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

  • 10 trang
  • file .pdf
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
TỐI ƯU HÓA NHIỆT ĐỘ VÀ THỜI GIAN THANH TRÙNG SẢN PHẨM NƯỚC GIẢI KHÁT
THUỐC DÒI BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG
Nguyễn Duy Tân1
1
Trường Đại học An Giang
Thông tin chung: ABSTRACT
Ngày nhận bài: 23/05/2017
Ngày nhận kết quả bình duyệt: Response surface methodology (RSM) was applied to optimize temperature and
25/11/2017 time of pasteurization of “thuoc doi” beverage basing on the parameters such
Ngày chấp nhận đăng: 12/2017 as the content of vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol and tannin. The
Title: experiment was set with central composite design (CCD) with 23+star for
An application of response investigating the effects of pasteurization temperature (70 ÷ 90 oC) and time (15
surface method to optimize ÷ 35 minutes) on the selected parameters. The results showed that the optimal
pasteurization temperature and pasteurization process was obtained at 83 oC for 31 minutes. Consequently,
time of Pouzolzia zeylanica vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol and tannin contents of the
beverage
product were 60,26 mg/L; 6,18 mg/L; 147,55 mg/L; 312,01 mg/L and 422,95
Keywords: mg/L, respectively.
Pouzolzia zeylanica plant,
bioactive conpounds, beverage, TÓM TẮT
response surface methodology
(RSM), optimization, Phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM) được sử dụng để tối ưu hóa nhiệt độ và
pasteurization thời gian thanh trùng sản phẩm nước giải khát thuốc dòi dựa vào các chỉ tiêu
Từ khóa: như hàm lượng vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin. Thí
Cây thuốc dòi, hợp chất nghiệm được thiết kế theo kiểu phức hợp điểm tâm (CCD) với mô hình 23+star
sinh học, nước giải khát, để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ (70÷90oC) và thời gian thanh trùng (15÷35
phương pháp bề mặt đáp phút) đến các chỉ tiêu được chọn. Kết quả nghiên cứu cho thấy quá trình thanh
ứng, sự tối ưu hóa,
trùng tối ưu đạt được ở 83oC trong 31 phút. Hàm lượng vitamin C,
thanh trùng
anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin trong sản phẩm lần lượt là 60,26
mg/L; 6,18 mg/L; 147,55 mg/L; 312,01 mg/L và 422,95 mg/L.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ polyphenol và tannin) và dịch trích ly từ cây thuốc
Cây thuốc dòi có tên khoa học là Pouzolzia dòi có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm, chống
zeylanica L. Benn, thuộc họ Gai Urticaceae, rất oxy hóa và khử gốc tự do (Ghani, 2003; Lê Thanh
phổ biến và phát triển tốt trong điều kiện khí hậu Thủy, 2007; Li et al., 2011; Saha & Paul, 2012a;
ở Việt Nam. Theo Đông y, cây thuốc dòi có vị Paul & Saha, 2012; Saha et al., 2012; Saha & Paul,
ngọt, nhạt, tính mát, có tác dụng chỉ khái, tiêu 2012b; Sarma & Dinda, 2013). Vì vậy, việc nghiên
đờm, dùng chữa ho lâu ngày, ho lao, viêm họng, cứu chế biến nước giải khát từ cây thuốc dòi là rất
viêm thanh phế quản (Đỗ Tất Lợi, 2004; Võ Văn cần thiết để tạo ra sản phẩm tiện ích và có tác
Chi, 2012). Các nghiên cứu trong và ngoài nước dụng hỗ trợ sức khỏe vì có chứa nhiều chất có
cho thấy, cây thuốc dòi có chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học. Ngoài việc tìm ra các thông số
hoạt tính sinh học (anthocyanin, flavonoid, tối ưu cho quá trình trích ly và phối chế, thì quá
trình thanh trùng sản phẩm cũng là một công đoạn
12
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
quan trọng cần được khảo sát để tìm ra nhiệt độ Nguyên liệu thuốc dòi khô được trích ly ở nhiệt
và thời gian thanh trùng tốt nhất cho quy trình chế độ 81 oC trong thời gian 30 phút với tỷ lệ
biến nhằm giữ được hàm lượng vitamin C, nước/nguyên liệu 27/1 (v/w). Tiến hành lọc thu
anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin cao được dịch trích thuốc dòi, phối chế bằng đường
nhất. phèn đến 15 oBrix và bằng acid citric/acid
Phương pháp bề mặt đáp ứng RSM trong phần ascorbic = 1/1 đến pH 3,6 (kết quả của nghiên cứu
mềm Statgraphic là phương pháp đơn giản để tối trước); rót chai thủy tinh với dung tích 330 ml sau
ưu hóa các nhân tố được khảo sát với số mẫu đó đóng nắp để bố trí thí nghiệm thanh trùng.
được đơn giản đi rất nhiều so với bố trí hai hay ba 2.2 Thiết kế thí nghiệm
nhân tố theo kiểu thông thường. Và có thể tìm ra Bước 1: Chọn nhân tố (2, 3 hoặc nhiều hơn) và
được điểm tối ưu chung cho nhiều hàm mục tiêu chọn khoảng khảo sát để tối ưu hóa (thường dựa
cần đạt được. Vì thế, nghiên cứu sử dụng phương vào kết quả nghiên cứu thăm dò). Thí nghiệm
pháp này cho việc bố trí khảo sát nhiệt độ và thời được tiến hành với 2 nhân tố: nhiệt độ thanh
gian thanh trùng nước giải khát thuốc dòi. trùng, X1 (oC): 70 ÷ 90; thời gian thanh trùng, X2
2. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP (phút): 15 ÷ 35.
NGHIÊN CỨU Bước 2: Chọn mức độ khảo sát (3 hoặc 5 mức độ)
2.1 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm và mô hình thiết kế (nhiều loại mô hình) có sẵn
Cây thuốc dòi được trồng tại khu thực nghiệm trong phần mềm Statgraphic. Thí nghiệm sử dụng
Trường Đại học An Giang, được thu hoạch với RSM trong phần mền Statgraphic XV để bố trí và
thời gian sinh trưởng 1,5 ÷ 2 tháng (chiều cao đạt tối ưu hóa các nhân tố thí nghiệm. Mỗi nhân tố
25 - 40 cm). Loại bỏ những cây bị sâu bệnh, vàng được khảo sát với 5 mức độ (-α, -1, 0, +1, + α)
úa, rửa sạch và phơi khô đến độ ẩm ≤ 12%. Sau được tính toán từ việc chạy phần mềm và kết quả
đó, cắt khúc với chiều dài 2 - 3 cm, cho vào bao bì được trình bày ở Bảng 1.
nilong PP, tồn trữ nhiệt độ phòng để sử dụng cho Thí nghiệm được thiết kế theo mô hình (Central
nghiên cứu. composite design: 22+star). Chọn số lần lặp lại
Quy trình chế biến: Nguyên liệu thuốc dòi khô  của điểm trung tâm (5 lần) và chạy phần mềm sẽ
Trích ly  Lọc  Dịch thuốc dòi  Phối chế  tìm được số mẫu thí nghiệm (13 mẫu) với bố trí
Rót chai, đóng nắp  Thanh trùng  Làm nguội nhiệt độ và thời gian thanh trùng ngẫu nhiên được
 Sản phẩm. trình bày ở Bảng 2.
Bảng 1. Mã hóa biến và các mức độ khảo sát
Giá trị
Nhân tố (Biến) Mã hóa
-α -1 0 +1 +α
Nhiệt độ thanh trùng (oC) X1 66 70 80 90 94
Thời gian thanh trùng (phút) X2 11 15 25 35 39
2.3 Phân tích số liệu tích (ANOVA) với độ khác biệt nhỏ nhất (LSD) ở
mức ý nghĩa 95%.
Thí nghiệm được thực hiện theo thiết kế như ở
Bảng 2. Các hàm mục tiêu như vitamin C, Mức độ phù hợp của các mô hình dự đoán cho các
anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin hàm mục tiêu được đánh giá thông qua hệ số xác
cũng thu thập theo các mẫu thí nghiệm đã bố trí. định tương quan R2 và giá trị P của Lack of fit. Mô
Các số liệu thu thập, sử dụng phần mềm để phân hình dự đoán cho các hàm mục tiêu có dạng bậc 2
(Phương trình 1).
13
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
anthocyanin theo phương pháp pH vi sai (Ahmed
et al., 2013; Lee et al., 2005); phân tích flavonoid
theo phương pháp Aluminium Chloride
(1)
Colorimetric (Mandal et al., 2013; Eswari et al.,
Trong đó: Y - chỉ tiêu cần thu nhận; β0 - hằng số; βj 2013); phân tích polyphenol theo phương pháp
- hệ số tuyến tính; βjj - hệ số bình phương; βij - hệ Folin - Ciocalteau (Hossain et al., 2013); phân
số tương tác; Xi, Xj - các biến khảo sát. tích tannin theo phương pháp Folin-Denis
2.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu (Laitonjam et al., 2013).
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu theo dõi: phân
tích vitamin C theo phương pháp chuẩn độ (Phạm
Thị Hồng Ánh & cs., 2004); phân tích
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Ảnh hưởng của điều kiện thanh trùng đến hàm lượng vitamin C và hợp chất có hoạt tính sinh
học
Bảng 2. Bố trí thí nghiệm và kết quả phân tích các hàm mục tiêu (vitamin C, anthocyanin, flavonoid, plyphenol và
tannin) theo nhiệt độ và thời gian thanh trùng
Số mẫu Nhiệt độ Thời gian Vitamin C Anthocyanin Flavonoid Polyphenol Tannin
TN (oC) (phút) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L) (mg/L)
1 80 (0) 25 (0) 60,33 6,19 147,15 298,81 422,85
2 80 (0) 25 (0) 60,21 6,16 148,06 302,22 423,15
3 94 (+α) 25 (0) 59,26 6,05 145,28 301,62 417,98
4 70 (-1) 15 (-1) 59,13 6,06 142,55 306,11 422,04
5 90 (+1) 15 (-1) 59,94 6,14 146,34 311,75 422,95
6 80 (0) 25 (0) 60,35 6,18 146,95 312,05 421,98
7 80 (0) 39 (+α) 59,74 6,12 145,46 309,94 421,55
8 70 (-1) 35 (+1) 58,71 6,00 142,05 311,08 420,24
9 66 (-α) 25 (0) 58,15 5,99 139,72 311,81 421,67
10 90 (+1) 35 (+1) 59,85 6,03 143,54 308,65 414,93
11 80 (0) 25 (0) 60,34 6,17 146,58 310,64 422,83
12 80 (0) 25 (0) 60,18 6,18 147,25 306,44 423,01
13 80 (0) 11 (-α) 60,17 6,09 143,87 307,76 419,67
Phân tích Anova dữ liệu ở Bảng 2; vẽ đồ thị bề Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour ở Hình 1 (a, b,
mặt đáp ứng và contour cho các hàm mục tiêu c, d và e) cho thấy, nhiệt độ và thời gian thanh
vitamin C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol và trùng đều có ảnh hưởng theo mô hình bậc hai đến
tannin; tìm ra phương trình hồi quy cho các hàm hàm lượng vitamin C, anthocyanin, flavonoid,
mục tiêu. Kết quả được trình bày ở Hình 1, Bảng polyphenol và tannin hiện diện trong sản phẩm
3 và Hình 2. với giá trị P  0,05.
14
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
Hàm lượng vitamin C của sản phẩm có xu hướng hơn, hàm lượng polyphenol giữ ở mức cao trong
tăng khi tăng nhiệt độ thanh trùng từ 66 – 83 oC khoảng thời gian từ 26 ÷ 32 phút và đạt tối ưu ở
và đạt đến giá trị tối ưu 82,62 oC sau đó giảm 28,61 phút. Hàm lượng polyphenol đạt giá trị tối
xuống khi tăng nhiệt độ tiếp tục đến 94 oC. Ngược ưu là 312,22 mg/L tương ứng với nhiệt độ và thời
lại, thời gian thanh trùng có ảnh hưởng theo mô gian thanh trùng lần lượt là 84,53 oC và 28,61 phút
hình bậc hai chưa rõ ràng đến hàm lượng vitamin (Hình 1d).
C, hàm lượng vitamin C giữ ở mức cao trong Ngược lại, đồ thị bề mặt đáp ứng và contour ở Hình
khoảng thời gian từ 15 ÷ 30 phút và đạt tối ưu ở 1e cho thấy, nhiệt độ và thời gian thanh trùng có ảnh
22,07 phút. Hàm lượng vitamin C trong sản phẩm hưởng theo mô hình bậc hai chưa rõ đến hàm lượng
giữ được cao nhất là 60,36 mg/L tương ứng với tannin trong sản phẩm. Hàm lượng tannin có xu
nhiệt độ và thời gian thanh trùng lần lượt là 82,62 oC hướng giảm khi tăng nhiệt độ và kéo dài thời gian
và 22,07 phút (Hình 1a). thanh trùng. Hàm lượng tannin trong sản phẩm đạt
Tương tự, hàm lượng anthocyanin trong sản phẩm giá trị tối ưu là 423,04 mg/L tương ứng với nhiệt độ
giữ ở mức cao khi nhiệt độ thanh trùng nằm trong và thời gian thanh trùng lần lượt là 80,35 oC và 30,33
khoảng 81 ÷ 84 oC, tối ưu ở 82,31 oC. Bên cạnh phút.
đó, khi kéo dài thời gian thanh trùng hàm lượng Kết quả trên cho thấy, khi thanh trùng sản phẩm với
anthocyanin có xu hướng duy trì được tốt hơn, nhiệt độ thấp dưới 75 oC và thời gian ngắn có thể
hàm lượng anthocyanin giữ ở mức cao trong chưa tiêu diệt được hết vi sinh vật trong sản phẩm nên
khoảng thời gian từ 25 ÷ 30 phút và đạt tối ưu ở hàm lượng vitamin C và các hoạt chất sinh học có thể
27,90 phút. Hàm lượng anthocyanin trong sản bị phân hủy do vi vật còn lại trong sản phẩm (vì mẫu
phẩm được duy trì cao nhất là 6,18 mg/L tương ứng được để ổn định sau 1 ngày mới tiến hành phân tích).
với nhiệt độ và thời gian thanh trùng lần lượt là 82,31 Ngược lại, các mẫu được thanh trùng ở nhiệt độ từ 90
o
C và 27,90 phút (Hình 1b). o
C trở lên với thời gian dài trên 20 phút thì hàm lượng
Nhiệt độ và thời gian thanh trùng có ảnh hưởng các hợp chất sinh học trong sản phẩm giảm đi. Điều
theo mô hình bậc hai khá rõ ràng đến hàm lượng này là do các hợp chất sinh học vitamin C,
flavonoid trong sản phẩm. Hàm lượng flavonoid anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin có tính
duy trì ở mức cao khi nhiệt độ thanh trùng nằm chất nhạy cảm với nhiệt độ cao và thời gian xử lý
trong khoảng 81 ÷ 87 oC, tối ưu ở 84,15 oC. nhiệt dài (Hà Duyên Tư & Vũ Hồng Sơn, 2009).
Tương tự như anthocyanin, khi kéo dài thời gian Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng, quá trình thanh trùng
thanh trùng hàm lượng flavonoid có xu hướng nhiệt có thể làm giảm hợp chất phenolic trong hầu hết
tăng, hàm lượng flavonoid duy trì ở mức cao nước quả (Chen et al., 2013). Noci et al. (2008) quan
trong khoảng thời gian từ 24 ÷ 32 phút và đạt tối sát thấy có sự phân hủy hợp chất phenolic trong nước
ưu ở 28,62 phút. Hàm lượng flavonoid trong sản táo thanh trùng ở 94 oC nhiều hơn khi thanh trùng ở
phẩm dạt cao nhất là 147,64 mg/L tương ứng với 72 oC. Cũng như thế, thời gian thanh trùng được xem
nhiệt độ và thời gian thanh trùng lần lượt là 84,15 oC là nhân tố quan trọng có ảnh hưởng lên sự phân hủy
và 28,62 phút (Hình 1c). hợp chất phenolic trong nước quả. Odrizola -
Tương tự, nhiệt độ và thời gian thanh trùng cũng Serrano et al. (2008) cho thấy khi thanh trùng
có ảnh hưởng theo mô hình bậc hai rõ đến hàm nước quả dâu tây ở 90 oC trong 1 phút dẫn đến sự
lượng polyphenol trong sản phẩm. Hàm lượng phân hủy hợp chất phenolic nhiều hơn trong 30
polyphenol sản phẩm giữ ở mức cao khi nhiệt độ giây.
thanh trùng nằm trong khoảng 82 ÷ 87 oC, tối ưu
ở 84,53 oC. Khi kéo dài thời gian thanh trùng hàm
lượng polyphenol có xu hướng duy trì được tốt
15
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
(a) (b)
(c) (d)
(e)
Hình 1. Đồ thị bề mặt đáp ứng và contour thể hiện mối tương quan giữa hàm lượng
vitamin C (a), anthocyanin (b), flavonoid (c), polyphenol (d) và tannin (e)
theo nhiệt độ và thời gian thanh trùng.
Kết quả phân tích thống kê ANOVA cho thấy, mô lại đối với các hệ số tuyến tính của thời gian,
hình tương quan xây dựng với các hệ số tuyến bình phương của nhiệt độ, thời gian có quan hệ
tính, tương tác và bình phương của hai nhân tố tỷ lệ nghịch với hàm lượng vitamin C trong sản
nhiệt độ và thời gian thanh trùng đều có ảnh phẩm sau khi thanh trùng. Tương tự, phương
hưởng đến hàm lượng vitamin C, anthocyanin, trình dự đoán hàm lượng anthocyanin (3) cho thấy,
flavonoid, polyphenol và tannin trong sản phẩm các hệ số tuyến tính của nhân tố nhiệt độ, tương tác
với P-value ≤ 0,05 (Bảng 3). của nhiệt độ và thời gian có quan hệ tỷ lệ thuận với
Phương trình dự đoán hàm lượng vitamin C (2) hàm lượng anthocyanin. Ngược lại đối với các hệ
cho thấy, các hệ số tuyến tính của nhân tố nhiệt số tuyến tính của thời gian, bình phương của nhiệt
độ, tương tác giữa nhiệt độ và thời gian có quan độ và thời gian có quan hệ tỷ lệ nghịch với hàm
hệ tỷ lệ thuận với hàm lượng vitamin C. Ngược lượng anthocyanin. Phương trình dự đoán hàm
16
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
lượng flavonoid (4) cho thấy, các hệ số tuyến tính polyphenol. Ngược lại đối với các hệ số bình
của nhân tố nhiệt độ, thời gian và tương tác của phương của nhiệt độ và thời gian có quan hệ tỷ
nhiệt độ và thời gian có quan hệ tỷ lệ thuận với lệ nghịch với hàm lượng polyphenol. Phương
hàm lượng flavonoid. Ngược lại đối với các hệ số trình dự đoán hàm lượng tannin (6) cho thấy,
bình phương của nhiệt độ và thời gian có quan hệ các hệ số tuyến tính của nhân tố nhiệt độ, tương
tỷ lệ nghịch với hàm lượng flavonoid. Phương tác giữa nhiệt độ và thời gian có quan hệ tỷ lệ
trình dự đoán hàm lượng polyphenol (5) cho thuận với hàm lượng tannin. Ngược lại đối với
thấy, các hệ số tuyến tính của nhân tố nhiệt độ, các hệ số tuyến tính của thời gian, bình phương
thời gian và tương tác giữa nhiệt độ và thời gian của nhiệt độ và thời gian có quan hệ tỷ lệ
có quan hệ tỷ lệ thuận với hàm lượng nghịch với hàm lượng tannin (Bảng 3).
