Nghiên cứu quy trình sản xuất bột mãng cầu từ trái mãng cầu xiêm bằng phương pháp sấy lạnh báo cáo tổng kết đề tài khoa học cấp trường

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản x

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất bột mãng cầu từ trái mãng cầu xiêm bằng phương pháp sấy lạnh

Mã số đề tài: 184.TP05

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thùy Dung

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm

Tp Hồ Chí Minh, 2018

LỜI CÁM ƠN

Trước tiên, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học Công Nghiệp Tp HCM đã luôn cung cấp đổi mới trang thiết bị phục vụ cho việc giảng dạy và học tập của sinh viên, giảng viên trong trường

Chúng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới toàn thể quý thầy cô trong trường Đại Học Công Nghiệp Tp HCM nói chung, thầy cô trong Viện Công Nghệ Sinh Học - Thực Phẩm và thầy cô trong Khoa Công nghệ Nhiệt – Lạnh nói riêng đã tận tình giảng dạy và chỉ bảo, tạo điều kiện cho chúng tôi hiểu sâu hơn và bao quát hơn về kiến thức cơ bản trong nghành Công Nghệ Thực Phẩm cũng như ứng dụng kiến thức vào áp dụng vào thiết bị thực tế khi được thực hiện đề tài trên mô hình máy sấy của Khoa Công nghệ Nhiệt – Lạnh

Đặc biệt, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ths Phạm Quang Phú , giảng viên Khoa Công nghệ Nhiệt – Lạnh đã tận tình hướng dẫn chúng tôi khi thực hiện các thí nghiệm tại Khoa Công nghệ Nhiệt – Lạnh Chúng tôi xin chân thành cảm

ơn PGS.TS Đàm Sao Mai và TS Nguyễn Đức Vượng, người đã định hướng, hỗ trợ

và tận tình giúp đỡ để nhóm chúng tôi có thể hoàn thành tốt đề tài trong suốt thời gian vừa qua Trong thời gian nghiên cứu, cô và thầy đã tận tình chỉ bảo, đưa ra những lời khuyên, những lưu ý chúng tôi cần chú trọng trong quá trình làm để đạt được kết quả tốt Áp dụng những kiến thức cơ bản trong các môn đã học vào thực tế thực hành, giải quyết khắc phục những sự cố xảy ra trong quá trình nghiên cứu Qua đó, chúng tôi có thể trau dồi, đúc kết kinh nghiệm cho bản thân

Cuối cùng, chúng tôi xin cảm ơn quý thầy cô, bạn bè đã gợi ý, hỗ trợ, đóng góp ý kiến để nhóm hoàn thiện hơn đề tài này

PHẦN I THÔNG TIN CHUNG

I Thông tin tổng quát

1.1 Tên đề tài: Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất bột mãng cầu sử dụng

1.4 Đơn vị chủ trì: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm

1.5 Thời gian thực hiện:

1.5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 06 năm 2018

1.5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng 8 năm 2018

1.5.3 Thực hiện thực tế: từ tháng 01 năm 2018 đến tháng 7 năm2018

1.6 Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):

Nội dung ban đầu Nội dung thay đổi Ghi chú

Tên thí nghiệm 1: Khảo sát

đường Saccarose,hàm lượng

tro tổng và tro không tan,

độ chín MCX khác nhau Các thành phần hóa lý như đường khử,tr tổng và tro không tan, tinh bột không tiến hành đo so sánh vì các chất này sau quá trình sấy lạnh không bị biến đổi bởi quá trình sấy vì cậy ta chỉ tập trung vào 3 thành phần quan trọng nhất là đường tổng, Vitamin C và

Polyphenol

1.7 Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt của đề tài: 5 triệu đồng

II Kết quả nghiên cứu

1 Đặt vấn đề

Trái cây là thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao, hàm lượng vitamin,chất khoáng, chất xơ và các chất chống oxy hóa khác, là nhóm thực phẩm giúp tăng cường sức khỏe, nâng cao sức đề kháng, đặc biệt nâng hỗ trợ cải thiện một số bệnh như ung thư hay các bệnh về tim mạnh Thị trường trái cây Việt Nam rất phong phú, các nhà sản xuất trong và ngoài nước đã và đang khai thác rất nhiều loại trái cây đặc trưng ở Việt Nam như xoài, thanh long ,mít,… những trái cây này được dùng vào các công nghệ chế biến như sản xuất nước uống, bánh, kẹo, mứt, …Tuy nhiên, mãng cầu xiêm ( có tên khoa học là:Annona muricata) có nguồn dinh dưỡng cao chứa nhiều vitamin C, khoáng, xơ, hợp chất chống OXH lại chưa được các nhà sản xuất đầu tư quan tâm do đặc tính của mãng cầ xiêm khó bảo quản, dễ dập nát, sản phẩm chưa

được đa dạng Vì vậy, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình sản

xuất bột mãng cầu sử dụng phương pháp sấy lạnh” để giải quyết những bất cập

trên

2 Mục tiêu

Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bột mãng cầu từ trái mãng cầu xiêm bằng phương pháp sấy lạnh

3 Phương pháp nghiên cứu

- Lập ra quy trình sản xuất dự kiến cho bột mãng cầu xiêm Tại mỗi công đoạn, thiết lập thí nghiệm khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố, nhằm tìm ra điều kiện công nghệ phù hợp: như độ chín của mãng cầu xiêm, bề dày mẫu và nhiệt độ sấy Xác định

độ ẩm ban đầu, ẩm nguyên liệu mãng cầu trong suốt quá trình sấy để so sánh, lựa chọn ra độ ẩm thích hợp cho sản phẩm cuối đạt trạng thái nghiền tốt nhất

- So sánh sự thay đổi màu sắc của mãng cầu trong suốt quá trình sấy, nghiền bằng máy đo màu Mirota

- So sánh độ giòn của sản phẩm trên máy đo cơ lý Instron dưới phương pháp thực hiện cắt Kramer

- Xác định hàm lượng Vitamin C, đường tổng, hàm lượng Polyphenol thay đổi trước

và sau khi sấy bằng phương pháp hóa lý

- Xác định thời hạn sử dụng sản phẩm và an toàn thực phẩm sản phẩm qua tổng hàm lượng vi sinh vật khảo sát trên bao bì bằng phương pháp đo vi sinh trên đĩa Petrifilm

4 Tổng kết về kết quả nghiên cứu

4.1 Quy trình sản xuất bột mãng cầu xiêm bằng phương pháp sấy lạnh:

Khối lượng mẫu 1 mẻ sấy 950g

Mãng cầu xiêm

Sấy lạnh (8h, 250C) Cắt lát0.1± 0.05 mm

Rửa

Nghiền (40s)

