nghiên cứu sản xuất nectar từ trái bần

Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu sản xuất sản phẩm nectar từ quả bần nhằm phát huy thế mạnh, tiềm năng sẵn có ở các địa phương này, mở ra khả năng ứng dụng trong chế biến thực phẩm

MỞ ĐẦU

Cây bần là loài cây quen thuộc với người dân vùng châu thổ sông Cửu Long Cây thường mọc tự nhiên hoặc được trồng làm cây phòng hộ, chống sạt lở ở ven sông, đầu ghềnh, cuối bãi, nhất là ở các cửa sông Cửu Long thuộc các tỉnh Bến Tre, Vĩnh Long, Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu Bần là loài cây tạp ít giá trị kinh tế, có chức năng chính là giữ đất trước sự xâm lấn của sóng biển vì bộ rễ của bần phát triển khá vững chắc và chiếm một khoảng không gian rộng lớn Mùa bần chín nhiều vào khoảng từ tháng 4 đến tháng 11 âm lịch, các tháng còn lại trong năm vẫn có nhưng ít hơn Trái bần còn xanh hơi chát, khi chín có vị rất chua, mùi thơm đặc trưng Ðây là loại trái cây hoàn toàn sạch, không hề nhiễm phân bón, thuốc trừ sâu và bất cứ loại hóa chất nào vì chúng mọc hoang dã Trong dân gian, quả bần được dùng ăn tươi, làm rau sống và nấu canh chua thay me Theo tài liệu xác nhận của ngành y tế, chất chát của quả bần làm chắc thành mạch và làm lành các vết loét dạ dày, giảm hấp thu đường, mỡ, có tác dụng hạ huyết áp Người ta còn dùng nước quả bần lên men uống chữa bệnh sốt rét và sốt xuất huyết Hiện nay ở tỉnh Trà Vinh, bà Tư Cúc đã chế biến được bột lẩu nấu bần, mứt bần Tuy nhiên, quy mô sản xuất còn nhỏ, sản lượng chưa cao

Diện tích phân bố của cây bần khá rộng với bạt ngàn cồn bãi, lâm trường, rừng phòng hộ mọc dày cây bần ven sông, ven biển Mỗi cây bần lớn có thể cho vài trăm kg đến cả tấn quả trong năm Với giá mua 7000 đồng/kg thì cứ hai người đi thu hái mỗi ngày cũng kiếm được vài trăm nghìn đồng Ðây sẽ là nguồn thu nhập đáng kể cho người dân nghèo Mặc dù quả bần có giá trị kinh tế, nhưng lại đang bị lãng phí chưa được khai thác đúng mức Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu sản xuất sản phẩm nectar từ quả bần nhằm phát huy thế mạnh, tiềm năng sẵn có ở các địa phương này, mở ra khả năng ứng dụng trong chế biến thực phẩm sạch, đem lại nguồn lợi kinh

tế cao cho gia đình và toàn xã hội từ loại trái cây này

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN 1.1 Cây bần

1.1.1 Phân loại thực vật

– Tên Việt Nam: Bần chua

– Tên Latin: Sonneratia caseolaris – Họ: Bần Sonneratiaceae – Bộ: Sim Myrtales

Cụm hoa ở đầu cành, có 2-3 hoa Đài hợp ở gốc, có 6 thùy dày và dai, mặt ngoài màu lục, mặt trong màu tím hồng Nhị có chỉ hình sợi, bao phấn hình thận Bầu hình cầu dẹt, vòi dài, đầu hơi tròn.Quả mọng, đường kính 4-8cm, cao 2.8-4cm, gốc có thùy đài xòe ra Hạt nhiều, dẹt.[13, 14]

Hình 1.1: Cây bần

1.1.4 Thành phần hóa học của quả bần

Theo nghiên cứu của Englberger và cộng sự (2003), Ramulu và Rao (2003), Li và cộng sự (2002), Sanchez-Castillo và cộng sự (1998), khi tiến hành khảo sát hàm lượng xơ hòa tan, xơ

không tan, P và Ca trong một số trái cây nhiệt đới thì quả Sonneratia caseolaris nằm trong nhóm

có hàm lượng cao nhất Các giá trị này được thể hiện qua bảng 1.1.

