L ỜI NÓI ĐẦU
2.2.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân
hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp thủy phân gelatin bằng nước dứa
Để tìm ra được tỷ lệ phối trộn giữa dịch dứa với gelatin thích hợp nhằm tạo ra hỗn hợp thủy phân gelatin có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất, có chất lượng cảm quan tốt nhất, đề tài tiến hành thí nghiệm thủy phân gelatin bằng nước dứa với các tỷ lệ nước dứa/gelatin khác nhau và thời gian thủy phân khác nhau. Sơ đồ bố trí thí nghiệm được trình bày như hình 2.2.
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân đến hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp thủy phân gelatin bằng nước dứa
Dứa nguyên liệu Xử lý cơ học
Gelatin
Dịch quả
Phối trộn
Hòa tan trong nước nóng Dung dịch gelatin 1% để nguội
29,82 đvhđ/g gelatin
Thủy phân ở nhiệt độ 55oC
Cảm quan
30 phút 90 phút 150 phút 210 phút
Chọn tỷ lệ và thời gian thủy phân thích hợp Phân tích hoạt tính chống oxy hóa - DPPH - Tổng năng lực khử 39,76 đvhđ/g gelatin 59,64 đvhđ/g gelatin 120,55 đvhđ/g gelatin
Cách tiến hành:
- Dứa nguyên liệu sau khi xử lý cơ học: bẻ cuống, gọt vỏ, bỏ mắt, cắt miếng, sử dụng máy xay sinh tố để xay, nghiền thịt quả. Hỗn hợp sau khi xay được đem lọc bằng rây và vải lọc, thu được dịch quả dạng đục có hoạt độ phân giải protease là 0,6 đvhđ/ml.
- Chuẩn bị dung dịch gelatin 1%: cân 1g gelatin dạng tinh thể cho vào 100ml nước nóng, khuấy cho gelatin hòa tan hoàn toàn, dung dịch gelatin 1% được làm nguội ở nhiệt độ phòng.
- Tiến hành phối trộn giữa đvhđ enzym trong dứa/g gelatin theo các tỷ lệ như trên sơ đồ hình 2.2.
- Hỗn hợp sau khi phối trộn được thủy phân ở 55oC và tiến hành lấy mẫu theo thời gian để xác định hoạt tính chống oxy hóa và đánh giá chất lượng cảm quan làm cơ sở lựa chọn thời gian và tỷ lệ phối trộn thích hợp.
2.2.1.3. Thử nghiệm sản xuất đồ hộp nước dứa – gelatin
Quy trình dự kiến sản xuất thử nghiệm đồ hộp nước dứa – gelatin (hình 2.3) được xây dựng dựa vào quy trình sản xuất đồ hộp rau quả của Nguyễn Văn Tiếp và cộng sự [9].
Hình 2.3. Quy trình dự kiến sản xuất thử nghiệm đồ hộp nước dứa – gelatin
Dứa nguyên liệu
Dịch dứa Xay nghiền Chọn lựa, phân loại
Phối trộn ở tỷ lệ 120,55 đvhđ/g gelatin
Lọc
Rửa, bỏ đầu, đuôi,đục lõi
Hòa tan trong nước nóng
Để nguội Gelatin
Thủy phân ở 55oC trong thời gian 90 phút Gia nhiệt Phối chế Đồng hóa Bài khí Rót chai, ghép nắp - Đường - Pectin Phân tích hoạt tính chống oxy hóa Thanh trùng (90oC) Bảo ôn Sản phẩm - Phân tích hoạt tính chống oxy hóa - Phân tích chất lượng sản phẩm
Thuyết minh quy trình:
1. Nguyên liệu
- Dứa:
Dứa được mua tại các chợ Vĩnh Hải, Vĩnh Thọ ở Nha Trang, có độ chín kỹ thuật, không sâu bệnh, dập nát.
