NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ CHẾ BIẾN HỖN HỢP GIA VỊ TỪ GỪNG, ỚT, TIÊU

TÓM TẮT Đề tài “ Nghiên cứu chiết xuất và chế biến hỗn hợp gia vị từ gừng, ớt, tiêu” Từ những đề tài khảo sát quy trình trích ly các chất từ thực vật cho ra những sản phẩm thật tiện d

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ CHẾ BIẾN HỖN HỢP GIA VỊ TỪ GỪNG, ỚT, TIÊU

Họ và tên sinh viên: CHỐNG KIM BÌNH

Tháng 9/ 2009

NGHIÊN CỨU CHIẾT XUẤT VÀ CHẾ BIẾN HỖN HỢP GIA VỊ TỪ GỪNG, ỚT, TIÊU

Tác giả

CHỐNG KIM BÌNH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành Công Nghệ Hóa Học

Giáo viên hướng dẫn:

ThS Nguyễn Anh Trinh

LỜI CẢM ƠN

Con xin chân thành tỏ lòng biết ơn đến:

Ba mẹ và các anh chị em đã giúp đỡ, động viên, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho con trong suốt quá trình học tập

Thầy ThS Nguyễn Anh Trinh đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành đề tài

Thầy ThS Nguyễn Hữu Anh Tuấn đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đề tài

Toàn thể quý thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm, đặc biệt quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Hóa Học đã tận tình giảng dạy em trong suốt khóa học

Xin chân thành cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Hóa Học 31 Trường Đại Học Nông Lâm đã chia sẻ và đồng hành cùng tôi trong suốt quá trình học tập

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 09 năm 2009

Sinh viên

Chống Kim Bình

TÓM TẮT

Đề tài “ Nghiên cứu chiết xuất và chế biến hỗn hợp gia vị từ gừng, ớt, tiêu”

Từ những đề tài khảo sát quy trình trích ly các chất từ thực vật cho ra những sản phẩm thật tiện dụng phục vụ cho sản xuất và cho đời sống, chúng tôi chọn hạt tiêu làm nguyên liệu nghiên cứu để tìm ra quy trình trích ly nhựa dầu tiêu nhằm nâng cao khả năng ứng dụng nhựa dầu tiêu vào thực phẩm và dược phẩm Phần xác tiêu thu được sẽ được kết hợp cùng với các gia vị khác tạo nên hỗn hợp gia vị tẩm vào cá Basa

Thí nghiệm được tiến hành từ tháng 2/2009 đến tháng 8/2009 tại phòng thí nghiệm I4 bộ môn công nghệ hóa học và xưởng chế biến thịt khoa công nghệ thực phẩm trường đại học Nông Lâm TP.HCM Thí nghiệm được bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố

Đề tài thực hiện 3 thí nghiệm:

Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của một số yếu tố kỹ thuật cơ bản lên quá trình trích ly nhựa dầu tiêu

- Xác đinh thời gian trích ly

Thí nghiệm 2: Nghiên cứu chế độ sấy gừng, ớt

Thí nghiệm 3: Nghiên cứu công thức phối trộn hỗn hợp gia vị để tẩm vào cá Basa phi lê sau đó đem chiên

Qua quy trình kỹ thuật trích ly thử nghiệm chúng tôi rút ra được kết luận sau:

- Đối với việc trích ly nhựa dầu tiêu: Phương pháp ngâm chiết động hiệu suất trích ly (HSTL) nhựa dầu cao nhất Bằng phương pháp ngâm chiết động thì HSTL nhựa dầu thu được cao nhất ở các thông số kỹ thuật sau: dung môi là cồn 80o, tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi là 1/6, ở nhiệt độ 50oC, trong thời gian là 3 giờ

- Đối với chế độ sấy gia vị: Nhiệt độ thích hợp đối với gừng là 60oC, nhiệt độ thích hợp đối với ớt là 50oC

- Tỉ lệ phối trộn hỗn hợp gia vị gừng: ớt: tiêu: thì là: nghệ lần lượt là 6:1:1:0,5:2

- Tỉ lệ gia vị/ cá Basa phi lê là 1/ 100

Experiment was carried out from 2/2009 to 8/2009 at I4 laboratory room of Department of chemical engineering and meat process’s shop of Depatment of food engineering, the University of Agricultural and Forestry Experiment was arranged following completely random design method with one factor

Subject carry out 3 experiment:

Experiment 1: survey the effect of some basic technical factors on extracted process of pepper oleoresin

- Determine method to extraction

- Determine the sort of solvens to extract

- Determine etanol concentration to extract

- Determine solven/ raw material ratio

- Determine temperature of extraction

- Determine time of extraction

Experiment 2: research on dry regime of ginger, chilli

Experiment 3: research the formular for mixture of spice to soak in Basa fish and fry then

Experiments showed following conclusion:

- Experiment 1: the best for oleoresin was made from soak moving extraction method that technical parameter is 80o for alcohol solven, 1/6 for raw material/solven,

50oC for temperature, and 3 hours for time

- Experiment 2: the suitable temperature of ginger is 60oC and chilli is 50oC

- The mixture of spice ratio ginger : chilli : pepper is 6:1:1:0,5:2

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC HÌNH viii

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Lời mở đầu 1

1.2 Mục đích đề tài 1

Chương 2 TỔNG QUAN 2

2.1 Giới thiệu về gia vị 2

2.1.1 Khái niệm 2

2.1.2 Phân loại 2

2.1.3 Sử dụng 3

2.2 Đại cương về cây gừng 4

2.2.1 Đặc điểm thực vật 4

2.2.2 Thành phần hóa học 4

2.2.3 Phân loại 5

2.2.4 Phân bố 5

2.2.4 Phân bố 6

2.2.5 Thu hoạch và sơ chế 6

2.2.6 Công dụng 6

2.3 Đại cương về ớt 7

2.3.1 Đặc điểm thực vật 7

2.3.2 Thành phần hóa học 7

2.3.3 Phân loại 8

2.3.4 Trồng ớt 9

2.3.5 Thu hoạch 9

2.3.6 Công dụng 9

2.4 Đại cương về tiêu 9

2.4.1 Đặc điểm thực vật 10

2.4.2 Thành phần hóa học 10

2.4.3 Công dụng 11

2.5 Đại cương về cá Basa 12

2.5.1 Giới thiệu 12

2.5.2 Phân loại 12

2.5.3 Đặc điểm sinh học 12

2.5.4 Phân bố 13

2.5.5 Cá ba sa ở Việt Nam 13

2.6 Phương pháp trích ly 13

2.6.1 Nguyên lý 13

2.6.2 Các phương pháp trích ly 14

2.6.3 Dung môi sử dụng trong quá trình trích ly và hiệu quả 15

2.7 Cơ sở của quá trình sấy 19

2.7.1 Khái niệm sấy 19

2.7.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 19

2.7.3 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm: 20

2.7.4 Cơ sở lý thuyết để xác định thiết bị sấy 23

2.7.5 Máy sấy khay 26

Chương 3 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

3.1 Thời gian và địa điểm thực hiện đề tài 28

3.2 Nguyên liệu: 28

3.2.1.Gừng 28

3.2.2 Ớt 28

3.2.3 Tiêu 29

3.2.4 Cá Basa 29

3.3 Thiết bị 29

3.4 Phương pháp thí nghiệm 30

3.4.2 Quy trình công nghệ 30

3.4.3 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến HSTL 32

3.4.4 Phương pháp sấy 33

3.4.5 Phương pháp phối trộn gia vị 34

3.4.6 Phương pháp khảo sát khả năng ứng dụng của gia vị trên cá Basa 34

3.4.7 Phương pháp đánh giá cảm quan 34

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Kết quả xác định ẩm độ của nguyên liệu 35

4.2 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến HSTL nhựa dầu tiêu 35

