Nghiên Cứu Chế Biến Sản Phẩm Jelly Dưa Hấu

Thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của hỗn hợp phụ gia bao gồm: Carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl

KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

THÁI TRẦN HOÀI NAM

NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM JELLY

LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên tôi chân thành cảm ơn thầy Lê Nguyễn Đoan Duy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báu để tôi hoàn thành tốt đề tài này Chân thành cảm ơn tất cả các thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & SHƯD đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập tại trường.

Cuối cùng tôi gởi lời cảm ơn đến toàn thể các bạn sinh viên lớp Công Nghệ Thực Phẩm K32 và Công Nghệ Thực Phẩm liên thông K34 đã giúp tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài.

Thái Trần Hoài Nam

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Mục đích của đề tài là tận dụng nguồn nguyên liệu dưa hấu phong phú để chế biến sản phẩm jelly dưa hấu có giá trị cảm quan cao nhằm đa dạng hóa sản phẩm đáp ứng thị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùng Thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của hỗn hợp phụ gia bao gồm: Carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15% (hỗn hợp phụ gia này do công ty hóa chất cung cấp và hàm lượng các thành phần đã được khảo sát) và khả năng bảo quản của sản phẩm Các yếu tố khảo sát gồm:

- Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo gel (Carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của sản phẩm với sự thay đổi nồng độ từ 0,9% ÷ 2,1%.

- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng sản phẩm với sự thay đổi của nhiệt độ (80oC ÷ 100oC) và sự thay đổi của thời gian (1 phút ÷ 3 phút).

- Ảnh hưởng của hàm lượng KCl và hàm lượng dịch dưa hấu đến độ dai và cảm quan của sản phẩm với sự thay đổi của hàm lượng KCl (0,05% ÷ 0,15%) và hàm lượng dịch dưa hấu (10% ÷ 40%).

- Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai và cảm quan của sản phẩm với sự thay đổi của nồng độ đường (10% ÷ 30%).

- Ảnh hưởng của hàm lượng natribenzoate đến khả năng bảo quản và cảm quan của sản phẩm với sự thay đổi của nồng độ natribenzoate (0,05% ÷ 0,2%).

Các kết quả nghiên cứu cho thấy:

- Tỉ lệ hỗn hợp phụ gia tạo gel sử dụng 1,3% cho sản phẩm có cấu trúc và cảm quan tốt.

- Jelly được nấu ở 900C trong thời gian 1 phút cho sản phẩm có độ dai được nhiều cảm quan viên đánh giá cao, giảm được thời gian và năng lượng chế biến.

- Không cần bổ sung thêm KCl vì trong thí nghiệm này lượng KCl bổ sung vào không ảnh hưởng đến độ dai cũng như giá trị cảm quan sản phẩm, chỉ cần lượng KCl (15%) trong hỗn hợp ban đầu là đủ Sử dụng 30% dịch quả cho sản phẩm có cấu trúc và cảm quan tốt.

- Kết quả cho thấy sử dụng đường với nồng độ 10% cho ta sản phẩm có vị hài hòa, điểm cảm quan cao.

- Sử dụng natribenzoate 0,15% sản phẩm bảo quản trên 30 ngày và đảm bảo giá trị cảm quan.

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ i

TÓM TẮT NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH BẢNG v

DANH SÁCH HÌNH vi

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2

2.1 Sơ lược về nguyên liệu dưa hấu 2

2.2 Giới thiệu về sản phẩm jelly và các phụ gia tạo gel 5

2.2.1 Sản phẩm jelly 5

2.2.2 Phụ gia tạo gel 5

2.3 Các chất khác 10

2.3.1 Đường 10

2.3.2 Natribenzoate (E211) 11

CHƯƠNG III PHƯỢNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12

3.1 Phương tiện thí nghiệm 12

3.1.1 Dụng cụ và thiết bị 12

3.1.2 Hóa chất sử dụng 12

3.1.3 Nguyên liệu 12

3.2 Phương pháp thí nghiệm 12

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hỗn hợp phụ gia tạo gel (carrageEnan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến cấu trúc của sản phẩm 12

3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng sản phẩm 14

3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng KCl và hàm lượng dịch dưa hấu đến độ dai và cảm quan của sản phẩm 15