Bao gói

Bột MCX

5 Đánh giá các kết quả đã đạt đƣợc và kết luận

Với thời gian thực hiện đề tài là 6.5 tháng, nhìn nhận chung chúng tôi đã đạt được mục tiêu đã đặt ra với đề tài là đưa ra được quy trình sản xuất cùng các thông số kỹ thuật Rút ngắn thời gian sấy mãng cầu từ thời gian sấy lúc đầu là 20h rút ngắn lại còn 8h Kết quả sản phẩm vẫn giữ được tính chất ban đầu cũng như màu sắc vốn có thông qua quá trình xử lý dựa trên tính chất của MCX và ứng dụng công nghệ sấy lạnh Về mặt công nghệ, chúng tôi đã có được các thông số tối ưu cho đối tượng MCX khi ứng dụng vào dòng sản phẩm về bột, song song đó trong quá trình khảo sát nghiên cứu chúng tôi cũng đã có đươc thông số cho dòng sản phẩm mãng cầu sấy dẻo (1 sản phẩm mới trên thị trường gần đây) mà không sử dụng hóa chất hay phụ gia, đáp ứng xu hướng sử dụng hiện nay của người tiêu dùng với các sản phẩm hoàn toàn

tự nhiên Tuy nhiên, khi chọn đối tượng là MCX 3 tháng tuổi, đối tượng này đáp ứng hầu như đủ các mục tiêu của đề tài nhưng về mặt cảm quan, do MCX 3 tháng tuổi chưa đạt độ chín, chưa xuất hiện hợp chất sinh học tạo mùi đặc trưng của MCX Vì vậy sản phẩm bột mãng cầu xiêm sấy lạnh của chúng tôi thiếu sót về mặt cảm quan

về mùi đặc trưng của MCX Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã tiến hành bổ sung hợp chất tạo mùi cho MCX tuy nhiên chưa tìm được mùi hương thích hợp nhất cho sản phẩm này, Vì vậy, để cải thiện sản phẩm này hơn nữa cần có thời gian khảo sát thêm mùi hương cho MCX

6 Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)

Tiếng Việt

Mãng cầu xiêm là một loại trái cây nhiệt đới với giá trị dinh dưỡng rất cao, đặc biệt là hàm lượng Vitamin C Tuy nhiên, việc cải tiến và sản xuất MCX tại Việt Nam còn hạn chế, MCX chưa được các nhà đầu tư cũng như các nhà sản xuất để ý tới nhiều Vì vậy, để đa dạng hóa MCX chúng tôi lựa chọn phương pháp sấy lạnh để nghiên cứu và sản xuất ra bột MCX

Mãng cầu xiêm tùy thuộc vào độ chín mà chúng có đặc tính và trạng thái riêng, việc lựa chọn độ chín làm đối tượng nghiên cứu là điều cần thiết nhất Đáp ứng điều này, thông qua quá trình nghiên cứu chúng tôi lựa chọn MCX 3 tháng tuổi với độ ẩm ban đầu 82.75 % được cắt mỏng với bề dày 0.1 ± 0.05 mm và sấy trong thời gian là 8 giờ, với nhiệt độ sấy là 250C ở vận tốc gió 3.2 m/s

Kết quả thu nhận được sau quá trình sấy là độ ẩm của sản phẩm đạt 5.21%, hiệu suất sấy 82.32% Đặc biệt tỷ lệ hao hụt của Vitamin C và Polyphenol sau quá trình sấy lần lượt là 0.034 và 0.85 Điều này cho thấy các hợp chất dễ bị biến đổi bởi nhiệt độ trong MCX ít bị biến đổi khi sấy với nhiệt độ 250C Bột MCX sẽ được bảo quản ở nhiệt độ thường 32 - 350 C và thời gian bảo quản là 7 tuần

Tiếng Anh

Soursop is a tropical fruit with high nutritional value, especially vitamin C content However, the improvement and production of soursop in Vietnam is limited, soursop has not been the investors As well as the producers pay attention to many So, to diversify soursop, the cold technology was chosen for investigation and making soursop powder

Depending on the degree of ripeness, soursop have in their own characteristics and conditions So, the selection of ripeness as the object of study is considered as an important part In response to this, through the research we selected 3 month old soursop with an initial moisture content of 82.75 % sliced with a thickness of 0.1 ± 0.05 mm and dried for a period of 8 hours, with drying chamber temperature was 25

0C, wind velocity was 3.2 ms-1 After drying, the resulted soursop contents 5.21% of moisture.The drying efficiency was calculated to be82.32%

Especially the loss of Vitamin C and Polyphenol after drying is 0.034 and 0.8 This result shows that the compounds are easily varied by the temperature in the soursop which is less varied when dried at a temperature of 250C Soursop powder will be stored at room temperature 32 – 350C and storage time for 7 weeks

III Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo

3.1 Kết quả nghiên cứu (sản phẩm dạng 1, 2, 3)

Thời gian sấy:8h

Nhiệt độ sấy: 250C

Chuẩn hóa nguyên liệu: mãng cầu

xiêm 3 tháng tuổi Hiệu suất sấy: 82.32%

Độ hòa tan tốt Mùi mãng cầu đặc trưng

Hàm lượng chất dinh dưỡng không bị biến đổi quá nhiều khi trải qua các quá trình

selflife

Độ ẩm bột :5.21%

Độ trắng :L0bđ= 88.79; L0ss=82.89,

L0sn=77.57 (L0bđ :độ trắng nguyên liệu ban đầu; L0ss: độ trắng nguyên liệu sau khi sấy; L0sn: độ trắng nguyên liệu sau khi nghiền)

Độ hòa tan: chưa tốt, còn lợn cợn Mùi mãng cầu đặc trưng: chưa đạt được

Hàm lượng chất dinh dưỡng không

bị biến đổi quá nhiều khi trải qua các quá trình sấy, nghiền hay selflife : tỷ lệ ho hụt Vitamin C và Polyphenol sau quá trình sấy lần lượt là 0.034 và 0.85 (100g/WD)

Ghi chú:

- Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) chỉ được chấp nhận nếu có ghi nhận địa chỉ và cảm ơn trường ĐH Công Nghiệp Tp HCM đã cấp kính phí thực hiện nghiên cứu theo đúng quy định

- Các ấn phẩm (bản photo) đính kèm trong phần phụ lục minh chứng ở cuối báo cáo (đối với ấn phẩm là sách, giáo trình cần có bản photo trang bìa, trang chính và trang cuối kèm thông tin quyết định và số hiệu xuất bản)

-

3.2 Kết quả đào tạo

TT Họ và tên

Thời gian thực hiện đề tài

IV Tình hình sử dụng kinh phí

T

Kinh phí đƣợc duyệt

(triệu đồng)

Kinh phí thực hiện

(triệu đồng)

Ghi chú

A Chi phí trực tiếp

V Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)

- Ứng dụng bột mãng cầu sấy lạnh vào công nghệ chế biến bánh kẹo, nước uống và thực phẩm chức năng

- Ứng dụng độ chín khác nhau của mãng cầu vào mục đích cho sản phẩm khác

- Ứng dụng các thông số sấy vào đối tượng trái cây hoặc rau củ khác

VI Phụ lục (liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)

