Ảnh hưởng của nhiệt độ chế biến đến mất chất lượng của nước dứa

Ảnh hưởng của nhiệt độ chế biến đến mất chất lượng của nước dứa
Mở đầu
Có 3 chỉ số, cụ thể là: thông số của sắc kế đo màu (L, a, b, ∆E), hydroxymethylfurfural
(HMF) và sự hình thành sắc tố màu nâu, đã được nghiên cứu để xác định sự mất chất
dinh dưỡng trong nước dứa ở nhiệt độ từ 55-95oC. Sự thay đổi của giá trị a và b đã tn
theo mơ hình động học bậc 1 trong khi đó ∆E tn theo mơ hình mơ tả cả hai phản ứng
hóa nâu khơng enzyme và phá hủy các sắc tố carotenoid. Đối với chỉ số hóa nâu, HMF và
sự hình thành sắc tố màu nâu tăng tuyến tính với thời gian gia nhiệt và có thể được giải
thích bằng cách sử dụng phản ứng động học bậc 0. Kết quả cho thấy nhiệt độ xử lý có
ảnh hưởng đáng kể đến sự thay đổi màu sắc của nước dứa. Sự phụ thuộc của hằng số tốc
độ trên nhiệt độ được đại diện bởi một phương trình Arrhenius.
Giới thiệu
Dứa (Ananas cosmosus) là một trong những loại trái cây thương mại quan trọng nhất của
Thái Lan. Trái cây có thể được tiêu thụ tươi hoặc chế biến dưới nhiều hình thức và nước
dứa là một sản phẩm phổ biến do mùi thơm và hương vị rất dễ chịu của nó. Xử lý nhiệt
thường được áp dụng để gia tăng thời hạn sử dụng của sản phẩm trái cây. Tuy nhiên, quá
trình xử lý nhiệt có thể ảnh hưởng đến thời hạn sử dụng của sản phẩm trái cây. Phản ứng
hóa nâu phi enzyme và phá hủy sắc tố đã được tìm thấy là ngun nhân chính của những
vấn đề này. Vì vậy các nghiên cứu động học là bắt buộc và được sử dụng để dự đoán sự
suy giảm chất lượng do điều kiện q trình. Phương pháp khác nhau có thể được xử dụng
để xác định mức độ thay đổi màu sắc. Đo lường màu sắc là đơn giản và nhanh hơn so với
phân tích hóa học. Các thơng số Hunter (L, a, b) đã được chứng minh là hữu ích để mô tả
sự thay đổi màu sắc của sản phẩm trái cây khác nhau (Avila & Silva, 1999; Garza, Ibarz,
Pag, và Giner, 1999; Ibarz, Pagan, & Garza, 1999). Giá trị L đại diện cho phổ sáng-tối,
giá trị a là quang phổ màu xanh lá cây-đỏ và b là giá trị đại diện cho quang phổ xanhvàng (Ranganna, 1986). Thí nghiệm khác bao gồm việc phân tích các sản phẩm trung
gian và cuối cùng của phản ứng hóa nâu phi enzyme. Đo 5-hydroxymethylfurfural


(HMF), một chất trung gian quan trọng, được sử dụng như là một chất chỉ thị của phản
ứng Maillard (sự tăng của màu nâu) ( Bozkurt , Gogus và Eren, 1999; Cohen, Birk ,
Mannheim và Saguy, 1998; Garza và cộng sự, 1999). Mơ hình động học đã được phát

triển để đánh giá suy giảm màu sắc và phản ứng hóa nâu không enzyme trong chế biến
sản phẩm nước trái cây như nước táo (Cohen et al. , 1998), lê ( Ibarz et al. , 1999) và đào
( Garza et al. , 1999). Đối với sản phẩm dứa, Fontana, Howard, Criddle, Hansen, và
Wilhelmsen (1993) đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc bổ sung các thành phần như:
đường, acid hữu cơ, trên sự suy giảm chất lượng dứa ở nhiệt độ 60-80oC. Tuy nhiên,
thông tin về những thay đổi trong chất lượng của nước dứa liên quan đến màu sắc và màu
nâu của phản ứng phi enzyme trong suốt quá trình xử lý nhiệt là khơng có. Cơng việc này
nhằm xác định sự mất mát chất lượng nước dứa bị ảnh hưởng bởi xử lý nhiệt. Màu sắc
trực quan, 5 - hydroxymethylfurfural ( HMF ) và tích tụ sắc tố màu nâu được theo dõi
trong quá trình gia nhiệt từ 55oC đến 95oC. Động học của các chỉ số này cũng đã được
nghiên cứu. Thông tin thu được từ nghiên cứu này có thể được sử dụng để hướng dẫn
việc thiết kế các quy trình xử lý nhiệt ít làm giảm chất lượng của sản phẩm.
2. Vật liệu và phương pháp
2.1. Chuẩn bị nước dứa.
Dứa tươi Smooth Cayenne được lấy từ chợ ở địa phương. Sau khi rửa dứa trong nước
máy, vỏ và lõi được gỡ bỏ bằng dao làm bằng thép không gỉ. Thịt quả được cắt thành
miếng nhỏ và nước cốt dứa được chiết xuất bằng cách sử dụng một máy thủy lực (Sakaya
mẫu 4104, Thái Lan) để trích xuất nước trái cây. Tổng số chất rắn hòa tan (TTS) và pH
của nước dứa được xác định trong khoảng 12,2-14,4 độ Brix và 3,74-4.00. Nước dứa
được giữ ở 4oC cho đến khi sử dụng.
2.2. Xử lý nhiệt
Sử dụng một bộ các ống thủy tinh mỏng (chiều dài 30cm, đường kính trong 5mm, bề dày
2mm) được đổ đầy với 8ml nước dứa. Các ống được bịt kín ở hai đầu và sau đó ngâm
trong một cốc nước nóng (Memmert Model W 600, Denmark) tại 55, 65, 75 và 85oC


