Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).Xác định độ tuổi thu hoạch và ứng dụng kỹ thuật chân không trong bảo quản và chế biến cà chua bi đen (Solanum lycopersicum cv. OG).
GIỚI THIỆU
Tính cần thiết của đề tài
Cà chua bi đen (Solanum lycopersicum L.) là loại cà chua mới xuất hiện ở Việt Nam với vỏ màu tím đen, đang thu hút sự quan tâm của người tiêu dùng Tại Đà Lạt, cà chua bi đen được trồng với năng suất cao và chất lượng tốt Hiện nay, việc trồng cà chua bi đen đã được mở rộng ra các địa phương khác như Châu Đốc và Vĩnh Long nhờ vào kỹ thuật công nghệ cao.
Lycopene là carotenoid chủ yếu và có khả năng chống oxy hóa mạnh nhất trong cà chua, giúp giảm nguy cơ mắc các bệnh mãn tính như ung thư tuyến tiền liệt, bệnh tim mạch, và tử vong do bệnh Alzheimer Ngoài lycopene, cà chua còn chứa các chất chống oxy hóa khác như phenolic và acid ascorbic, có khả năng ức chế các loại oxy hoạt động gây bệnh Đặc biệt, cà chua bi đen có hàm lượng phenolic và carotenoid, đặc biệt là lycopene, cao hơn so với một số giống cà chua đỏ khác.
Cà chua bi đen không chỉ chứa các hợp chất thông thường mà còn sở hữu anthocyanin độc đáo, chủ yếu tập trung ở vỏ và mô bên ngoài, điều mà các loại cà chua khác không có (Li et al., 2011) Anthocyanin đã được chứng minh mang lại nhiều lợi ích sức khỏe, bao gồm tăng cường thị lực, giảm sự phát triển tế bào ung thư, ức chế hình thành khối u, bảo vệ tim mạch, hỗ trợ phòng ngừa béo phì và tiểu đường, cải thiện trí nhớ, ngăn ngừa suy giảm chức năng thần kinh theo tuổi tác và giảm viêm nhiễm (Lila).
2004) Các tác dụng sinh học của anthocyanin cũng do hoạt động chống oxy hóa (Pietta, 2000).
Mặc dù cà chua bi đen chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, nhưng nghiên cứu về loại thực phẩm này vẫn còn hạn chế, đặc biệt tại Việt Nam Các nghiên cứu toàn cầu cho thấy một số giống cà chua màu tím đen là kết quả của hiện tượng đột biến, ảnh hưởng đến sự phân hủy chlorophyll mà không liên quan đến anthocyanin, khiến người tiêu dùng nghi ngờ về giá trị dinh dưỡng của chúng Hiện nay, cà chua bi đen chủ yếu được trồng để tham quan và bán lẻ, dẫn đến lãng phí nguồn nguyên liệu có lợi cho sức khỏe và ảnh hưởng đến thu nhập của nông dân Do đó, cần thiết phải xác định các hợp chất có hoạt tính sinh học trong cà chua bi đen trồng ở Việt Nam để tăng cường niềm tin cho người tiêu dùng.
Cà chua bi đen, giống như các loại cà chua khác, dễ hỏng và thường gặp vấn đề trong vận chuyển, tồn trữ và phân phối, đặc biệt ở các nước nhiệt đới với tỷ lệ tổn thất từ 20-50% trong giai đoạn thu hoạch và sau thu hoạch (Pila et al., 2010) Do đó, cần áp dụng biện pháp xử lý, bao bì và nhiệt độ bảo quản phù hợp để giảm thiểu sự giảm chất lượng và tổn thất khối lượng sau thu hoạch, từ đó tạo thuận lợi cho người tiêu dùng và nhà chế biến Hơn nữa, việc chế biến cà chua thành các sản phẩm tiện dụng như sốt cà chua, được sử dụng phổ biến trong nhiều món ăn như mì ống, khoai tây chiên và pizza (Di Lecce et al., 2013), giúp đưa nguồn nguyên liệu có giá trị sinh học cao đến gần hơn với người tiêu dùng Sản phẩm sấy dẻo cũng được ưa chuộng nhờ tính tiện dụng, khả năng bảo quản lâu, giảm khối lượng và thể tích nhưng vẫn giữ được giá trị dinh dưỡng cao (Corrêa et al., 2016).
Kỹ thuật chân không là một phương pháp tiền xử lý quan trọng trong chế biến rau quả nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm (Radziejewska-Kubzdela et al., 2014) Việc ngâm toàn bộ trái trong dung dịch bảo quản sử dụng kỹ thuật này đã được áp dụng để kéo dài thời gian bảo quản cho nhiều loại nguyên liệu, bao gồm bơ (Wills et al., 1988), dâu tây (Ponappa et al., 1993), chanh (Valero et al., 1998) và cà chua.
Theo nghiên cứu của Senevirathna và Daundasekera (2010) cùng với Mao et al (2017), muối calci clorua thường được sử dụng trong dung dịch ngâm, trong khi phương pháp truyền chân không thay thế cho quá trình xâm nhập áp lực (Saurel, 2002) Xử lý nhiệt cổ truyền có thể làm biến tính mô tế bào rau quả, dẫn đến việc chúng bị mềm và mất chất dinh dưỡng Do đó, việc áp dụng kỹ thuật chân không trước khi xử lý nhiệt như chần có thể tăng cường độ dẫn nhiệt bằng cách thay thế khí trong phần rỗng bằng chất lỏng, từ đó rút ngắn thời gian chần và giảm thiểu những biến đổi do nhiệt (Saurel, 2002) Phương pháp này đã được áp dụng hiệu quả trong việc xử lý nấm (Gormley).
Nghiên cứu của Walshe (1986) và Moreira et al (1994) chỉ ra rằng trong quá trình tách nước thẩm thấu, việc áp dụng kỹ thuật chân không, dù liên tục hay theo chu kỳ, trong các dung dịch ưu trương mang lại hiệu quả cao hơn Điều này do khả năng thoát ra của các khí và sự xâm nhập của dung dịch thẩm thấu, như được nêu bởi Giraldo et al.
Kỹ thuật chân không đã được ứng dụng trong quá trình cô đặc và sấy thực phẩm, giúp giảm nhiệt độ sôi của dung dịch, từ đó nâng cao chất lượng cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm (Moreno et al., 2004; Assawarachan & Noomhorm, 2011) Việc sấy chân không, với nhiệt độ thấp và môi trường ít oxy, giúp bảo quản tốt hơn chất lượng sản phẩm rau quả (Chiralt & Talens, 2005; Thorat et al., 2012) Mặc dù kỹ thuật này đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới, nhưng nghiên cứu và ứng dụng ở Việt Nam vẫn còn hạn chế, chủ yếu tập trung vào các công đoạn chế biến chính như cô đặc và sấy, mà chưa chú trọng đến các quá trình xử lý nguyên liệu.
Nghiên cứu này tập trung vào việc kiểm soát nguyên liệu đầu vào như giống, kỹ thuật ghép và độ tuổi thu hoạch để sản xuất trái cà chua bi đen có hàm lượng cao các hợp chất sinh học Mục tiêu là quản lý chất lượng trong quá trình bảo quản và chế biến thông qua kỹ thuật chân không, nhằm kéo dài thời gian tồn trữ và tạo ra hai sản phẩm chính là sốt và sấy dẻo với hoạt tính sinh học và giá trị cảm quan cao Bên cạnh đó, quá trình tối ưu hóa và phân tích động học cũng được thực hiện để xác định các thông số tối ưu và dự đoán những biến đổi trong các tiến trình.
