HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LẦN THỨ 10 - 2015 1 NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ATISO RESEARCH MANUFACTURING PROCESS WATER ATISO SVTH: Lê Thị Lan, Nguyễn Thị Anh Lớp 12HTP1, Khoa Công Nghệ Hóa Học, Trường Cao Đẳng Công Nghệ, Email: lelanhtp1@gmail.com, nhocnguyentac@gmail.com GVHD: Trần Thị Ngọc Linh Khoa Công Nghệ Hóa Học, Trường Cao Đẳng Công Nghệ, Email: tranngoclinhha@yahoo.com Tóm tắt: Đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước atiso” được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ Thực phẩm, khoa Công nghệ Hóa học, Trường Cao đẳng Công Nghệ và các phòng thí nghiệm có liên quan từ 9/2014 đến 5/2015. Nghiên cứu xác định các thông số ảnh hưởng đến quá trình trích ly cynarin như: tỷ lệ nguyên liệu và dung môi, thời gian, nhiệt độ bằng máy UV. Xác định hàm lượng đường trong syrup đường sử dụng máy đo độ Bx. Khảo sát hàm lượng axit citric, tỉ lệ nguyên liệu và syrup đường bằng phương pháp đánh giá cảm quan. Kết quả cho thấy, tại tỷ lệ nguyên liệu và dung môi là 1:30 và thời gian trích ly là 25 phút, nhiệt độ 95°C thì thu được dịch chiết có hàm lượng cynarin cao nhất. Syrup đường có nồng độ là 17°Bx. Sau khi tiến hành đánh giá cảm quan thì bổ sung thêm 0.05% acid citrit, tỉ lệ nguyên liệu và syrup đường là 1:1 thì chất lượng của sản phẩm có vị phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng và được đánh giá cao nhất. Từ khóa: Nước atiso; cynarin; trích ly; acid citric; đánh giá cảm quan. Summary: The theme "Research manufacturing processes atiso juice" is performed in the laboratory of Department of Food Technology, Department of Chemical Engineering, College of Engineering and the related laboratory from 9/2014 The study identified the parameters affecting the extraction cynarin as: the proportion of materials and solvent, time, temperature, UV machine. Determination of sugar in sugar syrup conducted using gauges Bx. Survey citric acid content, the ratio of sugar syrup with ingredients and sensory evaluation method. Results showed that rate material and solvent is 1:30 and extraction time was 25 minutes, the temperature at 95°C the extract obtained with the highest levels of cynarin. Syrup is 17°Bx sugar levels. After conducting a sensory evaluation, the addition of acid citrit of 0.05%, the rate of raw material is sugar syrup 1: 1 , the quality of your product line with consumer tastes and the highest rating . Keywords: Water atiso; cynarin, extraction; citric acid; sensory evaluation. 1. Đặt vấn đề Việt Nam là một nước có khí hậu nhiệt đới nên thời tiết sẽ trở nên càng nắng nóng hơn, nhu cầu sử dụng nước giải khát sẽ ngày càng gia tăng. Ngoài ra, với sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật đời sống vật chất con người ngày càng tăng cao, con người ngày càng quan tâm đến sức khỏe. Việc sử dụng các loại nước không chỉ mục đích giải khát mà người tiêu dùng còn muốn nó là một sản phẩm có lợi cho sức khỏe. Atiso đã được sử dụng với nhiều tác dụng như giải độc gan, lợi tiểu, kích thích tiêu hóa, ngừa ung thư, giảm cholesterol, đẹp da được rất nhiều người tiêu dùng lựa chọn. Do đó, đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất nước atiso” đã đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng hiện nay. 2. Giải quyết vấn đề 2.1. Đối tượng nghiên cứu − Nguyên liệu chính: Atiso được mua ở chợ Mới. − Nguyên liệu phụ: Đường, acid citric Hình 1: Nguyên liệu 2.2. Phương pháp nghiên cứu − Xác định hàm lượng cynarin bằng máy UV − Xác định hàm lượng chất khô bằng máy đo độ Bx − Xác định độ pH bằng quỳ tím − Đánh giá chất lượng nước atiso bằng phương pháp cho điểm: Sử dụng phương pháp đánh giá chất lượng cảm quan bằng phép thử cho điểm để đánh giá chất lượng sản phẩm ở các công đoạn nghiên cứu cũng như sản phẩm cuối cùng. Đánh giá theo TCVN 3215-7, tiêu chuẩn này sử dụng hệ 20 điểm xây dựng một thang điểm thống nhất có 6 bậc (từ 0-5) và điểm 5 là cao nhất cho một chỉ tiêu. HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LẦN THỨ 10 - 2015 2 + Qua tham khảo tài liệu kết hợp với quan sát dịch chiết và sản phẩm từ đó xây dựng bảng điểm đánh giá cảm quan về các chỉ tiêu màu sắc, mùi, vị, trạng thái của dịch chiết và sản phẩm. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Khảo sát tỷ lệ nguyên liệu và dung môi Trong quá trình trích ly tỉ lệ nguyên liệu và dung môi rất quan trong vì dung môi là môi trường để các chất tan khuếch tán ra cho nên nếu lượng dung môi không đủ sẻ ảnh hưởng đến hiệu quả quá trình chiết tách còn lượng dung môi quá nhiều sẻ gây lãng phí về mặt kinh tế. Do đó, tiến hành nghiên cứu khảo sát tỉ lệ nguyên liệu và dung môi ở 1: 25; 1: 28; 1: 30; 1: 33. Sau khi đo độ hấp thu, ta thu được kết quả như hình 2 và bảng 1. Hình 2: Dịch trích ly Atiso theo tỉ lệ nguyên liệu: dung môi Bảng 1: Kết quả đo độ hấp thu của dịch chiết theo tỉ lệ nguyên liệu: dung môi Tỉ lệ nguyên liệu : dung môi Điểm hấp thu (Abs) 1:25 2.878 1:28 2.923 1:30 2.974 1:33 2.878 1:35 2.836 Dựa vào kết quả bảng 1 vẽ được đồ thị như hình 3 thể hiện mối quan hệ giữa tỉ lệ nguyên liệu : dung môi và độ hấp thu Qua đồ thị 3, nhận thấy tỉ lệ nguyên liệu và dung môi càng tăng thì độ hấp thu càng cao. Cụ thể, khi tỉ lệ nguyên liệu: dung môi có sự thay đổi từ 1:25-1:30 thì độ hấp thu của dịch trích ly cũng tăng từ 2.878-2.974 Abs. Đó là do khi lượng dung môi càng cao thì chênh lệch độ ẩm càng lớn nên các chất dễ dàng trích ly ra ngoài. Tỉ lệ nguyên liệu: dung môi có sự thay đổi từ 1:30-1:35 thì độ hấp thu không tăng tiếp mà giảm xuống từ 2.974-2.836 Abs. Do lượng dung môi sử dụng quá nhiều làm ngăn cản quá trình trích ly, đồng thời làm pha loãng các chất nên độ hấp thu đo được của dịch chiết thấp. Như vậy, dựa vào kết quả bảng 1 và đồ thị hình 3 cho thấy tại tỉ lệ 1:30 thì độ hấp thu đạt cao nhất chứng tỏ với tỷ lệ này đủ để trích ly các chất tan trong atiso triệt để nên chọn tỉ lệ trích ly là 1:30. 3.2 Kết quả khảo sát thời gian trích ly Thời gian tiếp xúc của nguyên liệu và dung môi càng dài thì khả năng trích ly càng cao, khi đó nồng độ chất tan đạt giá trị cân bằng. Tuy nhiên nếu thời gian quá dài sẽ hòa tan các chất trong nguyên liệu vào dung môi trích ly, sản phẩm thu được không tinh khiết. Do đó, tiến hành khảo sát thời gian trích ly để thu được dịch chiết có chất lượng tốt nhất. Nghiên cứu khảo sát thời gian trích ly ở: 15, 20, 25, 30, 35 phút. Sau khi tiến hành đo độ hấp thu, ta thu được kết quả như hình 4 và bảng 2. Hình 4: Dịch trích ly Atiso theo thời gian Bảng 2: Kết quả đo độ hấp thu của dịch trích ly atiso theo thời gian. Thời gian Độ hấp thu (Abs) 15 2.873 20 2.903 25 2.946 30 2.923 35 2.923 Dựa vào kết quả bảng 2 vẽ được đồ thị như hình 5 thể hiện mối quan hệ giữa thời gian trích ly và độ hấp thu. Qua đồ thị 5 nhận thấy thời gian trích ly càng dài thì độ hấp thu của dịch chiết càng cao. Cụ thể, khi thời gian tăng từ 15-25 phút thì độ hấp thu của dịch chiết cũng tăng từ 2.878-2.946 Abs. Đó là do thời gian trích ly càng lâu thì các chất như: tanin, cynarin … sẽ trích ly triệt để ra ngoài. Sau khi kéo dài thời gian từ 25- 35 phút thì độ hấp thu của dịch chiết giảm xuống từ 2.946- 2.923Abs. Đó là do thời gian trích ly quá lâu làm cho các hợp chất như tinh dầu, hệ keo, protein, … sẽ đi vào nước chiết làm màu nước xấu đồng thời làm tổn thất mùi dẫn đến giảm hiệu suất trích ly và độ hấp thu của dịch chiết. Như vậy, dựa vào kết quả của bảng 3.3 và đồ thị hình 3.6 tại thời gian 25 phút độ hấp thu của dịch chiết cao nhất chứng tỏ các chất đã trích ly ra ngoài triệt để nên chọn thời gian trích ly là 25 phút. 3.3 Kết quả xác định nhiệt độ trích ly atiso Nhiệt độ giúp cho quá trình trích ly dễ dàng bằng cách phá hủy màng tế bào bởi việc làm biến tính màng tế HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LẦN THỨ 10 - 2015 3 bào và bởi các bọt khí tạo thành, nó làm tăng khả năng hòa tan của các chất cần trích ly. Do đó việc khảo sát nhiệt độ rất quan trọng. Tiến hành nghiên cứu khảo sát ở các mức nhiệt độ 80, 85, 90, 95, 100° C. Sau đó đo độ hấp thu ta thu được kết quả như hình 6 và bảng 3. Hình 6: Dịch chiết Atiso theo nhiệt độ trích ly Bảng 3: Kết quả đo độ hấp thu của dịch trích ly atiso ở các nhiệt độ trích ly khác nhau. Mẩu Nhiệt độ (°C) Độ hấp thu (Abs) 1 80 2.863 2 85 2.944 3 90 2.980 4 95 3.000 5 100 2.993 Dựa vào kết quả bảng 3 vẽ được đồ thị như hình 7 thể hiện mối quan hệ giữa nhiệt độ và độ hấp thu của dịch chiết. Mẫu Hàm lượng syrup đường (◦Bx) Màu Mùi 1 15 Vàng đậm Thơm đặc trưng Atiso 2 16 Vàng đậm Thơm đặc trưng Atiso 3 17 Vàng đậm Thơm đặc trưng atiso 4 18 Vàng đậm Mùi thơm không hài hòa 5 19 Vàng đậm Thơm lẫn lộn các mùi khác Qua đồ thị 7 nhận thấy nhiệt độ trích ly càng cao thì độ hấp thu của dịch chiết càng tăng nhưng không tăng theo tỉ lệ tuyến tính. Cụ thể, nhiệt độ tăng từ 80-95◦C thì độ hấp thu của dịch chiết cũng tăng lên từ 2.863-3.000 Abs. Đó là do nhiệt độ càng cao thì độ hòa tan của các chất từ nguyên liệu vào dung môi sẽ càng tăng, làm giảm độ nhớt của dung dịch dẫn đến tăng hệ số khuếch tán và tốc độ của quá trình trích ly. Khoảng nhiệt độ từ 95-100°C độ hấp thu giảm xuống từ 3.000- 2.993 Abs tuy nhiên mức độ giảm không đáng kể (0.007%) chứng tỏ khả năng trích ly giảm dần. Vì khi nhiệt độ quá cao sẽ làm các chất có hoạt tính sinh học như: cynarin, flavonoid, polyphenol, acid clorogenic…, bị phân hủy do có các phản ứng hóa học xảy ra và một số chất thơm bị bay hơi nên làm độ hấp thu giảm dần. Mặt khác, nhiệt độ quá cao sẽ tốn thêm chi phí mà hiệu suất trích ly không tăng điều này sẽ gây lãng phí về mặt kinh tế Như vậy, dựa vào kết quả của bảng 3 và đồ thị hình 7 cho thấy tại nhiệt độ 95°C khả năng trích ly là lớn nhất nếu tăng nhiệt độ thì hiệu suất trích ly cũng hầu như không thay đổi nên chọn nhiệt độ trích ly là 95°C 3.4 Kết quả xác định hàm lượng đường trong syrup đường Syrup đường được phối chế vào nước atiso nhằm tạo ra vị ngọt phù hợp cho sản phẩm nhưng nếu bổ sung nhiều sẽ gây vị ngọt gắt và có thể xuất hiện hiện tượng lại đường. Để xác định hàm lượng đường trong syrup đường tiến hành sử dụng máy đo độ Bx đo ở 15, 16, 17, 18, 19 ̊ Bx, ta có kết quả như bảng 4 Qua bảng 4 nhận thấy, nhìn chung hàm lượng đường không ảnh hưởng nhiều đến màu sắc sản phẩm chủ yếu ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm, cụ thể khi bổ sung < 16°Bx thì sản phẩm có vị ngọt nhạt, còn bổ sung với hàm lượng đường > 18°Bx thì cho sản phẩm có vị rất ngọt. Do Atiso là loại nước giải khát và mang tính chất thanh nhiệt nên cần phải có vị ngọt vừa uống và mang lại hiệu quả kinh tế cao, đồng thời theo khảo sát cảm quan thì đa số người dùng đều không ưa thích sản phẩm quá ngọt nên chọn syrup đường sao cho sau khi phối chế sản phẩm có vị ngọt phù hợp và không làm mất vị đặc trưng của chính nó. Sau khi khảo sát cảm quan chọn syrup đường có nồng độ là 17°Bx là phù hợp nhất vì tại 17° Bx sản phẩm có vị ngọt phù hợp với thị hiếu của nhiều người. 3.5 Kết quả khảo sát hàm lượng axit citric Acid citric được bổ sung nhằm điều vị cho sản phẩm và tránh hiện tượng lại đường của saccarozo, giúp sản phẩm có vị chua ngọt hài hòa, muốn như vậy phải xác định hàm lượng acid citric thích hợp phối chế vào sản phẩm. Vị chua ngọt của sản phẩm chủ yếu dựa vào thị hiếu người tiêu dùng do đó sử dụng phương pháp đánh giá cảm quan để xác định hàm lượng acid citric cần phối chế. Tiến hành chọn 20 người tham gia khảo sát thu được kết quả như bảng 5 Bảng 4: Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm khi phối chế đường HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LẦN THỨ 10 - 2015 4 Bảng 5: Mô tả chất lượng cảm quan sản phẩm theo tỉ lệ acid citric bổ sung Mẫu Hàm lượng acid citric (%) Màu Mùi 1 0.02 Vàng đậm Thơm đặc trưng Atiso 2 0.03 Vàng đậm Thơm đặc trưng Atiso 3 0.04 Vàng đậm Thơm đặc trưng atiso 4 0.05 Vàng đậm Thơm đặc trưng của atiso 5 0.06 Vàng đậm Thơm đặc trưng của atiso Qua bảng 5 nhận thấy khi bổ sung acid citric với một lượng vừa đủ 0.05% sẽ tạo nên vị ngọt hài hòa cho sản phẩm. Khi bổ sung acid citric > 0.05% sản phẩm có vị chua khó uống, lấn át vị của nước atiso còn khi bổ sung acid citric < 0.05% thì chưa đủ để điều vị độ ngọt của sản phẩm. Như vậy, bổ sung tỉ lệ acid citric quá nhiều hay quá ít thì vị của sản phẩm sẽ không phù hợp với thị hiếu người tiêu dùng. Theo đánh giá cảm quan, chọn tỉ lệ acid citrit bổ sung là 0.05% phù hợp nhất. Với hàm lượng acid citric 0.05% đo được pH = 4.5 qua tìm hiểu hoàn toàn phù hợp với pH của các dòng sản phẩm nước giảt khát trên thị trường như trà xanh không độ pH = 4, trà ô long pH = 5.5. 3.6. Kết quả khảo sát tỉ lệ nguyên liệu và syrup đường Tỉ lệ nguyên liệu và syrup đường quyết định chất lượng của sản phẩm, làm ảnh hưởng đến các tính chất cảm quan của sản phẩm như màu, mùi, vị, trạng thái… Trong đó ảnh hưởng nhiều nhất là vị của sản phẩm. Do đó phụ thuộc vào thị hiếu người tiêu dùng mà ta chọn tỉ lệ phù hợp. Sử dụng phương pháp đánh giá cảm quan ở các tỉ lệ nguyên liệu: syrup đường là 1:0.5, 1:1, 1:1.5, 1:2, 1:2.5. Tiến hành chọn 20 người tham gia khảo sát thu được kết quả như bảng 6. Bảng 6: Kết quả khảo