Tài liệu Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến đu đủ sấy

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm TRƯƠNG THỊ MỸ TIẾN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ Chuyên ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Cán bộ hướng dẫn Ths. LÊ MỸ HỒNG Cần Thơ, tháng 05/2010 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ Luận văn đính kèm sau đây với tên đề tài “KHẢO SÁT CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN ĐU ĐỦ SẤY”, do Trương Thị Mỹ Tiến thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Cán bộ hướng dẫn Cán bộ phản biện Cần Thơ, ngày….tháng….năm…. Chủ tịch hội đồng Chuyên ngành công nghệ thực phẩm i Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây. Đồng ý ký tên Lê Mỹ Hồng Trương Thị Mỹ Tiến Cán bộ hướng dẫn Tác giả Chuyên ngành công nghệ thực phẩm ii Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ LỜI CẢM ƠN Qua thời gian học ở trường Đại học Cần Thơ, được s ự giúp đỡ của Ban Giám Hiệu, Quý Thầy Cô Khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng đã giúp tôi hoàn thành chương trình học và đề tài tốt nghiệp. Chính vì vậy tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến: Ban giám hiệu trường Đại học Cần Thơ, Ban chủ nhiệm khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng đã tạo mọi điều kiện cho tôi hoàn thành tốt chương trình học. Cô Lê Mỹ Hồng đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm giúp tôi hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp. Quý Thầy Cô thuộc Bộ môn Công nghệ thực phẩm đã truyền đạt kiến thức và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian học tập và thực hiện đề tài tốt nghiệp tại Phòng thí nghiệm. Đồng thời xin gửi lời cảm ơn đến các Cán bộ Phòng thí nghiệm cùng các Bạn sinh viên lớp Công nghệ thực phẩm K34 liên thông và lớp Công nghệ thực phẩm K32 đã giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho tôi trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp. Cần Thơ, ngày….tháng….năm…. Người viết Trương Thị Mỹ Tiến Chuyên ngành công nghệ thực phẩm iii Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ TÓM LƯỢC Việt Nam với khí hậu nhiệt đới và điều kiện tự nhiên thuận lợi cho nhiều loại cây ăn quả sinh trưởng và phát triển, trong đó đu đủ là loại cây ăn quả khá thích nghi với điều kiện tự nhiên này. Đu đủ là loại cây ăn quả dễ trồng, có khả năng sinh trưởng ở nhiều vùng miền, cho sản lượng cao và thu hoạch quanh năm. Đồng thời đây là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao, cung cấp nhiều vitamin cần thiết cho cơ thể như: B1, B2, C…và nhất là vitamin A. Chính vì vậy đu đủ là loại cây ăn quả có xu thế phát triển mạnh và là nguồn nguyên liệu khá dồi dào cho ngành Công nghiệp chế biến thực phẩm, đặc biệt là ngành chế biến các sản phẩm sấy. Đu đủ sấy là loại sản phẩm có công nghệ chế biến đơn giản, dễ bảo quản, vận chuyển và xuất khẩu. Do đó để sản phẩm đu đủ sấy đạt chất lượng cần tiến hành “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến đu đủ sấy” với các vấn đề sau: khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng sản phẩm, thí nghiệm được tiến hành ở từng mức độ thời gian chần 0, 1, 2, 3 phút: khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến chất lượng sản phẩm, thí nghiệm được tiến hành ở từng mức độ nồng độ dung dịch đường ngâm 40%, 50%, 60%; khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm, thí nghiệm được tiến hành ở từng mức độ nhiệt độ sấy 50oC, 60oC, 70 oC; khảo sát ảnh hưởng của bao bì đến khả năng bảo quản sản phẩm, thí nghiệm được tiến hành ở từng loại bao bì PA, PE, PP. Qua quá trình nghiên cứu và chế biến đu đủ sấy cho thấy sản phẩm đạt chất lượng tốt, giữ màu sắc và hương vị tự nhiên, có thể thực hiện chế biến ở các điều kiện: nguyên liệu đu đủ có chất lượng tốt, đạt độ chín kỹ thuật yêu cầu, vỏ xanh bóng có vết ửng vàng gần phần cuống, có độ cứng (đo lực cắt) 684-728g, hàm lượng ẩm 90-93%, chất khô hòa tan 9,4-10,8%, acid tổng số (acid citric) 0,051-0,064; chần 2 phút ở 85 oC cho khả năng ngấm đường và chất lượng sản phẩm tốt; ngâm trong dung dịch đường 50%, trong 6-7 giờ, hàm lượng đường tổng số 56,4%; sấy 60oC đến độ ẩm 18-17% và bảo quản bằng bao bì PP giữ chất lượng sản phẩm tốt. Chuyên ngành công nghệ thực phẩm iv Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ MỤC LỤC CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................1 1.1 Tổng quan .............................................................................................................1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................1 CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ......................................................................2 2.1 Giới thiệu nguyên liệu đu đủ .................................................................................2 2.1.1 Nguồn gốc ..........................................................................................................2 2.1.2 Phân bố ..............................................................................................................2 2.1.3 Phân loại.............................................................................................................2 2.1.4 Thành phần cấu tạo và hóa học của đu đủ ...........................................................3 2.2 Đường Saccharose .................................................................................................3 2.3 Acid citric..............................................................................................................4 2.4 Các loại bao bì sử dụng .........................................................................................5 2.4.1 Bao bì PA (Polyamid) .........................................................................................5 2.4.2 Bao bì PE (Polyethylen)......................................................................................5 2.4.3 Bao bì PP (Polypropylen) ...................................................................................5 2.5 Nước trong nguyên liệu thực phẩm ........................................................................5 2.5.1 Phân loại nước trong thực phẩm .........................................................................5 2.5.2 Đặc tính của nước ...............................................................................................6 2.5.3 Độ hoạt động của nước ......................................................................................6 2.6 Đại cương về quá trình sấy ....................................................................................7 2.6.1 Phương pháp sấy bằng không khí nóng...............................................................7 2.6.2 Các giai đoạn của quá trình sấy ..........................................................................7 2.6.3 Phản ứng tạo màu trong quá trình sấy .................................................................8 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................... 10 3.1 Phương tiện nghiên cứu ....................................................................................... 10 3.1.1 Địa điểm ........................................................................................................... 10 3.1.2 Thời gian .......................................................................................................... 10 3.1.3 Dụng cụ thiết bị ................................................................................................ 10 Chuyên ngành công nghệ thực phẩm v Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ 3.1.4 Hóa chất .......................................................................................................... 10 3.1.5 Nguyên vật liệu ............................................................................................... 10 3.2 Phương pháp nghiên cứu ..................................................................................... 10 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 10 3.2.2 Phương pháp phân tích ..................................................................................... 10 3.3 Nội dung và bố trí thí nghiệm .............................................................................. 11 3.3.1 Quy trình thí nghiệm ........................................................................................ 11 3.3.2 Bố trí thí nghiệm............................................................................................... 11 3.3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần .................................11 3.3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường ................................ 12 3.3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy ........................................ 13 3.3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát ảnh hưởng của bao bì đến khả năng . ........................ 13 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................. 15 4.1 Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu và thành phẩm....................................15 4.2 Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến đu đủ sấy ............ 