Đề xuất quy trình chế biến mứt nhuyễn dứa bổ sung pectin từ vỏ chanh leo

TỔNG QUAN

Giới thiệu về nguyên liệu dứa

2.1.1 Nguồn gốc của cây dứa

Chi Dứa (Ananas) thuộc về họ Dứa (Bromeliacea), có tên khoa học là

Ananas comosus, hay còn gọi là dứa, là một trong những loại cây ăn quả nhiệt đới phổ biến tại Việt Nam, bên cạnh các loại như cam, quýt và chuối Dứa không chỉ có thể ăn tươi mà còn được chế biến thành nhiều sản phẩm phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu.

Cây Dứa có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ, Braxin hay

Dứa là loại cây ưa nhiệt độ và độ ẩm cao, không chịu được rét và sương muối, và có thể sinh trưởng quanh năm trong điều kiện thích hợp Cây dứa không kén đất, có thể trồng trên các vùng gò đồi dốc (từ 20% trở xuống) cũng như trên đất nghèo dinh dưỡng và đất nhiễm phèn Thời gian thu hoạch dứa nhanh, chỉ sau 1 đến 9 năm, năng suất đạt từ 10 đến 12 tấn/ha, và có thể lên đến 30 đến 35 tấn/ha trong điều kiện tốt Đặc biệt, dứa có khả năng xử lý ra hoa trái vụ, đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định cho sản xuất, điều mà ít cây ăn quả khác có thể thực hiện được.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KHOA HÓA HỌC

GVHD: ThS Trần Phương Chi Page 4

Loài dứa hiện nay chia làm 3 nhóm chính: nhóm Cayen, nhóm Queen, nhóm Spanish (còn gọi là dứa Tây Ban Nha)

Nhóm Queen (hoàng hậu) nổi bật với quả dứa có màu vàng đậm, giòn và hương thơm hấp dẫn, mang vị chua ngọt đậm đà, rất thích hợp để ăn tươi Tuy nhiên, quả có hình bầu dục với khối lượng nhỏ từ 0,9 đến 1,2 kg và nhiều mắt, khiến việc chế biến trở nên khó khăn hơn.

Nhóm dứa Spanish có quả lớn hơn nhóm dứa Queen nhưng nhỏ hơn nhóm Cayen, với mắt sâu và thịt quả màu vàng nhạt có chỗ trắng Dứa Spanish có vị chua, ít thơm và nhiều nước, tuy nhiên chất lượng của chúng kém hơn so với dứa Queen, nên không thích hợp để ăn tươi.

Nhóm Cayen có quả lớn nhất, nặng khoảng 1,5 - 2 kg, với mắt phẳng và nông Thịt quả chứa ít màu vàng, nhiều nước, vị ngọt ít và ít thơm hơn so với nhóm Queen, nên thường được sử dụng trong chế biến công nghiệp Tuy nhiên, do vỏ mỏng, nhóm này dễ bị thối trong quá trình vận chuyển Mặc dù được trồng phổ biến trên thế giới, nhưng diện tích trồng ở Việt Nam lại rất hạn chế.

2.1.3 Giá trị của quả dứa

Dứa được xem là “hoàng hậu của các loại quả vì hương vị thơm ngon và giàu các chất dinh dƣỡng (xem bảng 2.1)

Bảng 2.1 Giá trị dinh dưỡng của dứa

Axit (chủ yếu là citric) (%) 0,06 – 1,62

Thành phần hóa học và hàm lượng các chất trong dứa bị ảnh hưởng bởi giống dứa, mùa vụ, thời gian thu hoạch, đất canh tác và phương pháp chăm sóc.

Xét trên tổng thể, thành phần chủ yếu ở trong dứa là nước chiếm

Quả dứa chiếm 85,3% trọng lượng là nước và chứa nhiều thành phần dinh dưỡng quan trọng như gluxit, protit, axit hữu cơ (trong đó axit xitric chiếm tới 65%), vitamin, khoáng chất và chất màu Đặc biệt, dứa còn chứa enzyme bromelin có khả năng thủy phân protein, giúp cải thiện quá trình tiêu hóa, cùng với hormone kích thích sinh trưởng.

