Tài liệu Nghiên cứu chế biến sản phẩm dưa kiệu ngâm chua

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm -----  ----- PHAN THỊ HỒNG THẮM MSSV: LT11618 NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN SẢN PHẨM DƢA KIỆU NGÂM CHUA Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Mã ngành: 08 Cần Thơ, 5/2013 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm 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 chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình luận văn nào trƣớc đây. Tác giả luận văn Phan Thị Hồng Thắm Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang ii Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm LỜI CẢM ƠN    Trong thời gian làm luận văn, mặc dù gặp không ít khó khăn cũng nhƣ còn hạn chế về kiến thức, đề tài luận văn của em cuối cùng cũng hoàn tất. Trƣớc nhất em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Thị Thu Thủy mặc dù bận rộn với công việc giảng dạy nhƣng vẫn tận tình hƣớng dẫn, truyền đạt những kiến thức và kinh nghiệm quý báo cho em trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp. Em chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm – Khoa NN&SHƢD – Trƣờng Đại Học Cần Thơ đã hỗ trợ và tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp của mình. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm liên thông khóa 37 đã đóng góp ý kiến, động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn. Trân trọng kính chào ! Cần Thơ, ngày…tháng…năm …… Sinh viên thực hiện Phan Thị Hồng Thắm Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang iii Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm TÓM LƢỢC    Đề tài nghiên cứu quy trình sản xuất dưa kiệu ngâm chua nhằm tìm ra các điều kiện thích hợp cho quá trình kiệu ngâm chua. Đề tài được thực hiện gồm 2 thí nghiệm: (i) Khảo sát ảnh hưởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến cảm quan sản phẩm (nguyên liệu xử lý bằng dung dịch nước vôi 2% và dung dịch nước phèn 3% với tỷ lệ dịch ngâm (10:6, 10:7, 10:8); (ii) Khảo sát thời gian ngâm thích hợp để sản phẩm ổn định về chất lượng. Kết quả thí nghiệm cho thấy củ kiệu xử lý bằng dung dịch nước vôi 2% ứng với tỷ lệ giấm:đường là 10:7 thì sản phẩm dưa kiệu ngâm chua có màu sắc trắng sáng, mùi vị hài hòa đặc trưng, cấu trúc giòn cho giá trị cảm quan cao nhất. Dưa kiệu qua thời gian ngâm 11 ngày thì sản phẩm ổn định về mặt chất lượng. . Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang iv Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm MỤC LỤC    LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................ ii LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. iii TÓM LƢỢC ................................................................................................................... iv MỤC LỤC ....................................................................................................................... v DANH SÁCH BẢNG..................................................................................................... vii DANH SÁCH HÌNH..................................................................................................... viii CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ............................................................................................ 1 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ........................................................................................................ 1 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU .................................................................................... 1 CHƢƠNG II: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU ........................................................................ 