Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm đề xuất quy trình sản xuất sữa chua giàu chất xơ hòa tan. Điều kiện thích hợp
cho quy trình sản xuất được đề xuất như sau: Tỷ lệ vỏ bưởi/dung môi citric acid là 1/20, thời gian chiết
tách pectin là 89 phút, nhiệt độ trích ly là 98,7oC, nồng độ citric acid là 7,5%, hàm lượng pectin thu hồi
là 13,26%. Tỷ lệ cồn/dịch chiết pectin là 3/1 là tối ưu nhất để thu được hàm lượng pectin thô cao nhất.
Tỷ lệ phối trộn sản xuất sữa chua là: hàm lượng đường saccharose 14,42%, tỷ lệ pectin thô là 0,95%,
tỷ lệ men cái 3,23% với nhiệt độ lên men là 43oC, thời gian lên men 5 giờ.
Sản phẩm sữa chua có hàm lượng các thành phần: hàm lượng chất khô 14,823%, hàm lượng đường
tổng số 6,212%, hàm lượng protein tổng số 3,25%, hàm lượng chất béo 0,924%, hàm lượng chất xơ
thô hòa tan 0,921%, lactic acid 0,693%. Kết quả phân tích đánh giá chất lượng sản phẩm sữa chua cho
thấy sản phẩm đạt tiêu chuẩn vi sinh theo TCVN 7030-2002 của sữa chua là 102 cfu/g, được người
dùng chấp nhận ở mức độ khá và sản phẩm sau khi bảo quản lạnh ở 4°C vẫn duy trì sự sống của vi
khuẩn lactic nhưng ức chế hoạt động lên men của chúng, mật độ tế bào vi khuẩn lactic tuy có giảm
nhưng vẫn duy trì ở mức cao (4,32×1010) vẫn đảm bảo việc bổ sung nhiều lợi khuẩn để tăng cường sức
khỏe người sử dụng.
10 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 511 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Nghiên cứu sản xuất sữa chua giàu chất xơ hòa tan, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
100
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019
Nghiên cứu sản xuất sữa chua giàu chất xơ hòa tan
Study on production of soluble fibre-rich yogurt
Vũ Thị Hồng, Trần Thị Dịu
Email: ngocbaochau2812@gmail.com
Trường Đại học Sao Đỏ
Ngày nhận bài: 01/4/2019
Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 23/6/2019
Ngày chấp nhận đĕng: 28/6/2019
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm đề xuất quy trình sản xuất sữa chua giàu chất xơ hòa tan. Điều kiện thích hợp
cho quy trình sản xuất được đề xuất như sau: Tỷ lệ vỏ bưởi/dung môi citric acid là 1/20, thời gian chiết
tách pectin là 89 phút, nhiệt độ trích ly là 98,7oC, nồng độ citric acid là 7,5%, hàm lượng pectin thu hồi
là 13,26%. Tỷ lệ cồn/dịch chiết pectin là 3/1 là tối ưu nhất để thu được hàm lượng pectin thô cao nhất.
Tỷ lệ phối trộn sản xuất sữa chua là: hàm lượng đường saccharose 14,42%, tỷ lệ pectin thô là 0,95%,
tỷ lệ men cái 3,23% với nhiệt độ lên men là 43oC, thời gian lên men 5 giờ.
Sản phẩm sữa chua có hàm lượng các thành phần: hàm lượng chất khô 14,823%, hàm lượng đường
tổng số 6,212%, hàm lượng protein tổng số 3,25%, hàm lượng chất béo 0,924%, hàm lượng chất xơ
thô hòa tan 0,921%, lactic acid 0,693%. Kết quả phân tích đánh giá chất lượng sản phẩm sữa chua cho
thấy sản phẩm đạt tiêu chuẩn vi sinh theo TCVN 7030-2002 của sữa chua là 102 cfu/g, được người
dùng chấp nhận ở mức độ khá và sản phẩm sau khi bảo quản lạnh ở 4°C vẫn duy trì sự sống của vi
khuẩn lactic nhưng ức chế hoạt động lên men của chúng, mật độ tế bào vi khuẩn lactic tuy có giảm
nhưng vẫn duy trì ở mức cao (4,32×1010) vẫn đảm bảo việc bổ sung nhiều lợi khuẩn để tĕng cường sức
khỏe người sử dụng.