Bảng 1.1 : Thành phần hóa học của pure bần [7]

Hình 1.3: Cấu tạo 9 hợp chất hoạt tính sinh học được chiết tách từ trái bần [9]

1.1.5 Công dụng và các sản phẩm thực phẩm chế biến từ quả bần

Theo y học dân gian, quả Sonneratia caseolaris là thuốc độc đối với ấu trùng muỗi (Devi

và cộng sự, 1997) Quả Sonneratia caseolaris được sử dụng làm thuốc cầm máu, chữa bệnh trĩ, trị

giun, làm thuốc đắp bong gân (Bandaranayake, 2002) Ngoài ra, nó còn chứa chất có hoạt tính bảo

vệ gan (Charoenteeraboon và cộng sự, 2007) Bên cạnh đó, oleanolic acid có tác dụng ức chế mạnh enzyme α-glucosidase, cũng có mặt trong quả Sonneratia caseolaris đã được nghiên cứu chiết

tách để ứng dụng vào thuốc trị bệnh tăng đường huyết (Ashok Kumar Tiwari và cộng sự, 2010)

Sonneratia caseolaris được biết đến trong hệ sinh thái rừng ngập mặn Mặc dù, hệ thống

rừng ngập mặn bảo vệ môi trường sinh thái của trái đất, đem lại nhiều lợi ích về kinh tế cho loài

người, nhưng diện tích của chúng vẫn giảm trên bề mặt trái đất (Kathiresan và Bingham, 2001) và được xếp vào loại bị đe dọa nhiều nhất của môi trường ven biển, đó là do sự phát triển của các quốc gia trong khu vực nhiệt đới (Saenger và cộng sự, 1983) Sự hủy hoại chúng không được kiểm soát đúng mức, mặc dù đã có nhiều điều luật và chính sách nhằm bảo vệ rừng ngập mặn (Foell, Harison và Stirat, 1999) Do đó, việc tạo động lực thúc đẩy người dân sống ở các vùng này bảo vệ rừng ngập mặn bằng cách giúp cho họ có công ăn việc làm, kiếm được nguồn thu nhập từ chúng

có thể là cách làm hiệu quả nhất để bảo vệ rừng ngập mặn

Xuất phát từ ý tưởng trên, quả Sonneratia caseolaris đã được các nhà công nghệ chú ý vì

nó không những có nhiều hoạt chất có lợi cho sức khỏe mà khi chín còn có hương thơm và vị rất đặc trưng có thể được sử dụng để tạo ra những sản phẩm thực phẩm có giá trị về dinh dưỡng và cảm quan Tuy nhiên, theo L P Jayatissa và cộng sự (2006) thì vì một số lý do sau mà quả

Sonneratia caseolaris mới chỉ được bắt đầu nghiên cứu từ những năm gần đây:

- Quả Sonneratia caseolaris ở một số vùng bị tấn công bởi một loại côn trùng lạ, mà không

có biểu hiện nào khác thường từ bên ngoài, nên rất khó cho việc phân loại

- Lớp vỏ ngoài của quả rất mỏng phải được loại bỏ, đây là công việc chưa thể cơ giới hóa

- Quả Sonneratia caseolaris khi chín không thể bảo quản ở nhiệt độ phòng quá một ngày.

- Mỗi quả có rất nhiều hạt nhỏ nằm lẫn trong phần ăn được Nếu sử dụng máy nghiền với lực lớn có thể nghiền nát chúng và tạo ra vị đắng cũng như làm đổi màu của thịt quả

- Sự hóa nâu cùng với mùi vị lạ của thịt quả phát triển rất nhanh Sự thu nhận puree với cách thông thường trong vòng 12h không thể áp dụng Sử dụng máy nghiền với áp lực lớn cũng làm tăng tốc độ hóa nâu

Theo một nghiên cứu năm 2010 nhằm mục đích bảo vệ diện tích rừng ngập mặn được tiến hành ở Sri Lanka, WSS Abeywickrama và MCN Jayasooriya đã khắc phục được các vấn đề trên để chế

biến thành công sản phẩm nước uống từ quả Sonneratia caseolaris và được cấp bằng sáng chế

