Khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy chân không sản phẩm chuối

Bên cạnh việc có thể ăn trực tiếp chuối chín, hiện nay chuối được chế biến thành nhiều món ăn khác nhau phù hợp với mọi lứa tuổi đặc biệt là trẻ nhỏ như: kem chuối, yourt chuối, bánh chu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM

MSSV: 15116140

SKL 0 0 6 1 2 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

MSSV: 15116140

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Bùi Cẩm Tiên

Ngành: Công nghệ Thực phẩm

1 Tên khóa luận: Khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy chân không sản phẩm chuối

2 Nhiệm vụ của khóa luận:

- Tổng quan về vật liệu sấy và cơ sở khoa học quá trình sấy

- Tìm hiểu công nghệ sấy chân không nhiệt độ thấp

- Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy chân không nhiệt độ

thấp

- Phân tích xác định các hàm mục tiêu của sản phẩm sấy chân không nhiệt độ thấp

- Thực nghiệm xác định miền cực trị của các hàm mục tiêu

- Xây dựng phương án thực nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm

- Xây dựng mô hình toán thực nghiệm mô tả quá trình sấy chân không nhiệt độ thấp

- Tối ưu hóa quá trình sấy chân không nhiệt độ thấp

- Xây dựng quy trình công nghệ

- Đánh giá về giá thành sản phẩm

- Kết luận

3 Ngày giao nhiệm vụ khóa luận: 2/2019

4 Ngày hoàn thành khóa luận: 8/2019

5 Họ tên người hướng dẫn: TS Nguyễn Tấn Dũng

Phần hướng dẫn: toàn bộ khóa luận

Nội dung và yêu cầu khóa luận tốt nghiệp đã được thông qua bởi Trưởng Bộ môn Công nghệ Thực phẩm

Tp.HCM, ngày 01 tháng 08 năm 2019

Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn chính

(Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trải qua hơn 6 tháng làm đồ án tốt nghiệp tại Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa

Công nghệ Hóa Học và Thực Phẩm, Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ

Chí Minh, đến thời điểm này em đã hoàn thành xong đồ án và thu nhận được kết quả Em

xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tấn Dũng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền

đạt những kiến thức vô cùng quý giá cũng như tạo điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian

thực hiện đề tài Chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm đã tạo

điều kiện cho em được học tập và nghiên cứu hoàn thành đề tài đồ án Cảm ơn các bạn

cùng lớp công nghệ thực phẩm đã giúp đỡ và đồng hành trong suốt thời gian học tập tại

trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh

Kính chúc thầy cô và các bạn sức khỏe và thành công!

Chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 01 tháng 08 năm 2019

Sinh viên thực hiện

Bùi Cẩm Tiên

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung được trình bày trong khóa luận tốt nghiệp là do chính tôi thực hiện Tôi xin cam đoan các nội dung được tham khảo trong khóa luận tốt nghiệp đã được trích dẫn chính xác và đầy đủ theo qui định

Ngày 01 tháng 08 năm 2019

Ký tên

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ii

LỜI CẢM ƠN iii

LỜI CAM ĐOAN iv

MỤC LỤC x

DANH MỤC HÌNH xv

DANH MỤC BẢNG xvi

TÓM TẮT KHÓA LUẬN xvii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 1

3 Đối tượng nghiên cứu 1

4 Nội dung nghiên cứu 1

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Ý nghĩa khoa học của đề tài 2

7 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2

8 Bố cục bài báo cáo 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Nguyên liệu 4

1.1.1 Đặc điểm sinh học, phân loại 4

1.1.2 Thành phần hóa học của chuối 9

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của chuối 15

1.1.4 Các quá trình biến đổi của chuối sau thu hoạch và bảo quản 21

1.1.5 Lựa chọn nguyên liệu sấy 28

1.1.6 Kết luận tổng quan nguyên liệu sấy. 31

1.2 Tổng quan vể sấy 31

1.2.1 Định nghĩa 31

1.2.2 Phân loại các phương pháp sấy 33

1.2.3 Lựa chọn phương pháp sấy nguyên liệu 39

1.2.4 Sấy chân không nhiệt độ thấp 40

1.2.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy chân không nhiệt độ thấp 43

1.2.6 Các chỉ tiêu chất lượng của chuối sấy chân không dạng lát 44

1.2.7 Kết luận tổng quan sấy 45

CHƯƠNG 2 THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 47

2.1 Sơ đồ nghiên cứu 47

2.2 Nguyên vật liệu 48

2.2.1 Xử lý nguyên liệu sấy 48

2.2.2 Cách thức sắp xếp nguyên liệu sấy 48

2.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 49

2.3.1 Thiết bị sấy chân không nhiệt độ thấp 49

2.3.2 Dụng cụ thí nghiệm 51

2.4 Phương pháp nghiên cứu 52

2.4.1 Phương pháp xác định các thông số ảnh hưởng đến quá trình sấy 52

2.4.2 Phương pháp xác định đến hàm mục tiêu 52

2.4.2.1 Phương pháp xác định hàm mục tiêu độ ẩm 52

2.4.2.2 Phương pháp xác định hàm mục tiêu chi phí năng lượng cho quá trình sấy 53

2.4.2.3 Phương pháp xác định hàm mục tiêu khả năng hoàn nguyên 54

2.4.2.4 Phương pháp xác định độ cứng của chuối sấy 54

2.5 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 55

2.6 Phương pháp tối ưu hóa 57

2.6.1 Bài toán tối ưu một mục tiêu 58

2.6.2 Bài toán tối ưu đa mục tiêu 62

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 64

3.1 Xác định thành phần hóa học của chuối 64

3.2 Xác định các yếu tố ảnh hưởng 64

3.2.2 Thời gian sấy 65

3.2.3 Áp suất môi trường sấy 66

3.3 Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố đến hàm mục tiêu 68

3.4 Xây dựng các hàm mục tiêu 68

3.4.1 Xây dựng hàm mục tiêu về độ ẩm 68

3.4.2 Xây dựng hàm mục tiêu về chi phí năng lượng 70

3.4.3 Xây dựng hàm mục tiêu về khả năng hoàn nguyên 72

3.4.4 Xây dựng hàm mục tiêu về độ cứng 74

3.5 Giải bài toán tối ưu xác định chế độ công nghệ 76

3.5.1 Giải bài toán tối ưu một mục tiêu 76

3.5.2 Giải bài toán tối ưu đa mục tiêu 77

3.6 Thí nghiệm kiểm chứng chế độ tối ưu 79

3.7 Xây dựng quy trình công nghệ sấy chân không chuối 79

3.7.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 79

3.7.2 Thuyết minh quy trình công nghệ 80

3.8 Định mức nguyên liệu và giá thành sản phẩm 82

3.9 Triển vọng áp dụng vào thực tiễn 83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84

TÀI LIỆU THAM KHẢO 85

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 1 Hình ảnh minh họa cho chuối 4

Hình 1 2 Chuối Musa acuminata 5

Hình 1 3 Chuối Musa balbisiana 5

Hình 1 4 Hoa chuối Musa acuminata (trái) và Musa balbisiana 7

Hình 1 5 Đặc điểm hình thái của hoa chuối Musa acuminata (hình A) và Musa balbisiana (hình B) 7

Hình 1 6 Cấu tạo của hoa chuối 8

Hình 1 7 Các giai đoạn chín của chuối 9

Hình 1 8 Chuối sứ 29

Hình 1 9 Chuối cau 29

Hình 1 10 Chuối bơm 29

Hình 1 11 Chuối già hương 29

Hình 1 12 Chuối hột 29

Hình 1 13 Chuối sáp 30

Hình 1 14 Chuối laba 30

Hình 1 15 Chuối cau lửa 30

Hình 1 16 Chuối táo quạ 30

Hình 1 17 Chuối tiêu hồng 30

Hình 1 18 Thiết bị sấy đối lưu 34

Hình 1 19 Hệ thống sấy lạnh 36

Hình 1 20 Hệ thống sấy thăng hoa DS 7 37

Hình 1 21 Hệ thống sấy chân không nhiệt độ thấp 42

Hình 2 1.Sơ đồ nghiên cứu công nghệ sấy chân không chuối 47

Hình 2 2 Sơ đồ quy trình xử lý nguyên liệu 48

Hình 2 3 Khay sấy và cách xếp chuối cắt lát vào khay 49

Hình 2 4 Hệ thống sấy chân không nhiệt độ thấp DSV - 03 50

Hình 2 5 Màn hình vận hành hệ thống sấy chân không nhiệt độ thấp DSV - 03 51

Hình 2 6 Bảng hộp thoại Solver Parameters 60

Hình 2 7 Hộp thoại kết quả Solver 62

Hình 3 1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm theo nhiệt độ sấy 65