2 2.1. GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU ........................................................... 2 2.1.1. Nguồn gốc ....................................................................................................... 2 2.1.2. Đặc tính thực vật của kiệu ................................................................................ 2 2.1.3. Dƣợc tính của kiệu ........................................................................................... 3 2.2. KHÁI QUÁT VỀ RAU QUẢ NGÂM CHUA ......................................................... 3 2.2.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 3 2.2.2. Lợi ích của rau quả ngâm chua ......................................................................... 4 2.2.3. Thành phần chính đƣợc sử dụng trong rau quả ngâm chua ............................... 4 2.2.3.1. Acid acetic ................................................................................................ 4 2.2.3.2. Đường ....................................................................................................... 6 2.3. ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TIỀN XỬ LÝ ĐẾN CẤU TRÚC RAU QUẢ ......... 6 2.3.1. Tác dụng của vôi .............................................................................................. 6 2.3.2. Tác dụng của phèn chua ................................................................................... 6 2.4. MỘT SỐ DẠNG HƢ HỎNG CỦA RAU QUẢ NGÂM CHUA .............................. 7 2.4.1. Nƣớc dƣa có lớp váng ...................................................................................... 7 2.4.2. Dƣa bị mềm ......................................................................................................... 7 2.4.3. Nƣớc dƣa bị nhớt ............................................................................................. 7 2.4.4. Dƣa có hƣơng vị lạ ........................................................................................... 8 2.4.5. Bảo quản sản phẩm .......................................................................................... 8 2.5. QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN VÀ THẨM THẤU .................................................. 8 2.5.1. Hiện tƣợng khuếch tán ..................................................................................... 8 2.5.2. Hiện tƣợng thẩm thấu ....................................................................................... 9 2.5.2.1. Khái niệm sự thẩm thấu ............................................................................. 9 2.5.2.2. Cơ chế của quá trình thẩm thấu................................................................. 9 2.5.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu ....................................... 10 2.6. QUY TRÌNH SẢN XUẤT DƢA KIỆU NGÂM CHUA THAM KHẢO ............... 13 CHƢƠNG III: PHƢƠNG TIỆN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 14 3.1 PHƢƠNG TIỆN .................................................................................................... 14 3.1.1 Địa điểm ......................................................................................................... 14 Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang v Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm 3.1.2 Nguyên liệu .................................................................................................... 14 3.1.3 Hóa chất sử dụng ............................................................................................ 14 3.1.4 Thiết bị, dụng cụ ............................................................................................. 14 3.2 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................... 