Ứng dụng chế phẩm poly-gamma-glutamic acid (γ-PGA) để cải thiện chất lượng nước cam ép.

Theo đánh giá của các chuyên gia thị trường quốc tế cũng như của một số công ty nghiên cứu thị trường ở Việt Nam thì khối lượng tiêu thụ của người tiêu dùng Việt Nam đối với các sản phẩm

TRẦN VĂN ANH

Tên đề tài:

“ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM POLY-GAMMA-GLUTAMIC ACID (γ-PGA) ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG NƯỚC CAM ÉP”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy

Chuyên ngành : Công nghệ Thực phẩm Khoa : CNSH – CNTP

Khóa học : 2010 – 2014

ThhS Nguyễn Chí Dũng

Thái Nguyên, 2014

Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong khóa luận này là trung thực

Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện khóa luận này đã được cảm ơn và các thông tin được trích dẫn trong khóa luận đã được ghi rõ nguồn gốc

Thái nguyên, ngày 30, tháng 05, năm 2014

Sinh viên

Trần Văn Anh

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nghĩa tiết Việt

TSS : Chất khô hòa tan

A : axit

γ-PGA : poly-gamma-glutamic acid

FAO : Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

CMC : Carboxy methyl cellulose

Công nghệ thực phẩm Hà Nội, để hoàn thành được đợt thực tập tốt nghiệp ngoài sự

nỗ lực của bản thân tôi đã nhận được sự giúp đỡ hết sức tận tình của các thầy cô trong khoa CNSH & CNTP cùng toàn thể các cô chú, anh chị cán bộ trong Trung tâm Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm Hà Nội

Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới ThS Nguyễn Chí Dũng – Phó giám đốc Trung tâm Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm Hà Nội đã tạo

điều kiện cho tôi được thực tập và tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành tốt bản khóa luận

tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn ThS Nguyễn Hữu Nghị - Giảng viên khoa CNSH

& CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tôi làm khóa luận này

Đồng cảm ơn các thầy cô trong khoa CNSH & CNTP, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập Cảm ơn các cô chú, anh chị cán bộ trong Trung tâm Công nghệ sinh học và Công nghệ thực phẩm Hà Nội đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực tập ở đó

Cuối cùng tôi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi rất nhiều những lúc tôi gặp khó khăn

Do thời gian và kiến thức còn hạn chế nên báo cáo tốt nghiệp của tôi không thể tránh khỏi những thiếu sót Kính mong các quý thầy cô trong khoa CNSH & CNTP Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên thông cảm và đóng góp ý kiến giúp cho báo cáo tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, ngày tháng năm

Sinh viên

Trần Văn Anh

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục đích và yêu cầu 1

1.2.1 Mục đích 1

1.2.2 Yêu cầu 1

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

1.3.1.Ý nghĩa khoa học 2

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn 2

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả 3

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới 3

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả tại Việt Nam 4

2.2 Cam 6

2.2.1 Nguồn gốc và giá trị dinh dưỡng của cam 6

2.2.2 Đặc điểm một số giống cam Việt Nam 7

2.2.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của cam 8

2.24 Giá trị của cam 9

2.2.5 Các sản phảm chế biến từ cam 9

2.2.6 Thu hoạch và bảo quản cam 10

2.2.7 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam trên thế giới và Việt Nam 11

2.3 Quy trình sản xuất nước quả ép đục 15

2.4 Giới thiệu về Poly-gamma-glutamic acid 18

2.4.1 Khái niệm 18

2.4.2 Cấu trúc của phân tử γ-PGA 19

2.4.3 Tính chất 19

2.4.4 Phân loại 19

2.4.5 Kích thước và khối lượng của phân tử γ-PGA 20

2.4.6 Ứng dụng của PGA 20

2.5 Cơ chế tạo độ nhớt của γ-PGA 22

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.1 Đối tượng, hóa chất, thiết bị và phạm vi nghiên cứu 23

3.1.1 Nguyên liệu 23

3.1.2 Hóa chất 23

3.1.2 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 23

3.1.3 Phạm vi nghiên cứu 23

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 23

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu 23

3.2.2 Thời gian nghiên cứu 24

3.3 Nội dung nghiên cứu 24

3.4 Phương pháp nghiên cứu 24

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm 24

3.4.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý của nguyên liệu 29

3.4.3 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh 29

3.3.4 Phương pháp kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật 30

3.3.5 Phương pháp đánh giá cảm quan 32

3.4.5 Phương pháp Krop cải tiến 34

3.4.6 Phương pháp xử lý số liệu 34

Phần 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Khảo sát chất lượng nguyên liệu 35

4.2 Nghiên cứu tỷ lệ phối chế trong quy trình sản xuất nước cam 36

4.2.1 Xác đinh tỷ lệ phối chế dịch quả/nước 36

4.2.2 Xác định tỷ lệ bổ sung γ-PGA vào quy trình sản xuất 37

4.3.2 Xác định tỷ lệ đường, axit/sản phẩm 38

4.3 Nghiên cứu chống biến màu nước cam trong quá trình chế biến 40

4.4 Kết quả nghiên cứu chế độ thanh trùng 41

4.4.1 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng tới chất lượng cảm quan của nước cam 41

4.4.2 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng tới sự biến đổi hàm lượng vitamin C 42

4.4.3 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng tới sự phát triển của vi sinh vật 43

4.5 So sánh ảnh hưởng của γ-PGA đến độ ổn nước cam với các chất phụ gia khác như CMC, xanthangum, agar 44

4.5 Xây dựng quy trình sản xuất nước cam ép bổ sung chế phẩm γ-PGA 46

PHẦN 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

5.1 Kết luận 48

5.2 Đề nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất và xuất nhập khẩu nước cam, 3

Bảng 2.2 Tình hình xuất khẩu nước quả của Tổng công ty Rau quả Việt Nam (2010) 5

Bảng 2.3 Giá tri dinh dưỡng của cam 6

Bảng 2.4 Thành phần chất dinh dưỡng trong 100g cây có múi (phần quả ăn được) 7

Bảng 2.5 Sản lượng cam thế giới năm 2002 12

Bảng 2.6 Tình hình tiêu thụ cam quýt năm 1999 trên thế giới 13

Bảng 2.7 Diện tích cam, chanh, quýt một số vùng chủ yếu trong nước 14

Bảng 2.8 Sản lượng cam, chanh, quýt một số vùng chính trong nước 14

Bảng 2.9 Năng suất cam, chanh, quýt một số vùng chính trong nước 15

Bảng 3.1 Tỷ lệ phối chế dịch quả/sản phẩm 24

Bảng 3.2 Tỷ lệ phối trộn γ-PGA trong nguyên liệu 25

Bảng 3.3 Tỷ lệ TSS/A (chất khô hòa tan/axit) 26

Bảng 3.8 Thang điểm đánh giá cảm quan 33

Bảng 4.1 Một số chỉ tiêu vật lý của cam 35

Bảng 4.2 Một số chỉ tiêu hóa học của nguyên liệu 35

Bảng 4.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ dịch quả đến chất lượng cảm quan của nước cam 36

Bảng 4.4 Chất lượng cảm quan của nước cam ép đục ở các tỷ lệ bổ sung γ-PGA 38 Bảng 4.5 Kết quả đánh giá cảm quan tỷ lệ đường và axit sau khi phối chế 39

Bảng 4.6 Ảnh hưởng của hàm lượng Vitamin C đối với màu sắc của nước cam 40

Bảng 4.7 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng tới chất lượng màu sắc 42

Bảng 4.8 Ảnh hưởng của nhiệt độ thanh trùng tới khả năng giữ ổn định trạng 42

Bảng 4.9 Ảnh hưởng của chế độ thanh trùng tới sự biến đổi hàm lượng vitamin C 43

Bảng 4.10 Vi sinh vật hiếu khí tổng số trong mẫu nước cam ở các chế độ thanh trùng khác nhau (tế bào/ml) 43

