nâng cao chất lượng khóm sấy bằng cách xử lý trước nguyên liệu trong dung dich sacharose

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của xử lý chân không và bề dày nguyên liệu trong quá trình thẩm thấu đến độ tăng đường, mất nước, màu, và độ co thể tích của mẫu.. KẾT QUẢ VÀ THẢO

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH VĨNH LONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VĨNH LONG

BÁO CÁO KHOA HỌC

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHÓM SẤY BẰNG CÁCH XỬ LÝ TRƯỚC NGUYÊN LIỆU TRONG

DUNG DỊCH SACCHAROSE

Chủ nhiệm đề tài CAO THỊ LAN NHƯ

VĨNH LONG, 01/ 2014

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH VĨNH LONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VĨNH LONG

BÁO CÁO KHOA HỌC

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHÓM SẤY BẰNG CÁCH XỬ LÝ TRƯỚC NGUYÊN LIỆU TRONG

DUNG DỊCH SACCHAROSE

Chủ nhiệm đề tài: Thành viên tham gia:

CAO THỊ LAN NHƯ Quách Thị Thanh Tâm – Khoa Nông Nghiệp Đơn vị: Khoa CNLTTP Nguyễn Thị Kiều Tiên – Khoa CNLTTP

Phạm Thị Thanh Tú – Khoa CNLTTP

VĨNH LONG, 01/ 2014

MỤC LỤC

DANH SÁCH BẢNG iv

DANH SÁCH HÌNH v

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 Khóm và một số thành phần quan trọng có trong quả 2

2.1.1 Nguồn gốc và phân loại 2

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của khóm 2

2.1.3 Các sản phẩm từ khóm 3

2.2 Đường saccharose 4

2.3 Bảo quản bằng phương pháp sấy 4

2.3 Quá trình chần 5

2.4 Công nghệ tách nước thẩm thấu 6

2.4.1 Khái quát về tách nước thẩm thấu 6

2.4.2 Cơ chế của quá trình tách nước thẩm thấu 7

2.5 Một số nghiên cứu liên quan 7

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10

3.1 Phương tiện nghiên cứu 10

3.1.1 Địa điểm và thời gian 10

3.1.2 Nguyên liệu 10

3.1.3 Hóa chất sử dụng 10

3.1.4 Dụng cụ, thiết bị: 10

3.2 Phương pháp nghiên cứu 10

3.2.1 Phương pháp lấy mẫu 11

3.2.2 Phương pháp phân tích 12

3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm 12

3.3.1 Thí nghiệm 1: khảo ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu trước khi thẩm thấu đến sự tăng đường, mất nước, thay đổi màu và sự co thể tích của nguyên liệu 12

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của xử lý chân không trong quá trình thẩm thấu đến độ tăng đường, mất nước, màu, và độ co thể tích của mẫu 143.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ, nhiệt độ dung dịch saccharose đến khả năng khuếch tán của đường vào trong nguyên liệu theo thời gian ngâm 163.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 18

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 4.1 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự biến đổi của khóm sau khi thẩm thấu 20

4.1.1 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự mất nước của khóm 214.1.2 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng đường của khóm 224.1.3 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng khối lượng của khóm 234.1.4 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự giảm thể tích của khóm sau khi sấy 244.1.5 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự thay đổi màu sắc của khóm sau khi sấy 25

4.2 Ảnh hưởng của bề dày và số lần xử lý chân không đến sự biến đổi của khóm sau khi thẩm thấu 26

4.2.1 Ảnh hưởng của bề dày đến nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích và màu sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu 274.2.2 Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích và màu sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu 274.2.3 Ảnh hưởng của bề dày và số lần xử lý chân không đến màu sắc 30

sự biến đổi của khóm sau thẩm thấu 31

4.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự mất nước của khóm sau thẩm thấu 324.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự tăng đường của khóm sau thẩm thấu 34

4.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự

giảm thể tích của khóm trong quá trình thẩm thấu 37

4.3.5 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự thay đổi màu sắc 38

4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm khóm sấy 41

4.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến sự giảm độ ẩm của khóm theo thời gian 41

4.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan của sản phẩm khóm sấy 42

4.5 Kết quả theo dõi thời gian bảo quản sản phẩm 44

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 46

5.1 Kết luận 46

5.2 Đề nghị 47

TÀ I LIỆU THAM KHẢO vii

PHỤ LỤC 1 xi

PHỤ LỤC 2 xvi

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của khóm 3 Bảng 2.2: aw tối thiểu cho hoạt động của vi sinh vật 4 Bảng 4.1: Kết quả phân tích thống ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự biến đổi của khóm trong quá trình thẩm thấu 19 Bảng 4.2: Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của bề dày đến sự mất nước, tăng đường, khối lượng và thể tích của khóm 26 Bảng 4.3: Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự mất nước, tăng đường, khối lượng và thể tích của khóm 27 Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian thẩm thấu đến sự tăng khối lượng của khóm 36 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ dung dịch đến sự thay đổi màu sắc 39 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ dung dịch đến sự thay đổi màu sắc 39 Bảng 4.7: Gía trị màu sắc (L) của sản phẩm khóm sấy 42 Bảng 4.8: Biến đổi màu sắc, độ ẩm và aw của sản phẩm sau 10 tuần bảo quản 43

DANH SÁCH HÌNH

Hình 3.1: Nguyên liệu khóm 12

Hình 3.2 Khóm sau khi làm sạch và cắt khoanh 12

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 13

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 15

Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 17

Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 18

Hình 4.1: Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến sự mất nước 21

Hình 4.2: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự mất nước 22

Hình 4.3: Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng 22

Hình 4.4: Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng

23

Hình 4.5: Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng 23

Hình 4.6: Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng 24

Hình 4.7: Ảnh hưởng của bề dày đến sự thay đổi thể tích 25

Hình 4.8: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự thay đổi thể tích 25

Hình 4.9: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự thay đổi màu sắc của khóm sau khi sấy 25

Hình 4.10: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến lượng đường tăng 27

Hình 4.11: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến lượng nước mất 29

Hình 4.12: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự tăng khối lượng của khóm 29

Hình 4.13: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự thay đổi thể tích 30

Hình 4.14: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự thay đổi màu sắc 31

Hình 4.15: Sản phẩm khóm sau sấy 31

Hình 4.16: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến nước mất 32

Hình 4.17 Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến nước mất 33

Hình 4.18: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến nước mất 34

Hình 4.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến tăng đường 34

Hình 4.20: Ảnh hưởng của nồng độ độ dung dịch đến tăng đường 35

Hình 4.21: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến tăng đường 35

Hình 4.22: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu và nồng độ dung dịch đến sự tăng đường 36

Hình 4.23: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến sự thay đổi thể tích 37

Hình 4.24: Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến sự thay đổi thể tích 38

Hình 4.25: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến sự thay đổi thể tích 38

Hình 4.26: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến sự thay đổi màu sắc 39

Hình 4.27: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến sự thay đổi màu sắc 39