Kết quả cho thấy:

Thịt quả sau khi rã đông và pha loãng với nước theo tỉ lệ thịt quả:nước (w/w) là 2:1

Hỗn hợp được xử lý nhiệt ở 850C trong 20 phút Đường, acid citric và Carboxy methyl cellulose (CMC) được thêm vào Sau đó hỗn hợp được làm nguội và SMS được cho vào như một

chất bảo quản, cuối cùng hỗn hợp được chiết rót vào chai đã được khử trùng và đóng nắp.

Bảng 1.3: Công thức 3 mẫu nước bần [8]

Hình 1.4: Sản phẩm nước uống từ quả bần [7, 8]

Bên cạnh đó, bà Võ Thị Cúc, xã Long Đức (TP Trà Vinh) đã chế biến được bột bần nấu canh chua và mứt bần Với những trái bần vừa chín tới, bà gọt sạch vỏ và chà xát vào rổ, tách hạt, tạp chất để lấy bột Từ nguyên liệu bột bần cho thêm các gia vị như: ớt, muối, bột ngọt và dùng lửa nhỏ để đun cho ráo nước, dùng để nấu canh chua, lẩu cá; còn bột bần pha chế thêm đường phèn, mạch nha cho ra sản phẩm mứt bần, kẹo bần Hai sản phẩm này hiện nay đang được bày bán tại siêu thị CO.OPMART với giá 15.000VNĐ/hộp, sản phẩm mứt bần (350g/hộp), bột bần (300g/hộp) [16, 17]

Hình 1.5: Sản phẩm bột bần nấu lẩu (bên trái) và mứt bần (bên phải) [16, 17]

1.2 Tổng quan về đồ hộp nước quả và sản phẩm nectar [ 2 ]

1.2.1 Đặc điểm chung và phân loại đồ hộp nước quả

Những chất có giá trị dinh dưỡng cao nhất trong rau quả như đường, acid hữu cơ, vitamin đều tập trung ở dịch quả Nhờ có đầy đủ và cân đối các chất ấy nên nước quả có hương vị rất thơm ngon

Đồ hộp nước quả chủ yếu dùng để uống, ngoài ra còn dùng để chế biến xirô quả, rượu mùi, nước giải khát có nạp khí, mứt đông

Người ta phân loại đồ hộp nước quả như sau:

Căn cứ theo mức độ tự nhiên, người ta chia nước quả thành các loại:

Nước quả tự nhiên: chế biến từ một loại quả, không pha thêm đường, tinh dầu, chất màu

Nước quả tự nhiên dùng để uống trực tiếp hoặc để chế biến các loại nước ngọt, rượu mùi Nước các loại quả quá chua khi uống phải pha thêm đường Để tăng hương vị nước quả đôi khi người ta cho lên men rượu một phần hoặc toàn bộ đường có trong nước quả tự nhiên

Nước quả hỗn hợp: chế biến bằng cách trộn lẫn nhiều loại nước quả khác nhau, lượng nước

quả pha thêm không quá 35% nước quả chính

Nước quả pha đường: để tăng vị ngon, một số nước quả như chanh, cam, quít người ta

thường pha thêm đường

Nước quả cô đặc: chế biến bằng cách cô đặc nước quả tự nhiên theo phương pháp đun nóng

(bốc hơi) hay phương pháp lạnh đông (tách nước đá) Nước quả cô đặc có lợi là đỡ tốn bao bì, kho tàng, vận chuyển và ít bị vi sinh vật làm hỏng

Căn cứ theo phương pháp bảo quản, người ta chia nước quả thành các loại:

Nước quả thanh trùng: đóng vào bao bì kín, thanh trùng bằng cách đun nóng trước hoặc sau

khi ghép kín

Nước quả bảo quản lạnh: bảo quản ở nhiệt độ 0 - 2oC

Nước quả nạp khí: nạp CO2 để ức chế sự hoạt động của vi sinh vật và tăng tính chất giải khát