Mục tiêu nghiên cứu
Chọn giống cà chua bi đen và xác định độ tuổi thu hoạch là bước quan trọng trong quá trình sản xuất Đồng thời, cần tìm ra các thông số tối ưu cho xử lý sau thu hoạch bằng kỹ thuật chân không để kéo dài thời gian bảo quản và duy trì chất lượng trái Ngoài ra, việc xác định các thông số tối ưu cho chế biến sản phẩm sốt cà chua bi đen và cà chua bi đen sấy dẻo cũng rất cần thiết, nhằm nâng cao giá trị sinh học và cảm quan của sản phẩm.
Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen
Nội dung 1.1: So sánh chỉ tiêu hóa lý và hàm lượng hợp chất có hoạt tính sinh học của một số giống cà chua bi đen trồng ở Việt Nam.
Nội dung 1.2: Khảo sát ảnh hưởng của kỹ thuật không ghép/ghép và độ tuổi thu hoạch đến chất lượng cà chua bi đen.
Nội dung 1.3: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý trong dung dịch CaCl2 ở điều kiện chân không đến cấu trúc cà chua bi đen.
Nội dung 1.4: Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì và nhiệt độ đến khả năng bảo quản cà chua bi đen.
Nội dung 2: Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm sốt cà chua bi đen
Nội dung 2.1: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý chân không cà chua bi đen trước khi chần đến hiệu quả của quá trình chần.
Nội dung 2.2: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ chần đến chất lượng cà chua bi đen cho chế biến sốt cà chua.
Nội dung 2.3: Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất tạo đặc (gum xanthan và pectin) bổ sung đến trạng thái sản phẩm sốt cà chua bi đen.
Nội dung 2.4: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ cô đặc trong điều kiện chân không đến chất lượng sản phẩm sốt cà chua bi đen.
Nội dung 2.5: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm sốt cà chua bi đen trong bao bì chai thủy tinh.
Nội dung 2.6: Theo dõi thời gian bảo quản sản phẩm sốt cà chua bi đen.
Nội dung 3: Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo.
Nội dung 3.1: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ chần cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 ở nhiệt độ thấp đến cấu trúc trái.
Nội dung 3.2: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tách nước thẩm thấu chân không cà chua bi đen trong dung dịch đường đến hiệu quả truyền khối.
Nội dung 3.3: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy chân không cà chua bi đen đến chất lượng sản phẩm.
Nội dung 3.4: Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì đến khả năng bảo quản sản phẩm cà chua bi đen sấy dẻo.
Ý nghĩa của luận án
Bài viết cung cấp thông tin chi tiết về thành phần hóa học và hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái cà chua bi đen, một loại nguyên liệu mới được trồng tại Việt Nam trong những năm gần đây Thông qua đó, người tiêu dùng sẽ nhận thức rõ hơn về giá trị dinh dưỡng của loại trái cây này, từ đó thúc đẩy khả năng tiêu thụ và khai thác nguồn nguyên liệu quý giá này.
Kết quả nghiên cứu sẽ chỉ ra ảnh hưởng của kỹ thuật không ghép và ghép đến thời gian thu hoạch và hàm lượng hợp chất sinh học trong trái cà chua bi đen Thông tin này sẽ giúp nhà vườn lựa chọn phương pháp trồng hiệu quả, tiết kiệm thời gian và nâng cao giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu.
Luận án sẽ đề xuất độ tuổi thu hoạch tối ưu và các biện pháp xử lý, bảo quản sau thu hoạch cho trái cà chua bi đen, nhằm cung cấp nguyên liệu chất lượng cho quá trình tiêu thụ và chế biến.
Hai sản phẩm mới là sốt cà chua bi đen và cà chua bi đen sấy dẻo không chỉ có giá trị sinh học cao mà còn quen thuộc với người tiêu dùng Những sản phẩm này góp phần giải quyết đầu ra cho nguồn nguyên liệu, đồng thời tăng thu nhập cho người trồng Ngoài ra, với nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học, chúng còn giúp cải thiện sức khỏe con người.
Nghiên cứu này mang ý nghĩa khoa học khi kết hợp công nghệ chân không với việc phân tích động học và mô hình bề mặt, đồng thời có tính cấp thiết trong việc sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu giàu hợp chất sinh học, giảm tổn thất sau thu hoạch và nâng cao giá trị nông sản địa phương Hơn nữa, nghiên cứu còn hướng đến tính thực tiễn bằng cách đa dạng hóa sản phẩm từ trái cà chua bi đen, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.
5 dùng với sản phẩm thực phẩm lành và có thể phòng chống bệnh tật trong xã hội phát triển.
Điểm mới của luận án
Nghiên cứu đầu tiên đã công bố thành phần hóa học và hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái cà chua bi đen trồng ở Việt Nam, đồng thời bước đầu xác định các hợp phần chất màu anthocyanin có mặt trong loại quả này.
Nghiên cứu đầu tiên đã chỉ ra ảnh hưởng của kỹ thuật không ghép và ghép trên gốc cà tím đến thời điểm thu hoạch, cũng như các chỉ tiêu lý hóa và hàm lượng hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái cà chua bi đen Kết quả cho thấy phương pháp ghép có thể cải thiện chất lượng và giá trị dinh dưỡng của cà chua bi đen, đồng thời ảnh hưởng đến thời gian thu hoạch.
Xác định độ tuổi thu hoạch tối ưu cho cà chua bi đen ở Việt Nam là cần thiết để đảm bảo chất lượng cho quá trình bảo quản và chế biến Việc ứng dụng công nghệ chân không trong xử lý cà chua bi đen với dung dịch CaCl2 giúp cải thiện cấu trúc và kéo dài thời gian tồn trữ Công nghệ chân không cũng được sử dụng trước khi chần để nâng cao hiệu quả và giảm mất mát các hợp chất có hoạt tính sinh học trong chế biến sốt cà chua Cuối cùng, ứng dụng công nghệ chân không trong quá trình tách nước thẩm thấu cà chua bi đen trong dung dịch đường giúp tăng tốc độ truyền khối và cải thiện chất lượng sản phẩm cà chua sấy dẻo.
PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương tiện nghiên cứu
3.1.1 Địa điểm và thời gian nghiên cứu
* Địa điểm thực hiện các nội dung nghiên cứu:
- Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ.
- Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm, Khu Thí nghiệm, Trường Đại học An Giang.
* Ảnh vi cấu trúc được chụp bằng kính hiển vi điện tử quét (Scanning electron microscope - SEM) tại Phòng thí nghiệm chuyên sâu, Trường Đại học Cần Thơ.
Thành phần anthocyanin đã được phân tích bằng phương pháp sắc ký lỏng khối phổ hai lần (LC-MS/MS) tại Phòng thí nghiệm Dinh dưỡng thực phẩm thuộc Đại học Quốc gia Chungnam, Hàn Quốc.
* Thời gian nghiên cứu: từ tháng 6/2018 đến tháng 6/2021.
