4.2 Ảnh hưởng của mức độ chín và chế độ tiền xử lý chất lượng của khóm sau khi trữ đông
4.2.1 Sự thay đổi vitamin C của khóm theo các mức độ chín ở các chế độ tiền xử lý khác nhau
Khóm sau khi lạnh đông được bảo quản 12 tuần ở điều kiện nhiệt độ -18 ± 20C , tiến hành rã đông ở điều kiện nhiệt độ mát và phân tích các chỉ tiêu chất lượng sau mỗi 2 tuần.
Số liệu được thu thập (bảng 4) và phân tích thông qua việc sử dụng phần mềm SAS 9.1, kết quả sau xử lý được trình bày ở bảng 5, phương trình động học sự phân hủy vitamin C theo mức độ chín trong quá trình trữ đông được biểu diễn ở hình 5.
Bảng 4: Thông số động học được tính toán dựa vào phương trình chuyển đổi một phần của sự thay đổi hàm lượng vitamin C ở các mức độ chín của khóm ở các chế độ tiền xử lý khác nhau
Chế độ xử lý Độ chín SD R2 k C∞
1 0,0221 0,99 0,6384 ± 0,0301 4,4359 ± 0,0899 2 0,0425 0,99 0,5756 ± 0,697 9,9680 ± 0,1040 3 0,0221 0,99 0,5878 ± 0,063 9,4648 ± 0,0772 4 0,0220 0,99 0,7393 ± 0,928 6,7622 ± 0,1722 Đối chứng
5 0,0207 0,99 0,8861 ± 0,895 6,1715 ± 0,1590 1 0,0214 0,99 0,2737 ± 0,321 6,6606 ± 0,3292 2 0,0598 0,99 0,2164 ± 0,243 12,2966 ± 0,1277 3 0,0443 0,99 0,3516 ± 0,0226 12,2449 ± 0,0524 4 0,0364 0,99 0,2343 ± 0,0225 8,4262 ± 0,2027 Xử lý 1
5 0,0444 0,99 0,2564 ± 0,0266 7,9563 ± 0,2171 1 0,0223 0,99 0,5267 ± 0,0157 5,0859 ± 0,0617 2 0,0444 0,99 0,5821 ± 0,0741 10,8145 ± 0,1072 3 0,0402 0,99 0,8053 ± 0,082 9,9515 ± 0,0782 4 0,0217 0,99 0,5465 ± 0,659 6,9241 ± 0,1741 Xử lý 2
5 0,0200 0,99 0,5346 ± 0,563 6,4764 ± 0,1610 Bảng 5: Phương trình động học sự thay đổi hàm lượng vitamin C ở các mức độ chín của khóm ở các chế độ tiền xử lý khác nhau
Chế độ xử lý
Mức
độ chín Co C∞ k Phương trình động học
1 14,961 4,436 0.6384 C/C0= 0.2965 + 0.7035.exp(-0.6384t) 2 15,136 9,968 0.5756 C/C0= 0.6586 + 0.3414.exp(-0.5756t) 3 15,136 9,465 0.5878 C/C0= 0.6253 + 0.3747.exp(-0.5878t) 4 14,000 6,762 0.7393 C/C0= 0.4830 + 0.5170.exp(-0.7393t) Đối
chứng
5 13.848 6,172 0.8861 C/C0= 0.4457 + 0.5543.exp(-0.8861t) 1 14,961 6,661 0.2737 C/C0= 0.4452 + 0.5548.exp(-0.2737t) 2 15,136 12,297 0.2164 C/C0= 0.8124 + 0.1876.exp(-0.2164t) 3 15,136 12,245 0.3516 C/C0= 0.8090 + 0.1910.exp(-0.3516t) 4 14,000 8,426 0.2343 C/C0= 0.6019 + 0.3981.exp(-0.2343t) Xử lý 1
5 13,848 7,956 0.2564 C/C0= 0.5745 + 0.4255.exp(-0.2564t) 1 14.961 5,086 0.5267 C/C0= 0.3400 + 0.6601.exp(-0.5267t) 2 15,136 10,815 0.5821 C/C0= 0.7145 + 0.2855.exp(-0.5821t) 3 15,136 9,952 0.8053 C/C0= 0.6575 + 0.3425.exp(-0.8053t) 4 14,000 6,924 0.5465 C/C0= 0.4946 + 0.5054.exp(-0.5465t) Xử lý 2
5 13,848 6,476 0.5346 C/C0= 0.4677 + 0.5323.exp(-0.5346t)
Xử lý 1: tiền xử lý ở 55oC trong dung dịch CaCl2 với thời gian 10 phút; Xử lý 2: tiền xử lý ở 55oC, 10 phút, sau đó ngâm CaCl2 0,15% trong 10 phút
Giá trị R2ở bảng 4 của tất cả các quá trình xử lý nhiệt theo các mức độ chín đều cao (lớn hơn 0,98) và giá trị SD thấp (nhỏ hơn 0,1) nên kết quả thu được có độ tin cậy cao.
Vì vậy, phương trình bậc một chuyển đổi một phần có thể được dùng để mô tả động học sự thay đổi vitamin C của khóm trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau.