14 3.2.1 Phƣơng pháp thí nghiệm ................................................................................. 14 3.2.1.1 Phương pháp lấy mẫu .............................................................................. 15 3.2.1.2 Phương pháp nghiên cứu.......................................................................... 15 3.2.2 Phƣơng pháp phân tích .................................................................................... 15 3.3. PHƢƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ............................................................. 15 3.3.1. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến cảm quan sản phẩm.................................................................................. 15 3.3.2. Thí nghiệm 2: Khảo sát thời gian ngâm thích hợp để sản phẩm ổn định về chất lƣợng ........................................................................................................... 17 CHƢƠNG IV: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .............................................................. 18 4.1. KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU .................................. 18 4.2. ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TIỀN XỬ LÝ VÀ THÀNH PHẦN DỊCH NGÂM ĐẾN CẢM QUAN SẢN PHẨM CỦ KIỆU NGÂM CHUA ........................................ 18 4.2.1. Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến màu sắc của sản phẩm ....................................................................................... 18 4.2.2. Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến mùi của sản phẩm .............................................................................................. 19 4.2.3. Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến vị của sản phẩm ................................................................................................. 20 4.2.4. Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến cấu trúc của sản phẩm ....................................................................................... 21 4.2.5. Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến màu sắc (giá trị L) của sản phẩm ....................................................................... 22 4.2.5. Ảnh hƣởng của tỉ lệ giấm, đƣờng trong dịch ngâm đến cấu trúc của sản phẩm (thể hiện qua lực tác dụng lên mẫu (gram lực/mm2)) ................................................ 23 4.3. THỜI GIAN NGÂM THÍCH HỢP ĐỂ SẢN PHẦM ỔN ĐỊNH VỀ CHẤT LƢỢNG ..................................................................................................... 23 4.3.1. Ảnh hƣởng thời gian ngâm đến lƣợng acid trong sản phẩm ............................ 23 4.3.2. Ảnh hƣởng của thời gian ngâm đến lƣợng đƣờng trong sản phẩm .................. 24 CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................ 26 5.1. KẾT LUẬN .......................................................................................................... 26 5.2. KIẾN NGHỊ ......................................................................................................... 26 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 27 PHỤ LỤC 1: CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ............................................................ I PHỤ LỤC 2: KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THỐNG KÊ ........................................................ VI Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang vi Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm DANH SÁCH BẢNG    Bảng 1: Thành phần hóa học trong củ kiệu tƣơi (phần ăn đƣợc) chứa : .............................. 3 Bảng 2: Tiêu chuẩn chất lƣợng đƣờng theo TCVN 1695 – 75 ............................................ 