BÁO cáo THỰC HÀNH môn tính chất vật liệu

không chỉ của sản phẩm trong lĩnh vực phân tích cấu trúc thực phẩm mà còn trong các ngành dược, mỹ phẩm, bao bì, vật liệu.. Đây là phương pháp đánh giá được nhiều thuộc tính cấu trúc 9 c

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC & THỰC PHẨM

- 

 -BÁO CÁO THỰC HÀNH

GVHD: Đào Ngọc Duy

Nhóm thực hiện: Ca 2 – sáng thứ 5 – ngày 3/3

5 Triệu Ngọc Đoan Thùy 19139166

TP.HCM, 3 – 2022

-I PHẦN LÝ THUYẾT

1 Thiết bị đo cấu trúc Texture – analyzer (TA.XTplus)

- Máy phân tích cấu trúc thực phẩm TAXT Plus được thiết kế chuẩn mực, linh hoạt và chính xác cao với hơn 200 tổ hợp đầu dò và nhiều thang cảm biến lực (0,5 – 5 – 30 – 50 – 100 –

250 – 500 – 750 kg.f) cung cấp khả năng không giới hạn ứng dụng đo các thuộc tính cơ học không chỉ của sản phẩm trong lĩnh vực phân tích cấu trúc thực phẩm mà còn trong các ngành dược, mỹ phẩm, bao bì, vật liệu

- Máy phân tích cấu trúc thực phẩm TAXT Plus.với phần mềm điều khiển và xử lý dữ liệu tích hợp đầy đủ các tiêu chuẩn và phương pháp thử

- Phần mềm Exponent theo máy không chỉ có sẵn giao thức hướng dẫn sử dụng theo các bước trực quan sinh động cho người dùng mới, mà còn tích hợp sẵn các phương pháp thử theo tiêu chuẩn + tính năng đào tạo với nền tảng kiến thức căn bản về phân tích cấu trúc, các chỉ dẫn về kỹ thuật phân tích đồ thị và tính toán kết quả không trùng lặp ở bất cứ nơi đâu trên thế giới, giúp người dùng hiểu sâu hơn về đặc điểm cấu trúc của vật liệu cần nghiên cứu

a Cấu tạo máy phân tích cấu trúc TA.XTplus.

b Đầu dò máy phân tích cấu trúc thực phẩm TAXT Plus

- Có hơn 200 tổ hợp đầu dò và giá để mẫu dùng cho máy phân tích cấu trúc thực phẩm TAXT Plus Không thể có một đầu dò dùng chung cho các chỉ tiêu phân tích khác nhau, trên các loại mẫu khác nhau, nhiều tiêu chuẩn áp dụng khác nhau, … Đầu dò, giá đở mẫu hay các thiết bị hổ trợ nếu có cần thiết phải được xác định trên cơ sở thuộc tính riêng của từng loại mẫu, từng phương pháp thử khác nhau, tiêu chuẩn áp dung (TCVN, ISO, BS, DIN, ASTM, …)

- Các kiểu đầu dò thường là: uốn, nén, đâm xuyên, nén ép, kéo căng, cắt, ép đùn, ma sát, … Qua đó đánh giá được các chỉ tiêu: độ cứng, độ dai, độ giòn, độ mềm, độ đàn hồi, độ biến dạng, độ bloom gel, hạn sử dụng của sản phẩm, … Xin vui lòng liên lạc với nhân viên hổ trợ của chúng tôi để được tư vấn và cung cấp thông tin về các loại đầu dò cho máy phân tích cấu trúc thực phẩm TAXT Plus

2 Phương pháp TBA.

a Giới thiệu.

