Ảnh hưởng của Áp suất và thời gian cô đặc chân không, chất chống oxy hóa và chế độ thanh trùng đến chất lượng nước khóm cô đặc

- ẢNH HƯỞNG CỦA ÁP SUẤT VÀ THỜI GIAN CÔ ĐẶC CHÂN KHÔNG, CHẤT CHỐNG OXY HÓA VÀ CHẾ ĐỘ THANH TRÙNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG NƯỚC KHÓM CÔ ĐẶC.
- Chất chống oxy hóa, chất lượng, cô đặc chân không, nước khóm, thanh trùng Keywords:.
- Ảnh hưởng của các yếu tố (i) điều kiện chế biến chân không (áp suất chân không 500600 mmHg trong thời gian từ 1315 phút, nhiệt độ 60÷62 o C);.
- (iii) thể tích nước chanh dây bổ sung 48% và (iv) chế độ thanh trùng sản phẩm trong khoảng 80÷95 o C và thời gian giữ nhiệt 5÷12,5 phút đến đặc tính lý hóa học, giá trị cảm quan, tính an toàn và khả năng bảo quản sản phẩm nước khóm cô đặc được khảo sát.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy thực hiện cô đặc nước khóm ở điều kiện chân không tối ưu (áp suất 600 mmHg, nhiệt độ hơi bốc 60÷62 o C và thời gian giữ nhiệt 14 phút) làm tăng hàm lượng chất khô hòa tan đến khoảng 58 o Brix (tiêu chuẩn của nước trái cây cô đặc), độ nhớt (hạn chế tình trạng lắng) và giảm thiểu sự biến màu của sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Bổ sung acid ascorbic (nồng độ 0,1%) và nước chanh dây (tỷ lệ 6%) cho sản phẩm có khả năng duy trì tốt màu sắc.
- Nước khóm cô đặc (trong chai thủy tinh kín) được bảo quản an.
- Làm bay hơi nước quả thường được thực hiện bằng phương pháp cô đặc truyền thống, là một trong các kỹ thuật đã được nghiên cứu và sử dụng trong công nghiệp thực phẩm (Nindo et al., 2007).
- Sản xuất nước quả cô đặc giúp làm giảm diện tích cần thiết do thể tích sản phẩm giảm (Belibagli và Dalgic, 2007), tăng hiệu quả kinh tế trong đóng gói, vận chuyển và phân phối sản phẩm cuối cùng.
- Cô đặc nước quả có thể làm tăng hiệu quả sản xuất gấp 2-3 lần và kéo dài được thời gian tồn trữ, buôn bán sản phẩm trên thị trường do hoạt độ của nước (a w ) giảm (Cassano et al., 2003).
- Với kỹ thuật cô đặc được áp dụng, sản phẩm an tòan về mặt vi sinh do hàm lượng chất khô tăng lên khi cô đặc và sản phẩm cuối cùng vẫn còn ở dạng lỏng.
- Mục tiêu của nghiên cứu là chọn lựa các thông số tối ưu của điều kiện chế biến chân không, chất ổn định màu sắc và chế độ thanh trùng phù hợp cho quy trình sản xuất nước khóm cô đặc có giá trị dinh dưỡng cao, khả năng bảo quản lâu dài với chất lượng ổn định..
- Khảo sát ảnh hưởng của áp suất chân không và thời gian (nhiệt độ được kiểm soát) đến chất lượng sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Dịch quả được cô đặc bằng thiết bị cô đặc chân không 2 vỏ (10 lít dịch quả/mẻ thí nghiệm) với áp suất chân không thay đổi 500÷650 mmHg (cách nhau 50 mmHg) và thời gian giữ nhiệt 13÷15 phút (cách nhau 1 phút).
- Kết thúc quá trình cô đặc, sản phẩm được phân tích các chỉ tiêu lý hóa học như độ nhớt (cP), màu sắc, độ hoạt động của nước (a w.
- Sản phẩm được đánh giá cảm quan theo phương pháp phân tích mô tả định lượng QDA..
- Ảnh hưởng của chất chống oxy hóa đến khả năng duy trì màu sắc của sản phẩm sau khi cô đặc.
