3.7. Kết quả xác lập cấu trúc và khảo sát về ATTP của Dexcar
3.7.1.1 Khảo sát phổ 13C-NMR của Dexcar
Car là hỗn hợp các galactan sulphate. Theo sự cĩ mặt của các đường đơn trong mạch cấu trúc, các Car cĩ thể chia làm 2 nhĩm: nhĩm Car cĩ đơn vị cấu trúc (G, D) gồm đường đơn - β -D-galactose và nhĩm Car cĩ đơn vị cấu trúc (G, DA) gồm đường đơn - β -D-galactose và 3,6-anhydro-D-galactose. Các đường đơn này trong đơn vị cấu trúc (G, D) hoặc (G, DA) gắn với nhau bởi liên kết β (1-4). Các đơn vị cấu trúc liên kết với nhau qua mối liên kết α (1-3) tạo thành Car. Các nhĩm sulphat cĩ thể gắn vào các vị trí C2, C4, C6 của các đơn vị cấu trúc (G, D) hoặc (G, DA) và được ký hiệu là G2s, G4s, G6s hoặc D2s, DA2s… tương ứng v.v…[37].
Đối với Car, một quá trình đáng lưu ý thường xảy ra trong quá trình chiết tách được thực hiện trong mơi trường kiềm mạnh là chuyển hĩa Car từ nhĩm cấu trúc (G, D) khơng cĩ liên kết 3,6-anhydro-D-galactose như µ-, ν-, λ-carrageean, thành Car thuộc nhĩm (G, DA) cĩ liên kết 3,6-anhydro-D-galactose tương ứng như
κ-, ι- và θ-carrageenan [33, 55].
Trong đơn vị cấu trúc của các κ -, ι - và θ-carrageenan cĩ sự khác biệt về số lượng và vị trí các nhĩm sulphate. Sự khác biệt này gây ra sự khác biệt về độ dịch chuyển hĩa học trong phổ C-NMR của các vị trí cacbon bị ảnh hưởng bởi nhĩm sulphate. Do đĩ, cần so sánh độ dịch chuyển hĩa học của các vị trí cacbon này: C2, C4 (Đơn vị G); C2 và C5 (Đơn vị DA) của các Car trong phổ 13C-NMR. Để so sánh
độ dịch chuyển hĩa học cho việc xác lập cấu trúc, cần chụp và so sánh phổ NMR của Dexcar và các mẫu chuẩn λ-, ι- và κ-carrageenan.
C-
Các kết quả so sánh độ dịch chuyển hĩa học từ phổ C-NMR của Dexcar rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty với các mẫu được trình bày ở bảng
3.1.
Bảng 3.1. So sánh độ dịch chuyển hĩa học trong phổ 13C-NMR của mẫu Car chuẩn (của Hãng Sigma)
(Theo Trần Đình Toại, Tr.185-204, Báo cáo Khoa học, Hải Phịng) [23]
Dạng Car Đơn vị Cấu trúc Độ dịch chuyển hĩa học (ppm) của các vị trí carbon Dạng Car Đơn vị Cấu trúc C1 C2 C3 C4 C5 C6 κ
Hình 3.13. Phổ 13C-NMR của mẫu chuẩn κ-carrageeanan [7]
(Theo Trần Đình Toại, Tr.185-204, Báo cáo Khoa học, Hải Phịng) [23]
Kết quả so sánh phổ 13C-NMR của các mẫu chuẩn Car cho thấy, Dexcar từ rong sụn là κ-carrageenan (hình 3.15)
Hình 3.15. κ-Dexcarrageenan từ rong sụn3.7.1.2. Khảo sát phổ 1H-NMR của Dexcar 3.7.1.2. Khảo sát phổ 1H-NMR của Dexcar
Dựa vào tính chất của phổ 1H-NMR chỉ cho biết độ dịch chuyển hĩa học của các proton vị trí α- (gắn với C1), trừ vị trí β , cĩ thể phân tích phổ này để tìm hiểu các proton vị trí α- (gắn với C1) của các Car. Phổ 1H-NMR của Dexcar từ rong sụn
và Car chuẩn được trình bày trên các hình 3.16, 3.17.