Hình 4.28: Sản phẩm khóm sấy thẩm thấu trong dung dịch saccharose 60oBrix, 50oC, 8 giờ 41

Hình 4.28: Sự thay đổi độ ẩm của sản phẩm theo thời gian và nhiệt độ sấy 42

Hình 4.29: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm xoài sấy ở 60oC, 65oC, 70oC 42

Hình 4.30: Khóm sấy ở các nhiệt độ khác nhau (a) 60oC, (b) 65oC, (c) 70oC 43

Hình 4.31: Sản phẩm khóm sấy (a) trước khi bảo quản, (b) sau 10 tuần bảo quản

44

Hình 5.1: Quy trình đề nghị sản xuất khóm sấy 46

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Trái cây và rau quả là nguồn chứa các chất dinh dưỡng cần thiết quan trọng như vitamin, khoáng chất và chất xơ Khóm là loại trái cây chứa nhiều đường, đủ các loại vitamin cần thiết như vitamin A, B, PP, C, đặc biệt có chứa enzyme bromelin - một loại enzyme thủy phân protein, có thể chữa rối loạn tiêu hóa Trong khóm chiếm một lượng lớn nước (hơn 80%), nên được phân vào loại dễ bị hư

Khóm được tiêu thụ chủ yếu ở dạng tươi, ngoài ra còn có thể sử dụng khóm để nấu ăn như là một loại rau Tuy nhiên vì trái khóm có đặc tính mềm nên việc vận chuyển phân phối khóm tươi gặp nhiều khó khăn và tổn thất lớn Vì thế sấy khô là một phương pháp giúp cho quá trình bảo quản, vận chuyển, và sử dụng khóm dễ dàng hơn Tuy nhiên sản phẩm sấy khô nếu không sử dụng quá trình tiền xử lý thích hợp sẽ có bị giảm màu sắc, mất chất dinh dưỡng, và cấu trúc bị thay đổi làm giảm giá trị của thực phẩm Vì thế để khắc phục nhược điểm này của phương pháp sấy thì quá trình tách nước thẩm thấu trái cây trươc khi sấy được áp dụng

Tách nước thẩm thấu được chú ý gần đây do ứng dụng tiềm năng của nó trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm Tách nước thẩm thấu (OD) là một trong những phương pháp bảo quản thực phẩm đầu tiên và nó đang trở thành quá trình xử lí bổ sung phổ biến trong dây chuyền chế biến, việc thực hiện tách nước thẩm thấu mang tính kinh tế và góp phần tích cực trong việc bảo vệ môi trường

Vì vậy, nội dung đề tài “Nâng cao chất lượng khóm sấy bằng cách xử lý trước nguyên

liệu trong dung dịch saccharose” được đưa ra nhằm lựa chọn một cách hợp lý các thông

số kỹ thuật cho quá trình chế biến, loại bỏ nước và thẩm thấu, có thể để tăng cường hương vị tự nhiên và duy trì màu sắc cho sản phẩm

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu quy trình công nghệ tạo ra sản phẩm khóm sấy có chất lượng tốt và ổn định

để bảo quản

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Khóm và một số thành phần quan trọng có trong quả

2.1.1 Nguồn gốc và phân loại

Khóm (còn gọi là dứa) có tên khoa học là Ananas Comosus Merr, thuộc loài Ananas,

họ Bromeliaceace Một số giống khóm được trồng phổ biến hiện nay là giống Hoàng hậu (Queen), Cayenne Ngoài ra, còn một số giống khóm ăn trái phổ biến như Ananas Sativus

Sehult, Ananas Bracteatur, … (Collin et al., 1931)

Theo KF Backer và Collins (1939) thì khóm có nguồn gốc từ miền Nam Brazil, miền Bắc Achentina và Paragoay (vĩ tuyến Nam 15 – 30o) vì ở đó có nhiều loại khóm hoang dại Người đầu tiên tìm ra cây khóm và ăn thủ trái là Christophe Colomb khi ông cùng đoàn thám hiểm đổ bộ xuống hòn đảo vào ngày 4 tháng 11 năm 1493 Các quốc gia có sản lượng khóm lớn nhất trên thế giới Mehico, Brazil, Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ, … Ngoài trừ Châu Âu, các châu lục khác đều trồng khóm

Khóm là một trong những trái cây nhiệt đới và cận nhiệt đới phổ biến nhất, tiêu thụ chủ yếu là do hương vị hấp dẫn của nó và nguồn giàu vitamin C và các axit hữu

cơ (Bartolomewet et al., 1995) Hiện nay các giống khóm được trồng nhiều ở Việt Nam

là khóm Queen, Cayenne, khóm Tây Ban Nha

2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của khóm

Thành phần hóa học của khóm thay đổi theo nhiều yếu tố: giống, địa điểm, điều kiện trồng, thời điểm thu hoạch, … Khóm có hàm lượng đường cao khoảng 12 – 18oBrix, hầu như không chứa tinh bột và vitamin D Trong khi đó, các loại vitamin khác đều hiện diện đầy đủ, đặc biệt vitamin C chiếm tỉ lệ cao (24mg/100g) Các thành phần hóa học chủ yếu của khóm bao gồm: protid, lipid, đường, muối khoáng và vitamin

Theo Viện dinh dưỡng của USDA (United State Department of Agriculture) năm

1995, một số thành phần hóa học quan trọng của trái khóm đã được xác định và được trình bày ở bảng 2.1

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của khóm

- Khóm đông lạnh (được chuẩn bị sẵn và là sản phẩm ăn liền);

- Khóm sấy (sấy chân không, sấy lò);

- Khóm đóng hộp;

- Mứt đông khóm (jam, jelly);

- Nước khóm dạng chai và lon (có thể chế biến kết hợp với các loại trái khác thành dạng nước quả hỗn hợp);

- Nước khóm cô đặc;

- Rượu vang khóm;

- Các dạng bánh khóm nướng

2.2 Đường saccharose

Saccharose là một disaccharide được cấu tạo từ glucose và fructose, có công thức phân tử là C12H22O11 Saccharose có phổ biến trong thực vật, có nhiều nhất ở củ cải đường và mía, nên chúng được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất saccharose

