TỔNG QUAN
Tổng quan về chanh
Chanh, thuộc Chi Citrus và họ Rutaceae, là loại quả có múi có màu xanh hoặc vàng khi chín, với vị chua, được trồng rộng rãi ở các vùng khí hậu nhiệt đới và cận nhiệt đới trên toàn thế giới Mặc dù nguồn gốc chính xác của trái cây Citrus chưa được xác định, nhiều nghiên cứu cho rằng chúng có nguồn gốc từ các khu vực cận nhiệt đới và nhiệt đới châu Á, đặc biệt là Trung Quốc, Ấn Độ và Quần đảo Malay (Ramana và cộng sự, 1981) Chanh được tiêu thụ dưới dạng trái cây tươi cũng như trong các sản phẩm chế biến khác (Curk và cộng sự, 2016).
Chanh không hạt, hay còn gọi là Persian limes hoặc Tahiti limes, có tên khoa học là C latifolia, là một loại cây phổ biến ở Việt Nam Đây là loài thực vật thuộc chi Cam chanh (Citrus) và có quả nhỏ Giống chanh này được cho là kết quả của sự lai tạo giữa chanh và chanh yên (Citron) (F Rivera-Cabrera và cộng sự, 2010).
Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc của quả chanh
Chanh có cấu trúc gồm lớp vỏ bên ngoài, bao gồm lớp biểu bì, lớp flavedo chứa sắc tố và tinh dầu, lớp albedo là lớp xốp giàu flavanone, cùng với các bó mạch tạo thành mạng lưới sợi mỏng Lớp albedo chủ yếu được hình thành từ các tế bào nhu mô chứa glycoside, chất đắng, pectin và enzyme pectic.
Phần thịt bên trong quả được cấu tạo từ các múi, thường được sắp xếp thẳng hàng xung quanh lõi mềm và được bao bọc bởi màng múi mỏng gọi là vách ngăn (Ranganna và cộng sự, 1983).
1.1.2 Thành phần hóa học chanh
Chanh và các loại quả Citrus giàu phytochemical, bao gồm tinh dầu, alkaloids, flavonoid và carotenoids, cùng với nhiều vitamin, khoáng chất và nguyên tố vi lượng khác (Al-Snafi, 2016).
Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100 g chanh (không vỏ)
Thiamine (Vit B1) 0.040 mg Riboflavin (Vit B2) 0.020 mg Niacin (Vit B3) 0.100 mg
Nguồn :( Mohanapriya và cộng sự.2013)
Trái cây có múi được chia thành hai loại: loại có thành phần hòa tan và loại không hòa tan Phần hòa tan chủ yếu chứa mono- và disaccharide, acid hữu cơ không bay hơi, acid amin, cùng các thành phần phụ khác, trong khi phần không hòa tan chủ yếu là polysaccharide cấu trúc tế bào Chẳng hạn, chanh chứa khoảng 0.8% glucose và fructose, cùng với 0.2% đến 0.3% sucrose (Ting và Attaway, 1980) Tổng hàm lượng đường trong nước ép trái cây có thể dao động, với chanh có mức thấp hơn 1% (Ranganna và cộng sự, 1983).
Polysaccharide bao gồm các thành phần chính như pectic, hemicelluloses, cellulose và lignin (Ting và cộng sự, 1980) Tinh bột chủ yếu tập trung ở albedo và cũng hiện diện trong flavedo khi quả còn xanh (Shomer và Erner, 1989) Tinh bột có mặt trong tất cả các bộ phận của trái cây trong giai đoạn phát triển ban đầu của cây có múi.
Carbohydrate đóng vai trò là nguồn dự trữ năng lượng thiết yếu cho sự phát triển và hô hấp của trái cây chưa trưởng thành Trong quá trình trưởng thành, các carbohydrate này sẽ bị phân hủy và chuyển hóa hoàn toàn (Ranganna và cộng sự, 1983).
Trái cây họ cam quýt là nguồn cung cấp chất xơ phong phú, bao gồm chất xơ hòa tan như pectin, gum, chất nhầy và một phần cellulose, cùng với chất xơ không hòa tan chủ yếu là cellulose, hemicellulose và lignin Vỏ cam quýt chứa khoảng 50-60% cellulose và hemicellulose, khiến nó trở thành nguyên liệu lý tưởng cho việc chiết xuất chất xơ (Gorinstein và cộng sự, 2001).
Chất xơ từ vỏ chanh và cam chứa các thành phần quan trọng như pectin (13,00–23,03 g / 100 g DM), lignin (7,52–7,56 g / 100 g DM), celluloses (23,06–37,08 g / 100 g DM) và hemicellulose (8,09–11,04 g / 100 g DM) Chất xơ này có khả năng ức chế quá trình oxy hóa lipid trong sản phẩm thịt, giúp cải thiện độ ổn định oxy hóa và kéo dài thời hạn sử dụng (Fernández-López, 2007) Ngoài ra, chất xơ từ cam (vỏ, cùi và hạt) được sử dụng như một chất thay thế chất béo trong kem nhờ khả năng giữ nước và dầu, và có thể được áp dụng trong ngành công nghiệp thịt Mặc dù chất xơ cam quýt thường không dễ nhận thấy trong thực phẩm, nhưng nó đang trở thành một trong những thành phần được ưa chuộng trên thị trường hiện nay (Yangilar, 2013).
