TIẾN HÀNH BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM
Quy trình sản xuất vỏ cam non sấy khô
Nguyên liệu: Cam non được thu mua tại nhà ườn ã Tam Ngãi thuộc huyện Cầu Kè
Kích thước của quả cam sử dụng có đường kính từ nhỏ nhất là 2,5cm đến lớn nhất khoảng 4cm Sau khi thu hoạch, cam được vận chuyển và bảo quản trong tủ lạnh ở nhiệt độ thấp để phù hợp cho công tác nghiên cứu, vì cam để ở điều kiện bình thường dễ bị hư hỏng Trong quá trình vận chuyển, việc hạn chế làm dập quả cam giúp duy trì chất lượng tinh dầu bên trong, đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài.
Rửa cam non là bước quan trọng trong quy trình thu hái, giúp loại bỏ các loại tạp chất như đất và cát bám trên bề mặt trái, đảm bảo trái cây sạch sẽ trước khi đưa vào chế biến Việc rửa sạch cam non không chỉ giúp giữ gìn chất lượng trái mà còn tránh gây hư hỏng trong quá trình bảo quản và vận chuyển Đồng thời, quy trình rửa đúng cách góp phần nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn thực phẩm.
Cho cam ra rổ à rửa từng uả dưới òi nước chảy Để cam ráo nước khoảng 15 phút
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất
Khảo sát nồng độ và thời gian ngâm acid citrid nhằm hạn chế
Để chuẩn bị nguyên liệu, cần dùng dao gọt lớp vỏ cam bên ngoài với độ dày khoảng 2-3mm Nếu gọt vỏ quá dày sẽ làm tăng phần ỏ trắng, dẫn đến hiệu suất trích ly tinh dầu thấp, trong khi gọt quá mỏng có thể gây rách các túi tinh dầu trên bề mặt vỏ cam, ảnh hưởng đến chất lượng và hàm lượng tinh dầu thu được.
Loại bỏ những ùng bị biến đen hoặc bị khô trên bề mặt ỏ cam Chiều dài miếng cam khoảng 2 – 3cm à rộng 1 – 1.5cm
Sau khi xử lý ong, tiến hành ngâm phần vỏ cam trong dung dịch acid citric với nồng độ thích hợp và thời gian phù hợp để đạt hiệu quả tốt nhất Lượng vỏ cam cần ngâm là 100g để đảm bảo quá trình xử lý diễn ra đều và hiệu quả.
Sấy: Mẫu sau công đoạn ngâm acid citric được ớt ra sau đó để ráo khoảng 15 phút
Các mẫu cam được xếp trực tiếp lên khay sấy với lớp mỏng để giúp hơi nước trong cam dễ thoát ra trong quá trình sấy Việc xếp cam đều giúp tạo không gian để nhiệt nóng tiếp xúc đồng đều trên bề mặt của cam, đảm bảo quá trình sấy hiệu quả hơn Tiến hành chỉnh nhiệt độ và thời gian sấy phù hợp, sau đó mở công tắc để bắt đầu quá trình sấy, giúp bảo quản và giữ chất lượng của cam tốt hơn.
Sau quá trình sấy kết thúc, cam đã sấy khô được lấy ra ngoài và để nguội trong khoảng 3-5 phút khi nhiệt độ còn cao để đảm bảo sự ổn định của sản phẩm Tiếp theo, cam khô được đóng vào túi PA kín hơi bằng thiết bị ghép mí chân không, giúp bảo quản tốt hơn và giữ được độ tươi ngon của sản phẩm trong quá trình vận chuyển và lưu kho.
Bảo quản: Sản phẩm sau ghép mí có thể tiến hành bảo uản ở điều kiện thường
2.2 Thí nghiệm 1 : Khảo sát nồng độ và thời gian ngâm acid citrid nhằm hạn chế oxi hóa vỏ cam
2.2.1 Mục đích nghiên cứu: Chọn ra nồng độ và thời gian ngâm thích hợp nhất
Trong quá trình thực hiện thí nghiệm, chúng tôi sử dụng phương pháp bố trí ngẫu nhiên với hai lần lặp lại nhằm đảm bảo tính khách quan và chính xác của kết quả Kết quả tối ưu đạt được từ công đoạn thử nghiệm trước được sử dụng làm nền tảng để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo, giúp tối ưu hóa quá trình nghiên cứu.