15 4.2.1 Kết quả ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng sản phẩm ..................... 15 4.2.2 Kết quả ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến ........................... 21 4.2.3 Kết quả ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm ............................ 29 4.2.4 Kết quả ảnh hưởng của bao bì đến khả năng bảo quản sản phẩm ...................... 34 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ..................................................................37 5.1 Kết luận ............................................................................................................... 37 5.2 Đề nghị................................................................................................................ 38 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 39 PHỤ LỤC 1: DỤNG CỤ-THIẾT BỊ............................................................................x PHỤ LỤC 2: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .......................................................... xiii PHỤ LỤC 3: KẾT QUẢ THỐNG KÊ ................................................................... xviii Chuyên ngành công nghệ thực phẩm vi Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần cấu tạo của đu đủ .................................................................................. 3 Bảng 2.2 Thành phần hóa học của đu đủ................................................................................. 3 Bảng 2.3 Độ hòa tan của đường saccharose trong nước .......................................................... 4 Bảng 2.4 Aw tối thiểu của một số vi sinh vật ........................................................................... 7 Bảng 2.5 Nhiệt độ nóng chảy của đường ................................................................................ 8 Bảng 4.1 Tính chất vật lý và thành phần hóa học của nguyên liệu ......................................... 15 Bảng 4.2 Tính chất vật lý và thành phần hóa học của sản phẩm ............................................ 15 Bảng 4.3 Kết quả thống kê ảnh hưởng của thời gian chần đến khả năng ngấm đường của sản phẩm (tỉ lệ đường ngấm, %) ................................................................................................. 15 Bảng 4.4 Ảnh hưởng thời gian chần đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc L)........... 17 Bảng 4.5 Ảnh hưởng thời gian chần đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc a) ........... 18 Bảng 4.6 Ảnh hưởng thời gian chần giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc b) ................. 19 Bảng 4.7 Ảnh hưởng của thời gian chần đến cấu trúc sản phẩm (lực cắt, g) .......................... 20 Bảng 4.8 Ảnh hưởng của thời gian chần đến giá trị cảm quan sản phẩm ............................... 20 Bảng 4.9 Kết quả thống kê ảnh hưởng của nồng độ đường ngâm đến khả năng ngấm đường của sản phẩm (tỉ lệ đường ngấm, %) ..................................................................................... 21 Bảng 4.10 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc L) ....................................................................................................................... 22 Bảng 4.11 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến giá trị màu sắc của sản phẩm (giá trị a) .............................................................................................................................. 23 Bảng 4.12 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc b)........................................................................................................................ 23 Bảng 4.13 Ảnh hưởng của nồng độ đường dung dịch đường ngâm đến cấu trúc sản phẩm (lực cắt, g) ................................................................................................................................... 24 Bảng 4.14 Biến đổi acid của dung dịch đường trong quá trình ngâm (acid lactic, %) ............ 25 Bảng 4.15 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến giá trị cảm quan màu sắc sản phẩm .................................................................................................................................... 26 Bảng 4.16 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến giá trị cảm quan mùi vị sản phẩm .................................................................................................................................... 27 Bảng 4.17 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến giá trị cảm quan cấu trúc sản phẩm .................................................................................................................................... 28 Bảng 4.18 Kết quả thống kê biến đổi độ ẩm sản phẩm trong quá trình sấy ............................ 29 Chuyên ngành công nghệ thực phẩm vii Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ Bảng 4.19 Ảnh hưởng của chế độ sấy đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc L) ........ 30 Bảng 4.20 Ảnh hưởng của chế độ sấy đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc a) ......... 31 Bảng 4.21 Ảnh hưởng của chế độ sấy đến giá trị màu sắc sản phẩm (giá trị màu sắc b) ........ 31 Bảng 4.22 Ảnh hưởng của chế độ sấy đến cấu trúc sản phẩm (lực cắt, g) .............................. 32 Bảng 4.23 Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ sấy đến giá trị cảm quan màu sắc sản phẩm .... 32 Bảng 4.24 Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ sấy đến giá trị cảm quan mùi vị sản phẩm ....... 33 Bảng 4.25 Ảnh hưởng của độ ẩm và nhiệt độ sấy đến giá trị cảm quan cấu trúc sản phẩm .... 33 Bảng 4.26 Ảnh hưởng của bao bì đến biến đổi acid tổng số của sản phẩm trong thời gian bảo quản (tính theo acid lactic, %) .............................................................................................. 34 Bảng 4.27 Ảnh hưởng của bao bì đến biến đổi đường tổng số của sản phẩm trong thời gian bảo quản (%) ........................................................................................................................ 34 Bảng 4.28 Ảnh hưởng của bao bì đến độ ẩm của sản phẩm trong thời gian bảo quản (%) ..... 34 Bảng 4.29 Ảnh hưởng của bao bì đến mật số vi sinh vật của sản phẩm trong thời gian bảo quản (vi sinh vật tổng số, cfu/g) ............................................................................................ 35 Bảng 4.30 Ảnh hưởng của bao bì đến màu sắc của sản phẩm trong thời gian bảo quản (giá trị màu sắc L)............................................................................................................................ 35 Bảng 4.31 Ảnh hưởng của bao bì đến màu sắc của sản phẩm trong thời gian bảo quản (giá trị màu sắc a) ............................................................................................................................ 35 Bảng 4.32 Ảnh hưởng của bao bì đến màu sắc của sản phẩm trong thời gian bảo quản (giá trị màu sắc b) ............................................................................................................................ 36 Chuyên ngành công nghệ thực phẩm viii Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1 Công thức cấu tạo của đường saccharose .....................................................3 Hình 2.2 Công thức cấu tạo của acid citric ..................................................................4 Hình 3.1 Qui trình thí nghiệm ................................................................................... 11 Hình 4.1 Ảnh hưởng thời gian chần đến khả năng ngấm đường của sản phẩm........... 16 Hình 4.2 Ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến khả năng ngấm đường của sản phẩm………………………………………………………………………… 22 Hình 4.3 Ảnh hưởng của chế độ sấy đến biến đổi độ ẩm sản phẩm trong quá trình sấy…………………………………………………………………………………….29 Hình 1. Chiết quang kế Atago N-1E ............................................................................x Hình 2. Cân điện tử OHAUS .......................................................................................x Hình 3. Thiết bị sấy SDC15....................................................................................... xi Hình 4. Máy đo cấu trúc Texture Analysis ................................................................ xi Hình 5. Máy đo màu Minolta CR-10 ........................................................................ xii Chuyên ngành công nghệ thực phẩm ix Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Tổng quan Đu đủ là loại cây ăn quả nhiệt đới được trồng nhiều ở Việt Nam và nhiều nước có khí hậu nhiệt đới khác. Tuy đu đủ không thuộc nhóm các loại cây ăn quả nhiệt đới quan trọng nhưng đang có xu thế phát triển rộng ở nhiều nước nhiệt đới do đây là loại cây thu hoạch nhanh, quanh năm và sản lượng cao. Không những thế, đu đủ còn là loại quả có giá trị dinh dưỡng cao, giàu vitamin đặc biệt là vitamin A và giá trị cảm quan cao do màu sắc đặc trưng của thịt quả. Ngày nay ngoài việc sử dụng đu đủ như một loại rau quả tươi, đu đủ còn là nguồn nguyên liệu chủ yếu để thu chế phẩm papain và công nghiệp chế biến thực phẩm như: các sản phẩm đồ hộp, mứt, nước quả và sản phẩm sấy. Sản phẩm đu đủ sấy tuy không là sản phẩm mới nhưng sự xuất hiện của sản phẩm này trên thị trường thực phẩm còn khá hạn chế. Với mong muốn tăng cường khả năng cạnh tranh cũng như tiêu thụ sản phẩm đu đủ sấy với các sản phẩm sấy khác hiện có trên thị trường đòi hỏi công nghệ chế biến thật hoàn hảo và hơn hết sản phẩm phải đảm bảo chất lượng. Do đó “Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế biến đu đủ sấy” là vấn đề cần được nghiên cứu nhằm tìm ra các thông số thích hợp cho từng công đoạn của quá trình chế chế biến để sản phẩm đu đủ sấy có chất lượng tốt. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Xác định các thông số thích hợp cho quá trình chế biến sản phẩm đu đủ sấy đạt chất lượng tốt và bảo quản lâu dài. Để thực hiên mục tiêu nghiên cứu tiến hành khảo sát các yếu tố sau: -Khảo sát ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng sản phẩm. -Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ dung dịch đường ngâm đến chất lượng sản phẩm -Khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm. -Khảo sát ảnh hưởng của bao bì đến khả năng bảo quản sản phẩm. Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 1 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu nguyên liệu đu đủ 2.1.1 Nguồn gốc Đu đủ thuộc họ Đu đủ (Caricaceae) một họ rất gần với họ lạc tiên Passifloraceae gồm bốn loài trong đó có đu đủ (Caricapapaya), nguồn gốc có thể ở Mỹ La Tinh. Người ta chưa tìm thấy đu đủ dại nên chưa biết rõ nguồn gốc nhưng vì đu đủ có rất nhiều đặc tính giống cây Caricapeltata đã tìm thấy mọc dại ở Nam Mehico-Costarica nên cho rằng đu đủ có nguồn gốc ở Mehico. 2.1.2 Phân bố Đu đủ là loại cây nhiệt đới không chịu lạnh (nhiệt độ <15 oC) chủ yếu trồng ở vĩ độ 32 o Bắc-32o Nam, có nhiều ở các nước Ấn Độ, Xrilanca, Việt Nam, Nam Châu Phi và Châu Mỹ La Tinh. 2.1.3 Phân loại Đu đủ thuộc giống cây có khả năng giao phấn rất lớn và nhân giống bằng hạt. Số lượng giống đu đủ trên thế giới khá nhiều có hơn 70 giống khác nhau. Ở Việt Nam hiện có các giống đu đủ sau: - Đu đủ ta: trồng chủ yếu ở vùng trung du, bán sơn địa cũng như Đồng bằng sông Hồng. Đặc tính chung sinh trưởng khỏe, lá xanh đan song mỏng, cuống lá dài, nhỏ và có màu xanh, cây cao, tương đối chống chịu sâu bệnh cũng như điều kiện bất thuận. Quả nhỏ, tạo chùm 1-3 quả, trọng lượng trung bình 0,3-0,8 kg/quả. Thịt quả vàng mỏng, ăn ngọt, vỏ mỏng rất dễ dập nát. - Đu đủ Mehico: là giống nhập nội trong các năm 70. Cây cao trung bình, to khỏe, các đốt rất sít nhau. Lá xanh đậm, dày, cuống lá to và có màu xanh. Quả dài, tương đối đặc ruột, da quả sù sì, chịu vận chuyển, đạt trọng lượng 0,6-1,2 kg/quả. Thịt quả chắc, phẩm chất khá. - Đu đủ ĐHNN I: là giống chọn lọc của bộ môn Rau quả trường Đại Học Nông Nghiệp trong các năm 70 từ các giống địa phương trong nước, là giống thấp cây, sinh trưởng khỏe, năng suất cao. Lá to xanh đậm, dày, gân lá nổi rõ, chống chịu khá song rất dễ nhiễm bệnh chùn ngọn. Có 2 dạng quả thuôn dài và tròn dài. - Đu đủ Solo: đây là giống nhập nội trồng ở nước ta khá lâu, được trồng nhiều ở miền Nam sau đó phát triển ra miền Bắc. Là giống sớm cho quả, thấp cây, năng suất tương đối cao. Quả hình dạng quả lê, đạt trọng lương 0,8-2 kg/quả, phẩm chất quả trung bình. Hiện nay trồng nhiều hình dạng khác nhau như giống Thuận Vi, giống Thầu Dầu. Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 2 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ - Đu đủ Trung Quốc: là giống nhập từ Quảng Đông Trung Quốc. Thấp cây, quả dài, cuống lá thường có màu tím, phiến lá chia thùy sâu, năng suất khá. Có dạng quả thịt quả vàng, có giống quả thịt quả đỏ. Tuổi thọ cây ngắn dễ thối nhũn cổ rễ. - Các giống nhập nội: được trồng nhiều ở miền Bắc trong thời gian gần đây song chưa phổ biến, nhập chủ yếu từ Thái Lan và Cuba. 2.1.4 Thành phần cấu tạo và hóa học của đu đủ Bảng 2.1 Thành phần cấu tạo của đu đủ Thành phần Vỏ Màng ruột, núm quả, hạt Cơm quả Tỉ lệ,% 5 18 77 (Nguồn: Nguyễn Văn Thoa,Nguyễn Vân Tiếp,Quách Đĩnh, 1996) Bảng 2.2 Thành phần hóa học của đu đủ Thành phần Đơn vị Nước % Đường % Protein % Lipid % Acid % Cellulose % Tro % Vitamin C mg% Vitamin B1 mg% Vitamin B2 mg% Vitamin PP mg% Caroten mg% Hàm lượng 85-92 8-12 0,4-0,7 0,4-0,7 0,04-0,1 0.6-1,2 0,6-1% 30-130 40-45 40-45 0,2-0,8 13-17,5 (Nguồn: Nguyễn Văn Thoa,Nguyễn Vân Tiếp,Quách Đĩnh, 1996) 2.2 Đường Saccharose Hình 2.1 Công thức cấu tạo của đường saccharose Đường saccharose (RE) còn gọi lá đường mía, là một disaccharide có công thức cấu tạo C12H22O11 ở dạng tinh thể trong suốt không màu, không mùi, dễ hòa tan trong nước, vị ngọt, không có mùi lạ. Đây là thành phần quan trọng trong sản xuất đu đủ sấy được dùng trong công đọan ngâm nguyên liệu nhằm mục đích: - Tạo vị ngọt cho sản phẩm theo yêu cầu - Tăng hàm lượng chất khô Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 3 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ - Tạo áp suất thẩm thấu nên có khả năng ức chế vi sinh vật Tiêu chuẩn đường RE:  Độ ẩm: <0,25%  Độ tro sulphat: <0,14%  Hàm lượng đường: >99,5% Bảng 2.3 Độ hòa tan của đường saccharose trong nước Nhiệt độ (oC) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Độ hòa tan (g đường/100g nước) 179,2 195,5 203,9 219,5 238,1 260,1 287,3 320,5 362,2 415,7 787,2 (Nguồn: Lê Ngọc Tú, 1997) 2.3 Acid citric Hình 2.2 Công thức cấu tạo của acid citric Acid citric là một acid hữu cơ yếu có công thức cấu tạo C6H8O7, tồn tại trong nhiều loại rau quả, chủ yếu là các loại quả của thuộc họ Citrus. Các loài chanh có hàm lượng acid citric cao, có thể tới 8% khối lượng khô trong quả (1,38-1,44 g/oz nước quả). Hàm lượng của acid citric trong quả cam, chanh nằm trong khoảng từ 0,005 mol/l đối với các loài cam và bưởi tới 0,030 mol/l trong các loài chanh. Acid citric là một phụ gia thực phẩm tan tốt, có vị chua dịu thường sử dụng trong chế biến với vai trò: - Điều vị sản phẩm - Chất trợ chống oxy hóa, hóa nâu do enzyme - Chất ức chế vi sinh vật Tiêu chuẩn của acid citric sử dụng trong nước nước quả phải đạt yêu cầu:  Hàm lượng acid citric: >99% Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 4 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ  Độ tro: <0,5%  Lượng acid sulphuric tự do: <0,05%  Hàm lượng asen: <0,00014% 2.4 Các loại bao bì sử dụng 2.4.1 Bao bì PA (Polyamid) Loại bao bì ngăn khí tốt nhưng nhạy cảm với độ ẩm. Giá hơi cao. Chịu cơ nhiệt tốt. Thông thường cũng tồn tại hai dạng: PA 6-6 và PA 11 ít nhạy cảm với nước và một PA vô định hình chống thấm khí tốt hơn. Người ta thường dùng dưới dạng màng trong phức hợp cho các sản phẩm thịt hay dùng trong các sản phẩm bảo quản hút chân không. 2.4.2 Bao bì PE (Polyethylen) PE là bao bì được sử dụng rộng rãi và phổ biến không thấm nước nhưng có tính thấm khí oxy, carbonic…. Có độ thấm hơi nước 0,8-1,5 (g.mil 24 giờ/100 in 2). Có nhiều loại PE khác nhau mỗi loại có những ưu điểm khác nhau: - LDPE: Mềm, không bể, trơ hóa học, hơi mờ, chịu xoắn kém, thường dùng để làm các màng bao, ống mềm, bao xúc xích, bao chai, dạng chai rỗng, nút đậy… - HDPE: Chịu nóng đến 100 oC, lạnh ở 80oC, chịu xoắn tốt, tính mờ gia tăng theo tỉ trọng, thường làm các dạng túi, hộp, chai. - PE dãn nở: người ta thêm vào PE các tác nhân nở có thể giảm sóc, chống đổ bể 2.4.3 Bao bì PP (Polypropylen) Là chất trùng hợp từ propylene. Có thể trong suốt và chiếu sáng, cho thấm khí nhưng không thấm nước. Thông thường độ thấm hơi nước của PP 0,2-0,4 (g.mil 24 giờ/100 in2). Có hai dạng PP thường dùng: - Homopolymer: Có thể chịu nhiệt đến 100 oC hay lạnh ở -10oC - Copolymer với Etylen: chịu lạnh tốt đến -30oC tuy nhiên chịu nóng giảm ở 100oC 2.5 Nước trong nguyên liệu thực phẩm 2.5.1 Phân loại nước trong thực phẩm Nước trong thực phẩm hiện diện dưới 2 dạng: - Nước tự do Là lượng nước ở các lớp tế bào, có thể được di chuyển một phần hay toàn phần khá dễ dàng bằng cách ép cơ học hay sấy nhẹ. Lượng nước tự do thường gấp 8 lần lượng nước liên kết trong tế bào thực vật. Nước tự do là môi trường tốt cho phản ứng xảy ra. - Nước liên kết Là lớp nước bên trong, lớp nước này không thể lấy đi bằng cơ học. Khi làm biến tính Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 5 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ chất keo (xảy ra sự keo tụ bất thuận nghịch) lúc đó mới tách được lượng nước liên kết. Nước liên kết cấu tạo nối rất mạnh với các chất khác. Loại nước này không thể dùng là môi chất cho các phản ứng (sinh hóa, nảy mầm hay sự phát triển của vi sinh vật) như nước tự do. Nước có cầu nối hydrogen với các chất hưu cơ (như trường hợp chất keo háo nướchydrophilic). Sự kết nối được thực hiện bởi một nguyên tử có cặp điện tử tự do, thường là oxygen trong nhóm hydroxyl, carbonyl, nitrogen, sulphur…nối kiểu này không mạnh. 2.5.2 Đặc tính của nước Nước tự do là môi trường cần thiết cho hầu hết các phản ứng hóa học, sinh học. Ở đó các tiến trình hóa học và sinh vật học xảy ra làm biến đổi phẩm chất thực phẩm có hàm lượng nước cao. Các chất phản ứng tan hay phân tán vào môi trường nước nên tốc