3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai và cảm

quan của sản phẩm 17

3.2.5 Thí nhiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng natribenzoate đến khả năng bảo quản và cảm quan của sản phẩm 18

3.3 Phương pháp phân tích 20

3.3.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vật lý 20

3.3.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cảm quan 20

3.3.3 Phương pháp phân tích số liệu 20

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ THẢO LUẬN 21

4.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo gel (carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của sản phẩm 21

4.2 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng sản phẩm 22

4.3 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng KCl và hàm lượng dịch dưa hấu đến độ dai và cảm quan của sản phẩm 23

4.4 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai và cảm quan của sản phẩm 25

4.5 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng Natribenzoate đến khả năng bảo quản và cảm quan của sản phẩm 27

CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 30

5.1 Kết luận 30

5.2 Đề nghị 30

Tài liệu tham khảo 31

Phụ lục vii

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 1 Thành phần hóa học của dưa hấu nguyên liệu 3

Bảng 2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vật lý 20

Bảng 3 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cảm quan 20

Bảng 4 Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo tạo gel đến độ dai (gram lực) của sản phẩm 21

Bảng 5 Cảm quan về ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo gel đến cấu trúc của sản phẩm 22

Bảng 6 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến độ dai (gram lực) của sản phẩm 22

Bảng 7 Cảm quan về ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến cấu trúc của sản phẩm 23

Bảng 8 Ảnh hưởng của hàm lượng dịch dưa hấu và hàm lượng KCl đến độ dai (gram lực) của sản phẩm 23

Bảng 9 Ảnh hưởng của hàm lượng dịch dưa hấu và hàm lượng KCl đến cảm quan (cấu trúc) sản phẩm 24

Bảng 10 Ảnh hưởng của hàm lượng dịch dưa hấu và hàm lượng KCl đến cảm quan (màu) sản phẩm 24

Bảng 11 Ảnh hưởng của hàm lượng dịch dưa hấu và hàm lượng KCl đến cảm quan (vị) sản phẩm 25

Bảng 12 Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai (gram lực) của sản phẩm 25

Bảng 13 Ảnh hưởng của hàm lượng đường đến giá trị cảm quan (vị) của sản phẩm 26

Bảng 14 Tổng số vi sinh vật hiếu khí trong sản phẩm theo thời gian bảo quản 27

Bảng 15 Bảng tổng hợp kết quả xác định mẫu khác theo phương pháp tam giác 27

Bảng 16 Bảng tổng hợp ghi chú mức độ sai biệt trong hai lần đánh giá 28

DANH SÁCH HÌNH

Hình 1 Cấu trúc của carrageenan 7 Hình 2 Các hình thức lien kết gữa carrageenan với protein 8 Hình 3 Tác dụng của nhiệt đối với cơ chế chuyển đổi từ dạng dung dịch sang gel 9 Hình 4 Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hỗn hợp phụ gia tạo gel (carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của sản phẩm 13 Hình 5 Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng sản phẩm 14 Hình 6 Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng KCl và hàm lượng dịch dưa hấu đến

độ dai và cảm quan của sản phẩm 16 Hình 7 Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai và cảm quan của sản phẩm 17 Hình 8 Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng natribenzoate đến khả năng bảo quản và cảm quan của sản phẩm 19 Hình 9 Đồ thị biểu diễn độ dai của sản phẩm theo tỉ lệ phụ gia tạo gel 21 Hình 10 Đồ thị biểu diễn độ dai của sản phẩm theo nhiệt độ và thời gian nấu 22 Hình 11 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng dịch quả và hàm lượng KCl đến

độ dai (gram lực) của sản phẩm 24 Hình 12 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai (gram lực) của sản phẩm 26 Hình 13 Qui trình công nghệ đề nghị 29 Hình 14 Sản phẩm jelly dưa hấu 29

