CAC PHUONG PHAP PHAN TICH THUC PHAM

ĐỀ CƯƠNGCác nguyên tắc chung Chương 1: Các phương pháp phân tích đa lượng cổ điển Chương 2: Các phương pháp quang phổ Chương 4: Kỹ thuật điện di Chương 5: Các phương pháp sắc ký Chương 6

Trang 1

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỰC PHẨM

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC THỰC PHẨM

Đại học Bách Khoa - Thành phố Hồ Chí Minh

GV ThS CHÂU TRẦN DIỄM ÁI

2012

Trang 2

ĐỀ CƯƠNG

Các nguyên tắc chung

Chương 1: Các phương pháp phân tích đa lượng

cổ điển

Chương 2: Các phương pháp quang phổ

Chương 4: Kỹ thuật điện di

Chương 5: Các phương pháp sắc ký

Chương 6: Các phương pháp phân tích vi lượngtrong thực phẩm

Chương 7: Phân tích cấu trúc thực phẩm

Chương 8: Các phương pháp sinh học sử dụngtrong phân tích thực phẩm

Các nguyên tắc chung

Chương 1: Các phương pháp phân tích đa lượng

cổ điển

Chương 2: Các phương pháp quang phổ

Chương 4: Kỹ thuật điện di

Chương 5: Các phương pháp sắc ký

Chương 6: Các phương pháp phân tích vi lượngtrong thực phẩm

Chương 7: Phân tích cấu trúc thực phẩm

Chương 8: Các phương pháp sinh học sử dụngtrong phân tích thực phẩm

Trang 3

Chương 7.

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC THỰC PHẨM

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nuri N Mohsenin (1984) Physical properties of

food and agricultural materials Gordon and

Breach Science Publishers New York 147p

2 Malcolm C Bourne (2002) Food texture and

viscosity: concept and measurement.

Academic Press.

3 Sahin, Serpil, Sumnu, Servet Gülüm (2006).

Physical Properties of Foods Springer New

York

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Nuri N Mohsenin (1984) Physical properties of

food and agricultural materials Gordon and

Breach Science Publishers New York 147p

2 Malcolm C Bourne (2002) Food texture and

viscosity: concept and measurement.

Academic Press.

3 Sahin, Serpil, Sumnu, Servet Gülüm (2006).

Physical Properties of Foods Springer New

York

Trang 4

VII 1 TÍNH CHẤT VẬT LÝ THỰC PHẨM

VẬT LÝ

ĐẶC TRƯNG MÀU SẮC

ĐẶC TRƯNG HÌNH HỌC

VẬT LÝ

ĐẶC TRƯNG NHIỆT HỌC

ĐẶC TRƯNG ĐIỆN HỌC

ĐẶC TRƯNG

CƠ HỌC

Trang 5

VII.2 ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC

Trang 6

-THỚ MẠNG KẾT TINH HÌNH DẠNG -

-HẠT

ĐỘ SẠN

ĐỘ MỊN THUỘC TÍNH

TRƠN NHỜN

THUỘC TÍNH

CƠ HỌC

Trang 7

VII 3.1 CÁC THUỘC TÍNH CƠ BẢN CỦA

Trang 8

VII.3 2 CÁC THUỘC TÍNH CƠ BẢN CỦA

CẤU TRÚC THỰC PHẨM

THUỘC TÍNH LIÊN QUAN HÀM ẨM / BÉO:

Độ ướt: lượng nước/dầu thấy được

Chảy nước: lượng nước/dầu rỉ ra

Nhiều nước/mọng

Độ ướt: lượng nước/dầu thấy được

Chảy nước: lượng nước/dầu rỉ ra

Nhiều nước/mọng

Trang 9

VII.3.3 CÁC THUỘC TÍNH CƠ BẢN CỦA

Trang 11

• ĐỘ CỨNG:

– Lực cần để nén một vật, mô tả lực cắn của răng, lực nén của lưỡi và vòm miệng.

– Lực tạo ra một biến dạng.

Trang 12

ĐỘ CỐ KẾT

Mức độ một vật bị nén trước khi vỡ dưới tác dụng lực nén.

Được đo dưới dạng mức độ vật liệu biến dạng trước khi gẫy vỡ

• ĐỘ GIÒN

– Lực làm vật liệu gãy vỡ.

– Trường hợp vật liệu rất cứng và độ cố kết kém

• ĐỘ DAI:

– Thời gian cần để nhai một vật liệu để có thể nuốt.

