- TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN NGÂM THẨM THẤU TRONG MẬT ONG CỦA CAM SÀNH (Citrus sinensis). - Trong nghiên cứu này, sự di chuyển ẩm và khuếch tán chất tan của cam Sành ngâm trong dung dịch mật ong được mô hình hóa theo quy luật lũy thừa. - Quá trình thẩm thấu được đánh giá mỗi ngày đến khi sản phẩm đạt cân bằng. - Quy trình tối ưu tương ứng với thời gian chần cam, tỷ lệ mật ong trong dung dịch ngâm và tỷ lệ dịch ngâm thẩm thấu so với cam lần lượt là 66,39 giây, 71,96% và 1,57 lần, WL và SG là 39,39 và 18,83. - (Alzamora et al., 2001. - Zhao et al., 2005). - Bảo quản trái cây bằng cách ngâm tách nước thẩm thấu trong dung dịch đường cô đặc là một trong những giải pháp lựa chọn đáp ứng nhu cầu trên (Roşca &. - Thông thường trong quá trình này, muối được sử dụng làm dung dịch thẩm thấu cho rau và đường sử dụng cho trái cây (Alakali et al., 2006).. - Ngày nay, mật ong được ưa chuộng để thay thế hoàn toàn hoặc một phần đường trong chế biến trái cây.. - Mật ong là một loại thực phẩm tiềm năng tự nhiên bao gồm đường fructose và glucose (60-85. - Mật ong cũng có các enzyme (invertase, diastase, catalase và glucose oxidase), amino acid, vitamin, phenolic acid, flavonoid, khoáng chất (K, Ca, Na, P, Mg và Fe) cùng với các chất có hoạt tính sinh học khác. - (Bertoncelj et al., 2011. - Chefrour et al., 2009;. - Dżugan et al., 2018. - Kamboj et al., 2013).. - Hiện tượng truyền khối diễn ra giữa nguyên liệu và môi trường thẩm thấu bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm bản chất của nguyên liệu (loài, giống, mức độ trưởng thành, hình dạng và kích thước, phương pháp tiền xử lý) và các thông số của quá trình (thành phần/nồng độ của dung dịch thẩm thấu, tỷ lệ dung dịch thẩm thấu/nguyên liệu, nhiệt độ và thời gian ngâm) (Panades et al., 2008. - Shukla et al., 2018). - Nhằm giải quyết vấn đề bảo quản cam Sành ứng dụng phương pháp ngâm tách nước thẩm thấu, đồng thời dựa trên cơ sở các yếu tố ảnh hưởng đã nêu, sản phẩm cam Sành ngâm mật ong được nghiên cứu, với mục tiêu khảo sát và tối ưu hóa WL, SG của quá trình thẩm thấu cùng với hàm lượng ascosbic acid và chất lượng cảm quan của sản phẩm.. - Mật ong hoa cà phê mua từ công ty sản xuất mật ong Dakbee.. - Mật ong được chuẩn bị thành dung dịch thẩm thấu trong nước lọc theo các nồng độ như được bố trí thí nghiệm (Bảng 1). - Dung dịch thẩm thấu được cho vào các hủ thủy tinh (200 mL) khoảng 90 mL.. - Cam được cho vào dịch ngâm thẩm thấu theo tỷ lệ được bố trí và được giữ ở nhiệt độ 12–15 o C.. - Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được lựa chọn để ước tính tác động của các nhân tố đối với sự giảm ẩm và gia tăng chất khô cùng với các biến liên quan đến chất lượng sản phẩm như hàm lượng ascorbic acid và điểm chất lượng cảm quan khi sản phẩm đạt trạng thái cân bằng. - nồng độ mật ong trong dung dịch thẩm thấu (X 2 ) và tỷ lệ thể tích dung dịch thẩm thấu so với khối lượng múi cam (X 3. - Thiết kế Box-Behnken là một giải pháp thay thế hiệu quả cho thiết kế phức hợp trung tâm (Terkmane et al., 2016), được sử dụng cho nghiên cứu này, gồm 15 nghiệm thức với 3 điểm trung tâm, được trình bày cụ thể ở Bảng 1.. - Thiết kế Box–Behnken cho các biến nhân tố xử lý của quá trình thẩm thấu Biến độc lập. - Nồng độ mật ong trong dung dịch. - Tỷ lệ dung dịch thẩm thấu so với múi cam (lần, v/w). - Động học của quá trình truyền khối Xác định WL và SG. - Sau mỗi ngày (24 giờ) kể từ lúc bắt đầu ngâm thẩm thấu, mẫu cam được vớt ra khỏi hủ thủy tinh và được đặt trên rây lọc để mật ong bám trên múi cam chảy xuống hủ thủy tinh. - Các múi cam sau đó được rửa thật nhanh với một ít nước, thấm nhẹ bằng khăn giấy để loại bỏ nước bám và cân lại khối lượng bằng cân điện tử (Shukla et al., 2018). - được tính toán dựa theo phương trình (1) và (2) (Kamboj et al., 2017. - Shukla et al., 2018).. - Quá trình được thực hiện đến khi sản phẩm đạt cân bằng (khối lượng không đổi).. - S 0 và S lần lượt là lượng chất khô ban đầu và cuối của mẫu cam (g),. - Động học của quá trình giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô. - Để thiết lập mối quan hệ giữa WL và SG với thời gian ngâm trong quá trình thẩm thấu, động học của. - quá trình giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô được mô hình hóa theo quy luật lũy thừa (Azuara et al., 1992. - Kamboj et al., 2017. - Souraki et al., 2015), được thể hiện qua phương trình (3).. - Tối ưu hóa quá trình: Hàm toán học Y i , thể hiện biến tiêu chí (WL, SG. - ascorbic acid. - X 2 : nồng độ mật ong trong dung dịch thẩm thấu. - X 3 : Tỷ lệ dung dịch ngâm so với khối lượng nguyên liệu ngâm (lần, v/w).. - Số liệu từ thiết kế tối ưu hóa của các biến tiêu chí được phân tích hồi quy đa biến và xác định các thông số tối ưu của quá trình ngâm thẩm thấu bằng phần mềm Statgraphics Centurion XV.I.. - Mô hình hóa động học giảm ẩm và gia tăng chất khô. - Phương trình theo quy luật lũy thừa được sử dụng để đánh giá động học giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô của cam ngâm mật ong. - Thông số biểu diễn động học giảm ẩm của cam ngâm mật ong theoquy luật lũy thừa. - Thông số biểu diễn động học gia tăng khối lượng chất khô của cam ngâm mật ong theo quy luật lũy thừa. - Các giá trị thực nghiệm về sự giảm ẩm (Bảng 2) và gia tăng khối lượng chất khô (Bảng 3) trong các điều kiện xử lý khác nhau cho thấy khi sản phẩm đạt trạng thái cân bằng, độ giảm ẩm trong các nghiệm thức dao động trong khoảng trong khi độ gia tăng khối lượng chất khô dao động trong phạm vi . - Các tham số k và n của quá trình giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô cũng có sự chênh lệch giữa các nghiệm thức. - Như vậy, rõ ràng sự thẩm thấu phụ thuộc vào các nhân tố được khảo sát trong thí nghiệm. - Đồ thị biểu diễn sự giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô thực nghiệm và mô phỏng theo quy luật lũy thừa của nghiệm thức cùng với đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ Brix trong cam và dịch ngâm tương ứng với điểm trung tâm theo thiết kế thí nghiệm được minh họa trên Hình 1 và Hình 2. - Bảng 2, Bảng 3 và Hình 1 cũng cho thấy lượng ẩm thoát ra luôn cao hơn lượng chất khô hấp thụ vào múi cam, kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả đã công bố từ các nghiên cứu trước (Azoubel &. - Kamboj et al., 2017;. - Lazarides et al., 1995. - Mô hình theo quy luật lũy thừa phù hợp với dữ liệu thí nghiệm về sự giảm ẩm cũng như gia tăng khối lượng chất khô (Hình 1). - Đồng thời, sai biệt bình phương trung bình RMSE tương đối nhỏ (nhỏ hơn 10 và nhỏ hơn 3,1 tương ứng với quá trính giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô) đã mô tả đầy đủ động học thẩm thấu sản phẩm cam ngâm mật ong. - Một số nghiên cứu trước của tác giả Souraki et al. - Kamboj et al.. - học giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô của quá trình tách nước thẩm thấu.. - Sự giảm ẩm và gia tăng chất khô của mẫu tại điểm trung tâm trong thiết kế Kết quả từ Hình 1 và Hình 2 kết hợp với số liệu. - giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô cho thấy WL, SG và độ Brix của cam tăng theo thời gian ngâm thẩm thấu, trong khi độ Brix của dịch ngâm giảm dần. - Động lực thẩm thấu rất lớn giữa. - các múi cam và môi trường xung quanh là lý do cơ bản cho sự mất nước nhanh chóng trong giai đoạn bắt đầu và giảm dần tới giai đoạn kết thúc quá trình thẩm thấu (Kamboj et al., 2017). - Trong thí nghiệm này, hầu hết các mẫu nghiệm thức đạt cân bằng sau 7 ngày, từ ngày thứ 8 độ Brix của cam và dịch ngâm mật ong cũng như độ giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô không thay đổi.. - Sự thay đổi độ Brix của cam và mật ong theo thời gian ngâm (Thể hiện qua trung bình độ lệch chuẩn). - Tối ưu hóa quá trình ngâm thẩm thấu cam trong mật ong. - phân tích được trình bày trong Bảng 4, các thông số tối ưu hóa các biến nhân tố độc lập của quá trình được thể hiện trong Bảng 5. - Đồ thị mô phỏng phương trình hồi quy đa biến mô tả sự giảm ẩm, gia tăng chất khô và ascorbic acid được minh họa trên Hình 3.. - Thời gian ngâm (Ngày) Dịch ngâm Cam. - Hệ số WL SG Ascorbic acid Màu sắc Mùi vị. - Đối với sự mất nước, nồng độ mật ong trong dung dịch là yếu tố quan trọng, tác động có ý nghĩa nhất (cả bậc 1 và bậc 2 của phương trình với mức ý nghĩa lần lượt là 0,01 và 0,001), trong khi bậc một và hai của biến thời gian chần không ảnh hướng đáng kể. - Sự gia tăng nồng độ chất khô chịu ảnh hưởng nhiều nhất từ nhân tố. - nồng độ mật ong trong dịch ngâm (cả bậc 1 và bậc 2 đều có mức ý nghĩa 0,01, đồng thời sự tương tác giữa thời gian chần và nồng độ mật ong trong dung dịch). - Nghiên cứu của Kamboj et al. - (2017) cũng khẳng định sự giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô trong miếng táo phụ thuộc rất nhiều vào nồng độ mật ong trong dịch ngâm.. - Hàm lượng ascorbic acid chịu ảnh hưởng nhiều nhất từ nhân tố thời gian chần nguyên liệu (cả bậc 1, bậc 2 và tương tác với nồng độ mật ong trong dịch ngâm). - Chất lượng cảm quan về mùi vị và màu sắc sản phẩm bị tác động chủ yếu từ nồng độ mật ong trong dịch ngâm và tỷ lệ dịch ngâm so với nguyên liệu cam. - Kết quả này hoàn toàn hợp lý vì màu sắc và mùi vị sản phẩm hoàn toàn được quyết định bởi tỷ lệ hai nguyên liệu chính là mật ong và cam.. - Ascorbic acid (9,56 mg/100 g . - Màu sắc, mùi vị và ascorbic acid 4,37 và 4,55 điểm. - Ascorbic acid (9,43 mg/100 g. - Bảng 5 và Hình 3 cho thấy sự giảm ẩm có khuynh hướng nhiều nhất khi tỷ lệ dịch ngâm so với cam ở mức cao (1,7 lần) và nồng độ mật ong trong dịch ngâm ở mức trung bình (71,24. - Lượng dịch ngâm nhiều giúp quá trình tách nước thẩm thấu xảy ra dễ dàng hơn. - trong dịch ngâm cao sẽ làm tăng áp suất thẩm thấu giúp quá trình giảm ẩm và gia tăng khối lượng chất khô diễn ra nhanh hơn (Kamboj et al., 2017), song, nồng độ mật ong cao sẽ làm gia tăng độ nhớt, độ đặc sệt và làm giảm khả năng thẩm thấu của quá trình.. - Sự gia tăng chất khô có khuynh hướng đạt giá trị cao. - nhất khi nồng độ mật ong trong dung dịch cao, khi đó nồng độ chất khô trong dịch ngâm cao quá trình gia tăng chất khô trong cam cũng nhanh chóng gia tăng (Kamboj et al., 2017).. - Hàm lượng ascorbic acid có khuynh hướng duy trì cao khi tỷ lệ dịch ngâm so với cam ở mức thấp (1,29 lần), do hàm lượng ascorbic acid chủ yếu hiện diện trong cam. - So với ascorbic acid trong nguyên liệu cam ban đầu, sự tổn thất ascorbic acid trong sản phẩm khoảng 61,1%. - Nghiên cứu của Kamboj et al.. - (2017), tỷ lệ tổn thất ascorbic acid trong táo ngâm 240 phút trong dung dịch mật ong lên đến 42%. - Chất lượng cảm quan về màu sắc và mùi vị chủ yếu do sự hòa hợp giữa mật ong và cam nên hầu như được đánh giá cao tương ứng với nhân tố nồng độ mật ong trong dịch ngâm và tỷ lệ mật ong so với cam ở mức trung bình (1,66 lần).. - Kết quả phân tích hồi quy WL, SG và ascorbic acid theo các nhân tố. - Ascorbic acid (mg/100 g). - Ascorbic acid. - Bảng 5 cho phép lựa chọn thông số tối ưu của quá trình cho từng tiêu chí hoặc kết hợp các tiêu chí với nhau, cụ thể như chọn thông số tối ưu cho sản phẩm có hàm lượng ascorbic acid cao nhất, kết hợp màu sắc và mùi vị để có sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt, kết hợp sự giảm ẩm và gia tăng chất khô để quá trình thẩm thấu tốt nhất hay kết hợp tất cả các tiêu chí.. - Trong trường hợp tối ưu hóa cho tất cả các tiêu chí, các thông số tối ưu của quá trình ngâm là: chần cam trong 66,39 giây (để thuận tiện, có thể chọn thời gian chần là 66,4 giây), nồng độ mật ong trong dịch ngâm là 71,96. - ascorbic acid duy trì 9,43 (mg/100 g) và điểm cảm quan màu sắc, mùi vị sản phẩm lần lượt là 4,42 và 4,61.. - Sự giảm ẩm và gia tăng chất khô trong quá trình ngâm cam trong dung dịch mật ong biến đổi phù hợp với quy luật lũy thừa và quá trình đạt cân bằng sau 7 ngày. - Các thông số tối ưu cho quá trình ngâm thẩm thấu có thể được cho phép lựa chọn theo từng tiêu chí đề ra hoặc kết hợp các tiêu chí với nhau