Sự khử gốc tự do của chất chống ôxi hóa, trong đó các electron không ghép đôi của gốc tự do sẽ được nhận electron của chất chống oxi hóa để tạo thành các electron ghép đôi bền vững.
Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa, trong đó mỗi chỉ tiêu thể hiện một khía cạnh của hoạt động chống ôxi-hóa, như vậy nhiều chỉ tiêu sẽ phản ánh một quá trình chống ôxi-hóa tổng thể. Một số chỉ tiêu thường được sử dụng để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa như sau: chống oxi hóa tổng, khử sắt, bắt gốc tự do DPPH [2].
CHƯƠNG II.
NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU
2.1.1. RONG NHO
Rong Nho thương phẩm (Caulerpa lentillifera) được thu mua tại các trại nuôi rong Nho của Công ty TNHH Đại Phát - Cam Đức, Cam Nghĩa, Cam Phúc Nam - Cam Ranh, Khánh Hòa do PGS.TS. Nguyễn Hữu Đại làm Giám Đốc. Rong Nho được thu mua trong thời gian từ tháng 7 đến tháng 9 năm 2013 và từ tháng 2 đến tháng 7 năm 2014. Rong Nho sau khi thu mua, được rửa sơ bộ bằng nước biển sạch và vận chuyển về phòng thí nghiệm để sử dụng cho quá trình nghiên cứu.
Rong Nho phải đạt yêu cầu: Các quả cầu rong dày và đều đặn xung quanh trục, không đứt quãng, rong không lẫn tạp chất, hư hỏng và có chiều dài trung bình 6cm. Rong có màu xanh lục đậm, mùi tanh tự nhiên của rong, không có mùi lạ.
2.1.2. SORBITOL + Sorbitol (E420) + Sorbitol (E420)
Công thức phân tử: C6H14O6
Công thức hóa học:
Tên tiếng Việt: Sorbitol Tên tiếng Anh: Soritol ADI: Chưa xác định INS: 420
Sorbitol là một loại polyol, có vị ngọt bằng 60% của đường sucrose và cn người không có khả năng tiêu hóa sorbitol nên không gây tăng đường huyết và tăng hoạt động của insulin cũng như không gây sâu răng.
Sorbitol được sử dụng làm chất điều vị, tăng khả năng giữ nước và tạo độ bóng cho sản phẩm. Mặt khác do sorbitol là polyol nên không bị chuyển hóa bởi vi khuẩn nên thường được một số tác giả cho rằng nó có khả năng ức khuẩn.
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Phương pháp phân tích hóa học
2.2.1.1. Phương pháp xác định độ ẩm
Độ ẩm của mẫu được xác định bằng phương pháp sấy khô đến trọng lượng không đổi theo TCVN 5567: 1991 (Phụ lục 2).
2.2.1.2. Phương pháp xác định hoạt độ nước
Hoạt độ nước của sản phẩm được xác định bằng máy đo hoạt độ nước HYGROLAB C1 của Rotronic.
2.2.1.3.Phương pháp xác định đạm tổng số bằng phương pháp Kjeldahl.
Nguyên lý: Vô cơ hóa mẫu bằng H2SO4 đậm đặc có chất xúc tác đặc biệt, rồi
dùng kiềm đặc mạnh: NaOH đẩy NH3 từ muối (NH4)2SO4 ra thể tự do. NH3 được hấp
thụ bởi H2SO4 tiêu chuẩn. Sau đó định lượng H2SO4 tiêu chuẩn dư bằng NaOH tiêu chuẩn [14]. Chi tiết về phương pháp được trình bày tại phụ lục 1.
2.2.1.4. Phương pháp xác định hàm lượng vitamin C.
Cân 1g mẫu, giã nhỏ đối với rong nho sau khi sấy. Sau đó cho vào 5ml HCl 5% khuấy đều, ủ ở điều kiện thường trong 10 phút rồi đem ly tâm 6000 vòng/phút tách lấy dịch. Đổ dịch vào ống đong dẫn tới vạch 50ml bằng nước cất rồi khuấy đều. Lấy 20ml dịch nghiền cho vào bình tam giác dung tích 100ml, chuẩn độ bằng dung dịch iốt 0,01N có hồ tinh bột làm chất chỉ thị (5 giọt hồ tinh bột) cho tới khi có màu xanh xuất hiện [14].
2.2.1.5. Phương pháp đánh giá khả năng tái hydrat hoá của rong sấy.
Quá trình đánh giá khả năng tái hydrat hoá của rong được tiến hành như sau: lấy 10 gam mẫu rong khô nguyên thể tương ứng với các chế độ ly tâm tách nước khác nhau (mẫu 1 tách 5% nước, mẫu 2 tách 10% nước, mẫu 3 tách 15 % nước), mỗi mẫu 10 gam rong: Dùng ống đong, lấy 100ml nước sạch đổ vào cốc thủy tinh 250ml. Sau
đó cân 10 gam (m1) rong sấy cho vào cốc nước; Sau 5 phút, 10 phút, 15 phút dùng rây
vớt rong ra, để ráo 5 phút và cân khối lượng mẫu rong đã ngâm nước (m2); Lượng nước đã hấp thụ vào rong chính là hiệu số m2 - m1 [2, 14].
2.2.1.6. Phương pháp xác định hoạt tính chống oxy hoá. * Phương pháp đánh giá hoạt tính chống oxy hóa tổng
Hoạt tính chống oxy hóa tổng (TAA) được xác định theo phương pháp của Prieto
M, sodium phosphate 28 mM và ammonium Molybdate 4 mM). Hỗn hợp được giữ 90
phút ở 950C. Sau đó đo ở bước sóng 695nm với chất chuẩn là acid ascorbic [5].
2.2.2. Phương pháp phân tích vi sinh [24, 25].
- Xác định tổng số vi sinh vật hiếu khí: theo tiêu chuẩn ISO 6887-1 (9/1999).
- Xác định Escherichia coli: theo tiêu chuẩn ISO/TS 16649-3:2005 (TCVN 7924-
3:2008).
- Xác định Salmonella spp:theo TCVN 4829:2005
- Xác định Coliforms: theo tiêu chuẩn ISO 4831:2006 (TCVN 4882:2007)
- Xác định Clostridium perfringens: theo tiêu chuẩn ISO 7937 (2/2005).
- Xác định tổng số bào tử nấm men - nấm mốc theo TCVN 8275-1:2010.
Bảng 2.1. Tiêu chuẩn vi sinh vật đối với thực phẩm chế biến nhiệt [24].
STT Chỉ tiêu Đơn vị tính Yêu cầu
1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí Cfu/g < 104
2 E. coli MPN/g < 3 3 Coliforms Cfu/g < 10 4 Samonella trong 25g sản phẩm 0 5 Tổng số bào tử nấm men - nấm mốc Cfu/g < 102
2.2.3. Phương pháp phân tích cảm quan.
Đánh giá cảm quan theo phương pháp cho điểm được quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 3215 - 79). Sử dụng hệ điểm 20, thang điểm 6 bậc (từ 0 đến 5) và điểm cao nhất cho mỗi chỉ tiêu là 5 điểm [22].
Bảng 2.2. Thang điểm cảm quan chuẩn
STT Bậc đánh giá Điểm chưa có trọng số
Tiêu chuẩn đánh giá
1 1 5
Trong chỉ tiêu đang xét, sản phẩm có tính chất tốt đặc trưng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm không có sai lỗi và khuyết tật nào.
2 2 4 Sản phẩm có khuyết tật nhỏ hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai
3 3 3
Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai, số lượng và mức độ khuyết tật sai lỗi làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm nhưng vẫn đạt tiêu chuẩn.
4 4 2
Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai, số lượng và mức độ khuyết tật sai lỗi làm cho sản phẩm không đạt mức chất lượng và quy định trong tiêu chuẩn nhưng còn xác nhận là bán được.