6.1 Quy trình sản xuất bột mãng cầu xiêm sấy lạnh:

Sơ đồ quy trình sản xuất bột mãng cầu xiêm bằng phương pháp sấy lạnh (sấy

bơm nhiệt) ở nhiệt độ 25 0

C

Mãng cầu xiêm

Sấy lạnh (8h, 250C) Cắt lát0.1± 0.05 mm

Rửa

Nghiền (40s)

Bao gói

Bột mãng cầu xiêm

6.3 Sản phẩm bột mãng cầu sấy lạnh (kèm mẫu theo)

Tp HCM, ngày tháng năm 2018

Chủ nhiệm đề tài Phòng QLKH&HTQT (ĐƠN VỊ)

Trưởng (đơn vị)

(Họ tên, chữ ký)

PHẦN II BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

(báo cáo tổng kết sau khi nghiệm thu, đã bao gồm nội dung góp ý của hội đồng nghiệm thu)

BỘ CÔNG THƯƠNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC

KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG (PHẦN II: BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI)

Tên đề tài: Nghiên cứu quy trình sản xuất bột mãng cầu từ trái mãng cầu xiêm bằng phương pháp sấy lạnh

Mã số đề tài: 184.TP05

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Thùy Dung

Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm

Tp Hồ Chí Minh, 2018

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH 1

DANH MỤC BẢNG BIỂU 2

DANH MỤC VIẾT TẮT 3

ĐẶT VẤN ĐỀ: 4

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 6

1.1.Giới thiệu về nguyên liệu mãng cầu xiêm 6

1.1.1.Nguồn gốc và phân bố 6

1.1.2 Đặc điểm thực vật 7

1.1.3 Thu hoạch và bảo quản 8

1.1.4 Giá trị dinh dưỡng và cảm quan của trái mãng cầu xiêm 8

1.1.5 Giá trị kinh tế 9

1.1.6 Tình hình tiêu thụ mãng cầu xiêm trong và ngoài nước 9

1.2.Tổng quan về bột trái cây 10

1.3 Tổng quan về quá trình sấy 10

1.3.1.Định nghĩa 10

1.3.2.Một số phương pháp sấy 11

1.4.Tổng quan về quá trình nghiền: 17

1.5.Kết luận phương pháp sử dụng cho nghiên cứu: 19

1.6.Dự tính tiềm năng của sản phẩm bột mãng cầu 19

CHƯƠNG 2: THỜI GIAN, VẬT LIỆU, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 21

2.2 Vật liệu nghiên cứu 21

2.3.Phương pháp nghiên cứu: 23

2.3.1.Quy trình sản xuất dự kiến 23

2.3.2.Khảo sát lựa chọn độ chín của mãng cầu xiêm 27

2.3.3.Khảo sát các thông số của việc sấy lạnh 27

2.3.4.Khảo sát tính chất mẫu sau khi nghiền 28

2.3.5 Khảo sát hạn sử dụng của sản phẩm 28

2.4 Các phương pháp phân tích hóa lý 28

2.4.1 Phương pháp xác định độ ẩm 28

2.4.2 Phương pháp đo màu 29

2.4.3 Phương pháp xác định hàm lượng Polyphenol 29

2.4.4 Phương pháp xác định hàm lượng đường tổng 31

2.4.5 Phương pháp xác định hàm lượng Vitamin C 32

2.4.6 Phương pháp cắt Kramer 33

2.4.7 Phương pháp định lượng tổng vi sinh vật hiếu khí, coliform, nấm men và nấm mốc bằng phương pháp sử dụng đĩa petrifilm 33

2.5 Phương pháp xử lý số liệu 37

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

3.1 Kết quả khảo sát độ chín phù hợp của nguyên liệu 38

3.2 Kết quả khảo sát các thông số của việc sấy lạnh 41

3.3 Kết quả khảo sát tính chất của mẫu sau khi nghiền 45

3.4 Kết quả khảo sát hạn sử dụng của sản phẩm 46

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 48

4.1.Kết luận 48

4.2.Kiến nghị 48

TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 PHỤ LỤC a PHỤ LỤC A a PHỤ LỤC B b

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Trái mãng cầu xiêm 6 Hình 1.2: Cây bình bát (a), cây mãng cầu xiêm ghép bình bát (b)và hoa mãng cầu xiêm (c) 7 Hình 1.3: Đồ thị và mô hình biễu diễn hoạt động máy sấy 14 lạnh trên đồ thị không khí ẩm t – d 14 Hình 1.4:Mô hình và đồ thị biểu diễn quá trình sấy ở chế độ hồi lưu toàn phần15 Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống mô hình thí nghiệm sấy bơm nhiệt 25 Hình 2.2: Máy sấy bơm nhiệt 26 Hình 3.1: Đường cong sấy của MCX B và MCX C ở điều kiện sấy (nhiệt độ dàn nóng và dàn lạnh, tốc độ gió) và sấy trong 20h 39 Hình 3.3:MCX B trước (trái) và sau khi sấy (phải) 20h 40 Hình 3.4 MCX C trước (trái) và sau khi sấy (phải) 20h 40 Hình 3.5: Biểu đồ thể hiện sự thay đổi màu sắc của 2 mẫu C (trái) và B (phải) khi tiến hành sấy 20h 41 Hình 3.6: Sự biến đổi độ ẩm của MCX B với bề dày mẫu khác nhau trong quá trình sấy 42 Hình 3.7: Đường cong tốc độ sấy của MCX ở các nhiệt độ sấy khác nhau (0

C)44 Hình 3.8 Mãng cầu sau khi nghiền 40s (trái) và mãng cầu nghiền 60s (phải) 45 Hình 3.9 Biểu đồ thể hiện sự biến đổi màu của nguyên liệu mãng cầu xanh trong suốt quá trình sấy và nghiền (từ trái qua phải tương ứng mãng cầu trước khi sấy – sau khi sấy- sau khi nghiền) 46

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Phân loại thực vật học của cây mãng cầu xiêm 6

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g trái mãng cầu xiêm 9

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật các thiết bị trong mô hình sấy bơm nhiệt 25

Bảng 2.3 Pha loãng dung dịch axit galic 30

Bảng 2.4 Xây dựng đường chuẩn polyphenol 30

Bảng 3.1: Thành phần hóa học của MCX ở các độ chín khác nhau 38

Bảng 3.2 Tốc độ giảm ẩm của mẫu sấy theo thời gian sấy ở các nhiệt độ sấy khác nhau 43

Bảng 3.3 Thông số nhiệt độ và độ ẩm trung bình của TNS sấy khi đi vào buồng sấy ở các chế độ khác nhau 43

Bảng 3.4.Kết quả đo màu MCX trong suốt quá trình sấy và nghiền 45

Bảng 3.5 Chỉ tiêu vi sinh vật (10 TCN 482:2001 về chuối sấy) 46

Bảng 3.6 Kết quả chỉ tiêu vi sinh bột bán thành phẩm bảo quản ở nhiệt độ thường qua 7 tuần 47

ĐẶT VẤN ĐỀ:

Trái cây là thực phẩm có hàm lượng dinh dưỡng cao, hàm lượng vitamin, chất khoáng, chất xơ và các chất chống oxy hóa khác, là nhóm thực phẩm giúp tăng cường sức khỏe, nâng cao sức đề kháng, đặc biệt hỗ trợ cải thiện một số bệnh như ung thư hay các bệnh về tim mạnh [1] Ngoài ra, trái cây còn chứa nhiều các hợp chất thiên nhiên quý khác như carotenoid, phenolics, alcoloids, [1] Thị trường trái cây Việt Nam rất phong phú, các nhà sản xuất trong và ngoài nước đã và đang khai thác rất nhiều loại trái cây đặc trưng ở Việt Nam như xoài, thanh long, mít,… những trái cây này được dùng vào các công nghệ chế biến như sản xuất nước uống, bánh, kẹo, mứt,…

Ở Việt Nam, MCX (mãng cầu gai) có sản lượng và có nguồn dinh dưỡng cao chứa nhiều vitamin C, khoáng, xơ, hợp chất chống OXH….chưa được các nhà sản xuất đầu tư quan tâm Do đặc tính khó bảo quản, dễ dập nát,…nên MCX chỉ xuất hiện trên thị trường với dòng sản phẩm như sinh tố, mứt, kẹo,…Việc khai thác MCX bằng cách đa dạng hóa các sản phẩm từ MCX chưa được chú trọng

Trái MCX, tên khoa học là Annona muricata, là một loại trái cây nhiệt đới được trồng phổ biến ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới (thường gặp trong vùng Nam Mỹ

và Đông Ấn) và đến nay được trồng trải rộng từ khu vực Đông Nam Trung Hoa sang đến Úc và những vùng bình nguyên tại Đông và Tây Phi Ở Việt Nam cây MCX được trồng chủ yếu ỏ phía nam Việt Nam do điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng thích hợp Hiện nay, diện tích trồng MCX được mở rộng ở các tỉnh Tiền Giang, Đồng Tháp, Cần Thơ, Sóc Trăng,…Sản lượng MCX trung bình hằng năm rất lớn, riêng thị xã Ngã Năm, tỉnh Sóc Trăng thu hoạch khoảng 6.345 tấn/năm Tiềm năng của MCX là rất lớn Nếu được khai thác đúng và triệt để sẽ đem lại thu nhập cho người trồng, giải quyết các vấn đề bất cập liên quan đến tồn trữ sản lượng hằng năm Theo thống kê, hiện tại chưa có phương pháp nào có thể bảo quản MCX lâu được.Từ đó, nhóm chọn

đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu quy trình sản xuất bột mãng cầu từ trái mãng cầu

xiêm bằng phương pháp sấy lạnh’’

Mục tiêu của đề tài:

Mục tiêu chính của nghiên cứu là xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bột từ trái MCX bằng phương pháp sấy bơm nhiệt qui mô phòng thí nghiệm, nhằm tạo ra sản phẩm bột MCX giữ được các tính chất đặc trưng của trái MCX gồm mùi, vị, màu sắc

Nhiệm vụ chính:

- Khảo sát độ chín của MCX

- Khảo sát các thông số kỹ thuật của việc sấy lạnh

- Khảo sát tính chất mẫu sau khi nghiền mẫu

- Khảo sát hạn sử dụng của sản phẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu về nguyên liệu mãng cầu xiêm

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố

Hình 1.1: Trái mãng cầu xiêm

Bảng 1.1 Phân loại thực vật học của cây mãng cầu xiêm [2]

Thứ tự phân loại Tên phân loại (tiếng Latin)

Hiện nay, có hàng chục loại mãng cầu có trái ăn được nhưng trên thế giới chỉ

có 2 loại được trồng phổ biến nhất đó là mãng cầu dai (Annona squamosa) và MCX

(Annona muricata) Ở Việt Nam, mãng cầu dai được trồng rộng rãi cả miền Bắc và

miền Nam, trong khi MCX chỉ được trồng ở phía Nam do có điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng thích hợp, còn ở miền Bắc chỉ mới trồng thí nghiệm [27]

Mãng cầu xiêm thuộc họ na hay còn gọi là

mãng cầu (Hình 1.1) được biết đến với tên

tiếng anh là Soursop, là một loại cây nhiệt đới phát sinh rất sớm và được con người thuần hóa đầu tiên ở các vùng nhiệt đới Châu Mỹ Mãng cầu được phân loại thực

vật khoa học theo (Bảng 1.1)

Ngoài hai loại trên, còn một loại mãng cầu khác là bình bát (Annona Glalora) có trái ăn được, nhưng mùi vị ít hấp dẫn hơn, chất lượng thấp hơn Ở miền Nam cây

bình bát (Hình 1.2a) mọc rất nhiều ở chỗ thấp, úng, nhiễm phèn, có vỏ nhẵn màu

xanh, chuyển sang vàng tối khi chín Người ta ghép cành MCX lên gốc bình bát vì

1.1.2 Đặc điểm thực vật

Cây MCX cao khoảng 3 - 6m Lá MCX màu đậm, láng và dài, xanh quanh năm

(Hình 1.2a) Hoa màu trắng vàng nhạt, mọc ở thân (Hình 1.2c) Trái to có thể cân nặng đến 2 - 4 kg Khi còn xanh trái có nhiều gai nhọn (Hình 1.1a) Khi chín vỏ đổi

màu và các gai không còn nhọn nữa Thịt quả có màu trắng, có vị ngọt và hơi chua hạt có màu nâu sậm Trái MCX được cấu tạo bởi nhiều múi nhỏ Mỗi múi có một hạt đen và cứng

MCX thường cho trái quanh năm gồm 2 vụ: vụ thuận (mùa nắng) và vụ nghịch (mùa mưa) với tốc độ sinh trưởng nhanh Cây MCX thích nghi với khí hậu nhiệt đới

và cận nhiệt đới, lượng mưa thích hợp cho MCX là 1.800 mm, chịu hạn và lạnh kém

hơn mãng cầu ta Ðộ pH thích hợp từ 5.0 – 6.5 Ở vùng đất mặn hoặc nhiễm mặn có

độ pH thấp và chịu ảnh hưởng của thủy triều người ta trồng mãng cầu ghép trên gốc bình bát, các nơi khác người ta trồng MCX bằng hạt [28]

1.1.3 Thu hoạch và bảo quản

Trái MCX thường được thu hái khi đã trưởng thành, vẫn còn cứng và còn màu xanh Nó dễ bị thâm tím và hư hỏng nên phải được xử lý cẩn thận Sau khi chín có thể giữ được khoảng 2 hoặc 3 ngày trong tủ lạnh Da sẽ trở nên đen nhưng phần thịt bên trong có thể sử dụng được Các nghiên cứu về quá trình chín ở Hawaii đã xác định rằng giai đoạn tối ưu để ăn là từ 5 đến 6 ngày sau thu hoạch [2]

Khi thu hoạch dùng kéo cắt cuống tránh tổn thương đến phần thịt quả Trong quá trình bảo quản hay trong quá trình vận chuyển nhằm giảm thiểu hư hại cho MCX ta có thể sử dụng phương pháp thủ công bằng cách lót một lớp đệm giữa các trái MCX với nhau và một lớp đệm dưới thùng xe tránh va đập mạnh gây hư hỏng Lớp đệm ở đây có thể là rơm rạ hoặc là chuối

1.1.4 Giá trị dinh dƣỡng và cảm quan của trái mãng cầu xiêm

Mãng cầu xiêm được kể tên trong danh sách những loại trái cây có hàm lượng chất chống oxy hóa cao, đặc biệt là hàm lượng vitamin C với 29.6 mg trong 100g

mãng cầu xiêm (Bảng 1.2) cao hơn rất nhiều so với các loại trái cây khác như quả

anh đào (7 mg/100g), chuối (8.7mg/100g), việt quất (9.7 mg/100g)

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng có trong 100g trái mãng cầu xiêm [29]

và ngoài nước về sản phẩm từ trái MCX như làm nectar, sấy dẻo, mứt dẻo, sấy lạnh

1.1.6 Tình hình tiêu thụ mãng cầu xiêm trong và ngoài nước

Hiện nay, các sản phẩm chế biến từ trái MCX còn nhiều hạn chế cả trong nước và ngoài nước Mãng cầu xiêm được biết đến như một loại trái cây ăn liền với mùi thơm,

vị chua ngọt đặc trưng

Ở nước ngoài, MCX được sử dụng dưới dạng salad, sinh tố, nước giải khát đóng chai (Guatemala) điển hình như: nước ép MCX đóng hộp (Foco); nước MCX bổ sung

Trái MCX có vị ngọt và chua nhẹ, nhiều bột, cùng với mùi thơm đặc trưng Một nghiên cứu gần đây về nước ép từ trái MCX cho thấy, loại nước ép này là 1 liệu pháp hỗ trợ điều trị ung thư an toàn và hiệu quả, hoàn toàn từ thiên nhiên nên không gây nôn ói, sụt cân và rụng tóc Bảo

vệ hệ thống miễn dịch, tránh được một số bệnh truyền nhiễm Giúp mạnh khỏe hơn trong quá trình hỗ trợ điều trị ung thư Nước ép MCX còn tăng năng lượng Nước

ép MCX có khả năng tiêu diệt các tế bào ung thư cao hơn 1000 lần so với liệu pháp hóa trị [3]

vitamin C (Martera),… Ở Việt Nam, MCX được dùng ở dạng ăn liền, sinh tố, mứt, nước giải khát chủ yếu như: nước cốt MCX, MCX sấy dẻo, necta mãng cầu (Công ty Thuận Thiên Thành), trà MCX (Công ty Cẩm Thiều),

1.2 Tổng quan về bột trái cây

Bột trái cây là sản phẩm dạng bột mịn đi từ nguyên liệu ban đầu là trái cây tươi

Độ ẩm sản phẩm sau cùng thường nhỏ hơn 5% [30] Bột trái cây có nhiều ưu điểm:

- Tiện lợi, dễ sử dụng;

- Thời gian bảo quản thường dài hơn so với các sản phẩm khác như trái cây tươi, fresh-cut;

- Giúp giảm chi phí bảo quản cũng như vận chuyển;

- Sản phẩm đa dạng, có thể sản xuất bột trái cây trên nhiều nguyên liệu khác nhau như: cam, chuối, xoài, táo, dâu

Với những ưu điểm như trên, bột trái cây được ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng ngày và trong công nghiệp sản xuất thực phẩm:

- Làm thức uống giải khát Ví dụ bột trái cây hòa tan, bột sinh tố…

- Bổ sung bột trái cây vào bột dinh dưỡng của trẻ em nhằm làm tăng giá trị cảm quan và thành phần dinh dưỡng cho sản phẩm;

- Thay thế nguồn nguyên liệu trái cây tươi trong công nghệ sản xuất các sản phẩm nước trái cây;

- Bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm, ví dụ như bánh, kẹo nhằm tạo mùi vị trái cây đặc trưng

Hiện nay, trên thị trường trong nước, đã xuất hiện một số bột trái cây như: Bột xoài nguyên chất-Trivie, bột mãng cầu gai, bột thanh long, bột dưa hấu, bột quả bơ, bột sầu riêng, do Công Ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Nông Sản Thực Phẩm Trí Việt sản xuất.[31] Ở nước ngoài: Bột dứa tự nhiên, bột chanh vàng tự nhiên ONELIFE (Ấn Độ), bột chuối, bột nho đen hữu cơ, bột cam tự nhiên ONELIFE (Mỹ) [32]

1.3 Tổng quan về quá trình sấy

1.3.1 Định nghĩa

Sấy là quá trình tách một phần hay phần lớn lượng ẩm có trong vật ẩm Quá trình sấy rất phức tạp và không ổn định, trong đó xảy ra đồng thời nhiều quá trình

như quá trình truyền nhiệt từ tác nhân sấy cho vật sấy, dẫn nhiệt trong vật sấy, bay hơi của ẩm, truyền ẩm từ bề mặt sấy vào môi trường sấy….[5]

1.3.2 Một số phương pháp sấy

Có nhiều phương pháp sấy khác nhau được sử dụng trong ngành công nghệ thực phẩm Mỗi một phương pháp đều có ưu nhược điểm riêng Với mục đích giảm thiểu hàm lượng các chất kém bền nhiệt sau sấy, một số phương pháp sấy sau được đề cập

1.3.2.1 Phương pháp sấy bằng lò vi sóng

Vi sóng xâm nhập vào vật liệu và tạo ra nhiệt bên trong mẫu Nhiệt tạo ra áp suất hơi trong sản phẩm và nhẹ nhàng tạo độ ẩm cho bề mặt Hiệu quả của việc tạo hơi ẩm này dẫn đến hiện tượng ẩm bị ép lên bề mặt và ngăn ngừa trường hợp cứng hóa xảy ra [33]

Quá trình trao đổi nhiệt và khối lượng trong mẫu được tăng cường Đồng thời, nhiệt độ bề mặt mẫu không quá chênh lệch với nhiệt độ ở tâm Chất lượng mẫu sấy được cải thiện so với sấy thông thường Tuy nhiên, sản phẩm của quá trình sấy bằng

vi sóng thường bị cong, vênh, nứt Bênh cạnh đó, phương pháp này khó triển khai ở quy mô công nghiệp [33].Phương pháp này thường được áp dụng cho rã đông các sản phẩm cá, thịt, gia cầm, xử lý nhiệt sơ bộ thịt xong khói, chế biến xúc xích, hỗ trợ quá trình trích ly… [33]

1.3.2.2 Phương pháp sấy phun

Mẫu ở dạng dung dịch hoặc huyền phù được phun thành dạng sương mù dưới

áp suất cao Nhiệt độ của mẫu nhanh chóng đạt được trong môi trường sấy, đồng thời hơi nước cũng được giải phóng nhanh chóng vì diện tích bề mặt lớn khi mẫu ở dạng sương mù Sản phẩm sấy được thu nhận nhờ hệ thống cyclon [12]

