2 NỘI DUNG BÁO CÁO
2.2 PHƢƠNG PHÁP CẮT
2.2.1 Mục đích thí nghiệm
Hình 1: Phương pháp cắt
-Nhằm đo độ bền cắt, độ dai của nguyên liệu, ở đây là đo độ bền dai của các loại xúc xích. -Cần xác định đựơc lực cắt tác động lên nguyên liệu, ngoài ra còn có ứng suất, công thực hiện. - Chuẩn bị mẫu: ba loại xúc xích của công ty Vissan với ba nguyên liệu khác nhau là thịt bò, thịt heo và tôm. Từ đó dựa vào đặc điểm của nguyên liệu làm xúc xích của cùng một công ty sản xuất, dễ dàng rút ra những nhận xét chung.
2.2.1.1 Lý do chọn phương pháp cắt:
Phƣơng pháp cắt là phuơng pháp nhằm xác định độ bền, dai của sản phẩm mà cấu trú dạng gel, nhũ tƣơng. Phƣơng pháp cho kết quả tƣơng đối chính xác về tính chất của các sản phẩm. X úc xích là một trong sản phẩm có cấu trúc deo, dai và bền, do đó phƣơng pháp cắt là phƣơng pháp phù hợp để xác định cấu trúc của sản phẩm này.
2.2.1.2 Mẫu
Xúc xích bò:
-Thành Phần: Thịt mỡ Bò, Muối, Nitrit, Nƣớc, Protein đậu nành và Sữa, Đƣờng, Hƣơng Liệu, Polyphosphate (E 450), Bột ngọt (E 621), Mùi Khói, Axit ascorbic (E 300), Màu thực phẩm.
Xúc xích heo
-Loại xúc xích 40g , chiều dài khoảng 20cm, đƣờng kính 20mm.
-Thành Phần: Thịt mỡ Heo, Muối, Nitrit, Nƣớc, Protein đậu nành và Sữa, Đƣờng, Hƣơng Liệu, Polyphosphate (E 450), Bột ngọt (E 621), Mùi Khói, Axit ascorbic (E 300), Màu thực phẩm.
Xúc xích tôm:
- Loại xúc xích 20g, chiều dài 17 cm, đƣờng kính 17mm.
-Thành Phần: Nạc Heo, Mỡ Heo, Tôm Tƣơi, Tinh Bột Bắp, Muối Đƣờng, Tiêu và các Gia Vị Khác.
2.2.1.3 Đặc điểm chung của các mẫu:
Hình 2: Các loại xúc xích
- Tính chất vật lý: Ba loại xúc xích trên đều có chung tính chất là mềm, đàn hồi. - Tính chất hóa lý:
Là hệ nhũ tƣơng của protein (thịt, đậu nành) và tinh bột.
Hàm lƣợng protein của thịt và protein đậu nành trong sản phẩm cao, có tính năng cải thiện cấu trúc và tạo cấu trúc cho sản phẩm (nhũ tƣơng), có khả năng giữ nƣớc, chất béo. Lƣợng tinh bột đƣợc thêm vào sản phẩm tạo ra độ đặc, độ dai, độ dính, độ xốp, độ trong cần thiết cho sản phẩm; ngoài ra, tinh bột sẽ liên kết với protein làm cho xúc xích có độ đàn hồi đặc trƣng. -Tính chất hóa học
Tinh bột, protein… trong quá trình chế biến bị phân giải thành các chất đơn giản dễ hấp thụ cho cơ thể. Chất béo (mỡ heo) có trong nguyên liệu trong quá trình chế biến do nhiệt độ sẽ phân hủy thành glycerine và acid béo, tạo cho xúc xích có mùi thơm và độ bóng đẹp. Ngoài ra còn có màu bổ sung nhằm tạo màu cho sản phẩm xúc xích.
2.2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến kết quả
- Độ dày của lƣỡi dao, khoảng rộng giữa lƣỡi dao và cái đe cũng ảnh hƣởng đến lực cắt. Lực cắt sẽ tăng khi độ dày lƣỡi dao tăng và giảm khi độ rộng tăng. Ngoài ra còn có tốc độ thực hiện phép thử cũng ảnh hƣởng khác nhau đến lực cắt, lực gây vỡ và các thông số khác trong phép đo.
- Độ dài của mẫu cũng nhƣ đƣờng kính mẫu cũng ảnh hƣởng đến kết quả đo. Nhƣ là nếu mẫu cắt quá ngắn thì việc cố định mẫu sẽ khó khăn, làm cho mẫu bị lệch và dẫn đến sai số trong quá trình đo.
2.2.2 Cơ sở lý thuyết về phƣơng pháp đo
2.2.2.1 Phương pháp cắt
Bên cạnh phƣơng pháp phân tích cảm quan để đánh giá cấu trúc, cấu trúc còn có thể đƣợc đánh giá bằng bằng phƣơng pháp phân tích bằng thiết bị (phƣơng pháp công cụ). Với ƣu điểm giá thành rẻ, năng suất cao, mang tính khách quan và phép đo cấu trúc bằng thiết bị đang đƣợc phát triển với mục đích thay thế phƣơng pháp phân tích cảm quan. Một trong những kiểu phƣơng pháp trong phân tích bằng thiết bị đƣợc dùng để đo độ mềm của thịt nhƣ thịt bò, cừu, heo, thịt gia cầm, thịt chế biến, xúc xích…đƣợc biết đến là phƣơng pháp Warner Brazler Shear. Phƣơng pháp Warner Brazler Shear là phƣơng pháp đo, đƣợc chuẩn hóa tiêu chuẩn để đo độ mềm của thịt, đƣợc ứng dụng rộng rãi khắp nơi trên thế giới cho ngành công nghiệp thịt nói riêng và ngành công nghiệp thực phẩm nói chung. Để hiểu rõ về phƣơng pháp đo này, nhóm chúng tôi đã tiến hành tìm hiểu và áp dụng phƣơng pháp đo Warner Brazler Shear để đo độ mềm của một số loại xúc xích. Dựa trên giá trị lực đo Warner Brazler trung bình và ứng dụng phân tích thông kê ANOVA để đánh giá sự khác nhau về độ mềm của chúng.
2.2.2.2 Nguyên lý của phép đo
Lƣỡi cắt đƣợc gắn cố định Warner-Bratzler bằng niken có bề dày khoảng 1mm đƣợc cắt vết khía hình chữ V ngƣợc. Góc cắt 60o
có bán kính 0.5mm tại vị trí mép cắt. Tấm thép phải thật phẳng để hạn chế trở lực cắt mẫu khi cắt. Vết khía hình chữ V xác định lực cắt Warner-Bratzler đƣợc gắn chặt vào trục thông qua ống nối bằng thép không gỉ. Các dao cắt cố định đƣợc gắn chặt vào thân dẫn dao cắt và hệ thống này đƣợc gắn vào một cơ cấu hỗ trợ chuyển động, đƣợc nâng đỡ bởi khây hứng gắn vào hệ thống kiểm tra. Lƣỡi dao cắt chuyển động từ trên xuống với vận tốc không đổi (v=const) đến khi tiếp xúc và cắt đứt sản phẩm. Lực cắt mẫu tạo ra khi khoảng cách đầu đo tăng lên. Thiết kế này
cung cấp vị trí phù hợp, kiểm soát máy cắt và lát cắt, cho phép thay đổi nhanh chóng vị trí cắt khác
nhau.
2.2.2.3 Cơ sở của phương pháp đo
Dựa vào đặc điểm và hàm lƣợng protein khác nhau trong nguyên liệu, khả năng tạo gel, tạo cấu trúc và các liên kết trong sản phẩm để xác định cấu trúc sản phẩm.
2.2.2.4 Mối liên hệ với các phương pháp khác
Cảm quan: xác định độ dai, bền của sản phẩm sẽ ảnh hƣởng đến mức ƣa thích đối với sản phẩm. Nếu độ dai, bền cao thì sản phẩm sẽ cứng và ngƣời tiêu dùng sẽ không ƣa chuộng.Nếu độ dai, bền của sản phẩm quá thấp thì sản phẩm sẽ bị bỡ, không đạt yêu cầu.
Hóa lý: Nếu lực cắt nhỏ chứng tỏ hàm lƣợng protein trong sản phẩm thấp, sản phẩm có giá trị dinh dƣỡng không cao. Nếu lực cắt quá lớn cho thấy sản phẩm có hàm lƣợng protein cao hoặc do bổ sung quá nhiều tinh bột, các thành phần phụ, sản phẩm có chất lƣợng cũng không tốt.