Từ khóa: Sữa chua; chất xơ hòa tan; lên men; sữa chua giàu chất xơ hòa tan.
Asbtract
This study aims to produce soluble fibre-rich yogurt. The optimal conditions for this production were
found as follows: The ratio of grapefruit to solvent was 1/20, time for extraction and isolation of pectin was
89 min, extraction temperature was 98.7oC, acid concentration was 7.5%, yield of pectin was 13.26%,
the ratio of ethanol to pectin extract was 3/1. The material mixture for the production of soluble fibre-rich
yogurt was the following: The percentage of saccharose content, crude pectin, and bacterial enzymes
(or acid lactic bacteria) was 14.42%, 0.95%, and 3.32%, respectively. The fermentation was taken place
at 43oC for 5 hours. The final yogurt product contains the following ingredients: dry matter content
(14.823%), total sugar content (6.212%), total protein content (3.25%), fatty substances (0.924%),
soluble crude fiber content (0.921%), lactic acid (0.693%). The quality of our yogurt product meets
the microbiological standards according to TCVN 7030-2002 for the yogurt product expressed as 102
cfu/g. This product is accepted by the users at a good level. The cellular activities of lactic acid bacteria
are still maintained, but their fermentation is inhibited when preserving the yogurt product at 4°C. At
such condition, the density of lactic bacteria is reduced but remains high (4.32×1010), this ensures the
sufficient level probiotics for the users.
Keywords: Yogurt; soluble fiber; fermentation; soluble fiber-rich yogurt.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời đại nền kinh tế trí thức, hòa cùng nhịp
sống ngày một hiện đại, nhu cầu về thực phẩm
ngày một tĕng cả về chất và lượng. Để đáp ứng
nhu cầu này, nhiều sản phẩm được sản xuất ra
không đơn thuần chỉ cung cấp chất dinh dưỡng
mà còn phải đảm bảo tốt cho sức khỏe. Trong
đó, có các sản phẩm lên men, đặc biệt là lên men
lactic được ứng dụng rộng rãi. Sữa chua cũng
là một sản phẩm lên men lactic từ sữa, rất được
ưa chuộng trên thế giới cũng như ở Việt Nam,
có hương vị thơm ngon, bổ dưỡng và quan trọng
hơn cả là nó mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe
con người [2, 3]. Bên cạnh đó, để tĕng thêm giá
trị dinh dưỡng cũng như đa dạng hóa sản phẩm
trên thị trường người ta có thể bổ sung một số
thành phần, nguyên liệu khác nhằm góp phần cải
thiện sức khỏe, làm cho sữa chua có màu sắc và Người phản biện: 1. TS. Bùi Vĕn Ngọc 2. PGS.TS. Đỗ Thị Bích Thủy
LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
101Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019
mùi vị đặc trưng riêng, nâng cao giá trị cho sản
phẩm và qua đó thu hút được sự quan tâm, chú ý
của người tiêu dùng [9]. Trong số đó chất xơ hòa
tan là rất quan trọng đối với sức khỏe con người
trong mỗi bữa ĕn hằng ngày. Các chất xơ hòa tan
này góp phần duy trì sự cân bằng của hệ vi khuẩn
đường ruột, kích thích miễn dịch đường tiêu hóa,
giảm khả nĕng ung thư ruột kết, giảm cholesterol
trong máu, đồng thời tĕng cường hấp thu khoáng
chất và chống sâu rĕng, giảm nguy cơ dị ứng ở trẻ
em, hỗ trợ việc tiêu hóa dễ dàng hơn, hạn chế các
trường hợp khó tiêu do đầy hơi, táo bón [10].
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu
- Sữa tươi tiệt trùng: Trong nghiên cứu này, chúng
ta sử dụng sữa tươi tiệt trùng không đường
Vinamilk, sản phẩm của Công ty cổ phần Sữa Việt
Nam. Địa chỉ: 10 đường Tân Trào, phường Tân
Phú, quận 7, Thành phố Hồ Chí Minh. Sữa có chất
lượng cao, đảm bảo tiêu chuẩn TCVN 7028:2009.
- Đường saccharose: Đường có chất lượng cao,
đảm bảo TCVN 6958-2001. Tiêu chuẩn về cảm
quan: Tinh thể màu trắng, kích thước đồng đều,
tơi khô, không vón cục. Không lẫn tạp chất lạ,
không có mùi lạ, có vị ngọt của đường saccharose.
Đường được sử dụng là đường tinh luyện cao
cấp, sản phẩm của Công ty cổ phần Đường Biên
Hòa. Địa chỉ: Khu Công nghiệp Biên Hòa - Đồng
Nai - Việt Nam.
- Men giống: Lactobacillus bulgaricus 2,72·107
cfu/g, Streptococus thermophilus 2,9·107 cfu/g
được phân lập từ sữa chua Vinamilk.
- Vỏ bưởi: Sử dụng phần vỏ của quả bưởi để làm
nguyên liệu chính trong sản xuất chất xơ (pectin).
Vỏ bưởi lấy từ giống bưởi Da xanh được trồng tại
xã Thanh Hải, huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang.
Yêu cầu: Vỏ có phần cùi trắng dày, tươi, ít đắng.
- Citric acid: Sản xuất tại Công ty TNHH Tân Phú
Trung. Địa chỉ: 539/35 Lũy Bán Bích - Phú Thạnh
- Tân Phú - TP. Hồ Chí Minh. Yêu cầu về mặt kỹ
thuật: Citric acid được sử dụng trong nghiên cứu
có độ tinh khiết > 99%, không chứa các tạp chất,
cặn bẩn, hàm lượng kim loại nặng < 50 ppm. Tiêu
chuẩn về cảm quan: Dạng tinh thể tương đối đồng
đều, không vón cục, không ẩm, không tạp chất lạ,
vị chua, không có vị lạ nào khác, không mùi lạ, tất
cả tinh thể đều trắng tinh, óng ánh, khi pha trong
nước cất thì dung dịch trong suốt.
- Etanol: Loại etanol (hay còn gọi là cồn) được sử
dụng trong nghiên cứu có nồng độ 96%. Sản xuất
tại Công ty TNHH Cồn Trường Giang. Địa chỉ: Số
565 đường Phúc Diễn, phường Xuân Phương,
quận Nam Từ Liêm, Hà Nội.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Các bố trí thí nghiệm nghiên cứu, sản
xuất chất xơ hòa tan (pectin thô)
Vỏ bưởi được rửa sạch, gọt bỏ phần vỏ xanh,
cắt nhỏ và chần qua nước nóng để loại bỏ các
saccharide và protein. Sau đó sấy khô ở nhiệt
độ 50-60oC đến khối lượng không đổi. Sau đó
vỏ bưởi tiếp tục được nghiền nhỏ và cho vào túi
nilon để bảo quản và sử dụng cho các thí nghiệm
nghiên cứu.
2.2.1.1. Thí nghiệm 1: Bố trí thí nghiệm xác định tỷ
lệ vỏ bưởi/dung môi acid
Cân 10 g vỏ bưởi đã được xử lý sau đó trích ly với
dung môi là acid citric được điều chỉnh về pH 2 với
các tỷ lệ vỏ/dung môi là 1/5, 1/10, 1/15, 1/20, 1/25
(w/v). Tiến hành trích ly ở nhiệt độ 90oC trong 60
phút, sau đó định lượng và tính hiệu suất thu hồi
pectin thô để lựa chọn tỷ lệ dung môi thích hợp
[13, 17].
2.2.1.2. Thí nghiệm 2: Bố trí quy hoạch thực
nghiệm xác định thời gian, nhiệt độ, nồng độ của
acid để trích ly pectin
Trong thí nghiệm này, nhóm tác giả đã tiến hành
chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xây
dựng phương trình hồi quy thực nghiệm, nhằm xác
định tương quan giữa thời gian, nhiệt độ, nồng độ
của acid đến hiệu suất thu hồi pectin thô. Thông
qua các dẫn liệu khoa học và các thí nghiệm thĕm
dò đã xác định được các miền tối ưu của các yếu
tố cơ bản là:
- Thời gian trích ly: 70÷90 phút
- Nhiệt độ trích ly: 80÷100oC
- Nồng độ của acid: 5÷9%
Dùng phần mềm Design Expert 11.0 để tối ưu hóa
thời gian, nhiệt độ trích ly, nồng độ của citric acid.
Hàm mục tiêu được lựa chọn là: Y
1
: Hiệu suất thu
hồi pectin thô, %
Bảng 1. Mức cơ sở và khoảng biến thiên
Các mức Các yếu tố ảnh hưởngX
1
, phút X
2
, oC X
3
, %
Mức trên (+1) 90 100 9
Mức cơ sở (0) 80 90 7
Mức dưới (-1) 70 80 5
Khoảng biến thiên 10 10 2
102
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019
Bảng 2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 xác định thời gian trích ly, nhiệt độ trích ly, nồng
độ của acid
Số TN Biến chuẩn Biến thực X
1
X
2
X
3
Thời gian, phút Nhiệt độ, oC Nồng độ của acid
1 -1 -1 -1 70,00 80,00 5,00
2 1 -1 -1 90,00 80,00 5,00
3 -1 1 -1 70,00 100,00 5,00
4 1 1 -1 90,00 100,00 5,00
5 -1 -1 1 70,00 80,00 9,00
6 1 -1 1 90,00 80,00 9,00
7 -1 1 1 70,00 100,00 9,00
8 1 1 1 90,00 100,00 9,00
9 2− 0 0 65,85 90,00 7,00
10 2 0 0 94,14 90,00 7,00
11 0 2− 0 80,00 75,85 7,00
12 0 2 0 80,00 104,14 7,00
13 0 0 2− 80,00 90,00 4,17
14 0 0 2 80,00 90,00 9,82
15 0 0 0 80,00 90,00 7,00
16 0 0 0 80,00 90,00 7,00
2.2.1.3. Thí nghiệm 3: Bố trí thí nghiệm xác định tỷ
lệ cồn/dịch trích ly
Dịch pectin thu được sau các thí nghiệm nghiên
cứu. Ta tiến hành kết tủa với cồn 96° để thu pectin
thô với tỷ lệ cồn/dịch trích ly: 1/1; 2/1; 3/1; 4/1; 5/1
(v/v) trong thời gian là 30 phút; sau đó định lượng
và tính hiệu suất thu hồi pectin thô để lựa chọn tỷ
lệ cồn thích hợp.
2.2.2. Bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ pectin,
đường saccharose và tỷ lệ men cái trong sản
xuất sữa chua
Thông qua các dẫn liệu khoa học [1] và các thí
nghiệm thĕm dò đã xác định được các miền tối ưu
của các yếu tố cơ bản, đó là:
- Tỷ lệ đường saccharose X
1
: 12÷16, % (w/w)
- Tỷ lệ pectin thô bổ sung X
2
: 0,3÷1,1, % (w/w)
- Tỷ lệ men cái bổ sung: X
3
: 2,0÷4,0, % (w/w)
Các yếu tố cố định: Hàm lượng chất khô của sữa
tươi 11% (w/w), nhiệt độ lên men 42oC, thời gian
lên men 6 giờ. Hàm mục tiêu được lựa chọn là
điểm chất lượng cảm quan của sản phẩm (Y
2
).
Bảng 3. Điều kiện thí nghiệm được chọn
Các mức Các yếu tố ảnh hưởngX
1
, % X
1
, % X
3
, %
Mức trên (+1) 16 1,1 4,0
Mức cơ sở (0) 14 0,7 3,0
Mức dưới (-1) 12 0,3 2,0
Khoảng biến thiên 2 0,4 1,0
Bảng 4. Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 xác định tỷ lệ đường saccharose, pectin thô,
men cái
Số TN Biến chuẩn Biến thựcX
1
X
2
X
3
Tỷ lệ đường saccharose, % Tỷ lệ pectin, % Tỷ lệ men cái, %
1 -1 -1 -1 12,00 0,30 2,00
2 1 -1 -1 16,00 0,30 2,00
3 -1 1 -1 12,00 1,10 2,00
4 1 1 -1 16,00 1,10 2,00
5 -1 -1 1 12,00 0,30 4,00
6 1 -1 1 16,00 0,30 4,00
7 -1 1 1 12,00 1,10 4,00
8 1 1 1 16,00 1,10 4,00
LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
103Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019
Số TN Biến chuẩn Biến thựcX
1
X
2
X
3
Tỷ lệ đường saccharose, % Tỷ lệ pectin, % Tỷ lệ men cái, %
9 2− 0 0 11,17 0,70 3,00
10 2 0 0 16,83 0,70 3,00
11 0 2− 0 14,00 0,13 3,00
12 0 2 0 14,00 1,27 3,00
13 0 0 2− 14,00 0,70 1,59
14 0 0 2 14,00 0,70 4,41
15 0 0 0 14,00 0,70 3,00
16 0 0 0 14,00 0,70 3,00
2.2.3. Xác định thời gian lên men và nhiệt độ
lên men
a) Xác định thời gian lên men
Tiến hành phối trộn 100 ml sữa tươi tiệt trùng với
pectin thô, đường, men cái với tỷ lệ được chọn
ở thí nghiệm trên. Sau đó thanh trùng dịch sữa
ở 75°C trong 15 phút rồi làm nguội đến nhiệt độ
40-45°C, bổ sung men cái vào theo tỷ lệ đã lựa
chọn được ở thí nghiệm trên. Tiến hành rót hũ và
lên men ở 45˚C trong các khoảng thời gian 4,0 giờ,
4,5 giờ, 5,0 giờ, 5,5 giờ, 6,0 giờ, sau đó làm lạnh
đến 4˚C, bảo quản 72 giờ. Đánh giá cảm quan
bằng phương pháp cho điểm theo TCVN 3215-79,
từ đó lựa chọn nhiệt độ lên men thích hợp nhất.
b) Xác định nhiệt độ lên men
Tiến hành phối trộn 100 ml sữa tươi tiệt trùng với
pectin thô, đường, men cái với tỷ lệ được chọn ở
thí nghiệm trên. Sau đó thanh trùng dịch sữa ở
75°C trong 15 phút rồi làm nguội đến nhiệt độ 40-
45°C, bổ sung men cái vào theo tỷ lệ đã lựa chọn.
Tiến hành rót hũ và lên men ở các điều kiện nhiệt
độ: 41, 42, 43, 44, 45°C trong thời gian đã xác
định. Đánh giá cảm quan sản phẩm tạo thành, từ
đó lựa chọn nhiệt độ lên men thích hợp nhất.
2.2.4. Phương pháp đánh giá chất lượng
a) Các phương pháp phân tích
Bảng 5. Một số chỉ tiêu của sữa tươi tiệt trùng
Chỉ tiêu Kết quả TCVN 7028-2009
Màu sắc Màu đặc trưng của sản phẩm Màu đặc trưng của sản phẩm
Mùi, vị Mùi vị đặc trưng của sản phẩm, không có mùi vị lạ
Mùi vị đặc trưng của sản phẩm, không
có mùi vị lạ
Trạng thái Dịch thể đồng nhất Dịch thể đồng nhất
Hàm lượng chất khô 12,00% Không nhỏ hơn 11,5%
Hàm lượng chất béo 3,200 Không nhỏ hơn 3,2%
Lactic acid 0,15% -
Độ Thorner 17,00°T 14-18°T
Bảng 4. (tiếp theo)
- Xác định độ ẩm theo phương pháp sấy đến khối
lượng không đổi [1].
- Đo pH để bàn, Model: HI8424. Hãng sản
xuất: Hanna - Ý [4].
- Xác định hàm lượng đường tổng số theo phương
pháp Berdtrand (sau khi thuỷ phân với HCl) [4].
- Định lượng vi sinh vật tổng số bằng phương
pháp đếm khuẩn lạc [6].
b) Phương pháp cho điểm chất lượng cảm quan [4]
Bảng điểm đánh giá chất lượng cảm quan được
xây dựng dựa theo TCVN 3215-79 gồm bốn chỉ
tiêu màu sắc, mùi, vị, trạng thái với các hệ số quan
trọng tương ứng là 0,8; 1,0; 1,0; 1,2.
2.2.5. Phương pháp xử lý số liệu
Sử dụng các phần mềm Design Expert 11.0 để
thiết kế thí nghiệm quy hoạch thực nghiệm và
xử lý số liệu; phân tích ANOVA bằng phần mềm
SPSS, mỗi thí nghiệm được lặp lại 3 lần, độ tin
cậy là 95%.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Kết quả khảo sát thành phần nguyên liệu
3.1.1. Kết quả khảo sát một số chỉ tiêu của
nguyên liệu sữa tươi tiệt trùng
Kết quả khảo sát chất lượng sữa nguyên liệu
được thể hiện ở bảng 5.
104
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019
Từ bảng 5 cho thấy sữa đảm bảo các chỉ tiêu về
hóa lý, cảm quan theo TCVN 7028-2009 nên được
sử dụng vào quy trình sản xuất sữa chua giàu chất
xơ hòa tan.
3.1.2. Kết quả khảo sát một số thành phần của
vỏ bưởi
Bảng 6. Kết quả khảo sát một số thành phần của
vỏ bưởi
Thành phần Hàm lượng (%)
Độ ẩm 69,00
Độ tro 12,00
Pectin 1,45
Từ bảng 6 ta thấy và một số tài liệu nghiên cứu [7],
trong vỏ bưởi có hàm lượng pectin khá cao, thuận
lợi cho quá trình trích ly và thu hồi pectin. Vì vậy
đây là nguyên liệu phù hợp để trích ly pectin - một
loại chất xơ hòa tan để bổ sung vào sữa chua giúp
tạo sự đa dạng cho sản phẩm sữa chua và nâng
cao giá trị của chất xơ hòa tan.
3.2. Kết quả nghiên cứu về các điều kiện trích
ly chất xơ hòa tan (pectin)
3.2.1. Kết quả thí nghiệm xác định tỷ lệ vỏ bưởi/
dung môi acid
Dựa vào đồ thị hình 1 có thể nhận thấy khi tỷ lệ
vỏ bưởi/dung môi acid càng tĕng thì hiệu suất thu
hồi pectin thô càng tĕng. Khi tĕng tỉ lệ vỏ bưởi/
dung môi acid từ 1/5 lên 1/20 thì hiệu suất trích
ly tĕng từ 6,1% lên 8,6%, nếu tiếp tục tĕng lên tỷ
lệ 1/25 thì hiệu suất trích ly có tĕng 8,8%, nhưng
không đáng kể so với tỷ lệ vỏ bưởi/dung môi acid
là 1/20 vì số lượng dung môi sử dụng quá lớn so
với lượng pectin thu được.
Hình 1. Đồ thị biểu diễn hiệu suất thu hồi pectin ở
các tỷ lệ vỏ bưởi/dung môi acid
Sau khi xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS
(α = 0,05) cho thấy có sự khác nhau không có ý
nghĩa giữa hiệu suất thu hồi pectin thô khi trích ly
ở tỷ lệ 1/20 và khi trích ly ở tỷ lệ 1/25. Tuy nhiên,
để tránh lãng phí nguyên liệu và giảm chi phí cho
quá trình sản xuất, chúng ta lựa chọn tỷ lệ vỏ bưởi/
dung môi acid là 1/20.
3.2.2. Kết quả xác định thời gian, nhiệt độ trích
ly, nồng độ của acid
Kết quả xác định thời gian, nhiệt độ trích ly và
nồng độ acid được trình bày ở bảng 7.
Bảng 7. Kết quả bố trí theo ma trận quy hoạch thực nghiệm xác định thời gian và nhiệt độ trích ly, nồng
độ của acid
Số TN Biến chuẩn Biến thực Hiệu suất thu hồi pectin thô (%)X
1
X
2
X
3
Thời gian, phút Nhiệt độ, oC Nồng độ acid, %
1 -1 -1 -1 70,00 80,00 5,00 6,20
2 1 -1 -1 90,00 80,00 5,00 9,80
3 -1 1 -1 70,00 100,00 5,00 10,70
4 1 1 -1 90,00 100,00 5,00 11,60
5 -1 -1 1 70,00 80,00 9,00 8,10
6 1 -1 1 90,00 80,00 9,00 11,20
7 -1 1 1 70,00 100,00 9,00 11,00
8 1 1 1 90,00 100,00 9,00 12,50
9 2− 0 0 65,85 90,00 7,00 10,00
10 2 0 0 94,14 90,00 7,00 13,00
11 0 2− 0 80,00 75,85 7,00 8,90
12 0 2 0 80,00 104,14 7,00 13,20
13 0 0 2− 80,00 90,00 4,17 5,60
14 0 0 2 80,00 90,00 9,82 8,70
15 0 0 0 80,00 90,00 7,00 10,50
16 0 0 0 80,00 90,00 7,00 10,40
Hiệ
u s
uấ
t th
u h
ồi
pe
ctin
th
ô (
%)
10
8
6
4
2
0
Tỷ lệ vỏ bưởi/dung môi acid (w/v)
1/5 1/10 1/15 1/20 1/25
LIÊN NGÀNH HÓA HỌC - CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM
105Tạp chí Nghiên cứu khoa học - Đại học Sao Đỏ, ISSN 1859-4190 Số 2(65).2019
1 1 2 3
2 2 2
1 2 1 2 3
2
10, 24 1,11 1,38 0,7403
- 0,5375 0,7302 0,5051 - 1, 45 ;