4.2.1 Kết quả so sánh HSTL bằng các phương pháp trích ly khác nhau 35

4.2.2 Kết quả so sánh HSTL bằng các dung môi khác nhau .37

4.2.3 Kết quả so sánh HSTL bằng cồn ở các nồng độ khác nhau 38

4.2.4 Kết quả so sánh HSTL ở các tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi khác nhau 39

4.2.5 Kết quả so sánh HSTL ở các nhiệt độ khác nhau 41

4.2.6 Kết quả so sánh HSTL ở các mức thời gian khác nhau 42

4.3 Kết quả đánh giá cảm quan khảo sát chế độ sấy 43

4.3.1 Kết quả đánh giá cảm quan khảo sát chế độ sấy Gừng 43

4.3.2 Kết quả đánh giá cảm quan khảo sát chế độ sấy ớt 44

4.4 Kết quả đánh giá cảm quan phương pháp phối trộn gia vị 45

4.5 Kết quả đánh giá cảm quan tỉ lệ hỗn hợp gia vị/ thủy sản 46

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 48

5.1 Kết luận 48

5.2 Đề nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Củ gừng 4

Hinh 2.2: Công thức cấu tạo thành phần chất cay có trong gừng 5

Hình 2.3: Công thức cấu tạo capsaicin .7

Hình 2.4: Phân loại ớt 8

Hình 2.5: Quả tiêu .10

Hình 2.6: Công thức cấu tạo piperine 11

Hình 2.7: Cá Basa 12

Hình 2.8: Sơ đồ trích ly một bậc 14

Hình 2.9: Sơ đồ trích ly liên tục 14

Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo máy sấy khay .26

Hình 3.1: Nguyên liệu gừng trước khi sấy 28

Hình 3.2: Ớt trước khi sấy 28

Hình 3.3: Bột tiêu trước khi chiết xuất 29

Hình 3.4: Cá Basa phi lê trước khi tẩm gia vị 29

Hình 3.5: Sơ đồ quy trình trích ly nhựa dầu tiêu 31

DANH SÁCH CÁC BẢNG VÀ BIỂU ĐỒ

Danh sách các bảng

Bảng 4.1: Độ ẩm nguyên liệu 35

Bảng 4.2: Kết quả HSTL bằng các phương pháp trích ly khác nhau 36

Bảng 4.3: Kết quả HSTL bằng các dung môi khác nhau 37

Bảng 4.4: Kết quả HSTL bằng dung môi cồn ở các nồng độ khác nhau .38

Bảng 4.5: Kết quả HSTL ở các tỷ lệ nguyên liệu/dung môi khác nhau .40

Bảng 4.6: Kết quả HSTL ở các nhiệt độ khác nhau .41

Bảng 4.6: Kết quả HSTL ở các thời gian khác nhau 42

Danh sách các biểu đồ Biểu đồ 4.1: So sánh HSTL của các phương pháp trích ly khác nhau 36

Biểu đồ 4.2: So sánh HSTL của các dung môi khác nhau 37

Biểu đồ 4.3: So sánh HSTL ở các nồng độ cồn khác nhau 39

Biểu đồ 4.4: So sánh HSTL ở các tỉ lệ nguyên liệu/ dung môi khác nhau 40

Biểu đồ 4.5: So sánh HSTL ở các nhiệt độ khác nhau .41

Biểu đồ 4.6: So sánh HSTL ở các thời gian khác nhau 43

Biểu đồ 4.7: So sánh về điểm cảm quan sấy gừng 44

Biểu đồ 4.8: So sánh điểm cảm quan sấy ớt 45

Biểu đồ 4.9 : So sánh về điểm giữa các công thức phối trộn 46

Biểu đồ 4.10:So sánh về điểm cảm quan ở các tỉ lệ gia vị/ cá Basa khác nhau 47

Ở Việt Nam, khí hậu nóng ẩm quanh năm, thiên nhiên cung cấp cho chúng ta rất nhiều nguyên liệu thực phẩm quý giá và cần thiết cho cuộc sống hàng ngày như thịt, cá, tôm, thóc gạo cùng hàng trăm thứ gia vị mà chúng ta thường dùng hàng ngày như: muối, nước mắm, tương, dấm, chanh, ớt, hồ tiêu, gừng, hành, tỏi, sả, quế, hồi, thì

là, tía tô, lá lốt và các loại rau quả khác Gia vị không thể thiếu trong bữa ăn gia đình cũng như trong các nhà hàng Mọi người đều biết đến tác dụng làm thơm ngon, dậy mùi hương của tiêu, ớt, gừng, nghệ, thì là nhưng ít người biết rằng các gia vị này đồng thời cũng có những tác động hữu ích lên sức khỏe

Tuy nhiên việc kết hợp thành phần tỉ lệ của các gia vị một cách hợp lý để món

ăn trở nên ngon miệng hơn vẫn còn là vấn đề cần quan tâm của ngành công nghệ thực phẩm Do đó nhu cầu sử dụng các gia vị đã được chế biến sẵn là rất cần thiết Nó vừa mang lại sự tiện lợi, vừa tiết kiệm được rất nhiều thời gian trong quá trình chế biến

Được sự phân công của bộ môn Công Nghệ Hóa Học, dưới sự hướng dẫn của

thầy ThS Nguyễn Anh Trinh chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu chiết xuất và

chế biến hỗn hợp gia vị từ gừng, ớt, tiêu”

cơ quan vị giác, khứu giác và thị giác đối với người ẩm thực Gia vị làm cho thức ăn

có cảm giác ngon hơn, kích thích hệ thống tiêu hóa của người ăn khiến thực phẩm dễ tiêu hóa

Có nhiều loại gia vị như: các loại mắm, muối ăn (tạo vị mặn), ớt, hạt tiêu (tạo vị cay và mùi đặc trưng), các loại rau thơm rau húng, rau răm, hành, tỏi (được ăn kèm hoặc cho vào thực phẩm khi chế biến) Và việc sử dụng gia vị thích hợp cho món ăn luôn phản ánh sự khéo léo, sự tinh tế như một nghệ thuật ẩm thực đối với người đầu bếp

2.1.2 Phân loại

Gia vị có nguồn gốc thực vật:

- Các loại lá: nguyệt quế, hành hoa, rau răm, hẹ, mùi tàu, ngò, tía tô, thì là, lá chanh, lá ổi, cần tây, tỏi tây, lá lốt, lá quế, lá gấc, lá gừng, lá cúc tần, lá mơ tam thể, lá

ớt, lá mác mật, lá bưởi, kinh giới, mò om, rau mùi, hương thảo, lá me, lá dứa

- Các loại quả: me, chanh, bưởi, ớt, dứa xanh, chuối xanh, khế chua

- Các loại hạt: hạt tiêu, hạt ngò…

- Các loại củ: củ sả, củ riềng, củ gừng, củ tỏi, củ hành, củ nghệ, củ kiệu…

- Các loại thực vật khác: quế chi, đại hồi, dương tiểu hồi, sa nhân, đinh hương, nấm hương, nấm đông cô, nước dừa, nước cốt dừa

- Các loại gia vị đã được chế biến, phối trộn hỗn hợp: tương, tương đen, tương

ớt, mù tạt, dầu thực vật, bơ thực vật, chao, một số loại nước sốt như sốt mayonnaise, kem, ngũ vị hương, bột cari

- Một số loại rau muối chua, một số loại thuốc bắc như: táo tàu, kỷ tử, sa nhân, sâm, cam thảo…

- Gia vị lên men vi sinh: dấm thanh, rượu trắng, rượu vang

- Gia vị có nguồn gốc vô cơ: Acid citric, muối ăn, đường, mì chính, bột canh

2.1.3 Sử dụng

Mỗi loại gia vị đều mang lại những ảnh hưởng tích cực nhất định nhưng để đạt

được điều này thì người đầu bếp cần phải nắm rõ các nguyên tắc sử dụng gia vị sau:

- Sử dụng để khử hoặc giữ mùi: Khi nấu các món ăn có nhiều chất tanh, cần cho nhiều gia vị có thể khử mùi Trong trường hợp này, chất cay sẽ là sự lựa chọn tốt nhất Ngược lại, khi chế biến các món ăn từ nguyên liệu là thịt gà, thịt vịt hay các loại rau thì cần giữ nguyên chất thơm ngon đặc biệt của từng loại thực phẩm, do đó ta không được cho nhiều gia vị để giữ được mùi vị riêng của chúng

- Sử dụng phù hợp với cách chế biến thức ăn: Tùy cách chế biến từng món ăn

mà ta phải lựa chọn gia vị cho phù hợp Gia vị của món ninh hay hầm khác hẳn với món quay hoặc rán Ta không thể cho các loại bột tẩm vào trong món quay hay rán vào nồi thức ăn đang được xào hoặc ninh hầm được

- Sử dụng phù hợp với khẩu vị của mọi người: Một bữa ăn thành công là khi mỗi người thưởng thức cảm thấy thích và hài lòng, là đáp ứng được khẩu vị của từng

cá nhân Vì vậy, ngoài việc căn cứ vào khẩu vị chung, ta cũng cần lưu ý khẩu vị riêng của mỗi thành viên trong gia đình Có người thích cay, người thích chua, người lại thích ngọt để điều chỉnh tăng giảm các loại gia vị cho phù hợp

- Sử dụng theo thời tiết: Khi chế biến món ăn ta cũng cần phải căn cứ vào thời tiết để sử dụng gia vị cho hợp lý Trời mùa đông, ta nên thiên về các món ăn như cay, ngọt Khi nắng nóng ta chỉ cần làm các món ăn thanh, nhẹ, mát dễ tiêu như luộc, hầm, nấu canh với vị chua chua

