ĐộNG HọC Sự THAY ĐổI ĐặC TíNH CấU TRúC CủA KHóM (TRồNG Ở HUYệN TÂN PHƯớC, TỉNH TIềN GIANG) THEO MứC Độ CHíN & ĐIềU KIệN TIềN Xử Lý TRONG CHế BIếN NHIệT

- ĐỘNG HỌC SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC CỦA KHÓM (TRỒNG Ở HUYỆN TÂN PHƯỚC, TỈNH TIỀN GIANG) THEO MỨC ĐỘ CHÍN &.
- ĐIỀU KIỆN TIỀN XỬ LÝ.
- Nghiên cứu được tiến hành trên cơ sở khảo sát sự thay đổi cấu trúc của khóm ở các mức độ chín do ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt khác nhau ở cả hai trường hợp có và không có tác động của tiền xử lý (chần trong dung dịch với CaCl C trong 10 phút).
- Kết quả nghiên cứu cho thấy, sự phá hủy cấu trúc của khóm tỉ lệ thuận với mức độ chín và sự gia tăng nhiệt độ.
- Động học sự thay đổi cấu trúc của khóm tuân theo phương trình chuyển đổi 1 phần.
- Muối CaCl2 có vai trò tích cực trong việc cải thiện cấu trúc khóm trong quá trình xử lý nhiệt, điều này thể hiện ở hằng số tốc độ k nhỏ và tỉ lệ độ cứng tương đối còn lại cao sau khi xử lý nhiệt..
- Từ khóa: cấu trúc, độ cứng, tiền xử lý, Calcium choride, xử lý nhiệt.
- Sự biến đổi của khóm cũng như nhiều loại quả khác sau thu hoạch phụ thuộc rất lớn vào điều kiện nhiệt độ và độ ẩm môi trường bảo quản, các biến đổi hóa lý sau thu hoạch và các xử lý hóa học nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm (Van Buren, 1979).
- Nếu các quá trình không liên quan đến nhiệt thường ít hoặc không ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, thì chế biến nhiệt lại không những làm biến đổi thành phần dinh dưỡng, giá trị cảm quan mà còn tác động rất lớn đến sự giảm cấu trúc của rau quả nói chung và khóm nói riêng.
- Cấu trúc có thể nói là một thuộc tính chất lượng quan trọng đối với các sản phẩm của khóm.
- Việc gia nhiệt trong thời gian khá dài để thanh trùng đồ hộp khóm nước đường sẽ làm mềm sản phẩm, mất đi cấu trúc đặc trưng của khóm.
- Do đó, sự thay đổi cấu trúc khóm qua quá trình chế biến là vấn đề được đặt ra cho các nhà khoa học thực phẩm cũng như các nhà sản xuất..
- Hệ gel này giúp tăng cường sự kết dính tế bào, giữ cấu trúc cứng chắc.
- Các nghiên cứu cải thiện cấu trúc rau quả đã được tiến hành nhiều năm ở khắp các nước trên thế giới theo hai hướng chính là kích hoạt enzyme PME nội bào hoặc bổ sung một loại PME khác trong quá trình chế biến..
- Thêm vào đó, mức độ chín là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi tính chất hóa lý của rau quả.
- Chính vì vậy, nghiên cứu động học sự thay đổi đặc tính cấu trúc của khóm theo mức độ chín trong chế biến nhiệt được tiến hành nhằm làm rõ một số vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng trái cây nhằm góp phần duy trì chất lượng sản phẩm sau chế biến nhiệt..
- 2.2.1 Khảo sát sự thay đổi đặc tính cấu trúc của khóm theo mức độ chín trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau.
- Khóm sau khi xử lý cơ học (cắt thành mẫu hình trụ với kích thước 20 mm x 20 mm) và cho vào các ống hình trụ làm bằng thép không rỉ.
- Mẫu được tiến hành xử lý nhiệt ở các nhiệt độ 80C, 85C và 90C bằng việc sử dụng bộ điều nhiệt.
- Làm nguội và tiến hành đo cấu trúc của khóm sau mỗi khoảng thời gian xử lý phút ứng với từng mức nhiệt độ.
- Phân tích kết quả và tìm ra quy luật sự thay đổi đặc tính cấu trúc của khóm theo các mức độ chín sau quá trình xử lý nhiệt khác nhau thông qua hằng số k..
- 2.2.2 Khảo sát động học biến đổi đặc tính cấu trúc của khóm theo mức độ chín có sự tác động của quá trình tiền xử lý nhiệt.
- Tuy nhiên, trước khi xử lý nhiệt, mẫu khóm được ngâm trong dung dịch muối CaCl 2 nồng độ 0,15% ở 55C trong thời gian 10 phút (Trần Thanh Trúc el al., 2006).
- Làm nguội và tiến hành đo cấu trúc của khóm sau mỗi khoảng thời gian 0, 5, 10.
- Từ kết quả đã thu thập được, tiến hành phân tích quy luật động học sự thay đổi đặc tính cấu trúc của khóm theo các mức độ chín sau quá trình xử lý nhiệt khác nhau thông qua hằng số k..
- 2.3 Phương pháp đo đạc và xử lý số liệu 2.3.1 Phương pháp đo đạc.
- Tiến hành đo cấu trúc (g lực) của các mẫu khóm bằng thiết bị đo cấu trúc (Texture Analyser TA_XT2i) với các thông số:.
- Các nghiên cứu về động học sự thay đổi cấu trúc của các loại rau quả cho thấy, các.
- Trong đó: H - cấu trúc thay đổi theo thời gian t H o - cấu trúc ban đầu.
- cấu trúc còn lại sau quá trình xử lý nhiệt kéo dài t - thời gian xử lý nhiệt (phút).
- Giá trị độ lệch chuẩn SD và độ tin cậy R 2 của phương trình động học biểu diễn sự thay đổi cấu trúc theo thời gian xử lý nhiệt được tính toán theo các công thức sau (SAS, 1990):.
- SSQ : các tổng bình phương (sum of squares) SD : độ lệch chuẩn (standard deviation) 2.3.3 Phương pháp xử lý số liệu.
- 3.1 Khảo sát sự thay đổi độ cứng của khóm theo mức độ chín trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau.
- Quá trình gia nhiệt có ảnh hưởng rất lớn đến cấu trúc của tế bào rau quả nói chung và khóm nói riêng, pectin bị phá vỡ và những đặc tính vật lý của tế bào cũng thay đổi theo.
- Khả năng cải thiện cấu trúc khóm không chỉ được đánh giá bằng sự thay đổi độ cứng sau quá trình tiền xử lý có hoặc không có enzyme mà còn phải đánh giá dựa vào khả năng duy trì độ cứng sau quá trình gia nhiệt ở nhiệt độ cao nhất định trong thời gian dài.
- Do đó, phương pháp nghiên cứu động học, tức là sự thay đổi cấu trúc do nhiệt theo thời gian được sử dụng.
- Phương pháp này dựa vào giá trị độ cứng của quả ở từng khoảng thời gian gia nhiệt để tìm ra quy luật biến đổi cấu trúc.
- Độ cứng của khóm được thể hiện qua giá trị lực cắt tác động lên mẫu khóm kích thước 20 x 20 mm bởi dao cắt của thiết bị đo cấu trúc với các thông số cho trước.
- Kết quả sau khi đo đạc được thu thập và xử lý bằng chương trình SAS 9.1.
- Các thông số động học thu được thông qua tính toán được thể hiện ở bảng 1, phương trình động học sự thay đổi cấu trúc khóm theo các chế độ xử lý nhiệt được tổng kết ở bảng 2..
- Bảng 1: Thông số động học được tính toán dựa vào phương trình chuyển đổi một phần của sự thay đổi cấu trúc khóm ở các mức độ chín theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau.
- Bảng 2: Phương trình động học sự thay đổi cấu trúc khóm theo các mức độ chín ở các chế độ xử lý nhiệt khác nhau.
- Mức độ chín Nhiệt độ H o (g lực) Phương trình động học.
- Độ chín 1.
- 80C 2574,881 H/H o exp(-0,1394t) 85 C 2574,881 H/H o exp(-0,1471t) 90C 2574,881 H/H o exp(-0,1558t) Độ chín 2.
- 80C 2458,897 H/H o exp(-0,1145t) 85 C 2458,897 H/H o exp(-0,1495t) 90C 2458,897 H/H o exp(-0,1615t) Độ chín 3.
- 80C 2318,847 H/H o exp(-0,1068t) 85 C 2318,847 H/H o exp(-0,1234t) 90C 2318,847 H/H o exp(-0,1509t) Độ chín 4.
- 80C C C Độ chín 2.
- 80C C C Độ chín 3.
- 80C C C Độ chín 4.
- 80C C C Độ chín 5.
- (a) Độ chín 1 (b) Độ chín 5.
- Hình 2: Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc khóm ở các chế độ xử lý nhiệt khác nhau ở hai mức độ chín điển hình 1 và 5.
- Như vậy, sự biến đổi cấu trúc khóm ở các chế độ xử lý nhiệt khác nhau tuân theo mô hình phản ứng chuyển đổi một phần (Bảng 2)..
- Giá trị độ cứng còn lại giảm theo nhiệt độ xử lý từ 80ºC đến 90ºC khi hằng số tốc độ k (1/phút) tăng dần và tỷ lệ H/H o (tỷ lệ giá trị độ cứng sau khi xử lý nhiệt so với giá trị độ cứng của mẫu khóm ban đầu) giảm dần theo thời gian xử lý nhiệt từ 5 đến 180 phút.
- Điều này chứng tỏ tốc độ giảm cấu trúc tăng dần theo thời gian và theo chế độ xử lý nhiệt.
- Trên cùng một mức độ chín thì giá trị độ cứng còn lại (g lực) cao nhất ở 80C (độ chín 1 là 1406,7.
- độ chín 2: 1261,2.
- độ chín 3: 1157,6.
- độ chín 4:.
- độ chín 5: 964,9) và thấp nhất ở 90C (độ chín 1:1156,6.
- độ chín 2:.
- độ chín 3: 914.
- độ chín 4: 882,8.
- độ chín 5: 789,6)..
- Điều này phù hợp với giả thuyết, nghĩa là chỉ một phần cấu trúc khóm bị phá hủy bởi nhiệt độ cao.
- Do đó, nếu thời gian gia nhiệt hợp lý sẽ giúp cải thiện độ cứng, nếu kéo dài quá thì cấu trúc khóm sẽ bị dai..
- Đồng thời, tỷ lệ H ∞ /H o ở các chế độ xử lý nhiệt cũng khác nhau..
- Độ chín của khóm cũng là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc.
- Trong cùng chế độ xử lý nhiệt có thể nhận thấy, giá trị độ cứng còn lại giảm dần theo mức độ chín của khóm từ mức chín 1 đến mức chín 5.
- Ở chế độ xử lý nhiệt 80ºC, giá trị độ cứng còn lại cao nhất ở mức.
- Để hạn chế sự thay đổi cấu trúc của khóm sau khi gia nhiệt tốt nhất nên chọn nhiệt độ xử lý là 80ºC vì ở nhiệt độ này độ cứng được duy trì tốt nhất..
- Hình 3: Đồ thị biểu diễn động học sự thay đổi cấu trúc khóm ở 5 mức độ chín trong cùng chế độ xử lý nhiệt 80ºC.
- 3.2 Động học sự thay đổi cấu trúc của khóm có tiền xử lý (chần trong CaCl 2 0,15% ở 55ºC, 10 phút) theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau.
- đặc biệt là các sản phẩm rau quả phải trải qua quá trình xử lý nhiệt..
- Cấu trúc của nhiều loại rau quả sẽ được cải thiện khi ngâm muối calcium (Luna- Guzmán et al., 1999 &.
- Khi ngâm nguyên liệu vào trong dung dịch thì ion Ca 2+ sẽ khuếch tán vào trong nguyên liệu làm cho nguyên liệu có cấu trúc cứng hơn.
- Muối calcium cũng được sử dụng để làm giảm ảnh hưởng bất lợi của nhiệt độ đến cấu trúc của các sản phẩm xử lý nhiệt (trích dẫn bởi Alonso, 1997, Suutarinen, 2000).
- Đã có nhiều nghiên cứu cải thiện độ cứng của rau quả trong quá trình xử lý nhiệt bằng cách sử dụng muối calcium.
- Các kết quả đo đạc trong quá trình nghiên cứu được tính toán, xử lý và trình bày ở bảng 3 và bảng 4..
- Bảng 3: Giá trị k và H ∞ của sự thay đổi cấu trúc khóm đã được tiền xử lý (chần trong CaCl 2.