– Trường hợp vật liệu cứng, cố kết, đàn hồi

• ĐỘ DÍNH:

– Năng lượng cần để làm tan rã một vật liệu bán rắn đến

trạng thái nuốt được.

– Thời gian cần để nhai một vật liệu để có thể nuốt.

– Trường hợp vật liệu cứng, cố kết, đàn hồi

• ĐỘ DÍNH:

– Năng lượng cần để làm tan rã một vật liệu bán rắn đến

trạng thái nuốt được.

– Vật liệu có độ cứng thấp, độ cố kết cao

Trang 13

• ĐỘ DÍNH (Adhesiveness):

– Công cần để thắng lực dính hút của vật liệu 1/ thực phẩm

và các bề mặt vật liệu khác mà vật liệu 1 tiếp xúc

• ĐỘ DÍNH (Adhesiveness):

– Công cần để thắng lực dính hút của vật liệu 1/ thực phẩm

và các bề mặt vật liệu khác mà vật liệu 1 tiếp xúc

Trang 14

VII 4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

o Phép đo gián tiếp

–Phép đo quang học –Phép đo hóa học –Phép đo âm học –Phép đo khác

o Phép đo gián tiếp

–Phép đo quang học –Phép đo hóa học –Phép đo âm học –Phép đo khác

Trang 15

VII.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

CẤU TRÚC THỰC PHẨM

• Phương pháp cảm quan

o Phép thử chấp nhận

o Phép thử mô tả:

Được huấn luyện

Mô tả độ giòn, cứng, xốp, dai, dẻo, dính…

Được huấn luyện

Mô tả độ giòn, cứng, xốp, dai, dẻo, dính…

• Mất thời gian

• Đắc tiền

• Khó lặp lại kết quả

Trang 16

VII.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

CẤU TRÚC THỰC PHẨM

• Đo cấu trúc dựa trên thiết bị đo

– Phương pháp cơ bản (Fundametal)

– Phương pháp thực nghiệm (empirical)

– Phương pháp mô phỏng (Imitative)

– Phương pháp phát xạ âm (Sound emission)

• Đo cấu trúc dựa trên thiết bị đo

– Phương pháp phát xạ âm (Sound emission)

Trang 17

PHƯƠNG PHÁP ĐO CẤU TRÚC

TRÊN THIẾT BỊ CƠ HỌC

VII.5.

PHƯƠNG PHÁP ĐO CẤU TRÚC

TRÊN THIẾT BỊ CƠ HỌC

Trang 18

VII.5.1 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

a ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG

• Ứng suất (stress)

• Ứng suất pháp (normal stress)

• Ứng suất trượt (shear stress)

• Biến dạng (strain)

• Biến dạng pháp (normal strain)

• Biến dạng trượt (shear strain)

• Ứng suất (stress)

• Biến dạng (strain)

Trang 19

a1 Ứng suất (stress): LỰC / ĐƠN VỊ DIỆN TÍCH

• Đơn vị: Pa (N/m2)

Ứng suất pháp(normal stress)

Ứng suất trượt(shear stress)

VII.5.1CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

a1 Ứng suất (stress): LỰC / ĐƠN VỊ DIỆN TÍCH

• Đơn vị: Pa (N/m2)

Ứng suất pháp(normal stress)

• 

• Lực tác dụng songsong với mặt

phẳng/đơn vị diệntích

Trang 20

a1 Ứng suất – STRESS (tt)

kéo

nén

Trang 21

a1 Ứng suất (stress)

a2 Biến dạng (strain)

VII.5.1.CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

a1 Ứng suất (stress)

a2 Biến dạng (strain)

Trang 22

a2 Biến dạng (strain): sự thay đổi kích thước, hìnhdạng của vật liệu dưới tác dụng lực

VII.3 CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN

a2 Biến dạng (strain): sự thay đổi kích thước, hìnhdạng của vật liệu dưới tác dụng lực

Biến dạng pháp

(normal strain)

Biến dạng trượt(shear strain)

Trang 23

a3 Giản đồ ứng suất - biến dạng

dưới tác dụng của lực nén

Trang 25

a Biến dạng dẻo (plastic strain): biến

dạng không phục hồi kích thước ban đầu

 Mức độ dẻo

b Biến dạng đàn hồi (elastic strain): biến

dạng có khả năng phục hồi kích thước ban đầu

 Mức độ đàn hồi

c Biến dạng dẻo – đàn hồi (viscoelastic):