Kết quả phân tích so sánh độ dịch chuyển hĩa học của các proton ở vị trí α-
trong phổ 1H-NMR của các Car được trình bày trong bảng 3.2. So sánh các số liệu
cho thấy, Dexcar từ Car của rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty (hình
3.17) cĩ độ dịch chuyển hĩa học gần trùng với κ-carrageean chuẩn (5,61 ppm) (hình
3.16). Điều này phù hợp với kết luận rút ra từ khảo sát phổ 13C-NMR: Car từ rong
Hình 3.16. Phổ 1H-NMR của mẫu chuẩn κ-carrageenan
(Theo Trần Đình Toại, Tr.185-204, Báo cáo Khoa học, Hải Phịng) [23]
Bảng 3.2. Độ dịch chuyển hĩa học của các proton ở vị trí α-
(Theo Trần Đình Toại, Tr.185-204, Báo cáo Khoa học, Hải Phịng) [23]
3.7.2 Khảo sát về an tồn thực phẩm của Dexcar
Ban quản lý thuốc và thực phẩm của Mỹ (FDA) cho rằng thực phẩm chứa Car đã được cơng nhận chung là sản phẩm an tồn khơng cĩ chứa chất độc hoặc chất gây ung thư, Car đã được đưa vào danh mục an tồn đối với việc tiêu thụ nĩ trong các sản phẩm [49]. Do vậy, cĩ thể kết luận dùng Car trong thực phẩm là khơng độc hại và an tồn cho sức khỏe con người.
3.7.2.1. Kết quả đánh giá độ sạch của Dexcar
Trên cơ sở phổ 1H-NMR cĩ độ nhạy lớn hơn hàng trăm lần so với phổ 13C- NMR và cường độ cực đại của píc tỷ lệ thuận với nồng độ dung dịch mẫu, chúng tơi phân tích so sánh phổ 1H-NMR của Dexcar từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty (hình 3.17) với phổ 1H-NMR của κ-carrageenan chuẩn của hãng Sigma (hình 3.16) [23] để xác định độ sạch của Dexcar thu được. Kết quả cho thấy, Dexcar từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty cĩ độ sạch là 90%, tương đương
Dạng Car Đơn vị Độ dịch chuyển hĩa học (ppm) κ DA 5,75 ι DA2S 5,97 λ D2S,6S -
với mẫu của hãng Sigma cĩ độ sạch là 85,6%. Do vậy, cĩ thể kết luận Dexcar cĩ độ sạch đảm bảo dùng trong thực phẩm.
3.7.2.2. Hàm lượng kim loại nặng của Dexcar [7]
Quá trình kiểm tra, xác định hàm lượng kim loại nặng trong Dexcar, được tiến hành tại phịng thí nghiệm của Trung tâm Quan trắc và Phân tích Mơi trường tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu.
Các chỉ tiêu được kiểm tra là: chì (Pb), asen (As), cardimi (Cd), thủy ngân (Hg).
Mỗi chỉ tiêu được phá mẫu theo cách riêng phụ thuộc vào bản chất hĩa học của từng kim loại nặng và liên kết với Car ở dạng phức hay muối. Sau đĩ xác định nồng độ trên máy quang phổ hấp thụ nguyên tử (ASS).
Bảng 3.3. Hàm lượng kim loại nặng cĩ trong Dexcar
So sánh với tiêu chuẩn EU cho thấy hàm lượng kim loại nặng trong Dexcar đều thấp hơn so với hàm lượng cho phép. Do vậy, kết luận Dexcar đảm bảo an tồn về chỉ tiêu kim loại nặng.
3.7.2.3. Kết quả xác định chỉ tiêu vi sinh vật của Dexcar
Quá trình kiểm tra, xác định chỉ tiêu vi sinh vật trong Dexcar, được tiến hành tại phịng thí nghiệm vi sinh của Trung tâm Quan trắc và Phân tích Mơi trường tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu. STT Các chỉ tiêu Dexcar Tiêu chuẩn EU
Bảng 3.4. Chỉ tiêu vi sinh vật của Dexcar
So sánh với tiêu chuẩn EU cho thấy các chỉ tiêu vi sinh vật trong Dexcar đều thấp hơn so với mức cho phép. Do vậy, cĩ thể kết luận Dexcar đảm bảo an tồn về chỉ tiêu vi sinh vật.
