Tiến hành thiết kế thí nghiệm theo phương pháp cổ điển: các thí nghiệm được bố trí bằng cách thay đổi từng thông số trong khi giữ nguyên các yếu tố còn lại.
2.2.2.1. Thí nghiệm 1: xác định thành phần khối lượng của bắp cải trắng
Mục đích: để biết được tỷ lệ phần dùng được và không dùng được của nguyên liệu. Từ đó, đánh giá giá trị của nguyên liệu, xem nguyên liệu có phù hợp để đưa vào sản xuất hay không vì ngoài việc tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt còn phải đảm bảo mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất. Thứ hai, nó là cơ sở cho việc lựa chọn, dự trù nguyên liệu, xây dựng định mức tiêu hao nguyên liệu và hạch toán giá thành trong sản xuất.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm (hình 2.2) Bắp cải trắng Cân Xử lý cơ học Tỷ lệ phần dùng được Tỷ lệ phần không dùng được Cân Hình 2.2: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thành phần khối lượng của bắp cải trắng
Cách tiến hành:
Bắp cải trắng sau khi thu mua từ chợ về, được mang về phòng thí nghiệm. Chỉ thu mua những bắp đạt khối lượng từ 1kg trở lên. Tiến hành xác định thành phần khối lượng của nguyên liệu theo trình tự các bước như sau:
Lấy mẫu đại diện.
Cân khối lượng.
Cắt bỏ phần lõi và phần lá bị hỏng (nếu có).
Cân phần bẹ lá thu được.
Tính tỷ lệ phần dùng được so với khối lượng cả bắp.
2.2.2.2. Thí nghiệm 2: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ chần bắp cải trắng thích hợp
Tiến hành làm thí nghiệm thăm dò xác định tỷ lệ nước/nguyên liệu trong quá trình chần để tìm ra thông số thích hợp.
Cố định thông số tỷ lệ nước/nguyên liệu, tiến hành làm thí nghiệm thăm dò chần bắp cải trong môi trường nước, môi trường nước muối, môi trường acid acetic, môi trường nước gừng để tìm môi trường chần bắp cải trắng phù hợp.
Sau đó, cố định thông số tỷ lệ nước/nguyên liệu và môi trường chần để tìm ra thông số nhiệt độ và thời gian chần bắp cải trắng thích hợp.
Mục đích bố trí thí nghiệm xác định thông số nhiệt độ và thời gian ảnh hưởng đến công đoạn chần: vì nếu nhiệt độ cao quá, thời gian dài quá sẽ làm tăng tốc độ khuếch tán các chất tan ra ngoài và ảnh hưởng nhiều đến màu sắc, mùi vị của bắp cải, làm bắp cải mềm nhũn, xuất hiện mùi nấu, tổn thất nhiều chất dinh dưỡng. Còn nếu nhiệt độ thấp quá, thời gian không đủ thì sẽ không đạt được mục đích của công đoạn chần.
1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ chần bắp cải trắng thích hợp
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.3)
Tỷ lệ phần dùng được = Khối lượng phần bẹ lá thu được × 100% Khối lượng cả bắp
Cách tiến hành: bắp cải trắng sau khi ngâm nước muối xong, tiến hành cân khối lượng mỗi mẫu là 300g, đem đi chần ở 5 mốc nhiệt độ là 80oC, 85oC, 90oC, 95oC và 100oC. Sau đó mang đi ép lọc để thu dịch lọc, cuối cùng đánh giá cảm quan mùi của bắp cải và xác định lượng dịch ép để chọn nhiệt độ chần bắp cải trắng thích hợp.
Rửa
Ngâm nước muối
Chần Xử lý cơ học Ép Lọc Bã Đánh giá cảm quan mùi của bắp cải và xác
định lượng dịch ép
Chọn nhiệt độ chần bắp cải trắng thích hợp
Nhiệt độ (0C) 80; 85; 90; 95; 100
Hình 2.3 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ chần bắp cải trắng thích hợp
2.Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chần bắp cải trắng thích hợp
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.4)
Rửa
Ngâm nước muối
Chần Xử lý cơ học Bắp cải trắng Ép Lọc Bã Đánh giá cảm quan mùi của bắp cải và xác
định lượng dịch ép
Chọn thời gian chần bắp cải trắng thích hợp
Thời gian (phút) 2; 3; 4; 5; 6
Hình 2.4 : Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chần bắp cải trắng thích hợp
Cách tiến hành: bắp cải trắng sau khi ngâm nước muối xong, tiến hành cân khối lượng mỗi mẫu là 300g, đem đi chần ở 5 mốc thời gian là 2 phút, 3 phút, 4 phút, 5 phút và 6 phút với nhiệt độ chần đã được cố định. Sau đó mang đi ép lọc để thu dịch lọc, cuối cùng đánh giá cảm quan mùi của bắp cải và xác định lượng dịch ép để chọn thời gian chần bắp cải trắng thích hợp.
