BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN MỨT CÙI BƯỞI

− Sản phẩm mứt cùi bưởi sẽ là sản phẩm vừa góp phần đa dạng hoá các sản phẩm chế biến từ vỏ bưởi, vừa là món ăn cung cấp năng lượng, hỗ trợ tiêu hoá, đồng thời tận dụng được nguồn phế ph

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

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN MỨT CÙI BƯỞI

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THANH TRUNG Ngành: Bảo Quản Chế Biến Nông Sản Thực Phẩm Niên Khóa: 2005 – 2009

Tháng 8/2009

BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN MỨT CÙI BƯỞI

Tác giả

NGUYỄN THANH TRUNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ sư ngành:

Bảo Quản Chế Biến Nông Sản Thực Phẩm

Giáo viên hướng dẫn:

Th.s Nguyễn Hữu Nam

Tháng 8 năm 2009

i

LỜI CẢM ƠN

Con xin khắc ghi công ơn trời biển của cha mẹ đã sinh thành và nuôi dưỡng con nên người

Con xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm, các thầy

cô liên khoa đã tận tình dạy dỗ và truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian con ngồi trên giảng đường đại học

Con xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Hữu Nam đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ con trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Chân thành cảm ơn cán bộ và thầy cô thuộc Trung Tâm Nghiên Cứu, Bảo Quản và Chế Biến Rau Quả trường Đại học Nông Lâm, Tp Hồ Chí Minh và tất cả những người bạn lớp DH05BQ đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành đề tài

Nguyễn Thanh Trung

ii

TÓM TẮT

Đề tài “mứt cùi bưởi” được thực hiện tại Trung Tâm Nghiên Cứu, Bảo Quản

và Chế Biến Rau Quả trường Đại học Nông Lâm, Tp Hồ Chí Minh, thời gian từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2008

Nguyên liệu sử dụng cho chế biến là vỏ bưởi được loại bỏ phần xanh bên ngoài và phần xơ bên trong Đề tài đã khảo sát được các thông số kỹ thuật để xây dựng quy trình chế biến như sau:

Tách nước thẩm thấu (đường 50% / 12h)

Mứt cùi bưởi bưởi

Rử h

bưởi

Trong quá trình chuẩn bị nguyên liệu, cùi bưởi được cắt khối vuông và chần trong nước nóng 90 – 950C trong vòng 10 phút, sau đó đem đi bóp muối với tỷ lệ 10% để loại bỏ vị đắng và vị the của cùi bưởi

Giai đoạn tách nước được thực hiện ở 2 giai đoạn:

− Giai đoạn tách nước thẩm thấu: cùi bưởi được ngâm trong dung dịch đường với tỷ lệ 50% trong 12 giờ Trong giai đoạn này chúng tôi cũng đã bổ sung pectine 1% để cải thiện cấu trúc sản phẩm cuối

− Giai đoạn sấy đối lưu: sau khi tách nước thẩm thấu, cùi bưởi sẽ được sấy ở

550C trong 8 giờ để ẩm độ cuối cùng đạt 15%

MỤC LỤC

Trang

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ii

MỤC LỤC iv

DANH SÁCH CÁC BẢNG vi

DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC ĐÍCH 2

1.3 YÊU CẦU 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 GIỚI THIỆU CÂY BƯỞI 3

2.1.1 Nguồn gốc và phân bố cây bưởi 3

2.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây bưởi 4

2.1.3 Một số giống bưởi ở Việt Nam 5

2.1.4 Thành phần hóa học của bưởi 5

2.2 GIỚI THIỆU VỀ ĐƯỜNG 8

2.2.1 Saccharose 8

2.2.2 Các loại đường khử 8

2.3 GIỚI THIỀU VỀ PECTIN 9

2.4 GIỚI THIỆU VỀ CARBOXY METHYL CELLULOSE (CMC) 10

2.5 QUÁ TRÌNH CHẦN 11

2.6 QUÁ TRÌNH NGÂM THẨM THẤU 12

2.6.1 Cơ sở khoa học của quá trình tách nước thẩm thấu 12

2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách nước thẩm thấu 13

2.6.3 Ảnh hưởng của chất tan lên tính chất cảm quan của sản phẩm 14

2.6.4 Ứng dụng và ưu điểm của phương pháp ngâm thẩm thấu 14

v

2.7 QUÁ TRÌNH SẤY 15

2.7.1 Bản chất của quá trình sấy 15

2.7.2 Mục đích của quá trình sấy 15

2.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy 15

2.7.4 Biến đổi sản phẩm trong quá trình sấy 16

CHƯƠNG 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM 19

3.2 VẬT LIỆU 19

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.3.1 Bố trí thí nghiệm thăm dò 21

3.3.2 Bố trí thí nghiệm chính 23

3.3.3 Phương pháp đánh giá 26

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 28

4.1 KẾT QUẢ CỦA THÍ NGHIỆM THĂM DÒ 28

4.1.1 Xác định thời gian chần 28

4.1.2 Xác định tỉ lệ đường trong quá trình tách nước thẩm thấu 28

4.1.3 Xác định CMC và Pectin thích hợp cho sản phẩm 29

4.1.4 Xác định thời gian sấy 29

4.2 KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM CHÍNH 30

4.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ đường đến giá trị cảm quan sản phẩm 30

4.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ Pectin đến cấu trúc sản phẩm 31

4.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thời gian sấy, màu sắc và mùi vị của sản phẩm 32

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35

5.1 KẾT LUẬN 35

5.2 ĐỀ NGHỊ 35

TÀI LIỆU THAM KHẢO 36

PHỤ LỤC 38

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của bưởi 6

Bảng 2.2: Thành phần nguyên liệu bưởi Năm Roi 7

Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm thăm dò thời gian chần 21

Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm thăm dò tỷ lệ đường 22

Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm thăm dò tác nhân tạo cấu trúc 23