Kết quả ở bảng 5 cho thấy, độ chín có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng duy trì vitamin C trong suốt thời gian trữ đông. Ở mẫu đối chứng, tỷ lệ vitamin C còn lại thấp nhất ở độ chín 1 (29,65%). Độ chín 4 và 5 có mức độ duy trì vitamin C tương tự nhau (44 ÷48%). Trong khi đó độ chín 2 giúp hạn chế được sự mất mát vitamin C trong thời gian trữ đông khóm tốt nhất, hơn 65% vitamin C được duy trì đến tuần thứ 12 ở nhiệt độ -18oC. Mặc dù có mức độ duy trì vitamin C cao hơn so với độ chín 1, tuy nhiên độ chín 4 và 5 có tốc độ phá hủy vitamin C lớn hơn (hằng số tốc độ phá hủy k lớn hơn khi so sánh với giá trị k của mẫu khóm lạnh đông ở độ chín 1). Một kết quả tương tự cũng thu được khi so sánh tốc độ phân hủy vitamin C của khóm ở các độ chín khác nhau khi áp dụng điều kiện tiền xử lý.
Ở cùng một chế độ xử lý thì hàm lượng vitamin C còn lại ( C∞) ở mức độ chín 2 là cao nhất. Mẫu đối chứng là 9,96 mg%, tiền xử lý ở 55oC trong dung dịch CaCl2 với thời gian 10 phút (xử lý 1) là 12,30 mg% và tiền xử lý ở 55oC, 10 phút, sau đó ngâm CaCl2 0,15% trong 10 phút (xử lý 2) là 10,81 mg%. Nhìn chung, tỷ lệ hàm lượng vitamin C còn lại cao nhất ở chế độ xử lý 1 và thấp nhất xử lý 2.
Dựa vào kết quả phân tích thành phần hóa học ban đầu của khóm ở các mức độ chín khác nhau (bảng 3), có thể nhận thấy, đặc điểm nguyên liệu là yếu tố có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng duy trì hay mức phá hủy chất dinh dưỡng trong khóm. Sự biến đổi cấu trúc tế bào của khóm do quá trình lạnh đông là nguyên nhân làm giảm khả năng giữ nước cũng như các chất dinh dưỡng hòa tan trong mô tế bào. Khi tế bào bị phá hủy, sự chuyển động thẩm thấu của nước từ nguyên sinh chất thông qua màng tế bào sẽ thay đổi và không thể khôi phục lại. Do đó, sự phá vỡ màng tế bào và thành tế bào là cơ chất quan trọng nhất trong việc làm giảm sự duy trì dịch lỏng trong khóm làm tăng sự rỉ dịch trong suốt quá trình lạnh đông (Fellow, 2002; Cano, 1996). Cùng với tác động của quá trình lạnh đông đến cấu trúc, độ rỉ dịch cũng như mức độ duy trì vitamin C trong khóm cũng có sự thay đổi tương ứng. Ở độ chín 1, đặc tính màng tế bào của khóm giòn, dễ bị phá vỡ cấu trúc do tác động nhiệt, thúc đẩy sự rỉ dịch tăng cao, do đó sự thất thoát vitamin C cũng khá lớn. Đối với độ chín 4 và 5, tổng hàm lượng đường trong nguyên liệu chiếm đến 80% chất khô là nguyên nhân tạo áp suất
thẩm thấu lớn, thêm nữa là lớp pectin có trong màng tế bào ở các mức độ chín cao của khóm ở dạng pectin hòa tan, dẫn đến khả năng bảo vệ tế bào dưới tác động của lạnh đông kém đi, sự rỉ dịch tăng với hệ quả là sự thất thoát và phân hủy vitamin C ở mức độ chín này gia tăng (De Ancos et al., 2007). Cano et al. (1996) cũng đã xác nhận, quả chưa đủ độ chín phù hợp là đối tượng cho sự phá hủy cấu trúc tế bào trong quá trình lạnh đông và trữ đông, thúc đẩy sự rỉ dịch và mất mát chất dinh dưỡng. Ở độ chín vượt quá mức thích hợp, sự phá hủy tế bào trong lạnh đông xảy ra theo hai kiểu (i) gia tăng tốc độ thẩm thấu và (ii) tăng nồng độ chất tan trong tế bào do sự chuyển đổi nước tự do từ lỏng sang rắn, tăng nhanh áp suất thẩm thấu của màng tế bào và dẫn đến sự phá hủy cấu trúc, kèm theo sự rỉ dịch tăng. Chính điều này là nguyên nhân dẫn đến hằng số tốc độ phá hủy vitamin C của khóm ở độ chín 4 và 5 cao.
Để đánh giá một mô hình động học về vitamin C trong khóm không chỉ dựa vào độ lớn của giá trị k hay C∞ mà cần phải kết hợp xem xét các giá trị đó cùng với đồ thị biểu diễn quá trình biến đổi C/Co theo thời gian trữ đông (hình 5).
Sự phân hủy vitamin C của khóm trong quá trình tiền xử lý nhiệt tuân theo phương trình bậc 1 chuyển đổi một phần, hàm lượng vitamin C giảm dần theo thời gian bảo quản. Để hạn chế sự phá hủy vitamin C của khóm tốt nhất nên chọn chế độ xử lý 1 và mức độ chín 2 vì ở chế độ và mức độ chín này hàm lượng vitamin C được duy trì tốt nhất và đảm bảo không có sự phân hủy sâu sắc hàm lượng vitamin C hiện diện trong nguồn nguyên liệu khóm đang nghiên cứu.
Hình 6: Đồ thị động học sự thay đổi hàm lượng vitamin C theo các mức độ chín của khóm ở các chế độ tiền xử lý nhiệt khác nhau theo thời gian bảo quản
Biến đổi hàm lượng vitamin C ở 5 mức độ chín của khóm ở chế độ xử lý 550C trong CaCl2 0,15% 10 phút
Biến đổi hàm lượng vitamin C ở 5 mức độ chín của khóm ở chế độ xử lý 550C 10 phút ngâm trong CaCl2 0,15% 10 phút