6 Bảng 3: Kết quả phân tích thành phần nguyên liệu củ kiệu .............................................. 18 Bảng 4: Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến màu sắc sản phẩm ........................................................................................................................................ 19 Bảng 5: Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến mùi sản phẩm ... 19 Bảng 6: Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến vị sản phẩm ...... 20 Bảng 7: Ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến điểm cảm quan về cấu trúc sản phẩm ............................................................................................................ 21 Bảng 8: Ảnh hƣởng thời gian ngâm đến lƣợng acid trong sản phẩm ................................ 24 Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang vii Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm DANH SÁCH HÌNH    Hình 1: Củ kiệu ................................................................................................................. 2 Hình 2. Quy trình chế biến sản phẩm kiệu ngâm chua...................................................... 13 Hình 3: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1..................................................................................... 16 Hình 4: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2..................................................................................... 17 Hình 5: Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến vị của sản phẩm ........................................................................................................ 20 Hình 6: Đồ thị thể hiện ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến điểm cảm quan về cấu trúc của sản phẩm .................................................................. 21 Hình 7: Ảnh hƣởng của tỉ lệ giấm, đƣờng bổ sung vào dịch ngâm đến màu sắc (giá trị L) của sản phẩm. .............................................................................. 22 Hình 8: Ảnh hƣởng của tỉ lệ giấm, đƣờng bổ sung vào dịch ngâm đến cấu trúc (gram/mm2) của sản phẩm. .......................................................................... 23 Hình 9: Ảnh hƣởng của thời gian ngâm đến nồng độ đƣờng trong sản phẩm .................... 24 Hình 10: Sản phẩm dƣa kiệu ngâm chua .......................................................................... 26 Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang viii Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm CHƢƠNG I: TỔNG QUAN 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Rau quả là một phần rất quan trọng trong bữa ăn hàng ngày của mỗi ngƣời. Rau vừa là nguồn cung cấp vitamin, khoáng chất vừa là nguồn cung cấp chất xơ chủ yếu cho cơ thể. Hiện nay rau xanh thƣờng đƣợc sử dụng ở dạng tƣơi sống và hay sử dụng làm nguồn nguyên liệu cho quá trình chế biến các sản phẩm có giá trị gia tăng và kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Trong đó, ngâm chua vừa là một biện pháp kéo dài thời gian bảo quản vừa làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Sản phẩm ngâm chua có hƣơng vị đặc trƣng và vẫn giữ đƣợc giá trị dinh dƣỡng của rau quả, đồng thời có thể sử dụng ăn ngay mà không cần phải chế biến. Hiện nay có một số sản phẩm sản xuất dạng ngâm chua nhƣ dƣa bắp cải, rau muống, củ hành, củ cải… mà điển hình là củ kiệu, do củ kiệu vừa là thức ăn vừa có dƣợc tính nên đƣợc nhiều ngƣời ƣa thích và sử dụng, nếu trong bữa ăn hàng ngày và đặc biệt trong những ngày tết có sự thừa đạm và chất béo thì việc ăn kèm củ kiệu ngâm chua có vị chua chua, ngọt ngọt, giòn giòn sẽ làm cho bữa ăn thêm ngon miệng và cung cấp một lƣợng chất xơ cho cơ thể giúp dễ dàng cho sự tiêu hóa hơn, ngoài ra nó còn giúp chữa trị một số bệnh nhƣ đau khớp, bổ khí, điều hòa nội tạng tăng cƣờng sức đề kháng khi thời tiết giá lạnh và nhiều công dụng hữu ích khác. Vì vậy trong những bữa ăn hiện đại ngày nay thì các món ăn mang tính truyền thống đƣợc mọi ngƣời quan tâm và sử dụng nhiều hơn. Tuy nhiên, đây là sản phẩm truyền thống nên chất lƣợng thƣờng không ổn định nên việc thực hiện đề tài “Nghiên cứu chế biến sản phẩm củ kiệu ngâm chua” đƣợc tiến hành nhằm đảm bảo an toàn cho ngƣời sử dụng và đạt giá trị cảm quan cao nhất. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu chế biến sản phẩm củ kiệu ngâm chua có chất lƣợng tốt, giá trị cảm quan cao. Để đạt đƣợc mục tiêu trên, các thí nghiệm sau đã đƣợc thực hiện: - Khảo sát ảnh hƣởng của chế độ tiền xử lý và thành phần dịch ngâm đến cảm quan sản phẩm - Khảo sát thời gian ổn ngâm thích hợp để sản phẩm định về chất lƣợng. Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 1 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm CHƢƠNG II: LƢỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1. GIỚI THIỆU VỀ NGUỒN NGUYÊN LIỆU 2.1.1. Nguồn gốc Kiệu có tên giới bạch, tiểu toán (tỏi nhỏ) tiểu căn toán, dã toán, đại đầu thái tử, hỏa thông... tên khoa học là Allium chinense G.Don thuộc họ hành tỏi Alliaceae. Chúng phát triển tốt trong vùng nhiệt đới và vùng ôn đới của Bắc bán cầu. Kiệu có xuất xứ ở Trung Quốc và đƣợc giới thiệu trồng ở nhiều nƣớc nhƣ: Việt Nam, Lào, Campuchia, Thái Lan, Mianma, Singapore, Bắc và Nam Triều Tiên, Cuba và Mỹ (ở California và Hawaii). Ở Việt Nam kiệu thích nghi tốt với nhiều loại hình khí hậu và đất đai vùng đồng bằng. Kiệu đƣợc trồng ở các tỉnh miền trung nhƣ Bình Thuận, Quảng Trị, Huế, Nha Trang, Đà Nẵng, còn ở các tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long nhƣ Đồng Tháp, An Giang, Trà Vinh, Sóc Trăng, Vĩnh Long... Cây kiệu có thể trồng quanh năm nhƣng có hai vụ chính, trồng từ tháng 9 – 1, thu hoạch vào tháng 1, tháng 2. Vụ này cây sinh trƣởng phát triển tốt nên cho năng suất cao, bán vào dịp tết đƣợc giá. Vụ phụ có thể trồng tháng 4 – 5 để thu hoạch vào tháng 7 – 8, cây kiệu trồng đƣợc 3 – 5 tháng (tuỳ theo mùa vụ và yêu cầu sản phẩm ăn tƣơi hay lấy củ già) là có thể thu hoạch đƣợc. (http://www.cuctrongtrot.gov.vn/Tech_Science.aspx?index=detail&type=a&idtin=491) 2.1.2. Đặc tính thực vật của kiệu Củ kiệu là củ của cây kiệu là cây thảo nhỏ thuộc họ hành, có thân hành màu trắng, lá mọc ở gốc, hình dải hẹp, nửa hình trụ, dài 15 – 60cm, rộng 1,5 – 4mm. Cụm hoa hình tán kép trên một cuống hoa dài 15 – 60cm, mang 6 – 30 tán hoa màu hồng hay màu tím, củ có màu trắng, hình tròn hoặc tròn dài giống củ hành Hình 1: Củ kiệu nhƣng thƣờng nhỏ hơn, củ có nhiều vảy mỏng bọc bên ngoài (hình 1). Cây kiệu đƣợc trồng khắp nơi, nhân dân thƣờng trồng để lấy củ muối dƣa, dùng lá làm gia vị nhƣ một loại rau thơm. Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 2 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Bảng 1: Thành phần hóa học trong củ kiệu tƣơi (phần ăn đƣợc) chứa : Thành phần Đơn vị tính Giá trị Protein Chất béo % % 3,1 0,12 carbohydrat Chất xơ hòa tan Vitamin (B1, B2, B6,C) % % 18,3 0,7 Chất khoáng (calcium, phosphorus, Magnesium, Iron, Zinc, Poctassium, Sodium). mg/100g (https://sites.google.com/site/raurungvietnam/rau-than-thao-dhung/cay-kieu) 2.1.3. Dƣợc tính của kiệu Ngoài đƣợc dùng để làm thức ăn, củ kiệu còn dùng làm thuốc phòng chữa nhiều bệnh, nhất là những ngƣời dân ở nơi rừng núi, rét mƣớt, ẩm thấp. Theo Y học cổ truyền, củ kiệu có vị cay, đắng, tính ấm vào ba kinh phế, vị và đại tràng. Có tác dụng: - Thông hoạt lợi, thông dƣơng, tán kết, hành khí, giảm đau. - Chữa viêm mũi mạn tính - Chữa tức ngực khó thở - Trị chứng hay bị nôn khan - Sản phụ bị kiết lỵ - Chữa sƣng đau cơ khớp - Bổ khí, điều hòa nội tạng tăng cƣờng sức đề kháng khi thời tiết giá lạnh - Chữa bỏng nhẹ (không trợt da) - Phụ nữ có thai bị lạnh đau bụng (http://dinhduong.com.vn/kien-thuc/cong-dung-cua-cu-kieu) 2.2. KHÁI QUÁT VỀ RAU QUẢ NGÂM CHUA 2.2.1. Giới thiệu Rau quả dầm giấm (ngâm chua) hay marinat rau là các sản phẩm chế biến từ các loại rau quả ngâm trong nƣớc dầm bao gồm dung dịch giấm, đƣờng… và các gia vị. Nƣớc dầm có tác dụng làm tăng hƣơng vị sản phẩm mà trong đó giấm có vai trò là một chất bảo quản. Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 3 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Khi ngâm các loại rau, củ, quả trong acid acetic nồng độ 0,7 – 2% (giá trị pH từ 2,3 – 2,5) sẽ làm ức chế các vi khuẩn gây thối rửa, đồng thời làm rau, củ, quả có vị chua, ăn giòn, màu sắc biến đổi tƣơng tự rau, củ, quả muối chua. Ngƣời ta thƣờng áp dụng đối với các loại rau, củ, quả có hàm lƣợng đƣờng thấp, khó tiến hành lên men nhƣ dƣa chuột, rau muống… Sử dụng phƣơng pháp này cần chú ý có một số vi khuẩn có thể phân giải acid acetic thành nƣớc và CO2 làm cho độ chua giảm, làm hỏng thực phẩm (Lữ Quý Hòa, 2008). 2.2.2. Lợi ích của rau quả ngâm chua Môi trƣờng ruột trong cơ thể con ngƣời có hàng triệu vi khuẩn (có lợi lẫn có hại) và chúng cùng nhau tồn tại cân bằng. Các vi khuẩn có lợi sẽ hoạt động và tạo ra các chất kháng thể giúp cơ thể thiết lập hệ miễn dịch đối đầu với các vi khuẩn gây bệnh. Các vi khuẩn có lợi, qua một vài nghiên cứu cho thấy còn sản xuất ra một số vitamin cần thiết cho cơ thể. Thế nhƣng chúng có thể bị tiêu diệt do uống quá nhiều rƣợu bia hay các thói quen xấu trong ăn uống khác. Vì vậy khi ăn rau củ ngâm chua, cơ thể sẽ đƣợc bổ sung thêm các vi khuẩn có lợi và hệ thống miễn dịch của cơ thể đƣợc tăng cƣờng. Ngoài ra, các nguyên liệu làm dầm giấm (kiệu, bắp cải,củ cải, củ hành, rau muống…) đƣợc chế biến tƣơi, không qua nhiệt, nên giữ đƣợc nhiều vitamin và khoáng chất tự nhiên để cung cấp cho cơ thể. Bên cạnh đó, rau củ ngâm chua còn cung cấp một lƣợng chất xơ lớn cho cơ thể, giúp cơ thể tiêu hóa tốt và hạn chế một số bệnh do thiếu chất này gây ra (nhƣ trĩ, táo bón… thậm chí là ung thƣ ruột kết). (http://thucphamvadoisong.vn/viet-theo-yeu-cau-ban-doc/891-rau-cu-muoi-chua-loi-ich-va-nguyco.html) 2.2.3. Thành phần chính đƣợc sử dụng trong rau quả ngâm chua 2.2.3.1. Acid acetic Acid acetic sử dụng chủ yếu để tạo vị chua và chống vi sinh vật, chống nấm men và vi khuẩn (ngoại trừ các vi khuẩn lên men acid acetic, acid latic, và acid butyric). Acid acetic làm giảm pH của sản phẩm, làm cho quá trình trao đổi ion của vi sinh vật không thực hiện đƣợc. Sự thay đổi quá lớn của nồng độ ion trong và ngoài màng tế bào làm rối loạn các quá trình trao đổi chất của vi sinh vật, ức chế sự phát triển của vi sinh vật trong thực phẩm. Bảo quản thực phẩm đƣợc lâu, khử các mùi không mong muốn trong quá trình sản xuất. Đồng thời khi cho vào không chỉ làm cho món ăn thêm ngon mà còn giữ đƣợc canxi, các vitamin đƣợc ổn định, không bị phân hủy do nhiệt nên các thành phần dinh dƣỡng trong thực phẩm vẫn giữ nguyên. Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 4 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Acid acetic còn có tác dụng tăng tính đàn hồi, chậm lại thời kỳ lão hóa của da nâng cao sức đề kháng của cơ thể. Hoạt tính của acid acetic thay đổi tùy thuộc vào sản phẩm thực phẩm, môi trƣờng và vi sinh vật cần chống . Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 5 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm 2.2.3.2. Đường Đƣờng là một trong những thành phần quan trọng trong chế biến thực phẩm. Nó điều chỉnh, làm hài hòa giữa vị chua, độ ngọt và mùi thơm. Trong quá trình chế biến ngƣời ta thƣờng sử dụng saccharose. Nó có nhiều trong củ cải đƣờng, mía và ở lá, thân, rể, quả của nhiều loại thực vật. Saccharose là một loại disaccharide có công thức C12H22O11 ở dạng tinh thể trong suốt không màu, không mùi, dễ hòa tan trong nƣớc, vị ngọt không có vị lạ. Do có đặc tính này và vì nó rất phổ biến nên saccharose thƣờng đƣợc sử dụng hơn các loại đƣờng khác. Đƣờng saccharose thƣờng sử dụng là loại RE với các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) đƣợc thể hiện qua bảng 1. Bảng 2: Tiêu chuẩn chất lƣợng đƣờng theo TCVN 1695 – 75 Thành phần Chỉ tiêu Saccharose (%) ≥ 99,65 Độ ẩm (%) Đƣờng khử (%) Tro (%) Màu sắc Mùi vị Vị ≤ 0,07 ≤ 0,15 ≤ 0,1 Trắng sáng Bình thƣờng, không có mùi vị lạ Ngọt thanh, không có vị lạ 2.3. ẢNH HƢỞNG CỦA CHẾ ĐỘ TIỀN XỬ LÝ ĐẾN CẤU TRÖC RAU QUẢ 2.3.1. Tác dụng của vôi Trong công nghiệp thực phẩm, ngƣời ta dùng vôi sống (CaO) ngâm với nƣớc tạo dung dịch nƣớc vôi gọi là vôi tôi có công thức hóa học là Ca(OH)2. Nó là một chất dạng tinh thể không màu hay bột màu trắng, có tác dụng điều chỉnh độ acid, làm rắn chắc. Nên trong chế biến thực phẩm thƣờng đƣợc sử dụng trong biến rau quả dầm giấm, muối chua. Mức giới hạn sử dụng tối đa là 800 mg/kg/ trọng lƣợng cơ thể/ ngày (Bộ y tế, 2002). 2.3.2. Tác dụng của phèn chua Phèn chua có tên khoa học là hợp chất có công thức hóa học K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O. Tinh thể lớn hình bát diện, trong suốt, không màu, vị chát, cảm giác se lƣỡi. Phèn chua có tính axit, không độc nên đƣợc dùng để ngâm với rau, củ, trái cây để làm tăng độ trắng, giòn cho sản phẩm. Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 6 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Đối với phèn chua, với liều lƣợng theo công thức pha chế thông thƣờng thì món ăn hoặc sản phẩm sẽ không ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe và có thể trở thành một thành phần của thực phẩm nhƣng không ảnh hƣởng tới tính chất lý hóa hay giá trị khác của thực phẩm (Bộ y tế, 2002). 2.4. MỘT SỐ DẠNG HƢ HỎNG CỦA RAU QUẢ NGÂM CHUA 2.4.1. Nƣớc dƣa có lớp váng Trong quá trình tồn trữ, trên bề mặt lớp nƣớc dƣa nhiều khi có lớp váng do hoạt động của một số nấm men tạo màng hay nấm men oxy hóa làm cho sản phẩm bị giảm chất lƣợng và có khi bị hƣ hỏng. Các vi sinh vật gây váng là các chủng: Debaryomyces, Mycoderma, Pichia. Lớp váng thƣờng đƣợc gọi là váng Mycoderma. Một số trong các nấm men đó chịu đƣợc nồng độ muối cao, có khi tới 20%. Nếu không loại bỏ đƣợc lớp váng này, có thể làm giảm độ acid tới mức không thể ức chế đƣợc các vi sinh vật gây hƣ hỏng sản phẩm. Vì vậy, khi sản phẩm có váng, để giữ đƣợc chất lƣợng sản phẩm cần phải loại bỏ hết lớp váng đi. Một biện pháp hiệu quả có thể ngăn ngừa hiện tƣợng tạo váng là phủ lên mặt sản phẩm một lớp dầu thực vật trung tính, dầy khoảng 3cm. Có thể bảo quản sản phẩm bằng tia tử ngoại để chóng váng nhƣng giá thành sẽ rất cao. Mặt khác có thể bảo quản lạnh hoặc giữ trong điều kiện yếm khí hoặc dùng acid sorbic 0,07 – 0,10% (Lƣơng Đức Phẩm, 2002). 2.4.2. Dƣa bị mềm Dƣa bị mềm do quá trình thủy phân protopectin dƣới tác dụng của emzyme protopectinase tạo thành pectin hòa tan. Do đó, củ hành, củ kiệu dễ bị khú. Các emzyme này do vi sinh vật tạo ra trong điều kiện nồng độ muối quá thấp hoặc nó có sẵn trong nguyên liệu. Để khắc phục hiện tƣợng này ngƣời ta dùng nƣớc cứng (có calcium) độ cứng > 16% sẽ làm cho rau quả cứng hơn do pectin dƣới tác dụng của emzyme pectin methylesterase (PME) sẽ tạo thành acid pectic, acid pectic trong môi trƣờng có ion Ca2+ thì tạo thành phức pectate canxi làm cho mô quả cứng hơn, dòn hơn. Pectin PME Acid pectic Ca2+ Pectate canxi CaCl2 CH3OH Dƣa còn bị mềm do nồng độ muối trong sản phẩm thấp, do độ acid trong sản phