Thử nghiệm cấp tốc thời hạn sử dụng của màu tự nhiên trong 3 nền mẫu thực phẩm với Tủ vi khí hậu Binder KBF P – Acceerated Shelf-life Testing of Natural Colors in Model Food System
Tóm tắt
Phần lớn trong ngành công nghiệp thực phẩm của Anh – UK đang chuyển từ màu nhân tạo sang chất thay thế tự nhiên. Tuy nhiên, màu tự nhiên kém ổn định hơn và đắt hơn. Sự kém ổn định có thể là một vấn đề khi màu tự nhiên được thêm vào các sản phẩm thực phẩm có thời hạn sử dụng dài ở điều kiện thông thường. Các bài kiểm tra về hạn sử dụng thường thường tốn thời gian. Để kiểm tra và xác định lão hóa cấp tốc để dự đoán độ ổn định của màu tự nhiên (anthocyanin lycopene, chất diệp lục và Cu-chlorophyllin) được sử dụng đơn lẻ như một thành phần trong ba loại nền thực phẩm khác nhau (đồ ngọt đun sôi, thạch gelatine, đồ uống làm từ nước trái cây).
Các mẫu được bảo quản trong Tủ vi khí hậu Binder không đổi ở 20°C, 30°C và 40°C và tiếp xúc với ánh sáng cường độ cao ở 4.000 Lux với tia UV ở 1,4 W/m2 và trong bóng tối. Sự mất màu được theo dõi về sự thay đổi ở Hue (ΔH) theo thời gian (7 tháng ở 20°C và 8 tuần ở 30°C và 40°C. Kết quả cho thấy tốc độ lão hóa độ suy giảm màu bị ảnh hưởng bởi chất nền thực phẩm và loại màu đang được sử dụng. Ngoài ra, kết quả cho thấy việc sử dụng nhiệt độ cao kết hợp với ánh sáng cho phép các mẫu được sàng lọc về sự thay đổi màu sắc trong thang thời gian ngắn hơn.
Giới thiệu
Thời hạn sử dụng của sản phẩm được xác định bằng cách lưu sản phẩm trong điều kiện mà ở đó sản phẩm sẽ trải qua và đo lường các thay đổi xảy ra (hóa học, vi sinh và vật lý) trong khoảng thời gian nhất định cho đến khi sản phẩm trở nên không thể chấp nhận được đối với người tiêu dùng. Các nhà sản xuất thực phẩm luôn chịu áp lực phải tung ra các sản phẩm mới trong thời gian ngắn hơn và thường không có đủ thời gian để kiểm tra thời hạn sử dụng theo thời gian thực. Kiểm tra lão hóa cấp tốc thời hạn sử dụng (ASLT) là một phương pháp gián tiếp để đo lường và ước tính độ ổn định của sản phẩm bằng cách lưu trong điều kiện được tăng tốc độ lão hóa xảy ra trong sản phẩm trong điều kiện bảo quản bình thường. Ngoài việc dự đoán về độ ổn định của sản phẩm bao gồm cả màu sắc, Kiểm tra lão hóa cấp tốc thời hạn sử dụng (ASLT) còn hữu ích cho một số mục đích khác, ví dụ: để xác định độ an toàn của sản phẩm trong các điều kiện khắc nghiệt, để khắc phục sự cố trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển sản phẩm và để đánh giá tính năng vật liệu đóng gói của sản phẩm.
Hình 1: Tủ vi khí hậu Binder KBF P 720 với đèn gắn trên cửa để kiểm tra độ ổn định màu sắc.
Thiết bị và phương pháp
Tủ vi khí hậu Binder KBF P 720 với đèn gắn trên cửa, Anthocyanin (E163), Chất diệp lục (E140), Cu-Chlorophyllin (E141), Lycopene (E160d), Kẹo ngọt, Thạch gelatine, Đồ uống làm từ nước trái cây, HunterLab ColorQuest XE1
Bảng 1: Các điều kiện kiểm tra lão hóa cấp tốc
| Điều kiện kiểm tra độ ổn định | Lưu trữ thời gian thực | Điều kiện lưu trữ lão hóa | |
|---|---|---|---|
| Nhiệt độ | 20oC | 30oC | 40oC |
| Kiểm tra với ánh sáng | Ánh sáng ban ngày | VIS 4.000 Lux UV 1,7 W/m2 | VIS 4.000 Lux |
| Kiểm tra không ánh sáng | Tối | Tối | Tối |
| Thời gian kiểm tra | 7 tháng | 8 tuần | 8 tuần |
| Tần suất lấy mẫu đo màu | Hàng Tháng | Hàng Tuần | Hàng Tuần |
Kết quả
Trong bài nghiên cứu này, chỉ trình bày kết quả của các thử nghiệm độ bền màu Anthocyanins đối với đồ uống làm từ nước trái cây. Để biết thêm thông tin, vui lòng tham khảo tài liệu được liệt kê bên dưới.