Do vậy, với chế độ thủy phân: ([Te]=0,2%; [Car]=0,75%; pH=6,5; t0=800C; [Ca2+]=40ppm; Thời gian= 9 giờ) ứng với mức độ thủy phân là 75,94% thì thu được Dexcar cĩ khối lượng phân tử trung bình 51.885 Da; độ hịa tan của Dexcar khá cao so với độ hịa tan của Car nguyên liệu. Cụ thể, độ hịa tan của Dexcar tại 800C chỉ cần 15 phút đã đạt 95,67%; trong khi đĩ với Car nguyên liệu phải mất 60 phút (thời gian gấp 4 lần) để đạt độ hịa tan 92,17%. Kết quả phân tích phổ C-NMR và 1H-NMR cho thấy, Dexcar từ Car của rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty chính là κ-carrageenan. Dexcar từ rong sụn Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty cĩ độ sạch là 90%, so với mẫu Car chuẩn của hãng Sigma cĩ độ sạch là 85,6%. Đánh giá các chỉ tiêu kim loại nặng và vi sinh vật cho thấy Dexcar thu được đảm bảo an tồn vệ sinh thực phẩm. Từ đây cĩ thể rút ra kết luận, Dexcar thu được từ chế độ thủy phân trên hồn tồn cĩ thể ứng dụng để sản xuất trà uống hịa tan.
3.8. Kết quả bước đầu ứng dụng bột Car thủy phân để sản xuất trà uống hịa tan
Hiện nay, trên thị trường đã cĩ sản phẩm trà rong biển với các thương hiệu như Hùng Phát, Vĩnh Tiến, Ngọc Duy đã được thị trường chấp nhận. Các sản phẩm này được sản xuất dưới dạng trà túi lọc đã gĩp phần gia tăng đáng kể giá trị của
STT Các chỉ tiêu Dexcar Tiêu chuẩn EU 1 Tổng số VSV (cfu/g) 3 2,0 x 10 3
rong biển. Tuy nhiên, để gia tăng hơn nữa giá trị của rong biển nĩi chung và Car từ rong sụn nĩi riêng thì hướng sản xuất trà hịa tan từ Car là rất cần thiết.
Trong sản xuất trà hịa tan, kỹ thuật sấy phun được ưu tiên sử dụng. Do sấy phun tạo ra sản phẩm bột mịn, khả năng hịa tan trong nước rất tốt. Trong quá trình sấy phun, mẫu nguyên liệu đưa vào sấy phun cĩ dạng lỏng, cịn sản phẩm thu được sau khi sấy cĩ dạng bột. Thực chất, mẫu nguyên liệu khi vào thiết bị sấy sẽ được phân tán thành những hạt nhỏ li ti trong buồng sấy. Chúng được tiếp xúc với tác nhân sấy. Kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chĩng. Các hạt sản phẩm được tách ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng [29].
Dung dịch Car 0,75% được cơ đặc trong nồi chân khơng cho đến khi Car đạt nồng độ 3%. Trong q trình thí nghiệm, chúng tơi nhận thấy khơng lên cơ đặc hơn vì lúc ấy dịch keo cĩ độ nhớt cao, tính lưu động kém dễ đĩng vĩn làm giảm năng suất máy. Tiếp sau đĩ chúng tơi đi thí nghiệm để chọn chế độ sấy phun.
- Kết quả xác định chất trợ sấy thích hợp cho q trình sấy phun: Bảng 3.5. Ảnh hưởng của chất trợ sấy đến q trình sấy và tính chất cảm quan của bán thành phẩm
Từ kết quả trên bảng 3.5 cho thấy, với chất trợ sấy là maltodextrin thì quá trình sấy dễ hơn, lượng bột thu được nhiều hơn và chất lượng bột sản phẩm cũng tốt hơn so với chất trợ sấy là dextrin. Vì vậy chọn chất trợ sấy phù hợp là maltodextrin.
