Tài liệu Báo cáo thực hành vật lí thực phẩm

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM  BÁO CÁO THỰC HÀNH VẬT LÍ THỰC PHẨM GVHD: Trương Hoàng Duy Tổ 4 Nhóm 2 Lớp ĐHTP 10A TP. Hồ Chí Minh Năm học: 2016 - 2017 1 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM  BÁO CÁO THỰC HÀNH VẬT LÍ THỰC PHẨM GVHD: Trương Hoàng Duy Tổ 4 Nhóm 2 Lớp ĐHTP 10A Danh sách nhóm 2 PHƯƠNG PHÁP ĐÂM XUYÊN 1..Cơ sở thí nghiệm. 1.1.Mục đích thí nghiệm. Phương pháp đâm xuyên dùng để đo độ cứng của sản phẩm, tức là đo khả năng chống biến dạng dẻo hoặc khả năng phá hủy giòn lớp bề mặt dưới tác dụng của mũi đâm, từ đó xác định được độ chín của sản phẩm. Bởi trong trường hợp mua trái cây vận chuyển đi tiêu thụ xa hay xuất khẩu, việc nắm được quá trình chín của trái cây để thu hoạch đúng lúc, áp dụng các biện pháp hỗ trợ kĩ thuật cho trái cây chín chủ động …là điều cần thiết để giảm hao hụt và đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm. Vậy nên kiểm tra tính chất của sản phẩm trong sản xuất rất cần thiết. Các sản phẩm có thể dùng phương pháp đâm xuyên: - Rau quả - Bơ - Magarine - Phomat - Kẹo cao su - Keo dạng gel. 1.2.Lý do chọn mẫu. Ngoài những thuộc tính hương vị, kết cấu là một trong những thuộc tính chất lượng rất quan trọng ảnh hưởng đến quyết định mua sản phẩm trái cây do đó độ cứng là một trong những thuộc tính không thể bỏ qua. Độ cứng của chuối phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: hàm lượng protopectin, hàm lượng chất sơ, hàm lượng tinh bột…nếu các yếu tố này càng nhiều, càng cao thì trái cây càng cứng chắc. Ngược lại nếu hàm lượng pectin, hàm lượng đường, hàm lượng nước càng nhiều thì độ cứng chắc của trái cây càng giảm. Nhóm thực hiện thí nghiệm trên 3 mẫu chuối vừa chín gồm chuối cau, chuối sứ, chuối già, với đặc điểm: kích thước đồng đều, dễ tạo mẫu, giá thành thấp, tính chất vật lý và hóa học được thể hiện đầy đủ và rõ ràng. 1.3.Các yếu tố ảnh hưởng tới thí nghiệm Bản chất của thực phẩm: Khi đo thực phẩm mềm thì lực sẽ nhỏ hơn thực phẩm cứng. 3 Dạng hình học của mẫu đo: dù chỉ là bất thường nhỏ trên bề mặt sản phẩm cần kiểm tra cũng có thể gây ra những sai số rất lớn trong sự biến dạng. Độ đồng đều của mẫu đo: Sự đa dạng về cấu trúc là vấn đề thường gặp. Đầu tiên ta phải xác định mức độ đa dạng của sản phẩm, sau đó chú ý đến sự phân bố cấu trúc của một mẫu thực phẩm cụ thể. Thông thường những mẫu không đồng nhất sẽ cho kết quả ít tương quan hơn so với cảm quan. Nhiệt độ: Độ lớn của cấu trúc đo giảm khi nhiệt độ tăng. Kích thước và hình dạng của đầu đâm xuyên. Số lần đâm xuyên sử dụng. Tốc độ đâm xuyên: Đối với mẫu thực phẩm có tính nhớt hay dẻo thì vận tốc đo gây ảnh hưởng đáng kể. Trong khi đó mẫu có tính đàn hồi hay gần như đàn hồi thì vận tốc đo ít ảnh hưởng. Độ đâm xuyên tác động lên một phần thực phẩm, không phải toàn bộ thực phẩm. Tốc độ thu nhận dữ liệu từ máy phân tích: Ta cần một khoảng thời gian để ghi nhận kết quả dữ liệu về lực sinh ra. 2.Cơ sở