Saccharose hòa tan tốt trong nước, ở 0 oC có độ hòa tan là 62 % Trong chế biến thực phẩm, saccharsoe được sử dụng như là chất tạo vị ngọt, tạo cấu trúc, ổn định cho sản phẩm Ngoài ra, nồng độ saccharose trong sản phẩm tăng sẽ làm cho độ hoạt động của

nước của thực phẩm giảm, giúp quá trình bảo quản thực phẩm dễ dàng

2.3 Bảo quản bằng phương pháp sấy

Sấy là quá trình tách nước ra khỏi bề mặt nguyên liệu ẩm dưới dạng hơi nước Quá trình sấy được thực hiện là do có sự chênh lệch giữa nước hoạt động (aw) của thực phẩm

và độ ẩm tương đối của không khí (RH%) ở bề mặt thực phẩm

Quá trình sấy thực phẩm làm cho độ hoạt động của nước của thực phẩm giảm nên tránh được các hư hỏng do nhiều nguyên nhân như vi sinh vật, enzyme vv… Nhưng trong quá trình sấy thực phẩm cũng có nhiều biến đổi không mong muốn làm chất lượng của thực phẩm giảm Vì thế cần có những biện pháp tiền xử lý trước khi sấy để làm giảm các biến đổi không mong muốn Ảnh hưởng của độ hoạt động của nước đến hoạt tính của

vi sinh vật được thể hiện ở Bảng 2.2

Bảng 2.2 A w tối thiểu cho hoạt động của vi sinh vật

Những biến đổi trong quá trình sấy

Trong quá trình sấy xảy ra nhiều biến đổi: giảm khối lượng do sự bay hơi nước, thay đổi trạng thái cấu trúc, sự thay đổi màu sắc, mùi vị do sự hình thành phản ứng Maillard,

do đó làm giảm giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, phản ứng Maillard và oxy hóa các polyphenol làm sản phẩm có màu sậm Bên cạnh đó, quá trình sấy còn làm bay hơi một số chất thơm và các acid hữu cơ trong sản phẩm Sản phẩm của quá trình sấy thường thay đổi hình dạng bên ngoài như bị co lại hay bị méo mó và nứt nẻ Những biến đổi này dẫn đến giảm chất lượng của sản phẩm, đặc biệt là về giá trị cảm quan, ảnh hưởng xấu đến giá trị thương phẩm Do đó, đã có nhiều nghiên cứu để cải thiện chất lượng sản phẩm thực phẩm sấy, trong đó tách nước thẩm thấu được sử dụng như một bước tiền xử lý trong nhiều quá trình để cải thiện tính chất dinh dưỡng, cảm quan và chức năng của thực phẩm mà không

làm thay đổi tính nguyên vẹn của thực phẩm (Rastogi et al., 2002)

Thực phẩm sấy, kẹo, rau tách nước là những áp dụng công nghiệp chính của tách nước thẩm thấu Đu đủ tách nước thẩm thấu được sản xuất ở quy mô công nghiệp vừa và nhỏ ở Ấn Độ, Thái Lan, chủ yếu được dùng trong các sản phẩm như bánh mì, kem trái cây, … Các sản phẩm có tính ổn định cao từ trái cây như khóm, xoài, … được sản xuất bằng cách thực hiện tách nước thẩm thấu như là một trong những bước trong công nghệ bảo quản sử dụng nhiều phương pháp kết hợp Tách nước thẩm thấu cũng được sử dụng

trong cô đặc nước trái cây (Rastogi et al., 2002)

2.3 Quá trình chần

Rau quả chứa một lượng không khí đáng kể Sự có mặt của không khí trong sản phẩm

sẽ làm giảm thành phần hóa học và là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng và làm giảm chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản Để hạn chế ảnh hưởng của không khí, rau quả cần được bài khì bằng cách chần bằng nước nóng hoặc hơi nước trong thời gian nhất định tùy thuộc vào trạng thái và tính chất của loại rau quả

Chần là một bước xử lý nhiệt tiền chế biến được áp dụng phổ biến cho rau quả trước khi lạnh đông, sấy hay đóng hộp với nhiều mục đích khác nhau, trong đó có vô hoạt enzyme, ổn định màu sắc, loại khí trong các mô, tăng hiệu suất bốc vỏ… Nguyên nhân quan trọng nhất cho việc chần là vô hoạt các enzyme gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng

polymer của vách tế bào, phá hủy các chất dinh dưỡng gây ra do nhiệt (Bahceci et al.,

2004)

2.4 Công nghệ tách nước thẩm thấu

2.4.1 Khái quát về tách nước thẩm thấu

Tách nước thẩm thấu là một kĩ thuật loại bỏ nước được ứng dụng vào những sản phẩm nông sản như trái cây, rau quả, để giảm bớt hàm lượng nước và tăng hàm lượng chất rắn hoà tan Việc tách nước thẩm thấu kết hợp với sấy khô sẽ thu được những sản

phẩm có chất lượng cảm quan tốt (Matusek et al., 2002)

Tách nước thẩm thấu là phương pháp được sử dụng để tách một phần nước từ mô thực vật bằng cách ngâm sản phẩm trong một dung dịch ưu trương Động lực làm khuếch tán nước từ mô vào dung dịch là sự chênh lệch áp suất thẩm thấu của dung dịch và tế bào

Sự khuếch tán nước luôn xảy ra cùng với sự khuếch tán chất tan từ dung dịch thẩm thấu vào mô Do màng tế bào chịu trách nhiệm cho sự vận chuyển thẩm thấu, nó không có tính chọn lọc hoàn hảo, nên các chất tan khác có trong tế bào có thể bị thất thoát vào dung

dịch thẩm thấu (Rastogi et al., 2002)

Sử dụng tách nước thẩm thấu trong công nghệ thực phẩm có nhiều thuận lợi so với các quá trình khác: lưu giữu được nhiều hợp chất bay hơi, hạn chế được sự hóa nâu do enzyme, giữ được màu tự nhiên mà không cần thêm sulfite, cải thiện chất lượng về mùi

vị, cấu trúc, không xảy ra sự chuyển pha của nước Vì vậy, tiết kiệm được năng lượng, giảm chi phí bao gói và phân phối, không có tiền xử lý hóa học, ổn định sản phẩm, giữ

được chất lượng dinh dưỡng trong quá trình tồn trữ (Beristain et al., 1990, Bui et al.,

2009)

Tách nước thẩm thấu được sử dụng như một bước tiền xử lý trong nhiều quá trình để cải thiện tính chất dinh dưỡng, cảm quan và chức năng của thực phẩm mà không làm thay

đổi tính nguyên vẹn của thực phẩm (Rastogi et al., 2002)

Tách nước thẩm thấu giúp loại nước khỏi nguyên liệu ở mức đáng kể (40-70 gram nước mất đi so với 100 g sản phẩm ban đầu), và kiểm soát lượng chất tan từ dung dịch thấm vào ở mức giới hạn (5- 25 g chất tan thấm vào so với 100 g sản phẩm ban đầu) Điều này đạt được chủ yếu bằng cách sử dụng dung dịch nồng độ cao (50-75 g chất tan trên 100 gram dung dịch), nhiệt độ khoảng 30-50 oC, ở áp suất khí quyển và nguyên liệu

sử dụng là những mẫu rau quả 1 hoặc 2 cm3, quá trình truyền khối xảy ra trong suốt hai giờ Sau đó, tốc độ truyền khối trở nên chậm dần cho đến khi sự mất nước từ nguyên liệu ngưng lại, nhưng lượng chất tan thấm vào vẫn còn tăng dần một cách ổn định Vì vậy, sản phẩm có khuynh hướng tăng khối lượng trở lại, nếu kéo dài quá trình lâu thêm thì sản phẩm sẽ trở nên giàu chất tan (Raoult-Wack, 1994)

Ngâm thực phẩm trong môi trường thẩm thấu trước khi làm khô không khí là hữu ích cho việc cải thiện thức chất lượng sản phẩm từ axit trái cây giảm và ngăn ngừa sự oxy hóa màu nâu (Ponting, 1973)

