NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY ĐO CẤU TRÚC TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM GIÒ LỤA

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY ĐO CẤU TRÚC TRONG
ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM GIÒ LỤA

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN PHƯƠNG MAI
Ngành: CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
Niên khóa: 2005-2009

Tháng 08/2009


NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÁY ĐO CẤU TRÚC TRONG ĐÁNH GIÁ
CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM GIÒ LỤA

Tác giả

NGUYỄN PHƯƠNG MAI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành
Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:
Tiến sĩ. TRƯƠNG VĨNH

Tháng 08 năm 2009
i

CẢM TẠ
Chân thành cảm tạ thầy trưởng trưởng bộ môn Công nghệ Hóa học Trường đại học
Nông lâm Tp.HCM, Tiến sĩ Trương Vĩnh đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt những
kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian học tập, nghiên
cứu và thực hiện đề tài.
Thành thật biết ơn Ban giám hiệu, các thầy cô Bộ môn Công nghệ Hóa học cùng
toàn thể các thầy cô Trường đại học Nông lâm Tp.HCM đã tạo điều kiện giúp cho tôi
trang bị đầy đủ kiến thức trong những năm vừa qua, nhờ đó tôi có thể vận dụng để
thực hiện tốt đề tài.
Con kính gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ đã chăm sóc, động viên và ủng hộ con
trong suốt thời gian học tập tại trường cũng như thời gian làm đề tài.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên lớp DH05HH, những
người đã nhiệt tình giúp đỡ và luôn động viên, góp ý cho tôi trong quá trình học tập và
thực hiện đề tài.
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 8/2009
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Phương Mai

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu ứng dụng máy đo cấu trúc trong đánh giá chất
lượng sản phẩm giò lụa” được tiến hành tại phòng Thí nghiệm Bộ môn Công nghệ hóa
học và Xưởng chế biến thịt cá, Bộ môn Phát triển sản phẩm, Khoa Công nghệ thực
phẩm, Trường Đại học Nông lâm Thành phố Hồ Chí Minh, thời gian từ 01 tháng 03
năm 2009 đến 31 tháng 07 năm 2009.
Nghiên cứu ứng dụng máy đo cấu trúc trong đánh giá chất lượng sản phẩm giò lụa
nhằm đánh giá khả năng sử dụng các phép đo các tính chất cơ học của giò lụa bằng

máy đo cấu trúc để dự đoán các tính chất cảm quan về cấu trúc.
Thí nghiệm 1: Khảo sát mối tương quan giữa kết quả đánh giá cảm quan và các
phép đo cấu trúc sản phẩm giò lụa bằng cách tiến hành đánh giá cảm quan và thực hiện
các phép đo bằng máy phân tích cấu trúcTA.XTplus 6 sản phẩm giò lụa bán trên thị
trường.
Thí nghiệm 2: Khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần phụ gia.
Các tỷ lệ phụ gia polyphosphate bổ sung vào là 0%, 0,3%, 0,4% và 0,5% (so với tổng
khối lượng nguyên liệu chính). Các tỷ lệ phụ gia tinh bột biến tính bổ sung vào là 0%,
4%, 6% và 8% (so với tổng khối lượng nguyên liệu chính). Thực hiện phép đo các
mẫu ở các vận tốc đo khác nhau 1,0 mm/s, 1,5 mm/s và 2,0 mm/s với đầu đo tối ưu
trong thí nghiệm 1.
Quá trình nghiên cứu thu được kết quả sau:
Các tính chất cơ học xác định từ các phép đo theo nguyên tắc nén, đâm xuyên
tương quan có ý nghĩa với các tính chất cảm quan cấu trúc của giò lụa, trong đó lực
cực đại tương quan với tính chất độ cứng, độ đàn hồi và độ phục hồi biến dạng tương
quan với độ dai. Các tương quan này đều theo mô hình tuyến tính đơn.
Sử dụng đầu đo dạng dạng hình cầu 5 mm đo lực cực đại để đánh giá độ cứng là
tốt nhất, phép đo nén giữ trong một thời gian đo giá trị độ đàn hồi (%) để đánh giá độ
dai là tốt nhất. Nếu dự đoán độ cứng và độ dai trong cùng một phép đo thì sử dụng đầu
đo dạng hình cầu đường kính 5 mm là tốt nhất.
iii


Vận tốc di chuyển của đầu đo dạng hình cầu đường kính 5mm (từ 1,0 đến 2,0
mm/s) trong quá trình đâm xuyên mẫu không ảnh hưởng đến kết quả phân tích.
Các kết quả phân tích từ phép đo thay đổi theo tỷ lệ % (so với tổng khối lượng
nguyên liệu chính) polyphosphate và tinh bột biến tính bổ sung vào giò lụa, cho thấy
có thể ứng dụng máy phân tích cấu trúc trong việc đánh giá và nghiên cứu cải thiện
chất lượng sản phẩm giò lụa.

iv


SUMMARY
Gio lua is known as the Vietnamese sausage.
This study investigated the application of the texture analyzer TA.XTplus to the
measurement of sensory texture of gio lua products.
Two experiments have been carried out:
1. A panel of twelve consumer evaluated sensory properties, six texture analyzer
tests was used to record mechanical parameters. This work evaluated the ability
of six tests in predicting the sensory texture quality of six gio lua varieties via
the precision of the regression models.
2. Gio lua samples which varying compositional ratios (%) of additive
(polyphosphate or modified starch) were manufactured at three different
replications.

