Báo cáo Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu trúc và chất lượng khoai tây lát

TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BÀI BÁO CÁO
GVHD: Th.s ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG
SVTH : NHÓM 4
1. HỒ THỊ HÀ TRANG
2. TRẦN THỊ TRÚC GIANG
3. MÔNG THỊ NGA
4. NGUYỄN MINH SƠN

TP HỒ CHÍ MINH
5/2013
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN














Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu trúc và
chất lượng khoai tây lát

TP.HCM, ngày… tháng… năm……

Chữ ký của giảng viên
2
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu trúc và
chất lượng khoai tây lát
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, nhóm xin cảm ơn Khoa Công nghệ Hóa Học và Thực Phẩm đã mở môn học
Các quá trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm, để giúp chúng tôi tìm hiểu sâu hơn về các
quy trình sản xuất, cấu tạo, mô hình thiết bị trên quy mô công nghiệp…
Và kế tiếp là sự cảm ơn chân thành đến cô Ngọc Dung- người giảng dạy môn học Các quá
trình cơ bản trong công nghệ thực phẩm, cô đã truyền đạt cho chúng tôi rất nhiều kiến thức
không chỉ qua lý thuyết mà còn rất thực tế, những kinh nghiệm hữu ích mà cô mang lại cho
chúng tôi là vô cùng quý giá. Cảm ơn vì sự nhiệt tình giải đáp mọi thắc mắc cho chúng tôi.
Cô còn cho chúng tôi những lời góp ý, những nhận xét chân thành, giúp chúng tôi càng
hoàn thiện hơn trên con đường sau này.
Do kiến thức còn hạn hẹp, nên còn nhiều thiếu sót trong bài làm, rất mong cô sẵn lòng góp
ý, để các bài báo cáo lần sau được hoàn thiện hơn.
3
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu trúc và
chất lượng khoai tây lát
MỤC LỤC
TÓM TẮT 5
1. Giới thiệu 5
2. Nguyên liệu và phương pháp 7
2.1. Nguyên liệu thô 7
2.2. Xử lý mẫu 7
2.3. Thiết bị thí nghiệm 8
2.4. Thiết bị sấy 9
2.5. Phân tích dưới kính hiển vi quang học 9
2.6. Phân tích mẫu 11
2.7. Phân tích thống kê 14

3. Kết quả và thảo luận 14
3.1. Nét đặc trưng của những lát khoai tây được chần và không được chần khi sấy
bằng MFD và FD 14
3.2. Sự thay đổi vi cấu trúc của mẫu khoai tây không được chần khi sấy bằng MFD
và FD 16
3.3. Sự thay đổi vi cấu trúc của mẫu khoai tây được chần khi sấy bằng MFD và FD
18
3.4. Hàm lượng vitamin C, đường, tinh bột 21
3.5. Màu 22
3.6. Hấp thu nước 23
3.7. Cấu trúc và sự co rút 25
4. Kết luận 26
SỰ THỪA NHẬN 26
TÀI LIỆU THAM KHẢO 27
4
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
ẢNH HƯỞNG CỦA SẤY LẠNH KHÔ CHÂN KHÔNG VÀ VI SÓNG ĐỐI
VỚI CẤU TRÚC VÀ CHẤT LƯỢNG KHOAI TÂY LÁT
TÓM TẮT
Những lát khoai tây được ngâm trong dung dịch CaCl
2
0.5 % trong 10 phút,
sau đó được quan sát dưới kính hiển vi quang học để xem các vi cấu trúc ở các
trạng thái lạnh đông trước khi sấy, trong giai đoạn sấy thăng hoa, giai đoạn hấp thụ
và sau khi sấy. Ngoài ra sản phẩm sau khi sấy sẽ được đem kiểm tra về hàm lượng
vitamin C, màu sắc, hàm lượng tinh bột, cấu trúc và hàm lượng đường. Các thí
nghiệm đã được tiến hành với cả hai thiết bị sấy lạnh khô chân không và vi sóng.
Nghiên cứu về các sản phẩm khoai tây đã được chần hoặc không được chần, các
tinh thể phát triển trong suốt giai đoạn thăng hoa làm cho thành tế bào bị phá hủy.

Các mô đã được chần bị phá hủy nhiều hơn trong suốt quá trình sấy. Một điều đáng
chú ý là các sản phẩm sấy lạnh khô bằng vi sóng có chất lượng giống như đối với
các sản phẩm lạnh khô bằng chân không với cùng một điều kiện nhiệt độ.
1. Giới thiệu:
Sấy lạnh chân không (FD) là một phương pháp tách nước từ các vật liệu lạnh
đông bằng cách sấy thăng hoa trong điều kiện chân không. Các sản phẩm thực
phẩm được sản xuất bằng phương pháp này có chất lương cao nhất trong các sản
phẩm sấy. Tuy nhiên một nhược điểm của phương pháp FD này là thời gian sấy lâu
dẫn đến tốn nhiều năng lượng và chi phí cao hơn. Điều này một phần là do các
phương pháp truyền nhiệt thông thường có tốc độ truyền nhiệt kém trong việc cung
cấp năng lượng nhiệt điện cho quá trình sấy. Việc sử dụng một nguồn nhiệt khác
như lò vi sóng là một việc có thể làm được và điều này đã được quan tâm rất nhiều
trong những thập kỉ gần đây (Zhang và các cộng sự,.2006), hầu hết đều công bố về
tính hiện đại của phương pháp sấy lạnh vi sóng (MFD) (Lombraña và các cộng sự.,
2001; Wang and Chen, 2003; Wu và các cộng sự.,2004; Tao và các cộng sự., 2005;
Wang và các cộng sự., 2005). Điều này cho thấy rằng phương pháp MFD cung cấp
5
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
nhiệt và truyền tải nhiệt tốt hơn. Chỉ một vài nghiên cứu sấy bằng phương pháp
MFD trên vật liệu được ghi lại. Ví dụ Wang và Shi (1999) đã nghiên cứu đặc điểm
của phương pháp sấy MFD của thịt bò và ảnh hưởng của vật liệu điện môi đối với
sữa gầy. Duan và các cộng sự (2007) đã tiến hành thử nghiệm sấy MFD trên bắp cải
và sau đó ông đã thành công đối với việc áp dụng phương pháp này với con hải sâm
(Duan và các cộng sự., 2008a,b). Wang và các cộng sự (2009) đã nghiên cứu về các
đặc điểm sấy đối với các món súp rau. Và chúng cho ta thấy phương pháp MFD là
một trong những phương pháp sấy nhanh nhất và làm tăng chất lượng của thực
phẩm. Dù thế nào thì vẫn không đủ tài liệu để chứng minh rằng phương pháp MFD
ít làm giảm cấu trúc và chất lượng thực phẩm như phương pháp FD.
Một kỹ thuật tách nước mới không chỉ đạt hiệu quả cao hơn, chi phí thấp hơn,