Nguyên liệu chính cho quá trình trồng bao gồm hạt giống cà chua bi đen Mỹ (cv OG) từ cửa hàng hạt giống F1508 tại Thành phố Hồ Chí Minh làm ngọn ghép, và hạt giống cà tím (Solanum melongena) EG 203 từ Bộ môn Khoa học cây trồng, Khoa Nông nghiệp, Trường Đại học Cần Thơ làm gốc ghép Quá trình trồng được thực hiện tại Cơ sở sản xuất và kinh doanh Nam Long, địa chỉ Số 207/3, Đường 14/9, Phường 5, Thành phố Vĩnh Long, Tỉnh Vĩnh Long.
Nguyên liệu phụ chất lượng cao bao gồm đường saccharose tinh luyện Biên Hòa với hàm lượng saccharose đạt ≥ 99,8%, muối iode Bạc Liêu có hàm lượng NaCl ≥ 97,0% và iode từ 20-40 mg/kg, bột ngọt Ajinomoto với hàm lượng mononatri glutamate ≥ 99,0%, cùng giấm lên men Ottogi có độ chua từ 6-7%.
- Gum xanthan (Hodgson Mill, Mỹ): ở dạng bột, được chứa trong từng gói nhỏ 9 g, có thành phần gồm gum xanthan không gluten.
- Pectin (Sure Jell, Kraft Heinz, Mỹ): ở dạng bột, được chứa trong từng gói nhỏ
49 g, có thành phần gồm dextrose, citric acid và pectin.
- Calci clorua (CaCl2.2H2O ≥ 99,0%), citric acid (C6H8O7.H2O ≥ 99,5%) (Merck, Đức).
Công ty cổ phần xuất nhập khẩu Nam Thái Sơn tại Thành phố Hồ Chí Minh cung cấp các loại bao bì như LDPE, PP, PA, nhôm 1 mặt và nhôm 2 mặt Tất cả sản phẩm đều đảm bảo tuân thủ yêu cầu kỹ thuật của QCVN 12-1:2011/BYT, không chứa cadimi, chì, kim loại nặng, KMnO4 và cặn khô.
Các hóa chất cơ bản sử dụng trong phân tích gồm:
- Glucose (C6H12O6 ≥ 99,5%), gallic acid (C7H6O5.H2O ≥ 98,0%), thuốc thử Folin-Ciocalteu (nồng độ 2 N), 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) (C18H12N5O6 ≥ 95,0%) (Merck, Đức).
- Plate Count Agar (PCA) (M091, HiMedia, Ấn Độ), Sabouraud Dextrose Agar (SDA) (M063, HiMedia, Ấn Độ); kali iodate (Alpha Chemika, Ấn Độ, KIO3 ≥ 99,5%); kali iodide (Uni-Chem, Ấn Độ, KI ≥ 98,5%).
- 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS, C7H2N2O7), butylated hydroxytoluene (BHT,
C15H24O), phenolphtalein (C20H14O4), citric acid (C6H8O7.H2O ≥ 99,5%), natri hydroxide (NaOH ≥ 96,0%), hydrochloric acid (HCl 36-38%), chì acetate (Pb(CH3COO)2.3H2O ≥ 99,5%), ethanol (C2H5OH 99,7%), acetone (C3H6O ≥ 99,7%), hexane (C6H14 ≥ 95,0%), sulfuric acid (H2SO4 95-98%), natri thiosulfate (ống chuẩn
The article lists various chemical substances, including sodium thiosulfate (Na2S2O3 0.1 N), starch ((C6H10O5)n), sodium carbonate (Na2CO3 ≥ 99.8%), acetic acid (CH3COOH ≥ 99.5%), calcium chloride (CaCl2 ≥ 96.0%), silver nitrate (AgNO3 ≥ 99.8%), sodium acetate (CH3COONa ≥ 99.0%), potassium chloride (KCl ≥ 99.5%), guaiacol (C7H8O2), hydrogen peroxide (H2O2 ≥ 30%), sodium chloride (NaCl ≥ 99.5%), potassium dihydrogen phosphate (KH2PO4 ≥ 99.5%), potassium hydrogen phosphate (K2HPO4·3H2O ≥ 99.0%), ammonium chloride (NH4Cl ≥ 99.5%), ammonia (NH3 25-28%), methyl red (C15H15N3O2), ammonium oxalate ((NH4)2C2O4·H2O ≥ 99.5%), potassium permanganate (KMnO4 ≥ 99.5%), and sodium potassium tartrate (C4H4O6KNa·4H2O ≥ 99.0%), sourced from Xilong Scientific, China.
Thiết bị cô quay chân không RV 10 control V của IKA (Đức) có tốc độ quay từ 20-280 vòng/phút và góc điều chỉnh từ 0-45 độ, với dải áp suất 1-1050 mbar Thiết bị được kết nối với bơm chân không DOA-P725-BN của Gast (Mỹ), có vận tốc bơm tối đa 1,6 m³/h Bể gia nhiệt HB10 của IKA (Đức) có thể tích 3 L và phạm vi gia nhiệt từ nhiệt độ phòng đến 180 độ C.
- Tủ sấy chân không (WISEVEN VO-30, Scilab, Hàn Quốc): dung tích buồng sấy 30 L, dải áp suất 10-750 mmHg, dải nhiệt độ từ nhiệt độ phòng +10 o C đến 200 o C.
Tủ sấy chân không được kết nối với bơm chân không (RZ6, Vacuubrand, Đức, vận tốc bơm tối đa 2,3-2,8 m 3 /h).
Hệ thống xử lý chân không (Nhật) bao gồm một buồng thép không gỉ, có đường kính trong 74 cm, chiều cao 32 cm và chiều dày 2 cm, với dung tích khoảng 150 L Buồng này được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong điều kiện chân không và được kết nối với bơm chân không, cho phép điều chỉnh dải độ chân không từ 0-760 mmHg.
Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống xử lý chân không
Nồi áp suất bao gồm các thành phần quan trọng như vỏ nồi, buồng đun, nắp nồi, cánh khuấy, bơm chân không, đồng hồ đo áp suất, đồng hồ đo nhiệt độ, van thông áp, ống dẫn hơi bốc và ống dẫn hơi quá nhiệt Những bộ phận này phối hợp chặt chẽ để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn trong quá trình nấu nướng.
12-Van xả không khí; 13-Van xả nước ngưng; 14-Mô tơ quay cánh khuấy
- Máy tạo khí ozone hai vòi (Z755, Bộ Quốc Phòng, Việt Nam): lượng ozone tạo ra 80,4 mg/h.
- Tủ mát (VH-8009HP, Sanaky, Nhật): dung tích 800 L, dải nhiệt độ 0-10 o C.
- Tủ đông (VH-8699HY, Sanaky, Nhật): dung tích 860 L, nhiệt độ ≤ -18 o C.
- Thước kẹp điện tử (MC 01120028, Guogen, Trung Quốc): dải đo 0-150 mm, bước đo ± 0,01 mm, độ chính xác ± 0,02 mm.
- Máy đo nồng độ oxy (901, Quantek, Mỹ): dải đo 0-100%, độ phân giải 0,1%, độ chính xác ± 1%.
- Máy đo hoạt độ nước a w (Aqualab Series 4TEV, Decagon, Mỹ): thang đo 0,03-
1,00, độ chính xác ± 0,003, thời gian đo tối đa 5 phút.
- Máy đo màu (Colorimeter CR400, Konica Minolta, Nhật): đường kính vùng đo
8 mm, thời gian đo 1 giây, khoảng thời gian giữa mỗi lần đo 3 giây.