Bảng 4.11 Kết quả đo chỉ số huyền phù không bền 44

Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của gamma-Polyglutamic acid (γ-PGA) và các muối (M)

γ-PGA của nó (bao gồm M= K+, Na+, NH4+, hoặc Ca2+, Mg2+) 19Hình 4.1: Ảnh hưởng của một số chất bổ sung đến độ ổn đinh của nước cam 45Hình 4.2 Sơ đồ quy trình sản xuất nước cam 46

chất dinh dưỡng Lên men thu nhận hợp chất γ-PGA từ chủng nấm men Bacillus

subtilis là một trong những phương pháp được ứng dụng nhiều trên thế giới Do cấu

trúc hóa học đặc biệt nên phân tử γ-PGA có tính hút nước mạnh, tính kết dính cao, tính hấp thụ kim loại và có khả năng tự phân giải và đặc biệt là không gây độc với

cơ thể con người và môi trường Vì vậy, γ-PGA có thể ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm, hóa mỹ phẩm, thực phẩm chức năng, y dược, nông học và xử lý môi trường…[21]

Trong khi đó, hiện nay việc lựa chọn phụ gia để bổ sung vào thực phẩm đang là bài toán khó đặt ra cho các nhà sản xuất thực phẩm, và là nỗi lo của người tiêu dùng Làm sao để lựa chọn được phụ gia vừa đạt tiêu chuẩn an toàn vệ sinh thực phẩm trong khi giá thành không quá cao để bổ sung vào thực phẩm trong quá trình sản xuất

Ở Việt Nam hiện nay, việc ứng dụng chế phẩm γ-PGA như một chất làm đặc

cho các loại thực phẩm và đồ uống, cải thiện hương vị của đồ uống trong công nghệ thực phẩm là một hướng đi mới Trong các loại đồ uống thì nước cam là một loại thức uống giàu vitamin và được sử dụng rất phổ biến trong đời sống hàng ngày Tuy nhiên, trong quá trình bảo quản nước cam dễ bị kết lắng và phân lớp Việc ổn định chất lượng nước cam là yêu cầu cần thiết để tạo ra sản phẩm có chất lượng cao Xuất phát từ những yêu cầu trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:

“Ứng dụng chế phẩm poly-gamma-glutamic acid (γ-PGA) để cải thiện chất lượng nước cam ép”

- Nghiên cứu tỷ lệ phối chế trong quá trình sản xuất nước cam

+ Tỷ lệ dịch quả/nước

+ Tỷ lệ γ-PGA/sản phẩm

+ Tỷ lệ đường, axit/sản phẩm

gia khác như CMC, xanthangum

1.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

để cải thiện chất lượng nước cam ép là cơ sở cho những nghiên cứu tiếp theo để ứng

dụng rộng rãi hơn

1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn

Tạo ra sản phẩm nước cam ép có độ nhớt cao, không bị kết lắng và tách lớp trong quá trình bảo quản

Phần 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả

2.1.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả trên thế giới

Nước quả là một trong những hình thức tiêu dùng quả tươi phổ biến và quan trọng Ngay từ những năm 60 của thế kỉ XX, trên thế giới, lượng quả tươi được đem chế biến thành nước quả lên tới 10 triệu tấn và cho đến nay số lượng này đã tăng lên gấp nhiều lần [18, 19]

Trên thị trường EU, trong ngành hàng rau quả chế biến hiện nay thì mặt hàng nước quả đang chiếm thị phần và số lượng nhập khẩu lớn nhất Từ năm 2002÷2006, giá trị nhập khẩu của mặt hàng nước quả tăng 55% về giá trị và tăng 11% về sản lượng Trong năm 2006, sản lượng nước quả nhập khẩu của nước Anh chiếm 14% tổng thị phần nhập khẩu của toàn EU Bên cạnh đó, Hà Lan và Đức là hai quốc gia cung cấp đến 2/3 thị phần nước quả cho EU, hai nước này chủ yếu nhập khẩu nước quả từ các nước đang phát triển và tái xuất khẩu sang các nước trong khu vực EU [26]

Bảng 2.1 Tình hình sản xuất và xuất nhập khẩu nước cam,

chanh ép của EU năm 2008 Sản phẩm

Sản xuất (tấn) Nhập khẩu (tấn) Xuất khẩu (tấn)

2007 2008 2007 2008 2007 2008

Nguồn Gain Repor, 2008 [26]

Ở khu vực Đông Nam Á và Đông Bắc Á, nhu cầu sử dụng nước quả cũng đang có xu hướng tăng dần Việc sản xuất và sử dụng nước quả gia tăng rõ rệt trong

những năm gần đây [18, 19]:

- Thái Lan: Thị trường nước quả ép mỗi năm sẽ tăng thêm 50% Sản phẩm chính là nước dứa, ngoài ra còn có nước cam, nước xoài, nước lạc tiên

lượng nước quả ép đều gia tăng từ 30 – 40%

- Đài Loan: Theo thống kê, nước quả ép được xếp hàng thứ 3 trong số các loại

đồ uống bán chạy Sản phẩm được ưa chuộng là nước ép lê và nho, đồ uống giàu

vitamin

- Malaysia: Có tỷ lệ tăng trưởng đối với thị trường nước quả ép là 70%, trị giá 29,43 triệu USD mỗi năm, tiêu thụ 400 triệu lít

người Nhật là các đồ uống từ nước quả ép không hoặc có ít đường

2.1.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước quả tại Việt Nam

Hiện nay, thị trường đồ uống tại Việt Nam được đánh giá là một thị trường

đầy tiềm năng Theo Hiệp hội Bia – Rượu – Nước giải khát Việt Nam, tổng lượng

đồ uống bán lẻ tiêu thụ tại Việt Nam năm 2007 là 530 triệu, đến năm 2012 đã tăng

lên 46% so với năm 2007 tương đương khoảng 970 triệu lít lít và sẽ tiếp tục tăng trưởng nhanh chóng trong những năm tiếp theo Trong đó nước rau quả cùng với bia, nước đóng chai, đồ uống có ga vẫn tiếp tục là 4 loại đồ uống phổ biến nhất [27] Theo đánh giá của các chuyên gia thị trường quốc tế cũng như của một số công ty nghiên cứu thị trường ở Việt Nam thì khối lượng tiêu thụ của người tiêu dùng Việt Nam đối với các sản phẩm nước giải khát là 4 – 4,2 tỷ lít/năm và đang phát triển mạnh, tốc độ tăng trưởng của ngành sản xuất nước giải khát Việt Nam hiện đạt khoảng 7%/năm, trong khi nước giải khát có ga vốn đã từng chiếm vị trí hàng đầu những năm qua với 2 công ty lớn là Coca-Cola, Pepsi hiện nay lại giảm ở mức 6%/năm [27] Còn theo công ty Bidrico tổng kết qua kết quả bán hàng 2004 -

2005 cho biết: gần 50% người tiêu dùng TP.HCM đang chuyển sang các loại nước uống chứa vitamin, ít ngọt, mùi vị tự nhiên Tuy nhiên, hiện nay các loại đồ uống chiếm lĩnh thị trường trong nước chủ yếu là các sản phẩm của các công ty liên doanh hoặc có vốn đầu tư nước ngoài [28]

Ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều nhà máy xí nghiệp sản xuất nước quả, có thể

kể đến một số cơ sở sản xuất nước quả có sản lượng tương đối cao và chất lượng tốt như [1,12 ]:

lít/năm, sản phẩm chính là nước xoài, nước đu đủ, nước dứa đóng hộp, đóng chai

bằng sông Cửu Long, với công suất 6 triệu lít một năm, chủ yếu sản xuất nước xoài, dứa, chôm chôm đóng hộp

chai, hộp với công suất 4 triệu lít/năm

- Công ty thực phẩm xuất khẩu Đồng Giao (Ninh Bình): sản xuất các loại nước cam, vải, na, chuối, dứa, lạc tiên, bí đao đóng chai với công suất 4 triệu lít/năm.10

chôm, xoài đóng chai, hộp với công suất 2 triệu lít/năm

phẩm chính là nước xoài, nước dứa đóng chai, hộp

Bảng 2.2 Tình hình xuất khẩu nước quả của Tổng công ty Rau quả Việt Nam (2010) Sản phẩm Nước Đơn vị Sản lượng Giá trị (USD)