Each

sample

was

measured

followed

the

instrumental

measurement of the best regression model in experiment 1 at three test speeds
1.0 mm/s, 1.5 mm/s and 2.0 mm/s.
The results indicated that:
Mechanical parameters defined by instrumental measurements were correlated
significantly statistically with sensory texture evaluation. The maximum force was
correlated with the hardness, the springiness and the resilience were correlated with
the toughness.
The best prediction of the hardness was the maximum force (g) defined by the test
using 5 mm diameter spherical probe. The best prediction of the toughness was the
springiness (%) defined by test using 40 mm diameter platen compression and holding
in times. The best prediction of the gio lua’s texture was the test using 5 mm diameter
spherical probe.
The spherical probe’s speeds (from 1.0 to 2.0 mm/s) in penetration process did not
influence significantly the measurement’s results. The results varied with respect to
ratios of additive, therefore the texture analyzer could be able to apply in assessment
and optimization of gio lua recipe.


MỤC LỤC
Trang
TRANG TỰA

i

CẢM TẠ

ii

TÓM TẮT

iii

MỤC LỤC

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

vii

DANH SÁCH CÁC HÌNH

viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG

ix

Chương 1 MỞ ĐẦU

1

1.1.Đặt vấn đề
1.2.Mục đích của đề tài
1.3.Yêu cầu của đề tài
Chương 2 TỔNG QUAN

1
1
1

2

2.1.Tổng quan về cấu trúc
2.1.1. Định nghĩa
2.1.2. Mô tả cấu trúc
2.1.3. Tương quan giữa các phép đo vật lý và phép thử cảm quan cấu trúc
2.1.4. Các nghiên cứu và kết quả đã có
2.2.Máy đo cấu trúc TA.XTplus
2.2.1. Giới thiệu
2.2.2. Các nguyên lý đo cấu trúc
2.2.2.1. Nén
2.2.2.2. Đâm xuyên
2.2.2.3. Cắt
2.2.2.4. Nén – đẩy
2.2.2.5. Kéo căng
2.2.2.6. Bẻ gãy và uốn cong
2.3. Tổng quan về giò lụa
2.3.1. Vật liệu
2.3.1.1. Thịt heo
2.3.1.2. Phụ gia tạo cấu trúc
2.3.2. Quy trình chế biến giò lụa tổng quát
v

2
2
3
5
6
7
7

9
9
10
11
12
12
13
14
14
14
18
19


Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

23

3.1.Địa điểm và thời gian thí nghiệm
23
3.2.Nguyên vật liệu và thiết bị thí nghiệm
23
3.2.1. Nguyên vật liệu
23
3.2.2. Thiết bị thí nghiệm
23
3.3.Phương pháp thí nghiệm
24
3.3.1. Thí nghiệm 1. Khảo sát mối tương quan giữa kết quả đánh giá cảm quan
24

và các phép đo cấu trúc sản phẩm giò lụa
3.3.2.Thí nghiệm 2. Khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần
28
phụ gia
3.4.Phương pháp phân tích các chỉ tiêu đo cấu trúc
30
3.5.Phương pháp xử lý số liệu
36
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
37
4.1. Mối tương quan giữa kết quả đánh giá cảm quan và các phép đo cấu trúc sản
37
phẩm giò lụa
4.2 Kết quả khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần phụ gia 42
4.2.1. Kết quả khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần phụ gia
43
polyphosphate
4.2.2. Kết quả khảo sát các tính chất cấu trúc của giò lụa theo thành phần phụ gia
46
tinh bột biến tính
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
51
5.1. Kết luận
5.2. Đề nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO

51
51
53

PHỤ LỤC

55

vi


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
PCA

Principal Component Analysis

NMR

Nuclear Magnetic Resonance

PLSR

Partial Least Squares Regression

RH

Relative Humidity – Độ ẩm tương đối

TA
TE

Texture Analysis
Texture Exponent

TPA

Texture Profile Analysis

RCBD

Randomized Complete Block Design

LSD

Least Significant Difference

ATP

Acid Adenosine Triphosphate

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

TM

Thương mại

SX

Sản xuất

DV

Dịch vụ

PE

Polyethylene

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus

8 

Hình 2.2: Một số thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo nén

10 

Hình 2.3: Nguyên tắc của phép đo đâm xuyên

10 

Hình 2.4: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo cắt

11 

Hình 2.5: Các dụng cụ và đầu đo sử dụng trong phép đo nén – đẩy

12 

Hình 2.6: Các thiết bị sử dụng trong phép đo kéo căng

13 

Hình 2.7: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép phá vỡ và uốn cong

14 

Hình 2.8: Cấu tạo bắp thịt

15 

Hình 2.9: Sơ đồ quy trình chế biến giò lụa

20 

Hình 3.1: Các đầu đo và bộ phận kết nối sử dụng trong thí nghiệm 1

25 

Hình 3.2: Đồ thị biểu diễn kết quả đo của phép đo đâm xuyên

31 

Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn kết quả đo từ phép đo nén

33 

Hình 3.5: Đồ thị biểu diễn kết quả đo từ phép đo nén giữ trong một thời gian

33 

Hình 3.6: Phân tích đồ thị trong phép đo nén giữ một thời gian

34 

Hình 3.8: Phân tích đồ thị trong phép đo TPA

35 

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn kết quả phép đo sử dụng đầu đo dạng hình cầu 5 mm

37 

Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn kết quả phép đo nén giữ trong một thời gian

38 

Hình 4.3: Đồ thị biểu diễn kết quả phép đo nén hai lần

38 

Hình 4.4: Số liệu và dự đoán của điểm cảm quan theo lực cực đại của phép đo sử dụng
đầu đo dạng hình cầu 5mm

42 

Hình 4.5: Số liệu và dự đoán của điểm cảm quan theo độ đàn hồi của phép đo sử dụng
đầu đo nén giữ trong một thời gian

42 

Hình 4.6: Số liệu và dự đoán của điểm cảm quan theo phục hồi biến dạng của phép đo
sử dụng đầu đo nén hai lần

42 

Hình 4.7: Giá trị lực cực đại trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % polyphosphate

44 

Hình 4.8: Giá trị độ đàn hồi trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % polyphosphate

45 

Hình 4.9: Đồ thị kết quả đo mẫu bổ sung polyphoshate theo 3 vận tốc

46 

Hình 4.10: Giá trị lực cực đại trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % tinh bột biến tính 47 
Hình 4.11: Giá trị độ đàn hồi trung bình của các mẫu theo tỷ lệ % tinh bột biến tính 49 
Hình 4.12: Đồ thị kết quả đo mẫu bổ sung tinh bột biến tính theo 3 vận tốc
viii

50 


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang

Bảng 2.1: Phân loại các đặc tính cấu trúc

3 

Bảng 2.2: Các phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm

4 

Bảng 2.3: Thành phần hóa học trung bình của một số loại thịt heo được ưa chuộng
16 

trên thị trường
Bảng 2.4: Thành phần các acid amin không thay thế trong protein thịt heo.

16 

Bảng 3.1: Các sản phẩm giò lụa trên thị trường được khảo sát trong thí nghiệm 1

24 

Bảng 3.2: Điều kiện đo (cách 1) được cài đặt cho máy

26 

Bảng 3.3: Điều kiện đo (cách 2) được cài đặt cho máy

27 

Bảng 3.4: Điều kiện đo (cách 3) được cài đặt cho máy

28 

Bảng 3.5: Bố trí thí nghiệm 2 với phụ gia khảo sát là polyphosphate

29 

Bảng 3.6: Bố trí thí nghiệm 2 với phụ gia khảo sát là tinh bột biến tính

29 

Bảng 3.7: Công thức chế biến các mẫu giò lụa

30 

Bảng 4.1: Kết quả phân tích tương quan giữa đánh giá trị cảm quan và các phép đo
40 

cấu trúc
Bảng 4.2: Giá trị trung bình lực cực đại (g) các mẫu bổ sung polyphosphate

43 

Bảng 4.3: Giá trị trung bình độ đàn hồi (mm) các mẫu bổ sung polyphosphate

44 

Bảng 4.4: Giá trị trung bình lực cực đại (g) các mẫu bổ sung polyphosphate

46 

Bảng 4.5: Giá trị trung bình độ đàn hồi (mm) các mẫu bổ sung polyphosphate

48 

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Giò lụa là sản phẩm truyền thống rất được ưa chuộng và phổ biến đối với người
Việt Nam. Ngoài mùi vị, màu sắc thì cấu trúc dai chắc của giò lụa là một trong những
yếu tố quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm.
Giống như các loại thực phẩm khác, việc mô tả cấu trúc của giò lụa thường được
thực hiện theo hai phương pháp, đó là đánh giá bằng cảm quan và bằng thiết bị. Trong
đó, phương pháp đánh giá bằng thiết bị có ưu điểm là không tốn nhiều thời gian, có thể
thực hiện ở những điều kiện xác định và kiểm soát dễ dàng. Do đó, mục đích chính của
các nghiên cứu về cấu trúc hiện nay là tìm ra các phép đo cơ học có khả năng thay thế
sự đánh giá cảm quan và dự đoán các đặc tính cấu trúc của sản phẩm. Các phép đo này
cung cấp số liệu chính xác có thể định lượng và lặp lại về các tính chất vật lý của thực
phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm…
Vì vậy, được sự phân công của Bộ môn Công nghệ hóa học, dưới sự hướng dẫn
của Tiến sĩ Trương Vĩnh, chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu ứng dụng máy đo
cấu trúc trong đánh giá chất lượng sản phẩm giò lụa”.
1.2. Mục đích của đề tài
Khảo sát đặc tính cấu trúc của sản phẩm giò lụa bằng máy đo cấu trúc.
Đánh giá mối tương quan giữa các kết quả đo đạc của phương pháp thiết bị và
phương pháp cảm quan của người tiêu dùng.
1.3. Yêu cầu của đề tài
Chọn được loại đầu đo và quy trình đo cho sản phẩm giò lụa.

Xây dựng mô hình dự đoán cấu trúc của sản phẩm từ số liệu đo cấu trúc.

