CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ KHẢO SÁT
3.2. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến chất lượng sản phẩm
Thời gian thẩm thấu là một yếu tố rất quan trọng trong sản xuất mứt, thẩm thấu không chỉ là 1 phương pháp khử nước dựa trên sự chênh lệch về gradient nồng độ giữa bên trong và bên ngoài tế bào làm nước dịch chuyển từ từ ra ngoài nguyên liệu. Thời gian thẩm thấu ngắn thì hàm lượng nước thẩm thấu, đường khuếch tán
vào nguyên liệu không đủ để thực hiện khả năng bảo quản, cường độ ngọt thấp ảnh hưởng tới giá trị cảm quan. Thời gian thẩm thấu quá dài thì hàm lượng nước thẩm thấu ra nhiều, điều này hoàn toàn có lợi cho việc sản xuất mứt kẹo. Tuy nhiên lượng đường đi vào nguyên liệu sẽ nhiều, ảnh hưởng mạnh tới giá trị cảm quan của sản phẩm..Thí nghiệm này xác định thời gian thẩm thấu thích hợp dựa trên sự ảnh hưởng của thời gian đối với các yếu tố như: tỷ lệ thu hồi, độ ẩm sau thẩm thấu, hàm lượng đường tổng đường khử, hàm lượng acid hữu cơ tổng, …
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu
Mẫu Tỷ lệ thu hồi (%)
Độ ẩm (%)
Hàm lƣợng đường tổng
(%)
Hàm lƣợng đường khử
(%)
Hàm lƣợng acid hữu
cơ (%)
20 phút 68.61a 74.35a 19.24c 8.43c 0.757a
40 phút 55.9b 68.52a 23.61bc 10.95bc 0.55ab
60 phút 49.98c 64.56b 26.5a 14.82a 0.458bc
80 phút 50.3c 65.02b 26.73a 15.31a 0.448c
Hình 3.1. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu
0 10 20 30 40 50 60 70 80
20 phút 40 phút 60 phút 80 phút
Tỷ lệ thu hồi Độ ẩm
Hàm lượng đường tổng Hàm lượng đường khử Hàm lượng acid hữu cơ
Nhận xét: Dựa vào bảng 3.2, ta thấy số liệu các mẫu 20 phút, 40 phút, 60 phút, 80 phút có sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0.05. Thông qua hình 3.1 có thể rút ra kết luận rằng khi kéo dài thời gian thẩm thấu thì tỷ lệ thu hồi và độ ẩm càng giảm, hàm lượng đường khử và đường tổng lại có xu hướng tăng. Cụ thể là tỷ lệ thu hồi, độ ẩm giảm từ mẫu thẩm thấu 20 phút đến mẫu có thời gian thẩm thấu là 60 phút, sau đó tăng nhẹ nhưng không đáng kể ở mẫu thời gian thẩm thấu 80 phút.
Trong khi đó hàm lượng đường tổng và đường khử của các mẫu lại tăng dần từ mẫu thẩm thấu 20 phút đến mẫu thẩm thấu 60 phút, từ mẫu thẩm thấu 60 phút đến mẫu thẩm thấu 80 phút tăng nhẹ không có sựa khác biệt có nghĩa về mặt thống kê.
Nhìn trên biểu đồ có thể thấy tỷ lệ thu hồi cao nhất là ở mẫu thời gian thẩm thấu 20 phút với 68.61% tỷ lệ thu hồi và thấp nhất với mẫu có thời gian thẩm thấu là 60 phút với tỷ lệ thu hồi chỉ 49.98 %. Tỷ lệ thu hồi đối với mẫu ở 80 phút thời gian thẩm thấu, tỷ lệ thu hồi của mẫu tăng nhẹ trở lại từ 49.98 % tăng lên 50.3 %.