2.2 Đại cương về cây gừng

Gừng còn gọi là khương hay sinh khương, can khương Khương là thân rễ của cây gừng khô hoặc gừng tươi, sinh khương là củ gừng tươi, can khương là củ gừng

khô, Tên khoa học là: zingiberaceae

2.2.1 Đặc điểm thực vật

Gừng là cây thuộc loại cỏ đa niên, mọc thành bụi, cây cao khoảng 60-80 cm

Thân rễ mầm lên dần thành củ lâu dần thành xơ Lá mọc so le, không có cuốn, có bẹ hình mốc dài 15-20 cm, rộng khoảng 2 cm, mặt bóng nhẵn màu xanh, gân giữa hơi trắng nhạt, mép cuống và nhị hoa màu tím Củ gừng có vị cay, thân nhiều mắt

Nhựa dầu gừng gồm một nhựa trung tính hai nhựa acid

Gingeron (Zingerola) là một chất lỏng sánh, màu vàng, không mùi, vị rất cay,

độ sôi ở 18 mm thủy ngân là 235- 240oC Zingerola khi đun sôi với Ba(OH)2 sẽ bị

Hình 2.1: Củ gừng Nguồn:http://www.chizhong.com/en/Fresh%20Ginger_files/Fresh_Ginger.jpg

phân giải cho ra các aldehid bay hơi, những chất cay có dạng tinh thể gọi là Zingeron (C11H14O3) và một chất ở thể dầu gọi là Shogaola (Shogaola có độ sôi 201-203oC)

Zingeron còn là chất chống oxy hóa mạnh Zingeron có một trong những dạng tồn tại là dạng tinh thể Độ sôi của Zingeron là 40-41oC, vị rất cay Theo Nomura, Zingeron là một keton 4-hydroxy-3-methoxy-1-phenyl butanol-2

2.2.3 Phân loại

Trên thế giới hiện nay có các loại giống gừng sau

- Giống Jamaica: Chiều dày củ thay đổi từ 7-10 cm, ít mầm, màu vàng hay xanh Củ giống màu xanh cứng hơn và xơ hơn, giá trị thương mại kém hơn giống màu vàng Giống gừng này được ưa thích vì vỏ mỏng láng, mùi vị dễ chịu, thơm, cay

- Giống Phi châu: Củ gừng ngắn hơn giống Jamaica, màu vàng sẫm hơn

- Giống Ấn Độ: Củ dài trung bình 12 cm nhưng ốm

Ở Việt Nam việc điều tra sưu tập giống gừng còn hạn chế chưa có kết quả minh định rõ ràng, chủ yếu tạm phân gừng thành hai giống

- Gừng hương (còn gọi là giống sẻ): Loại gừng củ nhỏ, xơ nhỏ, năng suất thấp nhưng củ có vị cay thơm ấm hơn giống gừng trâu

- Gừng giống trâu (còn gọi là gừng giống tàu): Ít xơ, nhiều bột, củ to, chiều dài trung bình củ từ 8-10 cm, trọng lượng 0,7-1 kg/ 1 bụi Tương đối ổn định về năng suất,

củ có ít vị cay, ít thơm hơn giống gừng sẻ

Hinh 2.2: Công thức cấu tạo thành phần chất cay có trong gừng

Nguồn: http://www.czytelniamedyczna.pl/pf/2004/02/images/004.gif

2.2.4 Phân bố

Gừng có nguồn gốc ở Đông Nam Châu Á Gừng được trồng ở nhiều nước nhiệt đới như: Ấn Độ, Jamaica, Trung Quốc, Malaisia, Indonesia, Nhật, các nước Tây Phi và Trung Mĩ

Ở Việt Nam, gừng được trồng ở khắp nơi để lấy củ ăn và làm thuốc Cây gừng đòi hỏi khí hậu nóng, ấm, ẩm, ưa có bóng râm, thích hợp hơn là nơi độ cao từ 500-

1000 m so với mặt biển

2.2.5 Thu hoạch và sơ chế

Tùy theo giống, tùy theo yêu cầu sử dụng để xuất khẩu, để dùng hằng ngày, làm dược liệu hay làm mức tết…thời gian thu hoạch có thay đổi nhưng nói chung thường thu hoạch khi thấy cây lá khô lại, gân lá và viền lá chuyển qua màu vàng khô và rũ xuống là có thể bắt đầu thu hoạch được

Thu hoạch bằng cách đào chỉa lên bằng cuốc hoặc chỉa sắt Năng suất trung bình 20-25 tấn/ ha Khi thu hoạch cần cẩn thận để không làm trầy tróc vỏ hoặc bể nát

củ Củ ngay sau đó được cắt bỏ rễ và làm sạch đất, muốn giữ gừng tươi lâu phải đặt chậu phủ kín đất lên Để bảo quản gừng lâu hơn thì gừng sau khi thu hoạch xong đem rửa sạch, phơi nắng, phơi khoảng 6-8 nắng Khi phơi trọng lượng hao hụt khoảng 70% thì ẩm độ đạt khoảng 7-12%

2.2.6 Công dụng

Gừng là cây gia vị phổ biến, gừng được trồng khắp nơi và được sử dụng rộng rãi Gừng có vị cay thơm chống được khí lạnh Người ta dùng gừng để ăn cùng với các mớn ăn có vị lạnh như ốc, trứng vịt lộn…Gừng dùng trong việc nấu cháo, chè để tăng

vị thơm ngon, gừng dùng để ướp thịt bò để làm giảm mùi mỡ bò, tăng vị thơm ngon Gừng còn được dùng làm mứt gừng từ rất lâu đời

Ngoài việc dùng vào các món ăn, gừng còn là một vị thuốc nam rất phổ biến Gừng có thể chữa ho, chống cảm lạnh, tăng nhiệt cho cơ thể Gừng ngâm rượu dùng trong xoa bóp có thể chữa đau nhức cơ, tê chân, phong thấp Trong các bài thuốc nam hay thuốc bắc bao giờ cũng có một vài lát gừng Bỏ vài lát gừng vào chè không những làm cho cốc nước có vị thơm mà còn có tác dụng chống viêm họng

2.3.1 Đặc điểm thực vật

Ớt là loại cây sống khá dài, nếu được chăm sóc tốt thì có thể cho quả trong nhiều năm Cây ớt thuộc loại thân cỏ, cây không cao nhưng nhiều cành lá Lá cây dạng hình thoi, hơi nhọn về phía ngọn lá Lá ớt thuộc loại lá đơn mọc đối nhau, lá có cuống Hoa ớt là hoa đơn có năm cánh, hoa mọc ở nách lá Quả ớt có nhiều loại khi non có màu xanh khi chín có màu vàng hoặc đỏ, quả có vị cay nồng Cây ớt nông, rễ chùm, ớt không chịu được úng nhưng chịu nóng rất tốt

2.3.2 Thành phần hóa học

Thành phần chất cay trong ớt thuộc nhóm alkaloid có tên là capsaicinoid (CAPS) Ngoài ra còn có các thành phần phụ là nordihydrocapsaicin, homodihydrocapsaicin, homocapsaicin Capsaicin có dạng tinh thể màu trắng, tan được trong chất béo tạo thành homovanillic acid, có thể tan được trong nước, không mùi, không vị Lượng capsaicin trong mỗi loại ớt khác nhau thì khác nhau Số lượng capsaicin thu được khác nhau phụ thuộc vào lượng ánh sáng và nhiệt độ của nơi trồng, tuổi thọ của quả, và vị trí của quả so với mặt đất Màu đỏ của ớt chín có liên quan đến chất màu carotenoid, gồm có capsaithin, capsorubin, cryptoxanthin và zeaxanthin là những ester của acid béo Chất màu chủ yếu là capsanthin và đồng phân của nó capsorubin, tương ứng chiếm 30-60% và 6-18% tổng lượng carotenoid trong quả

Hình 2.3: Công thức cấu tạo capsaicin

Nguồn: http://z.about.com/d/chemistry/1/0/C/m/capsaicin.jpg

2.3.3 Phân loại

Trong họ nhà ớt có nhiều loại, mỗi loại có một đăc điểm hình thức riêng

- Ớt sừng trâu: Cây cao khoảng 80-100 cm, phân nhánh nhiều Cây cho khá nhiều quả, trung bình mỗi cây có 100-120 quả Quả ớt sừng trâu dài 15 cm, đường kính lớn nhất khoảng 2 cm Quả có hình dạng cong, đỉnh nhọn, khi chín có màu đỏ tươi Cây ớt có nhiều lứa quả, năng suất cao, trung bình là 10-14 tấn/ ha

- Ớt chìa vôi: Thân cây cao từ 50-80 cm, phân nhánh nhiều Mỗi cây cho khoảng 150-200 quả Quả ớt chìa vôi nhỏ, nhiều hạt Thời gian sinh trưởng từ khi ra hoa đến khi thu hoạch là 120-160 ngày Năng suất bình quân 5-7 tấn/ ha

- Ớt chỉ thiên: Ớt chỉ thiên lá nhỏ nhưng quả rất cay, quả ớt chỉ thẳng hướng lên trên Cây cao trung bình khoảng 70-80 cm Chu kỳ sinh trưởng khoảng 150 ngày, năng suất trung bình 7-8 tấn/ ha Ớt chỉ thiên sống được lâu năm nên trồng ớt ở chỗ cao

