Đồ án Nghiên cứu sản xuất thanh long sấy bằng phương pháp sấy đối lưu

182 trang thiennha21 12/04/2022 9630

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Nghiên cứu sản xuất thanh long sấy bằng phương pháp sấy đối lưu", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

do_an_nghien_cuu_san_xuat_thanh_long_say_bang_phuong_phap_sa.pdf

Nội dung text: Đồ án Nghiên cứu sản xuất thanh long sấy bằng phương pháp sấy đối lưu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT THANH LONG SẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY ĐỐI LƯU Ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm Giảng viên hướng dẫn : ThS. Huỳnh Phương Quyên Sinh viên thực hiện : Nguyễn Thành Công MSSV: 1211110041 Lớp: 12DTP02 TP. Hồ Chí Minh, 2016
Đồ án tốt nghiệp LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đây là bài báo cáo đồ án tốt nghiệp của riêng em và được hướng dẫn bởi Ths.Huỳnh Phương Quyên. Các kết quả phân tích trong đề tài này là kết quả thu được từ quá trình thực nghiệm, khách quan, không sao chép từ bất kỳ nguồn tài liệu nào. Những thông tin trích dẫn, bảng biểu số liệu tham khảo phục vụ cho việc nghiên cứu đều được ghi rõ nguồn trong phần tài liệu tham khảo. Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. Trường Đại học Công nghệ TP.HCM không liên quan đến những vi phạm tác quyền, bản quyền do em gây ra trong quá trình thực hiện (nếu có). TP. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 8 năm 2015 NGUYỄN THÀNH CÔNG i
Đồ án tốt nghiệp LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn các quý thầy cô khoa Công nghệ sinh học – Thực phẩm – Môi trường đã giảng dạy và truyền đạt cho em kiến thức trong suốt quá trình em học tập, nghiên cứu và rèn luyện ở trường Đại học Công Nghệ TP.HCM. Đặc biệt em xin chân thành cảm ơn Ths. Huỳnh Phương Quyên đã dành nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn em thực hiện đồ án tốt nghiệp này. Nhờ sự giúp đỡ, động viên tinh thần của cô đã giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong quá trình nghiên cứu thực hiện đồ án. Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã hỗ trợ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Mặc dù đã có nhiều cố gắng để thực hiện đồ án tốt nghiệp này song do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý từ quý thầy cô để đồ án tốt nghiệp này có thể được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn! TP. Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 8 năm 2015 NGUYỄN THÀNH CÔNG ii
Đồ án tốt nghiệp MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH x MỞ ĐẦU 11 1. Tính cấp thiết của đề tài 11 2. Mục đích của đề tài 12 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 12 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13 1.1 Thanh long 14 1.1.1 Nguồn gốc và phân loại 14 1.1.1.1 Nguồn gốc 14 1.1.1.2 Phân loại 15 1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 18 1.2.1 Tình hình sản xuất 18 1.2.2 Một số vấn đề khó khăn trong việc tiêu thụ thanh long 19 1.3 Thu hoạch và bảo quản thanh long 21 1.3.1 Thu hoạch 21 1.3.2 Bảo quản 21 1.4 Thành phần dinh dưỡng và lợi ích của quả thanh long 22 1.4.1 Thành phần dinh dưỡng 22 1.4.2 Lợi ích của quả thanh long 24 1.5 Tình hình nghiên cứu và chế biến các sản phẩm từ thanh long 25 1.6 Tổng quan về kỹ thuật tách nước bằng phương pháp thẩm thấu đường 27 1.6.1 Sự khuếch tán và thẩm thấu của đường 27 1.6.1.1 Khuếch tán 27 iii
Đồ án tốt nghiệp 1.6.1.2 Thẩm thấu 27 1.6.2 Mục đích của phương pháp thẩm thấu đường 28 1.6.3 Nguyên tắc của phương pháp thẩm thấu đường 28 1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu 29 1.6.5 Ưu nhược điểm của phương pháp thẩm thấu 29 1.6.5.1 Ưu điểm 29 1.6.5.2 Nhược điểm 30 1.7 Tổng quan về quá trình sấy 30 1.7.1 Bản chất 30 1.7.2 Mục đích và phạm vi sử dụng 30 1.7.3 Vật liệu sấy và yêu cầu sản phẩm sấy 31 1.7.3.1 Vật liệu sấy 31 1.7.3.2 Yêu cầu sản phẩm sấy 32 1.7.4 Kỹ thuật sấy rau quả 33 1.7.4.1 Cơ sở khoa học của việc sấy rau quả 33 1.7.4.2 Biến đổi của vật liệu trong quá trình sấy 33 1.7.4.3 Các phương pháp sấy trong công nghiệp thực phẩm 34 1.7.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 35 1.8 Tổng quan về nguyên liệu phụ và các chất phụ gia 36 1.8.1 Đường 36 1.8.1.1 Tác dụng của đường 36 1.8.1.3 Yêu cầu vệ sinh 37 1.8.2 Nước 37 1.8.3 Acid Citric 38 1.8.4 Manitol 40 1.8.5 Chitosan 41 CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 43 2.1.1 Thời gian nghiên cứu 43 iv
Đồ án tốt nghiệp 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu 43 2.2 Vật liệu nghiên cứu 43 2.2.1 Nguyên liệu chính 43 2.2.2 Nguyên liệu phụ 43 2.2.3 Dụng cụ và thiết bị sử dụng 43 2.3 Phương pháp nghiên cứu 45 2.3.1 Quy trình sản xuất tổng quát 45 2.3.2 Thuyết minh quy trình 46 2.3.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát 48 2.3.4 Thí nghiệm khảo sát 49 2.3.4.1 Phân tích chất lượng của nguyên liệu thanh long 49 2.3.4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ chất khô hòa tan (đường) thích hợp cho dung dịch ngâm thẩm thấu. 49 2.3.4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian ngâm thẩm thấu thích hợp cho thanh long trước khi sấy 51 2.3.4.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát nồng độ acid citric thích hợp cho thanh long trước khi sấy 53 2.3.4.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát chế độ sấy thích hợp cho sản phẩm 54 2.3.4.6 Thí nghiệm 5: Khảo sát một số biện pháp giảm độ dính cho sản phẩm sấy 56 2.3.4.7 Thí nghiệm 6: Khảo sát việc tái sử dụng dịch ngâm 58 2.4 Đánh giá sơ bộ sản phẩm 59 2.5 Phương pháp phân tích 59 2.5.1 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hoá lý 59 2.5.2 Kiểm tra vi sinh đối với mẫu sản phẩm 60 2.5.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 60 2.5.4 Phương pháp sử lý số liệu 63 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64 3.1 Kết quả phân tích các thành phần hóa lý của thanh long 64 v
Đồ án tốt nghiệp 3.2 Ảnh hưởng nồng độ chất khô hòa tan trong dịch nước đường đến quá trình thẩm thấu sản phẩm 65 3.3 Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến chất lượng sản phẩm 69 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric trong dung dịch ngâm đến chất lượng sản phẩm thanh long sấy 72 3.5. Ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm 74 3.6. Một số giải pháp giảm độ dính cho sản phẩm 80 3.7 Khảo sát tái sử dụng dịch ngâm 84 3.8. Kết quả đánh giá sơ bộ sản phẩm 87 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 89 4.1 Kết luận 89 4.2 Kiến nghị 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 vi
Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT INS Hệ thống mã số quốc tế về phụ gia thực phẩm IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry Nomenclature) - Danh pháp Hóa học theo Liên minh Quốc tề về Hóa học thuần túy và Hóa học ứng dụng G.A.P Good Agriculture Production – thực hành nông nghiệp tốt vii
Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các loài thanh long 15 Bảng 1.2. Diện tích và sản lượng thanh long cả nước qua các năm 18 Bảng 1.3. Diện tích, sản lượng thanh long của Việt Nam và các tỉnh qua các năm 18 Bảng 1.4. Thị phần xuất khẩu thanh long của Việt Nam năm 2013 20 Bảng 1.5. Thành phần dinh dưỡng của thanh long 23 Bảng 1.6. Thành phần acid béo của hai giống thanh long 23 Bảng 1.7. Quy định giới hạn cho phép vi sinh vật trong rau, quả và sản phẩm rau, quả 32 Bảng 1.8. Các chỉ tiêu hóa lý của đường trắng 36 Bảng 1.9. Các chỉ tiêu cảm quan của đường 37 Bảng 1.10. Chỉ tiêu vi sinh vật 37 Bảng 1.11. Chỉ tiêu của nước sử dụng trong ăn uống 38 Bảng 1.12. Chỉ tiêu lí - hóa của axit citric 39 Bảng 1.13. Chỉ tiêu lí - hóa của manitol 41 Bảng 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa lý của thanh long Long An 64 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hoà tan trong dịch ngâm đến tỷ lệ thu hồi, oBrix và pH sản phẩm 65 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm đến độ ẩm sản phẩm sau khi ngâm và sấy 67 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm đến kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 68 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến độ ẩm, 0Brix, và pH sản phẩm sau khi ngâm 69 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu tỉ lệ thu hồi sản phẩm và thời gian sấy sản phẩm 70 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấm đến kết quả đánh giá cảm quan 71 viii
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến chỉ tiêu hoá lý của sản phẩm 72 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến kết quả đánh giá cảm quan 73 Bảng 3.10. Sự thay đổi độ ẩm của sản phẩm qua 10 giờ sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 74 Bảng 3.11. Chỉ tiêu hóa lí sản phẩm sau khi sấy ở các chế độ nhiệt khác nhau 76 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, mùi vị sản phẩm 77 Bảng 3.13. Sự biến đổi giá trị L*, a*, b* của thanh long theo nhiệt độ sấy . 78 Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm 79 Bảng 3.15. Sự thay đổi khối lượng và độ ẩm của sản phẩm trước và sau khi áp dụng các giải pháp giảm độ dính 81 Bảng 3.16. Ảnh hưởng của các giải pháp giảm độ dính đến kết quả đánh giá cảm quan của các sản phẩm 82 Bảng 3.17. Sự thay đổi độ Brix, pH của dịch ngâm qua các lần ngâm 84 Bảng 3.18. Sự thay đổi độ Brix và pH của nguyên liệu qua các lần ngâm 85 Bảng 3.19. Sự thay đổi độ sáng L*, a* và b* của dung dịch thẩm thấu qua các lần ngâm 86 Bảng 3.20. Chỉ tiêu hóa lý của sản phẩm 87 Bảng 3.21. Kết quả kiểm tra vi sinh thanh long sấy sau 1 tháng bảo quản 88 ix
Đồ án tốt nghiệp DANH MỤC BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH Hình 1.1. Cây thanh long 14 Hình 1.2. Thanh long ruột trắng, vỏ hồng 16 Hình 1.3. Thanh long ruột đỏ, vỏ đỏ 17 Hình 1.4. Thanh long ruột trắng, vỏ vàng 17 Hình 1.5. Công thức cấu tạo của manitol 40 Hình 1.6. Công thức cấu tạo của chitosan 42 Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất thanh long sấy tổng quát 45 Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát 48 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 50 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 52 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 53 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 55 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 57 Hình 2.8. Phiếu hướng dẫn 62 Hình 2.9. Phiếu trả lời 63 Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự giảm ẩm của nguyên liệu theo thời gian ở các nhiệt độ sấy khác nhau 75 Hình 3.2. Màu sắc thanh long khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau 77 Hình 3.3. Sản phẩm áp dụng các biện pháp giảm độ dính 84 Hình 4.1. Sơ đồ quy trình sản xuất thanh long sấy đề xuất 90 Hình 4.2. Sản phẩm thanh long sấy bằng phương pháp sấy đối lưu 91 x
Đồ án tốt nghiệp MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Thanh long là một loại trái cây đang trồng rất phổ biến ở nước ta. Thanh long có vẻ ngoài bắt mắt, vị chua ngọt, tính mát được dùng để ăn tươi. Thanh long không những có giá trị cao về mặt dinh dưỡng như cung cấp protein, carbonhydrat, chất xơ và các vitamin nhóm B như B1, B2, vitamin A, C mà còn có nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe con người như chống lại các gốc tự do nên hạn chế ung thư, lão hóa, giúp mắt sáng, da khỏe, kích thích tiêu hóa, chữa táo bón, cải thiện sức khỏe tim mạch.v.v Hiện nay, thanh long được trồng ở 32 tỉnh thành, nhưng chủ yếu ở các tỉnh, thành phố như: Bình Thuận, Long An, Tiền Giang, Đồng Nai. Ngoài thị trường tiêu thụ nội địa, thanh long còn xuất khẩu sang các nước Trung Quốc, Thái Lan, Nhật Bản, EU Do dễ trồng và đem lại lợi nhuận cao nên nhiều nhà vườn cũng bắt đầu chuyển sang trồng loại cây này. Diện tích trồng thanh long trên cả nước cũng vì thế mà tăng lên đáng kể, năm 2013 diện tích trồng thanh long cả nước là 28.700 ha đến năm 2016 diện tích trồng thanh long đã trên 37.026 ha. Tuy nhiên, do sản lượng thanh long vào mùa lớn nên làm cho giá cả thanh long rẻ, giá thanh long thương lái mua tại vườn khoảng 1.500 – 3000 đồng/kg. Đầu ra của thanh long không được đảm bảo, thị trường tiêu thụ nước ngoài ngày càng khó tính, đòi hỏi quả thanh long phải đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn. Thời gian bảo quản thanh long cũng khá ngắn nếu không có các biện pháp bảo quản thích hợp. Vì thế, song song với việc tìm ra những phương pháp bảo quản thanh long hiệu quả thì việc nghiên cứu để tạo ra các dòng sản phẩm mới cũng rất quan trọng, tránh lãng phí, góp phần nâng cao giá trị của trái thanh long và đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng. Đã có rất nhiều đề tài nghiên cứu chế biến sản phẩm từ trái thanh long tươi như nước ép thanh long, nectar thanh long, jelly thanh long, nhưng có rất ít đề tài nghiên cứu về việc sấy thanh long. Hiện Hoa Kì đã có trên thị trường dòng sản phẩm thanh long sấy thăng hoa. Trên thị trường Việt Nam sản phẩm thanh long sấy 11
