LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN NƯỚC THANH LONG −¿ KHÓM LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN NƯỚC THANH LONG −¿ KHÓM
GIỚI THIỆU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Nước ta nổi tiếng với nền nông nghiệp lâu đời và đa dạng cây trồng, trong đó không thể không nhắc đến các loại trái cây, đặc biệt là thanh long ruột đỏ Theo Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, diện tích cây ăn quả đạt gần 1 triệu hectare với sản lượng 8 triệu tấn vào năm 2018 Thanh long ruột đỏ, với giá trị kinh tế cao và khả năng chịu hạn tốt, chủ yếu được trồng ở các vùng khí hậu nóng Loại trái cây này chứa nhiều vitamin và khoáng chất thiết yếu, đặc biệt là betacyanin, hợp chất giúp chống oxy hóa và giảm nguy cơ bệnh tim mạch Mùa thu hoạch thường dẫn đến tình trạng cung vượt cầu, vì vậy nhiều phương pháp bảo quản và chế biến đã được phát triển, trong đó thanh long ruột đỏ được chế biến thành các sản phẩm giá trị gia tăng như bánh mì, mứt, thanh long sấy dẻo và nước quả, giúp tăng cường khả năng tiêu thụ.
Nước quả mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe, bao gồm sự tiện lợi và cung cấp vitamin, khoáng chất dồi dào, giúp tăng cường hệ miễn dịch và hỗ trợ cơ thể chống lại bệnh tật Ngoài ra, nước quả còn giúp cung cấp lượng nước cần thiết, thanh lọc cơ thể và cải thiện thị lực, đặc biệt khi sử dụng nước từ trái cây giàu vitamin A.
Chế biến thanh long thành nước quả đã trở nên phổ biến, nhưng để nâng cao hương vị và giá trị dinh dưỡng, nghiên cứu phối trộn với các loại trái cây chua ngọt khác, như khóm, có thể tăng cường hiệu quả sử dụng của thanh long.
Hiện nay, thị trường có nhiều loại nước quả với hương vị và màu sắc phong phú Để đa dạng hóa các sản phẩm nước quả ép, nghiên cứu quy trình chế biến nước thanh long và khóm đã được thực hiện.
MỤC ĐÍCH
Nghiên cứu chế biến nước thanh long và khóm đã thành công, tạo ra sản phẩm có giá trị kinh tế cao và giàu dinh dưỡng Dựa trên những mục tiêu đã xác định, đề tài này được thực hiện với các nội dung cụ thể.
- Phân tích thành phần hóa học cơ bản của nguyên liệu.
- Khảo sát nồng độ enzyme pectinase và thời gian xử lý enzyme đến hiệu quả trích ly và độ trong dịch thanh long.
- Khảo sát tỷ lệ phối trộn của dịch ép thanh long ruột đỏ và dịch ép khóm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
- Khảo sát nồng độ đường và ascorbic acid ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
- Khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thanh trùng đến chất lượng của sản phẩm.
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
TỔNG QUAN VỀ NƯỚC ÉP TRÁI CÂY
Nước ép là loại đồ uống giải khát được sản xuất từ dịch quả chưa lên men, có thể lên men từ phần ăn được của quả, đảm bảo nguyên vẹn và đạt độ chín thích hợp Quy trình chế biến nước ép bao gồm việc ép hoặc nghiền quả để thu được sản phẩm.
Nước quả chứa nhiều chất dinh dưỡng quan trọng như đường, acid hữu cơ và vitamin, tạo nên hương vị thơm ngon và hấp dẫn Sự cân đối và đầy đủ của các thành phần này góp phần làm tăng giá trị dinh dưỡng của nước quả (Nguyễn Văn Tiếp et al., 2000).
Thành phần dinh dưỡng của một số nước quả được thể hiện ở Bảng 2.1.
Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của một số nước quả
(%)Tro Độ sinh nhiệt (kcal/100g)
(Nguyễn Văn Tiếp et al., 2000)
Ghi chú “ –” không thể hiện được giá trị
Nước ép quả có thể được phân loại dựa theo mức độ tự nhiên của sản phẩm, phương pháp bảo quản nước quả và trạng thái sản phẩm:
2.1.2.1 Mức độ tự nhiên của sản phẩm
Theo mức độ tự nhiên của sản phẩm, nước ép quả được phân loại thành các dạng:
- Nước quả tự nhiên: được chế biến từ một loại quả, không pha thêm đường hoặc bất cứ một phụ gia nào khác.
Nước quả hỗn hợp được chế biến bằng cách pha trộn hai hoặc nhiều loại nước quả khác nhau Tỷ lệ nước quả pha thêm không vượt quá 35% so với lượng nước quả chính, đảm bảo hương vị và chất lượng sản phẩm.
Nước quả pha đường là loại nước uống được chế biến bằng cách thêm đường kính, giúp tăng cường hương vị và giá trị dinh dưỡng Để làm cho nước quả thêm phần hấp dẫn, người ta có thể tăng độ chua bằng cách sử dụng acid thực phẩm.