2.2.2.5 Ưu ,nhược điểm của phương pháp
Ƣu điểm: dễ thực hiện, nhanh, thao tác dễ dàng, có thể dễ dàng điều chỉnh việc cắt mẫu trong khi thực hành thí nghiệm. Các quá trình đo trên đƣợc gắn kết chặt chẽ với nhau và đảm bảo tính ổn định, dữ liệu đáng tin cậy.
Nhƣợc điểm: yêu cầu về kĩ năng thực hành tốt, lõi trục phải điều chỉnh thẳng hàng với thớ thịt, có phạm vi ứng lực nhỏ (20-100N).
2.2.3 Cách thức tiến hành
2.2.3.1 Chuẩn bị mẫu:
-Khi chuẩn bị mẫu phải lƣu ý đầu tiên là đƣờng kính mẫu phải bằng nhau để so sánh lực nén đối với các sản phẩm.
-Nếu đƣờng kính mẫu không bằng nhau, ta phải xác định chính xác đƣờng kính của các mẫu để tính toán.
-Chiều dài mẫu đủ lớn tránh hiện tƣợng sai số trong quá trình cắt, khoảng 4-5cm.
2.2.3.2 Cách thức vận hành
-Lắp lƣỡi dao vào đầu đo, cố định đĩa. Mở phần mềm đo, tiến hành tạo các folder lƣu dữ liệu, điều chỉnh các thông số trong quá trình đo nhƣ vận tốc dao, đƣờng kính của mẫu…
- Đặt các thông số trong quá trình cắt nhƣ sau: o Vận tốc của dao: v=5 mm/s
o Khoảng cách từ dao tới mẫu trƣớc khi cắt: h=3cm o Chiều sâu cắt đứt sản phẩm. h’=3,5 cm
o Chiều sâu cắt phải nhỏ hơn chiều sâu cắt đứt sản phẩm
Lƣu ý: để quá trình cắt chính xác , dao luôn nằm trong khe của đĩa.
2.2.3.3 Dụng cụ đo
Lƣỡi cắt đƣợc gắn cố định Warner-Bratzler bằng niken có bề dày khoảng 1mm đƣợc cắt vết khía hình chữ V. Góc cắt 60o có bán kính 0.5mm tại vị trí mép cắt. 1.1. Xử lý số liệu Xúc xích heo: Lực cắt F=2.24 N Đƣờng kính: D=20 mm=0.02 m Ứng suất: ⁄ Xúc xích bò Lực cắt F=2.03N Đƣờng kính: D=20 mm=0.02 m Ứng suất: ⁄ Xúc xích tôm Lực cắt F=1.89 N Đƣờng kính: D=17 mm=0.017 m Ứng suất: ⁄
2.2.4 Kết quả và thảo luận
2.2.4.1 Kết quả thí nghiệm
Bảng số liệu kết quả đo
Stt Specimen label Maximum Load (N) Extension at Maximum Comp. load (mm) Time at Maximum Comp. load (sec) Compressive stress at Maximum Comp. load (Pa) Area (cm2) Energy at Maximum Comp. load (mJ) 1 Xúc xích 2.03 -16 3.2 6864.75 3.14159 21.41
bò 2 Xúc xích heo 2.24 -15.5 3.1 7145.17 3.14159 22.16 3 Xúc xích tôm 1.89 -12.5 2.5 8332.75 2.2698 13.84 Bảng thống kê
Mẫu Lực trung bình (N) Ứng suất (N/m2
) Thời gian (s)
Xúc xích heo 2.24 0.18 71.4517 3.1 0.38
Xúc xích bò 2.03 0.18 68.6475 3.2 0.38
Xúc xích tôm 1.89 0.18 83.3275 2.5 0.38
Đồ thị biểu diễn lực cắt của các sản phẩm xúc xích
2.2.4.2 Nhận xét về kết quả thí nghiệm
Qua đồ thị và bảng số liệu kết quả thí nghiệm, có một số nhận xét:
- Xúc xích Heo: Từ lúc bắt đầu cắt, lực tăng dần cho đến thời điểm khoảng 3 giây , lƣc cắt đạt giá trị lớn nhất sao đó giảm dần về 0. Thời gian tổng thực hiện quá trình cắt và chuyển động đi lên của dao khoảng gần 7 giây.
- Xúc xích Bò: từ lúc bắt đầu cắt , lực tăng dần đến thời điểm khoảng 3,5 giây lực đạt giá trị cực đại sau đó giảm dần về 0, và thời gian thực hiện quá trình cắt và chuyển động đi lên của dao khoảng 7,5 giây,dài hơn so với quá trình cắt xúc xích heo.
- Xúc xích tôm: từ lúc bắt đầu cắt , lực tăng dần đến thời điểm khoảng 3 giây lực cắt đạt giá trị cực đại sau đó giảm dần về 0 và thời gian thực hiện quá trình cắt và chuyển động đi lên của dao khoảng 9 giây, dài hơn so với quá trình cắt xúc xích heo và xúc xích bò.
-1.0 0.0 1.0 2.0 3.0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 C o m p r e s s iv e lo a d ( N ) Time (sec)
Specimen 1 to 3
Specimen Name xuc xich Heo xuc xich Bo xuc xich Tom- Đối với ba mẫu xúc xích xích của cùng một công ty Vissan nhƣng nguyên liệu sử dụng khác nhau, thì độ nén cũng nhƣ độ bền dai của chúng khác nhau. Do đƣờng kính của các mẫu là khác nhau nên ta dựa vào ứng suất để so sánh độ bền, dai của các mẫu.
- Dựa vào đồ thị và giá trị ứng suất tƣơng ứng, nhận thấy, ứng suất sinh ra khi cắt xúc xích tôm là cao nhất, tiếp theo là ứng suất khi cắt xúc xích bò và cuối cùng là ứng suất khi cắt xúc xích heo. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sự khác nhau này nhƣ là tính chất, đặc điểm của từng nguyên liệu, sự phối trộn, bổ sung các nguyên liệu phụ cũng nhƣ phụ gia của từng sản phẩm, quá trình chế biến,bảo quản….
- Một trong những nguyên nhân đó là nguyên liệu sử dụng: Tôm có hàm lƣợng protin cao, cơ thịt dai, tiết đến là thịt bò, thịt bò có hàm lƣợng protein khá cao, thịt heo là thấp nhất. chính dựa vào lƣợng protein, số liên kết peptit trong đó mà tạo nên cấu trúc cứng chắc hay dai cho sản phẩm là khác nhau, khả năng tạo gel, nhũ tƣơng cũng sẽ khác nhau nếu hàm lƣợng protein trong nguyên liệu là khác nhau. Hàm lƣợng protein càng cao, gel cũng nhƣ hệ nhũ tƣơng càng tốt, sản phẩm càng dai, bền và ngƣợc lại.
- Ở hai loại xúc xích heo và bò, có sự bổ sung của protein đậu nành, protein đậu nành có khả năng đồng tạo gel làm bền nhũ tƣơng với protein của thịt trong sản phẩm, do đó làm cho cấu trúc của xúc xích dai, bền hơn.
- Riêng đối với xúc xích tôm, cho bổ sung tinh bột bắp, khả năng tạo độ dẻo, dai đàn hồi của tinh bột bắp tƣơng đối cao, giúp cũng cố và ổn định nhũ tƣơng trong sản phẩm. Qua đó cho thấy, quá trình bổ sung nguyên liệu phụ cũng ảnh hƣởng đến tính chất cấu trúc của sản phẩm.
- Dựa vào đồ thị, ta thấy xúc xích tôm có lực cắt nhỏ nhất, thời gian dai nhất cho thấy độ cứng sản phẩm không cao nhƣ hai sản phẩm còn lại nhƣng độ dẻo dai thì cao hơn so với hai sản phẩm đó. Tƣơng tự xúc xích bò có độ bền cao nhất, kế đến là xúc xích heo.
- Nhìn chung, tùy vào nguyên liệu hay cụ thể hơn là thành phần trong nguyên liệu, tính chất của nguyên liệu mà sản phẩm tạo thành có tính chất, có độ bền dai dẻo hay bở tƣơng ứng. Cũng nhƣ các thành phần phụ thêm vào sản phẩm để thỏa mãn yêu cầu.
2.3 PHƢƠNG PHÁP CẮT KRAMER 2.3.1 Mục đích thí nghiệm 2.3.1 Mục đích thí nghiệm
Bài thí nghiệm đƣợc tiến hành nhằm đo độ cứng và giòn của sản phẩm cần khảo sát.
2.3.1.1 Lý do chọn mẫu
Phƣơng pháp cắt Kramer là một phƣơng pháp thƣờng đƣợc áp dụng để đo độ cứng của sản phẩm ở dạng mảnh vụn, khô hay giòn. Tiệu biểu cho dạng thực phẩm loại này là snack, hạt rang, ngũ cốc ăn sáng. Trong các dạng trên thì snack là loại quen thuộc, phổ biến và rất nhiều chủng loại khác nhau nên nhóm đã tiến hành khảo sát những mẫu snack.
Đối với snack, độ giòn là một chỉ tiêu cảm quan quan trọng đểthu hút ngƣời tiêu dùng. Khảo sát đƣợc thực hiện trên những mẫu snack khoai tây khác nhau.
Mẫu thí nghiệm: Snack khoai tây của 2 nhà sản xuất khác nhau
Snack khoai tây O’star có đặc điểm là những miếng nhỏ và mỏng đƣợc tạo từ khoai tây tƣơi sắc lát với đƣờng kính khoảng 3 – 4 cm. Tính chất: giòn, dễ vỡ.
Snack khoai tây Poca cũng gồm những lát khoai tây nhƣng màu sắc của chúng sậm hơn, chúng cũng dày hơn so với O’star.
2.3.2 Cơ sở lí thuyết về phƣơng pháp đo
2.3.2.1 Nguyên lí chung
Phép thử nén ép gồm lực tác dụng lên thực phẩm cho đến khi thực phẩm chảy qua lỗ thoát dƣới dạng một hay nhiều khe rãnh hay lỗ hổng trong bộ phận đựng mẫu. Cấu trúc bị gãy, hƣ hỏng và bị đẩy ra qua các khe hở. Thông thƣờng, ngƣời ta sẽ đo lực lớn nhất cần thiết để đạt tới sự ép làm thực phẩm gãy và chỉ số chất lƣợng cấu trúc thực phẩm.
2.3.2.2 Giới thiệu phương pháp Kramer
Bộ thí nghiệm xé Kramer mô phỏng hành vi nhai thức ăn và cung cấp thông tin vềđặc tính nhai, độ giòn vàđộ cứng. Nóđƣợc sử dụng cho các sản phẩm từ thịt và cá, trái cây có kích thƣớc nhỏ và rau củ cũng nhƣngũ cốc và thức ăn vặt nhƣ khoai tây chiên.
Năm hoặc mƣời lƣỡi cắt truyền động theo một tốc độ không đổi vào mẫu thử, nén, cắt vàđẩy chúng qua khe. Thí nghiệm đƣợc thực hiện với một số lƣợng mẫu thử xác định. Nhiều lƣỡi dao cung cấp việc đo lên nhiều vị trí tại cùng thời điểm do đóđộ chênh lệch về cấu trúc đãđƣợc bù trừ bằng phƣơng pháp này.
2.3.2.3 Nguyên tắc hoạt động
Khi các tấm thép của bộ phận đo lực nén của Kramer chuyển động xuống vật mẫu để nén sản phẩm, quá trình phá hủy cấu trúc tiếp tục diễn ra cho đến khi thực phẩm đùn ra ngoài giữa các lá thép và xuông đáy của bộ phận. Khi các lá thép tiến gần đến vị trí mà mẫu chuẩn bị cắt, đo đƣợc lực nén ở các thời điểm khác nhau ( nén, đùn, biến dạng) cung cấp thêm thông tin về cấu trúc thực phẩm.
2.3.2.4 Mối liên hệ với phương pháp khác
Đối với đánh giá cảm quan, quá trình cảm nhận cấu trúc thực phẩm trong miệng gồm 3 gian đoạn. Ban đầu là cảm nhận độ cứng, khả năng để phá vỡ thực phẩm trong lần cắn đầu tiên. Tiếp theo là sự cảm nhận độ nhai (chewiness), độ dính nhớt trong quá trình nhai, sựẩm ƣớt và béo ngậy của thực phẩm, cùng với sự cảm nhận kích thƣớc và thuộc tính hình học của những mẫu thực phẩm riêng lẻ. Cuối cùng là sự cảm nhận tốc độ phá vỡ thực phẩm trong quá trình nhai, sự giải phóng, hấp thuẩm hay