- Dịch quả được đồng hóa (áp suất 25 MPa) và cô đặc theo các điều kiện tối ưu đã đạt được ở thí nghiệm 1.
- Quan sát sản phẩm sau khi đóng chai.
- Đo màu sắc sản phẩm (giá trị L)..
- Ảnh hưởng của tỷ lệ nước chanh dây bổ sung đến khả năng duy trì màu sắc và hàm lượng vitamin C của sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Thực hiện quá trình cô đặc (điều kiện tối ưu ở các thí nghiệm trước), phân tích màu sắc và hàm lượng vitamin C (mg%) của sản phẩm..
- Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến màu sắc và khả năng tồn trữ sản phẩm.
- nhau 5 o C) với thời gian giữ nhiệt thay đổi trong khoảng 5 đến 12,5 phút (cách nhau 2,5 phút).
- Nhiệt độ tâm của sản phẩm trong suốt tiến trình thanh trùng được kiểm soát chặt chẽ bằng hệ thống thanh trùng online.
- Các chỉ tiêu được tính toán và theo dõi là giá trị thanh trùng PU, màu sắc sản phẩm, hàm lượng vi sinh tổng số (CFU/mL) và khả năng bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ khí quyển (302 o C)..
- 3.1 Ảnh hưởng của áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt đến chất lượng sản phẩm.
- Trong quá trình cô đặc, sản phẩm được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi, nước bốc hơi đến khi nồng độ chất khô đạt yêu cầu.
- Do quá trình cô đặc chân không làm giảm được nhiệt độ sôi của dịch quả, giảm lượng không khí tồn tại trong thiết bị nên hạn chế phản ứng hóa nâu và hạn chế tổn thất dinh dưỡng trong sản phẩm sau cô đặc..
- 3.1.1 Tổng chất khô hòa tan (độ Brix) của sản phẩm Khi cô đặc, nước trong sản phẩm bốc hơi làm tăng.
- nồng độ chất khô hòa tan, độ Brix trong sản phẩm cuối khoảng 40-60.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy hàm lượng chất khô hòa tan của dịch khóm thay đổi theo áp suất chân không và thời gian cô đặc và cho giá trị cao nhất ở áp suất chân không 650 mmHg trong 15 phút (Hình 1).
- Tuy nhiên ở điều kiện này, sản phẩm có độ Brix cao, rất sệt và thường bị đặc lại khi bảo quản.
- Khi cô đặc ở áp suất chân không 500 mmHg tương ứng với thời gian giữ nhiệt 13 và 14 phút hoặc ở áp suất chân không 550, 600 và 650 mmHg với thời gian giữ nhiệt 13 phút thì độ Brix của sản phẩm vẫn thấp, không đạt yêu cầu về chất lượng.
- Với cùng thời gian giữ nhiệt 14 phút, nước khóm được cô đặc ở áp suất chân không 600 và 650 mmHg không thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa (giá trị o Brix đạt được theo chuẩn của sản phẩm cô đặc là 61,5-62).
- Như vậy, chỉ cần cô đặc nước khóm ở áp suất chân không 600 mmHg, tránh thời gian gia nhiệt dài hơn và giảm được tổn thất chất dinh dưỡng từ quá trình gia nhiệt và hoàn thiện sản phẩm..
- Hình 1: Tổng chất khô hòa tan của nước khóm cô đặc theo áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt 3.1.2 Hoạt độ nước (a w ) của sản phẩm.
- Giá trị a w ≤ 0,88 là an toàn cho nước trái cây cô đặc (Beuchat et al., 2013).
- cũng giảm đến mức an toàn cho sản phẩm bảo quản (a w của sản phẩm ≤ 0,88 khi áp suất chân không đạt được 600 mmHg và thời gian giữ nhiệt 14 phút).
- 500mmHg 550mmHg 600mmHg 650mmHg Áp suất chân không (mmHg).
- Bảng 1: Độ hoạt động của nước (a w ) của nước khóm cô đặc theo áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt.
- Áp suất chân không.
- 3.1.3 Màu sắc (giá trị L) của sản phẩm Kết quả khảo sát thực tế cho thấy màu sắc (giá trị L) của nước khóm cô đặc giảm theo thời gian và tăng dần theo áp suất chân không (Bảng 2).
