2 NỘI DUNG BÁO CÁO
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 bất kì sự bao phủ của thực phẩm lên miệng hoặc lƣỡi. Ngoài việc cảm nhận cấu trúc bằng cách nhai hay nhìn, tiếp xúc với thực phẩm thì ngheMột thuộc tính vốn có của quá trình phá vỡ các thực phẩm giòn là tạo ra âm thanh.Khi cắn các thực phẩm khác nhau thìâm thanh phát ra cũng khác nhau. Hai tiêu chuẩn cảm quan cơ bản để phân biệt những âm thanh phát ra từ thực phẩm làđộ lớn và tính liên tục hay gián đoạn của âm thanh. Ngƣời thử có thể phân biệt đƣợc giữa giòn “crisp”và giòn“crunch” bằng việc đánh giáâm thanh phát ra.
Phƣơng pháp phân tích phân tích cấu trúc bằng thiết bị nói chung và phƣơng pháp phân tích Kramer nói riêng đánh giá đƣợc một khía cạnh của sản phẩm làđộ cứng giòn. Nó đƣợc mô phỏng lại từ phƣơng pháp đánh giá cảm quan thực phẩm.
Tính chất Vật lí Cảm quan
dạng đến một mức xác định cho trƣớc
hoàn toàn khi mẫu đƣợc đặt giữa các răng hàm
2.3.2.5 Ưu nhược điểm của phương pháp Ưu điểm
Đơn giản, cho kết quả nhanh chóng Chính xác, độ tinh cậy cao
Có thể kết hợp với các thiệt bị nhƣ máy vi tính để xử lí số liệu và vẽđồ thị
Nhược điểm
Thiết bị này không có khảnăng liên quan hay dựđoán tính chất cảm quan.
Các thiết bị không có khả năng đo cùng một lúc nhiều thuộc tính của một sản phẩm nhƣđánh giácảm quan.
2.3.3 Cách thƣc tiến hành
2.3.3.1 Chuẩn bị mẫu
Việc chuẩn bị mẫu phải đƣợc thực hiện nhanh chóng và chuẩn xác để tránh aanhr hƣởng đến kết quả thí nghiệm. Đối với snack, ta chuẩn bị mẫu dựa trên những yêu cầu sau:
Mẫu không đƣợc quá nhỏ vì khi mẫu quá nhỏ sẽ lọt qua các khe của thiệt bị. Sau khi mở bịch, thao tác phải nhanh do mẫu snack có tính
hút ẩm, nếu để lâu ngoài không khí sẽ làm giảm độ giòn của sản phẩm.
2.3.3.2 Cách thức vận hành
Chọn bộ thiết bị cho phƣơng pháp cắt Kramer và gắn vào máy Mở chƣơng trình Bluehill và cài đặt các thông số:
Chiều sâu nén 5,5 cm. Vận tốc hệ dao 5mm/s
Tiến hành đo và thu số liệu trên 2 mẫu.
2.3.4 Kết quả và thảo luận
Kết quả thí nghiệm Specimen label Maximum Load (N) Extension at Maximum Comp. load (mm) Time at Maximum Comp. load (sec) 1 snack Star 230.72 -47.75 9.55 2 snack Poca 251.51 -42.99 8.6 Mean 241.11 -45.37 9.07 Standard Deviation 14.70016 3.36517 0.67317 Minimum 230.72 -47.75 8.6 Maximum 251.51 -42.99 9.55 Median 241.11 -45.37 9.07
Dựa vào số liệu thực nghiệm ta thấy, lực tác dụng lên bánh Poca là 251,51N đạt ở thời điểm là 8,6s ở chiều sâu là 4,299 cm. Còn lực tác dụng lên bánh O’star là 230,72N đạt ở thời điểm là 9,55s ở chiều sâu là 4,775 cm . Qua đó ta nhận xét đƣợc rằng bánh Poca cóđộ cứng cao hơn so với bánh O’star với độ chênh lệch là 20,79N là khá cao. Điều này có thể đƣợc giải thích là do bề dày của miếng snack O’star rất mỏng, với Poca thì bề dày này lớn hơn dẫn đến kết quả nhƣ trên.