- Xử lý số liệu bằng phần mềm e cel
- Phương pháp đo độ hấp thu của mẫu tại bước sóng Q7nm nhằm ác định khả năng kháng o i hóa theo cơ chế bắt gốc tự do DPPH
Chuẩn bị mẫu: Cam non được cắt lấy phần xanh của vỏ quả à đem ngâm ới nồng acid citric khác nhau
Trong quá trình bố trí thí nghiệm, chúng tôi tiến hành thiết kế thử nghiệm ngẫu nhiên gồm 2 nhân tố chính, mỗi nhân tố có 4 nghiệm thức khác nhau để đảm bảo tính khách quan và chính xác của kết quả Thí nghiệm được lặp lại 2 lần để nâng cao tính đáng tin cậy của dữ liệu thu thập Tổng số lần thực hiện thí nghiệm là 32, giúp đảm bảo phân tích thống kê chính xác và toàn diện.
Nhân tố A: Nồng độ acid citric với 4 nồng độ A 1 (0.1%), A 2 (0.3%), A 3 (0.5%), A 4 (0.7%)
Nhân tố D: Thời gian ngâm dung dịch acid citric với 4 khoảng thời gian D1 (20 phút),
Bảng 2.1 Khảo sát nồng độ và thời gian ngâm acid citric nhằm hạn chế sự oxi hóa vỏ cam
Số nghiệm thức : 4 x 4 = 16 nghiệm thức Số đơn ị thí nghiệm : 16 2 = 32 đơn ị
Thời gian ngâm (phút) Nồng độ acid (%)
* Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Chỉ tiêu theo dõi : chỉ tiêu hóa lý (khả năng kháng o i hóa)
Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1
2.2.3 Kết quả thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric và thời gian ngâm đến chất lượng sản phẩm
Bảng 2.2 Khả năng kháng oxi hóa ở các mẫu
Hình 2.3 Biểu đồ thể hiện khả năng kháng oxi hóa
Dựa trên bảng 4.1 và biểu đồ phân tích, khả năng kháng oxi hóa của tất cả các mẫu đều đạt mức cao từ 75.49% đến 95.70% Nhiều yếu tố như nồng độ và thời gian điều trị đều có ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống oxy hóa của vỏ cam Điều này cho thấy việc điều chỉnh các yếu tố này có thể nâng cao hiệu quả chống oxy hóa của sản phẩm từ vỏ cam.
Thời gian ngâm ảnh hưởng đến khả năng chống ôi hóa của các mẫu, với xu hướng giảm dần theo thời gian nhưng tốc độ giảm không đáng kể Ví dụ, mẫu A1D2 giảm từ 93.6% xuống còn 90.05% ở mẫu A1D4, trong khi các mẫu A2D2, A2D3, A2D4 giảm từ 94.9%, 87.89% xuống còn 86.24% Đặc biệt, mẫu A3D3 đạt khả năng kháng ôi hóa cao nhất là 95.7% khi ngâm trong 40 phút, cho thấy thời gian ngâm ảnh hưởng đến hiệu quả chống ôi hóa của mẫu vật.
Nồng độ acid citric trong mẫu A3D3 đạt hiệu quả chống oxy hóa cao nhất ở mức 0.5%, trong khi các nồng độ cao hơn hoặc thấp hơn đều làm giảm khả năng chống oxy hóa Khi nồng độ acid citric quá thấp, hoạt tính chống oxy hóa của nó sẽ giảm đi rõ rệt, ảnh hưởng đến hiệu quả bảo quản và tạo ra sản phẩm chất lượng cao Do đó, tối ưu nồng độ acid citric là yếu tố quan trọng để nâng cao khả năng chống oxy hóa của mẫu, đáp ứng các yêu cầu của SEO về sức khỏe và chất lượng sản phẩm.