Nước quả giải khát là loại nước quả được pha loãng với tỷ lệ nước quả chỉ chiếm từ 10% đến 30%, kết hợp với các phụ gia như đường kính, acid thực phẩm, chất màu và hương liệu Sản phẩm này có thể được bổ sung khí CO2 hoặc không có khí CO2.
- Nước quả cô đặc: chế biến bằng cách cô đặc nước quả tự nhiên đã được lọc trong.
Siro quả và squash quả là hai loại nước trái cây có chứa lượng đường cao, với siro quả đạt từ 50% đến 70% hàm lượng đường Trong khi đó, squash quả tương tự như siro nhưng có nhiều thịt quả hơn và có độ đặc hơn.
Nước quả lên men là sản phẩm được chế biến từ quá trình lên men dịch quả, tương tự như rượu vang quả, nhưng có hàm lượng ethanol thấp hơn và không thể bảo quản lâu dài như rượu vang quả (Nguyễn Văn Tiếp et al., 2008).
2.1.2.2 Phương pháp bảo quản nước quả
Theo phương pháp bảo quản nước ép quả, nước quả được phân loại thành các dạng:
- Nước quả thanh trùng: đóng vào bao bì kín, thanh trùng bằng nhiệt (có thể thanh trùng trước hoặc sau khi đóng vào bao bì).
- Nước quả làm lạnh (hoặc làm lạnh đông): nước quả được bảo quản bằng phương pháp làm lạnh hoặc lạnh đông.
- Nước quả nạp khí CO2: nước quả được bổ sung khí CO2, để góp phần ức chế hoạt động của vi sinh vật.
- Nước quả sunfit hóa: bảo quản nước quả bằng các hóa chất có chứa SO2
(natribisulfit) Nước quả sunfit hóa được coi là bán chế phẩm, để chế biến ra các dạng sản phẩm khác có chứa nước quả.
- Nước quả rượu hóa: nước quả được pha thêm rượu ethylic, với hàm lượng đủ để ức chế hoạt động của vi sinh vật (Nguyễn Văn Tiếp et al., 2008).
2.1.2.3 Trạng thái của sản phẩm
Theo trạng thái của sản phẩm, nước ép quả được phân loại thành các dạng:
Nước quả ép dạng trong được sản xuất bằng cách tách dịch bào khỏi mô quả thông qua phương pháp ép Sau đó, sản phẩm được lắng và lọc kỹ để loại bỏ hoàn toàn thịt quả, mang lại một sản phẩm trong suốt, không còn thịt quả lắng ở đáy bao bì.
Nước quả ép dạng đục được chế biến tương tự như nước quả ép dạng trong, nhưng không qua quá trình lắng và lọc triệt để Sản phẩm này vẫn giữ lại một lượng thịt quả nhất định, và khi để yên, có thể lắng xuống đáy bao bì.
Nước quả nghiền, hay còn gọi là nectar, được chế biến bằng cách nghiền mịn mô quả kết hợp với dịch bào, sau đó thêm đường, acid thực phẩm và các phụ gia khác để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh (Nguyễn Văn Tiếp et al., 2008).
Sản phẩm nước quả khóm (Hình 2.1) và thanh long ruột đỏ (Hình 2.2) trên thị trường:
Hình 2.1 Nước ép khóm trên thị trường
Hình 2.2 Nước ép thanh long ruột đỏ trên thị trường
SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LIỆU, PHỤ GIA
2.2.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm
Tên khoa học: Hylocereus undatus, Haw.
Cây thanh long, hay còn gọi là Pitahaya hoặc Dragon fruit, có quả hình bầu dục với nhiều tai lá xanh và đầu quả lỏm sâu Vỏ quả mỏng, dễ bóc, chuyển từ màu xanh khi còn non sang đỏ tím hoặc đỏ đậm khi chín Quả có ruột xốp, điểm xuyết hạt đen nhỏ giống hạt vừng, với số lượng hạt nhiều, khó loại bỏ Vị của quả thanh long hơi chua, có khối lượng trung bình từ 200 đến 400 g Loài cây này thuộc họ xương rồng và có nguồn gốc từ các vùng sa mạc ở Mexico và Colombia.
Thanh long đã du nhập vào Việt Nam từ thời Pháp thuộc, hơn 100 năm trước, nhưng chỉ được phát triển thành hàng hóa từ thập niên 1980 Hiện nay, Việt Nam là quốc gia duy nhất ở Đông Nam Á trồng thanh long một cách tập trung với quy mô thương mại, với diện tích ước tính khoảng 4000 hectare, chủ yếu tập trung tại Bình Thuận.
2716 hectare, phần còn lại là Long An, Tiền Giang, thành phố Hồ Chí Minh, Khánh Hòa và rải rác ở một số nơi khác (Nguyễn Văn Kế, 2003).
Dựa theo màu sắc của ruột và vỏ, quả thanh long được chia thanh 3 loại chính theo Liaotrakoon, W (2013):
- Hylocereus undatus: ruột trắng với vỏ hồng hay đỏ.
- Hylocereus polyrhizus: ruột đỏ với vỏ hồng hay đỏ.
- Hylocereus megalanthus: ruột trắng với vỏ vàng.
Hình 2.3 Một số loại thanh long phổ biến
Thanh long là loại trái cây có giá trị dinh dưỡng cao và đặc tính chống oxy hóa nổi bật Đặc biệt, thịt quả thanh long ruột đỏ chứa lượng lớn sắc tố betacyanin, có mặt cả trong vỏ của thanh long ruột đỏ và ruột trắng Hàm lượng betacyanin trong thanh long ruột đỏ chín dao động từ 32 đến 47 mg/100 g, tương đương với giá trị tìm thấy ở củ dền, một nguồn cung cấp betacyanin thương mại.
2.2.1.2 Giá trị dinh dưỡng của thanh long ruột đỏ
Quả thanh long có tính hơi hàn, giúp giải nhiệt và khát nước, đồng thời lợi tiểu, nhuận tràng, phòng chống bệnh scorbut, và hỗ trợ điều trị cao huyết áp cùng một số chứng chảy máu thông thường Với giá trị dinh dưỡng cao, thanh long chứa nhiều kali, phospho, natri, magie, và các vitamin như vitamin C (33 mg/100 g) và vitamin B3 (0,2 − 2,8 mg/100 g), trong khi vitamin B1, B2 và A chỉ có nồng độ thấp (< 0,05 mg/100 g) Thanh long ruột trắng có giá trị chất lượng thấp hơn so với thanh long ruột đỏ, và có hàm lượng acid thấp với giá trị pH từ 4,4 đến 5,1.
Bảng 2.2 Thành phần dinh dưỡng của quả thanh long trong 100 g
Thành phần Đơn vị Thanh long ruột trắng Thanh long ruột đỏ
2.2.2.1 Nguồn gốc và đặc điểm
Tên khoa học: Ananas comusus (L.) Merr.
Giống: Ananas sativus (L.) Schulti, Bromelia comosa L., Ananas sativus L (Hà Văn Thuyết và Trần Quang Bình, 2000).
Họ: dứa (Bromeliaceae) (Vũ Công Hậu, 1999).
Khóm (tên tiếng Anh là pine apple, tên tiếng Pháp là ananas) (Vũ Công Hậu,
Quả có nhiều mắt và một cụm lá ở phía trên, được sử dụng phổ biến để ăn tươi và chế biến.
Thơm (khóm) có nguồn gốc từ Tây Ấn, Trung Mỹ hiện được trồng ở các nước có khí hậu nhiệt đới như: Philippine, Indonesia (đảo Sumatra), Hawai Srilanca, Nam
Mỹ, châu Phi Ở Việt Nam dứa là loại quả chủ lực trong chế biến đồ hộp xuất khẩu (Hà Văn Thuyết và Trần Quang Bình, 2000).
Dứa chủ yếu được phân thành 3 nhóm chính: nhóm Queen (Hoàng Hậu), nhóm Caien (Cayene) và nhóm Spanish (Tây Ban Nha) (Quách Đĩnh et al., 2008).
Hoàng hậu (Queen) là loại dứa có kích thước trung bình, quả nhỏ với mắt lồi, dễ vận chuyển Thịt quả có màu vàng đậm, giòn, thơm và vị chua ngọt đậm đà, mang lại chất lượng cảm quan cao nhất Loại dứa này thường được tiêu thụ tươi trên toàn thế giới, bao gồm các giống như khóm, dứa tây, dứa hoa và dứa Victoria Hiện nay, nhóm dứa này được trồng phổ biến nhất tại Việt Nam.
Quả dứa Tây Ban Nha lớn hơn dứa Queen nhưng nhỏ hơn dứa Caien, với mắt sâu và thịt quả vàng nhạt, có chỗ trắng, vị chua, ít thơm nhưng nhiều nước hơn dứa Queen Nhóm dứa này bao gồm dứa thơm, dứa ta và dứa mật, được xem là có chất lượng kém nhất Chúng được trồng lâu đời và chủ yếu tập trung tại Tam Dương, Vĩnh Phúc.
Dứa Caien (Cayenne) có kích thước lớn, với quả có thể nặng tới 3 kg, có mắt phẳng và nông Thịt quả của dứa Caien có màu vàng kém, nhiều nước nhưng ít ngọt và kém thơm hơn so với dứa Queen Nhóm dứa này bao gồm dứa tây và dứa độc bình, được trồng phổ biến ở nhiều vùng sản xuất dứa lớn trên thế giới như Thái Lan, Hawaii, và Philippines Hiện nay, Việt Nam cũng đang phát triển giống dứa Caien này.