- Khi tăng áp suất chân không, nhiệt độ sôi của sản phẩm càng thấp nên có thể hạn chế phản ứng hóa nâu, vì vậy giá trị L tăng, màu sắc vàng sáng của sản phẩm được duy trì..
- Bảng 2: Ảnh hưởng của áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt đến màu sắc (giá trị L) của nước khóm cô đặc.
- Áp suất chân không (mmHg) Thời gian giữ nhiệt (phút) 13 14 15 Trung bình.
- 3.1.4 Độ nhớt của sản phẩm.
- Độ nhớt của nước khóm cô đặc tỷ lệ thuận với.
- áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt (Hình 2)..
- Hình 2: Độ nhớt (cP) của nước khóm cô đặc theo áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt 0.
- Hàm lượng vitamin C của sản phẩm duy trì cao khi áp suất chân không tăng (Hình 3).
- sản phẩm chế biến ở áp suất chân không 650 mmHg thể hiện giá trị cao nhất nhưng không khác biệt rõ so với sản phẩm cô đặc ở áp suất 600 mmHg.
- Thời gian giữ nhiệt dài cũng ảnh hưởng đến hàm lượng vitamin C còn lại trong sản phẩm cuối.
- Sản phẩm được cô đặc ở áp suất chân không 600 mmHg trong thời gian 13-14 phút giúp duy trì hàm lượng vitamin C ở mức cao nhất..
- Hình 3: Hàm lượng vitamin C (mg%) trong sản phẩm theo áp suất chân không và thời gian giữ nhiệt 3.1.6 Giá trị cảm quan của sản phẩm nước.
- khóm cô đặc.
- Chọn lọc và so sánh sản phẩm nước khóm được cô đặc ở các điều kiện áp suất chân không khác nhau với cùng thời gian giữ nhiệt 14 phút được thể hiện ở Hình 4 (dữ liệu đánh giá cảm quan nước khóm được cô đặc ở các áp suất chân không với thời gian giữ nhiệt 13 và 15 phút không được trình.
- Kết quả đánh giá cảm quan cho thấy sản phẩm đạt điểm cảm quan cao ở tất cả các chỉ tiêu (màu sắc, mùi vị và trạng thái) khi dịch quả được cô đặc ở áp suất chân không 600 mmHg và giữ nhiệt trong 14 phút.
- Sản phẩm có màu vàng sáng, mùi thơm đặc trưng của khóm và trạng thái ổn định, độ đặc vừa phải và không bị tách lớp trong thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng (302 o C)..
- Màu sắc.
- 3.2 Ảnh hưởng của acid ascorbic, acid citric và ascorbyl palmitate đến khả năng duy trì màu sắc của sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Kết quả thống kê cho thấy acid ascorbic thể hiện ưu điểm hơn so với acid citric và ascorbyl palmitate trong hạn chế hiện tượng hóa nâu trong sản phẩm khi gia nhiệt, sản phẩm duy trì khá tốt.
- Khi tăng nồng độ chất chống oxy hóa, màu sắc của sản phẩm sáng hơn (giá trị L tăng) (Bảng 3).
- Acid ascorbic sử dụng với nồng độ 0,1 và 0,15% cho màu sản phẩm tốt nhất sau khi kết thúc quá trình cô đặc, giá trị L đo được là 31,67 và 32,91, sáng hơn so với mẫu đối chứng (giá trị L đo được là 18,85)..
- sung đến khả năng duy trì màu sắc và hàm lượng vitamin C của sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Kết quả khảo sát cho thấy màu sắc sản phẩm được cải thiện hơn khi bổ sung chanh dây với tỷ lệ.
- Khi dịch chanh dây bổ sung ở hàm lượng cao hơn (6%) thì hàm lượng vitamin C trong sản phẩm đạt 253,8 mg% (Bảng 4) nhưng không ảnh hưởng tốt hơn đối với màu sắc sản phẩm..
- Bảng 4: Màu sắc (giá trị L) và hàm lượng vitamin C của nước khóm cô đặc theo tỷ lệ nước chanh dây bổ sung.
- đến màu sắc và khả năng bảo quản sản phẩm 3.4.1 Biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo các chế độ thanh trùng khác nhau.