Nước quả hộp các loại

“Nguồn: Báo cáo thực hiện xuất khẩu năm 2010 của tổng công ty Rau quả

Việt Nam” [10]

Trên thị trường, nước giải khát từ quả có hàm lượng nước quả nguyên chất ≤ 30% vẫn đang chiếm phần lớn thị trường tiêu thụ Xu hướng những năm tới thì các loại nước giải khát từ quả có hàm lượng nước quả nguyên chất ở mức trung bình và cao sẽ chiếm đa số thị phần Nguyên liệu để sản xuất nước quả ở Việt Nam ta rất phong phú và đa dạng, trong số đó, quả cam là quả có hương vị, chất dinh dưỡng cao rất phù hợp cho chế biến nước quả

2.2 Cam

2.2.1 Nguồn gốc và giá trị dinh dưỡng của cam

Nguồn gốc: Nhiều kết quả nghiên cứu cho rằng cam quýt trồng trọt hiện nay

đều có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới Đông Nam châu Á Tanaka

(1979) đã vạch đường ranh giới vùng xuất xứ của các giống thuộc chi Citrus từ phía

đông Ấn Độ (chân dãy Hymalaya) qua Úc, miền nam Trung Quốc, Nhật Bản

Nhiều tác giả cho rằng nguồn gốc của nhiều loại cam quýt có nguồn gốc từ miền Nam Việt Nam Ở Việt Nam, từ Bắc tới Nam, địa phương nào cũng trồng rất nhiều cam sành với rất nhiều giống, hình dạng cùng với các tên địa phương khác nhau như: Cam sành Bố Hạ, cam sành Hàm Yên, Yên Bái, cam sành Hà Giang, cam sành

Đình Cả - Bắc Sơn, cam bù Hà Tĩnh [2]

Giá trị dinh dưỡng: Cam là loại thức ăn quý, được thuần dưỡng từ lâu đời

Trong cam có nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho con người: giàu khoáng chất,

vitamin, nhất là vitamin C giúp chống lại bệnh tật, tăng cường sức đề kháng [2]

Bảng 2.3 Giá tri dinh dưỡng của cam

Bảng 2.4 Thành phần chất dinh dưỡng trong 100g cây có múi

(phần quả ăn được) [2]

Loại

quả

Thành phần hóa học Calo

Cho 100g

VTM (mg%) Nước Pro Lip Glu Xen Tro A B 1 B 2 PP C

2.2.2 Đặc điểm một số giống cam Việt Nam

Cam có đặc điểm chung là có nhiều nhị dính thành bó, số noãn 8 – 15 dính lại thành bầu nguyên, nhiều ô, trong mỗi ô chứa nhiều noãn Quả mọng, có vỏ quả ngoài chứa túi tiết dầu thơm, vỏ quả giữa xốp, vỏ trong có lông mọng và nước chua hoặc ngọt (tép) Hạt có nhiều phôi nhưng chỉ có một phôi phát triển thành cây Hiện nay có khoảng 1150 giống cam

Ở Việt Nam, theo thống kê bước đầu có trên 80 giống, được trồng ở các vườn

nhà, các trang trại, trung tâm nghiên cứu, các giống này thường được gọi theo tên

địa phương chúng sinh sống như: cam Xã Đoài, cam Sông Con, cam Sơn Kết

hoặc theo hương vị chua hay ngọt Sau đây là một số loại cam:

- Cam ngọt: Loài cam nhỡ, thân nhẵn không hoặc có rất ít gai Lá hình trái

xoan, hơi dài, gân lá nhỏ, cuống lá hơi có cạnh Hoa mọc thành chùm từ 6 đến 8 bông ở nách lá Hoa trắng, thơm Quả hình cầu, chia nhiều múi, trong múi có nhiều tép, vị chua ngọt vừa phải Hạt có lá mầm màu xanh Ra hoa tháng 1,2 Chín khoảng tháng 10 – 12 Không thích hợp với vùng nhiệt đới ẩm nhiều

- Cam Sành: Quả dẹt, nặng 200 – 250g, vỏ sù xì, có túi dầu to nên vỏ và thịt

quả thơm Cuống không lõm, vỏ tương đối dễ bóc Màng múi mỏng, tép to, chứa nước vàng đỏ Mỗi quả có 11 – 13 múi, 15 – 20 hạt

- Cam Canh: Quả nặng khoảng 100g màu vàng đỏ Vỏ quả rất mỏng, mịn,

sát chặt với múi, lằn cả những khía múi ra ngoài vỏ quả Mỗi quả có 11 – 13 múi, màng múi mỏng, tép nhỏ, ruột cũng vàng đỏ, rất ngọt

- Cam Giàng: Giống cam có quả ít hạt, mỗi quả có 5 – 6 hạt hoặc chỉ 1 hạt

hay hạt lép, nhân hạt hình trứng màu xanh, trồng ở Thanh Hóa Vỏ quả mỏng nên khó chuyên chở đi xa

2.2.3 Cấu tạo và thành phần hóa học của cam

* Cấu tạo quả cam [15]

Vỏ gồm 2 phần: Vỏ ngoài và vỏ giữa:

- Vỏ ngoài: Gồm lớp biểu bì trên là biểu bì tử phòng do các tế bào có chất sừng hình thành (có tác dụng làm giảm bốc hơi nước) xen kẽ có các khí khổng + Lớp biểu bì dưới do 1 – 3 lớp tế bào có màng dày xếp khít nhau

- Vỏ giữa gồm 2 lớp: Lớp sắc tố và lớp trắng

+ Lớp sắc tố do mấy chục tầng tế bào chứa nhiều sắc tố hợp thành 1 lớp mỏng (sắc tố gồm chất diệp lục, caroten, xantophyl, antoxyan) Khi quả còn xanh nhờ diệp lục mà quả có thể quang hợp được Khi quả già và chín thì quả có màu vàng (do sắc

tố xantophyl) hoặc đỏ (do sắc tố antoxyan) Trong vỉ giữa còn chứa các túi tinh dầu xen kẽ vào các mô tế bào

+ Lớp dưới lớp sắc tố là lớp trắng (lớp cùi) lớp này có thể có màu trắng màu vàng hoặc hồng nhạt, độ dày của lớp này thay đổi tùy giống

Đặc điểm cấu tạo mô tế bào của lớp này là khoảng trống giữa các tế bào lớn, tế

bào dài khi quả lớn dần lên thì mô trở nên xốp Mô này cũng tồn tại giữa các vách múi, nối liền với mô của lõi quả

Thành phần hóa học của lớp trắng: 75 – 80 % là nước, còn lại là chất khô (trong đó có pectin 20%, đường 44%, xenlulo 33%, khoáng 3%)

Khi quả còn nhỏ, các ống dẫn chưa hình thành thì chất pectin đóng vai trò quan trọng trong việc dẫn nước nuôi tế bào quả

Lớp trắng của cam có vị đắng do một số chất như: Naringin hespiridin, citrinin, citrin, limonin

Thịt quả:

Bộ phận chính của thịt quả là các con tép

Con tép được hình thành ngay từ khi tử phòng độ 4 – 6cm (lúc này cây cam

đang nở hoa) vách trong tử phòng có một nhóm tế bào nhô lên như hình vú, rồi

phân hóa thành những con tép, đầy lên trong các ô, trong quá trình quả lớn

Số múi (ô) khác nhau tùy giống: Quýt bố hạ 9 – 11 múi, cam xã đoài 10 – 13 múi, chanh giấy 8 – 9 múi Màu sắc thịt quả phụ thuộc vào sắc tố vàng và đỏ trong dịch nước quả còn có các hạt dầu thơm, quyết định hương vị của quả

