là giải phóng CO2 theo phương trình tổng quát sau:
C6H12O6 + 6O2 = 6CO2 + 6H2O + 672 Kcal
Phương pháp xác định cường độ hô hấp của khoai tây trên cơ sở xác định lượng CO2 thoát ra trong quá trình hô hấp được tính bằng (mg CO2/kg.h). Hệ thống để xác định CO2 thoát ra trong quá trình hô hấp được lắp ráp như sơ đồ 1. Lượng CO2 do khoai tây hô hấp thải ra được sục qua dung dịch Ba(OH)2 tạo thành BaCO3. Biết nồng độ Ba(OH)2 trước và sau khi phản ứng sẽ tính được lượng khí CO2.
Mẫu khoai đem xác định cường độ hô hấp trước khi cho vào bình hô hấp (2), được cân để biết khối lượng. Khối lượng trước và sau mỗi kì hô hấp cho biết sự giảm khối lượng của khoai trong quá trình hô hấp. Sau mỗi chu kỳ hô hấp thì cho khoai ra lấy dung dịch Ba(OH)2 chứa trong đĩa thuỷ tinh (3) và ba bình (4) được lấy ra với lượng bằng nhau, đem trộn lẫn rồi chuẩn độ bằng dung dịch HCl 0,1N. Để thống nhất nồng độ phục vụ cho chuẩn độ và cho tính toán, pha một lượng nhất định Ba(OH)2 0,1N. Sau đó lấy 10ml Ba(OH)2
0,1N đã hấp thụ CO2 và chưa hấp thụ CO2 đem chuẩn độ bằng HCl 0,1N, với chỉ thị Phenolphtalein 1% cho tới khi dung dịch Ba(OH)2 0,1N chuẩn từ màu hồng sang không màu. Ghi lại lượng HCl 0,1 N tiêu tốn khi chuẩn độ dung dịch Ba(OH)2 0,1N trước và sau hấp thụ CO2 .
- Cường độ hô hấp được tính theo công thức: ( ) t G v K K V b a X . . 2 . 1 . 2 , 2 . . − = Trong đó:
X: Cường độ hô hấp của khoai tây trong 1 chu kỳ hô hấp(mg CO2/kg.h) V: Tổng số ml Ba(OH)2 0,1N dùng để hấp thụ CO2 trong 1 chu kỳ hô hấp a: Số ml HCl 0,1N dùng để chuẩn lượng Ba(OH)2 0,1N trước khi hấp thụ CO2
b: Số ml HCl 0,1N dùng để chuẩn lượng Ba(OH)2 0,1N sau khi hấp thụ CO2
2,2: Mối ml HCl 0,1 N tương ứng với 2,2 mg CO2
K1, K2: Hệ số điều chỉnh nồng độ HCl và Ba(OH)2
v: Lượng Ba(OH)2 0,1N đem chuẩn độ t: Thời gian 1 chu kỳ hô hấp (h)
G: Khối lượng mẫu (kg)
2.2.2.3. Xác định độ cứng
- Xác định độ cứng bàn máy đo độ cứng Bertuzzi SP 137 (Italia)
- Nguyên tắc: Độ cứng được xác định bằng độ lún của đầu máy đo trên thịt củ (kg/cm2) dưới tác dụng của cùng một lực trong một thời gian nhất định. Nếu trong cùng một thời gian và cùng một lực, chỉ số đo của đồng hồ càng lớn thì độ cứng càng lớn. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
2.2.2.4. Xác định màu sắc
- Xác định màu sắc của khoai tây bằng máy đo màu Color Tee-PCM (Đức) - Nguyên tắc: Dựa trên sự phản xạ ánh sáng từ bề mặt mẫu tới bộ phận quang phổ của máy. Mầu sắc của mẫu được thể hiện qua các thông số L, a, b
L: có giá trị 0 đến 100 tương ứng với màu đen đến màu trắng.
a: có giá trị từ - 60 đến + 60 tương ứng với màu xanh lá cây đến màu đỏ. b: có giá trị từ - 60 đến + 60 tương ứng với màu xanh da trời đến màu vàng.
Chỉ số màu ∆E là mức độ sai khác về màu sắc của các mẫu trước và sau thí nghiệm bảo quản được xác định theo phương trình:
( *) (2 *) (2 *)2 b b a a L L E= n − + n − + n − ∆ Trong đó:
L*, a*, b*: là các giá trị màu sắc ban đầu của nguyên liệu Ln , an , bn: là các giá trị màu sắc của sản phẩm ở lần đo n Khi chỉ số ∆E :
∆E < 0,2: Không có sự khác biệt màu so với màu ban đầu
0,2 < ∆E < 0,5: Có sự khác biệt màu rất nhỏ so với màu ban đầu 0,2 < ∆E < 0,5: Có sự khác biệt màu nhỏ so với màu ban đầu
2 < ∆E < 3: Có sự khác biệt màu nhận thấy rõ hơn so với màu ban đầu 3 < ∆E < 6: Có sự khác biệt màu rõ so với màu ban đầu
6 < ∆E < 12: Có sự khác biệt lớn so với màu ban đầu ∆E > 12: Màu khác hẳn so với màu ban đầu
2.2.2.5. Tỷ lệ hao hụt khối lượng
Sự giảm trọng lượng được xác định bằng cách cân khối lượng mẫu ban đầu và khối lượng mẫu sau bảo quản.
2.2.2.6. Xác định độ ẩm của khoai tây
Độ ẩm của khoai tây bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ở 1050C
2.2.2.7. Xác định đường khử tổng số
- Nguyên tắc: Trong môi trường kiềm các đường khử (glucoza, fructoza…) có thể dễ dàng khử oxit đồng hai thành oxit đồng một (Cu2+ → Cu+) dưới dạng kết tủa màu đỏ và qua lượng dư có thể tính được lượng đường khử.
2.2.2.8. Xác định hàm lượng Vitamin C
- Hàm lượng Vitamin C được xác định bằng phương pháp chuẩn độ Iot (phương pháp Ierkuzt)
- Nguyên tắc: Vitamin C (axit ascorbic) có khả năng oxi hóa khử Iot tạo thành axit dehydro ascorbic. Dựa vào lượng Iot bị khử ta tính được lượng axit ascorbic có trong mẫu thí nghiệm.
2.2.2.9. Xác định hàm lượng axit bằng phương pháp chuẩn độ kiềm(TCVN 5483-91) (TCVN 5483-91)
2.2.2.10. Đánh giá chất lượng cảm quan
Chất lượng cảm quan của sản phẩm được đánh giá dựa theo: TCVN 3215-79
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
- Kiểm tra giả thuyết thống kê theo ANOVA
- Quy hoạch thực nghiệm bằng phương pháp kế hoạch hoá tập trung BOX-WILLSON và DOEHLERT chạy trên chương trình NEMROD
PHẦN III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. ĐẶC TÍNH LÝ HOÁ CỦA KHOAI TÂY NGUYÊN LIỆU
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu lý hoá của nguyên liệu
Chỉ tiêu Chỉ số
Kích thước: Kích thước trung bình (cm) - Chiều dài trung bình (cm) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
8,11 5,02
Khối lượng trung bình (g) 176,72
Độ cứng củ (kg/cm2) 10,05 Màu sắc L* a* b* 22,47 3,13 37,70 Độ ẩm (%) 80,47 Tinh bột (%) 16,89
Chất khô hoà tan (0Bx) 4,61
Đường khử tổng số (%) 1,38
Vitamin C (mg%) 22,88
Axit (%) 0,11
Kết quả từ bảng 3.1 cho thấy, hàm lượng nước trong khoai tây khá cao (80,47%) nên rất khó bảo quản tươi. Carbohydrate chủ yếu trong khoai tây là tinh bột với hàm lượng là 16,89%. Tuy nhiên, hàm lượng đường khử tổng số tương đối thấp thấp (1,38 %). Hàm lượng vitamin C trong khoai tây cao(22,88 mg vitamin C trong 100 gam khoai tây) với hàm lượng vitamin này, sẽ cung cấp khoảng 31% nhu cầu vitamin C hàng ngày. Hàm lượng axit hữa cơ của khoai tây ở mức thấp (0,11%). Hàm lượng chất khô hòa tan của khoai tây cũng tương đối cao (4,61%). Có thể nói, khoai tây chứa nhiều chất
dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể, hơn hẳn các loại rau củ khác.
3.2. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CHẤT CHỐNG OXY HOÁ ĐẾN CHẤT LƯỢNG KHOAI TÂY CHẾ BIẾN TỐI THIỂU TRONG QUÁ TRÌNH BẢO QUẢN 3.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ các chất chống nâu hoá
Để làm mất hoạt tính của men và phá huỷ các chất sinh màu trong khoai tây chế biến tối thiểu, chúng tôi đã nghiên cứu sử dụng những hoá chất sau: Natriclorua(NaCl), Canxiclorua(CaCl2), Axit xitric(C6H807), Axit ascobic (C6H807), Natribisunfit (NaHSO3). Mỗi loại chất xử lý có tác dụng ở một mức độ nhất định. Vì vậy chúng tôi đã tiến hành thí nghiệm với các hoá chất trên ở dải nồng độ khác nhau.
Thí nghiệm được tiến hành như sau: Khoai tây được định hình dạng con chì với tiết diện 1x1cm, ngâm khoai trong các dung dịch xử lý trên với các nồng độ khác nhau, thời gian ngâm 15 phút, vớt ra để ráo. Sản phẩm được đóng trong bao bì PE, với độ dày lựa chọn ngẫu nhiên là 0,03mm. Sau đó bảo quản ở nhiệt độ 30C. Sau 5 ngày bảo quản, tiến hành đánh giá chất lượng của các mẫu khoai tây chế biến tối thiểu để chọn ra nồng độ tốt nhất của mỗi loại hoá chất cho chất lượng khoai tây sau bảo quản là tốt nhất.
Kết quả được chỉ ra ở bảng 3.2. Số liệu là giá trị trung bình của 3 lần lặp lại:
Bảng 3.2: Ảnh hưởng của nồng các chất chống nâu hoá đến chất lượng
khoai tây chế biến tối thiểu Dung dịch xử lý Nồng độ (%)
Chất lượng khoai tây chế biến tối thiểu
hao hụt (%) màu sắc (Δ E) vit. C (mg%) đường khử (%) axit (%) cảm quan NaCl 0,1 0,5 18,19 17,60 0,69 0,13 Vàng thâm 0,3 0,46 27,29 19,36 0,69 0,14 Vàng thâm 0,5 0,37 15,36 21,12 0,72 0,13 Vàng hơi thâm 1 0,55 29,15 18,13 0,72 0,15 Vàng thâm 1,5 0,48 20,18 15,84 0,69 0,15 Vàng thâm ĐC 1,63 30,26 11,23 0,45 0,20 Thâm CaCl2 0,1 0,44 18,69 17,60 0,69 0,13 Vàng thâm 0,3 0,40 18,60 19,36 0,69 0,13 Vàng hơi thâm 0,5 0,56 21,05 17,60 0,69 0,15 Thâm 1,0 2,01 21,23 18,13 0,55 0,16 Thâm 2 4,05 27,19 15,84 0,55 0,17 Vàng thâm ĐC 1,63 30,26 11,23 0,45 0,20 Thâm C6H807 0,05 0,35 20,36 18,13 0,72 0,16 Vàng thâm 0,1 0,32 15,15 21,12 0,72 0,16 Vàng hơi thâm 0,5 0,62 16,25 18,83 0,72 0,17 Vàng hơi thâm 1 0,51 18,21 18,13 0,69 0,18 Vàng thâm 1,5 1,12 19,04 17,60 0,69 0,19 Vàng thâm ĐC 1,63 30,26 11,23 0,45 0,20 Thâm C6H807 0,05 0,35 21,77 21,12 0,55 0,18 Vàng thâm 0,1 0,32 16,97 24,64 0,69 0,16 Vàng hơi thâm 0,5 0,38 21,57 23,41 0,69, 0,21 Vàng hơi thâm 1 0,39 21,97 23,41 0,69 0,22 Vàng hơi thâm 1,5 0,42 20,43 21,12 0,55 0,24 Vàng thâm ĐC 1,63 30,26 11,23 0,45 0,20 Thâm NaHSO3 0,005 0,45 16,30 14,99 0,55 0,16 Thâm 0,01 0,36 15,29 15,02 0,55 0,16 Vàng hơi thâm 0,03 0,32 13,89 16,58 0,55 0,16 Vàng hơi thâm 0,05 0,32 11,85 17, 89 0,55 0,16 Vàng 0,07 0,32 11,87 16,47 0,55 0,15 Vàng 0,1 0,32 11,85 16,43 0,55 0,15 Vàng ĐC 1,63 30,26 11,23 0,45 0,20 Thâm
Kết quả từ bảng 3.2 cho thấy, mỗi loại chất xử lý, ở nồng độ khác nhau cho chất lượng khoai chế biến tối thiểu khác nhau. Tất cả các mẫu xử lý đều
cho kết quả khả quan hơn so với mẫu kiểm chứng theo chiều hướng giảm tổn thất, giá trị ∆E và hàm lượng axit, tăng chất lượng cảm quan cũng như các chỉ tiêu chất lượng khác.
Với dung dịch NaCl: chọn nồng độ dung dịch 0,5%. Sau 5 ngày bảo quản tổng sự thay đổi màu sắc ∆E ở nồng độ 0,5% có giá trị nhỏ nhất trung bình 15,36. Tuy nhiên, với giá trị ∆E này đã nhận thấy rõ sự khác biệt màu so với ban đầu. Đánh giá cảm quan cho thấy mẫu này có màu vàng có vết thâm, cứng, hơi tươi và không có mùi lạ; tốt hơn tất cả các mẫu còn lại. Các chỉ số chất lượng khác: hàm lượng Vit.C (21,12 mg%), hàm lượng đường khử (0,72%) có giá trị lớn nhất trong các mẫu thí nghiệm. Còn các chỉ số: độ hao hụt (0,37 %), hàm lượng axit (0,13%) có giá trị thấp nhất.