trong 80 phút. Nhiệt độ nước ở trung tâm được đo bằng một cặp nhiệt T với độ sai số
±1oC, các ống được dỡ ra trong 10p và làm lạnh nhanh chóng trong bồn nước lạnh. Các
thí nghiệm kiểm chứng (không xử lý nhiệt) được thực hiện bởi cùng một thông số. Điền 8
ml nước dứa vào trong các ống và đặt chúng trực tiếp trong bồn nước lạnh. Sự thay đổi

màu sắc, độ hóa nâu và hydroxymethylfurfural ( HMF ) của nước dứa được xác định
bằng spectrocolorimeter ( JUKI Model JP7100 / C , Nhật Bản ) và quang phổ ( Shimadzu
Model UV -2101 PC, Nhật Bản), tương ứng. Tất cả các thí nghiệm đã được thực hiện lặp
lại 3 lần.
2.3. Đo màu
Sự thay đổi màu sắc của nước dứa được phân tích bằng cách đo sự truyền suốt bằng
spectrocolorimeter. Bóng đèn 2o North skylight được sử dụng như một nguồn sáng.
Spectrocolorimeter được hiệu chỉnh bằng nước cất (L = 100, a=0, b=0) trước khi đo (theo
tài liệu hướng dẫn thiết bị). Sử dụng cuvette thủy tinh (3.5 x 4 x 1.5 cm3) chứa nước dứa
đã được xử lý nhiệt đặt trong khoang đo của máy. Nắp khoang phải được đóng lại và
phân tích được tiến hành. Ba thơng số Hunter, cụ thể là “L” (độ sáng), “a” (đỏ và xanh)
và “b” (vàng và xanh da trời) được đo và tổng khác biệt màu sắc được tính từ giá trị L, a
và b
2.4. Xác định chỉ số hóa nâu phi enzyme và 5-hydroxymethylfurfural (HMF)
Các xét nghiệm sau đây được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp như đã đề
cập trong Cohen et al. (1998). 5ml rượu etylic 95% đã được thêm 5ml mẫu nước dứa.
Hỗn hợp được ly tâm ở 1000 rpm trong 15 phút. Phần nổi của mẫu ly tâm được tách ra
làm hai phần. Một phần sử dụng để đo độ hấp thụ tại 420 nm cho chỉ số màu nâu không
enzyme. Để xác định lượng HMF, lấy 2ml của phần còn lại cho vào ống nghiệm có nắp,
2ml của trichloroacetic acid (TCA; Sigma, Germany) 12% w/w và 2ml thiobabituric acid
(TBA; Carlo Erba, Italy) 0.025M sau đó lắc đều. Các ống mẫu sau đó được đặt vào bồn
nước (Memmert Model W 600, Denmark) tại 40oC (±0.5oC). Sau khi uru trong 50 phút,
ống được làm lạnh ngay lập tức bằng nước máy và độ hấp thu được đo tại bước sóng 443


nm. Xây dựng một đường cong hiệu chuẩn của HMF (Aldrich, Germany) để định lượng
nồng độ HMF.
2.5. Thiết kế thí nghiệm
Các thí nghiệm được tiến hành cho năm cấp độ nhiệt (55, 65, 75, 85 và 95oC). Các thí
nghiệm được lặp lại 3 lần.

2.6. Phân tích dữ liệu
Các kết quả được báo cáo là trung bình của ba lần lặp lại. Phân tích phương sai
(ANOVA) 2 yếu tố được áp dụng cho các bộ dữ liệu khác nhau với mức ý nghĩa 0,05.
3. Kết quả và bàn luận
3.1. Thay đổi màu sắc của nước dứa trong suốt giai đoạn xử lý nhiệt
Sự mất màu của nước dứa bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi nhiệt độ đã được nghiên
cứu bằng cách sử dụng các thông số Hunter (L, a và b). Các phản ứng hóa nâu do enzyme
đã được bỏ qua trong nghiên cứu này vì các enzyme đó rất nhạy cảm ở nhiệt độ >50oC
(Martinez & Whitaker, 1995). Vì vậy, màu nâu của phản ứng phi enzyme và phá hủy sắc
tố được coi là nguyên nhân chính của sự thay đổi màu sắc của nước dứa.
Kết quả thu được đã được biểu thị dưới dạng L/L0, a/a0, b/b0 với L0, a0 và b0 là
giá trị ban đầu khi mẫu đạt đến nhiệt độ cài đặt. Các đồ thị biểu diễn sự liên quan giữa
các thông số Hunter và thời gian xử lý ở các nhiệt độ khác nhau được thể hiện trong hình
1-4.