- Máy đo cấu trúc (Rheo Tex SD-700 DP, Sun Scientific, Nhật): khoảng lực đo 1-
Máy đo độ nhớt LVDV-E của Brookfield, Mỹ, có thang đo từ 15 đến 2.000.000 mPa.s với độ sai số ± 1% Thiết bị này cho phép cài đặt tốc độ từ 0,3 đến 100 vòng/phút với 18 tốc độ lựa chọn khác nhau Bộ trục quay đi kèm bao gồm 4 loại (61, 62, 63, 64), giúp người dùng dễ dàng tùy chỉnh theo nhu cầu đo lường.
- Máy đo pH (HI2020-01, Hanna, Ý): phạm vi pH đo từ -2 đến 16, độ phân giải 0,01, độ chính xác ± 0,01.
- Khúc xạ kế cầm tay (ATC, Atago, Nhật): dải đo 0-32% (N-1E), 28-62% (N- 2E), 58-92% (N-3E), độ phân giải 0,2%, độ chính xác ± 0,2%.
Cân phân tích là thiết bị quan trọng trong nhiều ứng dụng khoa học và công nghiệp, với các loại cân khác nhau đáp ứng nhu cầu cụ thể Cân có 1 số lẻ từ Trung Quốc với dải cân tối đa 2.000 g và độ chính xác ± 0,1 g; cân 2 số lẻ như JJ200 và G&G cũng từ Trung Quốc, có dải cân tối đa 200 g và độ chính xác ± 0,01 g; và cân 4 số lẻ PR-series của Ohaus, Mỹ, với dải cân tối đa 220 g và độ chính xác cao nhất lên tới ± 0,0001 g.
- Bể điều nhiệt (Rex C-90, Memmert, Đức): dải nhiệt độ từ nhiệt độ phòng +5 o C đến 95 o C.
- Máy lắc (SK-600, Jeiotech, Hàn Quốc): dải tốc độ 10-300 vòng/phút, đường kính quỹ đạo 20, 30, 40 mm.
- Máy đo quang phổ UV-Vis (722N, Inesa, Trung Quốc): dải bước sóng 380- 1.0 nm, độ chính xác ± 2 nm.
- Máy ly tâm lạnh (Z323K, Hermle, Đức): thể tích tối đa 4 × 100 mL, tốc độ tối đa 17.000 vòng/phút, lực ly tâm tối đa 26.810×g, nhiệt độ -20 đến 40 o C.
- Tủ sấy mẫu phân tích (UM700, Memmert, Đức): dải nhiệt độ từ nhiệt độ phòng +5 o C đến 150 o C.
- Lò nung (CWF 12/13, Carbolite, Anh): nhiệt độ tối đa 1.200 o C, dung tích 13 L.
- Nồi hấp tiệt trùng (XFS-280A, Genlab, Trung Quốc): dung tích 18 L, nhiệt độ tối đa 126-128 o C, dải áp suất 0,145-0,165 MPa.
- Tủ ủ vi sinh vật (Mir-262, Sanyo, Nhật): dung tích 153 L, dải nhiệt độ từ nhiệt độ phòng +5 o C đến 80 o C, độ chính xác ± 0,2 o C.
- Máy xay sinh tố (MX-GM1011, Panasonic, Nhật): dung tích 1 L, 1 tốc độ.
Phương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện hoàn toàn ngẫu nhiên với các nhân tố và ba lần lặp lại Để tối ưu hóa, phần mềm Portable Statgraphic Centurion (phiên bản 15.2.11.0, Mỹ) đã được sử dụng, áp dụng phương pháp bề mặt đáp ứng (Response surface methodology - RSM) với mô hình thiết kế tổ hợp trung tâm (Central composite design - CCD) “2^2 + star” cho hai nhân tố và “2^3 + star” cho ba nhân tố, cùng với 6 lần lặp lại tại điểm trung tâm.
Thu hoạch Xử lý ozone
Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu tổng quát được thể hiện ở sơ đồ Hình 3.2.
Kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen
Chần (CaCl2, nhiệt độ thấp) Chần (nhiệt độ cao)
NỘI DUNG 2 Ứng dụng kỹ thuật chân không chế biến sốt cà chua bi đen
Cô đặc (chân không) Rót chai, ghép nắp
Tách nước thẩm thấu (chân không)
NỘI DUNG 3 Ứng dụng kỹ thuật chân không chế biến cà chua bi đen sấy dẻo
Sốt cà chua bi đen Cà chua bi đen sấy dẻo
Phân tích chất lƣợng và theo dõi thời gian bảo quản Hình 3.2 Sơ đồ nội dung nghiên cứu tổng quát
(Trữ đông) Xay, chà Phối chế
3.3.1 Nội dung 1: Kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen
Kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen và các công đoạn bố trí thí nghiệm được thể hiện ở Hình 3.3.
Hình 3.3 Sơ đồ kỹ thuật sau thu hoạch cà chua bi đen và các công đoạn bố trí thí nghiệm
3.3.1.1 Nội dung 1.1: So sánh chỉ tiêu hóa lý và hàm lượng hợp chất có hoạt tính sinh học của một số giống cà chua bi đen trồng ở Việt Nam a) Mục đích
Khảo sát sơ bộ nhằm chọn lựa được giống cà chua bi đen thích hợp cho quá trình nghiên cứu. b) Phương pháp thực hiện
Nghiên cứu đã tiến hành khảo sát một số vùng trồng cà chua bi đen tại Việt Nam, thu được ba giống cà chua bi đen khác nhau (Indigo Rose, OG, F1:001) từ các địa phương như Làng nông nghiệp Hồ Xuân Hương (Đà Lạt), Cơ sở sản xuất và kinh doanh Nam Long (Vĩnh Long) và Tổ sản xuất rau an toàn (Châu Đốc) Các giống này được trồng trong nhà lưới tại Cơ sở Nam Long với điều kiện dinh dưỡng, chăm sóc và tưới tiêu đồng nhất Trái cà chua được thu hoạch khi đạt độ chín hoàn toàn vào buổi sáng trước 8 giờ Sau khi thu hoạch, cà chua được bảo quản trong hộp nhựa PVC và thùng carton có lỗ thông thoáng để tránh tổn thương, sau đó được vận chuyển về phòng thí nghiệm trong vòng 1 giờ.
So sánh chỉ tiêu hóa lý và hàm lượng hợp chất có hoạt tính sinh học của một số giống cà chua bi đen trồng ở Việt Nam
Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý trong dung dịch CaCl 2 ở điều kiện chân không đến cấu trúc cà chua bi đen
Khảo sát ảnh hưởng của kỹ thuật không ghép / ghép và độ tuổi thu hoạch đến chất lượng cà chua bi đen
Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì và nhiệt độ đến khả năng bảo quản cà chua bi đen
Bảo quản c) Chỉ tiêu đánh giá
Các chỉ tiêu vật lý của trái cây bao gồm hình ảnh nguyên trái và cắt đôi, khối lượng trái (g), kích thước trái (chiều cao, đường kính) (mm), độ Brix (%), và pH Về hàm lượng hóa học, các chỉ tiêu cần chú ý là độ ẩm (% w/w), đường tổng (% w/w), và acid tổng (% w/w) Ngoài ra, hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học như anthocyanin (nguyên trái, vỏ trái, thịt trái) (mgCE/100g), lycopene (μg/g), vitamin C (mg/100g), phenolic tổng (mgGAE/100g) và khả năng khử gốc tự do DPPH được thể hiện qua giá trị IC50 (mg/mL) cũng rất quan trọng Thông tin về thành phần anthocyanin cũng cần được ghi nhận.