2.2.2.3. Thí nghiệm 3: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối chế dịch bắp cải/nước
Mục đích: Tỷ lệ dịch bắp cải nguyên chất trong sản phẩm có ảnh hưởng rất lớn đến hương vị, màu sắc và trạng thái của sản phẩm. Nếu tỷ lệ dịch bắp cải nguyên chất có trong sản phẩm thấp sẽ làm cho sản phẩm có hương vị, màu sắc và trạng thái kém hấp dẫn. Ngược lại, nếu tỷ lệ này cao tạo sản phẩm có hương vị ngon, hấp dẫn, màu sắc đặc trưng nhưng lại làm tăng giá thành sản phẩm, đồng thời để lại hậu vị ngái của bắp cải, thị trường khó chấp nhận. Vì vậy, yêu cầu đầu tiên của loại hình đồ uống này là phải có hương vị đặc trưng của nguyên liệu, màu sắc và trạng thái thích hợp. Do đó, tỷ lệ phối chế dịch bắp cải nguyên chất có trong sản phẩm là vấn đề cần được nghiên cứu để tạo ra sản phẩm đạt được các chỉ tiêu yêu cầu về cảm quan mà giá thành của sản phẩm lại thấp, đáp ứng được thị hiếu của người tiêu dùng. Để đạt được mục đích đó cần tiến hành nghiên cứu tỷ lệ dịch bắp cải/nước với các tỷ lệ khác nhau.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.5) Bắp cải trắng Xác định tỷ lệ phối chế dịch bắp cải/nước thích hợp Đánh giá cảm quan sản phẩm bằng phương pháp mô tả Phối chế Tỷ lệ dịch bắp cải/nước (1:1; 1:1,5; 1:2; 1:2,5; 1:3) Hình 2.5: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ phối chế dịch bắp cải/nước
Cách tiến hành: dịch bắp cải nguyên chất sau khi ép được mang đi pha loãng với nước theo các tỷ lệ dịch bắp cải/nước là 1:1; 1:1,5; 1:2; 1:2,5 và 1:3, các thông số khác được tiến hành theo dự kiến. Sau đó đánh giá cảm quan bằng phương pháp mô tả để chọn tỷ lệ pha loãng thích hợp.
2.2.2.4. Thí nghiệm 4: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ syrup bổ sung
Mục đích: với sản phẩm đồ uống từ nước rau quả thì vấn đề hương vị và độ chua ngọt hài hòa được đặt lên hàng đầu. [6] Đường có vị ngọt đậm, là chất chính tạo vị ngọt và mùi thơm cho sản phẩm, góp phần làm tăng hàm lượng chất khô và tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Bổ sung thêm acid để tạo vị chua ngọt hài hòa (vì theo [9] thì giữa hàm lượng chất khô hòa tan và acid tổng số có mối liên quan với nhau, nếu tỷ lệ này phù hợp sẽ tạo cho sản phẩm có vị chua ngọt hài hòa), đồng thời cải thiện tính chất cảm quan của sản phẩm nhằm tạo ra sản phẩm có màu sắc, mùi vị đặc trưng phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Đường được nấu thành dạng syrup cơ bản có nồng độ chất khô 60oBrix trước khi phối chế vào sản phẩm nhằm tăng giá trị dinh dưỡng, giá trị dược học, làm sản phẩm có mùi thơm dễ chiu, giúp cơ thể dễ chuyển hóa và hấp thu hơn. Ngoài ra, còn giúp giảm giá thành do syrup có vị ngọt cao hơn nên bổ sung với lượng ít hơn [15]. Muốn nhận được syrup có chất lượng cao và bảo quản được lâu ta cần biến saccarose thành đường chuyển hóa (glucose, fructose). Muốn vậy, sau khi nấu cần tiến hành làm nguội đến 80 – 90oC rồi cho acid thực phẩm (thường dùng acid citric) vào với số lượng đã tính trước. Sự có mặt của acid citric trong quá trình thủy phân đường saccarose sẽ làm tăng tốc độ chuyển hóa saccarose thành đường khử, chống hiện tượng kết tinh lại đường, tạo vị chua ngọt hài hòa, kích thích mùi, làm giảm pH cho sản phẩm, giúp chế độ thanh trùng nhẹ nhàng hơn.