Hình 3 2.Đồ thị biểu diễn sự thay đổi chi phí năng lượng theo thời gian sấy 66

Hình 3 3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ ẩm theo áp suất môi trường sấy 67

Hình 3 4 Quy trình công nghệ sấy chân không chuối 80

Hình 3 5 Sản phẩm chuối sấy chân không 82

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1 1 So sánh hình thái của hai giống chuối 6

Bảng 1 2.Thành phần hóa học của chuối lúc chín, chưa chín và chuối khô 10

Bảng 1 3.Thành phần hóa học của hai bộ gen 10

Bảng 1 4.Các amino acid trong các giai đoạn chín của chuối 24

Bảng 3 1 Thành phần hóa học của chuối tươi thông qua thực nghiệm 64

Bảng 3 2 Sự biến thiên độ ẩm theo nhiệt độ sấy 64

Bảng 3 3 Sự biến thiên chi phí năng lượng theo thời gian sấy 65

Bảng 3 4 Sự biến thiên độ ẩm theo áp suất môi trường sấy 66

Bảng 3 5 Bảng số liệu các mức yếu tố ảnh hưởng 68

Bảng 3 6.Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là độ ẩm 68

Bảng 3 7.Hệ số bj và bjk của phương trình hồi quy độ ẩm 69

Bảng 3 8.Xác định phương sai hệ số bj và tj hàm mục tiêu độ ẩm 69

Bảng 3 9.Giá trị phương sai và Fisher tính toán được của hàm mục tiêu là độ ẩm 70

Bảng 3 10.Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là chi phí năng lượng 70

Bảng 3 11.Hệ số bj và bjk của phương trình hồi quy chi phí năng lượng 71

Bảng 3 12: Xác định phương sai hệ số bj và t j hàm chi phí năng lượng 71

Bảng 3 13.Giá trị phương sai và Fisher tính toán được của hàm mục tiêu là chi phí năng lượng 72

Bảng 3 14.Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là khả năng hoàn nguyên sản phẩm chuối sấy 72

Bảng 3 15.Hệ số bj và bjk của phương trình hồi quy khả năng hoàn nguyên 73

Bảng 3 16.Xác định phương sai hệ số bj và tj hàm khả năng hoàn nguyên 73

Bảng 3 17.Giá trị phương sai và Fisher của hàm mục tiêu là khả năng hoàn nguyên 73

Bảng 3 18.Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là độ cứng 74

Bảng 3 19.Hệ số bj và bjk của phương trình hàm mục tiêu độ cứng 74

Bảng 3 20.Xác định phương sai hệ số bj và tj hàm mục tiêu độ cứng 75

Bảng 3 21.Giá trị phương sai và Fisher của hàm mục tiêu là độ cứng 75

Bảng 3 22.Giá trị tối ưu của các hàm mục tiêu 76

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Chuối (Musa acuminata và Musa balbisiana là hai giống chuối phổ biến hiện nay)

được xem như một loại cây lương thực chính, không những cung cấp carbohydrat mà chuối còn là nguồn cung cấp khoáng chất (Kali, Natri, Canxi, ) và vitamin như vitamin

A, B6, C, … Bên cạnh việc có thể ăn trực tiếp chuối chín, hiện nay chuối được chế biến thành nhiều món ăn khác nhau phù hợp với mọi lứa tuổi đặc biệt là trẻ nhỏ như: kem chuối, yourt chuối, bánh chuối, kẹo chuối, … Tuy nhiên, các phương pháp chế biến này

ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng của chuối, đồng thời trong các món ăn này chuối chỉ

là một thành phần phụ bổ sung vào và chưa được sản xuất với số lượng lớn Để đáp ứng nhu cầu tiêu thụ chuối, các nhà nghiên cứu tiến hành bảo quản chuối bằng nhiều cách khác nhau nhằm đưa chuối đến tay người tiêu dùng mà vẫn còn vẹn nguyên hương vị và chất lượng dinh dưỡng Do đó nghiên cứu này chúng tôi muốn đề xuất quy trình sấy chân không chuối, vừa tạo ra dòng sản phẩm chuối sấy thơm ngon, vừa tăng thời gian sử dụng chuối đến với người tiêu dùng, vừa đảm bảo hạn chế những tổn thất thấp nhất về mặt dinh dưỡng Các thí nghiệm được thực hiện trên chuối sứ ở khu vực miền nam Việt Nam Sau khi xây dựng được quy trình sấy chân không chuối, đồng thời đánh giá sự tác động của các yếu tố công nghệ như nhiệt độ, áp suất môi trường sấy và thời gian sấy, chúng tôi tiến hành khảo sát các chế độ sấy khác nhau để tìm ra chế độ sấy chân không chuối thích hợp nhất Các khảo sát cho thấy độ ẩm của chuối sứ tươi vào khoảng 68.93 ± 0,5%, hàm lượng đường trong chuối tươi là 21g/100g Sau quá trình tiến hành thực nghiệm, chúng tôi xác định được chế độ sấy chân không chuối tối ưu là 54.24oC, 0.034mmHg trong 16.12 giờ, sản phẩm chuối sấy có độ ẩm tối ưu vào khoảng 5.26%, hàm lượng đường có trong sản phẩm khoảng 57.7g/100g, chi phí năng lượng tối ưu là 3.71kWh/ 300g sản phẩm chuối sấy

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, khi xã hội phát triển, con người càng chú trọng đến việc ăn uống, thay vì được

ăn no mặc đẹp như lúc trước, thì ngày nay con người luôn chú ý đến việc chọn các loại thực phẩm không chỉ ngon mà còn giàu dinh dưỡng và tốt cho sức khỏe Để đáp ứng nhu cầu này, các nhà khoa học, nhà sản xuất thực phẩm không ngừng nghiên cứu để phát triển các dòng sản phẩm có ích cho con người đồng thời sử dụng nguồn nguyên liệu vốn có ở địa phương

Chuối là một trong những loại trái cây phổ biến, giàu dinh dưỡng tốt cho sức khỏe và được nhiều người ưa chuộng ở Việt Nam Tuy nhiên, ngoài chuối tươi các dòng sản phẩm

từ chuối để đa dạng hóa sự lựa chọn từ khách hàng không quá phổ biến Với những lợi ích mà chuối mang lại như cung cấp các khoáng chất và vitamin cần thiết, các hợp chất phenolic có trong chuối giúp ngăn chặn ung thư, quá trình lão hóa trong cơ thể, thích hợp cho người tiểu đường, tốt cho tim mạch, …

Chính vì thế, trong nghiên cứu lần này chúng tôi tiến hành xác lập quy trình sấy chân không chuối, khảo sát các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quy trình và tìm chế độ sấy chân không thích hợp đối với chuối

2 Mục tiêu nghiên cứu

Bài nghiên cứu được thực hiện hướng tới mục tiêu tạo ra sản phẩm chuối sấy chân không không chỉ đạt được độ ẩm thích hợp, hạn chế tối đa những tổn thất chất dinh dưỡng, mà phải mang lại hương vị thơm ngon, đồng thời chi phí năng lượng giảm đến mức thấp nhất

3 Đối tượng nghiên cứu

Chuối được chọn để xác lập chế sấy chân không là chuối sứ được trồng ở miền nam Việt Nam, cụ thể là chuối sứ ở chợ Nông Sản Thủ Đức