2.2.2.2 Giá trị dinh dưỡng của khóm
Khóm chứa khoảng 72-88% nước, 15-24% chất khô, và 8-19% đường, trong đó đường saccharose chiếm 70% Ngoài ra, khóm còn chứa acid citric, malic acid, tartaric acid, và sucinic acid với hàm lượng từ 0,3-0,8% Hàm lượng protein trong khóm khoảng 0,5%, chất khoáng 0,25%, và vitamin C từ 15-55 mg% Các vitamin khác bao gồm vitamin A1 khoảng 0,06 mg%, B1 khoảng 0,09 mg%, và B2 khoảng 0,04 mg% Đặc biệt, khóm còn chứa enzyme bromelain, có tác dụng tiêu hóa protid rất tốt, chủ yếu tập trung ở vỏ và cuống, do đó bã dứa có thể được sử dụng để sản xuất enzyme này.
Thành phần dinh dưỡng của một số giống khóm được thể hiện ở Bảng 2.3.
Bảng 2.3 Thành phần dinh dưỡng của một số giống khóm
Giống khóm, nơi trồng Độ khô
2.2.3 Một số nguyên liệu phụ khác
2.2.3.1 Đường Đường saccharose là một phụ gia quen thuộc trong ngành công nghệ thực phẩm với công thức phân tử C12H22O11, phân tử khối 180 Công thức hóa học của saccharose được thể hiện ở Hình 2.5.
Hình 2.5 Công thức hóa học của saccharose
Chất ngọt truyền thống trong ngành công nghiệp thức uống chủ yếu là đường saccharose, được chiết xuất từ mía hoặc củ cải đường Saccharose thường được sử dụng dưới dạng tinh thể với độ tinh sạch cao, không chỉ mang lại vị ngọt mà còn có nhiều tính năng chức năng quan trọng như điều chỉnh cấu trúc, tạo cảm giác ngon miệng và bảo quản thực phẩm.
2012) Chỉ tiêu cảm quan của đường được thể hiện ở Bảng 2.4.
Bảng 2.4 Bảng chỉ tiêu cảm quan của đường
Hình dáng Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi, khô, không vón cục.
Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ.
Màu sắc Tinh thể màu trắng, khi pha vào nước cất cho dung dịch trong suốt.
Tên hóa học: acid L −¿ ascorbic; ascorbic acid; 2,3 −¿ didehydro – L −¿ threo
Khối lượng phân tử: 176,13 (TCVN 11168 : 2015)
Hình 2.6 Công thức cấu tạo của ascorbic acid
Vitamin C là một chất dễ bị phá hủy do quá trình oxy hóa, có tính không bền và nhạy cảm với nhiệt độ cũng như ánh sáng Chất này có vị chua, không mùi, tồn tại dưới dạng tinh thể trắng, dễ tan trong nước, và ổn định trong môi trường trung tính cũng như môi trường acid.
Vitamin C là một chất chống oxy hóa quan trọng trong cơ thể, có nhiều trong các loại thực phẩm tự nhiên như cam, chanh, quýt, bưởi, ớt và hành Sau khi được hấp thụ qua ruột non, vitamin C chuyển hóa thành anion tự do và được vận chuyển, dự trữ trong hồng cầu và bạch cầu.
Vitamin C đóng vai trò quan trọng như một chất khử sinh học và chất chống oxy hóa, bảo vệ cơ thể khỏi các tác nhân oxy hóa có hại Trong các phản ứng hydroxyl hóa, vitamin C thường kết hợp với ion Fe 2+ và Cu 2+ Ngoài những chức năng này, vitamin C còn đảm nhận nhiều vai trò khác trong cơ thể.
- Tham gia tổng hợp hormon corticosteroid.
- Tác động đến sự tổng hợp collagen, giúp hấp thu lipid ở ruột, giúp tổng hợp glucose - corticoid.
- Rất cần thiết với quá trình hấp thụ sắt trong tá tràng.
- Vitamin C tạo nên sức để kháng, chống nhiễm trùng, nhiễm độc, cảm cúm, chống stress, kháng virus, tăng tính miễn dịch.
Cơ thể con người không thể tự sản xuất vitamin C, vì vậy cần bổ sung từ thực phẩm Nhu cầu vitamin C thay đổi tùy theo độ tuổi, khí hậu và phương thức lao động Theo thông tư của Bộ Y tế năm 2014, đã có khuyến nghị về nhu cầu vitamin C cho người Việt Nam.
- Trẻ em dưới 6 tháng tuổi: 25 mg/ ngày, từ 6 – 11 tháng tuổi: 30 mg/ ngày, 1 −¿
3 tuổi 30 mg/ ngày, 4 −¿ 6 tuổi 30 mg/ ngày, 7 −¿ 9 tuổi: 35 mg/ ngày.
- Nam vị thành niên từ 10−¿ 18 tuổi: 65 mg/ ngày.
- Nam trưởng thành từ 19 – dưới 60 tuổi: 70 mg/ ngày.
- Nữ vị thành niên từ 10−¿ 18 tuổi: 65 mg/ ngày.
- Nữ trưởng thành từ 19 – dưới 60 tuổi: 70 mg/ ngày.
