Nghiên cứu các yếu tố công nghệ để đảm bảo chất lượng trong quá trình chế biến bột rau chùm ngây

Nghiên cứu ảnh hưởng của độ già thu hái đến chất lượng sản phẩm chùm ngây sấy .... Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng nhiệt đến thời gian sấy, hàm lượng vitamin

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề được sử dụng

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

Hà Nội, ngày 09 tháng 09 năm 2016

Học viên

Hồ Thị Nhung

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô trong Viện CN Sinh học - Công nghệ thực phẩm đã tạo mọi điều kiện cho tôi thực hiện và hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô, anh chị bên Bộ môn Nghiên cứu Công nghệ bảo quản nông sản thực phẩm - Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch đã tạo điều kiện cung cấp nguyên liệu và thiết bị để tôi thực hiện đề tài nghiên cứu này

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, nhiệt tình giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 09 tháng 09 năm 2016

Học viên

Hồ Thị Nhung

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU 7

DANH MỤC BẢNG 8

DANH MỤC HÌNH 9

MỞ ĐẦU 9

PHẦN I: TỔNG QUAN 13

1.1 Giới thiệu chung về chùm ngây 13

1.1.1 Cây chùm ngây 13

1.1.2 Đặc điểm hình thái 13

1.1.3 Tình hình sản xuất chùm ngây trong nước 16

1.1.4 Tình hình sử dụng chùm ngây trên thế giới 17

1.1.5 Thành phần dinh dưỡng 20

1.1.6 Một số sản phẩm được chế biến từ bột chùm ngây 23

1.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ sấy chùm ngây và sản xuất rau chùm ngây khô trên thế giới 26

1.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ già thu hái đến chất lượng sản phẩm chùm ngây sấy 26

1.2.2 Nghiên cứu xử lý chùm ngây trước sấy 26

1.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng chùm ngây 27

1.3 Giới thiệu máy sấy bơm nhiệt 27

1.3.1.Đặc tính của thiết bị sấy bơm nhiệt 27

1.3.2 Nguyên lý hoạt động 29

1.3.3 Cấu tạo 30

1.3.4 Ưu nhược điểm của máy sấy bơm nhiệt 30

1.3.5 So sánh sấy bơm nhiệt với các phương pháp sấy khác ứng dụng trong sấy rau khô 31

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1 Đối tượng nghiên cứu 32

2.2 Địa điểm, thời gian nghiên cứu 32

2.2.1 Địa điểm 32

2.2.2 Thời gian 32

2.3 Thiết bị thí nghiệm, dụng cụ, hóa chất 32

2.3.1 Thiết bị thí nghiệm 32

2.3.2 Dụng cụ 32

2.3.3 Hóa chất 32

2.4 Nội dung nghiên cứu 34

2.5 Phương pháp nghiên cứu 34

2.5.1 Chuẩn bị mẫu 34

2.5.2 Bố trí thí nghiệm 34

2.6 Các chỉ tiêu theo dõi và phân tích 37

2.6.1 Xác định hàm ẩm 37

2.6.2 Xác định hàm lượng vitamin C 38

2.6.3 Xác định chỉ tiêu vi sinh vật 38

2.6.4 Đánh giá phương pháp cảm quan 40

2.7 Phương pháp xử lý số liệu 40

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 3.1 Lựa chọn độ già thu hái làm nguyên liệu chế biến bột chùm ngây 41

3.1.1 Xác định thành phần dinh dưỡng của rau chùm ngây ở các độ già thu hái 41 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ già thu hái đến thời gian sấy, tốc độ giảm

ẩm 42 3.1.3 Ảnh hưởng của độ già thu hái đến hàm lượng vitamin C trong bột rau chùm ngây khô 43

3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng nhiệt đến thời gian sấy, hàm lượng vitamin C trong bột rau chùm ngây sấy khô và cảm quan của mẫu sấy 44

3.2.1 Ảnh hưởng phương pháp xử lý nguyên liệu bằng nhiệt đến tốc độ giảm

ẩm 44 3.2.2 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng nhiệt đến hàm lượng vitamin C trong bột rau chùm ngây sấy khô 45 3.2.3 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu bằng nhiệt đến chất lượng cảm quan của mẫu bột rau chùm ngây sấy khô 46

3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ hấp đến hàm lượng vitamin C trong bột rau chùm ngây sấy khô và cảm quan của mẫu bột sấy 48

3.3.1 Ảnh hưởng của chế độ hấp đến hàm lượng vitamin C của bột chùm ngây sấy 48 3.3.2 Ảnh hưởng của chế độ hấp đến chất lượng cảm quan của mẫu bột sấy 49

3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thời gian, độ ẩm và chất lượng sản phẩm bột rau chùm ngây sấy khô 50

3.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tốc độ giảm ẩm 51 3.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng vitamin C của bột rau chùm ngây sấy khô 52

3.4.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan của mẫu bột sấy

53

3.5 Xác định một số thành phần dinh dƣỡng chính trong bột rau chùm ngây 54 3.6 Xác định một số chỉ tiêu vi sinh vật của bột rau chùm ngây 55

3.7 Quy trình chế biến bột chùm ngây 55

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của lá chùm ngây 21

Bảng 2 So sánh sấy bơm nhiệt với các phương pháp sấy khác ứng dụng trong sấy rau khô 31

Bảng 3 Hoá chất dung cho thí nghiệm 32

Bảng 3.1 Thành phần dinh dưỡng của rau Chùm ngây ở các độ già 41

Đồ thị 3.1 Ảnh hưởng của độ già thu hái đến tốc độ giảm ẩm 42

Đồ thị 3.2 Ảnh hưởng độ già thu hái đến sự hao hụt của vitamin C trong bột rau Chùm ngây sấy khô 43