mà còn không làm ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của sản phẩm sau khi sấy. Cấu
trúc của rau quả có thể bị phá hủy trong quá trình chế biến. Nó phá hủy đến tính
nguyên vẹn của màng tế bào, sức căng bề mặt bị mất và làm ảnh hưởng đến cấu trúc
thành tế bào (Brinley và các cộng sự., 2008). Tất cả sự thay đổi này sẽ làm thay đổi
đến kết cấu của sản phẩm, thuộc tính của chất lượng sản phẩm và làm ảnh hưởng
đến chất lượng sản phẩm sau khi sấy. Những kiến thức về sự thay đổi vi cấu trúc
của nguyên liệu trong suốt quá trình sấy thì rất hữu ích cho thiết kế cơ chế qui trình,
và cải thiện chất lượng sản phẩm sau sấy. Nó cung cấp được nhiều dữ liệu cần thiết
cho quá trình nghiên cứu và phát triển các cách tiến hành sản xuất, cũng như làm
cho quá trình càng hoàn chỉnh hơn.
Khoai tây là một loại rau quả giàu chất dinh dưỡng, chứa nhiều năng lượng,
chất xơ, hoạt tính sinh học, vitamin và khoáng chất – những chất cung cấp nhiều
lợi ích to lớn cho chúng ta và được sử dụng như thực phẩm chức năng (Brinley và
các cộng sự., 2008). Với nhiều mục đích tiêu thụ khác nhau, quá trình tách nước từ
khoai tây có thể sản xuất hai loại sản phẩm: khoai tây sấy và snack khoai tây. Điều
này yêu cầu cần có phương pháp xử lí khác nhau, chúng sẽ có ảnh hưởng quan
trọng đến chất lượng sản phẩm sau này. Quá trình chần rau quả được sử dụng rộng
rãi trong các quy trình chế biến thực phẩm.
6
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Để sản xuất một loại snack sử dụng phương pháp sấy lạnh khô, khoai tây nên
được chần trước khi sấy. Quá trình chần bởi nhiệt sẽ dẫn đến mất chất rắn hòa tan,
làm biến tính enzym, phá hủy các cơ quan, thủy phân hoặc hòa tan các cấu trúc
polyme như protopectin, hồ hóa các hạt tinh bột (Maté và các cộng sự, 1998).
Những hậu quả này tạo ra sự khác nhau về cấu trúc bên trong của khoai tây được
chần so với khoai tây không được chần. Sự thay đổi này có khả năng ảnh hưởng đến
quá trình sấy cũng như chất lượng của sản phẩm sau khi sấy.
Xử lý trước với Ca
2+

đã được áp dụng thành công để tăng cường độ săn chắc
của rau quả đã được xử lý nhiệt trong chế biến thực phẩm. Ca
2+
làm tăng độ cứng
của tế bào, liên quan đến khả năng liên kết với pectin. Với cách xử lý này, độ cứng
của thịt quả trái cây mới hái có thể được cải thiện nếu xử lý với hợp chất canxi
(Moraga và các cộng sự, 2009). Các nhà nghiên cứu đã cho thấy việc xử lí với Ca
2+
trước khi sấy đã giảm thiểu sự phá hủy các mô tế bào và cải thiện chất lượng của
quá trình hút ẩm (Sham và các cộng sự., 2001; Deng and Zhao, 2008; Gon-zález-
Fésler và các cộng sự., 2008). Họ đã chọn khoai tây như một nguyên liệu để nghiên
cứu sự thay đổi cấu trúc của các lát khoai tây khi được chần hoặc không được khi
sấy MFD, FD và đánh giá chất lượng sản phẩm sấy (ví dụ hàm lượng vitamin C,
hàm lượng tinh bột, hàm lượng đường, màu sắc, cấu trúc và khả năng hút ẩm).
2. Nguyên liệu và phương pháp
2.1 Nguyên liệu thô
Những củ khoai tây tươi để làm thí nghiệm sẽ được chọn lựa kĩ và mua từ
chợ. Chúng được bảo quản ở nhiêt độ từ 3.5 đến 4.5
0
C cho đến khi làm thí
nghiệm. Những củ khoai tây này sẽ được gọt vỏ và thái mỏng từng lát dày 4mm.
Một thiết bị cắt lát (hình tròn) sẽ được sử dụng để tạo nên những lát khoai tây có
đường kính 40mm. Sau khi bị cắt, những lát khoai tây sẽ được ngâm trong nước
cho đến khi toàn bộ nguyên liệu đã được chuẩn bị xong.
2.2 Xử lí mẫu
7
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Mẫu đối chứng: Những lát khoai tây thô chưa qua giai đoạn xử lí nào được lấy
ra khỏi nước, thấm với giấy lụa để lại bỏ nước trên bề mặt và sau đó lạnh đông ở