Mẫu có thời gian thẩm thấu 20 phút có độ ẩm nguyên liệu cao nhất với 74.35
% và mẫu có độ ẩm thấp nhất chính là mẫu có thời gian thẩm thấu là 60 phút với độ ẩm nguyên liệu là 64.56 %. Đáng chú ý hơn là mẫu thẩm thấu ở 80 phút lại có độ ẩm cao hơn một chút so với độ ẩm của mẫu thẩm thấu chỉ với 60 phút, độ ẩm tăng từ 64.56 % lên 64.02 % chênh lệch khoảng 0.46 % ẩm.
Mẫu thẩm thấu thời gian 80 phút cho kết quả cao nhất về cả hàm lượng đường tổng là 26.73 % và đường khử là 15.31 %. Trong khi đó mẫu có thời gian thẩm thấu 20 phút lại cho kết quả thấp nhất về cả hàm lượng đường tổng là 19.24 % và đường khử là 8.43 %.
Hình 3.2. Hàm lƣợng acid hữu cơ trong nguyên liệu theo thời gian thẩm thấu
Từ hình 3.2 nhận thấy hàm lượng acid hữu cơ của nguyên liệu giảm sau thẩm thấu, mức giảm là khác nhau ở các thời gian thẩm thấu khác nhau. Hàm lượng acid hữu cơ còn lại nhiều nhất chính là mẫu thẩm thấu ở 20 phút với 0.757 % hàm lượng acid hữu cơ, và thấp nhất là mẫu thẩm thấu ở 80 phút với 0.448 % hàm lượng acid hữu cơ còn lại. Theo biểu đồ, xét thấý hàm lượng acid hữu cơ giảm không tuyến tính và chia làm 3 giai đoạn:
Giai đoạn đầu tiên là có thể coi là giai đoạn giảm mạnh từ 0.757 % giảm xuống còn 0.55 %, hao hụt hết 0.207 % hàm lượng acid tại giai đoạn thẩm thấu từ 20 đến 40 phút.
Giai đoạn thứ hai hàm lượng acid hữu cơ chỉ giảm nhẹ từ 0.55 % giảm xuống còn 0.458 %, hao hụt hết 0.092 % hàm lượng acid hữu cơ tại giai đoạn thẩm thấu từ 40 đến 60 phút.
0.757
0.55
0.458 0.448
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
20 40 60 80
Hàm lượng acid hữu cơ
(%)
(phút)
Giai đoạn cuối là giai đoạn từ phút thứ 60 đến phút thứ 80, hàm lượng acid hữu cơ giảm rất nhẹ. Tại giai đoạn này hàm lượng acid hữu cơ giảm từ 0.458 % giảm về 0.448 % không có sự khác biệt có nghĩa.
Đánh giá chung đối với 4 mẫu:
Mẫu 20 phút thẩm thấu tuy có tỷ lệ thu hồi, độ ẩm và hàm lượng acid hữu cơ cao nhất nhưng hàm lượng đường tổng và đường khử lại thấp nhất.
Mẫu 40 phút thẩm thấu có tỷ lệ thu hồi, độ ẩm và hàm lượng acid hữu cơ thấp hơn mẫu 20 phút, cao hơn mẫu 60, 80 phút; trong khi hàm lượng đường tổng và đường khử lại cao hơn mẫu 20 phút, thấp hơn mẫu 60,80 phút thẩm thấu.
Mẫu 80 phút thẩm thấu có hàm lượng đường tổng, đường khử và acid hữu cơ thấp nhất, mẫu 60 phút thẩm thấu có tỷ lệ thu hồi và độ ẩm thấp nhất, số liệu giữa mẫu 60, 80 phút thẩm thấu chỉ có mỗi hàm lượng acid hữu cơ là thông số có sự khác biệt có ý nghĩa ở mức α = 0,05. Dựa vào bảng 3.2. có thể nói mẫu 60 phút thẩm thấu là mẫu được đánh giá cao.