Đồ thị 3.3 Ảnh hưởng phương pháp xử lý nguyên liệu bằng to tới tốc độ giảm ẩm 45

Đồ thị 3.4 Ảnh hưởng phương pháp xử lý nguyên liệu bằng nhiệt đến lượng vitamin C hao hụt trong bột rau chùm ngây sấy khô 46

Bảng 3.2 Chất lượng cảm quan của bột chùm ngây ở các phương pháp xử lý 47

Đồ thị 3.5 Ảnh hưởng chế độ hấp đến lượng vitamin C hao hụt trong bột rau 48

chùm ngây sấy 48

Bảng 3.3 Chất lượng cảm quan của bột chùm ngây sấy khô sau khi hấp ở các chế độ khác nhau 49

Đồ thị 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tốc độ giảm ẩm 51

Đồ thị 3.7 So sánh lượng vitamin C hao hụt trong bột rau chùm ngây sấy khô của các chế độ sấy 52

Bảng 3.4 Chất lượng cảm quan của bột chùm ngây sấy khô 53

Bảng 3.5 Một số thành phần dinh dưỡng của bột rau chùm ngây 54

Bảng 3.6 Một số chỉ tiêu vi sinh vật của bột rau chùm ngây 55

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Cây Chùm ngây ngoài tự nhiên 14

Hình 2 Rễ Chùm ngây 14

Hình 3 Quả và hạt Chùm ngây 15

Hình 4 Lá Chùm ngây 15

Hình 5 Hoa Chùm ngây 16

Hình 6 Một số sản phẩm thực phẩm chức năng từ Chùm ngây 19

Hình 7 Các loại mỹ phẩm bổ sung bột Chùm ngây 20

Hình 8 Giá trị dinh dưỡng của chùm ngây so với một số loại rau quả khác 21

Hình 9 Một số sản phẩm chế biến từ bột chùm ngây 25

Hình 10a Nguyên lý hoạt động của máy sấy bơm nhiệt 29

Hình 10b Nguyên lý hoạt động và mô hình hệ thống máy sấy bơm nhiệt 29

Hình 3.8 Sơ đồ chế biến bột chùm ngây hoàn thiện 56

MỞ ĐẦU Đặt vấn đề

Chùm ngây là loài thực vật thân gỗ phổ biến nhất trong Chi Chùm

ngây (danh pháp khoa học: Moringa) thuộc họ Chùm ngây (Moringaceae) được

trồng, khai thác, sử dụng nhiều nơi trên thế giới do có giá trị kinh tế cao Trên thị trường trong những năm gần đây, chùm ngây rất được ưa chuộng vì nó được đánh giá có nguồn dinh dưỡng rất giá trị cho con người ở mọi lứa tuổi [12]

Theo nghiên cứu của y học Các bộ phận của cây chứa nhiều khoáng chất quan trọng, giàu chất đạm, vitamin, beta-caroten, acid amin và nhiều hợp chất phenol v.v Một số nguồn nghiên cứu cho biết chùm ngây chứa hơn 90 chất dinh dưỡng tổng hợp bao gồm 7 loại vitamin, 6 loại khoáng chất, 18 loại acid amin,

46 chất chống ôxi hóa, liều lượng lớn các chất chống viêm nhiễm, các chất kháng sinh, kháng độc tố, các chất giúp ngăn ngừa và điều trị ung thư, u xơ tiền liệt tuyến,

giúp ổn định huyết áp, hạ cholesterol, bảo vệ gan [https://vi.wikipedia.org]

Chùm ngây được sử dụng như một loại rau xanh, nó được biết đến như là một nguồn thực phẩm đồng thời cũng là một nguồn dược liệu khá đặc biệt Trong ngành thực phẩm, việc bổ sung bột lá chùm ngây vào một số thực phẩm sẽ không ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan, mà lại góp phần cải thiện dinh dưỡng của sản phẩm đó [20] Sản phẩm từ cây chùm ngây được sử dụng rộng rãi và đa dạng trong các ngành công nghiệp dược phẩm, mỹ phẩm, nước giải khát dinh dưỡng và thực phẩm chức năng ở trên 80 quốc gia [10] Các tổ chức thế giới WHO và FAO coi việc sử dụng chùm ngây là giải pháp ưu việt cho các bà mẹ thiếu sữa và trẻ em suy dinh dưỡng và là giải pháp lương thực cho thế giới thứ ba Ở Việt Nam – một đất nước nông nghiệp còn đang trong giai đoạn phát triển, thì rất cần có nhiều nghiên cứu về sản phẩm chế biến liên quan đến chùm ngây để nâng cao thể trạng, sức khoẻ nhất là đối tượng trẻ em ở độ tuổi ăn dặm Với những công dụng của chùm ngây mà các nhà khoa học đã nghiên cứu cùng với việc nghiên cứu chế biến chùm ngây

chưa được phổ biến ở nước ta, cần thúc đẩy nhiều hoạt động nghiên cứu liên quan đến chùm ngây để tận dụng được hết các giá trị của nguồn nguyên liệu này.