- Phụ nữ mang thai 80 mg/ ngày.
- Bà mẹ cho con bú 95 mg/ ngày.
THANH TRÙNG NƯỚC TRÁI CÂY
Trong sản xuất đồ hộp thực phẩm, đặc biệt là chế biến nước quả, thanh trùng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo quản và nâng cao chất lượng sản phẩm Quy trình này nhằm tiêu diệt mầm bệnh gây hư hỏng thực phẩm, đảm bảo an toàn và độ tươi ngon cho sản phẩm.
Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt vi sinh vật có thể gây hư hỏng sản phẩm đồ hộp và tạo ra chất độc hại cho sức khỏe Mục tiêu không phải là vô trùng tuyệt đối, mà là đạt được mức độ vô trùng công nghiệp, đảm bảo không có vi sinh vật gây hại tồn tại trong đồ hộp Dù một số vi sinh vật có thể sống sót, nhưng chúng không được phép phát triển và gây hư hỏng sản phẩm trong điều kiện bảo quản bình thường.
Theo Lê Mỹ Hồng (2005), có rất nhiều chế độ thanh trùng khác nhau và tùy vào sản phẩm mà có thể chọn chế độ thanh trùng phù hợp.
Thanh trùng bằng tia ion hóa là phương pháp hiệu quả để diệt trùng vi sinh vật, thông qua việc thay đổi cấu trúc protein và ion hóa dung môi Hiệu quả của phương pháp này phụ thuộc vào thời gian xử lý, độ dày thực phẩm và mức độ nhiễm vi sinh vật Các tia ion hóa như tia X và tia gamma có khả năng diệt trùng, với liều lượng cần thiết tùy thuộc vào từng loại vi sinh vật Ngoài ra, tia hồng ngoại có tác dụng làm nóng sản phẩm để tiêu diệt vi sinh vật, trong khi tia tử ngoại giúp đông tụ protein và phá hủy hệ thống men của chúng.
Thanh trùng bằng sóng siêu âm là phương pháp sử dụng siêu âm để tạo ra áp lực và chân không trong môi trường lỏng, từ đó tạo ra nhiều khoảng trống Khi đó, các chất hòa tan và hơi trong chất lỏng sẽ dồn vào những khoảng trống này, gây ra tác động cơ học mạnh mẽ, dẫn đến việc tiêu diệt vi sinh vật có mặt trong môi trường.
Thanh trùng bằng dòng điện cao tần là phương pháp sử dụng điện trường của dòng điện xoay chiều tần số cao để tiêu diệt vi sinh vật Khi sản phẩm được đặt trong điện trường, các phần tử tích điện như ion và điện tử sẽ dao động, chuyển đổi điện năng hấp thu thành nhiệt năng, từ đó làm chết vi sinh vật hiệu quả.
Thanh trùng bằng cách sử dụng áp suất cao từ 300 đến 600 MPa có khả năng vô hiệu hóa các vi sinh vật không hình thành bào tử Để vô hoạt các vi khuẩn sinh bào tử, cần áp suất rất cao lên đến 1800 MPa Tuy nhiên, áp suất thấp từ 200 đến 400 MPa cũng có thể giảm sự sản sinh bào tử hiệu quả.
Thanh trùng bằng xung điện từ là phương pháp sử dụng trường xung điện để xử lý các loại thực phẩm lỏng Quá trình này diễn ra trong thời gian ngắn, từ vài micro giây đến mili giây, giúp tiêu diệt vi sinh vật hiệu quả nhờ vào việc tạo ra xốp màng tế bào.
Lọc thanh trùng là phương pháp loại trừ vi sinh vật khỏi sản phẩm lỏng như nước quả bằng cách sử dụng màng lọc có lỗ nhỏ, cho phép chỉ sản phẩm đi qua trong khi giữ lại vi sinh vật Sau khi lọc, sản phẩm được đóng vào bao bì đã được sát trùng và ghép kín ngay lập tức, đảm bảo quá trình diễn ra trong điều kiện vệ sinh cao Phương pháp này giúp sản phẩm giữ được tính chất tự nhiên của nó.
Thanh trùng bằng nhiệt là phương pháp phổ biến nhất, sử dụng nước nóng và hơi nước để tiêu diệt vi sinh vật và nấu chín sản phẩm (Nguyễn Văn Tiếp et al., 2000) Ở nhiệt độ cao, protid trong chất nguyên sinh bị đông tụ, ức chế quá trình trao đổi chất, dẫn đến việc tiêu diệt vi sinh vật Quá trình ngưng tụ của vi sinh vật không phục hồi ngay sau khi gia nhiệt, làm cho hoạt động của chúng bị ngừng lại (Nguyễn Trọng Cẩn và Nguyễn Lệ Hà, 2009).