Đồ án tốt nghiệp chưa được bán phổ biến. Tuy công nghệ sấy thăng hoa thường giữ được giá trị dinh dưỡng rất cao cho rau quả vì quá trình làm khô được thực hiện ở nhiệt độ thấp nhưng chi phí đầu tư và vận hành cao nên ít phổ biến hơn sấy khí nóng. Chính vì vậy từ những thực tiễn trên, với mong muốn nghiên cứu những sản phẩm từ thanh long giúp kéo dài thời gian bảo quản, tăng giá trị kinh tế, có giá trị cảm quan cao và giúp đa dạng hóa các sản phẩm công nghiệp bằng cách tạo ra sản phẩm mới có các đặc tính hấp dẫn, nâng cao giá trị sử dụng của thanh long. Đồng thời giải quyết vấn đề thị trường thanh long vào mùa, chúng tôi đã tiến hành đề tài “Nghiên cứu sản xuất thanh long sấy bằng phương pháp sấy đối lưu” để đa dạng hóa nguồn thanh long tươi. 2. Mục đích của đề tài - Tận dụng nguồn nguyên liệu thanh long có chất lượng thương phẩm thấp để chế biến sản phẩm thanh long sấy có giá trị cao hơn. - Đa dạng hóa các dòng sản phẩm từ thanh long. - Bước đầu thiết lập quy trình thanh long sấy. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu sản phẩm thanh long sấy từ nguồn nguyên liệu thanh long Long An để có được hương vị đặc trưng, có giá trị cảm quan và dinh dưỡng cao, có thể sử dụng trong một khoảng thời gian cho phép. Để đáp ứng mục tiêu đề ra, đề tài sẽ tiến hành thí nghiệm theo những nội dung như sau: - Khảo sát nồng độ đường ngâm thẩm thấu thích hợp. - Khảo sát thời gian ngâm thẩm thấu thích hợp cho thanh long trước khi sấy. - Khảo sát nồng độ acid citric thích hợp trong dung dịch ngâm - Khảo sát chế độ sấy thích hợp. - Khảo sát các biện pháp làm giảm độ dính của sản phẩm thanh long sấy. 12
Đồ án tốt nghiệp - Khảo sát tái sử dụng dịch ngâm. 13
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Thanh long 1.1.1 Nguồn gốc và phân loại 1.1.1.1 Nguồn gốc Cây thanh long có tên khoa học là Hylocereus undatus, tên tiếng Anh thường gọi là Dragon Fruit hay Pitahaya, thuộc họ xương rồng Cactaceae, có nguồn gốc ở vùng sa mạc thuộc Mehico và Colombia. Sau đó, được lan dần sang các nước ở Châu Phi như Madagasca và các nước ở Châu Á như Trung Quốc , Đài Loan, Việt Nam, Malaysia, Thái Lan, Philippines. [16] Ở Việt Nam, thanh long được du nhập từ thời Pháp thuộc, được trồng đầu tiên ở Nha Trang và Phan Thiết. Sau khi Xí nghiệp chế biến rau quả xuất khẩu thành phố Hồ Chí Minh thu mua và đem giới thiệu trái thanh long ra thị trường nước ngoài thì phong trào trồng thanh long phát triển mạnh ở Phan Rang, Phan Thiết, Buôn Mê Thuột, các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long như Tiền Giang (huyện Chợ Gạo), Long An (huyện Châu Thành) [17] Hình 1.1. Cây thanh long 14
Đồ án tốt nghiệp 1.1.1.2 Phân loại [9], [18] Từ năm 1994 đến nay Viện Cây ăn quả miền Nam đã sưu tập được 19 giống thanh long từ trong nước và các quốc gia khác: Colombia, Đài Loan, Mỹ, Pháp, Thái Lan. Các giống thanh long sưu tập được phân biệt chủ yếu qua màu sắc của vỏ và ruột quả: vỏ quả đỏ (ruột trắng, ruột đỏ, ruột trắng phớt hồng và ruột tím); vỏ quả xanh và vỏ quả vàng (ruột trắng). Bảng 1.1. Các loài thanh long Màu quả Loài Vỏ Ruột Loại dây leo Hylocereus undatus Đỏ Trắng Hylocereus undatus Đỏ Đỏ Hylocereus constaricensis Đỏ Đỏ Hylocereus polyrhizus Đỏ Đỏ Hylocereus trianglularis Vàng Trắng Hylocereus ocamponis Vàng Đỏ Hylocereus megalanthus Vàng Trắng Loại thân thẳng Cereus trianglularis Vàng Trắng Acanthocereus pitajaya Vàng Trắng Cereus ocamponis Đỏ Đỏ Theo Nguyễn Văn Kế (1997), giống thanh long chính ở Việt Nam là giống thanh long ruột trắng, vỏ hồng hoặc đỏ (Hylocereus undatus); thanh long ruột đỏ, vỏ hồng hoặc đỏ (Hylocereus polyrhizus); và thanh long ruột trắng, vỏ vàng (Selenicereus megalanthus). 15
Đồ án tốt nghiệp Thanh long ruột trắng, vỏ hồng hoặc đỏ: Loại này được trồng phổ biến ở các tỉnh Nam Bộ và Nam Trung Bộ nhưng thương hiệu nổi tiếng nhất là ở Bình Thuận và chợ Gạo (Tiền Giang). Loại này sinh trưởng và phát triển tốt ở những nơi có cường độ ánh sáng cao, được trồng trên nhiều loại đất khác nhau. Quả khá to, trọng lượng trung bình từ 200 – 500 g, vỏ màu hồng hoặc đỏ sẫm. Vỏ quả có những vảy dài màu xanh, phân bố đều khắp, gọi là tai. Khi quả chín, vỏ có thể được bóc đi dễ dàng như vỏ chuối. Thịt quả là một khối trắng như thạch, có nhiều hạt đen li ti rải trong thịt quả, số lượng nhiều nhưng không thể loại bỏ và phải ăn cùng với thịt quat. Thịt quả có vị ngọt hơi chua. Loại này được trồng chủ yếu ở các tỉnh Bình Thuận, Long An, Tiền Giang. Hình 1.2. Thanh long ruột trắng, vỏ hồng Thanh long ruột đỏ, vỏ hồng hoặc đỏ: Có 2 loại khác nhau bao gồm thanh long ruột đỏ giống Đài Loan và thanh long ruột đỏ được lại tạo từ hai giống thanh long ruột trắng Việt Nam và ruột đỏ Combobia. Loại này hiện nay được trồng ở một vài nơi ở Bình Thuận, có yêu cầu về sinh trưởng và dinh dưỡng cao. Vì vậy nên loại này rất khó trồng quả không to nhưng nặng cân, trái dài, ruột đỏ tươi, cơm giòn, thơm, đặc biệt rất ngon. Thanh long ruột đỏ có vỏ cứng dày 3 - 3,2 mm, màu đỏ đậm tươi sáng, vỏ trái nhiều tai, tai quả xanh, bên trong màu đỏ thắm như son, hạt đen nhỏ xíu như hạt mè, gần giống như kiwi nhưng hương vị nhẹ hơn. Trái thanh long dài trung bình khoảng 15 – 20 cm và nặng khoảng 350 gr, nhưng cũng có giống cho trái đạt 1 kg. 16
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3. Thanh long ruột đỏ, vỏ đỏ Thanh long ruột trắng, vỏ vàng: Giống này chịu hạn, mặn, phèn tốt tốc độ sinh trưởng cành mạnh như thanh long ruột đỏ. Trái nhỏ, thịt quả màu trắng ngà, hạt nhiều, to nhỏ không đều và đen, vỏ có màu vàng đặc trưng, tai trái là những cục gù có gai. Hình 1.4. Thanh long ruột trắng, vỏ vàng 17
Đồ án tốt nghiệp 1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ 1.2.1 Tình hình sản xuất [18], [19] Bảng 1.2. Diện tích và sản lượng thanh long cả nước qua các năm Năm 2010 2011 2012 2013 2014 Diện tích 19.930 24.120 26.320 28.700 35.665 (nghìn ha) Sản lượng 375.825 390.258 480.095 520.000 614.346 (nghìn tấn) “Nguồn: Lương Ngọc Trung Lập, Viện Cây ăn quả miền Nam”. Bảng 1.3. Diện tích, sản lượng thanh long của Việt Nam và các tỉnh qua các năm Năm 2013 Năm 2014 Diện tích Sản lượng Diện tích Sản lượng (ha) (tấn) (ha) (tấn) Việt Nam 28.700 520.000 35.665 614.346 Bình Thuận 21.000 400.000 23.200 430.120 Tiền Giang 3.139 56.823 5.916 78.400 Long An 2.748 42.303 4.052 75.109 “Nguồn: Vinafruist, Sở NN&PTNT Bình Thuận” Qua Bảng 1.2 và Bảng 1.3, diện tích và sản lượng thanh long qua các năm không ngừng tăng lên do nhu cầu thị trường về thanh long ngay càng tăng đã hình thành nên những vùng sản xuất thanh long tập trung như Bình Thuận, Tiền Giang và Long An. Số liệu Bảng 1.2 cho thấy năm 2010, Việt Nam có khoảng 19.930 ha diện tích trồng thanh long với tổng sản lượng đạt khoảng 375.825 tấn thì năm 2014, diện tích trồng thanh long đã lên đến khoảng 35.665 ha với tổng sản lượng đạt khoảng 614.346 tấn. Thanh long hiện đang được trồng trên 32 tỉnh/thành phố, 18
Đồ án tốt nghiệp nhưng phát triển mạnh thành các vùng chuyên canh quy mô lớn tập trung ở các tỉnh như: Bình Thuận, Tiền Giang và Long An. Theo số liệu ở Bảng 2.2 diện tích thanh long của ba tỉnh này chiếm 93% tổng diện tích và 95% sản lượng của cả nước. Phần diện tích thanh long còn lại phân bố ở một số tỉnh Miền Nam như: Vĩnh Long, Trà Vinh, Tây Ninh, Bà Rịa – Vũng Tàu và một số tỉnh Miền Bắc. Trong đó, Bình Thuận là nơi có diện tích và sản lượng thanh long lớn nhất chiếm 21.000 ha và sản lượng 400.000 tấn năm 2013 đến năm 2014 diện tích đã lên đến 35.665 ha và sản lượng đạt 614.346 tấn, kế đến là Long An và đứng thứ ba là Tiền Giang với diện tích 5.916 ha và sản lượng đạt 78.400 tấn. Điểm nổi bật của sản xuất thanh long nước ta là hình thành những vùng trồng thanh long khá tập trung với diện tích lớn, điều này đã và đang tạo điều kiện thuận lợi cho việc áp dụng các tiến bộ kỹ thuật vào sản xuất và tiêu thụ sản phẩm. Như vậy, thanh long là một loại cây ăn quả dễ trồng, hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên, mỗi tỉnh có những đặc điểm thuận lợi riêng để cho ra chất lượng thanh long khác nhau. Trong các giống thanh long ở ba tỉnh trên thì thanh long Bình Thuận vẫn chiếm về ưu thế về cả diện tích, số lượng, chất lượng, cũng như cách trồng và chăm sóc của người dân. 1.2.2 Một số vấn đề khó khăn trong việc tiêu thụ thanh long [20] Thanh long được vận chuyển đi tiêu thụ trong nhiều tỉnh thành trên cả nước, chủ yếu là các tỉnh Nam Bộ và TP.HCM. Ngoài thị trường tiêu thụ trong nước, thanh long còn được xuất khẩu qua nhiều nước khác trên thế giới. 19
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.4. Thị phần xuất khẩu thanh long của Việt Nam năm 2013 Thị trường Thị phần (%) Trung Quốc 75 Châu Á (trừ Trung 18,4 Quốc) Châu Âu 3 Hoa Kì 2,9 Thị trường khác 0,7 “Nguồn: Trung tâm Thông tin Công nghệ và Thương mại, Bộ Công Thương” Sản lượng thanh long Việt Nam năm 2013 là 520.000 tấn, trong đó khoảng 75 % được xuất khẩu sang thị trường Trung Quốc nhưng chủ yếu xuất bằng đường tiểu ngạch, các thị trường khác như: Hoa Kỳ chỉ chiếm 2,9 %, châu Á (trừ Trung Quốc) chiếm 18,4%, châu Âu 3%, các thị trường khác chiếm 0,7 %. Hầu hết, thanh long được xuất khẩu sang thị trường Trung Quốc. Tuy nhiên, dù Trung Quốc vẫn đang là thị trường tiêu thụ chính của trái thanh long Việt Nam nhưng họ đang đầu tư trồng thanh long đại trà với quy mô lớn (khoảng 20.000 ha thanh long). Trung Quốc đe dọa sẽ trở thành nước cạnh tranh về diện tích lẫn sản lượng với thanh long Việt Nam và là quốc gia xuất khẩu mạnh thanh long trong tương lai. Đây chính là nỗi lo lớn nhất của thanh long Việt Nam. Bên cạnh đó, việc xuất khẩu thanh long sang Mỹ gặp nhiều khó khăn, thanh long dễ bị dập, thối do vận chuyển đường xa. Mặt khác, việc mở rộng diện tích thanh long ồ ạt, không theo quy hoạch trong những năm gần đây nên tình hình sâu bệnh hết sức phức tạp nhất là bệnh đốm nâu trong mùa mưa, hiện nay chưa có thuốc đặc trị, gây ảnh hưởng đến năng suất, phẩm chất của trái thanh long, người dân buộc phải tiêu hủy thanh long bị bệnh làm 20
Đồ án tốt nghiệp ảnh hưởng môi trường, chất lượng trái và ảnh hưởng giá trị xuất khẩu trong thời gian tới khi thị trường các nước đòi hỏi nghiêm ngặt hơn. 1.3 Thu hoạch và bảo quản thanh long [21] 1.3.1 Thu hoạch Chấm dứt phun xịt thuốc bảo vệ thực vật và chất kích thích sinh trưởng trước khi thu hoạch 7 – 10 ngày. Nên thu hoạch trong khoảng 30 ngày sau khi hoa nở để trái có chất lượng ngon nhất và bảo quản lâu hơn. Nên thu hoạch vào sáng sớm hoặc chiều mát, tránh ánh nắng chiếu trực tiếp vào trái làm tăng nhiệt độ trong trái, gây mất nước. Dụng cụ thu hoạch trái phải sắc, bén và phải rửa sạch sẽ sau thu hoạch để sử dụng nhiều lần. Trái sau khi thu hoạch đựng trong vỏ nhựa, để trong mát, phân loại và vận chuyển về nhà đóng gói. 1.3.2 Bảo quản ❖ Sơ chế Trước khi bảo quản thanh long phải qua công đoạn sơ chế thanh long để thanh long được bảo quản lâu hơn. Rửa thanh long bằng nước sạch. Xử lý bằng thuốc trừ nấm và chất bảo quản bằng dung dịch Benomyl ở nồng độ 500 ppm, chlorine, nước ozone Xử lý bằng chiếu xạ, xử lý nhiệt để diệt nấm mốc, vi sinh vật gây hại. 21