2.4.2 Cơ chế của quá trình tách nước thẩm thấu

Thẩm thấu mất nước là một phương pháp làm mất nước một phần của các loại thực phẩm giàu nước, như trái cây và rau quả, bằng cách ngâm chúng vào trong một dung dịch đường hoặc muối Đây là kết quả của hai quá trình trái ngược: một quá trình khuếch tán nước từ thực phẩm đến các dung dịch và một quá trình thẩm thấu dung dịch hòa tan vào

thực phẩm (Hough et al., 1993; Raoult-Wack et al., 1994; Spiazzi và Mascheroni, 1997)

Tách nước thẩm thấu trong thực phẩm diễn ra 3 giai đoạn: giai đoạn đầu đặc trưng bởi tốc độ truyền khối cao, tương ứng với nước thoát ra trên bề mặt tế bào tiếp xúc trực tiếp với dung dịch thẩm thấu; giai đoạn thứ hai, các tế bào gần bề mặt bắt đầu chuyển nước với tốc độ chậm hơn giai đoạn đầu; giai đoạn cuối, sự di chuyển nước phát sinh ở bên

trong nội bộ tế bào thực phẩm với tốc độ chậm hơn giai đoạn hai (Rastogi et al., 2002,

trích dẫn bởi Warczok, 2005)

Qua cơ chế trên, trước tiên nước khuyếch tán từ lớp ngoài cùng của mẫu vào môi trường thẩm thấu, do đó tăng áp suất thẩm thấu tại bề mặt Khi áp suất thẩm thấu tiến đến một giá trị tới hạn, màng tế bào vỡ và co rút, làm tăng chỉ số thấm của tế bào (Rastogi, 2002)

2.5 Một số nghiên cứu liên quan

Theo nghiên cứu của Bùi Hữu Thuận (2009), trên lát cà chua, mất nước tối đa đạt được sau 320 phút của OD là 83% ± 1% trong trường hợp 70 oBrix và 55 oC Kết quả này tương tự như báo cáo tài liệu trước đây về OD các loại trái cây (Lewicki và Lenart, 2006;

Tonon et al., 2007) Thông thường, nước giảm trong OD là 40 đến 70 g trên 100 g sản

phẩm ban đầu (Raoult-Wack, 1994) Trong trường hợp của cà chua, mặc dù nó chưa được ở điểm cân bằng, mức giảm đáng kể (73%), do đó OD hiệu quả hơn đối với một số loại trái cây

Bùi Hữu Thuận et al., 2009, thực hiện quá trình thẩm thấu trên cà chua và mô hình

hóa tiến trình thẩm thấu Dùng năm thông số nồng độ, nhiệt độ, bề dày nguyên liệu, tốc

độ dung dịch và thời gian thẩm thấu để vận hành tiến trình thẩm thấu Kết quả thí nghiệm cho thấy, các thông số trên đều có sự tác động đến sự mất nước và thấm chất tan của cà chua trong quá trình thẩm thấu

Raoult Wack, 1994, thực hiện quá trình thẩm thấu trên gel agar với nồng độ dung dịch thay đổi từ 20% đến 67% Kết quả thí nghiệm cho thấy, sử dụng các dung dịch có nồng

độ cao trong quá trình thẩm thấu, sẽ tăng cường sự mất nước và hạn chế sự thấm chất tan của sản phẩm

Đã có một số nghiên cứu về khả năng thẩm thấu của chuối, táo và khoai tây Kết quả nghiên cứu này cho thấy, khả năng thẩm thấu của các loại nguyên liệu là khác nhau do cấu trúc của chúng khác nhau Khả năng thẩm thấu của ba loại này xảy ra tốt nhất ở nhiêt

độ 55 oC với nồng độ đường khoảng 70% Tuy nhiên, ở 32,2 oC và nồng đường 40 % ít

có ý nghĩa giữa khoai tây và chuối, nhưng cóý nghĩa đáng kể giữa các giống táo và

nguyên liệu chứa nhiều tinh bột (Charles Tortoe et al., 2007)

Cũng có một số nghiên cứu của Moura et al (2005), về ảnh hưởng của quá trình thẩm

thấu đến cấu trúc của các loại táo khác nhau (táo Gala, Gold và Fuji) ở nồng độ đường 50% w/w tại nhiệt độ 30 0C kết hợp với khuấy trộn 110 vòng/phút trong khoảng thời gian

3 giờ Nghiên cứu này cho thấy các loại táo khác nhau về cấu trúc sẽ có khả năng thẩm thấu khác nhau như táo Gala trong quá trình thẩm thấu sẽ mất nước nhiều nhất và nồng

độ chất tan tăng Còn táo Gold có xu hướng tách nước ít nhất nên khả năng hấp thụ chất rắn thấp

Theo Kumar và Devi (2011) đã tìm hiểu về khả năng thẩm thấu của khóm trong dung dịch đường sucrose cho kết quả mất nước thẩm thấu tối ưu tương ứng với nồng độ đường 58-63 oBrix, nhiệt độ 55 oC, độ dày 6 mm/ lát và 0,05 -0,065% KMS Màu sắc tốt nhất đã thu được với 60 oBrix với 55 oC nhiệt độ Kết quả tương tự cũng được quan sát thấy trong lát xoài chín bị mất nước Kumar và Sagar, 2009)

Theo Singh et al (2006), đã tìm hiểu về khả năng thẩm thấu của carot trong dung dịch

natri chloride cho thấy khả năng tách nước nhiều nhất và có nồng độ chất khô cao nhất ở 15% tại nhiệt độ 45 oC

Kết quả nghiên cứu về khả năng thẩm thấu của các loại rau quả cho thấy khả năng tách nước cao ở 45 oC và nồng độ đường 60 oBrix, quá trình này đạt trạng thái cân bằng sau 16-18 giờ tương ứng với loại có bóc vỏ và không có bóc vỏ Quá trình thẩm thấu này làm thay đổi thành phần hoá học và màu sắc của rau quả và làm tăng tính cảm quan

(Sapata et al., 2000)

Theo Saputra (2001), nghiên cứu trên quả khóm kết quả như sau: khả năng thấm đường đạt tối ưu ở nồng độ dung dịch đường sucrose 70%, nhiệt độ dung dịch 50 oC, và thời gian ngâm 9 giờ

Araujo et al (2002), đã nghiên cứu khả năng thẩm thấu của nexta xoài ở khoảng nhiệt

độ 30 - 35 oC, nồng độ chất khô hoà tan 40 – 60 % w/w, trong thời gian 90 - 240 phút và kết hợp với khuấy trộn để tìm ra chế độ xử lí để đạt chất lượng sản phẩm tốt nhất Chế độ

xử lí ở nhiệt độ 30-31 oC, nồng độ chất khô hoà tan 60% với thời gian 180 - 240 phút sẽ

có hiệu quả cao nhất trong việc tách nước và làm tăng nồng độ chất tan

Martínez-Valencia et al., 2011 nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch và nồng