sát tỉ lệ nguyên liệu và syrup đường Mẫu Tỉ lệ nguyên liệu : syrup đường Màu 1 1: 0.5 Vàng cánh gián đặc trưng của atiso 2 1: 1 Vàng cánh gián Thơm đặc trưng của atiso 3 1: 1.5 Vàng Thơm 4 1: 2 Vàng rơm Thơm, có mùi nước đường 5 1: 2.5 Vàng nhạt Thơm nhẹ, có mùi nước đường Qua bảng 6 nhận thấy, khi phối chế ở tỉ lệ thấp (< 1:1) sản phẩm có vị ngọt nhạt, không đặc trưng còn khi phối chế ở tỉ lệ cao (> 1:2) thì sản phẩm có vị ngọt hắc khó uống, lấn át vị của nước atiso. Do vậy, cần chọn tỉ lệ syrup đường sao cho sản phẩm có độ ngọt phù hợp với thị hiếu của người tiêu dùng. Như vậy, ở tỉ lệ 1:1 cho sản phẩm có vị ngọt phù hợp nhất và được nhiều nguời ưa thích. Do đó, chọn tỉ lệ phối chế nguyên liệu và syrup đường là 1:1. 3.7. Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm Sau khi phối chế nguyên liệu và syrup đường, làm nguội sản phẩm và thanh trùng ở nhiệt độ 100°C trong 5 phút với áp suất 0.9 at. Tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm theo TCVN 3215-79. Kết quả được trình bày trong bảng 7 Bảng 7: Điểm đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm nước Atiso Chỉ tiêu Điểm các kiểm nghiệm viên 1 2 3 4 Màu 5 5 4 5 Mùi 3 4 4 3 Vị 4 5 4 4 Trạng thái 5 5 5 4 Tổng Loại Dựa vào bảng quy định phân cấp chất lượng thực phẩm theo TCVN 3215- 79 sản phẩm đạt loại khá. Sau 2 tuần bảo quản chất lượng sản phẩm vẫn tốt, trạng thái trong ít cặn, màu vàng cánh gián đặc trưng, mùi thơm nhẹ, vị chua, ngọt hài hòa. Nhận được sự hài lòng của các kiểm quan viên. 4. Kết luận Qua thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài, chúng tôi rút ra được một số kết luận sau: − Tỷ lệ nguyên liệu và dung môi trích ly là 1:30. − Thời gian trích ly là 25 phút. − Nhiệt độ trích ly là 95°C. − Syrup đường có nồng độ là 17°Bx. − Bổ sung thêm 0.05% acid citric. − Tỉ lệ nguyên liệu và syrup đường là 1:1. − Nhiệt độ thanh trùng 100°C trong 5 phút với áp suất 0.9 atm − Nghiên cứu dịch trích ly có mùi thơm mạnh đặc trưng của sản phẩm. − Nghiên cứu bổ sung các loại thảo dược tốt cho sức khỏe, có tính ngọt thanh dịu như: cam thảo, cỏ ngọt,… nhằm tạo vị khác lạ cho sản phẩm và làm giảm lượng đường phối chế. 5. Đề xuất sơ đồ quy trình Tài liệu tham khảo [1] Lê Ngọc Tú (chủ biên), Hóa học thực phẩm, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2002. [2] Nguyễn Tấn Dũng, Công Nghệ Lạnh Ứng Dụng Trong Sản Xuất Nước Đá, Đá Khô Và Nước Giải Khát, NXB Đại học Quốc gia TPHCM http://luanvan365.com/luan-van/de-tai-quy-trinh-san-xuat-tra- xanh-dong-chai-35/ [4] http://123doc.org/document/2198285-nhung-tac-dung-chua-benh- tuyet-voi-cua-hoa-atiso-va-cach-lam-mut-hoa-atiso.htm http://text.123doc.org/document/2198285-nhung-tac- dung-chua- benh-tuyet-voi-cua-hoa-atiso-va-cach-lam-mut-hoa-atiso.htm http://duoclieu.net/Dlieuhoc/glycosidch5.html Nguyên liệu khô Nước nóng Bã Syrup đường, acid citric Phối chế HỘI NGHỊ SINH VIÊN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG LẦN THỨ 10 - 2015 5  Một số đề suất khác: − Đề tài được tiến hành trong thời gian ngắn, hạn chế về kinh phí và thiết bị nên vẫn chưa tiến hành đánh giá sự biến đổi chất lượng sản phẩm khi bảo quản trong thời gian dài. − Nghiên cứu công nghệ đóng chai nhựa để tiện lợi trong quá trình sử dụng. Đóng chai, làm nguội Thanh trùng Sản phẩm