Với dung dịch CaCl2: Tất cả các mẫu xử lý, sau 5 ngày bảo quản đều cho chất lượng tốt hơn so với đối chứng. Tại nồng độ dung dịch 0,3%, cho tất cả các chỉ tiêu chất lượng tốt tốt hơn hẳn so với các mẫu khác. Chỉ tiêu cảm quan: vàng có vết thâm, không mùi, cứng, hơi tươi, tạm chấp nhận. Do đó chọn dung dịch 0,3% để tiếp tục nghiên cứu.
Với dung dịch axit xitric (C6H8O7): Sau 5 ngày bảo quản, mẫu xử lý dung dịch 0,1% có tỷ lệ tổn thất thấp nhất (0,32%), hàm lượng Vit.C, đường khử tổng số cao nhất 21,12%, 0,72% sự thay đổi màu sắc và hàm lượng axit thấp nhất tương ứng là 15,15 và 0,16%. Chỉ tiêu cảm quan: vàng có vết thâm, cứng, không mùi, tạm chấp nhận. Do đó dung dịch dung dịch C6H8O7 0,1% được lựa chọn để tiếp tục nghiên cứu trong thí nghiệm tiếp theo.
Với dung dịch axit ascobic (C6H8O6): chọn nồng độ dung dịch 0,1%. Tại nồng độ này khoai tây sau 5 ngày bảo quản cho tất cả các chỉ tiêu chất lượng tốt nhất. Chỉ tiêu cảm quan: vàng hơi thâm, cứng, không mùi, khô, tạm chấp nhận.
Với dung dịch Natribisunphit (NaHSO3): kết quả bảng 3.2 cho thấy, khi nồng độ chất xử lý tăng thì chất lượng khoai tây chế biến tối thiểu tăng và tất
cả các chỉ tiêu chất lượng của các mẫu đều cho giá trị khác biệt so với mẫu đối chứng. Tuy nhiên ở nồng độ 0,05% chất lượng của khoai tây không khác biệt nhiều so với các mẫu có nồng độ x ử lý 0,07 và 0,1%. Mặt khác mục tiêu của chế biến tối thiểu là giảm thiểu các hoá chất xử lý do đó chọn nồng độ dung dịch 0,05% để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo. Lựa chọn này là hoàn toàn phù hợp với tiêu chuẩn Codex 37- Hà Lan, 2005. Chỉ tiêu cảm quan của mẫu 0,05%: vàng, cứng, không mùi, chấp nhận.
3.2.2. Ảnh hưởng của các chất chống nâu hoá
Theo kết quả ảnh hưởng của nồng độ các chất chống nâu hoá đến chất lượng khoai tây chế biên tối thiểu, xác định được nồng độ của mỗi chất mà tại đó tỷ lệ tổn thất, sự biến đổi màu sắc ít nhất cùng với chất lượng cảm quan và dinh dưỡng tốt nhất. Thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các chất chống nâu hoá đến chất lượng và thời gian bảo quản khoai tây chế biến tối thiểu được thực hiện với tất cả các chất chống nâu hoá tại nồng độ tốt nhất đó, cụ thể như sau:
- Mẫu T1: xử lý với NaCl 0,5%
- Mẫu T2: xử lý với CaCl2 0,3%
- Mấu T3: xử lý với C6H6O7 0,1% (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Mẫu T4: xử lý với C6H6O6 0,1%
3.2.2.1. Hao hụt khối lượng
Bảng 3.3: Hao hụt khối lượng của các mẫu xử lý trong quá trình bảo
quản ở 30C, %
Mẫu 0 ngày 1 ngày 2 ngày 4 ngày 6 ngày ngày8
T1 0 0,15 0,21 0,28 0,39 0,51
T2 0 0,17 0,29 0,41 0,47 0,54
T3 0 0,13 0,29 0,33 0,39 0,45
T4 0 0,12 0,18 0,28 0,34 0,42
T5 0 0,13 0,22 0,23 0,38 0,41
Hình 3.1:. Sự biến đổi tỷ lệ hao hụt của các mẫu xử lý trong quá trình
bảo quản ở 30C
Kết quả bảng 3.3 và hình 3.1 cho thấy: mỗi loại dung dịch xử lý chống nâu hoá khác nhau cho tỷ lệ hao hụt khối lượng khác nhau. Sau 2 ngày bảo quản ở 30C, tỷ lệ hao hụt của mẫu T4 thấp nhất trung bình 0,18%; mẫu T2 và T3 tỷ lệ tổn thất cao nhất trung bình 0,29%. Sau 8 ngày bảo quản, mẫu T5 tổn thất ít nhất trung bình 0,41% và mẫu T2 tổn thất nhiều nhất trung bình 0,54%. Giữa các mẫu xử lý không có sự chênh lệch lớn về giá trị của chỉ số hao hụt.