Đồ án tốt nghiệp ❖ Bảo quản Ở nhiệt độ thường: Bảo quản ở nhiệt độ và độ ẩm không khí tự nhiên. Thanh long bảo quản trong điều kiện này với độ thoáng mát tốt, có thể giữ tươi được 5 – 8 ngày. Xử lý lạnh: bảo quản ở nhiệt độ 20 – 24 oC, thanh long sẽ tươi được 8 – 10 ngày. Bảo quản ở nhiệt độ 12 – 14 oC sẽ giữ tươi được 15 – 20 ngày. Tuy nhiên, không nên bảo quản thanh long ở nhiệt độ dưới 5 oC vì sẽ bị tổn thương lạnh, trên vỏ thanh long sẽ xuất hiện các đốm nâu, làm mất vể đẹp mỹ quan. Xử lý thuốc kích thích: Dùng chế phẩm acid gibberelic (GA3) với liều 2 gói bột (mỗi gói chứa 1 g), pha trong bình xịt 12 lít, xịt đều quanh trái, có tác dụng làm tai thanh long xanh hơn và cứng hơn. Xử lý trước khi thu hoạch từ 1 – 3 ngày có thể bảo quản tươi được 10 – 20 ngày. Phương pháp điều chỉnh thành phần không khí: Nguyên tắc của phương pháp này là làm tăng nồng độ khí cacbonic và giảm nồng độ oxy trong không khí xung quanh trái để giảm cường độ hô hấp của trái. Dùng bao polyetylen có đục 20 – 30 lỗ bằng kim, bao bọc trái thanh long và hàn kín bao lại. Kỹ thuật này kết hợp với nhiệt độ lạnh ở 5 oC, thanh long có thể giữ tươi được 40 – 50 ngày. Bằng hoá chất ozon: Dùng nước ozone, rửa sạch trái, sau đó hong khô, đóng gói, bảo quản trong nhà mát, thanh long giữ tươi được 25 ngày. Nếu trữ lạnh có thể giữ tươi được 60 – 75 ngày. 1.4 Thành phần dinh dưỡng và lợi ích của quả thanh long 1.4.1 Thành phần dinh dưỡng [22] Thành phần dinh dưỡng của thanh long thay đổi tùy theo giống, phân bón, chế độ chăm sóc và thời gian thu hái. Nhìn chung, thanh long có nhiều chất khoáng hơn một số loại trái cây khác, đặc biệt là kali và sắt. 22
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.5. Thành phần dinh dưỡng của thanh long Thành phần g/100 thịt quả Thành phần mg/100 thịt quả Nước 85,30 Magnesium 38,90 Sorbitol 32,70 Phospho 27,50 Carbohydrat 11,20 Kali 27,20 Fructose 3,20 Calcium 10,20 Chất xơ 1,34 Sắt 6,07 Protein 1,10 Natri 2,90 Glucose 0,57 Vitamin A 0,0111 Tro 0,56 Vitamin B1 Dạng vết Chất béo 0,35 Vitamin B2 Dạng vết Năng lượng (Kcal) 67,70 Niacin 2,80 Vitamin C 9,00 Bảng 1.6. Thành phần acid béo của hai giống thanh long Hylocereus polyrhizus Hylocereus undatus (thanh long ruột đỏ, vỏ (thanh long ruột trắng, hồng hoặc đỏ) vỏ hồng hoặc đỏ). Acid myristic 0,2% 0,3% Acid palmitic 17,9% 17,1% Acid stearic 5,49% 4,37% Acid palmitoleic 0,91% 0,61% 23
Đồ án tốt nghiệp Hylocereus polyrhizus Hylocereus undatus (thanh long ruột đỏ, vỏ (thanh long ruột trắng, vỏ hồng hoặc đỏ) hồng hoặc đỏ). Acid oleic 21,6% 23,8% Cis-Acid vaccenic 3,14% 2,81% Acid linoleic 49,6% 50,1% Acid linolenic 1,21% 0,98% 1.4.2 Lợi ích của quả thanh long [23] Theo Đông y, thanh long có vị ngọt, nhạt, tính mát, có tác dụng thanh nhiệt, giải khát, lợi tiểu, nhuận tràng, Quả thanh long rất tốt cho người bị rôm sẩy, mụn nhọt, táo bón. Thanh long có chứa các chất chống oxy hóa, có chức năng ngăn chặn sự tấn công của các gốc tự do gây hại, vốn là tác nhân gây ung thư và các vấn đề về sức khỏe khác. Thanh long còn có tác dụng trong việc làm giảm cholesterol xấu và tăng mức cholesterol tốt trong cơ thể. Thanh long chứa nhiều chất béo không bão hòa đơn, giúp cho tim mạch khỏe mạnh, ổn định huyết áp, có lợi cho người có nguy cơ bị nhồi máu cơ tim hoặc đột quỵ. Thanh long còn là một trong những loại trái cây có thành phần dinh dưỡng cao giúp việc giữ gìn dáng vóc và sắc đẹp của người phụ nữ. Thanh long có hàm lượng nước cao, giúp giữ ẩm cho làn da, giúp da mịn màng hơn, giảm bớt hiện tượng da khô nứt, sừng hóa và lão hóa, giữ cho làn da có vẻ đẹp trẻ trung tươi mát. Lượng chất xơ cao trong thanh long tốt cho bệnh nhân bị mắc bệnh tiểu đường, giúp ổn định lượng đường trong máu bằng cách ức chế lượng đường tăng cao. Hàm lượng sắt trong thanh long cũng khá cao, vì thế ăn thanh long có thể ngăn chặn các bệnh thiếu máu do thiếu sắt. 24
Đồ án tốt nghiệp 1.5 Tình hình nghiên cứu và chế biến các sản phẩm từ thanh long [24] Hiện nay, trên thị trường có các sản phẩm chế biến từ trái thanh long như: Công ty công nghệ thực phẩm Nhật Hồng, TP Hồ Chí Minh sản xuất lô hàng nước giải khát thanh long ruột đỏ đầu tiên, dạng nước ngọt – si rô không có gas. Năm 2013, Công ty TNHH MTV sản xuất ra rượu vang thanh long. Tại Bình Thuận, Sở Khoa học & Công nghệ của tỉnh đã phối hợp với Công ty TNHH Rồng Xanh sản xuất các sản phẩm giải khát từ trái thanh long như thạch thanh long, nước ép thanh long như nước ép thanh long - nha đam, nước ép thanh long - dừa và thanh long - chanh, những sản phẩm này đều tận dụng từ những quả thanh long không đủ chuẩn xuất khẩu. Trong khi đó, Công ty sản xuất bánh kẹo Ngọc Uyên đã đưa sản phẩm sirô thanh long ruột đỏ và búp thanh long muối ra. Ngoài ra, còn sản xuất kẹo dẻo thanh long, gỏi bông thanh long, rượu vang thanh long, thanh long sấy cấp đông Hiện tại, ngoài trái thanh long chế biến thành hàng chục loại sản phẩm, hạt thanh long cũng có thể được dùng để chiết xuất ra thuốc chống ung thư, còn vỏ thanh long được dùng trong ngành mỹ phẩm. Song bên cạnh đó cũng có khá nhiều công trình nghiên cứu về công nghệ sau thu hoạch thanh long nhằm xác định đúng thời điểm thu hoạch, phương pháp đóng gói, vận chuyển tồn trữ, Tuy nhiên, các nghiên cứu về lĩnh vực chế biến thanh long còn rất hạn chế và các sản phẩm chỉ mới dừng lại ở bước đầu nghiên cứu thử nghiệm hoặc nhanh chóng rút lui khỏi thị trường do chất lượng sản phẩm kém hấp dẫn. ❖ Một số nghiên cứu về sản phẩm chế biến từ thanh long Bước đầu thử nghiệm chế biến thanh long – dứa đóng hộp (Nguyễn Hữu Nghi và Đinh Ngọc Loan, 2004). 25
Đồ án tốt nghiệp Bước đầu thử nghiệm chế biến thanh long nước đường đóng hộp từ vùng nguyên liệu tỉnh Bình Thuận (Nguyễn Đại Chí Thành, Đinh Ngọc Loan và Lê Hoàn Thiên, 2005). Bước đầu thử nghiệm chế biến nectar thanh long – tắc (Lý Thị Minh Hiền, Lê Thị Thanh, 2005). Bước đầu khảo sát quy trình chế biến nectar thanh long ( Nguyễn Thị Hằng và Dương Thị Ngọc Diệp, 2006). Nghiên cứu chế biến sản phẩm nước ép thanh long (Nguyễn Thị Kim Phượng, 2008). Hoàn Thiện quy trình công nghệ chế biến jelly thanh long (Trần Thị Hà, 2011). ❖ Một số sản phẩm thanh long trên thị trường Nước thanh long lên men Nước thanh long – nha đam Nước thanh long – chanh dây Mứt thanh long - chuối 26
Đồ án tốt nghiệp 1.6 Tổng quan về kỹ thuật tách nước bằng phương pháp thẩm thấu đường 1.6.1 Sự khuếch tán và thẩm thấu của đường [6], [10], [29] 1.6.1.1 Khuếch tán Sự khuếch tán là hiện tượng tự san bằng nồng độ của vật chất. Trong một phạm vi nhất định các phân tử chất tan di động từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp gọi là quá trình khuếch tán. Sự di động đó tiến hành đến khi nào nồng độ chất tan hai bên bằng nhau thì dừng lại. Quá trình khuếch tán được phát biểu bằng định luật Fick như sau: Trong một đơn vị thời gian số lượng vật chất khuếch tán qua một đơn vị diện tích tỉ lệ thuận với gradien nồng độ và được biểu thị bằng phương trình: 풅 풅푸 = −푫푺. 풅풕 풅풙 Trong đó: Q: Lượng vật chất khuếch tán. S: diện tích khuếch tán. : gradien nồng độ t: thời gian khuếch tán. D: hệ số khuếch tán. 1.6.1.2 Thẩm thấu Quá trình thẩm thấu cũng gần như quá trình khuếch tán nhưng thẩm thấu chỉ là quá trình di động của các phân tử chất tan khắc phục trở lực của các màng bán thấm để san bằng nồng độ. Nói chính xác thì thẩm thấu là quá trình di chuyển tự động của dung môi phải khắc phục trở lực của màng bán thấm để đi từ dung dịch có nồng độ thấp vào dung dịch có nồng độ cao. Màng bán thấm có khả năng chỉ cho các hạt nhỏ của dung môi đi qua còn các hạt nhỏ của chất tan không qua được. 27
Đồ án tốt nghiệp Màng của tế bào động thực vật không phải là màng bán thấm hoàn toàn mà có tính chất gần như màng bán thấm. Do đó, ở trong môi trường nước đường có một phần đường ngấm vào trong tế bào và nước thấm qua màng tế bào và đi ra. Áp suất thẩm thấu trong dung dịch lớn hay nhỏ là nhân tố quyết định tốc độ thẩm thấu nhanh hay chậm. Áp suất thẩm thấu tỉ lệ thuận với nồng độ của chất tan và nhiệt độ của dung dịch, được tính theo công thức Van-Hốp: Po = RTC Trong đó: Po: áp suất thẩm thấu của dung dịch. C: nồng độ chất tan trong dung dịch. T: nhiệt độ tuyệt đối của dung dịch. R: hằng số khí lý tưởng. 1.6.2 Mục đích của phương pháp thẩm thấu đường [8], [29] Đối với rau quả sấy khô áp dụng thẩm thấu trong giai đoạn đầu để lấy một lượng lớn nước ra, ít tốn năng lượng sấy, ngăn cản sự hoạt động của vi sinh vật, cải thiện chất lượng sản phẩm và kéo dài thời gian bảo quản. 1.6.3 Nguyên tắc của phương pháp thẩm thấu đường [6] Có nhiều loại rau quả nếu chỉ sấy ở nhiệt độ đơn thuần thì thành phẩm có màu không đẹp, dai và cứng, tốn nhiều thời gian sấy. Để khắc phục nhược điểm này, người ta kết hợp sấy nhiệt với tách nước bằng thẩm thấu. Rau quả trước khi sấy thường được ngâm trong dung dịch là saccarose, siro glucose, sorbitol, Khi ngâm rau quả vào dung dịch các chất hòa tan này, do chêch lệch hàm lượng các chất khô hòa tan giữa dung dịch và rau quả, nước trong sản phẩm sẽ đi ra dung dịch và chất tan sẽ dịch chuyển từ dung dịch đi vào trong sản phẩm. Ngoài ra, một lượng các chất tan (acid amin, acid hữu cơ, vitamin, muối khoáng, ) từ trong sản phẩm cũng bị dịch chuyển ra ngoài dung dịch làm ảnh hưởng đến tính chất cảm quan và dinh dưỡng của sản phẩm sau chế biến. Kết quả 28
Đồ án tốt nghiệp của quá trình này là sản phẩm mất nước và hấp thu nhiều chất hòa tan, còn dung dịch bị loãng và mất chất hòa tan. Để lựa chọn chất hòa tan thường dựa vào tính chất cảm quan của sản phẩm, chi phí sử dụng và khối lượng phân tử của chất hòa tan. 1.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu [8] Cấu tạo tế bào: Độ nén chặt của mô lớn thì thẩm thấu lâu ngược lại độ xốp của mô lớn thì thẩm thấu nhanh, trạng thái sinh lý của nguyên liệu (xanh/chín). Kỹ thuật ngâm: Nhìn chung tốc độ thẩm thấu đường vào trong nguyên liệu của phương pháp ngâm đường khô chậm hơn hơn so với ngâm thẩm thấu trong dung dịch nước đường. Thời gian ngâm: Thời gian ngâm càng dài thì lượng đường ngấm vào nguyên liệu càng nhiều nhưng cũng đạt đến trạng thái cân bằng nhất định. Đồng thời, thời giân ngâm dài sẽ tạo điều kiện cho các phản ứng oxy hóa làm biến đổi gây ảnh hưởng không tốt cho sản phẩm. Nồng độ chất khô hòa tan càng đậm thì tốc độ thẩm thấu càng nhanh. Nhưng nó cũng có giới hạn cực đại. Nhiệt độ ngâm: Ở trên 45 0C màng mất tính thẩm thấu. Nhiệt độ ảnh hưởng đến khả năng hoà tan của các tác nhân thẩm thấu, ảnh hưởng đến tốc độ dịch chuyển của chất hoà tan. Áp suất ngâm: Hạ áp suất thì quá trình thẩm thấu xảy ra nhanh hơn. 1.6.5 Ưu nhược điểm của phương pháp thẩm thấu [8] 1.6.5.1 Ưu điểm - Cải thiện chất lượng về mặt dịnh dưỡng và tính chất cảm quan, đặc biệt là đối với các sản phẩm nhạy cảm với các phản ứng thoái hoá nhiệt, phản ứng nâu hoá hay oxy hoá. 29
Đồ án tốt nghiệp - Tiết kiệm năng lượng do quá trình tách nước khỏi sản phẩm ngay tại trạng thái lỏng mà không qua chuyển đổi pha. - Đảm bảo việc tách nước đồng nhất hơn so với các phương pháp tách nước khác. - Phương pháp thẩm thấu cũng có thể phối hợp với các chất bảo quản, chống oxy hoá, chất kháng khuẩn, chất tạo màu, mùi, tạo kết cấu trong quá trình ngâm nhằm thay đổi thành phần, đặc tính và kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm. - Các dung dịch thẩm thấu có Aw thấp và vận hành ở nhiệt độ thấp nên ức chế các vi sinh vật gây hại phát triển. 1.6.5.2 Nhược điểm - Các sản phẩm sau quá trình thẩm thấu thường không ổn định ở nhiệt độ môi trường. Do vậy, thẩm thấu được xem như một xử lý sơ bộ và cần được xử lý tiếp bằng các phương pháp như: Chiên, sấy, đông lạnh, thanh trùng, tiệt trùng và các dạng bao gói thích hợp. - Nồng độ của dung dịch sau ngâm bị loãng. Do đó, cần có biện pháp tái sử dụng nồng độ ban đầu bằng cách cô đặc dung dịch hoặc thêm chất hoà tan. 1.7 Tổng quan về quá trình sấy 1.7.1 Bản chất [2], [6] Sấy là phương pháp bảo quản thực phẩm được áp dụng lâu đời nhất. Sấy là quá trình tách nước trong nguyên liệu, có thể ở dạng rắn, lỏng, hay bột nhão, để tạo ra sản phẩm ở dạng rắn dưới tác dụng của nhiệt, làm nước trong thực phẩm chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi và thoát khỏi bề mặt sản phẩm. Đó là quát trình khuếch tán nước từ các lớp bên trong ra bề mặt sản phẩm và hơi nước từ bề mặt sản phẩm khuếch tán ra môi trường xung quanh. 1.7.2 Mục đích và phạm vi sử dụng [11] Trong công nghệ thực phẩm, quá trình sấy được sử dụng rất rộng rãi nhằm các mục đích sau: 30
Đồ án tốt nghiệp - Làm giảm khối lượng sản phẩm để dễ dàng cho việc vận chuyển. - Làm tăng vật chất khô và giá trị cảm quan cho sản phẩm (sữa bột, bột hòa tan, các loại chè, cà phê, ) - Làm tăng độ giòn, dẻo và giữ được tính đặc trưng của sản phẩm (sấy các sản phẩm rau, củ cải, su hào, cà phê tan, pate, phomat, xúc xích, ) - Làm giảm hoạt độ nước của sản phẩm để ức chế sự phát triển của vi sinh vật, tăng độ bền và thời gian bảo quản cho sản phẩm. - Sấy để đảm bảo màu sắc sản phẩm và độ sáng loáng (sản phẩm hạt, tinh thể, rắn), tăng độ bền sản phẩm. 1.7.3 Vật liệu sấy và yêu cầu sản phẩm sấy [2], [3], [25] 1.7.3.1 Vật liệu sấy Nguyên liệu, bán thành phẩm của sản phẩm sấy rất đa dạng, có thể khác nhau về nguồn gốc thực vật, động vật, cấu trúc của tế bào và tính chất của nguyên liệu Mỗi nguyên liệu đem đi sấy cần được kiểm tra kích thước, độ ẩm ban đầu và một số yếu tốc khác nhằm xác định thời gian sấy phù hợp. Thông thường dựa trên các thông số như độ ẩm của vật liệu sấy, cấu trúc vật liệu, hàm lượng và thành phần hoá lý của vật liệu. 31
Đồ án tốt nghiệp 1.7.3.2 Yêu cầu sản phẩm sấy Sản phẩm sấy hoàn tất phải đạt các chỉ tiêu vi sinh sau: Bảng 1.7. Quy định giới hạn cho phép vi sinh vật trong rau, quả và sản phẩm rau, quả Giới hạn vi sinh vât STT Sản phẩm Loại vi sinh vật (trong 1g hay 1ml thực phẩm) (*) Tổng số vsv hiếu khí Giới hạn bởi G.A.P Coliforms 10 Rau quả tươi, rau E.coli Giới hạn bởi G.A.P 1 quả đông lạnh S.aureus Giới hạn bởi G.A.P Cl.perfringens Giới hạn bởi G.A.P Samonella Không có Tổng số vsv hiếu khí 104 Coliforms 10 E.coli Không có Rau quả muối, 2 rau quả khô Cl.perfringens 10 B.cereus 102 Tổng số bào tử nấm 102 men, mốc (*) Tính trên 25g hoặc 25ml đối với Samonella 32
Đồ án tốt nghiệp 1.7.4 Kỹ thuật sấy rau quả [8], [11, [4] 1.7.4.1 Cơ sở khoa học của việc sấy rau quả Sấy là phương pháp bảo quản rau quả có từ lâu đời và được sử dụng rộng rải trong dân gian. Thông thường người ta làm khô rau quả bằng cách phơi trực tiếp dưới ánh nắng mặt trời, phương pháp này rất hữu hiệu. Tuy nhiên, thời gian sấy thường được kéo dài, làm tổn thất dinh dưỡng, chất lượng sản phẩm do tác dụng trực tiếp của ánh sáng mặt trời, bụi bẩn trong môi trường tạo điều kiện thuận lợi cho vi sinh vật có hại phát triển. Trong công nghiệp, người ta thường sử dụng các thiết bị để sấy. 1.7.4.2 Biến đổi của vật liệu trong quá trình sấy a. Biến đổi vật lý Sản phẩm có thể bị biến dạng, co thể tích, giảm khối lượng hoặc tăng độ giòn, bị nứt nẻ. Có thể xảy ra hiện tượng tụ chất hòa tan lên bề mặt làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. b. Biến đổi hoá học Tốc độ phản ứng hoá học tăng do nhiệt độ vật liệu tăng như: Phản ứng oxy hoá khử, phản ứng phân hủy các protein, phản ứng Maillard Đó là phản ứng tạo màu phi enzym của protein, giảm khả năng thích nghi với sự tách nước. c. Biến đổi sinh học Cấu tạo tế bào thường xảy ra hiện tượng tế bào sống trở thành tế bào chết. Có thể tế bào vẫn còn phục hồi trạng thái ban đầu nhưng hạn chế sinh sản. Ngoài ra còn làm thay đổi cấu trúc các mô, nhất là mô che chở (mô bì) và mô dẫn. Trong quá trình sấy, làm giảm aw của vật liệu, từ đó vi sinh vật trên bề mặt vật liệu bị ức chế hoặc bị tiêu diệt một phần. Đa số các bào tử không bị tiêu diệt trong quá trình sấy. Sản phẩm có thể lẫn các tạp chất, cát, sạn, 33
Đồ án tốt nghiệp d. Biến đổi sinh hóa Trong giai đoạn đốt nóng, nhiệt độ tăng chậm đã tạo điều kiện thuận lợi cho hệ enzym oxy hóa khử hoạt động gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu. Vì vậy, cần có biện pháp ức chế hoạt động của chúng trước khi sấy như chần, xử lý hóa chất e. Biến đổi cảm quan Về màu sắc: Mất hay giảm sắc tố do tác dụng của nhiệt độ cao nhưng cường độ màu tăng lên do mất nước, xảy ra phản ứng caramen hoá, phản ứng tạo melanoidin, phản ứng oxy hoá các poly phenol, Về mùi: Có mùi nhạt do một số chất thơm bay hơi theo ẩm, do thuỷ phân bởi nhiệt độ nên gây tổn thất chất thơm của các sản phẩm có nguồn gốc sinh học. Tuy vậy, một số hương thơm được phát huy và được hình thành như: Mùi ôi khét (do oxy hóa chất béo), mùi nấu (mùi của furfurol ). Về vị: Do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng, cường độ cũng tăng, nhất là vị mặn và vị ngọt, còn vị chua đôi khi còn bị giảm trong quá trình do bị bay hơi. Về trạng thái: Gắn liền với sự thay đổi của vật liệu và hoá lý như tăng tính đàn hồi, tăng tính dai, tính giòn và có thể thay đổi về hình dạng trong quá trình sấy. 1.7.4.3 Các phương pháp sấy trong công nghiệp thực phẩm [12], [4], [30] Phương pháp sấy trong công nghiệp thực phẩm được chia ra làm 2 loại lớn là sấy tự nhiên và sấy nhân tạo (sấy bằng thiết bị). Sấy tự nhiên: Là quá trình phơi vật liệu ngoài trời. Phương pháp này sử dụng nhiệt bức xạ của mặt trời và ẩm bay ra được không khí mang đi (nhiều khi hỗ trợ bằng gió tự nhiên). Sấy nhân tạo: Dùng tác nhân sấy đã đốt nóng, thường là không khí. Chúng tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với thực phẩm và tách nước ra khỏi thực phẩm. Các phương pháp sấy nhân tạo được thực hiện bằng thiết bị sấy. Trong đề tài, chúng tôi sử dụng phương pháp sấy đối lưu. 34
Đồ án tốt nghiệp - Phương pháp sấy đối lưu: Nguồn nhiệt cung cấp cho quá trình sấy là nhiệt truyền từ môi chất sấy đến vật liệu bằng các truyền nhiệt đối lưu. - Thiết bị sấy đối lưu có dạng hình hộp chữ nhật, bên trong có các khay được xếp song song nhau theo phương nằm ngang. Nguyên liệu cần sấy sẽ được cho vào trong khay. Không khí được thổi vào bên trong thiết bị theo hướng song song với bề mặt của lớp nguyên liệu trong khay. Thiết bị có cấu tạo đơn giản, dễ vận hành và chi phí đầu tư thấp hơn so với các loại máy sấy khác. - Sản phẩm sau sấy phải đạt các yêu cầu đặt ra như: Chất dinh dưỡng không bị huỷ hoại, sản phẩm không bị cháy, không có mùi vị lạ, không lẫn tạp chất, có ẩm độ trong mức cho phép, hàm lượng vi sinh vật dưới mức quy định. 1.7.4.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy [31] Trong quá trình sấy, tốc độ khô nhanh hay chậm quyết định đến chất lượng sản. Tốc độ khô phần lớn được quyết định bởi nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ tuần hoàn của không khí, chủng loại, kết cấu của thịt quả và hình dạng to nhỏ của nguyên liệu - Độ ẩm và nhiệt độ của môi trường sấy khô: Nhiệt độ tăng thì tốc độ bốc hơi của nước trong rau quả càng tăng. Nhưng không nên dùng nhiệt độ quá cao để tăng nhanh tốc độ khô, vì nhiệt độ tăng cao đột ngột sẽ, khiến cho màng tế bào vỏ bị nứt ra, các chất bên trong thoát ra ngoài, gây ra hiện tượng kết xác, cốc hoá. Trái lại nếu nhiệt độ quá thấp, thời gian khô kéo dài thì sản phẩm sẽ bị oxy hóa biến màu, biến chất. - Tốc độ di chuyển của không khí: Tốc độ di chuyển của không khí càng nhanh, thì sự bốc hơi nước diễn ra càng nhanh, rau quả khô càng mạnh. - Trạng thái và chủng loại trái cây: Chủng loại trái cây khác nhau thì kết cấu tạo tế bào và thành phần hóa học cũng khác nhau, vì thế tốc độ khô cũng có sự sai khác - Lượng nguyên liệu xếp chồng lên nhau: Độ dày càng lớn thì càng không có lợi cho sự lưu thông của không khí nên tốc độ khô càng chậm; lượng xếp chồng quá ít, quá mỏng mặc dù tốc độ khô nhanh hơn nhưng không kinh tế. Thông thường 35
Đồ án tốt nghiệp lượng xếp chồng lấy nguyên tắc là không được làm cản trở sự lưu thông của không khí. 1.8 Tổng quan về nguyên liệu phụ và các chất phụ gia 1.8.1 Đường [7], [15] Đường bổ sung vào nguyên liệu là loại đường trắng được tinh luyện từ đường mía. Đây là loại đường saccharose rất dễ tan trong nước, không tan trong dung môi hữu cơ. Khi hòa tan trong nước tạo ra áp suất thẩm thấu, nồng độ đường càng cao thì áp suất thẩm thấu càng lớn có tác dụng ức chế các vi sinh vật kéo dài thời gian bảo quản. Ngoài ra, đường còn tạo ra nồng độ chất khô cao, giảm lượng nước và lượng oxi hòa tan trong dung dịch. 1.8.1.1 Tác dụngc ủa đường - Tạo vị ngọt cho sản phẩm - Ức chế sự phát triển của vi sinh vật khi sủ dụng nồng độ cao (từ 50 % trở lên). - Dung dịch đường ngăn chặn sự hấp thu oxy, giúp giữ được mùi vị và màu sắc của chế phẩm. 1.8.1.2 Yêu cầu kỹ thuật của đường Bảng 1.8. Các chỉ tiêu hóa lý của đường trắng Chỉ tiêu Giá trị Hàm lượng saccharose (%) ≥ 99,8 Độ ẩm (%) ≤ 0,05 Hàm lượng đường khử (%) ≤ 0,03 Độ tro (%) ≤ 0,03 Độ màu (oICUMSA) ≤ 20 36
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.9. Các chỉ tiêu cảm quan của đường Chỉ tiêu Yêu cầu Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón Ngoại hình cục Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt, không có Mùi vị mùi vị lạ Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh, khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt 1.8.1.3 Yêu cầu vệ sinh - Dư lượng SO2 mức tối đa 70 mg/kg - Các chất nhiễm bẩn • Asen (As) 1 mg/kg • Đồng (Cu) 2 mg/kg • Chì (Pb) 0,5 mg/kg - Vi sinh vật: Bảng 1.10. Chỉ tiêu vi sinh vật Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí (CFU/10g) ≤ 200 2. Nấm men (CFU/10g) ≤ 10 3. Nấm mốc (CFU/10g) ≤ 10 1.8.2 Nước [12] Nước cũng là ộm t nguyên liệu quan trong ngành sản xuất thực phẩm. Vì thế, chất lượng nước sử dụng cần phải được quan tâm. Tuy nhiên, vì chưa có qui định cụ thể cho nước dùng trong sản xuất thanh long sấy nên tiêu chuẩn này đưa ra dựa trên tiêu chuẩn dành cho nước ăn uống. 37
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.11. Chỉ tiêu của nước sử dụng trong ăn uống Chỉ tiêu Tiêu chuẩn Chỉ tiêu vật lý Không có mùi vị lạ Mùi vị 2 NTU Độ đục 15 mg/l Chỉ tiêu hóa học pH 6,5 – 8,5 Fe2O3 0,5 mg/l Al2O3 0,2 mg/l 2- SO4 250 mg/l + NH4 1,5 mg/l Pb 0,01 mg/l As 0,01 mg/l Hg 0,001 mg/l Cl 250 mg/l Tổng chất rắn hòa tan (TDS) 1000 mg/l Chỉ tiêu vi sinh Coliform tổng số 0 khuẩn lạc/100ml E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt 0 khuẩn lạc/100ml 1.8.3 Acid Citric [13] Công thức phân tử: C6H8O7 Tên theo IUPAC: Acid 2-hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic Khối lượng phân tử: 192,13 g/mol 38
Đồ án tốt nghiệp Acid citric là một chất bảo quản tự nhiên, chất tạo vị chua cho thực phẩm và nước uống có gas. Sử dụng acid citric trong quá trình chế biến rau quả sấy sẽ ức chế hoặc khử hoạt tính của các enzyme, hấp thu và cố định một số nguyên tố kim loại, làm rối loạn và trì hoãn quá trình trao đổi chất trong tế bào vi sinh vật. Khi hoàn tan acid citric trong nước cất thu được dung dịch phải trong suốt không có mùi vị lạ. Acid citric dùng trong thực phẩm phải ở dạng kết tinh khan hoặc ngậm một phân tử nước, không màu, không mùi. Loại khan phải chứa không ít hơn 99,5 % acid citric, 1 gam acid citric tan trong 0,5 ml nước hoặc trong 2 ml ethanol. Bảng 1.12. Chỉ tiêu lí - hóa của axit citric Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu 1. Độ hòa tan Rất dễ tan trong etanol, dễ tan trong nước, ít tan trong ete 2. Phép thử citrat Đạt yêu cầu của phép thử 3. Hàm lượng nước - Dạng khan, % khối lượng, không 0,5 lớn hơn - Dạng ngậm một phân tử nước, % Từ 7,5 đến 8,8 khối lượng Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu 4. Hàm lượng tro sulfat, % khối lượng, 0,05 không lớn hơn 5. Hàm lượng oxalat, mg/kg, không lớn 100 hơn 39
Đồ án tốt nghiệp 6. Hàm lượng sulfat, mg/kg, không lớn 150 hơn 7. Các chất dễ cacbon hoá Đạt yêu cầu của phép thử 8. Hàm lượng chì, mg/kg, không lớn hơn 0,5 1.8.4 Manitol [14], [26], [27] Manitol có số INS là 421, ADI không giới hạn. Công thức hóa học C6H8(OH)6. Tên hóa học theo IUPAC: (2R,3R,4R,5R) – Hexan - 1,2,3,4,5,6 – hexol. Khối lượng phân tử: 182,17 g/mol. Nhiệt độ nóng chảy 164 – 169 oC. Hình 1.5. Công thức cấu tạo của manitol Manitol là một loại rượu đường hay một polyol nó được chứa nhiều trong quả sung, oliu, các loại nấm và tảo Được sử dụng làm chất tạo ngọt, chất giữ ẩm, chất tạo kết cấu, chất ổn định, chất độn trong sản xuất đồ ngọt, kẹo cứng không đường, chocolate, chewing gum manitol được phủ vào lớp ngoài của của kẹo, kẹo cao su để không dính, có khả năng giữ lại màu sắc ở nhiệt cao. Ngoài ra, manitol còn dùng để thay thế đường cho các bệnh nhân bị bệnh tiểu đường. Tuy nhiên, nếu sử dụng với lượng lớn sẽ gây ra các triệu chứng tiêu chảy, khí ở đường ruột nhiều hơn bình thường hoặc dẫn đến nhuận tràng. Manitol được sử dụng trong thực phẩm ở dạng bột kết tinh màu trắng, không mùi, tan trong nước, tan ít trong ethanol, không tan trong ether. 40
Đồ án tốt nghiệp Bảng 1.13. Chỉ tiêu lí - hóa của manitol Tên chỉ tiêu Mức yêu cầu 1. Độ hòa tan 1,52 g/ml 2. Giảm khối lượng khi làm khô Không được quá 0,3 % 3. pH 5 – 8 4. Hàm lượng tro sulfat Không được quá 0,1 % 5. Hàm lượng clorid Không được quá 70 mg/kg 6. Hàm lượng sulfat Không được quá 100 mg/kg 7. Hàm lượng Nickel Không được quá 2 mg/kg 8. Hàm lượng đường tổng Không được quá 1 % 9. Hàm lượng đường khử Không được quá 0,3 % 10. Hàm lượng chì Không được quá 1 mg/kg 11. Hàm lượng C6H14O6 Không được nhỏ hơn 96 % và không lớn hơn 102% tính theo chế phẩm khô 1.8.5 Chitosan [28] Tên khoa học: poly[β- (1 -4) -2 - amido -2-deoxy-Dglycopyranose]. Công thức phân tử: (C6H11NO4)n. Trọng lượng phân tử trung bình: 10000 – 50000 dalton. 41
