Báo cáo thực hành phân tích thực phẩm a (ch3379) bài 3 phân tích cấu trúc thực phẩm

Mục đích và nguyên lý− Mục đích: nắm được phương pháp và cách sử dụng máy đo cấu trúc để phân tích cấu trúc của hai mẫu thực phẩm phổ biến được sử dụng là bánh mì và xúc xích − Nguyên lý

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC HÀNH PHÂN TÍCH THỰC PHẨM A (CH3379) BÀI 3: PHÂN TÍCH CẤU TRÚC THỰC PHẨM

Nhóm 1 - Lớp L03 – HK242

GVHD: Nguyễn Thị Nguyên Sinh viên thực hiện

1 Nguyễn Truyền Vân Anh 2210106

2 Nguyễn Quang Danh 2210457

3 Nguyễn Mạnh Đức 2210798

TP Hồ Chí Minh, ngày 23 tháng 3 năm 2025

MỤC LỤC

1 Mục đích và nguyên lý 5

2 Dụng cụ và hóa chất 5

2.1 Máy đo cấu trúc 5

2.2 Dụng cụ và nguyên liệu 5

3 Rủi ro và cách xử lý: 6

4 Các bước tiến hành 6

4.1 Phân tích cấu trúc bánh sandwich 6

4.2 Phân tích cấu trúc xúc xích 6

5 Kết quả thí nghiệm 7

5.1 Phân tích cấu trúc bánh sandwich 7

5.1.1 Kết quả thí nghiệm 7

5.1.2 Tính toán và nhận xét: 13

5.1.3 So sánh và biện luận 14

5.2 Phân tích cấu trúc xúc xích 14

5.2.1 Kết quả thí nghiệm 14

5.2.2 Nhận xét và biện luận kết quả 18

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 5.1: Các thông số của máy đo cấu trúc để đo bánh sandwich 7

Hình 5.1.1.2 Biểu đồ lực - thời gian của mẫu sandwich lần 1 9

Hình 5.1.1.3 Biểu đồ lực - thời gian của mẫu sandwich lần 2 10

Hình 5.1.1.4 Biểu đồ lực - thời gian của mẫu sandwich lần 3 12

Hình 5.1.1.5: Biểu đồ lực - thời gian tương quan của các mẫu sandwich trong 3 lần đo .13

Hình 5.2.1.1 Màn hình thiết lập máy 14

Hình 5.2.1.2 Hình mẫu biểu đồ tính cấu trúc 14

Hình 5.2.1.3 Biểu đồ lực - thời gian của lần đo 1 14

Hình 5.2.1.4 Biểu đồ lực - thời gian của lần đo 2 14

Hình 5.2.1.5 Biểu đồ lực - thời gian của lần đo 3 14

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 5.1.1.1 Kết quả peak load (g) và final load (g) nhận được sau 3 lần đo 7

Bảng 5.1.1.2 Kết quả lực nén (N) qua các mốc thời gian khác nhau 8

Bảng 5.1.1.3 Kết quả lực nén (N) qua các mốc thời gian khác nhau 9

Bảng 5.1.1.4 Kết quả lực nén (N) qua các mốc thời gian khác nhau 11

Bảng 5.1.2.1 Kết quả lực ở độ biến dạng 25% của các mẫu sandwich 13

Bảng 5.2.1.1 Bảng kết quả cấu trúc xúc xích đo lần 1 14

Bảng 5.2.1.2 Bảng kết quả cấu trúc xúc xích đo lần 2 14

Bảng 5.2.1.3 Bảng kết quả cấu trúc đo lần 3 14

Bảng 5.2.1.1 Kết quả tính toán đo cấu trúc xúc xích 14

1 Mục đích và nguyên lý

− Mục đích: nắm được phương pháp và cách sử dụng máy đo cấu trúc để phân tích cấu trúc của hai mẫu thực phẩm phổ biến được sử dụng là bánh mì và xúc xích