Do đó tôi tiến hành chọn lá rau chùm ngây để nghiên cứu với mục đích chế biến thành bột khô nhằm mục đích làm bột ăn dặm, làm nguyên liệu sản xuất các loại bột dinh dưỡng trẻ em - Trong quá trình cho bé ăn dặm cần bổ sung nhiều chất dinh dưỡng để trẻ có thể phát triển hoàn thiện - ở độ tuổi này rất khó để cung cấp đủ chất cho trẻ, ngoài các loại thịt, cá thì rau cũng là một loại thực phẩm không thể thiếu Rau chùm ngây cho bé ăn dặm có thể nói là sự lựa chọn tốt nhất cho một bữa

ăn dinh dưỡng Trẻ sẽ được bổ sung dưỡng chất nhiều hơn các loại rau quả khác, tính theo trọng lượng, trong đó hàm lượng canxi cao gấp 14 lần trong sữa, kali gấp

4 lần trong chuối, protein gấp 2 lần sữa chua, sắt cao gấp 9 lần trong rau cải bó xôi, vitamin A cao gấp 2 lần trong cà rốt và chất xơ cao gấp 4 lần trong lúa mì, vitamin

C hơn cam 7 lần Mặt khác rau chùm ngây kháng sâu bệnh rất tốt nên trong quá trình trồng rất ít sử dụng thuốc hóa học do đó rất an toàn khi sử dụng

Trong quá trình chế biến bột chùm ngây thì vitamin dễ bị biến tính nhất là vitamin C – Một trong những loại Vitamin quan trọng đối với sự phát triển của trẻ Vitamin C tham gia vào sự phát triển của mô, làm lành vết thương và bảo vệ cơ thể con người khỏi chứng cảm lạnh thông thường Thiếu vitamin C có thể gây ra bệnh

về máu với triệu chứng là đau nhức khớp xương, mệt mỏi, chảy máu chân răng hoặc viêm lợi và còi xương, chậm lớn ở bé Do vậy tìm ra phương pháp xử lý, chế biến bột rau chùm ngây phù hợp để giữ lại được hàm lượng Vitamin C tối đa là điều cần thiết trong sản xuất bột ăn dặm, bột dinh dưỡng để bổ sung vitamin C hợp lý trong khẩu phần ăn của trẻ

Xuất phát từ tình hình thực tế trên được sự đồng ý của Bộ môn Quản lý chất lượng, Bộ môn Công nghệ thực phẩm, viện CN Sinh học – CN Thực phẩm, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội kết hợp với Bộ môn Nghiên cứu Công nghệ bảo quản nông sản thực phẩm Viện Cơ điện Nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch tôi tiến

hành đề tài:"Nghiên cứu các yếu tố công nghệ để đảm bảo chất lượng trong quá trình chế biến bột rau chùm ngây”

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu chung về chùm ngây

1.1.1 Cây chùm ngây

Cây Chùm ngây tên khoa học là Moringa oleifera Lam hay M Pterygosperma, thuộc họ Chùm ngây (Moringaceae) Tên chi Moringa có lẽ do từ tên Mã Lai của cây là Murinna; tên loài oleifera có nghĩa là chứa dầu Tên nước

ngoài: drumstick tree, horseradish tree, ben tree (Anh), moringe à graine ailée, morungue (Pháp), ángela, ben, moringa (Tây Ban Nha), tên tiếng Việt: chùm ngây, cải ngựa, bồn bồn, độ sinh Chùm ngây có nguồn gốc từ Ấn Độ, Châu Phi và vùng Viễn Tây Châu Mỹ Cây phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới như Mexico và các quốc gia Đông Nam Á, tại Việt Nam cây mọc hoang dã tại Bình Thuận, Ninh Thuận, Khánh Hòa từ xa xưa

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Cây Chùm ngây là cây gỗ nhỏ, cao từ 5 - 10m Lá kép dài 30-60cm,

h ì n h lông chim, có 6-9 đôi lá chét hình trứng, mọc đối Hoa trắng có cuống, hơi giống hoa đậu, mọc thành chùy ở nách lá, mỗi một hoa là một tổ hợp gồm 5 cánh hoa bằng nhau, vểnh lên, rộng khoảng 2,5 cm, bộ nhị gồm 5 nhị thụ xen với 5 nhị lép Bầu noãn 1 buồng do 3 lá noãn đính phôi trắc mô Quả nang treo, có 3 cạnh, dài 25 - 30cm, hơi gồ lên ở chỗ có hạt, khía rãnh dọc Hạt màu đen, to bằng hạt đậu

Hà Lan, hình tròn có 3 cạnh và 3 cánh màu trắng dạng màng

Quả dạng nang treo, dài 25-30 cm, ngang 2 cm, có 3 cạnh, chỗ có hạt hơi gồ lên, dọc theo quả có khía rãnh, khi khô mở thành 3 mảnh dày Hạt màu đen, tròn dẹp có 3 cạnh, to khoảng 1 cm (cỡ hạt đậu Hòa Lan), có 3 cánh mỏng bao quanh

Hình 1 Cây Chùm ngây ngoài tự nhiên

Thân có vỏ màu trắng xám, dày, mềm, sần sùi nứt nẻ, gỗ mềm và nhẹ Khi bị thương tổn, thân rỉ ra nhựa màu trắng, sau chuyển dần thành nâu

Hệ thống rễ phát triển mạnh nếu được trồng từ hạt, phình to như củ màu trắng với những rễ bên thưa Nếu trồng bằng cách giâm cành, hệ thống rễ sẽ không được như vậy

Cây Chùm ngây phát triển nhanh chóng ở những vùng có điều kiện thuận lợi,

có thể tăng trưởng chiều cao từ 1-2 m/năm trong vòng 3 đến 4 năm đầu Tuy nhiên, trong một thử nghiệm ở Tanzania, cây trồng từ hạt có thể đạt được chiều cao trung bình 4,1 m trong năm đầu tiên Trong điều kiện tự nhiên, không biết cây sống được bao lâu Cây bắt đầu cho quả từ thân và nhánh từ sau 6 đến 8 tháng trồng