2.2.4 Giá trị của cam

Cam được sử dụng cho mục đích ăn tươi, chế biến (nước giải khát, mứt…) ngoài ra còn có tác dụng chữa bệnh Tinh dầu cam được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm [8]

- Giá trị kinh tế [8]

+ Từ nước cam có thể sản xuất các dạng nước quả, mứt đông, mứt nhuyễn

+ Vỏ cam được xem là nguyên liệu để thu nhận hesperidin - một chất có tác dụng bổ huyết và chữa bệnh máu chậm đông

+ Cùi và xác múi được sử dụng để sản xuất pectin dùng trong quá trình sản xuất thực phẩm (mứt đông, nước quả ), bã quả được dùng làm thức ăn gia súc + Hoa và lá cam là nguồn chế biến tinh dầu hoa cam (thường gọi là Nerolin) là một loại tinh dầu quý, nước hoa cam và nước lá cam

- Giá trị dược liệu:

+ Từ xa xưa các loại cây thuộc chi Citrus đã có mặt trong y học nhiều nư rớc trên

thế giới Các thầy thuốc Trung Quốc, Ấn Độ đã tìm thấy tác dụng phòng ngừa bệnh dịch hạch, trị bệnh phổi và bệnh chảy máu dưới da của các loại quả thuộc chi Citrus Ở Mỹ năm 1938 dùng quả cam kết hợp với insulin trị bệnh đái đường Ở Nga việc sử dụng các loại quả có múi trong y học dân gian bắt đầu từ thế kỉ thứ XI [8]

+ Quả cam có vị ngọt chua, tính mát, có tác dụng giải khát, sinh tân dịch, mát phổi, tiêu đờm, thanh nhiệt, lợi tiểu tiện Vỏ quả có vị cay thơm, tinh ấm tiêu đờm, thông khí trệ, giúp tiêu hóa có thể dùng thay vỏ quýt (trần bì) Vỏ cây vị ngọt hơi the, tính mát có tác dụng hạ khí đầy, điều hòa tỳ vị, chữa sau đẻ bị phù Lá cam chữa tai chảy nước vàng hay máu mủ [8]

Trong cam hàm lượng vitamin C phong phú, nó đã được các thầy thuốc sử dụng như một vị thuốc quan trọng cho các thủy thủ chinh chiến dài ngày trên biển [10]

2.2.5 Các sản phảm chế biến từ cam [3]

* Các dạng mứt

- Mứt đông được nấu từ nước quả hoặc xiro quả, có độ khô từ 65 – 70% (loại không pha pectin)

- Mứt đông được nấu từ nước quả hoặc xiro quả, có độ khô từ 55 – 65% (loại pha thêm pectin và aga)

- Mứt nhuyễn được chế biến từ purê quả chà mịn nấu với đường, có độ khô 66 – 70%

- Mứt rim được sản xuất bằng cách nấu quả với đường khô hoặc nước đường, sản phẩm có độ khô 68 – 70%

* Các dạng đồ uống

- Cam được chế biến thành các dạng sản phẩm: Nước cam tự nhiên, nước cam

cô đặc, xirô cam, squash cam, bột cam…

2.2.6 Thu hoạch và bảo quản cam

* Thu hoạch cam

- Quả có múi là loại quả không còn tinh bột khi sắp chín nên khi đã hái thì nó

sẽ không chín tiếp, việc hái quả đúng thời gian là điều rất cần thiết các nước tiên tiến người ta quy định độ chín của quả có múi dựa trên tỷ lệ chất khô và độ chua E/A đạt 7 – 9 là được (trong đó E là chất khô đo bằng chiết quang kế, A là độ chua) Khi quả đã chín mà chưa hái kịp thì chất lượng sẽ giảm, hàm lượng dịch quả hạ xuống dưới 50% Mặt khác để quả lâu trên cây bắt cây phải nuôi tiếp sẽ làm giảm năng suất vụ sau [9]

- Cam khi chín màu sắc vỏ có biểu hiện khác nhau, tùy theo từng loại giống để nhận biết Thu hái vào buổi sáng sau khi tan sương, chưa có nắng gắt Thu hoạch cần thận trọng không được tung ném quả, tránh làm say xát, giập quả Bởi những chỗ xây xát là nơi thuận lợi cho nhiều loài nấm và vi khuẩn xâm nhập gây bệnh làm hỏng quả Hái quả bỏ vào giỏ đeo, gùi Vận chuyển quả tươi trong giỏ hoặc trong thùng, sọt, khối lượng mỗi thùng sọt từ 10 – 20 kg Có thể hái quả rồi xếp vào thùng

gỗ đậy nắp thùng bằng phên tre hoặc rơm sau 2 ngày quả vẫn tươi như mới hái

- Để bảo quản cam được lâu khi thu hoạch không được vặt bằng tay mà phải dùng kéo để cắt cuống, cần cắt cuống đến sát núm quả [9]

* Bảo quản cam

- Bảo quản bằng cát: Chọn quả tốt vừa chín và bảo quả như sau [9]:

+ Bôi vôi vào núm quả rồi xếp trên nền kho đã dệm một lớp cát khô dày 30cm

Cứ một lớp cam lại phủ một lớp cát dày kín quả không xếp quá 10 lớp Trên cùng phủ một lớp cát dày đậy bằng tre hoặc nứa cót

+ Định kì 15 - 20 ngày phải đảo cam loại bỏ quả thối, hỏng kém chất lượng Bảo quản bằng cách trên có thể giữ cam tươi được khoảng 50 – 60 ngày tỷ lệ hư hỏng chiếm 1/5 tổng số quả bảo quản

quản được trong 1 – 6 tháng [9]

- Ngày nay hoa quả có thể được bảo quản bằng một phương pháp mới là bảo quản bằng nước ozon Hoa quả sau khi được ngâm trong nước và để ở nhiệt độ thích hợp có thể giữ tươi nguyên trong một thời gian dài mà không ảnh hưởng tới chất lượng, thậm chí còn làm hoa quả chín đều và tăng độ ngọt, áp dụng phương pháp này có thể giữ cam được tối đa trong 118 ngày [9]

2.2.7 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam trên thế giới và Việt Nam

Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam trên thế giới:

Cam thuộc họ cây có múi, là cây ăn quả quan trọng và phổ biến trên thế giới, với những ưu điểm là cho thu hoạch sớm, vốn đầu tư ban đầu không cao nhưng hiệu quả kinh tế lớn Hiện nay, cam được phát triển khắp các lục địa, tập trung ở 2 dải lớn của Bắc và Nam bán cầu: Từ vĩ độ 20 đến 40 Hình thành một số vùng cam chính sau [15]:

Vùng cam châu Á bao gồm các nước như Trung Quốc, Ấn Độ, Inđônêxia,

Malayxia, Pakistan, Thái Lan, Thổ Nhĩ Kì, Philíppin, Việt Nam…

Vùng cam Địa Trung Hải bao gồm các nước như Tây Ban Nha, Italia, Hy Lạp,

Angiêri, Ai Cập, Marốc, Isaren…

Vùng cam châu Mỹ có các nước sản xuất nhiều như Mỹ, Mêhicô, Cuba,

Costarica…, ở Nam Mỹ có Braxin, Achentina, Equado, Colombia, Urugoay

Ngoài 3 vùng cam chính trên còn có vùng cam ở châu Úc hàng năm cũng cho thu hoạch nửa triệu tấn cam quýt

Theo thông báo của FAO, năm 2000 tổng sản lượng quả có múi trên thế giới đạt 85 triệu tấn, tiêu thụ quả cam quýt trên thị trường các nước là 80 triệu tấn, tăng trưởng hàng năm là 2,85% Cũng theo thông báo của FAO những năm của thập kỷ 2000 mức tiêu thụ quả có múi trên thế giới tăng khoảng 26 triệu tấn với các nước xuất khẩu cam chính là Tây Ban Nha, Ixaren, Italia, Braxin và Mỹ Trong đó, sản lượng cam tươi của Italia năm

