Đánh giá ảnh hưởng của phương pháp xử lý và nhiệt độ sấy đến các tính chất vật lý của bột củ dền

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 8
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết Đánh giá ảnh hưởng của phương pháp xử lý và nhiệt độ sấy đến các tính chất vật lý của bột củ dền được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt củ dền B1 ở các điều kiện khác nhau: B1 (đối chứng), B2 (chần trong nước ở 100ºC trong 5 phút), B3 (hấp hơi nước trong 5 phút) và B4 (microwave 1000W cho 5 phút) và ảnh hưởng của nhiệt độ sấy 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC và 80ºC đến các đặc tính chức năng của bột củ dền.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đánh giá ảnh hưởng của phương pháp xử lý và nhiệt độ sấy đến các tính chất vật lý của bột củ dền

ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ VÀ NHIỆT ĐỘ SẤY ĐẾN CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA BỘT CỦ DỀN Lê Quang Hiệp1 1 Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Trường Đại học Công nghệ TP. Hồ Chí Minh GVHD: ThS. Nguyễn Thị Thơ TÓM TẮT Nghiên cứu này được thực hiện để đánh giá ảnh hưởng của việc xử lý nhiệt củ dền B1 ở các điều kiện khác nhau: B1 (đối chứng), B2 (chần trong nước ở 100ºC trong 5 phút), B3 (hấp hơi nước trong 5 phút) và B4 (microwave 1000W cho 5 phút) và ảnh hưởng của nhiệt độ sấy 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC và 80ºC đến các đặc tính chức năng của bột củ dền. Kết quả chỉ ra rằng quá trình hấp hơi nước (B3) giúp giữ được các đặc tính chức năng của của bột củ dền tốt hơn so với các quy trình tiền xử lý khác. Đồng thời, việc sấy củ dền bằng không khí nóng ở 70ºC cho kết quả phù hợp nhất để sản xuất bột củ dền. Từ khóa: Betalain, chất màu tự nhiên, củ dền. TỔNG QUAN - Màu sắc là một trong những giá trị quan trọng nhất của thực phẩm, ảnh hưởng lớn đến sự lựa chọn và chấp nhận sản phẩm của người tiêu dùng. Ngày nay, ngày càng nhiều người tiêu dùng có xu hướng tránh các thực phẩm có chứa chất tạo màu tổng hợp và lựa chọn các sản phẩm thực phẩm sử dụng các chất màu tự nhiên, chúng được coi là vô hại hoặc thậm chí là có lợi cho sức khỏe [4]. - Củ dền (Beta vulgaris L.) được xác định là có giá trị tích cực đến các chức năng sinh lý của của cơ thể con người. Trong củ dền, nồng độ cao của các chất chống oxy hóa được gọi là betalains có tác dụng có lợi đối với sức khỏe con người, bao gồm kích thích hệ miễn dịch, tạo máu, chống viêm, kháng u và bảo vệ gan [5]. Ngoài ra, Betalain có khả năng tạo ra sắc tố màu đỏ, được ứng dụng làm chất tạo màu tự nhiên nhằm cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm thực phẩm [17]. - Củ dền là một nguyên liệu theo mùa và rất dễ hỏng do có hàm lượng nước cao. Do đó, việc sấy khô là một lựa chọn thay thế để tiêu thụ trong thời điểm trái vụ. Sấy khô là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất để bảo quản thực phẩm. Mục tiêu chính của nó là loại bỏ nước khỏi thực phẩm để ngăn ngừa các phản ứng hư hỏng và biến chất do vi sinh vật [12]. Nhiều phương pháp sấy khô đã được nghiên cứu và áp dụng thành công đối với rau quả như phơi nắng, sấy khô trong không khí, sấy chân không, sấy vi sóng, sấy đông lạnh và các phương pháp sấy khô kết hợp [1]; [16]. Trong số các phương pháp làm khô này, làm khô bằng không khí được coi là phương pháp đơn giản và hiệu quả về chi phí nhất [6]. - Tuy nhiên, việc làm khô bằng không khí đã được chứng minh là gây ra sự mất mát đáng kể của betalains và các hợp chất hoạt tính sinh học khác [7]. Trong củ dền có một lượng các enzyme phân hủy 379
betalains và khi sấy khô ở nhiệt độ 40°C trong thời gian dài sẽ xúc tác các enzyme này phân hủy betalain. [3] Chính vì vậy, enzyme phân hủy Betalains cần phải được khử hoạt tính và các phương pháp được áp dụng phổ biến đó là xử lý sơ bộ bằng nhiệt trong thời gian ngắn [4]. Vì thế, việc nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý sơ bộ bằng nhiệt và tác động của nhiệt độ sấy lên các đặc tính vật lý của bột củ dền cần được tiến hành. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Nguyên liệu - Củ dền tươi (Beta vulgaris L.) được mua tại siêu thị ở thành phố Hồ Chí Minh. Thí nghiệm xử lý sơ bộ bằng nhiệt - Củ dền tươi được rửa sạch để loại bỏ các hạt bụi bẩn bám trên bề mặt và được tiến hành xử lý sơ bộ bằng nhiệt theo các phương pháp sau: - B1 - củ dền được gọt vỏ và cắt thành lát có độ dày 1-3 mm (mẫu đối chứng); - B2 - củ dền được chần ở 98±2ºC trong 5 phút, gọt bỏ vỏ và cắt thành lát có độ dày 1-3 mm; - B3 - củ dền được gọt vỏ được cắt thành lát có độ dày 1-3 mm và được hấp (98±2ºC) trong 5 phút; - B4 - củ dền đã gọt vỏ được cắt thành lát độ dày 1-3 mm và cho vào microwave 1000W trong 5 phút. - Tiếp theo, tất cả các lát củ dền được sấy khô trong máy sấy khay tủ ở 70ºC. Những lát củ dền khô được xay, sau đó nguyên liệu được đưa qua rây lọc có kích thước 60 mesh và đóng gói. Thí nghiệm sấy khô bằng không khí - Củ dền tươi rửa sạch để loại bỏ các hạt bụi bẩn bám trên bề mặt. Củ dền được gọt vỏ, cắt thành từng đoạn dày 1-3 mm và hấp trong 5 phút. Tiếp theo, các lát củ dền được sấy khô trong tủ sấy ở các nhiệt độ riêng biệt là 40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC và 80ºC. Những lát củ dền khô được xay, sau đó nguyên liệu được đưa qua rây lọc có kích thước 60 mesh và đóng gói. Xác định phần trăm khối lượng của các chất khô - Phần trăm khối lượng của các chất khô được xác định bằng cách sấy khô mẫu ở 120 oC đến khối lượng không đổi, và được xác định bằng công thức: W2 Wd = 100 (%) W1 - Trong đó: Wd - phần trăm hàm lượng chất khô (%); W1 - khối lượng mẫu trước khi sấy (g); W2 - khối lượng mẫu sau khi sấy (g). Giá trị màu - ACR-100 Chroma Meter (Minolta, Osaka, Nhật Bản) được sử dụng để đo màu. Tọa độ màu CIE (L*, a*, b*) của các mẫu được đo ngẫu nhiên tại ba vị trí trên mẫu bột củ dền. Một tấm hiệu chuẩn tiêu chuẩn được sử dụng làm vật tham chiếu trước khi đo. 380
Xác định hàm lượng chất màu betalain - Hàm lượng chất màu betalain được xác định bằng máy quang phổ. Mẫu (10g bột củ dền) được ngâm trong 100ml nước cất trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng, sau đó được lọc để lấy chiết xuất. Độ hấp thụ của chất lỏng được ghi lại ở bước sóng 480 nm đối với các hợp chất betaxanthin và các hợp chất betacyanin 535 nm. Hàm lượng chất màu được tính theo công thức [9] [11]: A×MW×DF×1000×100 X= ε×L×Wd (mg. L−1 ); - Trong đó: X - hàm lượng betacyanin hoặc betaxanthin (mg/100g chất khô); A - độ hấp thụ quang học; MW - khối lượng phân tử; DF - hệ số pha loãng; ε -hệ số hấp phụ mol; L - chiều dài đường đi của cuvet;W - khối lượng chất khô (%). Khối lượng phân tử và hệ số hấp phụ mol trong nước đối với betaxanthin là MW=308g/mol và ε=48.000L/(mol.cm); và đối với betacyanin MW=550g/mol và ε=60.000L/(mol.cm). Phân tích thống kê Statgraphics Centurion 18.1.12.0 được sử dụng để phân tích thống kê. Dữ liệu được phân tích bằng cách sử dụng kiểm định ANOVA một chiều với sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% (p
a*, điều này biểu thị rõ nhất ở mẫu B1 (L*=37.3 ± 0.27b và a*=16.7 ± 0.10a). Khi được xử lý nhiệt trong thời gian ngắn nhìn chung có giá trị màu tốt hơn, L* thấp hơn và a* cao hơn so với mẫu đối chứng. Ảnh hưởng của phương pháp xử lý sơ bộ bằng nhiệt đến hàm lượng chất màu betalain 250 200 (mg/100g) 150 100 50 0 B1 B2 B3 B4 Betaxanthin Betacyanin Betalains Hình 1. So sánh giá trị betalains của bột củ dền trong các phương pháp xử lý sơ bộ bằng nhiệt - B1 là mẫu đối chứng (không xử lý sơ bộ bằng nhiệt); B2 (chần trong nước ở 100ºC trong 5 phút), B3 (hấp hơi nước trong 5 phút) và B4 (microwave 1000W trong 5 phút). - Hàm lượng betalains là tổng của Betaxanthin và betacyanin và chúng bị ảnh hưởng đáng kể bởi các phương pháp xử lý sơ bộ bằng nhiệt (p-value
Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu của bột củ dền Bảng 2. Sự biến đổi màu sắc của các mẫu bột với nhiệt độ sấy khác nhau. Nhiệt độ sấy Values 40ºC 50ºC 60ºC 70 ºC 80ºC L* 40.1 ± 0.64c 39.86 ± 0.93c 37.94 ± 1.18b 35.67 ± 0.29a 37.89 ± 1.13b a* 13.43 ± 0.72a 15.84 ± 0.88b 17.48 ± 0.99c 22.15 ± 1.52e 19.7 ± 0.53d b* 6.43 ± 0.85d 4.67 ± 1.06c 3.74 ± 1.15bc 1.48 ± 0.27a 3.21 ± 1.25b - Các số có các chữ cái khác nhau trong cùng một hàng là khác nhau về mặt thống kê (p
- Bên cạnh đó, các mẫu sấy ở nhiệt độ thấp có giá trị betalains thấp hơn, điều này có thể giải thích là do lát sấy ở nhiệt độ thấp, tiếp xúc với oxy trong thời gian dài hơn, các phản ứng oxy hóa Betalain với oxy diễn ra trong thời gian sấy. Hơn nữa, quá trình oxy hóa và thủy phân khiến các phân tử betacyanin bị phân cắt thành cyclodopa-5-Ob-glucoside và axit betamic trong quá trình xử lý nhiệt, các phân tử là tiền chất của phản ứng Maillard và sự hình thành melanoidin [2]. KẾT LUẬN - Phương pháp xử lý sơ bộ và nhiệt độ sấy ảnh hưởng đáng kể đến đặc điểm màu sắc và giá trị Betalains của bột củ dền khô nói chung. Phương pháp xử lý sơ bộ bằng nhiệt B3 hiệu quả hơn B1, B2 và B4. Giá trị của các hợp chất hoạt tính sinh học - sắc tố betalain của mẫu B3 cho thấy cao hơn so với những phương pháp xử lý khác. Mặt khác, kết quả cho thấy rằng bột củ dền được sấy khô ở nhiệt độ 70°C có hàm lượng sắc tố betalain cao nhất so với các loại bột khác. Vì nghiên cứu này chỉ giới hạn trong việc làm khô bằng không khí nóng, nên các phương pháp làm khô khác kết hợp tiền xử lý được khuyến nghị để cải thiện việc giữ lại Betalain trong bột củ dền. - Về cơ bản, những phát hiện về tính ổn định của betalain từ bột củ dền khô cung cấp các cách tiếp cận sáng tạo để tạo màu thực phẩm tự nhiên. Do sự không ổn định của anthocyanins ở môi trường có giá trị pH trên 3 [15], nên betalain là chất màu tự nhiên được lựa chọn phù hợp cho thực phẩm ít chua. Ngoài ra, vì betalain có thể được ổn định trong môi trường có acid ascorbic (acid ascorbic xúc tác sự phân hủy anthocyanin) [13][14], do đó ứng dụng betalain thay vì anthocyanins để tạo màu cho thực phẩm có hàm lượng vitamin C cao hoặc các sản phẩm bổ sung vitamin có thể được quan tâm. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bechoff, A., Westby, A., Owori, C., Menya, G., Dhuique-Mayer, C., Dufour, D., & Tomlins, K. (2010). Effect of drying and storageon the degradation of total carotenoids in orange-fleshed sweetpotato cultivars. Journal of the Science of Food and Agriculture, 90,622–629 2. Busarakorn Mahayothee, Nilobon Komonsing, Pramote Khuwijitjaru, Marcus Nagle & Joachim Muller (2018) Influence of drying conditions on colour, betacyanin content and antioxidant capacities in dried red-fleshed dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) 3. C. C. Shih And R. C. Wiley (1981) Betacyanine and Betaxanthine Decolorizing Enzymes in the Beet (Beta vulgaris L.) Root. 164-Volume 47 (1981)-JOURNAL OF FOOD SCIENCE 4. Henriette M.C.Azeredo (2009) Betalains: properties, sources, applications, and stability – a review. International Journal of Food Science and Technology 2009, 44, 2365–2376 5. Kamiloglu S, Grootaert C, Capanoglu E, Ozkan C, Smagghe G, Raes K et al. (2017) Anti-inflammatory potential of black carrot (Daucus carota L.) polyphenols in a co-culture model of gastrointestinal Caco- 2 cells and endothelial EA.hy926 cells. Mol Nutri Food Res. 61 (2): 1600455 384
6. Kha, T. C., Nguyen, M. H., & Roach, P. D. (2011). Effects of pretreatments and air drying temperatures on color and antioxidant properties of gac fruit powder. International Journal of Food Engineering, 7, 1556–3758 7. Kirsten M. Herbach, Florian C. Stintzing, And Reinhold Carle (2006) Betalain Stability and Degradation - Structural and Chromatic Aspects. Institute of Food Technologists Vol. 71, Journal of Food Science 8. Lee CY, Smith NL. (1979). Blanching effect on polyphenol oxidase activity in table beets. J Food Sci 44:82–6 9. Pandey, G., Pandey, V., Pandey, P.R., and Thomas, G. (2018). Effect of extraction solvent temperature on betalain content, phenolic content, antioxidant activity and stability of beetroot (Beta Vulgaris L.) power under different storage conditions. Plant Archives 18(2): 1623–1627. 10. Parkin KL, Im J-S (1990). Chemical and physical changes in beet (Beta vulgaris L.) root tissue during simulated processing - Relevance to the “black ring” defect in canned beets. J Food Sci 55:1039–41. 11. Ravichandran, K., Saw, N.M.M.T., Mohdaly, A.A.A., Gabr, A.M.M., Kastell, A., Riedel, H., Cai, Z., Knorr, D., and Smetanska, I. (2013). Impact of processing of red beet on betalain content and antioxidant activity. Food Research International 50(2): 670–675 12. Ruse K, Rakcejeva T, Galoburda R, Dukalska L (2011) Anthocyanincontent in Latvian cranberries dried in a microwave and convection vacuum dryer. In: Rural Development Studies. p. 100–6 13. Shenoy VR (1993) Anthocyanins - Prospective food colours. Current Sci 64:575–9. 14. Starr MS, Francis FJ (1968) Oxygen and ascorbic acid effect on the relative stability of four anthocyanin pigments in cranberry juice. Food Technol 22:1293–5 15. Stintzing FC, Carle R (2004) Functional properties of anthocyanins and betalains in plants, food, and in human nutrition. Trends Food Sci Technol 15:19–38. 16. Suvarnakuta, P., Devahastin, S., & Mujumdar, A. S. (2005). Drying kinetics and b-carotene degradation in carrot undergo different drying processes. Journal of Food Science, 70, s520–s526 17. Svetlana Eliseeva, Alla Smolentseva, Anna Ivanova, Varvara Strelkova (2020) Effect of variety of processing on keeping of betalain pigments of table beetroot. Journal of Hygienic Engineering and Design 18. Von Elbe JH, Maing IY, Amundson CH. (1974) Color stability of betanin, their degradation rate increased rapidly with increasing temperature and prolonged heating time. J Food Sci 39:334–7. 385