- Ớt rau: thân cây thấp lá to, quả to có múi, ớt này đặc điểm là không có vị cay

Nó thường dùng như một vị rau bình thường Năng suất của loài ớt này khá cao, trung bình từ 12-15 tấn/ ha

Ớt chỉ thiên

Ớt chìa vôi Ớt rau

Ớt sừng trâu

Hình 2.4: phân loại ớt

2.3.4 Trồng ớt

Đất để trồng ớt phải chọn nơi quang đãng và nhiều ánh sáng Sau khi dọn đất sạch, cuốc lên một lớp sâu khoảng 2-3 tấc, đập đất nhỏ, nhặt sạch đá sỏi và cỏ dại và làm thành liếp để trồng Mỗi liếp rộng khoảng 1- 1,2 m, dài tùy ý, cao 15- 20 cm (về mùa mưa hoặc ở những vùng đất thấp có thể làm liếp cao 50-60 cm để tránh úng) Giữa hai liếp có rãnh rộng 30 cm Các loại phân hữu cơ như: phân xanh, cỏ rác mục, tro bếp, phân gia súc, bùn cống, tro bếp trộn vào đất và san liếp để gieo trồng Có thể bón thêm 0,8 đến 1 kg vôi cho mỗi 10 m2 để ớt có nhiều quả Nếu trồng ớt trong chậu thì nên đập đất vụn trộng với tro bếp, phân chuồng vào để trồng

2.3.5 Thu hoạch

Sau khi gieo hạt khoảng 4 tháng thì có thể hái quả được Cây ớt cho quả quanh năm và được hái nhiều đợt Quả ớt có thể hái khi quả còn xanh hay đã chín đỏ Sau mỗi đợt hái thì lại bón phân và vun gốc, 1 tháng sau sẽ hái lứa tiếp theo Mỗi tháng 1 cây có thể cho 150-300 g ớt Sau nhiều lần thu hoạch thì cây cằn cỗi phải nhổ bỏ để trồng cây non mới Tuy nhiên không nên trồng hai mùa ớt liên tục trên một liếp đất vì cây sẽ bị bệnh và năng suất thấp, nên luân canh các loại cây khác

2.3.6 Công dụng

Cây ớt trồng trong chậu có thể làm một loại cây cảnh vì quả ớt có nhiều màu sắc: trắng, đỏ, vàng, cam, xanh, tím tùy theo giống cây Quả ớt dùng làm gia vị, thực phẩm vì chứa nhiều Vitamin A, Vitamin C gấp 5-10 hai loại sinh tố này có trong cà chua và cà rốt Chất cay trong quả ớt có công dụng trị bệnh được dùng nhiều trong y học Ngâm rượu xức ngoài da trị nhức mỏi, sưng trặc gân Ớt bột trị được chứng say sóng Ớt bột trộn với quế và đường trị bệnh mê sảng Các bệnh đau bụng, đau răng, nhức đầu, sưng cổ họng, tê thấp, thần kinh cũng được điều trị bằng ớt Lá ớt giã nhỏ đắp vào vết thương bị rắn cắn hay các vết lở ngứa ngoài da Rễ ớt, nhất là ớt hiểm, sắc uống để trị bệnh sốt rét

2.4 Đại cương về tiêu

Hồ tiêu còn gọi là cổ nguyệt, hắc cổ nguyệt, bạch cổ nguyệt, tên khoa học:

Piper nigrum, là một loài cây leo có hoa thuộc họ Hồ tiêu (Piperaceae), trồng chủ yếu

để lấy quả và hạt, thường dùng làm gia vị dưới dạng khô hoặc tươi

2.4.1 Đặc điểm thực vật

Hồ tiêu là một loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào các cây khác bằng rễ Thân mọc cuốn, mang lá mọc cách Lá như lá trầu không, nhưng dài và thuôn hơn Có hai loại nhánh: một loại nhánh mang quả, và một loại nhánh dinh dưỡng, cả hai loại nhánh đều xuất phát từ kẽ lá Đối chiếu với lá là một cụm hoa hình đuôi sóc Khi chín, rụng cả chùm Quả hình cầu nhỏ, khoảng 20-30 quả trên một chùm, lúc đầu màu xanh lục, sau có màu vàng, khi chín có màu đỏ Từ quả này có thể thu hoạch được hồ tiêu trắng, hồ tiêu đỏ, hồ tiêu xanh và hồ tiêu đen Đốt cây rất dòn, khi vận chuyển nếu không cẩn thận thì cây có thể chết Quả có một hạt duy nhất

Hồ tiêu được thu hoạch mỗi năm hai lần Muốn có hồ tiêu đen, người ta hái quả vào lúc xuất hiện một số quả đỏ hay vàng trên chùm, nghĩa là lúc quả còn xanh, những quả còn non quá chưa có sọ rất giòn, khi phơi dễ vỡ vụn, các quả khác khi phơi vỏ quả

sẽ săn lại, ngả màu đen Muốn có hồ tiêu trắng (hay hồ tiêu sọ), người ta hái quả lúc chúng đã thật chín, sau đó bỏ vỏ Loại này có màu trắng ngà hay xám, ít nhăn nheo và

ít thơm hơn (vì lớp vỏ chứa tinh dầu đã mất) nhưng cay hơn (vì quả đã chín)

Hình 2.5: Quả tiêu

Nguồn: http://www.dangcongsan.vn/cpv/Upload/News/2009/8/ho%20tieu.bmp

- Piperine có dạng tinh thể vàng, là thành phần alkaloid chính trong tiêu, ngoài

ra còn có 5 loại alkaloid khác cũng được tìm thấy trong tiêu Piperine (C17H19O3N Nhiệt độ nóng chảy 128-130oC) là một base yếu dễ bị thủy bởi HNO3 hoặc chất kiềm háo nuớc sinh ra piperidine (C5H11N) Sản phẩm có tính acid của sự thủy phân là acid piperinic (C17H19O4) Acid Piperinic tồn tại 4 dạng đồng phân: 2 trans 4 trans (piperine); 2 cis 4 trans (isopiperin); 2 trans 4 cis (isochavicine) và 2 cis 4 cis (chavicine) Ba dạng đồng phân của piperine có tính cay yếu Piperine có vị cay và rất nhạy cảm với ánh sáng

- Tinh dầu dễ bay hơi có chứa một lượng lớn các chất dễ bay hơi, có mùi thơm gồm các monoterpen hydrocarbon, sesquiterpene và các thành phần oxi hóa

- Nhựa dầu tiêu đen, được trích ra từ bột tiêu khô, có hương thơm và vị cay Nhựa dầu tiêu được sản xuất bằng cách trích ly bột tiêu Dùng dung môi hữu cơ thích hợp như axetone, ethanol, ethylacetate hoặc ethylene dichloride Quá trình này có thể trích 1 giai đoạn hay 2 giai đoạn Trong giai đoạn đầu thu được hỗn hợp gồm nhựa dầu tiêu và dung môi chiết Giai đoạn 2 sử dụng phương pháp chưng cất để thu hồi nhựa dầu tiêu Dung môi hữu cơ cần được tách ra hoàn toàn khỏi nhựa dầu tiêu

2.4.3 Công dụng

Thường dùng hạt tiêu đã rang chín, thơm cay làm gia vị Tiêu thơm, cay nồng

và kích thích tiêu hoá, có tác dụng chữa một số bệnh

Hạt tiêu cũng rất giàu chất chống oxy hóa, chẳng hạn như beta carotene, giúp tăng cường hệ miễn dịch và ngăn ngừa sự hủy hoại các tế bào, gây ra các căn bệnh ung thư và tim mạch

Hình 2.6: Công thức cấu tạo piperine

Nguồn: http://www.benbest.com/nutrceut/piperine.jpg

2.5 Đại cương về cá Basa

2.5.1 Giới thiệu

Cá ba sa, còn có tên gọi là cá giáo, cá sát bụng, là loại cá da trơn có trị kinh tế cao, được nuôi tập trung tại nhiều nước trên thế giới

2.5.2 Phân loại

Theo hệ thống phân loại Tyson Roberts, cá ba sa thuộc họ Pangasiidae, giống

Pangasius, loài P bocourti Trước đây cá Basa được định danh là Pangasius pangasius