− Nguyên lý: đầu dò được đặt ở một vị trí có khoảng cách cố định so với bàn đỡ mẫu có đặt mẫu Sau đó đầu dò di chuyển đâm xuống mẫu với tốc độ và lực được cài đặt Sử dụng kết quả đo lực của máy ta thiết lập được biểu đồ lực – thời gian để xác định và đánh giá cấu trúc của mẫu

2 Dụng cụ và hóa chất

2.1 Máy đo cấu trúc

Máy phân tích kết cấu CT3 (Brookfield) với các thông số cài đặt cơ bản:

- Tải trọng: 0 - 1000g

- Ngưỡng kích hoạt (Trigger Point): 0.2 - 100g

- Tốc độ đầu dò (Speed): 0.01 - 10 mm/s

- Khoảng cách đo (Distance): 1 - 75 mm

- Thời gian giữ: 0 – 999s

- Nhiệt độ hoạt động: 0 - 40°C

- Cùng các đầu dò đi kèm: hình trụ, hình nón, hình cầu,

Các thông số cần được thiết lập khi sử dụng máy:

- Hold time: thời gian giữ đầu đo tác dụng lực lên mẫu

- Trigger: lực (gam lực) đo bởi thiết bị, cho biết đầu đo đã tiếp xúc với mẫu Khi lực đo được đạt tới trigger xác định trước thì bắt đầu đo mẫu với tốc độ và các thông số cài đặt trước Trigger thường chiếm 0.5% tải trọng Đối với LFRA có tải trọng 1000g thì trigger là 5g

- Distance: Khoảng cách đầu đo đi sau khi đạt lực trigger

- Speed: tốc độ đầu đo (mm/s)

- Count: số chu kỳ tác dụng lực lên mẫu (trong chế độ cycle count)

2.2 Dụng cụ và nguyên liệu

- Dao cắt

- Thước đo

- Thớt

- Bánh mì sandwich

- Xúc xích

3 Rủi ro và cách xử lý:

Rủi ro sai số kết quả:

 Nguyên nhân: tùy chỉnh các thông số vận hành không chính xác

thì kết quả thiết bị hiển thị sẽ sai, xác định sai thông số Distance

 Cách khắc phục: người dùng phải được đào tạo kỹ càng trước khi

sử dụng thiết bị, tính toán và kiểm tra các thông số khi cài đặt

Rủi ro về an toàn điện:

 Nguyên nhân: thiết bị đo cấu trúc sử dụng năng lượng điện, ta có thể bị điện giật nếu thiết bị bị hở dây điện hoặc rò điện

 Cách khắc phục: cần kiểm tra kỹ đường dây điện hệ thống và thiết bị trước khi bật máy, nối đất thiết bị

Rủi ro bể đầu dò:

 Nguyên nhân: siết quá chặt hoặc sử dụng quá nhiều lực trong quá trình lắp đầu dò, tính toán sai khoảng cách khiến đầu dò di chuyển sai

 Cách khắc phục: Cần lắp đầu dò một cách cẩn thận, trong khi lắp đầu dò cần vặn một cách từ từ đến khi cảm thấy vừa chặt tay Chú ý chiều vặn của đầu

dò trong quá trình lắp Cài đặt chính xác các thông số trước khi vận hành

4 Các bước tiến hành

4.1 Phân tích cấu trúc bánh sandwich

Bước 1: Chuẩn bị 6 lát bánh mì sandwich hình vuông, cắt bỏ phần vỏ bánh, xếp chồng 2 lát lên nhau

Bước 2: Dùng thước đo chiều cao của chồng bánh Ghi nhận lại h (mm)

Bước 3: Lắp đầu dò TA11/1000, khởi động máy đo cấu trúc và thiết lập các thông số với độ biến dạng 25%:

Bước 4: Tiến hành đo tại một vị trí trung tâm của và ghi nhận giá trị đỉnh lực cuối cùng (peak load)

Lặp lại phép đo tương tự cho 2 mẫu bánh mì còn lại và vẽ biểu đồ

4.2 Phân tích cấu trúc xúc xích

Bước 1: Chuẩn bị 3 mẫu xúc xích có chiều cao 10mm, đảm bảo 2 đầu được cắt phẳng đều

