sản xuất bột bơ ứng dụng máy sấy bơm nhiệt

đề tài khóa luận tốt nghiệp khoa công nghệ thực phẩm đại học nông lâm tphcm. quy trình sấy bơ bằng máy sấy bơm nhiệt. sử dụng các chất chống biến đổi màu, các chất chống oxy hóa. đo màu bột và đánh giá cảm quan

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT BƠ BẰNG

MÁY SẤY BƠM NHIỆT

Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ HƯƠNG

Ngành: Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm và dinh dưỡng người

Niên khóa: 2014 - 2018

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 3 năm 2019

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT BƠ BẰNG MÁY

SẤY BƠM NHIỆT

Tác giả

LÊ THỊ HƯƠNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kỹ sư chuyên ngành

Bảo quản chế biến nông sản thực phẩm và Dinh dưỡng người

Giáo viên hướng dẫn

ThS TRỊNH NGỌC THẢO NGÂN

Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 3/2019

LỜI CẢM ƠN

Con xin khắc ghi công ơn của cha mẹ đã sinh thành, tận tụy chăm sóc cho con,luôn tạo điều kiện tốt nhất trong quá trình học tập, luôn là hậu phương vững chắc độngviên, khích lệ để con vượt qua những khó khăn trong cuộc sống

Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến:

Ban Giám hiệu, Quý Thầy Cô trường Đại học Nông Lâm TP.HCM đã tạo điềukiện cho em trong suốt quá trình học tập tại trường

Quý Thầy Cô khoa Công Nghệ Thực Phẩm đã tận tình giảng dạy, truyền đạt nhữngkiến thức quý báu cho em về lĩnh vực chuyên môn cũng như trong đời sống

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô Trịnh Ngọc Thảo Ngân, ThầyNguyễn Hữu Thiện, Thầy Lê Trung Thiên đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điềukiện cho em trong suốt quá trình thực hiện đề tài này

Xin chân thành cảm ơn Thầy Cô thuộc bộ môn Kỹ thuật Thực phẩm, đặc biệt là

KS Hoàng Quang Bình và Cô Nguyễn Thị Thanh Thảo - quản lý xưởng chế biến thịt

cá đã giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho em về mặt thiết bị, phòng thí nghiệm

Em cũng xin cảm ơn tất cả các bạn, các em và các anh chị cao học trong phòng thínghiệm Kỹ thuật Thực phẩm và xưởng chế biến thịt cá đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn,tạo điều kiện cho em hoàn tất đề tài

Để bài luận văn thêm hoàn chỉnh, em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp

bổ sung của Quý Thầy Cô

Sau cùng, em xin kính chúc Quý Thầy Cô, các anh chị và các bạn thật dồi dào sứckhỏe và thành công trong cuộc sống

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 3 năm 2019

Sinh viên

Lê Thị Hương

TÓM TẮT

Quả bơ vốn được ưa chuộng do có hàm lượng dinh dưỡng cao và vị béo ngon hấpdẫn Tuy nhiên, các chất dinh dưỡng trong bơ dễ bị mất đi hoặc thay đổi do các yếu tốmôi trường và tác động của enzyme trong quá trình chế biến Bên cạnh đó, nguồn bơ ởnước ta hiện diện theo mùa và chủ yếu là được sử dụng ở dạng tươi nên bơ nói riêng

và nông sản các loại nói chung đang phải đối mặt với yêu cầu về đa dạng sản phẩm vàphát triển bền vững Đề tài “Nghiên cứu quy trình chế biến bột bơ bằng máy sấy bơmnhiệt” được thực hiện nhằm đa dạng các sản phẩm về bơ, nâng cao giá trị sử dụng củatrái bơ và góp phần giải quyết vấn đề nguồn bơ hằng năm của đất nước

Nghiên cứu được tiến hành trước hết với việc xác định ảnh hưởng của hai phươngpháp tiền xử lí (chần và ngâm trong dung dịch NaHSO3) tới chất lượng bột bơ thànhphẩm được chế biến bằng máy sấy bơm nhiệt Khi xử lí chần, bơ được loại bỏ vỏ vàhạt, cắt lát mỏng (0,5 ± 0,1cm) và được chần trong nước nóng (85 ± 20C) với tỷ lệ 1 bơ: 5 nước cất (w/v) ở 0, 2, 4 và 6 phút Bên cạnh đó, bơ cũng được xử lí bằng việc ngâmvới dung dịch NaHSO3 ở các nồng độ 0%, 0,25%, 0,5%, 0,75% và 1% trong thời gian

là 30 phút và tỉ lệ 1 bơ : 5 dung dịch NaHSO3 Các kết quả đều ghi nhận ảnh hưởngtheo chiều hướng tích cực của cả hai phương pháp tiền xử lí Chất lượng bột bơ thànhphẩm được duy trì tốt hơn đáng kể, đặc biệt khi chần 2 phút và khi ngâm ở nồng độdung dịch NaHSO3 0,5%, bột bơ thành phẩm đạt được những chỉ số cao nhất về cả độsáng (L*) và tổng hàm lượng polyphenol (TPC) Giá trị L* và TPC lần lượt là 67,38 ±0,06; 4,51 ± 0,3 (mgGAE/100g VCK) với mẫu bơ chần 2 phút, 65,17 ± 0,16; 4,23 ±0,04 (mgGAE/100g VCK) khi ngâm dung dịch NaHSO3 0,5%