2005 đạt 2,23 triệu tấn, tăng 10% so với 1,997 triệu tấn của năm 2004 nhờ điều kiện thời tiết tốt trong thời gian cam chín ở các vùng sản xuất cam chủ yếu ở miền Nam nước này,

còn ở Braxin từ tháng 7 - tháng 9 đã xuất khẩu 348.050 tấn nước cam ra thị trường thế giới Chúng ta có thể tham khảo số liệu trong bảng 2.4

Bảng 2.5 Sản lượng cam thế giới năm 2002 [15]

Bảng 2.6 Tình hình tiêu thụ cam quýt năm 1999 trên thế giới [15]

26.087

70 2.778

1.409.731

53.718 624.563

3

Bắc Mỹ

Hoa Kỳ Mehicô Cuba

4

Nam Mỹ

Braxin Ahentina

29.226

2.414 5.746

329.981

110.604 105.880

1.199.842

191.867 6F

18

18

986.640

52.017 10.470F 253.697 253.697

3.327.420

51.717 121.144 292.871

Nguồn Tổng cục thống kê, năm 2005

Tình hình sản xuất và tiêu thụ cam ở Việt Nam

Vào năm 1960 đã hình thành hàng loạt các nông trường trồng cam như: Sông Con, Cao Phong, Sông Bôi, Thanh Hà, Sông Gâm, Thống Nhất, Thắng Lợi, Cờ Đỏ Ở thời

kỳ này ta đã có khoảng 3.000 ha cam quýt Thời kỳ này cam quýt phát triển khá mạnh, sản lượng hàng năm đã đạt được vài chục ngàn tấn, phân bố ở khắp các vùng… [10] Theo số liệu năm 2005 của Tổng cục thống kê, tình hình sản xuất cam quýt ở nước ta trong những năm gần đây được thể hiện ở các bảng sau đây

Bảng 2.7 Diện tích cam, chanh, quýt một số vùng chủ yếu trong nước [16]

11 ĐB Sông Cửu Long 303.900 285.100 348.828 381.820

(Nguồn Tổng cục thống kê, năm 2005)

Bảng 2.8 Sản lượng cam, chanh, quýt một số vùng chính trong nước [16]

11 ĐB Sông Cửu Long 38.700 37.800 43.017 45.970

(Nguồn Tổng cục thống kê, năm 2005

Bảng 2.9 Năng suất cam, chanh, quýt một số vùng chính trong nước [16]

11 ĐB Sông Cửu Long 110.1 116.8 123.7 118.1

(Nguồn Tổng cục thống kê, năm 2005)

2.3 Quy trình sản xuất nước quả ép đục

Hình 2.1 Sơ đồ chế biến nước quả ép đục [5]

Sản phẩm

Làm nguội, bảo ôn

Làm nguội, bảo ôn

Gia nhiệt lần 1

Gia nhiệt lần 2

* Thuyết minh quy trình [5]

Theo thực tế sản xuất, các tài liệu tham khảo, các công đoạn cơ bản trong quá trình sản xuất nước quả bao gồm:

Nguyên liệu: Chất lượng nguyên liệu để sản xuất nước quả là yếu tố đầu tiên

quyết định chất lượng sản phẩm Trong cùng một loại quả thì các giống khác nhau

Lựa chọn, phân loại:

Lựa chọn nhằm loại bỏ những quả thối hỏng có ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm Quả đưa vào sản xuất phải đạt tiêu chuẩn về độ chín kỹ thuật, không bị dập nát, hư hỏng

Rửa:

Rửa nhằm mục đích loại bỏ bụi bặm, đất cát, rác rưởi bám trên bề mặt nguyên liệu Nhờ đó là loại bỏ được lượng lớn vi sinh vật bám trên nguyên liệu Rửa còn có mục đích là tẩy sạch một số chất hóa học gây độc hại vốn được dùng trong trồng trọt như bón phân, thuốc trừ sâu,… Tùy theo độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà rửa

một hay nhiều lần

Nghiền, xé:

Nhằm mục đích làm tăng hiệu suất ép do các tế bào đã bị phá vỡ, dịch bào dễ bị thoát ra khỏi nguyên liệu, và nghiền còn tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào khối thịt quả làm cho tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn, enzyme chóng bị tiêu diệt

Ép:

Là phương pháp chủ yếu để tách dịch quả trong sản xuất nước ép Lượng dịch quả thu được khi ép phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó chủ yếu là cấu trúc mô

có thể xử lý nguyên liệu theo các biện pháp: Xé nhỏ, đun nóng, xử lý bằng các chế phẩm enzyme, làm lạnh đông chậm, xử lý bằng dòng điện, sóng siêu âm, ion hóa…

Gia nhiệt lần 1:

Sau khi nghiền xé cần được gia nhiệt ngay để tránh xảy ra các hiện tượng biến

đổi chất lượng, quá trình gia nhiệt sẽ làm cho các loại enzym mất hoạt tính, nhất là

enzym oxy hóa gây biến màu và phân hủy một số thành phần hóa học nhiệt độ gia

Một số loại nguyên liệu không cần hoặc không nên gia nhiệt

Lọc sơ bộ:

Trong nước quả ép đã được gia nhiệt (hoặc không) có chứa các thành phần căn

từ thịt quả và các chất kết tủa thô Phàn cặn này có thể lọc bằng cách lọc sơ bộ qua lớp vải lọc Lớp vải càng dày lượng cặn bị loại càng nhiều Đối với sản phầm nước quả ép dạng đục cho phép còn lại các phần tử cặn có thể chỉ cần lọc sơ bộ bằng nhiều lớp vải

Đồng hóa là phương pháp làm cho sản phẩm lỏng hoặc đặc được đồng nhất

bằng cách làm cho các phần tử của sản phẩm có kích thước rất nhỏ (phần lớn là tới vài chục micromet) Sản phẩm đã qua đồng hóa thì tăng giá trị mùi vị, độ mịn, độ tiêu hóa và làm giảm độ phân lớp sau này

Khi tách dịch quả bằng máy chà thu được các phần tử thịt quả với kích thước

sung) Trong quá trình tồn trữ sản phẩm, các phần tử này lắng xuống làm các sản phẩm bị phân lớp Do vậy cần tiến hành đồng hóa để làm giảm kích thước các phần

Gia nhiêt lần 2:

Gia nhiệt là một phương pháp có tác dụng bài khí, nâng nhiệt độ của nguyên liệu tới nhiệt độ của giai đoạn sau Tạo điều kiện cho quá trình thực hiện ở giai đoạn sau Ngoài ra trong giai đoạn này nhằm nâng cao nhiệt độ cho sản phẩm khi rót hộp, nên có thể tiêu diệt một phần vi sinh vật có trong nước quả Thời gian nâng nhiệt càng nhanh càng tốt Đun nóng có thể thực hiện bằng thiết bị đun nóng ống chùm hoặc nồi hai vỏ…

Rót hộp:

Nước quả được rót vào các loại bao bì đã được vô trùng bằng hơi nước và cần

được rót nóng ngay để tránh sản phẩm bị nhiễm vi sinh vật trở lại Sản phẩm khi rót

vào bao bì phải có nhiệt độ cao để sau khi ghép kín có thể tạo ra độ chân không cần

thiết trong bao bì và để rút ngắn thời gian thanh trùng Nhiệt độ của dung dịch trước khi rót phụ thuộc vào quá trình rót có hút chân không hay không, nhưng thường là

70 - 900C

Ghép nắp:

Ngay sau khi rót xong, bao bì phải được ghép kín Sau khi ghép kín phải đưa

đi thanh trùng ngay Thời gian chờ thanh trùng không quá 30 phút, nếu không nhiệt

độ sản phẩm sẽ giảm, gây ảnh hưởng đến chế độ thanh trùng

Thanh trùng:

Mục đích của quá trình này là tiêu diệt đến mức tối đa các vi sinh vật gây hư hỏng có trong sản phẩm trong thời gian bảo quản, nhờ vậy sản phẩm để được lâu hơn, không bị hỏng Chế độ thanh trùng (nhiệt độ và thời gian thanh trùng) phụ thuộc vào kích cỡ chất liệu của bao bì và tính chất của nguyên liệu

Bảo quản:

Sau khi sản phẩm đã được làm nguội, đem bảo ôn lưu trữ sản phẩm 7 – 10 ngày về mùa hè hoặc từ 10 – 15 ngày về mùa đông trong kho với mục đích loại bỏ các sản phẩm bị hư hỏng hay khuyết tật chưa nhận thấy ngay khi sản xuất sau đó xuất xưởng

2.4 Giới thiệu về Poly-gamma-glutamic acid

2.4.1 K hái niệm

Poly-gamma-glutamic acid (γ-PGA ) được hình thành từ những đơn phân D và

L glutamic axit do liên kết giữa α-amino và γ-carboxyl γ-PGA được tạo ra khi dùng nguyên liệu chính là glutamic acid, nitơ, cacbon hữu cơ và khoáng chất, nhờ quá trình lên men của vi sinh vật tạo thành chất cao phân tử Do có cấu trúc hóa học đặc biệt nên phân tử γ-PGA có nhiều tính chất qúy như: tan trong nước, hút nước mạnh, tính kết dính cao, tính hấp thụ kim loại và nhiều công năng khác Hơn nữa γ-PGA là chất không có độc tính và có khả năng tự phân giải, vì vậy γ-PGA có thể ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như hóa mỹ phẩm, y dược, nông nghiệp, xử lý môi trường và thực phẩm cũng như thực phẩm chức năng, Đặc biệt trong công nghệ thực phẩm , γ-PGA và dẫn xuất của nó có những ứng dụng rất độc đáo như chất làm

đặc,chất hấp phụ, chất làm giảm vị đắng, chất bảo vệ tế bào trong quá trình cấp đông, ổn định vật liệu [21]

2.4.2 Cấu trúc của phân tử γ-PGA

Hình 2.2 Cấu trúc hóa học của gamma-Polyglutamic acid (γ-PGA)

và các muối (M) γ-PGA của nó (bao gồm M= K + , Na + , NH 4 + , hoặc Ca 2+ , Mg 2+ )

2.4.3 Tính chất

γ-PGA tan trong nước, có khả năng tự phân hủy, ăn được và không độc với

con người, sinh vật và môi trường γ-PGA hòa tan trong nước tạo thành dung dịch

có độ nhớt cao Nó khác với các protein khác ở liên kết γ-peptide vì thế nó có cấu trúc và tính chất đặc biệt γ-PGA không bị phân hủy bởi các protease nhưng bị phân hủy sinh học bởi γ-GTP (γ-glutamyltranspeptidase) γ-PGA có độ nhớt cao, đặc biệt khi kết hợp với fructan Ngoài ra γ-PGA con kết hợp với một số ion kim loại nhóm

1, 2 tạo muối có rất nhiều ưu điểm để ứng dụng trong các nhành y tế, mỹ phẩm, môi trường…[21]

- Poly γ-L-glutamic acid: Trong chuỗi polyme chỉ chứa các đồng phân dạng L của glutamic acid Loại PGA này được tìm thấy trong các vi khuẩn ưa mặn Chúng tổng hợp chất này để thích nghi với môi trường, làm giảm sự mất nước khi chênh lệch nồng độ muối, điều hòa áp suất thẩm thấu

- Poly γ-D,L-glutamic acid: Trong chuỗi polyme chứa cả đồng phân dạng D- glutamic acid và L-glutamic acid Tỷ lệ giữa 2 dạng đồng phân D- glutamic acid và L- glutamic acid phụ thuộc và loài vi khuẩn, điều kiện môi trường nuôi cấy [25]

2.4.5 K ích thước và khối lượng của phân tử γ-PGA

Kích thước cũng như khối lượng của polyme này rất đa dạng phụ thuộc vào cấu trúc cũng như dạng liên kết của nó với các chất khác trong canh trường vi sinh vật Khối lượng trung bình của các phân tử γ-PGA từ vài kDa đến hàng triệu kDa

2.4.6 Ứng dụng của PGA

Poly-gamma-glutamic acid (γ-PGA) được ứng dụng rộng rãi trong công nghệ thực phẩm, mỹ phẩm, chăm sóc sức khỏe, xử lý nước, xử lý nước thải, phương pháp

điều trị y tế, hợp chất hydrogen…

Trong xử lý nước: PGA hấp thụ những kim loại nặng

Trong y tế: Thuốc chống say tàu xe, thuốc cầm máu…

Trong mỹ phẩm: Là một chất giữ ẩm, kem dưỡng ẩm để cải thiện chất lượng

chăm sóc da, như một tác nhân làm trắng có tính chống nhăn cho hiệu quả lâu dài

Chăm sóc sức khỏe: Canxi chiếm khoảng 1,5÷2% trọng lượng cơ thể Nhưng

khả năng hấp thụ Ca trong ruột bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố như chế độ ăn uống, hàm lượng phytate và oxalate Các chất trên hình thành các muối ít tan của Ca vì thế chúng không được hấp thụ qua đường ruột mà thải ra ngoài qua đường tiêu hóa Thiếu hụt Ca có thể dẫn đến chứng loãng xương, ion Ca2+ trong máu thấp có thể dẫn đến hiện tượng co cứng cơ, chuột rút Năm 2007, nghiên cứu của Tanimoto đã chỉ ra rằng γ-PGA làm tăng khả năng hấp thụ Ca đường ruột ở người nhờ khả năng

ngấm qua thành ruột và kết quả là lượng Ca mà cơ thể hấp thụ được sẽ tăng Phức hợp Ca–PGA nhanh chóng được bổ sung vào thực phẩm chức năng để tăng cường khả năng hấp thụ Ca đường ruột nhằm giải quyết nhiều vấn đề liên quan tới thiếu hụt Ca [20, 21]

Trong thực phẩm:

- Đông lạnh là một kỹ thuật quan trọng trong bảo quản và chế biến thực phẩm

γ-PGA được biết đến như một chất bảo vệ câu trúc tế bào trong kỹ thuật đông lạnh,

chất hoạt động bề mặt trong thực phẩm Chất bảo vệ tế bào trong đông lạnh ngày càng được sử dụng rộng rãi, gần đây chất chống đông protein AFPs có khả năng chống đông gấp 100 lần so với dự đoán Trong đó γ-PGA có khối lượng phân tử thấp hơn 20000 có khả năng chống đông tốt hơn glucose (chất có khả năng chống

đông cao) Khả năng chống đông chỉ ảnh hưởng nhỏ bởi đồng phân quang học và

kiểu liên kết peptide (α và β) và giảm trong muối Na, muối K, muối Ca, acid Người ta cho rằng γ-PGA là một chất bảo vệ lạnh tốt trong thực phẩm bởi nó có vị yếu hơn các chất bảo vệ lạnh thường được sử dụng như saccharide, muối vô cơ, amino acid Vì vậy nhà sản xuất có thể bổ sung một lượng lớn mà không làm ảnh hưởng đến mùi vị của thực phẩm đông lạnh Hơn nữa, khi bổ sung thêm γ-PGA làm thực phẩm nhanh phân hủy trong ruột để đẩy nhanh quá trình hấp thụ khoáng chất (Tanimoto và cs, 1995) Một số ứng dụng của γ-PGA đáng chú ý trong thực phẩm: Chất làm giảm độ đắng khi thêm vào amino axit, peptides, quinine, cafeine, minerals, ; chất chống lão hóa và cải thiện cấu trúc khi thêm vào tinh bột, bánh mỳ ; trong bánh kem nó làm ổn định cấu trúc kem; chất độn và làm tăng vị trong nước trái cây (Karasawa và cs, 1998); trong thức ăn gia súc nó là một thành phần làm tăng khả năng tiêu hóa và hấp thụ khoáng, tăng sản lượng trứng và giảm lượng

chất béo không cần thiết [21, 23]