- TPA (Texture profile analysis) là một phương pháp dùng công cụ để xác định cấu trúc của thực phẩm bằng lực nén cơ học Đây là phương pháp đánh giá được nhiều thuộc tính cấu trúc 9 của thực phẩm trong một lần thử, thiết bị kĩ thuật sử dụng đường cong của lực, đường cong của sự biến dạng để phân loại các đặc tính cấu trúc then chốt của mẫu, là cầu nối với cảm quan

- Phương pháp này chỉ dùng lực nén, mẫu được tiến hành nén 2 lần liên tiếp Việc thao tác lặp lại nhiều lần giúp ta có thể tính toán được các đặc tính cấu trúc Kết quả thu được là một đường cong thể hiện quan hệ giữa lực và thời gian Một vài thuộc tính cấu trúc như độ cứng,

độ cố kết, độ nhớt, độ đàn hồi có thể được đánh giá từ đường cong này Đa chức năng, nhiều ứng dụng trong công nghiệp

b Các thông số đo lường

- Test “ hai lần nén” ( two-bite test) cung cấp các thông số cấu trúc tương quan với các thông

số đánh giá cảm quan

Đồ thị phân tích biến dạng kết cấu

Biến dạng kết cấu tiêu biểu của chu kỳ nén hai lần cắn

Biến dạng kết cấu tiêu biểu của chu kỳ nén hai lần cắn

- Trong đó : PA1: độ giòn, PP1: độ cứng, NA1: độ dính, PA2/PA1: độ kết dín

 Độ cứng (Hardness):

- Theo đặc tính vật lý: độ cứng là lực cần thiết để làm mẫu biến dạng đến một mức xác định cho trước T

- heo đặc tính cảm quan: độ cứng là lực cần thiết để cắn đứt mẫu hoàn toàn khi mẫu được đặt giữa các răng hàm

 Độ cố kết (Cohesivement):

- Theo đặc tính vật lí: độ cố kết là mức độ vật liệu bị biến dạng trước khi xảy ra nứt vỡ

- Theo đặc tính cảm quan: độ cố kết là mức độ biến dạng của mẫu trước 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 thôi tác dụng lực

- Theo đặc tính cảm quan: độ đàn hồi là mức độ mẫu có thể hồi phục trở lại hình dạng, kích thước ban đầu sau khi được nén một phần giữa lưỡi và vòm miệng khi ăn

 Độ dính (Adhesivement):

- 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 (thường

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 và độ cố kết (thường là khi độ cứng lớn thì 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 nhai – Chewiness:

- Theo đặc tính vật lí: độ nhai là tổng năng lượng cần thiết để nhai thực phẩm đến kích thước

đủ nhỏ để nuốt được, bằng tích của độ cứng, độ cố kết và độ đàn hồi

- Theo đặc tính cảm quan: độ dai là thời gian (giây) cần thiết để nghiền mẫu, khi có một lực không đổi tác dụng, đến khi thực phẩm đủ nhỏ để có thể nuốt

 Độ dai – Gumminess:

- Theo đặc tính vật lí: độ dai là năng lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đến kích thước

đủ nhỏ để nuốt được, bằng độ cứng nhân độ cố kết Trong đó thực phẩm phải có độ cứng thấp, độ cố kết cao

- Theo đặc tính cảm quan: độ dai là mức độ các tiểu phần dính lại với nhau trong suốt quá trình nhai, năng lượng cần thiết để nghiền vụn thực phẩm đủ nhỏ để có thể nuốt

3 Ưu nhược điểm của phương pháp

 Ưu điểm:

- Thao tác dễ thực hiện và dùng hầu hết ở các nơi

- Tốn ít thời gian và cho kết quả nhanh chóng

- Hoạt động liên tục (không hạn chế số lượng mẫu kiểm tra)

- Cho kết quả chính xác có độ tin cậy cao

- Biểu diễn được nhiều đặc tính cấu trúc mẫu trong một lần đo

- Kết hợp được với các thiết bị khác như máy vi tính để thu được các biểu đồ thuận lợi cho việc phân tích kết quả

 Nhược điểm:

- Khó có sự đồng nhất kết quả thu được với thực tế đánh giá khi thực hiện trên hội đồng và đây cũng chính là đặc điểm chung của phương pháp phân tích công cụ

II PHẦN THỰC HÀNH

Bảng báo cáo kết quả các thông số cấu trúc của các loại xúc xích

xúc xích 1 xúc xích 2 xúc xích 3

Cohesiveness 0.712737479 0.723435882 0.525740836

Từ các thông số trên ta có thể lập được bảng Anova so sánh thông số cấu trúc của các loại xúc xích.