Hàm lượng nước cao trong dứa (85,3%) gây khó khăn cho quá trình bảo quản, khiến các miếng dứa cắt dễ mất nước và giảm sức trương tế bào, làm mềm thịt quả Điều này không chỉ làm tăng cường độ hô hấp, tiêu tốn nhiều chất dinh dưỡng và sinh nhiệt, mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật, dẫn đến giảm chất lượng sản phẩm.

Bên cạnh đó các chất oxy hoá trong dứa cắt rất dễ gây biến màu sản phẩm

Như vậy, phải có phương pháp thích hợp để duy trì chất lượng của dứa cắt trong suốt thời gian bảo quản

Trên thị trường quốc tế, dứa là một mặt hàng rất dễ được tiêu thụ

Nhiều quốc gia như Anh, Pháp, Mỹ, Bỉ, Hà Lan, Nhật Bản, Đức, Bulgaria và Nga có nhu cầu nhập khẩu dứa cao Giá trị xuất khẩu dứa vượt trội so với nhiều mặt hàng khác.

Sản xuất và chế biến dứa mang lại hiệu quả kinh tế cao, với lợi nhuận từ xuất khẩu nước dứa tươi ở Hawai đạt 2.000 USD/ha Tại Việt Nam, giá trị ngoại tệ thu được từ 1ha dứa cao gấp 2 lần so với trồng cây ăn quả và gấp 3 lần so với trồng lúa xuất khẩu.

Ngoài quả dứa, thân và lá dứa cũng được sử dụng làm thức ăn cho gia súc, với năng lượng đạt 3,8 Mcal/tấn lá tươi theo Otagaki Bột bã dứa khô ép cung cấp 53,9 Mcal/tấn và tại Hawai, chúng chiếm tới 50% khẩu phần ăn của gia súc.

Còn các chồi dứa và hoa dứa có thể dùng làm giống cho vụ sau.

Trồng dứa không chỉ mang lại lợi ích kinh tế cho người dân mà còn giúp cải thiện đời sống ở các tỉnh trung du và miền núi Việc tận dụng đất đồi chưa khai phá để trồng dứa không chỉ tăng thu nhập mà còn cải tạo đất và chống xói mòn hiệu quả.

2.1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và Việt Nam

2.1.4.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới

Trải qua 500 năm trồng trọt, cây dứa đã phát triển mạnh mẽ, đặc biệt từ cuối thế kỷ XIX với kỹ thuật sản xuất dứa hộp Hầu hết các nước nhiệt đới đều trồng dứa, dẫn đến sản lượng tăng nhanh hàng năm Tổng sản lượng dứa toàn cầu đạt khoảng 13 triệu tấn mỗi năm, theo thống kê của Tổ chức Nông lương thế giới (FAO) năm 2006.

Từ năm 2002 đến 2005, bảng 2.2 cho thấy các vùng sản xuất dứa chính trên thế giới chủ yếu nằm ở các nước nhiệt đới, trải dài từ vĩ độ 30 Bắc đến 30 Nam Châu Á đóng góp 60% tổng sản lượng dứa toàn cầu, với các giống dứa phổ biến như Cayen được trồng nhiều ở Hawaii, Philippines, Malaysia và Úc.

(Cayen và Queen), Nam Phi (Cayen và Queen), Puetorico (Cayen và

Spanish), Keni (Cayen), Mehico (Cayen), Cuba (Cayen và Spanish), Đài Loan

(Cayen) Trừ Malaixia xu hướng chung của sản xuất trên thế giới là trồng

Cayen Do nhóm này có năng suất cao, phẩm chất tốt, phù hợp cho công nghiệp chế biến đồ hộp, nước giải khát xuất khẩu

Sản lƣợng dứa của Việt Nam là thấp so với thế giới (chiếm khoảng

3,3% tổng sản lƣợng của thế giới), đặc biệt là nhóm Cayen vẫn chƣa đƣợc trồng phổ biến ở nước ta