Bảng 3.4: Cách bố trí các nghiệm thức trong thí nghiệm 1 24

Bảng 3.5: Cách bố trí các nghiệm thức trong thí nghiệm 2 25

Bảng 3.6: Cách bố trí các nghiệm thức trong thí nghiệm 3 26

Bảng 4.1: Độ ẩm của sản phẩm sấy ở 650C ở thí nghiệm thăm dò 29

Bảng 4.2: Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm 1 30

Bảng 4.3: Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm 2 31

Bảng 4.4: Kết quả đánh giá cảm quan thí nghiệm 3 33

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Trang

Hình 2.1: Cây bưởi và quả bưởi 4

Hình 2.2: Cấu trúc của pectin 10

Hình 2.3: Cấu trúc của CMC 11

Hình 3.1: Vỏ bưởi dùng làm nguyên liệu 19

Hình 3.2: Quy trình chế biến mứt cùi bưởi dự kiến 20

Hình 4.1: Mẫu cùi bưởi ngâm ở 3 tỷ lệ đường khác nhau 31

Hình 4.2: Mẫu cùi bưởi ngâm ở 3 tỷ lệ pectin khác nhau 32

Hình 4.3: Đường cong giảm ẩm khi sấy ở các nhiệt độ khác nhau 32

Hình 4.4: Quy trình chế biến mứt cùi bưởi 34

Lương y Đinh Công Bảy) Về dinh dưỡng, nhiều nghiên cứu cho thấy pectin có tác

dụng ức chế vi khuẩn đường ruột, cải thiện các quá trình tiêu hoá, có công hiệu cao trong các trường hợp ngộ độc, thúc đẩy quá trình liền sẹo,… Cellulose cũng có nhiều tác dụng tích cực như: phòng ngừa ung thư ruột kết, phòng ngừa xơ vữa động mạch, phòng ngừa hình thành sỏi mật, giảm hàm lượng mỡ trong máu,… Tuy nhiên, các món ăn được chế biến từ vỏ bưởi chưa nhiều và chưa thật phổ biến trong khi một lượng lớn vỏ bưởi chưa được tận dụng Do đó, việc chế biến và đa dạng hóa các sản phẩm chế biến từ vỏ bưởi là điều cần thiết Vì những lý do này, được sự đồng ý của khoa Công Nghệ Thực Phẩm, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Hữu Nam, chúng

tôi đã thực hiện đề tài: “mứt cùi bưởi”

− Sản phẩm mứt cùi bưởi sẽ là sản phẩm vừa góp phần đa dạng hoá các sản phẩm chế biến từ vỏ bưởi, vừa là món ăn cung cấp năng lượng, hỗ trợ tiêu hoá, đồng thời tận dụng được nguồn phế phẩm, mang lại giá trị kinh tế

2

1.2 MỤC ĐÍCH

− Đa dạng hóa những sản phẩm từ cùi bưởi

− Tạo ra một sản phẩm mới đó là “mứt cùi bưởi” có cấu trúc, máu sắc, mùi vị

hài hòa trên nguồn nguyên liệu là vỏ bưởi

1.3 YÊU CẦU

− Xác định hàm lượng đường cần thiết để chế biến mứt cùi bưởi

− Xác định ảnh hưởng của chất tạo cấu trúc đến chất lượng sản phẩm mứt cùi bưởi

− Xác định chế độ sấy thích hợp cho sản phẩm

− Đánh giá cảm quan sản phẩm

3

Chương 2

TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU CÂY BƯỞI

Phân loại khoa học:

Giới : Plantae Ngành : Magnoliophyta Lớp : Magnoliopsida

Họ : Rutaccae Chi : Citrus Loài : Citrus maxima

2.1.1 Nguồn gốc và phân bố cây bưởi

− Theo Từ điển Bách khoa Nông nghiệp (1991), bưởi là loại cây ăn quả thuộc

họ cam quýt (Rutaeae), có tên khoa học là Citrus grandis osbeck, cây gỗ, có thể

trồng bằng hạt hoặc bằng chiết ghép, hoa năm cánh, quả do rất nhiều túi dịch quả tạo thành Có rất nhiều loại bưởi như: bưởi Năm Roi, bưởi Đoan Hùng, bưởi Chùm…

− Bưởi được trồng nhiều trên khắp thế giới: Trung Quốc, Ấn Độ, bờ biển Địa Trung Hải, Tây Ban Nha, Hungary, Mỹ… Nguồn gốc chính từ Nam Á, Trung Quốc, Nhật, Ấn Độ Thu hoạch chủ yếu vào mùa thu, phân bố những nơi có không khí ấm

áp

− Ở Việt Nam do điều kiện đất đai và khí hậu rất thuân lợi cho việc phát triển loài hoa citrus maxima nên được trồng ở khắp mọi nơi, đặc biệt là cây bưởi Chính vì vậy mà sản lượng bưởi hàng năm đạt hàng chục ngàn tấn phục vụ cho công nghiệp thực phẩm

− Quả bưởi được sử dụng chủ yếu phần thịt quả, thịt quả có vị thơm ngọt, hương thơm đặc biệt Là loại quả không còn tinh bột sau chín nên không tiếp tục chín thêm

4

− Ngoài ăn tươi, bưởi còn có thể chế biến thành nhiều sản phẩm có giá trị như các loại nước giải khát, lấy tinh dầu từ vỏ, hạt, các sản phẩm truyền thống như chè bưởi, nem bưởi,…

− Bưởi là mặt hàng xuất khẩu có giá trị Nếu biết chọn lọc giống, có kĩ thuật thâm canh, biết tổ chức sản xuất thành vùng thì giá trị kinh tế còn cao hơn

2.1.2 Đặc điểm thực vật học của cây bưởi

− Bưởi là loại cây to, cao 10 – 13 m, vỏ thân màu vàng nhạt, đôi khi tiết ra một loại chất gôm nhựa màu nâu đen Lá đơn hình trái xoan, nguyên, mép lá nhẵn, cuốn

lá có cánh to, mặt trên nhẵn, mặt dưới có 8 – 10 đôi gân bên, gân nhỏ, cuống lá không có lông Chiều dài phiến lá: 8,7 – 16,0 cm; chiều rộng: 3,7 – 9,0 cm Chiều dài cánh lá: 3,0 – 5,0 cm; chiều rộng cánh lá: 1,5 – 4 cm

− Hoa mọc thành chùm 6 – 10 hoa, cuống hoa có lông Hoa màu trắng, rất thơm Đài hoa tròn từ 4 – 5 lá, mặt dưới lá đài có lông Hoa có 29 – 33 nhị Đĩa tuyến mật dầy 0,5 – 0,7 mm, bầu hình cầu có lông, vòi dài có lông bao phủ, đầu nhụy phình

to

− Quả hình cầu to, khối lượng từ 800 – 850 g Đường kính 13 – 14 cm, chiều cao 11 – 12 cm Đường kính ruột quả 8,5 – 9,7 cm Chiều cao ruột quả 7 – 8 cm Số lượng múi trong quả trung bình 10 – 12 múi

− Màu sắc của quả biến từ vàng đến nâu sậm từ theo giống

(Nguồn: Đoàn Thụy Hoàng Châu, 2005)

Hình 2.1 : Cây bưởi và quả bưởi

5

2.1.3 Một số giống bưởi ở Việt Nam

Bưởi được trồng nhiều nơi ở nước ta rất đa dạng về chủng loại và có trên 100 giống khác nhau Một số giống bưởi được trồng phổ biến hiện nay:

− Bưởi Nông nghiệp I: là giống bưởi nhập nội, được thuần hóa Cây có tán đẹp Khối lượng quả trung bình 2 kg, có quả to hơn 5 kg, tép màu hồng, mộng nước, ăn ngon và thơm dịu Vì quả to đẹp nên người tiêu dùng chọn bài mâm ngũ quả ngày Tết

− Bưởi Biên Hòa: vùng bưởi nổi tiếng ở cù lao Phố và cù lao Tân Triều, bên

sông Đồng Nai, có nhiều giống như: bưởi Thanh Trà, bưởi da láng, bưởi đường, bưởi

ổi, giống ngon là bưởi ổi Quả tuy không to lắm nhưng khi chín ăn rất ngọt, có vị ổi,

có thể để được lâu, càng để lâu quả càng ngọt

− Bưởi Năm roi: một trong những giống bưởi được xem ngon hiện nay, có nhiều ở ven sông Hậu, tuy nhiên phải chọn trồng ở đất huyện Bình Minh, Vĩnh Long mới “ngon đúng mức” Bưởi Năm Roi Bình Minh khi chín có màu vàng xanh rất tươi

và quả có hình quả lê, vỏ tróc và múi bưởi trong, vị ngọt nhiều, chua ít Bưởi có nhiều vào mùa Trung thu và tết Nguyên đán Năng suất đạt 15 – 20 tấn / năm Toàn huyện có trên 2000 ha đất trồng bưởi

− Bưởi Phúc Trạch: huyện Hương Khê, tỉnh Nghệ Tĩnh Quả hình cầu hay hơi dẹt hai đầu, trọng lượng trung bình 1 kg Tép mọng nước, ăn ngọt đậm, thanh chua Chín vào tháng chín Được xem là một trong những giống ngon nhất hiện nay

− Bưởi đỏ Mê Linh: được trồng nhiều ở xã Văn Quán, huyện Mê Linh, ngoại

thành Hà Nội Quả thon dài, trọng lượng bình quân 1 kg Khi chín vỏ quả, cùi và tép đều đỏ, ăn ngọt, ngon, bày đẹp

− Bưởi Đoan Hùng: được trồng nhiều ở huyện Đoan Hùng, tỉnh Vĩnh Phú Quả hình tròn hơi dẹt hai đầu, trọng lượng trung bình 1 kg Chín rộ vào tháng chín và tháng mười Quả nhiều nước, tép mịn, ngọt dịu và thơm

(nguồn: httpwww.vinafruit.comvinafruitdoc10_GIONG_DACSAN)

2.1.4 Thành phần hóa học của bưởi

Trong thành phần hóa học của bưởi có chủ yếu là nước, nước chiếm tỉ lệ rất cao trong múi bưởi, do tính chất này mà bưởi có tính chất giải khát rất tốt Bên cạnh

6

đó còn có một tỉ lệ đường nhỏ và chất khoáng tập trung hầu hết trong phần dịch quả nên bưởi còn là nguồn cung cấp năng lượng và một số thành phần dinh dưỡng khác theo các tỉ lệ được trình bày trong bảng 2.1

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của bưởi

Thành phần Trong 100g ăn được Nước(%) 88,40 Năng lượng(cal) 41,00 Protein(%) 0,50 Chất béo(%) 0,10

Carbohydrate(%) 10,60 Caroten(%) 0,09 Vitamin C(mg) 38,00

Vitamin nhóm B(mg) 0,06 Vitamin A(IU) 80,00 Vitamin PP(mg) 0,20 Cellulose(%) 1,47 Chất khoáng(mg) 180,40

Nguồn: Nguyễn Minh Thủy, 2003

Các thành phần trong quả bưởi

− Trong vỏ bưởi có nhiều tinh dầu chứa dẫn xuất tecpen (xitran - C10H6O, d-limonen - C10H6), pectin, men pectin, men oxy hoá, nhiều glucoside đắng (naringin

- C27H32O14, hisperdin - C28H34O5 )

− Quả bưởi gồm 3 phần: lớp vỏ xanh bên ngoài, cùi bưởi màu trắng, xốp và trong cùng là các múi

− Cùi bưởi có pectin, tinh dầu và 2 flavonoid chính là hesperidin và naringin

− Trong bưởi ruột hồng và đỏ còn có thêm 1 carotenoid gọi là lycopene, có công dụng ức chế hoạt động của các khối u, đặc biệt là ung thư tiền liệt tuyến Dược tính quí giá này đang được nghiên cứu sâu thêm

7

− Pectin là chất sợi hòa tan, nó hấp thu cholesterol trong thức ăn và muối mật nên góp phần làm giảm cholesterol trong máu, gián tiếp ngăn ngừa béo phì và xơ cứng mạch máu

− Hesperidin và narigin giúp bảo vệ tính đàn hồi của mạch máu, ngừa xơ cứng động mạch, gián tiếp chống cao huyết áp và tai biến mạch máu não

− Nhiều nghiên cứu cho thấy naringin và hisperdin là hai chất chủ yếu gây ra vị đắng trong vỏ bưởi Chúng là các glucoside tan trong nước Khi thuỷ phân hay với tác dụng của men peroxidase chúng bị thủy phân thành đường glucose, đường ramnose và các aglucon Các aglucon thuộc nhóm flavanon trong nhóm các hợp chất polyphenol thực vật và tan trong nước, aglucon của naringin là narigenin và của hisperdin là hisperidin (neohisperidin có vị rất đắng)

Bảng 2.2: Thành phần hóa học bưởi Năm Roi

Độ ẩm(%) 89,50 Acid tổng số(%) 1,33 Đường(%) 6,80 Vitamin C (mg) trong

100 gam ăn được 34,10

pH 3,8

(Theo: Đoàn Thụy Hoàng Châu, 2005)

− Bưởi là loại quả có hàm lượng nước khá cao, khoảng 89,5%, nước trong bưởi chủ yếu là nước ở dạng tự do (hơn 95%) chứa hầu hết các chất dinh dưỡng nên thuận lợi cho sản xuất các loại nước ép từ bưởi

− Đường trong bưởi chủ yếu là đường fructose với một hàm lượng tương đối cao Bên cạnh đó bưởi cũng là một loại quả thuộc họ Citrus nên chứa hàm lượng vitamin C rất cao, đây là nguồn vitamin C tự nhiên rất tốt cho sức khỏe con người

− Bưởi là loại quả thuộc nhóm chua có pH < 3,5, có độ acid chung là 1,33 Acid trong bưởi cũng như các họ quả Citrus khác, chủ yếu là acid citric Độ acid cao trong bưởi có tác dụng tăng cường khả năng diệt trùng trong sản xuất đồ hộp.(Trích dẫn bởi Đoàn Thụy Hoàng Châu, 2005)

1850C, khi kết tinh từ dung dịch methanol thu được dạng tinh thể B có nhiệt độ nóng chảy là 1700C Saccharose khó tan trong rượu ethylic Trong dung dịch nước, saccharose làm quay cực sang phải, [α]20 = +6605 và không cho hiện tượng quay hỗ biến Nồng độ saccharose trong dung dịch nước có thể xác định bằng phân cực kế hay đường kế Saccharose không có tính khử, do cấu tạo của nó không có nhóm -OH hemiacetal tự do Do đó nó không cho phản ứng tráng gương, không khử dung dịch Fehling, cũng không phản ứng với phenylhidrazin

− Saccharose rất dễ thủy phân trong môi trường acid hay ngay cả với acid yếu nhất như H2O + CO2 tạo thành D - glucose và D - fructose Do D - fructose cho quay trái mạnh, còn saccharose và D - glucose cho gốc quay phải yếu, nên sau khi thủy phân dung dịch trở nên quay trái ([α] = - 200) Hiện tượng đó gọi là sự nghịch đảo đường Saccharose cũng có thể bị thủy phân dưới tác dụng của men như men saccharase Saccharose có thể tạo thành các saccharide kim loại kiềm thổ với calxi Saccharat calxi C12H22O11.CaO.2H2O tan trong nước Nhờ đặc tính này người ta tinh chế saccharose bằng nước vôi (Ca(OH)2) Sau khi lọc bỏ tạp chất, người ta cho luồng khí CO2 lội qua dung dịch saccharose tan trong nước sẽ làm CaCO3 kết tủa Lọc, cô đặc và kết tủa thu được saccharose tinh khiết

9

động vật, glucose là nguồn cung cấp năng lượng quan trọng Dung dịch glucose làm quay mặt phẳng phân cực về bên phải nên gọi là dextrose, góc quay là +5207 Glucose là đường khử vì có –OH glycosidic ở C1

2.2.2.2 Fructose

Fructose có nhiều trong mật ong, trái cây ở dạng tự do Trong cơ thể động vật, frutose được sinh ra do sự thủy phân saccharose hoặc do sự chuyển hóa của glucose thành fructose trong quá trình trao đổi chất Khi kết tinh trong dung dịch, fructose có hình kim, tinh thể của nó ngậm một phân tử nước 2C6H12O6.H2O Fructose làm quay mặt phẳng phân cực về trái một góc -920 nên nó được gọi là levulose Fructose là loại đường ngọt nhất trong các loại hexose

2.2.2.3 Maltose

Maltose là disaccharide chứa 2 gốc α – glucopiranose, hai gốc này liên kết với nhau nhờ các nhóm –OH ở vị trí C1 và C4 Do đó maltose còn giữ được một nhóm –OH glucoside và duy trì được tính chất khử bằng một nửa glucose Maltose còn được gọi là α – D – glucopiranoside (1 – 4) α – D – glucopiranose Khi thủy phân bằng acid hoặc bằng maltasase, đường maltose sẽ bị phân ly và giải phóng ra hai phân tử α – D – glucose

(Nguồn: Lê Thị Phương Nga, 2005)