2.5.3 Đặc điểm sinh học

Về ngoại hình, cá ba sa rất dễ phân biệt đối với các loài khác trong họ Cá tra Thân ngắn hình thoi, hơi dẹp bên, lườn tròn, bụng to tích lũy nhiều mỡ, chiều dài tiêu chuẩn bằng 2,5 lần chiều cao thân Đầu cá ba sa ngắn hơi tròn, dẹp đứng Miệng hẹp, chiều rộng của miệng ít hơn 10% chiều dài chuẩn, miệng nằm hơi lệch dưới mõm Dải răng hàm trên to rộng và có thể nhìn thấy được khi miệng khép lại, có 2 đôi râu, râu hàm trên bằng 1/2 chiều dài đầu; râu hàm dưới bằng 1/3 chiều dài đầu Răng trên xương khẩu cái là một đám có vết lõm sâu ở giữa và hai đám răng trên xương lá mía nằm hai bên Có 40- 46 lược mang trên cung mang thứ nhất, vây hậu môn có 31- 36 tia vây Răng vòm miệng với dải răng trên xương khẩu cái ở giữa và răng trên xương lá mía ở 2 bên Chiều cao của cuống đuôi hơn 7% chiều dài chuẩn Mặt lưng có màu nâu, mặt bụng có màu trắng

Hình 2.7: Cá Basa

Nguồn: http://www.vietlinh.com.vn/kithuat/ca/basantra/Basa.jpg

2.5.4 Phân bố

Cá ba sa phân bố rộng ở Myanma, Java, Thái Lan, Campuchia, Việt Nam Cá sống chủ yếu ở những sông rộng nước chảy mạnh Đây là đối tượng nuôi nước ngọt có sản lượng xuất khẩu lớn nhất hiện nay Nghề nuôi cá Basa trong bè rất phát triển trên thế giới dưới mô hình nuôi mang tính công nghiệp với mật độ cao, năng suất trung bình 130-150 kg/m³/năm Hiện nay có khoảng 4000 bè nuôi, sản xuất trên 40000 tấn/năm Cá sống đáy ăn tạp thiên về động vật Tỉ lệ Li/L (chiều dài ruột/ chiều dài toàn thân) nhỏ thay đổi theo loại thức ăn từ 1,78 trong tự nhiên đến 2,36 khi nuôi bè

Cá giống thả nuôi trong bè khoảng 80-150 g/con, được nuôi với khẩu phần cho loài ăn tạp (50% cám, 30% rau, 20% cá và bột cá) sau 10-11 tháng đạt trọng lượng 800-1500 g/con Cá tăng trưởng nhanh trong tự nhiên, một năm tuổi 0,7 kg, hai năm tuổi 1,2 kg, kích cỡ tối đa khoảng gần 1 m, trọng lượng 15-18 kg

2.5.5 Cá ba sa ở Việt Nam

Ở Việt Nam hai họ chính trong bộ cá trơn được nghiên cứu là họ Pangasiidae

và Clariidae

Họ Pangasiidae có 21 loài thuộc 2 giống: giống Pangasius có 19 loài và giống

Helicophagus có 2 loài Có một loài sống trong nước lợ, 2 loài sống ở biển Tính ăn

của các loài trong họ Pangasiidae thay đổi tùy theo giai đoạn phát triển của cá thể

Trong họ Pangasiidae 2 loài cá ba sa và cá tra là cá nuôi kinh tế của đồng bằng

sông Cửu Long, đặc biệt trong hình thức nuôi tăng sản Hằng năm nghề nuôi cá bè cung cấp hàng ngàn tấn cá Basa cho thị trường trong nước, thêm vào đó là hàng ngàn tấn nguyên liệu cho thức ăn gia súc Nếu trong năm 1993 sản lượng nuôi bè ở miền Nam Việt Nam ước lượng vào khoảng 17400 tấn hầu hết là từ các bè nuôi sông Mê Kông, thì chỉ riêng cá ba sa đã chiếm 3/4 sản lượng này (13400 tấn) Trong năm 1996 sản lượng loài cá này khoảng 15000 tấn

2.6 Phương pháp trích ly

2.6.1 Nguyên lý

Quá trình tách các cấu tử ra khỏi hỗn hợp nhờ dung môi hòa tan chọn lọc một

số chất trong hỗn hợp gọi là trích ly

Nguyên lý trích ly dựa trên cơ sở độ hòa tan không đồng nhất của các chất có

Ở nhiệt độ phòng không có sự đảo trộn thì quá trình trích ly xảy ra là do khuếch tán phân tử, còn khi đun nóng hoặc khuấy trộn xảy ra do khuếch tán đối lưu

Vật liệu cho vào đồng thời các thiết bị trích ly, còn dung môi cho vào một trong

số các thiết bị trích ly (thường là thiết bị đầu tiên) Sau đó dung dịch (gồm chất tan và dung môi) ở thiết bị đầu sẽ đi sang thiết bị thứ hai, cứ như thế đến khi qua thiết bị cuối cùng và chảy sang thiết bị chưng cất tách dung môi Dung môi thu được cho quay trở lại thiết bị đầu để tiếp tục trích ly Quá trình trích ly cứ tiếp tục cho đến khi thiết bị trích ly đầu tiên có mức độ trích ly đạt yêu cầu thì tháo ra và đem chưng cất thu hồi

Sản phẩm

Dung môi Dung môi →Nguyên liệu →Hỗn hợp nguyên vật liệu →Tách pha

Hình 2.8: Sơ đồ trích ly một bậc

Vật liệu 1 Vật liệu 2 Vật liệu 3 Vật liệu 4 Chưng cất

Hơi dung môi

Sản phẩm

Dung môi Ngưng tụ

Dung môi

Hình 2.9: Sơ đồ trích ly liên tục

dung môi và nguyên liệu mới được nạp vào Lúc này thiết bị đầu tiên trở thành thiết bị cuối và thiết bị thứ hai trở thành thiết bị đầu tiên

Nguyên lý của quá trình trích ly liên tục là sự tiếp xúc giữa vật liệu và dung môi vận chuyển ngược chiều nhau Nguyên liệu đi vào đầu này, dung môi đi vào đầu kia tạo nên hai dòng sản phẩm

Trích ly nhiều bậc liên tục có nhiều ưu điểm hơn so với trích ly gián đoạn như thiết bị đỡ cồng kềnh, năng suất thiết bị lớn, cần ít dung môi hơn với cùng số bậc trích

ly

2.6.3 Dung môi sử dụng trong quá trình trích ly và hiệu quả

Các chất khác nhau sẽ có độ hòa tan khác nhau trong mỗi loại dung môi Trong một loại dung môi nào đấy, một chất có thể có độ hòa tan cao, trung bình, thấp hoặc không hòa tan Chính vì thế, để có thể lựa chọn được loại dung môi sử dụng đựơc trong trích ly chất nào đó, trước tiên người ta phải xác định chất đó là chất nào hoặc ít nhất phải xác định chất đó là chất phân cực hay không phân cực Nếu muốn trích ly một chất phân cực, người ta phải sử dụng dung môi phân cực, và để trích ly một chất không phân cực dùng dung môi không phân cực

Nói chung để đảm bảo HSTL cao dung môi đựơc chọn phải đáp ứng được với các yêu cầu sau:

- Dung môi phải có tính hòa tan chọn lọc cao, có nghĩa là dung môi đó có khả năng hòa tan tốt các chất mà ta muốn trích ly, song lại không hòa tan được chất tan hoặc hòa tan rất ít chất mà ta không muốn tách Đây là một trong những yêu cầu căn bản với một dung môi sử dụng trong chiết xuất các chất đã xác định từ nguyên liệu cho trước

- Dung môi không có khả năng tạo phản ứng với các cấu tử trong dung dịch làm biến đổi tính chất các cấu tử

- Khối lựơng riêng của dung môi tốt nhất nên khác xa với khối lượng riêng của dung dịch

- Dung môi không có khả năng ăn mòn làm hư hỏng thiết bị

- Dung môi không bị biến đổi thành phần khi bảo quản

- Dung môi không xuất hiện tính độc khi thao tác Không tạo hỗn hợp nổ với

- Dung môi rẻ tiền dễ kiếm

- Dung môi phải có khả năng thu hồi lại sau khi qua trích ly bằng các phương pháp cơ lý khác nhau Và sau khi tách không để lại mùi vị lạ cũng như không gây độc cho sản phẩm

Tuy nhiên, để phục vụ nghiên cứu sơ bộ khi chưa biết rõ thành phần hóa học của nguyên liệu người ta dùng phương pháp thăm dò cổ điển để chiết xuất một nguyên liệu

Nguyên lý của quá trình này như sau: Dựa vào tính phân cực của các loại dung môi và của các nhóm hợp chất có trong nguyên liệu (động, thực vật) người ta sử dụng một dãy dung môi thăm dò, bắt đầu từ dung môi không phân cực đến dung môi phân cực mạnh để chiết phân đoạn các hợp chất ra khỏi nguyên liệu (ví dụ như sử dụng một dãy dung môi bắt đầu từ ete, dầu, clorofoc, cồn và cuối cùng là nước)

Như thế với một loại nguyên liệu nào đó, kết quả chiết xuất của dãy dung môi thiết lập theo phương pháp trên sẽ cho chúng ta khả năng dự đoán sự có mặt của các chất nào đó có mặt trong mỗi dung môi của mỗi phân đoạn chiết Ví dụ như trong phân đoạn chiết sử dụng dung môi là ete dầu và ete (dung môi không phân cực) sẽ có các chất được chiết ra là các chất không phân cực như các chất béo, các monoterpen, các sterol, các chất màu thực vật, các chất cacbuahydro béo hoặc thơm…

Trong phân đoạn chiết với dung môi clorofoc sẽ lấy ra được các chất phân cực yếu như coumarin, sesquiterpen, diterpen, quinon, các aglycon, một số alkaloid, flavonoid, các hợp chất phenol, các acid hữu cơ có phân tử lượng cao, tanin và các hợp chất hữu cơ phân cực khác

Trong dịch chiết nước sẽ có mặt các chất phân cực mạnh như hydrocarbon có trọng lượng phân tử thấp và vừa như: pectin, gôm, nhầy, các đường, các dextrin, các glucozit, tanin, saponin, các protein thực vật và các muối vô cơ

Trong dịch chiết cồn được đem bốc hơi sẽ được cao toàn phần chứa hầu hết các chất của nguyên liệu thực vật

2.6.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly

Quá trình trích ly các chất hòa tan chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố Ngoài các yếu tố về thiết bị trích ly còn có một số các yếu tố khác ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trích ly như: loại dung môi dùng để trích ly, nồng độ dung môi trích ly, nhiệt độ

trích ly, kích thước hạt nguyên liệu trong trích ly, tỉ lệ nguyên liệu: dung môi và thời gian trích ly…

2.6.4.1 Dung môi và nồng độ dung môi dùng để trích ly

Quá trình trích ly là quá trình khuếch tán, di chuyển của các hợp chất trong nguyên liệu Vì vậy sự chênh lệch nồng độ giữa hai pha cũng ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trích ly

Khi sử dụng dung môi có nồng độ quá thấp, HSTL thấp, việc thu hồi chất hòa tan không triệt để, sản phẩm có chất lượng thấp

Nếu nồng độ của dung môi dùng để trích ly cao thì lượng chất trích ly cao do sự chênh lệch nồng độ bên ngoài và bên trong nguyên liệu Mặt khác nồng độ quá cao có thể gây biến đổi các chất làm ảnh hưởng xấu đến sản phẩm

Chính vì thế việc xác định nồng độ dung môi sử dụng trong trích ly là yếu tố quan trọng để bảo đảm HSTL và hiệu quả kinh tế của quá trình trích ly

2.6.4.2 Nhiệt độ môi trường trích ly

Nhiệt độ có tác dụng làn tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, các phân tử chất tan chuyển động dễ dàng hơn khi khuếch tán giữa các phân tử dung môi, tuy nhiên nhiệt độ là một yếu tố kỹ thuật có giới hạn

Nếu nhiệt độ quá cao có thể xảy ra các phản ứng khác không cần thiết gây khó khăn cho công nghệ, làm cho sản phẩm cháy khét, các chất hòa tan dễ bị biến đổi, ảnh hưởng đến sản phẩm chi phí cao cho phần cung cấp nhiệt

Nếu nhiệt độ quá thấp thì thời gian kéo dài gây ảnh hưởng đến chi phí về năng lượng và ảnh hưởng đến HSTL

Nhiệt độ là yếu tố có giới hạn, vì vậy chúng ta cần xác định nhiệt độ thích hợp

sử dụng trong quy trình trích ly nhằm đảm bảo cho sản phẩm đạt hiệu quả về mặt chất lượng và về mặt kinh tế

2.6.4.3 Cấu trúc và tính chất của vật liệu đưa vào trích ly

Nếu nguyên liệu đưa vào trích ly là nguyên liệu rắn thì rất cần thiết phải xác định kích thước cấu tử nguyên liệu đưa vào trích ly Kích thước cấu tử nguyên liệu đưa vào trích ly là một trong những thông số kỹ thuật quyết định đến hiệu quả của quá trình trích ly

Vật liệu trích ly ở dạng rắn thì kích thước của nguyên liệu sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của quá trình trích ly, nên làm nhuyễn vật liệu càng nhỏ càng tốt nhằm tăng diện tích tiếp xúc giữa chúng và dung môi để quá trình trích ly xảy ra dễ dàng hơn Điều này được thực hiện bằng cách nghiền nhỏ, thái nhỏ hay băm nhỏ vật liệu Ngoài

ra việc làm nhỏ nguyên liệu còn làm phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình tiếp xúc triệt để giữa dung môi và vật liệu Hạt nguyên liệu càng nhỏ thì quá trình trích ly càng

dễ, HSTL càng cao Tuy nhiên chi phí máy móc để xay nhỏ nguyên liệu cao không thích hợp sản xuất, hơn nữa nếu chúng quá mịn sẽ lắng đọng lên lớp nguyên liệu làm tắc các ống mao dẫn hoặc bị dòng dung dịch cuốn vào mixen làm cho dung dịch có nhiều cặn làm phức tạp cho quá trình xử lý tiếp theo

Hạt nguyên liệu quá lớn thì dung môi không đi vào nội phân tử gây sự hao hụt lớn về lượng chất trích ly ảnh hưởng đến HSTL

Việc lựa chọn kích cỡ hạt hợp lý trong quy trình là rất quan trọng để đảm bảo HSTL Nó cho thấy tầm quan trọng của công tác chuẩn bị nguyên liệu trước khi đưa vào quá trình trích ly

2.6.4.4 Tỉ lệ nguyên liệu và dung môi

Nếu tỉ lệ nguyên liệu và dung môi nhỏ thì quá trình trích ly xảy ra không triệt

2.6.4.5 Thời gian trích ly

Chúng ta đều biết thời gian trích ly quá ngắn thì HSTL giảm do dung môi chưa kịp rút tách triệt để các hoạt chất hòa tan có trong nguyên liệu Nhưng nếu thời gian quá dài thì HSTL có thể sẽ tăng Tuy nhiên ở đây ta phải cân nhắc về mặt kinh tế để chọn được một thời gian trích ly thích hợp để có thể đạt được HSTL và lợi nhuận cao nhất

2.7 Cơ sở của quá trình sấy

2.7.1 Khái niệm sấy

Sấy là quá trình dùng nhiệt để làm khô vật liệu, đó là quá trình kết hợp giữa vận chuyển nhiệt và vận chuyển chất, thực chất của quá trình sấy là chuyển lượng nước từ trong vật liệu (từ pha lỏng sang pha hơi) ra ngoài

2.7.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy

2.7.2.1 Bản chất của vật liệu sấy

Nước trong vật liệu sấy tồn tại ở ba dạng rắn, lỏng, hơi, ở áp suất khí quyển nước chuyển từ pha rắn sang pha lỏng và ngược lại ở 00C, sôi hay ngưng tụ ở 1000C Các dạng liên kết của vật liệu:

- Liên kết hóa học: Liên kết hoá học giữa ẩm và vật khô rất bền vững trong đó,

các phân tử nước đã trở thành một bộ phận trong thành phần hoá học của phân tử vật

ẩm Loại ẩm này chỉ có thể tách ra khi có phản ứng hoá học và thường phải nung nóng đến nhiệt độ cao Sau khi tách ẩm tính chất hoá lý của vật thay đổi Ẩm này có thể tồn tại ở dạng liên kết phân tử như trong muối hydrat MgCl2.H2O hoặc ở dạng liên kết ion như Ca(OH)2 Trong quá trình sấy không đặt vấn đề tách ẩm ở dạng liên kết hoá học

- Liên kết hoá lý: Liên kết hoá lý không đòi hỏi nghiêm ngặt về tỷ lệ thành phần

liên kết Có hai loại: liên kết hấp phụ (hấp thụ) và liên kết thẩm thấu

Liên kết hấp phụ của nước có gắn liền với các hiện tượng xảy ra trên bề mặt giới hạn của các pha Các vật ẩm thường là những vật keo, có cấu tạo hạt Bán kính tương đương của hạt từ 10-9- 10-7 m Do cấu tạo hạt nên vật keo có bề mặt bên trong rất lớn Vì vậy nó có năng lượng bề mặt tự do đáng kể Khi tiếp xúc với không khí ẩm, ẩm sẽ xâm nhập vào các bề mặt tự do này tạo thành liên kết hấp phụ giữa ẩm

và bề mặt

Liên kết thẩm thấu là sự liên kết hoá lý giữa nước và vật rắn khi có sự chênh lệch nồng độ các chất hoà tan ở trong và ngoài tế bào Khi nước ở bề mặt vật thể bay hơi thì nồng độ của dung dịch ở đó tăng lên và nước ở sâu bên trong sẽ thấm ra ngoài Ngược lại, khi ta đặt vật thể vào trong nước thì nước sẽ thấm vào trong

- Liên kết cơ lý: Đây là dạng liên kết giữa ẩm và vật liệu được tạo thành do sức

căng bề mặt của ẩm trong các mao dẫn hay trên bề mặt ngoài của vật Liên kết cơ học