Bảng 3. Kết quả phân tích Anova và hệ số tuyến tính, tương tác và bình phương của các phương trình hồi quy để
dự đoán hàm lượng các hợp chất sinh học.
Giá trị thực tế của các phương trình
Hệ số
Anthocyanin Flavonoid Polyphenol Tannin Vitamin C
Constant 1,5006 Pvalue -8,4599 Pvalue 35,7370 Pvalue 374,811 Pvalue 9,4804 Pvalue
X1 0,1186 0,0038 3,7015 0,0010 6,4975 0,0004 1,6882 0,0017 1,2427 0,0001
X2 -0,0145 0,0457 0,0254 0,0421 0,1292 0,0409 -1,2923 0,0024 -0,0417 0,0146
X1X1 -0,0008 0,0001 -0,0234 0,0003 -0,0405 0,0002 -0,0151 0,0009 -0,0077 0,0000
X1X2 0,0004 0,0017 0,0083 0,0390 0,0120 0,0484 0,0255 0,0004 0,0013 0,0339
X2X2 -0,0004 0,0010 -0,0126 0,0037 -0,0199 0,0035 -0,0112 0,0029 -0,0014 0,0091
Lack-of-fit 0,7930 0,5013 0,9923 0,1756 0,2498
R-squared 98,9471 97,2370 98,6930 96,3356 98,8810
Ghi chú: X1 - nhiệt độ thanh trùng; X2 - thời gian thanh trùng
Theo Zabeti et al. (2009), mô hình tương quan tốt 0,9633 và giá trị P của Lack of fit  0,1756. Vì
cần có sự phù hợp giữa số liệu thực tế và lý thuyết, vậy có thể khẳng định, các mô hình có đủ độ
vì vậy mô hình xây dựng với kiểm định Lack of fit chính xác để sử dụng dự đoán mối tương quan của
(sự không phù hợp) không có ý nghĩa thống kê là các nhân tố với hàm lượng vitamin C,
điều cần thiết (P  0,05). Ngoài ra, mô hình tương anthocyanin, flavonoid, polyphenol, tannin; sự
quan tốt cần có hệ số xác định tương quan R2 lớn phù hợp giữa số liệu thực nghiệm và dự đoán của
hơn 0,8 (Guan & Yao, 2008). Trong nghiên cứu này, hàm lượng vitamin C, anthocyanin, flavonoid,
các mô hình được xây dựng từ thí nghiệm đã thỏa polyphenol và tannin (Hình 2).
các điều kiện với hệ số xác định tương quan R2 
17
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
HL Vitamin C dự đoán (mg/L)
60,5 6,2
HL. Anthocyani dự đoán (mg/L)
60 6,15
59,5 6,1
59 y = 0,988x + 0,661 6,05
R² = 0,988 y = 0,989x + 0,064
R² = 0,989
58,5 6
58 5,95
58 58,5 59 59,5 60 60,5 5,95 6 6,05 6,1 6,15 6,2
Hàm lượng Vitamin C thực nghiệm (mg/L) Hàm lượng Anthocyanin thực nghiệm (mg/L)
(a) (b)
149 314
HL. Polyphenol dự đoán (mg/L)
HL. Flavonoid dự đoán (mg/L)
312
147 310
308
145
306
304
143 y = 0,972x + 4,004 y = 0,986x + 4,022
R² = 0,972 302
R² = 0,986
300
141
298
139 296
138 140 142 144 146 148 150 295 300 305 310 315
Hàm lượng Flavonoid thực nghiệm (mg/L) Hàm lượng Polyphenol thực nghiệm (mg/L)
(c) (d)
424
HL. Tannin dự đoán (mg/L)
423
422
421
420
419
418 y = 0,963x + 15,45
417 R² = 0,963
416
415
414
414 416 418 420 422 424
Hàm lượng Tannin thực nghiệm (mg/L)
(e)
Hình 2. Đồ thị thể hiện mối tương quan giữa hàm lượng vitamin C (a), anthocyanin (b), flavonoid (c), polyphenol
(d) và tannin (d) giữa thực nghiệm và dự đoán từ mô hình.