Để đạt được khả năng kháng oxi hóa tối ưu và bảo vệ tinh dầu ít bị oxi hóa trong quá trình ngâm, nhóm chọn mẫu A3D3 với nồng độ acid citric 0.5% và thời gian ngâm phù hợp Việc sử dụng acid citric giúp duy trì chất lượng và ổn định của tinh dầu, góp phần nâng cao khả năng chống oxi hóa tự nhiên của sản phẩm Các chỉ tiêu của quá trình này đảm bảo tính hiệu quả trong bảo vệ tinh dầu khỏi phản ứng oxy hóa, nâng cao giá trị đầu ra của sản phẩm.
40 phút ta được Q = (95.70%) Ở nồng độ và thời gian ngâm như trên ỏ cam ít bị oxi hóa nhất so với các mẫu còn lại.
Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
2.3.1 Mục đích nghiên cứu : Chọn ra nhiệt độ và thời gian sấy thích hợp nhất
Trong quá trình thí nghiệm, các thử nghiệm được bố trí ngẫu nhiên nhằm đảm bảo tính khách quan và chính xác của kết quả Mỗi thiết lập thử nghiệm được thực hiện hai lần lặp lại để đảm bảo tính đáng tin cậy và giảm thiểu lỗi sai số Kết quả tối ưu từ công đoạn thí nghiệm trước đó được sử dụng làm cơ sở để xây dựng các bước thử nghiệm tiếp theo, giúp tối ưu hoá quy trình nghiên cứu một cách hiệu quả.
- Xử lý số liệu bằng phần mềm e cel, statgraphics
- Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi
- Trích li tinh dầu bằng phương pháp tẩm trích dung môi methanol nhằm ác định lượng tinh dầu còn lại trong sản phẩm
Dựa trên hiện tượng thẩm thấu, khuếch tán và hòa tan của tinh dầu có trong các mô cây đối với các dung môi hữu cơ
+ Vỏ cam sau khi sấy được cắt ra thành những mảnh nhỏ, nhằm làm tăng khả năng hòa tan tinh dầu vào dung môi trích ly
Cam đã được xay nhỏ và pha trộn vào các bình chứa dung môi (150ml), sau đó để trong khoảng 10-12 tiếng để chiết xuất tinh dầu hiệu quả Tiếp theo, lọc bỏ phần xác vỏ cam để lấy hỗn hợp gồm tinh dầu và dung môi tinh khiết, đảm bảo quá trình chiết xuất đạt hiệu quả cao.
Trong quá trình cô quay mẫu trong khoảng 1 tiếng với thể tích 130ml, dung môi sẽ bay hơi ngưng tụ để thu phần dung môi tái sử dụng, giúp tiết kiệm và tối ưu hóa quá trình chiết xuất Tinh dầu sau khi thu được cần được bảo quản trong tủ lạnh từ 4 đến 6 ngày hoặc lâu hơn để các tạp chất, cặn và sáp trong tinh dầu lắng xuống, đảm bảo chất lượng và độ tinh khiết của sản phẩm.
+ Lọc phần tinh dầu có chứa sáp, cặn, ác định thể tích tinh dầu ở mỗi mẫu
Xay mẫu cam thành những mảnh nhỏ
Ngâm 10-12 giờ trong dung môi
Lọc lấy hỗn hợp (tinh dầu + dung môi)
Bảo quản trong tủ lạnh 4-6 ngày
Lọc sáp, cặn à ác định thể tích tinh dầu thu được
Hình 2.4 Cam ngâm trong dung môi trích ly
Hình 2.5 Máy cô quay chân không
Chuẩn bị mẫu cam non bằng cách cắt lấy phần xanh của vỏ quả, sau đó ngâm trong dung dịch axit citric đã được chọn từ thí nghiệm 1 để đảm bảo độ axit phù hợp Tiếp theo, mẫu cam non được sấy ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau để nghiên cứu tác động của các yếu tố này đến quá trình bảo quản và chất lượng sản phẩm Quá trình này giúp tối ưu hóa quy trình sấy, nâng cao hiệu quả bảo quản cam non tươi ngon và giữ dưỡng chất trong nguyên liệu.