lý thuyết về phương pháp đo. 2.1.Giới thiệu về phương pháp đâm xuyên. Phương pháp đâm xuyên là phương pháp đo độ cứng đơn giản và được sử dụng phổ biến. Việc kiểm tra đâm xuyên được thực hiện bởi Lipowwitz (1861), ông đã đặt một đĩa có đường kính 2-2.5cm trên bề mặt của khối gelatin chứa trong một cốc có mỏ. Đĩa được nối với phễu theo một trục thẳng đứng. Người ta đặt những quả cân vào phễu cho đến khi đủ nặng để đĩa đâm vào khối gelatin. Tổng trọng lượng của quả cân, phễu, trục, đĩa dùng để tính độ đặc, chắc của khối đông. Những phép đo đầu tiên còn sơ khai nhưng đã đủ cần thiết của một phép đo: tên, đầu đâm xuyên thực phẩm, những phương pháp nhằm nâng độ lớn của lực lên (quả cân) và sự đo lường lực. Thiết bị được biết đến nhiều là Bloom Gelometer. Thử nghiệm thứ 2 được thực hiện bởi Capri (1884) nhằm đo độ đặc của khối mỡ đông. Đầu đo có đường kính 2mm đâm sâu 2cm vào khối mỡ. Brulle dùng nguyên tắc tương tự để đo độ cứng của bơ và Sohn đã giải thích rõ quá trình cần thiết để đạt kết quả tiếp theo với thiết bị của ông (1893). Năm 1925, giáo sư Morris đã tiến hành thử nghiệm đâm xuyên đầu tiên cho những sản phẩm nông sản. 4  Trong thử nghiệm, thực hiện đâm xuyên theo Magness Taylor, Chatillon, và EFFGGI giới thiệu phương pháp đâm xuyên trên thịt. Các thiết bị đâm xuyên là các thiết bị sử dụng lực tối đa. Thiết bị thuộc lọai một đầu đo đơn lẻ Magness Taylor, Chatillon và EFFG-GI, hay dạng đa đầu đo như Thiết bị đo độ mềm Armour, Thiết bị đo cấu trúc Christel và Thiết bị đo độ chín, thành trưởng. Các thiết bị đo độ đâm xuyên có thể được phân lọai theo đặc điểm lực áp dụng. Tốc độ đo được định trước cho những thiết bị đo lực. 2.2.Nguyên lý chung. Đồng nhất mẫu trước khi đo và tạo khối hình trụ theo yêu cầu của phương pháp, cài đặt các thông số cần đo, thay bộ đầu dò phù hợp, tiến hành đo và thường đo ít nhất 3 lần. Sau đó thu thập số liệu, xử lý số liệu và giải thích kết quả đo. Phép đo này dựa trên định luật tương tác lực: Khi đầu dò bắt đầu chạm và đâm xuyên mẫu thì mẫu sẽ có tác dụng lực trở lại đầu dò trong thời gian nhất định. Ban đầu mẫu bị biến dạng ở mức độ nào đó sẽ bị phá vỡ và sẽ bị xuyên qua, đo lực lớn nhất làm vật bị xuyên qua sẽ đánh giá được từ đó có thể xác định được độ cứng của mẫu. Nguyên lý của phương pháp đâm xuyên: Tác dụng lực lên vật, vật bị biến dạng đến mức độ nào đó sẽ bị phá vỡ và sẽ bị xuyên qua, đo lực lớn nhất làm vật bị xuyên qua sẽ đánh giá được từ đó có thể xác định được độ cứng, độ chắc của mẫu. Lưu ý: Trong quá trình chuẩn bị mẫu ta sẽ chọn mẫu có đường kính lớn hơn đường kính đầu dò. Khi mẫu lớn hơn nhiều so với đầu dò thì không gây nên sự khác biệt về trị số của lực. Lực sẽ khác biệt và phụ thuộc vào góc, cạnh và độ dày của mẫu. Một kiểm nghiệm đâm xuyên sẽ cho kết quả sẽ sai hoàn toàn nếu mẫu bị vỡ hay nứt. Nếu là hình trụ xắp xỉ với đầu dò thì khi đâm xuyên mẫu sẽ bị đùn lên đầu dò, sẽ ảnh hưởng đến kết quả đo. Đường kính mẩu phải lớn hơn 3 lần đường kính đầu dò. 2.3 Cơ sở của phép đo cấu trúc. Khi mẫu lớn, đầu đâm xuyên sẽ chỉ đâm vào thực phẩm một đoạn nhỏ tương ứng với kích thước của thực phẩm và đĩa đỡ bên dưới. Khi mẫu mỏng, có nguy cơ khi lực nén lên thực phẩm chống lại phản lực của đĩa và kiểm nghiệm sẽ trở thành sự kết hợp giữa đâm xuyên và nén hay hoàn toàn chỉ là lực nén. Đĩa đỡ có một lỗ ở trung tâm bên dưới đầu đâm xuyên là cần thiết cho các thực phẩm dạng bản mỏng hay nhỏ. Điều này cho phép đầu đâm xuyên đâm vào xuyên qua 5 mẫu và xuyên qua lỗ. Đường kính của lỗ thường nên từ 1.5-3 lần đường kính của đầu đâm xuyên. Nếu lỗ đĩa có đường kính gần bằng đầu đâm xuyên, kiểm nghiệm thay đổi từ phép đo đâm xuyên sang phép đo ‘đâm xuyên và kết thúc’ mẫu hình trụ bị cắt và bị dồn qua lỗ. Sau khi đã chọn mẫu phù hợp với đầu dò và đĩa ta nên tiến hành thí nghiệm. Nguyên tắc chung của kết quả biểu thị khi đầu dò tiếp xúc và đâm xuyên qua thực phẩm, lúc này ta có thể thu được 5 loại đường cong thể hiện 5 mức độ khác nhau về một thuộc tính đối với trường hợp là độ cứng trên cùng một biểu đồ. 2.4. Mối liên hệ giữa phương pháp đo bằng thiết bị và phương pháp cảm quan Cơ thể con người cảm nhận cấu trúc qua các giác quan như thính giác, thị giác và xúc giác. Việc cảm nhận cấu trúc thực phẩm của con người thông qua các cơ quan tế bào da, các dây thần kinh tự do. Trong đó, cảm nhận bằng miệng đóng vai trò rất quan trọng. Những cơ quan, tế bào xúc giác cứng và mềm trong vòm miệng, lưỡi, lợi và màng bao quanh răng có các dây thần kinh vô cùng quan trọng trong những cơ và khớp miệng. Những tín hiệu từ những dây thần kinh này cung cấp thông tin về vị trí quai hàm miệng, sự căng và chiều dài cơ. Trong khi đó, các thiết bị phân tích dựa vào bộ chuyển đổi để chuyển những sự đo lường vật chất, vật lý thành những tín hiệu điện hoặc tín hiệu có thể nhìn thấy; những tín hiệu này có thể thu được ngay hoặc cung cấp cho thiết bị ghi nhận dữ liệu. Thiết bị đo đạc phụ thuộc vào loại phương pháp kiểm tra sử dụng. Điều quyết định loại phương pháp kiểm tra được áp dụng là tính chất hình học của mẫu kiểm tra và việc mẫu được giữ như thế nào. Các phép kiểm tra thực hiện trên nguyên liệu rắn hoặc dai thì thường được làm dưới lực ép, trượt, xoắn và căng. Bộ chuyển đổi này thường cho một kết quả tuyến tính có thể đặc trưng cho những đặc tính vật lý. Trái lại, sự cảm nhận của con người lại phụ thuộc vào hiện tượng tâm sinh lý mà thường có khuynh hướng không tuyến tính. 2.5.Ưu nhược điểm của phương pháp. Ưu điềm: -Thiết bị đơn giản, dễ vận hành, cho kết quả nhanh chống, độ tin cậy cao. -Sử dụng được ở hầu hết các nơi. -Có thể phân biệt nhanh chóng giữa các mẫu thử. -Kết hợp với máy tính cho kết quả cụ thể và thể hiện biểu đồ. -Hoạt động liên tục và không hạn chế số lượng mẫu kiểm tra. 6 -Phạm vi áp dụng rộng thích hợp với nhiều loại thực phẩm khác nhau. Đặc biệt rất hữu dụng trong trường hợp kích thước và hình dạng của mẫu rất khác nhau. Phép thử này cũng thích hợp cho các loại thực phẩm có nhiều lớp khác nhau, do mỗi hợp phần có thể bị đâm xuyên riêng biệt. Nhược điểm: -Chi phí mua thiết bị khá cao. -Chỉ đánh giá được một thuộc tính nhất định -Không có khả năng dự đoán được tính chất cảm quan. 3.Cách thức tiến hành. 3.1.Chuẩn bị mẫu  Mẫu chuối và mẫu cà chua  Mẫu chuối Chuối già Chuối cau chuối sứ 7 Chuẩn bị 3 loại chuối: chuối cau, chuối sứ, chuối già. Mỗi loại chuối chuẩn bị 3 mẫu. Các mẫu có hình dạng và kích thước giống nhau Hình dạng, kích thước mẫu: Cắt theo hình trụ có chiều cao khoảng 30mm. Mẫu chuối cau Mẫu chuối già Mẫu chuối sứ  Mẫu cà chua Chuẩn bị 3 loại cà chua: cà chua xanh, cà chua chín vừa, cà chua chín quá. Mỗi loại cà chua chuẩn bị 3 mẫu. Các mẫu có hình dạng và kích thước giống nhau 8 Cà chua chín quá cà chua chín vừa Cà chua xanh Lưu ý: Bề mặt (diện tích tiếp xúc) của mẫu lớn hơn nhiều lần so với đầu dò. Khi tiến hành nén không được phá vỡ cấu trúc của mẫu chuối. 3.2.Dụng cụ đo. Gồm có đầu dò là que kim loại hình trụ dài, đường kính 4 mm cho mẫu cà chua và đầu dò đường kính 3.5 mm cho mẫu chuối , được gắn với trục của máy, trục có thể chuyển động tịnh tiến lên xuống theo sự điều khiển. Khi que đo chạm vào bề mặt mẫu, bộ phận phân tích cấu trúc nhận được thông tin liên quan tới đặc điểm cấu trúc của mẫu. 9 3.3.Vận hành. Các thao tác trong khi thực hiện thí nghiệm: - Khởi động phần mềm Blue Hill - Chọn đầu dò thích hợp với kích thước mẫu - Vệ sinh đĩa và đầu dò sạch sẽ để tránh sai số - Lắp đĩa và đầu dò vào vị trí trên thiết bị đo. - Đặt mẫu vào đĩa sao cho đầu dò hướng thẳng vào giữa mẫu. - Cài đặt các thông số cần thiết để thực hiện quá trình nén. + Chuối:  Chiều cao mẫu cố định ban đầu = 22 mm  Tốc độ di chuyển đầu dò = 5mm/s  Quãng đường đi =40mm  Đưa mẫu vào vị trí khảo sát, tiến hành đo mối loại mẫu 3 lần  Dụng cụ đo sử dụng đầu dò 3.5mm. + Cà chua  Tốc độ di chuyển đầu dò = 6mm/s  Quãng đường đi= 65mm  Đưa mẫu vào vị trí khảo sát, tiến hành đo mối loại mẫu 3 lần  Dụng cụ đo sử dụng đầu dò 4 mm. - Chình đầu dò: dùng nút chỉnh thô để đưa đầu dò xuống gần mẫu, khi đầu dò gần tiếp xúc với mẫu thì dùng nút chỉnh tinh (Jine) để điều chỉnh sao cho khi đầu dò vừa tiếp xúc với mẫu thì dừng lại. - Vào phần Test, tiến hành điền các thông số cần thiết, cân bằng lực và bấm nút “Start” để tiến hành đo. Lưu ý các thông số cài đặt: -Vận tốc (Rate): từ 1-10m/s, thông thường là 5m/s -Chiều sâu đâm xuyên >= h:2.5cm 3.4.Kết quả và xử lý số liệu 3.4.1 Kết quả và xử lí số liệu đâm xuyên chuối Sử dụng đầu dò là que kim loại hình trụ dài có đường kính bằng 3.5 mm  Dữ liệu thu thập  Chuối cau Specimen Maximum Compressive Extension at Time at Energy at Diameter 10 1 2 3 label Load (N) CHUOI CAU CHUOI CAU CHUOI CAU Mean Standard Deviation Maximum Comp. load (mm) 6.14 stress at Maximum Comp. load (Pa) 16159.03 Maximum Maximum Comp. load Comp. (sec) load (mJ) (mm) -3.5 0.7 11.46 22 5.21 13707.83 -3.5 0.7 10.71 22 5.29 13911.81 -4 0.8 11.26 22 5.55 0.52 14592.89 1360.15 -3.67 0.29 0.7 0.06 11.14 0.39 22 0 C o m p re ssiv elo a d(N ) Specimen 1 to 3  8 6 4 2 0 -2 Specimen # 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Time (sec) Chuối sứ Specimen 1 to 3 Com pressiveload(N) 6 4 Specimen # 2 1 2 3 0 -2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Time (sec) 11 1 2 3 Mean Standard Deviation Specimen label Maximum Load (N) CHUOI SU CHUOI SU CHUOI SU 2.74 3 4.12 3.28 0.73 Compressive stress at Maximum Comp. load (Pa) 3870.2 4247.31 5823.31 4646.94 1036.07 Extension at Time at Maximum Maximum Comp. load Comp. (mm) load (sec) -26 -25.5 -25.5 -25.67 0.29 Energy at Maximum Comp. load (mJ) Diameter (mm) 28.5 15.72 22.11 22.11 6.39 30 30 30 30 0 5.2 5.1 5.1 5.1 0.06  Chuối già Specimen 1 to 3 Com pressiveload(N) 6 4 Specimen # 2 1 2 3 0 -2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Time (sec) 1 2 3 Mean Standard Deviation Specimen label Maximum Load (N) Extension at Maximum Comp. load (mm) -3.5 Time at Maximum Comp. load (sec) Energy at Maximum Comp. load (mJ) Diameter 4.86 Compressive stress at Maximum Comp. load (Pa) 6874.81 CHUOI GIA CHUOI GIA CHUOI GIA 0.7 9.54 30 4.33 6122.13 -3 0.6 7.86 30 4.78 6759.89 -3 0.6 8.22 30 4.66 0.29 6585.61 405.48 -3.17 0.29 0.6 0.06 8.54 0.89 30 0  Xử lý số liệu - Tính độ lệch chuẩn - Mẫu Chuối cau Chuối già Chuối sứ Tính ứng suất Maximum load (N) 5.55 4.66 3.28 (mm) Độ lệch chuẩn 0.52 0.29 0.73 12 σ= F A σ: Ứng suất (N/m2) F: Lực tác dụng lên bề mặt (N) A: Diện tích bề mặt tác dụng lực (m2) Diện tích bề mặt là tiết diện tròn của đầu dò kim loại với đường kính d = 3.5 mm = 3.5 x 10-3 m A= −3 2 π d 2 (3.5 ×10 ) π = = 9.62 x 10-6 (m2) 4 4 Mẫu Lực tác dụng F (N) Ứng suất σ (N/m2) Chuối cau Chuối già Chuối sứ 5.55 4.66 3.28 576923.08 484407.48 340956.34 Object 9 ĐỒ THỊ THỂ HIỆN LỰC ĐÂM XUYÊN GIỮA CÁC LOẠI CHUỐI  Biện luận Nhận xét kết quả thí nghiệm  Chuối cau Mẫu được cắt tại cùng một vị trí trên ba trái chuối cau khác nhau nên có sự chênh lệch về lực tác dụng lên mẫu. Nhận thấy mẫu chuối cau 1 có lực đâm xuyên lớn nhất là 6.14 N và lớn hơn lực tác dụng trung bình là 5.55N, 2 mẫu còn lại có lực đâm xuyên không chênh lệch nhau nhiều là 5.21N và 5.29N. Ta có giải thích sự chênh lệch trên là do kích thước và độ chín của 3 mẫu không bằng nhau do lấy từ 3 trái chuối khác nhau. 13 Từ đây ta có kết luận rằng độ chín của 3 trái chuối trên cùng một nải chuối là khác nhau, chuối cau 1 có độ cứng lớn nhất, mẫu 2 và 3 có độ chín và kích thước khá tương đồng nhau. Đồng thời dựa vào biểu đồ ta có thể thấy thời điểm lực tác dụng có giá trung bình là 0.7s.  Chuối sứ Mẫu được cắt tại cùng một vị trí trên ba trái chuối sứ khác nhau nên có sự chênh lệch về lực tác dụng lên mẫu. Nhận thấy mẫu chuối sứ 3 có lực đâm xuyên lớn nhất là 4.12N và lớn hơn lực tác dụng trung bình là 3.28N, mẫu 1 có lực đâm xuyên nhỏ nhất là 2.74N và nhỏ hơn giá trị lực trung bình. Ta có giải thích sự chênh lệch trên là do kích thước và độ chín của 3 mẫu không bằng nhau do lấy từ 3 trái chuối khác nhau. Từ đây ta có kết luận rằng độ chín của 3 mẫu chuối sứ là khác nhau và chênh lệch khá nhiều. Mẫu chuối sứ 1 có độ cứng nhỏ nhất, tiếp theo là mẫu 2 và mẫu 3 có độ cứng lớn nhất. Mẫu 2 có giá trị lực đâm xuyên gần với lực đâm xuyên trung bình nhất. Nhìn vào biểu đồ ở mỗi thí nghiệm ta đều thấy sơ đồ có 2 đỉnh nhô cao đó là giai đoạn đầu dò đi xuyên qua vỏ. Ta nhận thấy sau khi đầu dò đi vào trong cấu trúc của chuối thì là 1 đường khá ồn định ở mỗi thí nghiệm và đường đi này tại cả ba thí nghiệm không chênh lệch nhau lớn nên ta có thể thấy độ chín của 3 mẫu không chênh lệch nhau quá nhiều.  Chuối già Mẫu được cắt tại cùng một vị trí trên ba trái chuối già khác nhau nên có sự chênh lệch về lực tác dụng lên mẫu. Nhận thấy mẫu chuối già 1 có lực đâm xuyên lớn nhất là 4.86N và lớn hơn lực tác dụng trung bình là 4.66N, mẫu 1 và mẫu 3 có giá trị lực đâm xuyên khá gần nhau (mẫu 1:4.86N, mẫu 3:4.78N). Mẫu 2 có giá trị lực đâm xuyên nhỏ nhỏ nhất là 4.33N. Ta có giải thích sự chênh lệch trên là do kích thước và độ chín của 3 mẫu không bằng nhau do lấy từ 3 trái chuối khác nhau. Tuy nhiên ba giá trị lực tác dụng lệch nhau ít nên có thể nói rằng 3 trái chuối này có độ chín khá gần nhau. Mẫu chuối già 2 có độ cứng nhỏ nhất, tiếp theo là mẫu 3 và mẫu 1 có độ cứng lớn nhất. Mẫu 3 có giá trị lực đâm xuyên gần với giá trị lực đâm xuyên trung bình nhất. Nhìn vào biểu đồ ở mỗi thí nghiệm ta đều thấy sơ đồ có 2 đỉnh nhô cao đó là giai đoạn đầu dò đi xuyên qua vỏ. Ta nhận thấy sau khi đầu dò đi vào trong cấu trúc của chuối thì là 1 đường khá ồn định ở mỗi thí nghiệm và đường đi này tại cả ba thí nghiệm khá sát nhau nên ta có thể kết luận rằng 3 mẫu có độ chín tương đồng nhau. 14 Kết luận  So về độ cứng của ba loại chuối thì chuối cau cứng nhất tiếp đến chuối già và chuối sứ, độ cứng của vỏ nhỏ sẽ gây khó khăn cho việc vận chuyển vì nó rất dễ bị dập, nhưng nếu độ cứng của vỏ lớn nhưng không đồng đều trên từng vị trí của trái chuối nói riêng và các trái chuối trên cùng lô hàng nói chung sẽ bị dập đen ở những vị trí khác nhau của quả chuối làm mất giá trị cảm quan 3.4.2 Kết quả và xử lí số liệu đâm xuyên cà chua Sử dụng đầu dò là que kim loại hình trụ dài có đường kính bằng 4 mm  Dữ liệu thu thập  Cà chua xanh Specimen 1 to 3 Com pressiveload(N) 30 20 Specimen # 10 1 2 3 0 -10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Time (sec) 1 2 3 Mean Standard Deviation  Specimen label Maximum Load (N) Extension at Maximum Comp. load (mm) -4.92 Time at Maximum Comp. load (sec) Energy at Maximum Comp. load (mJ) Diameter (mm) 27.3 Compressive stress at Maximum Comp. load (Pa) 17163.39 CA CHUA XANH CA CHUA CA CHUA 0.8 78.23 45 28.16 17705.03 -30.77 5.1 397.82 45 28.21 17735.66 -29.11 4.9 343.7 45 27.89 0.51 17534.69 321.92 -21.6 14.47 3.6 2.41 273.25 171.05 45 0 Cà chua chín vừa 15 Specimen 1 to 3 Com pressive load(N) 30 20 Specimen # 10 1 2 3 0 -10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Time (sec) 1 2 3 Specimen label Maximu m Load (N) CA CHUA CA CHUA CA CHUA Mean Standard Deviation Extension at Maximum Comp. load (mm) -5.35 Time at Maximu m Comp. load (sec) Energy at Maximu m Comp. load (mJ) Diameter (mm) 19.3 Compressive stress at Maximum Comp. load (Pa) 8123.16 0.9 55.68 55 19.93 8388.11 -21.52 3.6 229.85 55 21.37 8995.12 -5.29 0.9 56.52 55 20.2 1.06 8502.13 447.03 -10.72 9.35 1.8 1.56 114.02 100.31 55 0 Cà chua chín đỏ  Specimen 1 to 3 Com pressive load(N) 30 20 Specimen # 10 1 2 3 0 -10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Time (sec) Specimen label Maximum Load (N) Compressive stress at Extension at Time at Maximum Energy at Maximum Diameter (mm) 16 1 CA CHUA CA CHUA CA CHUA 2 3 Mean Standard Deviation - Maximum Comp. load (mm) -6.6 Comp. load (sec) Comp. load (mJ) 22.75 Maximum Comp. load (Pa) 11586.37 1.1 72.98 50 15.43 7858.15 -6 1 56.56 50 9.61 4893.16 -4.8 0.8 22.14 50 15.93 6.59 8112.56 3353.85 -5.8 0.92 1 0.15 50.56 25.94 50 0  Xử lý số liệu - Tính độ lệch chuẩn Mẫu Cà chua xanh Cà chua vàng Cà chua đỏ Tính ứng suất σ= Maximum load (N) 27.89 20.2 15.93 Độ lệch chuẩn 0.51 1.06 6.59 F A σ: Ứng suất (N/m2) F: Lực tác dụng lên bề mặt (N) A: Diện tích bề mặt tác dụng lực (m2) Diện tích bề mặt là tiết diện tròn của đầu dò kim loại với đường kính d = 4 mm = 4x 10-3 m −3 2 A= 2 (4 ×10 ) π πd = = 1.257 x 10-5 (m2) 4 4 Mẫu Lực tác dụng F (N) Ứng suất σ (N/m2) Cà chua xanh Cà chua chín vừa Cà chua chín đỏ 27.89 20.2 15.93 2218774.86 1607000.796 1267303.103 17 Object 17 ĐỒ THỊ THỂ HIỆN LỰC ĐÂM XUYÊN GIỮA CÁC LOẠI CÀ CHUA  Biện luận - Ở cả 3 loại cà chua,ta thấy có 3 điểm trên đồ thị cao hơn các điểm khác ,điểm đầu là giai đoạn khi đầu đo chạm vào lớp vỏ quả cà chua,thời điểm này quả cà chua phải chịu 1 lực nén và vẫn chưa bị đâm xuyên qua,sau khi lực đủ lớn để đâm xuyên qua lớp vỏ thì lực cần tác dụng vào phần ruột quả cũng giảm dần. Điểm dâng cao ở giữa là điểm đầu đo đi qua lớp lõi quả và điểm dâng cao cuối cùng là đầu đo đi qua lớp vỏ của mặt dưới quả cà chua. Đồng thời dựa vào đồ thị ta cũng có thể thấy 3 đỉnh của đồ thị cà chua xanh cao hơn nhiều so với phần còn lại của đồ thị, còn 3 đỉnh của đồ thị cà chua chín vừa và cà chua chín quá không cao hơn nhiều so với phần còn lại của đồ thị. Do đó ta kết luận được phần vỏ và phần lõi quả là phần cứng hơn các phần thịt xung quanh của cà chua. Và ở cà chua xanh phần vỏ và phần lõi cứng hơn nhiều so với phần thịt quả. Còn ở cà chua chín quá phần lõi quả không cứng hơn nhiều so với phần thịt quả. - Dựa vào số liệu và biểu đồ, ta có thể thấy được để đâm xuyên qua cà chua xanh cần 1 lực tác dụng lớn nhất ( trung bình là 27.89 N), từ đó có thể thấy rằng cà chua xanh có độ cứng lớn hơn cà chua chín vừa ( lực tác dụng trung bình 20.2N) và cà chua chín quá ( lực tác dụng trung bình 15.93N). Do đó , trong quá trình bảo quản và vận chuyển cà chua cần chú ý đến độ chín của cà chua, nên phân loại cà chua trước khi bảo quản hay vận chuyển để tránh hiện tượng dập nát, làm mất giá trị cảm quan của thực phẩm đồng thời giảm giá trị kinh tế của thực phẩm. 18 PHƯƠNG PHÁP CẮT 1.Cơ sở thí nghiệm 1.1 Mục đích thí nghiệm Phương pháp cắt Warner-Bratzler để đo độ dai, độ vững chắc của sản phẩm xúc xích từ đó đánh giá 3 mẫu xúc xích có sự khác biệt về độ dai và độ vững chắc hay không. Qua bài thực hành này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ nguyên lý và cách vận hành của phương pháp cắt Warner-Bratzler. Đồng thời, ta sẽ xác định được lực tác dụng lên mẫu cần kiểm tra bắt nguồn từ đâu. Lực tác dụng là lực đâm xuyên của lưỡi cắt lên mẫu xúc xích và do tính chất bề mặt của mẫu, mẫu sẽ sinh ra một ứng suất tác dụng lại lưỡi cắt. Từ đó, so sánh các sản phẩm với nhau và tìm hiểu được mối liên hệ của phương pháp cắt Warner-Bratzler với phương pháp đánh giá cảm quan. 1.2 Lý do chọn mẫu Ở phương pháp cắt Warner-Bratzler sẽ xác định lực cắt có liên quan đến độ dai, độ bền của sản phẩm dạng gel, nhũ tương và phạm vi ứng dụng của nó. Vì thế ta cần chọn những sản phẩm có cấu trúc dai để thực hiện như: - Thịt tươi và bắp thịt đã nấu chín - Thịt bò, cừu, thịt heo, thịt gia cầm - Thịt chế biến - Xúc xích Mẫu thực phẩm mà nhóm chọn để tiến hành thí nghiệm đó là xúc xích, bởi vì: - Xúc xích là một sản phẩm phổ biến và đa dạng về sản phẩm đặc biệt nó có tính chất phù hợp phương pháp cắt Warner-Bratzler đặt ra. - Giá thành xúc xích tương đối thấp - Dễ thao tác 19 2 Cơ sở lý thuyết về phương pháp đo 2.1 Giới thiệu về phương pháp Hiện nay, ngoài phương pháp phân tích cảm quan để đánh giá cấu trúc thì cấu trúc còn có thể đánh giá qua phương pháp phân tích bằng thiết bị. Phương pháp WarnerBratzler là một phương pháp điển hình. Yêu cầu của phương pháp phân tích bằng thiết bị thường hợp lí với giá thành rẻ, năng suất cao, mang tính khách quan và phép đo cấu trúc bằng thiết bị thường được phát triển với mục đích thay thế phương pháp phân tích cảm quan. Trong thí nghiệm Warner-Bratzler ta dùng một dao cắt chữ V cắt xuyên qua mẫu. Đặc tính sẽ cung cấp thông tin về đô nhớt và độ mềm của các sản phẩm thịt và cá, đặc tính cứng giòn của xúc xích cũng như đặc tính nhai của bánh và bánh bằng bột. Dao thẳng được sử dụng chủ yếu cho các mẫu hình tam giác và dao có khía dùng cho các mẫu tròn như xúc xích. Bởi vì khả năng tái sử dụng cao của kết quả nên thí nghiệm được sử dụng rất rộng rãi. 2.2 Đặc tính dụng cụ Dụng cụ làm bằng nhôm và thép không gỉ, dễ dàng vệ sinh khi thực hiện xong thí nghiệm. Dao cắt có khả năng thay thế được. Đặc điểm của lưỡi cắt Warner-Bratzler bao gồm: - Lưỡi dao cắt dày 0,04 inches (0,1016 mm) - Lưỡi dao cắt dạng chữ V (góc 60o ) - Gờ cắt xuyên đến nữa vòng tròn - Góc chữ V nên được vác tròn đến ¼ đường tròn của vòng tròn đường kính 2,263 mm. - Miếng đệm cung cấp cho khoảng hở cho lưỡi dao cắt để trượt xuyên qua mẫu nên dày 2,0828 mm. Vị trí gắn dao là cố định. 20