nhiệt độ -80
0
C trong tủ lạnh (U410, New Brunswick Scientific Co., USA).
Xử lí với Ca
2+
: để quan sát ảnh hưởng của việc xử lí với Ca
2+
đối với vi cấu
trúc trong các mô khoai tây thì các lát khoai tây thô sẽ được ngâm ngập trong dung
dịch CaCl
2
0.5% trong 10 phút và sau đó rửa với nước, dùng giấy lụa để thấm ướt
để loại bỏ nước trên bề mặt và sau đó lạnh đông như đã đề cập ở trên.
Quá trình chần: Để nghiên cứu sự thay đổi vi cấu trúc của những lát khoai tây
đã được chần trong suốt quá trình sấy, những lát khoai tây sẽ được chần trong nước
sôi 5 phút. Sau khi chần, chúng sẽ được làm lạnh về nhiệt độ phòng bằng cách cho
dòng nước lạnh đi qua và thấm giấy lụa để loại bỏ nước trên bề mặt và sau đó tiến
hành lạnh đông.
2.3 Thiết bị thí nghiệm
Các thí nghiệm sẽ được thực hiện trong một cái lab-scale sấy lạnh vi sóng
(YT2S-01, Nanjing Yatai Microwave Power Technology Re-search Institute,
China). Một dạng sơ đồ thiết bị đã được mô tả ở hình 1, nó có hai lỗ sấy để tiến
8
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
hành sấy bằng hai phương pháp FD và MFD. Khi các nguyên liệu được sấy ở lỗ
FD, chúng sẽ bị đốt nóng bởi năng lượng điện. Khi ở lỗ MFD, các vât liệu sẽ bị đốt
nóng bởi tia vi sóng. Trong suốt quá trình sấy thì áp suất luôn duy trì ở 100 Pa bởi 1
máy bơm chân không và nhiệt độ của thiết bị giữ lạnh. Nhiệt độ thiết bị này là -40
0

C -45
0
C, nhiệt độ được giữ thấp đủ để ngưng tụ. Tần số của lò vi sóng là 2450
MHz và năng lượng sẽ được điều chỉnh liên tục từ 0 đến 2000 W. Nhiệt độ của vật
liệu được xác định bằng sử dụng một optical fiber probe. Thiết bị này sẽ được điều
khiển bởi 1 hệ thống dây chuyền điều khiển (PLC), nó có thể điều khiển được các
mức năng lượng vi sóng, nhiệt độ vật liệu, áp suất chân không và nhiệt độ ngưng tụ.
2.4 Thiết bị sấy
Các thí nghiệm sẽ được tiến hành bằng các phương pháp sấy khác nhau (MFD
và FD). Để xác định giai đoạn sấy thăng hoa và giải hấp thụ của các lát khoai tây
được xử lí bằng các cách khác nhau trong phương pháp sấy FD và MFD, động lực
sấy đã được nghiên cứu. Những mẫu đã được lạnh đông sẽ được vận chuyển đến
máy lạnh khô vi sóng và được sấy với mức năng lượng 1.6 w/g (đối với phương
pháp sấy MFD) hoặc ở nhiệt đô 55
0
C (đối với sấy FD). Độ ẩm bị mất trong quá
trình sấy sẽ được đo định kì và cân khối lượng chât khô còn lại trên máy cân kỉ
thuật số có sai số 0.01g (JH2102, Shanghai Precision & Scientific Instru-ment Co.
Ltd., China). Quá trình sấy sẽ tiếp tục cho đến khi hàm lượng ẩm trong mẫu giảm
xuống 0.06 g/g khi sấy cơ bản.
Tất cả các quá trình sấy đều được tiến hành ở áp suất 100 Pa, nhiệt độ ngưng
tụ là -40
0
C. Mọi thí nghiệm sẽ được thực hiện hai lần và lấy kết quả trung bình đối
với từng phép phân tích.
2.5 Phân tích dưới kính hiển vi quang học
Sự thay đổi về cấu trúc của khoai tây khi sấy sẽ được quan sát dưới kính hiển
vi quang học (LM ). Phương pháp paraffin được sử dụng, một khối mẫu nhỏ khoảng
5mm được đưa vào vùng bên trong kính hiển vi để kiểm tra. Những khối mẫu này
được trộn với formol-aceto-alcohol (FAA, formaldehyde 5%, glacial acetic acid

9
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
5%, 70% ethanol 90%) giữ trong 24 giờ. Quá trình tách nước sẽ được thực hiện khi
tăng dần nồng độ ethanol, sau đó mẫu sẽ được làm sạch trong xylene và được nhúng
trong paraffin (nhiệt độ nóng chảy 56
0
C58
0
C). Quá trình phân cắt được thực hiện
bởi hệ thống trục dao cắt (YD-202, Zhejiang Jinghua Yidi Medical Appliance
Co.Ltd., China) với bề dày là 15 micromet. Sau khi được làm sạch paraffin với
xylen, các phần được cắt sẽ xảy ra quá trình cộng nước khi giảm nồng độ ethanol,
sau đó nhuộm màu theo phương pháp Heidenhain’s iron-alum hematoxyling. Cuối
cùng mẫu vật sẽ được quan sát dưới kính hiển vi quang học (XSP-8C, Shanghai
Optical Instrument Factory, China), được trang bị camera kỉ thuật số, với tỉ lệ phóng
đại là 100 lần.
Đối với mẫu đã được làm lạnh đông và mẫu đang ở trong quá trình sấy thăng
hoa, yêu cầu mẫu phải được quan sát trong phòng lạnh -20
0
C. Trong buồng này,
những khối mẫu nhỏ khoảng 5 mm được đưa vào kính hiển vi để kiểm tra. Nhiệt độ
bắt buộc được tiến hành ở -20
0
C để tránh thay đổi cấu trúc do đá tan chảy và các
bước còn lại được thực hiện ở nhiệt độ phòng.
Quá trình phân tích mô được thực hiện thành hai bản. Mô từ mỗi giai đoạn sấy
được liệt kê ở bảng 1. (Theo các thí nghiệm sấy)
10
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu

trúc và chất lượng khoai tây lát
Bảng 1 : những loại mô khoai tây được quan sát
Mẫu
Số
Phương pháp xử lý Mẫu số Phương pháp xử lý
1 Tươi( thô) 10 Sấy FD( không
chần)
2 Tươi+ngâm
với0.5% CaCl
2
11 Sấy FD(chần)
3 Tươi +Ngâm 0.5%
CaCl
2
và lạnh đông
12 Sấy MFD (không
chần) trong 2 giờ
4 Chần 13 Sấy MFD( chần)
trong 2 giờ
5 Chần+ lạnh đông 14 Sấy MFD (không
chần) trong 5 giờ
6 Sấy FD( không
chần) trong 3 giờ
15 Sấy MFD( chần)
trong 5 giờ
7 Sấy FD( chần)
trong 3 giờ
16 Sấy MFD( không
chần)
8 Sấy FD (không

chần) trong 8 giờ
17 Sấy MFD (chần)
9 Sấy FD( chần)
trong 8 giờ
2.6 Phân tích mẫu
2.6.1 . Hàm lượng ẩm
Hàm lượng ẩm của khoai tây được xác định bằng phương pháp đo khối lượng,
được thực hiện ba lần bằng cách sấy 2.5g 3.5 g mẫu tại nhiệt độ 104 106
0
C cho
đến khi khối lượng không đổi. Hàm lượng ẩm trong mẫu trong phương pháp sấy
khô được tính toán như sau :
X
t
=
X
t
là hàm ẩm tại thời gian t khi sấy cơ bản (g/g, d.b), mt khối lượng mẫu tại thời
gian t, md khối lượng mẫu trước khi sấy, t là thời gian sấy.
2.6.2 Hàm lượng vitamin C, đường và tinh bột
11
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Hàm lương acid ascorbic được xác định bằng phương pháp chuẩn độ 2,6-
dichlorophe-nol-indophenol (Li, 1997). Kết quả sẽ được tính toán trên cơ sở khô và
nó được thể hiện như mg/100g d.b. Việc phân tích được thực hiện ba lần và lấy kết
quả trung bình
Hàm lượng đường được xác định bằng phương pháp chuẩn độ trực tiếp
(Zhang, 2004). Dung dịch kiềm và muối đồng được thêm vào để chuẩn độ trực tiếp
hàm lượng protein tự do trong dung dịch, với sự có mặt của methylene xanh, không

nên đảo ngược thứ tự. Hàm lượng đường tổng sẽ được xác định bằng cách thủy
phân đường với HCl. Hơn nữa, quy trình này thì giống như quy trình xác định hàm
lượng đường khử. Kết quả được tính toán dựa trên cơ sở khô. Các phương pháp
phân tích được thực hiện ba lần và lấy kết quả trung bình.
Hàm lượng tinh bột được xác định bằng phương pháp acid hydrolysid
(Zhang,2004). Sau khi loại bỏ chất béo và đường hòa tan, tinh bột sẽ bị thủy phân
thành đường đơn với sự tác dụng của HCl, và sau đó tính toán dựa trên lượng
đường khử và suy ra hàm lượng tinh bột. Kết quả được tính toán dựa trên cơ sở khô.
Các phép phân tích này sẽ được thực hiện ba lần và lấy kết quả trung bình.
2.6.3 Màu sắc
Màu sắc của sản phẩm khi sấy được được đo bằng Chroma Meter (Konica
Minolta Sensing Inc., Japan). Việc đo màu sẽ được thực hiện với đĩa trắng chuẩn đã
được chứng nhận. Đối với mỗi cách xử lí, việc đo lường được thực hiện tại một vị
trí ngẫu nhiên trên một lát khoai tây, trong đó tiến hành thực hiện trên 5 lát khoai
tây. Thông số màu được thể hiện ở thang màu CIE-lab như L*, a*, b*. Trong đó, L*
là hợp chất có độ sáng chói hoặc sáng nhẹ, a* (từ xanh lá cây đến đỏ) và b* (từ
xanh da trời đến vàng) là hai hợp chất màu. Sự khác biệt về màu sắc tổng được tính
toán dựa trên công thức sau:
E=*)
2
+(a*-a
0
*)
2
+ (b*-b
o
*)
2
)
Trong đó, Lo*, a

0
*, b
0
* là những thông số màu sắc của khoai tây thô trước khi sấy.
12
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
2.6.4 Hút ẩm
Khả năng hút ẩm sẽ được đánh giá bằng cách ngâm 5g khoai tây đã cắt lát ở
trong 500 ml nước cất ở 20
0
C, những lát khoai tây này sẽ được làm khô nước và
cân định kì. Tỉ lệ hút ẩm (RR) của mẫu sẽ được tính bởi công thức:
RR =
Trong đó, M
t
là khối lượng mẫu tại thời gian t, M
0
là khối lượng mẫu lúc đầu
(trước khi sấy).
Quá trình được thực hiện ba lần và lấy giá trị trung bình.
2.6.5 Cấu trúc
Những đặc điểm cấu trúc của mẫu sẽ được quan sát bằng một thiết bị phân tích
cấu trúc TA-XT2i (Stable Micro System, Surrey, UK) với một thiết bị dò hình trụ
có đường kính 5mm. Thiết bị sẽ được luồn qua mẫu với tốc độ thử nghiệm, trước
thử nghiệm và sau thử nghiệm lần lượt là 2, 2 và 3mm/s. Khoảng cách xuyên qua
được bố trí là 3mm và lực kích hoạt là 20 g. Đặc điểm cấu trúc được rút ra từ đường
cong biến dạng của lực (thời gian chống lại lực ). Độ cứng là lực lớn nhất cần để
phá mẫu. Đối với nguyên liệu được xử lý giống nhau, việc tính toán phải được thực
hiện trên 5 lát khác nhau và tính giá trị trung bình của chúng.