độ dung dịch saccharose, áp suất chân không trên sự mất nước, tăng đường, sự thay đổi màu sắc và thể tích của quả chanh Kết quả cho thấy nhiệt độ thẩm thấu ở 30 °C với nồng

độ saccharose 52,6 °Brix và áp suất chân không 331,2 mbars thì sự mất nước tăng đường cao nhất, giảm thiểu thay đổi màu sắc và thể tích

Xử lý chân không trong quá trình thẩm thấu đã được báo cáo để tăng tốc độ khuếch

tán trong tình trạng mất nước trái cây và rau (Barat et al., 2001)

Moreno et al, (2004) cũng cho thấy xử lý chân không của đu đủ dẫn đến đường tăng 2,5-3,8 % so với không xử lý chân không trong 4 giờ trong dung dịch thẩm thấu

Nghiên cứu của Gurumeenakshi et al., 2005 trên đu đủ và xoài lát sấy khô ở 60 oC trong 6 giờ để có được 16 % độ ẩm

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Phương tiện nghiên cứu

3.1.1 Địa điểm và thời gian

Địa điểm: phòng thí nghiệm Trường Cao đẳng Cộng đồng Vĩnh Long và Trường Đại học Cần Thơ

Thời gian: từ tháng 8/2012 đến tháng 12 năm 2013

- Thiết bị bao gói chân không

- Nhiệt kế (Việt Nam, 100oC)

- Máy cắt lát

- Chiết quang kế (ATAGO, Nhật 0 -30 oBrix, 30 – 60 oBrix)

- Cân kỹ thuật

- Thiết bị đồng hóa (Ultra Turrax, model T25D, IKA, Đức)

- Cân phân tích  0,001g (PA214C, Ohaus, Nhật)

- Máy ảnh kỹ thuật số

- Bình hút ẩm

- Các dụng cụ thủy tinh thông thường

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên và theo thể thức thừa số với cùng một nguồn nguyên liệu, 3 lần lặp lại Kết quả được phân tích thống kê bằng chương trình Statgraphics v.15.0, Excel…

3.2.1 Phương pháp lấy mẫu

Nguyên liệu khóm được lựa chọn và thu mua tại cùng một vườn ở cùng độ chín sinh

lý (trái có hai mắt chín vàng tính từ đáy của trái) Khóm được để chín ở điều kiện bình thường tại phòng thí nghiệm trước khi sử dụng cho làm thí nghiệm Độ chín thích hợp cho thí nghiệm là độ chín 3, có 25 – 75% vỏ trái màu vàng tươi và có 3 hàng mắt nở (Sarh, 1994) bởi ở độ chín này chất lượng sản phẩm đạt cao nhất

Hình 3.1 Khóm nguyên liệu

Sau đó, khóm được chặt bỏ hai đầu, chỉ phần giữa trái khóm sử dụng cho thí nghiệm, khi đó nồng độ chất khô hòa tan dao động từ 13 – 18oBrix Tiếp theo, khóm được gọt vỏ, gắp mắt, đụt lỗi và nhẹ nhàng cắt thành từng khoanh có các bề dày khác nhau, dùng giấy thấm lau nhẹ bề mặt miếng khóm cho khô để chuẩn bị tiến hành thí nghiệm

Hình 3.2 Khóm sau khi được làm sạch và cắt khoanh

Dung dịch đường saccharose được pha từ đường RE, Biên Hòa

3.2.2 Phương pháp phân tích

4 Hàm lượng chất khô hòa tan Chiết quang kế

Chụp bằng máy ảnh kỹ thuật số sau đó hình chụp sẽ được đo màu bằng phần mềm Adobe Photoshop CS5

Decriptive Analysis)

3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm

3.3.1 Thí nghiệm 1: khảo ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu theo bề dày trước khi thẩm thấu đến biến đổi của khóm sau thẩm thấu

Mục đích:

Tìm ra thời gian chần nguyên liệu theo bề dày trước khi thẩm thấu để lượng chất khô hòa tan tăng cao, thay đổi màu sắc và co thể tích ít

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại

Nhân tố A: bề dày nguyên liệu (mm)

Nhân tố B: thời gian chần trong nước 100 oC (6 mức độ)

0 giây 30 giây 60 giây 90 giây 120 giây 150 giây

Số nghiệm thức: 3 x 6= 18 nghiệm thức Số mẫu thí nghiệm: 18 x 3 = 54 mẫu

Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1

Tiến hành thí nghiệm:

- Chọn nguyên liệu khóm có độ chín ở mức 3

- Khóm sau khi xử lý, cắt miếng có độ dày khác nhau

- Chần khóm trong nước có nhiệt độ 100 oC với các mức thời gian khác nhau Sau đó làm nguội nhanh trong nước lạnh đến nhiệt độ phòng, cân xác định khối lượng ban đầu bằng cân phân tích Lấy một phần mẫu đem đo độ ẩm, đo brix, màu và thể tích ban đầu của mẫu

- Chuẩn bị các cốc thủy tinh đựng dung dịch saccharoses có nồng độ 55 oBrix, nhiệt

độ dung dịch 50 oC và đặt trong bể điều nhiệt để nhiệt độ ổn định rồi cho khóm vào ngâm, tỉ lệ khóm : dung dịch ngâm = 1 : 10 để tránh dung dịch bị pha loãng trong suốt quá trình thẩm thấu

- Sau 9 giờ ngâm vớt mẫu ra, rửa nhanh qua nước cất và dùng giấy thấm để loại bỏ dung dịch thẩm thấu bám vào Lấy mẫu đem cân khối lượng, đo độ Brix, ẩm Đem mẫu sấy ở 60 oC đến độ ẩm 20% Tiếp theo, lấy mẫu đem đo thể tích và phân tích đánh giá màu sắc mẫu Mẫu được chọn là mẫu có sự thay đổi thể tích và màu so với ban đầu ít, lượng chất khô hòa tan tăng cao

Sấy ở 60 oC Ngâm trong dung dịch đường Chần ở 100 oC

+ Sự giảm khối lượng

3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của xử lý chân không và bề dày nguyên liệu trong quá trình thẩm thấu đến độ tăng đường, mất nước, màu, và độ co thể tích của mẫu Mục đích:

Tìm ra chế độ xử lý chân trong quá trình thẩm thấu làm cho mẫu mất nước nhiều, độ tăng đường cao, màu sắc thay đổi ít và sự co thể tích nhỏ

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại

Nhân tố A: bề dầy của nguyên liệu (mm)

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2

Tiến hành thí nghiệm:

- Thí nghiệm thực hiện tương tự như thí nghiệm trên

- Sau khi ngâm khóm trong các cốc thủy tinh chứa dung dịch saccharose có nồng độ

55 oBrix, nhiệt độ dung dịch 50 oC tiến hành xử lý chân không hỗn hợp (nhân tố C) đến