Hình 1. Sự thay đổi độ sáng L/L0 của nước dứa tại các nhiệt độ xử lý khác nhau

Hình 2. Sự thay đổi màu đỏ (a/a0) của nước dứa tại các nhiệt độ khác nhau


Hình 3. Sự thay đổi màu vàng (b/b0) của nước dứa tại các nhiệt độ khác nhau

Hình 4. Sự thay đổi ∆E của nước dứa tại các nhiệt độ khác nhau

Để giải thích các hiện tượng thay đổi màu sắc trong nước dứa, dữ liệu được kết
hợp với một mô hình động học và hằng số tốc độ được thể hiện trong bảng 1. Hình 1 cho
thấy sự thay đổi ở giá trị L tương đối trong suốt quá trình xử lý nhiệt ở các điều kiện khác
nhau. Với nhiệt độ và thời gian tăng dần, nước dứa trở nên tối màu và tương ứng với sự
giảm giá trị L. Hầu hết các cơng trình trước đây đã chứng minh rằng những thay đổi

trong giá trị L tương đối tuân theo động học bậc 1 (Avila & Silva, 1999; Garza et al.,
1999; Ibarz et al., 1999). Hơn nữa, hai phản ứng đầu tiên đã được đề xuất khi các dữ liệu
thực nghiệm không thể được mô tả bởi một phản ứng duy nhất (Barreiro, Milano, &
Sandoval, 1997). Tuy nhiên, rõ ràng là những thay đổi trong giá trị L tìm thấy trong
nghiên cứu này không thể được trang bị cho bất kỳ một mơ hình động học đơn giản nào.
Sự giảm giá trị L có thể bị ảnh hưởng bởi sự tăng của giá trị a và giảm của giá trị b. Kết
quả cho thấy sự giảm độ sáng không phải ảnh hưởng của 1 cơ chế duy nhất. Vì vậy, dùng
động học để mơ tả giá trị L là khơng chính xác. Sự thay đổi của thơng số a theo thời gian
có thể được áp dụng bằng phản ứng bậc 0 và bậc 1 (hình 2).
Bảng 1. Các thơng số động học của sự thay đổi màu nước dứa

Tuy nhiên với nhiệt độ ngày càng tăng, các dữ liệu thực nghiệm đã được áp dụng
tốt hơn với mơ hình động học bậc 1. Phát hiện này phù hợp với nhiều nghiên cứu trước
đó (Avila & Silva, 1999; Garza et al., 1999; Ibarz et al., 1999). Những giá trị của các
hằng số nhiệt động tăng theo nhiệt độ xử lý. Điều này phù hợp với lý thuyết rằng sự gia
tăng nhiệt độ gây ra sự thay đổi màu thành màu đỏ. Vì màu của nước ép từ dứa chủ yếu là
màu vàng, lượng sắc tố trong dứa tươi là một cách tuyệt vời để xác định chất lượng của
dứa (Mehrlich & Felton, 1980). Trong nghiên cứu này, giá trị b được sử dụng như là một
chỉ số để mô tả sự giảm cường độ sắc tố trong nước dứa. Hình 3 cho thấy mơ hình động
học bậc 1 phù hợp với thơng số b và cũng phù hợp với các cơng trình trước đó (Avila &
Silva, 1999; Barreiro et al., 1997). Hằng số tốc độ tăng khi nhiệt độ tăng. Điều này có thể


được giải thích bằng giả thuyết rằng nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng đồng phân hóa
carotenoid dẫn đến sự mất màu vàng (Chen, Peng, & Chen, 1995; Singleton, Gortner, &
Young, 1961). Nghiên cứu trước đây về sự thay đổi màu sắc trong quá trình xử lý nhiệt
cho kết quả tương tự. Avila và Silva (1999) đã kiểm tra sự giảm màu sắc của puree đào
ảnh hưởng bởi nhiệt độ. Puree đào trở nên sẫm màu hơn, tương ứng với L giảm và giá trị

a tăng khi nhiệt độ tăng. Hơn nữa, sự mất màu vàng cũng được thể hiện bằng sự giảm của
giá trị b. Họ đã kết luận nguyên nhân chính của sự thay đổi màu là do giảm lượng
carotenoid và màu nâu phi enzyme (Maillard).
Để mô tả tổng màu sắc của nước dứa, sự kết hợp của các thông số L, a, b , được
xác định dựa trên tổng số khác biệt màu sắc (∆E). ∆E mẫu nước dứa đã được tính tốn
bằng cách sử dụng phương trình. (1):