2.6.6. Độ co rút
Tỉ lệ co rút (SR) được xác định dựa vào sự thay đổi thể tích của mẫu sau khi
sấy. Nó được xác định dựa trên công thức
SR= .
Trong đó V
o
và V
d
lần lượt là thể tích mẫu ban đầu (cm
3
) và thể tích mẫu sau
khi sấy (cm
3
).
13
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Thể tích mẫu được đo bằng phương pháp thay thế thể tích bởi những hạt thủy
tinh với đướng kính là 0,150 – 0,210 (Thuwapanichayanan và các cộng sự., 2008).
Việc tính toán được thực hiện 5 lần và lấy kết quả trung bình.
2.7 Phân tích thống kê
Dữ liệu được phân tích dựa trên phần mềm thống kê (SAS, version 8.1, SAS
Institute Inc., Cary, NC). Phân tích sự thay đổi được thực hiện bằng quy trình
ANOVA. Sự khác nhau đáng kể chỉ có ý nghĩa khi p 0,05.
3. Kết quả và thảo luận
3.1. Nét đặc trưng của những lát khoai tây được chần và không được chần
khi sấy MFD và FD.
Hình 2: đồ thị sấy MFD và FD của những lát khoai tây được chân và
không được chần.
Để xác định giai đoạn sấy thăng hoa và giai đoạn giải hấp thụ, đường biểu

diễn của cả 2 phương pháp sấy MFD và FD khi mẫu được chần và không được chần
14
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
được thể hiện ở biểu đồ 2. Hàm lượng ẩm sẽ giảm trong quá trình sấy. Chúng ta
thấy được rằng khoai tây được chần sẽ có độ ẩm cao hơn những khoai tây không
được chần biểu thị qua lượng nước được hấp thụ trong quá trình chần. Trên biểu đồ
còn thể hiện tổng thời gian sấy và tốc độ sấy có sự khác biệt đáng kể giữa phương
pháp sấy MFD và FD, trong khi đó quá trình chần không ảnh hưởng đáng kể đến
quá trình sấy. Song, khi sấy FD, những mẫu đã được chần thì nhanh hơn so với mẫu
không được chần. Điều này chắc chắn vì quá trình chần làm mềm cấu trúc và thuận
lợi cho sự mất nước (Severini và các cộng sự, 2005). Trái lại, khi sấy MFD, tốc độ
sấy của mẫu được chần thì chậm hơn so với các mẫu không được chần. Điều này
được giải thích là do sự thay đổi tính chất của lớp điện môi của khoai tây do các
hợp chất hóa học được tách ra và sự hồ hóa tinh bột diễn ra trong quá trình chần.
Thời gian sấy của 2 phương pháp sấy MFD và FD lần lượt khoảng 6,3 và 10 giờ,
thời gian sấy của MFD thì giảm 37%. Tốc độ sấy cao ở lần sấy đầu tiên và giảm ở
giai đoạn cuối. Nguyên nhân là do hàm lượng ẩm tự do trong vật liệu sẽ bị loại bỏ
khi sấy thăng hoa. Đối với phương pháp MFD, giai đoạn thăng hoa kéo dài 4 giờ và
tiếp theo là giai đoạn khử hấp thụ. Trong khi qui trình FD giai đoạn sấy thăng hoa
kéo dài khoảng 7 giờ.
Hình 3: sự thay đổi nhiệt độ bề mặt theo thời gian của những lát khoai tây trong
suốt quá trình sấy MFD và FD.
15
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Sự biến đổi nhiệt độ bề mặt của những mẫu khoai tây khi sấy bằng phương
pháp MFD và FD được thể hiện ở hình 3. Ta có thể thấy tốc độ sấy của phương
pháp MFD thì nhanh hơn so với phương pháp FD. Sự thay đổi nhiệt độ trong mẫu
khoai tây được chần và không được chần với cùng một quy trình sấy thì không có

sự khác biệt đáng kể. Đường nhiệt độ có lúc tăng chậm, có lúc tăng đột ngột, tương
ứng với giai đoạn sấy thăng hoa và khử hấp thụ. Trong giai đoạn sấy thăng hoa,
nguyên liệu hấp thụ mức năng lượng lớn nhất để sử dụng cho việc thăng hoa nước
tự do nên nhiệt độ tăng nhẹ. Cũng như quá trình sấy, hầu hết nước tự do( ice
crystyal ) được loại bỏ, còn lại các loại nước khác sẽ được xử lí trong giai đoạn khử
hấp thụ. Khi tất cả các nước tự do bị loại bỏ, nhiệt độ sẽ tăng cho đến khi đạt quá
nhiệt, đây được coi là điểm kết thúc giai đoạn thăng hoa.
Dựa trên các đường cong sấy và đường cong nhiệt độ nguyên liệu, các loại mô
khoai tây được quan sát trong suốt quá trình sấy được thể hiện ở bảng 1.
3.2. Những thay đổi vi cấu trúc của mẫu khoai tây không được chần khi sấy
bằng MFD và FD
Kết quả quan sát vi cấu trúc của khoai tây dưới kính hiển vi khi tiến hành sấy
MFD và FD được thể hiện ở hình 4. Ta thấy có thể thấy những tế bào khoai tây tươi
thì nguyên vẹn và chỗ tiếp xúc thì chính xác. Sự sắp xếp của các polyhedral của tế
bào khoai tây thì trật tự. Các hạt tinh bột nhỏ xen lẫn với tế bào khoai tây. Sau khi
ngâm với CaCl
2
, thành tế bào dày hơn nhờ vào sự hấp thu Ca
2+
hoặc hỗn hợp Ca làm
cho tế bào bền chắc và ổn định hơn. Việc xử lí với Ca
2+
làm gia tăng bề dày của
thành tế bào, khiến cho các tế bào khoai tây được cố định chắc chắn (Vega-Gálvez
và các cộng sự., 2008).
Sau quá trình lạnh đông, sự biến dạng của tế bào sẽ diễn ra và một vài thành
tế bào sẽ bị phá vỡ. Tế bào bị phá vỡ là do các tinh thể đá. Trong suốt quá trình
thăng hoa, sự sắp xếp có trật tự lúc đầu bị mất đi và nhiều thành tế bào sẽ bị phá vỡ.
Trong giai đoạn hấp thụ, các tế bào sẽ bị phá hủy nhiều hơn, nguyên nhân là do sự
gia tăng của các loại nước tự do nhờ vào nhiệt độ luôn tăng trong giai đoạn hấp thụ.