2.3 GIỚI THIỆU VỀ PECTIN

Pectine là một hợp chất keo nước tự nhiên hiện diện chủ yếu trong màng tế bào thực vật và đóng vai trò làm “xi măng” gắn kết các tế bào lại với nhau Trong thương mại pectine tồn tại dưới dạng bột màu vàng nhạt (E440) và được ly trích chủ yếu từ vỏ của các loại trái cây thuộc họ cam quýt, từ bã táo hay từ cây củ cải đường

Xét về cấu tạo hoá học, pectine được tạo thành chủ yếu từ các đơn vị galacturonic liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4-glycosid và một phần nhỏ (1 đến 4%) đơn vị L-rhamnoses liên kết với nhau bởi liên kết α-1,2-glycosid

Hình 2.2: Cấu trúc của pectin

Những loại pectine khác nhau được phân biệt bởi mức độ este hoá của chúng (DE) hay dựa vào số nhóm methylester Chúng ta có thể chia thành 2 nhóm như sau :

- Pectine có độ methyl hoá cao (HM) là những pectine có chỉ số DE lớn hơn 50%

- Pectine có độ methyl hoá thấp (LM) khi DE thấp hơn 50%

Khi DE thấp hơn 10%, pectine được gọi là acid pectic

Nhìn chung, pectine được sử dụng chủ yếu như là chất tạo gel, chất làm đặc

và chất ổn định trong mứt, mứt quả nghiền và trong các món ăn tráng miệng Pectine

có đặc tính là tạo gel với đường Vì lý do này mà pectine được sử dụng kết hợp với đường như là một tác nhân tạo gel trong công nghệ thực phẩm đặc biệt là trong chế biến các sản phẩm mứt

(Nguồn: Trương Thị Xuân Bình, 2008)

2.4 GIỚI THIỆU VỀ CARBOXYMETHYLCELLULOSE (CMC)

Cellulose là thành phần chủ yếu của vách tế bào thực vật và là một hợp chất hữu cơ rất phong phú trong tự nhiên Cellulose là một homoglycane được cấu tạo từ những đơn vị β-D-glucopyranose liên kết với nhau bởi liên kết 1,4-β-glycosidique Cấu trúc của cellulose có dạng chuỗi dài, không tan trong nước và phần lớn các dung môi hữu cơ

Carboxymethylcellulose (CMC) là một polyme dẫn xuất của cellulose Ngược lại với cellulose, CMC tan trong nước hoặc khi có mặt của etanol hay aceton Sản phẩm thương mại tồn tại dưới dạng những hạt nhỏ màu trắng nhạt được ghép với những hạt cation hoá trị một (Natri) thường được sử dụng như là chất làm đặc, tác nhân giữ nước, chất cải thiện cấu trúc trong kem đá hay tác nhân anti-dyspepsie trong sữa (Alais và Linden, 1997)

Guilbert (1986) đã tạo ra màng ăn được từ dung dịch CMC có nồng độ từ 1 đến 3% (p/p) Sau khi sấy ở nhiệt độ 350C trong vòng 21h, màng CMC nhận được có cấu trúc mềm dẻo, trơn nhẵn, trong suốt và không màu

Hình 2.3: Cấu trúc của CMC

CMC là hợp chất quan trọng nhất trong số những dẫn xuất của cellulose được ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm Hai sản phẩm màng bao được tạo ra từ CMC và sucrose ester là Semperfresh TM và TAL Pro-long TM đã được thương mại hoá và đã thu được nhiều thành công to lớn (Nisperos-Carriedo, 1994)

− Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến sau thuận lợi

− Thủy phân protopectin thành pectin hòa tan, giúp các quá trình xử lý sau đó được dễ dàng hơn

− Đuổi bớt không khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxy gây phồng hộp, loại trừ các chất không thích hợp như các chất gây ra vị đắng và các chất có vị không thích hợp

− Tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng, hoặc dung dịch dễ ngấm vào tế bào

− Làm cho rau quả có màu sáng hơn khi chần trong các dung dịch như muối hoặc acid Tiêu diệt các vi sinh vật bám bên ngoài nguyên liệu

2.6 QUÁ TRÌNH NGÂM THẨM THẤU

Tách nước thẩm thấu là một quá trình xảy ra khi có sự tiếp xúc giữa những sản phẩm dạng nguyên hay cắt miếng, đặc biệt là rau quả, với dung dịch chất tan nồng độ cao Trong quá trình này có hai sự trao đổi vật chất xảy ra đồng thời nhưng ngược chiều nhau (Ponting và al, 1966 ; Karel,1975 ; Hawkes và Flink, 1978):

− Sự di chuyển của nước từ sản phẩm ra ngoài dung dịch ngâm

− Sự di chuyển của các chất hoà tan từ dung dịch ngâm vào bên trong sản phẩm Quá trình trao đổi này sẽ diễn ra cho đến khi môi trường dung dịch ngâm và bên trong sản phẩm đạt trạng thái cân bằng (Adambounou và Castaigne, 1983)

Khi tách nước thẩm thấu những loại trái cây thì người ta thường sử dụng dung dịch đường saccharose, glucose hay maltose (Dunkerque, 1987)

2.6.1 Cơ sở khoa học của quá trình tách nước thẩm thấu

− Hầu hết màng tế bào của thực phẩm có tính thấm chọn lọc nghĩa là nó chỉ cho một số dung môi hay chất hòa tan nhất định đi qua Như vậy, sự thẩm thấu nhìn chung gắn liền với tính thấm của màng tế bào (Ponting và ctv, 1966)

− Động học của sự trao đổi vật chất ở các sản phẩm có nguồn gốc thực vật có thể chia làm 2 pha : pha đầu chủ yếu là dịch chuyển nước và chất tan, trong pha thứ hai, sự mất nước giảm mạnh trong khi chất tan vẫn tiếp tục đi vào thực phẩm đều đặn Thời gian diễn ra pha thứ nhất thay đổi tuỳ theo bản chất sản phẩm được xử lý, thường từ 0,5- 2h (Lenart và Lewicki, 1987)