Đồ thị giữa tổng khác biệt màu sắc của nước dứa và thời gian được hiển thị trong
hình. 4. Kết quả cho thấy ∆E tăng lên đáng kể ở nhiệt độ đun cao và thời gian xử lý kéo
dài. Đồ thị cho thấy rằng phần đầu của đường cong dốc cao hơn khi nhiệt độ đun tăng
lên.
Điều đó có nghĩa là nhiệt độ cao đẩy nhanh phản ứng hóa học và hầu hết các thay
đổi màu sắc xảy ra trong thời gian sưởi ấm đầu. Để mô tả các phản ứng chặt chẽ, các mẫu
nước trái cây có thể được thực hiện thường xuyên hơn ở nhiệt độ đun cao hơn.
Trong nghiên cứu này, sự thay đổi trong ∆E khơng phù hợp mơ hình động học bậc
0 và 1. Thay đổi màu sắc của nước dứa có thể là kết quả của hơn một phản ứng và các
phản ứng này có thể khơng xảy ra đồng thời cùng một nhiệt độ. Do đó, nhiệt độ là một
động lực quan trọng đằng sau những thay đổi trong màu sắc của mẫu được đun nóng. Kết
quả cho thấy sự thay đổi trong ∆E chịu ảnh hưởng của cả hai yếu tố màu nâu không
enzyme và phá hủy sắc tố . Mô hình kết hợp được sử dụng để mơ tả các hiện tượng xảy ra
trong q trình làm nóng nước ép dứa.


Có nhiều tác giả đã sử dụng mơ hình kết hợp được sử dụng rộng rãi để giải thích
sự thay đổi màu sắc trong nhiều sản phẩm trái cây ( Avila & Silva , 1999; Garza và cộng
sự, 1999; . . Ibarz và cộng sự, 1999; Lozano & Ibarz , 1997) và đã được đề xuất như một
cơ chế hai giai đoạn ( Ibarz et al. , 1999). Giai đoạn đầu tiên là hình thành màu do phản
ứng Maillard được mô tả bằng động học bậc 0 ( k0 ) . Giai đoạn thứ hai là phá hủy các
sắc tố trái cây tự nhiên tuân theo động học bậc 1 ( K1 ) . Mơ hình động học kết hợp được
thể hiện trong phương trình . (2) :

Thay thế C với ∆E và ∆E lúc ban đầu là 0 (CO ¼ 0), phương trình. (2) trở thành

Kc ¼ k0 = k1.
Trong nghiên cứu này, kết quả cho thấy hai phản ứng xảy ra với tốc độ cao hơn khi
nhiệt độ tăng lên. Kc đại diện cho mối quan hệ giữa hằng số động học, k0 (hình thành
màu) và k1 (phá hủy sắc tố). Kc giá trị lớn hơn 1 chỉ ra rằng phản ứng Maillard chiếm ưu
thế hơn phá hủy sắc tố. Hơn nữa, nhiệt độ càng cao, giá trị Kc càng cao. Điều này cho
thấy tốc độ phản ứng là phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ chế biến.
Nhiều nghiên cứu về sự thay đổi màu sắc trong quá trình xử lý nhiệt của trái cây
nghiền chứng minh cũng chứng minh điều tương tự. Ibarz et al. (1999) phát hiện ra rằng
một mơ hình kết hợp có thể được sử dụng để mô tả sự thay đổi của ∆E ở lê xay nhuyễn.
Phản ứng Maillard được tạo thành với vai trị lấn át sắc tố chứ khơng phải là phá hủy sắc
tố. Garza et al. (1999) chỉ ra rằng ∆E phù hợp trong kết hợp mơ hình động học và cho

thấy sắc tố nâu hình thành nhiều hơn phá hủy sắc tố trong puree đào.


Bảng 2. Các đại lượng của phương trình Arrhenius với các biến của nước dứa
Sự thay đổi trong các hằng số nhiệt động với nhiệt độ đun sơi có thể được mô tả
bằng cách sử dụng định luật Arrhenius . Các thơng số khơng đổi thu được từ phương trình
Arrhenius được đưa ra trong Bảng 2 . Trong nghiên cứu này, a, b và ∆E đã được chọn để
thể hiện sự thay đổi của màu nước dứa khi đun nóng. Giá trị năng lượng hoạt hóa 39.78 ,
39.20 và 47.33 kJ / mol thu được cho bộ thông số a, b và ∆E tương ứng . Những giá trị
này thấp hơn so với báo cáo tương tự của purre đào (Avila & Silva, 1999; . Ibarz và cộng
sự, 1999) và puree lê (Garza và cộng sự, 1999). Ở đây do sự khác nhau về loại nguyên
liệu nghiên cứu, sự khác biệt trong thành phần như đường và hàm lượng axit amin, tổng
hàm lượng chất rắn , độ pH , độ chua và nhiệt độ nghiên cứu ( Beveridge & Harrison ,
1984; Ahmed , Shivhare , & Kaur , 2002). Kết quả nghiên cứu này phù hợp với kết quả
của Lozano và Ibarz (1997). Tác giả chỉ ra rằng sự thay đổi trong màu sắc trong q trình

đun nóng là khác nhau cho mỗi nước trái cây. Ví dụ , nước táo nhạy cảm hơn với sự đổi
màu trong quá trình làm nóng hơn nước mận . Vì vậy, các thành phần của sản phẩm thì
khác nhau độ mẫn cảm với nhiệt.

Hình 5. Giá trị tương đối của HMF trong mẫu nước dứa ở nhiệt độ khác nhau

3.2. 5-hydroxymethylfurfural (HMF) tích tụ và hình thành sắc tố màu nâu
trong nước dứa lúc xử lý nhiệt


Phản ứng hóa nâu khơng enzyme là một trong những nguyên nhân chính của sự
thay đổi màu sắc trong sản phẩm trái cây, nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đun và thời
gian xử lý đối với sự hình thành HMF và sự hình thành sắc tố màu nâu là nhiệm vụ của
nghiên cứu này. Mối liên quan giữa lượng HMF tương đối (HMF = HMF 0) và thời gian
xử lý ở nhiệt độ khác nhau được thể hiện trong hình. 5. Kết quả cho thấy rằng nhiệt độ
đun có ảnh hưởng đáng kể đến sự hình thành HMF. Lượng HMF tăng tuyến tính với thời
gian và ở nhiệt độ càng cao thì lượng tạo thành càng nhiều. Mối liên quan giữa A 420 tương
đối (A420/A0420) và thời gian cũng cho kết quả là tuyến tính, tương tự như việc tạo thành
HMF. Do đó, động học bậc 0 được áp dụng để mô tả sự thay đổi của cả hai chất và
phương trình sử dụng là:

Bảng 3 cho thấy các giá trị của các thông số động học của HMF và sự hình thành
sắc tố màu nâu . Các hằng số động học có xu hướng tăng khi nhiệt độ tăng. Điều này chỉ
ra rằng HMF được hình thành với tốc độ cao hơn ở nhiệt độ cao và sau đó hiện tượng này
ảnh hưởng hình thành màu nâu .
Bảng 3. Thông số động học cho sự phát triển và hình thành HMF và sắc tố màu

nâu của nước dứa
Bảng 5. Thông số Arrhenius cho các biến khác nhau của nước dứa

Một số cơng trình nghiên cứu phản ứng Maillard trong các hệ thống dịch chứa
glucose và acid amin ( Carabasa - Giribet & Ibarz - Ribas , 2000; Gogus , Bozkurt , và
Eren năm 1998; Reyes, Poocharoen , & Wrolstad , 1982). Garza et al. (1999) cho biết
hàm lượng HMF tăng theo thời gian chế biến. Sự gia tăng này xảy ra từ với sự biến mất
của sucrose do phản ứng Maillard và thủy phân sucrose tăng lên với nhiệt độ chế biến.
Nước dứa thường chứa nhiều đường sucrose , glucose và fructose (Camara, Dıez, &
Torija, 1995) và là các chất nền cho phản ứng Maillard . Khi nhiệt độ tăng, sucrose trong
nước được dễ dàng thủy phân và glucoza và fructoza được hình thành , và phản ứng
Maillard càng dễ xảy ra. Hơn nữa, nhiệt độ cao tốc độ phản ứng nhanh hơn do hằng số
tốc độ tăng.
Sự thay đổi trong độ hấp thụ tương đối ở 420 nm (A 420/A0420) có liên quan đến sự
hình thành màu nâu được mô tả đầy đủ bởi động học bậc 0 với độ tương quan cao (R 2 >
0,95) . Kết quả thu được từ nghiên cứu này là phù hợp với các cơng trình trước đó.
Beveridge và Harrison (1984) nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ (50-80 C ) và nồng độ
chất khơ hịa tan ( 45,2-72,5o Bx) với sự hình thành màu nâu trong nước lê cơ đặc và màu
nâu có thể được mơ hình hóa với phương trình động học bậc 0. Cohen và cộng sự .
(1998 ) cho rằng mơ hình động học bậc 0 có thể được sử dụng như là chỉ số hóa nâu
khơng enzyme (A420) cho nước táo (13oBx) đun nóng tại 95-123 oC.
So sánh năng lượng hoạt hóa thu được cho HMF/HMF 0 đến A420/A0420 cho thấy
rằng năng lượng hoạt hóa cho sự hình thành HMF thấp hơn so với hình thành sắc tố màu
nâu . Kết quả ngụ ý rằng HMF xảy ra với một tốc độ cao hơn so với các chất khác. Sau
khi làm nóng , HMF giữ lại trong nước quả sẽ ảnh hưởng đến hình thành màu nâu khi
bảo quản. Vì vậy, HMF đã được đề xuất như một chỉ số để xác định sự thay đổi của màu
sắc trong nước dứa (Bảng 4) .
4. Kết luận


Sự suy giảm chất lượng nước dứa do nhiệt độ chế biến đã được nghiên cứu ở các
nhiệt độ khác nhau, 55-95 oC. Sự thay đổi các thông số Hunter: a và b theo động học bậc

1 trong khi L thay đổi không theo một mối tương quan đơn giản nào.
Tổng số khác biệt màu sắc (∆E) có thể được mơ tả bằng một mơ hình kết hợp
trong đó bao gồm ảnh hưởng của cả hai yếu tố: màu nâu phi enzyme được hình thành và
sự phá hủy sắc tố trong nước quả. Sự thay đổi của 5 - hydroxymethylfurfural ( HMF ) và
sự hình thành màu nâu đã được chọn để chứng minh các phản ứng hóa nâu phi enzyme
xảy ra trong quá trình nghiên cứu và đã được tìm thấy tn theo mơ hình động học bậc 0.
Kết quả cho thấy nhiệt độ xử lý ảnh hưởng mạnh đến tốc độ phản ứng. Mơ hình
Arrhenius có thể được sử dụng để mô tả sự phụ thuộc nhiệt độ của các hằng số tốc độ
phản ứng cho tất cả các thơng số. Trong tương lai cần có một nghiên cứu về sự mất chất
dinh dưỡng, cụ thể về đường và axit amin , các chất nền của phản ứng Maillard, cùng với
sự phá hủy carotenoid bởi nhiệt.
III. Nhận xét và bàn luận
Qua bài thí nghiệm này chúng em rút ra được một số kết luận như sau:
-

Để đạt được sản phẩm có giá trị cao, năng suất chế biến cao và tỷ lệ phế liệu thấp,

-

ta nên sử dụng những quả dứa có hình trụ và kích thước lớn.
Phải loại bỏ hết những chấm đen trên mắt dứa nhằm làm tăng giá trị cảm quan cho

-

sản phẩm.
Sau quá trình thanh trùng, khối lượng quả trong hộp giảm đi do một phần dịch quả

-

khuếch tán vào nước đường. Lượng quả giảm đi phụ thuộc vào các yếu tố:

 Độ chắc mơ quả
 Độ chín của quả
 Hàm lượng chất khơ hịa tan và chất khơ khơng hịa tan có trong quả.
Sau quá 2 tuần nước quả dứa có màu vàng đẹp khơng có cặn. Sỡ dĩ ta nhận được
kết quả trên vì sử dụng bột trợ lọc có gia nhiệt. Khi gia nhiệt đã xảy ra q trình
oxy hóa cộng với sự trợ giúp của bột trợ lọc làm kết lắng các hạt huyền phù và lọc
dễ dàng hơn nên nước trong và có màu vàng đẹp hơn.

Trả lời các câu hỏi:


1/ Phân loại sản phẩm nước quả
Có nhiều cách phân loại sản phẩm nước quả:



Theo mức độ tự nhiên:
Nước quả tự nhiên: là sản phẩm được chế biến từ 1 loại quả, không pha thêm



đường phụ gia hay các nguyên liệu khác
Nước quả hỗn hợp: dùng 2 hay nhiều loại nước quả phối trộn với nhau, có thể



phối thêm syrup hay các phụ gia khác.
Nước quả pha đường: nước quả pha thêm đường kính để tăng giá trị dinh



dưỡng.
Nước quả cô đặc: cô đặc nước quả tự nhiên.

-







Theo phướng pháp bảo quản:
Nước quả thanh trùng
Nước quả làm lạnh: bảo quản lạnh hoặc lạnh đơng
Nước quả nạp khí CO2
Nước quả nạp sulfit
Nước quả bổ sung ethanol



Theo trạng thái của sản phẩm:
Nước quả ép dạng trong: tách dịch bào khỏi mô, loại bỏ hết thịt quả, sản phẩm



ở dạng trong suốt không thịt quả ở đáy
Nước quả ép đục: không lọc triệt, chứa một lượng quả nhất định trong sản

-

-

phẩm

2/ Yêu cầu nguyên liệu sản xuất nước quả
Trái cây dùng sản xuất nước quả phải có độ chín cao, có mùi vị đặc trưng và cường độ
mạnh nhất, cấu trúc mềm và thuận lợi cho việc chà tách puree
Người ta dùng nhiều chủng loại hoa quả khác nhau để chế biến nước quả. Nguyên liệu
cần có đủ các chất đường, acid, tanin, chất thơm, chất màu và dịch quả, các nguyên liệu
đó có hương vị thơm ngon, màu sắc đẹp. Các chỉ tiêu quan trọng nhất, đặc trưng cho sản
phẩm chất dịch quả là khối lượng riêng, hàm lượng chất khô và độ acid.


Quả dùng để chế biến nước quả phải tươi tốt, khơng bầm dập, sâu thối, ở độ chín đúng
mức. Nếu quả chưa đủ chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít, nên nhiều phế liệu, và do
hàm lượng đường thấp, hàm lượng acid cao nên chua nhiều. Nhưng quả chín thì mơ quả
mềm và bở, khi ép thịt quả kết lại khơng cho dịch quả thốt ra, dịch quả có nhiều bọt và
khó lắng, lọc.
Những quả có vết rám ở ngồi vỏ khơng ảnh hưởng đến hương vị của dịch quả, vẫn dùng
được. Kích thước và hình dáng của quả cũng không ảnh hưởng lắm đến phẩm chất nước
quả nên không hạn chế.
3/ Các phương pháp làm tăng hiệu suất ép trong công nghệ sản xuất nước quả
Sơ chế nguyên liệu trước khi ép: Để nâng cao hiệu suất ép nước quả, người ta sơ chế
nguyên liệu theo các cách sau:
-

Nghiền: trước khi ép, quả được xử lý cơ học (cắt, xé tơi, nghiền thô). Hiệu quả
nghiền đạt được khi phần lớn tế bào bị tác dụng, song vì kích thước tế bào rất nhỏ
nên chỉ một số nhỏ tế bào bị phá. Ví dụ, khi nghiền quả thành miếng nhỏ 0,3 cm

thì chỉ khoảng 15% lượng tế bào chung bị phá trực tiếp, do đó khơng nên nghiền
q to. Tuy vậy nếu nghiền quá nhỏ, thì khi ép ngun liệu khơng tạo ra rãnh thốt
nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép. Mức độ nghiền tùy thuộc từng loại quả.

-

Đun nóng: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, prơtit của chất ngun sinh bị đơng tụ
và vì vậy độ thẩm thấu của tế bào tăng lên. Người ta thường đun nóng quả ở nhiệt
độ 80-85oC, nếu thấp hơn thì q trình đơng tụ kéo dài, nếu cao q thì có thể gây
cho nước quả có vị khó chịu.

-

Ngồi 3 phương pháp trên, người ta còn tăng hiệu suất ép bằng chế phẩm enzyme,
bằng dòng điện cao tần.

4/ Phương pháp làm ổn định độ trong của nước quả:


Nước quả đã lọc trong suốt khi bảo quản có thể bị đục trở lại và có khi kết tủa. Nước quả
bị đục là do những phần tử keo còn lại trong nước quả kết tụ với nhau. Vi sinh vật cũng
có thể làm đục nước quả. Hiện tượng đục do keo là vì có sự biến đổi của chất màu và
tanin, protid và pectin. Nhân tố chính làm thay đổi hệ thống keo chính là q trình oxy
hố những chất có trong nước quả. Nhưng muối khống và độ acid hoạt động có tác dụng
giữ cho nước quả đỡ bị đục.
Nếu bảo quản nước quả ở nhiệt độ cao q sẽ kích thích các q trình oxy hố và làm
nước quả bị lắng cặn. Làm lạnh đông nước quả khi bảo quản cũng làm thay đổi hệ thống
keo và làm nước quả bị đục.
Giữ cho nước quả hoàn toàn trong là một điều khó thực hiện. Tuy nhiên ta có thể áp dụng
các biện pháp sau đây để chống đục.

-

Nước quả trước khi lọc nên đun nóng lên nhiệt độ cao hơn nhiệt độ thanh trùng,

-

nếu không, khi thanh trùng protit tiếp tục bị đông tụ và nước quả bị đục.
Hạn chế sự tiếp tục nước quả với oxy bằng cách bài khí nước quả, và khi ghép nắp

-

cho hút chân khơng.
Bảo quản nước quả bằng khí trơ (khí carbonic) cũng ổn định được độ trong.
Thanh trùng nước quả với nhiệt độ cao và thời gian ngắn thì nước quả ít bị đục

-

hơn với nhiệt độ thấp và thời gian dài.
Nên tránh bảo quản nước quả ở nhiệt độ gần 0oC làm cho khơng khí dễ hồ tan
vào nước quả và nước quả mau đục.

5/ Mục đích sử dụng enzyme pectin
Nhằm xúc tác phản ứng cắt mạch chất pectin làm giảm độ nhớt của hỗn hợp nước quả ép.
Việc này nhằm hỗ trợ hiệu suất quá trình lọc. Đồng thời loại bỏ pectin cịn hỗ trợ q
trình ổn định độ trong của sản phẩm nước quả ép, chống hiện tượng kết tụ trong thời gian
bảo quản,
Ngoài hệ enzyme pectinase, ta có thể sử dụng thêm một số loại enzyme sau:


-

Enzyme protease nhằm làm giảm mạch protein, giảm độ nhớt cho sản phẩm, đồng
thời tránh hiện tượng protein bị biến tính trong q trình tiệt trùng có thể làm nước

-

quả bị đục trong quá trình bào quản do kết lắng.
Enzyme cellulase nhằm phá vỡ lớp thành tế bảo thịt quả, thúc đẩy quá trình thủy
phâm cho các enzyme khác, làm giảm kích thước phân tử huyền phù, làm giảm độ

nhớt
Trong thực tế nhà sản xuất có thể sử dụng kết hợp nhằm gia tăng hiệu suất ổn định độ
trong và quá trình lọc nước quả.