4 Nội dung nghiên cứu

- Tổng quan về đặc điểm của nguyên liệu chuối

- Tổng quan về công nghệ sấy chân không

- Xây dựng quy trình sấy chân không chuối

- Xác lập, đánh giá các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến hàm mục tiêu trong sấy chân không chuối

- Tiến hành xây dựng thực nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm

- Xây dựng các hàm mục tiêu, bài toán tối ưu hóa một mục tiêu, đa mục tiêu để xác định chế độ công nghệ

5 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng tôi sử dụng các phương pháp như sau:

- Phương pháp tham khảo, tổng quan tài liệu từ các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước

- Phương pháp thực nghiệm, phân tích để xác định giá trị cực tiểu, cực đại của các chỉ tiêu cần quan tâm

- Phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xây dựng và giải bài toán tối ưu

Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi sử dụng các công cụ toán học và công nghệ thông tin để hỗ trợ cho việc phân tích, xử lí số liệu thực nghiêm

6 Ý nghĩa khoa học của đề tài

Ứng dụng công nghệ sấy chân không đối với nguyên liệu chuối để làm sản phẩm thực phẩm có ý nghĩa khoa học như sau:

- Cơ sở lý luận khoa học về các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy chân

không chuối cũng như các nguyên liệu khác

- Cơ sở cho các phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa thực nghiệm trong công nghệ chế biến các sản phẩm thực phẩm

- Làm nền tảng cho các nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ sấy thăng hoa một

số thực phẩm khác

7 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Hiện nay, công nghệ sấy chân không chuối mang lại nhiều ưu điểm như: độ ẩm chuối sấy đạt yêu cầu để kéo dài thời gian bảo quản, tạo sản phẩm sấy có cấu trúc giòn xốp đặc biệt, chi phí năng lượng tương đối thấp, góp phần đa dạng hóa sản phầm từ chuối, thỏa mãn nhu cầu người tiêu dùng

Việc ứng dụng công nghệ sấy chân không sản phẩm chuối không chỉ áp dụng cho các loại trái cây mà còn có thể áp dụng các loại nông sản hay các loại thực phẩm khác nhằm làm tăng tính cạnh tranh của các dòng sản phẩm thực phẩm khác nhau trên thị trường Việt Nam và Quốc tế

8 Bố cục bài báo cáo

Đồ án tốt nghiệp được trình bày trong 3 chương gồm:

- Chương 1: Tổng quan

- Chương 2: Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

- Chương 3: Kết quả và bàn luận

Ngoài ra còn có phần mở đầu và kết luận

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 Nguyên liệu

1.1.1 Đặc điểm sinh học, phân loại

Chuối, một loại lương thực chính trên toàn cầu, là thực phẩm quan trọng thứ tư trên thế giới, sau gạo, lúa mì và ngô Chuối được ăn như trái cây chín hoặc nấu chín như một loại thực phẩm chính, xanh hoặc chín Chuối thường được ăn chín [9] Cây chuối là một loại cây thân thảo lớn nhất thế giới, được trồng ở nhiều nước [31][32] Chuối thuộc giới Plantae, nhánh Magnoliophyta, lớp Liliopsida, bộ Zingiberales, họ Musaceae, chi Musa, loài Acuminata [32]

Musaceae là một họ nhỏ bao gồm sáu chi (Strelitzia, Ravenala, Musa, Orchidantha, Oblete và Heliconia) và 130 loài khác nhau Nhóm cây thuộc họ Musaceae có quả mọng, bầu nhụy thoái hoá, trong giai đoạn phát triển ban đầu được bao phủ bởi một lớp vỏ, hoa đối xứng, tạo thành đỉnh nhọn của thân cây không nhánh to khỏe, lá lớn và thảo mộc khổng lồ lâu năm xuất hiện như các loại cây gỗ (Sharma, 2011) Chuối là cây phổ biến nhất của họ này [32]

Quả chuối là loại quả parthenocarpic, được tạo thành từ vỏ và thịt quả ăn được, có giá trị dinh dưỡng cao Các noãn co lại sớm và có thể được nhìn thấy như những đốm nâu nhỏ ở phần trung tâm của thịt quả Nó là một loại trái cây phát triển mà không thụ phấn

từ buồng trứng kém hơn của hoa cái (Forster, Rodríguez, Martín, & Romero, 2003) [24]

Hình 1 1 Hình ảnh minh họa cho chuối

Chuối hầu hết được phát triển từ các giống ăn được của hai loài Musa acuminata (bộ gen của họ AA) và Musa balbisiana (bộ gen của B) (Stover và Simmonds, 1987) Xét

về khía cạnh dinh dưỡng, chuối là cây nông nghiệp đứng thứ 4 trên thế giới (Ganapathi

et al., 1999) [31]

Chuối (nhóm Musa spp AAA, AAB và ABB) là những cây trồng chủ yếu có tầm quan trọng đáng kể trong các nước đang phát triển Chúng được tiêu thụ cả như một loại thực phẩm mang lại năng lượng và như một món tráng miệng (Dadzie và Orchard, 1997)

Chúng tiến hóa bằng cách lai tự nhiên giữa hai loài M acuminata (đóng góp bộ gen A)

và M balbisiana (đóng góp bộ gen B) [33]

Chuối là cây tam bội Hầu hết các quả chuối ăn được, thường không hạt, thuộc loài

Musa acuminata Colla Musa balbisiana Colla ở miền nam châu Á và Đông Ấn mang

một quả có hạt nhưng cây này có giá trị kháng bệnh và do đó, đóng vai trò quan trọng như

là "cha mẹ" trong việc nhân giống để tạo các giống chuối ăn được (Morton, 1987) [33]

Hình 1 2 Chuối Musa acuminata

Hình 1 3 Chuối Musa balbisiana

Bảng so sánh về hình thái của 2 giống chuối Musa acuminata và Musa balbisiana [20]

Bảng 1 1 So sánh hình thái của hai giống chuối

Thân giả Xuất hiện với các đốm nâu

Cuống buồng Thường có lông Không có lông

Cuống quả Ngắn Dài

Noãn Có 2 hàng thẳng Có 4 hàng không đều nhau, lộn

xộn Vai lá bắc Thường cao (tỷ lệ x/y <0,28) Thường thấp (tỷ lệ x/y > 0,30)

Tập tính lá bắc Cuộn ngược Không cuộn ngược

Hình thái lá bắc Hình ngọn giáo hoặc hẹp,

thon nhọn từ cuống hoa

Bình thường đều

Đỉnh lá bắc Nhọn Tù

Màu lá bắc Bên ngoài màu đỏ, tím hoặc

vàng; bên trong màu hồng, tím hoặc vàng

Màu nâu tím bên ngoài đặc biệt; sáng màu đỏ thẫm bên trong

Sự chuyển màu của lá bắc Màu nhạt dần về phía đáy Màu không thay đổi

Sẹo lá bắc Lồi Ít khi lồi, khá phẳng

Cánh hoa đực tự do Xuất hiện gấp nếp ít

Màu hoa đực Màu trắng kem Thay đổi với màu hồng

Màu đầu nhụy Cam hoặc vàng đậm Kem, vàng nhạt hoặc hồng nhạt

Hình 1 4 Hoa chuối Musa acuminata (trái) và Musa balbisiana

Hình 1 5 Đặc điểm hình thái của hoa chuối Musa acuminata (hình A) và

Musa balbisiana (hình B)

Trong bài nghiên cứu này chúng tôi tập trung khảo sát chuối sứ ở thị trường Việt Nam Đối với thị trường Việt Nam chuối sứ được xem là loại thực phẩm giàu dinh dưỡng, thơm ngon, giá rẻ Tuy nhiên, do chuối sứ là loại cây không kén đất, kỹ thuật canh tác không quá phức tạp, chi phí đầu tư thấp nên được trồng rộng rãi khắp đất nước Bên cạnh