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU

1.1 Đặt vấn đề

Hiện nay khoa học công nghệ phát triển và được áp dụng trên tất cả các lĩnh vực, đặc biệt trong nền nông nghiệp với những chuyển biến đáng kể Các loại trái cây được trồng quanh năm với năng suất cao Có thể thấy dưa hấu là một ví dụ điển hình, không chỉ có mặt trong những ngày tết mà hầu hết mỗi ngày đều thấy loại quả này được bày bán trên thị trường Nông dân được sự hỗ trợ của khoa học kỹ thuật nên sản lượng dưa hấu sản xuất ngày càng nhiều Từ đó phát sinh một vấn đề là làm thế nào để vừa có thể tiêu thụ hết lượng dưa hàng hóa, tăng thu nhập cho nông dân, đồng thời đáp ứng thị hiếu ngày càng cao của người tiêu dùng thông qua những sản phẩm mới Một số giải pháp được đặt ra là phát triển các sản phẩm chế biến từ dưa hấu là yêu cầu cấp thiết, trong đó jelly dưa hấu là một đề xuất.

Jelly là sản phẩm được nhiều người ưa chuộng đặc biệt là trẻ em Jelly được chế biến chủ yếu từ trái cây, vì thế mỗi loại jelly mang một hương vị và sắc thái riêng Jelly dưa hấu có ưu thế là màu sắc đẹp đặc trưng không cần bổ sung màu đây là vấn đề được quan tâm trong an toàn thực phẩm hiện nay.

Với mục đích trên, nghiên cứu từng bước nhằm sản xuất ra sản phẩm jelly dưa hấu có chất lượng tốt , ổn định và đáp ứng nhu cầu sử dụng thực phẩm đa dạng của cả nước

là mục tiêu hàng đầu trong nghiên cứu này

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo gel (carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của sản phẩm.

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng sản phẩm.

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng KCl và hàm lượng dịch dưa hấu đến độ dai và cảm quan của sản phẩm.

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai và cảm quan của sản phẩm.

- Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng natribenzoate đến khả năng bảo quản và cảm quan của sản phẩm.

CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 Sơ lược về nguyên liệu dưa hấu

- Phân loại khoa học:

Tên tiếng Anh: Watermelon

Tên khoa học: Citrullus lanatus (Thumb) Mansf

Họ bầu bí: Cucurbitaceae

- Các giống dưa hấu được trồng phổ biến ở Việt Nam:

Sugarbaby: giống thụ phấn tự do ở Mỹ, Thái Lan, Đan Mạch,… đã được trồng lâu

đời, có trái tròn nặng 3-7 kg, vỏ màu xanh đen, mỏng và cứng, thuận tiện chuyên chở

đi xa, ruột đỏ thấm, ngọt, dễ bọng ruột, hột nhỏ và ít, chu kỳ sinh trưởng 65-70 ngày, năng suất trung bình 18-25 tấn/ha.

An Tiêm: là dưa hấu lai F1, sinh trưởng mạnh, thích nghi rộng với thời tiết, chống

bệnh tốt, dễ ra hoa đậu trái, trái to từ 6-9 kg, năng suất cao và phẩm chất ngon Gồm các giống ruột đỏ, năng suất 30-45 tấn/ha, thời gian sinh trưởng 70-75 ngày như An Tiêm 94: Trái có sọc xanh đậm, An Tiêm 95: Vỏ có sọc mờ, An Tiêm 98: Sọc xanh và giống ruột vàng như An Tiêm 100 năng suất 25-30 tấn/ha

Giống Hồng Lương: giống lai F1, vỏ màu xanh nhạt, có sọc xanh đậm, trái nặng

trung bình từ 5-6 kg, năng suất 30-35 kg/ha, ruột đỏ, nhiều nước, vỏ mỏng nhưng cứng, kháng bệnh tốt, chu kỳ sinh trưởng 65-70 ngày.

Giống Xuân Lan: Giống lai F1, vỏ mỏng màu xanh nhạt có sọc đậm, nặng trung bình

2-3 kg, ruột vàng, rất ngọt, vòng đời 60-65 ngày.

Dưa Kim Phụng: Giống lai F1, vỏ có hoa vân đậm, ruột vàng nước nhiều, ít hột, rất

ngọt, hương vị rất đặt trưng, nặng trung bình 3-4 kg, hình ovan, năng suất 30-40 tấn/ha, vòng đời 60-65 ngày Vỏ cứng dễ vận chuyển và bảo quản.