3.2 Tối ưu hóa đồng thời nhiều bề mặt đáp giảm đáng kể khi các thông số của quá trình được
ứng của các hàm mục tiêu vitamin C, tối ưu hóa (Spigno et al., 2007; Tsai et al., 2010).
anthocyanin, flavonoid, polyphenol và Các biến phụ thuộc bao gồm hàm lượng vitamin
tannin trong quá trình thanh trùng C, anthocyanin, flavonoid, polyphenol và tannin
Tối ưu hóa đồng thời nhiều bề mặt đáp ứng có thể được tối ưu hóa riêng lẻ và chúng có các thông số
là quan điểm chính cho ứng dụng trong công nhiệt độ và thời gian thanh trùng tối ưu riêng
nghiệp, đặc biệt là giá trị năng lượng của quá trình (Bảng 4).
18
An Giang University Journal of Science – 2017, Vol. 18 (6), 12 – 21
Bảng 4. Kết quả tối ưu hóa của từng hàm mục tiêu riêng lẻ
Giá trị tối ưu Nhiệt độ thanh Thời gian thanh
Stt Hàm mục tiêu
tìm được trùng (oC) trùng (phút)
1 Vitamin C (mg/L) 60,36 82,61 22,07
2 Anthocyanin (mg/L) 6,18 82,31 27,9
3 Flavonoid (mg/L) 147,64 84,15 28,62
4 Polyphenol (mg/L) 312,22 84,53 28,61
5 Tannin (mg/L) 423,04 80,35 30,33
Vì vậy, hàm mong đợi trong phương pháp bề mặt mục tiêu. Kết quả tối ưu hóa chung cho các hàm
đáp ứng (RSM) được sử dụng thông qua phần mục tiêu được thể hiện qua đồ thị contour (Hình
mền Statgraphic XV nhằm cho thấy được sự kết 3) và thông số tối ưu chung thể hiện ở dấu sao (+)
hợp giữa các thông số nhiệt độ và thời gian thanh trên hình.
trùng của nhiều bề mặt đáp ứng của từng hàm
Hình 3. Đồ thị contour thể hiện điểm tối ưu hóa chung (dấu chữ thập) của nhiệt độ và thời gian thanh trùng cho các
hàm mục tiêu.
Thông số thanh trùng tối ưu hóa chung đạt được từ phút. Điều này cho thấy khi thanh trùng ở nhiệt độ
mô hình là: nhiệt độ 82,96 oC, thời gian 30,51 phút . thấp thời gian được kéo dài. Giá trị của các hàm mục
Kết quả nghiên cứu của Nguyễn Duy Tân và Đống tiêu về hàm lượng vitamin C, anthocyanin,
Thị Anh Đào (2012), chế độ thanh trùng cho nước flavonoid, polyphenol và tannin tìm được trình bày ở
giải khát từ bắp cải tím là 85 oC trong thời gian 20 Bảng 5.
Bảng 5. Giá trị tối ưu của các hàm mục tiêu theo nhiệt độ và thời gian thanh trùng tìm được từ mô hình dự đoán
Stt Hàm mục tiêu Giá trị tối ưu Nhiệt độ (oC) Thời gian (phút)
1 Vitamin C (mg/L) 60,26
2 Anthocyanin (mg/L) 6,18 82,96 30,51
3 Flavonoid (mg/L) 147,55
19