Bảng 2.2 Sản lượng dứa trên thế giới (đơn vị tính: nghìn tấn)

Sản lƣợng dứa (nghìn tấn)

Trên toàn cầu, sản phẩm từ dứa rất phong phú, bao gồm dứa tươi và các sản phẩm chế biến như dứa chế biến tối thiểu, mứt dứa, dứa hộp và nước dứa Dứa hộp có nhiều dạng như dứa khoanh, dứa rẻ quạt, dứa miếng và dứa nghiền, trong khi nước dứa được chia thành nước dứa cô đặc và nước dứa thường.

Những nước xuất khẩu dứa tươi nhiều nhất thế giới là Costarica, Ai cập, Thái Lan, Philippin, Dominica, Brazin, Cotdivoa, Onduara, Malaixia

Giới thiệu chung về pectin

Pectin is a polymer composed of polygalacturonic acid and its methyl esters, commonly found in fruits, roots, and stems In plants, pectin exists in two forms: insoluble protopectin, primarily found in cell walls combined with the polysaccharide arabin, and soluble pectin, which is mainly present in the cell sap.

Pectin là một loại keo có vai trò quan trọng trong việc gắn kết các tế bào thực vật, được ví như chất ciment trong cấu trúc tế bào thực vật.

Khi quả còn xanh, ciment là protopectin, protopectin chiếm tỉ lệ rất cao, protopectin không hòa tan trong nước giúp quả có độ cứng

Khi quả chín dần, dưới tác dụng enzyme protopectinase, protopectin sẽ chuyển sang pectin hòa tan (pectin) và araban, làm giảm sự liên kết giữa các

GVHD: ThS Trần Phương Chi cho biết, trong quá trình chế biến, tế bào thực vật sẽ trở nên mềm hơn do tác động của acid và nhiệt độ Quá trình chần ở nhiệt độ từ 60 đến 85 độ C góp phần làm thay đổi cấu trúc tế bào, giúp tăng cường độ mềm mại của thực phẩm.

Trong thực vật các pectin thường liên kết với cellulose ở vách tế bào dưới dạng phức hợp chưa biết rõ (hình 2.2)

Pectin là một polysaccharide tự nhiên có mặt với hàm lượng khác nhau trong các loại quả, củ và thân của nhiều loài thực vật Cụ thể, hàm lượng pectin trong táo dao động từ 10-15%, trong quả citrus từ 20-50%, củ cải đường từ 10-20% và đài hoa hướng dương từ 15-25% Đặc biệt, ngay trong cùng một loại quả, hàm lượng pectin cũng có sự khác biệt giữa các phần khác nhau Ví dụ, trong quả chanh leo, hàm lượng pectin của các phần khác nhau cũng không giống nhau, với pectin chủ yếu nằm ở lớp nhầy bao quanh vỏ hạt.

Bản chất của nó là một loại chất xơ hòa tan trong nước, làm tăng độ nhớt

Hình 2.2: Pectin trong cấu tạo của thành tế bào thực vật

Hình 2.3: quả chanh leo 2.2.2 Cấu tạo phân tử pectin:

Pectin là polysaccharide dạng mạch thẳng, được hình thành từ sự liên kết giữa các phân tử acid D-galacturonic (C6H10O7) thông qua liên kết 1,4-glucoside Một số gốc acid trong cấu trúc này có chứa nhóm methoxyl (-OCH3) Chiều dài chuỗi acid polygalacturonic có thể thay đổi, từ vài đơn vị đến hàng trăm đơn vị acid galacturonic.

Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin

Hình 2.4: Cấu tạo một đơn vị chuỗi pectin

Phân tử lượng của pectin tách từ các nguồn quả khác nhau có sự biến đổi lớn, thường nằm trong khoảng từ 10.000 đến 100.000, phụ thuộc vào số phân tử acid galacturonic So với các hợp chất glucid khác, pectin có phân tử lượng cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose Cụ thể, pectin từ táo và mận có phân tử lượng dao động từ 25.000 đến 35.000, trong khi pectin từ cam có thể đạt đến 50.000.

Tên gọi pectin dùng để chỉ các chuỗi polygalacturonic methyl hóa

Acid pectinic là chất có mức độ methyl hóa dưới 100%, trong khi acid pectic là acid polygalacturonic không chứa nhóm methoxyl Trong thực tế, thuật ngữ pectin thường được sử dụng để chỉ cả acid pectinic và acid pectic.

Pectin là một loại chất làm đông tụ an toàn và được chấp nhận rộng rãi trong ngành thực phẩm Hàm lượng ADI cho phép của pectin được xác định là "không xác định" bởi các tổ chức uy tín như JECFA (Ủy ban Chuyên gia Thực phẩm Liên hợp) và SCF.

(Scientific Committee for Food) ở liên minh châu Âu và GRAS (Generally

- Mã hiệu quốc tế của pectin là E440

- Pectin tinh chế có dạng chất bột trắng, màu xám nhạt

- Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol

Pectin có khả năng tạo đông (gel) khi kết hợp với acid và đường, điều này làm cho nó trở thành một thành phần quan trọng trong sản xuất bánh kẹo Nhờ vào đặc tính này, pectin được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp thực phẩm.

Dung dịch pectin có độ nhớt cao, gây khó khăn trong việc thu dịch quả ép Để giảm độ nhớt, cần sử dụng enzyme pectinase để thủy phân pectin Chẳng hạn, nước cà chua chứa 90-92% H2O nhưng do hàm lượng pectin cao, sản phẩm có dạng sền sệt Ngược lại, nước dứa với ít pectin thì dễ ép và dễ lọc hơn.

Pectintan, when acted upon by pectinase, transforms into pectinic acid, typically in the form of calcium and magnesium salts, along with simpler compounds such as methanol, acetic acid, arabinose, and galactose.

Quá trình thủy phân pectin diễn ra qua hai giai đoạn phức tạp, có thể xảy ra trong điều kiện yếm khí Cả hai giai đoạn này đều diễn ra mạnh mẽ trong môi trường tự nhiên.

Ta có thể xem quá trình xẩy ra từng bước đó như sau:

+ Giai đoạn thứ nhất thủy phân chất pectin thành đường:

+ Giai đoạn thứ hai là biến đường thành các sản phẩm lên men:

Khi lên men galactose sẽ tạo thành acid buthyric, khí cacbonic, hydro, và tỏa một ít năng lƣợng:

C 6 H 12 O 6 = CH 3 CH 2 CH 2 COOH + 2CO 2 + 2 H 2 + mKCal

Khi lên men arabinose sẽ tạo thành acid buthyric, khí cacbonic, nước và tỏa một ít năng lƣợng:

C5H 10O5 = CH3CH2CH2COOH + 2CO2 + H2O+ mKCal

Pectin hòa tan khi tiếp xúc với chất kiềm loãng hoặc enzyme pectinase, dẫn đến việc giải phóng nhóm methyl dưới dạng rượu methylic, tạo ra acid pectin tự do, chứa acid polygalacturonic Acid pectin có khả năng hình thành muối canxi pectat, một chất dễ dàng chuyển thành dạng kết tủa, do đó được sử dụng để định lượng các chất pectin.

2.2.4 Phân loại và các chỉ số đặc trưng

2.2.4.1 Phân loại a Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử

- HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP):

MI > 7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE >

Hình 2.5 Công thức HM pectin

- LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI <

7%, khoảng từ 3 ÷ 5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE ≤50%)

Hình 2.6 Công thức LM pectin

+ Trong đó một vài pectin phản ứng với amoniac để tạo ra pectin đƣợc amid hóa ứng dụng trong một số lĩnh vực khác

Hình 2.7 Công thức pectin được amid hóa

GVHD: ThS Trần Phương Chi Page 18 b Theo khả năng hòa tan trong nước

- Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic ): Pectin hòa tan là polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl

- Pectin không hòa tan (protopectin) : là dạng kết hợp của pectin với araban (polysaccharide ở thành tế bào)

Pectin đƣợc đặc trƣng bởi các chỉ số sau:

- Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện methyl hóa, là phần trăm khối lƣợng nhóm methoxyl (-OCH 3 ) trên tổng khối lƣợng phân tử

+ Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3% còn các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%

The degree of esterification (DE) indicates the extent to which pectin is esterified, represented as the percentage of esterified galacturonic acid residues relative to the total amount of galacturonic acid residues present in the molecule.

Giới thiệu chung về mứt

Mứt quả là sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc các dạng chế phẩm như pure quả, nước quả, và quả sunfit hóa, được nấu với đường đến độ khô khoảng 70% Đường không chỉ làm tăng độ ngọt và giá trị dinh dưỡng mà còn có tác dụng bảo quản sản phẩm, vì trong môi trường có hàm lượng đường cao, vi sinh vật bị ngừng hoạt động Do đó, nhiều loại mứt không cần thanh trùng sau khi nấu Tuy nhiên, một số loại mứt có hàm lượng đường thấp cần thanh trùng ngắn để diệt nấm men và nấm mốc Mứt quả cũng có hàm lượng acid cao, giúp ức chế sự phát triển của vi khuẩn Hầu hết các loại mứt đều có độ đông nhất định nhờ vào pectin tự nhiên có trong quả, và có thể bổ sung thêm pectin bột, pectin lỏng hoặc agar nếu cần thiết.

Pectin chỉ có khả năng tạo đông trong môi trường acid do các keo pectin mang điện tích âm, bị trung hòa bởi ion H+ trong acid Để đạt hiệu quả tạo đông tốt, pectin cần có mặt trong dung dịch đường với độ acid khoảng 1%, tương ứng với pH từ 3,2 đến 3,4.

Agar, được sản xuất từ rau câu, có khả năng tạo đông cao với nồng độ 0,2% mà không cần đường và acid Tuy nhiên, khi đun nóng lâu trong môi trường acid, độ đông của agar sẽ giảm Agar ít tan trong nước lạnh nhưng có khả năng hút ẩm và trương nở Trong nước nóng, agar tạo thành dung dịch keo và có thể đông lại Đường trong mứt không chỉ có tác dụng tạo đông mà còn nhờ vào tính chất hydrat hóa của nó Phân tử pectin có các phần háo nước và kỵ nước, và sự hiện diện của vỏ nước quanh các phần háo nước cản trở sự kết hợp của các phân tử pectin; đường giúp khắc phục vấn đề này và có thể kết hợp với pectin để tạo đông Pectin đông tốt khi nồng độ đường gần đạt đến nồng độ bão hòa, khoảng 65% với saccarose Để tăng tốc độ tạo đông và tránh hiện tượng lại đường trong mứt, có thể thay thế một phần saccarose bằng glucose.

Trong quá trình bảo quản mứt quả, sản phẩm có thể bị bão hòa, dẫn đến việc xuất hiện giọt nước đọng trên bề mặt và làm cho khối mứt bị vữa Hạ thấp nhiệt độ bảo quản cũng có thể gây ra hiện tượng này Ngoài ra, độ acid của sản phẩm, tạp chất và các tác động cơ học cũng ảnh hưởng đến việc mứt bị vữa Mứt quả có nguy cơ cao bị vữa hơn khi có hàm lượng acid cao (pH

Tiêu đề	Đề Xuất Quy Trình Chế Biến Mứt Nhuyễn Dứa Bổ Sung Pectin Từ Vỏ Chanh Leo
Tác giả	Đoàn Thị Hiên
Người hướng dẫn	ThS. Trần Phương Chi
Trường học	Trường Đại Học Vinh
Chuyên ngành	Công Nghệ Thực Phẩm
Thể loại	Đồ Án Tốt Nghiệp
Năm xuất bản	2016
Thành phố	Nghệ An

Định dạng
Số trang	62
Dung lượng	1,17 MB