Phép thử cho điểm thị hiếu
Người thử gồm có 30 thành viên tham gia vào phép thử cho điểm thị hiếu về màu của 5 mẫu dịch chiết Bụp giấm theo 5 tỷ lệ 1:140, 1:160, 1:180, 1:200, 1:220. Với thang điểm từ 1 đến 9 ứng với sự ghét đến sự ưa thích của mẫu dịch chiết. Kết quả được xử lý thống kê và thể hiện qua bảng 3.2 sau
Bảng 3.2 Đánh giá cảm quan màu của dịch chiết Bụp giấm theo các tỷ lệ
Tỷ lệ Hiệu suất (%) 1:140 4,5a 1:160 5,6b 1:180 6,67c 1:200 8,73e 1:220 7,7d
Ghi chú: Với: a, b, c, d, e (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95%. Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại.
46
Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ đến cảm quan màu của dịch chiết
Qua đồ thị và kết quả xử lý thống kê cho thấy, tỷ lệ Bụp giấm: nước là 1:200 thì cho điểm trung bình 8,73 là cao nhất theo phép thử cho điểm thị hiếu. Do anthocyanin hòa tan tốt trong nước [8], nên tỷ lệ dung môi nước càng lớn thì chất màu anthocyanin càng nhạt [7]. Tỷ lệ dung môi nước 1:140, 1:160 và 1:180 thấp thì chất màu anthocyanin trong dịch chiết cao cho màu đỏ đậm không đẹp nên điểm trung bình thị hiếu thấp. Tỷ lệ dung môi nước 1:200 cho màu đỏ đẹp có điểm trung bình cao. Tỷ lệ dung môi nước 1:220 cho màu đỏ hơi nhạt, điểm trung bình 7,7 thấp hơn 8,73 do quá nhiều nước nên làm giảm màu sắc của dịch chiết. Chọn tỷ lệ dung môi nước 1:200 là phù hợp để trích ly Bụp giấm.
Tóm lại, qua xử lý thống kê cho thấy hiệu suất thu hồi chất chiết và cảm quan màu thì tỷ lệ Bụp giấm và nước là 1:200 cho hiệu suất trích ly 18,64% và điểm trung bình của phép thử cho điểm thị hiếu 8,73 được xem là kết quả tốt nhất trong thí nghiệm này. Vì vậy, ta chọn tỷ lệ Bụp giấm và nước là 1:200 cho các thí nghiệm sau.
47
3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian đến hiệu suất thu hồi chất chiết
Thí nghiệm được tiến hành trích ly ở tỷ lệ Bụp giấm và nước 1:200 với các nhiệt độ 70, 80, 90, 1000C trong 5, 10, 15, 20 phút. Kết quả được xử lý thể hiện qua bảng 3.3 sau đây
Bảng 3.3 Ảnh hưởng nhiệt độ trích ly đến hiệu suất thu hồi chất chiết
Nhiệt độ (0C) Hiệu suất (%)
70 10,45a
80 14,10b
90 15,19b,c
100 16,24c
Ghi chú: Với a, b,c (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
Bảng 3.4 Ảnh hưởng thời gian trích ly đến hiệu suất thu hồi chất chiết
Thời gian (phút) Hiệu suất (%)
5 7,92a
10 12,79b
15 17,37c
20 17,91c
Ghi chú: Với a, b,c (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
48
Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian trích ly lên hiệu suất thu hồi chất chiết
Nhiệt độ (0C) Thời gian (phút) 70 80 90 100 5 5,08 6,35 9,32 10,92 10 9,15 12,55 13,63 15,85 15 12,95 18,64 18,85 19,02 20 14,62 18,87 18,98 19,16
Hình 3.3. Ảnh hưởng nhiệt độ dung môi nước và thời gian lên hiệu suất chất chiết Qua đồ thị hình 3.3 cho thấy nhiệt độ và thời gian càng tăng thì hiệu suất trích ly càng cao.
Kết quả thí nghiệm ở bảng 3.5 trong một thời gian nhất định, nhiệt độ càng tăng thì hiệu suất thu hồi chất chiết càng tăng. Khi nhiệt độ tăng độ nhớt giảm, chuyển động của các phân tử nước tăng [7]. Dựa vào tính tan, pectin tồn tại hai dạng là
49
protopectin không tan và pectin tan. Protopectin là phức chất giữa pectin với các polysaccharide khác như cellulose, hemicellulose, araban,… làm nên cấu trúc vách tế bào thực vật. Dưới tác dụng của nhiệt độ protopectin không tan chuyển thành pectin tan [4]. Vì vậy, nước sẽ thẩm thấu nhanh vào bên trong tế bào Bụp giấm, làm cho diện tích tiếp xúc giữa tế bào và nước tăng. Dẫn đến áp suất nội bào tăng, tế bào bị phá vỡ giải phóng các chất, chất chiết hòa tan và khuếch tán từ nguyên liệu vào nước tăng [8]. Trong kết xử lý thí nghiệm bảng 3.3 cho thấy hiệu suất thu hồi chất chiết ở nhiệt độ 900C là 15,19% không khác biệt ở mức ý nghĩa 5% so với 16,24% ở 1000
C. Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi chất chiết ở 800C là 14,1% tăng đến 900C là 15,19% là tăng không khác biệt ở mức ý nghĩa 5%. Vậy trích ly Bụp giấm với nước tốt nhất ở nhiệt độ 800C.