áp suất chân không 0,06 MPa trong thời gian 10 phút (Pimjai Maneepan, 2011) Mục đích hút chân không là loại bỏ khí bên trong miếng khóm (do cấu trúc miếng khóm xốp

có nhiều khoảng không chứa nhiều khí) nhằm tăng khả năng khuếch tán đường vào trong mẫu, sau đó tiếp tục ngâm mẫu trong dung dịch saccharose

- Sau 9 giờ ngâm vớt mẫu ra, rửa nhanh qua nước cất và dùng giấy thấm để loại bỏ dung dịch thẩm thấu bám vào Lấy mẫu đem cân khối lượng, đo độ Brix, ẩm Đem mẫu sấy ở 60 oC đến độ ẩm 20% Tiếp theo, lấy mẫu đem đo thể tích và phân tích đánh giá màu sắc Mẫu được chọn là mẫu có sự thay đổi thể tích và màu so với ban đầu ít, lượng chất khô hòa tan tăng cao

+ Độ giảm thể tích,

+ Lượng nước mất,

+ Sự giảm khối lượng

3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ, nhiệt độ dung dịch saccharose đến khả năng khuếch tán của đường vào trong nguyên liệu theo thời gian ngâm

Mục đích:

Xác định nồng độ và nhiệt độ của dung dịch saccharose của quá trình thẩm thấu để khóm mất nước nhiều, lượng chất khô hòa tan tăng cao, màu sắc thay đổi ít và sự giảm thể tích nhỏ

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 3 nhân tố và 3 lần lặp lại Các chỉ tiêu độ tăng đường, mất nước, màu, và độ co thể tích của mẫu sẽ được theo dõi theo thời gian (1h, 2h, 4h, 8h, 16h) của quá trình thẩm thấu

Nhân tố E: nồng độ dung dịch saccharose (oBrix)

D1 = 50 oBrix D2 = 60 oBrix D3 = 70 oBrix Nhân tố F: nhiệt độ của dung dịch saccharose (oC)

E1 = 30 oC E2 = 40 oC E3 = 50 oC

Nhân tố G: thời gian ngâm (giờ)

F1 = 1 giờ F2 = 2 giờ F3 = 4 giờ F4= 8 giờ F5= 16 giờ

Số nghiệm thức: 3 x 3 x 5 = 45 nghiệm thức

Số mẫu thí nghiệm: 45 x 3 = 135 mẫu

quả thí nghiệm trước) trước khi cho vào dung dịch thẩm thấu Cân xác định khối lượng ban đầu bằng cân phân tích

- Dung dịch saccharose ở các nồng độ khác nhau (nhân tố E) và nhiệt độ khác nhau (nhân tố F) được đựng trong các cốc thủy tinh và được đặt trong bể điều nhiệt cho đến khi nhiệt độ ổn định thì cho khóm vào ngâm Tỉ lệ khóm : dung dịch ngâm = 1 : 10

- Sau thời gian ngâm 1, 2, 4, 8, 16 giờ, vớt mẫu ra, nhanh chóng rửa bằng nước cất, dùng giấy lụa để loại bỏ dung dịch thẩm thấu bám vào Lấy mẫu đem cân khối lượng, đo o

Brix và sấy ở 60 oC Tiếp theo, lấy mẫu đem đi đo độ ẩm và phân tích, đánh giá

3.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan của sản phẩm

Mục đích:

Tìm ra mối quan hệ giữa thời gian sấy và độ ẩm của sản phẩm Từ đó, tìm ra nhiệt độ của quá trình sấy thích hợp của sản phẩm

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố và 3 lần lặp lại

Nhân tố E: nhiệt độ sấy (3 mức độ 60 oC, 65 oC, 70 oC)

G1 = 60 oC G2 = 65 oC G3 = 70 oC

Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Hình 3.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4

Tiến hành thí nghiệm:

- Thí nghiệm được tiến hành tương tự thí nghiệm 4 Nồng độ và nhiệt độ của dung

dịch saccharose trong quá trình thẩm thấu được chọn từ thí nghiệm 3

- Tiếp theo các mẫu khóm được sấy ở các nhiệt độ khác nhau (60 oC, 65 oC, 70 oC)

đến độ ẩm 15 % Ghi nhận sự thay đổi độ ẩm theo thời gian sấy khác nhau

- Xác định sự thay đổi màu sắc, đánh giá cảm quan và độ cứng của sản phẩm

- Tiếp theo tiến hành bảo quản và theo dõi thời hạn bảo quản của sản phẩm khóm sấy

(chọn mẫu tối ưu nhất) Các mẫu sẽ được bảo quản trong bao bì PP ở điều kiện nhiệt độ

phòng và được đánh giá chỉ tiêu màu và độ ẩm và aw trong 10 tuần bảo quản

Ngâm trong dung dịch đường saccharose 55%

Nguyên liệu khóm

Làm sạch

Cắt khoanh

Chần ở 100 oC (Hoặc xử lý chân không trong dung dịch đường

Sấy ở 60 oC

Phân tích, đánh giá

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự biến đổi của khóm sau khi thẩm thấu

Sự trao đổi khối lượng trong quá trình mất nước thẩm thấu xảy ra thông qua các màng tế bào bán thấm cung cấp các tính kháng trong việc trao đổi khối lượng qua tế bào sinh học Những thay đổi trong trạng thái của màng tế bào có thể gây ra sự khác biệt lớn trong các hệ số khuếch tán của nước thông qua các màng tế bào, các thuộc tính màng tế bào có thể thay đổi một phần hoặc hoàn toàn, dẫn đến sự thay đổi quan trọng bên trong cấu trúc mô (Lenart and Flink) Những thay đổi tính chất hợp thành trong và sau quá trình thẩm thấu đóng một vai trò quan trọng trong việc có được sản phẩm tách nước đạt chất lượng Các giá trị khối lượng mẫu tăng, lượng chất tan tăng và lượng nước mất là những thông số quan trọng được nghiên cứu trong suốt quá trình tách nước thẩm thấu

Ở thí ngiệm này, khối lượng mẫu tăng, lượng chất tan tăng và tỷ lệ nước mất được đánh giá dựa trên các nghiệm thức khác nhau về bề dày và thời gian chần nguyên liệu ở

100 oC Dữ liệu thu được trình bày ở Bảng 4.1

Bảng 4.1 Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự biến đổi của khóm trong quá trình thẩm thấu

Bề dày

(mm)

Thời gian chần (giây)

Khối lượng tăng

khóm sau thời gian thẩm thấu 9 giờ, nhưng sự tương tác giữa bề dày và thời gian thì

không (xem phụ lục)

4.1.1 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự mất nước của khóm

Kết quả cho thấy, thành phần và trọng lượng của khóm thay đổi liên tục trong suốt quá trình OD Phân tích thống kê được thực hiện trên dữ liệu thí nghiệm trong quá trình

OD khóm cho thấy ảnh hưởng của thời gian chần và bề dày là rất quan trọng đến sự mất nước và tăng đường Kết quả này cũng tương tự như các báo cáo trước đây về OD các

loại trái cây (Lewicki và Lenart, 2006; Tonon et al., 2007) Thông thường, nước giảm

trong OD là 40 – 70 g /100g sản phẩm ban đầu (Raoult và Wack, 1994) Trong thí nghiệm này, nước giảm (>30%) đạt hiệu quả so với một số loại trái cây