6/ Quá trình làm ảnh hưởng chủ yếu đến chất lượng sản phẩm nước trong
Chất lượng sản phẩm nước quả trong được đáng giá chủ yếu ở độ trong và độ ổn định độ
trong của sản phẩm. Vì vậy quá trình xử lý nhằm ổn định độ trong của sản phẩm nói
chung hay cụ thể là q trình xử lý enzyme trong bài thí nghiệm là khá quan trọng.
Bên cạnh đó q trình lọc cũng đóng vai trò lớn trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm
sau này. Một cách cụ thể trong bài thí nghiệm có đưa ra hai phương pháp lọc có và khơng
gia nhiệt sẽ cho chất lượng sản phẩm nước quả khác nhau như sau:
Khơng gia nhiệt: màu đậm và có một lượng cặn dưới đáy chai
Có gia nhiệt: màu và đẹp và khơng có cặn
Sỡ dĩ ta nhận được kết quả như trên vì đối với sử dụng bột trợ lọc khơng gia nhiệt thì
-

lượng cặn trong nước quả cịn nhiều. Chúng có thể ở dạng hịa tan hay lơ lửng với dạng
huyền phù nhỏ nên khi thanh trùng có thể gây tủa tạo lắng cặn. Ở thí nghiệm có gia nhiệt
thì q trình oxy hóa xảy ra trước và dưới sự có mặt của chất trợ lọc có thể tách ngay
chúng ra trước khi lọc vì vậy đảm bảo độ trong sau này của sản phẩm.

7/ Cơ sở khoa học của quy trình chế biến sản phẩm nước quả:
Phá vỡ lớp thành tế bào của hòa quả, ép tách hỗn hợp chất tan trong quả cùng với lượng
nước tự do ra bên ngoài.
Tùy theo từng loại sản phẩm dịch quả này có thể được xừ lý hay phối trộn với các nguyên
liệu, phụ gia khác nhằm đa dạng hóa sản phẩm.


Đối với quá trình sản xuất nước quả trong: cẩn loại bỏ lớp thịt quả hay nói cách khác là
thành phần chất khơ khơng hịa tan trong nước của hoa quả. Các phương pháp này có thể
là lọc, lắng với các chất khơng có kích thước lớn. Những chất có kích thước nhỏ hoặc có
nguy cơ kết tụ trong q trình bảo quản thì cần loại bỏ bằng các phương pháp ủ enzyme
hay làm lạnh…
Đối với quá trình sản nước quả đục: thịt quả vẫn còn trong sản phẩm nhưng phải đảm bảo
độ lượng nhất định của chúng trong hỗn hợp.
8/ Đặc điểm của sản phẩm nước quả trong và loại rau quả nào được sử dụng để chế
biến nước quả trong
Sản phẩm nước quả trong khơng cịn thịt quả trong sản phẩm. Đảm bảo khơng lắng cặn
trong q trình bảo quản.
Loại quả được sử dụng để chế biến nước quả trong có đặc điểm: thành tế bào mềm dễ phá
vỡ, ít pectin, hàm lượng nước liên kết ít. Các loại quả đó như: táo, chanh, cam, bưởi,
đào…
9/ Các chất trợ lọc sử dụng trong thực phẩm:
- So sánh hai loại chất trợ lọc khác có thể dùng trong thực phẩm như bentonit.
.
Diatomit
Điatomit là đá trầm tích với thành phần chủ
yếu là silic oxyt. Nó cịn có tên là kizengua
hay đất tảo silic. Do có nhiều lỗ xốp và tính
trơ nên điatomit được sử dụng trong kỹ
thuật lọc, làm chất độn và chất hấp thụ.

Ưu điểm: Ditomite có năng suất lọc cao
(tốc độ lọc lớn), nó cịn co khả năng tách
các hạt chất rắn có kích thước < 0.5 mm.
Diatomite rất nhẹ và có khả năng chịu nén
tốt.
Nhược điểm: quy trình tinh sạch phức tạp

Than hoạt tính
Than hoạt tính là một chất gồm chủ yếu là
nguyên tố carbon ở dạng vơ định hình
(bột), một phần nữa có dạng tinh thể
vụn grafit. Ngồi carbon thì phần cịn lại
thường là tàn tro, mà chủ yếu là các kim
loại kiềm và vụn cát). Than hoạt tính có
diện tích bề mặt ngồi rất lớn nên được ứng
dụng như một chất lý tưởng để lọc
hút nhiều loại hóa chất
Ưu điểm: diện tích bể mặt riêng lớn làm
tăng thể tích hấp thu lớn
Rẻ tiền, dễ kiếm
Nhược điểm: độ bền cơ học kém, dễ cháy
và bụi.