VII.5.2 Các khái niệm cơ bản khác

a Biến dạng dẻo (plastic strain): biến

dạng không phục hồi kích thước ban đầu

 Mức độ dẻo

b Biến dạng đàn hồi (elastic strain): biến

dạng có khả năng phục hồi kích thước ban đầu

 Mức độ đàn hồi

c Biến dạng dẻo – đàn hồi (viscoelastic):

Trang 27

Giản đồ biến dạng theo thời gian của vật liệu

rắn-lực cố định

Trang 28

Giản đồ biến dạng - thời gian củavật liệu dẻo – đàn hồi – Viscoelastic - lực cố định

Trang 29

Giản đồ Lực - thời gian củavật liệu dẻo – đàn hồi – Viscoelastic - Biến dạng cố định

Trang 30

d Mật độ năng lượng biến dạng tại một biến dạng

S1

e Độ phục hồi S2: năng lượng của 1 đơn vị thể

tích vật liệu phục hồi khi ngừng tác dụng lực

f S1-S2 = năng lượng trễ

d Mật độ năng lượng biến dạng tại một biến dạng

S1

e Độ phục hồi S2: năng lượng của 1 đơn vị thể

tích vật liệu phục hồi khi ngừng tác dụng lực

f S1-S2 = năng lượng trễ

Biến dạng (mm)

Trang 31

g Modun đàn hồi (elasticity modulus)

• Young’s modulus (E)

• Thực phẩm  Modun lực biểu kiến







E

• Young’s modulus (E)

• Thực phẩm  Modun lực biểu kiến

Biến dạng (mm)

Trang 32

h Modun trượt (shear modulus) G:

i Modun thể tích K: Khi lực tác dụng nhiều hướng

 Sự thay đổi áp lực trên 1 đơn vị mức độ biến dạngthể tích

 Vật thay đổi thể tích, không thay đổi hình dạng

j Tỷ lệ Poision : 0.2  0.5

• Khi vật liệu chịu tác động của lực một chiều

• Có sự giãn vật liệu theo chiều vuông góc lực

• Tỷ lệ biến dạng theo chiều vuông góc lực và biếndạng theo chiều lực tác dụng







G

i Modun thể tích K: Khi lực tác dụng nhiều hướng

 Sự thay đổi áp lực trên 1 đơn vị mức độ biến dạngthể tích

 Vật thay đổi thể tích, không thay đổi hình dạng

j Tỷ lệ Poision : 0.2  0.5

• Khi vật liệu chịu tác động của lực một chiều

• Có sự giãn vật liệu theo chiều vuông góc lực

• Tỷ lệ biến dạng theo chiều vuông góc lực và biếndạng theo chiều lực tác dụng

L L

D D







Trang 33

k Điểm dẻo tới hạn (Bioyield point)

• Điểm trên giản đồ ứng suất - biến dạng

• Tăng biến dạng

• Lực giảm hoặc không đổi

• Cấu trúc vi thể

Vật liệu sinh học: sự vỡ đầu tiên của tế bào

l Điểm vỡ (Rupture point)

• Điểm vật liệu bị vỡ dưới tác dụng lực

• Cấu trúc đại thể

k Điểm dẻo tới hạn (Bioyield point)

• Tăng biến dạng

• Lực giảm hoặc không đổi

• Cấu trúc vi thể

Vật liệu sinh học: sự vỡ đầu tiên của tế bào

l Điểm vỡ (Rupture point)

• Điểm vật liệu bị vỡ dưới tác dụng lực

• Cấu trúc đại thể

Trang 34

VII.6 PHƯƠNG PHÁP ĐO CƠ BẢN

• Đo các đặc tính lưu biến được định nghĩa rõ

– Không mô tả đầy đủ cấu trúc thực phẩm

• Đo các đặc tính lưu biến được định nghĩa rõ

Trang 35

• Phương pháp khách quan dựa trên thiết bị đo

Trang 36

VII.7 PHƯƠNG PHÁP ĐO THỰC NGHIỆM

• Đo các đặc tính lưu biến KHÔNG được định

– Phù hợp cho đảm bảo chất lượng qui trình

– Cho giá trị trung bình với mẫu lớn

• Đo các đặc tính lưu biến KHÔNG được định

– Phù hợp cho đảm bảo chất lượng qui trình

– Cho giá trị trung bình với mẫu lớn

Trang 37

VII.8 PHƯƠNG PHÁP ĐO MÔ PHỎNG

• Mô phỏng quá trình cảm quan

• Mô tả quá trình sử dụng thực phẩm trong thựctế

• Ưu điểm:

– Mô phỏng gần đúng với quá trình cảm quan– Có mối liên hệ mật thiết với đánh giá cảmquan

• Nhược điểm:

– Quy trình đo theo cảm tính

– Không liên hệ được với các phép đo vật lý

• Mô phỏng quá trình cảm quan

• Mô tả quá trình sử dụng thực phẩm trong thựctế

• Ưu điểm:

– Mô phỏng gần đúng với quá trình cảm quan– Có mối liên hệ mật thiết với đánh giá cảmquan

• Nhược điểm:

– Quy trình đo theo cảm tính

– Không liên hệ được với các phép đo vật lý

Trang 38

• Phương pháp đo cấu trúc khách quan lý tưởng

Trang 39

VII.9 CÁC PHÉP ĐO MỤC TIÊU TRONG PHÂN TÍCH CẤU TRÚC

Năng lượng Công

Trang 40

VII.10.PHÉP ĐO CẤU TRÚC CƠ HỌC

VII 7.1 Phép đo nén

VII.7.2 Phép đo đâm xuyên

VII.7.3 Phép đo nén – đùn

VII.7.4 Phép đo cắt - trượt

VII.7.5 Phép đo kéo căng

VII.7.6 Phép đo uốn

VII.7.7 Phép đo xoắn

VII.7.8 Phép đo mô tả cấu trúc TPA

VII 7.1 Phép đo nén

VII.7.3 Phép đo nén – đùn

VII.7.4 Phép đo cắt - trượt

VII.7.5 Phép đo kéo căng

VII.7.6 Phép đo uốn

VII.7.7 Phép đo xoắn

VII.7.8 Phép đo mô tả cấu trúc TPA

Trang 43

VII 9.1 Phép đo nén

Trang 44

Giản đồ ứng suất - biến dạng

Trang 45

Giản đồ lực - thời gian

Trang 46

Giản đồ ứng suất - biến dạng của vật liệu đàn hồi

(elastic)

(Lu et al., 1998)

Trang 47

Giản đồ biến dạng theo thời gian của vật liệu dẻo

– đàn hồi – Viscoelastic - Biến dạng cố định

Trang 48

Mô hình phép đo nén và modun lực biểu kiến

Trang 49

Mô hình phép đo nén và modun lực biểu kiến

Trang 50

 Mô tả cấu trúc toàn diện (TPA)

Phân loại phép đo nén:

Trang 51

Kc= hệ số nén A: diện tích đầu đo

Ks = hệ số trượt P: chu vi đầu đo

C: Hằng số

Trang 52

VII 9.2 Phép đo đâm xuyên

Điểm gãy vỡ

5 giản đồ lực cơ bản (Bourne 1982)

Trang 53

VII 7.2 Phép đo đâm xuyên

Sự phụ thuộc của lực đâm xuyên (N hoặc kg) vào

chu vi và diện tích đầu đo

Trang 54

• Đường kính của mẫu >= 3 lần đường kính đầuđo

• Phép đo không phá vỡ mẫu

Yêu cầu

Trang 55

Trang 56

• Các yếu tố khác ảnh hưởng đến phép đo đâm xuyên

– Bản chất của thực phẩm: mềm/cứng

– Hình dạng đầu đo

– Số đầu đo sử dụng

– Độ sâu của việc đâm xuyên

– Tốc độ đầu đo (Viscoelastic)

• Các yếu tố khác ảnh hưởng đến phép đo đâm xuyên

– Bản chất của thực phẩm: mềm/cứng

– Hình dạng đầu đo

– Số đầu đo sử dụng

– Độ sâu của việc đâm xuyên

– Tốc độ đầu đo (Viscoelastic)