2.4 PHƢƠNG PHÁP ÉP ĐÙN
2.4.1 Giới thiệu thí nghiệm:
2.4.1.1 Mục đích thí nghiệm:
Xác định độ đông đặc của sản phẩm. Đo khả năng chống lại của sản phẩm đối với lực ép. Các sản phẩm có thể dùng là các phẩm sệt, nhão nhƣ là: Sữa chua. Mứt nhuyễn. Kem. Mousse. 2.4.1.2 Lý do chọn mẫu:
Cấu trúc là một trong những yếu tố quan trọng quyết định chất lƣợng của sản phẩm. Sữa chua thì khá phổ biến và có giá trị dinh dƣỡng cao. Do đó những yêu cầu về chất lƣợng của sản phẩm ngày càng đƣợc nâng cao. Và một trong những yếu tố quan trọng là độ đặc của sữa chua.
Sữa chua có các thành phần casein, bột whey, ngoài ra còn có các chất ổn định để tránh hiện tƣợng tách nƣớc, tạo độ sánh, độ đồng đều nhƣ: gelatin,pectin, carageena,… Trong đó, hàm lƣợng casein và protein huyết thanh sữa càng tăng thì sản phẩm càng đặc và pectin, carageena tham gia với vai trò tạo bộ khung đỡ cho sữa chua, làm sữa chua đông đặc hơn.
Trong bài này nhóm tiến hành thực nghiệm trên 3 loại sản phẩm sữa chua khác nhau, vì sản phẩm này chúng ta dễ dàng kiếm đƣợc ở thị trƣờng Việt Nam, cũng nhƣ thỏa mãn đƣợc các thành phần quyết định độ đặc.
Hình 2: Các mẫu dùng làm thí nghiệm
2.4.1.3 Yếu tố ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm:
Nhiệt độ: các sản phẩm chƣa ở cùng một nhiệt độ. Tốc độ nén ép.
Lƣợng sữa chua cho vào cốc dụng cụ Chiều sâu nén
Lực tác dụng vào chất lỏng
2.4.2 Cơ sơ lý thuyết về phƣơng pháp [1]
2.4.2.1 Nguyên lý chung:
Phép thử nén ép gồm hai lực tác dụng lên thực phẩm cho đến khi thực phẩm chảy qua khe thoát. Thực phẩm sẽ bị nén cho đến khi cấu trúc bị gãy, hƣ hỏng và đẩy ra khe thoát. Chúng ta sẽ đo lực lơn nhất cần thiết để đạt tới sự ép và sử dụng làm chỉ số chất lƣợng cấu trúc thực phẩm.
Thực phẩm sẽ đƣợc đặt trong cốc kim loại chắc chắn và không có nắp, Pittong có đƣờng kính nhỏ hơn xylanh sẽ đƣợc đẩy xuống cái hộp cho đến khi thực phẩm chảu qua khoảng trống giữa pittong và thành hộp.
2.4.2.2 Cơ sở của phép đo:
Phép đo này đo lực lớn nhất cần thiết để hoàn thành quá tình ép đùn. Do sản phẩm có tính chảy đƣợc trong quá trình nén nên phép đo này thích hợp cho các loại chất lỏng nhớt, gel, chất béo, không thích hợp để đo các sản phẩm bánh mì, bánh quy, ngũ cốc, kẹo.
Hình 3. Đặc tính đường cong thường gặp từ phương pháp ép đùn
Nhận xét:
- Đoạn AB, thực phẩm chịu ép ngày càng chặt.
- Đoạn BC, thực phẩm chịu nén chặt thành dạng rắn và lực đo tăng mạnh, không còn khoảng trống để ép thêm ngoại trừ những túi khí nhỏ, do đó lực chống lại lực tác dụng tăng đột ngột. - Tại điểm C, sản phẩm bắt đầu chảy ra các khe thoát. Quá trình này kéo dai cho đến khi lực đo
trở về 0. Lực tại điểm C cho biết lực đi cần thiết để ép đùn sản phẩm và đoạn CD cho biết lực cần thiêt để kéo dài quá trình ép đùn.
- Hình dạng đƣờng cong trong phép đo ép đùn tùy thuộc vào độ đặc của sản phẩm, kích cỡ, tốc độ biến dạng, nhiệt độ vật mẫu va mức độ đồng nhât của thực phẩm cần đo.
2.4.2.3 Mối liên hệ giữa phương pháp đo với phương pháp cảm quan:
Cấu trúc đóng vai trò quan trọng đối với chất lƣợng thực phẩm. Chính vì vậy, đánh giá, phân tích sản phẩm ngày càng đƣợc quan tâm.
2.4.2.4 Ưu - nhược điểm:
Ƣu điểm:
- Dễ dàng tiến hành khảo sát, nhanh chóng
- Vệ sinh dụng cụ sau mỗi lần sử dụng cũng đơn giản. Nhƣợc điểm:
- Ngăn chƣa mẫu mức độ lực lớn có thể vƣợt qua khả năng chịu lực của máy phân tích thông thƣờng.
- Xylanh đi xuống phải ở vị trí chính giữa bộ phận chứa mẫu ép để bề rộng khe hở quanh chu vi cố định.
2.4.3 Cách thức tiến hành
2.4.3.1 Chuẩn bị mẫu:
Chuẩn bị 3 mẫu sữa chua khác nhau, lƣợng mẫu cần chuẩn bị phải phù hợp với đặc tính yêu cầu. Cho mẫu vào cốc chứa, lƣợng mẫu cho vào không đƣợc vƣợt quá chấm đen trong cốc của thiết bị.
2.4.3.2 Cách thức vận hành:
Mở máy vi tính đã liên kết với thiết bị INSTRON sau đó chạy chƣơng trình BLUEHILL. Kiểm tra máy, chọn đầu dò phù hợp với phƣơng pháp đo.
Chỉnh các thông số để thiết lập chế độ khảo sát. Chọn chế độ khảo sát và điều chỉnh các thông số sau:
- Tốc độ di chuyển đầu do = 2mm/s (2 rama giống nhau). - Chiều sâu nén = 2cm.
- Đƣờng kính đầu dò = 41mm. - Chiều cao cốc = 40mm.
- Đƣa đầu dò vừa chạm bề mặt mẫu.
2.4.4 Kết quả và thảo luận:
2.4.4.1 Kết quả thí nghiệm:
- Tính ứng suất của sữa chua love in farm:
- Tính ứng suất của sữa chua wel:
- Tính ứng suất của sữa chua vinamilk: ( )
2.4.4.2 Nhận xét về kết quả thí nghiệm:
Biểu đồ thể hiện độ đặc của 3 loại sản phẩm sữa chua
Specimen label Max. Force 1st Cycle (F1) (mN) Adhesiveness (A3) (J) Energy to Max Load 1st Cycle (A1) (mJ) Area (cm^2) Compressive stress at Maximum Comp. load CYCLE 1 - LOADING (Pa) 1 Sua chua loveinfarm 433.23 -0.00215 6.17 13.2 328.14 2 Sua chua wel 241.35 -0.00039 3.67 13.2 182.8 3 Sua chua vinamilk 323.54 -0.00074 5.25 13.2 245.06 Mean 332.71 -0.00109 5.03 13.2 252 Standard Deviation 96.27045 0.00093 1.26617 0 72.91811 Median 323.54 -0.00074 5.25 13.2 245.06 Nhận xét:
- Sản phẩm có ít chất béo thì mềm hơn sản phẩm có nhiều chất béo và mẫu có ít chất béo sẽ chảy qua pittong nhiều hơn. Mẫu ít béo thì lực, công và độ dốc đƣờng biểu diễn thấp hơn. - Theo kết quả ta thấy sữa chua Love in farm có độ đặc cao nhất, tiếp theo là Vinamilk và
thấp nhất là Wel, qua đó ta thấy độ đặc của sản phẩm quyết định bởi hàm lƣợng chất béo có trong sản phẩm (sữa chua Love in farm có 3 ± 0,3g chất béo, Vitamin có 3g chất béo, Wel có 2,2g chất béo).
- Sản phẩm có độ đặc cao thì khả năng dính kết cao và tính dính kết thể hiện qua giá trị Adhesvieness, tính dính kết giảm khi độ đặc giảm, cụ thể trong bài này Love in farm có tính dính kết cao nhất và thấp nhất là Wel.
2.4.5 Tài liệu tham khảo
[1] TS. Trần Bích Lam, Phạm Thị Ngọc Hạnh – Nguyên cứu khai thác sử dụng máy phân tích cấu trúc – ĐHBK TPHCM – Năm 2009.
2.5 PHƢƠNG PHÁP TPA 2.5.1 Mục đích thí nghiệm 2.5.1 Mục đích thí nghiệm
2.5.1.1 Mục đích: Phân tích mô tả cấu trúc của thực phẩm
Thông số cần đo: • Độ cứng ( Hardness, N ) • Độ giòn ( Fracturability, N ) • Độ cố kết (Cohesivement) • Độ dính bề mặt (Adhesivement, J ) • Độ dẻo ( Gumminess, N ) • Độ dai ( Chewiness, J ) • Độ phục hồi ( Resilience, J ) 2.5.1.2 Chọn mẫu thí nghiệm:
• Thạch rau câu Long Hải
- Thành phần: Nƣớc, Đƣờng, Carrageenan, Hƣơng hoa quả tự nhiên, Acid Citric, Màu thực phẩm, Chất bảo quản (Benzoat).
• Thạch rau câu New Choice
- Thành phần : Nƣớc, Đƣờng, Carrageenan, Hƣơng hoa quả tự nhiên, Acid Citric, Màu thực phẩm, Chất bảo quản (Benzoat).
• Thạch rau câu Bidrico
- Thành phần : Nƣớc, Đƣờng, Carrageenan, Hƣơng hoa quả tự nhiên, Acid Citric, Màu thực phẩm, Chất bảo quản (Benzoat).
2.5.1.3 Tính chất của các sản phẩm thạch rau câu: với thành phần nhƣ trên, các sản phẩm thạch có độ dai, dẻo, đàn hồi...,thích hợp cho việc sử dụng phƣơng pháp TPA để xác định cấu trúc của độ dai, dẻo, đàn hồi...,thích hợp cho việc sử dụng phƣơng pháp TPA để xác định cấu trúc của thực phẩm.
2.5.2 Cơ sở lý thuyết và phƣơng pháp đo:
2.5.2.1 Giới thiệu về phương pháp TPA:
TPA (texture profile analysis) là một phƣơng pháp dùng công cụ để xác định cấu trúc của thực phẩm bằng lực nén cơ học. Đây là phƣơng pháp đánh giá đƣợc nhiều thuộc tính cấu trúc của sản phẩm trong 1 lần thử, thiết bị kỹ thuật sử dụng đƣờng cong của lực, đƣờng cong của sự biến dạng để phân loại các đặc tính cấu trúc then chốt của mẫu, là cầu nối với cảm quan. Phƣơng pháp này chỉ dung lực nén. Mẫu đƣợc tiến hành nén hai lần liên tiếp.Việc lặp lại thao tác nhiều lần giúp ta có thể tính toán đƣợc các đặc tính cấu trúc. Kết quả thu đƣợc một đƣờng cong thể hiện quan hệ giữa lực và thời gian.
Một vài thuộc tính cấu trúc nhƣ độ cứng, độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi có thể đƣợc đánh giá từ đƣờng cong này. Đa chức năng, có nhiều ứng dụng trong công nghiệp.