Đồ án tốt nghiệp Hình 1.6. Công thức cấu tạo của chitosan Chitosan là sản phẩm biến tính của chitin, được tạo thành bằng cách loại nhóm acetyl từ phân tử chitin (quá trình deacetyl). Chitosan có nguồn gốc từ vỏ tôm cua. Là polysacharide có đạm không độc hại, có khối lượng phân tử lớn. Là chất rắn xốp, nhẹ, hình vảy, có màu trắng hay vàng nhạt, không mùi. Dễ tan trong dung dịch acid loãng, tạo dung dịch keo trong, có khả năng tạo màng, nhiệt độ nóng chảy 309 – 311oC. Chitosan được sử dụng trong công nghệ thực phẩm để tạo màng có thể ăn được. Màng chitosan có thể cải thiện khả năng bảo quản các loại thực phẩm dễ bị thoái rữa, có thể nhúng trực tiếp thực phẩm vào dung dịch chitosan pha sẵn rồi để khô để tạo thành lớp màng mỏng trên bề mặt sản phẩm để chống dính, hoặc có thểcho trực tiếp vào sản phẩm dạng lỏng như: Xử lý nước quả, làm trong giấm 42
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 2.1.1 Thời gian nghiên cứu Từ tháng 05/2016 đến tháng 08/2016. 2.1.2 Địa điểm nghiên cứu Phòng thí nghiệm của trường Đại học Công nghệ TP HCM. 2.2 Vật liệu nghiên cứu 2.2.1 Nguyên liệu chính Nguyên liệu là thanh long vỏ đỏ, ruột trắng được mua từ chợ đầu mối nông sản Thủ Đức, có nguồn gốc từ Long An nhằm đảm bảo ổn định các yếu tố hóa lý của nguyên liệu. 2.2.2 Nguyên liệu phụ - Đường sử dụng là đường RE, của công ty đường Biên Hòa. - Nước đóng vai trò quan trọng tạo dung dịch ngâm thẩm thấu. Sử dụng nước cấp sinh hoạt của hệ thống nước thành phố. - Acid citric, chitosan, manitol (nguồn gốc Trung Quốc) theo chiêu chuẩn TCVN quy định, mua tại cửa hàng 138, đường Tô Hiến Thành, phường 15, quận 10, TP.HCM. 2.2.3 Dụng cụ và thiết bị sử dụng ❖ Dụng cụ: Dao, thớt, thau nhựa, khay inox, khay nhôm, khay nhựa, các dụng cụ khác ❖ Thiết bị sử dụng: Máy sấy, khúc xạ kế, máy đó pH, tủ sấy mẫu, máy ghép mí, máy đo màu Konica Minolta, máy hút chân không, cân điện tử 4 số lẽ Ohaus Corp 43
Đồ án tốt nghiệp Khay inox Tủ sấy đối lưu Máy đo pH Khúc xạ kế Máy hút chân không Cân điện tử 44
Đồ án tốt nghiệp ❖ Hóa chất: acid citric, thuốc thử DNS, NaOH 5 %, dung dịch glucose 0,1 %, KIO3/KI 0,001N, chỉ thị methyl red, giấy đo pH, NaOH 0,1 N, phenolphtalein. 2.3 Phương pháp nghiên cứu 2.3.1 Quy trình sản xuất tổng quát Thanh long Bỏ vỏ Cắt miếng (d = 0,75 cm) Đường, acid citric Thẩm thấu Nước Rửa Làm ráo Sấy Bao gói Thành phẩm Hình 2.1. Sơ đồ quy trình sản xuất thanh long sấy tổng quát 45
Đồ án tốt nghiệp 2.3.2 Thuyết minh quy trình ❖ Nguyên liệu: thanh long Long An ruột trắng. - Mục đích: Nguyên liệu là yếu tố quyết định các đặc tính cho sản phẩm về mùi, vị, cấu trúc Vì thế, với nguyên liệu thích hợp thì sản phẩm làm ra sẽ đạt chất lượng tốt nhất. Nguyên liệu dùng trong sản xuất là thanh long vừa chín tới, kích thước to đồng đều khoảng 300 – 350 g/trái. - Yêu cầu: Trái thanh long phải vừa chín tới, kích thước to đồng đều khoảng 300 – 350 g/trái. Trái thanh long phải sạch, hình dạng đẹp, vỏ bóng, có màu đỏ đều trên 70 % diện tích trái, khoang mũi không sâu quá 1 cm, thịt quả có màu trắng và cứng, không có vết thương tổn, không bị thâm, nám, không có đốm xanh hay vết cháy nắng, không bị bầm, dập, thối - Cách tiến hành: Quan sát bằng mắt thường để chọn những trái đạt yêu cầu. ❖ Bỏ vỏ - Mục đích: Loại bỏ phần không ăn được của trái thanh long, tạo thuận lợi cho quá trình chế biến tiếp theo. - Cách tiến hành: Dùng dao để tách sạch vỏ. ❖ Cắt miếng - Mục đích: Để miếng thanh long có kích thước và chiều dày đồng đều thuận lợi cho các quá trình chế biến sau, đặc biệt là công đoạn sấy. - Cách tiến hành: Dùng dao cắt thanh long thành những miếng tròn hoặc bán tròn có độ dày 0,75 cm. ❖ Ngâm thẩm thấu - Mục đích: Sử dụng dung dịch đường có nồng độ cao, tạo ra áp suất thẩm thấu cao, ngăn cản sự hoạt động của vi sinh vật, tách một phần nước ra khỏi nguyên liệu giúp sấy nhanh hơn, đồng thời tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm sấy. - Cách tiến hành: Sau khi bỏ vỏ cắt miếng thì ta tiến hành ngâm tiếp thanh long vào dung dịch đường với nồng độ tối ưu + acid citric tối ưu, trong 46
Đồ án tốt nghiệp khoảng thời gian tối ưu. Tỉ lệ nước ngâm nguyên liệu sao cho dung dịch ngâm thẩm thấu ngập bề mặt nguyên liệu. ❖ Rửa - Mục đích: Loại bỏ lớp đường trên bề mặt nguyên liệu, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy, giảm bớt độ dính sau khi sấy. - Cách tiến hành: Sau khi ngâm thẩm thấu xong thì lấy thanh long ra nhúng nhanh qua nước sạch. ❖ Làm ráo - Mục đích: Làm ráo nước trên bề mặt thanh long khi nhúng thanh long vào nước ở công đoạn trên. - Cách tiến hành: Dùng giấy thấm khô thanh long khi thanh long đã được nhúng qua nước sạch. ❖ Sấy - Mục đích: Tách nước trong thanh long làm tăng nồng độ chất khô và giảm độ ẩm của thanh long xuống còn khoảng 14 - 15 % để cải thiện cấu trúc và kéo dài thời gian bảo quản. - Cách thực hiện: Nguyên liệu sau khi được làm ráo sẽ xếp ra khay. Sau đó sấy ở nhiệt độ và thời gian tối ưu đến khi độ ẩm sản phẩm đạt khoảng 14 - 15 %. ❖ Bao gói - Mục đích: Bao gói nhằm cách ly hoàn toàn sản phẩm với môi trường bên ngoài, bảo vệ sản phẩm tránh bị nhiễm vi sinh vật và hút ẩm từ không khí, tăng thời gian bảo quản sản phẩm, và tăng tính chất cảm quan cho sản phẩm. - Cách thực hiện: Sản phẩm được xếp vào bao bì chân không và được đem hút chân không và ghép mí bằng máy ghép mí chân không do phòng thí nghiệm cung cấp. 47
Đồ án tốt nghiệp 2.3.3 Bố trí thí nghiệm khảo sát Độ ẩm, pH, độ Brix Phân tích thành Hàm lượng đường phần hóa lý của Thanh long tổng, đường khử, acid nguyên liệu tổng, vitamin C Bỏ vỏ Tỉ lệ thu hồi, độ cứng Cắt miếng Thí nghiệm 1:Khảo sát nồng độ đường (d = 0,75 cm) Thí nghiệm 2 : Khảo sát thời gian ngâm Thẩm thấu thẩm thấu Thí nghiệm 3: Khảo sát nồng độ acid citric Rửa Làm ráo Thí nghiệm 6: Khảo sát tái sử dụng dịch ngâm Sấy Thí nghiệm 4: Khảo sát chế độ sấy Thí nghiệm 5: Khảo sát giảm độ dính Bao gói cho sản phẩm Thành Phân tích thành phần sản phẩm phẩm Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát 48
Đồ án tốt nghiệp 2.3.4 Thí nghiệm khảo sát 2.3.4.1 Phân tích chất lượng của nguyên liệu thanh long - Tỉ lệ thu hồi thịt quả nguyên liệu thanh long: Xác định bằng cách cân nguyên liệu ban đầu và khối lượng thịt quả trước và sau khi ngâm thẩm thấu. - Hàm lượng chất khô hòa tan: Sử dụng khúc xạ kế Atago đo độ Brix với thanh đo 0 – 32, 28 – 62, 0 - 100 oBrix để đo. - Ẩm độ nguyên liệu: Đo bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. - pH: đo bằng máy đo pH. - Vitamin C: Bằng phương pháp chuẩn độ Iot. - Hàm lượng acid tổng (theo acid citric): Chuẩn độ trực tiếp acid tổng có trong mẫu bằng dung dịch Natrihydroxit (NaOH) với chỉ thị phenolphthalein. - Đường tổng: Xác định hàm lượng đường tổng bằng phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS). - Đường khử: Xác định hàm lượng đường khử bằng phương pháp acid dinitrosalicylic (DNS). - Độ cứng: đo độ cứng nguyên liệu bằng máy đo độ cứng. - Màu sắc thịt quả: đo bằng máy đo màu Konica Minolta. 2.3.4.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ chất khô hòa tan (đường) thích hợp cho dung dịch ngâm thẩm thấu. ❖ Mục đích: Xác định nồng độ đường thích hợp cho thẩm thấu. ❖ Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại với: • Nhân tố A: Hàm lượng chất khô (đường). A1 = Không ngâm A4 = 50 oBrix A2 = 40 oBrix A5 = 55 oBrix A3 = 45 oBrix A6 = 60 oBrix 49
Đồ án tốt nghiệp Thanh long Bỏ vỏ Cắt miếng (d = 0,75 cm) Thẩm thấu A1 A2 A3 A4 A5 A6 Rửa Thành phẩm Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ❖ Yếu tố cố định: acid citric 1,5 %, thời gian ngâm 3 giờ, sấy ở 65 0C trong vòng 10 giờ. ❖ Tiến hành thí nghiệm: Thanh long sẽ được loại vỏ, cắt khoanh tròn (dày 0,75 cm). Sau đó tiến hành công đoạn ngâm thanh long với dung dịch đường và acid citric (1,5 %) với các nồng độ chất khô hòa tan theo bố trí thí nghiệm trong vòng 3 giờ. Sau đó lấy ra nhúng nhanh qua nước sạch, làm ráo và đem đi sấy ở 65 0C trong vòng 10 giờ. 50
Đồ án tốt nghiệp ❖ Chỉ tiêu theo dõi: - Độ ẩm của sản phẩm sau khi ngâm và sau khi sấy. - Tỉ lệ thu hồi thịt quả sau khi ngâm. - Nồng độ chất khô hòa tan sau khi ngâm - pH sau khi ngâm - Đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi vị bằng phép thử so hàng thị hiếu. 2.3.4.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian ngâm thẩm thấu thích hợp cho thanh long trước khi sấy ❖ Mục đích: Tìm ra được thời gian ngâm thích hợp để tạo ra được sản phẩm. ❖ Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại. • Nhân tố B: Thời gian ngâm (giờ) B1 = 2 B3 = 4 B2 = 3 B4 = 5 • Yếu tố cố định: ▪ Nồng độ acid citric 1,5 % ▪ Nhiệt độ sấy 65 oC sấy đến độ ẩm khoảng 14 – 15 % 51
Đồ án tốt nghiệp Thanh long Bỏ vỏ Cắt miếng (d = 0,75 cm) Thẩm thấu B1 B2 B3 B4 Rửa Thành phẩm Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ❖ Tiến hành thí nghiệm: Sau khi thực hiện xong thí nghiệm 1 ta lấy kết quả thí nghiệm 1 để tiến hành tiếp thí nghiệm 2. Thực hiện quy trình sấy có ngâm thẩm thấu. Thời gian ngâm được bố trí như trên, cố định nhiệt độ sấy ở 65 0C và sấy đến độ ẩm khoảng 14 -15 %. ❖ Chỉ tiêu theo dõi: - Độ ẩm sản phẩm sau khi ngâm. - Độ Brix của sản phẩm sau khi ngâm. - pH sản phẩm sau khi ngâm. - Độ ẩm sản phẩm sau khi sấy. - Tỷ lệ thu hồi thịt quả sau khi sấy. - Thời gian sấy để đạt độ ẩm từ 14 – 15 %. - Đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi vị bằng bằng phép thử so hàng thị hiếu. 52
Đồ án tốt nghiệp 2.3.4.4 Thí nghiệm 3: Khảo sát nồng độ acid citric thích hợp cho thanh long trước khi sấy ❖ Mục đích: Tìm ra được nồng độ acid citric thích hợp trong dung dịch ngâm tạo giá trị cảm quan cho sản phẩm. ❖ Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại. • Nhân tố C: Nồng độ acid citric (%) C1 = 0,5 C3 = 1,5 C2 = 1 C4 = 2 Thanh long Bỏ vỏ Cắt miếng (d = 0,75 cm) Thẩm thấu C1 C2 C3 C4 Thành Rửa phẩm Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 ❖ Yếu tố cố định: nhiệt độ sấy 65 0C trong thời gian 10 giờ. ❖ Tiến hành thí nghiệm: Sau khi thực hiện xong thí nghiệm 1 và 2, ta lấy kết quả 2 thí nghiệm này để tiến hành tiếp thí nghiệm 3. Thực hiện quy trình sấy có ngâm thẩm thấu với nồng độ chất khô hòa tan trong dung dịch là 50 oBrix với từng 53
Đồ án tốt nghiệp nồng độ acid citric đã bố trí, trong thời gian ngâm 3 giờ. Nhiệt độ sấy là 65 0C trong thời gian 10 giờ. ❖ Chỉ tiêu theo dõi: - Độ ẩm sản phẩm sau khi sấy. - pH sản phẩm sau khi sấy. - Độ acid (acid citric) của sản phẩm sau khi sấy. - Đường tổng của các sản phẩm sau khi sấy. - Đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi vị, cấu trúc bằng bằng phép thử so hàng thị hiếu. 2.3.4.5 Thí nghiệm 4: Khảo sát chế độ sấy thích hợp cho sản phẩm ❖ Mục đích: Thí nghiệm này được thực hiện để khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến chất lượng sản phẩm. Tìm ra nhiệt độ và thời gian thích hợp cho quá trình sấy thanh long nhằm tạo ra sản phẩm đạt giá trị về mặt cảm quan. ❖ Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại. ❖ Yếu tố thí nghiệm: Là nhiệt độ sấy thanh long với 4 mức là 60 0C, 65 0C, 70 0C, 75 0C, độ ẩm cuối cùng cho sản phẩm trong khoảng 14 – 15 %. • Nhân tố D: Nhiệt độ sấy. D1 = 60 0C D2 = 65 0C D3 = 70 0C D4 = 75 0C 54
Đồ án tốt nghiệp Thanh long Bỏ vỏ Cắt miếng (d = 0,75 cm) Thẩm thấu Sấy D1 D2 D3 D4 Thành Bao gói phẩm Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 ❖ Yếu tố cố định: độ ẩm sản phẩm 14 – 15 %. ❖ Tiến hành thí nghiệm: Sau khi thực hiện xong 1, 2, 3 ta sẽ lấy thông số của nghiệm thức tốt nhất ở 3 thí nghiệm này ta tiến hành tiếp thí nghiệm 4. Chế độ sấy được bố trí như trên. ❖ Chỉ tiêu theo dõi: - Độ ẩm của sản phẩm sau khi sấy. - pH của sản phẩm sau khi sấy. - Độ acid (acid citric) của sản phẩm sau khi sấy. - Vitamin C của sản phẩm sau khi sấy. 55
Đồ án tốt nghiệp - Thời gian sấy của sản phẩm để đạt độ ẩm khoảng 14 % - 15 %. - Độ giảm ẩm của nguyên liệu trong quá trình sấy. - Chỉ số màu sắc của các sản phẩm sau khi sấy. - Đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi vị, cấu trúc bằng bằng phép thử so hàng thị hiếu. 2.3.4.6 Thí nghiệm 5: Khảo sát một số biện pháp giảm độ dính cho sản phẩm sấy ❖ Mục đích: Tìm ra được biện pháp giảm độ dính cho sản phẩm sấy mà không làm ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. ❖ Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố với 3 lần lặp lại. • E: Là nhân tố xử lí dính E1 = nhúng nước. E2 = phủ chitosan. E3 = phủ manitol. 56
Đồ án tốt nghiệp Thanh long Bỏ vỏ Cắt miếng (d = 0,75 cm) Thẩm thấu Sấy Giảm độ dính E1 E2 E3 Thành Sấy kết thúc Bao gói phẩm Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 5 ❖ Tiến hành thí nghiệm: Sau khi thực hiện xong thí nghiệm 4, ta sẽ chọn thông số thời gian ngâm thẩm thấu, nhiệt độ và thời gian sấy tốt nhất để tiến hành thí nghiệm 5. Sản phẩm sau khi sấy đạt yêu cầu sẽ được xử lí dính bằng các biện pháp như: Nhúng nước, phủ chitosan hoặc phủ manitol để giảm độ dính sản phẩm. - Đối với biện pháp nhúng nước: Sản phẩm sau khi sấy đến độ ẩm mong muốn sẽ được nhúng sơ qua nước khoảng 3 s để làm trôi lớp đường bề mặt, sau đó sấy lại ở cùng nhiệt độ 65 oC đến khi khô lớp nước bề mặt nhưng không làm ảnh hưởng đến độ ẩm sản phẩm. 57
Đồ án tốt nghiệp - Đối với phủ chitosan: Sản phẩm sau khi sấy sẽ được nhúng 2 lần qua dung dịch chitosan 0,5 % được hoà tan bởi dung dịch acid axetic 1 %. Sau khi nhúng lần thứ nhất sẽ đem đi sấy khô. Lớp chitosan vừa khô thì đem đi nhúng lần thứ 2 rồi cũng sấy ở 65 oC đến khi khô hẳn. Theo dõi thời gian sấy sao cho chỉ đủ làm khô lớp chitosan bề mặt mà không làm ảnh hưởng tới bề mặt sản phẩm. - Đối với mẫu phủ manitol: Sản phẩm sau khi sấy đến độ ẩm mong muốn sẽ được lăn qua lớp manitol và không cần đem sấy lại. ❖ Chỉ tiêu theo dõi: - Sự thay đổi về khối lượng, độ ẩm của sản phẩm sau khi áp dụng các biện pháp (khối lượng trước sấy, khối lượng sau sấy, độ ẩm trước sấy, độ ẩm sau sấy). - Đánh giá cảm quan về màu sắc, mùi vị, độ dính bằng bằng phép thử so hàng thị hiếu. 2.3.4.7 Thí nghiệm 6: Khảo sát việc tái sử dụng dịch ngâm ❖ Mục đích: Khảo sát xem dịch ngâm có thể tái sử dụng hay không với mục đích nhằm tận dụng dung dịch sau khi ngâm, giảm chi phí cho chế biến sản phẩm. ❖ Tiến hành thí nghiệm: Dung dịch sau khi ngâm thẩm thấu sẽ được bổ sung đường, acid citric để đạt nồng độ như ban đầu, sau đó sử dụng tiếp để ngâm nguyên liệu thanh long. ❖ Phương pháp để điều chỉnh độ Brix, pH của dung dịch sau khi ngâm ➢ Điều chỉnh pH: Pha dung dịch acid citric 10 %, sau đó cho từ từ dung dịch này vào dung dịch cần điều chỉnh đến khi pH đạt như yêu cầu. ➢ Điều chỉnh độ Brix: 푴 + 푿 . 푴 푿 = 푴 + 푴 Trong đó: X1 là độ Brix muốn đạt được X2 là độ Brix của dung dịch 58
Đồ án tốt nghiệp M1 là khối lượng đường cần bổ sung (g) M2 là khối lượng dung dịch Ta tiến hành điều chỉnh pH trước, sau đó mới điều chỉnh độ Brix sau ( Lê Thị Thanh, 2013). ➢ Chỉ tiêu theo dõi: - Độ Brix, pH, màu sắc của dung dịch qua các lần tái sử dụng. - Độ Brix, pH của nguyên liệu sau khi ngâm. 2.4 Đánh giá sơ bộ sản phẩm ❖ Mục đích: biết được các chỉ tiêu sau cùng của sản phẩm, bao gồm: ➢ Hóa lý: - Độ ẩm. - Hàm lượng chất khô hòa tan. - Đường tổng, đường khử của sản phẩm. - Vitamin C của sản phẩm. - pH của sản phẩm. - Hàm lượng acid tổng trong sản phẩm. ➢ Vi sinh: Dựa theo Quyết định số 46/ 2007/ QĐ – BYT ngày 19/ 12/ 2007 của Bộ trưởng Bộ Y tế quy định giới hạn cho phép trong rau quả sấy, chúng tôi tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu như E.coli, coliforms, tổng số nấm nem, nấm mốc, tổng vi sinh vật hiếu khí. 2.5 Phương pháp phân tích 2.5.1 Phương pháp xác định một số chỉ tiêu hoá lý - Xác định độ ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (TCVN 1867:2001). - Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ iot (sách thực hành hóa sinh thực phẩm – ĐH Sư phạm Kỹ Thuật). - Phương pháp xác định pH bằng máy đo pH. 59
Đồ án tốt nghiệp - Xác định độ hao hụt khối lượng - Phương pháp xác định độ Brix bằng khúc xạ kế - Xác định acid tổng bằng phương pháp chuẩn độ NaOH 0,1 N với chỉ thi phenolphthalein (Thực hành phân tích thực phẩm – ĐH công nghệ TP.HCM). - Xác định hàm lượng đường khử, đường tổng bằng phương pháp axit dinitrosalicylic - phương pháp DNS (Thực hành phân tích thực phẩm – ĐH công nghệ TP.HCM) 2.5.2 Kiểm tra vi sinh đối với mẫu sản phẩm Mẫu sẽ được kiểm tra vi sinh tại phòng thí nghiệm bằng phương pháp đổ đĩa. 2.5.3 Phương pháp đánh giá cảm quan ❖ Mục đích Xác định có hay không sự khác biệt về mức độ ưa thích tồn tại giữa 3 hay nhiều sản phẩm thử. ❖ Nguyên tắc thực hiện Các mẫu được trình bày đồng thời, người thử được yêu cầu sắp xếp các mẫu theo chiều mức độ ưa thích tăng dần hoặc giảm dần. Đặc biệt, người thử buộc phải đưa ra thứ hạng cho từng mẫu thử, các mẫu không được xếp đồng hạng với nhau. Tuy nhiên cũng có một vài trường hợp ngoại lệ khi các mẫu được xếp đồng hạng tùy thuộc vào mục đích thí nghiệm. Thông thường cách xếp đồng hạng được sử dụng khi so hàng các mẫu trên một thuộc tính cảm quan cụ thể. ❖ Cách tiến hành ➢ Mẫu thử: - Các mẫu thử được mã hóa bằng 3 chữ số ngẫu nhiên. Trật tự trình bày mẫu được thiết kế cân bằng theo hình vuông Latin Williams. - Số lượng mẫu thử trong phép thử xếp dãy phụ thuộc vào đặc tính tự nhiên của mẫu thử và mục đích thí nghiệm. - Người thử: là những người chưa qua huấn luyện. 60
Đồ án tốt nghiệp - Phiếu đánh giá: phiếu đánh giá dùng cho phép thử so hàng thị hiếu cần có các thông tin sau: Họ tên người thử (mã số người thử), ngày làm thí nghiệm, hướng dẫn thí nghiệm, thang xếp hạng và nhận xét (nếu cần thiết). ➢ Xử lý số liệu: - Trật tự xếp hạng của từng người thử được tổng hợp đầy đủ vào bảng kết quả thường được gọi là bảng số liệu thô. Người thử được sắp xếp theo cột và thứ hạng sản phẩm được trình bày theo hàng. - Kiểm định Friedman được sử dụng cho phép thử so hàng thị hiếu. Giá trị Friedman tính toán (Ftest) được tính theo công thức: 푭 = (푹 + ⋯ + 푹 ) − . 풋. (풑 + ) 풕풆풔풕 풋. 풑. (풑 + ) 풑 Trong đó: j là số người thử p là số sản phẩm Ri là tổng hạng mẫu thử ( i = 0, 1, 2, , p ) So sánh Ftest với Ftra bảng • Nếu Ftest ≥ Ftra bảng cho thấy có một sự khác biệt về mức độ yêu thích tồn tại giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa α được chọn. • Nếu Ftest < Ftra bảng cho thấy không tồn tại sự khác biệt có nghĩa về mức độ yêu thích giữa các sản phẩm đánh giá ở mức ý nghĩa α được chọn. - Nếu kiểm định Friedman cho thấy rằng tồn tại một sự khác biệt về mức độ yêu thích có ý nghĩa giữa các sản phẩm, chúng ta cần phải xác định một cách cụ thể các mẫu nào có sự khác biệt bằng cách tính giá trị LSD ở mức ý nghĩa α được chọn. Công thức tính giá trị LSD như sau: 푗. . ( + 1) 퐿푆 = . √ 6 Trong đó: z được lấy từ phân bố chuẩn 2 đuôi với độ rủi ro α. 61
Đồ án tốt nghiệp Sau khi tính được LSD, so sánh với hiệu số giữa các cặp tổng hạng. Nếu hiệu số này vượt quá giá trị LSD, cặp mẫu này được nói là khác nhau có ý nghĩa về mức độ ưu tiên. ❖ Kết luận: Trong phép thử xếp dãy, kết luận được rút ra là có hay không sự khác biệt có ý nghĩa về mức độ ưu tiên giữa các cặp mẫu cụ thể; chúng thường được liệt kê chi tiết. Thứ hạng của sản phẩm và mức ý nghĩa của phép thử như α cũng phải được nhắc đến. ❖ Phiếu hướng dẫn và phiếu trả lời PHIẾU HƯỚNG DẪN - Xin bạn vui lòng thanh vị bằng nước lọc trước khi thử mẫu - Một bộ mẫu gồm N mẫu thanh long sấy sẽ được giới thiệu đến bạn - Bạn hãy nếm mẫu theo thứ tự từ trái sang phải và sắp xếp theo mức độ giảm dần từ ưa thích nhất đến ít được ưa thích nhất. Bạn hãy trả lời bằng cách ghi mã số các mẫu vào thang trong phiếu trả lời. Ngay cả khi không chắc chắn bạn cũng phải đưa ra câu trả lời của mình Ví dụ: Ưa thích nhất Ít được ưa thích nhất 143 218 467 295 138 873 Chú ý: Bạn có thể thử lại mẫu nếu đã nếm thử xong tất cả các mẫu. Giữa các lần nếm mẫu bạn được sử dụng nước thanh vị Cảmơn các bạn đã tham gia Hình 2.8. Phiếu hướng dẫn 62
Đồ án tốt nghiệp PHIẾU TRẢ LỜI Mã số người thử : Ngày thử: . Tính chất cần đánh giá: Ưa thích nhất ít được ưa thích nhất Khi có câu trả lời, bạn vui lòng GHI MÃ SỐ của các mẫu theo độ ưa thích giảm dần đối với các sản phẩm Chân thành cảm ơn bạn đã tham gia buổi cảm quan Hình 2.9. Phiếu trả lời Ghi chú: Tùy từng thí nghiệm khảo sát mà ta có N mẫu khác nhau (N mẫu đã được trình bài trong bố trí thí nghiệm). 2.5.4 Phương pháp sử lý số liệu - Sử dụng phần mềm Microsoft Excel 2007. - Xử lý thống kê bằng phần mềm statgraphic 3.0. 63
Đồ án tốt nghiệp CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Kết quả phân tích các thành phần hóa lý của thanh long Để đảm bảo chất lượng thanh long sấy ổn định trong quá trình sản xuất, ta tiến hảnh phân tích một số chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu như độ ẩm, hàm lượng đường tổng, đường khử, vitamin C, acid tổng, đo 0Brix, pH và kết quả được thể hiện ở bảng 3.1. Bảng 3.1. Kết quả phân tích thành phần hóa lý của thanh long Long An Chỉ tiêu Giá trị Độ ẩm (%) 89,03 ± 1,24 Đường tổng số (g) 11,5 ± 0,05 Đường khử (g) 6,1 ± 0,05 Acid toàn phần (mg%) 0,19 ± 0,01 Vitamin C (mg%) 9,39 ± 0,13 Hàm lượng chất khô hòa tan (0Bx) 9,90 ± 0,53 Độ pH 4,53 ± 0,06 Độ cứng ( KgF/cm2) 0,58 ± 0,04 Màu sắc thịt quả (L*; a*; b*) - L* 61,28 ± 0,7 - a* 0,18 ± 0,06 - b* 2,49 ± 0,12 Tỉ lệ thu hồi thịt quả (%) 65,97 ± 1,70 Dựa vào kết quả ở bảng 3.1, cho thấy thanh long có hàm lượng nước khá cao (89,03 %) nhưng chủ yếu là nước tự do nên thuận lợi cho quá trình sấy, hàm lượng đường tổng, acid tổng trong thanh long thấp do đó để điều vị cho sản phẩm cần bổ sung acid citric và đường saccharose trong dung dịch ngâm là điều cần thiết. Ngoài ra trong thanh long còn chứa một lượng vitamin C rất tốt cho cơ thể. 64
Đồ án tốt nghiệp Để chế biến thanh long sấy thì nguyên liệu phải vừa chín tới, vỏ bóng, có màu đỏ đều trên 70 % diện tích trái do đó với độ cứng đo được (0,58 ± 0,04) sẽ thuận lợi cho quá trình chế biến sản phẩm (tránh hiện tượng vỡ, nát gây thất thoát nguyên liệu khi chế biến). Với độ cứng này người thực hiện đề tài còn khảo sát sơ bộ hình dạng, chiều dày miếng thanh long khi tạo hình. Qua kết quả khảo sát cho thấy thanh long được cắt lát tròn, dày 0,75 cm được ưu chuộng nhất và thích hợp cho các quá trình chế biến sau (như thẩm thấu, sấy). 3.2 Ảnh hưởng nồng độ chất khô hòa tan trong dịch nước đường đến quá trình thẩm thấu sản phẩm Mục đích của quá trình thẩm thấu là tách một phần nước ra khỏi nguyên liệu, rút ngắn thời gian sấy, giảm bớt độ chua cho sản phẩm. Do đó tiến hành khảo sát ảnh hưởng nồng độ chất khô hòa tan trong dung dịch nước đường ở các nồng độ 40, 45, 50, 55 và 60 0Brix đến mức độ thẩm thấu và kết quả thể hiện ở bảng 3.2. Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hoà tan trong dịch ngâm đến tỷ lệ thu hồi, oBrix và pH sản phẩm Nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm (0Brix) Chỉ tiêu Không 40 45 50 55 60 ngâm Tỉ lệ thu hồi 65,97a ± 53,71b ± 54,18b ± 55,23b ± 55,57b ± 55,87b ± thịt quả (%) 1,07 1.42 1,79 1,12 0,91 1,01 Độ Brix 9,83e ± 15,03d ± 17,0c ± 18,93b ± 19,53ab ± 19,96a± 0,29 0,25 0,30 0,25b 0,46 0,54 pH 4,53a ± 4,27b ± 4,23b ± 4,23b ± 4,23b ± 4,23b ± 0,06 0,12 0,06 0,06 0,06 0,06 Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Dựa vào bảng 3.2, ta thấy khi tăng nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm thì tỉ lệ thu hồi thịt quả tăng. Nguyên nhân là do sau khi ngâm, một lượng nước 65
Đồ án tốt nghiệp trong nguyên liệu bị thoát ra ngoài, làm cho khối lượng thanh long giảm. Do đó mẫu ngâm dung dịch nước đường 60 0Brix có tỉ lệ thu hồi cao, ngược lại mẫu ngâm trong dung dịch nước đường 40 0Brix có tỉ lệ thu hồi thấp nhất. Mẫu không ngâm không có sự thất thoát nước nên có tỉ lệ thu hồi cao nhất. Xét về độ Brix: Khi thay đổi nồng độ chất khô hòa tan trong dịch đường thì độ Brix giữa các mẫu có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5 %. Độ Brix của mẫu ngâm ở dung dịch nước đường 60 0Brix là cao nhất (19,96 oBrix) và nhỏ nhất là mẫu ngâm ở dung dịch nước đường 40 0Brix (15,03 oBrix). Nguyên nhân là do trong quá trình thẩm thấu, do sự chênh lệch nồng độ giữa bên trong và bên ngoài làm cho nước trong dịch bào thanh long tách ra và đường trong dịch ngâm thẩm thấu dịch chuyển vào trong tế bào thanh long. Những khe hở trên màng nguyên sinh chất rất nhỏ chỉ đủ cho các phân tử nước đi qua mà không thấm với các phân tử đường. Vì vậy khi cho nguyên liệu vào trong dung dịch đường thẩm thấu sẽ tạo môi trường nhược trương nên nước trong tế bào bắt đầu đi ra ngoài và chất khô hòa tan trong dung dịch đi vào bên trong làm cho độ Brix của thanh long sau khi ngâm tăng. Mẫu ngâm thẩm thấu ở dung dịch có hàm lượng chất khô (đường) càng cao thì lượng nước thoát ra càng nhiều và chất khô (đường) trong dung dịch thấm vào trong tế bào càng lớn nên độ Brix trong nguyên liệu tăng. Xét về pH sản phẩm, ta thấy mẫu không ngâm có pH cao hơn các mẫu ngâm thẩm thấu. Do acid citric có trong dung dịch ngâm làm giảm pH của thanh long sau khi ngâm, mà trong môi trường pH thấp vi sinh vật có hại khó sinh trưởng và phát triển. Vì thế giúp bảo quản nguyên liệu và cải thiện vị. 66
