VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Vật liệu
- Cây Cẩm tím đƣợc thu mua từ tháng 2 đến tháng 6 tại thành phố Cao Bằng, tỉnh Cao Bằng
- Cây Cẩm tím đƣợc cho vào túi nilon sạch, vận chuyển về phòng thí nghiệm và đƣợc sử dụng ngay trong vòng 24 giờ
- Khi sử dụng, tách lấy lá Cẩm ra khỏi phần thân cây, rửa sạch, để ráo nước
- Quả Dành dành tươi, chín vàng được thu hái từ tháng 8 đến tháng 10 tại Ninh Bình
Quả Dành Dành được thu hoạch và cho vào túi nilon sạch để vận chuyển về phòng thí nghiệm Tại đây, chúng được rửa sạch và sấy khô ở nhiệt độ 65 °C cho đến khi đạt độ ẩm 6% Sau đó, quả được xay nhỏ và bảo quản trong lọ kín, tránh ánh sáng để giữ nguyên chất lượng.
- Toàn bộ quá trình từ khi thu hái nguyên liệu cho tới khi đƣa vào quá trình sấy đƣợc thực hiện trong vòng 24 giờ
Hình 2.2 Quả Dành dành Hình 2.3 Bột quả Dành dành sấy khô
2.1.2 Hóa chất và thiết bị
Các hóa chất được sử dụng trong quy trình bao gồm Ethanol 96%, HCl 35−38% và NaOH 96%, tất cả đều có nguồn gốc từ Trung Quốc Những hóa chất này được cung cấp bởi Công ty hóa chất và thiết bị Văn Minh, có địa chỉ tại 55 Phùng Hưng, Hà Nội.
Maltodextrin được cung cấp bởi Công ty cổ phần thực phẩm Minh Dương, Hoài Đức, Hà Nội
Bảng 2.1 Các thiết bị sử dụng
Bể ổn nhiệt không khuấy Daihan Labtech - Hàn Quốc
Máy lọc chân không Gast – Mỹ
Máy cô quay Buchii – Thụy Sỹ
Máy đo pH Fisher Scientific – Mỹ
Máy so màu UV Vis Gene Quant − Anh
Máy xay Fisher Scientific – Đức
Cân phân tích Fisher Scientific − Pháp
Máy sấy phun Buchii −Thụy Sỹ
Máy sấy đông khô Labconco – Mỹ
Máy đo màu thực phẩm Hunter Lab – Mỹ
Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Phương pháp thu nhận chế phẩm màu
Trước khi tiến hành các thí nghiệm, chế phẩm màu từ các nguồn nguyên liệu được tách chiết và thu hồi theo các quy trình dưới đây
2.2.1.1 Phương pháp thu nhận chế phẩm màu tím từ lá Cẩm tươi [8]
Hình 2.4 Quy trình tách chiết và thu hồi chế phẩm màu tím từ lá Cẩm tươi
Nước cất Trích ly lần 1
Tỉ lệ dung môi:nguyên liệu: 2:1 (v/w)
Sấy đông khô Bột màu tím
Lá Cẩm tím được rửa sạch và để ráo, sau đó được trích ly bằng nước cất trong bể ổn nhiệt ở nhiệt độ 85−90 °C trong 40 phút, với tỷ lệ 200 ml nước cất cho 100 g lá cẩm tươi.
Sau khi trích ly, quá trình lọc hỗn hợp được thực hiện qua hai giai đoạn Giai đoạn đầu là lọc thô, nhằm tách phần bã lớn để sử dụng cho các bước tiếp theo Dịch chiết thô thu được sau giai đoạn này sẽ được đưa vào máy lọc chân không để thực hiện giai đoạn thứ hai, trong đó loại bỏ các cặn nhỏ còn sót lại, thu được dịch chiết màu tím, gọi là dịch chiết 1.
Trong giai đoạn đầu của quá trình lọc, phần bã được thu nhận từ việc trích ly lần thứ hai với 150 ml nước cất cho 100 g lá Cẩm tươi, thực hiện trong bể ổn nhiệt ở nhiệt độ 85−90 °C trong thời gian 20 phút.
Sau khi hoàn thành quá trình trích ly lần 2, hỗn hợp thu được sẽ được đưa vào quy trình lọc với hai giai đoạn tương tự như giai đoạn lọc đầu tiên Kết quả của quá trình này là dịch chiết 2.
Dịch chiết 1 và dịch chiết 2 được kết hợp để tạo thành dịch chiết tổng, sau đó được cô quay chân không ở 40 °C nhằm loại bỏ một phần dung môi, từ đó hình thành cao màu tím Thời gian cô quay sẽ thay đổi tùy thuộc vào lượng dịch chiết.
Cao màu tím thu đƣợc sau quá trình cô quay chân không đƣợc sấy đông khô tạo thành bột màu tím
2.2.1.2 Phương pháp thu nhận chế phẩm màu vàng từ quả Dành dành [6][15]
Hình 2.5 Quy trình tách chiết và thu hồi chế phẩm màu vàng từ quả Dành dành
Bột Dành dành sấy khô đƣợc trích ly trong bóng tối bằng ethanol 50% trong bể ổn nhiệt ở 70 °C, thời gian 30 phút, tỷ lệ dung môi: nguyên liệu là 6:1 (ml/g)
Hỗn hợp sau khi trích ly được lọc qua hai giai đoạn: giai đoạn đầu là lọc thô nhằm loại bỏ bã lớn, và giai đoạn thứ hai là lọc tinh bằng máy lọc chân không để loại bỏ cặn nhỏ, thu được dịch chiết trong suốt, có màu vàng.
Tỉ lệ dung môi:nguyên liệu: 6:1 (v/w)
Bột dành dành sấy khô
Sau khi lọc, dịch chiết được thu được sẽ trải qua quá trình cô quay chân không ở nhiệt độ 50 °C để loại bỏ dung môi Thời gian cô quay sẽ thay đổi tùy thuộc vào lượng dịch chiết được sử dụng.
Sau khi tiến hành quá trình cô quay, dịch chiết được bổ sung maltodextrin với tỷ lệ 25:1 (w/w) và sau đó được sấy phun ở nhiệt độ 160 °C, với nồng độ chất khô ban đầu là 15% (w/w) và tốc độ phun ly tâm 20.500 vòng/phút Kết quả của quá trình này là thu được bột màu vàng.
2.2.2 Xác định một số đặc tính chất màu thu đƣợc
2.2.2.1 Xác định bước sóng hấp thụ cực đại
+ Lấy 0,01 g bột màu pha trong nước cất, định mức thành 100 ml thu được dung dịch 1
Tiến hành hút 10 ml dung dịch 1 để xác định bước sóng hấp thụ cực đại, cụ thể trong dải bước sóng từ 400–800 nm cho chế phẩm màu tím và từ 350–600 nm cho chế phẩm màu vàng.
2.2.2.2 Xác định độ hòa tan của chất màu trong nước
- Cân một lƣợng bột màu nhất định cho vào cốc thủy tinh đã xác định khối lƣợng
- Cho từ từ lượng bột màu đã cân vào trong cốc thủy tinh có chứa 100 g nước cất và khuấy nhẹ cho tới khi thu đƣợc dung dịch bão hòa
Cách tính kết quả: Độ hòa tan S của bột màu trong nước ở điều kiện thường được xác định bằng công thức (2.1)
Trong đó: m 1 là lƣợng bột màu ban đầu (g) m 2 là lƣợng bột màu còn dƣ lại (g) m là lượng nước sử dụng (g)
2.2.2.3 Xác định độ ẩm của chế phẩm màu
Nguyên tắc: Độ ẩm của chế phẩm được xác định theo phương pháp sấy khô đến khối lƣợng không đổi
Để thực hiện quy trình, đầu tiên hãy lấy hộp nhôm và sấy ở nhiệt độ 105 °C trong 30 phút Sau đó, để hộp nguội trong bình hút ẩm và tiến hành cân Lặp lại quá trình này cho đến khi hai lần cân liên tiếp có sự chênh lệch không quá 0,5 mg.
Cho khoảng 3 g mẫu vào hộp nhôm, sau đó sấy ở 105 °C trong 2 giờ Để nguội trong bình hút ẩm và tiến hành cân Lặp lại quá trình này cho đến khi hai lần cân liên tiếp chênh lệch không quá 0,5 mg.
Tính toán: Độ ẩm W% của chế phẩm đƣợc tính toán theo công thức (2.2)
G 1 : Khối lượng hộp nhôm và mẫu trước khi sấy (g)
G 2: Khối lƣợng hộp nhôm và mẫu sau khi sấy (g)
2.2.2.4 Xác định tỷ lệ thu nhận chế phẩm theo phần trăm chất khô
Tỷ lệ thu nhận chế phẩm H đƣợc tính theo công thức (2.3)
Trong đó: W 1 : Độ ẩm của nguyên liệu (%)
W: Độ ẩm của chế phẩm (%) m 4 : Khối lƣợng nguyên liệu dùng làm thí nghiệm (g) m 5 : Khối lƣợng chế phẩm thu đƣợc (g)
2.2.3 Khảo sát sự biến đổi về màu sắc của các chế phẩm màu thu đƣợc theo các điều kiện ứng dụng khác nhau
2.2.3.1 Khảo sát sự biến đổi của chế phẩm màu dưới tác động của nhiệt độ
Khảo sát độ bền nhiệt của chế phẩm màu ở các nhiệt độ khác nhau giúp xác định sự biến đổi màu sắc của sản phẩm trong quá trình chế biến thực phẩm Việc này rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và tính ổn định của màu sắc trong các ứng dụng thực phẩm.
+ Cân 0,01 g chế phẩm màu, pha trong nước cất, định mức thành 100 ml, lắc đều
+ Cho dung dịch vừa pha vào 5 ống nghiệm bằng nhau, mỗi ống 20 ml + Ống 1: Đặt ở nhiệt độ thường trong 120 phút
+ Ống 5: 100 °C ( đun cách thủy) trong 120 phút
Đo bước sóng hấp thụ λmax và độ hấp thụ ánh sáng tại bước sóng đã xác định ở mục 2.2.1.1, sau đó so sánh các kết quả để rút ra kết luận về tính ổn định của chế phẩm màu dưới các điều kiện nhiệt độ khác nhau.
2.2.3.2 Khảo sát sự biến đổi về màu sắc của chế phẩm màu dưới tác động của pH
- Pha các dung dịch có pH từ 3 đến 10 vào bình tam giác riêng biệt, mỗi bình
- Lần lƣợt cho vào mỗi bình 0,01 g chế phẩm màu, lắc đều đến khi bột màu tan hết
- Đo và xác định bước sóng hấp thụ cực đại của dung dịch màu thu được
2.2.3.3 Khảo sát sự biến đổi về màu sắc của chế phẩm màu theo thời gian bảo quản
Chế phẩm màu cần được bảo quản trong lọ kín, tối màu ở nhiệt độ phòng Việc theo dõi thường xuyên và đo xác định bước sóng λ max cùng độ hấp thụ nên được thực hiện 15 ngày một lần với dung dịch đã pha theo mục 2.2.1.1.
2.2.4 Ứng dụng nhuộm màu trên một số sản phẩm thực phẩm
Hòa tan 0,1 g chế phẩm màu trong 2000 ml nước cất và đun sôi Sau đó, bổ sung 10 g bột rau câu, khuấy đều trên lửa nhỏ cho đến khi bột tan hoàn toàn Cuối cùng, rót hỗn hợp thạch vào khuôn, để nguội và cho vào ngăn mát tủ lạnh để đông lại.
Xử lý số liệu và tính toán thống kê
Nghiên cứu này thực hiện các thí nghiệm với ít nhất 3 lần lặp để tính giá trị trung bình Dữ liệu cho từng yếu tố được phân tích ý nghĩa thống kê bằng phương pháp ANOVA với mức ý nghĩa 95% (p