- Ngày nay việc sử dụng phụ gia trong chế biến thực phẩm rất phổ biến như Carbon methyl cenllulose (CMC) một chất tạo trạng thái trong thực phẩm được sản xuất theo phương pháp hóa học và được sử dụng với số lượng rất lớn γ-PGA cũng

là một chất tạo trạng thái, ổn định sản phẩm có nguồn gốc tự nhiên, sản xuất theo phương pháp sinh hóa, có đặc tính tốt hơn, hiện tại đang được sử dụng thay thế một phần cho CMC trong công nghệ chế biến thực phẩm (ngành công nghiệp sản xuất

mỳ ăn liền, bún, đồ hộp thịt, nước quả ) [21, 22, 23]

- Trong công nghệ sản xuất bánh kem xốp hiện đại γ-PGA được thêm vào trong nguyên liệu làm kem cùng với chất nhũ hóa nhằm làm tăng tính chất nhũ hóa,

ổn định sản phẩm kem xốp, và tăng cường tính chất của kem giữa hai mặt bánh,

giảm độ dày của lớp kem giữa hai lớp bánh mà không ảnh hưởng đến chất lượng bánh [21, 23]

- Trong đồ uống từ quả tươi thường xảy ra hiện tượng đắng khi các diglyceride kết hợp với polycarboxylic acid hoặc muối của acid đó, γ-PGA khi được

mono-thêm vào có tác dụng giảm độ đắng do hỗn hợp những ester này gây nên Không những vậy, nó còn có tác dụng ổn định hệ cấu trúc nhũ hóa trong sản phẩm giúp sản phẩm không bị phân lớp trong thời gian bảo quản [21, 23]

- Poly γ- glutamic acid là thành phần có trong kẹo cao su, kẹo và đồ uống có tác dụng chống hôi miệng, ngăn ngừa sâu răng mà không làm giảm hương vị của thực phẩm Tác dụng này của γ-PGA được so sánh cao hơn nước muối sinh lý 30 – 35% [21]

2.5 Cơ chế tạo độ nhớt của γ-PGA

γ-PGA với cấu trúc cao phân tử, khi ở trong môi trường có chất hòa tan sẽ dễ

dàng tạo iên kết tĩnh điện, liên kết hydro và liên kết London γ-PGA sẽ giữ các chất hòa tan ở dạng huyền phù lơ lửng, làm tăng độ nhớt và tăng độ ổn định của khối dịch Ngoài ra γ-PGA còn có khả năng là giảm vị đắng trong sản phẩm nước cam ép

Một số chất ổn định khác:

Carboxy methyl cellulose (CMC): CMC là một polymer và là dẫn xuất

hydroxyl của các gluopyranose monomer tạo nên khung sườn cellulose, nó thường

được sử dụng dưới dạng muối natri carboxymethyl cellulose CMC tạo dung dich

keo với nước, không hòa tan trong ethanol CMC là chất ổn định nhũ tương, sử dụng để kiểm soát độ nhớt mà không gel

Xanthan gum: xathan gum là một loại polysaccharide ngoại bào và có thể

được coi như là một dẫn xuất của celluose Mạch xanthan gum chứa các liên kết 1,4

lửng của các hạt nhỏ

Agar: agar là một loại polysaccharide được tách ra từ dong biển Thành phần

-L-galactopyranose liên kết với nhau tạo bởi liên kết β 1-4 và α 1-3 Agar không tan

sấy khô lại chỉ tan trong nước nóng Dung dịch agar để nguội sẽ tạo thành gel Đây

là chất tạo gel tốt nhất và có thể tạo gel ở nồng độ thấp (khoảng 0,04%) Khả năng tạo gel và độ bền của gel phụ thuộc vao nồng đọ agar và phân tử lượng trung bình của nó

Phần 3

ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng, hóa chất, thiết bị và phạm vi nghiên cứu

- Máy đồng hóa siêu tốc MS: PCN20

- Máy ghép nắp chai: BT 01 – VRQ – BC08 RIFAV

- Nồi thanh trùng: AUTOCLAVE - TQ

- Máy đo OD

* Dụng cụ thí nghiệm: dao, vải lọc bình tam giá, đũa khuấy…

3.1.3 Phạm vi nghiên cứu

Quy mô phòng thí nghiệm

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Hà Nội

- Phòng thí nghiệm trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

3.2.2 Thời gian nghiên cứu

Thời gian từ 12/2013 đến 5/2014

3.3 Nội dung nghiên cứu

Khảo sát đánh giá chất lượng nguyên liệu

* Chỉ tiêu vật lý:

* Chỉ tiêu hóa sinh:

Nghiên cứu tỷ lệ phối chế trong quy trình sản xuất nước cam

Nghiên cứu chống biến màu nước cam trong quá trình chế biến

Xác định chế độ thanh trùng nước cam

So sánh ảnh hưởng của γ-PGA đến chất lượng nước cam với các chất phụ gia khác như CMC, xanthangum, agar

Xây dựng quy trình sản xuất nước cam ép có bổ sung γ-PGA

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Khảo sát chất lượng nguyên liệu đầu vào

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu xác định tỷ lệ phối chế dịch quả/sản phẩm

Mục đích phối chế thêm nước vào dịch cam nguyên chất nhằm giảm chi phí sản xuất nhưng vẫn đảm bảo được chất lượng

Chuẩn bị mẫu: Từ dịch cam thu được sau ép ta tiến hành pha loãng thành các mẫu có tỷ lệ dịch cam ép khác nhau với tỷ lệ như sau:

Bảng 3.1 Tỷ lệ phối chế dịch quả/sản phẩm

Đánh giá cảm quan chất lượng của dịch cam ở các mẫu về màu sắc, mùi vi,

trạng thái bằng phương pháp cho điểm cảm quan Từ đó xác định tỷ lệ phối chế dịch cam nguyên chất thích hợp nhất đảm bảo đồng thời cả về chất lượng và tính kinh tế của sản phẩm

Thí nghiệm 3: Nghiên cứu ảnh hưởng của γ-PGA đến chất lượng của nước cam ép

Tìm tỷ lệ bổ sung chất phụ gia rất cần thiết vì chúng góp phần giữ màu và tăng

giá trị cảm quan cho sản phẩm Tiến hành thực nghiệm bổ sung γ-PGA vào các mẫu nguyên liệu với tỷ lệ khác nhau, song song tiến hành mẫu đối chứng (không bổ sung

Thí nghiệm 4 Nghiên cứu ảnh hưởng của tỷ lệ đường, axit đến chất lượng nước cam

Đối với sản phẩm nước quả, hương vị là một trong những chỉ tiêu quan trọng

quyết định đến chất lượng sản phẩm Trong khi đó tỷ lệ TSS/A (chất khô hòa tan/axit) là một chỉ số đo bằng tỷ lệ giữa hàm lượng chất khô hoà tan đo bằng chiết quang kế (TSS) với hàm lượng axit (theo citric) được coi là chỉ số quan trọng quyết

định hương vị sản phẩm Chính vì vậy chúng tôi tiến hành xác định tỷ lệ TSS/A

thích hợp đối với sản phẩm nước cam

Dịch cam sau ép được chia thành các mẫu có tỷ lệ pha loãng thích hợp (là kết quả thí nghiệm 2), Dịch cam sau ép (trước phối chế) qua phân tích đã xác định được TSS và axit, từ đó xác định được lượng đường và axit cần bổ sung để điều chỉnh

đến các hàm lượng chất khô hòa tan và axit hữu cơ (sau phối chế) theo sơ đồ sau:

Bảng 3.3 Tỷ lệ đường, axit/sản phẩm Mẫu

Trước phối chế Bổ sung Sau phối chế TSS

( 0 Bx) A TSS/A

Đường

(g)