- Sự thay đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian xử lý ở nhiệt độ 85 o C được thể hiện ở Hình 5 (các dữ liệu biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm ở các nhiệt độ thanh trùng 80 và 90 o C không đưa ra đầy đủ ở đây)..
- Khi nhiệt độ thanh trùng tăng, thời gian càng dài thì giá trị thanh trùng (PU) càng lớn, sản phẩm càng an toàn.
- Từ kết quả tính toán cho thấy, thanh trùng ở 85 o C và giữ nhiệt trong 5 phút cho giá trị thanh trùng PU có thể đảm bảo an toàn cho sản phẩm (Bảng 5)..
- Hình 5: Biến đổi nhiệt độ tâm sản phẩm theo thời gian thanh trùng ở 85 o C Bảng 5: Giá trị thanh trùng (PU) của các chế độ.
- thanh trùng Nhiệt độ.
- thanh trùng ( o C) Thời gian giữ nhiệt (phút .
- Màu sắc sản phẩm.
- hiện ở Hình 6 cho thấy nhiệt độ thanh trùng 90- 95 o C trong thời gian từ 5 đến 12,5 phút ảnh hưởng rõ rệt đến màu sắc (giá trị L) của sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Ở nhiệt độ thanh trùng thấp hơn (85 o C) và thời gian giữ nhiệt 5 phút đảm bảo được màu sắc sáng đẹp của sản phẩm.
- Tuy nhiên khi kéo dài thời gian giữ nhiệt (7,5 đến 12,5 phút), sản phẩm cũng bị biến màu như ở nhiệt độ cao hơn..
- Trong quá trình thanh trùng, tác dụng của nhiệt làm cho hợp chất màu trong nước khóm xảy ra quá trình isomer hóa (β-carotene) và phân hủy nên sản phẩm sậm màu.
- Nhiệt độ thanh trùng 85 o C và thời gian giữ nhiệt 5 phút cho sản phẩm có màu sáng đẹp so với các chế độ nhiệt khác được sử dụng..
- Hình 6: Màu sắc của sản phẩm nước khóm cô đặc sau khi thanh trùng ở các nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt khác nhau.
- Thời gian gia nhiệt (phút).
- Nhiệt độ (°C).
- Giá trị L.
- 3.4.3 Khả năng bảo quản sản phẩm nước khóm cô đặc.
- Kết quả kiểm nghiệm cho thấy mật số vi sinh vật tăng nhẹ theo thời gian bảo quản, tuy nhiên sản phẩm vẫn đảm bảo an toàn về chỉ tiêu vi sinh trong.
- Các hiện tượng xảy ra và hàm lượng vi sinh vật tổng số trong nước khóm cô đặc trong thời gian bảo quản được ghi nhận và thể hiện ở Bảng 6..
- Bảng 6: Hàm lượng vi sinh vật tổng số và hiện tượng hư hỏng của nước khóm cô đặc được ghi nhận theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ phòng ( 302 o C.
- Thời gian bảo quản (tháng) Hàm lượng vi sinh vật tổng số (CFU/g) Hiện tượng.
- Sản phẩm còn tốt.
- Lớp mỏng ở bề mặt sản phẩm hơi.
- sậm màu, sản phẩm vẫn còn tốt..
- **Độ lệch chuẩn (STD) của giá trị trung bình Sản phẩm có trạng thái tốt và màu sắc đẹp.
- Sau thời gian này, trên bề mặt nước khóm cô đặc hơi bị sẫm màu.
- (chỉ lớp mỏng), tuy nhiên sản phẩm vẫn còn sử dụng tốt..
- Hình 7: Sản phẩm nước khóm cô đặc 4 KẾT LUẬN.
- Áp dụng kỹ thuật chân không trong chế biến nước khóm cô đặc cùng với tác động tốt của chất ổn định màu và tiến trình thanh trùng phù hợp đã giúp giảm thời gian chế biến, hạn chế các tác động bất lợi của nhiệt đối với sản phẩm.
- Nước khóm cô đặc duy trì tốt chất lượng, màu sắc tự nhiên và đảm bảo an toàn vệ sinh sản phẩm trong suốt 21 tuần tồn trữ..
- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với sản phẩm đồ uống không cồn