CÁC NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN
2.4.1 Nghiên cứu trong nước Ở Việt Nam có một số nghiên cứu sản xuất nước ép liên quan như:
Theo nghiên cứu của Lê Mỹ Hồng và cộng sự (2009), quá trình chế biến nước trái cây hỗn hợp từ sơ ri, khóm và chanh dây đã cho thấy những kết quả đáng chú ý Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nước trái cây được phân tích kỹ lưỡng, từ đó đưa ra những khuyến nghị cải thiện quy trình sản xuất nhằm nâng cao giá trị dinh dưỡng và hương vị của sản phẩm.
Sản phẩm bao gồm 50% dịch quả sơ ri, 10% dịch quả chanh dây và 40% dịch quả khóm, với thành phẩm chứa 70% dịch quả hỗn hợp và nồng độ đường đạt 20% Để đảm bảo màu sắc và mùi vị phù hợp, sản phẩm được thanh trùng ở nhiệt độ 90 o C trong 34,39 phút, giúp giữ được chất lượng và hạn chế sự mất mát vitamin C cũng như mùi vị do quá trình nấu chín.
Nghiên cứu của Nguyễn Minh Thủy và cộng sự (2013) về "Khảo sát ảnh hưởng của các thành phần bổ sung và điều kiện xử lý đến chất lượng nước khóm - chanh dây" đã chỉ ra rằng các yếu tố bổ sung và quy trình xử lý có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng sản phẩm nước khóm - chanh dây.
Quá trình ủ bằng enzyme pectinase ở nhiệt độ 35 o C mang lại hiệu suất trích ly dịch khóm tối ưu đạt 88,3%, vượt trội so với phương pháp không xử lý chỉ đạt 79% Sản phẩm đạt giá trị cảm quan cao khi phối chế các tỷ lệ khóm 76,5%, chanh dây 3,5% và nước 20%, tạo ra hương vị chua ngọt hài hòa, mùi thơm dễ chịu và giữ được màu sắc đặc trưng của khóm Hoạt động thanh trùng được thực hiện ở 95 o C trong 10 phút, đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm và cải thiện chất lượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm.
Nghiên cứu của Phan Thị Thanh Quế và cộng sự (2017) đã chỉ ra rằng điều kiện chế biến và bảo quản có ảnh hưởng đáng kể đến sự ổn định màu betacyanin trong nước ép từ thịt quả thanh long ruột đỏ (Hylocereus polyrhizus) Kết quả thí nghiệm cho thấy các yếu tố này cần được kiểm soát chặt chẽ để duy trì chất lượng màu sắc của sản phẩm nước ép.
Màu betacyanin trong nước ép thịt quả thanh long ruột đỏ giữ ổn định khi phối hợp với 0,2% acid ascorbic, pH 4,0 và thanh trùng ở 80°C trong 15 phút, với giá trị thanh trùng PU đạt 5,33 phút Điều kiện bảo quản ảnh hưởng lớn đến sự phân hủy betacyanin; ở nhiệt độ phòng (30 ± 2°C) không ngăn sáng, mẫu trong bao bì thủy tinh nâu duy trì 51% màu sắc, trong khi mẫu trong bao bì thủy tinh trong chỉ còn 22% sau 3 tuần Ngược lại, khi bảo quản ở 13°C trong môi trường tối, hàm lượng betacyanin vẫn ổn định, còn lại hơn 90% sau 3 tuần cho cả hai loại bao bì.
Nghiên cứu của Heena Verma et al (2018) chỉ ra rằng việc sử dụng enzyme pectinase trong chế biến nước ép táo mang lại nhiều lợi ích Cụ thể, khi táo được xử lý với enzyme pectinase ở nhiệt độ 30 − 35 °C trong khoảng thời gian từ 30 phút đến 2 giờ, tùy thuộc vào nồng độ enzyme, sẽ làm giảm độ nhớt và độ đục, từ đó giúp quá trình lọc diễn ra nhanh chóng hơn và cải thiện chất lượng nước ép.
Nghiên cứu của Yen-Ming Wong và Lee-Fong Siow (2014) đã chỉ ra các yếu tố ảnh hưởng đến betacyanin trong nước ép thanh long ruột đỏ Kết quả cho thấy sự biến đổi của betacyanin liên quan chặt chẽ đến điều kiện môi trường và quy trình chế biến, từ đó cung cấp thông tin quý giá cho việc cải thiện chất lượng nước ép thanh long.
Quá trình xử lý tối ưu để bảo quản hàm lượng betacyanin trong nước ép trái cây thanh long ruột đỏ là bổ sung 0,25% axit ascorbic, điều chỉnh pH về 4,0 và thanh trùng ở 65 °C trong 30 phút.
ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Tại phòng thí nghiệm công nghệ sinh học thuộc khoa Công nghệ thực phẩm và Công nghệ sinh học của trường Đại học Kỹ thuật - Công nghệ Cần Thơ.