Hình 2: Sự xuất hiện của đồ uống làm từ nước trái cây có chứa Anthocyanin sau khi bảo quản
Theo hình 2 cho thấy sự thay đổi màu sắc dưới điều kiện chiếu ánh sáng ở 30oC và 40oC. Màu đỏ của Anthocyanin mờ dần rất rõ ràng ở 2 điều kiện chiếu sáng và không chiếu sáng. Màu đỏ của mẫu lưu ở điều kiện 40oC trong 5 tuần mờ nhanh chóng hơn mẫu lưu ở điều kiện 30oC trong 8 tuần. Màu đỏ của mẫu lưu ở điều kiện 20 oC, không chiếu sáng trong 7 tháng gần như không thay đổi màu sắc.
Hình 3: Tác động của nhiệt độ và ánh sáng lên nước trái cây chứa Anthocyanin
Hình 3 cho thấy sự thay đổi màu sắc gia tăng khi nhiệt độ tăng. Sự thay đổi màu sắc ở nước trái cây cao hơn so với Kẹo ngọt và Thạch gelatine truong điều kiện chiếu sáng. Như mong đợi, Mẫu lưu không có ánh sáng có ít biến đổi màu sắc so với mẫu lưu ở điều kiện chiếu sáng trong 30°C và 40°C. Mẫu lưu ở 20°C thì gần như ít biến đổi.
Tỉ lệ thay đổi màu sắc của nước trái cây chứa Anthocyanin được thể hiện trong bảng 2. Mẫu lưu không chiếu sáng ở 30°C và 40°C nhanh gấp từ 1- 4 lần sơ với mẫu lưu 20°C có chiếu sáng. Tốc độ lão hóa lớn hơn nhiều đối với các mẫu được bảo quản trong ánh sáng ở 30 ° C và 40 ° C với tốc độ lần lượt là 11 và 26 lần. Điều này chỉ ra rằng ánh sáng có tác động bất lợi hơn, nhanh hơn nhiệt độ đối với màu sắc nước trái cây có chứa anthocyanin.
| Bảng 2: Tốc độ lão hóa màu sắc của nước trái cây so với Điều kiện 20°C có ánh sáng | ||||
|---|---|---|---|---|
| Tốc độ lão hóa | 30°C Không ánh sáng | 40°C Không ánh sáng | 30°C Không ánh sáng | 40°C Không ánh sáng |
| Nước trái cây chứa Anthocyanin | 1 | 4 | 11 | 26 |
Tóm tắt và kết luận
Đồ uống nước trái cây, các hệ thống kiểm tra độ ổn định màu anthocyanins có thể được tiến hành ở nhiệt độ 30°C kết hợp với ánh sáng và sự thay đổi màu sắc nhanh hơn 11 lần so với thời gian thực bảo quản ở 20°C.
Sự thay đổi màu sắc (được biểu thị là ΔH) cho thấy rằng sản phẩm dạng rắn (kẹo cứng và thạch gelatine) có xu hướng thay đổi chậm hơn so với sản phẩm lỏng (đồ uống nước trái cây). Các phân tử anthocyanin trong dạng rắn được cho là liên kết chặt chẽ hơn trong dạng lỏng và do đó, các phân tử được cho là không thể di chuyển tự do, dẫn đến sự thay đổi màu sắc ít hơn.
Chất Anthocyanin ổn định nhất trong kẹo ngọt cứng, tiếp theo là thạch gelatine và đồ uống nước trái cây vì các giá trị của ΔH lần lượt là <10, <20 và <30 sau khi mẫu được tiếp xúc ở 30°C và 40°C và cường độ ánh sáng cao.
Tóm lại, có sự tương quan tốt giữa kết quả thực tế và kết quả dự đoán cho kẹo ngọt cứng, thạch gelatine và Đồ uông nước trái cây có chứa anthocyanin và chlorophyll và sự tương quan tốt hơn giữa kết quả thực tế và dự đoán cho sản phẩm khi bảo quản có ánh sáng với không có ánh sáng.
Bài nghiên cứu cho thấy rằng các bài kiểm tra lão hóa với Tủ vi khí hậu Binder KBF P 720 được sử dụng để dự đoán độ ổn định của màu sắc tự nhiên. Vui lòng tìm thông tin chi tiết về dòng Tủ vi khí hậu KBF P, tại: www.binder-world.com.