Các thơng số Chất trợ sấy Các thơng số Dextrin Maltodextrin Quá trình sấy Khĩ sấy Dễ sấy hơn Khối lượng sản phẩm thu được
- Kết quả xác định tỷ lệ maltodextrin cho quá trình sấy phun:
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tỷ lệ maltodextrin đến quá trình sấy và tính chất cảm quan của bán thành phẩm
Do dịch Dexcar khĩ sấy, do đĩ nếu tỷ lệ chất trợ sấy maltodextrin dùng quá thấp thì quá trình sấy sẽ rất khĩ khăn. Tuy nhiên nếu tỷ lệ maltodextrin dùng quá cao thì sẽ làm tăng cao độ nhớt của dung dịch sấy và sản phẩm khi pha vào nước sẽ bị đục. Vì vậy chọn tỷ lệ maltodextrin cho quá trình sấy là 20%.
- Kết quả xác định nhiệt độ sấy phun
Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến quá trình sấy và tính chất cảm quan của bán thành phẩm
Nhiệt độ quá thấp hay quá cao đều bất lợi cho quá trình sấy dung dịch Dexcar. Nhiệt độ khơng khí sấy thấp thì độ ẩm các hạt vật liệu sấy vẫn cịn khá cao,
Nhiệt độ 0 ( C) Độ ẩm của sản phẩm (%) Nhận xét cảm quan chất lượng sản phẩm Lượng sản phẩm (g) 135 10,9 Bị vĩn cục, mùi và vị đặc trưng 52,5 Tỷ lệ maltodextrin (%) Nhận xét cảm quan chất lượng sản phẩm Quá trình sấy 10 Bị vĩn, màu, mùi tốt Khĩ
nên bám nhiều lên thành buồng sấy làm giảm mức độ thu hồi sản phẩm sau sấy. Nhiệt độ khơng khí sấy cao mặc dù đạt độ ẩm khá tốt nhưng sẽ cĩ một ít vật liệu sấy bị cháy, bám lên thành. Sản phẩm sau sấy, giảm mùi thơm, màu trắng tươi bị chuyển sang trắng sẫm. Qua thí nghiệm này chọn nhiệt độ khơng khí đầu vào là Tv =
o
165 C, ứng với độ ẩm sản phẩm là 4,48%.
Sau khi chọn được nhiệt độ và chất trợ sấy với tỷ lệ thích hợp, chúng tơi đi thí nghiệm để chọn chế độ phối trộn với phụ gia:
- Kết quả xác định tỷ lệ đường saccharose
Bảng 3.8. Ảnh hưởng của tỷ lệ đường saccharose đến tính chất cảm quan về vị của trà hồ tan
Từ nhận xét cảm quan về vị của sản phẩm cho thấy chọn tỷ lệ bột đường/bột Dexcar 1/4 là phù hợp.
- Kết quả xác định tỷ lệ bột màu vàng cam
Bảng 3.9. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột màu vàng cam đến tính chất cảm quan về màu sắc của trà hồ tan
Từ kết quả nhận xét cảm quan về màu sắc của sản phẩm cho thấy chọn tỷ lệ % bột màu vàng cam/bột đường & bột Dexcar 0,03% là phù hợp.
- Kết quả xác định tỷ lệ bột hương cam
Mẫu A B C D E F Mẫu A B C D Tỷ lệ % bột màu vàng cam/ bột
Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột hương cam đến tính chất cảm quan về mùi của trà hồ tan
Từ kết quả nhận xét cảm quan về mùi của trà hịa tan cho thấy chọn tỷ lệ bột hương cam/bột đường & bột Dexcar 0,7 % là phù hợp
- Kết quả xác định tỷ lệ bột vitamin C
Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tỷ lệ bột vitamin C đến tính chất cảm quan về vị của trà hồ tan
Từ kết quả nhận xét cảm quan về vị của trà hịa tan cho thấy chọn tỷ lệ bột vitamin C/bột đường & bột Dexcar 0,5 % là phù hợp
Sau khi đã chọn được chế độ phối trộn thích hợp, tiếp theo chúng tơi tiến
hành đánh giá sản phẩm bằng phép thử thị hiếu cho điểm nhằm xem người tiêu
dùng cĩ hài lịng và ưa thích sản phẩm mẫu nước trà hịa tan thí nghiệm (mẫu TN)
với sản phẩm nước pha từ trà hịa tan Atiso Vĩnh Tiến (mẫu VT) trên thị trường.