Qua xử lý kết quả thí nghiệm bảng 3.4 cho thấy 15 phút có hiệu suất thu hồi chất chiết cao. Do thời gian 15 phút là thời gian để Bụp giấm hút nước tối đa, dẫn đến sự tiếp xúc giữa nước và tế bào nguyên liệu là cực đại, nên chất chiết hòa tan vào nước cũng là cực đại. Thời gian trích ly quá dài cho thấy hiệu suất thu hồi chất chiết sẽ tăng không đáng kể [7]. Cụ thể, khi tăng thời gian từ 15 phút lên 20 phút thì hiệu suất tăng không có sự khác biệt thống kê ở mức ý nghĩa 5% (từ 17,37% lên 17,91%). Vậy, trích ly Bụp giấm với nước ở thời gian 15 phút là hợp lý.
Ảnh hưởng nhiệt độ lên hàm lượng chất chiết cần thu hồi
Trích ly Bụp giấm ở nhiệt độ 70, 80, 90, 1000C trong thời gian trích ly đã chọn là 15 phút.
50
Hàm lượng anthocyanin
Bảng 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng anthocyanin
Nhiệt độ (0C) Hàm lượng anthocyanin (mg/l)
70 6,73 c 80 6,7c 90 6,25 b 100 5,64 a
Ghi chú: Với a, b, c (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
Hình 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng anthocyanin
Qua xử lý kết quả thí nghiệm bảng 3.6 và đồ thị hình 3.4, ta thấy tăng nhiệt độ từ 700C đến 1000C thì hàm lượng anthocyanin giảm. Ở nhiệt độ 700C và 800C có hàm lượng anthocyanin (6,73 và 6,7 mg/l) cao nhất và hàm lượng anthocyanin giảm
7 6,8 6,6 6,4 6,2 6 5,8 5,6 5,4 5,2 5
51
không có sự khác nhau ở mức ý nghĩa thống kê 5%. Khi gia nhiệt ở nhiệt độ cao và lâu dài các anthocyanin có thể bị phá hủy hay mất màu [9]. Vì vậy, khi tăng nhiệt độ và thời gian thì hàm lượng anthocyanin giảm. Nên chọn nhiệt độ trích ly là 800
C.
Hàm lượng vitamin C
Bảng 3.7 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng vitamin C
Nhiệt độ (0C) Hàm lượng Vitamin C (mg/l)
70 1,84c
80 1,82 c
90 1,375 b
100 1,025a
Ghi chú: Với a, b, c (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
Hình 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng Vitamin C
Từ hình 3.5 và bảng 3.7 cho thấy nhiệt độ càng tăng hàm lượng vitamin C càng giảm. Cụ thể ở nhiệt độ 700
C hàm lượng vitamin C 1,84 mg/l nhưng lên đến 1000C
2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0
52
chỉ còn 1,025 mg/l. Nguyên nhân do vitamin C rất nhạy cảm với oxy và nhiệt độ nên khi nhiệt độ tăng thì vitamin C bị phân hủy [8]. Bên cạnh đó, khi gia nhiệt enzyme ascorbate oxydase có sẵn trong nguyên liệu sẽ xúc tác vitamin C tham gia phản ứng oxy hóa khử làm cho hàm lượng vitamin C giảm [8]. Ở nhiệt độ 700
C đến 800C viatmin C giảm không đáng kể và không khác biệt ở mức ý nghĩa 5%. Từ nhiệt độ 900
C đến 1000C cho thấy hàm lượng vitamin giảm nhiều và có sự khác biệt so với mẫu 700
C, 800C ở mức ý nghĩa 5%. Vì vậy, cho thấy ở nhiệt độ 800C là nghiệm thức tốt nhất cho thí nghiệm.