16
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Vi cấu trúc của mẫu trong giai đoạn hấp thụ gần giống sản phẩm cuối cùng. Nó gần
như không có sự thay đổi đáng kể nào trong cấu trúc tế bào trong suốt giai đoạn giải
hấp thụ, của các mẫu khoai tây sấy bằng phương pháp FD và MFD nhưng không
được chần trước. Sự thay đổi rõ rệt nhất là giai đoạn trước lạnh đông và giai đoạn
thăng hoa.
Hình 4 cho ta thấy rằng cả hai phương pháp sấy MFD và FD thì không gây ra
sự thay đổi đáng kể nào trong cấu trúc tinh bột. Tuy nhiên, cả hai phương pháp này
đều làm biến dạng và thoái hóa thành tế bào. Nó có thể ảnh hưởng đến việc loại bỏ
nước tự do từ các mô. Việc gia nhiệt ở 65
0
C sẽ gây nên hiện tượng hồ hóa những
hạt tinh bột, tạo thành những vùng vô định hình, hydrat hóa amylase (Markowski và
các cộng sự, 2009). Dù thế nào thì nhiệt độ của nguyên liệu nên được kiểm soát
dưới 55
0
C để không gây hiện tựơng hồ hóa các hạt tinh bột nhưng bảo vệ hình dáng
các hạt đó trong suốt quá trình sấy.
17
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Hình 4: vi cấu trúc của những mô khoai tây không được chần khi sấy MFD và
FD, vật kính 100x
3.3 N hững thay đổi trong vi cấu trúc của khoai tây được chần khi sấy bằng MFD và
FD
Hình 5 thể hiện cấu trúc vi mô của những mô khoai tây được chần hấp trước
khi sấy, trong quy trình MFD và FD. Ta có thể thấy quá trình chần là nguyên nhân
làm tinh bột bị hồ hóa. Những tế bòa của khoai tây chần thì được cố kết tốt, và hình

thái của nó thì thống nhất hơn, trong khi tế bào được lắp đầy với gel tinh bột. Nó
cũng cho thấy tế bào thì bị tổn thương nhiều hơn khi bị làm lạnh đông so với mẫu
không được chần. Điều này cho thấy sự phá vỡ cấu trúc vi mô của khoai tây được
chần sau đó lạnh đông thì xấu hơn nhiều so với sự phá vỡ cấu trúc khoai tây không
được chần trước khi lạnh đông lạnh. Kết quả này phù hợp với việc quan sát gián
18
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
tiếp cấu trúc vi mô của cà rốt đã được chần trước khi lạnh đông dưới kính hiển vi
( Prestamo cùng với các cộng sự, 1998; Roy và các cộng sự, 2001). Hình 5 cũng thể
hiện, lạnh đông làm cho các tế bào sắp xếp lại không đều, và tế bào khoai tây chần
bị dộp, một vài tế bào bị chia cắt và bị biến dạng. Nguyên nhân là do sự tăng thể
tích của tinh thể đá. Sự sắp xếp lại tế bào trở nên không đồng đều hơn trong suốt
quá trình thăng hoa (với MFD là 2 giờ hoặc FD là 3 giờ), sự chia cắt và những lỗ
trống tăng lên thể hiện sự gia tăng tinh thể đá. Trong giai đoạn giải hấp (với MFD là
5 giờ hoặc FD là 8 giờ) gian bào trống xuất hiện nhiều hơn nhờ vào sự hình thành
tinh thể đá trong suốt quá trình lạnh đông, làm cho gel tinh bột hướng ra thành tế
bào. Sự khử nước của nhu mô tế bào trong suốt giai đoạn sấy giải hấp cũng làm cho
một số thành tế bào và gel tinh bột giãn ra hoặc co lại, mặc dù không thấy sự thay
đổi đáng kể nào về hình dạng bên ngoài. Có thể kết luận rằng cấu trúc cuối cùng
của khoai tây khi sấy FD được hình thành chủ yếu trong suốt quá trình lạnh đông.
Nguyên nhân làm phá vỡ nhiều hơn trong cấu trúc vi mô của khoai tây chần
suốt quá trình sấy là do sự mở rộng cấu trúc của những hạt tinh bột làm tăng áp lực
bên trong tế bào. Quá trình chần dẫn đến sự hấp thụ nước và sự thay đổi cấu trúc
của hạt tinh bột sau khi chần. Hơn thế nữa, quá trình chần làm cho các mẫu khoai
tây mềm ra, kết hợp với việc mất đi sự trương phồng, do sự phá vỡ lớp màng, sự
hòa tan và sự khử polyme của pectin -thành phần tham gia việc tạo liên kết chặt chẽ
giữa tế bào với nhau. Do đó, sự giảm sút và phá vỡ của thành tế bào xảy ra nhiều
hơn trong quá trình lạnh đông đối với các mẫu được chần.
19

Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Hình 5: cấu trúc vi mô của khoai tây được chần khi sấy bằng MFD và
FD, vật kính 100x
20
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
3.4 Hàm lượng vitamin C, đường và tinh bột.
Hàm lượng đường, tinh bột, và vitamin C trong miếng khoai tây thô, được
chần, và được sấy thì được thể hiện trong bảng 2. Acid Ascobic là một chất dinh
dưỡng quan trọng trong rau. Nó thì tan trong nước, và bị phá hủy bởi pH, ánh sáng
và nhiệt độ. Nó thường được sử dụng như một chất dinh dưỡng có chất lượng chuẩn
bởi vì tính nhạy của nó được so sánh với những chất dinh dưỡng khác có trong thực
phẩm (Goula và Adamopoulos,2006). Nếu vitamin C thì được giữ lại tốt nghĩa là
những chất dinh dưỡng khác cũng có thể như vậy. Chần thì thường được sử dụng
như bước tiền sử lý trước khi sấy để giảm sự hao hụt vitamin C trong suốt quá trình
sấy. Tuy nhiên sự tổn thất vitamin C trong trái cây và rau quả thì không tránh được
trong suốt quá trình chần. Lin và cộng sự của ông (1998) đã ghi nhận lại hàm lượng
vitamin C trong carot thì giảm từ 770 µg/g chất rắn xuống còn 443 µg/g chất rắn (ở
90
0
C, trong 7 phút) trong suốt quá trình chần. Đối với khoai tây, những mẫu được
chần trước khi sấy thì hàm lượng vitamin C giảm khoảng 27,8%. Dường như
vitamin C trong khoai tây thì bền hơn trong quá trình chần do sự ảnh hưởng của gel
tinh bột. Sự giữ lại hàm lượng vitamin C trong mẫu FD thì không có sự khác biệt
đáng kể so với mẫu MFD. Hàm lượng vitamin C được giữ lại cao ở cả quy trình sấy
FD, MFD và mẫu khoai tây không được chần. So sánh với mẫu trước khi sấy, trong
quá trình sấy FD và MFD, với mẫu không được chần có thể giữ lại khoảng 92,5%
và 93,1% lượng vitamin C, trong khi mẫu khoai tây được chần có thể giữ lại khoảng
93,5% và 94,4% lượng vitamin C. Nguyên nhân là do sấy ở nhiệt độ thấp và áp suất

chân không thì không làm mất vitamin C. Hơn thế nữa, điều đáng chú ý là những
mẫu khoai tây được chần chứa ít vitamin C hơn thì lại bị mất trong suốt quá trình
sấy.
21
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Bảng 2: hàm lượng vitamin C, đường, tinh bột của những lát khoai tây khi
saya MFD và FD
Mẫu Vitamin
C(mg/100g db)
Đường khử
(%,db)
Đường
tổng(%.db)
Tinh bột (%,db)
Nguyên liệu thô
153.56752
a
2.850.13
a
6.570.32
a
73.412.12
a
Được chần
110.815.56
b
2.600.10
b
6.300.27

a
71.522.60
a
FD(không chần)
142.105.38
a
2.830.09
a
6.570.30
a
72.411.98
a
MFD(không
chần)
142.986.40
a
2.850.12
a
6.560.29
a
73.132.31
a
FD(được chần)
104.655.72
b
2.600.07
b
6.310.23
a
72.611.85

a
MFD( được
chần)
103.675.19
b
2.610.08
b
6.30.25
a
73.102.02
a
a,b
các kí hiệu khác nhau trong cùng một cột thể hiện sự khác biệt đáng kể( p0.05)
Cũng với đường và tinh bột, những kết quả thể hiện tất cả những thành phần
này phần lớn cũng bị mất đi trong quá trình chần. Đường giảm khoảng 8,8% trong
suốt quá trình chần. Tuy nhiên nó thì không mất thêm trong quá trình sấy sau đó.
Hàm lượng đường và tinh bột tổng trong mẫu khoai tây được chần trước khi sấy FD
và MFD không có sự khác biệt đáng kể nào so với nguyên liệu thô, nhưng vẫn có sự
giảm nhẹ, nguyên nhân là do hàm lượng tro bị mất đi. Những kết quả thể hiện khả
năng bảo vệ chất dinh lượng dinh dưỡng của qui trình MFD và FD là như nhau.
3.5 Màu
Tham số màu của những lát khoai tây sau các cách xử lý khác nhau được thể
hiện trong bảng 3. Giá trị L* (độ chói và độ sáng) của mẫu khoai tây giảm sau quá
trình chần. Nguyên nhân là do quá trình hồ hóa tinh bột và sự khử nước trong quá
trình chần làm thay đổi những tính chất có thể thấy bằng mắt thường của khoai tây.
Độ sáng thì giảm do những đặc điểm trong suốt của quá trình hồ hóa tinh bột
(Pimpaporn và các cộng sự, 2007). Hơn thế nữa, một vài phản ứng nâu hóa
(caramel) xảy ra trong quá trình chần. Kết quả cho thấy, sấy là nguyên nhân làm
tăng độ sáng khi so sánh với các mẫu được tham khảo. Các mẫu được sấy thì trắng
hơn một cách đáng kể so với các mẫu khoai tây thô. Độ sáng thì tăng vì đặc tính

giống độ trong (clarity-like characteristics) thì trở nên mờ đục. Tất cả các tham số
màu của các mẫu khoai tây không được chần trước khi sấy bằng phương pháp FD
22
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
và MFD thì không có sự khác biệt đáng kể so với các mẫu được chần trước khi sấy.
Điều này chứng tỏ mẫu khoai tây được sấy bằng phương pháp FD và MFD có màu
giống với các mẫu xử lý. Tuy nhiên, sấy sau khi chần có L*, a* thấp hơn và giá trị
b* cao hơn so với mẫu không được chần. Sự thay đổi màu tổng (E ) của những mẫu
chưa được chần trước khi sấy thì lớn hơn so với mẫu đã được chần. Sự thật, mẫu
khoai tây chưa được chần trước khi sấy có màu trắng nhạt do sự tách nước ra khỏi
mẫu khoai tây thô. Xử lý trước bằng Ca
2+
không có ảnh hưởng đáng kể tới tham số
màu của các sản phẩm sấy so với các sản phẩm thô.
Bảng 3: thông số màu của những lát khoai tây khi sấy MFD và FD.
Mẫu L
*
a
*
b
*
E
Nguyên liệu thô
71.77 1.12
b
-2.04 0.2
a
15.150.51
b

-
Được chần
59.76 0.62
a
-5.3 0.23
c
3.510.49
a
16.37
FD( không chần)
91.93 0.52
d
-2.33 0.34
ab
14.420.55
b
20.18
MFD(không chần)
91.62 0.61
d
-2.580.36
ab
14.160.62
b
19.88
FD( được chần)
88.59 0.45
c
-3.050.52
b