đó sự xuất hiện của nhiều giống chuối khác nhau được trồng ở nước ta như chuối tiêu, chuối già, chuối laba, … cùng với thị hiếu của người tiêu dùng càng khiến chuối sứ giảm khả năng cạnh tranh Để đảm bảo nguồn cung chuối sứ cho thị trường quanh năm, tăng khả năng cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng thì việc bảo quản chuối sau thu hoạch cũng như làm mới các sản phẩm từ chuối ngày càng nên được chú trọng Trái cây nói chung và chuối sứ nói riêng được sử dụng với mục đích làm thực phẩm cho con người cần phải cho chất lượng về mặt dinh dưỡng và cảm quan tốt nhất trong các

giai đoạn phát triển

Hình 1 6 Cấu tạo của hoa chuối

Đối với chuối, dựa trên chỉ số màu vỏ, quá trình chín chuối có thể được chia thành tám giai đoạn khác nhau (Aurore, Parfait, & Fahrasmane, 2009): [32]

• Giai đoạn - 1: Quả chuối có màu xanh hoàn toàn và thường không được ăn như một số loại trái cây ở giai đoạn này vì nó có màu xanh, rất cứng, chát và giàu tinh bột

• Giai đoạn - 2: có màu xanh hơn ở giai đoạn này và tương tự như ở giai đoạn I

• Giai đoạn - 3: Quả có màu xanh hơn màu vàng ở giai đoạn này nhưng vẫn không thể ăn được

• Giai đoạn - 4: Màu sắc của chuối thay đổi từ màu xanh lá cây sang màu vàng và màu vàng bắt đầu chiếm ưu thế hơn màu xanh lá cây ở giai đoạn này

• Giai đoạn - 5: Vỏ chuối được thay đổi hơn nữa với cổ màu xanh ở vỏ dần thu hẹp

và màu vàng dần lan ra khắp quả chuối

• Giai đoạn - 6: Vỏ quả chuối trở nên vàng hoàn toàn ở giai đoạn này

• Giai đoạn - 7: Vỏ chuối xuất hiện màu vàng hoàn toàn với các đốm nâu Đây được xem là giai đoạn chuối chín, chuối trở nên thơm ngon nhất

• Giai đoạn - 8: Quả chuối được coi là quá chín và trở nên mềm nhũng ở giai đoạn này

Dựa trên quá trình thực nghiệm, chúng tôi có thể xác định chuối ở giai đoạn VII là phù hợp cho quá trình sấy, sản phẩm có chất lượng cao, không để lại hậu vị chát

1.1.2 Thành phần hóa học của chuối

Theo Doymaz (2010) chuối rất giàu chất dinh dưỡng, tinh bột, đường và vitamin A

và C, kali, canxi, natri và magiê Chuối là nguyên liệu thực phẩm với hàm lượng protein

Hình 1 7 Các giai đoạn chín của chuối

khá thấp nhưng tương đối nhiều carbohydrate, vitamin và khoáng chất (Offem và Njoku, 1993) [4] Theo như các nghiên cứu khoa học, cứ trung bình 100 g phần chuối ăn được cung cấp khoảng 1,1g protein; 89,0 Kcal năng lượng; 1,0mg natri; 8,0mg canxi; 385,0mg kali; 121,8g carbohydrate; 0,40mg sắt; 30,0mg magiê; 0,11mg đồng; 11,7mg vitamin C; 610μg niacin (vitamin PP); 40μg thiamine (vitamin B1) và 23,0μg axit folic (Aurore, et al., 2009) [22]

Bảng 1 2.Thành phần hóa học của chuối lúc chín, chưa chín và chuối khô

Thành phần Đơn vị Thịt quả chuối

Các giống chuối khác nhau sẽ có thành phần hóa học ở thịt quả khác nhau Sau đây

là ví dụ về hai giống chuối mang hai bộ gen khác nhau: bộ gen thuần chủng (AAA) và đã được lai tạo(AAB) (tính trên khối lượng tươi) [10]

Bảng 1 3.Thành phần hóa học của hai bộ gen

Giống như các loại trái cây quan trọng khác, chuối có một loạt các hợp chất có hoạt tính sinh học Những hợp chất có hoạt tính sinh học đặc biệt trong chuối thô và chín là phenolics, caretonoids, flavonoid và amin sinh học Một số phytosterol cũng đã được tìm thấy ở mức thấp trong thịt quả chuối Do các hợp chất hoạt tính sinh học này, chuối có khả năng chống oxy hóa cao hơn một số loại quả mọng, thảo mộc và rau quả, khả năng này tăng lên trong quá trình trưởng thành của quả [24]

a) Carbohydrate

Trong quá trình chín, tinh bột được chuyển thành đường, thông qua quá trình phân hủy enzyme Hàm lượng đường của chuối trưởng thành hoàn toàn khá cao khiến nó trở

thành chất nền lý tưởng để làm rượu vang Loại carbohydrate trong chuối là tinh bột kháng (Resistant starch (RS)) và polysacarit không có tinh bột, có chỉ số đường huyết thấp hoặc

tỷ lệ tiêu hóa thấp Đặc tính này làm cho nó trở thành một thành phần tuyệt vời cho các loại thực phẩm chức năng và tiện lợi khác nhau như bánh quy và khoai tây chiên [10]

100g bột chuối tươi chứa khoảng 20g carbohydrate (Goswami & Borthakur, 1996) Ngoài ra, 2g trên 100g trọng lượng tươi cũng được sử dụng để điều hòa vận chuyển đường ruột Trong chuối chưa chín, chủ yếu là dự trữ carbon từ nguồn tinh bột Quá trình khử polyme hóa chuỗi glucan; tinh bột biến thành đường tự do trong quá trình trưởng thành với sự trợ giúp của amylase (Galanakis, 2012; Oliveira do Nascimento et al., 2006) [22]

Thịt quả chín chứa pectin (0,7-1,2%) Trong quá trình chín, protopectin không hòa tan được chuyển thành pectin hòa tan gây ra sự lỏng lẻo của thành tế bào và suy thoái kết cấu dẫn đến làm mềm trái cây Khả năng tạo gel của pectin có công dụng đa dạng như chất phụ gia trong mứt, thạch và mứt, như chất làm đặc, chất kết cấu, chất nhũ hóa, chất thay thế chất béo hoặc đường [10]

Thịt quả rất giàu vitamin A, vitamin B (thiamine, 40 µg; riboflavin, 70 µg; niacin,

610 µg, axit pantothenic, 280 µg; pyridoxine, 470 µg, axit folic, 23 µg) [10]

e) Polyphenol

Chuối rất giàu các hợp chất phenolic và flavanoids, có đặc tính chống oxy hóa Hương vị của chuối chưa chín là do các hợp chất phenolic Chuối rất giàu dopamine, một chất chống oxy hóa Các đốm nâu là do các hoạt động polyphenol oxyase, monophenol

monooxygenase và o-diphenoloxidase trên dopamine, tạo ra tannin dẫn đến đốm nâu trên

vỏ Khi được bảo quản dưới 13 ° C, các mảng màu nâu phát triển trên vỏ.[10]

Thịt quả chuối và vỏ có chứa các hợp chất phenolic khác nhau, chẳng hạn như axit gallic, catechin, epicatechin, tannin và anthocyanin Chuối chứa một lượng lớn các hợp chất phenolic và flavonol Tổng hàm lượng axit phenolic trong chuối đã được báo cáo là

7 mg / 100 g trọng lượng tươi (Mattila, Hellström, & Törrönen, 2006) Những hợp chất này góp phần tạo nên vị chát cho chuối chưa chín [24]

Thịt quả chuối có khoảng 30 - 60 mg hợp chất phenolic/ 100g chất tươi (Méndez, Forster, Rodríguez-Delgado, Rodríguez-Rodríguez, & Romero, 2003) trong khi vỏ chuối chứa khoảng 0,90 0,03,3g / 100g hợp chất phenol khô (Nguyễn,) Ketsa, & van Doorn, 2003; someya, Yoshiki, & Okubo, 2002) cũng như nồng độ khô 160 mg / 100g của gallocatechin được xác định là hợp chất phenolic (someya, et al., 2002) β-Caroteneandlutein Berg, et al., 2000) [22]