Hình 4.1 Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến sự mất nước

Hình dạng và kích thước nguyên liệu ảnh hưởng đến tính chất thẩm thấu do sự khác nhau của diện tích bề mặt/đơn vị thể tích Nguyên liệu có kích thước càng lớn thì tách nước càng chậm vì chiều dài đường khuếch tán lớn Ngược lại, các nguyên liệu có kích

thước nhỏ sẽ tách nước nhanh hơn (Rastogi et al., 2002) Hình 4.1 cho thấy có sự khác

biệt ý nghĩa về khả năng mất nước của lát khóm ở kích thước dày 15 và 20 mm, nhưng không có sự khác biệt nhiều giữa hai kích thước 10 và 15 mm ở ý nghĩa 5% Tuy nhiên, nguyên liệu khóm có bề dày 10 mm là thích hợp nhất, điều này cũng phù hợp với các

nghiên cứu tách nước bằng phương pháp thẩm thấu nguyên liệu khóm của Samallo et al.,

2004; Saputra và Chavan; Lewicki và Lenart, 2006

Bề dày, mm

10 15 20

Hình 4.2 Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự mất nước

Chần là một bước tiền xử lý nhiệt phổ biến được áp dụng cho rau quả với nhiều mục đích khác nhau, trong đó có mục đích quan trọng nhất là vô hoạt enzyme, ổn định màu

sắc và loại bỏ khí trong mô, … (Garrote et al., 2004) Ngoài ra, khi chần, mô tế bào mềm

ra, cấu trúc tế bào trở nên lỏng lẻo hơn, các thành phần bên trong tế bào được trích ly dễ dàng hơn Khi tăng thời gian chần các thành phần này bị tổn thất càng nhiều, nước mất

càng nhiều Kết quả ở Hình 4.2, nước mất tăng khi tăng thời gian chần từ 0 đến 150 giây;

nước mất cao nhất ở mẫu có thời gian chần 120 giây và 150 giây và khác biệt không có ý nghĩa Tuy nhiên, để tránh thất thoát một số thành phần dinh dưỡng khác trong quá trình chần nên chọn thời gian chần ở 120 giây là thích hợp nhất

4.1.2 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng đường của khóm

Sự trao đổi khối lượng trong quá trình tách nước thẩm thấu là một sự kết hợp đồng

thời của sự mất nước và tăng hàm lượng chất tan (Hough et al., 1993; Rahman và Perera,

1996; Spiazzi và Mascheroni, 1997)

Hình 4.3 Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng

Thời gian chần, giây

Bề dày, mm

10 15 20

Hình 4.3 cho thấy bề dày nguyên liệu ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự tăng đường

Sự khuếch tán nước từ bên trong nguyên liệu ra ngoài dung dịch luôn xảy ra đồng thời

với sự khuếch tán chất tan từ dung dịch thẩm thấu vào mô tế bào (Rastogi et al., 2002)

Do đó, mẫu có bề dày nhỏ nước mất nhiều nhất giúp cho đường dễ dàng thẩm thấu vào bên trong nguyên liệu Mẫu có bề dày 10 mm có hàm lượng đường tăng cao nhất 47,1 % Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến khả năng tăng đường được thể

hiện ở Hình 4.4

Hình 4.4 Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng

Thời gian chần ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự tăng đường Thời gian chần càng dài thì tăng đường càng cao Đường tăng nhiều nhất ở thời gian chần 150 giây, tuy nhiên, không khác biệt có ý nghĩa so với ở thời gian chần 120 giây Do vậy, thời gian chần ở

120 giây là thích hợp nhất, khi đó hàm lượng đường tăng là 47,7 %

4.1.3 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng khối lượng của khóm

Khối lượng mẫu tăng sau thẩm thấu phụ thuộc rất ý nghĩa vào bề dày và thời gian

chần nguyên liệu (xem phụ lục)

Hình 4.5 Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng

Thời gian chần, giây

Bề dày, mm

10 15 20

Khối lượng mẫu sau thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào lượng nước mất và lượng đường tăng trong quá trình thẩm thấu hay nói cách khác chúng có quan hệ tuyến tính với nhau Mẫu khóm có bề dày nhỏ thì nước mất và đường tăng cao, nhưng do lượng đường tăng cao hơn lượng nước mất do đó khối lượng mẫu khóm sau thẩm thấu tăng Khối lượng

khóm sau 9 giờ thẩm thấu tăng cao nhất ở mẫu có bề dày 10 mm (Hình 4.5)

Hình 4.6 Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng

Hình 4.6, thời gian chần ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự tăng khối lượng sau khi

thẩm thấu Khối lượng mẫu tăng khi thời gian chần tăng từ 0 đến 150 giây, mẫu có thời gian chần 30 giây khác biệt có ý nghĩa với mẫu có thời gian chần 60 giây; các mẫu tăng khối lượng 60 giây, 90 giây, 120 giây, 150 giây có khối lượng tăng cao và không khác biệt có ý nghĩa Điều này cho thấy thời gian chần càng tăng cao (từ 60 đến 150 giây) ảnh hưởng không đáng kể sự thay đổi khối lượng mẫu sau thẩm thấu

4.1.4 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự giảm thể tích của khóm sau khi sấy

Độ giảm thể tích của khóm phụ thuộc rất nhiều vào sự mất nước và tăng đường Mẫu

có độ tăng đường càng lớn thể hiện hàm lượng đường trong nguyên liệu sau khi thẩm thấu càng nhiều Khi hàm lượng đường trong nguyên liệu lớn, cấu trúc sản phẩm sau khi sấy tốt hơn, sản phẩm ít bị co rút, điều này có nghĩa là sự thay đổi thể tích nhỏ

Hình 4.7, mẫu có bề dày 10 mm có độ giảm thể tích so với nguyên liệu ban đầu là

nhỏ nhất

Hình 4.8, các mẫu có thời gian chần 30 giây, 60 giây, 90 giây, 120 giây,150 giây có

độ giảm thể tích nhỏ hơn so với mẫu không chần Sự thay đổi thể tích nhỏ nhất ở thời gian chần 150 giây, tuy nhiên sự thay đổi này khác biệt không có ý nghĩa ở thời gian 120 giây Mẫu có bề dày 10 mm và thời gian chần 120 giây có sự thay đổi thể tích thấp nhất

là 46,9%

Thời gian chần, giây

Hình 4.7: Ảnh hưởng của bề dày đến sự thay đổi thể tích

Hình 4.8 Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự thay đổi thể tích

4.1.5 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự thay đổi màu sắc của khóm sau khi sấy

Một trong những mục tiêu của quá trình chần là vô hoạt enzyme polyphenoloxidase nhằm hạn chế phản ứng hóa nâu xảy ra Để đánh giá sự thay đổi màu sắc dựa vào các giá trị L, a, b của các mẫu khóm sau sấy và mẫu nguyên liêu Sự thay đổi màu sắc được hay