18.630.77
c
17.21
MFD(được chần)
88.28 0.67
c
-3.370.57
b
18.201.05
c
16.84
MFD (mẫu thô)
89.570.73
cd
-2.780.46
ab
15.050.65
b
17.82
a,b,c,d
các kí hiệu khác nhau trong cùng một cột thể hiện sự khác biệt đáng kể(p0.05)
3.6 Hấp thu nước
Các đường cong hấp thụ nước (The rehydration curve) của mẫu khoai tây
không được chần (nhưng được xử lý với CaCl
2
), và những lát khoai tây được chần
trước khi sấy bằng qui trình FD và MFD được thể hiện trong hình 6. RR của mẫu
khoai tây thô MFD không qua xử lý trước thì cũng được vẽ đồ thị để so sánh. Các
đường cong bù nước (The rehydration curves) cho thấy sự hấp thụ nước thì chiếm tỉ
lệ cao trong giai đoạn đầu, còn giai đoạn sau của sự bù nước thì tỷ lệ hấp thụ chậm

hơn. Loại bù nước này đã được rất nhiều nhà nghiên cứu quan sát (Markowski và
các cộng sự, 2009; Setiady và các cộng sự, 2009). Những mẫu khoai tây sấy sau khi
chần có RR cao hơn bất kì mẫu không được chần trước khi sấy bằng phương pháp
FD và MFD. RR cao nhất của các mẫu được chần trước ki sấy FD và MFD là 6.123
0.25 và 5.802 0.32, tương ứng, trong khi đó RR của mẫu FD và MFD không được
chần là 2.492 0.15 và 2.504 0.13, tương ứng.
23
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Hình 6: Ảnh hưởng của những chất tiền xử lý và những phương pháp sấy đến
tính chất hút nước của những lát khoai tây
RR của những lát khoai tây được chần khi sấy MFD/ FD thì gấp hai lần so với
mẫu không được chần, trong khi mẫu thô không được xử lý Ca
2+
khi sấy MFD có
RR thấp nhất (2.1210.21P) . Dù mẫu khoai tây có được chần hay không, thì các sản
phẩm được sấy bằng FD hoặc MFD vẫn có những tính chất bù nước giống với
những mẫu được xử lý trước đó. Tuy nhiên, RR của mẫu khoai tây được chần trước
khi sấy MFD thì thấp hơn FD dù sự khác biệt này là không đáng kể (p > 0.05). Sự
giảm nhẹ giá trị RR của những lát khoai tây chần khi sấy MFD có liên quan đến tốc
độ sấy cao và nhiệt độ không đồng bởi MW. Sự khác nhau về RR của 3 mẫu tiền xử
lý khác nhau thể hiện chất xử lý Ca
2+
đã làm tăng khả năng bù nước của mẫu khoai
tây đã được sấy, trong khi quá trình chần có nhiều ảnh hưởng hơn trong việc cải
thiện năng suất bù nước. Nguyên nhân là do ion Ca
2+
đi vào bên trong mô của khoai
tây kết hợp với pectin làm tăng độ cứng chắc của tế bào (Buggenhout và các cộng
sự, 2009), kết quả là sự phá vỡ cấu trúc thì ít hơn trong suốt quá trình sấy. Mẫu

khoai tây không được chần trước khi sấy có RR thấp có thể là do sự phá hủy thành
tế bào và hấp thụ nước thấp của tinh bột thô.
3.7 Cấu trúc và sự co rút
24
Ảnh hưởng của sấy lạnh khô chân không và vi sóng đối với cấu
trúc và chất lượng khoai tây lát
Cấu trúc (độ cứng) và độ co của mẫu được thể hiện trong hình 7. Ta có thể
thấy, quá trình chần làm tăng đáng kể độ cứng của những lát khoai tây. Nguyên
nhân là do cấu trúc vững chắc của gel tinh bột. Giá trị độ cứng của những lát khoai
tây không được chần khi sấy MFD và FD thì không có sự khác biệt đáng kể. Tuy
nhiên, với mẫu được chần khi sấy MFD thì cao hơn đáng kể so với FD. Nguyên
nhân là do tốc độ sấy cao và sự ổn định nhiệt độ của lò vi sống. Điều đáng chú ý là
mẫu thô khi sấy bằng MFD thì cứng hơn so với mẫu không được chần (nhưng được
xử lý với Ca
2+
). Nguyên nhân là do khi tế bào co lại sẽ làm cho cấu trúc chặt ché
hơn, dẫn đến cấu trúc cứng hơn. Tuy nhiên, đối với mẫu đã được xử lý trước với
Ca
2+
, vai trò của ion Ca
2+
là là làm tăng độ vững chắc của tế bào giảm sự phá hủy
mô trong suốt quá trình sấy, và mẫu có thể bảo vệ được cấu trúc xốp.
Hình 7: độ cứng và độ co (SR) của những lát khoai tây khi sấy bằng FD và
MFD
Độ co (SR) được sử dụng để ước tính sự thay đổi thể tích của những sản phẩm sau
khi sấy, giá trị SR thấp nhất cho thấy sự thay đổi thể tích là cao nhất của mẫu khoai
tây. Có thể thấy những lát khoai tây thô khi sấy MFD có SR là thấp nhất, thể hiện
thể tích là thấp nhất và sự biến dạng là cao nhất. Thật tế, có thể quan sát những lát
khoai tây thô được sấy qua những đường cong trong thí nghệm. Tuy nhiên, sau khi

xử lý với Ca
2+
thể tích của mẫu khoai tây có thể được bảo vệ tốt do cấu trúc vững
chắc của tế bào được cải thiện. Nó được thể hiện trong hình 7, SR của mẫu khoai
tây được chần hoặc không được chần trước khi sấy với phương pháp MFD và FD
thì không có sự khác biệt đáng kể. Kết quả thể hiện những mẫu khoai tây được tiền
25