3.3.1.2 Nội dung 1.2: Khảo sát ảnh hưởng của kỹ thuật không ghép/ghép và độ tuổi thu hoạch đến chất lượng cà chua bi đen a) Mục đích
Nghiên cứu này nhằm xác định sự khác biệt về thành phần và hoạt tính sinh học giữa trái cà chua bi đen không ghép và ghép với gốc cà tím Đồng thời, chúng tôi xây dựng bảng màu và đánh giá sự thay đổi các chỉ tiêu lý hóa cũng như hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học trong trái cà chua bi đen qua các độ tuổi thu hoạch khác nhau, từ đó lựa chọn độ tuổi thu hoạch phù hợp với mục đích sử dụng.
Thí nghiệm được thiết kế với hai yếu tố chính: kỹ thuật không ghép và ghép với gốc cà tím, cùng với các độ tuổi thu hoạch khác nhau Đối với cây không ghép, thời gian thu hoạch là 26, 28, 30, 32 và 34 ngày sau khi đậu trái, trong khi đối với cây ghép, thời gian thu hoạch là 24, 26, 28, 30 và 32 ngày sau khi đậu trái.
Hạt giống cà chua bi đen (cv OG) được gieo trong bầu nhỏ và sau 23 ngày, 50 cây được ghép với gốc cà tím đã gieo trước đó Sau 29 ngày, 50 cây cà chua không ghép được chuyển ra chậu trồng trên giá thể, trong khi 50 cây đã ghép cũng được chuyển ra chậu sau 13 ngày Tất cả quá trình gieo và trồng diễn ra trong nhà lưới, đảm bảo cây nhận đủ ánh nắng Khi hoa bắt đầu đậu trái, 100 cây cà chua bi đen được đánh dấu, và thu hoạch được thực hiện từ 26-34 ngày đối với cây không ghép và 24-32 ngày đối với cây ghép, với 20 quả có kích thước đồng đều từ mỗi 20 cây Quá trình thu hoạch diễn ra vào buổi sáng trước 8 giờ, sau đó trái được đóng vào hộp nhựa và thùng carton có lỗ, vận chuyển về phòng thí nghiệm trong vòng 1 giờ.
Bảng màu của trái cà chua bi đen thay đổi theo độ tuổi thu hoạch, bao gồm các chỉ tiêu vật lý như tốc độ hô hấp (mLO2/kg.h), độ cứng (g/cm²), màu sắc thịt trái (L*, a*, b*), độ Brix (%) và pH Ngoài ra, hàm lượng hóa học của trái cà chua bi đen cũng được xác định, bao gồm độ ẩm (% w/w), đường tổng (% w/w) và acid tổng (% w/w) Các hợp chất có hoạt tính sinh học như anthocyanin (mgCE/100g), lycopene (μg/g), vitamin C (mg/100g), phenolic tổng (mgGAE/100g) và giá trị IC50 (mg/mL) cũng được phân tích để đánh giá giá trị dinh dưỡng và lợi ích sức khỏe của loại trái cây này.
3.3.1.3 Nội dung 1.3: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý trong dung dịch CaCl 2 ở điều kiện chân không đến cấu trúc cà chua bi đen a) Mục đích
Xác định độ chân không, nồng độ dung dịch CaCl2 và thời gian xử lý chân không tối ưu là những yếu tố quan trọng giúp tăng cường độ cứng và hàm lượng canxi cho trái cà chua bi đen Bố trí thí nghiệm sẽ được thực hiện để kiểm tra các điều kiện này.
Thí nghiệm được bố trí tối ưu hóa với ba nhân tố là nồng độ dung dịch CaCl2
Nghiên cứu tập trung vào ba yếu tố chính: độ chân không (B), nồng độ CaCl2 (0,5-1,5% w/v) và thời gian xử lý chân không (C) trong khoảng 10-20 phút Trước khi tối ưu hóa, thí nghiệm đã tiến hành thăm dò trong khoảng dao động rộng cho các thông số này, dựa trên các kết quả nghiên cứu trước đó (Wongs-Aree & Srilaong, 2006; Senevirathna & Daundasekera, 2010; Jan et al., 2016) và phù hợp với thiết bị cũng như nguyên liệu là trái cà chua bi đen Kết quả cho thấy khoảng nghiên cứu hẹp hơn với nồng độ CaCl2 từ 0,58-1,42% (w/v), độ chân không 516-684 mmHg và thời gian xử lý 10-20 phút Mỗi yếu tố được mã hóa với năm mức độ khác nhau, từ -α (-1,68) đến +α (+1,68), với tổng số đơn vị thí nghiệm là 20.
Bảng 3.1 Các nhân tố và mức độ khảo sát của thí nghiệm xử lý cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 ở điều kiện chân không
Nhân tố Ký hiệu Mức độ
Nồng độ CaCl2 (% w/v) A 0,58 0,75 1,00 1,25 1,42 Độ chân không (mmHg) B 516 550 600 650 684
Ghi chú: Nồng độ CaCl 2 được tính trên thể tích dung dịch
Bảng 3.2 Bố trí thí nghiệm xử lý cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 ở điều kiện chân không theo mô hình thiết kế tổ hợp trung tâm
Mẫu Nồng độ CaCl2 (% w/v) Độ chân không (mmHg) Thời gian (phút)
Ghi chú: Nồng độ CaCl 2 được tính trên thể tích dung dịch c) Phương pháp thực hiện
Trái cà chua bi đen được thu hoạch với kỹ thuật phù hợp và độ tuổi tối ưu, sau đó được rửa sạch, loại bỏ trái hư hỏng và ngâm trong nước có sục khí ozone trong 15 phút để tiêu diệt vi sinh vật Tiếp theo, trái được xử lý trong dung dịch CaCl2 ở điều kiện chân không, với tỷ lệ nguyên liệu và dung dịch là 1:1, trong hộp nhựa có kích thước 17 cm × 11,5 cm × 8,5 cm Quá trình này diễn ra trong khoảng 5-7 giây để đạt mức chân không yêu cầu, sau đó mẫu được ngâm tiếp trong 15 phút ở điều kiện khí quyển Mẫu đối chứng được thực hiện bằng cách ngâm trái trong dung dịch CaCl2 ở áp suất khí quyển với nồng độ và thời gian tối ưu.
Hàm lượng canxi tổng cộng (mg/100g) và độ cứng của trái (g/cm²) được đo sau quá trình xử lý Hình ảnh vi cấu trúc của mẫu tối ưu và mẫu đối chứng được ghi lại bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM).
3.3.1.4 Nội dung 1.4: Khảo sát ảnh hưởng của loại bao bì và nhiệt độ đến khả năng bảo quản cà chua bi đen a) Mục đích
Xác định loại bao bì và nhiệt độ phù hợp là yếu tố quan trọng để bảo quản chất lượng trái cà chua bi đen Việc bố trí thí nghiệm hợp lý sẽ giúp đánh giá hiệu quả của các phương pháp bảo quản này.
Thí nghiệm được bố trí với hai nhân tố là loại bao bì (PE, PP) và nhiệt độ bảo quản (10-12 o C, 3-5 o C). c) Phương pháp thực hiện
Sau khi xử lý cà chua bi đen trong dung dịch CaCl2 với thông số tối ưu, trái được làm khô và đóng gói trong bao bì PE và PP (LDPE) dày 25 μm, kích thước 60 cm × 40 cm, với tỷ lệ đục lỗ 0,5% (đường kính lỗ 5 mm) và bảo quản ở nhiệt độ 10-12 oC và 3-5 oC, độ ẩm tương đối 60-65% Mẫu đối chứng cũng được xử lý trong dung dịch CaCl2 với cùng nồng độ và thời gian nhưng ở điều kiện áp suất khí quyển.
Các chỉ tiêu của trái cây được đánh giá sau mỗi hai ngày bảo quản bao gồm tổn thất khối lượng (% w/w), các chỉ tiêu vật lý như màu sắc thịt trái (a*), độ cứng (g/cm²), và hàm lượng các chỉ tiêu hóa học như độ ẩm (% w/w), đường tổng (% w/w), acid tổng (% w/w) Bên cạnh đó, hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học như anthocyanin (mgCE/100g), lycopene (μg/g), vitamin C (mg/100g), phenolic tổng (mgGAE/100g) và giá trị IC50 cũng được ghi nhận Khả năng chấp nhận được đánh giá theo phương pháp khả dĩ.
Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ chất tạo đặc (gum xanthan và pectin) bổ sung đến trạng thái sản phẩm sốt cà chua bi đen
Cô đặc (chân không) Phối chế Xay, chà
3.3.2 Nội dung 2: Ứng dụng kỹ thuật chân không trong chế biến sản phẩm sốt cà chua bi đen
Sơ đồ quy trình chế biến sản phẩm “Sốt cà chua bi đen” và các công đoạn bố trí thí nghiệm được thể hiện ở Hình 3.4.
Hình 3.4 Sơ đồ quy trình chế biến sản phẩm sốt cà chua bi đen và các công đoạn bố trí thí nghiệm
Cà chua bi đen (cv OG)
Phân loại, bỏ cuống, rửa
Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý chân không cà chua bi đen trước khi chần đến hiệu quả của quá trình chần
Khảo sát ảnh hưởng của chế độ chần đến chất lượng cà chua bi đen cho chế biến sốt cà chua
(Trữ đông) Chần (nhiệt độ cao)
Khảo sát ảnh hưởng của chế độ cô đặc trong điều kiện chân không đến chất lượng sản phẩm sốt cà chua bi đen
Khảo sát ảnh hưởng của chế độ thanh trùng đến chất lượng sản phẩm sốt cà chua bi đen trong bao bì chai thủy tinh
Theo dõi thời gian bảo quản sản phẩm sốt cà chua bi đen
3.3.2.1 Nội dung 2.1: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ xử lý chân không cà chua bi đen trước khi chần đến hiệu quả của quá trình chần a) Mục đích
Xác định các thông số tối ưu về độ chân không và thời gian xử lý chân không cho nguyên liệu cà chua bi đen trước khi chần là cần thiết để nâng cao hiệu quả của quá trình chần Thí nghiệm này có ý nghĩa quan trọng trong việc rút ngắn thời gian chần mà vẫn đảm bảo mức độ vô hoạt enzyme peroxidase và chuyển hóa protopectin thành pectin, từ đó giảm thiểu sự phá hủy các hợp chất sinh học, đặc biệt là anthocyanin ở vỏ bên ngoài.
Phương pháp xác định các chỉ tiêu
Phương pháp xác định các chỉ tiêu trong phần nội dung nghiên cứu được thể hiện ở Bảng 3.11 và được nêu chi tiết ở phần Phụ lục tương ứng.
Bảng 3.11 Phương pháp xác định các chỉ tiêu
TT Chỉ tiêu Phương pháp Phụ lục
1 Xây dựng bảng màu Chụp hình mẫu cà chua (nguyên trái và cắt đôi) bằng điện thoại di động Samsung Galaxy A7 2018 (Camera 24MP).
2 Khối lượng trái (g) Sử dụng cân phân tích 4 số lẻ (PR-series, Ohaus, Mỹ).
3 Thành phần anthocyanin Phương pháp sắc ký lỏng khối phổ hai lần
4 Các thông số về kích thước trái (mm)
Sử dụng thước kẹp điện tử (MC 01120028, Guogen, Trung Quốc) và tính toán theo công thức (Y ld z et al.,
TT Chỉ tiêu Phương pháp Phụ lục
Sử dụng máy đo nồng độ oxy (901, Quantek, Mỹ) và tính toán theo công thức (Nguyệt và ctv., 2009).
6 Độ Brix (%) Sử dụng khúc xạ kế cầm tay (ATC, Atago, Nhật).
7 pH Sử dụng máy đo pH (HI2020-01, Hanna, Ý) C4
8 Độ cứng (g/cm 2 ) Sử dụng máy đo cấu trúc (Rheo Tex SD-700 DP, Sun
Scientific, Nhật) (Bui et al., 2010) C5
9 Độ nhớt (mPa.s) Sử dụng máy đo độ nhớt (LVDV-E, Brookfield, Mỹ) C6
10 Ảnh vi cấu trúc Sử dụng kính hiển vi điện tử quét (JEOL JSM-5500F,
11 Màu sắc (L * a * b * ) Sử dụng máy đo màu (Colorimeter CR400, Konica
Minolta, Nhật) (Quek et al., 2007; Afonso et al., 2017).
(% w/w) Sử dụng cân phân tích 2 số lẻ để xác định khối lượng mẫu ban đầu và sau thời gian bảo quản và tính toán C9
Sử dụng cân phân tích 2 số lẻ để xác định khối lượng mẫu ban đầu và sau khi xử lý chân không và tính toán C10
14 Độ ẩm (% w/w) Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (Mai và ctv., 2005) C11
15 Acid tổng (% w/w) Phương pháp chuẩn độ bằng NaOH 0,1 N với chỉ thị màu phenolphtalein (Sổ & Thuận, 1975) C12
16 Đường tổng (% w/w) Phương pháp đo màu với thuốc thử DNS (Lượng &
(mgCE/100g) Phương pháp pH vi sai (Cúc và ctv., 2004; Lee et al.,
Phương pháp chiết hexane thể tích thấp (Fish et al.,
(mg/100g) Phương pháp chuẩn độ với iod (Lam và ctv., 2004) C16
Phương pháp đo màu dùng thuốc thử Folin Ciocalteau (Gougoulias et al., 2012; Teixeira et al., 2013).
21 Hoạt tính chống oxy hóa (DPPH-IC50)
Phương pháp đo màu với dung dịch 2,2-diphenyl-1- picrylhydrazyl (Gougoulias et al., 2012; Teixeira et al., 2013).
Phương pháp đo màu dựa trên phản ứng với cơ chất guaiacol (Morales ‐ Blancas et al., 2002; Gonỗalves et al., 2007).