− Sự khác nhau về nồng độ chất tan giữa sản phẩm xử lý và dung dịch ngâm là động lực cho sự trao đổi vật chất Sự mất nước sẽ càng lớn khi sự khác biệt này càng lớn (Hawkesvà Flink,1978 ; Islam và Flink, 1982 ; Lenart và Flink, 1984a) Tiến

2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách nước thẩm thấu

− Theo Raoult và Guilbert (1990), sự di chuyển của nước và các chất hoà tan trong quá trình tách nước thẩm thấu tuỳ thuộc một phần vào đặc tính của mô thực vật (tuỳ thuộc vào quá trình tiền xử lý), phụ thuộc vào kiểu cắt sản phẩm và những điều kiện xử lý khác như nhiệt độ, thời gian, kiểu tiếp xúc giữa các phase, nồng độ và thành phần của dung dịch ngâm (khối lượng phân tử của chất tan, sự hiện diện của các ion)

− Sự thay đổi lớn trạng thái của các sản phẩm có nguồn gốc thực vật trong suốt quá trình ngâm nhìn chung là do bản chất của mô bào như độ rắn chắc của các mô (Giangiacomo và ctv,1987), không gian bên trong và bên ngoài tế bào (Lozano và ctv, 1983) và hàm lượng vật chất không tan ban đầu (Lenart và Flink,1984a) Ngoài

ra, trạng thái vật lý của mô cũng ảnh hưởng đến sự chuyển dịch nước và chất tan

− Nhìn chung, tất cả các tác nhân vật lý hay hoá học làm hại đến sự nguyên vẹn của mô như trạng thái chín quá mức, hay các quá trình xử lý nhiệt ban đầu đều thúc đẩy sự đi vào của chất tan nhiều hơn so với sự mất nước (Ponting, 1973 ; Islam và Flink, 1982 ; Saurel và ctv, 1994a-b)

− Việc nâng nhiệt trong quá trình xử lý sẽ thúc đẩy sự trao đổi vật chất nhưng mỗi loại quả có một nhiệt độ tới hạn mà ở đó cấu trúc sản phẩm bị ảnh hưởng Nhiệt

độ tới hạn được xác định cho nhiều loại quả từ 20 - 400C (Lenart và Lewicki,

1990a-b ; Lerici và ctv, 1977) Với trái cây tươi, khi nhiệt độ trên 500C sẽ dẫn đến những thay đổi bất thuận nghịch và sự mất tính chọn lọc của màng tế bào, hay sự thay đổi cấu trúc, kết cấu của thực phẩm cũng như thúc đẩy phản ứng nâu hoá enzyme và sự

mất màu Với trái cây đã được chần hay sulfit hoá trước khi ngâm thì có thể xử lý ở nhiệt độ lên đến 800C (Raoult-Wack, 1994)

2.6.3 Ảnh hưởng của chất tan lên tính chất cảm quan của sản phẩm

- Mùi vị: Trong quá trình tách nước thẩm thấu, một vài acid trong quả sẽ đi ra ngoài dịch ngâm trong khi đó đường được ngấm vào trong quả Điều này làm thay đổi tỷ lệ đường/acid và vì thế làm hài hoà vị cho sản phẩm cuối cùng

- Cấu trúc: Chất tan ngấm vào sẽ hạn chế sự biến dạng sản phẩm và bảo vệ vách tế bào của quả khi sấy (Lee và ctv, 1967 ; Jayaraman và ctv, 1990) Quả được

xử lý trước bằng phương pháp ngâm nhìn chung sẽ có một khả năng hồi ẩm tốt hơn

và cấu trúc mềm dẻo hơn so với sản phẩm chỉ sấy mà không qua công đoạn ngâm (Torreggiani và ctv, 1988 ; Paoletti và ctv, 1990), nhưng hiệu quả này còn tuỳ theo bản chất của sản phẩm (Nsonzi và Ramaswamy, 1998)

- Màu sắc: Các chất tan đi vào sẽ làm giảm sự thay đổi màu của sản phẩm trong quá trình bảo quản về sau, nhất là có thể hạn chế sự hủy hoại các sắc tố chlorophyl và carotenoid (Flink, 1980 ; Forni và ctv, 1977), ức chế hoạt tính các enzyme polyphenoloxidase gây ra phản ứng nâu hoá enzyme (Ponting , 1973 ; Dixon

và ctv, 1976 ; torreggiani và ctv, 1986) và hạn chế sự nhạy cảm của sản phẩm với sự nâu hóa phi enzyme (Bolin và Huxsoll, 1993)

2.6.4 Ứng dụng và ưu điểm của phương pháp ngâm thẩm thấu

gần giống với sản phẩm tự nhiên (Guilbert và ctv, 1990)

Quá trình ngâm thẩm thấu kết hợp với sấy ở mức độ vừa phải sẽ tạo ra sản phẩm có độ ẩm trung gian Những sản phẩm này có thể bảo quản ở nhiệt độ thường trong nhiều tháng (Bongirwar và Sreenivasan, 1977)

- Ưu điểm

Tách nước bằng thẩm thấu cho phép giảm sự tiêu thụ năng lượng, giảm thời gian sấy và năng lượng cần thiết cho những quá trình sấy bổ sung (Lewicki và Lenart, 1992 ; Collignan và ctv, 1992 ; Pavasovic và ctv., 1990 ; Themelin và ctv., 1997)

Nhiệt độ thấp (<500C) được sử dụng trong quá trình tách nước thẩm thấu sẽ giúp thực phẩm giữ được những thành phần nhạy cảm với nhiệt như hương thơm, vitamin, sắc tố (Ponting, 1973 ; Heng và ctv,1990 ; Vial và ctv, 1990 ; Videv và ctv, 1990) Nếu công đoạn tách nước thẩm thấu được thực hiện trong môi trường khử (ít