Ngoài ra, nghiên cứu c nũng tiến hành xác định ảnh hưởng của các mức nhiệt độsấy (300C và 400C) tới chất lượng bột bơ thành phẩm Ở mức 400C, thời gian sấy kéodài từ 9,25 giờ cho chất lượng bột bơ tối ưu hơn hẳn (L*= 68,12 ± 0,92 và TPC= 4,36

± 0,09 mgGAE /100g VCK) so với kết quả thu được của bột bơ sấy trong 12,25 giờ ở

300C (L*= 63,45 ± 0,92 và TPC = 4,23 ± 0,08 mgGAE/100g VCK) Bột bơ thànhphẩm sau đó được đóng gói chân không và ghép mí trong bao bì nhôm để theo dõi sựthay đổi của chất lượng trong thời gian 1 tháng ở nhiệt độ phòng (32 ± 10 C) Phương

căn cứ trên sự thay đổi không đáng kể của các chỉ số màu trong quá trình bảo quản.Hàm lượng tổng polyphenol (TPC) khác biệt không ý nghĩa sau các tuần bảo quản ởcác mẫu có tiền xử lý chần được đóng gói theo cả hai cách Mẫu tiền xử lý ngâmNaHSO3 cùng có cùng xu hướng về TPC.Về màu sắc ở mẫu ngâm NaHSO3 0,5% thìmẫu bảo quản chân không cũng cho kết quả tối ưu hơn về sự ổn định độ sáng Riêngmàu xanh bột bơ thành phẩm (a*) được ghi nhận là tăng lên khác biệt ý nghĩa từ tuầnthứ 2 bảo quản ở cả hai phương pháp đóng gói.

MỤC LỤC

DANH SÁCH HÌNH

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g thịt bơ Hass tươi (USDA)

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

(mg Acid galic đương lượng/100gVCK)

Chương 1

MỞ ĐẦU1.1 Đặt vấn đề

Quả bơ giàu axit béo không no, các vitamin nhóm B, vitamin C, chất xơ cùng cácchất dinh dưỡng khác rất có lợi cho sức khỏe (Gómez López, 1998), giúp giảmcholesterol, cải thiện quá trình hấp thu và chuyển hóa của cơ thể (Fulgoni và ctv,2013) Bơ đang được Việt Nam coi là một trong những loại cây ăn quả quan trọng nhấttrong cả nước, do giá trị dinh dưỡng cao và thị trường xuất khẩu tiềm năng Tuy vậy,

do bơ dễ bị hư hỏng sau thu hoạch cũng như bị ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong quátrình chế biến như nhiệt độ, thời gian sấy, …nên giá trị sử dụng của bơ chưa cao.Sấy bơm nhiệt hay có thể gọi là sấy lạnh, làm khô thực phẩm bằng nhiệt độ thấp(<500C) Vì cơ chế sấy dùng nhiệt thấp nên hạn chế gây tổn thương cho thực phẩm,nhất là các loại trái cây nhạy cảm với nhiệt như bơ, kiwi, … giúp giữ được các tínhchất cảm quan (màu, mùi, vị, ) Ilhan Ceylan và cộng sự (2007) đã sử dụng máy sấybơm nhiệt có kiểm soát nhiệt độ không khí sấy (giữ chính xác 40 ± 0,2 0C) để sấy khôcác loại cây nhiệt đới như kiwi, bơ, chuối Kết quả là độ ẩm ban đầu của kiwi, bơ vàchuối là 4,31; 1,51 và 4,71 g nước/g chất khô, được sấy khô đến 0,75; 0,35 và 0,5 gnước/g độ ẩm chất khô trong 6 giờ Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu quytrình chế biến bột bơ bằng máy sấy bơm nhiệt”

1.2 Mục đích đề tài

Nghiên cứu được thực hiện nhằm bước đầu xây dựng quy trình chế biến bột bơbằng phương pháp sử dụng máy sấy bơm nhiệt với các thông số cụ thể cho quy trình

1.3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành lần lượt với các nội dung thí nghiệm như sau:

- Nghiên cứu áp dụng quá trình tiền xử lí bơ nguyên liệu (chần và ngâm trong dungdịch NaHSO3) trong chế biến Cụ thể:

• Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm bơ trong nước nóng đến chất lượngbột bơ thành phẩm (màu sắc, TPC) chế biến bằng máy sấy bơm nhiệt

TN 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaHSO3 đến chất lượng bột bơ

TN 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng bột bơ

TN 4: Khảo sát sự thay đổi chất lượng bột bơ sau 4 tuần bảo quản

• Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaHSO3 đến chất lượng bột bơthành phẩm (màu sắc, TPC) chế biến bằng máy sấy bơm nhiệt

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng bột bơ thành phẩm (màu sắc,TPC) chế biến bằng máy sấy bơm nhiệt

- Đánh giá thời gian bảo quản của bột bơ thành phẩm khi được đóng gói chân không

và ghép mí trong thời gian 1 tháng ở nhiệt độ phòng (32 ± 10C)

1.4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: quả bơ sáp Dăk Lăk được thu mua từ siêu thị địa phương

- Phạm vi nghiên cứu: đề tài được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm

1.5 Ý nghĩa thực tiễn

Sản xuất ra bột bơ thành phẩm cung cấp cho thị trường trong nước, thế giới, làm đadạng cho dòng sản phẩm về bơ Từ đó, ngăn chặn sự lãng phí do lượng lớn bơ tươi dễ

bị hư hỏng sau thu hoạch, giải quyết bài toán môi trường và kinh tế

Nghiên cứu cũng là tiền đề tham khảo cho các nghiên cứu quy mô công nghiệp saunày về sấy bơ bằng máy sấy bơm nhiệt

-Tên thường gọi: Bơ

Tên tiếng Anh: Avocado

- Tên khoa học: Persea americana

- Tên khác: P Gratissima Gaertn

Một cây bơ trung bình ra 120 trái một năm Vườn bơ có khả năng sản xuất 7 tấntrái /hecta/năm, có vườn đạt đến 20 tấn Cây bơ không hợp trồng ở vùng lạnh, chỉ pháttriển ở vùng nhiệt đới và ôn đới.

2.1.2 Phân bố

Bơ có nguồn gốc đầu tiên ở tỉnh Puebla, Mexico với sự phát triển từ hàng trămtriệu năm trước, tiếp đó các giống bơ cổ được phát hiện tại Guatemala và quần đảoAntiles, những vùng này đều thuộc khí hậu nhiệt đới và thích hợp cho sự phát triển củacây bơ sau này (Học viện nông nghiệp Việt Nam, 25/7/2018)

Các vùng sản xuất chính ở nước ta là tỉnh Lâm Đồng và các tỉnh khác thuộc TâyNguyên:

- Vùng Đà Lạt: Các giống bơ thuộc chủng Mexico thường phân bố rộng tại đây nhờ khảnăng chịu lạnh tốt.

- Vùng Đức Trọng, Đơn Dương, Bảo Lộc: Đây là những vùng có tỉ lệ chủng bơ Antillescao nhất

- Vùng Di Linh: Thích hợp cho chủng bơ Guatemala phát triển

- Vùng Đăk Lăk: Được xem là vùng chuyên canh bơ của Tây Nguyên với diện tíchtrồng bơ đạt 2700 ha với 80000 hộ dân, sản lượng hàng năm đạt 40000 tấn

Đến nay Viện EaKmat (Viện Khoa học kỹ thuật Nông Lâm nghiệp Tây nguyên) đãlai tạo ra được 57 giống bơ mới từ những cây đầu dòng trong nước và 12 giống ngoại,tăng tỉ lệ thích nghi với môi trường, cho năng suất cao Tùy vào điều kiện khí hậu ởđịa phương để chọn giống bơ phù hợp, tăng hiệu quả cây trồng

2.1.3 Thành phần dinh dưỡng

Bơ được biết tới với hàm lượng các vitamin nhóm B, vitamin C và nhiều thànhphần dinh dưỡng quan trọng cần cho sự phát triển cơ thể con người Theo Pierre Brat

và cộng sự (2006), ngoài ra bơ có tổng hàm lượng polyphenol trong khoảng 1,1 tới 6,1

mg GAE/100g bơ tươi ăn được Bảng 2.1 thể hiện thành phần dinh dưỡng trong trái

bơ

Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng trong 100g thịt bơ Hass tươi (USDA)

Thànhphần

Hàmlượng

ADI

Thànhphần

Hàmlượng

ADINăng

lượng

670kJ

Niacin(B3)

1,738mg

12%

Cacbohy

Pantothenic acid (B5)

1,389mg

28%

n B6

0,257mg

20%

không bão hòa

(B1)

0,067mg

6

485mg

10%

Riboflavi

n (B2)

0,130mg

1

0,64mg

- Làm giảm khối lượng, kích thước sản phẩm để việc vận chuyển thuận tiện hơn

- Làm tăng vật chất khô và giá trị cảm quan cho sản phẩm (sữa bột, cà phê,…)

- Làm tăng độ giòn, dẻo và giữ được tính đặc trưng của sản phẩm (rau, củ cải,…)

- Làm giảm hoạt độ nước của sản phẩm để ức chế sự phát triển của vi sinh vật, làmquá trình hư hỏng sau thu hoạch của rau củ quả chậm hơn nhằm kéo dài thời gianbảo quản

2.2.3 Các phương pháp sấy

Sấy gồm 2 phương thức:

- Sấy tự nhiên: Sử dụng năng lượng tự nhiên từ mặt trời, năng lượng gió hay còn gọi

là phơi sấy tự nhiên để làm bay hơi nước của nguyên liệu Phương pháp này đơn giản,không tốn nhiều chi phí nhưng khó kiểm soát các điều kiện về nhiệt độ, vận tốc gió, ápsuất và phụ thuộc nhiều vào thời tiết

- Sấy nhân tạo: Sử dụng các thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm Sấy nhântạo gồm nhiều dạng khác nhau như:

+ Sấy đối lưu (nhiệt nóng): Là phương pháp sấy mà vật liệu cần sấy tiếp xúc trựctiếp với tác nhân sấy như không khí nóng, khói lò

+ Sấy tiếp xúc: Là sấy mà tác nhân sấy không tiếp xúc với vật liệu cần sấy màthông qua một vách ngăn trung gian

+ Sấy bằng tia hồng ngoại: Là phương pháp sấy dùng năng lượng của tia hồngngoại từ nguồn nhiệt truyền cho vật liệu sấy

+ Sấy bằng dòng điện cao tần: Là dùng năng lượng điện trường có tần số cao đểđốt nóng trên toàn bộ chiều dài vật liệu

+ Sấy lạnh: Là vật liệu được sấy ở nhiệt độ và độ ẩm thấp hơn môi trường Nhiệt

độ thấp để đảm bảo tính cảm quan của sản phẩm còn độ ẩm thấp để tạo sự chênh lệch

ẩm độ để ẩm trong vật liệu có thể thoát ra ngoài dễ dàng

+ Sấy thăng hoa: Là sấy trong điều kiện môi tường có độ chân không cao, nhiệt

độ rất thấp, do đó ẩm trong vật liệu bị đóng băng và bay hơi mà không qua trạng tháilỏng

+ Sấy chân không: Là phương pháp sấy dành cho các vật liệu không chịu đượcnhiệt độ cao hay dễ bị oxy hóa, vật liệu thoát ra dung môi quý cần thu hồi, vật liệu dễ

bị bụi hay vật liệu dễ cháy nổ

Ngoài ra còn có các phương pháp sấy khác như sấy phun tầng sôi, sấy bằng visóng

2.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sấy

Quá trình sấy có hiệu quả hay không là nhờ vào sự kết hợp của nhiều yếu tố ảnhhưởng, có thể kể tới các yếu tố như sau:

- Vật liệu sấy: Mỗi loại vật liệu khác nhau như hoa quả, thực phẩm hay dược liệu

có tính chất và đặc điểm khác nhau, cần phải nghiên cứu về tính chất riêng của từngloại vật liệu và yêu cầu của sản phẩm để chọn ra các thông số cũng như phương phápsấy phù hợp

- Phương pháp sấy/loại máy sấy: Loại máy sử dụng có ảnh hưởng lớn đến chấtlượng sấy khô Dựa vào loại vật liệu sấy, tính chất, yêu cầu sản phẩm mà lựa chọn cácloại máy sấy phù hợp Sử dụng máy sấy cũng cần điều chỉnh các thông số sao cho phùhợp với sản phẩm sấy.Tùy thuộc vào giá trị kinh tế hay quy mô sản suất mà nhà sảnsuất lựa chọn các loại máy sấy khác nhau.

- Các thông số sấy:

+ Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy là độ nóng khi sấy có ảnh hưởng trực tiếp đến quátrình sấy Nhiệt độ càng cao tốc độ thoát hơi nước càng lớn nhưng cũng làm mất đimàu sắc, cấu trúc và hàm lượng chất dinh dưỡng có trong nguyên liệu Dược liệu cầnsấy ở nhiệt độ thấp hơn các loại nông sản vì đảm bảo giữ được các hoạt chất trị bệnh.Tuy nhiên, nhiệt độ sấy chung thường nhỏ hơn 80oC để đảm bảo chất lượng sản phẩm

Sử dụng nhiệt độ thấp đảm bảo chất lượng về mặt dinh dưỡng và cảm quan hơn chosản phẩm nhưng thời gian sấy lâu hơn

+Thời gian sấy : Đây là một thông số quan trọng vì thời gian sấy ảnh hưởng đến

độ khô của sản phẩm Thời gian sấy càng lâu thì vật liệu sấy càng khô, do đó tùy vàomỗi loại nông sản và yêu cầu sản phẩm để điều chỉnh thời gian sấy sao cho phù hợp.+ Độ ẩm sấy: Là thông số phản ánh độ ẩm trong buồng sấy và độ ẩm của nguyênliệu sấy một cách tương đối Thang độ ẩm tính từ 0 – 100%, thông số độ ẩm càng lớnthì độ ẩm càng cao, lượng hơi nước trong sản phẩm càng nhiều, thông số độ ẩm càngnhỏ thì độ ẩm càng thấp, lượng hơi nước trong sản phẩm càng ít Trong quá trình sấy,hơi nước bên trong buồng sấy luôn phải thấp hơn hơi nước trong nguyên liệu sấy mới

có sự thoát hơi ra ngoài Vì vậy, cần điều chỉnh thông số độ ẩm thích hợp với loạinguyên liệu sấy trong khi sấy thì mới đạt hiệu quả sấy tối ưu

2.2.5 Máy sấy bơm nhiệt

Sấy bằng máy sấy bơm nhiệt được coi là phương pháp sấy lạnh Máy sấy lạnhđược cấu thành bởi một máy bơm nhiệt được đặt trong một tủ sấy hoặc hầm sấy tùytheo quy mô Máy bơm nhiệt có một đầu nóng và đầu lạnh, đầu nóng sẽ cung cấp nhiệtlượng cho tác nhân sấy, còn đầu lạnh dùng để tách ẩm cho không khí sấy

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lý hoạt động của máy sấy bơm nhiệt

Daghigh và cộng sự (2010)

 Chú thích:

Drying chamber: Buồng sấy

Máy bơm nhiệt gồm 4 bộ phận chính: máy sấy, máy nén, máy ngưng tụ và vangiảm áp nối với nhau tạo thành một vòng kín Một luồng chất lưu dễ bay hơi, gọi

là lưu chất.

Ở chế độ sưởi, máy bơm nhiệt hoạt động theo nguyên tắc sau:

 Đầu tiên, máy bơm sẽ thu nhiệt lượng từ môi trường ngoài và được luồng lưuchất vận động (lúc này ở dưới dạng hơi, áp suất thấp, nhiệt độ khoảng 10 0C) vậnchuyển tới máy nén

 Tại máy nén, luồng lưu chất vận động bị nén sẽ tăng nhiệt độ (lên khoảng 80

0C), đồng thời nhiệt lượng được luồng lưu chất vận động mang theo bên mình cũng sẽ

tăng theo

 Sau đó luồng lưu chất vận động ở nhiệt độ cao này được chuyển tới máy ngưng

tụ, tại đây lưu chất vận động khi ngưng tụ thành chất lỏng sẽ giải phóng nhiệt lượngmang theo bên mình (nhiệt lượng này thu được từ môi trường ngoài và từ quá trìnhnén tại máy nén) để cung cấp cho thiết bị sưởi

 Lúc này lượng lưu chất vận động (ở trạng thái lỏng, áp suất cao) sẽ đi qua vangiảm áp để đưa lại về máy sấy, sau đó nó được sấy thành luồng lưu chất vận động mới(ở dạng hơi, áp suất thấp) và mang theo nhiệt lượng thu từ môi trường ngoài tiếp tụcmột chu trình mới.

Máy sấy bơm nhiệt cung cấp một số lợi thế so với máy sấy khí nóng thông thường

để sấy khô các sản phẩm thực phẩm, bao gồm hiệu quả năng lượng cao hơn, chấtlượng sản phẩm tốt hơn và khả năng hoạt động độc lập với điều kiện thời tiết bênngoài Ngoài ra, công nghệ này thân thiện với môi trường trong đó khí và khói khôngđược thải vào khí quyển Nước ngưng có thể được thu hồi và xử lý theo cách thíchhợp, và cũng có khả năng thu hồi các chất bay hơi có giá trị từ nước ngưng (ConradO.Perera và cộng sự, 1997)

2.3 Enzyme polyphenol oxidase

Enzyme polyphenol oxydase (PPO) bản chất là protein thuộc nhóm enzymeoxydoreductase, có vai trò xúc tác các phản ứng oxy hóa khử PPO bao gồmmonophenol và diphenol Polyphenol hay hợp chất phenolic là cơ chất quan trọngtrong quá trình oxy hóa của PPO tạo thành melanin, gây sẫm màu thực phẩm Enzymepolyphenol oxydase có trong hầu hết các loại trái cây, rau củ, thủy sản… và hoạt độngxúc tác các phản ứng với tốc độ cao nên gây ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của sảnphẩm

Polyphenol oxydase có chứa 4 nguyên tử đồng trên mỗi phân tử, liên kết giữavòng benzen và oxy Enzyme xúc tác quá trình o-hydroxyl của monophenol (phân tửphenol trong đó vòng benzen chỉ chứa một nhóm thế hydroxyl đơn) tạo thành o-diphenol (phân tử phenol trong đó vòng benzen chứa hai nhóm thế hydroxyl) Chúngtiếp tục xúc tác quá trình oxy hóa o-diphenol để tạo ra o-quinon Đây là quá trìnhpolyme hóa nhanh để tạo ra melanin, một polyme không hòa tan mang sắc tố đen, nâuhoặc đỏ (là nguyên nhân của màu nâu trái cây)

Polyphenoloxidase (EC 1.10.3.1) trong cà tím ( Solatium melongena L) Enzyme bị

bất hoạt hoàn toàn sau khi xử lý nhiệt ở 750C trong 30 phút hoặc 800C trong 5 phút(Fujita và cộng sự, 1988) Gómez-López và cộng sự (2002) nghiên cứu về polyphenol

oxyase thô từ hai giống bơ ( Persea MỹanaMill.) cho rằng khoảng bất hoạt enzyme

này bởi nhiệt là giữa 67 và 840C

2.4 Natri bisulfit (NaHSO 3 )

Natri bisulfit (sodium bisulfit hay natri hidrosulfit) là chất phụ gia có số E là E222,

có thể được điều chế bằng cách sục khí lưu huỳnh dioxit dư vào dung dịch natrihidroxit

NaHSO3 là chất tẩy màu bởi vì nó có thể khử những chất oxy hoá màu mạnh, cácanken liên hợp và các hợp chất cacbonyl Theo nghiên cứu của Tomas và ctv (2013),gốc HSO3- của natri bisulfit ngăn sự oxy hóa polyphenol bằng cách chuyển các nhómo-quinon về dạng o-diphenol, giảm sự hình thành melanin có màu nâu

Với tác dụng chống oxy hóa mạnh, NaHSO3 được ứng dụng trong thực phẩm, đặcbiệt là các sản phẩm từ rau củ quả

- Trong trái cây đóng hộp, natri bisulfit được dùng để ngăn ngừa quá trình hoá nâu và đểtiêu diệt vi khuẩn

- Natri bisulfit được dùng làm chất chống oxy hoá và giữ mùi vị trong hầu hết rượuvang thương phẩm Trong quá trình sản xuất rượu vang, khí SO2 giết chết men, nấm và

vi khuẩn trong nước nho trước khi được lên men (Tomas, 2013) Lưu huỳnh dioxit oxyhoá các phụ phẩm và không làm giảm giá trị sản phẩm

Chương 3

VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm

Đề tài được thực hiện từ tháng 3/2018 - 12/2018, tại phòng thí nghiệm Kĩ thuậtthực phẩm, xưởng chế biến thịt cá, khoa Công Nghệ Thực Phẩm, trường Đại học NôngLâm, TP Hồ Chí Minh

3.2 Vật liệu nghiên cứu

- Thiết bị: máy sấy bơm nhiệt, máy sấy ẩm hồng ngoại AND MX – 50 (NhậtBản), máy xay sinh tố Philip (Việt Nam), tủ sấy mẫu Contherm Scientific (NewZealand), máy đồng hóa IKA T18 digital ULTRA TURRAX (Đức), máy ly tâmHermel (Đức), máy ghép mí Tân Thanh (Việt Nam), máy hút chân không, máy đo màuChroma mater CR – 400 Konica Minolta (Nhật Bản), máy quang phổ UV – VisJenway (Anh), cân điện tử 2 số lẻ SX – 1200i – AND (Nhật Bản), cân điện tử 4 số lẻVIBRA 5001 (Hàn quốc) Dụng cụ: cốc thủy tinh (100mL, 250mL), ống nghiệm, pipet(2mL, 10mL) và các dụng cụ khác: dao, thớt, thau, nồi, khay nhôm, giấy nến….

3.2.3 Hóa chất

Dung dịch Ethanol (Trung Quốc) 80%, dung dịch NaHSO3 (Trung Quốc), thuốcthử Folin-Ciocalteu (Đức) 10%, dung dịch Na2CO3 (Việt Nam) 7,5%, acid garlic(Trung Quốc), nước cất

3.2.3 Quy trình chế biến

Quy trình thử nghiệm để chế biến bột bơ bằng máy sấy bơm nhiệt được thể hiện tronghình 3.2

 Thuyết minh quy trình

- Sơ chế: Bơ được rửa sạch bằng nước, gọt vỏ bỏ hạt để thu lấy phần thịt quả.

- Cắt lát: Thịt quả được cắt thành những lát cắt dày 0,5 ± 0,1 cm, việc này tăng

hiệu quả hơn cho quá trình kế tiếp

- Tiền xử lý: Các lát bơ được tiền xử lý với hai phương pháp độc lập là chần và

ngâm dung dịch NaHSO3

+ Chần: cho bơ vào nước nóng 85 ± 2 0C với tỷ lệ bơ : nước cất là 1:5 trong cácmức thời gian là 0, 2, 4 và 6 phút Nhiệt độ nước chần được theo dõi bằng nhiệt kế,thời gian chần tính từ lúc bơ tiếp xúc với nước nóng Khi đạt thời gian cần thiết, bơđược vớt ra cho ngay vào nước lạnh 15 ± 2 0C trong 3 phút và để ráo trong 5 phút

+ Ngâm dung dịch NaHSO 3 : Cho các lát bơ vào ngâm trong dung dịch

NaHSO3 ở nhiệt độ môi trường trong 30 phút, tỷ lệ bơ:dung dịch là 1:5 (w/v) với cácnồng độ là 0%; 0.25%; 0.5 %; 0.75% và 1% Kết thúc quá trình ngâm, bơ được vớt rarửa với nước sạch rồi để ráo trong 5 phút

- Xay nhuyễn (1): Tiến hành xay nhuyễn bơ đã ráo nước bằng máy xay sinh tố.

Sau đó, trải đều 120 g puree bơ trên giấy nến (45 cm x 30 cm) Việc xay nhuyễn này

TN 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng bột bơ

TN 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch NaHSO3 đến chất lượng bột bơ

TN 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng bột bơ

TN 4: Khảo sát sự thay đổi chất lượng bột bơ trong 1 tháng bảo quản

từ đó rút ngắn thời gian sấy, hạn chế hóa nâu do bơ tiếp xúc với oxy và không khínóng Đồng thời việc xay nhuyễn cũng tạo hỗn hợp pure có sự đồng đều hơn cho mẫusấy

- Sấy: Pure bơ được sấy bằng máy sấy bơm nhiệt ở 40 ± 2 0C Khi ẩm độ mẫusấy đạt mức dưới 100C thì kết thúc quá trình sấy

- Xay nhuyễn (2): Xay mẫu bơ ngay sau sấy trong 30 - 45 giây, thu lấy bột bơ

thành phẩm

Hình 3.2 Quy trình thử nghiệm chế biến bột bơ bằng máy sấy bơm nhiệt

Bột bơ thành phẩm được đóng gói trong túi nhôm bằng phương pháp ghép mí vàđóng gói chân không để bảo quản ở điều kiện nhiệt độ phòng (32 ± 10C).

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần tới chất lượng bột bơ thành phẩm

Mục đích: Xác định thời gian chần thích hợp để thu được bột bơ thành phẩm đạt chấtlượng tốt nhất

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm 1 yếu tố với 3 lần lặp lại ngẫu nhiên

Yếu tố thí nghiệm: thời gian chần bơ với các mức thời gian là 0, 2, 4 và 6 phút.Yếu tố cố định: Nhiệt độ nước chần: 85 ± 2 0C, tỷ lệ 1 bơ : 5 nước cất (w/v), nhiệt

độ sấy: 40 ± 20C

Cách tiến hành: Thực hiện sơ chế và cắt lát thịt quả bơ (0,5 ± 0,1 cm) như quy trìnhchế biến Hình 3.2 Bơ sau khi cắt lát được chần vào nước nóng với tỷ lệ 1 bơ : 5 nước(w/v) ở nhiệt độ 85 ± 2oC với các mức thời gian là 0 phút, 2 phút, 4 phút và 6 phút.Sau khi chần, bơ được vớt ra làm hạ nhiệt ngay bằng cách ngâm vào nước lạnh (15 ± 2

0C) trong 3 phút và để ráo trong 5 phút Khi bơ ráo nước, tiến hành xay nhuyễn thànhdạng puree, tiến hành trải đều 120g puree trên giấy nến (45 cm x 30 cm) và sấy bằngmáy sấy bơm nhiệt ở nhiệt độ là 40 ± 2oC cho đến khi đạt độ ẩm 9,0 ± 0,5 (%)

Chỉ tiêu theo dõi:

Thí nghiệm được bố trí 1 yếu tố với 3 lần ngẫu nhiên lặp lại

Yếu tố thí nghiệm: nồng độ dung dịch NaHSO3 ( 0; 0,25; 0,5; 0,75 và 1%)

Yếu tố cố định: tỷ lệ bơ:dung dịch ngâm là 1:5 (w/v), thời gian ngâm 30 phút,nhiệt độ sấy 40 ± 20C

Cách tiến hành: Thực hiện sơ chế và cắt lát thịt quả bơ (0,5 ± 0,1 cm) như quy trìnhchế biến hình 3.2 Bơ cắt lát được ngâm vào dung dịch NaHSO3 với tỷ lệ bơ:dung dịchngâm là 1:5 (w/v) ở nhiệt độ môi trường (32 ± 1oC) với các nồng độ là 0; 0,25; 0,5;0,75 và 1% Sau 30 phút ngâm, bơ được rửa bằng nước sạch và để ráo trong 5 phút Bơkhi đã ráo nước được xay nhuyễn thành dạng puree và trải đều (khối lượng 120 g) trêngiấy nến (45 cm x 30 cm) và sấy bằng máy sấy bơm nhiệt ở nhiệt độ là 40 ± 20C chođến khi đạt độ ẩm 9,0 ± 0,5 (%).

Chỉ tiêu theo dõi:

- Màu sắc bột bơ thành phẩm (L*, a* và b*)

- Tổng hàm lượng polyphenol

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng bột bơ thành phẩm

Mục đích: Xác định nhiệt độ sấy bơ nhằm thu được bột bơ thành phẩm đạt chất lượngtốt nhất

Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí 1 yếu tố với 3 lần lặp lại ngẫu nhiên Trong

đó, yếu tố thí nghiệm là nhiệt độ sấy với các nhiệt độ là 30oC và 40oC Yếu tố cố định

là kết quả của các thí nghiệm về phương pháp tiền xử lý (mục 3.3.1 và 3.3.2) và khốilượng mẫu sấy (120g), diện tích dàn trải là 45 cm x 30 cm

Cách tiến hành: Thực hiện sơ chế và cắt lát thịt quả bơ (0,5 ± 0,1 cm) như quy trìnhchế biến Hình 3.2 Bơ sau đó được tiền xử lý bằng phương pháp chần và ngâm trongdung dịch NaHSO3 với các điều kiện được chọn lựa từ mục 3.3.1 và 3.3.2 Sau khi kếtthúc bước tiền xử lý, bơ được rửa bằng nước sạch và để ráo trong 5 phút Xay nhuyễn

bơ thành dạng puree rồi trải đều (khối lượng 120 g) trên giấy nến (45 cm x 30 cm) vàsấy bằng máy sấy bơm nhiệt một cách độc lập ở hai mức nhiệt độ sấy là 40 ± 20C và

30 ± 20C cho đến khi đạt độ ẩm 9,0 ± 0,5 (%)

Chỉ tiêu theo dõi:

- Xây dựng đường cong giảm ẩm

- Màu sắc bột bơ (thể hiện qua ba giá trị L*, a* và b*)

- Tổng hàm lượng polyphenol

3.3.4 Khảo sát sự thay đổi chất lượng bột bơ thành phẩm sau 4 tuần bảo quản

Mục đích: Theo dõi sự thay đổi của bột bơ thành phẩm được bảo quản trong túi nhômbằng 2 phương pháp đóng gói là ghép mí và đóng gói chân không trong 4 tuần ở nhiệt

độ môi trường (32 ± 1oC)

Bố trí thí nghiệm:

Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên 1 yếu tố với 3 lần lặp lại

Yếu tố thí nghiệm là thời gian bảo quản 0, 1, 2, 3 và 4 tuần Trong thí nghiệm này,tiến hành theo dõi sự biến đổi chất lượng của bột bơ được chế biến bằng 2 cách tiền xửlý: chần hoặc ngâm NaHSO3 một cách độc lập với nhau

Yếu tố cố định là kết quả của các thí nghiệm về phương pháp tiền xử lý (mục3.3.1 và 3.3.2), khối lượng mẫu sấy (120g), diện tích dàn trải là 45 cm x 30 cm, nhiệt

độ sấy (mục 3.3.3) và nhiệt độ bảo quản (32 ± 1oC)

Cách tiến hành: Bột bơ được chế biến (có tiền xử lý chần/ngâm trong dung dịchNaHSO3) được chuẩn bị theo quy trình như Hình 3.2; trong đó thông số cố định củatừng phương pháp tiền xử lý là kết quả của các thí nghiệm 3.4.1 và thí nghiệm 3.4.2

Bơ được sấy khô ở nhiệt độ tối ưu (thí nghiệm 3.4.3) tới khi có độ ẩm 9,0 ± 0,5 (%) thìđược xay nhuyễn lần 2 Bột bơ thành phẩm được đóng gói vào các túi nhôm có kíchthước là 8cm x 9cm (8g/túi) theo 2 phương pháp đóng gói là ghép mí và chân không

và bảo quản ở nhiệt độ môi trường (32 ± 10C) Giá trị màu sắc (L*, a* và b*) và tổnghàm lượng polyphenol của bột bơ được ghi nhận tại thời điểm ban đầu và lần lượt sau

1, 2, 3 và 4 tuần bảo quản

Chỉ tiêu theo dõi:

dữ liệu polyphenol tổng số

và lọc vào cốc thu được dịch trích ly thứ 2 Trộn dịch trích ly của cả hai lần lọc để thuđược tổng dịch trích ly bột bơ

 Dựng đường chuẩn với chất chuẩn là acid galic

Dung dịch acid galic ở khoảng nồng độ từ 10 g/mL đến 70 g/mL được sử dụng để xâydựng đường chuẩn acid galic

Tiến hành chuẩn bị dung dịch như sau:

Cân 0,110 ± 0,001 g acid galic rồi cho vào bình định mức 100mL, tiếp tục thêm nướccất tới khi dung dịch tới vạch (dung dịch chuẩn này chỉ được sử dụng trong ngày) Sau đó, dùng micropipet hút các thể tích lần lượt theo bảng sau vào các bình định mức100mL và thêm nước cất vào cho tới khi đủ 100mL

Thể tích dung dịch acid galic (mL) 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0

Cách tiến hành

Hàm lượng poplyphenol tổng (TPC) xác định bởi phương pháp Folin-Ciocalteu(Rao và ctv, 2010) Lấy 0,5mL dịch trích ly vào ống nghiệm, tiếp tục cho 2,5 mL Folin10% vào ống, sau 3 – 5 phút cho vào thêm 2 mL dung dịch Na2CO3 7,5% Sau 60 phút(mẫu để trong tối) tiến hành đo độ hấp thụ màu của dịch trích ly bằng máy quang phổ(UV – Vis Jenway) ở bước sóng 765 nm Hàm lượng TPC

Tổng hàm lượng polyphenol (TPC) được biễu diễn theo miligam đương lượnggallic acid trên 100 gam chất khô (mg GAE/100g VCK) được tính theo phương trìnhsau

TPC = (mg GAE/100g VCK)Trong đó :

x = (), y : mật độ quang ; a = 0,012 ; b = - 0,003

V : Thể tích dịch trích ly (mL)

Trong đó:

• L*: cường độ tối – sáng, thang đo 0 (đen) đến 100 (trắng)

• a*: sắc độ của xanh lá cây – đỏ, giá trị a* dương chỉ thị màu đỏ, giá trị a* âmchỉ thị màu xanh lá

• b*: sắc độ của màu vàng – xanh dương, giá trị b* dương chỉ thị màu màu vàng,giá trị b* âm chỉ thì màu xanh dương

3.4.3 Ẩm độ

Đo độ ẩm bột bơ bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (sấy khô)

 Nguyên tắc: Dùng sức nóng làm bay hơi hết hơi nước trong mẫu Cân trọnglượng mẫu trước và sau khi sấy khô, từ đó tính ra phần trăm nước có trong thựcphẩm

 Cách thực hiện: Cân 2g bột bơ cho vào cốc nhôm đã biết khối lượng Sau đó đặtcốc nhôm vào tủ sấy mẫu (Contherm Scientific) ở nhiệt độ 100 ± 5oC Sau 24giờ, lấy cốc nhôm ra làm nguội trong bình hút ẩm trong 15 - 20 phút và đem cânkhối lượng cả cốc nhôm cùng bột bơ đã sấy ở cân phân tích

Thực hiện tính độ ẩm bột bơ bằng công thức:

Trong đó:

m1: khối lượng bột bơ ban đầu (m1 = 2g) (g)

m2: khối lượng cốc nhôm (g)

m3: khối lượng cốc nhôm và bột bơ sau khi sấy ở 100 ± 50C trong 24 giờ (g)

3.5 Phương pháp phân tích số liệu

Thí nghiệm được tiến hành 1 yếu tố với 3 lần lặp lại, kết quả được tính toánbằng phần mềm Excel và phần mềm thống kê JMP 10 Kết quả phân tích ANOVA với

độ tin cậy 95%, qua đây so sánh sự khác biệt giữa các ngiệm thức

Chương 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Ảnh hưởng của phương pháp tiền xử lý chần tới chất lượng bột bơ thành phẩm

4.1.1 Màu sắc

Trong quá trình sấy bằng máy sấy bơm nhiệt, quả bơ chịu tác động của nhiệt độsấy dễ dàng bị hóa nâu do hoạt động của enzyme polyphenol oxidase Vì vậy, phươngpháp tiền xử lý chần nhằm bất hoạt enzyme hóa nâu này nhằm cải thiện màu sắc cũngnhư chất lượng bột bơ được áp dụng vì tính khả thi và hiệu quả

Bơ khi được chần ở các mức thời gian khác nhau là 0 phút, 2 phút, 4 phút và 6phút ở nhiệt độ 85 ± 20C và sấy tại 40 ± 20C cho kết quả màu sắc của bột bơ thànhphẩm khác nhau, thể hiện trong Hình 4.1 và Hình 4.2

Hình 4.1 Giá trị L*, a* và b* của bột bơ thành phẩm khi được tiền xử lý chần ở các

thời gian khác nhau

Các ký tự khác nhau (a, b, c,…) thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức ở độ tin cậy 95