Kết quả cho điểm của 2 mẫu qua 40 người thử trên tồn bộ sản phẩm, trên
tính chất màu sắc và trên tính chất mùi vị của sản phẩm được xử lý bằng chương
trình Statgraphics plus được trình bày ở phụ lục 3. Điểm trung bình của 2 mẫu TN
Mẫu A
B C D
Tỷ lệ % bột hương cam/bột đường & bột Dexcar Mẫu A B C D E
(mẫu nước pha từ trà hịa tan Dexcar thí nghiệm) và mẫu VT (nước pha từ trà hịa
tan Atiso Vĩnh Tiến) thể hiện qua các bảng sau 3.12, 3.13, 3.14
Bảng 3.12. Kết quả thống kê của 2 mẫu trên tồn bộ sản phẩm
Bảng 3.13. Kết quả thống kê của 2 mẫu trên tính chất màu sắc
Bảng 3.14. Kết quả thống kê của 2 mẫu trên tính chất mùi vị
Để kiểm tra ý nghĩa điểm trung bình 2 mẫu TN và VT cĩ sự khác biệt với mức α=0,05 trên tồn bộ sản phẩm và trên các tính chất ta dùng kiểm định theo tiêu chuẩn tstudent. Giá trị t được tính cho mức độ thị hiếu của 2 mẫu TN và VT trên tồn bộ sản phẩm ở (phụ lục 3): t=6,175513. Mẫu Số người thử Điểm trung bình (Sd) Độ lệch chuẩn TN 40 Mẫu Số người thử Điểm trung bình (Sd) Độ lệch chuẩn TN 40 Mẫu Số người thử Điểm trung bình (Sd) Độ lệch chuẩn TN 40
Tra bảng P3.1 phụ lục 3, với bậc tự do df=(n-1)=39 cho thấy giá trị t tra bảng thuộc khoảng (-2,03÷2,02) ở mức ý nghĩa 95%, do đĩ giá trị t tính được khơng nằm trong khoảng giá trị t tra bảng. Vậy ta cĩ thể kết luận là sự khác biệt giữa 2 mẫu TN và VT cĩ ý nghĩa về mặt thống kê với độ tin cậy 95%.
Giá trị t được tính cho mức độ thị hiếu trên tính chất màu sắc ở (phụ lục 3):
t=3,608411.
Tra bảng P3.1 phụ lục 3, với bậc tự do df=(n-1)=39 cho thấy giá trị t thuộc khoảng (-2,03÷2,02) ở mức ý nghĩa 95%, do đĩ giá trị t tính được khơng nằm trong khoảng giá trị t tra bảng. Vậy ta cĩ thể kết luận là sự khác biệt giữa 2 mẫu TN và VT cĩ ý nghĩa về mặt thống kê với độ tin cậy α=0,05.
Giá trị t được tính cho mức độ thị hiếu trên tính chất mùi vị ở (phụ lục 3).
t=8,669083.
Tra bảng P3.1 phụ lục 3, với bậc tự do df=(n-1)=39 ta được giá trị t thuộc khoảng (-2,03÷2,02) ở mức ý nghĩa 95%, do đĩ giá trị t tính được khơng nằm trong khoảng giá trị t tra bảng. Vậy ta cĩ thể kết luận là sự khác biệt giữa 2 mẫu TN và VT cĩ ý nghĩa về mặt thống kê với độ tin cậy α=0,05.
Kết luận: Qua kết quả bảng 3.12, 3.13 và 3.14 nhận thấy cả 3 giá trị t tính
được đều khơng nằm trong khoảng giá trị t tra bảng với mức ý nghĩa 95%, điều này cho thấy sự khác biệt giữa 2 mẫu trên là cĩ ý nghĩa về mặt thống kê với mức α=0,05 hay nĩi cách khác là mức độ hài lịng và ưa thích của người tiêu dùng trên sản phẩm TN (mẫu nước pha từ trà hịa tan Dexcar thí nghiệm) và mẫu VT (nước pha từ trà hịa tan Atiso Vĩnh Tiến) đặc biệt là trên tính chất mùi vị. Kết quả được biểu diễn trên hình 3.18.
8 7 6 5.4 7.2 7.1 6.3 5.2 7.3 5 4 3 2 1 0
Trà hịa tan atiso Vĩnh Tiến Trà hịa tan Oligocar
Mức độ ưa thích chung Mức độ ưa thích màu sắc Mức độ ưa thích mùi vị