- 0,15% ở 55 º C, 10 phút) ở các mức độ chín khác nhau theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau.
- Bảng 4: Phương trình động học sự thay đổi cấu trúc khóm theo các mức độ chín đã được tiền xử lý (chần trong CaCl 2 0,15% ở 55 º C, 10 phút) khi xử lý nhiệt ở các chế độ khác nhau.
- Mức độ chín Nhiệt độ H o Phương trình động học.
- Từ kết quả thí nghiệm ở bảng 3 và bảng 4 cho thấy, động học sự thay đổi cấu trúc của khóm đã qua tiền xử lý cũng mô tả theo phương trình chuyển đổi một phần.
- Mức độ chín Nhiệt độ SD K (1/phút) R 2 H.
- (giá trị R 2 gần bằng 1, giá trị SD nhỏ nên có ý nghĩa cao) nghĩa là trong tế bào thực vật có sự tồn tại của cấu trúc không bền nhiệt và cấu trúc bền nhiệt.
- Khi xử lý nhiệt khóm đã qua tiền xử lý (chần trong dung dịch CaCl 2 0,15%) thì khả năng cải thiện cấu trúc của khóm sau quá trình xử lý nhiệt tăng, hằng số tốc độ k (1/phút) ở trường hợp có bổ sung CaCl 2 nhỏ hơn so với hằng số tốc độ phá hủy cấu trúc khóm khi không có sự hiện diện của CaCl 2 .
- Hình 4 cho thấy, ở cùng độ chín, mức độ giảm cấu trúc của khóm được chần ở 55C trong dung dịch CaCl 2 ít hơn (giá trị H/H o cao hơn và đường biểu diễn tốc độ giảm cấu trúc nằm cao hơn) khi so sánh với mẫu khóm không qua tiền xử lý trước khi gia nhiệt.
- (a) Không tiền xử lý (b) Tiền xử lý trong CaCl 2 0,15% ở 55 º C, 10’.
- Hình 4: Đồ thị động học sự thay đổi cấu trúc của khóm ở mức độ chín 1 theo các chế độ xử lý nhiệt khác nhau.
- Tương tự như trường hợp xử lý nhiệt khóm trong điều kiện không bổ sung CaCl 2 , khi chế độ xử lý nhiệt càng tăng (từ 80ºC đến 85ºC và 90ºC) với cùng mức độ chín thì hằng số tốc độ k (1/phút) cũng tăng dần (Hình 5)..
- Sự thay đổi cấu trúc khóm ở các mức độ chín khác nhau đều tuân theo mô hình phản ứng chuyển đổi một phần (fractional conversion model) cả khi không bổ sung và có bổ sung CaCl 2 0,15%.
- Cấu trúc khóm có sự thay đổi lớn dưới tác động của nhiệt độ so với mẫu khóm tươi ban đầu.
- Tuy nhiên, giá trị độ cứng còn lại của khóm khi kết thúc quá trình gia nhiệt tương đối cao chứng tỏ phần cấu trúc bền nhiệt trong khóm chiếm tỉ lệ lớn..
- Giá trị độ cứng còn lại của khóm không tiền xử lý và khóm được tiền xử lý (chần trong dung dịch CaCl 2 0,15%) trong cùng 1 mức độ chín thì giảm dần từ chế độ xử lý nhiệt 80ºC đến chế độ xử lý nhiệt 90ºC.
- Ngược lại, hằng số tốc độ phá hủy cấu trúc khóm (k) tăng dần từ chế độ xử lý nhiệt 80ºC đến chế độ xử lý nhiệt 90ºC..
- Trong cùng một chế độ xử lý nhiệt thì giá trị độ cứng còn lại của khóm không tiền xử lý và khóm được tiền xử lý (chần trong CaCl 2 0,15%) giảm dần từ độ chín 1 đến độ chín 5.
- Tuy nhiên, độ cứng của khóm đã qua tiền xử lý (chần trong dung dịch CaCl 2 0,15%) khi xử lý ở các chế độ nhiệt khác nhau thì có phần được cải thiện hơn so với khóm không có tiền xử lý, thể hiện qua tỷ lệ H/H o cao, giá trị k nhỏ ở cùng chế độ xử lý nhiệt..
- Động học sự thay đổi cấu trúc khóm ở các điều kiện tiền xử lý khác nhau