BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM Báo cáo thực hành VẬT LÝ THỰC PHẨM Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 - DHTP4 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2012 BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC VÀ THỰC PHẨM Báo cáo thực hành VẬT LÝ THỰC PHẨM GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 - DHTP4 1. Nguyễn Ngô Sang – 08270611 2. Nguyễn Ngọc Sỹ - 08244531 3. Vũ Uyên Nhi – 08094511 4. Nguyễn Đức Thiện – 08105591 5. Nguyễn Vĩnh Phúc – 08226371 6. Trần Minh Thái – 08227101 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2012 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN Họ và tên Sinh viên Mã số sinh viên Nguyễn Ngô Sang 08270611 Nguyễn Ngọc Sỹ 08244531 Vũ Uyên Nhi 08094511 Trần Minh Thái 08227101 Nguyễn Vĩnh Phúc 08226371 Nguyễn Đức Thiện 08105591 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 1 - TỔNG QUAN 2 1.1. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC THỰC PHẨM 2 1.1.1. Định nghĩa “Cấu trúc thực phẩm” 2 1.1.2. Tầm quan trọng của cấu trúc đối với thực phẩm 4 1.2. TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐO CƠ LÝ 6 1.2.1. Giới thiệu chung 6 1.2.2. Phần cứng 10 1.2.3. Phần mềm 17 1.2.4. Các yếu tố ảnh hƣởng đến kết quả phân tích 28 1.3. GIỚI THIỆU MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA MÁY ĐO CƠ LÝ 29 1.3.1. Ý nghĩa của đồ thị biểu diễn 29 1.3.2. Các ví dụ về đo đạc cấu trúc bằng thiết bị 30 2 – PHƢƠNG PHÁP WARNER-BRATZLER SHEAR 34 2.1. Sơ lƣợc về phƣơng pháp Warner-Bratzler Shear 34 2.1.1. Lịch sử của phƣơng pháp [] 34 2.1.2. Nguyên lý phƣơng pháp 36 2.1.3. Mục đích 38 2.1.4. Các yếu tố ảnh hƣởng 38 2.1.5. Phạm vi ứng dụng 39 2.1.6. So sánh với các phƣơng pháp khác 40 2.2. PROTOCOL [][] 46 2.2.1. Chuẩn bị mẫu 46 2.2.2. Thao tác thí nghiệm 47 2.3. KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 49 2.3.1. Thao tác thí nghiệm 49 2.3.2. Kết quả thí nghiệm 53 KẾT LUẬN 56 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 1 LỜI NÓI ĐẦU rong lĩnh vực công nghiệp hiện đại, khi mà cuộc sống của ngƣời dân ngày càng đƣợc nâng cao thì việc kiểm tra các tính chất liên quan đến cấu trúc của sản phẩm thực phẩm đóng một vai trò quan trọng. Cấu trúc thực phẩm là 1 trong những yếu tố tiên quyết để quyết định chất lƣợng của thực phẩm: góp phần làm tăng giá trị cảm quan, đáp ứng thị hiếu của ngƣời tiêu dùng. Nếu đo đạc đƣợc các yếu tố cấu trúc nhƣ độ dai, độ giòn, độ cứng… của sản phẩm thì việc định giá, định chất lƣợng và phát triển sản phẩm một cách hiệu quả. Mỗi loại sản phẩm thực phẩm đặc trƣng bởi yếu tố cấu trúc đặc trƣng. Trong đó, đối với sản phẩm thịt và các sản phẩm từ thịt (xúc xích, giò chả…) thì độ dai, độ đàn hồi… là những thông số cần đƣợc xác định để đánh giá chất lƣợng sản phẩm. Phƣơng pháp Warner-Bratzler Shear là 1 phƣơng pháp dùng để xác định các thông số kể trên thông qua công cụ là máy đo cơ lý. Warner-Bratzler Shear là một phƣơng pháp cổ điển và đã đƣợc cải tiến để trở thành một trong những phƣơng pháp thông dụng nhất trong đo đạc cấu trúc thực phẩm nói chung, sản phẩm thịt nói riêng. Tuy nhiên với số lƣợng khổng lồ các kiến thức đã biết, việc lựa chọn những kiến thức nào phù hợp vào một bài báo cáo thực hành, phù hợp với nhiều đối tƣợng là rất khó khăn, nên chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm thực hiện bài báo cáo rất mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để