Các nhóm chính của flavonoid được phát hiện trong chuối là flavonol, bao gồm quercetin, myricetin, kaempferol và cyanidin Nhiều nhà nghiên cứu đã ghi nhận những lợi ích sức khỏe của flavonoid có trong chuối Flavonoid hoạt động như chất bảo vệ chống lại các gốc tự do có nguồn gốc oxy và các loại oxy phản ứng (ROS) chịu trách nhiệm cho

sự lão hóa và các bệnh khác nhau.[24]

Polyphenol là nhóm chất chuyển hóa thứ cấp rất đa dạng, có vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hydroxyl Chúng có phạm vi lớn về cấu trúc và chức năng Chúng có thể được phân loại thành các nhóm nhỏ của flavonoid, axit phenolic, tannin, stilben và coumarin Chúng đóng vai trò quan trọng trong quá trình trao đổi chất, sinh sản và tăng trưởng của thực vật Chúng hoạt động như sự bảo vệ chống lại ký sinh trùng bệnh lý, động vật ăn thịt, nhiễm nấm và virus Chúng là chất chống oxy hóa và đóng vai trò ức chế quá trình oxy hóa và các bệnh mãn tính khác, đó là lý do tại sao nhu cầu tiêu thụ chuối tăng lên từng ngày (Brennan, Brennan, Derbyshire, & Tiwari, 2011; Liu, 2013) [22]

f) Carotenoit

Carotenoids trong thực vật đóng một vai trò quan trọng trong hoạt động bảo vệ và

có khả năng dập tắt của các phản ứng oxy, được hình thành sau khi tiếp xúc với bức xạ

và ánh sáng [22]

Một lượng β-carotene (40-4960 / 100g), được tìm thấy trong thịt quả và vỏ trái cây,

có thể giải thích sự thay đổi màu sắc từ màu trắng, vàng và trong một số trường hợp, màu cam của thịt quả Nhưng sự thay đổi màu vỏ phần lớn là do sự thoái biến của chất diệp lục hoặc sự lột trần của carotenoids, chứ không phải là sự tổng hợp carotene [10]

Carotenoids mang lại lợi ích cho sức khỏe nhờ các chức năng sinh lý độc đáo của chúng, chẳng hạn như vitamin và vai trò của chúng là chất chống oxy hóa, đặc biệt là trong việc lọc oxy đơn Chúng đã được nghiên cứu rộng rãi cho vai trò của chúng trong việc giảm nguy cơ mắc bệnh, đặc biệt là một số bệnh ung thư và các bệnh về mắt, là những vấn đề đang gia tăng trên toàn thế giới Đây là một trong những nhóm sắc tố thực vật quan trọng nhất được phân loại là hydrocarbon tinh khiết (carotenes) và dẫn xuất oxy của hydrocarbon (xanthophylls) [24]Khả năng phản ứng của carotenoids chủ yếu phụ thuộc vào đặc tính của nhóm chức kết thúc, chiều dài của chuỗi và liên kết đôi liên hợp Một số carotenoit có hoạt tính pro-vitamin A như lycopene, α- và-carotene và-cryptoxanthin (Erdman, Bierer, & Gugger, 1993) (Erdman et al., 1993) [22]

Thực phẩm chứa carotenoids, thường có màu vàng, cam hoặc đỏ Amaya, 2001) Chuối chứa lycopene, -carotene và-cryptoxanthin, và số lượng của chúng khác nhau trong các giống khác nhau Các caroten như trans-α-carotene và trans carotene bao phủ 90% pro-vitamin A trong thịt quả chuối, trong khi 10% còn lại chứa lutein, cis-carotenoids và các hợp chất khác [22] Carotenoids trong các giống chuối được xác định

(Rodriguez-là lutein, -carotene, α-carotene, violaxanthin, auroxanthin, neoxanthin, segutein, cryptoxanthin và alpha-cryptoxanthin [24]

beta-g) Hợp chất dễ bay hơi

12 hợp chất (ba rượu, bốn butyrates và năm acetates) mô tả mùi thơm của chuối, được công nhận là hợp chất dễ bay hơi (Aurore, et al., 2009) Chất lượng hương thơm của chuối chín được xác định bằng sự hiện diện của các hợp chất này (Cosio & René, 1996) chúng tùy thuộc vào con đường sinh tổng hợp, trưởng thành, điều kiện khí hậu, lưu trữ và thu hoạch sau thu hoạch của từng giống chuối khác nhau [22]

h) Hàm lượng khoáng

Chuối được coi là một nguồn tốt trong chế độ ăn uống cho lượng kali (K) và magiê (Mg) Các giống chuối khác nhau có thể cung cấp các khoáng chất đa lượng và vi lượng trong chế độ ăn uống như P, K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn, Cu và B (Wall, 2006) Đối với yêu cầu người lớn trung bình; 7% nhu cầu K sẽ cung cấp bằng 100g trái chuối.Kali là khoáng chất phong phú nhất có trong phần ăn được của chuối, tiếp theo là magiê, canxi

và phốt pho Lượng sắt cao, trong khi đồng được tìm thấy với số lượng rất nhỏ Do giá trị dinh dưỡng của nó, chuối chế biến khi đi kèm với một số sản phẩm dựa trên cây họ đậu,

có thể được phục vụ như thức ăn trẻ em tuyệt vời và thức ăn nhẹ [10]

Hàm lượng Mg và K trung bình của chuối lần lượt là 35,1 mg / 100g và 330,6 mg / 100g Khoảng 100g chuối sẽ cung cấp 11% DRI (lượng tham chiếu chế độ ăn uống) của

Mg cho nữ và khoảng 9% cho nam [22]

Thành phần hóa học và giá trị dinh dưỡng của chuối bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như diện tích sản xuất, giống cây trồng, đất và khí hậu, tập quán nông nghiệp, chất lượng nước tưới, và điều kiện bảo quản và thương mại hóa Hàm lượng khoáng chất trong chuối

bị ảnh hưởng nặng nề bởi vị trí canh tác của họ Thành phần khoáng chất của đất dường như có ảnh hưởng lớn đến hàm lượng khoáng chất của chuối Người ta chấp nhận một cách khoa học rằng thành phần khoáng chất và vi lượng của trái cây và rau quả là sự phản ánh méo mó của thành phần khoáng vi lượng của đất và môi trường nơi thực vật phát triển [23]

i) Amin hữu cơ

Bên cạnh các hợp chất phenolics, vitamin, carotenoids, các khoáng chất thì các amin hữu cơ cũng được tìm thấy trong chuối chín mặc dù hàm lượng tương đối nhỏ

Các amin sinh học là các hợp chất nitơ được hình thành bằng cách khử các axit amin hoặc bằng cách khử các aldehyd và ketone Vỏ chuối và thịt quả đã được chứng minh là

có chứa các amin sinh học, chẳng hạn như serotonin, dopamine và norepinephrine Hàm lượng serotonin của thịt quả chuối được quan sát thấy trong khoảng 8 đến 50 µg / g, (trung bình 28 µg / g) [24]

1.1.3 Giá trị dinh dưỡng của chuối

Cây chuối được coi là loại cây thân thảo lớn nhất trên thế giới được trồng ở một số nước đang phát triển Chuối được coi là nguồn năng lượng quan trọng nhất

Quả chuối được tiêu thụ dưới dạng thực phẩm tươi hoặc qua quá trình chế biến Chuối xanh chưa chín được sử dụng làm thức ăn cho động vật Chuối cũng được coi là nguồn năng lượng cho các vận động viên Các nhà phân tích thực phẩm đã tìm thấy lợi ích tiềm năng của nó cho các ứng dụng thể thao Do đó, nó được sử dụng để sản xuất đồ uống tăng lực và thanh chuối khô cho các vận động viên Ngoài ra, nó còn ngăn cản các vận động viên khỏi các cơn co thắt cơ bắp vì nó có chứa vitamin và khoáng chất (Kali và magiê) (Roubert, 2005) [22]

Chuối là loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao nhưng ngoài giá trị dinh dưỡng của

nó, nó có nhiều dược tính khác nhau Chuối cũng được sử dụng như thuốc chống tiêu chảy, kháng khuẩn, chữa lành vết thương, chống ung thư, hạ sốt, hạ đường huyết và chống oxy hóa [22]