Bố trí thí nghiệm: Tiến hành bố trí thí nghiệm ngẫu nhiên 2 nhân tố với 2 lần lặp lại
Nhân tố B : Nhiệt độ sấy với 4 mức nhiệt độ B 1 (50 o C), B 2 (60 o C), B 3 (70 o C), B 4
Nhân tố C : Thời gian sấy với 4 khoảng thời gian C1 (4 giờ), C2 (5 giờ) C3 (6 giờ) C4 (7 giờ)
Bảng 2.3: Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm
Số nghiệm thức : 4 x 4 = 16 nghiệm thức Số đơn ị thí nghiệm : 16 2 = 32 đơn ị
Thời gian sấy (giờ) Nhiệt độ sấy ( o C)
* Sơ đồ bố trí thí nghiệm
Chỉ tiêu theo dõi: chỉ tiêu hóa lý (độ ẩm, hàm lượng tinh dầu), chỉ tiêu vi sinh
Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2
2.3.3 Kết quả thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy và thời gian sấy đến chất lượng sản phẩm
Bảng 2.4 Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và thời gian sấy đến độ ẩm của sản phẩm
Trong bài viết, các giá trị trung bình có cùng ký hiệu chữ cái (a, b, c, d) đi kèm trong cùng một cột hoặc hàng phản ánh sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức độ 5% Điều này giúp xác định rõ ràng các nhóm dữ liệu không có sự khác biệt rõ ràng về mặt thống kê Việc sử dụng ký hiệu này hỗ trợ quá trình so sánh dữ liệu, nâng cao hiệu quả phân tích và trình bày kết quả nghiên cứu theo chuẩn SEO.
Dựa trên bảng số liệu 2.4 và biểu đồ hình 2.4, ta nhận thấy rằng ở nhiệt độ 80°C, giá trị độ ẩm cao nhất đạt 49.97% Độ ẩm của sản phẩm tăng theo sự biến thiên của nhiệt độ, do nhiệt độ tăng làm bề mặt sản phẩm bị biến tính, cấu trúc bề mặt trở nên mềm hơn, hình thành các lỗ nhỏ giúp thúc đẩy quá trình thoát ẩm hiệu quả.
Trong quá trình xử lý số liệu bằng phần mềm Statgraphics, kết quả thống kê chỉ tập trung vào các giá trị trung bình cao hơn, giúp nhóm dựa vào số liệu lượng nước bốc hơi đi trong quá trình phân tích.
Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ ẩm của sản phẩm Độ ẩm (%)
Nhiệt độ sấy ( o C) Trung bình độ ẩm ảnh hưởng bởi thời gian
Trung bình độ ẩm ảnh hưởng bởi nhiệt độ
Hình 2.7 thể hiện biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ẩm của sản phẩm trong quá trình sấy, giúp xác định mẫu sấy tối ưu Độ ẩm được hiểu là lượng nước bốc hơi trong quá trình sấy, bằng 100% trừ đi độ ẩm còn lại trong sản phẩm Việc điều chỉnh nhiệt độ phù hợp góp phần nâng cao hiệu quả sấy và chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Dựa trên bảng số liệu 2.4 và biểu đồ hình 2.5, sau 6 giờ sấy, giá trị độ ẩm cao nhất đạt 43.52%, cho thấy độ ẩm của sản phẩm tăng theo thời gian sấy Thời gian sấy càng kéo dài, nhiệt độ làm ẩm trong sản phẩm thoát ra nhiều hơn, tuy nhiên, nếu sấy quá 6 giờ, bề mặt sản phẩm trở nên khô cứng, co lại và hạn chế thoát ẩm ra môi trường phía ngoài, dẫn đến độ ẩm giảm còn 41.09%.
Từ nhận xét trên thì ở thời gian sấy 6 giờ và nhiệt độ sấy 80 o C độ ẩm sản phẩm cao nhất
Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian sấy đến độ ẩm của sản phẩm Độ ẩm (%)
Hình 2.8 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian đến độ ẩm của sản phẩm
Bảng 2.5 Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và thời gian sấy đến hàm lượng tinh dầu của sản phẩm
Các giá trị trung bình trong bảng đều đi kèm cùng chữ cái (a, b, c, d) ở bên cạnh, cho thấy sự khác biệt không có ý nghĩa thống kê ở mức độ 5% Điều này cho thấy các nhóm dữ liệu không có sự khác biệt đáng kể về mặt thống kê, giúp người đọc dễ dàng hiểu rằng các biến quan sát không ảnh hưởng đáng kể đến nhau trong phạm vi phân tích Thông tin này quan trọng trong việc đánh giá chính xác và đưa ra các kết luận phù hợp dựa trên phân tích số liệu.
Từ bảng số liệu 2.5 và biểu đồ hình 2.6, chúng ta thấy rằng tại nhiệt độ 80°C, hàm lượng tinh dầu đạt giá trị cao nhất là 2.05ml Nhiệt độ 80°C giúp giữ lại tối đa tinh dầu trong sản phẩm, vì hàm lượng tinh dầu ở nhiệt độ này có sự khác biệt rõ rệt so với các nhiệt độ khác Điều này cho thấy nhiệt độ 80°C ít gây thất thoát tinh dầu và hạn chế độ ẩm trong sản phẩm, đảm bảo chất lượng tối ưu cho tinh dầu.
Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng tinh dầu của sản phẩm
Nhiệt độ sấy ( o C) Trung bình thể tích tinh dầu ảnh hưởng bởi thời gian
Trung bình thể tích tinh dầu ảnh hưởng bởi nhiệt độ
Hình 2.9 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng tinh dầu của sản phẩm
Tại thời điểm 6 giờ, hàm lượng tinh dầu đạt mức cao nhất là 1,53 ml, nhờ vào quá trình thoát hơi nước trong sản phẩm diễn ra hiệu quả mà vẫn giữ được lượng tinh dầu tối đa Điều này cho thấy việc kiểm soát thời gian trong quá trình xử lý là yếu tố quan trọng để tối ưu hóa hàm lượng tinh dầu trong sản phẩm, phù hợp với các tiêu chuẩn SEO về chăm sóc sức khỏe và quy trình sản xuất tinh dầu tự nhiên.
Từ nhận xét trên, hàm lượng tinh dầu đạt giá trị cao nhất ở nhiệt độ 80 o C và thời gian sấy 6 giờ
Tinh dầu thu được từ vỏ cam đạt hàm lượng cao nhất phụ thuộc vào nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là nhiệt độ và thời gian sấy vỏ cam Việc phối hợp hợp lý giữa nhiệt độ 80°C và thời gian sấy 6 giờ đã được xác định qua quá trình thực nghiệm, cho mẫu ký hiệu B4C3, giúp tối ưu hóa lượng tinh dầu thu hoạch.
Biểu đồ thể hiện ảnh hưởng của thời gian sấy đến hàm lượng tinh dầu của sản phẩm
Hình 2.10 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian sấy đến hàm lượng tinh dầu sản phẩm
PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Qua quá trình thực hiện thí nghiệm 1 và thí nghiệm 2, chúng tôi đã xác định được những thông số kỹ thuật tối ưu nhất để hoàn thiện quy trình sản xuất vỏ cam non, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất.
Để giữ được hàm lượng tinh dầu cao và hạn chế thất thoát trong quá trình chế biến, cần đạt các tiêu chí quan trọng như: ngâm cam trong dung dịch acid citric nồng độ 0.5% trong vòng 40 phút để tăng khả năng kháng oxi hóa Đồng thời, sấy ở nhiệt độ 80°C trong vòng 6 giờ là điều kiện tối ưu để đảm bảo hàm lượng tinh dầu đạt mức cao nhất, giúp bảo vệ chất lượng sản phẩm và nâng cao giá trị dinh dưỡng.
Quy trình sản xuất đề nghị:
Sơ đồ quy trình sản xuất đề nghị
- Khảo sát trích ly tinh dầu bằng một số phương pháp hiện đại như: i sóng, siêu âm
- Khảo sát các chế độ bảo quản
- Tận dụng phế phẩm ruột cam chế biến sản phẩm giá trị khác
Hướng phát triển của đề tài
Có thể chuyển giao kỹ thuật sản xuất với quy mô hộ gia đ nh.