Tóm lại, ở thời gian và nhiệt độ càng tăng thì hiệu suất chất chiết càng tăng, nhưng hàm lượng chất chiết cần thu hồi (tức là anthocyanin và vitamin C) càng giảm. Vì vậy, chọn nhiệt độ 800C trong thời gian 15 phút để đạt hiệu suất chất chiết 18,64% và hàm lượng chất chiết cần thu hồi cao cho thí nghiệm này để thực hiện các công đoạn tiếp sau.
3.3 Khảo sát ảnh hưởng của enzyme Pextinex Utra SP-L đến hiệu suất thu hồi chất chiết
Trích ly 1g Bụp giấm với enzyme theo tỷ lệ Bụp giấm: nước là 1:200 ở nhiệt độ 500C tiến hành theo bố trí thí nghiệm 3 ở chương 2.
3.3.1 Khảo sát nồng độ xử lý enzyme
Điều kiện trích ly:Thời gian 70 phút ở 500C và pH 4.5
Bảng 3.8 Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất chiết
Nồng độ (%v/w) Hiệu suất (%) 0 8,92a 0,05 15,67b 0,10 19,54c 0,15 23,55d 0,20 23,58d
Ghi chú: Với a, b, c, d (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
53
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hiệu suất thu hồi chất chiết Qua đồ thị hình 3.6 và bảng 3.8 xử lý kết quả cho thấy khi nồng độ enzyme Pextinex Utra SP-L tăng thì hiệu suất thu hồi chất chiết tăng. Mẫu dịch chiết xử lý nồng độ enzyme 0,2%v/w cho hiệu suất cao nhất là 25,58% nhưng khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy là 95% so với mẫu dịch chiết xử lý ở nồng độ enzyme 0,15%v/w với hiệu suất là 25,55%. Ở nồng độ enzyme dưới 0,15%v/w cho hiệu suất chất chiết thấp và có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% so với mẫu dịch chiết xử lý ở nồng độ 0,15 và 0,2%v/w.
Từ kết quả trên ta có thể giải thích dưới tác dụng của chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L chủ yếu là pectintranseliminase, polygalacturonase, pectinesterase, hemicellulase và cellulase thì sẽ thủy phân các chất như cellulose, hemicellulose, pectin,…[9]. Mà các chất này là thành phần cấu tạo nên màng tế bào, nằm rải rác trong nguyên sinh chất hay là các bản mỏng liên kết giữa các tế bào tạo thành mô. Các enzyme xúc tác các phản ứng thủy phân làm mất lớp kết dính thành tế bào và
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0 0,05 0,1 0,15 0,2
54
phá vỡ vách tế bào làm cho dịch bào thoát ra [8]. Vì vậy, mà ở nồng độ enzyme càng cao thì hiệu suất thu hồi chất chiết càng cao.
Nồng độ enzyme 0,15% cho kết quả tốt nhất và sử dụng kết quả này cho các công đoạn sau.
3.3.2 Khảo sát thời gian xử lý enzyme
Điều kiện trích ly: Nồng độ enzyme 0,15% ở nhiệt độ T = 500
C, pH = 4,5
Bảng 3.9 Ảnh hưởng thời gian xử lý enzyme lên hiệu suất trích ly
Thời gian (phút) Hiệu suất (%)
40 18,87a
50 22,17b
60 23,44c
70 23,55c
Ghi chú: Với a, b, c (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
55
Qua bảng 3.9 kết quả xử lý thống kê và đồ thị hình 3.7 cho thấy thời gian trích ly càng tăng thì hiệu suất chất chiết càng tăng. Tuy nhiên đến một giới hạn nhất định cụ thể ở 60 phút đến 70 phút thì hiệu suất trích ly không tăng đáng kể. Cụ thể, ở thời gian 70 phút thu được kết quả tốt nhất với hiệu suất chất chiết 23,55%, tuy nhiên vẫn không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 95% so với 60 phút cho hiệu suất chất chiết 23,44%. Có thể, ở thời gian trích ly 60 và 70 phút hoạt tính của enzyme đã giảm dần theo thời gian trích ly và dịch chiết có pH càng giảm đến 2,9, enzyme bị ức chế hay ngừng hoạt động. Do đó, thời gian tăng hơn nữa thì hiệu suất trích ly tăng không đáng kể, hoặc gần như không tăng [9]. Vậy, thời gian xử lý enzyme Pectinex Ultra SP-L tốt nhất cho thí nghiệm này là 60 phút.