- Gelatin:
Gelatin được mua ở cửa hàng Hoàng Trang, đường Hoàng Hoa Thám, Thành
phố Nha Trang, đảm bảo yêu cầu về độ tinh sạch dùng trong thực phẩm. 2. Phân loại, rửa
- Phân loại: nhằm tách loại những quả không đạt yêu cầu, thuận tiện cho quá trình chế biến về sau.
- Rửa: Mục đích:
- Loại bỏ tạp chất trên bề mặt như: đất, cát,…. - Loại bớt vi sinh vật bám trên bề mặt.
- Tẩy bớt một số chất hóa học độc hại. 3. Xử lý sơ bộ
Dứa sau khi chọn lựa, phân loại đem đi gọt vỏ, bỏ mắt để tránh nấm mốc trong mắt dứa lây nhiễm vào thịt quả, gây ảnh hưởng đến quá trình sản xuất. Sau đó rửa để loại bỏ tạp chất.
4. Xay nghiền
Từ thịt quả dứa đã được rửa sạch mang đi ép thu dịch để chuẩn bị cho công đoạn sau. Sử dụng máy xay sinh tố để xay thịt quả dứa.
5. Lọc
Lọc bằng vải lọc nhiều lớp và rây. Do đây là dạng nước quả đục nên không nhất thiết phải lọc hết thịt quả.
6. Phối trộn
- Chuẩn bị dung dịch gelatin 1%: cân 1g gelatin cho vào trong 100ml nước nóng, khuấy đều để gelatin hòa tan hoàn toàn tạo thành dung dịch gelatin 1%. Dung dịch này được để nguội ở nhiệt độ phòng.
- Phối trộn dịch ép dứa với dung dịch gelatin 1% theo tỷ lệ quy đổi về 120,55 đvhđ/g gelatin để làm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm.
7. Thủy phân
Sau khi phối trộn dịch ép dứa với gelatin hòa tan, tiến hành ủ hỗn hợp ở 55oC trong thời gian thích hợp để đạt hiệu suất thủy phân gelatin bằng nước dứa là lớn nhất, cho sản phẩm có giá trị về dinh dưỡng cũng như cảm quan cao nhất.
8. Gia nhiệt
Mục đích của công đoạn gia nhiệt là nhằm trì hoãn sự thủy phân của hỗn hợp dứa – gelatin. Ngoài ra, gia nhiệt còn có tác dụng tiêu diệt sơ bộ lượng vi sinh vật gây ảnh hưởng cho sản phẩm sau này, giảm nhẹ công đoạn thanh trùng.
9. Phối chế
- Đường: tạo nên vị ngọt chính trong sản phẩm, tạo vị chua ngọt hài hòa, hấp dẫn cho sản phẩm, đồng thời góp phần kéo dài thời gian bảo quản. Nếu ít đường sẽ làm cho sản phẩm chua, nhạt. Nếu nhiều đường thì sản phẩm sẽ quá ngọt. Do đó, cần nghiên cứu để bổ sung lượng đường cho phù hợp.
- Pectin: nhằm chống sự phân lớp cho sản phẩm, cần nghiên cứu công đoạn này để xác định đươc hàm lượng pectin bổ sung thích hợp.
10. Đồng hóa
Nhằm tăng giá trị cảm quan, tạo ra sự đồng đều giữa các thành phần, tăng khả năng tiêu hóa và làm giảm sự phân lớp trong quá trình bảo quản sau này. Thời gian đồng hóa trong 3 phút.
Sau khi đồng hóa tiến hành thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp nước dứa – gelatin.
11. Bài khí, rót chai, ghép nắp
Gia nhiệt đến 85oC rồi ghép nắp ngay nhằm tránh nhiễm vi sinh vật [9]. 12. Thanh trùng, làm nguội
- Thanh trùng không tiêu diệt 100% vi sinh vật nhưng tiêu diệt hoàn toàn vi sinh vật gây bệnh và vi sinh vật gây hư hỏng thực phẩm. Tùy loại thực phẩm mà có chế độ thanh trùng khác nhau.