- Liên kết cấu trúc: là liên kết giữa ẩm và vật liệu hình thành trong quá trình

hình thành vật Để tách ẩm trong trường hợp liên kết cấu trúc ta có thể làm cho ẩm bay hơi, nén ép vật hoặc phá vỡ cấu trúc vật Sau khi tách ẩm, vật bị biến dạng nhiều, có thể thay đổi tính chất và thậm chí thay đổi cả trạng thái pha

- Liên kết mao dẫn: nhiều vật ẩm có cấu tạo mao quản Trong các vật thể này có

vô số các mao quản Các vật thể này khi để trong nước, nước sẽ theo các mao quản xâm nhập vào vật thể Khi vật thể này để trong môi trường không khí ẩm thì hơi nước

sẽ ngưng tụ trên bề mặt mao quản và theo các mao quản xâm nhập vào trong vật thể

- Liên kết dính ướt: là liên kết do nước bám dính vào bề mặt vật Ẩm liên kết

dính ướt dễ tách khỏi vật bằng phương pháp bay hơi đồng thời có thể tách ra bằng các phương pháp cơ học như: lau, thấm, thổi, vắt ly tâm

Tùy vào nguyên liệu khác nhau có tác dụng liên kết ẩm khác nhau ảnh hưởng đến tốc độ sấy khác nhau Sự khác nhau trong thành phần nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến tốc độ sấy

2.7.2.2 Hình dạng, kích thước vật liệu

Hình dạng và kích thước vật liệu cũng ảnh hưởng đến tốc độ sấy Vận tốc sấy của một loại vật liệu tỉ lệ với tỉ số giữa bề mặt bốc hơi nước (s) so với thể tích ( V ) của sản phẩm sấy Nếu thể tích V cố định mà diện tích bề mặt bốc hơi s tăng lên thì tốc

độ sấy tăng lên Mỗi sự thay đổi nhỏ trên bề mặt dày vật liệu sẽ làm thay đổi thời gian sấy

2.7.2.3 Nhiệt độ và tốc độ không khí sấy

Sự khác nhau giữa nhiệt độ không khí sấy và nhiệt độ bầu ướt là quan trọng nhất liên quan đến tốc độ sấy, nếu không khí đã được bão hòa thì quá trình sấy không xảy ra (Trần Văn Phú, 2000)

2.7.3 Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng sản phẩm:

Tất cả sản phẩm đều chịu thay đổi trong quá trình sấy và bảo quản sau đó Yêu cầu đặt ra đối với quá trình sấy là bảo vệ tới mức tốt nhất chất lượng, hạn chế những hư hại trong quá trình sấy, bảo quản, đồng thời nâng cao hiệu quả kinh tế một cách tốt ưu nhất

2.7.3.1 Ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm sấy

Thay đổi về cấu trúc của các loại thực phẩm rắn là một trong những nguyên

nhân quan trọng làm giảm chất lượng sản phẩm Bản chất và mức độ của các biện

pháp xử lý rau quả trước khi sấy đều có ảnh hưởng đến cấu trúc của sản phẩm sau khi

hồi nguyên Nguyên nhân là do sự hồ hoá của tinh bột, sự kết tinh của xenluloza và sự

hình thành các sức căng bên trong do khác biệt về độ ẩm ở các vị trí khác nhau Kết

quả là sự tạo thành các vết nứt, gãy, các tế bào bị nén ép và vặn vẹo vĩnh viễn, làm cho

sản phẩm có bề ngoài bị co ngót và nhăn nheo Trong quá trình làm ướt trở lại, sản

phẩm hút nước chậm và không lấy lại được cấu trúc cứng như ban đầu

Các sản phẩm khác nhau có sự dao động đáng kể về mức độ co ngót và khả

năng hấp thụ nước trở lại Sấy nhanh và ở nhiệt độ cao làm cho cấu trúc bị thay đổi

nhiều hơn so với sấy với tốc độ vừa phải ở nhiệt độ thấp

Trong quá trình sấy, các chất hoà tan di chuyển theo nước từ bên trong ra bề

mặt bên ngoài của sản phẩm Quá trình bay hơi nước làm cô đặc các chất tan ở bề mặt

kết hợp với nhiệt độ cao của không khí (đặc biệt khi sấy trái cây, cá, thịt) gây ra các

phản ứng lý hoá phức tạp của các chất tan ở bề mặt và hình thành nên lớp vỏ cứng

không thấm được, làm giảm tốc độ sấy và làm cho sản phẩm có bề mặt khô, nhưng bên

trong thì ẩm Vì vậy cần kiểm soát điều kiện sấy để tránh chênh lệch ẩm quá cao giữa

bên trong và bề mặt sản phẩm

2.7.3.2 Ảnh hưởng đến mùi vị của sản phẩm sấy

Nhiệt làm thất thoát các thành phần dễ bay hơi ra khỏi sản phẩm vì vậy phần

lớn các sản phẩm sấy bị giảm mùi vị Mức độ thất thoát phụ thuộc vào nhiệt độ và độ

ẩm của sản phẩm, áp suất hơi nước và độ hoà tan của các chất bay hơi trong hơi nước

Những sản phẩm có giá trị kinh tế cao nhờ vào những đặc tính mùi vị (ví dụ

như gia vị) cần được sấy ở nhiệt độ thấp

Một số sản phẩm sấy có kết cấu xốp, tạo điều kiện cho oxy không khí dễ dàng

tiếp xúc với sản phẩm, gây ra các phản ứng oxy hoá các chất tan và chất béo trong quá

trình bảo quản làm thay đổi mùi vị của sản phẩm

2.7.3.3 Ảnh hưởng đến màu sắc của sản phẩm sấy

Có nhiều nguyên nhân gây ra sự mất màu hay thay đổi màu trong sản phẩm

- Sự thay đổi các đặc trưng bề mặt của sản phẩm gây ra thay đổi độ phản xạ ánh sáng và màu sắc

- Nhiệt và sự oxy hoá trong quá trình sấy gây ra những thay đổi hoá học đối với carotenoit và clorophyl, cũng như hoạt động của enzim polyphenoloxidaza gây ra sự sẩm màu trong quá trình bảo quản của các sản phẩm rau quả

Có thể ngăn ngừa được những thay đổi này bằng các phương pháp chần hấp hoặc xử lý trái cây bằng axit ascorbic hoặc SO2, tuy nhiên SO2 làm tẩy trắng anthocyanin và dư lượng SO2 cũng đang là mối quan tâm về mức độ an toàn đối với sức khoẻ Hiện nay, nó đã bị cấm sử dụng ở nhiều nước

2.7.3.4 Ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm sấy

Ở rau quả, thất thoát dinh dưỡng trong quá trình chuẩn bị thường vượt xa tổn thất do quá trình sấy Vitamin có độ hoà tan trong nước khác nhau và khi quá trình sấy diễn ra, một vài loại (ví dụ: vitamin B2 riboflavin) đạt trạng thái quá bão hoà và kết tủa khỏi dung dịch, nhờ vậy chúng ít bị tổn thất Một số khác, ví dụ: axit ascorbic, hoà tan ngay cả khi độ ẩm của sản phẩm hạ xuống đến mức rất thấp, chúng phản ứng với các chất tan với tốc độ càng lúc càng cao hơn trong quá trình sấy Vitamin C cũng rất nhạy cảm với nhiệt và oxy hoá

Vì thế để tránh những thất thoát lớn cần sấy trong thời gian ngắn, nhiệt độ thấp, bảo quản ở độ ẩm thấp và nồng độ khí oxy thấp

Các chất dinh dưỡng tan trong chất béo (ví dụ: các axit béo không thay thế và các vitamin A, D, E, K) phần lớn chứa trong phần chất rắn của sản phẩm và chúng không bị cô đặc trong khi sấy Tuy nhiên nước là dung môi của các kim loại nặng, là những chất xúc tác của quá trình oxy hoá các chất dinh dưỡng không no Khi nước bị mất đi, chất xúc tác trở nên hoạt động hơn và làm tăng tốc độ oxy hoá Các vitamin tan trong chất béo bị biến đổi mất đi khi tiếp xúc với peroxit được sinh ra do sự oxy hoá chất béo Để giảm thất thoát trong quá trình bảo quản người ta hạ thấp nồng độ oxy, nhiệt độ bảo quản và loại trừ ánh sáng tiếp xúc với sản phẩm

2.7.3.5 Ảnh hưởng đến sự hồi nguyên sản phẩm

Sản phẩm sau khi sấy không thể trở lại tình trạng ban đầu khi làm ướt trở lại Sau khi sấy, tế bào bị mất áp suất thẩm thấu, tính thấm của màng tế bào bị thay đổi, các chất tan di chuyển, polysacarit kết tinh và protein tế bào bị đông tụ, tất cả góp phần

vào sự thay đổi cấu trúc, làm thất thoát các chất dễ bay hơi và đây đều là những quá trình không thuận nghịch Nhiệt trong quá trình sấy làm giảm khả năng hydrat hoá của tinh bột và tính đàn hồi của thành tế bào, làm biến tính protein, giảm khả năng giữ nước của chúng Tốc độ và mức độ thấm nước trở lại có thể được dùng như là chỉ số đánh gía chất lượng sản phẩm sấy Những sản phẩm được sấy trong những điều kiện tối ưu, ít hư hại hơn sẽ thấm ướt trở lại nhanh hơn, hoàn toàn hơn

