CH NGă2 NGUYÊN LI UăVẨăPH NGăPHÁPăNGHIÊNă CU
2.3 Ph ngăphápănghiênăc u
2.3.10 Xácăđ nh k hn ngăhᵈtă nc
2.3.10.1 Cách ti n hành
Cân 1 g m u nguyên li uă(đưăs y m) cho vào ngălyătơm,ăthêmă10ămlăn c c t vào
ng.ăSauăđóăs d ng máy l căvortexăđ đ o tr năđ u trong 30 giây. M uăđ căđ nhi t
đ phòng trong 2 gi . Sau 2 gi , m uăđ c ly tâm t căđ 3000 vòng/phút trong 10 phút. B ph năn c trên b m t, cân l y ph n m uăđưăhᵈtăn c, ghi l i kh iăl ng.
Kh n ngăhᵈtăn că(găn c/g kh iăl ng ch t khô) = 1 0 100%
o m m m − Trongăđó:ă m1 (g): Kh iăl ng m uăđưăhᵈtăn c mo (g): Kh iăl ng m uăkhôăbanăđ u 2.3.11 Xácăđ nh kh n ngăhᵈtăd u 2.3.11.1 Cách ti n hành
Cân 1 g m u nguyên li uă(đưăs y m) cho vào ng ly tâm, thêm 10 ml d u vào ng.
Sauăđóăs d ng máy l căvortexăđ đ o tr năđ u trong 30 giây. M uăđ căđ nhi tăđ
phòng trong 2 gi . Sau 2 gi , m uăđ c ly tâm t căđ 3000 vòng/phút trong 10 phút. B ph n d u trên b m t, cân l y ph n m uăđưăhᵈtăd u, ghi l i kh iăl ng.
Kh n ngăhᵈtăd u (g dâu/g kh iăl ng ch t khô) = 1 0 100% o m m m − Trongăđó:ă m1 (g): Kh iăl ng m uăđưăhᵈtăd u mo (g): Kh iăl ng m uăkhôăbanăđ u 2.3.12 X lý s li u
M i thí nghi măđ c l p l i ba l n và k t qu đ cătrìnhăbƠyăd i d ng giá tr
trungăbìnhă±ăđ l ch chu n. S d ng ph n m m Statgraphic Centurion XV đ phân tích th ng kê s li u thí nghi măvƠăđánhăgiáăs khác bi t gi a các m u.
24
Phơnătíchăph ngăsaiăANOVAăđ c dùngăđ ki măđnh m căđ tin c y v i m c
Ủăngh aă5%ăđ đánhăgiáăs khác bi t gi a các m uăphơnătíchăcóăỦăngh aăv m t th ng kê hay không. N u p-value < 0,05 thì s khác bi tălƠăcóăỦăngh aăv m t th ng kê. N u p- value > 0,05 thì s khác bi t gi a các m u s khơngăcóăỦăngh aăv m t th ng kê.
25
CH NGă3. K T QU VÀ BÀN LU N
3.1 Kh o sát nhăh ng c a nhi tăđ đ n quá trình s y theo th i gian 3.1.1 nhăh ng c a nhi tăđ s yăđ năđ m c a s n ph m 3.1.1 nhăh ng c a nhi tăđ s yăđ năđ m c a s n ph m
3.1.1.1 Xây d ng đ ng cong s y m theo nhi t đ
Ph ph m g căm ngătơyăđ c kh o sát quá trình s y tách m t i nhi tăđ 50 oC, 60 oC, 70 oC, 80 oC và 90 oC, v iăkíchăth c c t 2-4 mm, t căđ gióăđ c gi c đnh 9 m/s. M u th đ c thu nh n 15 phút/ l n và ti năhƠnhăxácăđ nhăđ m và tính tốn t s
m c a m u.ă ng cong bi u di n bi năđ i t s m theo th i gian s y các nhi tăđ khácănhauăđ c trình bày trên Hình 3.1.ă ng cong bi u di n bi năđ i v n t c b căh iă
m theo th i gian s y các nhi tăđ khácănhauăđ c trình bày trên Hình 3.2.
Hình 3.1 ng cong bi u di n bi n đ i t s m theo th i gian s y các nhi t
đ khác nhau 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 T T MT-50°C MT-60°C MT-70°C MT-80°C MT-90°C
26
Hình 3.2 ng cong bi u di n bi n đ i v n t c b c h i m theo th i gian s y các nhi t đ khác nhau
m nguyên li uăđ u vào kho ng 91 ậ 92 %. Quá trình s yălƠmăbayăh iăn c c a nguyên li u, quá trình này ph thu c vào nhi tăđ c a tác nhân s y, đơyălƠăgióănóngă đ u vào. Q trình s y ph ph m g c m ngătơyăcó th chia thànhă3ăgiaiăđo n: Giaiăđo n làm nóng s n ph m,ăgiaiăđo n s yăt ngăt căvƠăgiaiăđo n s y gi m t c.
• Giaiăđo n làm nóng: Nhi tăđ trong bu ng s yăđ c gi năđ nhătr c khi cho s n ph m s yăvƠo.ăTrongăgiaiăđo n làm nóng s n ph m, nhi t truy n t ngoài vào bên trong s n ph m,ăđ m gi m ch m t t kho ng 92% xu ng kho ng 85%, t căđ b c
h iă măt ngăch m . Nhi tăđ càng cao, q trình làm nóng càng nhanh: kho ng 15
phᵈtăđ i v i nhi tăđ s y 80 oC và 90oC, kho ngă30ăphᵈtăđ i v i nhi tăđ s y 60 oC, 70 oC vƠă45ăphᵈtăđ i v i nhi tăđ 50 oC. Trong quá trình này, nhi tăđ c a thân c ng
m ngătơyănóngălênăt t ,ăquaăgiaiăđo n nhi tăđ t iăthíchăchoăcácăenzymeătrongăm ngă
ho tăđ ng.ăDoăđó,ăth i gian gi nhi tăđ m càng dài, các ph n ng hóa h c do enzyme xúc tác s cƠngăt ng. 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 195 210 T T MT-50°C MT-60°C MT-70°C MT-80°C MT-90°C
27
• Giaiăđo năt ngăt c ậđ ng t c: Nhi tăđ c a ph ph m g căm ngătơyăđ tăđ c b ng nhi tăđ s yăcƠiăđ t. T căđ thoát măt ngăd năvƠăđ t m c năđ nh,ăl ng m thốt ra nhi uăh n.ăHình 3.2 cho th y nhi tăđ càng cao, th i gian c aăgiaiăđo n s yăt ngă
t c ậđ ng t c càng ng n. Nhi tăđ s yă50 ăt căđ s yăđ t c căđ i dài nh t là 120
phᵈt,ăđ t giá tr 1.365% m/phút. Nhi tăđ s yă60 ăt căđ s yăđ t c căđ i t i 90
phᵈt,ăđ t giá tr 1.511% m/phút. Nhi tăđ s yă70 ăt căđ s yăđ t c căđ i sau 75
phᵈtăvƠăkhôngăđ iăđ nă90ăphᵈt,ăđ t giá tr 1.409% m/phút. Nhi tăđ s yă80 ăvƠă 90 ăđ u có t căđ s yăđ t c căđ i t iă60ăphᵈt,ănh ngă 80 ăt căđ s y c căđ i là 1.912% m/phᵈtăcònă90 ,ăt căđ s y c căđ iăt ngăthêmă37%,ăđ t 2.623% m/phút. So v i s y 50 ,ăkhiăs y 90 ,ăth iăgianăđ t v n t c c căđ i gi măđiă1ăn a và giá tr v n t c s y c căđ iăt ngă92%.ă
• Giaiăđo n s y gi m t c:ăKhiăl ngăn c t do trong nguyên li u b căh iăg n h t t c
đ thoátăh iă măc ngăgi m d năchoăđ n 0% m/phᵈtăăđ năkhiăđ măđ tăđ m cân b ng 5.3 ± 0.6%.
• Th i gian s yăđ thân c ngăm ngătơyăđ m b o qu năvƠăđ m cân b ng các nhi t
đ khácănhauăđ c trình bày trong b ng 3.1
B ng 3.1 So sánh th i gian s y đ m u thân c ng m ng tây đ t đ m b o qu n
và đ m cân b ng các nhi t đ s y khác nhau
Nhi tăđ ăs yă( ) 50 60 70 80 90
ă măb oăqu nă
10% - 12% Th iăgiană (phút) 133 - 134 105-111 96 - 99 81 - 83 64 - 66 ă măcơnăb ngă 5.3 ± 0.7 % Th iăgiană (phút) 165 135 120 90 75 ă mă(%) 5.8±0.1 6.1±0.4 5.1±0.4 5.2±0.1 4.6±0.1 Nhi tăđ càng cao thì th i gian s y càng rút ng n. Th i gian s yăđ đ tăđ căđ
m b o qu n nhi tăđ 80oC và 90oCănhanhăh nă40%ăvƠă51% so v i nhi tăđ s y 50oC. K t qu này phù h p v i lý thuy t c a quá trình s y [1, 41].
