Bài dịch ẢNH HƯỞNG của sấy THĂNG HOA và sấy ĐÔNG LẠNH lò VI SÓNG TRÊN VI c

ẢNH HƯỞNG CỦA SẤY THĂNG HOA VÀ SẤY ĐÔNG LẠNH LÒ VI SÓNG TRÊN VI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG LÁT KHOAI TÂY TÓM TẮT Lát khoai tây ngâm trong dung dịch CaCl2 trong cho 10 phút đã được kiểm tra b

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT Tp HCM Khoa công nghệ hóa học và thực phẩm

-ooo -BÀI DỊCH

ẢNH HƯỞNG CỦA SẤY THĂNG HOA VÀ SẤY ĐÔNG LẠNH LÒ VI SÓNG TRÊN VI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG LÁT KHOAI TÂY

GVHD: Đặng Thị Ngọc Dung

SV thực hiện:

MSSV:

Lớp:

Tp HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2012

MỤC LỤC TÓM TẮT

1 Giới thiệu 3

2 Vật liệu và phương pháp 4

2.1 Nguyên liệu 4

2.2 Tiền xử lí mẫu 5

2.3 Thiết bị thí nghiệm 5

2.4 Sấy thí nghiệm 6

2.5 Phân tích ánh sáng kính hiển vi 6

2.6 Phân tích mẫu 7

2.6.1 Độ ẩm 7

2.6.2 Vitamin C, đường và hàm lượng tinh bột 8

2.6.3 Màu 8

2.6.4 Redydration 9

2.6.5 Kết cấu 9

2.6.6 Độ co ngót 9

2.7 Phân tích thống kê 10

3 Kết quả và thảo luận 10

3.1 Đặc điiểm khô của lát khoai tây chần và không chần bằng quá trình MFD và FD 10 3.2 Thay đổi vi cấu trúc lát khoai tây không chần trong quá trình MFD và FD 12

3.3 Thay đổi vi cấu trúc lát khoai tây chần trong quá trình MFD và FD 14

3.4 Hàm lượng vitamin C, đường và tinh bột 16

3.5 Màu 17

3.6 Redyration 18

3.7 Kết cấu và co rút 19

4 Kết luận 21

ẢNH HƯỞNG CỦA SẤY THĂNG HOA VÀ SẤY ĐÔNG LẠNH LÒ VI SÓNG TRÊN VI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG LÁT KHOAI TÂY

TÓM TẮT

Lát khoai tây ngâm trong dung dịch CaCl2 trong cho 10 phút đã được kiểm tra bằng cách sử dụng kính hiển vi ánh sáng vi cấu trúc để quan sát trạng thái đông lạnh trước khi làm khô, trong giai đoạn sấy thăng hoa, trong giai đoạn giải hấp khô và dạng khô cuối cùng Ngoài ra, sản phẩm cuối cùng khô cũng được thử nghiệm hàm lượng vitamin C, màu sắc, hàm lượng tinh bột, kết cấu và hàm lượng đường Thí nghiệm đã được thực hiện bằng cách sử dụng máy sấy chân thăng hoa cũng như một máy sấy đông lạnh lò vi sóng Kết quả cho cả hai mô khoai tây không chần và chần, tinh thể tăng trưởng trong giai đoạn thăng hoa khô đã được quan sát các tổn thương cấu trúc thành tế bào Tế bào chần bị thiệt hại nhiều hơn trong quá trình làm lạnh Thật thú vị,sấy đóng băng lò vi sóng mang lại sản phẩm tương tự về chất lượng giống sấy thăng hoa với hệ thống sưởi dẫn