Nước quả sunfit hóa: bảo quản bằng SO2, dùng làm bán phế phẩm

Nước quả rượu hoá: pha rượu để ức chế sự hoạt động của vi sinh vật rồi đựng trong bao bì

đã thanh trùng

Căn cứ theo độ trong của sản phẩm, người ta chia nước quả thành các loại:

Nước quả không có thịt quả: là dịch bào được tách khỏi mô quả chủ yếu bằng cách ép sau

đó đem lắng rồi lọc Tuỳ theo mức độ trong cần thiết mà người ta lọc thô (nước quả đục) hay lọc

kỹ (nước quả trong)

Nước quả có thịt quả (nectar): là dịch bào lẫn với các mô được nghiền mịn và pha chế với

nước đường

Nước quả không thịt quả: có hình thức hấp dẫn, ít bị biến đổi khi bảo quản hơn nước quả có

thịt quả

Hình 1.6 Một số sản phẩm nectar trên thị trường 1.2.2 Sơ lược về qui trình sản xuất sản phẩm nectar :[1]

1.2.3 Thuyết minh qui trình :

Nguyên liệu

1.2.3.1 Chọn lựa, rửa:

Mục đích: rửa sạch các tạp chất cơ học: đất, cát, bùn… bám vào trong nguyên liệu, rửa trôi

được một phần vi sinh vật, thuốc trừ sâu, đồng thời giúp lộ rõ các tổn thương trên nguyên liệu, tạo

sự thuận lợi cho quá trình phân loại, chọn lọc những nguyên liệu đủ tiêu chuẩn để đưa vào sản xuất, loại bỏ những nguyên liệu không đủ quy cách, sâu bệnh, thối hỏng…

1.2.3.2 Xử lý cơ nhiệt: bao gồm 2 quá trình chần hấp và nghiền xé.

Mục đích quá trình chần, hấp: thủy phân protopectin thành pectin, đuổi bớt chất khí trong

gian bào, làm tăng độ thẩm thấu chất nguyên sinh giúp dịch bào thoát ra dễ dàng Ngoài ra, quá trình chần giúp vô hoạt hệ thống enzyme oxy hóa khử có trong nguyên liệu, tiêu diệt một phần vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu

Mục đích quá trình nghiền xé: cắt nhỏ thịt quả, phá vỡ mô và tế bào nguyên liệu, giải phóng

dịch quả ra ngoài Qua đó, việc trích ly các thành phần dinh dưỡng được dễ dàng, hỗ trợ và làm tăng hiệu suất cho quá trình ép

1.2.3.3 Chà:

Mục đích: Trong nước quả có thịt quả (nectar) ngoài dịch bào còn có mô quả nghiền nhỏ

Vì vậy khi lấy dịch quả để chế biến nectar người ta dùng máy chà (hoặc máy ép kiểu trục xoắn) mà không dùng máy ép thuỷ lực hay máy ép trục vít

Tuy nhiên, đối với những loại nguyên liệu có hàm lượng pectin cao khi chà sẽ thu được dịch có độ nhớt cao lúc đó hiệu suất không đạt hiệu quả Nhằm nâng cao hiệu suất chà, người ta thường áp dụng kết hợp phương pháp chà với phương pháp xử lý bằng chế phẩm enzyme Hiện nay, giải pháp phổ biến nhất là sử dụng chế phẩm enzyme pectinase để thủy phân các liên kết glycoside làm giảm

độ nhớt của nguyên liệu Ngoài ra, việc sử dụng kết hợp enzyme pectinase với các enzyme thủy phân khác cũng đang được áp dụng rộng rãi

1.2.3.4 Phối chế:

Khi chế biến nectar, người ta thường pha thêm đường, acid thực phẩm và nước vào dịch quả để sản phẩm đạt được yêu cầu về hương vị, màu sắc và độ đặc cần thiết Sản phẩm phải có hương thơm rõ rệt của nguyên liệu, vị ngọt chua thích hợp Sản phẩm thường có độ khô 15 - 20%

và có độ acid tương đương với độ acid của nguyên liệu (0,2 - 0,5%)