2.7.4 Cơ sở lý thuyết để xác định thiết bị sấy

2.7.4.1 Cơ sở lý thuyết

Phân loại thiết bị sấy: Thiết bị sấy là thiết bị dùng thực hiện các quá trình làm khô các vật liệu, các chi tiết hay các sản phẩm nhất định, làm cho chúng khô và đạt đến một độ ẩm nhất định theo yêu cầu Trong các quá trình sấy chất lỏng chứa trong vật liệu sấy thường là nước Tuy vậy, trong kỹ thuật sấy cũng gặp trường hợp sấy các sản phẩm bị ẩm bởi các chất lỏng hữu cơ sơn, các vật đánh xi

Để làm khô sản phẩm chúng ta có thể dùng phương pháp phơi tự nhiên, hoặc sấy nhân tạo

- Phơi tự nhiên: là quá trình phơi vật liệu ngoài trời Phương pháp này sử dụng nguồn nhiệt ở ngoài trời và ẩm bay hơi ra được ngoài không khí mang Thiết bị sấy bằng năng lượng mặt trời có thể phân ra các loại sau: Thiết bị sấy trực tiếp có tuần hoàn khí tự nhiên (gồm thiết bị thu năng lượng kết hợp với buồng sấy), thiết bị sấy trực tiếp có bộ phận thu năng lượng riêng biệt, thiết bị sấy gián tiếp có dẫn nhiệt cưỡng bức (thiết bị thu năng lượng và buồng sấy riêng biệt)

¾ Ưu điểm: Công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư và vận hành thấp, không đòi hỏi cung cấp năng lượng lớn và nhân công lành nghề và có thể sấy lượng lớn vụ mùa với chi phí thấp

¾ Nhược điểm:Khó thực hiện cơ giới hóa, chi phí lao động nhiều, nhiệt độ thấp nên cường độ sấy không cao, Sản phẩm dễ bị ô nhiễm do bụi và vi sinh vật, chiếm diện tích mặt bằng lớn, nhiều sản phẩm nếu sấy tự nhiên thì chất lượng sản phẩm không đạt được yêu cầu

- Sấy nhân tạo: là phương pháp sấy được thực hiện trong thiết bị sấy Có nhiều phương pháp sấy nhân tạo khác nhau bao gồm các loại sau:

Phương pháp sấy đối lưu

Phương pháp sấy bức xạ Phương pháp sấy tiếp xúc

Phương pháp sấy bằng điện trường cao tầng

Phương pháp sấy thăng hoa

2.7.4.2 Cơ sở cho việc lựa chọn máy sấy

Muốn chọn máy sấy thích hợp nhất cho một nguyên liệu nhất định từ nhiều loại máy sấy, cần phải xem xét tất cả các thông số quan trọng đối với quá trình làm việc của máy sấy

- Tính chất vật liệu sấy

Rất ít máy sấy thích hợp cho nhiều loại sản phẩm sấy có hình dạng khác nhau Việc chọn lựa máy sấy phụ thuộc vào : hình dáng, kích thước và thành phần hoá học của vật liệu sấy, dạng vật liệu (dạng lát, dạng cục, dạng bột, dạng đặc, dạng lỏng ) Ngoài ra cần biết sự thay đổi hình dạng và trạng thái của vật liệu trong quá trình sấy như sự co dúm, sự rạn nứt, sự phân lớp tính chất nào bị thay đổi mạnh nhất

- Hình dạng, kích thước vật liệu sấy

Đối với nguyên liệu giàu tinh bột, lớp sấy dày (thường sấy chậm) : sử dụng phòng sấy,hầm sấy, tháp sấy

Đối với vật liệu rời, nhỏ và lớp sấy mỏng: sử dụng máy sấy nhanh, như máy sấy phun, máy sấy khí động, hoặc máy sấy trục lăn Để sấy nhanh người ta có thể làm nhỏ, làm mỏng vật liệu trước khi sấy Đối với lớp sấy mỏng: có thể sử dụng máy sấy bức xạ Có thể sử dụng những máy sấy có kết cấu cơ học đặc biệt để phân bố đều vật liệu sấy, ví dụ: máy sấy cánh đảo, máy sấy thùng quay, máy sấy đĩa quay Có thể kết hợp máy sấy với máy nghiền trục vít

- Tính chất ẩm của vật liệu sấy

Để bốc ẩm tự do: dùng những máy sấy tuần hoàn để tiết kiệm năng lượng (có thể tách ẩm tự do và ẩm dính ướt nhanh nhất bằng ly tâm và ép)

Đối với vật liệu keo: có thể sử dụng những máy sấy nhanh, sau khi nguyên liệu được xử lý thành dạng bột hoặc lớp sấy mỏng

Để tách nước liên kết người ta thường sử dụng máy sấy, mà ở đó sản phẩm sấy chịu được nhiệt độ cao hơn

Người ta cũng cần chú ý đến độ ẩm ban đầu và ban cuối của sản phẩm

Nếu độ ẩm cuối của sản phẩm sấy được phép còn lại tương đối cao: có thể sử dụng máy sấy nhanh

Nếu độ ẩm cuối của sản phẩm bé: thời gian sấy lâu nên máy sấy cần cho phép kéo dài thời gian sấy của nó hoặc có thể phối hợp 2 máy sấy với nhau

- Sự nhạy cảm với nhiệt độ của sản phẩm sấy

Những vật liệu cho phép sử dụng nhiệt độ cao: có thể dùng loại máy sấy có tác nhân sấy là khói lò

Trong máy sấy phun và sấy khí động, sản phẩm chỉ lưu lại thời gian rất ngắn nên được phép sử dụng nhiệt độ cao hơn so với sấy hầm

Trong tất cả những máy sấy phổ biến thì những máy sấy đối lưu kiểm soát nhiệt

độ của sản phẩm sấy tốt nhất, vì có thể dễ dàng điều chỉnh trạng thái không khí thích hợp Trong máy sấy tiếp xúc, sản phẩm sấy nhận nhiệt độ của bề mặt bị đun nóng ở những chỗ tiếp xúc, bởi vậy chỉ sử dụng đối với những sản phẩm nhạy cảm với nhiệt

độ, quá trình sấy xảy ra rất nhanh Không sử dụng máy sấy bức xạ đối với những sản phẩm nhạy cảm với nhiệt độ, vì sản phẩm dễ bị đun nóng cục bộ gây nguy hiểm cho sản phẩm

Đối với một số sản phẩm cần chú ý đến sự nhạy cảm về sức căng, dễ bị co ngót, nứt nẻ trong quá trình sấy dưới tác dụng sức căng cơ học mạnh: có thể sử dụng máy sấy đối lưu cho phép điều chỉnh được các thông số sấy thích hợp với từng loại sản phẩm sấy Trong một số trường hợp có thể sử dụng những phương pháp sấy đặc biệt : sấy bằng dòng điện cao tần, sấy chân không và sấy thăng hoa

Đối với một số sản phẩm không được phép sử dụng tác nhân sấy là khói lò, những sản phẩm dễ bị oxy hoá, bị cháy: sử dụng máy sấy chân không hoặc máy sấy dùng khí trơ tuần hoàn

Đối với những sản phẩm có tác dụng ăn mòn máy sấy: cần sấy trong những máy sấy có cấu tạo chống ăn mòn

Do trong quá trình thí nghiệm, các trang thiết bị trong phòng thí nghiệm của khoa còn hạn hẹp cho nên trong đề tài này, tôi tiến hành sấy hành trên máy sấy khay

2.7.5 Máy sấy khay

2.7.5.1 Cấu tạo máy sấy khay

Thiết bị sấy có hồi lưu một phần không khí thường gặp trong công nghệ sau thu hoạch và bảo quản chế biến nông sản thực phẩm ở nước ta hiện nay Loại thiết bị này dùng để sấy các loai rau, củ, quả

Thiết bị tương đối đơn giản, tiêu tốn năng lượng vừa phải, vật liệu sấy đặt trên khay, vật liệu được tải ẩm ra môi trường tương đối đều

1

1.Điện trở 2.Động cơ 3.Lớp cách nhiệt 4.Cửa thoát ẩm khí 5.Đóng mở cửa hồi lưu 6.Buồng sấy

7 Khay sấy

8 Cửa không khí vào

9 Lớp cách nhiệt Không khí tươi Không khí đã qua điện trở Hình 2.10: Sơ đồ cấu tạo máy sấy khay