- Hỗn hợp sau khi phối trộn có pH = 3,8 thuộc loại đồ hộp có độ axit thấp (pH<4,2). Tham khảo tài liệu [1], [9] chọn nhiệt độ thanh trùng ở 90o trong 10 phút.
- Làm nguội: sau khi thanh trùng làm nguội đến 40oC. Nhằm mục đích:
+ Làm cho vi sinh vật bị sốc nhiệt.
+ Hạn chế sự thay đổi màu sắc, và các biến đổi không có lợi của sản phẩm do nhiệt độ cao gây ra.
+ Làm cho lớp nước bên ngoài mau khô, thuận lợi cho quá trình dán nhãn. 12. Bảo ôn
Bảo ôn trong 10 – 15 ngày để ổn định thành phần và phát hiện hư hỏng. Sau đó tiến hành xác định hoạt tính chống oxy hóa của sản phẩm.
13. Sản phẩm
Sản phẩm được bảo quản nơi thoáng mát, khô ráo, ở nhiệt độ thường.
a. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường bổ sung
Để xác định tỷ lệ đường thích hợp bổ sung vào hỗn hợp nước dứa – gelatin nhằm tạo ra giá trị cảm quan cao, thí nghiệm được bố trí cho công đoạn bổ sung đường như sơ đồ hình 2.4.
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bổ sung đường
Cách tiến hành:
Hỗn hợp nước dứa – gelatin sau khi phối trộn ở một tỷ lệ thích hợp là 120,55 đvhđ/g gelatin, đem ủ ở 55oC trong khoảng 90 phút để thủy phân gelatin. Hỗn hợp được đưa đi gia nhiệt ở 90oC khoảng 10 phút trước khi tiến hành bổ sung đường. Tiến hành bổ sung đường với tỷ lệ nghiên cứu là 8%, 10%, 12%, 14%, sau đó đánh giá cảm quan để chọn ra tỷ lệ đường thích hợp.
b. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ pectin bổ sung
Nhằm tạo sự đồng đều, chống lại sự phân lớp, tạo độ sánh cho sản phẩm, đề tài sử dụng pectin trong công đoạn phối chế. Thí nghiệm được bố trí như hình 2.5.
Phối chế
Tỷ lệ đường/hỗn hợp nước dứa - gelatin (g/100ml)
8 10 12 14
Hỗn hợp nước dứa - gelatin thủy phân
Chọn tỷ lệ đường thích hợp Đánh giá cảm quan
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ pectin bổ sung
Đường:12g
0,4 Tỷ lệ pectin/hỗn hợp nước dứa –
gelatin (g/100ml)
Đánh giá cảm quan
Chọn tỷ lệ pectin thích hợp
0 0,1 0,2 0,3
Đồng hóa
Thanh trùng, làm nguội, bảo ôn Rót chai, ghép nắp
Phối chế
Cách tiến hành:
Nước dứa được phối trộn với dung dịch gelatin 1% hòa tan ở tỷ lệ 120,55 đvhđ/g gelatin, đem ủ ở 55oC trong khoảng 90 phút để thủy phân gelatin. Hỗn hợp được đưa đi gia nhiệt ở 90oC khoảng 10 phút trước khi tiến hành bổ sung đường. Sau khi bổ sung 12% đường thì tiếp tục bổ sung pectin.
Pectin trước khi bổ sung vào thì được xử lý như sau:
- Ngâm pectin vào nước ấm trong 24 giờ với tỷ lệ: pectin/nước là 1/19 - Pectin sẽ hút nước và trương nở
- Khi nấu nước khoảng 50oC thì cho pectin vào. Đun nhẹ và khuấy trộn cho pectin tan ra.
Tiến hành thí nghiệm với năm mẫu, với tỷ lệ pectin thay đổi từ 0% đến 0,4% (bước nhảy là 0,1).
Sau khi bổ sung pectin, tiến hành đồng hóa trong 3 phút, gia nhiệtở 85o, rót vào lọ thủy tinh dung tích 200ml, ghép nắp và đưa đi thanh trùng ở 90oC trong 10 phút, bảo ôn sản phẩm 10 ngày để các thành phần trong sản phẩm ổn định. Sau đó đánh giá cảm quan, so sánh với mẫu đối chứng (mẫu 0% là mẫu đối chứng có nghĩa là không bổ sung pectin) và chọn tỷ lệ pectin bổ sung thích hợp nhất.
2.2.2. Phương pháp phân tích
- Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ 100 105oC theo TCVN 5613:1991. Cách tiến hành được trình bày chi tiết ở phụ lục 3.
- Xác định hàm lượng tro bằng phương pháp nung ở 550 600oC theo TCVN 5613:1991. Cách tiến hành được trình bày chi tiết ở phụ lục 4.
- Xác định hàm lượng axit của nước dứa ép theo TCVN 378:1986. Cách tiến hành được trình bày chi tiết ở phụ lục 5.
- pH của dịch ép dứa được đo bằng pH kế. Cách tiến hành được trình bày ở phụ lục 6.
- Xác định hàm lượng đường trong nước dứa ép. Cách tiến hành được trình bày ở phụ lục 7.
- Xác định hoạt độ enzyme protease (hoạt độ phân giải protein) bằng phương pháp chuẩn độ formol [7]. Cách tiến hành được trình bày chi tiết ở phụ lục 8.
- Hoạt tính chống oxy hóa được đánh giá dựa vào khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử [13]. Cách tiến hành được trình bày chi tiết ở phụ lục 9.
- Chất lượng sản phẩm được đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79. Sử dụng hệ điểm 20, xây dựng trên một thang điểm thống nhất, có 6 bậc từ 0 – 5. Điểm 5 là điểm cao nhất và điểm 0 là điểm thấp nhất cho một chỉ tiêu [12]. Chi tiết của phương pháp được trình bày ở phần phụ lục 10.
- Phương pháp kiểm tra vi sinh
Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí theo TCVN 5165:1990
Colifoms theo TCVN 4882:2001 (ISO 4831:1991)
Escherichia coli theo TCVN 6846:2001 (ISO 7251:1993)
Streptococcus faecal theo TCVN 6189-2:1996
Cltridium Perfingens theo TCVN 4991-89 (ISO 7937:1985)
Tổng số tế bào nấm men – nấm mốc theo TCVN 5166: 1990
Các chỉ tiêu vi sinh được xác định tại phân viện Khoa học và ứng dụng Nha Trang.
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Thành phần hóa học của nước dứa ép
Sau khi chọn được nguyên liệu đạt yêu cầu, đưa vào tiến hành các thí nghiệm để xác định thành phần hóa học cơ bản. Kết quả được trình bày ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu
Thành phần Hàm lượng Nước (%) 86,6 0,72 Tro (%) 0,52 0,08 Axit (g/l) 6,72 0,64 Đường (oBrix) 12,37 0,42 Từ kết quả ở bảng 3.1 nhận thấy:
- Hàm lượng nước trong quả dứa chiếm tỷ lệ khá cao đến 86,6 0,72 %. Có thể giải thích do trong dứa nước chiếm tới 72 – 88 % thành phần hóa học của nguyên liệu. Điều này không thuận lợi cho việc bảo quản nguyên liệu vì nguyên liệu dễ bị hư hỏng, úng, thối. Tuy nhiên, hàm lượng nước cao lại thích hợp cho việc sản xuất nước quả, khi ép thì thu được lượng dịch ép lớn, giảm được chi phí sản xuất.
- Hàm lượng tro trong quả dứa tuy không cao lắm nhưng cũng góp phần tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Các khoáng chất chiếm tỷ lệ cao trong dứa như: Kali (146mg/100g dứa), phospho (11mg/100g dứa), canxi (15mg/100g dứa) [19]. Những chất khoáng này góp mặt quan trọng trong quá trình làm chắc và khỏe xương, giảm nguy cơ loãng xương.
- Hàm lượng axit trong dịch ép dứa khá cao so với một số loại nước ép khác như: nước ép từ trái khổ qua có hàm lượng axit là 1,26g/l, nha đam là 1,68g/l, dừa là 3g/l,… Độ axit trong dịch ép dứa cao sẽ góp phần tạo vị cho sản phẩm đồng thời cũng đảm bảo cho quá trình bảo quản được thuận tiện vì vi sinh vật khó phát triển trong môi trường axit, hạn chế tác động của enzym gây biến màu nước quả.
- Hàm lượng đường trong nước dứa khá cao (12,37 0,42 oBrix), cùng với lượng đường bổ sung khi phối chế sẽ tạo được vị ngọt hài hòa cho sản phẩm sau này.
pH của dịch ép dứa:
- pH của dịch dứa tương đối thấp (3,450,13), nên sẽ giảm được chế độ thanh trùng, do trong môi trường axit các vi khuẩn chịu nhiệt không những không phát triển mà tính chịu nhiệt của chúng còn bị giảm đi nên chúng dễ dàng bị tiêu diệt khi nâng nhiệt.
Các loại vi khuẩn khác thuộc nhóm tạo nha bào hay không tạo nha bào, các nấm men, nấm mốc,… tuy có thể phát triển được trong môi trường axit, nhưng hầu hết là kém bền đối với nhiệt nên có thể thanh trùng các loại đồ hộp có độ axit cao ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ thanh trùng các đồ hộp ít chua. Lúc này, chỉ cần thanh trùng ở 100oC hay thấp hơn. Vì thế sẽ giảm được chi phí sản xuất.
3.2. Khả năng thủy phân gelatin bằng nước dứa
Thí nghiệm khả năng thủy phân gelatin bằng nước dứa được thể hiện trên hình 3.1.
- Hỗn hợp nước dứa tươi và gelatin không tiến hành gia nhiệt nước dứa trước khi phối trộn với dung dịch gelatin 1% thì sau khi làm lạnh ở nhiệt độ 1 – 4 oC vẫn ở trạng thái lỏng như ban đầu.
- Hỗn hợp nước dứa và gelatin trong đó nước dứa đã được gia nhiệt (đun nóng ở 90oC trong 10 phút) trước khi phối trộn với dung dịch gelatin 1%, sau khi làm lạnh ở nhiệt độ từ 1 – 4oC chuyển sang trạng thái gel.
- Dung dịch gelatin 1% được bổ sung thêm nước cất, sau khi tiến hành làm lạnh ở nhiệt độ 1 – 4oC thì chuyển sang trạng thái gel.
Hình 3.1. Thí nghiệm khả năng thủy phân gelatin bằng nước dứa Nước dứa đã gia
nhiệt + gelatin
Nước cất + gelatin Nước dứa tươi +
gelatin
Làm lạnh 1 - 4oC
Trong dứa có chứa enzym protease là bromelain có khả năng thủy phân gelatin là một loại protein.
Khi phối trộn dịch dứa tươi với dung dịch gelatin 1%, enzym bromelain có mặt trong nước dứa sẽ xúc tác cho quá trình thủy phân gelatin tạo thành các peptit mạch ngắn hơn làm mất khả năng tạo gel của dung dịch gelatin khi làm lạnh ở nhiệt độ thấp. Do đó, ở điều kiện lạnh từ 1 – 4oC thì hỗn hợp này vẫn ở trạng thái lỏng.
Tác dụng thủy phân gelatin bởi enzym bromelain trong nước dứa được