2.5.2.2 Các thông số đo lường:
• Độ cứng (hardness)
- Theo đặc tính vật lí: độ cứng là lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến một mức xácđịnh cho trƣớc.
- Theo đặc tính cảm quan: độ cứng là lực cần thiết để cắn đứt mẫu hoàn toàn khi mẫuđƣợc đặt giữa các răng hàm.
• Độ cố kết (cohesiveness)
- Theo đặc tính vật lí: Độ cố kết là mức độ vật liệu bị biến dạng trƣớc khi xảy ra nứt vỡ
- Theo đặc tính cảm quan: Độ cố kết là mức độ biến dạng của mẫu trƣớc khi vỡ ra, khi xuyên qua mẫu hoàn toàn bằng răng hàm.
• Độ đàn hồi (resilience)
- Theo đặc tính vật lí: Độ đàn hồi là mức độ vật liệu phục hồi lại trạng thái ban đầu sau khi bị làm biến dạng và lực đƣợc cất đi.
- Theo đặc tính cảm quan: Độ đàn hồi là mức độ mẫu có thể hồi phục trở lại hình dạng, kích thƣớc ban đầu sau khi đƣợc nén một phần giữa lƣỡi và vòm miệng.
• Độ dính (adhesiveness)
- Theo đặc tính vật lí: Độ dính là công cần thiết để cắt đứt các liên kết giữa bề mặt mẫu thực phẩm và bề mặt tiếp xúc với mẫu đó.
- Theo đặc tính cảm quan: Độ dính là lực cần thiết để gỡ thực phẩm dính vào miệng (thƣờng là vòm miệng) khi ăn.
• Độ giòn (fracturability)
- Theo đặc tính vật lí: Độ giòn là lực cần thiết để làm nứt vật liệu, bằng tích độ cứng độ cố kết. (thƣờng là khi độ cứng lớn, độ cố kết thấp).
- Theo đặc tính cảm quan: Độ giòn là lực cần thiết để làm thực phẩm nứt hoặc vỡ vụn ra.
• Độ dai – thực phẩm rắn (chewiness)
- Theo đặc tính vật lí: Độ dai (thực phẩm rắn) là tổng năng lƣợng cần thiết để nhai thực phẩm rắn đến kích thƣớc đủ nhỏ để nuốt đƣợc, bằng tích độ cứng × độ cố kết × độ đàn hồi.
- Theo đặc tính cảm quan: Độ dai (thực phẩm rắn) là thời gian (giây) cần thiết để nghiền mẫu,khi có một lực không đổi tác dụng, đên khi thực phẩm đủ nhỏ để có thể nuốt.
• Độ dai – thực phẩm bán rắn (gumminess)
- Theo đặc tính vật lí: Độ dai (thực phẩm bán rắn) là năng lƣợng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm bán rắn đến kích thƣớc đủ nhỏ để nuốt đƣợc,bằng độ cứng× độ cố kết. Trong đó thực phẩm phải có độ cứng thấp, độ cố kết cao. - Theo đặc tính cảm quan: Độ dai (thực phẩm bán rắn) là mức độ các tiểu phần
dính lại với nhau trong suốt quá trình nhai, năng lƣợng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm bán rắn đủ nhỏ để có thể nuốt.
2.5.2.3 Giới thiệu về máy đo cấu trúc theo phương pháp TPA
• Thông số kĩ thuật
- Tốc độ : 2-30 in/phút hoặc 0 - 75 cm/phút. - Hành trình chuyển động : 3.5 in / 8.9 cm.
- Lực tải tối đa : 1.363 kg (3000 pound) (nếu dùng FTA-3000 force transducer). - Nguồn : 220 VAC, 50/60 Hz. - Kích thƣớc máy chính ( W x D x H ) : 48 x 51 x
86 cm.
- Trọng lƣợng máy chính : 56 kg • Các yêu cầu trong phƣơng pháp TPA
- Kích thƣớc mẫu thực phẩm: 1cm3
, hình lập phƣơng.