1.1.2.3 Chất gây vị đắng trong chanh
Vị đắng của trái cây có múi chủ yếu do sự tích lũy của hai nhóm chất hóa học: limonoid, đặc biệt là limonin, và phenol flavanoid, chủ yếu là naringin Đây là một vấn đề quan trọng trong ngành sản xuất trái cây công nghiệp (S Hasegawa và cộng sự, 1989) Cụ thể, trong quả chanh, naringin thường tồn tại dưới dạng các hợp chất tự do trong túi dầu của flavedo vỏ chanh (Ranganna và cộng sự).
Chất đắng chủ yếu có trong albedo của quả, với một lượng nhỏ trong hạt và nước ở màng ngoài múi quả Limonin, một hợp chất tan trong nước, hiện diện trong albedo ở dạng không đắng và có thể tồn tại dưới dạng glycoside khi pH đạt 4.5 hoặc cao hơn (Tanzeela Adee, 2015).
Nghiên cứu cho thấy limonoid có khả năng tăng cường sức khỏe và ức chế sự phát triển của ung thư (Lam và cộng sự, 1994) Limonin, một hợp chất quan trọng, được hình thành từ các tiền chất tự nhiên.
Acid limonic được tìm thấy trong hạt và màng của chanh, và tiền chất của acid này không có vị đắng trong mô của trái chanh Tuy nhiên, khi tiếp xúc với acid trong quá trình ép, nó chuyển thành limonin, khiến nước ép chanh trở nên đắng Nồng độ 2ppm của limonin đủ để tạo ra vị đắng nhất định cho nước ép chanh Mặc dù chanh có vị đắng chậm và khó nhận thấy do tính acid cao, nhưng ngưỡng nhận biết limonin trong nước là 0.075 ppm cho độ nhạy cao nhất và 5.0 ppm cho độ nhạy thấp nhất.
1.1.2.4 Tinh dầu và các thành phần bay hơi
Các thành phần dễ bay hơi trong trái cây họ cam quýt đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra mùi thơm và hương vị mà người tiêu dùng cảm nhận Có hơn 300 chất bay hơi và dầu có trong cam quýt, bao gồm hydrocacbon terpene, este, aldehyde, xeton, rượu và acid hữu cơ Những hợp chất này tích tụ trong các tuyến dầu của flavedo và trong phần dầu của túi nước ép Việc giải phóng các hợp chất dễ bay hơi gia tăng khi nhiệt độ tăng, độ chín của trái cây và các thành phần vỏ cũng như nước trái cây ép nghiền.
Tổng quan về Marmalade
1.2.1 Giới thiệu sản phẩm marmalade
Marmalade là một loại trái cây bảo quản được chế biến từ nước ép và vỏ của các loại trái cây họ cam quýt, kết hợp với đường, acid thực phẩm và chất tạo đặc, với tổng chất rắn hòa tan đạt 60-65% (James & Kuipers, 2004) Nó có thể được sản xuất từ nhiều loại trái cây như chanh, bưởi, quýt và cam ngọt (Cesar và cộng sự, 2010) Vỏ trái cây không chỉ cung cấp thêm dinh dưỡng cho marmalade mà còn giúp giảm lãng phí, đồng thời là nguồn giàu pectin (Bagde và cộng sự, 2017) Marmalade thường được tiêu thụ phổ biến như một món ăn kèm bánh mì nướng trong bữa sáng lành mạnh (Bradbury, 2012).
Trong quá trình chế biến marmalade, việc tăng hàm lượng chất rắn hòa tan và độ acid là rất quan trọng để đạt được sự ổn định Hai yếu tố này, chất rắn hòa tan và pH, ảnh hưởng trực tiếp đến kết cấu và chất lượng của mứt trái cây Đặc biệt, quá trình gel hóa của pectin có high methoxyl (HM) chỉ diễn ra hiệu quả trong khoảng pH từ 2.8 đến 3.5 và hàm lượng đường từ 600 đến 800 g/kg.
Sản xuất công nghiệp mứt trái cây đòi hỏi độ bền gel không đổi trong quá trình sản xuất
Pectin thương mại thường được bổ sung vào sản phẩm (0 - 10 g / kg) nhằm giảm thiểu tác động của sự biến đổi pectin tự nhiên trong trái cây Hàm lượng chất rắn hòa tan tối thiểu cần thiết cho sản phẩm phụ thuộc vào quy định pháp luật của từng quốc gia, với giới hạn điển hình là 650 g / kg theo mã thực phẩm Argentina Sự khác biệt chính giữa jam, jelly và mứt cam nằm ở hình thức kết hợp thành phần trái cây, bao gồm nước trái cây, cùi trái cây, miếng trái cây hoặc cả trái cây.