Trongăph ngăphápăs y nhi t,ăkhiăt ngănhi tăđ tác nhân s y thì t căđ thoátăh iă măt ngătheoădoăt căđ truy n nhi tăt ng,ăđ ng th i làm gi măđ măt ngăđ i c a tác
28
nhân s y, quá trình này giúp các ph n t n c t i b m t c a nguyên li u b căh iăd dƠngăh n.ăBênăc nhăđó,ănhi tăđ caoăc ngăgiᵈpăs khu ch tán c a các phân t n c di n
raănhanhăh nătrongănguyênăli u. Tuy nhiên, n u nhi tăđ s y quá cao s d năđ n các bi năđ i v t lý và hóa h c bên trong nguyên li u.
3.1.1.2 ng h c q trình thốt m
D a vào k t qu c a q trình s y, chúng tơi s d ngăph ngătrình Henderson và
Pabisăđ tính tốn h ng s t căđ s y thông qua s d ng ph m m m R, v i mơ hình tốn là: MR = a.exp(-kt). K t qu đ c th hi n B ng 3.2
B ng 3.2 ng h c c a quá trình s y theo nhi t đ
Mơ hình Nhi tăđ (°C) Th i gian s y (phút) H s mơ hình a (khơng th ngun) H ng s t căđ s y k (phút-1) Henderson và Pabis MR = a.exp(-kt) 50°C 165 1.219±0.006 0.010±0.0001 60°C 135 1.197±0.003 0.013±0.0003 70°C 120 1.178±0.003 0.016±0.0001 80°C 90 1.162±0.008 0.018±0.0001 90°C 75 1.158±0.002 0.021±0.0004
K t qu t ngă ng v iăđ ng cong s y (Hình 3.2), h ng s t căđ s y k càng l n quá trình s y di n ra càng nhanh [37, 42, 43], 90 oC giá tr h ng s k cao g p 2.1 l n so v i khi s y nhi tăđ 50 .
Nghiên c u c a Hà và c ng s trên cà chua bi b ng thi t b s yăchơnăkhông,ăc ngă
cho th y th i gian s y di n ra nhanh thì h s k l n, k=0.3003 khi s y 70oC m t 8 gi s y và k=0.0897 khi s y 50oC m t 35 gi s y [37]. T i nghiên c u c a nhóm Karaaslan và c ng s trên qu l uăc ngăchoăth y h ng s k càng l n quá trình s y di n ra càng nhanh [42].
Nhi t đ s y 80 và 90 cho th i gian s y nhanh nh t. Tuy nhiên c n kh o sát
nh h ng c a nhi t đ đ n ho t ch t sinh h c thông qua hàm l ng phenolic t ng và ho t tính khống oxy hóa c a m u sau khi m u đ t đ m b o qu n.
29
3.1.2 nhăh ng c a nhi tăđ s yăđ năhƠmăl ng phenolic t ng
Trong các ho t ch t t nhiên t th c v t, phenolicăđ c xem là nhóm h p ch t có vai trị quan tr ngăđ n ho t tính sinh h c c a s n ph m [15, 32, 44]. Quá trình s y chính là q trình kh n c ra kh i v t li u s y,ăsongăsongăđóăcácăho t ch t sinh h căc ngăs
b bi năđ i trong quá trình s y [35]. S bi năđ iăhƠmăl ng phenolic t ngăđ căđánhă
giá trong quá trình s y t i các nhi tăđ s y khác nhau (Hình 3.3).
