- Ngày 0 và ngày 3 tăng 6,22 mg/100ml khoảng 19,13% cho thấy mẫu khôngthanh trùng trong 3 ngày đầu bảo quản vẫn giữ được hàm lượng vitamin, sự giatăng này có thể do sai số trong việc đo
Mục tiêu
Nghiên cứu sự biến đổi chất lượng nước ép cam thanh trùng và không thanh trùng trong 7 ngày lưu trữ, dựa trên các chỉ tiêu cảm quan, hóa học và vật lý Mục tiêu là xác định hạn sử dụng của nước ép cam và đánh giá sự thay đổi các thành phần trong quá trình bảo quản.
Tổng quan
Sản phẩm
Trong những năm gần đây, tiêu thụ trái cây tươi có múi tại các nước phát triển đã giảm, trong khi nước trái cây chế biến sẵn ngày càng phổ biến do dễ tiêu thụ và có giá trị dinh dưỡng cao Nước cam, với hương vị dễ chịu và hàm lượng vitamin C cao, là loại nước ép được ưa chuộng nhất Chất lượng và thời hạn sử dụng của nước cam ép chủ yếu được xác định qua sự biến đổi vitamin C trong quá trình bảo quản, bên cạnh các yếu tố về màu sắc và hương vị Vitamin C là chất dinh dưỡng thiết yếu, có khả năng chống oxy hóa mạnh mẽ, giúp bảo vệ cơ thể khỏi các gốc tự do và ngăn ngừa nhiều bệnh tật Tuy nhiên, vitamin C dễ bị oxy hóa và mất đi trong quá trình bảo quản nước ép, và tốc độ phân huỷ của nó phụ thuộc vào điều kiện bảo quản.
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến sự hư hỏng của nước cam ép bao gồm độ pH, khả năng khử oxy hóa, hoạt tính của nước, sự sẵn có của chất dinh dưỡng, hợp chất kháng khuẩn và hệ vi sinh vật cạnh tranh Trong đó, độ pH và hoạt độ nước là hai yếu tố quan trọng nhất Hư hỏng do vi sinh vật trong nước ép dẫn đến mất vẩn đục, phát triển mùi vị lạ, sản sinh CO2, và thay đổi màu sắc, kết cấu và hình thức sản phẩm Để đánh giá sự biến đổi giữa mẫu có gia nhiệt và không gia nhiệt cũng như sự khác biệt giữa các mẫu theo thời gian tồn trữ, chúng ta sử dụng phép thử tam giác hoặc A-Not A, với mẫu A là ngày 0 Bên cạnh đó, cần thực hiện phân tích các chỉ tiêu hóa lý như hàm lượng.
Vitamin C có thể được xác định trong nước cam ép bằng phương pháp chuẩn độ Iode, cho phép đo hàm lượng acid ascorbic Các chỉ số màu sắc Hunter L*, a*, b* được đo bằng thiết bị Minotal, cùng với độ đục và pH, giúp đánh giá chất lượng sản phẩm Dựa trên các phương pháp này, chúng ta có thể xác định hạn sử dụng của nước cam ép thông qua các số liệu và kết quả thu được.
Nghiên cứu này phân tích nước ép cam tươi chưa thanh trùng và đã thanh trùng thương mại, bao gồm quá trình đóng chai, lưu trữ và đánh giá sự thay đổi về thành phần cũng như các tính chất của nước ép cam.
Hiện nay, có ba phương pháp đánh giá hạn sử dụng phổ biến, bao gồm phương pháp thực nghiệm (trực tiếp và gián tiếp) và mô hình toán học Nhóm nghiên cứu đã chọn phương pháp thực nghiệm trực tiếp để đánh giá hạn sử dụng nước ép cam, vì phương pháp này cho phép xác định chính xác tình trạng sản phẩm mà không cần ước tính Tuy nhiên, hạn sử dụng của nước ép cam còn phụ thuộc vào nhiệt độ bảo quản đúng với yêu cầu dự kiến.