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.3. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm đến độ ẩm sản phẩm sau khi ngâm và sấy Nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm (0Brix) Chỉ tiêu Không 40 45 50 55 60 ngâm Độ ẩm sau khi 89,0a ± 83,87b ± 81,17c ± 78,97d ± 78,65d ± 78,43d ± ngâm (%) 0,44 0,31 0,42 0,31 0,06 0,17 Độ ẩm sau khi 25,19a ± 17,82b ± 16,36c ± 14,54d ± 14,32d ± 14,18d ± sấy (%) 0,27 0,32 0,29 0,33 0,16 0,16 Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Qua kết quả khảo sát ở bảng 3.3 cho thấy: Quá trình thẩm thấu đã làm giảm đáng kể lượng nước có trong thanh long. Khi tăng nồng độ chất khô trong dung dịch thẩm thấu từ 40 0Brix đến 50 0Brix thì độ ẩm của thanh long giảm dần, thuận lợi cho quá trình sấy. Tuy nhiên, nếu tiếp tục tăng nồng độ chất khô trong dịch ngâm lên 55 và 60 0Brix thì độ ẩm nguyên liệu trước và sau khi sấy hầu như không thay đổi. Nguyên nhân là do sự chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài nguyên liệu, lượng đường đi vào trong nguyên liệu, nước đi ra khỏi nguyên liệu. Ở mẫu 40 0Brix, 45 0Brix hàm lượng đường ngâm thẩm thấu thấp nên nước đi ra khỏi nguyên liệu ít, nên sau khi sấy độ ẩm của sản phẩm cao. Còn ở 3 mẫu 50 0Brix, 55 0Brix và 60 0Brix hàm lượng đường ngâm thẩm thấu cao và gần như bão hòa, lượng nước trong nguyên liệu còn thấp nên sau khi sấy sản phẩm có độ ẩm thấp và 3 mẫu này không khác biệt nhau về độ ẩm. Dựa vào yếu tố kinh tế ta chọn mẫu có nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm là 50 0Brix vừa giảm ẩm nhanh mà còn tiết kiệm đường. 67
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm đến kết quả đánh giáả c m quan sản phẩm Nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm (0Brix) Chỉ tiêu cảm Không quan 40 45 50 55 60 ngâm Màu sắc 1,92b 3,75a 4,04a 4,38a 3,5a 3,42a Mùi vị 2,04c 3,13b 3,4b 4,71a 4,5a 3,25b Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Qua kết quả đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng thị hiếu (phụ lục B.1), ta thấy nồng độ chất khô hòa tan trong dịch ngâm thẩm thấu thanh long có ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Mẫu ngâm thẩm thấu ở 50 0Brix có mức độ ưa thích cao nhất cả về màu sắc và mùi vị. Trái lại mẫu không ngâm có kết quả đánh giá cảm quan thấp nhất. Nguyên nhân này là do mẫu không ngâm không trải qua quá trình thẩm thấu đường và acid citric làm cho vị sản phẩm không được hài hòa, cấu trúc mềm, ẩm bề mặt do độ ẩm giảm chậm, màu sắc không được đẹp so với các mẫu còn lại. Về màu sắc: Khi tăng nồng độ đường từ 40 - 60 0Brix trong dịch ngâm thì không có sự khác biệt về màu sắc khi xử lý thống kê và được đánh giá cao hơn mẫu không ngâm. Nguyên nhân do trong dịch thẩm thấu của các mẫu có ngâm thẩm thấu được bổ sung cùng một lượng acid citric (1,5 %), mà acid citric có tác dụng ức chế hoạt tính của một số enzym oxy hóa giúp giữ màu sản phẩm. Về mùi vị: Mẫu ngâm ở dịch thẩm thấu 40 0Brix và 45 0Brix do có nồng độ chất khô trong sản phẩm thấp, sản phẩm có vị chua nhiều nên mức độ ưa thích về mùi vị thấp. Mẫu ngâm ở dịch 60 0Brix có vị ngọt gắt gây khó chịu cho người sử dụng. Còn hai mẫu ngâm ở dung dịch có nồng độ chất khô 50 0Brix và 55 0Brix có nồng độ chất khô thích hợp, vị chua ngọt hài hòa nên được các cảm quan viên đánh giá vị cao hơn các mẫu khác. 68
Đồ án tốt nghiệp Kết luận: Dựa vào các chỉ tiêu hoá lý, kết quả đánh giá cảm quan và yếu tố kinh tế thì mẫu ngâm ở dịch thẩm thấu 50 0Brix là mẫu được chọn để thực hiện tiếp các thí nghiệm sau. 3.3 Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến chất lượng sản phẩm Bảng 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến độ ẩm, 0Brix, và pH sản phẩm sau khi ngâm Nguyên Thời gian ngâm (giờ) Chỉ tiêu liệu 2 3 4 5 Độ ẩm 89,03b ± 1,24 81,15a ± 0,51 79,03b ± 0,40 78,78b ± 0,36 78,41b ± 0,51 (%) Độ Brix 9,90d ± 0,53 16,50c ± 0,34 18,93b ± 0,27 19,37ab ± 0,23 19,48a ± 0,31 pH 4,53a ± 0,06 4,33b ± 0,06 4,23b ± 0,06 4,23b ± 0,06 4,23b ± 0,06 Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Qua bảng 3.5 ta thấy, khi tăng thời gian ngâm thì lượng nước thoát ra càng nhiều làm cho độ ẩm nguyên liệu sau khi ngâm giảm và độ Brix sau khi ngâm tăng. Tuy nhiên thời gian ngâm từ 2 giờ đến 3 giờ, độ ẩm nguyên liệu giảm nhiều hơn từ 3 giờ đến 5 giờ ngâm. Nguyên nhân là do trong 3 giờ đầu thẩm thấu, chênh lệch nồng độ chất khô hoà tan giữa nguyên liệu và dịch ngâm lớn nên nước trong nguyên liệu thoát ra nhiều làm độ ẩm thanh long giảm mạnh. Sau một thời gian, có sự cân bằng về nồng độ chất khô hòa tan giữa nguyên liệu và dịch ngâm nên oBrix của thanh long sau khi ngâm giảm chậm. 69
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.6. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu tỉ lệ thu hồi sản phẩm và thời gian sấy sản phẩm Thời gian ngâm (giờ) Chỉ tiêu 2 3 4 5 Tỉ lệ thu hồi 15,63c ± 0,25 17,68b ± 0,16 17,92ab ± 0,22 18,11a ± 0,13 (%) Thời gian sấy 11a 10b 10b 10b (giờ) Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Dựa vào bảng 3.6 cho thấy, khi tăng thời gian ngâm thì tỉ lệ thu hồi sản phẩm tăng. Tỉ lệ thu hồi sản phẩm ở 5 giờ ngâm là cao nhất (18,11 %), ngược lại 2 giờ ngâm có tỉ lệ thu hồi sản phẩm thấp nhất (15,63 %). Nguyên nhân là do sau 5 giờ ngâm dịch đường, chất khô hòa tan dịch chuyển vào nguyên liệu nhiều hơn. Qua kết quả khảo sát sự giảm ẩm của 4 mẫu sản phẩm (phụ lục C.3.3.5) chúng tôi nhận thấy mẫu 2 giờ ngâm do có nồng độ chất khô hoả tan trong nguyên liệu thấp nên độ ẩm thanh long khi sấy giảm chậm hơn và có sự khác biệt rõ rệt so với 3 mẫu còn lại. Các nghiệm thức 3 giờ, 4 giờ và 5 giờ ngâm do có nồng độ chất khô hoà tan trong nguyên liệu cao nên khi sấy thì độ ẩm giảm nhanh hơn và không có sự khác biệt giữa các mẫu, do đó tiết kiệm thời gian sấy sau này. Vì thế để sản phẩm ngâm ở 2 giờ đạt độ ẩm bảo quản 14 % - 15 % thì cần đến 11 giờ sấy. Trong khi đó, các sản phẩm ngâm dịch đường sau 3, 4, 5 giờ ngâm thì chỉ cần thời gian sấy 10 giờ, tiết kiệm 1 giờ sấy nên tiết kiệm năng lượng. Tóm lại: Dựa vào yếu tố kinh tế thì mẫu ngâm trong dịch đường 3 giờ có tỉ lệ thu hồi sản phẩm cao, tiết kiệm được thời gian ngâm và năng lượng sấy nên là mẫu được chọn. 70
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.7. Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấm đến kết quả đánh giá cảm quan Chỉ tiêu cảm Thời gian ngâm dịch đường (giờ) quan 2 3 4 5 Màu sắc 2,92c 3,0bc 2,34abc 1,71a Mùi vị 2,04b 3,04a 2,96a 1,96b Cấu trúc 2,88a 3,08a 2,08b 1,96b Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Qua kết quả đánh giá cảm quan bằng phương pháp so hàng thị hiếu (phụ lục B.2), ta thấy khi tăng thời gian ngâm thẩm thấu thanh long thì màu sắc, mùi vị, cấu trúc giữa các mẫu có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5 %. Về màu sắc: Mẫu ngâm dịch đường sau 2, 3 và 4 giờ được các cảm quan viên đánh giá cao và không có sự khác biệt về màu sắc giữa các mẫu. Còn mẫu ngâm 5 giờ có điểm đánh giá cảm quan về màu sắc thấp nhất do khi tăng thời gian ngâm sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng oxy hoá xảy ra làm giảm màu thanh long. Về mùi vị: Mẫu 3 giờ ngâm được các cảm quan viên đánh giá cao nhất do có vị chua ngọt hài hòa. Mẫu thử có thời gian ngâm 2 giờ và 5 giờ có điểm cảm quan về vị thấp hơn 2 mẫu còn lại, và không có sự khác biệt giữa 2 mẫu này. Thời gian ngâm thẩm thấu khác nhau, lượng chất khô hòa tan ngấm vào nguyên liệu cũng khác từ đó ảnh hưởng đến vị của sản phẩm vì thế ở 2 mức thời gian ngâm này, chỉ tiêu vị của sản phẩm không được đánh giá cao. Về cấu trúc: khi sấy đến độ ẩm bảo quản (14 - 15 %) thì hai mẫu 2 giờ ngâm và 3 giờ ngâm do có cấu trúc dai dẻo, bề mặt bóng sáng nên được các cảm quan viên đánh giá cao về cấu trúc. Còn 2 mẫu 4 giờ và 5 giờ ngâm do thời gian ngâm lâu mà miếng thanh long chỉ có kích thước d = 0,75 cm nên thanh long mềm, dễ bi tổn thương (gãy, nát, sần sùi bề mặt ) khi xử lí ở những công đoạn sau. Vì thế, 2 mẫu này kém được ưa thích về cấu trúc. ❖ Tóm lại: dựa vào các nhận xét trên, ta chọn mẫu ngâm trong dịch đường 3 giờ là thông số tối ưu cho các thí nghiệm sau. 71
Đồ án tốt nghiệp 3.4. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric trong dung dịch ngâm đến chất lượng sản phẩm thanh long sấy Việc bổ sung acid citric vào trong dịch ngâm có tác dụng làm giảm pH, giảm tốc độ phản ứng hóa nâu, cải thiện vị và bảo quản sản phẩm. Vì thế, lựa chọn nồng độ acid citric thích hợp trong dịch ngâm để sản phẩm đạt chất lượng cao nhất là một việc rất cần thiết. Bảng 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến chỉ tiêu hoá lý của sản phẩm Nồng độ acid Đường tổng Độ ẩm (%) pH Độ acid (%) citric (%) (%) 0,5 16,18a ± 0,34 5,12a ± 0,04 0,45d ± 0,04 65,10a ± 0,07 1,0 15,44b ± 0,32 4,75b± 0,04 0,59c ± 0,04 65,05ab ± 0,05 1,5 14,61c ± 0,33 4,50c ± 0,03 0,82b ± 0,04 65,00b± 0,05 2 14,53c ± 0,31 4,15d ± 0,05 1,02a ± 0,05 64,96b ± 0,04 Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 cột thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Dựa vào bảng 3.8 cho thấy khi tăng nồng độ acid citric thì độ ẩm, pH, độ acid của sản phẩm có sự khác biệt với mức ý nghĩa 5 %. Khi tăng nồng độ acid citric trong dịch ngâm thì hàm lượng acid trong sản phẩm tăng, pH thấp giúp giảm được sự mất mát vitamin C trong sản phẩm do hạn chế hoạt động của enzyme ascorbic acid oxidase. Bên cạnh đó, hàm lượng đường tổng giữa các mẫu không có sự khác biệt khi tăng nồng độ acid citric do nồng độ đường trong dung dịch ngâm các mẫu là như nhau. 72
Đồ án tốt nghiệp Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến kết quả đánh giáả c m quan Chỉ tiêu cảm Nồng độ acid citric (%) quan 0,5 1 1,5 2 Màu sắc 1,29c 2,08b 3,25a 3,38a Mùi vị 1,79c 2,75b 3,54a 1,92c Cấu trúc 2,04b 2,58ab 3,21a 2,17b Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Kết hợp đánh giá cảm quan ở bảng 3.9 ta thấy, khi tăng nồng độ acid citric trong dịch ngâm thẩm thấu thì màu sắc, mùi vị và cấu trúc giữa các mẫu có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5 %. Về màu sắc: Khi tăng nồng độ acid citric trong dịch ngâm thì thanh long màu sắc sản phẩm được đánh giá cao và có sự khác biệt giữa các mẫu do acid citric hạn chế sự oxy hoá của enzym polyphenoloxidase và peroxidase làm sậm màu sản phẩm, cụ thể là mẫu bổ sung 1,5 % và 2 % acid citric trong dịch ngâm thì màu sắc sản phẩm tốt nhất và không có sự khác biệt giữa hay mẫu này khi xử lí thống kê. Về mùi vị: Mẫu ngâm acid citric 2 % và 0,5 % không được các cảm quan viên đánh giá cao. Vì khi khảo sát thực tế mẫu ngâm ở 2 % acid citric có hàm lượng acid cao (1,02 %) làm cho chỉ số đường/acid thấp nên gây vị chua gắt cho sản phẩm. Trái lại mẫu 0,5 % có nồng độ acid của sản phẩm đạt 0,45 % trong khi hàm lượng đường tổng lên đến 65,10 %. Điều này khiến cho sản phẩm có vị ngọt gắt. Mẫu ngâm ở nồng độ acid citric 1 % và 1,5 % được các cảm quan viên đánh giá cao về vị (cao nhất là mẫu 1,5 %) do có chỉ số đường/acid thích hợp. Về cấu trúc: khi nồng độ acid nhiều thì thanh long có cấu trúc hơi quá dẻo dai vì có sự tạo gel của pectin trong thanh long với đường và acid citric. Ngược lại, nồng độ acid ít (0,5 %) thì thanh long có cấu trúc hơi mềm và có điểm cảm quan cấu trúc thấp. Thanh long sấy được ưa thích về cấu trúc khi bổ sung nồng độ acid citric 1,5 %. 73
Đồ án tốt nghiệp Tóm lại: nồng độ acid citric 1,5 % trong dung dịch thẩm thấu thì thanh long sấy được ưa thích nhất về các giá trị cảm quan (màu đẹp, vị chua ngọt hài hòa và cấu trúc dẻo dai vừa phải). Vì vậy nồng độ acid citric 1,5 % là sẽ là thông số tối ưu cho các thí nhiệm sau. 3.5. Ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm Chế độ sấy cũng rất quan trọng trong quá trình chế biến cũng như bảo quản thực phẩm. Sau khi ngâm thẩm thấu đường thì giảm một phần nước trong nguyên liệu, quá trình sấy sẽ làm giảm độ ẩm sản phẩm, tăng thời gian bảo quản cho sản phẩm. Do đó cần khảo sát chế độ sấy thích hợp. Dựa vào phụ lục C.5 ta có kết quả sự thay đổi độ ẩm của sản phẩm qua 10 giờ sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau được trình bày ở bảng 3.10. Bảng 3.10. Sự thay đổi độ ẩm của sản phẩm qua 10 giờ sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau Nhiệt độ sấy (0C) Thời gian 60 65 70 75 (giờ) Wwb Wwb Wwb Wwb (%) (%) (%) (%) 0 79,16 ± 1,96 79,27 ± 1,88 79,33 ± 1,85 79,22 ± 1,73 1 76,79 ± 1,80 75,41 ± 1,73 74,51 ± 1,62 73,68 ± 1,71 2 68,87 ± 1,68 65,02 ± 1,79 62,73 ± 1,46 61,35 ± 1,69 3 60,05 ± 1,37 56,28 ± 1,43 52,65 ± 1,32 49,86 ± 1,58 4 52,71 ± 1,33 47,17 ± 1,39 43,28 ± 1,28 37,97 ± 1,35 5 44,28 ± 1,32 37,06 ± 0,98 34,16 ± 1,18 30,88 ± 1,01 6 38,35 ± 1,28 30,13 ± 0,87 26,09 ± 0,87 23,74 ± 0,83 7 31,84 ± 0,91 23,64 ± 0,84 19,82 ± 0,65 18,67 ± 0,59 8 26,61 ± 0,85 17,84 ± 0,71 15,73 ± 0,56 16,21 ± 0,49 9 22,59 ± 0,84 16,54 ± 0,67 14,04 ± 0,51 14,38 ± 0,43 10 19,84 ± 0,66 14,65 ± 0,60 12,61 ± 0,45 12,88 ±0,41 Đồ thị giảm ẩm của nguyên liệu được thể hiện ở biểu đồ hình 3.1. 74
Đồ án tốt nghiệp 85 80 75 70 60 0C 65 60 65 0C 55 70 0C 50 45 75 0C m (%) m 40 ẩ ộ 35 Đ 30 25 20 15 10 5 0 0h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h 10h Thời gian sấy (h) Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn sự giảm ẩm của nguyên liệu theo thời gian ở các nhiệt độ sấy khác nhau Nhận xét: Qua đồ thị cho thấy khi thay đổi nhiệt độ và thời gian sấy thì độ ẩm sản phẩm có sự khác biệt. Khi sấy 1 giờ, tốc độ giảm ẩm ở các mẫu hầu hết chậm do lượng nhiệt cung cấp lúc này chủ yếu để làm nóng vật và bay hơi phần nào ẩm tự do trên bề mặt. Sau đó mức độ giảm ẩm tăng dần lên do lượng nước tự do trong nguyên liệu còn nhiều, tác nhân sấy làm bốc hơi lượng ẩm tự do trên bề mặt và khuếch tán ẩm từ bên trong ra ngoài. Nhiệt độ càng cao thì mức độ giảm ẩm ở càng nhanh. Nhưng về sau độ ẩm giảm chậm là do nước tự do còn lại trong thanh long ít và khi sấy nước bay ra có kéo theo đường, nhưng tốc độ thoát ra của đường chậm hơn so với nước nên chúng dần dần hình thành lớp đường ngăn cản nước thoát ra. Khi sấy mẫu thanh long ở nhiệt độ 70 0C và 75 0C, độ ẩm giảm nhanh chỉ trong 7 giờ đầu, càng về sau thì độ ẩm giảm khá chậm. Có thể thấy rằng nhiệt độ sấy càng cao thì khả năng loại ẩm càng giảm. Do nhiệt độ cao làm hơi nước bay hơi rất nhanh trên bề mặt, các mao mạch và tế bào ở phía ngoài co lại và ngăn cản việc 75
Đồ án tốt nghiệp chuyển ẩm từ trong ra ngoài bề mặt dẫn đến độ giảm ẩm của 2 mẫu sấy 70 0C và 75 0C về sau khá chậm. Kết quả hóa lí của các mẫu sau khi sấy được trình bày ở Bảng 3.11. Bảng 3.11. Chỉ tiêu hóa lí sản phẩm sau khi sấy ở các chế độ nhiệt khác nhau Nhiệt độ sấy (0C) Chỉ tiêu 60 65 70 75 Độ ẩm (%) 14,61a ± 0,37 14,53a ± 0,47 14,55a ± 0,53 14,07a ± 0,38 Độ acid (%) 0,85a ± 0,046 0,83a ± 0,036 0,82a ± 0,036 0,82a ± 0,030 Vitamin C (mg%) 5,15a ± 0,030 5,10a ± 0,035 4,14b ± 0,020 3.30c ± 0,026 pH 4,47a ± 0,035 4,48a ± 0,035 4,50a ± 0,036 4,50a ± 0,044 Thời gian sấy (h) 14a 10b 9c 9c Các chữ cái a, b, c khác nhau trên cũng một hàng thể hiện sự khác biệt giữa các nghiệm thức ở độ tin cậy 95 % ❖ Nhận xét: Qua bảng kết quả ta thấy ở các chế độ nhiệt khác nhau thì giá trị các chỉ tiêu cũng khác nhau, nhưng chênh lệch này không nhiều, chỉ có thời gian sấy để đạt độ ẩm mong muốn và màu sắc sản phẩm là khác nhau rõ rệt. Ngoài ra hàm lượng vitamin C trong các mẫu sản phẩm cũng giảm khi nhiệt độ sấy tăng. Khi tăng nhiệt độ sấy từ 60 0C lên 65 0C thì thời gian sấy giảm đáng kể, nhưng khi tăng nhiệt độ sấy từ 65 0C lên 70 0C và 75 0C thì thời gian sấy chỉ giảm 1 giờ. Có thể thấy rằng nhiệt độ sấy càng cao thời gian sấy sẽ giảm nhưng khi nhiệt độ sấy thanh long từ 70 0C trở lên nước sẽ bay hơi nhanh trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, làm hình thành nên lớp khô cứng trên bề mặt sản phẩm, ngăn cản quá trình thoát ẩm lúc sau từ trung tâm thanh long ra môi trường bên ngoài vì thế thời gian sấy giảm không đáng kể. 76
Đồ án tốt nghiệp Các mẫu thanh long khi được sấy ở các chế độ nhiệt có sự khác nhau rõ rệt về màu sắc và mùi vị. Kết quả so sánh màu sắc của thanh long khi sấy ở các chế độ nhiệt khác nhau được trình bày ở hình 3.2 và bảng 3.12. Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến màu sắc, mùi vị sản phẩm Nhiệt độ sấy Màu sắc Mùi vị (0C) 60 Trắng, sáng màu Thơm đặc trưng, thoảng mùi đường 65 Trắng, sáng màu Thơm đặc trưng, thoảng mùi đường 70 Trắng hơi vàng, hơi sậm màu Thơm đặc trưng, thoảng mùi đường 75 Trắng hơi vàng, hơi sậm màu Mất mùi thơm đặc trưng 60 oC 65 oC 70 oC 75 oC Hình 3.2. Màu sắc thanh long khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau Khi sấy ở 60 0C và 65 0C, nhiệt độ này không quá cao nên các phản ứng diễn ra chậm, chủ yếu là các phản ứng oxy hóa nên màu của sản phẩm không bị biến đổi nhiều, sản phẩm vẫn còn giữ được màu và mùi đặc trưng của sản phẩm. Khi sấy ở 70 0C, có thể ở nhiệt độ này đã xảy ra phản ứng Maillard làm sậm màu sản phẩm, điều này làm cho thanh long sấy mặc dù vẫn giữ được mùi thơm đặc trưng nhưng màu sắc có phần tối hơn so với các mẫu sấy ở 60 0C và 65 0C. Nhiệt độ càng cao, thì phản ứng oxy hóa các hợp chất màu (lycopene, chlorophyll), hợp chất polyphenol (terpene, Ar – curcumen ) kết hợp với phản ứng Maillard làm sản phẩm sậm màu, tạo mùi (oxi hóa chất béo ) và phản ứng phân hủy vitamin C càng mạnh. Vì vậy, khi sấy ở 75 0C thì màu sắc và mùi của thanh long đều không còn giữ 77
Đồ án tốt nghiệp nét đặc trưng. Sản phẩm có màu tối, vàng và có mùi hơi khét, đồng thời màu và mùi này tăng lên cùng với sự tăng nhiệt độ sấy. Để đảm bảo tính khách quan trong việc đánh giá màu sắc thanh long sấy, song song với việc quan sát bằng mắt, người thực hiện đề tài thể hiện sự biến đổi màu sắc thông qua hệ màu L* a* b*. Kết quả phân tích thể hiện ở bảng 3.13. Bảng 3.13. Sự biến đổi giá trị L*, a*, b* của thanh long theo nhiệt độ sấy Chỉ số màu sắc thanh long sấy Mẫu L* a* b* Sấy ở 60 0C 56,87a ± 0,56 -0,23a ± 0,03 6,74b ± 0,40 Sấy ở 65 0C 56,96a ± 0,55 -0,22a ± 0,03 6,72b ± 0,42 Sấy ở 70 0C 50,03b ± 0,43 -0,35b ± 0,03 7,35ab ± 0,42 Sấy ở 75 0C 45,13c ± 0,36 -0,40b ± 0,05 7,84a ± 0,40 Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% ❖ Nhận xét: Màu sắc của thanh long sấy được đánh giá thông qua chỉ số L* (độ sáng). Độ sáng L* của 2 mẫu sấy ở 60 và 65 0C hầu như không có sự chênh lệch nhau nhiều, nhưng chỉ số màu sắc ở mẫu sấy 60 0C kém vượt trội hơn mẫu 65 0C. Tuy nhiệt độ sấy 60 0C không cao nhưng do thời gian sấy để đạt được độ ẩm bảo quản khá lâu, mà thời gian tiếp xúc với nhiệt và oxi trong không khí càng lâu thì màu sắc thanh long sẽ vàng sậm do các phản ứng oxi hóa. Khi tăng nhiệt độ sấy lên 70 0C và 75 0C thì giá trị L* giảm đáng kể. Khi nhiệt độ sấy cao có thể thúc đẩy mạnh hình thành các hợp chất sẫm màu (melanoidin) dẫn đến thanh long có màu tối hơn và chỉ số L* giảm mạnh hơn. Chỉ số a* (xanh lá cây - đỏ) của mẫu thanh long sấy ở 60 0C và 65 0C không chênh lệch nhau nhiều, chỉ số này giảm mạnh ở mẫu sấy với nhiệt độ 70 0C và 75 0C. Kết quả tương tự thu được với chỉ số b* (xanh dương - vàng). Thanh long sấy ở 78
Đồ án tốt nghiệp 75 0C có chỉ số a* và b* lần lượt là - 0,40 và 7,84. Điều này chứng tỏ rằng, áp dụng nhiệt độ cao để sấy thanh long sẽ làm giảm đi màu đỏ và tăng màu vàng. Tóm lại, ở 2 nhiệt độ 60 0C và 65 0C giá trị L*, a*, b* của 2 mẫu thanh long sấy không khác nhau nhiều. Kết quả đo hoàn toàn phù hợp với kết quả đánh giá quan sát bằng mắt. Thanh long sấy ở 60 0C và 65 0C có màu trắng. Mẫu thanh long sấy ở 70 0C và 75 0C có màu trắng, hơi vàng, sậm màu. Có thể dự đoán là do nhiệt độ đã gây nên các phản ứng và hợp chất gây sậm màu sản phẩm. Nhiệt độ càng cao, sự tổn thất càng lớn. Điều này cho thấy mẫu thanh long nên được sấy ở nhiệt độ 65 0C là thích hợp nhất giúp tiết kiệm thời gian sấy và giữa được màu sắc đặc trưng. Bảng 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm Nhiệt độ sấy (0C) Chỉ tiêu 60 65 70 75 Màu sắc 3,13a 3,25a 2,21b 1,42c Mùi vị 2,92a 3,21a 2,08b 1,79b Cấu trúc 3,00a 3,29a 2,25b 1,46c Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 hàng thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Số liệu bảng 3.14 cho thấy khi tăng nhiệt độ sấy thì màu sắc, mùi vị giữa các mẫu có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5 %. Mẫu sấy ở 60 0C và 65 0C không có sự khác biệt về màu sắc, mùi vị, cấu trúc nhưng có sự khác biệt có ý nghĩa so với 2 mẫu sấy ở 70 0C và 75 0C. Về màu sắc: 2 mẫu sấy ở chế độ sấy 60 0C và 65 0C được đánh giá cao, cao nhất là mẫu 65 0C. Mức độ ưa thích về màu sắc giảm dần khi nhiệt độ sấy tăng lên 70 0C và 75 0C do xảy ra phản ứng Maillard là phản ứng tạo màu, tạo ra các sản phẩm melanoidin làm hóa nâu sản phẩm, tốc độ phản ứng tăng. Vì thế mẫu sấy ở 700C và 750C có màu sẫm hơn nên kém được ưa thích hơn. 79
Đồ án tốt nghiệp Về mùi vị: Tương tự như màu sắc, mùi vị của 2 mẫu 60 0C và 65 0C được các cảm quan viên đánh giá cao còn 2 mẫu sấy ở chế độ 70 0C và 75 0C không được đánh giá cao vì khi sấy ở nhiệt độ cao làm bay hơi các hợp chất hương có trong nguyên liệu làm mất đi mùi hương đặc trưng của sản phẩm đồng thời với nhiệt độ sấy cao còn làm oxi hóa các chất béo có trong hạt thanh long gây mùi ôi khét, khó chịu cho sản phẩm. Bên cạnh đó, vị ngọt tăng do trong môi trường acid kết hợp với nhiệt độ saccharose bị thủy phân tạo thành đường khử, độ ẩm cũng giảm làm cho nồng độ vị tăng lên, vị chua giảm do sự bay hơi của các acid (acid xitric, acid tarparic, acid malonic ) trong quá trình sấy. Mẫu có nhiệt độ sấy cao hơn có vị ngọt hơn và vị chua ít vì vậy dẫn đến sự khác biệt về mùi vị giữa các mẫu khảo sát. Về cấu trúc: hai mẫu sấy ở chế độ nhiệt 60 0C và 65 0C được các cảm quan đánh giá cao về cấu trúc nhờ có cấu trúc dai, dẻo. Các mẫu sấy ở chế độ nhiệt 70 0C, 75 0C có bề mặt nhăng, khô cứng do sấy ở nhiệt độ cao làm cho bề mặt thanh long bị nứt, giảm giá trị cảm quan của sản phẩm sau khi sấy. Vì thế cấu trúc 2 mẫu này kém được ưa thích hơn. ❖ Tóm lại: Từ những nhận xét trên, ta chọn mẫu sấy ở 65 0C là thông số tối ưu của thí nghiệm này. 3.6. Một số giải pháp giảm độ dính cho sản phẩm Do được ngâm thẩm thấu qua dung dịch đường nên bề mặt sản phẩm có độ dính cao, gây khó khăn cho việc đóng gói thành phẩm; sản phẩm bị dính bao bì, khó gỡ khi sử dụng. Vì vậy, cần có biện pháp để giảm độ dính cho sản phẩm nhưng không làm ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sản phẩm. Qua các khảo sát thăm dò, chúng tôi đã đề xuất được 3 giải pháp có thể giảm độ dính cho sản phẩm thanh long sau khi sấy. Đó là phủ chitosan, nhúng nước và phủ manitol. Đối với biện pháp phủ chitosan, cần sấy thêm 40 phút ở mỗi lần nhúng, tức là cần thêm 80 phút sấy để 2 lớp phủ chitosan khô hoàn toàn, nhúng nước cần sấy thêm 40 phút để lớp nước bề mặt sản phẩm khô, còn phủ manitol thì không cần sấy lại. 80
Đồ án tốt nghiệp Sau đây là kết quả khảo sát sự thay đổi khối lượng và ẩm độ của sản phẩm trước và sau khi áp dụng các biện pháp giảm độ dính cho sản phẩm ở Bảng 3.15 Bảng 3.15. Sự thay đổi khối lượng và độ ẩm của sản phẩm trước và sau khi áp dụng các giải pháp giảm độ dính Giải pháp Khối lượng Khối lượng Độ ẩm trước Độ ẩm sau trước (g) sau (g) (%) (%) Nhúng nước 100a ± 0,51 99,91a ± 0,50 14,61a ± 0,37 14,59a ± 0,38 Phủ chitosan 100a ± 0,32 100,17a ± 0,23 14,62a ± 0,28 14,68a ± 0,32 Phủ manitol 100a ± 0,56 100,23a ± 0,45 14,67a ± 0,30 14,70a ± 0,31 Số liệu trung bình của ba lần lặp lại. Các trị số a,b,c theo sau bởi các chữ cái giống nhau trong cùng 1 cột thì không có sự khác biệt ở mức ý nghĩa 5% Từ bảng 3.15, có thể đưa ra một vài nhận xét như sau: Giải pháp nhúng nước, sản phẩm sau khi nhúng sơ qua nước và sấy lại có khối lượng giảm, cụ thể giảm 0,09 g do một khối lượng nhỏ đường trên bề mặt sản phẩm bị rửa trôi. Đối với giải pháp phủ chitosan và phủ manitol, khối lượng sản phẩm sau khi phủ có sự tăng nhẹ do chitosan và manitol phủ ngoài bề mặt sản phẩm. Cụ thể là tăng 0,17 g đối với sản phẩm phủ chitosan và tăng 0,23 g đối với sản phẩm phủ manitol. Ẩm độ của sản phẩm sau khi áp dụng 3 biện pháp đều không có sự thay đổi đáng kể. Điều này cho thấy 3 biện pháp trên không làm ảnh hưởng đến độ ẩm của sản phẩm. Tuy nhiên, đối với biện pháp phủ manitol, nếu để lâu ở điều kiện thường, không bao gói hoặc bao gói không thích hợp thì sản phẩm có hiện tượng rỉ nước do lớp phủ manitol dễ bị hút ẩm trở lại, làm độ ẩm sản phẩm có xu hướng tăng lên. Kết quả đánh giá cảm quan thể hiện ở Bảng 3.16. 81