độ phản ứng được điều khiển bởi cơ hội tiếp xúc với nhau trong đơn vị thời gian. Nước dạng tinh thể hay nước hấp phụ không ảnh hưởng lớn đến sự biến đổi nhanh chóng của thực phẩm. 2.5.3 Độ hoạt động của nước (aw) Độ hoạt động của nước (aw) được định nghĩa là tỷ số áp suất hơi của nước trong thực phẩm (P) và áp suất hơi của nước tinh khiết (Po) ở cùng nhiệt độ. aw= P N = Po N + n Trong đó: N: số mol nước n: số mol chất tan Ngoài ra độ hoạt động của nước trong thực phẩm có thể đo bằng cách đo độ ẩm tương đối của không khí (trong trường hợp của môi trường kín, khi đạt đến điều kiện cân bằng). Độ hoạt động của nước (aw) trong thực phẩm phụ thuộc vào: +Hàm lượng nước tự do và nước liên kết trong nguyên liệu. +Thành phần hóa học và trạng thái vật lý của nguyên liệu. Cường độ hư hỏng của các dạng sản phẩm khác nhau là do một loạt các yếu tố bên trong và bên ngoài nhưng quan trọng hơn hết là do độ hoạt động của nước trong sản phẩm quyết định. Aw có ảnh hưởng đến hoạt động của vi sinh vật. Mỗi loại vi sinh vật có thể phát triển tối ưu ở một aw tối thiểu khác nhau. Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 6 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ Bảng 2.4 Aw tối thiểu của một số vi sinh vật Vi sinh vật Nấm mốc Nấm mốc ưa khô Nấm men Vi khuẩn Vi khuẩn ưa mặn aw tối thiểu 0,80 0,65 0,88 0,91 0,75 (Nguồn: Hoàng Kim Anh, 2007) 2.6 Đại cương về quá trình sấy 2.6.1 Phương pháp sấy bằng không khí nóng Trong phương pháp này người ta phải gia nhiệt không khí trước khi vào buồng sấy hoặc gia nhiệt không khí ngay trong buồng sấy. Phương pháp sấy đối lưu là phương pháp sấy dùng nhiệt. Khi gia nhiệt cho không khí nhiệt độ tăng lên, độ ẩm tương đối giảm còn độ ẩm chứa hơi không đổi. Khi không khí tiếp xúc với vật liệu sẽ truyền nhiệt cho vật liệu độ ẩm bốc hơi đồng thời do không khí có độ ẩm tương đối thấp nên chênh lệch phần áp suất hơi trên ở bề mặt và không khí sẽ đủ lớn làm cho ẩm thoát ra dễ dàng. Chênh lệch nhiệt độ giữa không khí và vật liệu càng lớn tốc độ bốc hơi ẩm càng lớn, thời gian sấy càng nhỏ, vật liệu khô càng nhanh. Tuy nhiên quá trình sấy còn phụ thuộc vào quá trình truyền ẩm bên trong vật liệu sấy. 2.6.2 Các giai đoạn của quá trình sấy - Giai đoạn làm nóng vật Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ đạt đến nhiệt độ bằng nhiệt độ bầu ướt. Trong quá trình này toàn bộ vật sấy được gia nhiệt. Ẩm lỏng trong vật cũng được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt độ sôi tương ứng với phần áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy. Do được làm nóng nên độ ẩm trong vật có giảm đi chút ít do bay hơi ẩm, còn nhiệt độ của vật thì tăng dần từ nhiệt độ ban đầu cho đến khi bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt. Tuy vậy sự tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đồng đều ở phần ngoài và phần trong vật. - Giai đoạn tốc độ sấy không đổi Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ nhiệt kế ướt. Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hóa hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt lượng cung cấp chỉ để làm hóa hơi nước. Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi. Do nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi nên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng không đổi. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm của vật cũng không đổi. Điều này sẽ làm cho tốc độ giảm của độ chứa ẩm của vật theo thời gian không đổi, có nghĩa là Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 7 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ tốc độ sấy không đổi. Trong giai đoạn tốc độ sấy không đổi biến thiên của độ chứa ẩm theo thời gian là tuyến tính. Ẩm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do. Khi độ ẩm của vật đạt đến trị số giới hạn thì giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt. Đồng thời cũng là chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm. - Giai đoạn tốc độ sấy giảm Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại trong vật là ẩm liên kết. Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do và càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ. Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy. Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm của vật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật giảm đến bằng độ ẩm cân bằng ứng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy thì quá trình thoát ẩm của vật ngừng lại có nghĩa là tốc độ sấy bằng không. Trong giai đoạn sấy tốc độ giảm nhiệt độ vật sấy tăng lên lớn hơn nhiệt độ nhiệt kế ướt. Nhiệt độ ở các lớp bên ngoài bề mặt tăng nhanh hơn còn càng sâu vào bên trong vật nhiệt độ tăng chậm do đó hình thành gradien nhiệt độ trong vật sấy. Khi độ ẩm của vật đã đạt đến độ ẩm cân bằng thì lúc này giữa vật sấy và môi trường có sự cân bằng nhiệt và ẩm. Có nghĩa là không có sự trao đổi nhiệt và chất giữa vật và môi trường (nhiệt độ vật bằng nhiệt độ môi trường, còn độ ẩm của vật là độ ẩm cân bằng). Ở cuối quá trình sấy do tốc độ sấy nhỏ nên thời gian sấy kéo dài. 2.6.3 Phản ứng tạo màu trong quá trình sấy - Caramen Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt độ nóng chảy của từng loại đường. Bảng 2.5 Nhiệt độ nóng chảy của đường Đường Nhiêt độ nóng chảy, oC Glucose 146-150 Fructose 95-100 Saccharose 160-180 Lactose 223-252 (Nguồn: Lê Ngọc Tú, 2000) Tuy nhiên phụ thuộc vào nồng độ đường, pH môi trường và nhiệt độ đun nóng… người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự caramen ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của đường. Giai đoạn đầu của phản ứng tạo nên các alhydrid của đường glucose, fructose, saccharose là những hợp chất không màu. Sau đó bên cạnh sự dehydrate hóa xảy ra sự trùng hợp hóa các đường đã dehydrate hóa để tạo thành các phẩm vật có màu nâu vàng. Với saccharose, phản ứng caramen hoá xảy ra theo sơ đồ phản ứng: Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 8 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ - Tạo các alhydrid không màu: C12H22O11 – H2O  C6H10O5 + C6H10O5 Saccharose glucozan levulozan o - Đến 185-190 C sẽ tạo thành izosaccharozan: Glucozan + levulozan  izosaccharozan C6H10O5 + C6H10O5  C12H20O10 - Khi nhiệt độ cao hơn sẽ mất đi 10% nước và tạo thành caramelan (C12H18O9 hoặc C24H36O18) có màu vàng: 2C12H20O10 – 2H2O  (C12H18O9) hoặc C24H36O18 Izosaccharozan caramelan - Khi mất đi 14% nước sẽ tạo thành caramelen: C12H20O10 + C24H36O18 – 3H2O  C36H48O24.H2O - Và khi mất đi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu đen. Hầu như tất cả các sản phẩm caramen hoá đều có vị đắng. - Maillard Phản ứng ozamin, cacbonylamin, aminoza hay phản ứng melanoidin là phản ứng có vai trò đặc biệt quan trọng trong kỹ thuật thực phẩm sản xuất thực phẩm. Đây là phản ứng giữa protein và glucid hay nói rõ hơn là phản ứng giữa đường ose và acid amin. Điều kiện để cho phản ứng xảy ra là phải có nhóm carbonyl và chất kia phải có nhóm amin. Phản ứng tạo melanoidin bao gồm một loạt các phản ứng xảy ra song song hoặc nối tiếp. Dựa vào mức độ về màu sắc của sản phẩm có thể chia thành 3 giai đoạn kế tiếp nhau: - Giai đoạn đầu tạo các sản phẩm không màu và không hấp thu ánh sáng cực tím. Giai đoạn này bao gồm hai phản ứng: + Phản ứng ngưng tụ Carbonylamin + Phản ứng chuyển vị Amadori - Giai đoạn hai tạo các sản phẩm không màu hoặc màu vàng nhạt, hấp thu mạnh ánh sáng cực tím. Giai đoạn này bào gồm: + Phản ứng khử nước của đường + Phản ứng phân huỷ đường và các hợp chất amin - Giai đoạn cuối tạo sản phẩm có màu đậm. Giai đoạn này gồm có: + Phản ứng ngưng tụ aldol + Phản ứng trùng hợp hoá aldehydamin và tạo thành hợp chất dị vòng chứa nitơ Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 9 Luận văn Tốt nghiệp khóa 34 Liên thông Trường Đại học Cần Thơ CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Phương tiện nghiên cứu 3.1.1 Địa điểm Quá trình nghiên cứu được thực hiện tại Phòng thí nghiệm của Bộ môn Công nghệ thực phẩm Khoa Nông nghiệp Sinh học & Ứng dụng của trường Đại học Cần Thơ. 3.1.2 Thời gian Thời gian nghiên cứu: từ 28/12/2009 đến 17/04/2010 3.1.3 Dụng cụ thiết bị Thiết bị sấy SDC15 Máy ghép mí Fujiimpulse FI.300 Cân điện tử OHAUS (d=0,0001) Máy đo cấu trúc Texture Analysis Máy đo màu Minolta CR-10 Chiết quang kế Atago N-1E Các thiệt bị thí nghiệm và dụng cụ thủy tinh phân tích khác 3.1.4 Hóa chất Acid citric Hóa chất chuẩn acid tổng số Hóa chất chuẩn đường tổng số 3.1.5 Nguyên vật liệu Đu đủ Đường Bao bì PA, PE, PP 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp nghiên cứu Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với một hoặc hai nhân tố, các nhân tố còn lại cố định trong suốt quá trình thí nghiệm. Mỗi thí nghiệm lặp lại 2 lần. Kết quả phân tích, đánh giá cảm quan được xử lý bằng chương trình thống kê Statgraphic plus 3.1. Kết quả biểu thị là giá trị trung bình. 3.2.2 Phương pháp phân tích - Hàm lượng acid xác định bằng phương pháp chuẩn độ NaOH 0,1N. - Hàm lượng đường tổng số xác định bằng phương pháp Lane Eynol. - Hàm lượng ẩm xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi ở 105oC. Chuyên ngành công nghệ thực phẩm 10