Dưa Tiểu Phụng: Gốc Đài Loan, có từ lâu đời nhưng vẫn giữ được giống trồng ở

Tiền Giang vào vụ Tết Trái có hình ovan, nặng 2-3 kg, vỏ mỏng màu xanh với những sọc xanh đậm thịt quả màu vàng, rất ngọt, ít hạt.

- Thành phần hóa học của dưa hấu:

Bảng 1: Thành phần hóa học của dưa hấu nguyên liệu

Thành phần Đơn vị tính Giá trị trên 100 g

phần ăn được Proximates

2.2 Giới thiệu về sản phẩm jelly và các phụ gia tạo gel

2.2.1 Sản phẩm jelly

Jelly là sản phẩm được nhiều người ưa chuộng đặc biệt là trẻ em Jelly được chế biến chủ yếu từ trái cây, vì thế mỗi loại jelly mang một hương vị và sắc thái riêng.

Jelly trái cây được chế biến khá đơn giản Dịch quả pha loãng, phối chế rồi đem đi nấu

để tạo gel cho sản phẩm, sau khi nấu ở thời gian và nhiệt độ nhất định, cho thêm những miếng trái cây vào, làm lạnh để khi gel đông lại tạo thành sản phẩm jelly trái cây.

2.2.2 Phụ gia tạo gel

Lý thuyết về sự tạo gel

Có nhiều lý thuyết giải thích về quá trình tạo gel trong chế biến jelly Trong số đó thuyết được nhiều người chấp nhận nhất là thuyết sự tạo thành hệ thống không gian ba chiều của Speise Theo Speise khi được làm lạnh, thì các chất tạo đông có cấu trúc sợi

sẽ hình thành các liên kết ngang trong phân tử và hình thành hệ thống không gian ba chiều Các liên kết này buộc các sợi vào hệ thống không gian ba chiều có thể là các liên kết cơ bản giữa các nhóm chức năng: liên kết loại hai như liên kết hydro, liên kết bằng lực hút giữa các nhóm ankyl Hệ thống được tạo thành sẽ giữ đường và các chất khác bên trong.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tạo gel

- Nồng độ chất tạo đông

Một mạng lưới phức tạp được hình thành khi chất tạo đông được làm lạnh, mạng lưới

đó ta gọi là gel Trong đó đường và nước được giữa lại bên trong Độ bền của mạng lưới này phụ thuộc vào nồng độ chất tạo gel, nồng độ càng cao gel càng bền.

- Nhiệt độ của quá trình tạo gel

Các thí nghiệm kiểm tra chứng tỏ là khi quá trình gel hóa xảy ra ở nhiệt độ cao đối với gel pectin thì gel kém bền hơn so với gel ở nhiệt độ thấp Olsen chỉ ra rằng cấu trúc gel đạt được ở nhiệt độ thấp khác với gel tạo thành ở nhiệt độ cao Và sự giảm độ bền gel ở nhiệt độ cao không phải do sự phá hủy pectin mà do sự khác nhau trong sự tạo thành hệ thống gel.

Bên cạnh việc sử dụng nhiệt độ thấp hơn để tạo gel pectin bền hơn thì cũng gặp khó khăn là làm sao để cho đường tan hoàn toàn, nếu không sẽ bị đóng rắn lại trong thời gian ngắn khi sử dụng đường cao.

- Thời gian nấu

Nhiều thí nghiệm cho thấy là nhiệt độ cao thời gian kéo dài làm giảm độ bền gel của pectin Điều này xảy ra là do phân hủy chất tạo đông.

Theo Tarr thì đường trong nước quả có tác dụng bảo vệ pectin Ông thấy là khi nấu pectin trong môi trường acid mà không có đường thì sự bền gel giảm nhanh theo thời gian nấu Tuy nhiên đối với agar thì ảnh hưởng này chưa rỏ lắm.

