Nghiên cứu quy trình sản xuất xoài keo (managifera indica l ) sấy dẻo

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC THỰC PHẨM  LÊ MINH NGUYỆT NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT XOÀI KEO (MANAGIFERA INDICA L ) SẤY DẺO Chuyên ngành CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã chuyên ngành 52540102 1 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021 6 TÓM TẮT Xoài (Managifera indica L ) là một trong những loại trái cây nhiệt đới quan trọng, nhờ vào hương vị, mùi thơm dễ chịu và giá trị dinh dưỡng cao Là một loại trái cây giàu nước, đường, chất.

TỔNG QUAN

Giới thiệu chung về nguyên liệu – xoài keo

Tên khoa học: Mangifera indica

Rễ cây chủ yếu phân bố trong tầng đất từ 0-50cm, đặc biệt ở những khu vực có mực nước ngầm thấp hoặc đất cát, nơi rễ có khả năng phát triển sâu tới 6-8m Tuy nhiên, phần lớn rễ lại tập trung trong khoảng cách khoảng 2m từ gốc cây.

Cây thân gỗ lớn, cao từ 10-20m, với tán cây rậm rạp Ở những khu vực trảng, chiều cao và đường kính tán cây thường tương đương nhau Kích thước tán cây có thể lớn hoặc nhỏ tùy thuộc vào giống cây.

Lá và cành: Lá đơn, nguyên, mọc so le, phiến lá hình thuôn mũi mác, nhẵn, thơm

Trong một năm, cây xoài có khả năng ra 3-4 đợt chồi, điều này phụ thuộc vào giống, tuổi cây, thời tiết và tình hình dinh dưỡng Cây con thường ra nhiều đợt chồi hơn so với cây đang cho quả, trong khi cây già lại rất khó ra chồi Sau khoảng 35 ngày, lá non sẽ chuyển sang màu xanh hoàn toàn, và mỗi lần ra lá, cành xoài sẽ dài thêm từ 20-30cm.

Hình 1.1 Hình thái của hoa, lá và trái xoài [6]

Hoa xoài phát triển thành chùm kép ở ngọn cành, với chiều dài khoảng 30cm và chứa từ 200-400 hoa Mỗi chùm thường bao gồm hai loại hoa: hoa lưỡng tính và hoa đực, trong đó tỉ lệ hoa lưỡng tính chiếm từ 1-36% tùy thuộc vào giống và điều kiện khí hậu Xoài là cây thụ phấn chéo, chủ yếu nhờ côn trùng, nhưng thời gian tiếp nhận hạt phấn của nhụy rất ngắn, chỉ sau vài giờ Nhụy thường chín trước vào lúc mặt trời mọc, trong khi nhị đực chỉ phát tán phấn vào khoảng 8-10 giờ sáng, dẫn đến sự không trùng hợp và cản trở quá trình thụ phấn và thụ tinh của cây xoài.

Hoa nhỏ, màu vàng, có 5 lá đài nhỏ, có lông ở mặt ngoài, 5 cánh hoa có tuyến mật,

Cây này có 5 nhị nhưng chỉ 1-2 nhị sinh sản, với bầu trên chứa một lá noãn và một noãn Quả của cây thuộc dạng quả hạch, chín có màu vàng, thịt vàng, ngọt và thơm, bên trong có nhân xơ và hạt rất to.

Xoài chín có màu vàng hấp dẫn, vị chua ngọt và mùi thơm ngon, là loại trái cây được ưa chuộng Xoài chín có thể được tiêu thụ tươi, chế biến thành nước trái cây, mứt kẹo, kem, hoặc sấy khô để phục vụ nhu cầu nội địa và xuất khẩu.

Xoài keo, một giống xoài nhập khẩu từ vùng Tà Keo của Campuchia, hiện nay đã được trồng phổ biến tại nhiều tỉnh biên giới, đặc biệt là ở các tỉnh phía Nam Việt Nam.

Các giống xoài thương mại:

- Xoài ghép/bưởi/3 mùa mưa

1.1.5 Mùa vụ thu hoạch xoài

- Xoài các tỉnh miền Trung, miền Bắc và Tây Nguyên: Tháng 5 – 6 Dương lịch

- Xoài các tỉnh Đông Nam Bộ: Tháng 4 - 6 Dương lịch

- Xoài các tỉnh Đồng bằng Sông Cửu Long:

+ Mùa vụ chính: Tháng 4 - 6 Dương lịch

+ Mùa vụ nghịch: Tháng 7 - 3 Dương lịch [9]

1.1.6 Diện tích và sản lượng xoài của Việt Nam theo khu vực

Bảng 1.1 Diện tích và sản lượng xoài Việt Nam theo khu vực (Năm 2017) [10]

2 Trung du Miền núi phía Bắc 12,195 13,1 28,723 3,6

4 Duyên hải Nam Trung Bộ 13,054 14,1 73,798 9,4

7 Đồng bằng Sông Cửu Long 42,725 46,1 507,550 64,4

Theo Bộ Nông Nghiệp & Phát Triển Nông Thôn (22/04/2021), vùng đồng bằng Sông Cửu Long hiện có hơn 47.000 ha xoài với năng suất bình quân từ 11-13 tấn/ha, tổng sản lượng đạt khoảng 567.732 tấn mỗi năm Trong đó, 1.789 ha xoài được trồng theo tiêu chuẩn VietGAP và GlobalGAP để phục vụ xuất khẩu Năm 2020, xuất khẩu xoài mang về cho doanh nghiệp hơn 180 triệu USD, trong đó thị trường Trung Quốc chiếm gần 84% tổng kim ngạch xuất khẩu, tiếp theo là Nga, Hoa Kỳ, Hàn Quốc và EU.