 Rễ cây Chùm ngây

Hình 2 Rễ Chùm ngây

Chứa hợp chất glucosinolates: như 4-(alpha-L-rhamnosyloxy) benzyl glucosinolate (khoảng 1%), sau khi chịu tác động của enzyme myrosinase sẽ cho 4-(alpha-L-rhamnosyloxy) benzylisothiocyanate, glucotropaeolin (khoảng 0.05%) và benzylisothiocyanate

 Hạt cây Chùm ngây:

Hạt chứa glucosinolate như trong

rễ, có thể lên đến 9% sau khi hạt đã

được khử chất béo Các axit loại phenol

carboxylic như 1 beta - D - glucosyl 2, 6

dimethyl benzoate Ngoài ra hạt còn

chứa chất béo 33-38% được dùng trong

dầu ăn và kỹ nghệ hương liệu, thành

phần chính gồm các axit béo như oleic

axit (60-70%), palmitic axit (3-12%),

stearic axit (3-12%) và các axit béo khác

như behenic axit, eicosanoic và

lignoceric axit

Hình 3 Quả và hạt Chùm ngây

 Lá cây Chùm ngây

Chứa các hợp chất thuộc nhóm flavonoits và

phenolic như kaempferol 3-O- alpha-rhamnosite,

kaempferol, syringic acit, gallic acit, rutin,

quercetin 3-O-beta- glucosite Các flavonol

glycosites được xác định đều thuộc nhóm

kaempferite nối kết với các rhamnosite hay

glucosite [Natural Product Research Số 21-2007]

Hình 4 Lá Chùm ngây

 Hoa Chùm ngây

Hình 5 Hoa Chùm ngây Hoa chứa polysaccharite được dùng làm chất phụ gia trong kỹ nghệ dược phẩm Rễ chứa glucosinolate như: 4 - (alpha - L - rhamnosyloxy) benzyl glucosinolate (1%) sau khi chịu tác động của myrosinase sẽ cho 4 - (alpha - L - rhamnosyloxy) benzyl isothiocyanate (0,05%) và benzylisothicocyanate

 Nhựa cây Chùm ngây (Gôm)

Gôm chiết từ vỏ cây có chứa arabinose, galactose, acit glucuronic và vết rhamnose Từ gôm, chất leucoanthocyanin đã được chiết và xác định

là leucodelphinitin, galactopyranosyl, glucopyranosit

1.1.3 Tình hình sản xuất chùm ngây trong nước

Với khả năng dễ trồng, phát triển cực nhanh phù hợp với khí hậu thổ nhưỡng Việt Nam chùm ngây hiện đã được đưa vào danh sách các giống cây trồng được bảo

hộ theo thông tư số 33/2009/TT-BNNPTNT ngày 10 tháng 06 năm 2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Năng suất ước tính năng suất có thể lên đến

Hiện nay, tại Hà Nội đã hình thành các trang trại, vùng trồng chùm ngây ở xã

Cự Khối – Gia Lâm (5 ha), Công ty Cổ phần Việt Liên trồng 5 ha tại Phú Thượng Tây Hồ, Công ty Thọ An – Thường Tín (5 ha, dự kiến tăng lên 10 ha năm 2015), Công ty Cổ phần nông nghệ cao An Việt trồng 2 ha tại Thanh Đa – Phúc Thọ Một

số hộ nông dân trồng rải rác ở các vùng đất bãi các huyện Đông Anh, Thanh Trì, Đan Phượng, Thường Tín và các vùng đất nông nghiệp và phi nông nghiệp khác như Sóc Sơn, Sơn Tây, Ba Vì, Xuân Mai Rau chùm ngây tươi và các sản phẩm từ cây chùm ngây đã tạo ra cơn sốt tiêu dùng và trồng chùm ngây ở ven đô và thậm chí ngay các gia đình trong nội thành Như vậy chỉ trong một thời gian ngắn nữa, lượng chùm ngây đã trồng tại các vùng của Hà Nội sẽ tạo ra một lượng lớn các sản phẩm

từ cây chùm ngây cung ứng ra thị trường (Theo khảo sát của VIAEP) Do vậy, việc nghiên cứu các công nghệ bảo quản và chế biến rau chùm ngây thành các sản phẩm đáp ứng nhu cầu thực tế sản xuất là rất cần thiết

1.1.4 Tình hình sử dụng chùm ngây trên thế giới

vừa là một nguồn dược liệu và là một nguồn thực phẩm rất tốt Các bộ phận của cây chứa nhiều khoáng chất quan trọng, và là một nguồn cung cấp chất đạm, vitamins, beta-carotene, acit amin và nhiều hợp chất phenolics [Fahey, 2005]

- Theo Planta Medica số 42-1981 thì trong Chùm ngây đã có hoạt tính kháng sinh mạnh nhất là 4 (alpha-L-Rhamnosyloxy)benzyl isothiocyanate trích từ hạt

Chùm ngây (trong hạt Chùm ngây còn có benzyl isothiocyanate) Hợp chất trên ức chế sự tăng trưởng của nhiều vi khuẩn và nấm gây bệnh

- Nghiên cứu tại Viện nghiên cứu sinh học nông nghiệp (Đài Loan) ghi nhận

dịch chiết từ lá và hạt Chùm ngây bằng ethanol có các hoạt tính diệt được nấm gây

bệnh loại Trichophyton rubrum, Trichophyton mentagrophytes, Epitermophyton floccosum và Microsporum canis Các phân tích hóa học đã tìm được trong dầu

trích từ lá Chùm ngây đến 44 hóa chất (Bioresource Technology số 98-2007)

- Nghiên cứu tại ĐH Baroda, Kalabhavan, Gujarat (Ấn Độ) về hoạt tính trên

các thông số lipit của quả Chùm ngây ở thỏ cho thấy: thỏ được cho ăn Chùm ngây (200mg/kg mỗi ngày) hay uống Lovastatin (6mg/kg/ngày) trộn trong một hỗn hợp thực phẩm có tính cách tạo cholesterol cao, thử nghiệm kéo dài 120 ngày Kết quả cho thấy Chùm ngây và Lovastatin có tác dụng gây hạ cholesterol, phospholipit, triglycerite, VLDL, LDL hạ tỷ số cholesterol/phospholipit trong máu… so với thỏ trong nhóm đối chứng Khi cho thỏ bình thường dùng Chùm ngây hay Lovastatin mức HDL lại giảm hạ nhưng nếu thỏ bị cao cholesterol thì mức HDL lại gia tăng Riêng Chùm ngây còn có thêm tác dụng làm tăng sự thải loại cholesterol qua phân

số 21-2007)…Cây đã được dùng để điều trị nhiều bệnh trong y học dân gian tại nhiều nước trong vùng Nam Á

Trên thị trường thực phẩm chức năng đã xuất hiện các sản phẩm từ bột Chùm ngây như: viên nang, viên nén… giúp hỗ trợ trong điều trị một số bệnh như: làm giảm nồng độ đường trong máu chất béo trong máu như triglycerite, cholesterol, giảm tích tụ mỡ ở gan và ở các bộ phận khác của cơ thể (Manohar and et al, 2012)

lão hóa và một số sản phẩm chăm sóc da khác

Trong lĩnh vực làm đẹp thì Chùm ngây cũng đã được sử dụng như một trong những bí quyết giúp duy trì tuổi thanh xuân Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng Chùm ngây có tác dụng làm giảm viêm da, giảm sưng tấy sau khi da tiếp xúc lâu với ánh nắng mặt trời Chùm ngây có tác dụng rất mạnh lên các thể sợi collagen

và elastin vốn là chìa khóa tạo nên vẻ đẹp cho làn da, tiêu diệt các gốc tự do giúp da giữ được tính đàn hồi không bị nhăn và làm se các lỗ chân lông trên mặt Trong mỹ phẩm người ta có thể điều chế Chùm ngây ở dạng sữa rửa mặt, kem dưỡng da, mặt

nạ, sữa tắm, dầu gội đầu, nước hoa …

Hình 7 Các loại mỹ phẩm bổ sung bột Chùm ngây 1.1.5 Thành phần dinh dƣỡng

Rau chùm ngây rất giàu vi chất bao gồm nhóm tiền vitamin A, vitamin nhóm

B và C, khoáng chất, đặc biệt là sắt và lưu huỳnh, các axit amin ethionine và cystine (Misahra S & CS 2012) Thậm chí, chùm ngây còn chứa tất cả các axit amin thiết yếu, rất đặc biệt đối với một nguồn protein thực vật và có thể là thực phẩm góp phần chống suy dinh dưỡng trên thế giới [20]

Thành phần dinh dưỡng trong lá cây chùm ngây ở các độ già thu hoạch khác nhau cũng đã được nghiên cứu Các hợp chất sinh học tìm thấy trong cả hai chiết xuất dung dịch nước và methanol của mỗi giai đoạn khác nhau của lá trưởng thành

là như nhau ngoại trừ tanin có trong dung dịch chiết xuất với nước nhưng không được phát hiện trong chiết xuất methanol Các hợp chất khác nhau như: alkaloid, tanin, phenolics, flavonoid, steroid cũng được phát hiện Tất cả những kết quả này chỉ ra rằng lá thu hoạch ở giai đoạn già có tỷ lệ chất dinh dưỡng cao hơn so với độ già khác [9] Tuy nhiên, việc thu hoạch ở độ già nào còn phụ thuộc vào chất lượng cảm quan và thị hiếu khách hàng nên việc thu hoạch ở giai đoạn nào vẫn còn là một câu hỏi mở với các nhà nghiên cứu

Hình 8 Giá trị dinh dưỡng của chùm ngây so với một số loại rau quả khác

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của lá chùm ngây

Thành phần dinh dưỡng Lá tươi (100g) Lá khô (100g)

So sánh giá trị dinh dưỡng của nó với một số thực phẩm tự nhiên thường dùng hàng ngày, cho thấy giá trị dinh dưỡng của lá cây Chùm ngây cao hơn nhiều như: hàm lượng canxi cao gấp 14 lần trong sữa, kali gấp 4 lần trong chuối, protein gấp 2 lần sữa chua, sắt cao gấp 9 lần trong rau cải bó xôi, vitamin A cao gấp 2 lần trong cà rốt và chất xơ cao gấp 4 lần trong lúa mì…Ngoài ra, Chùm ngây còn có đầy đủ các nhóm chất như: vitamin, chất khoáng, axit amin không thay thế, các chất chống ô xy hóa… Như vậy, chùm ngây là loại rau ăn lá rất giàu các vi chất dinh dưỡng có lợi cho sức khoẻ và có tác dụng chữa bệnh, đây là một nguồn dược liệu cần được quan tâm và phát triển mạnh

1.1.6 Một số sản phẩm được chế biến từ bột chùm ngây

Trà chùm ngây

để bổ sung vào các sản phẩm đó đa số chưa có công bố chính thức về chỉ tiêu dinh dưỡng và các yếu tố công nghệ chế biến phù hợp nhằm hạn chế tối đa sự thất thoát các vi chất dinh dưỡng, vitamin (đối với những vitamin dễ biến tính ở t0 cao như VTMC) Và một đối tượng rất cần được quan tâm về sức khoẻ dinh dưỡng đó là trẻ

em thì cũng chưa thấy nhiều các nghiên cứu bổ sung thành phần bột chùm ngây

trong sản phẩm dành cho độ tuổi này Vì vậy “Nghiên cứu các yếu tố công nghệ để đảm bảo chất lượng trong quá trình chế biến bột rau chùm ngây” là rất cần thiết

1.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ sấy chùm ngây và sản xuất rau chùm ngây khô trên thế giới

1.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ già thu hái đến chất lượng sản phẩm chùm ngây sấy

Nghiên cứu ảnh hưởng của độ già thu hái đến chất lượng sản phẩm sấy cũng được các nhà nghiên cứu trên thới giới quan tâm Trên cơ sở ở các độ già khác nhau tính chất cơ lý cũng khác nhau, thành phần dinh dưỡng khác nhau nên ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau sấy Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của các độ già thu hái khác nhau, độ già I (10 ngày sau khi cắt tỉa), độ già II (15 ngày sau khi cắt tỉa)

và độ già III (20 ngày sau khi cắt tỉa) đến thành phẩn dinh dưỡng của các sản phẩm sấy cho thấy: Hàm lượng carbohydrate cao nhất trong sản phẩm sấy ở độ già I (55,14%), ở độ già II có độ ẩm cao nhất (6,3%), trong khi ở độ già III có chứa hàm lượng protein cao nhất (28,08%), hàm lượng chất xơ thô (10,11%), tro (9,25%), chất béo (2,5%) và pH (6,27) [9]

1.2.2 Nghiên cứu xử lý chùm ngây trước sấy

Khảo nghiệm ảnh hưởng của các phương pháp chần khác nhau đến hàm lượng protein và các axit amin trong lá chùm ngây cho thấy: Chần lá chùm ngây bằng hơi nước bão hòa (97±1oC trong 5 phút) giúp duy trì chất lượng chùm ngây tốt nhất, tổn thất protein và amino axit không đáng kể (Nhiệt hoá hơi ở 100oC nhưng khi cho chùm ngây vào thì toC giảm) Tiếp theo là chế độ chần trong nước sôi (5 phút) và cuối cùng là chần trong nước sôi có bổ sung 1500 ppm sodium bicarbonate trong 5 phút làm giảm hàm lượng protein và axit amin trong lá chùm ngây [15]

Theo Mishra S P., & Cs 2012, lá chùm ngây trước khi sấy được rửa sạch dưới vòi nước chảy, sau đó được rửa bằng nước muối sinh lý (NaCl 1%) và tiếp tục được rửa bằng cồn 70% V/V, sau đó được rửa lại bằng nước sạch có thể loại bỏ các

vi sinh vật gây bệnh và tạp chất

1.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng chùm ngây

Nghiên cứu về ảnh hưởng của các phương pháp sấy bằng không khí thường (25oC ± 4oC), sấy thăng hoa và sấy bằng lò sấy đến chất lượng của lá chùm ngây khô Kết quả cho thấy sấy thăng hoa giúp duy trì hàm lượng các nguyên tố khoáng

đa lượng và vi lượng tốt nhất, sau đó lần lượt là sấy bằng không khí thường và sấy trong buồng sấy [11]

Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng của lá chùm ngây cũng được Satwase & Cs nghiên cứu năm 2013 cho thấy các phương pháp: Phơi nắng, phơi trong bóng râm, sấy khay tủ sấy và lò sấy được sử dụng để làm khô lá chùm ngây Sấy được thực hiện ở 60oC cho tổn thất sấy nhỏ nhất Kết quả thu được từ mẫu sấy trong tủ sấy tốt hơn và duy trì hàm lượng dinh dưỡng cao nhất so với các phương pháp sấy còn lại, tiếp theo là phơi trong bóng râm, phơi nắng và sấy trong lò Tỷ lệ bù nước ở 55, 65, 75oC lần lượt là 60, 45, và 30 phút Tỉ lệ bù nước ở mẫu sấy trong tủ sấy cũng cao hơn các mẫu còn lại Kết quả một nghiên cứu khác cho thấy sấy thăng hoa cho hàm lượng các chất dinh dưỡng cao nhất, tiếp theo là đối lưu không khí khô và phơi khô tương ứng Tuy nhiên sấy đối lưu không khí là phương pháp sấy kinh tế nhất [11] Như vậy công nghệ sấy chùm ngây rất được quan tâm nghiên cứu và có khá nhiều công bố vì sản phẩm chùm ngây sấy khô ngoài việc dùng để tiêu thụ ngay còn là sản phẩm trung gian rất quan trọng để tạo ra rất nhiều sản phẩm cuối cùng khác Để có được sản phẩm sấy tốt, các yếu tố như độ già thu hái phù hợp, nhiệt độ sấy thấp, tránh ánh nắng trực tiếp là rất quan trọng Để có thể giảm nhiệt độ sấy và tăng cường hiệu quả sấy chúng tôi chọn phương pháp sấy bơm nhiệt để nghiên cứu

1.3 Giới thiệu máy sấy bơm nhiệt

1.3.1.Đặc tính của thiết bị sấy bơm nhiệt

* An toàn và độ tin cậy:

Máy bơm nhiệt không tiêu thụ điện để làm nóng nước, và nước được tách riêng hoàn toàn và có hệ số an toàn rất cao Những cú sốc điện, tính dễ cháy, khả

năng bùng nổ và các điều kiện không an toàn khác tồn tại trong máy nước nóng điện hoặc lò sưởi khí không tồn tại trong nguồn không khí bơm nhiệt

* Hiệu quả cao và tiết kiệm:

Nguồn không khí nóng của bơm nhiệt chiết xuất từ năng lượng dồi dào từ không khí Năng lượng điện chỉ được sử dụng để làm cho máy nén truyền nhiệt

từ không khí vào nước Do đó, để cung cấp số lượng tương tự của nước nóng, nguồn không khí bơm nhiệt chỉ cần một công suất rất nhỏ như máy nước nóng truyền thống, có thể tiết kiệm khá nhiều tiền điện cho người sử dụng

* Năng lượng xanh và thân thiện với trái đất:

Bơm nhiệt sử dụng ba loại năng lượng sạch: năng lượng mặt trời, năng lượng nhiệt không khí và năng lượng điện và sẽ không gây ô nhiễm môi trường như dầu, khí đốt, than đá và mỏ

* Cài đặt đơn giản:

Bơm nhiệt có thể dễ dàng cài đặt và không có bất kỳ giới hạn về những nơi cài đặt Việc cài đặt bom nhiệt với máy nước nóng năng lượng mặt trời sẽ cung cấp cho bạn sử dung hoàn toàn miễn phí

* Lĩnh vực ứng dụng:

Bơm nhiệt có các loạt sản phẩm khác nhau, có thể đáp ứng nhu cầu lam nóng nước, sưởi ấm hoặc làm mát của nhà máy, thủy sản, hồ bơi công cộng, các hồ

* Nhiều thiết bị bảo vệ an toàn và chức năng:

Các chức năng bảo bệ như: bảo vệ quá tải máy nén, bảo vệ tràn, bảo vệ sức nóng và kéo dài 3 phút bắt đầu bảo vệ máy, bảo vệ áp suất, thiếu pha, đảo pha, bảo

vệ cảm biến nhiệt độ, chế độ giữ nóng, đồng hồ và thời gian đánh giá mở/đóng

1.3.2 Nguyên lý hoạt động

Hình 10a Nguyên lý hoạt động của máy sấy bơm nhiệt

Hình 10b Nguyên lý hoạt động và mô hình hệ thống máy sấy bơm nhiệt

(nguồn: Võ Duy Mạnh & Lê Chí Hiệp, 2011)

1 dàn ngưng tụ trong; 2 quạt; 3 dàn bay hơi; 4 máy nén; 5 dàn ngưng tụ ngoài;

6, 7, 9 van chặn; 8 bình chứa cao áp; 10 phin lọc; 11 kính xem ga; 12 van tiết lưu nhiệt; 13, 15, 19 cảm biến nhiệt độ và độ ẩm; 14 động cơ điện (có hộp giảm tốc); 16 bộ truyền động xích; 17 thùng sấy; 18 ổ đỡ; 20 máng nước ngưng

Không khí ban đầu (không khí ngoài trời) được quạt 2 hút qua dàn bay hơi 3

để làm lạnh và tách một phần hơi nước trong không khí ra ngoài qua máng hứng

nước ngưng 20 Sau đó, không khí được thổi qua dàn ngưng tụ trong 1 để gia nhiệt

và làm khô không khí đến độ ẩm cần thiết trước khi đưa vào thùng sấy 17 Vật liệu sấy đặt trong thùng sấy quay tròn nhờ một động cơ điện 14 thông qua bộ truyền động xích 16, vì thế vật liệu sấy được xáo trộn nhờ các cánh đảo Trong quá trình

này, không khí có nhiệt độ thấp và độ ẩm thấp trao đổi nhiệt ẩm với vật liệu sấy chuyển động trong thùng sấy, vì thế ẩm từ vật liệu sấy được tách ra nhanh và đồng đều hơn Không khí ra khỏi buồng sấy được hoàn lưu toàn phần về dàn bay hơi và tiếp tục thực hiện quá trình sấy kín Nhiệt độ tác nhân sấy trước buồng sấy được

điều khiển theo yêu cầu nhờ vào việc tắt, mở quạt dàn ngưng tụ ngoài 5 Khi nhiệt

độ sấy chưa đạt yêu cầu thì quạt tắt và sau khi đạt nhiệt độ thì quạt sẽ mở

Tác dụng của sấy tuần hoàn không khí kín:

- Tiết kiệm năng lượng nhiệt

- Hạn chế oxy hoá các chất dễ ôxy hóa

- Hạn chế tổn thất các hợp chất dễ bay hơi

1.3.3 Cấu tạo

- Thùng sấy: dạng hình trụ tròn hoặc hình chữ nhật tròn nằm ngang làm bằng inox Thùng sấy được truyền động nhờ động cơ điện có hộp giảm tốc công suất 200W, 3PH/220V

- Hệ thống bơm nhiệt: Máy nén lạnh công suất 2,5 HP; diện tích trao đổi nhiệt dàn bay hơi 12 m2 ; diện tích trao đổi nhiệt dàn ngưng tụ trong 12 m2 ; diện tích trao đổi nhiệt dàn ngưng tụ ngoài 18 m2

- Quạt hệ thống sấy: quạt hút (hướng trục) công suất 150W

- Hệ thống còn trang bị thiết bị điều khiển tự động nhiệt độ trước buồng sấy

1.3.4 Ƣu nhƣợc điểm của máy sấy bơm nhiệt

- Ưu điểm:

+ Giữ được màu xanh của lá

 Hạn chế được sự biến đổi chất lượng về màu sắc, mùi vị, thành phần vi lượng

 Hạn chế khả năng sản phẩm bị oxy hoá gây mùi lạ

 Hạn chế sự nhiễm khuẩn và tạp chất từ môi trường

 Chế độ sấy ổn định không bị thay đổi do tác động của thời tiết

 Tiết kiệm năng lượng do tận dụng triệt để năng lượng nhiệt 2 chiều của máy lạnh

 Hiệu suất tách ẩm cao (1 - 4 kg H2O/ 1kWh) phụ thuộc vào trạng thái ẩm của vật sấy

- Hạn chế: Động lực tách ẩm rất yếu khi độ ẩm của vật sấy giảm vào giai

đoạn cuối của quá trình sấy (w = 15 - 20%), khó tách được ẩm có liên kết cao so với các phương pháp sấy nhiệt độ cao

1.3.5 So sánh sấy bơm nhiệt với các phương pháp sấy khác ứng dụng trong sấy rau khô

Bảng 2 So sánh sấy bơm nhiệt với các phương pháp sấy khác ứng dụng trong sấy

rau khô

Chỉ tiêu Sấy đối lưu Sấy chân không Sấy bơm nhiệt

Năng lượng điện tiêu tốn

(kg H2O/ kWh) 0,12 – 1,28 0,72 – 1,2 1,0 – 4,0

Khoảng nhiệt độ sấy (ºC) 40 – 90 30 - 60 10 - 60ºC

Nguồn: Kivevele1 T & Huan Z., 2014

Vậy dựa vào những ưu điểm của thiết bị sấy bơm nhiệt so với các thiết bị khác và đặc điểm của máy sấy bơm nhiệt cũng như điều kiện trang thiết bị thực hiện đề tài chúng tôi lựa chọn thiết bị sấy bơm nhiệt làm thiết bị sấy để thực hiện

đề tài nghiên cứu

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

Rau chùm ngây (Moringa oleifera Lam.) được trồng tại Thanh Đa, Phúc

Máy sấy bơm nhiệt (Heat pump drying – HPD), thiết bị đo độ ẩm tự động

kí hiệu HA-60, Pricisa (Thụy Sỹ), máy hấp, cân phân tích, bình hút ẩm, máy xay sinh tố…

2.3.2 Dụng cụ

Túi Polyethylene (PE), nhiệt kế, bếp ga, khay sấy, xoong, cốc thủy tinh, Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, phễu lọc, bình tam giác, bình định mức 250ml

2.3.3 Hóa chất

Bảng 3 Hoá chất dung cho thí nghiệm

2 Protein Bộ cất đạm H2SO4đ

NaOH

10ml 25g

HCl 0,1N (chất chuẩn)

K2SO4

Se

H2O2Chỉ thị tatixo

15ml 7g 0,035g 10ml 3-4 giọt

3 Vitamin C

Pipet, cốc đong, bình định mức

HCl Tinh bột

I2

2% 0,5% 0,01N

4 Chất xơ

H2SO4NaOH Diethyleste

1,25% 1,25% 30ml

10ml 10ml

9 Fe

H2SO4

H2O2Chất chuẩn Fe

10ml 10ml

Axit galic Chỉ thị Tinh bột, nước cất

2.4 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng độ già thu hái đến màu sắc và vitamin C của sản phẩm bột

chùm ngây

- Nghiên cứu ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu đến chất lượng màu

sắc và hàm lượng vitamin C của bột chùm ngây

- Nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy bơm nhiệt đến chất lượng của bột chùm

ngây

- Xây dựng quy trình chế biến bột chùm ngây làm nguyên liệu cho ngành thực

phẩm và dược liệu

2.5 Phương pháp nghiên cứu

Qui trình sản xuất bột lá chùm ngây thường được thực hiện như sau:

Thu hái  Tuốt lấy lá Rửa lá  Làm ráo nước  Xử lý  Làm ráo  Làm khô/sấy  Nghiền lá  Sàng bột chùm ngây Bột chùm ngây

2.5.1 Chuẩn bị mẫu

Nguyên liệu dùng cho thí nghiệm ở cùng một nội dung sẽ được thu hái ở cùng một vùng nguyên liệu, trên các cây có độ tuổi như nhau, thu hái ở các độ già khác nhau: độ già I (10 ngày sau cắt tỉa) độ già II (15 ngày sau cắt tỉa) độ già III (20 ngày sau cắt tỉa) Rau chùm ngây tươi sau thu hái sẽ được vận chuyển nhanh nhất (thường trong khoảng 1h) về nơi tiến hành làm thí nghiệm Tại địa điểm thí nghiệm, các mẫu rau được phân loại sao cho các mẫu đồng đều nhau về độ già thu hái, tỷ lệ khuyết tật, kích thước lá Sau đó, lá đem rửa bằng nước sạch đạt tiêu chuẩn nước dùng cho sinh hoạt, để ráo nước tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình làm khô và tiến hành làm thí nghiệm

2.5.2 Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm 1: Nghiên cứu lựa chọn độ già thu hái của nguyên liệu

Tiến hành thí nghiệm với rau chùm ngây được trồng ở các khoảng thời gian khác nhau, thí nghiệm được bố trí với 3 công thức:

- CT1: Độ già I (Rau chùm ngây 10 ngày sau cắt tỉa)