3.3.3 Hàm lượng chất chiết cần thu hồi
Hàm lượng anthocyanin
Bảng 3.10 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng anthocyanin
Thời gian (phút) Hàm lượng anthocyanin (mg/l)
40 7,31 a
50 7,54b
60 7,75c
70 7,78 c
Ghi chú: Với a, b, c, (p < 0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
56
Hình 3.8. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng anthocyanin
Qua bảng 3.10 và hình 3.8 cho thấy thời gian càng tăng hàm lượng anthocyanin càng tăng. Do 60 phút là khoảng thời gian đủ để enzyme xúc tác các phản ứng thủy phân phá vỡ thành tế bào giải phóng chất màu anthocyanin có trong không bào. Theo Lê Ngọc Tú (2000) anthocyanin bền trong môi trường acid. Do đó, dịch chiết Bụp giấm có pH càng giảm với nhiệt độ thấp 500C khi thời gian tăng thì hàm lượng anthocyanin tăng. Thời gian tốt nhất để trích ly bằng Enzyme pectinex Utra SP-L là 60 phút. 7,9 7,8 7,7 7,6 7,5 7,4 7,3 7,2 7,1 7
57
Hàm lượng vitamin C
Bảng 3.11 Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng vitamin C
Thời gian (phút) Hàm lượng vitamin C (mg/l)
40 1,37a
50 1,85b
60 2,27d
70 2,21c
Ghi chú: Với a, b, c, d (p<0,05) là các khác biệt có ý nghĩa thống kê ở độ tin cậy 95% Số liệu là trung bình của 3 lần lặp lại
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian đến hàm lượng vitamin C
Qua bảng 3.11 và hình 3.9 cho thấy, từ 40 phút đến 60 phút thì hàm lượng vitamin C tăng. Thời gian 60 phút có hàm lượng vitamin C cao nhất, do thời gian này đủ để enzyme xúc tác các phản ứng thủy phân phá vỡ thành tế bào giải phóng chất màu anthocyanin và vitamin C có trong không bào. Theo Tôn Nữ Minh Nguyệt (2009) thì Vitamin C bền trong môi trường acid. Do đó, dịch chiết Bụp giấm có pH càng giảm với nhiệt độ thấp 500C khi thời gian tăng thì hàm lượng vitamin C tăng. Tuy nhiên, ở thời gian 70 phút hàm lượng vitamin C bắt đầu giảm. Theo Lê Ngọc
2,5 2 1,5 1 0,5 0
58
Tú (2000), vitamin C bị oxy hóa trực tiếp bởi oxy của không khí và ánh sáng [8]. Cụ thể trong thí nghiệm này, ở thời gian 70 phút khả năng tiếp xúc của oxy và ánh sáng bên ngoài môi trường đến dịch chiết nhiều nên quá trình oxy hóa của vitamin C bắt đầu diễn ra. Vậy, thời gian tốt nhất để trích ly bằng Enzyme pectinex Utra SP- L là 60 phút.
Tóm lại, từ thí nghiệm khảo sát hàm lượng enzyme và khảo sát thời gian xử lý enzyme để đạt hàm lượng anthocyanin và vitamin C cao nhất, có thể chọn nồng độ enzyme 0,15%v/w và thời gian 60 phút ở nhiệt độ 500C là điều kiện tốt nhất để trích ly đài hoa Bụp giấm.
3.4 So sánh giữa các phương pháp trích ly đến hiệu suất thu hồi
Từ các thí nghiệm của quá trình trích ly trên thu được kết quả sau:
Phương pháp trích ly bằng dung môi nước nóng, nhiệt độ trích ly 800C và thời gian 15 phút.
Phương pháp enzyme Pectinex Utra SP-L nồng độ 0,15% trong thời gian là 60 phút và nhiệt độ 500C.
59
Hình 3.11. Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến hàm lượng anthocyanin
Hình 3.12. Ảnh hưởng của phương pháp trích ly đến hàm lượng vitamin C
7,8 7,6 7,4 7,2 7 6,8 6,6 6,4 6,2 6 2,5 2 1,5 1 0,5 0
60
Qua các biểu đồ hình 3.10, 3.11 và 3.12 cho thấy tùy vào phương pháp khác nhau mà thu được hiệu suất, hàm lượng anthocyanin và vitamin C khác nhau, cụ thể phương pháp trích ly bằng enzyme có các kết quả cao nhất lần lượt là 23,44%, 7,75 mg/l, 2,27 mg/l. Có thể thấy rằng enzyme phá vỡ thành tế bào mạnh hơn so với nước nóng. Qua đó, chúng tôi có thể kết luận rằng phương pháp trích ly bằng enzyme Pectinex Ultra SP-L là thu hồi chất chiết Bụp giấm cao hơn phương pháp trích ly bằng nước nóng.
3.5 Khảo sát tỷ lệ phối trộn syrup với dịch chiết
Dịch syrup được nấu ở 800C trong 2 giờ với xúc tác acid citric sử dụng là 7 g/1kg đường. Dịch syrup có nồng độ saccharose ban đầu là 63%.