Bước 2: Lắp đầu do TA10, khởi động máy đo cấu trúc và thiết lập các thông số với độ biến dạng 30%

Bước 3: Tiến hành đo mẫu xúc xích và ghi nhận các giá trị lực (peak load và final load) theo thời gian

Lặp lại phép đo tương tự đối với 2 mẫu xúc xích còn lại và vẽ biểu đồ

5 Kết quả thí nghiệm

5.1 Phân tích cấu trúc bánh sandwich

5.1.1 Kết quả thí nghiệm

Giá trị bề dày của mẫu sandwich trung bình trong 3 lần đo được là 25mm, với độ biến dạng 25%

=> DISTANCE cần thiết lập cho máy là: 25×25%=6,25 ≈ 6,3 mm

Thiết lập các thông số cho máy đo như sau:

− TEST: NORMAL

− TRIGGER: 4.5 (g)

− DISTANCE: 6.3 (mm)

− SPEED: 2.0 (mm/s)

Hình 5.1: Các thông số của máy đo cấu trúc để đo bánh sandwich

Bảng 5.1.1.1 Kết quả peak load (g) và final load (g) nhận được sau 3 lần đo

Độ cứng (hardness): F là thuộc tính cơ học của cấu trúc liên quan tới cường độ lực cần để làm cho sản phẩm biến dạng hoặc để có thể đâm xuyên qua sản phẩm Giá

trị của lực F (N) để làm biến dạng 25% mẫu được tính như sau:

F= F (g)1000× 9,81(N )

Thời gian dầu đo đi được là t = Quãng đường bị biến dạng / vận tốc đầu đo

Vậy thời gian quá trình nén xảy ra là: t = v s = 6,32 = 3.15s

Mẫu sandwich lần 1:

Bảng 5.1.1.2 Kết quả lực nén (N) qua các mốc thời gian khác nhau.

Final Load

Biểu đồ lực - thời gian:

Hình 5.1.1.2 Biểu đồ lực - thời gian của mẫu sandwich lần 1

Phương trình của đường chuẩn từ dữ liệu thu được là: F1 = 0.8775t – 0.3939 (N) Với t = 3.15s, tính được lực F tương ứng với độ biến dạng 25%:

F1=0.8775 ×3.15−0.3939=2.3702 (N)

Mẫu sandwich lần 2:

Bảng 5.1.1.3 Kết quả lực nén (N) qua các mốc thời gian khác nhau.

Final Load

1.5 112.4 1.103

Biểu đồ lực - thời gian:

Hình 5.1.1.3 Biểu đồ lực - thời gian của mẫu sandwich lần 2

Phương trình của đường chuẩn từ dữ liệu thu được là: F1 = 0.8815t – 0.2069 (N) Với t = 3.15s, tính được lực F tương ứng với độ biến dạng 25%:

F1=0.8815 ×3.15−0.2069=2.5698 (N)

Mẫu sandwich lần 3:

Bảng 5.1.1.4 Kết quả lực nén (N) qua các mốc thời gian khác nhau.

Final Load

Biểu đồ lực - thời gian:

Hình 5.1.1.4 Biểu đồ lực - thời gian của mẫu sandwich lần 3

Phương trình của đường chuẩn từ dữ liệu thu được là: F1 = 0.7898t – 0.2943 (N) Với t = 3.15s, tính được lực F tương ứng với độ biến dạng 25%:

F1=0.7898 ×3.15−0.2943=2.1936 (N)

Thiết lập bảng so sánh giữa 3 lần đo mẫu sandwich để có cái nhìn tổng quan được biểu đồ như sau:

Hình 5.1.1.5: Biểu đồ lực - thời gian tương quan của các mẫu sandwich trong 3 lần

đo

5.1.2 Tính toán và nhận xét:

Bảng 5.1.2.1 Kết quả lực ở độ biến dạng 25% của các mẫu sandwich

Lực F (N)