Phương pháp theo dõi hạn sử dụng
Sử dụng phương pháp thực nghiệm (trực tiếp) để theo dõi trực tiếp thời gian thay đổi của các chỉ tiêu:
Vật lý: độ đục, màu sắc
Hóa học: hàm lượng Vitamin C, pH
Từ các chỉ tiêu trên sẽ đánh giá hạn sử dụng của sản phẩm nước cam ép
Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu
Nguyên vật liệu
Khi chọn cam, hãy ưu tiên những quả tươi, không có dấu hiệu ẩm ướt hay hư hỏng, đảm bảo nguyên vẹn và lành lặn Sau khi mua, rửa sạch cam và cắt làm đôi, sau đó sử dụng máy ép để lấy nước Cuối cùng, đong 100ml nước cam ép vào 22 chai nhựa rỗng để bảo quản.
- Quy trình chuẩn bị nước cam
- Chỉ thị hồ tinh bột 0,5%
- Dao, thớt, rây, nồi, ly, thau, đồ vắt cam - Buret
- Erlen 250ml - Bình định mức
- Becher 50ml - Ống nhỏ giọt
- Bóp cao su, đũa thủy tinh
- Chỉ tiêu hóa học và vật lý
+ 4 chai nước cam 100 mL không thanh trùng (bao gồm ngày 0)
+ 4 chai nước cam 100 mL thanh trùng (bao gồm ngày 0)
+ 7 chai nước cam 100 mL không thanh trùng (bao gồm ngày 0,3,5,7)
+ 7 chai nước cam 100 mL thanh trùng (bao gồm ngày 0,3,5,7)
Bố trí thí nghiệm
Mục tiêu: So sánh về hạn sử dụng của nước ép cam thanh trùng và không thanh trùng bằng xử lý số liệu (ANOVA).
- Chỉ tiêu hoá học: Vitamin C, pH
- Chỉ tiêu vật lý: Độ đục, màu sắc
- Chỉ tiêu cảm quan: Sử dụng phép thử A notA để cảm quan cho ngày 0, 3, 5, 7 để chọn được hạn sử dụng của nước cam ép.
- Mẫu 1: Mẫu nước cam bảo quản ở nhiệt độ lạnh (4 0 C)
- Mẫu 2: Nước cam thanh trùng ở 90 0 C và giữ nhiệt 60 giây, làm lạnh nhanh trong nước đá và bảo quản ở 4 0 C.
- Mẫu được bảo quản trong 7 ngày, lấy mẫu phân tích ở ngày thứ 0, 3, 5, 7 và bảo quản mẫu ở -20 0 C (để dừng quá trình biến đổi, ngăn hư hỏng xảy ra)
Phương pháp phân tích
3.3.1 Xác định hàm lượng Viatmin C (Phương pháp chuẩn độ iốt)
- Mục đích:Xác định hàm lượng acid ascorbic có trong nước ép
Axit ascorbic được xác định bằng chuẩn độ oxy hóa khử với dung dịch chuẩn iod chuẩn (iodine), Iod (iodine) được AA khử thành iodide ( I - ) Phương trình như sau:
I2 +2e - 2I - Điểm kết thúc chuẩn độ đạt được khi AA hết, một lượng nhỏ iốt dư được thêm vào phản ứng với tinh bột, chuyển thành màu xanh tím.
Để chuẩn bị dung dịch iodine 0,01 N, bạn cần cân chính xác 0,4 g KI và 0,26 g I2, sau đó thêm nước và lắc đều cho đến khi hòa tan hoàn toàn Tiếp theo, chuyển dung dịch iot vào bình định mức 250 mL, đảm bảo rửa sạch các vết dung dịch còn lại trong bình bằng nước cất, và thêm nước đến vạch định mức.
Để chuẩn bị dung dịch chỉ thị hồ tinh bột 1%, hòa tan 1g tinh bột vào bình nón hoặc cốc 100 mL và thêm 100 mL nước cất Đun nóng dung dịch và khuấy ở 79°C trong 5 phút cho đến khi hồ tinh bột trong, lưu ý không vượt quá nhiệt độ này Cuối cùng, để dung dịch nguội đến nhiệt độ phòng Công thức tính là m HTB = C % × m dd.
100 = 1 ( g ) + Acid sulfuric 2N: được pha từ acid sulfuric đậm đặc 98% (Pha 100 ml)
Cho vào bình tam giác 10ml mẫu, 2ml acid sulfuric 2N, 2ml hồ tinh bột 1% Chuẩn độ bằng dung dịch iod 0,01N đến khi xuất hiện màu xanh đen.
X: hàm lượng vitamin C có trong mẫu (mg/100ml)
D: mili đương lượng gam của acid ascorbic: 88mg
C: nồng độ dung dịch iod dùng để chuẩn độ: 0,01N
V: thể tích dung dịch iod tiêu tốn (ml)
: thể tích mẫu dùng để chuẩn độ (ml)
- Sử dụng thiết bị đo màu Minotal.
+ Đặt đầu đo áp vào và tiến hành đo mẫu trắng.
+ Sau đó cho mẫu vào đĩa petri và đặt đầu đo áp vào đĩa, tiến hành đo màu.
+ Đo 1 mẫu không thanh trùng và 1 mẫu thanh trùng, mỗi mẫu đo 10 lần Ghi nhận kết quả.
Lấy 10ml nước cam và ly tâm ở tốc độ 4200×g trong 10 phút ở nhiệt độ 25°C Sau khi ly tâm, thu thập phần nổi phía trên và đo quang phổ ở bước sóng 660nm, sử dụng nước cất làm mẫu chuẩn.
Mẫu Cho vào vật chứa chuyên dụng để đo màu Đo Ghi nhận L*, a*, b*
Dung dịch tách lớp Lấy phần dịch trong Đo quang bước song
- Sử dụng máy đo pH
+ Rót mẫu vào vật chứa dùng để đo.
+ Cho đầu điện cực nhúng vào mẫu đo.
+ Làm sạch điện cực sau khi đo mỗi mẫu bằng nước cất và dùng khăn giấy lau khô.
+ Lặp lại 3 lần mẫu không thanh trùng và mẫu thanh trùng Ghi nhận kết quả
3.3.5 Đánh giá cảm quan Phép thử A notA
- Trường hợp áp dụng: Có một mẫu chuẩn và một mẫu thử, kiểm tra liệu mẫu thử có giống mẫu chuẩn không.
- Đối tượng người thử: Những người có kinh nghiệm sử dụng và quen thuộc với sản phẩm, Thường sẽ là những người sản xuất ra sản phẩm.
Bước 1: Người tham gia thử nghiệm sẽ được hướng dẫn làm quen với mẫu chuẩn (A) và tiến hành học cách sử dụng mẫu này Giai đoạn này sẽ diễn ra nhanh chóng nếu người thử đã có kinh nghiệm với sản phẩm.
Trong bước 2, mẫu chuẩn sẽ được cất đi Sau đó, người thử sẽ lần lượt được giới thiệu từng mẫu đã được mã hoá và xác định xem mẫu đó có phải là mẫu chuẩn A hay không.
Để đảm bảo tính khách quan trong quá trình thử nghiệm, cần thiết lập trật tự trình bày mẫu một cách ngẫu nhiên giữa hai mẫu A và not A cho mỗi người tham gia Đồng thời, số lần xuất hiện của mẫu A và not A phải được duy trì cân bằng, đảm bảo rằng tổng số lần đánh giá giữa hai mẫu là như nhau trên toàn bộ người thử.
Phương pháp xử lý số liệu
Các phương pháp phân tích hóa học cho vitamin C và pH được thực hiện ba lần và kết quả được phân tích bằng phân tích phương sai (ANOVA) hai chiều trên phần mềm R với mức ý nghĩa 0,05 Đánh giá cảm quan sử dụng phép thử A not A được tính toán bằng phương pháp bình phương Màu sắc được phân tích thông qua biểu đồ tần số có độ lệch chuẩn.
Mẫu Nhúng điện cực của máy đo pH vào mẫu
Bấm nút đo và chờ 1-2p cho giá trị bằng số trên màn hình ổn định
Kết quả và biện luận
Hàm lượng vitamin C
Bảng 1:Kết quả đo hàm lượng vitamin C
Hàm lượng vitamin C theo các ngày bảo quản
Mẫu Ngày 0 Ngày 3 Ngày 5 Ngày 7
Hàm lượng vitamin C theo các ngày bảo quản
Hình 1:Biểu đồ của hàm lượng vitamin C của mẫu nước cam qua các ngày bảo quản
Theo biểu đồ hàm lượng vitamin C, mẫu không thanh trùng ngày 0 có 32,5 mg/100ml, sau đó tăng lên 38,72 mg/100ml vào ngày 3 và đạt 40,4 mg/100ml vào ngày 5 Tuy nhiên, đến ngày 7, hàm lượng vitamin C giảm xuống còn 22,88 mg/100ml.
Trong ba ngày đầu bảo quản, mẫu không thanh trùng cho thấy sự gia tăng hàm lượng vitamin với mức tăng 6,22 mg/100ml, tương đương khoảng 19,13% Sự gia tăng này có thể xuất phát từ sai số trong quá trình đo lường hoặc những biến đổi nhẹ trong mẫu không thanh trùng.
Trong quá trình bảo quản 5 ngày, hàm lượng vitamin C tăng 7,9 mg/100ml, tương đương khoảng 24,31% Sự gia tăng này có thể do sai số kỹ thuật hoặc phương pháp đo lường không chính xác.
Trong nghiên cứu, hàm lượng vitamin C giảm 9,62 mg/100ml (khoảng 29,6%) giữa ngày 0 và ngày 7, cho thấy sự giảm đáng kể Nguyên nhân có thể là do quá trình oxy hóa hoặc tác động từ môi trường Điều này chỉ ra rằng mẫu không thanh trùng có thể không bảo quản vitamin C hiệu quả trong thời gian dài.
Vào ngày 3 và ngày 5, mẫu không thanh trùng ghi nhận sự gia tăng hàm lượng vitamin C với mức tăng 1,68 mg/100ml (khoảng 4,33%) Mặc dù mức tăng này nhẹ hơn so với giai đoạn trước, nhưng hàm lượng vitamin C trong mẫu vẫn được duy trì ổn định.
Vào ngày 5 và ngày 7, hàm lượng vitamin C trong mẫu thanh trùng giảm mạnh 17,52 mg/100ml, tương đương khoảng 42,62% Sự suy giảm này cho thấy rằng mẫu có thể đã bị ảnh hưởng bởi quá trình oxy hóa trong quá trình bảo quản hoặc do tác động từ môi trường.
Dựa trên phân tích, hạn sử dụng của mẫu không thanh trùng được xác định là 3 ngày Sau thời gian này, hàm lượng vitamin C có thể vượt quá ngưỡng cho phép vào ngày thứ 5 hoặc giảm xuống mức quá thấp vào ngày thứ 7.
Biểu đồ hàm lượng vitamin C trong mẫu không thanh trùng cho thấy ngày đầu tiên (ngày 0) có mức vitamin C là 35,8 mg/100ml Đến ngày 3, hàm lượng giảm nhẹ xuống còn 35,2 mg/100ml Tuy nhiên, vào ngày 5, hàm lượng vitamin C tăng trở lại đạt 41,1 mg/100ml Cuối cùng, đến ngày 7, hàm lượng vitamin C giảm xuống còn 11,7 mg/100ml.
Vào ngày 0 và ngày 3, hàm lượng vitamin giảm nhẹ 0,6 mg/100ml (khoảng 1,68%), tuy nhiên vẫn duy trì mức ổn định Sự giảm này có thể do mẫu tiếp xúc với ánh sáng và nhiệt độ.
Trong quá trình bảo quản mẫu thanh trùng, hàm lượng vitamin C đã tăng 5,3 mg/100ml (khoảng 14,8%) từ ngày 0 đến ngày 5 Điều này cho thấy có thể xảy ra phản ứng oxy hóa, làm tăng lượng vitamin C đo được Tuy nhiên, sự gia tăng này cũng có thể là do phân hủy các hợp chất khác giải phóng vitamin C hoặc do sai số trong quá trình đo lường.
Sau 7 ngày bảo quản, hàm lượng vitamin C giảm 24,1 mg/100ml, tương đương khoảng 67,32% Sự suy giảm này chủ yếu do quá trình oxy hóa và phân hủy tự nhiên của vitamin C, mặc dù sản phẩm đã được thanh trùng.
Vào ngày 3 và ngày 5, hàm lượng vitamin tăng 5,9 mg/100ml (khoảng 16,76%), cho thấy sự gia tăng đáng kể chỉ sau 2 ngày Sự tăng này có thể do quá trình oxy hóa, điều kiện bảo quản, hoặc có thể là sai số trong quá trình đo lường.
Vào ngày 5 và ngày 7, hàm lượng vitamin C giảm 29,4 mg/100ml, tương đương khoảng 71,5%, cho thấy sự phân hủy vitamin C diễn ra nhanh chóng trong hai ngày cuối Nguyên nhân có thể do quá trình oxy hóa và phân hủy vitamin C trong điều kiện bảo quản, mặc dù đã qua thanh trùng, nhưng phương pháp này chỉ có thể ổn định vitamin C trong thời gian ngắn.