Axit (g) TSS A TSS/A

Sau đó các mẫu được bổ sung nước cất tới 100g và tiến hành đánh giá cảm quan đối với các mẫu thông qua mức độ ưa thích đồng thời căn cứ vào tỷ lệ TSS/A của các sản phẩm trên thị trường, từ đó tìm được hàm lượng chất khô hòa tan tổng

số thích hợp và tìm ra được tỷ lệ TSS/A thích hợp cho sản phẩm nước cam

Thí nghiệm 5: Nghiên cứu chống biến màu nước cam

Với các loại nước quả thì màu sắc là yếu tố rất quan trọng vì vậy, mà để giữ

được màu sắc của nước quả ổn định trong thời gian bảo quản và tới tay người tiêu

dùng là điều rất cần thiết Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu chống biến màu nước cam trong quá trình chế biến bằng cách bổ sung hóa chất, cụ thể là vitamin C Các mẫu sau khi phối chế đường và axit, nước cất, mỗi mẫu có 100g dịch quả phối chế Tiến hành bổ sung vitamin C với các hàm lượng theo tỷ lệ sau:

Bảng 3.4 Tỷ lệ bổ sung vitamin C Công thức CT 1 (ĐC) CT 2 CT 3 CT 4 CT 5

Vitamin C

Sau đó tiến hành đánh giá cảm quan về màu của nước cam sau khi thanh trùng

ở nhiệt độ 900C trong thời gian 10 phút và bảo ôn 15 ngày Từ đó đưa ra được hàm lượng vitamin C bổ sung thích hợp

Thí nghiệm 6: Nghiên cứu chế độ thanh trùng nước cam

Quá trình thanh trùng nhằm đảm bảo tiêu diệt hết vi sinh vật nhưng vẫn đảm bảo được màu sắc, mùi vị, trạng thái cũng như đảm bảo hàm lượng các chất dinh dưỡng có trong sản phẩm sau khi bảo ôn Theo tài liệu tham khảo chế độ thanh trùng của các sản phẩm nước quả có pH tương tự sản phẩm nước cam [12], chúng tôi tiến hành xác định nhiệt độ và thời gian thanh trùng nước cam như sau:

Nước cam được chế biến theo các chế độ công nghệ đã lựa chọn qua quá trình nghiên cứu trên được đóng vào chai thủy tinh có dung tích 200 ml Sau khi rót được

đưa vào thanh trùng với nhiệt độ ban đầu là 65 - 700C Cố định thời gian nâng nhiệt

là 12 phút, thời gian hạ nhiệt là 15 phút, chúng ta chỉ nghiên cứu thời gian và nhiệt

độ thanh trùng

Công thức thanh trùng được viết một cách tổng quát như sau:

Thí nghiệm được bố trí theo sơ đồ như sau:

Bảng 3.5 Các điều kiện thanh trùng

CT Nhiệt độ ( 0 C) Thời gian (phút)

bảo ôn với thời gian 15 ngày, sau thời gian bảo ôn các mẫu được xác định các chỉ tiêu sau:

Từ đó đưa ra chế độ thanh trùng thích hợp cho sản phẩm nước cam

Thí nghiệm 7: So sánh ảnh hưởng của γ-PGA đến chất lượng nước cam với các chất phụ gia khác như CMC, xanthangum, agar

Các chất bổ sung được chọn làm đối tượng nghiên cứu là: Xanthangum, PGA, CMC, Agar Cố định tỷ lệ chất bổ sung là 0,05%, tiến hành thử nghiệm với từng loại chất bổ sung song song tiến hành làm mẫu đối chứng (không bổ sung chất

γ-ổn định), chỉ tiêu đánh giá là chỉ số huyền phù không bền Từ phương pháp xác định chỉ số trên, nếu sản phẩm nào có chỉ số huyền phù không bền thấp thì sản

phẩm đó sẽ có độ ổn định cao và ngược lại

3.4.2 Phương pháp xác định các chỉ tiêu vật lý của nguyên liệu

Xác định khối lượng trung bình của nguyên liệu bằng cân điện tử (±0,01g) Xác định kích thước trung bình của nguyên liệu bằng thước kẹp (±0,02mm) Xác định tỉ lệ sử dụng chế biến (vỏ, hạt, bã sau chà, dịch quả bằng cân kỹ thuật điện tử)

3.4.3 Phương pháp xác định các chỉ tiêu hóa sinh

Xác định hàm lượng chất khô hòa tan ( 0 Bx) bằng chiết quang kế (refractometer)

Xác định hàm lượng acid hữu cơ tổng số bằng phương pháp trung hòa theo TCVN 4589-88 [17]

Acid hữu cơ dễ hòa tan trong nước Nước chiết rút được chuẩn độ bằng NaOH 0,1N, qua đó ta có thể tính được lượng acid hữu cơ trong mẫu

0,0067: Số gam acid tương ứng với 1ml NaOH 0,1N (0,0067 là hệ số đối với acid malic, nhưng lượng aicd tổng số cũng tính theo hệ số này bởi vì acid malic có nhiều trong rau quả)

T: hệ số điều chỉnh đối với NaOH 0,1N

V: Tổng thể tích dung dịch chiết

v: số ml dung dịch lấy để chuẩn độ

c: Khối lượng mẫu (g)

Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn bằng Iot [17] Nguyên tắc: Vitamin C có nhiều ở các loại quả, nó tham gia vào nhiều phản

ứng oxi hoá khử Trong thiên nhiên vitamin C tồn tại dưới 3 dạng phổ biến là axit

ascobic, axit dehydroascobic và dạng liên kết ascobigen Trong phân tử axit ascobic chứa nhóm dienol (-HOC=COH-) có tính khử mạnh, có thể khử dung dịch iôt Dựa

vào iôt bị khử bởi vitamin C có trong mẫu suy ra hàm lượng vitamin C

Xác định hàm lượng đường tổng số (%) bằng phương pháp Graxianop ( hay phương pháp Feritianua) [17]

Nguyên tắc:

axit HCl trong 20 phút Sau đó trung hòa bằng dung dịch NaOH (chỉ thị

- Dung dịch Ferixianua trong môi trường kiềm dưới tác dụng của nhiệt độ cao sẽ giải phóng thành oxi nguyên tử, oxi nguyên tử sẽ oxi hoá đường thành acid với chỉ thị màu là xanh methylene Điểm kết thúc phản ứng là dung dịch chuyển từ màu xanh sang tím hồng và cuối cùng là màu vàng rơm

3.3.4 Phương pháp kiểm tra chỉ tiêu vi sinh vật

Xác định vi khuẩn hiếu khí tổng số theo TCVN 5165:1990

Để kiểm tra số lượng vi sinh vật chúng tôi sử dụng phương pháp định lượng

gián tiếp là phương pháp định lượng vi sinh vật gieo cấy vật phẩm nghiên cứu lên môi trường thức ăn thích hợp Trong đó sử dụng phương pháp đếm số khuẩn lạc phát triển trên môi trường thạch [7]

Nguyên tắc: Gieo cấy một lượng vật phẩm nhất định lên môi trường đặc

trong hộp petri Sau đó đếm số khuẩn lạc mọc lên đó rồi suy ra kết quả

Tiến hành

đếm số khuẩn lạc phát triển trên đó

Kết quả

Sau khi khuẩn lạc đã mọc, đếm số lượng các khuẩn lạc mọc trên các đĩa có số lượng nằm trong khoảng 30 - 300 Nếu ngay ở đĩa cấy mẫu nguyên chất (lỏng) hoặc dung dịch huyền phù gốc mà có số lượng ít hơn 30 khuẩn lạc thì vẫn lấy kết quả đó

Số lượng vi sinh vật trung bình có trong 1 ml hay 1 g mẫu được tính theo công thức:

∑C

N (khuẩn lạc/g hay khuẩn lạc/ml) =

(n1 + 0,1n2).f1.v Trong đó:

∑C: Tổng số khuẩn lạc đếm được trên tất cả các đĩa

f1: Hệ số pha loãng của đĩa đếm thứ nhất

v: Thể tích mẫu cấy vào mỗi đĩa petri