Hoạt tính enzyme pectin methylesterase
Phương pháp chuẩn độ với dung dịch NaOH 0,02 N (Ni et al., 2005; Briongos et al., 2016) C20
24 Pectin (% w/w) Phương pháp pectate calci (Mai và ctv., 2005) C21
TT Chỉ tiêu Phương pháp Phụ lục
Phương pháp trầm hiện bằng amonium oxalate (Sổ &
26 Tổng số vi sinh vật hiếu khí (CFU/g) Phương pháp đếm khuẩn lạc trên môi trường Plate
Tổng số bào tử nấm men, nấm mốc
Phương pháp đếm khuẩn lạc trên môi trường Sabouraud Dextrose Agar (SDA) (Thước, 2007) C24
Phương pháp đánh giá cảm quan
3.5.1 Phương pháp đánh giá về khả năng chấp nhận
Khả năng chấp nhận của trái cà chua bi đen trong quá trình bảo quản được đánh giá thông qua thang nhị thức có/không, theo phương pháp của Bland & Altman (2000) Cảm quan viên đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá chất lượng sản phẩm.
Một nghiên cứu đã được thực hiện với 100 thành viên là người tiêu dùng từ 18 đến 40 tuổi tại Phường Xuân Khánh, Quận Ninh Kiều, Thành phố Cần Thơ Các cảm quan viên được yêu cầu đánh giá mức độ chấp nhận chung của sản phẩm, với câu hỏi liệu sản phẩm này có được chấp nhận hay không Câu trả lời "có" được tính 1 điểm, trong khi câu trả lời "không" được tính 0 điểm (Garcia et al., 2009).
3.5.2 Phương pháp đánh giá các thuộc tính cảm quan
Cảm quan viên, gồm 10 sinh viên năm tư ngành Công nghệ thực phẩm từ Trường Đại học Cần Thơ, được hướng dẫn đánh giá các thuộc tính cảm quan của sản phẩm sốt cà chua bi đen và cà chua bi đen sấy dẻo thông qua phương pháp phân tích mô tả định lượng (QDA) Họ sử dụng thang đo vạch đánh dấu, với một đoạn thẳng dài 15 cm, để ghi nhận cường độ của các thuộc tính như màu sắc, mùi và trạng thái/cấu trúc Các cảm quan viên sẽ đánh giá mẫu sản phẩm và đánh dấu trên đoạn thẳng để thể hiện mức độ cảm nhận.
1 điểm và đầu mút bên phải tương ứng với 5 điểm, các mức trung gian tương ứng với
Để xác định giá trị điểm cụ thể cho từng chỉ tiêu, quá trình đo từ điểm đầu mút trái của đường thẳng đến vạch đánh dấu của cảm quan viên được thực hiện với các điểm 2, 3 và 4 Đồng thời, các mẫu chuẩn về màu sắc, mùi, trạng thái và cấu trúc cũng được sử dụng để đối chiếu với sản phẩm thử.
Các thuộc tính cảm quan của sản phẩm trong thời gian bảo quản được đánh giá bằng phương pháp kiểm tra tất cả các ứng dụng (CATA) Đối tượng tham gia là 50 sinh viên năm thứ tư ngành Công nghệ thực phẩm tại Trường Đại học Cần Thơ (Ares & Jaeger, 2015) Các cảm quan viên sẽ đánh giá các mẫu sản phẩm và ghi nhận các thuộc tính cảm quan như màu sắc, mùi, trạng thái/cấu trúc bằng cách đánh dấu chọn Mỗi thuộc tính “có” tương ứng với 1 điểm, trong khi thuộc tính “không có” tương ứng với 0 điểm Ngoài ra, các cảm quan viên cũng được yêu cầu đánh giá mức độ ưa thích tổng thể sản phẩm theo thang điểm Hedonic 9 điểm.
Bảng đánh giá cảm quan và thành phần của các mẫu chuẩn được thể hiện chi tiết trong phần Phụ lục B.
Phương pháp xử lý và phân tích số liệu
Phần mềm Microsoft Excel 2010 là công cụ hữu ích cho việc tính toán và vẽ đồ thị, giúp biểu thị kết quả thí nghiệm thông qua giá trị trung bình.
Phần mềm Portable Statgraphic Centurion (phiên bản 15.2.11.0) hỗ trợ phân tích phương sai (ANOVA) để đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố và sự tương tác giữa chúng đối với chỉ tiêu thu nhận Phương pháp kiểm định LSD (Least Significant Difference) được áp dụng để xác định sự khác biệt có ý nghĩa thống kê ở mức độ tin cậy 95%, với giá trị P nhỏ hơn 0,05.
Phương trình đa thức dùng để dự đoán chỉ tiêu thu nhận theo các biến trong quá trình tối ưu hóa có dạng chung Y = βo + Σ(βiXi) + Σ(βiiXi^2) + Σ(βijXiXj), trong đó Y là chỉ tiêu thu nhận, βo là hằng số, βi là hệ số tuyến tính, βii là hệ số bình phương, βij là hệ số tương tác, và Xi, Xj là các biến khảo sát, với k là số nhân tố tối ưu hóa Mô hình dự đoán được đánh giá bằng hệ số xác định R² và giá trị P của Lack-of-fit Các biểu đồ bề mặt đáp ứng và hình chiếu của bề mặt lên mặt phẳng hai trục tọa độ được thiết lập để thể hiện ảnh hưởng của hai biến độc lập đến chỉ tiêu thu nhận, trong khi biến thứ ba được đặt ở điểm trung tâm trong trường hợp thí nghiệm ba nhân tố Hình chiếu thể hiện các đường cong khép kín đồng tâm, với tâm là giá trị tại điều kiện tối ưu.
Phương trình hồi quy logistic được sử dụng để phân tích dữ liệu đánh giá cảm quan về sự chấp nhận của người tiêu dùng đối với thời gian bảo quản trái cây Mô hình này thiết lập mối quan hệ giữa khả năng chấp nhận và thời gian bảo quản, trong đó η là biến độc lập và X đại diện cho thời gian bảo quản (Thủy và ctv., 2018).
Khả năng chấp nhận = exp(η)(1+exp(η)) (3.2) η = aX + b (3.3)
Phần mềm XLSTAT là công cụ hữu ích cho việc phân tích số liệu nhằm đánh giá các thuộc tính cảm quan của sản phẩm theo thời gian bảo quản, sử dụng phương pháp CATA (Check-All-That-Apply).
Phương pháp phân tích động học
3.7.1 Động học sự bất hoạt peroxidase và phân hủy anthocyanin trong quá trình chần cà chua bi đen
Sự thay đổi hoạt tính enzyme peroxidase (POD) và hàm lượng anthocyanin theo thời gian chần đã được kiểm tra thông qua mô hình phản ứng bậc một đơn giản, như được trình bày trong nghiên cứu của Mercali et al (2013).
C o và C t đại diện cho hoạt tính POD hoặc hàm lượng anthocyanin trước và sau khi chần, trong khi k là hằng số tốc độ phản ứng tính bằng giây -1, và t là thời gian chần tính bằng giây.
Chất lượng của mô hình được đánh giá qua hệ số xác định (R 2 ) (Liu et al., 2013).
Từ phương trình tuyến tính xác định được hằng số k Thời gian bán hủy (t 1/2) của POD và anthocyanin được tính theo công thức 3.5 (Kechinski et al., 2010).
Sự phụ thuộc của hằng số tốc độ phản ứng vào nhiệt độ được mô tả qua năng lượng hoạt hóa (E a ) và được thể hiện qua phương trình Arrhenius (Anthon et al., 2002).
Trong bài viết này, T đại diện cho nhiệt độ tuyệt đối (K) và T ref là nhiệt độ tham chiếu tuyệt đối (K) Các hằng số tốc độ k(T) và k(T ref) tương ứng với nhiệt độ T và T ref, trong khi E a là năng lượng hoạt hóa (J/mol) và R là hằng số khí lý tưởng có giá trị 8,314 J/mol.K Nhiệt độ tham chiếu được chọn trong khoảng bố trí, và giá trị E a được tính toán từ hệ số của phương trình hồi quy tuyến tính khi vẽ đồ thị.
3.7.2 Động học sự thay đổi hàm lượng nước và chất khô hòa tan trong quá trình cô đặc sốt cà chua bi đen ở điều kiện chân không
Mối quan hệ giữa lượng nước mất và thời gian cô đặc tuân theo mô hình tuyến tính (phương trình 3.7) (Assawarachan & Noomhorm, 2011).
Trong đó, WR là lượng nước mất (g), r là tốc độ bay hơi (g nước/phút), t là thời gian cô đặc (phút).
Hàm lượng chất khô hòa tan thay đổi theo thời gian cô đặc đã được kiểm tra thông qua ba mô hình: mô hình hàm mũ hai tham số, mô hình hàm mũ ba tham số và mô hình hàm mũ bốn tham số (Assawarachan & Noomhorm, 2010).
Mô hình hàm mũ hai tham số:
Mô hình hàm mũ ba tham số:
Mô hình hàm mũ bốn tham số:
Hàm lượng chất khô hòa tan của pu-rê cà chua được biểu diễn bằng B o và B, với B o là giá trị ban đầu và B là giá trị tại thời điểm bất kỳ trong quá trình cô đặc Trong đó, B 1 là hằng số mô hình, k đại diện cho hằng số tốc độ bay hơi (phút -1), n là hệ số thể hiện sự chặt chẽ của mô hình, và t là thời gian cô đặc tính bằng phút.
Hai chỉ số thống kê quan trọng để lựa chọn mô hình phù hợp mô tả quá trình bay hơi của sốt cà chua bi đen khi cô đặc bằng thiết bị cô quay chân không là hệ số xác định (R²) và căn của sai số bình quân (RMSE) Giá trị R² thể hiện phần trăm biến động của biến phụ thuộc được giải thích bởi các biến độc lập trong mô hình; R² càng lớn thì mô hình càng phù hợp Ngược lại, RMSE phản ánh sự khác biệt giữa số liệu thực nghiệm và số liệu dự đoán; giá trị RMSE càng thấp thì mô hình càng tương thích tốt.
Trong nghiên cứu này, ΔB exp,i và ΔB pre,i đại diện cho sự thay đổi nồng độ thu được từ thực nghiệm và dự đoán từ mô hình Số lượng dữ liệu thực nghiệm được ký hiệu là N, cho phép đánh giá độ chính xác của mô hình so với kết quả thực tế.
3.7.3 Động học sự thay đổi hàm lượng nước và chất khô của cà chua bi đen trong quá trình tách nước thẩm thấu chân không
Lượng nước mất (WL) và lượng chất khô tăng (SG) được xác định theo tỷ lệ phần trăm so với khối lượng nguyên liệu ban đầu, theo công thức 3.12 và 3.13 (Ito et al., 2007).
Khối lượng mẫu ban đầu (g) và khối lượng mẫu sau khi thẩm thấu (g) được sử dụng để tính toán hàm lượng ẩm ban đầu (% w/w) và hàm lượng ẩm sau khi thẩm thấu (% w/w) Đồng thời, hàm lượng chất khô ban đầu (% w/w) và hàm lượng chất khô sau khi thẩm thấu (% w/w) cũng được xác định trong quá trình này.
Giả sử trái cà chua bi đen có hình cầu với hàm lượng ẩm và chất khô đồng nhất, nồng độ ở biên đối xứng và cân bằng đạt được ở bề mặt nguyên liệu, trong khi sự co rút không đáng kể Mô hình khuếch tán của Fick (phương trình 3.14) được áp dụng để so sánh với dữ liệu thực nghiệm về lượng nước mất và lượng chất khô tăng (Azoubel & Murr, 2004).
Hệ số khuếch tán D eff của nước hoặc chất khô được xác định qua công thức, trong đó N là số điểm dữ liệu thực nghiệm, r là bán kính trái, và t là thời gian tách nước thẩm thấu tính bằng giây Lượng nước mất hoặc lượng chất khô tăng không thứ nguyên được tính theo công thức 3.15 (Azoubel & Murr, 2004).
Trong đó, MC o , MC t , MC e là lượng nước mất hoặc lượng chất khô tăng tương ứng lúc ban đầu, ở thời điểm t và khi cân bằng.
Chất lượng của mô hình được đánh giá qua hệ số xác định (R 2 ) (Azoubel & Murr,
3.7.4 Động học sự thay đổi hàm lượng ẩm của cà chua bi đen trong quá trình sấy chân không
Tỷ lệ ẩm (moisture ratio - MR) của cà chua bi đen trong quá trình sấy chân không được tính toán theo công thức 3.16 (Akpinar, 2010).
MR là tỷ lệ ẩm không thứ nguyên, trong đó M o, M t và M e đại diện cho hàm lượng ẩm tại thời điểm ban đầu, thời điểm t và khi đạt trạng thái cân bằng, được tính bằng kg nước trên kg chất khô, với t là thời gian sấy tính bằng giây.
Nếu hàm lượng ẩm ở bề mặt trái cây tương đương với hàm lượng ẩm toàn bộ và bề mặt trái vẫn tiếp tục thoát ẩm trong quá trình sấy (Me ≈ 0), công thức 3.16 có thể được rút gọn thành công thức 3.17 (Thakor et al., 1999).
Tám mô hình sấy thông dụng (Bảng 3.12) được kiểm tra để chọn ra mô hình tốt nhất mô tả đường cong sấy chân không của cà chua bi đen.
Bảng 3.12 Các mô hình đường cong sấy thông dụng
Tên mô hình Công thức Tài liệu tham khảo
Lewis MR = exp(-kt) Bruce (1985)
Page MR = exp(-kt n ) Page (1949)
Page điều chỉnh MR = exp[-(kt) n ] Overhults et al (1973)
Henderson và Pabis MR = a exp(-kt) Hendorson (1961)
Logarit MR = a exp(-kt) + c Toğrul & Pehlivan (2002) Hai tham số MR = a exp(-k o t) + b exp(-k 1 t) Henderson (1974)
Hàm mũ hai tham số MR = a exp(-kt) + (1 - a) exp(-kat) Sharaf-Eldeen et al (1980)
Henderson và Pabis điều chỉnh
MR = a exp(-kt) + (1 - a) exp(-kbt) Yaldiz et al (2001)
Ghi chú: k, k o , k 1 là các hằng số tốc độ sấy; n, a, b là các hệ số của mô hình
Hằng số tốc độ sấy và các hệ số của mô hình được xác định thông qua phương pháp phân tích hồi quy phi tuyến tính, theo nghiên cứu của Thorat et al (2012) Hệ số xác định (R²) là một chỉ tiêu quan trọng trong việc lựa chọn mô hình tối ưu cho việc mô tả đường cong sấy Bên cạnh đó, giá trị căn của sai số bình phương trung bình (RMSE) cũng được sử dụng để đánh giá độ phù hợp của mô hình, như được nêu trong nghiên cứu của Zarein et al (2015).