3.1.2 Thời gian: từ ngày 1/3/2021 đến ngày31/5/2021
Thanh long ruột đỏ được cung cấp từ vườn huyện Thới Lai và khóm từ chợ An Hòa, thành phố Cần Thơ Quả thanh long phải to, nặng tay, cứng chắc và còn nguyên vẹn, không bị dập nát Để đảm bảo chất lượng, thanh long cần đạt độ chín thích hợp với vỏ màu đỏ đều, khoảng 75% màu đỏ đậm trên bề mặt và các tai xanh Đối với khóm, cần chọn quả ở độ chín sinh lý, không có dấu hiệu chưa chín như mờ đục, không mùi, và tránh chọn những quả quá xốp hoặc đã lên men.
PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU
- Na2SO4 bão hòa (Trung Quốc)
- Acid dinitrosalicylic (DNS) (Trung Quốc)
- Pb(CH3COOH)2 (Trung Quốc)
- Bình tam giác (Trung Quốc)
- Cân điện tử (Sky Jadever, Đài Loan)
- Máy đo quang phổ UV – VIS (Mỹ)
- Brix kế (Atago, Nhật Bản)
- Cốc thủy tinh (Trung Quốc)
- Một số dụng cụ thường dùng trong phòng thí nghiệm: thao, rỗ, nồi, dao,…
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.3.1 Quy trình nghiên cứu sản phẩm nước thanh long ruột đỏ - khóm dự kiến
3.3.1.1 Sơ đồ quy trình dự kiến
Các thí nghiệm trong quá trình nghiên cứu được bố trí theo quy trình Hình 3.1.
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình nghiên cứu sản phẩm nước thanh long −¿ khóm dự kiến
Sơ chế nguyên liệu là bước quan trọng quyết định chất lượng sản phẩm, trong đó thanh long ruột đỏ và khóm được lựa chọn dựa trên các tiêu chí đã nêu trong phần 3.1.3.
Nguyên liệu đạt yêu cầu cần được rửa sạch để loại bỏ đất cát, bụi bẩn, vi sinh vật và hóa chất nông nghiệp Sau khi rửa, thanh long sẽ được gọt vỏ, nhúng vào dung dịch vitamin C 5% và sau đó trữ đông Khi sử dụng, thanh long được rã đông trong tủ mát trong 1 ngày, sau đó băm nhuyễn và để riêng Khóm cần ủ thêm 30 phút trước khi sử dụng.
Enzyme pectinase Đường và ascorbic acid
Chai thủy tinh được chuẩn bị bằng cách loại bỏ vỏ và cắt nhỏ để dễ dàng trong quá trình ép khóm Quá trình ép khóm nhằm tách dịch quả ra khỏi nguyên liệu, dưới tác động của lực cơ học, máy ép sẽ phá vỡ cấu trúc và giảm kích thước nguyên liệu, giúp dịch quả thoát ra dễ dàng Sau khi khóm được cho vào máy ép, bã và dịch ép sẽ được tách riêng Dịch ép thu hồi sau đó được lọc thô qua vải lọc và đựng vào cốc để chuẩn bị cho các bước tiếp theo.
Thanh long được băm nhuyễn và trộn với nước theo tỷ lệ 1:2, sau đó bổ sung enzyme pectinase với tỷ lệ và thời gian phù hợp để tăng hiệu suất lọc và cải thiện độ trong của dịch quả Hỗn hợp dịch thanh long sau khi ủ sẽ được lọc và phối trộn với tỷ lệ khóm thích hợp, tiếp tục ủ thêm 30 phút.
Sau khi ủ, hỗn hợp dịch thanh long và khóm được lọc qua vải lọc để thu lấy dịch quả, nhằm loại bỏ bã và cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm.
Sau khi thu được dịch thanh long và khóm, tiến hành trộn dịch ép với đường và axit ascorbic theo tỷ lệ hợp lý để tạo ra hương vị và màu sắc đặc trưng, hài hòa cho sản phẩm.
Sau khi trộn đều dịch quả, hỗn hợp được gia nhiệt ở 85 độ C trong 10 phút để vô hoạt enzyme và hòa tan các phụ gia, đảm bảo sự đồng nhất cho dịch quả Quá trình này cũng giúp loại bỏ khí, chuẩn bị cho việc rót vào chai.
Quá trình rót chai diễn ra sau khi lọc nóng, khi hơi nước từ dịch quả giúp đẩy không khí ra ngoài, nâng cao hiệu quả bài khí Điều này rất quan trọng để bảo vệ nước quả khỏi vi sinh vật và không khí, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm Việc này hạn chế quá trình oxy hóa, giảm thiểu tổn thất chất dinh dưỡng và giữ nguyên hương vị, màu sắc của sản phẩm Khi rót, cần tạo khoảng không trên đỉnh chai bằng cách rót dịch cách đỉnh chai khoảng 2-3 cm trước khi ghép nắp.
Sau khi đóng nắp, cần tiến hành thanh trùng ngay lập tức với nhiệt độ và thời gian phù hợp để tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật, từ đó ngăn ngừa hư hỏng và thối rửa sản phẩm, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản.
Sản phẩm sau khi thanh trùng cần được làm nguội nhanh chóng ở nhiệt độ phòng để ngăn chặn sự biến đổi do tác động của nhiệt độ cao.