Trong năm 2020, tổng giá trị xuất khẩu xoài toàn cầu đạt khoảng 12,3 tỷ USD, trong khi Việt Nam chỉ xuất khẩu hơn 180 triệu USD, cho thấy tiềm năng lớn của thị trường tiêu thụ xoài trên thế giới.

1.1.8 Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế

Quả xoài có giá trị dinh dưỡng cao, thịt quả có hàm lượng vitamin B, C chiếm từ

2 - 3%, đường chiếm 20% (là loại đường đơn được hấp thu hoàn toàn), axit citric, caroten (tiền sinh tố A) 15% [12]

Quả chứa nhiều caroten cùng với các vitamin B1, B2 và C, trong khi hạch quả giàu tinh bột, dầu và tanin Lá cây chứa tanin và flavonoid mangiferin, còn vỏ thân có 3% tanin và mangiferin.

Giá trị sử dụng của xoài trong cuộc sống

Trong 100g phần ăn được của xoài chín có chứa các chất dinh dưỡng:

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của xoài trong 100g phần ăn [13]

Nó cung cấp 62 calo, 78% nhu cầu vitamin A mỗi ngày, rất tốt cho sự phát triển của trẻ em, làn da và thị lực; 46% nhu cầu vitamin C [13]

Phụ gia

1.2.1.1 Giới thiệu chung Đường Saccharose là một disaccharide được tạo thành từ 1 phân tử glucose và 1 phân tử fructose, liên kết với nhau bởi liên kết 1,2 glucoside [14]

Hình 1.3 Phân tử đường Saccharose [15]

- Trạng thái: Rắn, màu trắng

- Độ hòa tan trong nước: 211,5g/100ml (200°C)

1.2.1.2 Vai trò Đường Saccharose được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm nói riêng và các ngành khác nói chung Trong ngành thực phẩm Saccharose là một loại phụ gia tạo ngọt trong bánh kẹo, nước giải khát… Saccharose có khả năng cung cấp năng lượng khi cơ thể cảm thấy mệt mỏi [14]

Nâng cao chất lượng dinh dưỡng của sản phẩm, tạo năng lượng cho cơ thể hoạt động (1g saccharose = 4,1 Kcal)

1.2.1.3 Biến đổi trong quá trình vận chuyển

Xảy ra hiện tượng vón cục và chảy nước ít ở đáy

Bảng 1.3 Chỉ tiêu cảm quan theo TCVN 6958 – 2001 đường tinh luyện [17]

Loại chỉ tiêu Tên chỉ tiêu Yêu cầu

Cảm quan Hình dạng Dạng tinh thể tương đối đồng thể, tơi, khô, không vón cục

Mùi vị Tinh thể cũng như dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không mùi lạ

Màu sắc Tất cả tinh thể đều trắng óng ánh Khi pha trong nước cất, dung dịch đường trong suốt

Maltodextrin là một polysaccharide được tạo thành từ các đơn vị D-glucose liên kết với nhau theo chuỗi có độ dài khác nhau Các đơn vị glucose chủ yếu được kết nối thông qua các liên kết glycosid α (1→4), với chiều dài chuỗi thay đổi từ ba đến 17 đơn vị glucose.

Hình 1.5 Phân tử đường Maltodextrin [20]

- Trạng thái: Bột trắng dạng tinh thể

- Điểm nóng chảy: 160 đến 165°C (433 đến 438 K; 320 đến 329 °F) (khan)

- Độ hòa tan trong nước: 1,080 g/mL (20°C)

Maltodextrin là một phụ gia thực phẩm phổ biến, được sử dụng để cải thiện vị giác và tăng cường kết cấu cho nhiều sản phẩm thực phẩm đã qua chế biến Nó không chỉ giúp kéo dài thời gian sử dụng mà còn đóng vai trò như một chất tạo dẻo, mang lại sự hấp dẫn cho các sản phẩm này.

Maltodextrin là một hợp chất tinh bột quan trọng, có vai trò chính trong việc cung cấp năng lượng cho cơ thể con người Nó được sử dụng rộng rãi như một phụ gia trong thực phẩm và dược phẩm, đảm bảo an toàn cho người tiêu dùng Với khả năng tiêu hóa dễ dàng và hấp thu nhanh chóng như glucose, maltodextrin là nguồn bổ sung năng lượng hiệu quả cho người dùng.

Trehalose là một disaccharide được hình thành bởi một liên kết 1,1 glucoside giữa hai đơn vị α-glucose có công thức phân tử là C12H22O11 [23]

- Khối lượng mol: 342,296 g/mol (khan); 378,33 g/mol (ngậm 2 nước)

- Trạng thái: dạng tinh thể hình thoi, màu trắng

- Khối lượng riêng: 1,58 g/cm3 tại 24°C

- Độ hòa tan trong nước : 68,9g/ 100g tại 20°C

- Hòa tan trong ethanol, không hòa tan trong diethyl ether và benzene

Trehalose là một loại đường tự nhiên có chức năng tương tự như sucrose, nhưng với độ ổn định cao hơn và vị ngọt nhẹ hơn, chỉ đạt khoảng 45% so với sucrose Loại đường này được coi là đa chức năng, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe và ứng dụng trong thực phẩm.

- Xét về tính tan, trehalose có độ tan thấp hơn sucrose khi ở nhiệt độ thấp nhưng lại tan mạnh hơn khi ở nhiệt độ cao (lớn hơn 80°C)

Trehalose là một loại đường có khả năng giữ nước vượt trội, thường được ứng dụng trong ngành thực phẩm Nó được biết đến với khả năng hình thành một pha gel khi tế bào bị mất nước, giúp ngăn chặn sự gián đoạn và tổn thương tế bào.

