ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC GIA VỊ CAY SVTH: HC06TP GVGD: ThS TÔN NỮ MINH NGUYỆT MỤC LỤC CHƯƠNG : TỔNG QUAN GIA VỊ CAY 1.1 Giới thiệu gia vị 1.2 Gia vị cay CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU GIA VỊ CAY .5 2.1 Hồ tiêu 2.1.1 Vị trí giới thực vật 2.1.2 Đặc điểm hình thái 2.1.3 Thành phần hóa học 2.1.4 Công dụng 2.1.5 Thu hoạch sản phẩm .9 2.2 Gừng 2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Phân loại: 10 2.2.3 Thành phần hóa học 10 2.2.4 Thu hoạch 11 2.2.5 Bảo quản 12 2.2.6 Ứng dụng 12 2.3 Ớt 13 2.3.1 Giới thiệu 13 2.3.2 Phân loại 14 3.3.3 Thành phần hoá học ớt cay 15 3.3.4 Ứng dụng 17 3.3.5 Sản phẩm 18 2.4 Mù tạc (mustard) 18 2.4.1 Giới thiệu 18 2.4.2 Phân loại 19 2.4.3 Thành phần hóa học 20 2.4.4 Ứng dụng 22 2.4.5 Sản xuất thu hoạch 22 2.5 Horseradish 22 i 2.5.1 Giới thiệu 23 2.5.2 Thành phần hóa học 23 2.5.3 Thu hoạch bảo quản 24 2.6 Wasabi 24 2.6.1 Giới thiệu 24 2.6.2 Thành phần hóa học 25 2.6.3 Thu hoạch bảo quản 26 2.6.4 Một số sản phẩm từ wasabi .27 TÀI LIỆU THAM KHẢO .27 DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần dinh dưỡng tiêu đen (tính cho 100g) ii Bảng 2.2 Một số thành phần gừng 11 Bảng 2.3 Thành phần hóa học ớt tươi .15 Bảng 2.4 Thành phần dinh dưỡng (tính 100g hạt mù tạc) 21 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Một số loại gia vị cay phổ biến Hình 1.2 Dây thần kinh sinh ba chịu trách nhiệm cho cảm giác vùng mặt Hình 1.3 Cơng thức hóa học số hợp chất tạo vị cay .3 iii Hình 1.4 Một cửa hàng bán loại tiêu ớt cay sử dụng hệ Scoville unit để phân loại cho khách hàng Hình 2.1 Cây hồ tiêu bám giá đỡ hình trụ thẳng Hình 2.2 Nhánh hồ tiêu Hình 2.3 Bốn loại hồ tiêu thị trường Hình 2.4 Cấu tạo hóa học piperine Hình 2.5 Cây gừng 10 Hình 2.6 Quả ớt .14 Hình 2.7 Hai loại sản phẩm ớt thường gặp thị trường .18 Hình 2.8 Hoa lồi Brassica juncea 20 Hình 2.9 Phản ứng hóa học tạo nên vị cay cho mustard 21 Hình 2.10 Cây hoa horseradish 23 Hình 2.11 Rễ horseradish 24 Hình 2.12 Lá củ wasabi 25 Hình 2.13 Củ wasabi sản phẩm 26 Hình 2.14 Một số loại sản phẩm wasabi 27 iv Gia vị cay CHƯƠNG : TỔNG QUAN GIA VỊ CAY 1.1 Giới thiệu gia vị Gia vị, theo định nghĩa nhà khoa học sinh học, loại thực phẩm, rau thơm (thường có tinh dầu) hợp chất hóa học cho thêm vào ăn, tạo kích thích tích cực định lên quan vị giác, khứu giác thị giác người ẩm thực Hình 1.1 Một số loại gia vị cay phổ biến Theo Hiệp hội bn bán gia vị Mỹ (ASTA) có 41 loại gia vị Trong danh mục gia vị quan quản lý gia vị Ấn độ gồm 52 loại, quan tiêu chuẩn Ấn độ lại đưa danh mục 63 loại gia vị Theo tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO gia vị gồm 109 loại Do vậy, số liệu sản xuất xuất gia vị từ nguồn khác khác thị trường gia vị giới Thông thường loại gia vị phân loại dựa mức độ mùi vị chúng: • Gia vị nóng (hot spicies): ớt Capsicum, ớt Cayenne, tiêu trắng đen, gừng, mù tạc • Gia vị trung tính (mild spices): ớt Paprika, rau mùi • Gia vị thơm (aromatic spices): nghệ, đinh hương, ba đậu, là, đậu khấu, tiêu Jamaica • Thảo mộc (herbs): quế, cỏ xạ hương, nguyệt quế, ngải giấm, là, kinh giới • Rau mùi (aromatic vegetables): hành, tỏi, cần tây Gia vị cay Gia vị làm cho thức ăn có cảm giác ngon hơn, kích thích hệ thống tiêu hóa người ăn khiến thực phẩm dễ tiêu hóa Thị trường giá loại sản phẩm ngày mở rộng nhiều tiềm Điều xuất phát từ đặc tính giá trị kinh tế gia vị, không dừng lại tác dụng gia vị kích thích vị ăn ngon miệng mà cịn có tác dụng kích thích tiêu hố, chống viêm nhiễm, tăng sức đề kháng thể số bệnh lý thông thường 1.2 Gia vị cay Theo khoa học mùi vị, vị ‘cay’ (piquance) cảm giác nóng, đốt cháy gây cảm ứng phản ứng dây thần kinh sinh ba (dây thần kinh chĩu trách nhiệm cho cảm giác vùng mặt) từ tiếp nhận thông tin từ tế bào vùng miệng Cảm giác cáy nóng chuyển tải đến não hệ thống thần kinh hoàn toàn khác biệt với vị khác, nên vị cay khơng xem vị Nói cách khác, vi cay cảm nhận phản ứng co thể nguy tế bào vùng miệng bị tổn thương Hình 1.2 Dây thần kinh sinh ba chịu trách nhiệm cho cảm giác vùng mặt “Cay” năm vị chủ đạo ăn người Trung Hoa Vị “mặn” , “chua”, “đắng”, “ngọt” cho ta cảm giác dễ gọi tên vị “cay” khác hẳn, vốn mang tính phức tạp, mon mem đầu lưỡi chưa đủ, khoảnh khắc thơi chưa hết, mà khiến ta mê mẩn, lâng lâng đến sau Vị cay chạm vào đầu lưỡi, sâu vào cổ họng, lan toả cực mạnh lên mũi khiến mắt cay xè Có nhiều loại gia vị tạo nên vị cay Phổ biến ớt, tiêu, gừng, mù tạc, tỏi, hành củ, hành lá, bạc hà Gia vị cay Gia vị cay loại gia vị khác, mục đích thêm vào ăn để tạo cảm giác ngon kích thích tiêu hóa Ngồi vai trị kích thích vị giác tạo cảm giác ngon miệng, loại gia vi cay xem dược liệu quan trọng với nhiều vai trò khác sát trùng lợi tiểu, kích thích gan mật… Các hợp chất ally isothiocyanate, capsaicinoid, piperine allicin xem nguyên nhân gây cảm giác cay Hình 1.3 Cơng thức hóa học số hợp chất tạo vị cay Gia vị cay Độ cay xác định dựa hàm lượng chất tạo vị cay có sản phẩm Scoville Organoleptic Test phương pháp phổ biến để đánh giá độ cay nóng tiêu ớt từ 1912 với đơn vị đo Scoville Heat unit (SHU) thể hàm lượng Capsainoid tiêu ớt Tuy nhiên,vì Scoville Scale (SC) phương pháp dựa cảm quan nên phương pháp sắc ki hóa lỏng (HPLC) ưa chuộng định lượng Capsaicinoid thu kết nhanh đáng tin cậy Kết ppm HPLC SC so sánh sau: 1ppm=16SHU=0.0001mg.g -1, Capsainoid tinh khiết =16,000,000SHU Hình 1.4 Một cửa hàng bán loại tiêu ớt cay sử dụng hệ Scoville unit để phân loại cho khách hàng Gia vị cay CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU GIA VỊ CAY 2.1 Hồ tiêu 2.1.1 Vị trí giới thực vật Giới: thực vật Bộ: piperales Họ: piperaceae Chi: piper Loài: P.nigrum 2.1.2 Đặc điểm hình thái Hồ tiêu loại dây leo, thân dài, nhẵn không mang lông, bám vào khác rễ Thân mọc cuốn, mang mọc cách Hình 2.1 Cây hồ tiêu bám giá đỡ hình trụ thẳng Có hai loại nhánh: loại nhánh mang quả, loại nhánh dinh dưỡng, hai loại nhánh xuất phát từ kẽ Lá trầu không, dài thuôn Đối chiếu với cụm hoa hình sóc Gia vị cay phát triển chậm, nhiệt độ > 350C sinh trưởng kém, hoa bị rụng nhiều làm giảm tỷ lệ đậu Cây ớt yêu cầu ánh sáng nhiều Thiếu ánh sáng vào thời điểm hoa làm giảm tỷ lệ đậu Ớt chịu hạn Tuy nhiên thời kỳ hoa đậu quả, độ ẩm (đất khơng khí) đóng vai trị quan trọng việc hình thành khối lượng chất lượng quả, độ ẩm đất thấp (80%) làm rễ phát triển, còi cọc Hình 2.6 Quả ớt 2.3.2 Phân loại Theo cơng dụng ớt phân thành loại: • Ớt kiểng: trồng có tính cách làm đẹp dịp tết Loại ớt thường trái nhỏ, đầu ngón tay, bụng lớn, đầu trịn, thường có nhiều màu khác nhau: có giống màu kem chín màu đỏ, có giống trái màu tím than chín màu tím đỏ đậm Giống cay, hột • Ớt ngọt: trồng nhiều Châu Âu, Châu Mỹ vài nước Châu Á Nó dùng loại rau xanh dùng để chế biến Những giống ớt trồng nước ta chủ yếu giống F1, công ty Đài Loan, Nhật Bản, Hàn Quốc Israel sản xuất, có hai nhóm quả: loại dài (12-20 cmx 4-5 cm) loại ngắn (7-11 cm x3-5 cm) màu sắc đa dạng: đỏ, đỏ thẫm, đỏ tươi, vàng Dạng ưa chuộng ớt dài, khía, da láng bóng • Ớt cay: trồng phổ biến Ấn Độ, Châu Phi nước nhiệt đới khác Ở Hàn Quốc ớt rau chủ lực Diện tích trồng hai loại ớt giới (1992) 1.057.000 ha, đứng thứ loại rau trồng Cây ớt cay thông thường có loại: 14 Gia vị cay • Ớt sừng trâu (Capsicum annuum Conoidis Lin) : Cây cao khoảng 80-100cm, có khả phân cành mạnh, số nhiều Quả màu đỏ tươi, đầu nhọn, cong Loại trồng nhiều đông trung du Bắc Bộ: Vĩnh Phúc, Hà Bắc, Hà Nội, Thái Bình, Hải Hưng,… Giống có thời gian sinh trưởng ngắn (110 – 115 ngày tuỳ vụ trồng) dài 10 – 12 cm, đường kính -1.5 cm, màu đỏ tươi chín Thời gian thu 35-40 ngày, suất 8-12 tấn/ha Tỷ lệ chất khô 21-22% Nếu trồng riêng rẽ vườn sống cho trái từ 2-3 năm Giống ớt có hai loại sừng trâu xanh sừng trâu trắng Ớt sừng trâu xanh loại ớt có đầu nhọn, khơng dài cịn non có màu xanh, cay Ớt sừng trâu trắng: cịn non có màu trắng, trái to, có vị cay • Ớt hiểm (ớt thiên - Capsicum frutescen): nhỏ, thấp cao trung bình 70-80 cm, có khả phân cành mạnh Thời gian sinh trưởng 150-180 ngày Năng suất bình quân từ 7-10 tấn/ha Cây khoẻ, trái nhỏ, thường đắc dụng Khi non trái ăn xanh thơm, giòn Khi trái chín, ớt ngả sang màu vàng cam đỏ, mềm Ớt hiểm có hai loại: loại cịn non màu trắng loại non màu xanh Điểm đặc biệt giống ớt trái nhỏ sai Một tới hàng trăm trái, dễ trồng, chịu hạn chịu nóng giỏi • Ớt cay 01: Viện Khoa Học Nông Nghiệp Miền Nam chọn lọc từ giống ớt Xiêm nhỏ thiên, sản phẩm lai tạo ưu điểm chiết suất từ giống ớt giống ớt nước ngoài, nước giới ưa chuộng Năng suất trung bình từ -10 tấn/ha, tỷ lệ chất khô tương đối cao >20%, bột khô giữ màu đỏ đặc trưng Ưu điểm: nhỏ, trái thiên nên đón ánh sáng trọn vẹn Cây cao 80 cm, đâm nhánh nhiều bệnh Khi chín trái có màu đỏ tươi, cay Năng suất đạt 8-10 tấn/ha Trái cứng chắc, tỷ lệ chất khô cao, bị rụng trái Ớt 01 chịu hạn không kén đất Nhược điểm: trái nhỏ ( lớn ớt hiểm), hạt nhiều, vòng đời 1-2 năm 3.3.3 Thành phần hoá học ớt cay Ớt loại trái nhỏ, tính phần trăm cho thành phần số nhỏ Vì người ta tính thành phần ớt 100g ớt tươi để dễ dàng phân biệt độ chênh lệch chất Bảng 2.3 Thành phần hóa học ớt tươi Thành phần Hàm lượng (%) Ớt 15 Ớt cay Gia vị cay Chín đỏ Xanh Nước 91 92 91 Protein 1.3 1.3 1.3 Glucid 5.7 4.7 5.7 Chất xơ 1.4 Vitamin C (mg) 250-300 80-200 250 Carotene (mg) 10 1-3 10 Tinh dầu 12.5 Khoáng 5.17 Chất thơm - Năng lượng (cal) 29 25 29-30 Nước: giúp ớt tươi nguyên Nước tham gia vào trình trao đổi, chuyển hoá chất ớt Protein: Đa số chất đạm ớt dạng amino acid dạng amid Ngoài cịn có dạng amon, nitrate,… protein quan trọng việc tạo mô thể người Khi tiêu hoá, protein bị phân huỷ thành dạng amid tác dụng enzyme protease Trong muối rượu, protein từ keo hoá nước chuyển thành háo nước chuyển sang lắng cặn, để sử dụng ớt dạng tươi nguyên thời gian dài mà không bị héo khô, tránh cho ớt bị nước, người ta thường ngâm ớt muối loãng, rượu giấm (để làm giảm độ hoà tan protein) Đường: Lượng đường ớt đóng góp bổ sung lượng đường cho thể Chất xơ (cellulose): Cellulose bảo vệ thành phần cấu tạo bên ớt Chất xơ giúp ớt thắt ruột, giúp tiêu hoá tốt Caroten (tiền sinh tố A): Caroten giúp thể tránh bị khô giác mạc, sắc tố tạo cho ớt có màu đỏ đặc trưng hấp dẫn Nó vừa chất màu vừa chất dinh dưỡng Màu ớt không bền màu cà chua, dễ bị biến nâu tác dụng nhiệt bị màu tác dụng ánh sáng Vitamine C: Đây sinh tố quan trọng cho thể người, tham gia vào phản ứng oxy hố khử, kích thích tiêu hố, ăn uống Vitamine C có tác dụng làm cho máu 16 Gia vị cay đơng, vết thương chóng lành, điều khiển lưu thông máu Hàm lượng vitamin C có ớt khoảng 0.1% Các hợp chất tạo màu: Màu sắc ớt hợp chất carotenoid định Ớt có màu đỏ tươi (capsanthine, capsorubin,…) màu vàng (cucubitene) Hàm lượng hợp chất carotenoid có ớt từ 0.1 đến 0.5% Một số loại ớt đặc biệt ớt kiểng chín có màu tím cà, tím đậm hay màu đen thành phần có hợp chất anthocyanin Tuỳ theo hàm lượng anthocyanin mà có mức độ màu khác Các hợp chất tạo vị cay cho ớt hợp chất alkaloid gọi capsaicinoids (CAPs) có ớt Cấu trúc phân tử CAPs giống với piperine (thành phần tiêu, Piper nigrum) zingerone (thành phần gừng, Zingiber officinale) Capsaicin (C18H27NO3, trans-8methyl-N-vanillyl-6-nonenamide), CAPs nhiều nhất, dihyfrocapsaicin, nordihydrocapsaicin, homocapsaicin, homo-dihydro-capsaicin, chất khác Độ cay ớt đo đơn vị Scoville (SU) Ớt có độ cay SU, Jalapedos 3000-6000 SU Habaneros 30000 SU Kỉ lục độ cay ghi nhận sách kỉ lục Guinness loại ớt Red Savina habanero khoảng 577000 SU Capsaicin (tỷ lệ 0.05-2%) phần lớn tập trung biểu bì nỗn (placenta), có tinh thể hình vng Độ chảy Capsaicine 650C, nhiệt độ cao bốc kích ứng mạnh, gây hắt khó chịu Chất có nồng độ 1/100000 cịn cay Tính chất cay gặp kiềm khơng bị chất cay hồ tiêu Nhưng bị oxy hố kalibicromate, kali permanganate tính chất cay bị 3.3.4 Ứng dụng Ớt gia vị thường thấy hầu hết gia đình Việt Nam người nước Ở nước ta người miền Trung ăn ớt nhiều miền Bắc Hầu hết ăn có ớt, ớt dùng để pha với nước chấm, cho vào canh cá, canh tôm đặc biệt loại có mùi Ớt pha với bột cà ri, làm tăng màu sắc hấp dẫn, tạo hương vị đậm đà, đặc trưng, kích thích tiêu hố, tạo cảm giác ngon miệng Ngày ớt mặt hàng xuất cho nhiều nước, thu lượng ngoại tệ đáng kể Theo y học cổ truyền, ớt vị cay, nóng, có tác dụng tán hàn, tiêu thực, giảm đau Dân gian thường dùng để chữa đau bụng lạnh, tiêu hóa kém, đau khớp, dùng chữa rắn rết cắn Theo y học đại, ớt có nhiều ích lợi cho sức khỏe Chất capsaicin ớt kích thích não sản xuất chất endorphin, morphin nội sinh có tác dụng giảm đau, đặc biệt có ích cho người bị viêm khớp mãn tính ung thư Ớt giúp ngăn ngừa bệnh tim nhờ số hoạt chất giúp máu lưu thơng tốt, tránh tình trạng đơng vón tiểu cầu Ngoài ra, loại 17 Gia vị cay cịn giúp ngăn ngừa tình trạng huyết áp tăng cao Một số nghiên cứu cho thấy, loại ớt vỏ xanh, trái nhỏ có hàm lượng capsaicin cao Ngồi ra, tiền vitamin A ớt giúp tránh bị khô giác mạc, vitamin C giúp phòng chống bệnh cảm cúm… 3.3.5 Sản phẩm Ớt chế biến dạng: ớt đông lạnh, tương ớt, ớt bột cari, ớt dầm giấm, ớt satế, gói gia vị mì ăn liền sử dụng tươi… Ớt xuất chủ yếu ớt cay đông lạnh Trong Đông y, ớt dùng làm rượu theo cơng thức: ớt chín (1000 g) + rượu trắng 450 (100 ml) ngâm ngày, dùng thấm thoa lên nơi đau nhức Hình 2.7 Hai loại sản phẩm ớt thường gặp thị trường 2.4 Mù tạc (mustard) 2.4.1 Giới thiệu Hạt mù tạc biểu tượng trồng trọt người Ấn độ cổ người Hy Lạp, Trung quốc, Châu Phi sử dụng từ lâu đời Các phương pháp làm mù tạc dạng patse người Roman du nhập vào Châu Âu Học nghiển hạt mù tạc, gọi ‘sinapis’, với nho để tạo dạng mù tạc với tên gọi ‘mustum ardens’, có nghĩa ‘đốt cháy nóng’ Từ đó, hạt mùa 18 Gia vị cay tạc gọi với tên ‘mustard’ Dạng mù tạc chế biến sẵn làm người Pháp Dijon kỉ 13th, dạng bột mùi tạc làm Anh kỉ 18th Ngoài ra, dầu mù tạc loại dầu phổ biến Bắc Ấn Cây mù tạc trồng rộng rãi nhiều vùng giới Canada, Nepal, the USA, Russian Federation, Myanmar, Czech Republic, Romania, Slovakia, Germany and France Tuy nhiên, nhà sản xuất mù tạc tập trung chủ yếu USA, France, Germany, Japan, Canada and the UK 2.4.2 Phân loại Có ba loại mù tạc: • Mù tạc vàng nhạt trắng (Sinapsis alba / Brassica hirta Moench or Brassica alba) Loại mù tạc sử dụng phổ biến Nam Âu, trồng rộng rãi Úc, Trung quốc, nhật, Ý, Anh, Bắc Phi… • Mù tạc nâu ‘Oriental’ (Brassica juncea), có nguồn gốc từ Trung Quốc du nhập sang Bắc Ấn Afghanistan B.juncea lai từ hai giống B.nigra B.campestris, mù tạc nâu có hai loại: ‘Oriental’ sử dụng chủ yếu Trung Quốc, loại cịn lại có mầu nâu đen đậm dùng phổ biến Ấn độ • Mù tạc đen nâu đen (Brassica nigra) xem mù tạc ‘thật sự’ nhỏ loại mù tạc trắng cay gấp nhiều lần B.nigra giống đặc hữu vùng Địa Trung Hải với chiều cao lên tới 1m Mù tạc đen trồng Châu Âu Mỹ 19 Gia vị cay Hình 2.8 Hoa lồi Brassica juncea 2.4.3 Thành phần hóa học Mù tạc chứa khoảng 35%chất béo, 28%protein chất khác Ca, vitamin C, K, Mg, P, niacin Dầu từ hạt mù tạc co màu vàng nhạt chứa linoleic, linolenic 20-30% erucuc acid Thành phần quan trọng mù tạc quan tâm sinalbin sinigrin lượng tinh dầu Hạt mù tạc vàng /trắng: 2.5%sinalbin tinh dầu bay (