Lượng acid citric cần thiết đủ đảm bảo phản ứng xảy ra hoàn toàn tính theo saccarose vào khoảng 220 – 230g/100kg đường với điều kiện giữ ở nhiệt độ 900C trong thời gian 2h. Điều này làm cho chất lượng syrup cơ bản giảm.
Theo [21] thì trong quá trình nấu syrup cơ bản nếu ta bổ sung acid citric với tỷ lệ càng cao thì càng tăng được hàm lượng cũng như tốc độ biến saccarose thành đường khử, làm cho giá trị về dinh dưỡng và cảm quan của syrup tăng lên. Kế thừa kết quả nghiên cứu này, tiến hành làm thí nghiệm thăm dò tỷ lệ acid citric bổ sung trong quá trình nấu syrup thích hợp để làm sao khi phối chế syrup vào trong nước bắp cải trắng sẽ tăng được giá trị về dinh dưỡng cũng như đảm bảo về chất lượng cảm quan.
1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò tỷ lệ acid citric bổ sung trong quá trình
nấu syrup cơ bản (nấu đến 60o Brix)
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.6) Đường Saccarose Nước Hòa tan Đun sôi 1 phút Làm nguội xuống 80 – 90oC Lọc Syrup cơ bản Bắp cải trắng Phối chế Tỷ lệ acid citric (%) (0,3; 0,35; 0,4; 0,45; 0,5) Chọn tỷ lệ acid citric bổ sung thích hợp Đánh giá cảm quan màu
sắc, mùi - vị, trạng thái của nước bắp cải
Hình 2.6: Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò tỷ lệ acid citric bổ sung trong quá trình nấu syrup cơ bản
Cách tiến hành: Tiến hành làm thí nghiệm 5 mẫu bổ sung acid citric theo các tỷ lệ là 0,3%, 0,35%, 0,4%, 0,45% và 0,5%. Đường saccarose với nước được cân theo tỷ lệ thích hợp là 100 : 45, sau đó hòa tan đường vào nước và tiến hành đun sôi dịch, giữ ở nhiệt độ sôi trong thời gian 1 phút rồi hạ nhiệt độ của dịch xuống còn 80 – 90oC, cho acid citric vào với các tỷ lệ đã được bố trí (các tỷ lệ này được tính so với đường saccarose). Tiến hành khuấy đều và đo nồng độ chất khô đến khi đạt 60oBrix là đạt yêu cầu rồi mang đi lọc để loại bỏ tạp chất và tiến hành làm nguội trong thau nước lạnh. Sau đó phối chế syrup cơ bản với các nồng độ acid citric khác nhau đó theo tỷ lệ đã dự kiến vào trong nước bắp cải. Các công đoạn khác được tiến hành theo quy trình đề xuất, cuối cùng đánh giá cảm quan và chọn tỷ lệ acid citric thích hợp bổ sung vào trong quá trình nấu syrup cơ bản.
2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ syrup bổ sung trong công đoạn phối chế
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.7)
Xác định tỷ lệ syrup bổ sung thích hợp Đánh giá cảm quan màu
sắc, mùi - vị, trạng thái của nước bắp cải
Bắp cải trắng
Phối chế Tỷ lệ syrup (%)
(8; 9; 10; 11; 12)
Hình 2.7: Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ syrup bổ sung trong quá trình phối chế
Cách tiến hành: cố định tỷ lệ dịch bắp cải/nước, tiến hành làm thí nghiệm bổ sung syrup với các tỷ lệ 8%, 9%, 10%, 11% và 12%, các thông số khác theo dự kiến. Tiến hành đánh giá cảm quan để chọn tỷ lệ syrup bổ sung thích hợp.
2.2.2.5. Thí nghiệm 5: sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò loại chất ổn định bổ sung
Mục đích: đối với đồ hộp nước rau quả đục do có chứa các phần tử có kích thước khác nhau nên vấn đề sản phẩm bị phân lớp là không thể tránh khỏi. Vì vậy, cần bổ sung thêm chất ổn định để tránh sản phẩm bị phân lớp trong quá trình bảo quản. Qua tham khảo tài liệu cho thấy pectin và carrageenan là những chất có khả năng làm bền hệ nhũ tương và ổn định tính đục cho sản phẩm. Do đó, cần tiến hành thí nghiệm thăm dò để chọn loại chất ổn định bổ sung thích hợp.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.8)
Bắp cải trắng
Phối chế
Đánh giá cảm quan trạng thái của sản phẩm bằng
phương pháp cho điểm
Chọn loại chất ổn định bổ sung thích hợp
Loại chất ổn định
Carrageenan
ĐC Pectin
Hình 2.8: : Sơ đồ bố trí thí nghiệm thăm dò loại chất ổn định bổ sung
Cách tiến hành: Tiến hành làm thí nghiệm 3 mẫu, 1 mẫu đối chứng, 1 mẫu bổ sung carrageenan tỷ lệ 0,05% (tỷ lệ này chọn được khi làm thí nghiệm thăm dò carrageenan trước), 1 mẫu bổ sung pectin với tỷ lệ 0,2% (tỷ lệ này cũng chọn được khi làm thí nghiệm thăm dò pectin trước). Sau đó tiến hành thực hiện các công đoạn còn lại theo quy trình dự kiến rồi mang đi thanh trùng và sau thời gian 1 tuần, 2 tuần, 3 tuần tiến hành đánh giá cảm quan để chọn loại chất bảo quản bổ sung thích hợp.