Anova: Single Factor

SUMMARY

ANOVA

Nhận xét: Ta thấy Ftn > Fcrit nên ta kết luận có sự khác nhau trung bình giữa các chỉ số đọ cứng, độ

đàn hồi, đọ co kết , đọ gum và độ nhai

 Cách chuẩn bị mẫu, đầu đo, phương pháp đo, các thông số cấu trúc có thể xác

định (độ cứng, độ nhớ, độ đàn hồi, …) của ít nhất 3 loại vật liệu (hoặc thực

phẩm) khác nhau (ví dụ: rau quả, cá, thịt, kim loại, bột, ngũ cốc, gel, dầu,

thuốc, nang thuốc, snack, tóc, sữa, bánh mì, bánh cookie).

TPA đo lường điều gì?

 Hardness force (g): lực chỉ độ cứng - giá trị cực đại trên đồ thị trong lần nén đầu tiên Độ cứng không trùng với điểm nén sâu nhất * Fracture Strength (g): Độ gãy vỡ - là giá trị của đỉnh peak đầu tiên có ý nghĩa ở lần nén đầu tiên Một số sản phẩm không có điêm này → không có giá trị độ gãy vỡ * Springiness: Độ đàn hồi – tỉ số giữa khoảng thời gian nén lần thứ 2/khoảng thời gian nén lần thứ 1 Giá trị độ đàn hồi không có đơn vị * Cohesiveness: Tính cố kết – tỉ số giữa diện tích vùng dưới đường nén lần thứ 2/diện tích vùng dưới đường nén lần thứ 1 Giá trị tính cố kết không có đơn vị * Gumminess: Độ gum – bằng tỉ số giữa diện tích vùng dưới đường nén lần thứ 2/diện tích vùng dưới đường nén lần thứ 1 nhân với

độ cứng * Chewiness: Độ nhai – bằng độ gum nhân với tỉ số giữa khoảng thời gian nén lần 2/khoảng thời gian nén lần thứ 1

Ví dụ về các sản phẩm được kiểm tra bằng cách sử dụng phân tích hồ sơ kết cấu:

Để chứng minh phương pháp kiểm tra Phân tích Cấu trúc Kết cấu, chúng tôi đã tiến hành thử nghiệm bằng Máy phân tích Kết cấu TA.XTPlus trên bảy sản phẩm thực phẩm (bánh mì, đậu phụ, pho mát cheddar, đậu thạch, xúc xích, Jello và bánh pate)

Chúng tôi đã chụp ảnh ở ba thời điểm giống nhau trên bảy sản phẩm này trong một thử nghiệm TPA điển hình Bức ảnh đầu tiên được chụp khi đầu dò ban đầu chạm vào mẫu tại điểm Kích hoạt tự động và minh họa tình trạng chưa được nén ban đầu của sản phẩm Bức ảnh thứ hai được chụp ở cuối lần nén đầu tiên và minh họa cách sản phẩm hoạt động khi được nén hoàn toàn ở độ căng mục tiêu Bức ảnh thứ ba được chụp tại điểm kích hoạt tiếp xúc ban đầu nhưng sau khi quá trình nén thứ hai đã hoàn thành Vị trí của sản phẩm sau chu kỳ nén thứ hai minh họa sản phẩm sống sót tốt như thế nào trong cả hai chu kỳ nén Rõ ràng, một số sản phẩm có khả năng chịu được áp lực vừa phải hơn các sản phẩm khác Đây là những kiểu hành vi mà bạn sẽ thấy khi xem xét nghiên cứu đã xuất bản bằng phương pháp TPA Nhìn chung, nhiều sản phẩm thực phẩm có thể chịu được ứng suất thấp nhưng nhìn chung chúng bị biến dạng vĩnh viễn vượt quá điểm biến dạng dẻo ở các biến dạng lớn hơn 50%