5 5 1
Sản phẩm có khuyết tật và sai lỗi ở mức trầm trọng. Không đạt mục đích sử dụng chính của sản phẩm đó song vẫn chưa coi là hỏng, sản phẩm đó không thể bán được nhưng sau khi tái chế vẫn có thể sử dụng được.
6 6 0 Sản phẩm có khuyết tật và sai lỗi ở mức trầm trọng, sản
phẩm coi là hỏng không thể dùng được nữa.
Khi đánh giá các chỉ tiêu cảm quan thì có 5 kiểm nghiệm viên tham gia. Kết quả trình bày là điểm trung bình cộng của các kiểm nghiệm viên.
Điểm trung bình cho từng chỉ tiêu (điểm có trọng lượng) là tích của điểm trung bình với hệ số quan trọng của chỉ tiêu đó. Điểm chung về cảm quan một mẫu sản phẩm là tổng điểm có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu cảm quan được tính như sau:
n Ki Xi n i tb Đ 1 . Trong đó
Xi: là điểm của chỉ tiêu thứ i
Ki: là hệ số quan trọng của chỉ tiêu thứ i n: là số lượng chỉ tiêu cần đánh giá
Đtb: là điểm trung bình có trọng lượng của tất cả các chỉ tiêu
Dựa theo TCVN 3215-79 và dựa vào một số tài liệu tham khảo cùng với quá trình làm thí nghiệm, bảng đánh giá chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm bột rong được trình bày cụ thể ở phụ lục 2.
2.2.4. Phương pháp bố trí thí nghiệm 2.2.4.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát 2.2.4.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát
Bột rong nho sản xuất xong phải đạt các yêu cầu chất lượng như sau: + Không có vi khuẩn gây bệnh;
+ Màu xanh lục tự nhiên, mịn, không vón cục, mùi tanh tự nhiên của rong nho; + Phải có khả năng hút nước trở lại nhanh ( tái hydrate hóa nhanh);
+ Hàm lượng các chất chống oxy hóa tổng cao;
Chính vì các yêu cầu chất lượng như trên nên tôi tiến hành bố trí thí nghiệm tổng quát và các thí nghiệm xác định các thông số kỹ thuật như sau.
Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu tổng quát Thuyết minh sơ đồ:
Rong Nho sau khi thu mua về sẽ được phân loại để lấy những phần thân bò có mọc các cầu nho xanh để làm thí nghiệm rồi đem rửa sạch rong bằng nước biển sạch. Sau đó để ráo nước rồi tiến nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình ly tâm tách bớt nước trong rong tạo điều kiện thuận lợi trong quá trình sấy. Rong sau khi ly tâm sẽ được ngâm sorbitol nhằm cải thiện tốc độ hồi nguyên của bột rong Nho sau này. Nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình ngâm sorbitol.
Rong Nho, phân loại, rửa sạch
Xác định các thông số thích hợp cho quá trình ly tâm
Xác định các thông số thích hợp cho quá trình ngâm soritol
Đánh giá khả năng tái sử dụng lại sorbitol
Xác định các thông số của quá trình sấy
Xác định các thông số của quá trình xay
Sau đó nghiên cứu xác định các thông số thích hợp cho quá trình sấy rong bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp với sấy bức xạ hồng ngoại. Rong sau khi sấy được xay thành bột, nghiên cứu các thông số thích hợp cho quá trình nghiền. Xây dựng tiêu chuẩn xuất rong Nho sang Nhật.
2.2.4.2.Bố trí thí nghiệm xác định các thông số của quy trình
+ Xác định tỷ lệ nước tách ra trong quá trình ly tâm
Mục đích ly tâm tách nước: tách bớt nước ra khỏi rong Nho và rút ngắn thời gian sấy lại để tránh gây ra những biến đổi không mong muốn của rong trong quá trình gia nhiệt khi sấy
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng nước tách ra trong quá trình ly tâm
Thuyết minh sơ đồ:
Tiến hành 3 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm 500g rong Nho tươi (rong Nho tươi đã được rửa 3 lần bằng nước biển sạch và để ráo) đi nghiên cứu tách nước ra khỏi rong Nho với lượng nước tách ra khác nhau: mẫu 1 tách ra 5%; mẫu 2 tách 10%; mẫu 3 tách 15%. Theo khảo sát sơ bộ để tách được 5%, 10%, 15% lượng nước từ rong tiến hành ly tâm trong thời gian lần lượt là 1 phút, 3 phút và 6 phút. Sau khi ly tâm tách nước
Chần (850C, 10 giây)
Đánh giá cảm quan, độ ẩm, khả năng tái hydrat hóa và hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong sấy để chọn lượng nước tách ra tối ưu.
Sấy (450C, tốc độ gió 1,5 m/s, thời gian 2,5 giờ) Ngâm sorbitol (với nồng độ
và thời gian đã chọn) Tách 5% nước
Nguyên liệu đã xử lý
Ly tâm
ngâm sorbitol nồng độ 20%, thời gian 30 phút. Tiếp tục chần rong ở nhiệt độ 850C trong 10 giây. Sấy khô rong Nho ở nhiệt độ 450C, tốc độ gió 1,5m/s trong thời gian 2,5h. Thời gian ly tâm, chế độ sấy của thí nghiệm dựa vào nghiên cứu trước [11].
Trong quá trình nghiên cứu lấy mẫu đánh giá cảm quan, độ ẩm, khả năng tái hydrat hóa và hoạt tính chống oxy hóa tổng của mẫu rong sấy để chọn lượng nước tách ra thích hợp.
+ Xác định thời gian ngâm sorbitol
Mục đích khi ngâm sorbitol: sorbitol sẽ thẩm thấu vào cấu trúc của rong và giúp rong nho cải thiện tốc độ hồi nguyên và tăng độ cứng của sản phẩm hồi nguyên, tức là giúp rong Nho khô nguyên thể nhanh chóng hút nước, trương nở phục hồi lại trạng thái ban đầu khi ngâm trong nước sạch để sử dụng.
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm sorbitol.
Đánh giá cảm quan, độ ẩm, khả năng tái hydrat hóa và hoạt tính chống oxy hóa tổng mẫu rong sấy để chọn thời gian ngâm thích hợp.
Sấy (450C, tốc độ gió 1,5 m/s, thời gian 2,5 giờ) Ngâm sorbitol Nguyên liệu đã xử lý Ly tâm (tách 10% nước) Thời gian 35 phút Thời gian 30 phút Thời gian 25 phút Chần (850C, 10 giây)
Thuyết minh sơ đồ:
Sau khi tham khảo một số tài liệu, công trình nghiên cứu trước [11, 9] tôi tiến hành sử dụng sorbitol với nồng độ 20% và ngâm trong các khoảng thời gian khác nhau. Cụ thể tiến hành 3 mẫu thí nghiệm mỗi mẫu 500 gam rong Nho đã xử lý và ly tâm ngâm ngập trong dung dịch sorbitol 20% : mẫu 1 thời gian ngâm là 25 phút, mẫu 2 thời gian ngâm là 30 phút, mẫu 3 thời gian ngâm là 35 phút. Sau khi ngâm tiếp tục chần rong ở nhiệt độ 850C trong 10 giây. Sấy khô rong Nho ở nhiệt độ 450C, tốc độ gió 1,5m/s trong thời gian 2,5h. Trong quá trình nghiên cứu lấy mẫu đánh giá cảm quan, độ ẩm, khả năng tái hydrat hóa và hoạt tính chống oxy hóa tổng của mẫu rong sấy để chọn thời gian ngâm sorbitol thích hợp.
+ Đánh giá khả năng tái sử dụng lại dung dịch sorbitol
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm đánh giá khả năng tái sử dụng sorbitol Thuyết minh quy trình:
Mục đích khảo sát khả năng tái sử dụng sorbitol: tăng tính kinh tế, tiết kiệm hóa chất, tăng khả năng sử dụng của sorbitol.
Kết thúc khi quá trình ngâm không đạt Rong được xử lý,
rửa bằng nước biển, để ráo
Ly tâm 3 phút tách được 10% nước
Ngâm sorbitol nồng độ 20% trong 30 phút
Đo độ Brix, cân khối lượng rong, cân khối lượng sorbitol, đo thể tích sorbitol
Bổ sung lượng sorbitol cho bằng độ Brix ban đầu
Ngâm sorbitol mẫu mới
Đo độ Brix, cân khối lượng rong, cân khối lượng sorbitol, đo thể tích sorbitol
Để xác định số lần sử dụng lại dung dịch sorbitol, sử dụng mỗi thí nghiệm 200 gam rong tươi. Rong được phân loại và rửa 3 lần bằng nước biển sạch, để ráo. Sau đó, ly tâm tách nước theo thông số xác định ở trên, đo độ Brix ban đầu của dung dịch. Tiến hành ngâm rong trong dung dịch sorbitol nồng độ 20% trong 30 phút đã xác định ở trên..
Sau khi ngâm, vớt rong để ráo, đo độ Brix của dung dịch sau khi ngâm, sau đó bổ sung từ từ sorbitol vào để đạt được độ Brix ban đầu (để dung dịch sorbitol đạt nồng độ 20%) và tiếp tục ngâm mẫu rong nho mới (200 gam) vào. Lặp lại các thao tác như trên đến khi nào lượng sorbitol bổ sung vào nhiều hơn ½ lượng sorbitol ban đầu (Vsorbitol bổ sung > ½ Vsorbitol ban đầu ) hoặc tính chất của sorbitol trong dung dịch bị thay đổi (tức là sorbitol không còn khả năng thẩm thấu vào trong rong) thì dừng lại.
+ Xác định chế độ sấy
Sau khi tiến hành tham khảo một số tài liệu [9, 11], phương pháp tiến hành cũng như điều kiện để làm thí nghiệm tôi quyết định chọn 3 thông số là nhiệt độ sấy, thời gian sấy, tốc độ gió của quá trình sấy lạnh như sau :
Nhiệt độ không khí trong buồng sấy là 400C; 450C; 500C Vận tốc của không khí trong buồng sấy là 1; 1,5; 2m/s Thời gian sấy là 2; 2,5; 3 h
Tiến hành: bố trí thí nghiệm để tìm hàm tuyến tính toàn phần. Thiết kế yếu tố toàn phần 2k
Ma trận thí nghiệm 23 = 8 với k = 3
Bảng 2.3. Bảng bố trí thí nghiệm tối ưu hóa quá trình sấy
N U1 (0C ) U2 (m/s) U3 (h) Y(%) 1 40 1 2 2 50 1 2 3 40 2 2 4 50 2 2 5 40 1 3 6 50 1 3 7 40 2 3 8 50 2 3
Chọn thông số đầu vào : nhiệt độ, thời gian và vận tốc không khí
Chuẩn bị 8 mẫu rong, mỗi mẫu 500g để sấy ở 2 nhiệt độ sấy khác nhau: 400C;
500C. Ở mỗi nhiệt độ sấy, tiến hành sấy ở 2 vận tốc gió khác nhau: 1m/s và 2m/s, thời
gian sấy là 2 và 3 giờ.
Thu thập số liệu, tính các hệ số hồi quy. Đưa ra phương trình tuyến tính Lặp lại phương trình ở tâm để kiểm định, chọn N0 = 3
Bảng 2.4. Bảng bố thí thí nghiệm ở tâm tối ưu hóa quá trình sấy
N0 U1 U2 U3 0 u Y 1 45 1,5 2,5 2 45 1,5 2,5 3 45 1,5 2,5
Kiểm tra ý nghĩa của các hệ số trong phương trình hồi quy Kiểm định các hệ số theo tiêu chuẩn Student