Sản phẩm thanh trùng duy trì hàm lượng vitamin C trong ngưỡng cho phép (± 20%) đến ngày thứ 5 Tuy nhiên, vào ngày thứ 7, hàm lượng vitamin C giảm xuống dưới mức giới hạn cho phép, khiến sản phẩm không còn đạt tiêu chuẩn Do đó, hạn sử dụng của sản phẩm được xác định là 5 ngày dựa trên tiêu chí hàm lượng vitamin C.
Ngày 0, hàm lượng vitamin C trong mẫu không thanh trùng là 32,5 mg/100ml, trong khi mẫu thanh trùng đạt 35,8 mg/100ml Mẫu thanh trùng có hàm lượng vitamin C cao hơn ngay từ đầu, điều này có thể do quá trình thanh trùng giúp giảm thiểu sự phân hủy vitamin C do oxy hóa từ không khí và ánh sáng, đồng thời bảo quản được lâu hơn so với mẫu không thanh trùng.
Đo Ph
Bảng 2:Kết quả đo pH
Giá trị độ pH theo từng ngày bảo quản
Mẫu Ngày 0 Ngày 3 Ngày 5 Ngày 7
Giá trị pH theo từng ngày bảo quản ktt tt
Hình 2:Biểu đồ giá trị pH theo các ngày bảo quản
- Ngày 0 và ngày 3 giảm mạnh từ 3,66-3,03 (giảm khoảng 17%) giá trị pH vẫn nằm trong ngưỡng từ 3-3,5 ± 20%
- Ngày 0 và ngày 5 giảm mạnh từ 3,66-3,05 (giảm khoảng 16%) giá trị pH vẫn nằm trong ngưỡng từ 3-3,5 ± 20%
- Ngày 0 và ngày 7 giảm mạnh từ 3,66-3,167(giảm khoảng 13%) giá trị pH vẫn nằm trong ngưỡng từ 3-3,5 ± 20%
- Ngày 0 và ngày 3 giảm mạnh từ 3,63-3,04 (giảm khoảng 16%) giá trị pH vẫn nằm trong ngưỡng từ 3-3,5 ± 20%
- Ngày 0 và ngày 5 giảm mạnh từ 3,63-3,04 (giảm khoảng 16%) giá trị pH vẫn nằm trong ngưỡng từ 3-3,5 ± 20%
- Ngày 0 và ngày 7 cũng có xu hướng giảm mạnh từ 3,63-3,123(giảm khoảng 13%) giá trị pH vẫn nằm trong ngưỡng từ 3-3,5 ± 20%
Đây là giá trị ban đầu của mẫu trước khi có sự thay đổi qua các ngày bảo quản. Ngày 3
- Không thanh trùng: pH giảm còn 3,03±0.
- Thanh trùng: pH giảm còn 3,05±0,005.
Giá trị pH giảm nhẹ trong cả hai trường hợp, với sự giảm pH rõ rệt hơn ở mẫu không thanh trùng Hiện tượng này có thể do quá trình lên men tự nhiên của vi khuẩn hoặc nấm men trong môi trường không thanh trùng, dẫn đến sự giảm pH.
Giá trị pH trở nên tương đương trong hai trường hợp, cho thấy sự ổn định tạm thời trong quá trình biến đổi pH Sự ổn định này có thể do lượng acid được sinh ra và tiêu thụ bởi các vi sinh vật đạt đến mức cân bằng tạm thời.
- Không thanh trùng: pH tăng nhẹ lên 3,167±0,0471
- Thanh trùng: pH tăng nhẹ lên 3,123±0,0249
Cả hai trường hợp đều cho thấy sự gia tăng nhẹ giá trị pH, điều này có thể xuất phát từ việc giảm hoạt động của vi sinh vật hoặc sự chuyển đổi của các vi sinh vật sang giai đoạn sử dụng acid, dẫn đến việc giảm lượng acid trong mẫu.
Nhận xét kết quả xử lý số liệu
Mẫu nước cam không thanh trùng
- Df = 3 đây là bậc tự do cho yếu tố ngày (bậc tự do=số nhóm-1=4-1=3) Điều này có nghĩa là ta đang so sánh 4 nhóm (ngày 0, 3, 5, 7) với nhau.
- Ngày 0 và ngày 3 với giá trị p-value=0,0000000