Hình 3.3 Bi n đ i hàm l ng phenolic t ng theo th i gian s y c a thân c ng
m ng tây t i nhi t đ s y khác nhau
giaiăđo năđ u,ăđ ng cong bi u di năhƠmăl ng phenolic theo th iăgianăt ngă đ i d c,ăhƠmăl ng phenolic m tăđiăt ngăđ i nhanh do nhăh ng c a nhi tăđ m và hàm m cao. HƠmăl ng phenolic t ng m tăđiăt l ngh ch v i nhi tăđ s y. Sau 30 phút s y,ăhƠmăl ng phenolic còn l i là 67.1%, 73.2%, 73.9%, 75.7%ăvƠă78.6%ăt ngă ng v i nhi tăđ s y 50 ,ă60 ,ă70 ,ă80 ăvƠă90 .
giaiăđo n s yăt ngăt căvƠăđ ng t c, t căđ bi năđ i các h p ch t phenolic gi m. Cu iăgiaiăđo n s yăđ ng t c, nhi tăđ s y 50 , t ng phenolic gi m thêm 28% so v i
2500 3500 4500 5500 6500 7500 8500 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 H P G AE T 50 60 70 80 90
30
cu iăgiaiăđo n làm nóng và cịn l i 43% so v iăbanăđ u. nhi tăđ s y 60 ăvƠă70 , t ng phenolic đ u gi m thêm 24% so v i cu iăgiaiăđo n làm nóng và còn l i 56% so v iăbanăđ u. nhi tăđ s y 80 , t ng phenolic gi m thêm ít nh t, ch 20% so v i cu i
giaiăđo n làm nóng và cịn l i 66% so v iăbanăđ u. nhi tăđ s y 90 ăt ng phenolic gi m thêm 25% so v i cu iăgiaiăđo n làm nóng và cịn l i 64% so v iăbanăđ u. T k t qu này có th nh n th yătrongăgiaiăđo nănƠyăhƠmăl ng phenolic gi m do xúc tác c a enzyme cịn ho t tính trong ngun li u và do tác d ng c a nhi tăđ cao.
giaiăđo n s y gi m t c,ăl ngăn căđưăđ c b căh iălƠăkháăl n, hàm m bên trong m u th p, t căđ bi năđ i các h p ch t phenolic ti p t c gi m. C th n u s yăđ n
đ m b o qu n trong kho ng 11.8 ± 0.6 % thì so v i cu iăgiaiăđo n s yăt ngăt c - đ ng t c, khi nhi tăđ s y là 50 oC, 60oC, 70oC, 80oC và 90oCăthìăl ng phenolic t ng gi m thêm l năl t là 2.37%, 3.87%,ă1.42%,ă6.25%ăvƠă3.3%.ăHƠmăl ng phenolic còn l i t i
đ m b o qu năđ c trình bày trên Hình 3.4.
Hình 3.4 nh h ng nhi t đ s y trên hàm l ng Phenolic t ng c a b t thân
c ng m ng tây có đ m b o qu n 11.8 ± 0.6 % 7896 3346 4238 4429 4866 4916 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 T i 50 60 70 80 90 H àm l ng P he no lic t ng (m g G AE /kg ch t kh ơ) M u phân tích
31
So v iăhƠmăl ng phenolic t ng trong m uăt iălƠă7896ămgăGAE/ăkgăch t khô. K t thúc quá trình s y t iăđ m b o qu n,ăhƠmăl ng phenolic t ng gi m ph thu c vào nhi tăđ .ăHƠmăl ng phenolic t ng th p nh t 50oCăđ t 3346 mg GAE/ kg ch t khô. Nhi tăđ t ng,ăquáătìnhăs y di năraănhanhăh n,ăgi m s th t thoát phenolic. T i 60, 70, 80 và 90oC hàm l ngăphenolicăcònăt ngă ng là 4238, 4429, 4866 và 4916 mg GAE/ kg ch t khô. T i nhi tăđ 80 và 90 oC,ăhƠmăl ngăphenolicăđ c gi l i nhi u
t ngăđ ngă61.6ăvƠă62.3%.ăTuyănhiên,ăk t qu 80 và 90oC khơng có khác bi tăđángăk cóăỦăngh aăv m t th ng kê.
K t qu th c nghi mănƠyăt ngăt nghiên c uătr c c a Toor và c ng s (2006), Gumusay và c ng s (2014), Rodríguez và c ng s (2014),ăđưăbáoăcáoăr ngăhƠmăl ng t ng phenolic khi s y nhi tăđ th p gi m nhi uăh nă nhi tăđ cao. Trong quá trình s y khô, nhi tă đ th p s kích ho t các enzym oxy hóa, ch ng h nă nh ă
polyphenoloxidase và peroxidase, có th đưălƠmăm t các ph c phenolic. Bên c nhăđó,ă
khi các t bào th c b pha v trongăqătrìnhăs ăch c ngăgi i phóng các enzyme th y phân, peroxy hóa t đóă nh làm gi măhƠmăl ng phenolic t ng và kh n ngăkhángăoxyă
hóa [33, 45, 46]. Ngồi ra, m t s nguyên nhân khác có th nhăh ng, do s liên k t c a phenol v i protein, nh ngăthayăđ i trong c u trúc hóa h căc ngă nhăh ngăđ n qu
32
❖ Thơng s nhi tăđ ng c a q trình phân h y phenolic theo nhi tăđ
nhăh ng c a nhi tăđ lênăđ ng h c quá trình s y khô và s phân h y nhi t c a các ch t h p ch t t nhiênăđ c xác đnh các thông s nhi tăđ ng c a q trình vơ ho t ch t phenolic theoăph ngăphápădoăEyringăvƠăStearnă(1939)ăđ xu t [48], K t qu tính
đ c trình bày trong B ng 3.3
B ng 3.3 Thông s nhi t đ ng c a quá trình phân h y phenolic theo nhi t đ
Nhi tăđ (°C) 50°C 60°C 70°C 80°C 90°C kin x 103 (phút-1) 6.2±0.2 5.8±0.3 5.7±0.3 5.6±1.2 7±0.4 t1/2 (phút) 111.8±3.8 119.6±6.2 121.7±6.1 127.8±26.5 99.1±5.7 R² 0.910 0.934 0.928 0.936 0.991
Trongăđóăh ng s kin là h s c a q trình vơ ho t phenolic, h s kin càng cao thì t căđ phân h y c a phenolic càng cao. H s kin l n nh t t i nhi tăđ 90°C là 0.007 phút-1, cho th y đi u ki nănƠyăhƠmăl ng phenolic b vô ho t nhi u nh t. Có th th y r ng, nhi tăđ cao nhăh ngăđ năhƠmăl ng phenolic t ng [33, 49]. nhi tăđ 80 và 70oC h s kin gi m d n, q trình vơ ho t di n ra ch măh n.ăTuyănhiên, t i 60 và 50oC, h s kin cóăxuăh ngăt ngătr l i, q trình vơ ho t di năraănhanh.ă i u này có th gi i thích do quá trình s y kéo dài và quá trình ho tăđ ng c a m t s enzyme phân h y phenolic[32, 45, 46, 50]. Th i gian phân h y phenolic c a các ch đ s y khác nhau
c ngăđ c bi u di n thông s th i gian bán h y t1/2. Khi t1/2 càng l n thì q trình vơ ho t phenolic di n ra ch măh n.ă nhiêtăđ s y 80 °C, th i gian bán h y t1/2 l n nh t 127.8 phút. Tuy nhiên, t i nhi tăđ s y 90 oC, th i gian bán h y t1/2 th p 99.1 phút, kh
n ngăvôăho t phenolicăt ng.ăV năđ này là do ho t ch t t nhiên d b nhăh ng b i nhi tăđ cao trong quá s y [33, 49].
So sánh h s t ngăquanăgi a mơ hình lý thuy t và th c nghi m c aălƠmăl ng t ng phenolic trên hàm s m ăt nhiênăLn(P)ăđ c trình bày Hình 3.5
33
Hình 3.5 T ng thích gi a d li u th c nghi m và d li u lý thuy t theo mơ hình Eyring và Stearn (1939) các nhi t đ khác nhau.
H s t ngăquanăgi a lý thuy t và th c t đi uăđ t l năh nă0.91.ăGiáătr R2 dao
đ ng trong kho ngă0,91ăđ n 0.991. K t qu phân tích h i quy tuy n tính cho th y giá tr d li uădaoăđ ng g năđ ng th ngăcóăđ d c 45o ch ng t s phù h p c a mơ hình Eyring và Stearn trong vi c mơ t q trình vơ ho t phenolic trong s y ph ph m g c
m ngătơy,ăđi n hình là s li uăthuăđ c nhi tăđ 90oC v i giá tr R2đ tăđ c là 0,991.
T ngăt , các nhi tăđ còn l i (50 oC, 60 oC, 70 oC và 80oC), giá tr R2 đ tăđ c l n
l t là 0.910, 0.934, 0.928, và 0.936.
K t qu nƠyăc ngăphᵉăh p v iăcácăđánhăgiáăv s vô ho t, phân h y c a ho t ch t