Sản phẩm cuối cùng là nước thanh long ruột đỏ – khóm với màu sắc đặc trưng của sản phẩm, mùi vị thơm ngon.
3.3.2.1 Phân tích thành phần nguyên liệu
- Mục đích: Đánh giá chất lượng nguyên liệu đầu vào, chuẩn bị cho các công đoạn sau.
Để tiến hành, thanh long ruột đỏ và khóm được lựa chọn dựa trên các tiêu chí đã nêu Sau khi lựa chọn, khóm được rửa sạch, gọt vỏ, cắt nhỏ và ép lấy dịch Thanh long được rã đông và băm nhuyễn Dịch ép khóm sau khi lọc cùng với thanh long đã băm sẽ được sử dụng làm mẫu để phân tích thành phần nguyên liệu.
Các chỉ tiêu phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu được trình bày ở Bảng 3.1 như sau:
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu
Chỉ tiêu Phương pháp phân tích Đơn vị Độ ẩm Sấy khô đến khối lượng không đổi %
Hàm lượng pectin Phương pháp calcium pectate %
Hàm lượng đường khử và đường tổng số Phương pháp DNS % Hàm lượng vitamin C Chuẩn độ bằng phương pháp sử dụng iod %
Hàm lượng betacyanin tổng số Phương pháp đo quang phổ (Wong và Siow, 2015) mg/100g pH Máy đo pH -
Tổng hàm lượng chất khô hòa tan Brix kế ° Brix
Ghi chú “ −¿ ” không thể hiện được giá trị
Các chỉ tiêu được thực hiện qua 3 lần lặp lại.
3.3.2.2 Thí nghiệm 1: Khảo sát nồng độ enzyme pectinase và thời gian xử lý enzyme đến hiệu quả trích ly dịch thanh long a Mục đích
Xác định nồng độ enzyme và thời gian xử lý là yếu tố quan trọng giúp tăng cường hiệu suất thu hồi dịch quả, cải thiện độ trong và nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm Bố trí thí nghiệm cần được thực hiện một cách khoa học để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong quá trình nghiên cứu.
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 2 nhân tố (nhân tố A và B) với
Nhân tố A: nồng độ enzyme pectinase (% khối lượng theo khối lượng hỗn hợp thanh long và nước)
Nhân tố B: Thời gian (phút)
Tổng số nghiệm thức là 9 với 27 đơn vị thí nghiệm
Khối lượng mẫu nguyên liệu cố định 100 g thanh long ruột đỏ/nghiệm thức
Sơ đồ bố trí thí nghiệm như Hình 3.2.
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát nồng độ enzyme pectinase và thời gian xử lý enzyme đến hiệu quả trích ly dịch thanh long
Sản phẩm c Tiến hành thí nghiệm
Thanh long ruột đỏ và khóm được chọn lựa theo các tiêu chí đã đề cập Sau khi lựa chọn, khóm được rửa sạch, gọt vỏ, cắt nhỏ và ép lấy dịch Thanh long được rã đông, băm nhuyễn và kết hợp với nước theo tỷ lệ 1:2, sau đó bổ sung enzyme pectinase với nồng độ đã định Hỗn hợp được ủ ở nhiệt độ thích hợp để đạt hiệu quả tối ưu.
Để chế biến hỗn hợp thanh long, đầu tiên, hỗn hợp được đun nóng ở 50 ℃ trong 90, 120 và 150 phút Sau đó, hỗn hợp này được lọc qua vải lọc để thu dịch lọc Tiếp theo, hai dịch quả được phối trộn theo tỷ lệ 4:1 giữa thanh long và khóm, ủ thêm 30 phút rồi lọc để lấy dịch Dịch lọc sau đó được bổ sung đường 10% và ascorbic acid 0,4% so với tổng hỗn hợp Cuối cùng, thực hiện gia nhiệt, rót chai và thanh trùng trong 10 phút ở nhiệt độ 80 o C, sau đó tiến hành tính hiệu suất thu hồi và đo độ trong của sản phẩm để chọn tỷ lệ phù hợp.
- Độ trong (độ truyền quang T).
3.3.2.3 Thí nghiệm 2: Khảo sát tỷ lệ phối trộn của dịch ép thanh long ruột đỏ và dịch ép khóm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm a Mục đích
Xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa dịch ép thanh long ruột đỏ và dịch ép khóm là yếu tố quan trọng nhằm nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm Bố trí thí nghiệm được thực hiện để tìm ra tỷ lệ phối trộn phù hợp.
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên gồm 1 nhân tố (nhân tố C) với 3 lần lặp lại
Nhân tố C: tỷ lệ nước thanh long ruột đỏ : dịch ép khóm (tỷ lê theo thể tích)
Tổng số nghiệm thức là 3 với 9 đơn vị thí nghiệm
Khối lượng mẫu nguyên liệu cố định 100 g thanh long ruột đỏ/ nghiệm thức
Sơ đồ bố trí thí nghiệm như Hình 3.3.