Hình 1.7 Phân tử đường Trehalose [23]

Trehalose là một loại đường có cấu trúc bền vững, không phản ứng với axit amin hoặc protein trong quá trình chế biến và bảo quản Với cấu trúc hóa học độc đáo, trehalose duy trì tính ổn định ở pH thấp và nhiệt độ cao Khác với các đường đôi khác, trehalose không bị thủy phân thành các thành phần có thể phản ứng, giúp giữ nguyên các tính chất ban đầu của sản phẩm thực phẩm và đồ uống, ngay cả khi trải qua quá trình chế biến ở nhiệt độ cao và thời gian bảo quản dài.

Năm 2000, trehalose được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) công nhận là an toàn Đến năm 2001, thành phần này đã được cấp phép theo quy định như một thành phần thực phẩm mới tại Châu Âu.

Trehalose là một loại đường có độ ngọt chỉ bằng 45% so với saccharose, giúp kiểm soát lượng đường trong máu hiệu quả hơn Loại đường này được sử dụng phổ biến như một thay thế cho nhiều sản phẩm thực phẩm, đặc biệt là trong chế độ ăn cho người giảm cân và bệnh nhân tiểu đường.

Trehalose là một thành phần quan trọng giúp điều chỉnh độ ngọt của sản phẩm mà không làm thay đổi hương vị hay ảnh hưởng đến thời hạn bảo quản Nó có khả năng giảm độ ẩm trong các sản phẩm đa thành phần, tối ưu hóa độ ngọt đồng thời duy trì chất lượng bảo quản Với tính chất bền vững, trehalose không bị thủy phân trong quá trình chế biến, giúp dịch đường giữ nguyên màu sắc và ổn định ngay cả ở nhiệt độ cao.

Trehalose là một thành phần quan trọng trong nhiều sản phẩm thực phẩm nhờ vào vị ngọt nhẹ và tính chất bảo quản Nó giúp duy trì chất lượng của ba chất dinh dưỡng chính: carbohydrate, protein và chất béo, đồng thời ức chế hương vị mạnh và mùi khó chịu trong thực phẩm đóng gói, từ đó nâng cao hương vị mà không làm giảm tuổi thọ sản phẩm Ngoài ra, trehalose còn được sử dụng như một phụ gia tạo dẻo cho các sản phẩm.

Trehalose có khả năng ổn định và chống lại sốc nhiệt, giúp bảo vệ protein khỏi biến tính trong quá trình sấy hoặc làm lạnh Ngoài ra, trehalose còn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ tế bào khỏi các gốc oxy hóa tự do.

Phương pháp sấy

1.3.1 Bản chất của quá trình sấy

Quá trình sấy là quá trình loại bỏ độ ẩm khỏi vật liệu, giúp thải ẩm ra môi trường bên ngoài Độ ẩm trong vật liệu nhận năng lượng, sau đó di chuyển từ bên trong ra bề mặt và tiếp tục thoát ra ngoài.

1.3.2 Phương pháp và chế độ sấy

Dựa vào hai phương pháp tạo ra động lực quá trình sấy, chia ra hai phương pháp: + Phương pháp sấy nóng

Chế độ sấy là khái niệm rộng, thường được hiểu là quy trình trao đổi nhiệt - ẩm giữa tác nhân sấy và vật liệu sấy trong cả hệ thống sấy lạnh và sấy nóng Đối với hệ thống sấy nóng, chế độ sấy liên quan đến quá trình truyền nhiệt và chất giữa tác nhân sấy và vật liệu, bao gồm nhiệt độ của tác nhân sấy khi vào và ra khỏi thiết bị, tốc độ tác nhân sấy, cũng như độ dày của vật liệu sấy trên các thiết bị truyền tải.

1.3.3 Một số phương pháp sấy

Sấy lạnh, hay còn gọi là sấy bơm nhiệt, là phương pháp sấy sử dụng không khí khô ở nhiệt độ thấp hơn so với phương pháp sấy thông thường Nhiệt độ sấy trong quá trình này dao động từ 10-30°C, với độ ẩm không khí sấy khoảng 10-30% Quá trình sấy được thực hiện ở áp suất khí quyển.

Máy sấy lạnh là thiết bị sử dụng máy bơm nhiệt, có cấu tạo gồm đầu nóng và đầu lạnh Đầu nóng cung cấp nhiệt cho quá trình sấy, trong khi đầu lạnh giúp tách ẩm khỏi không khí Nhờ vào thiết kế này, máy sấy lạnh còn được gọi là máy sấy bơm nhiệt, phù hợp với nhiều quy mô sấy khác nhau.

Không khí nóng và khô được lưu thông qua các khay sản phẩm cần sấy, làm giảm nhiệt độ và tăng độ ẩm Sau đó, luồng không khí mang hơi ẩm của nông sản được hút qua ống của dàn lạnh để ngưng tụ Tại đây, không khí được làm lạnh dưới điểm ngưng tụ, khiến hơi nước bị tách ra, giảm độ ẩm trong không khí xuống còn không Luồng không khí khô lạnh này sau đó được dẫn qua buồng nóng để được đốt nóng, với nhiệt độ tăng dần trong khoảng cho phép từ 10 đến 30 °C.

Sau khi được đưa vào buồng sấy, sản phẩm sẽ trải qua quá trình làm khô nhờ sự chênh lệch áp suất riêng phần của hơi nước Hơi nước trên bề mặt sản phẩm sẽ tự bay hơi do áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí, giúp làm khô sản phẩm một cách hiệu quả Quá trình sấy này diễn ra liên tục và tuần hoàn, đảm bảo chất lượng sản phẩm sau khi sấy.

Với nhiệt độ môi trường sấy thấp, chỉ khoảng từ 10 đến 30 °C, chất lượng sản phẩm ít bị ảnh hưởng, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn tốt và mang lại giá trị kinh tế cao.

Hình 1.9 Nguyên lí sấy lạnh sản phẩm [27]

1.3.3.2 Sấy đối lưu (sấy nóng) Đặc trưng của công nghệ sấy đối lưu chính là sự chuyển động của luồng không khí Chúng được dùng làm tác nhân sấy nhưng với điều kiện không khí trong buồng sấy luôn phải nóng, chuyển động theo vòng tuần hoàn trong buồng sấy Chúng sẽ tác động tới vật phẩm cần sấy và làm bốc hơi nước, độ ẩm còn dư trong vật phẩm sấy đó Chính

Luồng không khí nóng từ máy sấy đối lưu sẽ loại bỏ hoàn toàn hơi ẩm, giúp vật phẩm được sấy khô triệt để Nguyên lý này là cơ sở hoạt động của các hệ thống sấy nông sản hiện nay.

Công nghệ sấy đối lưu cho phép thoát hơi ẩm qua luồng khí nóng trong từng đợt sấy, sử dụng nhiều nguồn nhiệt với chi phí thấp Phương pháp này đảm bảo chất lượng nông sản và thành phẩm, giúp chúng không bị biến chất hay hư hại, phù hợp để lưu trữ hoặc cung cấp cho các nhà máy chế biến và đóng gói để bán ra thị trường.

Các yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ sấy đối lưu bao gồm chế độ sấy, kích thước vật phẩm, áp suất hoạt động, phương pháp gia nhiệt, chuyển động của không khí nóng và kết cấu lò sấy.

Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy

Sấy là quá trình loại bỏ nước trong sản phẩm thông qua nhiệt, chuyển nước từ trạng thái lỏng sang hơi và thoát ra khỏi bề mặt sản phẩm Quá trình này bao gồm sự khuếch tán nước từ bên trong sản phẩm ra bề mặt, và hơi nước từ bề mặt khuếch tán vào môi trường xung quanh.

Có hiện tượng co thể tích, khối lượng riêng tăng lên

Giảm khối lượng do lượng nước bay hơi

Biến đổi tính chất cơ lý của sự biến dạng hiện tượng co, hiện tượng tăng độ giòn, bị nứt nẻ [29]

Khuếch tán ẩm là quá trình quan trọng trong giai đoạn đầu của sấy ẩm, khi ẩm từ bên ngoài di chuyển vào trong vật liệu do sự dãn nở nhiệt Hiện tượng này xảy ra do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các phần khác nhau của vật liệu sấy.

Sau khi nước bay hơi từ bề mặt vật liệu, độ ẩm sẽ di chuyển từ bề mặt vào tác nhân sấy Lượng ẩm này sẽ được bổ sung từ bên trong vật liệu ra bên ngoài.

Nếu không kiểm soát nhiệt độ bề mặt, vật liệu sẽ bị nóng quá mức và hình thành lớp vỏ cứng, ngăn cản quá trình thoát ẩm Điều này dẫn đến tình trạng sấy không đều và có thể gây nứt cho vật liệu.

Quá trình bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch độ ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong của vật liệu, dẫn đến việc ẩm từ các lớp bên trong di chuyển ra ngoài bề mặt.

Quá trình chuyển ẩm trong sản phẩm sấy diễn ra nhờ vào độ dẫn ẩm, bao gồm lực khuếch tán thẩm thấu và lực mao quản Độ dẫn ẩm cho phép ẩm di chuyển từ trung tâm ra bề mặt của vật liệu.

Trong quá trình sấy, không chỉ có sự khuếch tán ẩm mà còn xảy ra hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của nước, đồng thời hệ keo cũng có ảnh hưởng đáng kể đến quá trình này.

Biến đổi hóa học xảy ra theo 3 xu hướng: [29]

Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như: phản ứng oxy hóa khử, phản ứng Maillard

Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do môi trường nước giảm dần, ví dụ như: phản ứng thủy phân

Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy Thường nước phân bố không đều trong vật liệu

1.4.3 Biến đổi sinh hóa Ở giai đoạn đầu của quá trình sấy nhiệt độ của vật liệu tăng dần tạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme nhất là hệ enzyme oxy hóa khử gây ảnh hưởng đến vật liệu: vì vậy, cần vô hoạt enzym peroxydase hay polyphenoloxydase trước khi sấy [29] Ở giai đoạn sau khi sấy một số enzym nhất là enzym oxy hóa khử không bị đình chỉ hoàn toàn, còn tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản và tới một giai đoạn giới hạn nhất định có thể dẫn đến hậu quả tạo màu của polyphenol [29]

Nhiệt độ và cường độ màu tăng lên làm cho sản phẩm sấy có màu sắc thẫm hơn Màu nâu xuất hiện do phản ứng melanoidin và quá trình oxy hóa các polyphenol Chỉ tiêu màu sắc của sản phẩm sấy rất quan trọng trong việc đánh giá chất lượng.

Chỉ tiêu 30 phẩm là yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn chế độ sấy phù hợp, giúp cải thiện màu sắc sản phẩm và tạo hình dáng hấp dẫn hơn cho người tiêu dùng.

Trong quá trình chế biến xoài, một số chất thơm có thể bay hơi hoặc bị phân hủy do nhiệt độ cao, dẫn đến mất mùi thơm tự nhiên Đồng thời, phản ứng Maillard có thể tạo ra những mùi hương mới, trong khi mùi cháy khét của đường do phản ứng caramen và mùi nấu từ fufurol cũng xuất hiện trong quá trình sấy.

Để tránh hiện tượng kết tinh đường trong sản phẩm có hàm lượng đường cao, cần giảm mức độ bão hòa đường bằng cách kết hợp đường nghịch chuyển với saccharose, vì độ hòa tan của hỗn hợp này cao hơn saccharose đơn lẻ Có nhiều phương pháp để ngăn ngừa hiện tượng này, nhưng việc bổ sung đường khó kết tinh như maltose, glucose, fructose không được ưa chuộng do chi phí cao Để tạo ra đường nghịch chuyển, cần nấu đường trong môi trường acid; nếu độ acid tự nhiên của nguyên liệu không đủ, có thể bổ sung acid citric hoặc acid tartaric, đây là phương pháp thường được sử dụng nhất.

Khi độ ẩm giảm, nồng độ các chất vị trong sản phẩm tăng lên, đặc biệt là vị ngọt và vị mặn Ngược lại, vị chua có thể giảm do lượng acid bay hơi trong quá trình sấy.

Trong quá trình sấy, các sản phẩm thực phẩm có thể trải qua nhiều biến đổi vật lý và hóa lý, bao gồm tăng tính đàn hồi, tính dai, và tính giòn, cũng như thay đổi hình dạng Một số thực phẩm xốp có thể bị co lại, và hiện tượng này xảy ra không đồng đều do sự phân bố độ ẩm không đồng nhất trong vật liệu Độ ẩm bề mặt thường thấp hơn so với độ ẩm bên trong, dẫn đến sự co không đều, gây ra hiện tượng cong méo và nứt nẻ cho sản phẩm.

Vật liệu có thể bị biến dạng khi tiếp xúc với độ ẩm không đồng đều, thường cong về phía có độ ẩm thấp hơn Bề mặt khô thường bị lõm xuống do co rút nhiều hơn so với bề mặt ẩm Ngoài ra, sự không đồng đều của không khí nóng xung quanh vật liệu trong quá trình sấy cũng góp phần vào hiện tượng méo cong này.

Các phản ứng tạo màu trong quá trình sấy

Trong quá trình chế biến, các nguyên liệu thường chứa nhiều hợp chất khác nhau, và trong quá trình gia công cơ nhiệt, chúng tương tác để tạo ra các chất màu mới, ảnh hưởng đến sản phẩm theo cả hướng tích cực và tiêu cực Các phản ứng tạo màu chủ yếu là phản ứng oxy hóa, có thể có hoặc không có sự xúc tác của enzyme Trong công nghệ sấy, những phản ứng này không chỉ không làm giảm chất lượng sản phẩm về màu sắc và hương vị, mà còn có thể dẫn đến sự giảm giá trị dinh dưỡng.

1.5.1 Phản ứng caramen hóa hay phản ứng trùng hợp

Tiến trình hóa nâu là quá trình không cần acid amin hay protein, diễn ra trong môi trường acid hoặc kiềm và dẫn đến sự thay đổi về mùi vị Nếu không được kiểm soát, quá trình này có thể làm sản phẩm cháy khét và có vị đắng khó chịu Phản ứng này diễn ra mạnh mẽ khi đường đạt đến nhiệt độ nóng chảy, và dưới tác động của nhiệt độ như cô đặc hay sấy, saccharose sẽ mất nước để tạo thành chất màu caramen.

1.5.2 Phản ứng hóa nâu có enzyme

Hệ enzym oxy hóa khử, bao gồm enzyme peroxydase và polyphenol oxidase, đóng vai trò quan trọng trong chế biến và bảo quản rau quả Enzyme peroxydase là enzym mạnh nhất, phổ biến và bền nhiệt, do đó, khi ức chế enzym này, các enzym khác cũng sẽ bị ức chế Trong khi đó, enzyme polyphenol oxidase xúc tác quá trình oxy hóa hợp chất polyphenol, gây ra hiện tượng sẫm màu sản phẩm Để hạn chế tác động tiêu cực của các enzym này và ngăn ngừa sẫm màu trong sản phẩm sấy, các phương pháp như sunfit hóa hoặc chần nguyên liệu trước khi sấy thường được áp dụng Trong công nghệ chế biến rau quả, các phản ứng hóa nâu được chú ý, với một số sản phẩm mong muốn xảy ra hiện tượng này, trong khi những sản phẩm khác lại tìm cách ngăn chặn.

Biến đổi vitamin A, C trong quá trình chế biến

Xoài là nguồn cung cấp đáng kể vitamin A và C, nhưng trong quá trình chế biến, hàm lượng vitamin này thường giảm do tính không bền và dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với O2, ánh sáng và nhiệt độ Vitamin C, một vitamin tan trong nước, dễ bị mất khi rửa hoặc chần nguyên liệu Ngoài ra, vitamin C cũng kém bền với oxy trong không khí, nhưng lại ổn định hơn trong môi trường acid khi không có oxy Trong quá trình nghiền, một phần oxy từ gian bào có thể oxy hóa vitamin C, dẫn đến sự giảm hàm lượng của nó.

Vitamin A là một vitamin không tan trong nước nhưng dễ bị oxy hóa khi tiếp xúc với oxy và nhiệt độ cao Do xoài chứa hàm lượng vitamin A cao, nên trong quá trình sấy, nếu sản phẩm xoài sấy tiếp xúc với không khí nóng trong thời gian dài, hàm lượng vitamin A sẽ bị giảm đi một phần.

Sản phẩm xoài sấy dẻo

1.7.1 Các chỉ tiêu vi sinh vật

Bảng 1.4 Quy định giới hạn tối đa ô nhiễm sinh học và hóa học trong sản phẩm sấy

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức tối đa

1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí CFU/g 10 4

7 Tổng số bào tử nấm men – mốc CFU/g 10 2

1.7.2 Hàm lượng kim loại nặng

Bảng 1.5 Giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong sản phẩm sấy [32]

TT Tên chỉ tiêu Đơn vị tính Mức tối đa

1 Hàm lượng Arsen (As) mg/kg 1,0

2 Hàm lượng Chì ( Pb ) mg/kg 2,0

NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP

Nguyên vật liệu

- Nguyên liệu: Xoài keo (Managifera indica L.) được cung cấp bởi vựa Mỹ Tiên C6- O1 tại Chợ đầu mối Nông sản Thủ Đức

+ Saccharose: độ tinh khiết đường saccharose ≥ 99,8%; độ màu ≤ 20 ICUMSA Được cung cấp bởi Công ty Cổ phần Thành Thành Công – Biên Hòa

+ Maltodextrin: với độ tinh khiết 99,8%, được cung cấp bởi Công ty Cổ phần TNHH Brenntag Việt Nam

Trehalose với độ tinh khiết 45% được cung cấp bởi Công ty Cổ phần TNHH Brenntag Việt Nam, có địa chỉ tại Số 202, đường Hoàng Văn Thụ, Phường 09, Quận Phú Nhuận, Thành phố Hồ Chí Minh.

Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Cách tiếp cận các nội dung nghiên cứu Để hoàn thành nội dung nghiên cứu của luận văn, tiến hành các bước thí nghiệm theo sơ đồ quy trình tổng quát trình bày ở hình 2.1

Nghiên cứu bắt đầu bằng việc xác định độ chín của xoài phù hợp cho chế biến sản phẩm Sau khi chọn được độ chín thích hợp, xoài sẽ được xử lý bằng cách rửa, gọt vỏ và cắt thành miếng dày từ 6-8 mm Tiếp theo, khảo sát ảnh hưởng của quá trình chần ở các nhiệt độ khác nhau đến cấu trúc và màu sắc sản phẩm được tiến hành, với mục đích vô hoạt enzyme oxy hóa như peroxydase và polyphenol oxydase, giúp sản phẩm có màu sắc tốt và không bị biến nâu Quá trình chần cũng ngăn chặn các hoạt động sinh lý, sinh hóa, loại bỏ một phần khí trong gian bào, hạn chế sự oxy hóa các chất dinh dưỡng, đặc biệt là vitamin A và C Sau khi xác định được nhiệt độ chần thích hợp, nghiên cứu tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của các loại đường và tỷ lệ của chúng.

Ngâm đường vào nguyên liệu xoài sấy dẻo không chỉ giúp bổ sung độ ngọt và tạo hương vị thơm ngon, mà còn làm tăng độ dẻo và giảm nước trong xoài, rút ngắn thời gian sấy Khi ngâm trong dung dịch đường, áp suất thẩm thấu giữa dung dịch và xoài khiến đường thấm vào sản phẩm trong khi nước từ xoài thoát ra Tốc độ thẩm thấu phụ thuộc vào mức độ chênh lệch áp suất thẩm thấu Quá trình này mang lại sản phẩm chất lượng cao và tiết kiệm chi phí, vì việc tách nước bằng thẩm thấu ít tốn kém về công sức và nhiên liệu Sau khi ngâm, xoài được đông lạnh, sau đó rã đông và rửa nhanh để ráo trước khi đưa vào tủ sấy.

Hình 2.1 Quy trình tổng quát chế biến sản phẩm xoài sấy

Quá trình sấy nóng ở nhiệt độ khác nhau được thực hiện đến khi sản phẩm đạt độ ẩm khoảng 8%, nhằm tách nước và tạo ra độ ẩm thích hợp cho việc bảo quản và vận chuyển Đồng thời, sấy xoài bằng chế độ sấy lạnh được tiến hành để so sánh kết quả cảm quan và cấu trúc giữa hai phương pháp sấy Sau mỗi thí nghiệm, các mẫu được đánh giá cảm quan, đo màu và đo cấu trúc để xác định thông số tối ưu.

2.2.2 Bố trí thí nghiệm cho các nội dung nghiên cứu

2.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng của quá trình chần đến khả năng vô hoạt enzyme hóa nâu trong nguyên liệu

Mục đích của nghiên cứu này là so sánh sản phẩm chần và không chần, đồng thời xác định nhiệt độ tối ưu để vô hoạt enzyme Việc chần ở các nhiệt độ khác nhau giúp cải thiện chất lượng cảm quan và cấu trúc của sản phẩm, từ đó nâng cao giá trị dinh dưỡng và trải nghiệm người tiêu dùng.

Xoài được xử lý và chần ở các nhiệt độ khác nhau: 70°C, 80°C, 90°C, 100°C, cùng với một mẫu không chần để làm đối chứng Sau đó, xoài được ướp với 20% saccharose, đông lạnh, rã đông, vớt ra, để ráo và sấy ở nhiệt độ 70°C Sau khi sấy, sản phẩm được đánh giá cảm quan, đo màu và đo cấu trúc để chọn mẫu có nhiệt độ chần phù hợp, nơi enzyme bị ức chế Cuối cùng, nhiệt độ chần thích hợp được xác định để sử dụng trong các nghiên cứu tiếp theo.

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về quá trình chần

Chần 80⁰C Chần 90⁰C Chần 100⁰C Ướp đường saccharose Đông lạnh

Rã đông Đánh giá cảm quan, đo màu, đo cấu trúc

Chọn nhiệt độ chần thích hợp

2.2.2.2 Khảo sát, đánh giá sự ảnh hưởng của các loại đường đến chất lượng của sản phẩm xoài sấy dẻo

Mục đích của nghiên cứu là xác định tỉ lệ hợp lý giữa các loại đường để nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng Đặc biệt, chúng tôi sẽ khảo sát và đánh giá tác động của đường saccharose đến chất lượng sản phẩm.

Xoài được xử lý và chần ở nhiệt độ đã xác định từ thí nghiệm trước, sau đó ướp với đường saccharose theo tỉ lệ từ 0 đến 40% với bước nhảy 10% Quá trình ướp diễn ra ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ Sau khi ướp, xoài được đông lạnh, sau đó rã đông và rửa nhanh bằng nước trước khi để ráo Cuối cùng, sản phẩm được sấy ở nhiệt độ cố định 70°C.

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về tỉ lệ saccharose

Xử lí Chần Đánh giá sự ảnh hưởng của đường saccharose đến chất lượng sản phẩm

10% 20% Đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc, đo màu Đông lạnh, rã đông

Chọn tỉ lệ saccharose thích hợp

Đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc và màu sắc sản phẩm là bước quan trọng, từ đó xác định tỉ lệ saccharose phù hợp để áp dụng trong các nghiên cứu tiếp theo Đồng thời, khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của maltodextrin đến chất lượng sản phẩm cũng cần được thực hiện để đảm bảo tính ổn định và nâng cao giá trị sản phẩm.

Xoài sau khi xử lý và chần ở nhiệt độ đã chọn sẽ được ướp với đường saccharose theo tỉ lệ đã khảo sát trước đó Tiếp theo, hỗn hợp xoài sẽ được ngâm trong dung dịch maltodextrin với nồng độ từ 0% đến 7% trong vòng 2 giờ ở nhiệt độ phòng Sau khi ngâm, sản phẩm sẽ được đông lạnh, rã đông, rửa nhanh bằng nước và để ráo Cuối cùng, xoài sẽ được sấy ở nhiệt độ cố định 70°C Sau quá trình sấy, chất lượng cảm quan, cấu trúc và màu sắc sản phẩm sẽ được đánh giá để xác định tỉ lệ maltodextrin phù hợp cho các nghiên cứu tiếp theo.

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về tỉ lệ dung dịch maltodextrin

Xử lí Chần Đánh giá sự ảnh hưởng của maltodextrin Đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc, đo màu Đông lạnh, rã đông

Chọn tỉ lệ maltodextrin thích hợp Ướp đường saccharose

40 c Khảo sát, đánh giá ảnh hưởng của trehalose đến chất lượng sản phẩm

Sau khi xử lý, xoài được chần ở nhiệt độ đã chọn và ướp với đường saccharose theo tỷ lệ xác định Tiếp theo, hỗn hợp xoài được ngâm trong dung dịch trehalose với nồng độ từ 0% đến 3% trong 2 giờ ở nhiệt độ phòng Sau đó, sản phẩm được đông lạnh, rã đông trước khi sấy, và nhanh chóng rửa bằng nước để loại bỏ dung dịch đường Cuối cùng, xoài được sấy ở nhiệt độ cố định 70°C.

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về tỉ lệ dung dịch trehalose

Xử lí Chần Đánh giá sự ảnh hưởng của trehalose đến chất lượng sản phẩm

0% 1% Đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc, đo màu Đông lạnh, rã đông

Chọn tỉ lệ trehalose thích hợp Ướp đường saccharose

Trong quá trình sấy, chúng tôi tiến hành đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc và màu sắc của sản phẩm Từ đó, chúng tôi xác định tỉ lệ trehalose phù hợp để áp dụng cho các nghiên cứu tiếp theo Ngoài ra, chúng tôi cũng khảo sát và đánh giá ảnh hưởng của đường saccharose, maltodextrin và trehalose đến chất lượng sản phẩm.

Xoài sau khi được xử lý và chần ở nhiệt độ đã xác định trong thí nghiệm, sẽ được ướp với đường saccharose theo tỷ lệ đã chọn trong khảo sát trước Sau đó, tiến hành ngâm để hoàn thiện quá trình chế biến.

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm về các tỉ lệ kết hợp 3 loại đường saccharose, maltodextrin, trehalose

Xử lí Chần Đánh giá sự ảnh hưởng của maltodextrin:trehalose Đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc, đo màu Đông lạnh, rã đông

Chọn tỉ lệ đường thích hợp

Hỗn hợp xoài được ngâm trong dung dịch maltodextrin và trehalose theo các tỉ lệ đã xác định, trong thời gian 2 giờ ở nhiệt độ phòng Sau khi ngâm, sản phẩm được đông lạnh và sau đó rã đông, rửa nhanh bằng nước và để ráo Tiến hành sấy sản phẩm ở nhiệt độ cố định 70°C Cuối cùng, thực hiện đánh giá chất lượng cảm quan, đo cấu trúc và màu sắc sản phẩm để lựa chọn tỉ lệ đường phù hợp cho các nghiên cứu tiếp theo.

2.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng của sản phẩm

Mục đích: Chọn được nhiệt độ sấy thích hợp để sấy sản phẩm Đồng thời, so sánh giữa

2 phương pháp sấy nóng và sấy lạnh về cấu trúc và màu sắc sản phẩm

Sau khi xử lý, xoài được chần ở nhiệt độ đã xác định trong thí nghiệm khảo sát nhiệt độ chần Tiếp theo, xoài được ướp với đường saccharose theo tỉ lệ đã chọn trong khảo sát đường saccharose.

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm sấy

Sấy Vớt, để ráo Ngâm trong dung dịch maltodextrin và trehalose

Sấy lạnh Sấy đối lưu Đánh giá cảm quan, đo màu, đo cấu trúc

Chọn nhiệt độ sấy thích hợp

Rã đông Ướp đường saccharose

Các phương pháp phân tích hóa học

+ Xác định hàm lượng đường khử theo phương pháp Bertrand: [33]

Trong môi trường kiềm mạnh, các đường khử như glucose, fructose và maltodextrin có khả năng khử oxy của Cu(OH)2, dẫn đến sự hình thành kết tủa Cu2O màu đỏ gạch Qua quá trình này, có thể xác định được hàm lượng của các đường khử.

Hàm lượng đường toàn phân biểu thị bằng đường glucose (g) trong 100g thực phẩm

+ Xác định hàm ẩm: Xác định độ ẩm bằng cân sấy ẩm hồng ngoại đến khối lượng không đổi [34]

Phân tích cảm quan sản phẩm xoài sấy dẻo được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 3215-79, sử dụng thang điểm 20 để đánh giá chất lượng Việc đánh giá này giúp xác định các đặc tính cảm quan của sản phẩm, từ đó cung cấp thông tin chính xác về độ ngon và sự hấp dẫn của xoài sấy dẻo.

+ Xác định chất khô hòa tan: Xác định hàm lượng chất khô hòa tan bằng brix kế + Xác định pH: Dùng máy đo pH bằng điện cực

Tính hiệu suất thu hồi

𝑀2 × 100 Trong đó: M1: khối lượng xoài sau khi sấy (Kg)

M2: khối lượng xoài trước khi sấy (Kg)

Hóa chất và thiết bị sử dụng chủ yếu

- Thuốc thử Feling A, Feling B (CuSO4.5H2O, KNaC4H4O6.4H2O, NaOH)

Các hóa chất được cung cấp bởi công ty Hóa Nam Địa chỉ: 293/4 Lý Thường Kiệt, Phường 15, Quận 11, TP Hồ Chí Minh

2.4.2 Thiết bị sử dụng chủ yếu:

Sử dụng thiết bị hiện có tại các phòng thí nghiệm của Viện Công nghệ sinh học và Thực phẩm thuộc Trường Đại học Công nghiệp TP Hồ Chí Minh giúp tối ưu hóa quy trình nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực sinh học và thực phẩm Việc khai thác hiệu quả các thiết bị này không chỉ nâng cao chất lượng công việc mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp thực phẩm.

- Tủ sấy đối lưu: XU-058, Châu Âu Tại phòng F5.03, nhà F

- Máy sấy lạnh: Việt Nam Tại phòng F5.03, nhà F

- Máy đo cấu trúc: CT3, Mỹ Tại phòng F4.05, nhà F

- Máy đo màu: Konica Minotla CR 400, Nhật Bản

- Máy đo pH: BP3001, Singapore Tại phòng F5.09, nhà F

- Cân đo độ ẩm: Sartorious MA 45, Đức Tại phòng F4.03, nhà F

- Khúc xạ kế 0 – 32: Atago, Việt Nam

- Một số thiết bị khác ở phòng F5.02, F5.03.

Phương pháp xử lý số liệu

Phân tích dữ liệu được thực hiện bằng phần mềm Stagraphic và Excel 2016, với nghiệm thức lặp lại 3 lần Kết quả được tính toán và trực quan hóa qua đồ thị trong Microsoft Office Excel 2016 Để so sánh các giá trị trung bình giữa các nhóm, phương pháp phân tích phương sai ANOVA được áp dụng thông qua phần mềm Stagraphic Centurion 18.

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

Xác định độ chín và xác định thành phần hóa học của xoài

Khi chọn mua một lô xoài, chúng tôi ưu tiên những quả có kích cỡ đồng đều và cùng nguồn gốc Quá trình phân loại bao gồm việc quan sát và chụp lại các độ chín khác nhau của xoài Để có được nhiều mức độ chín, một số quả đã được lưu trữ trong vài ngày cho đến khi đạt được độ chín mong muốn, như thể hiện trong hình 3.1.

Hình 3.1 Các cấp độ chín của xoài

Sau khi gọt vỏ và cắt miếng xoài, tiến hành đo màu sắc cũng như cấu trúc của thịt quả Kết quả thí nghiệm được trình bày trong bảng 3.1 và hình 3.2.

Bảng 3.1 Giá trị đo màu của nguyên liệu

Cấp độ 3 49,77 c ±12,27 0,46 b ±0,19 44,86 d ±5,27 Cấp độ 4 48,98 c ±7,15 0,44 b ±0,33 44,58 d ±9,17 Cấp độ 5 41,41 b ±4,87 5,26 c ±0,63 39,31 c ±4,20 Cấp độ 6 37,14 b ±5,01 7,23 d ±3,02 35,15 bc ±3,66 Cấp độ 7 36,62 b ±0,41 6,52 cd ±1,13 33,67 b ±0,41 Cấp độ 8 35,25 ab ±4,04 -1,15 a ±0,95 31,88 b ±1,61 Cấp độ 9 29,53 a ±6,13 5,94 cd ±1,41 26,81 a ±2,86

Các chữ cái viết thường khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (ρ