khắc phục những thiếu sót và hoàn thiện bài báo cáo hơn. T Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 2 1 - TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC THỰC PHẨM 1.1.1. Định nghĩa “Cấu trúc thực phẩm” Có nhiều định nghĩa về cấu trúc thực phẩm nhƣ: - Cấu trúc là các đặc tính tạo sự cảm nhận về các tính chất vật lý từ da hay các cơ quan thụ cảm trong khoang miệng, ngoại trừ các cảm giác về nhiệt độ (Matz, 1962). - Cấu trúc là sự tổng hợp của các đặc tính xuất phát từ các thành phần cấu trúc bên trong (Structural elements) của thực phẩm và cách nó ghi lại các cảm giác sinh lý, (Sherman, 1970). - Cấu trúc (texture) là sự biểu lộ về mặt cảm quan của kết cấu bên trong (structure) của thực phẩm và cách thức kết cấu này phản ứng với các các lực lên nó, các yếu tố liên quan gồm thị giác, thính giác và các cảm nhận về sự chuyển động (kinesthethics), (Szczesniak, 1990). Mặc dù chƣa có một định nghĩa hoàn chỉnh về cấu trúc, chúng ta có thể xác định các đặc tính sau đây của cấu trúc thực phẩm, đó là: - Cấu trúc là một nhóm các đặc tính cấu trúc vật lý có nguồn gốc từ kết cấu bên trong (structure) của thực phẩm. - Cấu trúc thuộc về nhóm các đặc tính vật lý theo phƣơng diện cơ học và lƣu biến học, chứ không theo các phƣơng diện quang học, điện từ trƣờng hay nhiệt học. - Cấu trúc bao gồm một tập hợp các đặc tính, chứ không phải là một đặc tính duy nhất nào. - Cấu trúc đƣợc cảm nhận chủ yếu bằng xúc giác, thƣờng là trong miệng, nhƣng các bộ phận khác của cơ thể cũng có thể liên quan. - Cấu trúc không liên quan đến các cảm nhận hóa học mùi và vị. - Các đại lƣợng đo cấu trúc có đơn vị là hàm số của khối lƣợng, khoảng cách và thời gian. Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 3 Bảng 1.1 - Định nghĩa một số tính chất cấu trúc thông thường của thực phẩm Dai (chewy) Là đặc tính của thực phẩm không dễ bị vỡ hay hòa tan trong miệng, cần nhai nhiều để phá vỡ. Bột (mealy) Là đặc tính của thực phẩm tạo ra cảm giác có nhiều hạt nhỏ trong miệng. Cứng Là đặc tính của sản phẩm có sức bền lớn khi có lực làm biến dạng hay phá vỡ. Mềm Là đặc tính của thực phẩm có độ bền thấp khi có lực làm biến dạng. Chắc Là đặc tính của thực phẩm, biểu hiện mức độ chống chịu tƣơng đối khi có lực làm biến dạng. Cứng giòn Là đặc tính của thực phẩm, cần số lần nhai lên đến năm lần bằng răng hàm để nghiền nhỏ thực phẩm (đến mức có thể nuốt đƣợc). Vì cấu trúc là một tổ hợp của nhiều đặc tính vật lý khác nhau nên sẽ chính xác hơn khi chúng ta nói về “các đặc tính cấu trúc”, hàm ý chỉ một nhóm (một tập hợp) các đặc tính có liên quan, hơn là “cấu trúc” nhƣ là một thông số đơn nhất. Điều này cần đƣợc đặc biệt nhấn mạnh, để tránh sự nhầm tƣởng “cấu trúc” là một đặc tính duy nhất của thực phẩm. Bảng dƣới đây liệt kê một số từ thƣờng đƣợc dùng để mô tả thực phẩm về mặt cấu trúc. Bảng 1.2 – Các đặc tính dùng để mô tả thực phẩm về mặt cấu trúc Các đặc tính cơ học Các thông số sơ cấp Các thông số thứ cấp Khái niệm thông thường Độ cứng Mềm – chắc – cứng Độ cố kết Độ giòn Dễ vỡ vụn – xốp – giòn Độ giòn - dai Mềm – săn chắc – dai – chai Độ dai Mềm – bột – nhão – dai Độ nhớt Lỏng – nhớt Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 4 Đàn hồi Dẻo – Đàn hồi Độ dính Kẹo dính – dính Các đặc tính hình học Kích thƣớc và hình dạng của tiểu phần Bột, xảm, ráp Hình dạng và hƣớng của các tiểu phần Xơ, sợi, kết tinh Các đặc tính khác Hàm lƣợng ẩm Khô – ẩm – ƣớt – “nước” Hàm