Nhìn chung, kết quả lực ở độ biến dạng 25% của các mẫu sandwich qua 3 lần đo không ổn định và có sự chênh lệch Ta thấy F1<F2<F3, vậy nên kết quả lực tăng dần qua những lần đo, lực nén sau khi tính toán có sự chênh lệch như vậy có thể là do những nguyên nhân sau:

- Các mẫu lần lượt được đo theo thứ tự 1,2,3 mà kết quả lực lại tăng dần do khi

đo, phòng có bật quạt nên khả năng mẫu đã bị mất dần độ ẩm và trở nên khô cứng hơn

- Trong khâu sản xuất: các lát bánh không đảm bảo hoàn hảo và đồng nhất về ngoại hình nên có thể bị sai lệch về độ dày bánh Khi các lát bánh được đóng gói xếp chồng lên nhau, lấy các lát bánh ra cũng có sự khác biệt giữa các lát phía đầu, giữa và cuối nên có sự khác biệt

- Thao tác thí nghiệm: vị trí đặt lát bánh mì có sự chênh lệch giữa những lần đo

- Trong quá trình vận chuyển: từ nơi sản xuất đến các siêu thị, đại lý, bánh có thể

bị biến dạng một phần nào đó, từ đó làm chênh lệch đến kết quả

- Sai số thiết bị đo,…

Ứng dụng:

Phép đo cấu trúc mẫu sandwich nhằm mục đích ứng dụng để:

- Đánh giá về mặt cảm quan của thực phẩm

- Kiểm soát chất lượng thực phẩm

- Đảm bảo an toàn trong khâu sản xuất

- Thiết lập các tiêu chuẩn về chất lượng

- Nghiên cứu phát triển sản phẩm mới với những tính chất ưu trội hơn

5.1.3 So sánh và biện luận

5.2 Phân tích cấu trúc xúc xích

5.2.1 Kết quả thí nghiệm

Đo xúc xích lần 1

Chiều cao của mẫu xúc xích: 10 (mm)

=> DISTANCE cần thiết lập cho máy là: 10 ×30%=3 mm

Thiết lập các thông số cho máy đo như sau:

- CYCLE COUNT: 2

- TRIGGER: 4.5 (g)

- DISTANCE: 3.0 (mm)

- SPEED: 2.0 (mm/s)

Hình 5.2.1.1 Màn hình thiết lập máy

Công thức tính toán

Hình 5.2.1.2 Hình mẫu biểu đồ tính cấu trúc

 Điểm gãy (Fracturability) F1 (N): đỉnh lực bước nhảy đầu tiên trên đường cong trong chu kỳ nén thứ nhất

 Độ cứng (Hardness) F (N): đỉnh lực trong chu kỳ nén đầu tiên

 Độ cố kết (Cohesiveness): Coh = S2/S1.

 Độ phục hồi (Springiness): Sp = b/a

 Lực cắn (Gumminess) (N): Gum = F  (S2/S1)

 Lực nhai (Chewiness) (N): Chew = Gum  Sp

Bảng 5.2.1.1 Bảng kết quả cấu trúc xúc xích đo lần 1

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 21 21.4 21.8 22.2 22.6 23 23.4 23.8 0

100 200 300 400 500 600 700 800

Th i gian (s) ờ

Hình 5.2.1.3 Biểu đồ lực - thời gian của lần đo 1

Tính toán kết quả

Xác định:

Điểm gãy: F1 = 6.717 (N)

Độ cứng: F = 7.1150 (N)

Tính được:

S1 = 86.72606; S2 = 93.47625

Thời gian nén lần 1: a = 2.1s

Thời gian nén lần 2: b = 2.8s

Độ cố kết: Coh = S2/S1 = 93.47625 / 86.72606 = 1.0778

Độ phục hồi: Sp = b/a = 2.8 / 2.1 = 1.3333

Lực cắn: Gum = F  (S2/S1) = 6.717  (93.47625 / 86.72606) = 7.6688 (N) Lực nhai: Chew = Gum  Sp = 7.2398  1.3333 = 10.2250 (N)