Nguyên nhân là do khi bổ sung đường vào nguyên liệu để thẩm thấu, xuất hiện một áp suất thẩm thấu lớn tạo nên sự chêch lệch nồng độ gradient giữa nguyên liệu với môi trường khiến nước trong nguyên liệu đi ra làm giảm độ ẩm và tỷ lệ thu hồi của các mẫu thẩm thấu. Ban đầu những khe hở trên màng nguyên sinh chất rất nhỏ chỉ đủ cho các phân tử nước đi qua mà không thấm với các phân tử đường, lúc đó hàm lượng nước thóat ra chỉ để hòa tan đường đang tiếp xúc với nguyên liệu.
Nước sau khi hòa tan được hết đường trên bề mặt nguyên liệu sẽ đóng vai trò làm dung môi cho nguyên liệu và đường tiếp xúc nhau, lúc này đường hòa tan trong nước và sử dụng nước như là môi trường để thẩm tích vào nguyên liệu khiến cho hàm lượng đường tổng và đường khử trong nguyên liệu tăng. Thời gian đầu, nhờ lợi dụng hiện tượng co nguyên sinh ở các lớp màng tế bào bên ngoài mà xảy ra song song cả hiện tượng tách nước và thẩm tích đường tổng và đường khử của nguyên liệu khiến tốc độ thẩm thấu và khuếch tán của chúng ổn định. Nhưng sau một thời gian thẩm thấu thì tốc độ khuếch tán của đường vào nguyên liệu và của nước ra
ngoài lại giảm. Điều này phù hợp với phúc trình nghiên cứu của tác giả Raoult Wack (1994) về động lực quá trình thẩm thấu “Sau một thời gian diễn ra quá trình thoát nước và thẩm thấu đường thì trên bề mặt vật liệu tạo ra những lớp có tính giảm sự thẩm thấu đường và thoát nước”.
Về hàm lượng acid hữu cơ trong nguyên liệu, lúc đầu tổn thất khá nhanh nhưng sau 60 phút thẩm thấu thì hàm lượng acid hữu cơ gần như không đổi. Đó là do ban đầu áp suất thẩm thấu rất cao tạo lên lực cơ học lên màng nguyên sinh chất, nước trong không bào đi ra làm cho không bào co lại kéo theo nguyên sinh chất tách ra khỏi màng tế bào hay còn được gọi là hiện tượng co nguyên sinh, làm rách màng tế bào và giải phóng acid hữu cơ có trong dịch bào ra ngoài. Sự thất thoát này của acid hữu cơ phù hợp với kết luận thí nghiệm tương tự của tác giả Bùi và các đồng sự (2009) rằng “… hệ số vật chất truyền ra ngoài dung dịch thẩm thấu sau một thời gian sẽ đạt trạng thái ổn định và phụ thuộc vào thời gian, nhiệt độ và nồng độ dung dịch thẩm thấu.”
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến kết quả đánh giá cảm quan
Mẫu A1 A2 A3 A4
Ftest Thời gian thẩm thấu (phút) 20 40 60 80
Kết quả đánh giá cảm quan
Về mùi vị 1.92c 2.71b 3.71a 1.67c 36.55 Về màu sắc 2.75a 2.63a 2,63a 2a 4.95 Về cấu trúc 1.92b 1.71b 3.25a 3.13a 27,65
Nhận xét: Qua kết quả đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng thị hiếu cho thấy giá trị cảm quan về mùi vị và cấu trúc các mẫu A1, A2, A3, A4 khác nhau có nghĩa tại mức ý nhĩa α = 0.05. Riêng về giá trị cảm quan màu sắc giữa 4 mẫu A1, A2, A3, A4 lại không có sự khác biệt có nghĩa, đối với mức ý nghĩa α = 0.05. Cũng từ bảng giá trị trên có thể thấy mẫu A3 60 phút thẩm thấu mà mẫu có cả 3 chỉ tiêu cảm quan được đánh giá cao nhất.