- Nồng độ đường và acid

Đối với pectin, acid rất cần cho sự tạo gel Cùng với đường, nồng độ H+ là yếu tố quyết định sự tạo gel của pectin methoxyl cao Olsen đã chứng minh rằng khi tăng nồng độ H+đến một giá trị tới hạn nào đó thì độ bền gel sẽ tăng Tuy nhiên pH tăng quá cao thì độ bền gel sẽ giảm, pH tối thích cho sự ổn định gel pectin từ 3,0 – 3,6 Đường và acid là hai yếu tố có mối tương quan chặt chẽ với nhau Khi nồng độ H+cao thì có thể giảm lượng đường và ngược lại Tuy nhiên, theo Singh lượng đường trong jelly thường phải từ 60 – 65% Khi lượng đường thấp thì gel tạo thành yếu, ngược lại nếu đường quá cao thì dẫn đến hiện tượng kết tinh.

- Trọng lượng phân tử của chất tạo đông

Trọng lượng phân tử chất tạo đông đóng vai trò quan trọng trong việc xác định khả năng tạo gel của phân tử Ở dạng gel phân tử phát triển một hệ thống không gian ba chiều để giam dung dịch vào trong mạng lưới Nếu phân tử quá ngắn mạng lưới không liên tục ở một số vị trí, gel mềm và dễ chảy lỏng Ngoài ra sự tạo gel còn ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác như nhiệt độ nấu, các muối đệm…

Sự bắt đầu gel hóa nhanh sẽ ảnh hưởng đến độ cứng của jelly, nếu sự gel hóa bắt đầu trước khi jelly được rót vào bao bì cuối cùng thì sự phá vở vật lý gây ra trong quá trình rót sẽ làm cấu trúc gel lỏng lẻo hơn.

Các chất tạo đông dùng trong thí nghiệm

- Carrageenan

Nguồn gốc:

Carrageenan bắt đầu được sử dụng hơn 600 năm trước đây, được chiết xuất từ rêu

Irish mooss (loài rong đỏ Chondrus crispus) tại một ngôi làng trên bờ biển phía Nam

Ireland mang tên Carraghen.

Vào những năm 30 của thế kỷ XX, carrageenan được sử dụng trong công nghiệp bia và hồ sợi Cũng trong thời kỳ này những khám phá về cấu trúc hóa học của carrageenan được tiến hành mạnh mẽ.

Sau này, carrageenan được chiết xuất từ một số loài rong khác như Gigartina

stelata thuộc chi rong Gigartina Nhiều loài rong khác cũng được nghiên cứu trong

việc chiết tách carrageenan để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

Ngày nay, sản xuất công nghiệp carrageenan không còn giới hạn vào chiết tách từ

Irish moss, mà rất nhiều loài rong đỏ thuộc ngành Rhodophyta đã được sử dụng.

Những loài này gọi chung là Carrageenophyte Qua nhiều nghiên cứu, đã có hàng chục loài rong biển được khai thác tự nhiên hay nuôi trồng để sản xuất carrageenan Cấu tạo:

Carrageenan cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galactose Các gốc này kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3 luân phiên nhau (hình 1) Ngoài mạch polysaccharide chính còn có thể có các nhóm sulfat được gắn vào carrageenan ở những vị trí và số lượng khác nhau.

Hình 1 Cấu trúc của carrageenan

Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota- và lambda- carrageenan: Kappa-carrageenan là một loại polymer của D-galactose-4-sulfate và 3,6-anhydro D- galactose Iota-carrageenan cũng có cấu tạo tương tự như Kappa-carrageenan, ngoại trừ 3,6-anhydro-galactose bị sulfate hóa ở C số 2 Lambda-carrageenan có monomer hầu hết là các D-galactose-2-sulfate (liên kết 1,3) và D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4).

Tính chất của carrageenan:

- Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng.

- Dạng bột thô, bột mịn và gần như không mùi.

+ Độ nhớt

Độ nhớt của dung dịch carrageenan phụ thuộc vào nhiệt độ, dạng, trọng lượng phân tử

và sự hiện diện của các ion khác trong dung dịch Khi nhiệt độ và lực ion của dung dịch tăng thì độ nhớt của dung dịch giảm Các carrageenan tạo thành dung dịch có độ nhớt từ 25-500 mPa.s, riêng κ-carrageenan có thể tạo dung dịch có độ nhớt tới 2000 mPa.s.

Carrageenan có khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là locust bean gum, trong đó tùy thuộc vào hàm lượng nó sẽ có tác dụng làm tăng độ nhớt, độ bền gel và

độ đàn hồi của gel.