2.2.2.6. Thí nghiệm 6: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ pectin bổ sung
Thí nghiệm này được bố trí sau khi có kết quả tìm ra chất ổn định thích hợp cho sản phẩm nước uống bắp cải trắng là pectin.
Mục đích: tìm ra được tỷ lệ pectin thích hợp nhất xung quanh tỷ lệ pectin đã được làm thí nghiệm thăm dò.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.9)
Bắp cải trắng
Tỷ lệ pectin (%) (0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3)
Đánh giá cảm quan trạng thái, màu sắc, mùi - vị của
sản phẩm Phối chế
Xác định tỷ lệ pectin bổ sung thích hợp
Bảo quản
Cách tiến hành: Tiến hành làm thí nghiệm 5 mẫu với tỷ lệ pectin thay đổi từ 0,1 đến 0,3% (bước nhảy là 0,05%). Mỗi thí nghiệm làm 240 ml nước bắp cải trắng sau khi đã phối chế xong. Pectin được chuẩn bị trước khi tiến hành làm thí nghiệm khoảng 24h, ta cân lượng pectin cần dùng cho từng mẫu rồi mang đi ngâm pectin vào nước lã với tỷ lệ pectin/nước = 1/19. [5] Trước khi phối pectin vào hỗn hợp dịch ta phải thêm nước vào đun nóng để pectin tan ra (lượng nước ngâm và thêm vào này phải được tính trước để trừ bì ra khi phối chế nước vào dịch bắp cải nguyên chất). Sau đó tiến hành thực hiện các công đoạn còn lại theo quy trình dự kiến rồi mang đi thanh trùng, bảo ôn, bảo quản và cuối cùng đánh giá cảm quan để xác định tỷ lệ pectin bổ sung thích hợp.
2.2.2.7. Thí nghiệm 7: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ kali
sorbat bổ sung
Mục đích: thành phần dịch bắp cải sau phối chế có hàm lượng đường và acid cao – là môi trường dinh dưỡng phù hợp cho nấm men, nấm mốc và vi khuẩn phát triển gây hư hỏng thực phẩm. Vì vậy, phải nghiên cứu bổ sung chất bảo quản để kéo dài thời hạn sử dụng cho sản phẩm. Qua các tài liệu tham khảo cho thấy kali sorbat là chất có thể ức chế mạnh nấm men và nấm mốc, có tính kháng khuẩn (ít có tác dụng đối với vi khuẩn lên men lactic) và nằm trong danh mục các chất phụ gia được phép sử dụng trong thực phẩm với liều lượng quy định.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.10)
Cách tiến hành: tiến hành làm thí nghiệm 4 mẫu bổ sung kalisorbat với các nồng độ 0,01%, 0,03%, 0,05% và 0,07% và 1 mẫu ĐC để so sánh, đối chiếu. Sau đó mang đi đồng hóa, nâng nhiệt, rót chai, ghép mí, thanh trùng, bảo ôn, bảo quản sau 3 tuần mang đi đánh giá cảm quan để xác định nồng độ kali sorbat bổ sung thích hợp.
2.2.2.8. Thí nghiệm 8: sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định loại tinh dầu bổ sung
Mục đích: do bắp cải có mùi đặc trưng riêng, không phù hợp với thị hiếu của nhiều người nên cần tiến hành thăm dò xác định loại tinh dầu bổ sung vào sản phẩm để tạo ra được sản phẩm có mùi vị thơm ngon hơn.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm: (hình 2.11)
Cách tiến hành: Tiến hành làm thí nghiệm 5 mẫu, 1 mẫu ĐC không bổ sung tinh dầu, 1 mẫu bổ sung tinh dầu cốm tỷ lệ 0,02%, 1 mẫu bổ sung tinh dầu dứa tỷ lệ 0,02%, 1 mẫu bổ sung tinh dầu gừng tỷ lệ 0,02% và 1 mẫu bổ sung tinh