Trang 57

Trang 58

Trang 59

VII.9.3 Phép đo nén - đùn

• Áp dụng lực đến khi vật liệu đùn qua 1 hay

nhiều khe hẹp trong dụng cụ đo

• Sử dụng cho thực phẩm có độ nhớt, sệt, gel…

Trang 61

VII.7.3 Phép đo nén - đùn

A B A-B C B-C C-D

Giản đồ: lực - khoảng cách

A B A-B C B-C C-D

Trang 62

Phẳng: sự trượt của các lớp vật liệu

Lực tăng  tiếp tục nén

Trang 66

VII.9.4 PHÉP ĐO CẮT - TRƯỢT

MÔ HÌNH PHÉP ĐO CẮT TRƯỢT

(a)MẪU BỊ BIẾN DẠNG TRƯỢT LÝ TƯỞNG

(b)MẪU BỊ BIẾT DẠNG CẮT -TRƯỢT

Trang 67

• Warner–Bratzler Shear

Trang 68

PHÉP ĐO CẮT - TRƯỢT

• Mô hình đo mẫu Warner–Bratzler Shear

T: Sự phá vỡ mẫu bằngsức căng xung quanhđầu đo

Trang 69

• Warner–Bratzler Shear - giản đồ lực - khoảng

cách

• Warner–Bratzler Shear - giản đồ lực - khoảng

cách

Sử dụng cho mẫu có khả năng định hình tốt

Trang 70

Ứng dụng: Warner–Bratzler Shear

• Đo độ dai/mềm của các mẫu thịt, xúc xích, salami, rau quả…

 khảo sát nghiên cứu mức độ chấp nhận về độ cứng mẫu

Cơ thịt lớn: mẫu hình trụ đường kính 1.27  2.54 cm

Cơ thịt nhỏ: Cắt nguyên cơ

Ứng dụng: Warner–Bratzler Shear

• Đo độ dai/mềm của các mẫu thịt, xúc xích, salami, rau quả…

 khảo sát nghiên cứu mức độ chấp nhận về độ cứng mẫu

Cơ thịt lớn: mẫu hình trụ đường kính 1.27  2.54 cm

Cơ thịt nhỏ: Cắt nguyên cơ

Trang 71

Warner–Bratzler Shear - Các yếu tố ảnh hưởng

Độ mở góc đo

Trang 72

Warner–Bratzler Shear - Các yếu tố ảnh hưởng

Độ mở góc đo

Độ mở góc đo tăng 30o – 70o lực trượt tăng

Trang 73

• Warner–Bratzler Shear - Các yếu tố ảnh hưởng

Voisey và Larmond (1977)

Trang 74

20N – 100N

Sử dụng cho mẫu có khả năng định hình kém, mềm, rời

Trang 75

VII.9.5 PHÉP ĐO KÉO CĂNG

• Nguyên lý: Mẫu bị phá vỡ tại mặtphẳng vuông góc với mặt phẳng tácdụng lực

• Ít được sử dụng

• Nguyên lý: Mẫu bị phá vỡ tại mặtphẳng vuông góc với mặt phẳng tácdụng lực

• Ít được sử dụng

Trang 76

VII.7.6 PHÉP ĐO UỐN

• Mô hình phép đo

Trang 77

• Giản đồ lực - độ dịch chuyển điểm đo

Trang 78

• Yêu cầu mẫu:

Trang 79

VII.9.7 PHÉP ĐO XOẮN (TORSION)

• Mô hình phép đo và mômen xoắn T

T=FxR (Nm)

Trang 80

VII.7.7 PHÉP ĐO XOẮN (TORSION)

• Biểu thị biến dạng trượt lý tưởng

Trang 81

VII.9.7 PHÉP ĐO MÔ TẢ CẤU TRÚC (TEXTURE PROFILE ANALYSIS) TPA

• Mô hình

• Mô phỏng quá trình nhai

Trang 82

• Giản đồ Lực - Thời gian

Trang 83

• Điểm gãy (Fracturability): F1 đỉnh lực đầu tiên trong

chu kỳ nén 1 (N)

• Độ cứng (hardness):(F) đỉnh lực trong chu kỳ nén 1 (N)

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

• Độ phục hồi (Springiness): Sp=b/a

VII.7.7 PHÉP ĐO MÔ TẢ CẤU TRÚC

(TEXTURE PROFILE ANALYSIS) TPA

• Điểm gãy (Fracturability): F1 đỉnh lực đầu tiên trong

Trang 84

• Độ dính (Resilience) (Res): diện tích đường congbên dưới đường giải nén thứ 1(S5) / diện tích

đường cong bên dưới đường nén thứ 1 (S4)

Trang 85

• Công dính (adhesiveness): S3  công đẩy đầu

Trang 86

Trang 87

CHÂN THÀNH CẢM ƠN

Định dạng
Số trang	87
Dung lượng	1,51 MB