Trong quá trình chế biến, tannin trong quả thường bị oxy hoá tạo thành flobafen có màu đen Để tránh hiện tượng này, người ta thường pha thêm chất chống oxy hoá mà thường dùng nhất

là acid ascorbic (vitamin C) Vitamin C vừa có tác dụng ổn định màu sắc, vừa tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm Khi sử dụng vitamin C, người ta gọi là vitamin hoá sản phẩm Quả chứa ít vitamin C dễ bị biến màu hơn quả có nhiều vitamin C Trong 100 ml nước quả nếu chứa khoảng 1

mg acid ascorbic thì nước quả đó có thể để ngoài không khí trong 30 phút mà không bị biến màu Lượng vitamin C cho vào khi phối chế cần đủ để ức chế các enzyme xúc tác phản ứng biến màu và còn dư khoảng 100 mg/l nước quả Nếu dư quá, sản phẩm có vị chua gắt và hắc

Sản phẩm cần có độ đặc vừa phải, nếu loãng quá thì kém giá trị dinh dưỡng và kém hương

vị, nếu đặc quá cũng không hấp dẫn Để sản phẩm có độ đặc vừa phải, người ta bổ sung syrup đường với tỉ lệ puree quả : nước đường =1:0,5 – 1:4 tuỳ loại nguyên liệu

Ngoài ra, đối với sản phẩm nectar thì hiện tượng tách pha là thường thấy nhất, để hạn chế hiện tượng tách pha người ta sử dụng các chất phụ gia tạo sệt, nhằm mục đích ổn định cấu trúc cho sản phẩm nectar, kéo dài thời gian chống tách pha, đồng thời cũng góp phần cải thiện độ nhớt cho sản phẩm nectar

1.2.3.6 Thanh trùng/ tiệt trùng:

Mục đích: đình chỉ hoạt động của enzyme, tiêu diệt vi sinh vật góp phần kéo dài thời gian

bảo quản sản phẩm

Trong quá trình thanh trùng bao gồm 3 giai đoạn: gia nhiệt, thanh trùng và làm nguội Đối với sản phẩm nectar thông thường chế độ thanh trùng là 10–15– 10/1000C, 3 thông số đầu biểu thị thời gian các giai đoạn của quá trình thanh trùng Nhưng do cấu trúc gel của sản phẩm nectar thường không bền với nhiệt độ cao nên nhiệt độ thanh trùng có thể dao động trong khoảng 80 –

1000C, và có những biện pháp khác bảo quản sản phẩm nectar

CHƯƠNG 2 : NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục đích nghiên cứu

Mục đích của bài nghiên cứu này là bước đầuxây dựng một quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm nectar từ trái bần, xác định các thông số cho các quá trình sản xuất Các phần khảo sát như sau:

- Cách thu nhận puree

- Tìm công thức phối chế cho sản phẩm nectar bần

- Nghiên cứu biện pháp bảo quản sản phẩm

- Kiểm tra chất lượng sản phẩm

2.2 Sơ đồ nghiên cứu

Hình 2.1: Sơ đồ nghiên cứu qui trình sản xuất necrar trái bần

Bước 1: Tiến hành quá trình

thu hồi puree bần

Bước 5: Kiểm tra chất lượng

- Khảo sát quá trình đồng hoá

- Khảo sát chế độ thanh trùng

- Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ puree:

đường: nước đến vị chua ngọt của sản phẩm

2.3.2 Đường

Hình 2.2: Đường

Ngoài lượng đường có sẵn trong nguyên liệu, còn phải bổ sung vào nectar một lượng đường đáng

kể Lượng đường này để tăng nồng độ chất khô và giá trị dinh dưỡng, điều chỉnh vị chua ngọt hài hòa cho sản phẩm, bên cạnh đó nó còn có tác dụng tạo ra áp lực thẩm thấu ức chế vi sinh vật để bảo quản sản phẩm Đường được sử dụng trong chế biến thực phẩm phải đạt các chỉ tiêu chất lượng như sau :

Bảng 2.1: Tiêu chuẩn chất lượng đường saccharose (theo TCVN 1696-75)