1 Giới thiệu

Sấy thăng hoa (FD) là một phương pháplàm mất của các vật liệu đông lạnh bằng áp suất chân không Nó cũng được biết rằng, FD sản xuất thực phẩm khô có chất lượng cao nhất Tuy nhiên, một vấn lớn với FD thông thường là thời gian sấy dài, do đó dẫn đến tiêu thụ năng lượng cao và chi phí vốn cao Điều này một phần là do tốc độ truyền tải nhiệt kém kết hợp với phương pháp gia nhiệt điện thông thường để truyền nhiệt cho sấy dẫn Áp dụng một nguồn nhiệt lượng lớn, chẳng hạn như lĩnh vực lò vi sóng là một lựa chọn khả thi đã thu hút được nhiều sự chú ý trong thập kỷ qua (Zhang et al., 2006) Hầu hết công việc sấy gỗ thông đều thực hiện với mô hình của sấy đông lạnh lò vi sóng (MFD) (Lombraña et al, 2001; Wang và Chen, 2003; Wu et al, 2004; Tao et al, 2005; Wang et al, 2005), trong đó cho thấy rằng MFD có thể cung cấp cho nhiệt và tỷ lệ chuyển khối lượng tốt hơn Chỉ có một số nghiên cứu MFD các nguyên liệu thực phẩm đã được báo cáo Ví dụ, Wang và Shi (1999) nghiên cứu đặc điểm MFD thịt bò và MFD cream sữa.Duan et al-tric dielec (2007) đã tiến hành thí nghiệm MFD trên bắp cải, và MFD được sử dụng thành công để làm khô dưa chuột biển (Duẩn et al, 2008a, b) Wang et al (2009) nghiên cứu nhanh chóng các đặc tính sấy súp

Họ đã chỉ ra rằng MFD là một trong những hứa hẹn nhất kỹ thuật để cải thiện tốc độ sấy và nâng cao chất lượng tổng thể của sản phẩm thực phẩm Tuy nhiên, vẫn không có nhiều tài liệu về những thay đổi vi cấu trúc và các thuộc tính chất lượng khác trong quá trình MFD đối với nguyên liệu thực phẩm cũng như so sánh với quá trình FD

Một công nghệ sấy mới khả thi không nên chỉ triển lãm hiệu quả cao hơn và chi phí thấp hơn, mà còn nghiên cứu về có ít hoặc không có mất mát chất lượng các sản phẩm khô Vi cấu trúc của trái cây và rau quả có thể bị hỏng trong quá trình chế biến thực phẩm.Thiệt hại bao gồm mất tính toàn vẹn của màng tế bào, sự trương phồng và sự suy giảm của cấu trúc vách tế bào (Carbonell et al, 2006) Tất cả những thay đổi này có ảnh hưởng lớn đến kết cấu của sản phẩm, mà là một thuộc tính quan trọng trong chất lượng của sản phẩm Điều này có

thể ảnh hưởng đến chất lượng của các sản phẩm khô Các kiến thức về những thay đổi vi cấu trúc vật liệu trong quá trình sấy là hữu ích cho sự hiểu biết cơ chế quá trình khác nhau

và nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng Nó cũng cung cấp dữ liệu tài liệu tham khảo để nghiên cứu thêm và phát triển của các quá trình sản xuất cũng như quá trình tối ưu Khoai tây rất giàu dinh dưỡng có chứa năng lượng cao, chất xơ, các hoạt tính sinh học, các

vitamin, và khoáng chất cung cấp lợi ích tuyệt vời để sử dụng như thực phẩm chức năng (Brinley et al, 2008) Đối với mục đích tiêu dùng khác nhau, quá trình mất nước của khoai tây có thể sản xuất hai loại sản phẩm, cụ thể là, rau mất nước, thức ăn nhanh Điều này có thể tái hợp xư ng phương pháp tiền xử lý khác nhau, có thể có một ảnh hưởng quan trọng ớ đến chất lượng cuối cùng của sản phẩm Chần trái cây và rau quả đã được sử dụng rộng rãi trong chế biến thực phẩm

Để sản xuất một thực phẩm ăn nhanh bằng cách sử dụng sấy đông, khoai tây nên luộc trước khi làm khô để cung cấp một sản phẩm cuối cùng sẵn sàng để ăn Chần bằng cách nung nóng

có thể dẫn đến mất chất rắn hòa tan, biến tính enzyme, loại bỏ không khí từ quá trình thủy phân, polyme hòa tan như protopectin, và gelatiniza các hạt tinh bột (Mate et al, 1998) Những hậu quả làm cho cơ cấu nội bộ của khoai tây chần khác với không chần Thay đổi cơ cấu có khả năng ảnh hưởng đến quá trình sấy cũng như chất lượng của sản phẩm khô Việc xử lí trước với Ca2 + đã được áp dụng thành công để tăng cường độ cứng của trái cây và rau quả được xử lý nhiệt trong chế biến thực phẩm Canxi đóng một vai trò trong việc tăng

độ cứng tế bào có liên quan tới khả năng liên kết với pectin Bằng cách này, sự rắn chắc thịt của các sản phẩm trái cây tươi có thể được cải thiện nếu được xử lí với các hợp chất canxi (Moraga et al, 2009) Trước khi làm khô, các xử lí trước với Ca2 + đã được báo cáo bởi một

số nhà nghiên cứu để giảm thiểu tổn thương mô và nâng cao chất lượng bù nước của sản phẩm khô(Sham et al, 2001; Đặng Tiểu Bình và Zhao, 2008; Gòn-zález-Fésler et al, 2008 ) Khoai tây được chọn là một mô hình vật liệu mẫu, để điều tra thay đổi vi cấu trúc lát khoai tây chần và không chần bằng quá trình MFD và FD Và đánh giá chất lượng sản phẩm khô (tức là, vitamin C, hàm lượng tinh bột, hàm lượng đường, màu sắc, kết cấu, và bù nước)

2 Vật liệu và phương pháp

2.1 Nguyên liệu

Khoai tây tươi sử dụng trong các thí nghiệm được mua từ thị trường nội địa Được bảo quản

ở nhiệt độ 4 ± 0,5 C cho đến khi các thí nghiệm sấy Khoai tây được bóc vỏ bằng tay và cắt thành lát 4 mm Một công cụ tròn được sử dụng để cung cấp các lát cắt với đường kính 40

mm Các lát khoai tây được ngâm trong nước cho đến khi toàn bộ lô đã được chuẩn bị

2.2 Tiền xử lý mẫu

Điều kiện: nguyên lát khoai tây chuẩn bị lấy ra khỏi mặt nước, dùng khăn giấy thấm để loại

bỏ nước bề mặt và sau đó được đông lạnh ở -80 oC trong một tủ lạnh(U410, New Brunswick Scientific Co,? Mỹ)

Xử lí Caxi: Để quan sát hiệu quả của việc xử lí canxi trên vi cấu trúc của các mô khoai tây, lát khoai tây được nhúng trong dung dịch clorua canxi 0,5% trong 10 phút, và sau đó các mẫu

đã được lấy ra, rửa sạch với nước và thấm khăn giấy để loại bỏ nước bề mặt và sau đó đông lạnh trong tủ đá như đã đề cập trước đó

Phương pháp chần: Để điều tra những thay đổi của các mô khoai tây chần trong quá trình sấy, các lát khoai tây đã được luộc trong nước sôi trong 5 phút Sau khi chần, mẫu được làm lạnh đến nhiệt độ phòng dưới vòi nước lạnh, và sau đó dùng khăn giấy để loại bỏ nước bề mặt, và bảo quản trong tủ lạnh để sử dụng

2.3 Thiết bị thí nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện trong một máy sấy đóng băng lò vi sóng quy mô phòng thí nghiệm (YT2S-01, Nam Kinh Yatai Máy điện lại tìm kiếm Viện Công nghệ, Trung Quốc) Một

sơ đồ của thiết bị được trình bày trong hình 1 Như thể hiện hình 1, có hai khoang sấy FD và

MFD thử nghiệm đã được thực hiện Khi vật liệu đã được sấy khô trong khoang FD,lát khoai tây đã được đun nóng bằng kệ làm nóng bằng điện Khi các mẫu đã được sấy khô trong khoang MFD, ứng dụng lĩnh vực lò vi sóng cung cấp năng lượng cần thiết Trong quá trình sấy, áp suất được duy trì ở mức 100 Pa bởi một máy bơm chân không, và nhiệt độ (40 đến

-45o C) của cái bẫy lạnh là thấp đủ để ngưng tụ hơi nước Tần số vi sóng là 2450 MHz và năng lượng có thể được duy trì liên tục từ 0 đến 2000 W Nhiệt độ vật liệu được phát hiện bằng cách sử dụng một đầu dò sợi quang học Trang thiết bị kiểm soát bởi một chương trình điều khiển logic (PLC), có thể điều khiển công suất vi sóng, nhiệt độ vật liệu, áp suất chân không

và nhiệt độ bẫy lạnh

2.4 Sấy thí nghiệm

Các thí nghiệm được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp khác nhau sấy khô (FD

và MFD) Để xác định sự thăng hoa và sự khử chất hấp thụ giai đoạn làm khô của các lát khoai tây trước khi được xử lí trong quá trình FD và MFD khác nhau, động học sấy được điều tra.Trước khi đông lạnh, các mẫu được cho vào máy sấy đông lạnh lò vi sóng và sấy khô ở mức công suất 1,6 W / g (MFD) hoặc 55o C ở kệ sưởi ấm nhiệt độ (FD) Độ ẩm bị mất trong quá trình khô được đo bằng cách định kỳ lấy ra và đo trọng lượng mẫu trên một cân kỹ thuật số (JH2102, Thượng Hải Precision & khoa học cụ lý Công ty TNHH, Trung Quốc) với độ chính xác 0,01 g Làm khô tiếp tục cho đến khi độ ẩm của các mẫu giảm đến 0,06 g / g trên

cơ sở khô

Tất cả quá trình sấy được thực hiện ở khoang áp suất 100 Pa và -40o C bẫy nhiệt độ lạnh Tất

cả các thí nghiệm được lặp lại hai lần và mức trung bình của các kết quả đã được sử dụng để phân tích

2,5 Phân tích ánh sáng kính hiển vi

Thay đổi cơ cấu trong khoai tây trong quá trình sấy đã được nghiên cứu bằng cách sử dụng kính hiển vi ánh sáng (LM) Phương pháp paraffin được sử dụng Miếng nhỏ khoảng 5 mm

đã được lấy từ mẫu để kiểm tra bằng kính hiển vi Các khối mẫu đã được cố định trong formol aceto-rượu (FAA, formaldehyde 5%, acid acetic băng 5%, 70% ethanol 90%)

Dehydration được thực hiện với một loạt các ethanol tăng dần nồng độ, sau đó mẫu được làm sạch xylen và nhúng vào trong parafin (điểm nóng chảy 56-580 C) Sự cắt được thực hiện với một quay dao d ng cắt những l t mỏng (YD-202, Chiết Giang Jinghua Yidi y tế gia dụng ù á Công ty TNHH, Trung Quốc) tại độ dày 15µm Sau khi deparaffinage với xylen, các phần đã được hydrat lại với một loạt bước giảm ethanol , và sau đó phèn sắt được sử dụng để nhuộm màu.Cuối cùng, các mẫu đã được kiểm tra dưới kính hiển vi ánh sáng (XSP-8C, Nhà máy Dụng cụ quang học Thượng Hải, Trung Quốc) được trang bị với một máy ảnh kỹ thuật

số (WV-CP240, Suz-hou Matsushita truyền thông công nghiệp Công ty TNHH, Trung Quốc) Ảnh chụp cấu trúc từ kính hiển vi ở độ phóng đại 100 lần Đối với các mẫu trước khi đông lạnh và mẫu của giai đoạn sấy thăng hoa, mẫu vật cần thiết cho quan sát được thực hiện tại -200 C trong tủ lạnh Bên trong phòng đặc biệt này, hình khối nhỏ khoảng 5 mm đã được lấy

từ mẫu để kiểm tra bằng kính hiển vi Sự đóng băng đã được thực hiện ở -20 C để tránh thay đổi cấu trúc bởi băng tan, và các bước còn lại được tiến hành ở nhiệt độ phòng Thủ tục mô học đã được thực hiện thành hai bản Các chuỗi từ mỗi quá trình sấy khô được liệt

kê trong Bảng 1(theo các thí nghiệm sấy).

2,6 Phân tích mẫu

2.6.1 Độ ẩm

Hàm lượng độ ẩm của khoai tây đã được xác định trọng lượng trong ba lần bằng cách làm khô 3 ± 0,5 g mẫu ở 105 ± 1oC cho đến khi đạt được một khối lượng không đổi Độ ẩm của mẫu trong quá trình sấy khô đã được tính toán bằng cách sử dụng phương trình sau đây:

Ở đây, Xt là độ ẩm tại t trên cơ sở khô (g / g, db), mt là

trọng lượng của nguyên liệu tại t, md trọng lượng chất khô của vật liệu,

và t là thời gian sấy (h)

2.6.2 Vitamin C, đường và hàm lượng tinh bột

Hàm lượng ascorbic acid được xác định bằng phương pháp chuẩn độ 2,6-dichlorophe-nol-indophenol (Li, 1997) Dữ liệu được tính toán trên cơ sở khô Các phân tích được thực hiện trong ba lần mức trung bình của các phép đo đã được báo cáo

Hàm lượng đường được xác định bằng phương pháp chuẩn độ trực tiếp (Zhang, 2004) Dung dịch alkalin muối đồng bị giảm nóng bằng chuẩn độ trực tiếp của một giải pháp

protein, trong sự hiện diện của màu xanh methylene, mà không cần chuẩn độ ngược Lượng đường xác định sau khi chuẩn độ ngược với axit hydrochloric tập trung Thủ tục tiếp theo giống như trong trường hợp của giảm hàm lượng đường Dữ liệu được tính toán trên cơ sở khô Các phân tích đã được thực hiện trong ba lần mức trung bình của các phép đo đã được báo cáo Hàm lượng tinh bột được xác định bằng phương pháp thủy phân axit (Zhang, 2004) Sau khi loại bỏ các chất béo và đường hòa tan, tinh bột được thủy phân thành

monosaccharides với axit hydrochloric tập trung, và sau đó hàm lượng đường giảm đã được xác định và chuyển đổi sang hàm lượng tinh bột Dữ liệu được tính toán trên cơ sở khô Các phân tích được thực hiện trong ba lần mức trung bình của các phép đo đã được báo cáo

2.6.3 Màu

Các màu sắc của các mẫu khô được đo bằng cách sử dụng một Chroma Meter (Konica Minolta Sensing Inc, Nhật Bản) Colorimeter chính xác với một tấm chứng nhận tiêu chuẩn Đối với mỗi lần xử lí, đo lường được thực hiện tại các địa điểm ngẫu nhiên trên một lát trong khi dữ liệu đã được thực hiện cho năm lát Các thông số màu sắc được báo cáo trong quy mô phòng thí nghiệm với L*,a*,b* trong đó: L* là độ sáng, giới hạn a*(từ xanh đến đỏ), b*(từ xanh da trời đến vàng) là hai thành phần màu sắc Tổng khác biệt màu sắc được tính toán bằng cách sử dụng phương trình sau đây:

Với L*o, a*o, b*o là giới hạn màu của khoai tây sống trước khi sấy

2.6.4 Rehydration

Khả năng bù nước đã được đánh giá bằng cách ngâm khoảng 5 g khoai tây lát trong 500 ml nước cất ở 20o C, các lát khoai tây đã được thu hồi theo định kỳ, để ráo nước và đo khối lượng Tỷ lệ hấp thu (RR) của mẫu sau đó đã được tính toán bằng cách:

Ở đây, Mt và M0 là khối lượng mẫu (g) tại thời gian t (dehydrat samples) và mẫu ban đầu (mẫu khô), tương ứng Tất cả các cuộc thử nghiệm đã được thực hiện trong ba lần và giá trị trung bình đã được báo cáo

2.6.5 Kết cấu

Kết cấu của mẫu khô được đo bằng cách sử dụng một máy phân tích kết cấu TA-XT2i (Stable Micro System, Surrey, Anh) với một đầu dò xi lanh đường kính 5 mm Cuộc thăm dò cũng đã được thông qua kiểm tra mẫu,tốc độ thử nghiệm trước và sau thử nghiệm là 2,2 và 3 mm/

s, tương ứng Khoảng cách thâm nhập được thiết lập đến 3 mm và kích hoạt lực là 20 g Kết cấu đã được bắt nguồn từ biến dạng (có hiệu lực theo thời gian) Độ cứng là lực tối đa cần thiết để phá vỡ các mẫu Để xử lí mẫu khô,các phép đo được thực hiện riêng lẻ trên các 5 lát khác nhau và các giá trị trung bình đã được báo cáo

2.6.6.Độ co ngót

Tỉ lệ co ngót (SR) đã được sử dụng để đánh giá những thay đổi khối lượng mẫu khô SR của mẫu khô được định nghĩa là:

Ở đây, V0 và Vd là khối lượng mẫu ban đầu (cm3) và khô mẫu (cm3), tương ứng

Thể tích của mẫu được đo bằng phương pháp dời vị trí bằng cách sử dụng hạt thủy tinh có đường kính trong khoảng 0,105-0,210 mm (Thuwapanichaya-nan et al, 2008) Các phép đo được thực hiện năm lần cho cùng một điều trị và các giá trị trung bình được báo cáo

2,7 Phân tích thống kê

Dữ liệu được phân tích bằng cách sử dụng hệ thống phần mềm phân tích thống kê (SAS, phiên bản 8.1, SAS Institute Inc, Cary, NC) Phân tích được thực hiện bởi các thủ tục ANOVA Giá trị trung bình được coi khác nhau đáng kể khi p<= 0.05

3 Kết quả và thảo luận

3.1 Đặc điểm khô của các lát khoai tây blanched và unblanched bằng quá trình MFD và FD

Để xác định các giai đoạn thăng hoa và giải hấp khô, đường cong sấy FD và MFD của lát

khoai tây blanched và unblanched đã được trình bày trong hình 2

Hàm lượng độ ẩm giảm với thời gian sấy cho tất cả các quá trình sấy Nó đã được quan sát thấy rằng khoai tây chần có hàm lượng độ ẩm ban đầu cao hơn so với những khoai tây không chần cho thấy một sự hấp thu nước trong thời gian chần Nó đã được chỉ ra rằng thời gian sấy và tốc độ sấy có ý nghĩa khác nhau cho MFD và FD trong khi các phương pháp chần không ảnh hưởng đáng kể đến tốc độ của quá trình sấy Tuy nhiên, nó đã được tìm thấy rằng các mẫu blanched sấy bằng FD nhanh hơn một chút unblanched Hành vi này có thể là

do cấu trúc mềm do chần có thể tạo điều kiện loại bỏ nước (Severini et al, 2005) Trái ngược với quá trình FD, tốc độ sấy các mẫu blanched sấy bằng MFD là hơi chậm hơn so với một unblanched Điều này có thể được giải thích bởi các tính chất khoai tây thay đổi do hồ hóa tinh bột và biến đổi của các thành phần khác trong quá trình chần Thời gian sấy cần thiết cho quá trình MFD và FD là khoảng 6,3 và 10,0 giờ, tương ứng MFD có thể làm giảm thời gian sấy 37% Tốc độ sấy cao trong giai đoạn sấy chính, và nó giảm trong cuối quá trình sấy

Đó là bởi vì có sự thoát ra đáng kể hơi ẩm trong vật liệu và nó đã được loại bỏ bằng cách thăng hoa băng Đối với quá trình MFD, giai đoạn thăng hoa kéo dài khoảng 4 giờ và sau đó

là giai đoạn giải hấp Trong khi đối với quá trình FD, giai đoạn thăng hoa kéo dài khoảng 7 h