Bộ ảnh tương tự cũng được chụp cho từng loại trong số ba chủng loại khác nhau (25%, 50% và 75%)

để minh họa cách các sản phẩm hoạt động khi được nén các lượng khác nhau

Ngoài các ảnh tĩnh, chúng tôi cũng đã cung cấp các lô thử nghiệm đại diện và video độ nét cao về các sản phẩm đang được thử nghiệm này Lưu ý rằng video và ảnh tĩnh được chụp từ cùng một sản phẩm trong các phiên khác nhau, vì vậy cấu hình ánh sáng và thu phóng của ảnh tĩnh sẽ không khớp chính xác với cấu hình hiển thị trong khung video Các tệp ARC được chụp đồng thời với các video Sau hình ảnh, biểu đồ và video, chúng tôi đã trình bày một bảng với các kết quả kiểm tra thông số TPA điển hình

Examples of TPA Graphs

Bánh mì cứng TPA Bánh mì cổ điển Đồ thị TPA trên hai lát bánh mì rất cứng với điểm năng suất đáng

kể khi các tế bào được nén ban đầu Lưu ý rằng hành trình thứ hai có điểm năng suất thấp hơn đáng

kể và diện tích thứ hai nhỏ hơn nhiều so với lần nén đầu tiên, cho thấy độ kết dính vừa phải

Đồ thị TPA cổ điển của Hot Dog Hot Dog với phần lớn là một vết gãy đáng kể Lưu ý các đuôi dài ở lần rút và lần nén thứ hai cho thấy rằng xúc xích thể hiện độ đàn hồi hơn nhiều so với khả năng đàn hồi

Nhiều sản phẩm không thể hiện đường cong TPA hình dạng cổ điển và người dùng không nên ngạc nhiên rằng các lô của họ không tuân theo mô hình lý tưởng Dưới đây là các biểu đồ không tuân theo

mô hình chuẩn, cùng với một số chú thích ngắn

Phô mai Cheddar cứng TPA Lưu ý rằng điểm đứt gãy là chất dẻo, không giòn và có cùng giá trị là điểm cứng nhất trên đường cong Do đó, đường cong này có một điểm duy nhất đóng vai trò là giá trị Độ bền và Độ cứng

Sản phẩm đùn cứng TPA Sản phẩm này bị gãy nhiều lần khi bị nén Trường hợp đầu tiên xảy ra ở khoảng 9,250 gam và 0,385 giây (0,959 mm) Giá trị đứt gãy đơn của TPA không mô tả đầy đủ bản chất của sản phẩm có độ giòn cao này và cơ chế đứt gãy của nó Vết nứt đã xảy ra theo một mô hình điển hình, nơi điểm cứng nhất trên đường cong xảy ra ở độ nén sâu nhất Do tính chất giòn của nó (cho thấy độ ẩm thấp), không có gì ngạc nhiên khi sản phẩm không có độ kết dính giữa hai lần nén

Bột nhào vững chắc TPA Đây là một sản phẩm giống như bột nhào rất cứng có độ đứt gãy / năng suất là một ví dụ cổ điển trong đó độ cứng của sản phẩm KHÔNG xảy ra ở độ nén sâu nhất Lưu ý rằng vật liệu là cực kỳ kết dính

TPA Pasta đã nấu chín Chú ý hình dạng của đường cong lực này lõm xuống như thế nào, điều này cho thấy sản phẩm đang được nén nhiều

Gel silicon TPA Loại gel đàn hồi cứng này là một sản phẩm điển hình có thể phục hồi hoàn toàn với các đặc tính về độ đàn hồi, độ dính và độ đàn hồi tương đối cao Lưu ý cách sản phẩm mở rộng / tiếp tục phục hồi trong thời gian giữ 1 giây Điều này tạo cơ hội cho việc phân tích độ xuân hơi bị phóng đại

Trích dẫn tài liệu: Overview of Texture Profile Analysis