Về mùi vị: Mùi vị giữa các mẫu có sự khác biệt nguyên nhân là do khi kéo dài thời gian thẩm thấu thì hàm lượng đường saccharose lẫn lượng đường khử thẩm thấu vào trong nguyên liệu tăng. Ngoài ra, trong quá trình cô đặc, dưới tác dụng của acid và nhiệt độ cao làm cho một phần saccharose bị thủy phân tạo sản phẩm là glucose và fructose, hai đường này tiếp tục tăng cường độ giúp điều vị cho sản phẩm. Khi thời gian thẩm thấu càng dài thì hàm lượng đường saccharose và đường khử càng cao. Nên mẫu A1 với 20 phút thẩm thấu do có quá ít đường nên sản phẩm có vị ngọt yếu và bị vị chua của nguyên liệu lấn át. Chính vì vậy A1 lại là mẫu ít được ưa thích nhất. Mẫu A2 với 40 phút thẩm thấu có vị ngọt ít kèm vị chua rất rõ nên cũng ít được ưa thích. Mẫu A4 với 80 phút thẩm thấu có vị ngọt hơi gắt nhưng vị chua lại yếu do sự tổn thất lớn acid hữu cơ nên khiến cho sản phẩm bị xét là mẫu ít được ưa thích nhất. Trong khi đó mẫu A3 ở thời gian thẩm thấu là 60 phút lại có vị ngọt chua hài hòa nhất nên được ưa thích nhất.
Về màu sắc: Màu sắc giữa các mẫu không có sự khác biệt mặc dù trong quá trình thẩm thấu hàm lượng đường saccharose và đường khử tăng có khác biệt giữa các mẫu. Chính là vì nguyên liệu cùng bổ sung hàm lượng đường thấp, qua công đoạn cô đặc và sấy ở cùng điều kiện nhiệt độ và nồng độ chất khô nên gần như giống nhau. Vì thế các mẫu cùng một lượng đường saccharose và đường khử tại công đoạn cô đặc qua sấy ở nhiệt độ cao đường tham gia phản ứng Maillard tạo melanoidin có màu nâu như nhau ở cả 4 mẫu làm giảm đặc tính màu sắc của sản phẩm từ vàng rơm về vàng hơi nâu. Có thế nói về giá trị cảm quan màu sắc thì cả 4 mẫu đều được ưa thích như nhau.
Về cấu trúc: Mẫu A1 - 20 phút và mẫu A2 - 40 phút thẩm thấu lại ướt dính hơn và có độ ẩm cao hơn hẳn mẫu A3 - 60 phút và A4 - 80 phút thẩm thấu, cả hai mẫu A1, A2 này độ dẻo dai cao, ăn có cảm giác hơi dính răng gây khó chịu nên ít được ưa thích nhất. Riêng mẫu 60 phút và mẫu 80 phút thẩm thấu thì lại có bề mặt khô hơn, mẫu 60 phút không bị lại đường nên được ưa thích nhất. Mẫu 80 phút có xuất hiện các mầm tinh thể đường li ti nhưng không nhiều, khó nhận thấy và cũng
không ảnh hưởng tới cấu trúc dẻo dai của sản phẩm nên cũng được ưa thích như mẫu 60 phút.
Chính vì thế dựa vào tất cả những kết quả trên ta tiến hành chọn mẫu có thời gian thẩm thấu 60 phút là mẫu tiếp tục được khảo sát ở thí nghiệm tiếp theo.
Bảng 3.4. Bảng mô tả nguyên liệu trong công đoạn thẩm thấu Thời gian
thẩm thấu Đặc điểm Hình ảnh
20 phút
Các tinh thể đường còn rất nhiều, chưa tan hết, bám đặc trên nguyên
liệu. Nguyên liệu rất mềm.
40 phút
Các tinh thể đường chưa tan bám 1 lớp trên nguyên liệu. Nguyên liệu
mềm.
60 phút
Tinh thể đường tan hết, dịch đường khá đặc bao quanh nguyên liệu.
Nguyên liệu cũng săn lại hơn.
80 phút Đường tan hoàn toàn, dịch đường loãng, nguyên liệu khá săn chắc.