Đo xúc xích lần 2

Bảng 5.2.1.2 Bảng kết quả cấu trúc xúc xích đo lần 2

0 0.4 0.8 1.2 1.6 1.8 2.2 2.6 22 22.4 22.8 23.2 23.6 24 24.4 24.8 0

100 200 300 400 500 600 700 800

Th i gian (s) ờ

Hình 5.2.1.4 Biểu đồ lực - thời gian của lần đo 2

Tính toán kết quả

Xác định:

Điểm gãy: F1 = 7.163 (N)

Độ cứng: F = 7.163 (N)

Tính được:

S1 = 92.27202; S2 = 85.2700

Thời gian nén lần 1: a = 2.6s

Thời gian nén lần 2: b = 2.8s

Độ cố kết: Coh = S2/S1 = 85.2700 / 92.27202= 0.9241

Độ phục hồi: Sp = b/a = 2.8 / 2.6 = 1.0769

Lực cắn: Gum = F  (S2/S1) = 7.163  (85.2700 / 92.27202) = 6.6194 (N) Lực nhai: Chew = Gum  Sp = 6.6194  1.0769 = 7.1286 (N)

Đo xúc xích lần 3

Bảng 5.2.1.3 Bảng kết quả cấu trúc đo lần 3

22.8 724.6 212.7

0 0.4 0.9 1.3 1.8 2.2 2.6 3 22 22.4 22.8 23.2 23.6 24 24.4 24.8 0

100 200 300 400 500 600 700 800

Th i gian (s) ờ

Hình 5.2.1.5 Biểu đồ lực - thời gian của lần đo 3

Tính toán kết quả

Xác định:

Điểm gãy: F1 = 5.500 (N)

Độ cứng: F = 7.2460 (N)

Tính được:

S1 = 65.0287; S2 = 77.2325

Thời gian nén lần 1: a = 3s

Thời gian nén lần 2: b = 3.2s

Độ cố kết: Coh = S2/S1 = 77.2325 / 65.0287= 1.1877

Độ phục hồi: Sp = b/a = 3.2 / 3 = 1.0667

Lực cắn: Gum = F  (S2/S1) = 7.2460  (77.2325 / 65.0287) = 8.6058 (N)

Lực nhai: Chew = Gum  Sp = 7.2460  1.0667 = 9.6531 (N)

5.2.2 Nhận xét và biện luận kết quả

Bảng 5.2.1.1 Kết quả tính toán đo cấu trúc xúc xích

Điểm gãy

F 1 (N)

Độ cứng

F (N)

Độ cố kết Coh

Độ phục hồi Sp

Lực cắn Gum (N)

Lực nhai Chew (N)

Lần 3 5.500 7.2460 1.1877 1.0667 8.6058 9.6531

Trung

bình

6.4600 7.1747 1.0632 1.1590 7.6133 9,0022

Độ lệch

Nhận xét:

Có thể thấy tuy các mẫu xúc xích được chuẩn bị từ cùng một cây xúc xích nhưng kết quả tính được vẫn có độ lệch giữa các kết quả đo, nguyên nhân gây nên sự sai lệch này là do sự sai số trong quá trình đo mẫu Các sai số có thể do:

+Vị trí đặt mẫu không hoàn toàn giống nhau giữa các lần đo, vị trí giữa mẫu chỉ quan sát tương đối bởi mắt thường, dẫn đến kết quả không đồng nhất

+ Cách chuẩn bị mẫu không đạt yêu cầu, bề mặt cắt không phẳng đều gây ảnh hưởng tới hướng và kết quả tổng lực tác động lên

+ Sau khi cắt xúc xích để chuẩn bị mẫu thì lại không dứt khoát nhanh tay đi bọc bằng màng bọc thực phẩm, vô tình để mẫu ngoài không khí làm bề mặt mẫu bị khô

+ Sai số do thiết bị

+ Do thời gian được tính toán một cách thủ công nên giữa các lần tính có thể chênh lệch nhau dẫn đến chênh lệch kết quả cuối

+…