Bảng 2.2 : Yêu cầu kỹ thuật của đường kính (theo TCVN 1696-87)

1 Ngoại hình - Tinh thể tương đối đồng đều, tơi khô, không vón cục

2 Mùi vị - Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị

ngọt, không có mùi vị lạ

3 Màu sắc - Tất cả tinh thể đều

trắng và sáng, khi pha trong nước cất dung dịch đường trong

- Tất cả tinh thể đều trắng, khi pha trong nước cất dung dịch đường khá trong

- Tinh thể có màu trắng ngà nhưng không được lẫn hạt

có màu sậm hơn, khi pha trong nước cất dung dịch tương đối trong

Đường được sử dụng trong nghiên cứu là đường tinh luyện Biên Hòa

Bảng2.3: Tiêu chuẩn chất lượng đường tinh luyện Biên Hòa

Thành phần chỉ tiêu Giá trị

Bảng 2.4: Tiêu chuẩn nước dùng để sản xuất đồ hộp trái cây ngâm đường [1]

2.4 Phụ gia tạo sệt [1]

Phụ gia tạo sệt có bản chất là polysaccharide Khi ngâm vào nước, chúng sẽ hút nước, trương nở rồi phân tán tạo thành những dung dịch có độ nhớt khác nhau tùy theo bản chất hóa học và độ dài của chuỗi polysaccharide

Phụ gia tạo sệt tốt sẽ không có khả năng tạo gel Thường được sử dụng nhất là các dẫn xuất của cellulose, đặc biệt là carboxyl methyl cellulose (CMC) CMC tan được trong nước nóng và nước lạnh Dung dịch CMC 0,3-0,5% có độ nhớt cao, chịu được pH thấp nên thích hợp cho các sản phẩm nectar

Ngoài ra, có nhiều loại phụ gia khác cũng có thể được sử dụng để tạo độ sệt cho sản phẩm nectar như: pectin, các loại gum thực vật (Arabic, guar, locus bean), gum vi sinh vật (xanthane, gellan).Tùy theo yêu cầu của sản phẩm và loại nguyên liệu mà các nhà sản xuất cần chọn loại phụ gia tạo sệt phù hợp.

Xanthomonas campestris Xanthomonas campestris là loại vi khuẩn gây ra bệnh mục đen trên cải,

hoa lơ và các loại rau lá mỏng khác

– Cấu tạo phân tử:

Hình 2.4: Cấu tạo phân tử xanthane gum

– Tính chất của xanthane gum

Tạo dung dịch có độ nhớt: Khi hòa tan trong nước, bị hidrate hóa một cách nhanh chóng, không bị

đóng cục tạo dung dịch có độ nhớt cao Xanthane gum có độ nhớt cao Dung dịch có nồng độ khoảng 1% có độ nhớt xấp xỉ 1000cP khi đo ở 60 v/ph với thiết bị đo độ nhớt Brookfield model LVF ở 250C

Giới hạn sử dụng tối đa đối với sản phẩm nectar [7] : 3000 ML (mg/Kg sản phẩm)

2.4.2 Carboxyl methyl cellulose (CMC) :

Hình 2.6 : Cấu tạo phân tử CMC

– Tính chất của CMC

Trạng thái hòa tan của CMC rất ổn định với khoảng pH= 4-10(Fredrick j.Rancis).Tuy nhiên

ở pH=5-9 dung dịch ít thay đổi nhưng ở pH<3 độ nhớt của dung dich tăng chậm thậm chí kết tủa

do đó không sử dụng CMC cho các sản phẩm có pH thấp, pH>7 độ nhớt bị giảm ít

CMC sử dụng với nhiều mục đích : giữ nước, tạo đặc, trợ phân tán…nồng độ thường sử dụng là 1%

Giới hạn sử dụng tối đa đối với sản phẩm nectar : 5000 ML (mg/Kg sản phẩm)

Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic có đơn phân tử là galactoronic và rượu metylic Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch có độ nhớt cao, nếu bổ sung 60 % đường và điều chỉnh pH môi trường từ 3,1-3,4 sản phẩm sẽ tạo đông

– Cấu tạo

phân tử: