ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH VĨNH LONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VĨNH LONG BÁO CÁO KHOA HỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHÓM SẤY BẰNG CÁCH XỬ LÝ TRƯỚC NGUYÊN LIỆU TRONG DUNG DỊCH SACCHAROSE Chủ nhiệm đề tài CAO THỊ LAN NHƯ VĨNH LONG, 01/ 2014 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH VĨNH LONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VĨNH LONG BÁO CÁO KHOA HỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHÓM SẤY BẰNG CÁCH XỬ LÝ TRƯỚC NGUYÊN LIỆU TRONG DUNG DỊCH SACCHAROSE Chủ nhiệm đề tài: Thành viên tham gia: CAO THỊ LAN NHƯ Quách Thị Thanh Tâm – Khoa Nông Nghiệp Đơn vị: Khoa CNLTTP Nguyễn Thị Kiều Tiên – Khoa CNLTTP Phạm Thị Thanh Tú – Khoa CNLTTP VĨNH LONG, 01/ 2014 i MỤC LỤC DANH SÁCH BẢNG iv DANH SÁCH HÌNH v 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mục tiêu nghiên cứu 1 CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2 2.1. Khóm và một số thành phần quan trọng có trong quả 2 2.1.1 Nguồn gốc và phân loại 2 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của khóm 2 2.1.3 Các sản phẩm từ khóm 3 2.2. Đường saccharose 4 2.3 Bảo quản bằng phương pháp sấy 4 2.3 Quá trình chần 5 2.4 Công nghệ tách nước thẩm thấu 6 2.4.1 Khái quát về tách nước thẩm thấu 6 2.4.2 Cơ chế của quá trình tách nước thẩm thấu 7 2.5. Một số nghiên cứu liên quan 7 CHƯƠNG 3. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 10 3.1 Phương tiện nghiên cứu 10 3.1.1 Địa điểm và thời gian 10 3.1.2 Nguyên liệu 10 3.1.3 Hóa chất sử dụng 10 3.1.4 Dụng cụ, thiết bị: 10 3.2 Phương pháp nghiên cứu 10 3.2.1 Phương pháp lấy mẫu 11 3.2.2 Phương pháp phân tích 12 3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm 12 3.3.1 Thí nghiệm 1: khảo ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu trước khi thẩm thấu đến sự tăng đường, mất nước, thay đổi màu và sự co thể tích của nguyên liệu. 12 ii 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của xử lý chân không trong quá trình thẩm thấu đến độ tăng đường, mất nước, màu, và độ co thể tích của mẫu. 14 3.3.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố nồng độ, nhiệt độ dung dịch saccharose đến khả năng khuếch tán của đường vào trong nguyên liệu theo thời gian ngâm. 16 3.3.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan của sản phẩm 18 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 20 4.1 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự biến đổi của khóm sau khi thẩm thấu 20 4.1.1 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự mất nước của khóm 21 4.1.2 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng đường của khóm . 22 4.1.3 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng khối lượng của khóm 23 4.1.4 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự giảm thể tích của khóm sau khi sấy 24 4.1.5 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự thay đổi màu sắc của khóm sau khi sấy 25 4.2 Ảnh hưởng của bề dày và số lần xử lý chân không đến sự biến đổi của khóm sau khi thẩm thấu 26 4.2.1 Ảnh hưởng của bề dày đến nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích và màu sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu 27 4.2.2 Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến nước mất, tăng đường, tăng khối lượng, giảm thể tích và màu sắc của khóm sau quá trình tách nước thẩm thấu 27 4.2.3 Ảnh hưởng của bề dày và số lần xử lý chân không đến màu sắc 30 4.3 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự biến đổi của khóm sau thẩm thấu. 31 4.3.1 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự mất nước của khóm sau thẩm thấu 32 4.3.2 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự tăng đường của khóm sau thẩm thấu 34 iii 4.3.4 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự giảm thể tích của khóm trong quá trình thẩm thấu 37 4.3.5 Ảnh hưởng của nồng độ, nhiệt độ dung dịch và thời gian thẩm thấu đến sự thay đổi màu sắc 38 4.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng sản phẩm khóm sấy 41 4.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến sự giảm độ ẩm của khóm theo thời gian 41 4.4.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng cảm quan của sản phẩm khóm sấy 42 4.5 Kết quả theo dõi thời gian bảo quản sản phẩm 44 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 46 5.1 Kết luận 46 5.2 Đề nghị 47 TÀ I LIỆU THAM KHẢO vii PHỤ LỤC 1 xi PHỤ LỤC 2 xvi iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng của khóm 3 Bảng 2.2: a w tối thiểu cho hoạt động của vi sinh vật 4 Bảng 4.1: Kết quả phân tích thống ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự biến đổi của khóm trong quá trình thẩm thấu 19 Bảng 4.2: Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của bề dày đến sự mất nước, tăng đường, khối lượng và thể tích của khóm 26 Bảng 4.3: Kết quả phân tích thống kê ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự mất nước, tăng đường, khối lượng và thể tích của khóm 27 Bảng 4.4: Ảnh hưởng của nồng độ và thời gian thẩm thấu đến sự tăng khối lượng của khóm 36 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ dung dịch đến sự thay đổi màu sắc 39 Bảng 4.5: Ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ dung dịch đến sự thay đổi màu sắc 39 Bảng 4.7: Gía trị màu sắc (L) của sản phẩm khóm sấy 42 Bảng 4.8: Biến đổi màu sắc, độ ẩm và a w của sản phẩm sau 10 tuần bảo quản 43 v DANH SÁCH HÌNH Hình 3.1: Nguyên liệu khóm 12 Hình 3.2. Khóm sau khi làm sạch và cắt khoanh 12 Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 13 Hình 3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 15 Hình 3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 17 Hình 3.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 18 Hình 4.1: Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến sự mất nước 21 Hình 4.2: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự mất nước 22 Hình 4.3: Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng 22 Hình 4.4: Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng 23 Hình 4.5: Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng 23 Hình 4.6: Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng 24 Hình 4.7: Ảnh hưởng của bề dày đến sự thay đổi thể tích 25 Hình 4.8: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự thay đổi thể tích 25 Hình 4.9: Ảnh hưởng của thời gian chần đến sự thay đổi màu sắc của khóm sau khi sấy 25 Hình 4.10: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến lượng đường tăng 27 Hình 4.11: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến lượng nước mất 29 Hình 4.12: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự tăng khối lượng của khóm 29 Hình 4.13: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự thay đổi thể tích 30 Hình 4.14: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến sự thay đổi màu sắc 31 Hình 4.15: Sản phẩm khóm sau sấy 31 Hình 4.16: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến nước mất 32 Hình 4.17 Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến nước mất 33 Hình 4.18: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến nước mất 34 Hình 4.19: Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến tăng đường 34 vi Hình 4.20: Ảnh hưởng của nồng độ độ dung dịch đến tăng đường 35 Hình 4.21: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến tăng đường 35 Hình 4.22: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu và nồng độ dung dịch đến sự tăng đường 36 Hình 4.23: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến sự thay đổi thể tích 37 Hình 4.24: Ảnh hưởng của nhiệt độ dung dịch đến sự thay đổi thể tích 38 Hình 4.25: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến sự thay đổi thể tích 38 Hình 4.26: Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đến sự thay đổi màu sắc 39 Hình 4.27: Ảnh hưởng của thời gian thẩm thấu đến sự thay đổi màu sắc 39 Hình 4.28: Sản phẩm khóm sấy thẩm thấu trong dung dịch saccharose 60 o Brix, 50 o C, 8 giờ 41 Hình 4.28: Sự thay đổi độ ẩm của sản phẩm theo thời gian và nhiệt độ sấy 42 Hình 4.29: Kết quả đánh giá cảm quan sản phẩm xoài sấy ở 60 o C, 65 o C, 70 o C 42 Hình 4.30: Khóm sấy ở các nhiệt độ khác nhau (a) 60 o C, (b) 65 o C, (c) 70 o C 43 Hình 4.31: Sản phẩm khóm sấy (a) trước khi bảo quản, (b) sau 10 tuần bảo quản 44 Hình 5.1: Quy trình đề nghị sản xuất khóm sấy 46 1 CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU 1.1. Đặt vấn đề Trái cây và rau quả là nguồn chứa các chất dinh dưỡng cần thiết quan trọng như vitamin, khoáng chất và chất xơ. Khóm là loại trái cây chứa nhiều đường, đủ các loại vitamin cần thiết như vitamin A, B, PP, C, đặc biệt có chứa enzyme bromelin - một loại enzyme thủy phân protein, có thể chữa rối loạn tiêu hóa. Trong khóm chiếm một lượng lớn nước (hơn 80%), nên được phân vào loại dễ bị hư. Khóm được tiêu thụ chủ yếu ở dạng tươi, ngoài ra còn có thể sử dụng khóm để nấu ăn như là một loại rau. Tuy nhiên vì trái khóm có đặc tính mềm nên việc vận chuyển phân phối khóm tươi gặp nhiều khó khăn và tổn thất lớn. Vì thế sấy khô là một phương pháp giúp cho quá trình bảo quản, vận chuyển, và sử dụng khóm dễ dàng hơn. Tuy nhiên sản phẩm sấy khô nếu không sử dụng quá trình tiền xử lý thích hợp sẽ có bị giảm màu sắc, mất chất dinh dưỡng, và cấu trúc bị thay đổi làm giảm giá trị của thực phẩm. Vì thế để khắc phục nhược điểm này của phương pháp sấy thì quá trình tách nước thẩm thấu trái cây trươc khi sấy được áp dụng. Tách nước thẩm thấu được chú ý gần đây do ứng dụng tiềm năng của nó trong ngành công nghiệp chế biến thực phẩm. Tách nước thẩm thấu (OD) là một trong những phương pháp bảo quản thực phẩm đầu tiên và nó đang trở thành quá trình xử lí bổ sung phổ biến trong dây chuyền chế biến, việc thực hiện tách nước thẩm thấu mang tính kinh tế và góp phần tích cực trong việc bảo vệ môi trường. Vì vậy, nội dung đề tài “Nâng cao chất lượng khóm sấy bằng cách xử lý trước nguyên liệu trong dung dịch saccharose” được đưa ra nhằm lựa chọn một cách hợp lý các thông số kỹ thuật cho quá trình chế biến, loại bỏ nước và thẩm thấu, có thể để tăng cường hương vị tự nhiên và duy trì màu sắc cho sản phẩm. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu quy trình công nghệ tạo ra sản phẩm khóm sấy có chất lượng tốt và ổn định để bảo quản. 2 CHƯƠNG 2. LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. Khóm và một số thành phần quan trọng có trong quả 2.1.1 Nguồn gốc và phân loại Khóm (còn gọi là dứa) có tên khoa học là Ananas Comosus Merr, thuộc loài Ananas, họ Bromeliaceace. Một số giống khóm được trồng phổ biến hiện nay là giống Hoàng hậu (Queen), Cayenne. Ngoài ra, còn một số giống khóm ăn trái phổ biến như Ananas Sativus Sehult, Ananas Bracteatur, … (Collin et al., 1931). Theo KF. Backer và Collins (1939) thì khóm có nguồn gốc từ miền Nam Brazil, miền Bắc Achentina và Paragoay (vĩ tuyến Nam 15 – 30 o ) vì ở đó có nhiều loại khóm hoang dại. Người đầu tiên tìm ra cây khóm và ăn thủ trái là Christophe Colomb khi ông cùng đoàn thám hiểm đổ bộ xuống hòn đảo vào ngày 4 tháng 11 năm 1493. Các quốc gia có sản lượng khóm lớn nhất trên thế giới Mehico, Brazil, Trung Quốc, Indonesia, Ấn Độ, … Ngoài trừ Châu Âu, các châu lục khác đều trồng khóm. Khóm là một trong những trái cây nhiệt đới và cận nhiệt đới phổ biến nhất, tiêu thụ chủ yếu là do hương vị hấp dẫn của nó và nguồn giàu vitamin C và các axit hữu cơ (Bartolomewet et al., 1995). Hiện nay các giống khóm được trồng nhiều ở Việt Nam là khóm Queen, Cayenne, khóm Tây Ban Nha. 2.1.2 Thành phần dinh dưỡng của khóm Thành phần hóa học của khóm thay đổi theo nhiều yếu tố: giống, địa điểm, điều kiện trồng, thời điểm thu hoạch, … Khóm có hàm lượng đường cao khoảng 12 – 18 o Brix, hầu như không chứa tinh bột và vitamin D. Trong khi đó, các loại vitamin khác đều hiện diện đầy đủ, đặc biệt vitamin C chiếm tỉ lệ cao (24mg/100g). Các thành phần hóa học chủ yếu của khóm bao gồm: protid, lipid, đường, muối khoáng và vitamin. Theo Viện dinh dưỡng của USDA (United State Department of Agriculture) năm 1995, một số thành phần hóa học quan trọng của trái khóm đã được xác định và được trình bày ở bảng 2.1 [...]... so với ban đầu ít, lượng chất khô hòa tan tăng cao 13 - Các chỉ tiêu đánh giá: + Lượng chất khô hòa tan tăng, + Màu sắc, + Độ giảm thể tích, + Lượng nước mất, + Sự giảm khối lượng 3.3.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của xử lý chân không và bề dày nguyên liệu trong quá trình thẩm thấu đến độ tăng đường, mất nước, màu, và độ co thể tích của mẫu Mục đích: Tìm ra chế độ xử lý chân trong quá trình thẩm... thẩm thấu hay nói cách khác chúng có quan hệ tuyến tính với nhau Mẫu khóm có bề dày nhỏ thì nước mất và đường tăng cao, nhưng do lượng đường tăng cao hơn lượng nước mất do đó khối lượng mẫu khóm sau thẩm thấu tăng Khối lượng khóm sau 9 giờ thẩm thấu tăng cao nhất ở mẫu có bề dày 10 mm (Hình 4.5) Thời gian chần, giây Hình 4.6 Ảnh hưởng của thời gian chần nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng Hình 4.6,... học và là một trong những nguyên nhân gây hư hỏng và làm giảm chất lượng sản phẩm trong thời gian bảo quản Để hạn chế ảnh hưởng của không khí, rau quả cần được bài khì bằng cách chần bằng nước nóng hoặc hơi nước trong thời gian nhất định tùy thuộc vào trạng thái và tính chất của loại rau quả Chần là một bước xử lý nhiệt tiền chế biến được áp dụng phổ biến cho rau quả trước khi lạnh đông, sấy hay đóng... nước và tăng hàm lượng chất tan (Hough et al., 1993; Rahman và Perera, 1996; Spiazzi và Mascheroni, 1997) 10 15 20 Bề dày, mm Hình 4.3 Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến lượng đường tăng 22 Hình 4.3 cho thấy bề dày nguyên liệu ảnh hưởng rất có ý nghĩa đến sự tăng đường Sự khuếch tán nước từ bên trong nguyên liệu ra ngoài dung dịch luôn xảy ra đồng thời với sự khuếch tán chất tan từ dung dịch thẩm... đó hàm lượng đường tăng là 47,7 % 4.1.3 Ảnh hưởng của bề dày và thời gian chần đến sự tăng khối lượng của khóm Khối lượng mẫu tăng sau thẩm thấu phụ thuộc rất ý nghĩa vào bề dày và thời gian chần nguyên liệu (xem phụ lục) 10 15 20 Bề dày, mm Hình 4.5 Ảnh hưởng của bề dày nguyên liệu khóm đến tăng khối lượng 23 Khối lượng mẫu sau thẩm thấu phụ thuộc nhiều vào lượng nước mất và lượng đường tăng trong. .. B4 B5 B6 Ngâm trong dung dịch đường Sấy ở 60 oC Phân tích, đánh giá Hình 3.3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 Tiến hành thí nghiệm: - Chọn nguyên liệu khóm có độ chín ở mức 3 - Khóm sau khi xử lý, cắt miếng có độ dày khác nhau - Chần khóm trong nước có nhiệt độ 100 oC với các mức thời gian khác nhau Sau đó làm nguội nhanh trong nước lạnh đến nhiệt độ phòng, cân xác định khối lượng ban đầu bằng cân phân tích... không (3,02 %) cao hơn ở áp suất khí quyển (2,49 %) Số lần xử lý chân không Hình 4.10: Ảnh hưởng của số lần xử lý chân không đến lượng đường tăng Deng and Zhao, 2008 cho thấy tiền xử lý chân không thúc đẩy sự mất nước, do đó nâng cao hiệu quả của quá trình tách nước thẩm thấu Nước mất trong mẫu được xử lý chân không tăng theo sự tăng số lần xử lý chân không Kết quả này cũng tương tự như Taiwo et al.,... đến chất lượng rau quả sấy là nhiệt độ Nếu nhiệt độ sản phẩm trong quá trình sấy cao hơn 60 oC thì protein bị biến tính Nếu trên 90 oC thì fructose bắt đầu bị caramel hóa, các phản ứng tạo ra melanoidin, polymer hóa các hợp chất cao phân tử,… xảy ra mạnh mẽ và ở nhiệt độ cao hơn nữa sản phẩm có thể bị cháy Rau quả đòi hỏi phải có chế độ sấy ôn hòa, nhiệt độ sấy không được quá cao 4 Những biến đổi trong. .. tính nguyên vẹn của thực phẩm (Rastogi et al., 2002) Tách nước thẩm thấu giúp loại nước khỏi nguyên liệu ở mức đáng kể (40-70 gram nước mất đi so với 100 g sản phẩm ban đầu), và kiểm soát lượng chất tan từ dung dịch thấm vào ở mức giới hạn (5- 25 g chất tan thấm vào so với 100 g sản phẩm ban đầu) Điều này đạt được chủ yếu bằng cách sử dụng dung dịch nồng độ cao (50-75 g chất tan trên 100 gram dung. .. khoanh A2 A1 A3 Xử lý chân không trong dung dịch đường saccharose 55% C1 C2 C3 Ngâm trong dung dịch đường saccharose 55% Sấy ở 60 oC Phân tích, đánh giá Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 Tiến hành thí nghiệm: - Thí nghiệm thực hiện tương tự như thí nghiệm trên - Sau khi ngâm khóm trong các cốc thủy tinh chứa dung dịch saccharose có nồng độ 55 Brix, nhiệt độ dung dịch 50 oC tiến hành xử lý chân không . cực trong việc bảo vệ môi trường. Vì vậy, nội dung đề tài Nâng cao chất lượng khóm sấy bằng cách xử lý trước nguyên liệu trong dung dịch saccharose” được đưa ra nhằm lựa chọn một cách hợp lý. TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VĨNH LONG BÁO CÁO KHOA HỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHÓM SẤY BẰNG CÁCH XỬ LÝ TRƯỚC NGUYÊN LIỆU TRONG DUNG DỊCH SACCHAROSE Chủ nhiệm đề tài CAO THỊ. NHÂN DÂN TỈNH VĨNH LONG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG VĨNH LONG BÁO CÁO KHOA HỌC NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG KHÓM SẤY BẰNG CÁCH XỬ LÝ TRƯỚC NGUYÊN LIỆU TRONG DUNG DỊCH SACCHAROSE Chủ