O2 hoà tan trong dung dịch) sẽ hạn chế những phản ứng oxy hoá và sự mất các thành phần bay hơi (Ponting, 1973 ; Jezek và Smyrl, 1980)

2.7 QUÁ TRÌNH SẤY

2.7.1 Bản chất của quá trình sấy

Là quá trình bốc hơi nước của sản phẩm bằng nhiệt ở nhiệt độ bất kỳ, là quá trình khuếch tán ẩm do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh

2.7.2 Mục đích của quá trình sấy

Mục đích chính của quá trình sấy là làm giảm hàm lượng nước trong thực phẩm Vì vậy trong những sản phẩm tách nước có hoạt độ nước thấp, do đó vi sinh vật không thể phát triển cũng như có thể làm chậm những phản ứng hoá học và những phản ứng enzyme gây hư hỏng

2.7.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian sấy

ƒ Nhiệt độ sấy

− Rau quả là sản phẩm chịu nhiệt kém trên 900C thì đường Fructose bắt đầu bị Caramen hóa, các phản ứng tạo ra Melanoidin, Polyme hóa các hợp chất cao phân tử xảy ra mạnh Còn ở nhiệt độ cao hơn nữa, rau quả có thể bị cháy Do vậy, để sấy rau quả thường dùng chế độ sấy ôn hòa Tùy loại nguyên liệu, nhiệt độ sấy không quá 80

- 90 0C

− Đối với rau quả không chần, để diệt men khi sấy ban đầu có thể đưa lên

1000C, sau một vài giờ hạ xuống nhiệt độ thích hợp

− Quá trình sấy còn phụ thuộc vào tốc độ tăng nhiệt của vật liệu sấy Nếu tốc độ tăng nhiệt quá nhanh thì bề mặt quả bị rắn lại và ngăn chặn quá trình thoát ẩm Ngược lại, nếu tốc độ tăng chậm thì cường độ thoát ẩm yếu

ƒ Độ ẩm không khí

− Muốn nâng cao khả năng hút ẩm của không khí thì phải giảm độ ẩm tương đối của nó xuống, sấy chính là biện pháp tăng khả năng hút ẩm của không khí bằng cách tăng nhiệt độ

− Thông thường khi vào lò sấy, không khí có độ ẩm 10 – 13 % Nếu độ ẩm của không khí quá thấp sẽ làm rau quả nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt, làm ảnh hưởng xấu đến quá trình thoát hơi ẩm tiếp theo Nhưng nếu độ ẩm quá cao sẽ làm tốc

độ sấy giảm

− Khi ra khỏi lò sấy, không khí mang theo hơi ẩm của rau quả tươi nên độ ẩm tăng lên (thông thường khoảng 40 – 60 %) Nếu không khí đi ra có độ ẩm quá thấp thì sẽ tốn năng lượng, ngược lại nếu quá cao sẽ dễ bị đọng sương, làm hư hỏng sản phẩm sấy Người ta điều chỉnh độ ẩm của không khí ra bằng cách điều chỉnh tốc độ lưu thông của nó và lượng rau quả tươi chứa trong lò sấy

ƒ Lưu thông của không khí

− Trong quá trình sấy, không khí có thể lưu thông tự nhiên hoặc cưỡng bức Trong các lò sấy, không khí lưu thông tự nhiên với tốc độ nhỏ (nhỏ hơn 0,4 m/s), do vậy thời gian sấy thường kéo dài, làm chất lượng sản phẩm sấy không cao Để khắc phục nhược điểm này, người ta phải dùng quạt để thông gió cưỡng bức với tốc độ trong khoảng 0,4 – 4 m/s trong các thiết bị sấy Nếu tốc độ gió quá lớn (trên 4 m/s)

sẽ gây tổn thất nhiệt lượng

2.7.4 Biến đổi sản phẩm trong quá trình sấy

• Thay đổi về mặt vật lý và cấu trúc của sản phẩm:

− Khi hàm lượng nước trong thực phẩm giảm chúng ta có thể nhận thấy sự thay đổi trạng thái (kết tinh, trạng thái gương) và sự suy sụp cấu trúc của thực phẩm (Simatos và Le Meste, 1990), những thay đổi này sẽ kéo theo sự co lại của tế bào hay

sự hình thành một lớp khô cứng trên bề mặt sản phẩm Theo Karel (1985), trong

• Thay đổi về mặt hoá sinh:

− Nhiều phản ứng hư hỏng xảy ra trong quá trình sấy như phản ứng hoá nâu phi enzyme Việc tăng lên nhất thời nồng độ chất tan trong thực phẩm sẽ thúc đẩy các phản ứng này Tốc độ hoá nâu cực đại khi hoạt độ nước của thực phẩm khoảng 0,6 (Cheftel và ctv, 1992) Phản ứng nâu hóa phi enzyme gây ra những thay đổi không mong muốn đến màu sắc, mùi vị, giá trị dinh dưỡng và đôi khi đến khả năng hồi ẩm của thực phẩm (Cheftel và ctv, 1992)

• Sự giảm khả năng giữ nước:

− Điều này thể hiện ở khả năng hồi ẩm Sự giảm khả năng giữ nước có thể là do

sự biến tính và sự đông tụ của các proteine dưới tác dụng của nhiệt, của sự tăng nồng

độ muối và của sự nhả hấp phụ nước Đây cũng có thể là kết quả của sự phá vỡ cấu trúc của các gel (pectine, amidon) cũng như sự thay đổi áp suất thẩm thấu gây ra bởi

sự phá huỷ màng tế bào (J.C Cheftel và ctv., 1992)

• Sự mất giá trị dinh dưỡng:

− Trong quá trình sấy, một vài vitamin (A và C) có thể bị phân hủy một phần bởi sự oxy hoá trong không khí nóng (J.C Cheftel và ctv., 1992)

• Biến đổi cảm quan:

− Biến đổi màu sắc: mất hay giảm sắc tố do tác dụng của nhiệt độ Nói chung có màu thẫm, màu nâu do phản ứng caramel, phản ứng tạo màu melanoid và oxi hóa các polyphenol

− Mùi: một số chất thơm bay hơi theo ẩm, do nhiệt độ phân hủy gây tổn thất chất thơm, đặc biệt các chất thơm của các sản phẩm thực phẩm có nguồn gốc sinh

− Vị: do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên, cường độ vị tăng, nhất là vị ngọt và vị mặn Vị chua đôi khi giảm đi một cách tương đối do lượng acid bay hơi trong quá trình sấy

− Trạng thái: gắn liền với các biến đổi vật lý và hóa lý như tăng tính đàn hồi, tính dai, tính trương nở, tính vón cục, tính giòn, hoặc có biến đổi về hình dạng

− Về kích thước: trong quá trình sấy một số sản phẩm thực phẩm có thể bị co như các thực phẩm thuộc loại keo, sự co xảy ra trong suốt quá trình sấy Sự co không đều của vật liệu do lượng ẩm phân bố không đều, ở bề mặt độ ẩm nhỏ co nhiều hơn

so với bên trong có độ ẩm cao hơn Sự co không đều của vật liệu trong quá trình sấy

là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị cong méo và nứt nẻ dẫn đến thay đổi hình dạng của vật liệu Nguyên nhân méo cong là do không khí nóng đi xung quanh vật liệu sấy không đều

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 THỜI GIAN VÀ ĐỊA ĐIỂM THÍ NGHIỆM

− Thời gian: từ tháng 4 đến tháng 7 năm 2008

− Địa điểm: Trung Tâm Nghiên Cứu, Bảo Quản và Chế Biến Rau Quả trường Đại Học Nông Lâm, Tp Hồ Chí Minh

− Cân kỹ thuật hai số lẻ

− Đường: đường tinh luyện của công ty đường Biên Hoà, Việt Nam

− Pectine: loại dùng cho thực phẩm, dạng bột vàng

− Các dụng cụ và thiết bị cần thiết khác

Hình 3.1: vỏ bưởi dùng làm nguyên liệu

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Quy trình dự kiến

Hình 3.2: Quy trình chế biến mứt cùi bưởi dự kiến

Mứt cùi bưởi

Chần

Sơ chế

Rửa sạch Sấy Tách nước thẩm thấu Rửa sạch

Mứt cùi bưởi

Thuyết minh quy trình

− Sơ chế: vỏ bưởi được loại bỏ phần xanh bên ngoài và phần xơ bên trong Sau

3.3.1.1 Thăm dò thời gian chần

Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm thăm dò thời gian chần

Yếu tố thí nghiệm: thời gian chần ở 5 phút, 10 phút, 15 phút, 20 phút

Phương pháp tiến hành: thí nghiệm được tiến hành theo quy trình đã đưa ra (Hình 3.1) Cố định nhiệt độ chần là 90 – 950C

Chỉ tiêu đánh giá: đánh giá sơ bộ chỉ tiêu về vị của sản phẩm bằng phương pháp cảm quan

Sau thí nghiệm sẽ lựa chọn được thời gian chần tốt nhất để làm yếu tố cố định cho thí nghiệm sau

3.3.1.2 Thăm dò tỉ lệ đường phối chế

Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm thăm dò tỷ lệ đường

Tỉ lệ đường(%)

Mùi

Vị

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3

nghiệm thức, không lặp lại

Yếu tố thí nghiệm: tỷ lệ đường ngâm ở 3 mức 40%, 50%, 60%

Phương pháp tiến hành: Thí nghiệm này được tiến hành hoàn toàn ngẫu nhiên

giống thí nghiệm trên chỉ khác ở cách bố trí tỷ lệ đường ngâm và sử dụng kết quả tốt

nhất của thí nghiệm thăm dò thời gian chần để làm thông số cố định

Chỉ tiêu đánh giá: đánh giá sơ bộ chỉ tiêu về mùi và vị của sản phẩm bằng

phương pháp cảm quan

3.3.1.3 Thăm dò chất CMC và PEC tạo cấu trúc thích hợp cho sản phẩm

Mục đích : xác định tác nhân tạo cấu trúc thích hợp nhất để cải thiện cấu trúc của

sản phẩm

Chúng tôi đã nghiên cứu ảnh hưởng của hai tác nhân tạo cấu trúc carboxymethylcellulose (CMC) và pectine (PEC) lên cấu trúc của sản phẩm

Phương pháp tiến hành: Trong quá trình ngâm thẩm thấu, chúng tôi bổ sung tác

nhân tạo cấu trúc vào trong dung dịch đường để những chất tạo cấu trúc này có thể

thấm sâu vào trong những miếng cùi bưởi Đồng thời sử dụng kết quả tốt nhất ở thí

nghiệm thăm dò thời gian chần và tỷ lệ đường để làm thông số cố định

Yếu tố thí nghiệm : tác nhân tạo cấu trúc

Carboxymethylcellulose (CMC) 1%

Pectine (PEC) 2%

Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm thăm dò tác nhân tạo cấu trúc

Tác nhân tạo cấu trúc

Chỉ tiêu

Pectin (2%)

CMC (1%)

Màu sắc

Cấu trúc

Mùi vị

3.3.1.4 Khảo sát thời gian sấy

Sau khi ngâm thẩm thấu, những miếng cùi bưởi sẽ được sấy ở 650C cho đến khi hàm lượng nước trong mẫu đạt 15%

Mục đích: tìm ra thời gian sấy thích hợp cho sản phẩm

3.3.2 Bố trí thí nghiệm chính

Thí nghiệm chính được bố trí ngay sau khi có kết quả thí nghiệm thăm dò Nghiệm thức của thí nghiệm chính là kết quả tốt nhất của thí nghiệm thăm dò cùng với các giá trị lân cận