Ở hàm lượng cao, carrageenan làm tăng độ bền gel của guar gum nhưng ở hàm lượng thấp nó chỉ có thể làm tăng độ nhớt.

Khi carrageenan được cho vào những dung dịch của gum ghatti, alginate và pectin nó

sẽ làm giảm độ nhớt của các dung dịch này.

+ Tương tác giữa carrageenan với protein

Đây là một trong những tính chất quan trọng của carrageenan là xuất hiện phản ứng với protein Phản ứng này xảy ra nhờ các cation có mặt trong các nhóm protein tích điện tác dụng với nhóm sulfat mang điện âm của carrageenan và có tính quyết định đến độ bền cơ học của gel Trong công nghiệp sữa , nhờ vào tính chất liên kết với protein trong sữa mà carrageenan được sử dụng (với nồng độ 0,015 – 0,025) làm tác nhân để ngăn chặn sự tách lỏng và làm ổn định các hạt coca trong sữa sôcôla.

Hình 2: Các hình thức liên kết gữa carrageenan với protein

+ Tạo gel:

Carrageenan có tính chất vô cùng quan trọng là tạo gel ở nồng độ thấp (nhỏ hơn 0,5%) Ở dạng gel các mạch polysaccharic xoắn vòng lò xo và cũng có thể xoắn với nhau thành khung xương không gian ba chiều vững chắc, bên trong có thể chứa nhiều phân tử nước (hay dung môi) Từ dạng dung dịch chuyển sang dạng gel là do tương tác giữa các phân tử polyme hòa tan với các phân tử dung môi ở bên trong, nhờ tương

tác này mà gel tạo thành có độ bền cơ học cao Phần xoắn lò xo chính là những mầm tạo gel, chúng lôi kéo các phân tử dung môi vào vùng liên kết.

Sự hình thành gel có thể gây ra bởi nhiệt độ thấp hoặc thêm các cation với một nồng

độ nhất định Kapa carrageenan, gel tạo thành khi được làm lạnh với sự có mặt của những muối Kali, ion K+ liên kết các chuỗi xoắn Sự có mặt của các muối làm giảm lực đẩy tĩnh điện giữa các chuỗi thúc đẩy sự tổ hợp Quá trình hình thành gel diễn ra phức tạp, được thực hiện theo hai bước:

- Bước 1: Khi hạ nhiệt độ đến một giới hạn nào đó trong phân tử carrageenan có sự chuyển cấu hình từ dạng cuộn ngẫu nhiên không có trật tự sang dạng xoắn có trật tự Nhiệt độ của quá trình chuyển đổi này phụ thuộc vào dạng và cấu trúc các carrageenan, cũng như phụ thuộc vào dạng và nồng độ của muối thêm vào dung dịch carrageenan Do đó, mỗi một dạng carrageenan có một điểm nhiệt độ tạo gel riêng.

- Bước 2: Gel của các polyme xoắn có thể thực hiện ở các cấp độ khác nhau Trong trường hợp đầu, sự phân nhánh và kết hợp lại sẽ xuất hiện cấp độ xoắn thông qua sự hình thành không đầy đủ của xoắn kép, theo hướng đó mỗi chuỗi tham gia vào xoắn kép với hơn một chuỗi khác Trong trường hợp thứ hai, các phần đã phát triển đầy đủ của đa xoắn tụ hợp lại tạo thành gel Còn dưới các điều kiện không tạo gel, ở các nồng

độ polyme thấp sự hình thành và hợp lại của các xoắn sẽ dẫn đến tăng độ nhớt.

Qua đó, có thể mô tả cơ chế tạo gel như sau: Trước hết là xuất hiện sự chuyển đổi cấu hình từ dạng cuộn sang xoắn lò xo, tiếp theo là sự kết hợp các xoắn và tụ hợp lại có trật tự tạo thành xoắn kép – gel Như vậy, gel là tập hợp các xoắn có trật tự hay còn gọi là xoắn kép.

