L ỜI NÓI ĐẦU
b. Bố trí thí nghiệm công đoạn bổ sung pectin
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 khẳng định bằng thí nghiệm phối trộn tương tự giữa dịch dứa đã được gia nhiệt nhằm bất hoạt hoạt động của enzym bromelain có mặt trong nước dứa với gelatin hòa tan. Lúc này quá trình thủy phân gelatin không xảy ra, gelatin vẫn có khả năng đông đặc khi hạ thấp nhiệt độ. Điều này được chứng minh bằng hiện tượng hỗn hợp nước dứa – gelatin sau khi làm lạnh ở 1 – 4oC thì tạo thành khối gel.
Thí nghiệm giữa dung dịch gelatin hòa tan bổ sung nước cất cũng cho kết quả là hỗn hợp tạo thành gel sau khi làm lạnh. Có thể giải thích do khi phối trộn với nước cất, nước cất không có khả năng cắt đứt mạch peptit của gelatin. Do đó, quá trình thủy phân gelatin không xảy ra và hỗn hợp này sau khi làm lạnh ở 1 – 4oC thì đông đặc.
Từ kết quả thí nghiệm thăm dò này cho thấy nước dứa có khả năng thủy phân gelatin.
3.3. 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 oxy hóa của hỗn hợp thủy phân gelatin bằng nước dứa
3.3.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến giá trị cảm quan của hỗn hợp nước dứa – gelatin dứa – gelatin
Để tăng giá trị dinh dưỡng, tăng hoạt tính chống oxy hóa cho sản phẩm, tiến hành phối trộn nước dứa với gelatin. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến giá trị cảm quan của hỗn hợp nước dứa – gelatin được thể hiện ở hình 3.2.
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn nước dứa với gelatin đến điểm cảm quan.
Kết quả nghiên cứu cho thấy khi phối trộn nước dứa với gelatin theo tỷ lệ tăng từ 19,85ml nước dứa/0,67g gelatin tương ứng với đvhđ enzym/g gelatin là 29,82 lên 37,75ml nước dứa/0,33g gelatin tương ứng với đvhđ enzym/g gelatin là 120,55 thì điểm cảm quan của hỗn hợp càng tăng. Cụ thể ở tỷ lệ phối trộn giữa đvhđ/g gelatin là 29,82 đvhđ/g gelatin thì điểm cảm quan chỉ có 14,1 0,42 điểm., ở tỷ lệ 39,76 đvhđ/g gelatin có điểm cảm quan là 15,73 0,31 điểm, ở tỷ lệ 59,64 đvhđ/g gelatin điểm cảm quan là 16,5 0,4 điểm và ở tỷ lệ 120,55 đvhđ/g gelatin thì điểm cảm quan tăng lên 18,6 0,19 điểm.
Có thể giải thích điều này là khi gelatin được hòa tan thành dạng dung dịch, mặc dù không màu, không vị nhưng vẫn có mùi nồng, khi phối trộn với tỷ lệ gelatin tăng lên thì mùi của gelatin càng dễ nhận biết, đây là nguyên nhân chính dẫn đến điểm cảm quan của hỗn hợp càng giảm. Dứa được xem là hương vị của các loại quả, mùi thơm của dứa rất đậm nên ở tỷ lệ phối trộn nào vẫn có mùi thơm rất dễ nhận biết của dứa. Ở tỷ lệ 120,55 đvhđ/g gelatin thì hỗn hợp có màu vàng tươi, mùi thơm đặc trưng của dứa. Đặc biệt ở tỷ lệ phối trộn 120,55 đvhđ/g gelatin, mùi của gelatin hầu như không có. Ở các tỷ lệ phối trộn khác thì có mùi của gelatin, do tỷ lệ
0 5 10 15 20 29.82 39.76 59.64 120.55 Tỷ lệ phối trộn (đvhđ/g gelatin) Đ iể m c ả m q u a n a a a b
gelatin tăng lên nên hỗn hợp bị pha loãng, vì thế mà mùi thơm của dứa kém đặc trưng hơn nên hỗn hợp được đánh giá không cao.
Mặt khác khi so sánh sự khác nhau giữa các mẫu thì thấy rằng điểm cảm quan của mẫu 120,55 đvhđ/g gelatin có sự khác biệt có ý nghĩa về mặt thống kê (p<0,05) so với các mẫu 59,64 đvhđ/g lelatin, 39,76 đvhđ/g gelatin và mẫu 29,82 đvhđ/g gelatin.
Trên cơ sở đó chọn tỷ lệ phối trộn là 120,55 đvhđ/g gelatin để thử nghiệm sản xuất sản phẩm sau này.