độ sáng màu được tính theo công thức của Aguayo et al., (2004)

Hình 4.9 Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự thay đổi màu sắc của khóm sau khi sấy

Hình 4.9, độ sáng màu của khóm tăng khi tăng thời gian chần từ 0 giây đến 150 giây,

mẫu không chần có mức độ sậm màu nhiều nhất Nguyên nhân của sự sậm màu là do enzymepolyoxidase (PPO) gây ra, chần có tác dụng vô hoạt enzyme Thời gian chần càng dài càng làm tăng độ sáng màu của khóm là do tính enzyme PPO bị giảm dần Bên cạnh

đó, quá trình chần có thể làm thất thoát các hợp chất, trong đó có các hợp chất phenol, và

do đó thiếu cơ chất để xúc tác phản ứng hóa nâu gây sậm màu

Ngoài ra, quá trình chần đã giúp bảo vệ một phần các sắc tố màu vàng có trong nguyên liệu khóm, do nhiệt độ cao đã làm giảm hoạt tính của một số enzyme xúc tác sự phá hủy các sắc tố có trong khóm

Độ sáng màu của khóm tăng cao ở thời gian chần từ 90 giây đến 150 giây Trong khoảng thời gian chần từ 120 giây đến 150 giây độ sáng màu của mẫu khóm dường như không tăng có thể do ở thời gian này enzyme PPO bị vô hoạt hoàn toàn

Từ kết quả phân tích trên cho thấy, mẫu có bề dày 10 mm và chần ở 100 oC trong thời gian 120 giây sẽ cho kết quả tốt nhất nước mất (38,83 %) , tăng đường (50,49 %); sự giảm thể tích (45,8 %) và có màu sáng nhất

4.2 Ảnh hưởng của bề dày và số lần xử lý chân không đến sự biến đổi của khóm sau khi thẩm thấu

Do cấu trúc miếng khóm xốp có nhiều khoảng không chứa nhiều khí; do đó, mục đích của việc hút chân không là loại bỏ khí bên trong miếng khóm nhằm tăng khả năng khuếch tán đường vào trong mẫu, áp suất chân không 0,06 MPa, mỗi lần hút chân không cách nhau 10 phút (Pimjai Maneepan, 2011), sau đó tiếp tục ngâm mẫu trong dung dịch saccharose trong thời gian 9 giờ

Kết quả phân tích thống kê cho thấy bề dày và số lần xử lý chân không ảnh hưởng rất

có ý nghĩa đến các thông số nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích và màu

sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu (xem phụ lục)

Thời gian chần, giây

4.2.1 Ảnh hưởng của bề dày đến nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích

và màu sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu

Bề dày của nguyên liệu ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự mất nước, tăng đường và tăng khối lượng và sự giảm thể tích của khóm sau quá trình thẩm thấu Các dữ liệu thu

được biểu diễn ở Bảng 4.2 thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở 5%

Bảng 4.2 Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của bề dày đến sự mất nước, tăng đường, khối lượng và thể tích của khóm

Bảng 4.2, khi tăng bề dày nguyên liệu từ 10 mm đến 20 mm thì sự tăng đường của

khóm sau thẩm thấu giảm và sự khác biệt này rất có ý nghĩa, mẫu khóm có bề dày 10 mm

và 15 mm không có sự khác biệt có ý nghĩa; nguyên nhân giảm sự tăng đường này là do khóm có bề dày lớn thì khả năng khếch tán đường vào trong nguyên liệu chậm hơn so với mẫu khóm có bề dày mỏng Kết quả này phù hợp với báo cáo khoa học của Lenart và Lewicki (1987), sự xâm nhập của chất hòa tan trong suốt quá trình thẩm thấu của dung dịch đường saccharose chỉ đạt đến độ sâu khoảng 2 - 3 mm Mẫu khóm có bề dày 10 mm

sự tăng đường là cao nhất 46,14 %

Xảy ra đồng thời với sự tăng đường là sự mất nước từ trong nguyên liệu ra ngoài môi trường Nước mất nhiều nhất ở bề dày 10 mm nguyên nhân là bề dày khóm ảnh hưởng đến tính chất thẩm thấu do sự khác nhau của diện tích bề mặt/đơn vị thể tích

Khối lượng mẫu khóm sau thẩm thấu tăng được quyết định bởi sự tăng đường và sự

mất nước Bảng 4.2 cho thấy, mẫu có bề dày 10 mm có sự tăng đường, mất nước cao

nhất và khả năng khuếch tán đường hay sự tăng đường cao hơn lượng nước mất do đó khối lượng mẫu tăng nhiều nhất

Mẫu có bề dày 10 mm có sự giảm thể tích là nhỏ nhất do hàm lượng đường khuếch tán vào trong nguyên liệu nhiều, làm giảm sự co rút sau khi sấy

4.2.2 Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích và màu sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu

Số lần xử lý chân không ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự mất nước, tăng đường và tăng khối lượng và sự giảm thể tích của khóm sau quá trình thẩm thấu Các dữ liệu thu

được biểu diễn ở Bảng 4.3 thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa ở 5%

Bảng 4.3 Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự mất nước, tăng đường, khối lượng và thể tích của khóm

Hình 4.10, có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5 % trên sự tăng đường ở các lần xử lý chân

không Lượng đường tăng theo sự tăng của số lần xử lý chân không Điều này cho thấy trong quá trình thẩm thấu hàm lượng đường tăng liên tục Sự tăng đường xảy ra ổn định trong suốt quá trình thẩm thấu, do sản phẩm có xu hướng lấy lại trọng lượng trong quá trình thẩm thấu Kết quả thí nghiệm phù hợp với báo cáo của Raoult-Wack, 1994

Ngoài ra, áp suất chân không gây ra một biến dạng của cấu trúc mô, thuận lợi cho

việc xâm nhập của dung dịch thẩm thấu (Mujica - Paz et al., 2003b) Và quá trình xử lý

chân không, một lượng khí lớn bên trong thực phẩm được loạt bỏ ra, tạo điều kiện thuận

lợi cho đường thâm nhập vào bên trong thực phẩm (Fito et al., 1996) Do đó, mẫu có xử

lý chân không, đường tăng cao hơn so với mẫu không xử lý chân không Điều này cũng tương tự như kết quả của Deng and Zhao, 2008 cho rằng sự hấp thu các chất hòa tan trong táo ở điều kiện chân không (3,02 %) cao hơn ở áp suất khí quyển (2,49 %)

Hình 4.10: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến lượng đường tăng

Deng and Zhao, 2008 cho thấy tiền xử lý chân không thúc đẩy sự mất nước, do đó nâng cao hiệu quả của quá trình tách nước thẩm thấu

Nước mất trong mẫu được xử lý chân không tăng theo sự tăng số lần xử lý chân

không Kết quả này cũng tương tự như Taiwo et al., 2003; đã báo cáo sự mất nước của

dâu tây ở điều kiện chân không 0,3 mbar Hình 4.11, nước mất tăng cao nhất ở 1 lần xử

Số lần xử lý chân không