Hình 3: Tác dụng của nhiệt đối với cơ chế chuyển đổi từ dạng dung dịch sang gel

* Phương pháp sản xuất carrageenan trong công nghiệp:

Carrageenan được thu bằng cách chiết từ tảo biển bằng nước hay bằng dung dịch kiềm loãng Carrageenan được thu lại bằng sự kết tủa bởi cồn, sấy thùng quay hay kết tủa trong dung dịch KCl và sau đó làm lạnh Cồn được sử dụng trong suốt quá trình thu nhận và tinh sạch là methanol, ethanol và isopropanol.

- Xanthan gum và locust bean gum:

Xanthan gum độ nhớt rất cao, không bị ảnh hưởng bởi sự có mặt của chất điện ly ở khoảng pH rộng và ở nhiệt độ cao Gel tạo thành khi làm nguội các hỗn hợp Locust bean gum có thể làm giảm độ giòn của gel.

- Konjac:

Bột konjac tương tác mạnh với kapa carrageenan để tạo gel có tính chất dẻo dai, có thể làm độ bền gel tăng gấp bốn lần so với chỉ dùng đơn thuấn kapa carrageenan Nó cũng được sử dụng để tạo gel sau khi gia nhiệt và làm lạnh, bền nhiệt trên điểm sôi Tính chất:

+ Dạng bột màu trắng, màu trắng ngà.

+ Không có mùi vị.

+ Hợp chất của nhiều loại Gum thiên nhiên.

+ Làm đông, tạo độ dẻo, cấu trúc trơn bóng.

- Maltodextrin:

Maltodextrin có đặc tính của chất mang, chất dính, chất độn, chất nhồi, chất bôi trơn, chất rã, chất tạo khối lượng…Trong công nghiệp thực phẩm, maltodextrin dùng để làm phụ gia trong sản xuất đồ uống trái cây dạng bột, chè và cà phê hòa tan, sản xuất các loại bánh kem, bánh tươi, các sản phẩm sữa, kem, tương ớt, nước chấm, nước sốt,

2.3.2 Natribenzoate (E211)

Natribenzoate (C6H5COONa) dễ tan trong nước Acid benzoic và muối natribenzoat được công nhận là GRAS (generally recognized as safe) Nồng độ thường dùng 0,05% – 0,075% đối với nước quả chua và 0,075% – 0,1% đối với nước quả ít chua Có nhược điểm là có mùi kim loại dễ bị phát hiện, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

CHƯƠNG III: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP

3.1 Phương tiện thí nghiệm

Thực hiện nghiên cứu, thu thập và xử lý số liệu tại phòng thí nghiệm bộ môn công nghệ thực phẩm.

- Các hóa chất sử dụng trong định lượng đường

- Các chất tạo đông: Carragenan, xanthan gum, konjac, maltodextrin

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên, mỗi thí nghiệm lặp lại hai lần.

3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hỗn hợp phụ gia tạo gel (carrageenan 26%, xanthan gum 7%, conjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của sản phẩm

+ Mục đích thí nghiệm: Xác định hàm lượng hỗn hợp phụ gia tạo gel (carrageenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) thích hợp để sản phẩm có chất lượng cao nhất.

+ Chuẩn bị mẫu: Dưa hấu có độ chín thích hợp, không bị dập nát hay hư hỏng, rửa sạch, tách vỏ Nguyên liệu và hóa chất được chuẩn bị theo quy trình được biểu diễn ở hình 4.

+ Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Hình 4: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng hỗn hợp phụ gia tạo gel (carrageenan 26%, xanthan gum 7%, conjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của

sản phẩm

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của nhân tố A:

- Nhân tố A: Hàm lượng hỗn hợp phụ gia tạo gel (carragenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) ở bảy mức độ.

Định lượng hóa chất (phụ gia tạo gel, đường, natribenzoate)

Nấu

Vô bao bì Ghép mí

Đánh giá các chỉ tiêu Tạo gel

Xác quả

Dịch quả

Chà Rửa, tách vỏ

Lọc

Phối chế

nhiệt độ cho dịch quả vào trộn đều hỗn hợp Dịch jelly được rót vào ly, ghép mí, làm nguội và đánh giá các chỉ tiêu.

Đánh giá các chỉ tiêu Tạo gel

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của hai nhân tố:

- Nhân tố B: Nhiệt độ nấu ở ba mức độ

và nhiệt độ cho dịch quả vào trộn đều hỗn hợp Dịch jelly được rót vào ly, ghép mí, làm nguội và đánh giá các chỉ tiêu.

+ Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Hình 6 : Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng KCl và hàm lượng dịch dưa hấu đến

độ dai và cảm quan của sản phẩm

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của hai nhân tố:

- Nhân tố D: Hàm lượng dịch dưa hấu bổ sung ở bốn mức độ

Định lượng hóa chất (phụ gia tạo gel, đường, KCl, natribenzoate)

Nấu

Vô bao bì Ghép mí

Đánh giá các chỉ tiêu Tạo gel

trộn với đường, sau đó hòa tan vào nước và nấu ở 900C trong 1 phút Khi nấu đủ thời gian và nhiệt độ cho dịch quả vào trộn đều hỗn hợp Dịch jelly được rót vào ly, ghép

mí, làm nguội và đánh giá các chỉ tiêu.

+ Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Hình 7: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng đường đến độ dai và cảm quan của

sản phẩm

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của nhân tố F

- Nhân tố F: Hàm lượng đường bổ sung ở sáu mức độ

Định lượng hóa chất (phụ gia tạo gel, đường, natribenzoate)

Nấu

Vô bao bì Ghép mí

Đánh giá các chỉ tiêu Tạo gel

Lọc

F5 F6

+ Sơ đồ bố trí thí nghiệm:

Hình 8: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của phần trăm natribenzoate đến khả năng bảo quản

và cảm quan của sản phẩm

Thí nghiệm được bố trí theo khối hoàn toàn ngẫu nhiên với sự thay đổi của nhân tố G

- Nhân tố G: Hàm lượng natribenzoate bổ sung ở năm mức độ

đó hòa tan vào nước và nấu ở 900C trong 1 phút Khi nấu đủ thời gian và nhiệt độ cho dịch quả vào trộn đều hỗn hợp Dịch jelly được rót vào ly, ghép mí, làm nguội và đánh giá các chỉ tiêu.

Đánh giá các chỉ tiêu Tạo gel

Lọc

G5

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

3.3 Phương pháp phân tích

3.3.1 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vật lý

Bảng 2: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu vật lý

Chỉ tiêu vật lý Phương pháp

Độ dai, độ bền gel Máy đo độ cứng Rheotex, giá trị

đo được là lực phá vỡ bề mặt.

3.3.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cảm quan

Bảng 3: Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cảm quan

3.3.3 Phương pháp phân tích số liệu

Phân tích số liệu bằng phần mềm excel 2003 và statgraphics plus.

Chỉ tiêu cảm quan Phương pháp

Màu sắc Sử dụng phương pháp cho điểm theo thang

điểm Hedonic

Vị Sử dụng phương pháp cho điểm theo thang

điểm Hedonic Cấu trúc Sử dụng phương pháp cho điểm theo thang

điểm Hedonic Mùi Sử dụng phương pháp cho điểm theo thang

điểm Hedonic, phương tam giác

CHƯƠNG IV KẾT QUẢ THẢO LUẬN

4.1 Khảo sát ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo gel (carragenan 26%, xanthan gum 7%, konjac 21%, maltodextrin 31%, KCl 15%) đến chất lượng của sản phẩm

Bảng 4: Ảnh hưởng của hàm lượng phụ gia tạo gel đến độ dai (gram lực) của sản phẩm

Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác nhau có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%

Hình 9: Đồ thị biểu diễn độ dai của sản phẩm theo tỉ lệ phụ gia tạo gel

Từ bảng 4 nhận thấy, tỉ lệ phụ gia tạo gel có ảnh hưởng đến độ dai của sản phẩm tạo thành (độ tin cậy 95%) Khi tăng tỉ lệ phụ gia thì độ dai sản phẩm cũng tăng, mẫu có hàm lượng phụ gia tạo gel 1,7%; 1,9%; 2,1% là ba mẫu có độ dai TB cao nhất và độ dai của ba mẫu này không khác biệt ý nghĩa Tuy nhiên, để sản phẩm có độ dai phù hợp và đạt giá trị cảm quan cao ta cần xét đến bảng đánh giá cảm quan về cấu trúc sản phẩm.

Phụ gia tạo gel (%) Độ dai TB