Trong sấy phun, mẫu được sấy ở nhiệt độ khá cao, nhưng trong thời gian sấy rất ngắn (1 – 2 giây) Do đó, sấy phun có thể sấy được những nguyên liệu có tính nhạy cảm với nhiệt độ (ví dụ sữa bột…) do nhiệt độ sấy thấp thời gian sấy nhanh và khí nén thường dùng là không khí và khí trơ Đồng thời phương pháp này có thể tiến hành liên tục Tuy nhiên, phương pháp này không phù hợp cho nhưng mẫu có tỷ trọng lớn, hoặc có nồng độ chất rắn thấp Mặt khác, phương pháp này có chi phí thiết

bị và thu hồi sản phẩm cao hơn các phương pháp khác

1.3.2.3 Phương pháp sấy đối lưu

Sấy đối lưu là phương pháp dùng không khí nóng hoặc khói lò làm tác nhân sấy

có nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp, chuyển động chảy trùm lên vật sấy làm cho ẩm trong vật sấy bay hơi rồi đi theo tác nhân sấy[13]

Thiết bị sấy đối lưu có cấu tạo khác nhau theo tính chất, kết cấu hình dạng, kích thước của vật liệu ẩm khi đưa vào sấy Do đó, được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp chế biến nông lâm, thủy hải sản và các chế biến dược phẩm, thức ăn chăn nuôi dưới nhiều dạng hạt, miếng, mảnh nhỏ xếp lớp, dạng bột nhão… Bên cạnh đó, thiết bị sấy đối lưu có cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt, vận hành, vốn đầu tư ít Tuy nhiên, vật liệu sấy được đặt cố định trong suốt quá trình sấy, do đó quá trình sấy không được đồng đều, sản phẩm bị co rút Để khắc phục, người ta bố trí cách đưa tác nhân sấy theo đường zích zắc tạo nên sự đồng đều cho sản phẩm sấy.Phương pháp này là phương pháp được phổ biến để sấy khô các loại nông sản như: khoai lang mít, nho, vải,…và các loại hải sản như cá, tôm, mực,…

1.3.2.4 Phương pháp sấy thăng hoa

Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng sự thăng hoa của nước Quá trình thăng hoa là quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn sang thể hơi ở điều kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng nên để thăng hoa chúng cần được chuyển sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông [4]

Quá trình dịch chuyển ẩm trong sấy thăng hoa khác với quá trình dịch chuyển

ẩm trong các hệ thống sấy khác làm việc ở áp suất khí quyển Khi thăng hoa các phân

tử nước không va chạm nhau, nhờ đó mà sấy thăng hoa có một ưu điểm rất lớn là bảo toàn được lượng sinh học của sản phẩm sấy: Giữ được mùi thơm, hương vị, các vitamin và protein, giữ nguyên hình dạng, màu sắc ban đầu của sản phẩm, sấy thăng hoa có cấu trúc cứng rắn tạo ra trong quá trình lạnh đông ngăn cản sự biến dạng cấu trúc sau khi sấy, sản phẩm có thể hút nước trở lại hầu như hoàn toàn trong khoảng 1 –

3 phút và vẫn giữ lại hình dạng cấu trúc ban đầu, quá trình sấy thăng hoa tạo ra các sản phẩm ổn định với thời gian bảo quản rất lâu, các sản phẩm này có trọng lượng nhỏ, dễ dàng vận chuyển nên giảm được công chuyên chở Tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất của hệ thống sấy thăng hoa là chi phí sấy của một kg sản phẩm rất cao, hệ

thống phức tạp, cồng kềnh, phải dùng đồng thời bơm chân không và máy lạnh Do

đó, vận hành phức tạp đòi hỏi có trình độ cao [4]

1.3.2.5 Phương pháp sấy chân không

Nguyên lý hoạt động của sấy chân không chính là sử dụng nguyên lý phụ thuộc

vào áp suất điểm sôi của nước Nếu làm giảm (hạ thấp) áp suất trong một thiết bị chân không xuống đến mức áp suất mà nước trong vật bắt đầu sôi và bốc hơi Lúc này, một sự chênh lệch áp suất lớn sẽ xuất hiện dọc theo bề mặt vật và một dòng hơi

ẩm tồn tại trong vật sẽ bắt đầu chuyển động Hay nói cách khác, khi đạt đến một áp suất nhất định, nước (hay độ ẩm có trong vật cần sấy sẽ sôi lên và bốc hơi ra khỏi bề mặt của vật) Do đó, khi hút chân không sẽ làm cho mức áp suất trong vật giảm xuống, nước có trong vật bị sôi lên, tạo điều kiện cho nước trong vật chuyển động thành dòng và thoát ra qua bề mặt của vật cần sấy [14]

Dưới điều kiện sấy chân không, quá trình bay hơi nước diễn ra nhanh chóng và qua đó quá trình làm khô vật liệu sẽ rất nhanh, thời gian sấy giảm xuống đáng kể Bên cạnh đó, nhờ sấy ở nhiệt độ thấp (có thể thấp hơn nhiệt độ môi trường) nên nhiều tính chất đặc trưng ban đầu như: tính chất sinh học, hương vị, màu sắc, dinh dưỡng, hình dáng của sản phẩm được giữ lại gần như đầy đủ, sản phẩm sấy chân không bảo quản được lâu dài và ít bị tác động của môi trường Tuy nhiên, thiết bị sấy chân không có giá thành cao, chi phí sản xuất lớn nên không phù hợp với quy mô kinh doanh nhỏ.Phương pháp này được dùng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau như công nghiệp thực phẩm, chế tạo dược liệu, sản xuất gỗ quý và nhiều ngành công nghiệp khác

1.3.2.9 Phương pháp sấy lạnh (sấy bơm nhiệt)

Máy sấy bơm nhiệt dựa trên nguyên lý của tủ sấy, nhưng tác nhân sấy được xử lý tách ẩm trước khi đi vào buồng sấy Nguyên tắc tách ẩm tác nhân sấy dùng dàn lạnh của máy lạnh để làm giảm nhiệt độ của tác nhân sấy dưới nhiệt độ điểm sương để hơi nước trong không khí ẩm ngưng tụ thành nước và lấy ra ngoài Phần tác nhân sấy sau khi tách ẩm được gia nhiệt lại bởi dàn nóng của máy lạnh rồi tiếp tục đưa vào buồng sấy thực hiện quá trình sấy [15]

Phân loại kiểu sấy:

Có hai kiểu sấy khác nhau là sấy hồi lưu và không hồi lưu

Với kiểu sấy không hồi lưu: không khí môi trường (trạng thái ; (t1, 1)) được quạt hút qua dàn lạnh (5) giảm nhiệt độ đến nhiệt độ t2 (trạng thái ), và t2’; tại đây, lượng nước ngưng tụ sẽ được dẫn ra ngoài qua máng (8) Tác nhân sấy sau khi tách ẩm tiếp tục đi qua dàn nóng (2), nâng nhiệt độ lên đến nhiệt độ t3 (trạng thái ) Tác nhân sấy tiếp tục đi qua buồng sấy, thực hiện quá trình sấy và thoát

ra ngoài (trạng thái ) Quá trình sấy lý thuyết được trình bày trên giản đồ t – d như sau:

Hình 1.3: Đồ thị và mô hình biễu diễn hoạt động máy sấy lạnh trên đồ thị không khí ẩm t – d [15]

Các quá trình sấy lạnh trên giản đồ không khí ẩm t – d [15]:

 1 – 2: Quá trình làm lạnh tác nhân sấy đến nhiệt độ đọng sương Điểm (1) là

trạng thái không khí ở điều kiện môi trường, điểm (2) là trạng thái không khí trong thiết bị bay hơi, lúc bắt đầu giảm ẩm

 2 – 3: Quá trình tách ẩm Điểm (3) là trạng thái không khí ở cuối giai đoạn

giảm ẩm

 3 – 4: Quá trình gia nhiệt TNS đến nhiệt độ sấy Điểm (3) là trạng thái không

khí nóng trước khi vào buồng sấy

 4 – 5: Quá trình sấy Tác nhân sấy có ẩm độ thấp được thổi qua VLS sẽ nhận

ẩm thoát ra từ vật liệu và mang ra khỏi buồng sấy Điểm (4) là trạng thái không khí sau buồng sấy

Với kiểu sấy hồi lưu: Hoàn toàn sử dụng bơm nhiệt (Heat pump dryer), tác nhân

sấy sau khi đi qua buồng sấy (trạng thái) được quạt hút trở về theo đường ống

hồi lưu, sau đó qua dàn lạnh (5) giảm nhiệt độ đến nhiệt độ t2 (trạng thái ) và đến nhiệt độ t3 (trạng thái ), tại đây, lượng nước ngưng tụ sẽ được dẫn ra ngoài qua máng (8) Tác nhân sấy sau khi tách ẩm tiếp tục đi qua dàn nóng (2), nâng nhiệt độ lên t4 (trạng thái ), rồi đi qua buồng sấy, thực hiện quá trình sấy Quá trình sấy lý thuyết được trình bày trên giản đồ t – d như sau:

Hình 1.4:Mô hình và đồ thị biểu diễn quá trình sấy ở chế độ hồi lưu toàn phần[15]

Các quá trình trên giản đồ t – d [15]:

 1 – 2: Quá trình làm lạnh tác nhân sấy đến nhiệt độ đọng sương Điểm (1) là

trạng thái không khí sau khi đi qua buồng sấy, điểm (2) là trạng thái không khí trong TBBH, lúc bắt đầu giảm ẩm

 2 – 3: Quá trình tách ẩm Điểm (3) là trạng thái không khí ở cuối giai đoạn

giảm ẩm

 3 – 4: Quá trình gia nhiệt TNS đến nhiệt độ sấy Điểm (4) là trạng thái không

khí nóng trước khi vào buồng sấy

 4 – 1: Quá trình sấy Tác nhân sấy có ẩm độ thấp được thổi qua VLS sẽ nhận

ẩm thoát ra từ vật liệu và mang ra khỏi buồng sấy

Những biến đổi xảy ra trong quá trình sấy bơm nhiệt:

- Biến đổi vật lý: hàm lượng nước có trong nguyên liệu dưới tác nhân sấy là

không khí được tách ẩm ra khỏi nguyên liệu.Cấu trúc nguyên liệu trước khi sấy ở dạng mềm dẻo, sau khi sấy cấu trúc trở nên cứng, giòn

- Biến đổi hóa lý: Các hàm lượng dinh dưỡng trong vật liệu khi bị gia nhiệt sẽ

mất đi hoặc chuyển thành dạng khác, tuy nhiên đối với phương pháp sấy bơm

nhiệt khi sử dụng tác nhân sấy với nhiệt độ thấp, các thành phần dinh dưỡng thay đổi không nhiều Đặc biệt là những chất bền với nhiệt, khó bị biến đổi

- Biến đổi vi sinh: Với tác nhân sấy là không khí, sau khi hạ nhiệt độ tác nhân

sấy xuống điểm sương sau đó tăng nhiệt độ lên để hấp thu nước trong vật liệu

Ở hai giai đoạn gia nhiệt và hạ nhiệt này, nhiệt độ không đủ cao để giết chết

vi sinh vật.Chính vì vậy khi sấy bơm nhiệt khả năng vi sinh vật không bị chết

đi hay bị ức chế là hoàn toàn lớn

Các yếu tố ảnh hưởng đên quá trình sấy bơm nhiệt:

- Nhiệt độ của tác nhân sấy: nhiệt độ của tác nhân sấy càng thấp thì thời gian để

dàn lạnh đưa tác nhân sấy về nhiệt độ điểm sương càng nhanh, rút ngắn được

thời gian nâng và hạ nhiệt độ trước khi tác nhân sấy đi vào buồng sấy

- Độ ẩm của vật liệu sấy: độ ẩm của vật liệu sấy càng cao thì thời gian để tách

ẩm ra khỏi nguyên liệu càng lâu

- Tốc độ gió: tốc độ gió ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, điều hòa lượng không

khí có trong buồng sấy với tốc độ nhanh thì thời gian thúc đẩy quá trình sấy

càng nhanh

Ưu và nhược điểm của sấy bơm nhiệt:

Ưu điểm:

- Năng lượng của dàn nóng và dàn lạnh được tận dụng triệt để;

- Tác nhân sấy đóng vai trò trung gian hấp thụ nước từ vật liệu sấy, nước được ngưng tụ ở dàn lạnh và thải ra ngoài theo đường ống dẫn;

- Giảm thiểu sự mất mát vitamin cũng như biến đổi hóa lý của vật liệu so với phương pháp sấy ở nhiệt độ cao;

- Có thể giữ được màu, mùi và vị của vật liệu sau sấy

Nhược điểm:

- Thời gian sấy lâu so với các phương pháp sấy khác;

- Nhiệt độ sấy của tác nhân sấy phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường;

- Kinh phí tương đối lớn do sử dụng thiết bị hệ thống bơm nhiệt

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước:

 Tình hình nghiên cứu trong nước:

- Nghiên cứu công nghệ bơm nhiệt và ứng dụng vào sấy một số sản phẩm như:

cà rốt, củ cải, hành lá, Sau khi sấy các sản phẩm này vẫn giữ được màu sắc

tự nhiên mặc dù đã sấy khô, hàm lượng vitamin C cao hơn hẳn so với sản phẩm đối chứng khi sấy bằng phương pháp không khí nóng hay hồng ngoại [16]

- Rút ngắn thời gian sấy cho sản phẩm mực lột da bằng phương pháp sấy lạnh [17]

- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sấy lạnh kết hợp sấy hồng ngoại thử nghiệm sấy mực – thời gian sấy ngắn, đảm bảo chất lượng về mặt cảm quan, an toàn

vệ sinh thực phẩm [18]

- Nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết trên mô hình thiết bị sấy thực tế ở nhiệt

độ thấp sửu dụng hệ thống bơm nhiệt Đề suất một số phương pháp làm tăng khả năng làm lạnh, tách ẩm của dàn lạnh nhằm nâng cao hiệu quả bơm nhiệt [19]

 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:

- Thí nghiệm sấy đậu Hà Lan bằng máy bơm nhiệt với nhiệt độ không khí sấy từ

25 – 65 0C, tốc độ sấy 1.5 m/s với độ ẩm không khí 60%, xác định được đường giảm ẩm và tốc độ sấy [5]

- Xác định chế độ sấy tối ưu và chi phí sấy thấp nhất khi sấy trái cây bằng bơm nhiệt chịu ảnh hưởng của một số thông số như: hệ số không khí tải tuần hoàn,

hệ thống không khí bypass qua dàn lạnh, Từ đó xác định độ ẩm ban đầu, kích thước dạng khối và hệ số khuếch tán của vật liệu sấy đến chế độ sấy tối

1.4 Tổng quan về quá trình nghiền:

Nghiền là quá trình phân chia vật thể ban đầu, tạo thành các mảnh vụn bằng các lực cơ học, trong đó các bộ phận của máy phải khắc phục được lực liên kết phân tử,

của các phần tử vật thể.Kết quả là tạo ra bề mặt mới, có kich thước vật rắn nhỏ nhằm nâng cao khả năng hòa tan, quá trình hóa học,….tạo ra sản phẩm cuối đồng nhất về kích thước [34]

Ưu và nhược điểm của phương pháp nghiền khô

Ưu điểm:

 Vật liệu sau khi nghiền không cần sấy lại

 Có thể kết hợp với quá trình nghiền và sấy

 Vật liệu hay dính bết vào thành máy

Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền:

- Tính chất nguyên liệu: Là yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền Việc xác

định tính chất của nguyên liệu có ý nghĩa rất quan trọng để thực hiện quá trình nghiền, một số tính chất sau đây của nguyên liệu cần được quan tâm như: kích thước của nguyên liệu, độ cứng, độ dai, độ dính, độ ma sát, nhiệt độ nóng chảy, cấu trúc, khối lượng riêng, độ ẩm, các thành phần hóa học kém ổn định,

độ đồng nhất, độ sạch [34]

- Kích thước nguyên liệu: Càng lớn thì càng dễ bị vỡ ra khi chịu tác động của

cùng một lực cơ học [34]

- Các yếu tố bên ngoài: Lực tác dụng lên nguyên liệu càng lớn, nguyên liệu

càng dễ vỡ, hiệu quả nghiền càng cao Mỗi loại thiết bị nghiền có phương pháp

hiệu chỉnh lực tác dụng khác nhau [34]

Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình nghiền

Trong quá trình nghiền, biến đổi về vật lý quan trọng nhất là kích thước của nguyên liệu sẽ giảm, diện tích bề mặt riêng sẽ tăng Mặt khác, dưới tác dụng của các lực, nhiệt độ của vật liệu sẽ tăng lên đồng thời vi sinh vật cũng có thể bị tiêu diệt

nhưng với mức độ đáng kể [34]

+ Khi nghiền vật liệu thì cấu trúc của vật liệu bị phá vỡ, các thành phần dễ bị oxy

hóa bên trong vật liệu như các acid béo, vitamin, sẽ có điều kiện tiếp xúc với oxy Do

đó, sẽ xảy ra các phản ứng oxy hóa [34]

+ Sau khi nghiền, do diện tích bề mặt riêng tăng lên nên mật độ của vi sinh vật có

thể tăng lên Đồng thời, các thành phần dinh dưỡng thích hợp của vi sinh vật bên trong nguyên liệu có thể thoát ra bề mặt, làm vi sinh vật phát triển mạnh hơn [34]

1.5 Kết luận phương pháp sử dụng cho nghiên cứu:

Dựa trên các phương pháp sấy và nghiền chúng tôi tìm hiểu được cũng như các công bố về sản phẩm đã có về dòng sản phẩm bột chiết xuất từ trái cây dựa theo các tiêu chí về kinh phí, ứng dụng, các thiết bị có trong phòng thí nghiệm Chúng tôi chọn phương pháp sử dụng cho nghiên cứu sản xuất bột mãng cầu qui mô phòng thí nghiệm là phương pháp sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) với kiểu sấy không hồi lưu và phương pháp nghiền khô

Với mục đích tiến tới một sản phẩm dạng bột với thành phần 100% chế biến từ nguyên liệu tươi là mãng cầu xiêm, sử dụng phương pháp sấy lạnh nhằm mục đích giữ được các thành phần trong mãng cầu xiêm với thời gian sấy ngắn nhất, không sử dụng hóa chất hay phụ gia mà vẫn giữ được tính chất cảm quan của mãng cầu

1.6 Dự tính tiềm năng của sản phẩm bột mãng cầu

Đối với sản phẩm bột mãng cầu nhóm dự tính tiềm năng xâm nhập vào thị trường rất cao, đặc biết với dạng bán thành phẩm bột mãng cầu có thể làm ra nhiều loại sản phẩm mới trong nhiều lĩnh vực như:

 Là nguyên liệu trong lĩnh vực sản xuất bánh kẹo tạo ra các sản phẩm có hương vị mãng cầu (kẹo jelly mãng cầu, bánh bông lan mãng cầu, …) không chỉ vậy với dạng bột mãng cầu các nhà sản xuất sẽ dễ dàng phối chế công thức mới, không gặp khó khăn trong khâu bảo quản và sơ chế mãng cầu tươi thông thường

 Là thành phần phối trộn cho các dòng sản phẩm về nước uống (sữa chua uống mãng cầu, thạch mãng cầu bỏ sung trong nước uống, …)

 Bột mãng cầu cũng có thể sự dụng uống trực tiếp bổ sung thêm đường hay sữa tùy vào sở thích của người tiêu dùng

 Bên cạnh tiềm năng về sử dụng bột mãng cầu trong nhiều lĩnh vực liên quan đến thực phẩm thì việc sản xuất bột mãng cầu còn giúp các hộ dân trồng mãng cầu thoát khỏi nỗi lo lắng mỗi khi mãng cầu mất giá , giải quyết tình trạng sản lượng mãng cầu tồn trữ hằng năm,

CHƯƠNG 2: THỜI GIAN, VẬT LIỆU, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu

Thời gian thực hiện từ tháng 1 năm 2018 đến tháng 8 năm 2018:

Địa điểm: phòng F4.02, F7.07 viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm; phòng X6.13

Khoa Công nghệ Nhiệt – Lạnh, trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

2.2 Vật liệu nghiên cứu

Đối tượng sử dụng để nghiên cứu là trái mãng cầu xiêm được thu mua tại vườn của

hộ dân ấp Vĩnh Kiên, xã Vĩnh Quơí, Ngã Năm, tỉnh Sóc Trăng