1


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về cấu trúc
2.1.1. Định nghĩa
Nhiều nhà nghiên cứu thực phẩm và các tổ chức trên thế giới đã đưa ra các định
nghĩa khác nhau về cấu trúc. Dựa trên các kết quả của các nghiên cứu, theo Bourne
(2002), cấu trúc của thực phẩm bao gồm những tính chất sau:
1. Đó là tập hợp các tính chất vật lý có được từ thành phần cấu tạo của thực phẩm.
2. Nó thuộc các tính chất vật lý, cơ học và lưu biến mà không bao gồm các tính
chất quang học, điện, từ, nhiệt độ.
3. Đó không chỉ là một tính chất mà một tập hợp các tính chất.
4. Cấu trúc được cảm nhận chủ yếu bằng xúc giác, thường là bằng miệng. Các bộ
phận khác của cơ thể cũng có thể cảm nhận được.
5. Cấu trúc không liên quan đến sự cảm nhận mùi và vị.
6. Các phép đo khách quan được biểu diễn bởi các hàm của khối lượng, khoảng
cách và thời gian, chẳng hạn như, lực có thứ nguyên MLT-2, công có thứ nguyên
là ML2T-2, và dòng chảy có thứ nguyên là L3T-1.
Từ đó, Bourne (2002) đã đưa ra định nghĩa tổng quát: “Cấu trúc của thực phẩm là
tập hợp các tính chất vật lý do các thành phần cấu tạo của thực phẩm tạo ra, được cảm
nhận chủ yếu bằng xúc giác, có liên quan đến sự biến dạng, phân hủy, sự chảy của
thực phẩm dưới một lực và được đo lường khách quan bằng các hàm số khối lượng,
thời gian và khoảng cách”.
Cấu trúc là thuộc tính ảnh hưởng đến quá trình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm, tác
động đến thói quen ăn uống, ảnh hưởng đến thời gian bảo quản thực phẩm cũng như
sự chấp nhận của người tiêu dùng (Charm, 1962; Matz, 1962).

2


2.1.2. Mô tả cấu trúc
Vì cấu trúc bao gồm nhiều tính chất khác nhau nên có rất nhiều từ ngữ được dùng
để mô tả chúng. Sự phân loại các thuật ngữ cấu trúc cho các chất rắn và bán rắn (xem
bảng 2.1) là nền tảng cho các phương pháp mô tả cấu trúc, ứng dụng trong đánh giá
cảm quan và các phép đo bằng thiết bị (Szczesniak, 2002).
Bảng 2.1: Phân loại các đặc tính cấu trúc
Các tính chất cơ học
Sơ cấp

Thứ cấp

Tính cứng

Các thuật ngữ thông dụng

Độ giòn

Mềm Æ Rắn chắc Æ Cứng
Dễ vỡ vụnÆ Cứng giòn Æ Giòn

Nhai nhiều
Dính

Dễ nhai Æ Nhai nhiều Æ Khó nhai
Giòn Æ Nhiều bột ÆNhão dính như bột

Tính dính liền

Tính nhớt

Loãng Æ Nhớt

Tính đàn hồi

Dẻo Æ Đàn hồi

Tính bám dính

Nhớt Æ Hơi dính Æ Dính nhớp nháp

Các tính chất hình học
Loại

Ví dụ

Hình hạng và kích thước phân tử

Có sạn, nhiều hạt, không mịn, v.v…

Định hướng và hình dạng phân tử

Có sợi, xơ, kết tinh, v.v…

Các tính chất khác
Sơ cấp

Thứ cấp

Tính ẩm
Tính béo

Các thuật ngữ thông dụng
Khô Æ Ẩm Æ Ướt Æ Nhiều nước

Tính có dầu
Tính béo ngậy

Có dầu
Béo ngậy

(Nguồn: Szczesniak, 1963)
Việc mô tả cấu trúc thực phẩm thường dựa trên hai cách thức, đó là phân tích
đánh giá cảm quan và sử dụng thiết bị. Phân tích cảm quan là phương pháp đánh giá
chất lượng sản phẩm dựa trên những thông tin nhận được từ các giác quan như vị giác,
khướu giác, xúc giác, thính giác của con người. Tính chất của cấu trúc thực phẩm được
nhận biết chủ yếu bởi xúc giác, bao gồm tay, môi, lưỡi, răng, miệng… Những kết quả
nhận được trong đánh giá cảm quan thường bị ảnh hưởng bởi cách phân tích, đánh giá
riêng biệt của từng người. Những người tham gia công tác cảm quan cần được huấn
3


luyện, khi đó sẽ loại bỏ được những chủ quan cá nhân. Do đó, trong nhiều trường hợp,
phương pháp sử dụng các thiết bị, dụng cụ đánh giá cấu trúc thực phẩm thích hợp hơn
phân tích cảm quan vì được tiến hành trong những điều kiện xác định và được kiểm
soát nghiêm ngặt. Ngoài ra, theo Bourne (2002), người ta còn sử dụng các thiết bị đo
cấu trúc vì các lý do sau:

−

Chi phí thấp hơn so với tiến hành đánh giá cảm quan

−

Hầu hết kết quả nhận được nhanh chóng hơn

−

Giá trị đo bằng thiết bị có thể lặp lại, trong khi con người có những đánh giá
khác nhau, ngay cả khi với cùng một người cũng có những cảm nhận thay đổi
theo thời gian.

−

Khi được hiệu chuẩn và điều khiển chính xác, các thiết bị đặt ở các địa điểm
khác nhau sẽ cho kết quả giống nhau. Từ đó có thể thành lập các tiêu chuẩn
cho chất lượng cấu trúc.

Mặt khác, giá trị đo bằng thiết bị có thể thay đổi khi các mức thành phần gây ra
nhiều biến đổi về tính chất đồng thời cho thực phẩm. Một số những biến đổi này làm
cho việc đánh giá cảm quan trở nên khó khăn, chẳng hạn như sự thay đổi độ cứng của
bánh do hàm lượng đường. Do đó, mục tiêu của nhiều nghiên cứu về cấu trúc là tìm ra
một hay nhiều các phép đo cơ học, một công cụ để đánh giá cấu trúc thực phẩm có khả
năng thay thế phương pháp đánh giá cảm quan của con người (Peleg M., 1983).
Bảng 2.2 liệt kê các phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm, bao gồm phương
pháp khách quan sử dụng các thiết bị đo và phương pháp cảm quan do con người thực
hiện (Bourne, 2002).
Bảng 2.2: Các phương pháp đánh giá cấu trúc thực phẩm

Khách quan

Cảm quan

Trực tiếp

Gián tiếp

Bằng miệng

Không bằng miệng

Cơ bản

Quang học

Cơ học

Các ngón tay

Kinh nghiệm

Hóa học

Hình học

Bàn tay

Mô phỏng

Âm thanh

Hóa học

Mắt

Khác

Các bộ phận khác

4


Các phép đo cơ bản xác định một hay nhiều hằng số vật lý mô tả chính xác các
tính chất của thực phẩm dưới dạng các thông số lưu biến xác định. Các phép đo kinh
nghiệm thường đo các thông số ít xác định bằng các thuật ngữ lưu biến nhưng từ kinh
nghiệm thực tế cho thấy có quan hệ với tính chất cấu trúc. Nhóm thứ ba là các phép đo
mô phỏng, nhằm mục đích mô phỏng lại các hoạt động cơ học trong đánh giá của con
người và có tương quan mật thiết với đánh giá cảm quan.
Dụng cụ đo cấu trúc lý tưởng là sự kết hợp các ưu điểm và loại bỏ các đặc điểm
không mong muốn của ba phương pháp trên. Hiện tại vẫn chưa có hệ thống hay thiết
bị đo cấu trúc lý tưởng, các phương pháp đo kinh nghiệm đang được sử dụng phổ biến.
2.1.3. Tương quan giữa các phép đo vật lý và phép thử cảm quan cấu trúc
Cấu trúc là thuộc tính cảm quan, do đó chỉ có con người mới có thể đánh giá các
tính chất cấu trúc của thực phẩm. Trong khi đó, thiết bị thực hiện phép đo các tính chất
vật lý không phải các tính chất cảm quan. Có nhiều nguyên nhân để đo các tính chất
vật lý (cơ học và lưu biến) của thực phẩm như:
1. Thiết kế quy trình công nghệ. Chúng ta cần nắm rõ các tính chất dòng chảy và
biến dạng của thực phẩm để thiết kế các thiết bị như: bồn chứa, băng tải, bơm,
đường ống, thiết bị trao đổi nhiệt v.v…

2. Xác định cấu tạo. Một số phép đo vật lý cung cấp thông tin về dạng cấu tạo,
chiều dài chuỗi, mức độ phân nhánh của các phân tử cấu tạo trong thực phẩm.
3. Cấu trúc. Các phép đo dùng để dự đoán cho đánh giá cảm quan một số tính chất
chất cấu trúc của sản phẩm. Dựa trên các phép đo này, quy trình chế biến hay
công thức của một sản phẩm có sẵn có thể thay đổi để sản xuất ra sản phẩm có
các thông số cấu trúc mà người tiêu dùng chấp nhận.
Mức độ tương quan giữa các phép thử cảm quan và phép đo khách quan cấu trúc
rất quan trọng. Các thiết bị, dụng cụ dù được hiệu chuẩn chính xác các đơn vị đo như
lực Newton, khoảng cách milimet, độ nhớt Pa.s … nhưng những giá trị đo không có ý
nghĩa gì nếu không có tương quan với sự đánh giá cảm quan chất lượng.
Theo Kramer (1951), khi hệ số tương quan giữa phép đo bằng thiết bị và điểm cảm
quan từ ±0,9 đến ±1,0 thì các phép đo ấy có thể sử dụng như công cụ dự đoán điểm
cảm quan cấu trúc với độ tin cậy cao. Khi hệ số tương quan nằm trong khoảng ±0,8 và
±0,9, phép đo cũng có thể dùng để dự đoán nhưng ít tin cậy hơn. Khi hệ số tương quan
5


nằm trong khoảng ±0,7 và ±0,8, phép đo ấy ít được sử dụng để dự đoán và khi nhỏ hơn
±0,7 thì không sử dụng để dự đoán.
2.1.4. Các nghiên cứu và kết quả đã có
Nghiên cứu “Giải thích cấu trúc cảm nhận bằng miệng của các món bánh tráng
miệng có tinh bột từ phương pháp đánh giá thông thường và phương pháp đo bằng
thiết bị” của các tác giả R.A. de Wijk, J.F. Prinz và A.M. Jassen (2006). Nhiều thí
nghiệm đo bằng thiết bị đã cho thấy các đặc tính khác nhau của cấu trúc các món bánh
tráng miệng vanilla. Các thí nghiệm này bao gồm các phép đo hệ số phản xạ hồng
ngoại, độ đục của nước rửa, độ ma sát giữa thực phẩm và mô miệng. Ngoài ra, tiến
hành đánh giá các món bánh tráng miệng khác nhau lần lượt về hàm lượng béo (0 –
15%), hàm lượng tinh bột (3,3 – 5,1%), loại tinh bột biến tính (khoai tây, khoai mì và
ngô) bởi chín cảm quan viên đã qua huấn luyện. Ba đại lượng cảm quan có thể xác
định từ phương pháp phân tích thành phần cơ bản (PCA). Các kết quả từ pháp đo bằng

thiết bị cùng với ảnh hưởng của các thành phần nguyên liệu cho phép xác định chiều
thứ nhất đi từ đặc tính thô ráp đến tính mịn như kem, có liên quan đến dầu mỡ. Chiều
thứ hai đi từ đặc tính tan chảy đến tính đặc sệt, có liên quan đến độ nhớt. Chiều thứ ba,
đi từ đặc tính thoáng khí đến chất bề mặt hay tính chất khối của thực phẩm và đặc tính
không đồng nhất, liên quan đến loại tinh bột. Các kết quả chỉ ra rằng mỗi chiều cảm
quan có những đặc tính không chỉ có quan hệ với các tính chất bề mặt mà còn quan hệ
với các tính chất quan trọng của thực phẩm. Các đặc tính chủ yếu từ tất cả ba chiều
được dự đoán từ các thí nghiệm đo bằng thiết bị.
Nghiên cứu “Dự đoán tính chất cảm quan về cấu trúc của khoai tây chín sử dụng
lực nén một trục, phổ cận tia hồng ngoại và phổ 1H NMR” của các tác giả A. K.
Thybo, I. E. Bechmann, M. Martens và S. B. Engelsen (2000). Đánh giá khả năng nén
một trục, hệ số phản xạ cận hồng ngoại và phổ 1H NMR để dự đoán chất lượng cảm
quan cấu trúc 24 mẫu khoai tây chín bằng phân tích PLSR. Dự đoán tốt nhất về mô tả
cảm quan cấu trúc là phép đo LF-NMR trên khoai tây sống và phép đo lực nén một
trục trên khoai tây chín kết hợp với phép đo hóa học chất khô và hoạt động của pectin
methylesterase. Trong số các biến cảm quan, tính đàn hồi, tính chắc, tính ẩm và tính
nhai nhiều thì dễ dự đoán hơn các biến hình dạng. Nghiên cứu này đã chứng minh rõ

6


ràng rằng sự hồi phục LF-NMR trên khoai tây sống có thể áp dụng như một phương
pháp nhanh thay thế cho việc đánh giá cảm quan cấu trúc của khoai tây chín.
Nghiên cứu “Đánh giá cảm quan bằng các phép đo bằng thiết bị 2: vị ngọt và vị
chua của quả táo” của các tác giả F. R. Harker, K. B. Marsh, H. Young, Murray , F.A.
Gunson và S. B. Walker (2002). Nghiên cứu này nhằm tìm hiểu mối quan hệ giữa các
phương pháp cảm quan và khách quan để xác định các thông số khách quan có tương
quan mật thiết với kết quả đánh giá cảm quan và để định rõ sự khác biệt khách quan
nhỏ nhất cần thiết trước khi một cảm quan viên có thể nhận ra sự khác biệt trong
hương vị của táo. Các phép đo khách quan bao gồm độ acid có thể chuẩn độ được,

°Brix (hàm lượng các chất rắn hòa tan), các chất dễ bay hơi, các đường và các acid.
Các cảm quan viên được huấn luyện để đánh giá vị ngọt, vị chua, hương táo và hương
tổng thể. Độ acid chuẩn độ được là cách dự đoán vị chua tốt nhất, với yêu cầu sự khác
biệt giữa các trái táo là 800 mg/kg (0,08% acid chuẩn độ) trước khi cảm quan viên đã
qua huấn luyện có thể nhận ra sự khác biệt về vị chua (P = 0,90). Vị ngọt thì khó dự
đoán bằng các phương pháp khách quan. Thay vào đó, cách dự đoán khách quan về độ
ngọt tốt nhất là sử dụng °Brix, nó có thể dự đoán vị khác biệt khi các quả táo khác
nhau hơn 1°Brix (P = 0,90). Do đó, trong khi vị acid có thể dự đoán dựa vào độ acid
chuẩn độ, các tác giả đề nghị tiếp tục đánh giá vị ngọt và mùi hương bằng các cảm
quan viên.
2.2. Máy đo cấu trúc TA.XTplus
2.2.1. Giới thiệu
Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus là sản phẩm của Công ty Stable Micro
Systems, thiết bị có thể đo và phân tích các phép đo cơ bản, kinh nghiệm và mô phỏng
trong phân tích tính chất cấu trúc và lưu biến của các vật liệu dạng rắn, bán rắn, lỏng
nhớt, dạng bột…
Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus là một thiết bị đa chức năng, có khả năng kết
hợp với nhiều đầu đo và nhiều thiết bị ngoại vi khác nhau tùy theo từng phép đo.
Những thiết bị ngoại vi này được thiết kế theo mỗi ứng dụng riêng, có thể gắn vào
chân đế và/hoặc cánh tay đòn nằm ngang. Các mẫu đo được đặt trên bề mặt chân đế
hoặc trên thiết bị ngoại vi bên dưới, hoặc được giữ ở giữa các thiết bị ngoại vi trên và
dưới.
7


4

3

2

1

Hình 2.1: Máy phân tích cấu trúc TA.XTplus
(1) Chân đế

(2) Đầu đo

(3) Cánh tay đòn

(4) Trục di chuyển

Kèm theo máy là nhiều loại đầu đo khác nhau, như các đầu đo dạng mũi kim, dạng
xylanh, dạng cầu và các đầu đo dạng hình nón để đâm xuyên vào mẫu. Số lượng các
thiết bị ngoại vi này có thể tăng lên để đáp ứng các phương pháp đo khác nhau như
nén, đẩy, cắt, kéo giãn hoặc uốn cong mẫu.
Trong một phép đo đơn giản, cánh tay đòn của máy di chuyển xuống dưới để đâm
xuyên hay nén sản phẩm và trở lại vị trí ban đầu tùy theo chương trình mà người sử
dụng đã cài đặt.
Máy đo cấu trúc hoạt động nhờ liên kết với máy vi tính sử dụng phần mềm do nhà
sản xuất cung cấp. Các thông số hoạt động của máy có thể thay đổi tùy vào loại sản
phẩm cần đo và được cài đặt cho máy thông qua máy vi tính.
Trong hầu hết các phép đo cơ bản, máy phân tích cấu trúc cung cấp dữ liệu ba
chiều của sản phẩm đo trên các thông số Lực (Force), Khoảng cách (Distance) và Thời
gian (Time) với tốc độ lên đến 500 giá trị trong một giây. Những giá trị này được dựng
thành đồ thị Lực/Khoảng cách hoặc đồ thị Lực/Thời gian, các chỉ tiêu cấu trúc được
8


phân tích từ đồ thị này. Các kết quả có thể trình bày trong bảng tính, biểu đồ hoặc bản

báo cáo.
Máy phân tích cấu trúc được thiết kế phù hợp với điều kiện thí nghiệm:
Nhiệt độ: 0°C đến 40°C
Ẩm độ: 0% đến 90% RH
2.2.2. Các nguyên lý đo cấu trúc
Các loại đầu đo và thiết bị ngoại vi sử dụng trong máy phân tích cấu trúc
TA.XTplus có thể phân loại tùy theo kiểu tác động.
2.2.2.1. Nén
Đây là phép đo đơn giản nhất trong phương pháp đo cấu trúc. Mẫu được làm biến
dạng và mức độ biến dạng và/hoặc sức bền của mẫu được ghi nhận và sử dụng như
một chỉ số cấu trúc của thực phẩm.
Trong quá trình đo, đầu đo di chuyển đến điểm tiếp xúc với mẫu, tác dụng lực lên
mẫu. Đầu đo thường có dạng hình trụ hoặc dạng đĩa phẳng, đường kính bằng hoặc lớn
hơn mẫu (phụ thuộc vào mức độ biến dạng). Nếu mẫu có bề mặt lớn hơn đầu đo thì
đầu đo có thể đâm thủng hay xuyên vào mẫu.
Các phép đo nén đơn giản thường gọi là nén một trục, nghĩa là mẫu được nén theo
một hướng và không bị giới hạn theo hai hướng khác. Nguyên tắc nén này làm thay
đổi hình dạng mẫu và áp dụng phổ biến cho các loại thực phẩm dạng rắn (Bourne,
2002).
Khi mẫu bị nén theo ba hướng, thường bằng áp suất thủy lực thì gọi là nén khối.
Nguyên tắc này làm thay đổi thể tích mẫu nhưng không làm thay đổi hình dạng. Nén
khối ít sử dụng trong đo thực phẩm vì quá trình tiến hành thường chậm và khó khăn
(sử dụng áp suất thủy lực).
Các đầu đo sau đây thường sử dụng trong phương pháp nén (tùy theo mức độ nén):
−

Các đầu đo dạng xylanh (đường kính thường lớn hơn 10 mm)

−

Các đầu đo dạng hình cầu

−

Thiết bị Ottawa (hình 2.2a)

−

Các đầu nén phẳng (hình 2.2b)

9


(a)

(b)

Hình 2.2: Một số thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo nén
2.2.2.2. Đâm xuyên
Trong phép đo này, đầu đo đâm xuyên vào mẫu và giá trị lực cần thiết để đạt một
chiều sâu xuyên vào hoặc chiều sâu xuyên được trong một khoảng thời gian nhất định,
dưới những điều kiện xác định được đo và ghi nhận là độ cứng, độ chắc, độ dai hay
các tính chất cấu trúc khác của thực phẩm.
Phép đo này làm mẫu biến đổi không thuận nghịch. Mẫu đo phải có diện tích bề
mặt lớn hơn diện tích tiếp xúc với đầu đo sử dụng, nếu mẫu nhỏ hơn diện tích tiếp xúc
đầu đo thì trở thành nguyên tắc nén.

ĐÚNG

SAI

ĐÚNG

Hình 2.3: Nguyên tắc của phép đo đâm xuyên
(Nguồn: Texture Report, Volume 3. Bản quyền của Texture Technologies Inc.)
10


Giá trị lực đo được (hoặc chiều sâu đâm xuyên – trường hợp lực không đổi) càng
lớn thì vật liệu có sức bền càng lớn.
Các đầu đo thường sử dụng trong phương pháp đâm xuyên là:
−

Các đầu đo dạng xylanh (đường kính thường nhỏ hơn 10 mm) (hình 2.4a)

−

Các đầu đo dạng mũi kim

−

Các đầu đo dạng hình cầu (hình 2.5b)

2.2.2.3. Cắt
Nhiều thiết bị ngoại vi có một hay nhiều lưỡi dao dùng để cắt mẫu dưới những
điều kiện nhất định. Lực cực đại cần thiết và/hoặc công cần thiết (thí dụ như diện tích
dưới đường cong) để cắt mẫu được ghi nhận là độ chắc, độ dai… của mẫu.
Mặc dù thuật ngữ cắt được dùng để mô tả phép đo này nhưng nó bao gồm một mô
hình phức tạp của nhiều lực tác dụng: lực nén, lực kéo cũng như lực cắt. Do đó, các
kết quả không thể diễn tả bằng các thuật ngữ ứng suất cắt mà có thể xem như sự so

sánh sức bền của mẫu trong những điều kiện biến dạng nhất định.