Các nguyên tố khoáng thiết yếu trong một khẩu phần ăn hợp lý là yếu tố quan trọng

để duy trì một sức khỏe tốt nhất Một khẩu phần ăn thiết hụt các chất khoáng cần thiết sẽ gây ra các vấn đề về sức khỏe không mong muốn Trái cây và rau củ là nguồn quan trọng cung cấp các nguyên tố khoáng thiết yếu cho cơ thể Chất khoáng đóng vai trò thiết yếu

trong sự phát triển phù hợp và một sức khỏe tốt cho cơ thể con người, đồng thời trái cây được xem như là nguồn khoáng chính trong bữa ăn của con người

Chuối là một loại trái cây rất phổ biến trên thị trường thế giới và được tiêu thụ như thực phẩm chủ yếu ở nhiều nước Nó được trồng trên toàn thế giới và là cây trồng nông nghiệp quan trọng thứ tư về thương mại thế giới Chuối cũng có thể được chế biến dưới nhiều hình thức khác, chẳng hạn như nước trái cây, sấy khô, nghiền thành bột; để nó có thể được lưu trữ trong thời gian dài hơn và được sử dụng cho các mục đích khác [24] Nó

đã được phân loại thành món tráng miệng hoặc làm thực phẩm chính bằng cách nấu (chiên, rang, nướng, nấu canh) Nó được ăn sống hoặc chế biến, và cũng là một thành phần chức năng trong các sản phẩm thực phẩm khác nhau

Chuối chiên được làm bằng những lát chuối mỏng nhúng qua một lớp bột rồi chiên giòn cũng khá phổ biến Chuối chín có thể dễ dàng cắt lát, sấy khô và bảo quản mà không cần thêm chất bảo quản trong thời gian dài hơn Purée chuối có thể được sử dụng như một thành phần trong các mặt hàng bánh, đồ uống, món tráng miệng sữa, xúc xích và nhiều thực phẩm chế biến khác [24]

Chuối chứa một số hợp chất hoạt tính sinh học, chẳng hạn như phenolics, carotenoids, amin sinh học và phytosterol, rất được mong muốn xuất hiện trong chế độ

ăn uống vì chúng có nhiều tác dụng tích cực đối với sức khỏe của con người Nhiều trong

số các hợp chất này có hoạt động chống oxy hóa và có hiệu quả trong việc bảo vệ cơ thể chống lại các tác nhân oxy hóa khác nhau Trước đây, chuối được sử dụng hiệu quả trong điều trị các bệnh khác nhau, bao gồm giảm nguy cơ mắc nhiều chứng rối loạn thoái hóa mãn tính [24]

Một trong những tác dụng tiêu biểu của chuối chín là rất giàu các hợp chất chống oxy hóa, các hợp chất có hoạt tính sinh học cao, bên cạnh đó các vitamin và khoáng chất

có tác động vô cùng có lợi cho sức khỏe con người, thích hợp cho mọi lứa tuổi: từ trẻ nhỏ đến người trưởng thành

a) Chất chống oxy hóa

Chuối được coi là một trong những thực phẩm giàu chất chống oxy hóa quan trọng nhất Một chất có chức năng như một chất chống oxy hóa nếu nó có thể trì hoãn, làm chậm hoặc ngăn chặn quá trình oxy hóa hoặc oxy hóa gốc tự do của chất nền khi có nồng

độ thấp, dẫn đến sự hình thành các gốc ổn định sau khi thu gom các gốc tự do (Singh et

al 2016) [24]

Quả chuối chứa các hợp chất hoạt tính sinh học có tiềm năng chống oxy hóa, góp phần bảo vệ cơ thể chống lại các phản ứng oxy hóa và các phản ứng trung gian tạo ra các

gốc tự do trong các hệ thống sinh học Các axit nucleic, protein và lipid bị phá hủy bởi các loại oxy phản ứng (ROS) được tạo ra trong các tế bào trong quá trình oxy hóa [24] Chất chống oxy hóa phong phú nhất trong chuối là phenolics, carotenoids và axit ascorbic (Sulaiman et al., 2011a; Kondo, Kittikorn, & Kanlayanarat, 2005; Wall, 2006) Thịt quả chuối chứa dopamine, dopa, carotenes, norepinephrine và axit ascorbic với các hoạt động chống oxy hóa cao [24]

Các chất chống oxy hóa này làm chậm lão hóa, ngăn ngừa các bệnh tim mạch vành, ung thư và rối loạn thoái hóa thần kinh liên quan đến stress oxy hóa gây ra bởi ROS.Các hợp chất phenolic hoạt động như các chất chống oxy hóa chính hoặc các chất khử gốc tự

do, với các hoạt động chống oxy hóa dựa trên khả năng cho các nguyên tử hydro cho các gốc tự do [24]

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng khả năng chống oxy hóa của chuối có liên quan đến hàm lượng cao của tổng hợp chất phenolic và flavonol Thịt quả chuối chứa nhiều phenol gắn thành tế bào dễ dàng được hấp thụ trong ruột người và có thể là nguồn chất chống oxy hóa tự nhiên phù hợp bên cạnh phenolics tự do (Bennett et al., 2010) [24]

b) Lợi ích của các hợp chất sinh học

Chuối được coi là một nguồn tiềm năng của các hợp chất hoạt tính sinh học dinh dưỡng có giá trị Ngoài ra, nó không chỉ được coi là một loại cây ăn quả mà còn phục vụ

như là thực phẩm chứa năng lượng cao ở nhiều nơi trên thế giới

Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng chuối là nguyên liệu giàu các hợp chất hoạt tính sinh học có giá trị như vitamin, phytosterol, amin sinh học, phenolics, carotenoids, hợp chất dễ bay hơi, khoáng chất, tinh bột và carbohydrate rất cần thiết trong chế độ ăn uống vì chúng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sức khỏe và lợi ích của con người như chống tiêu chảy, chống loét, kháng khuẩn, chống oxy hóa, hạ đường huyết, chữa lành vết thương, chống ung thư và chống ung thư [22]

Quả chuối là một nguồn phong phú các chất phytonutrients, bao gồm vitamin và các hợp chất phenolic (Wall, 2006; Lim, Lim, & Tee, 2007) Nó cũng được làm giàu đáng chú ý với các khoáng chất, chẳng hạn như phốt pho, natri, kali, canxi, magiê, sắt, đồng, kẽm và mangan (Forster và cộng sự, 2003) Việc sử dụng chuối như một thành phần trong các sản phẩm thực phẩm khác nhau có tác dụng có lợi cho sức khỏe con người [24]

Sự kết hợp của chuối trong công thức nấu ăn của nhiều sản phẩm thực phẩm giúp cải thiện tổng lượng chất xơ, tổng tinh bột và một số khoáng chất thiết yếu (phốt pho, magiê, kali và canxi) Chuối là thực phẩm chủ yếu ở nhiều quốc gia và do giá trị dinh dưỡng cao của nó có tác động tích cực đến sức khỏe và hạnh phúc của nhiều người Một

số nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng chuối là một nguồn dinh dưỡng quan trọng cho sức khỏe có nguồn gốc từ thực vật [24]

c) Lợi ích đối với sức khỏe

Chuối là một nguồn năng lượng, vitamin C, kali và chất xơ tốt và do đó cung cấp nhiều chất dinh dưỡng quan trọng cho sức khỏe tốt [9] Chuối là một loại trái cây sẵn sàng

để ăn và giá cả phải chăng nhất cho con người, có tác dụng xây dựng sức khỏe tốt, do giá trị dinh dưỡng và dược liệu to lớn của nó Chuối rất bổ dưỡng và dễ tiêu hóa hơn nhiều loại trái cây khác Thời gian tiêu hóa của quả chuối ít hơn (105 phút) so với táo (210 phút) Chuối là phổ biến cho hương thơm, kết cấu và dễ dàng để tách vỏ và ăn, bên cạnh giàu kali và canxi và hàm lượng natri thấp [10]