3.3.2. Kết quả phân tích hoạt tính chống oxy hóa ở các tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân khác nhau gian thủy phân khác nhau
Sau khi phối trộn dịch ép dứa – gelatin ở các tỷ lệ khác nhau, chọn được tỷ lệ phối trộn có điểm cảm quan cao nhất là 120,55 đvhđ/g gelatin. Để có kết luận về ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân đến khả năng thủy phân gelatin bằng nước dứa, kết quả xác định hoạt tính chống oxy hóa sẽ cho kết luận chính xác hơn.
Thí nghiệm nghiên cứu khả năng khử gốc tự do DPPH và tổng năng lực khử của hỗn hợp gelatin thủy phân bằng nước dứa được thể hiện trên đồ thị hình 3.3 và hình 3.4.
Hình 3.3. Khả năng khử gốc tự do DPPH của hỗn hợp nước dứa – gelatin với các tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân khác nhau ở 55oC
Hình 3.4. Tổng năng lực khử của hỗn hợp nước dứa – gelatin với các tỷ lệ phối trộn và theo thời gian thủy phân khác nhau ở 55oC
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 29.82 39.76 59.64 120.55 Tỷ lệ phối trộn (đvhhđ/g gelatin) K h ả n ă n g k h ử g ố c t ự d o D P P H ( m M ) 30 phút 90 phút 150 phút 210 phút 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 29.82 39.76 59.64 120.55 Tỷ lệ phối trộn (đvhđ/g gelatin) T ổ n g n ă n g l ự c k h ử ( A 7 0 0 n m ) 30 phút150 phút 90 phút210 phút
Theo kết quả nghiên cứu và dựa vào đồ thị hình 3.3 thấy các mẫu hỗn hợp nước dứa – gelatin phối trộn với các tỷ lệ khác nhau đều có khả năng khử được gốc tự do DPPH. Kết quả cũng cho thấy với tỷ lệ phối trộn có hoạt độ enzym càng thấp thì khả năng khử gốc tự do càng giảm và ở thời gian thủy phân 90 phút, tất cả các mẫu đều có khả năng khử gốc DPPH cao nhất, trong đó mẫu có tỷ lệ 120,55 đvhđ/g gelatin và thủy phân ở 90 phút có khả năng khử gốc tự do cao nhất là 0,092mM. Kết quả nghiên cứu này cũng phần nào giải thích được sự thủy phân gelatin bằng nước dứa không những phụ thuộc vào tỷ lệ phối trộn mà còn chịu ảnh hưởng của thời gian thủy phân. Ở 90 phút, sự thủy phân gelatin bằng nước dứa đạt hiệu suất cao nhất, các peptit mạch ngắn tạo ra từ sự thủy phân gelatin là lớn nhất. Cũng với thời gian thủy phân là 90 phút nhưng ở các tỷ lệ khác có số mM DPPH bị khử thấp hơn. Cụ thể, tỷ lệ 59,64 đvhđ/g gelatin khử được 0,084mM DPPH, ở tỷ lệ 39,76 đvhđ/g gelatin khử được 0,062mM DPPH, còn ở 29,82 đvhđ/g gelatin chỉ khử được 0,056mM DPPH. Kết quả phân tích phương sai (ANOVA) về ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân đến khả năng khử gốc tự do DPPH của hỗn hợp nước dứa – gelatin cho thấy rằng yếu tố thời gian có ảnh hưởng đến khả năng khử gốc DPPH.
Mặt khác, từ kết quả ở đồ thị hình 3.4 cho thấyở thời gian thủy phân 90 phút và tỷ lệ phối trộn 120,55 đvhđ/g gelatin cũng có tổng năng lực khử cao nhất. Kết quả phân tích phương sai (ANOVA) về ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn và thời gian thủy phân đến tổng năng lực khử của hỗn hợp nước dứa – gelatin cũng cho thấy rằng yếu tố thời gian và tỷ lệ phối trộn có ảnh hưởng đến tổng năng lực khử.
Từ những kết quả trên có thể kết luận được ở tỷ lệ phối trộn hỗn hợp nước dứa – gelatin là 120,55 đvhđ/g gelatin và thời gian thủy phân hỗn hợp 90 phút ở 55oC là thích hợp nhất. Ở tỷ lệ và thời gian thủy phân như thế thì sản phẩm tạo thành có hoạt tính chống oxy hóa cao nhất. Vì vậy, áp dụng kết quả nghiên cứu này để ứng dụng sản xuất thử nghiệm đồ hộp nước dứa – gelatin với mong muốn tạo ra một loại thức uống bổ dưỡng, vừa có giá trị về mặt dinh dưỡng, vừa có giá trị về mặt dược liệu.
3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ đường bổ sung đến chất lượng cảm quan
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ đường bổ sung đến chất lượng cảm quan được thể hiện ở đồ thị hình 3.5.
Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ đường bổ sung đến chất lượng cảm quan
Kết quả nghiên cứu cho thấy khi tỷ lệ đường bổ sung tăng từ 8 – 12% thì điểm cảm quan của sản phẩm tăng lên, cụ thể ở tỷ lệ đường 8% thì điểm cảm quan là 16,7 điểm, ở 10% điểm cảm quan là 17,5 điểm, ở 12% có điểm cảm quan là 18,6 điểm. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng tỷ lệ đường lên thì điểm cảm quan sản phẩm giảm đi, thể hiện ở 14% điểm cảm quan của sản phẩm chỉ còn 15,4 điểm.
Mục đích chính của việc bổ sung đường là tạo vị chua ngọt hài hòa cho sản phẩm. Tuy nhiên, đường chỉ phát huy tác dụng đó khi được bổ sung với một tỷ lệ phù hợp. Ở tỷ lệ đường bổ sung 8% sản phẩm có vị chua nhiều của dứa, không hài hòa, khi tăng tỷ lệ đường lên 10% mặc dù cải thiện được vị chua nhưng sự hài hòa chua ngọt của sản phẩm vẫn chưa đạt. Bổ sung 12% đường thì sản phẩm có sự chua ngọt hài hòa, màu sắc đẹp, đồng nhất nên điểm cảm quan đạt cao nhất là 18,6 điểm. Khi làm thí nghiệm với lượng đường tăng lên 14%, điểm cảm quan giảm xuống còn 15,4 điểm là do sản phẩm có vị ngọt nhiều, làm mất hương vị đặc trưng của nước uống từ dứa. 0 5 10 15 20 8 10 12 14 Tỷ l ệ đường bổ sung (%) Đ iể m c ả m q u a n a b c d
Mặt khác, kết quả phân tích thống kê so sánh giữa các mẫu thì thấy rằng 4 mẫu bổ sung đường 8%, 10%, 12%, 14% khác nhau có ý nghĩa (p<0,05).
Trên cơ sở đó, chọn được tỷ lệ đường bổ sung là 12%, áp dụng cho sản xuất sản phẩm sau này.
3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin bổ sung đến chất lượng cảm quan
Bổ sung pectin vào sản phẩm nhằm mục đích tạo độ sánh, chống sự phân lớp cho sản phẩm, công đoạn nghiên cứu xác định nồng độ pectin chú ý đánh giá trạng thái sản phẩm. Tuy nhiên, hàm lượng pectin bổ sung vào cũng ảnh hưởng một phần tới màu, mùi, vị của sản phẩm. Do đó, công đoạn này không chỉ tập trung đánh giá trạng thái mà còn đánh giá màu, mùi, vị của sản phẩm.
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ pectin bổ sung đến chất lượng cảm quan sản phẩm được thể hiện trên đồ thị hình 3.6.
Hình 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ pectin bổ sung đến chất lượng cảm quan
Kết quả trên đồ thị hình 3.6 cho thấy với nồng độ pectin 0,2 % có điểm cảm quan cao nhất là 17,5 điểm. Ở nồng độ này vừa tạo ra độ sánh vừa phải cho sản phẩm, vừa chống được hiện tượng phân lớp. Đồng thời, pectin cũng khá bền ở pH thấp nên được sử dụng cho sản phẩm, tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm. Mặt khác, kết quả phân tích thống kê so sánh giữa các mẫu thì thấy rằng 5 mẫu theo tỷ lệ pectin bổ sung là 0%, 0,1%, 0,2%, 0,3%, 0,4% khác nhau có ý nghĩa (p<0,05).
0 5 10 15 20 0 0.1 0.2 0.3 0.4 Tỷ lệ pectin bổ sung (%) Đ iể m c ả m q u a n a b c d e
Do đó, chọn tỷ lệ pectin bổ sung là 0,2% để sản xuất sản phẩm sau này.
3.6. Ảnh hưởng của các thành phần bổ sung (pectin và đường) đến hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp nước dứa – gelatin
Để có kết luận về ảnh hưởng của các thành phần bổ sung (đường và pectin) đến hoạt tính chống oxy hóa của hỗn hợp nước dứa – gelatin, phối trộn nước dứa – gelatin theo tỷ lệ 137,76 đvhđ/g gelatin; ủ ở 55oC/90 phút rồi bổ sung 12g đường;