0,9718
Y X X X
X X X X X
R
= + + +
+ +
=
Dựa vào đồ thị hình 2 và phương trình hồi quy
ta thấy, thời gian, nhiệt độ, nồng độ acid đều ảnh
hưởng đến hiệu suất thu hồi pectin. Nhiệt độ là
yếu tố ảnh hưởng nhiều nhất đến quá trình chiết
tách pectin, vì hệ số trong phương trình hồi quy
là lớn nhất. Kết quả này cũng đúng với lý thuyết
và có thể được giải thích như sau: Khi tĕng nhiệt
độ thì khả nĕng hòa tan pectin sẽ tĕng lên, do đó
hàm lượng pectin thu nhận được sẽ tĕng. Kết quả
này phù hợp với các nghiên cứu chiết tách pectin
từ chanh của các tác giả Masmoudi và đồng tác
giả [6]. Thời gian cũng ảnh hưởng đến hiệu suất
thu hồi pectin. Thời gian tĕng thì lượng pectin
thu được sẽ tĕng, tuy nhiên thời gian không ảnh
hưởng nhiều đến hiệu suất thu hồi pectin. Để tối
ưu hóa hàm lượng pectin, nhóm tác giả sử dụng
phương pháp kỳ vọng trên phần mềm quy hoạch
thực nghiệm Design expert 11.0. Kết quả là đã tìm
được điều kiện tối ưu để chiết tách pectin là thời
gian 89 phút; nhiệt độ 98,7oC; nồng độ acid 7,5%
và hàm lượng pectin thu nhận được là 13,26%.
Để kiểm chứng sự chính xác của mô hình xây
dựng so với thực nghiệm, các thí nghiệm kiểm
chứng sự phù hợp của mô hình được tiến hành
tại một số điểm trong vùng qui hoạch. Kết quả thể
hiện trên hình 3 cho thấy có một sự tương quan
khá cao giữa mô hình xác định được so với số liệu
thực nghiệm với hệ số tương quan của hàm lượng
pectin thu được R2 = 0,9858. Kết quả này cho thấy
sự phù hợp cao giữa mô hình xây dựng với thực
nghiệm. Điều đó cho phép có thể sử dụng mô hình
này để đánh giá ảnh hưởng của thời gian, nhiệt
độ, nồng độ acid đến hiệu suất thu hồi pectin thô.
Hình 3. Mối tương quan giữa mô hình lý thuyết và
thực nghiệm mô tả ảnh hưởng của thời gian, nhiệt
độ, nồng độ acid đến hiệu suất thu hồi pectin thô
3.3. Kết quả xác định tỷ lệ pectin, đường
saccharose và tỷ lệ men cái trong sản xuất
sữa chua
Kết quả xác định tỷ lệ pectin, đường saccharose
và tỷ lệ men cái trong sản xuất sữa chua được
trình bày ở bảng 8.
Hàm lượng pectin thu được theo mô hình, %
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
13
12
11
10
9
8
7
6
5Hà
m
lượ
ng
pe
ctin
th
u đ
ượ
c
the
o t
hự
c n
gh
iệm
, %
y = 0,9071x + 0,901
R2 = 0,9858
Giá trị hàm mục tiêu hiệu suất thu hồi
pectin thô
Nhập số liệu thí nghiệm ở bảng 7 vào phần mềm
Design-Experts 11.0 (mục Central Composite).
Design-Experts hiển thị các phương trình hồi quy
thực nghiệm biểu diễn ảnh hưởng đồng thời của
ba yếu tố: thời gian, nhiệt độ trích ly và nồng độ
của acid.
Hình 2. Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của từng
cặp yếu tố đến hiệu suất thu hồi pectin thô
B: Nhiệt độ (oC)
14
12
10
8
6
4
Hiệ
u s
uấ
t th
u h
ồi
pe
ctin
(%
)
A: Thời gian (phút)
1
0
0
9
5
9
0
8
5
8
0
9
08
58
07570
A: Thời gian (phút)
B: Nhiệt độ (oC)
Hiệ