lƣợng chất béo Béo, béo ngậy 1.1.2. Tầm quan trọng của cấu trúc đối với thực phẩm - Bốn yếu tố chính tạo nên chất lƣợng của thực phẩm đó là: Hình thức bên ngoài (Preference) Gồm có màu sắc, hình dáng, kích thƣớc, độ bóng bề mặt – là các yếu tố tác động đến thị giác. Hương vị (Flavor) Gồm có vị (cảm nhận bằng mũi) và mùi (cảm nhận bởi các trung khu thần kinh khứu giác nằm trong mũi). Các yếu tố này đƣợc gọi là các giác quan hóa học. Cấu trúc (Texture) Chủ yếu do các cơ quan xúc giác cảm nhận khi có sự tiếp xúc giữa cơ thể và thực phẩm. Bên cạnh đó, các cảm nhận về chuyển động, về âm thanh (đối với các thực phẩm giòn) cũng cũng góp phần vào việc đánh giá cấu trúc. Dinh dưỡng Gồm thành phần các thành phần đa lƣợng và vi lƣợng trong thực phẩm. - Trong 4 yếu tố trên, 3 yếu tố đầu đƣợc gọi là “các yếu tố cảm quan” do chúng đƣợc đánh giá trƣợc tiếp bởi các giác quan. Các yếu tố cảm quan của thực phẩm đóng vai trò rất quan trọng, vì chúng tạo cho ngƣời ăn cảm giác ham thích và thỏa mãn khi ăn. Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner-Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 5 - Tầm quan trọng của cấu trúc đối với mức độ chấp nhận chung của ngƣời dùng đối với thực phẩm khác nhau, tùy theo loại thực phẩm. Chúng ta có thể phân ra làm 3 nhóm sau:  Cực kỳ quan trọng: Trong nhóm này là các thực phẩm mà cấu trúc đóng vai trò tối quan trọng đối với chất lƣợng của sản phẩm, chẳng hạn nhƣ thịt, khoai tây chiên, ngũ cốc, điểm tâm.  Quan trọng: Nhóm này gồm các thực phẩm mà cấu trúc là yếu tố cần thiết, nhƣng không hoàn toàn quyết định chất lƣợng thực phẩm. Và mức độ quan trọng xấp xỉ với hƣơng vị và hình thức bên ngoài, nhóm này gồm có các loại rau quả, trái cây, phô mai, bánh mì, kẹo và các loại thực phẩm làm từ lƣơng thực.  Ít quan trọng: Gồm các thực phẩm mà cấu trúc ảnh hƣởng ít đến chất lƣợng chung, gồm đồ uống, các loại súp lỏng. - Trong ba yếu tố chính ảnh hƣởng đến mức độ chấp nhận thực phẩm (hình thức, hƣơng vị, cấu trúc), cấu trúc là yếu tố ít đƣợc chú ý nhất. Trong nhiều năm, cấu trúc thực phẩm đã bị coi nhẹ so với các yếu tố khác. - Theo Szczesniak, các yếu tố sau đây là những lý do chính mà cấu trúc thực phẩm ít đƣợc đánh giá là quan trọng nhƣ màu sắc và hƣơng vị. - Ngƣời tiêu dùng thƣờng không mong đợi hay có một yêu cầu nào đặc biệt đối với cấu trúc của sản phẩm và ít than phiền về đặc tính này, trừ khi cấu trúc thực phẩm có một sự cố nào đó đến mức không thể chấp nhận đƣợc. - Sự giới hạn về từ ngữ của ngƣời tiêu dùng khi diễn tả các đặc tính cấu trúc. Khi họ nói “món này không ngon”, ngƣời ta thƣờng nghĩ rằng do thực phẩm có hƣơng vị kém, trong khi có thể ngƣời ăn để cập đến cấu trúc hoặc cả hai. - Nếu xảy ra các biến đổi về màu, mùi, vị thì ngƣời ta thƣờng nghĩ đến khả năng thực phẩm đã hỏng. Ngƣợc lại, sự biến đổi về mặt cấu trúc không rõ rệt thể hiện rằng thực phẩm không an toàn mà chỉ thể hiện thực phẩm có chất lƣợng kém. [...]... Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear 1.2 TỔNG QUAN VỀ MÁY ĐO CƠ LÝ 1.2.1 Giới thiệu chung - Trong các phòng thí nghiệm cợ học vật liệu, thiết bị đo cơ lý là một công cụ rất cần thiết Nó cho phép thực hiện các loại thí nghiệm kéo, nén, uốn, cắt (xé) để xác định các thông số tính chất cơ học của vật liệu cần thí nghiệm... trình phát triển sản xuất Nghiên cứu sản phẩm bằng máy để tìm ra tính chất thích hợp nhất, đẩy nhanh quá trình sản xuất Ngoài ra, còn có thể tìm đƣợc các tính chất mới trong thực phẩm cho các ứng dụng thực tế trong tƣơng lai 8 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear * Nguyên lý hoạt động của máy đo cơ... Cheese Gels Rolls Compression Anvils Fruits Vegetables Cooked Pasta Tác dụng lực rồi cắt thành sợi Cubed Chicken Viscous Liquids Gels Kramer Shear Cell 12 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear Fruits Vegetables Ground Meat Cắt thành sợi rồi tác ép bằng cách tác dụng lực Seafood Salad Viscous Liquids Gels... nhiều lưỡi Vegetables Viscous Liquids Gels Ottawa Texture Cell Beef Poultry Lamb Cắt thành từng miếng Pork Wieners Warner – Bratzler Meat Shear Kéo căng hai đầu Tension Grip 13 Raw Pasta Processed Meat GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear Crackers Làm cong bằng lực đối xứng Cookies Granola Bars Raw... vị 15 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear trí ban đầu của nó Nhấn nút này để chỉnh con trƣợt về lại vị trí ban RETURN Button đầu RETURN IN PROGRESS Indicator Bật sáng để báo rằng con trƣợt đã về lại vị trí ban đầu 1.2.2.3 Nút dừng khẩn cấp (Emergency stop switch) Hình – Vị trí nút dừng khẩn cấp... lỗi Đây là một giải pháp dành cho các kỹ thuật viên và nhà quản lý của những phòng thí nghiệm 17 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear - Phần mềm Bluehill 2 chia thành các bảng mã màu giúp thao tác dễ dàng Màn hình đáp ứng nhu cầu đối với các kỹ thuật ứng dụng cho từng phƣơng pháp kiểm tra Các thông... và là màn hình ta chọn phƣơng pháp thí nghiệm 21 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear *Chức năng của các nút trong màn hình chính: - Test Button Nhấn nút này khi ta muốn tiến hành thí nghiệm với mẫu Phần mềm sẽ trình diễn một loạt các màn hình khác để ta chọn phƣơng pháp kiểm tra, đặt tên cho mẫu... file đó Ví dụ nhƣ khi ta mở một phƣơng pháp thí nghiệm và bắt đầu chỉnh sửa nó, dấu * sẽ xuất hiện sau tên của file đó cho đến khi ta lƣu lại file đó hoặc lƣu dƣới tên của một file mới Nếu ta chọn 23 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear tạo ra một phƣơng pháp mới, thanh trạng thái sẽ hiện ra chữ... cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear - Để tiến hành thí nghiệm với một mẫu thử mới, ta có thể nhấn vào nút TEST trên màn hình chính, chọn nút NEW SAMPLE trên thanh điều hƣớng (Navigator bar) - Lƣu ý là trƣớc khi bắt đầu thí nghiệm, phải chọn phƣơng pháp mà ta muốn sử dụng để kiểm tra cho mẫu thử mới này - Nếu nhƣ file phƣơng pháp mà ta muốn sử dụng nằm ở danh... lại mẫu Không có mối liên hệ nào giữa file mẫu và file gốc của phƣơng pháp kiểm tra (Là file mà ta chọn lúc bắt đầu quy trình thí nghiệm) 27 GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 Báo cáo thực hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear - Điều này có nghĩa là ngay khi ta chọn một phƣơng pháp kiểm tra để thử nghiệm, một bản copy của các thông số thí nghiệm . 1.3.2. Các ví dụ về đo đạc cấu trúc bằng thiết bị 30 2 – PHƢƠNG PHÁP WARNER- BRATZLER SHEAR 34 2.1. Sơ lƣợc về phƣơng pháp Warner- Bratzler Shear 34 2.1.1. Lịch sử của phƣơng pháp [] 34 2.1.2 thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 1 1 - TỔNG QUAN 2 1.1. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC. hành môn Vật lý thực phẩm Tìm hiểu phương pháp Warner- Bratzler Shear GVHD: Th.S Nguyễn Đức Vượng Thực hiện: Nhóm 3 – Tổ 4 – DHTP4 2 1 - TỔNG QUAN 1.1. TỔNG QUAN VỀ CẤU TRÚC THỰC PHẨM 1.1.1.