Các nghiên cứu dịch tễ học cho thấy thực phẩm giàu carotene bảo vệ chống lại các bệnh mãn tính, bao gồm một số bệnh ung thư, bệnh tim mạch, tiểu đường, một số bệnh viêm nhiễm và thoái hóa điểm vàng liên quan đến tuổi Tiêu thụ chuối giàu carotene sẽ giúp bảo vệ chống lại những căn bệnh đang phát triển trên toàn thế giới Tăng tiêu thụ thực phẩm giàu carotene có thể có nhiều khả năng hơn nếu chúng được thúc đẩy để bảo

vệ chống lại cả rối loạn thiếu vitamin A và các bệnh mãn tính, vì các bệnh mãn tính có thể thấy rõ hơn trong cộng đồng [9]

Thịt quả chuối được quan sát có chứa các hợp chất hoạt tính sinh học, như axit phenolic và flavanoids có khả năng chống oxy hóa cao và hoạt động chống ung thư (Borges et al., 2014) [24]

Ăn chuối cung cấp lượng kali cao cho cơ thể, có lợi cho cơ bắp Nhờ có hàm lượng sắt cao, chuối chủ yếu được khuyên dùng cho bệnh nhân thiếu máu và cũng được chứng minh là có lợi trong việc kiểm soát huyết áp vì nó có hàm lượng muối thấp và kali cao Serotonin trong chuối giúp khắc phục hoặc ngăn ngừa trầm cảm bằng cách thay đổi tâm trạng và thư giãn cơ thể [24]

Quả chuối chứa tinh bột kháng có tỷ lệ tiêu hóa thấp hơn, không giống như tinh bột ngũ cốc có chỉ số đường huyết cao Tinh bột kháng trong chuối thích hợp cho chế độ ăn uống của bệnh nhân tim và người mắc bệnh tiểu đường, do tác dụng hạ đường huyết và tác dụng tích cực trong ruột người [24]

Chuối là thực phẩm rất tốt cho bệnh nhân tiểu đường vì chúng có hàm lượng carbohydrate thấp và giá trị dinh dưỡng cao hơn khi so sánh với khoai tây (Lassoudiere, 2007) Chuối đã được chứng minh là có lợi trong điều trị bệnh tiểu đường, do tác dụng hạ đường huyết của chúng trong nhiều thử nghiệm trên động vật (Alarcon-Aguilara et al., 1998) Tiêu thụ chuối giàu carotene bảo vệ chống lại rối loạn thiếu vitamin A và các bệnh

mãn tính, dễ thấy hơn và là một vấn đề đang gia tăng trên toàn thế giới (Englberger et al., 2003b) [24]

Người tiêu dùng có ý thức về sức khỏe hơn và thích trái cây và rau quả tươi giàu các hợp chất chống oxy hóa, vitamin, chất xơ và khoáng chất Các hợp chất chống oxy hóa của trái cây làm giảm nguy cơ rối loạn thoái hóa thần kinh, làm chậm quá trình lão hóa

và giúp giảm tỷ lệ mắc bệnh thoái hóa, như bệnh tim, xơ cứng động mạch, viêm, viêm khớp, ung thư và rối loạn chức năng não (Singh et al., 2015) [24]

Quả chuối là một nguồn dinh dưỡng quan trọng của các chất phytochemical có lợi cho sức khỏe bên cạnh carotenoids; chuối cũng là một nguồn năng lượng tốt, vitamin C, kali và do đó, cung cấp nhiều loại chất dinh dưỡng quan trọng cho sức khỏe tốt Do đó, các giống chuối giàu vitamin A carotenoids có thể là nguồn thực phẩm tiềm năng để giảm bớt sự thiếu hụt vitamin A, đặc biệt là ở các nước đang phát triển [25]

Trẻ nhỏ được cho ăn chuối ở nhiều nước trên thế giới vì hương vị ngọt ngào và kết cấu mềm mại của chúng và vì trẻ em dường như rất thích chúng [25] Chuối có tính linh hoạt tuyệt vời và được chuẩn bị trong một loạt các công thức nấu ăn, bao gồm các chế phẩm thực phẩm cho trẻ em, bánh pudding, bánh kếp, và bánh mì Ở Thái Bình Dương, chuối được trộn với khoai môn hoặc khoai mỡ, cùng với kem dừa và nướng trong một số công thức nấu ăn Vì có thể ăn sống, chuối cung cấp một loại thực phẩm tiện lợi cho các

bà mẹ bận rộn và thực phẩm đóng gói sẵn, hợp vệ sinh cho trẻ Chuối có thể được coi là một loại thức ăn nhanh có lợi cho sức khỏe [9]

Do đó, các giống chuối giàu vitamin A carotenoids có thể cung cấp một nguồn thực phẩm tiềm năng để giảm bớt tình trạng thiếu vitamin A, đặc biệt là ở các nước đang phát triển Nhiều yếu tố liên quan đến các nguồn thực phẩm vitamin A được biết đến hiện nay làm hạn chế hiệu quả của chúng trong việc cải thiện tình trạng vitamin A Chuối là một thực phẩm lý tưởng cho trẻ nhỏ và gia đình ở nhiều khu vực trên thế giới, vì vị ngọt, kết cấu, kích thước phần, sự quen thuộc, tiện lợi sẵn có, tính linh hoạt và chi phí Thực phẩm chứa hàm lượng carotenoids cao đã được chứng minh là bảo vệ chống lại bệnh mãn tính, bao gồm một số bệnh ung thư, bệnh tim mạch và tiểu đường [9]

Màu sắc của phần ăn được của quả chuối dường như là một chỉ số tốt về hàm lượng caroten của nó Năm loại màu đã được xác định: trắng, kem, vàng, vàng cam và cam Do

đó, màu sắc của quả chuối có thể được sử dụng trong cộng đồng để chọn những giống chuối có tiềm năng lớn nhất cho lợi ích sức khỏe Tuy nhiên, công việc tiếp theo là cần thiết để xác minh rằng màu sắc không phản ánh nhất quán hàm lượng carotene trong các giống chuối khác nhau [9]

Dopamine, axit ascobic và các chất chống oxy hóa khác có trong chuối làm giảm tình trạng oxy hóa huyết tương và tăng cường khả năng chống biến đổi oxy hóa của lipoprotein mật độ thấp Norepinephrine và dopamine có trong chuối làm tăng huyết áp

và serotonin ức chế bài tiết dạ dày bằng cách kích thích cơ trơn của ruột (Kumar et al., 2012) [24]

Chuối là một nguồn tốt của fructo-oligosacarit chế độ ăn uống, được coi là thành phần chức năng của thực phẩm Chúng làm giảm nồng độ cholesterol huyết thanh, cải thiện sự hấp thụ khoáng chất và kích thích sự phát triển của hệ vi sinh đường ruột không gây bệnh, do tác dụng prebiotic của chúng (Sabater-Molina, Larqué, Torrella, & Zamora, 2009) Tiêu thụ chuối hàng ngày giúp cải thiện độ nhạy insulin ở bệnh nhân tiểu đường

và cũng cho thấy các hoạt động của hypocholesterolaemia (Cressey, Kumsaiyai, & Mangklabruks, 2014) [24]

Chuối có thể hữu ích trong điều trị tăng lipid máu và một số bệnh xơ vữa động mạch bệnh ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của con người Flavonoid chiết xuất từ quả chuối chưa chín đã cho thấy các hoạt động hạ đường huyết, chẳng hạn như giảm nồng độ cholesterol, phospholipids, axit béo tự do và triglyceride trong huyết thanh, gan, thận và não của chuột đực (Krishnan & Vijayalakshmi, 2005; Presannakumar, & Vijayalakshmi, 2009) Flavonoid làm tăng sự thoái hóa và loại bỏ cholesterol thông qua axit mật và sterol trung tính Tác dụng có lợi này có thể được sử dụng ở người vì chuối là một loại thực phẩm yêu thích của mọi người trên toàn thế giới [24]

Hiện nay, chuối được trồng và tiêu thụ cả dưới dạng thô và nấu chín trên toàn thế giới nhờ giá trị dinh dưỡng và dược liệu cao Trong các tài liệu hiện nay, người ta nhận thấy rằng có sự đa dạng lớn của các hợp chất hoạt tính sinh học có giá trị cao trong chuối Chuối chứa đủ lượng hợp chất hoạt tính sinh học có lợi cho việc tăng cường sức khỏe Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hoạt động chống oxy hóa của các hợp chất này và sử dụng thành công chuối trong phòng chống bệnh tật và tăng cường sức khỏe do các đặc tính có lợi của chúng Các giống chuối có chứa hàm lượng cao các hợp chất hoạt tính sinh học này cần được tiếp tục xác định, thúc đẩy và sử dụng trong các chương trình nhân giống để phát triển tăng cường sinh học giống cây trồng Những giống cây này sẽ là phương tiện rất tốt để giải quyết một số vấn đề liên quan đến sức khỏe Các giống chuối chứa hàm lượng carotenoids cao đã được xác định hoặc phát triển bằng phương pháp nhân giống và đưa vào chế độ ăn hàng ngày của con người nhằm mục tiêu để bảo vệ, chống lại thiếu vitamin A và một số bệnh mãn tính Các hợp chất hoạt tính sinh học khác trong chuối, như phenolics, amin sinh học và phytosterol, cũng có thể được tăng cường trong khi phát triển các giống cây trồng được chọn lọc sinh học từ các mầm cây có sẵn

1.1.4 Các quá trình biến đổi của chuối sau thu hoạch và bảo quản

Sau quá trình thu hoạch, chuối vẫn tồn tại như một cơ quan sống liên tục có những thay đổi nội tại Vấn đề chính ảnh hưởng đến chất lượng của chuối là sự phá hủy vật lý,

hư hỏng, quá trình chín không đồng đều Để kiểm soát chất lượng của chuối, kiến thức và hiểu biết về các yếu tố vật lý, hóa học, sinh học và môi trường là cần thiết [19] Chuối là trái cây nhiệt đới, ethylene được bắt đầu tổng hợp khi chín, quá trình này diễn ra nhanh

và mạnh trong hoạt động hô hấp của trái cây Trong quá trình chín, đường tăng, hương vị phát triển, thịt quả dần mềm hơn [19]

❖ Các biến đổi sinh hóa trong quá trình bảo quản và chín của chuối:

a) Carbohydrate

Sự đa dạng của các quá trình chuyển hóa này phụ thuộc vào sự thay đổi thành phần

và kết cấu xảy ra trong quá trình chín từ một quả cứng, màu xanh lá cây, đến tính chất mềm, ngọt, vàng Một nghiên cứu gần đây về sự biến đổi carbohydrate trong chuối, cũng phát hiện ra dấu vết của quá trình thủy phân tinh bột [14]

Thành phần tinh bột và đường của chuối chín rất đa dạng trong từng giống theo giai đoạn chín chính xác hoặc già của quả, mặc dù xu hướng thay đổi là tương tự nhau đối với mỗi giống Trong khi đó, hàm lượng đường của chuối chín hoàn toàn gần như không đổi cho đến khi trái cây rất già, hàm lượng đường của chuối tăng liên tục Do đó, kiểm soát chính xác giai đoạn chín trước khi sử dụng là một yếu tố quan trọng trong chế biến chuối.[14]

Việc chuyển hóa tinh bột, thành phần chính của thịt quả chuối chưa chín, thành đường trong quá trình chín đã được xem xét bởi Loesecke và sau đó bởi các nhà phê bình khác Tinh bột, bao gồm 85 đến 95% chất khô của thịt quả chưa chín, bị biến chất nhanh chóng sau khi bắt đầu chín, do đó thịt chuối chín chứa từ 5 đến 15 % tinh bột và 70 đến 80% đường tự do, glucose, fructose và sucrose [11]

Nồng độ và trình tự xuất hiện của sucrose, glucose và fructose được xác định bằng cách sử dụng các phản ứng enzyme cụ thể Trong thời kỳ trước chín, hoạt động phosphatase tăng lên trong khi hoạt động phosphorylase, ban đầu tăng trước khi bắt đầu chuyển hóa tinh bột, sau đó giảm dần trong một mô hình phức tạp Tinh bột được chuyển hóa thành sucrose với sự hình thành glucose và fructose sau này [12]

Chuyển đổi tinh bột là một trong những thay đổi dễ thấy nhất đặc trưng cho sự chín của trái cây Ở chuối, sự thay đổi này là rõ ràng nhất vì nồng độ tinh bột trung bình giảm trong vòng vài ngày từ 22% trong giai đoạn trước chín xuống dưới 1% ở đỉnh quá trình chín (Palmer 1971).[13] Đồng thời, hàm lượng sucrose tăng 12 lần và trước sự gia tăng

của hexose (Khu vực và Lajolo, 1981) Chỉ có 5% được sử dụng nhiều nhất cho hô hấp (Biale và Young, 1981) [13] Tầm quan trọng của phản ứng này là nguồn năng lượng cho những thay đổi tiếp theo trong quá trình chín và cho các mục đích sử dụng khác của trái cây [12]

Quá trình chín được hoàn thành sau 16 đến 18 ngày sau khi thu hoạch Cho đến ngày thứ 8, tỷ lệ tinh bột cao (22%) và nồng độ sucrose (0,20%), glucose (0,01%) và fructose (0,01%) sẽ rất thấp Suy thoái tinh bột trở nên rõ ràng trong khoảng thời gian từ ngày 10 đến ngày 15, cùng với sự gia tăng đồng thời của sucrose Nồng độ tối đa của sucrose (11,5%) đã đạt được vào ngày 17, sau đó giảm dần, trong khi cùng ngày này, tỷ lệ phần trăm của glucose và fructose bắt đầu tăng Nồng độ tối đa của glucose và fructose (tương ứng 4 và 4,5%) được ghi nhận vào ngày 18 Sự chuyển hóa tinh bột thành sucrose bắt đầu ngay trước khi tăng hô hấp và đồng thời với giai đoạn này, ethylene được sản xuất, được

đo trong luồng không khí thoát ra từ các buồng lưu trữ, đã tăng từ 0,1 µl / kg / giờ lên 13

µl / kg / giờ trong khoảng thời gian từ ngày 10 đến 12 Điều này chỉ ra rằng sự biến đổi tinh bột thành sucrose có lẽ là con đường chính cho sự thoái hóa tinh bột trong quá trình

chín [12]

Biến đổi tinh bột-sucrose trong quá trình chín của chuối liên quan đến một số enzyme và nhiều hơn một con đường Amylase tham gia thủy phân tinh bột nhưng có lẽ không liên quan đến tổng hợp sucrose Garcia và Lajolo (1988) đã phát hiện hoạt động của α- và bốn β-amylase và α-1,4- và α-1,6-glucosidase trong tất cả các giai đoạn chín của quả [13]

Bên cạnh các hợp chất carbohydrat thông thường, trong chuối còn có tinh bột kháng – đóng góp tích cực vào vào sức khỏe của con người Tinh bột kháng (Resistant Starch) được định nghĩa bởi EURESTA như ‘tổng lượng tinh bột và các sản phẩm phân hủy tinh bột không được hấp thụ ở ruột non của những người khỏe mạnh Có bốn loại tinh bột kháng: (1) tinh bột không thể nhận diện trong trạng thái nguyên hạt hoặc một phần; (2) tinh bột hạt tự nhiên, bao gồm các hạt nongelatinised ; (3) tinh bột được nâng cấp, được sản xuất bởi các ứng dụng chế biến thực phẩm ; và (4) tinh bột biến đổi hóa học [16] Tinh bột kháng có tác dụng sinh lý tương tự như prebiotic và chất xơ trong chế độ

ăn uống: Tinh bột kháng kích thích sự phát triển của vi khuẩn có lợi trong ruột (ví dụ, bifidobacteria) và tăng sản xuất axit béo chuỗi ngắn liên quan đến chức năng miễn dịch đường ruột và điều chế microbiota Ngoài ra, tinh bột kháng bảo vệ chống lại một số bệnh, bao gồm tiểu đường loại II, ung thư đại trực tràng và các bệnh mãn tính khác liên quan đến chế độ ăn [16]