(a)

(b)

Hình 2.4: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép đo cắt
Các thiết bị cắt thường sử dụng cho thực phẩm có thớ, sợi như thịt, các sản phẩm
thịt hay rau quả (măng tây) như:
−

Thiết bị cắt Warner-Bratzler (hình 2.5a)

−

Các lưỡi dao cắt/xén
11


−

Volodkevich Bite Jaws – Thiết bị này là mô hình hóa răng người khi cắn
mẫu thực phẩm, bao gồm quá trình cắt và nén (hình 2.5b).

−

Thiết bị cắt Kramer

2.2.2.4. Nén – đẩy
Phép đo nén - đẩy gồm có lực tác dụng lên thực phẩm đến khi nó chảy qua lối

thoát là một hay nhiều rãnh hoặc lỗ trong thiết bị đo. Thực phẩm bị nén đến khi cấu
trúc bị phá vỡ và đẩy ra ngoài qua những lối thoát đó. Mô hình các lực trong phép đo
này rất phức tạp. Thông thường giá lực cực đại cần thiết để thực hiện việc nén đẩy
được đo và sử dụng như một chỉ số tính chất cấu trúc.
Phép đo này áp dụng cho các loại chất lỏng nhớt, các loại gel, bơ, bơ thực vật, các
loại rau quả. Thiết bị Ottawa thường được sử dụng trong phép đo này.

Hình 2.5: Các dụng cụ và đầu đo sử dụng trong phép đo nén – đẩy
2.2.2.5. Kéo căng
Sức căng được xác định như là một lực trực giao với bề mặt mà nó tác dụng, và
hướng ra ngoài vật thể.
Sức kéo căng cơ bản của vật liệu được xác định là tải trọng cực đại có thể đạt
được, tác động lên mẫu đo, được phân chia bởi diện tích mặt cắt ngang ban đầu của
mẫu.

12


Một phép đo sức căng thông thường, mẫu đứt gãy gần như ngay lập tức trong một
mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng chứa lực căng tác dụng. Lực cực đại là sức căng
của vật liệu.
Các phép đo kéo căng không ứng dụng nhiều cho thực phẩm bởi vì quá trình nhai
đòi hỏi có lực nén thực phẩm giữa các răng hàm, mà không cần sức căng. Các phép đo
này được sử dụng để đo dộ bám dính của thực phẩm đối với một bề mặt nào đó, chẳng
hạn như tính đàn hồi của mỳ ống, độ giãn dài của bột nhào. Đầu đo nén trên mẫu thực
phẩm, khi đó giá trị lực cần thiết để kéo mẫu ra khỏi sẽ được đo.
Các thiết bị ngoại vi sử dụng trong các phép đo này bao gồm:
−

Thiết bị đo dộ kéo giãn bột nhào và gluten SMS/ Kieffer (hình 2.7a)

−

Thiết bị đo mỳ ống/mỳ sợi

−

Hàm kẹp để kéo giãn (hình 2.7b)

(a)

(b)

Hình 2.6: Các thiết bị sử dụng trong phép đo kéo căng
2.2.2.6. Bẻ gãy và uốn cong
Khả năng gãy vỡ còn gọi là độ giòn, đó là lực làm mẫu vỡ vụn. Thực phẩm có tính
giòn là những sản phẩm có độ cứng lớn và độ dính thấp. Độ giòn của thực phẩm được
đo bởi lực có phương ngang mà với lực ấy mẫu di chuyển khỏi điểm có lực tác dụng
theo phương thẳng đứng.
13


Uốn cong là sự kết lợp của lực nén, lực kéo và lực cắt. Các phép đo uốn cong
thường sử dụng trong đo vật liệu vì chúng dễ thực hiện và không cần đặt mẫu trên
dụng cụ. Sự gãy vỡ bắt đầu chủ yếu ở phía ngoài của phần mẫu bị căng ra.
Vật liệu dễ vỡ có một đường cong lực – biến dạng đặc trưng, từ đó các có thể xác
định độ dốc của đoạn từ điểm bắt đầu đi đến đỉnh đường cong, sau đỉnh này (sau khi
vỡ) lực giảm nhanh.
Các phép đo thường áp dụng cho thực phẩm có dạng thanh hay mảnh.
Các thiết bị ngoại vi thường sử dụng trong các phép đo này bao gồm:

−

Thiết bị đo độ giòn (hình 2.8a)

−

Thiết bị uốn cong ba điểm (hình 2.8b)

(a)

(b)

Hình 2.7: Các thiết bị và đầu đo sử dụng trong phép phá vỡ và uốn cong
2.3. Tổng quan về giò lụa
2.3.1. Vật liệu
2.3.1.1. Thịt heo
Trong cơ thể động vật bao gồm nhiều loại mô: mô cơ, mô mỡ, mô xương, mô liên
kết… Các mô có thể tách khỏi nhau (mặc dù không hoàn toàn) và được sử dụng dựa
theo ý nghĩa thực phẩm của chúng. Thành phần cấu tạo và tính chất của các mô đều
khác nhau nên đặc tính và tỷ lệ số lượng của các mô trong thành phần thịt quyết định
các tính chất quan trọng trong đó có giá trị thực phẩm của thịt. Mô cơ và mô mỡ có giá
trị thực phẩm lớn hơn cả.
14