Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian thanh trùng sản phẩm nước giải khát thuốc dòi bằng phương pháp bề mặt đáp ứng

Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được sử dụng để tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian thanh trùng sản phẩm nước giải khát thuốc dòi dựa vào các chỉ tiêu như hàm lượng vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tối ưu hóa nhiệt độ và thời gian thanh trùng sản phẩm nước giải khát thuốc dòi bằng phương pháp bề mặt đáp ứngAn Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21TỐI ƯU HÓA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN THANH TRÙNG SẢN PHẨM NƯỚC GIẢI KHÁTTHUỐC DÒI BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNGNguyễn Duy Tân1Trường Đại học An Giang1Thông tin chung:Ngày nhận bài: 23/05/2017Ngày nhận kết quả bình duyệt:25/11/2017Ngày chấp nhận đăng: 12/2017Title:An application of responsesurface method to optimizepasteurization temperature andtime of Pouzolzia zeylanicabeverageKeywords:Pouzolzia zeylanica plant,bioactive conpounds, beverage,response surface methodology(RSM), optimization,pasteurizationTừ khóa:Cây thuốc dòi, hợp chấtsinh học, nước giải khát,phương pháp bề mặt đápứng, sự tối ưu hóa,thanh trùngABSTRACTResponse surface methodology (RSM) was applied to optimize temperature andtime of pasteurization of “thuoc doi” beverage basing on the parameters suchas the content of vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol and tannin. Theexperiment was set with central composite design (CCD) with 23+star forinvestigating the effects of pasteurization temperature (70 ÷ 90 oC) and time (15÷ 35 minutes) on the selected parameters. The results showed that the optimalpasteurization process was obtained at 83 oC for 31 minutes. Consequently,vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol and tannin contents of theproduct were 60,26 mg/L; 6,18 mg/L; 147,55 mg/L; 312,01 mg/L and 422,95mg/L, respectively.TÓM TẮTPhương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được sử dụng để tối ưu hóa nhiệt độ vàthời gian thanh trùng sản phẩm nước giải khát thuốc dòi dựa vào các chỉ tiêunhư hàm lượng vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin. Thínghiệm được thiết kế theo kiểu phức hợp điểm tâm (CCD) với mô hình 23+starđể khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (70÷90oC) và thời gian thanh trùng (15÷35phút) đến các chỉ tiêu được chọn. Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình thanhtrùng tối ưu đạt được ở 83oC trong 31 phút. Hàm lượng vitamin C,anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin trong sản phẩm lần lượt là 60,26mg/L; 6,18 mg/L; 147,55 mg/L; 312,01 mg/L và 422,95 mg/L.1. ĐẶT VẤN ĐỀpolyphenol và tannin) và dịch trích ly từ cây thuốcdòi có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, chốngoxy hóa và khử gốc tự do (Ghani, 2003; Lê ThanhThủy, 2007; Li et al., 2011; Saha & Paul, 2012a;Paul & Saha, 2012; Saha et al., 2012; Saha & Paul,2012b; Sarma & Dinda, 2013). Vì vậy, việc nghiêncứu chế biến nước giải khát từ cây thuốc dòi là rấtcần thiết để tạo ra sản phẩm tiện ích và có tácdụng hỗ trợ sức khỏe vì có chứa nhiều chất cóhoạt tính sinh học. Ngoài việc tìm ra các thông sốtối ưu cho quá trình trích ly và phối chế, thì quátrình thanh trùng sản phẩm cũng là một công đoạnCây thuốc dòi có tên khoa học là Pouzolziazeylanica L. Benn, thuộc họ Gai Urticaceae, rấtphổ biến và phát triển tốt trong điều kiện khí hậuở Việt Nam. Theo Đông y, cây thuốc dòi có vịngọt, nhạt, tính mát, có tác dụng chỉ khái, tiêuđờm, dùng chữa ho lâu ngày, ho lao, viêm họng,viêm thanh phế quản (Đỗ Tất Lợi, 2004; Võ VănChi, 2012). Các nghiên cứu trong và ngoài nướccho thấy, cây thuốc dòi có chứa nhiều hợp chất cóhoạt tính sinh học (anthocyanin, flavonoid,12An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21quan trọng cần được khảo sát để tìm ra nhiệt độvà thời gian thanh trùng tốt nhất cho quy trình chếbiến nhằm giữ được hàm lượng vitamin C,anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin caonhất.Nguyên liệu thuốc dòi khô được trích ly ở nhiệtđộ 81 oC trong thời gian 30 phút với tỷ lệnước/nguyên liệu 27/1 (v/w). Tiến hành lọc thuđược dịch trích thuốc dòi, phối chế bằng đườngphèn đến 15 oBrix và bằng acid citric/acidascorbic = 1/1 đến pH 3,6 (kết quả của nghiên cứutrước); rót chai thủy tinh với dung tích 330 ml sauđó đóng nắp để bố trí thí nghiệm thanh trùng.Phương pháp bề mặt đáp ứng RSM trong phầnmềm Statgraphic là phương pháp đơn giản để tốiưu hóa các nhân tố được khảo sát với số mẫuđược đơn giản đi rất nhiều so với bố trí hai hay banhân tố theo kiểu thông thường. Và có thể tìm rađược điểm tối ưu chung cho nhiều hàm mục tiêucần đạt được. Vì thế, nghiên cứu sử dụng phươngpháp này cho việc bố trí khảo sát nhiệt độ và thờigian thanh trùng nước giải khát thuốc dòi.2.2 Thiết kế thí nghiệmBước 1: Chọn nhân tố (2, 3 hoặc nhiều hơn) vàchọn khoảng khảo sát để tối ưu hóa (thường dựavào kết quả nghiên cứu thăm dò). Thí nghiệmđược tiến hành với 2 nhân tố: nhiệt độ thanhtrùng, X1 (oC): 70 ÷ 90; thời gian thanh trùng, X2(phút): 15 ÷ 35.2. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁPNGHIÊN CỨU2.1 Chuẩn bị mẫu thí nghiệmBước 2: Chọn mức độ khảo sát (3 hoặc 5 mức độ)và mô hình thiết kế (nhiều loại mô hình) có sẵntrong phần mềm Statgraphic. Thí nghiệm sử dụngRSM trong phần mền Statgraphic XV để bố trí vàtối ưu hóa các nhân tố thí nghiệm. Mỗi nhân tốđược khảo sát với 5 mức độ ( ...