Mứt cam là một sản phẩm dinh dưỡng có giá trị cao, cung cấp các hợp chất chống oxy hóa cần thiết cho chế độ ăn uống của con người.
Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng (100 g) marmalade
Nguồn: Peralta.và cộng sự 2016
Marmalade cung cấp hàm lượng dinh dưỡng và giá trị năng lượng thích hợp cho việc thương mại hóa Cụ thể, một phần ăn 20 g chứa 49 kcal (208 kJ), chiếm khoảng 2% tổng năng lượng của khẩu phần ăn bình thường 2.000 kcal.
1.2.2 Cơ chế tạo gel pectin trong marmalade
Việc bổ sung pectin là rất quan trọng để đảm bảo sản phẩm marmalade có độ đặc vừa phải, giúp giữ liên kết giữa đường và puree quả Pectin thường được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như một chất tạo gel cho mứt, thạch và nhiều loại thực phẩm khác (Garrido và cộng sự, 2015).
Pectin là một loại carbohydrate phức tạp, đóng vai trò quan trọng trong cấu trúc thành tế bào của thực vật Chúng chủ yếu được tìm thấy trong các thành của thực vật bậc cao, hoạt động như một tác nhân hydrate hóa và là thành phần cấu tạo của mạng cellulose.
Pectin is a polymer composed of D-galacturonic acid units linked by 1-4 glycosidic bonds, exhibiting varying degrees of methoxylation (Levigne et al., 2002).
The Degree of Esterification (DE) is a crucial indicator of pectin's properties, representing the percentage of esterified galacturonic acid residues in the pectin molecule According to Lê Ngọc Tú (2002), DE is calculated based on the total number of galacturonic acid residues present Pectin is classified into two categories based on its esterification level: high methoxyl pectin (HMP) with DE greater than 50% and low methoxyl pectin (LMP) with DE less than 50%, as noted by Mesbahi et al (2005).
Gel là một trạng thái vật chất trung gian giữa rắn và lỏng, được hình thành từ các phân tử và cao phân tử liên kết chéo, tạo nên mạng lưới phân tử chắc chắn trong môi trường lỏng Mạng lưới này giữ nước và ngăn không cho nước chảy ra ngoài Trong gel, các phân tử được kết nối bởi các lực liên phân tử yếu như liên kết hydro và lực tĩnh điện Pectin có đặc tính quan trọng nhất là khả năng hình thành gel, với LMP tạo gel nhờ vào sự hiện diện của các ion đa hóa trị như Ca2+, trong khi HMP hình thành gel trong môi trường acid và có sự tham gia của các loại đường như sucrose HMP tạo gel khi pH thấp hơn 2.8-3.5 và sucrose có nồng độ lớn hơn 55% trọng lượng Nồng độ đường cao có khả năng hút ẩm, giảm độ hydrate hóa và pH acid trung hòa các gốc COO-, giúp các sợi pectin gần lại và tương tác, tạo nên mạng lưới ba chiều rắn chứa pha lỏng bên trong.
Để ngăn chặn sự kết tinh đường trong quá trình nấu, cần duy trì độ pH thấp, giúp kiểm soát quá trình nghịch đảo đường sacaroza Tuy nhiên, cần thận trọng không sử dụng quá nhiều axit, vì pH quá thấp có thể dẫn đến nghịch đảo một lượng lớn đường sacaroza, gây kết tinh glucoza và hình thành các vón cục.
Fruit-bar chanh
1.3.1 Đặc điểm về fruit-bar
Thanh trái cây là sản phẩm được chế biến từ việc sấy khô thịt quả, theo nghiên cứu của N Kulshrestha và cộng sự (2012) Công nghệ sản xuất thanh trái cây đã có mặt trong ngành công nghiệp thực phẩm từ lâu, và đây là một trong những phương pháp chế biến phổ biến hiện nay.
Bảo quản trái cây là một yếu tố quan trọng, giúp duy trì độ tươi ngon và chất lượng sản phẩm Thanh trái cây mang lại lợi thế lớn nhờ vào tính tiện lợi và chi phí sản xuất thấp, cùng với bao bì hấp dẫn người tiêu dùng (P.Megala và T.V.Hymavathi, 2011).
Các sản phẩm thanh trái cây, còn được gọi là tấm trái cây hoặc thanh da trái cây, là những sản phẩm được chế biến từ việc sấy khô thịt quả hoặc vỏ trái cây (Chauhan et al., 1993) Tên gọi của sản phẩm này có thể khác nhau tùy thuộc vào từng quốc gia, với nhiều biến thể phong phú.
Kỳ, pestil và kửme là các loại thanh trỏi cõy ngọt phổ biến, được sản xuất từ nước ép trái cây loãng hoặc cô đặc, pekmez, mật ong, hạt và bột/tinh bột (Oktay Yildiz, 2020) Ở Colombia, sản phẩm này được gọi là thanh snacks, trong khi thanh da trái cây (fruit leather) là sản phẩm có độ ẩm trung gian, dạng tấm dẻo, được tiêu thụ như đồ ăn nhẹ trên toàn thế giới Ví dụ, thanh da xoài (mango leather) là một sản phẩm truyền thống ở Ấn Độ (Gujral và Brar, 2003) Những sản phẩm này nhẹ, dễ nhai và ngon, là cách hấp dẫn để kết hợp trái cây vào chế độ ăn, đặc biệt cho trẻ em và thanh thiếu niên (Quintero Ruiz et al 2012).
Thanh trái cây là sản phẩm trái cây có độ ẩm thấp (15-25%) và hàm lượng đường cao, với pH thấp Quy trình sản xuất bao gồm việc thêm đường, axit citric, pectin và chất bảo quản, sau đó sấy khô thành dạng tấm Các tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu độ ẩm dưới 20,0%, tổng chất rắn hòa tan dưới 75,0%, hàm lượng trái cây trên 25,0% và số lượng nấm men, nấm mốc không vượt quá 100 count/gm theo quy định của Cơ quan tiêu chuẩn và an toàn thực phẩm của Ấn Độ (FSSAI, 2010) (R B Tiwari, 2019).
Các sản phẩm thanh trái cây có thể ăn liền và bảo quản ở nhiệt độ thường như bánh kẹo, hoặc kết hợp với phương pháp bảo quản thực phẩm đóng hộp và đông lạnh Thanh trái cây thuộc loại thực phẩm có độ ẩm trung gian, với hoạt động nước khoảng 0,6 và giá trị độ ẩm từ 8% đến 15% (Orrego và cộng sự, 2013).
Thanh trái cây là sản phẩm được chế biến từ việc kết hợp trái cây xay nhuyễn hoặc thịt quả, đường hoặc chất làm ngọt dinh dưỡng, cùng với các thành phần và phụ gia khác Sau đó, hỗn hợp này được sấy khô để tạo thành tấm có thể cắt theo hình dạng và kích thước mong muốn.
1.3.2 Các phương pháp sản xuất thanh trái cây
Thanh trái cây là sản phẩm tiêu thụ từ thời cổ đại ở châu Á, với công thức truyền thống tại Ấn Độ bao gồm bột xoài, đường và nước mía, được phơi khô dưới ánh nắng mặt trời, gọi là mango leather Phương pháp công nghiệp hóa hiện đại sử dụng hỗn hợp bột quả và đường dạng paste, tạo thành các tấm mất nước qua quá trình sấy ở nhiệt độ 50-60 độ C trong 18-24 giờ, mang lại sản phẩm có màu sắc và hương vị chấp nhận được Thanh trái cây, hay còn gọi là da trái cây, có kết cấu giống như da, trong khi thanh pho mát trái cây là thịt quả được nấu với đường đến khi đạt hàm lượng đường 75-85%, sau đó được làm nguội và cắt thành thanh hoặc khối.
Công thức sản xuất thanh trái cây thường bao gồm hỗn hợp bột, trái cây tươi hoặc sấy khô, đường (như sucrose, maltodextrin, và nước trái cây cô đặc), chất kết dính (thường là pectin) và các thành phần phụ như màu sắc, hương vị và axit Để giảm độ dính trong sản phẩm da trái cây, một lượng nhỏ dầu và lecithin có thể được thêm vào, vì fructose dễ hấp thụ nước và trở nên dính.
Thanh trái cây là sản phẩm được chế biến từ trái cây tươi hoặc thịt quả sấy khô, kết hợp với các hợp chất hóa học như đường, chất chống vi trùng, chất điều chỉnh độ axit và chất ổn định, nhằm cải thiện kết cấu, hương vị, màu sắc và mùi thơm Phương pháp sấy được sử dụng để loại bỏ nước, tạo ra độ giòn và cấu trúc cho sản phẩm.
Trái cây thường được sấy ở nhiệt độ dưới 80 độ C, với nhiệt độ tối ưu từ 55 đến 65 độ C, nhằm bảo tồn các chất hữu cơ và dinh dưỡng trong sản phẩm Để sản xuất thanh trái cây chất lượng cao, phương pháp sấy chân không được ưa chuộng vì giảm thời gian xử lý, hạn chế tiếp xúc với oxy và giúp duy trì vitamin cùng các hợp chất thực vật khác (Demarchi, 2018).
Tối ưu hóa bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM)
Tối ưu hóa là quá trình cải thiện hiệu suất của hệ thống, quy trình hoặc sản phẩm nhằm đạt được lợi ích tối đa Thuật ngữ này thường được áp dụng trong hóa học phân tích để tìm ra các điều kiện tối ưu cho quy trình, giúp tạo ra phản ứng hiệu quả nhất (Araujo và cộng sự, 1994).
Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) là một trong những phương pháp tối ưu hóa phổ biến nhất trong những năm gần đây, đặc biệt trong lĩnh vực hóa học và sinh hóa (Baş và cộng sự, 2007) RSM kết hợp toán học và kỹ thuật thống kê để xây dựng một phương trình đa thức phù hợp với dữ liệu thực nghiệm, nhằm mô tả ảnh hưởng của các biến số đến phản hồi Mục tiêu của phương pháp này là tối ưu hóa đồng thời các biến số để đạt được hiệu suất tối ưu cho hệ thống (Bezerra và cộng sự, 2008).
Khi áp dụng phương pháp RSM, việc chọn thiết kế thí nghiệm phù hợp là rất quan trọng để xác định các thí nghiệm cần thực hiện trong vùng nghiên cứu Đối với các mô hình bậc nhất, thiết kế thí nghiệm có thể sử dụng khi dữ liệu không có độ cong Tuy nhiên, nếu hàm phản hồi không thể được mô tả bằng các hàm tuyến tính, thì nên áp dụng thiết kế thí nghiệm cho các bề mặt phản hồi bậc hai, như Box – Behnken, hỗn hợp trung tâm và Doehlert.
Trong quá trình phát triển và tối ưu hóa sản phẩm, phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) là công cụ hữu ích để mô hình hóa và tối ưu hóa các hàm đáp ứng bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố định lượng, bao gồm thành phần và biến quá trình trong sản xuất (Dean & Voss, 1999).
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nguyên liệu
Chanh không hạt hay chanh tứ quý (Citrus latifolia) mua ở Chợ Thủ Đức, Quận 9, TP Hồ Chí Minh
Trái chanh tươi được phân loại để chọn ra những quả đồng đều về độ chín, đồng thời loại bỏ những quả bị sâu bệnh, dập nát, thối hỏng, hoặc quá non và quá già, nhằm nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm Quá trình tách cuốn và rửa giúp loại bỏ tạp chất và các yếu tố nguy cơ trên bề mặt quả như đất, cát, và cành cây Sau đó, chà vỏ xanh ra khỏi quả để sử dụng phần thịt quả trong việc ép thu nước và bã chanh Cuối cùng, đường RE từ công ty đường Biên Hòa được sử dụng để tăng thêm hương vị cho sản phẩm.
Pectin được sử dụng trong các thí nghiệm là GENU® Pectin type VIS (High Methoxyl Pectin) với độ ester hóa (DE) 72%, được sản xuất bởi CP Kelco Sản phẩm này được mua tại địa chỉ 69 Hàn Thuyên, P Bình Thọ, Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh.
Acid citric (C 6 H 8 O 7 H 2 O) được mua ở Công Ty TNHH hóa chất K&K tại lầu 8,Cao ốc văn phòng IDC, 163 Hai Bà Trưng, Quận 3, TP.HCM
Natri bezoat (NaC 6 H 5 CO 2 ) E211 , Chất tạo màu (Tartrazine) E102 được mua 115A Trịnh Đình Thảo, phường Phú Trung, quận Tân Phú, TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh
Quy trình chế biến marmalade chanh
Thuyết minh quy trình chế biến marmalade
Chuẩn bị nguyên liệu chanh bằng cách rửa sạch, loại bỏ tạp chất và tách vỏ xanh khỏi quả Sau đó, dùng phần thịt quả để ép lấy nước và bã chanh, đồng thời cân định lượng các nguyên liệu cần thiết.
Phối trộn: Sơ chế vỏ chần trong khoảng 30 phút, bả chanh xay nhỏ với kích thước khoảng
2-4 mm, được bổ sung đường, acid citric, chất tạo đặc pectin
Nấu (sên) là quá trình gia nhiệt hỗn hợp để hình thành cấu trúc mứt marmalade dạng sệt Ở nhiệt độ cao, mạng lưới pectin được sắp xếp lại thông qua tương tác với đường và axit citric, đồng thời làm chín sản phẩm và giúp gia vị thấm đều Quá trình này diễn ra ở nhiệt độ 89-95°C trong 45 phút Khi hỗn hợp đạt 60°Brix, pectin và axit citric sẽ được thêm vào.
Bã, vỏ chanh sơ chế
Làm nguội Đóng nắp Đường, nước chanh, phụ gia
Hình 2.1 Quy trình chế biến marmalade chanh
Rót chai: phân phối sản phẩm thành từng thể tích bằng nhau, cho vào chai giúp làm đẹp và bảo quản sản phẩm được tốt hơn
Làm nguội sản phẩm đến nhiệt độ phòng là bước quan trọng để ổn định cấu trúc gel trước khi tiến hành đóng gói Đóng gói không chỉ giúp bảo quản sản phẩm khi ra thị trường mà còn làm đẹp sản phẩm, thu hút sự chú ý của khách hàng.
Quy trình chế biến fruit-bar chanh
Hình 2.2 Quy trình chế biến fruit-bar chanh
Trái chanh tươi được phân loại để đảm bảo sự đồng đều về độ chín, loại bỏ những quả bị sâu bệnh, dập nát, thối hỏng, cũng như những quả quá non hoặc quá già Quá trình này không chỉ giúp nâng cao chất lượng sản phẩm mà còn tăng giá trị cảm quan cho chanh tươi.
Tách cuốn, rửa: loại bỏ tạp chất và các yếu tố nguy cơ tồn tại trên bề mặt quả (đất, cát, cành cây…)
Cắt hoặc chà vỏ xanh ra khỏi quả, dùng phần thịt quả ép thu nước và bã
Nghiền: bã chanh được xay, nghiền nhuyễn, giúp cắt nhỏ xơ và màng bao trắng giữa các múi chanh
Sử dụng Ca(OH)2 giúp loại bỏ vị đắng do limonin trong lớp xốp trắng của chanh, cải thiện tính chất cảm quan cho sản phẩm nhờ vào việc xử lý lớp màng bao ruột chứa cellulose và pectin (Wahini, 2017).
Đường tạo ra vị ngọt đặc trưng cho sản phẩm, trong khi muối giúp cân bằng hương vị Các phụ gia và hương liệu không chỉ tăng cường hương vị mà còn kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm.
Trong quá trình nấu, hỗn hợp được gia nhiệt để hình thành cấu trúc sản phẩm, nơi mà mạng lưới pectin được sắp xếp lại, tương tác với đường và acid citric, giúp sản phẩm chín và gia vị thấm đều Sau khi nấu, sản phẩm sẽ được đổ vào khuôn inox với khối lượng xác định dựa trên diện tích bề mặt khuôn, điều này hỗ trợ quá trình làm nguội và sấy sản phẩm hiệu quả.
Trong quá trình sấy, các khuôn inox chứa sản phẩm được đưa vào thiết bị sấy nhằm loại bỏ một phần nước, chuyển đổi hỗn hợp từ dạng gel sang dạng sol, tạo ra cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm fruit bar Nhiệt độ, phương pháp đổ khuôn và độ ẩm của sản phẩm là những yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất của sản phẩm Đặc biệt, độ ẩm còn tác động trực tiếp đến giá trị hoạt độ nước aw, điều này rất quan trọng trong việc đánh giá khả năng bảo quản của sản phẩm.
Sau khi sấy, sản phẩm sẽ được để nguội tự nhiên để cân bằng nhiệt độ và độ ẩm với môi trường Tiếp theo, sản phẩm sẽ được cắt thành hình dạng phù hợp với nhu cầu sử dụng và đặc trưng của sản phẩm Cuối cùng, sản phẩm sẽ được đóng gói trong bao bì, không chỉ tăng giá trị cảm quan mà còn thu hút sự chú ý của người tiêu dùng, đồng thời bảo quản sản phẩm hiệu quả.
Phương pháp nghiên cứu
Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm
2.4.1 Thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa các thành phần nguyên liệu sản phẩm marmalade chanh
Dựa trên đánh giá cảm quan sơ bộ, miền khảo sát cho các thành phần nguyên liệu của marmalade chanh được xác định như sau: bã và vỏ chanh từ 90-150 g/kg, hàm lượng đường từ 550-650 g/kg, và pectin từ 6-10 g/kg Ngoài ra, các thành phần nguyên liệu khác bao gồm acid citric 0.3%, nước cốt chanh 25 ml, nước 650 ml, và sodium benzoate 0.1%.
Lập bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm với 3 yếu tố: tỷ lệ bã và vỏ chanh, đường, pectin Đánh giá cảm quan 18 mẫu thử nghiệm theo bảng 3.2.
Bảng 2.1 Bảng mã hóa các giá trị của các yếu tố khảo sát tối ưu hoá marmalade chanh
Các yếu tố ảnh hưởng
Bảng 2.2 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bã, đường, pectin marmalade chanh
STT Biến ảo Biến thực
X1 X2 X3 Vỏ +bã chanh 1:2 (g/kg) Đường (g/kg)
2.4.2 Thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa các thành phần nguyên liệu sản phẩm fruit-bar chanh
Dựa trên đánh giá cảm quan sơ bộ, chúng tôi đã xác định các miền tối ưu cho các thành phần cơ bản của thanh fruit-bar, bao gồm hàm lượng bã chanh từ 15-25g.
Nghiên cứu được thực hiện với 19 đường 25-45, trong đó pectin được sử dụng với hàm lượng từ 0.2-0.6g Mỗi yếu tố được thử nghiệm tại 3 mức độ khác nhau (-1, 0, +1), trong khi hàm lượng acid citric, muối và vỏ chanh xanh được cố định lần lượt là 0.5g, 0.5g và 2g Lượng nước sử dụng là 100ml cho mỗi 100g nguyên liệu Để xác định hàm lượng các thành phần nguyên liệu, chúng tôi áp dụng quy hoạch trực giao đối xứng cho 3 yếu tố độc lập: hàm lượng bã chanh, hàm lượng đường và hàm lượng pectin.
Bảng 2.3 Bảng mã hóa các giá trị của các yếu tố khảo sát tối ưu hoá fruit-bar chanh
Các yếu tố ảnh hưởng
Mức trên (+1) 15.00 25.0 0.2 Mức cơ sở (0) 20.00 35.0 0.4 Mức trên (-1) 25.00 45.0 0.6
Quy hoạch thực nghiệm gồm 18 thí nghiệm, trong đó có 4 thí nghiệm lặp lại tại tâm, và
Bài viết trình bày 14 thí nghiệm được thực hiện tại các điểm khác nhau nhằm xác định hàm mục tiêu là hàm độ ưa thích chung Ba yếu tố chính ảnh hưởng đến sản phẩm thanh trái cây sẽ được xác định giá trị tối ưu thông qua kết quả sàng lọc và được nghiên cứu ở ba mức độ khác nhau: -1, 0 và +1.
Bảng 2.4 Bảng ma trận quy hoạch thực nghiệm bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ bã, đường, pectin fruit -barchanh
Các thí nghiệm sơ bộ đã được tiến hành nhằm xác nhận các chỉ tiêu liên quan đến độ ưa thích chung của người tiêu dùng Việc đánh giá tập trung vào các yếu tố như màu sắc, độ ngọt, độ dẻo và hương vị của thanh sản phẩm.
21 trái cây Dùng phần mềm Minitab 2018 để tối ưu hóa hàm lượng bã chanh, đường và pectin Hàm mục tiêu được lựa chọn là độ ưa thích chung
Dữ liệu về khả năng chấp nhận tổng thể của người tiêu dùng đã được phân tích thông qua các phương trình bề mặt phản ứng, sử dụng phần mềm Minitab 18 Sự khác biệt được xác định là có ý nghĩa khi p < 0.05 Kết quả phân tích bao gồm ba đồ thị đường đồng mức và mô hình bề mặt đáp ứng, được thiết kế dưới dạng hàm hai biến.
Mô hình hóa được biểu diễn bằng phương trình bậc 2:
Trong nghiên cứu này, các hệ số bậc 1 được ký hiệu là b1, b2, b3; các hệ số bậc 2 được ký hiệu là b11, b22, b33; và các hệ số tương tác giữa các cặp yếu tố được ký hiệu là b12, b23, b13 Các biến độc lập trong mô hình bao gồm X1, X2, X3, X11, X22, X33, X12, X23 và X13.
Chúng tôi đã sử dụng phần mềm Minitab 2018 để phân tích dữ liệu và xác định mức tối ưu của các yếu tố khảo sát nhằm đạt được hàm mục tiêu cao nhất Hàm đáp ứng được lựa chọn dựa trên điểm ưa thích chung cùng với các tiêu chí về màu sắc, mùi vị (bao gồm độ ngọt) và kết cấu (độ dẻo).
2.4.3 Phương pháp đánh giá cảm quan
Phương pháp cảm quan thị hiếu theo thang điểm từ 1-9 (ISO 4121, 2003) được sử dụng để đánh giá mức độ yêu thích cho từng chỉ tiêu cảm quan cụ thể (ISO 5492, 2008) với sự tham gia của 300 sinh viên từ 18 đến 26 tuổi tại trường ĐH Sư Phạm Kĩ Thuật.
Nguyên tắc của phép thử là mời người tham gia nếm sản phẩm và đánh giá mức độ yêu thích của họ bằng một thang điểm đã được xác định trước Thang điểm này sử dụng các thuật ngữ mô tả khác nhau để thể hiện cấp độ hài lòng và sự ưa thích đối với sản phẩm.
1 - Cực kỳ không thích 6 - Tương đối thích
4 - Tương đối không thích 9 - Cực kỳ thích
5 - Không thích cũng không ghét
2.4.4 Phương pháp phân tích hóa lý
2.4.4.1 Phương pháp xác định hoạt độ nước
Hoạt độ nước (aw) được xác định bằng máy đo hoạt độ nước EZ-200 (FREUND – Japan) thang đo: 0.10 - 0.98 Aw, độ chính xác: ±0.01 Aw
2.4.4.2 Phương pháp xác định độ pH:
Mẫu thanh trái cây được đo pH bằng máy đo pH Model 8000 (ORION, Rockford, IL, USA) Để thực hiện, 10g thanh trái cây đã phát triển được hòa trộn với 50ml nước cất trong máy xay Sau khi lọc, pH được xác định bằng cách sử dụng kính kết hợp điện cực của máy đo pH kỹ thuật số (Mô hình Khera, Ấn Độ).
2.4.4.3 Phương pháp xác định hàm lượng chất rắn hòa tan (Brix)
Hàm lượng chất rắn hòa tan được xác định trong khúc xạ kế ở 20 độ C (ATAGO Master- 2M Nhật Bản)
2.4.4.4 Phương pháp xác định độ ẩm Độ ẩm được xác định bằng sấy đến khối lượng không đổi để làm bay hết nước tự do trong mẫu
Sấy khô đĩa petri và nắp trong tủ sấy ở nhiệt độ 105 o C ± 2 o C trong vòng 30 phút Sau đó, để nguội đĩa trong bình hút cẩm đến nhiệt độ phòng và cân chính xác khối lượng của cả đĩa và nắp.
Để tiến hành thí nghiệm, cân 4g mẫu vào đĩa và thực hiện cân chính xác Tiếp theo, sấy đĩa ở nhiệt độ 105 °C ± 2 °C trong khoảng 6 giờ Trong quá trình sấy, sau 3 giờ, tiến hành cân thử mỗi giờ một lần cho đến khi kết quả của hai lần cân thử chênh lệch không quá 0,5mg Cuối cùng, lấy giá trị trung bình của 3 lần lặp theo tiêu chuẩn TCVN 1867:2001.
Tính kết quả Độ ẩm của bột nhào sau khi sấy được tính theo công thức:
W = m 1 −m 2 m × 100 (2.1.) m1: khối lượng đĩa và bột nhào trước khi sấy (g) m2: khối lượng đĩa và bột nhào sau khi sấy (g) m: khối lượng bột nhào ban đầu (g)
2.4.4.5 Phương pháp xác định màu Để có thể đánh giá chính xác màu sắc của thanh trái cây, chọn phương pháp đo màu bằng thiết bị đo màu Konica Minolta CR-400 Kết quả đo màu của mẫu được biểu thị bằng ba chiều L*, a* và b*
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
Tối ưu hóa thành phần nguyên liệu marmalade chanh bằng phương pháp bề mặt đáp ứng
Đánh giá cảm quan sơ bộ được thực hiện để xác định vùng ảnh hưởng của các yếu tố như hàm lượng bã và vỏ chanh, đường và pectin đến sự chấp nhận của người tiêu dùng Sau đó, tiến hành tối ưu hóa sản phẩm bằng phương pháp bề mặt đáp ứng, áp dụng mô hình thiết kế Central Composite.
Kết quả từ bảng 3.1 cho thấy hàm mục tiêu về cảm quan mùi hương (Y1), vị (Y2), kết cấu (Y3) và độ yêu thích chung (Y) có mối quan hệ chặt chẽ với các biến khảo sát như tỷ lệ bã và vỏ chanh (X1), đường (X2), pectin (X3) Phân tích tương tác và ảnh hưởng này được thực hiện thông qua phương trình hồi quy đa biến sử dụng phần mềm Minitab 18 Kết quả cho thấy các yếu tố tương tác có ảnh hưởng đến khả năng chấp nhận chung với giá trị R² = 0.97, điểm mùi hương R² = 0.94, mùi vị R² = 0.95 và kết cấu R² = 0.95, đạt độ tin cậy 95%.
Bảng 3.1 Kết quả bố trí theo ma trận quy hoạch thực nghiệm
STT Biến thực Mùi hương
Mùi Vị Kết cấu Độ yêu thích chung
3.1.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu đến điểm cảm quan mùi hương Bảng 3.2 Phân tích hồi quy và giá trị T và P tương ứng của mô hình đa thức bậc hai để tối ưu hóa cảm quan mùi hương
Term Coef SE Coef T-Value P-Value Ý nghĩa (P6.75) khi tỷ lệ vỏ và bã chanh khoảng 105-135 g/kg và tỷ lệ pectin từ 5.20-10.81 g/kg, trong khi tỷ lệ pectin có xu hướng giảm.
3.1.2 Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu đến điểm cảm quan mùi vị x2 600 Hold Values x1 x3
Mùi hương Ảnh hưởng X1,X3 đến cảm quan mùi hương x1 = 120.302 x3 = 10.8135 Mùi hương = 6.64957 x1 = 120.302 x3 = 8.02615 Mùi hương = 6.90061 x1 = 162.112 x3 = 7.98633 Mùi hương = 5.98124 x1 = 77.5953 x3 = 8.02615
Bảng 3.3 Phân tích hồi quy và giá trị T và P tương ứng của mô hình đa thức bậc hai để tối ưu hóa phân tích cảm quan mùi vị
Term Coef SE Coef T-Value P-Value Ý nghĩa (P7.00) khi tỷ lệ đường từ 600-635 g/kg và tỷ lệ bã+vỏ chanh từ 105-120 g/kg Sự yêu thích mùi vị càng cao khi tỷ lệ đường tăng và tỷ lệ bã+vỏ chanh giảm.
3.1.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ thành phần nguyên liệu đến điểm cảm quan kết cấu x3 8 Hold Values x1 x2
Mùi vị Ảnh hưởng X1,X2 đến cảm quan mùi vị x1 = 77.5964 x2 = 600.649
Mùi vị = 6.14193 x1 = 120.015 x2 = 599.998 Mùi vị = 7.00184 x1 = 162.238 x2 = 600.649 Mùi vị = 5.81379 x1 = 119.819 x2 = 670.658 Mùi vị = 6.62693 x1 = 119.819 x2 = 529.988 Mùi vị = 6.29963
Bảng 3.4 Phân tích hồi quy và giá trị T và P tương ứng của mô hình đa thức bậc hai để tối ưu hóa phân tích cảm quan kết cấu
Term Coef SE Coef T-Value P-Value Ý nghĩa (P
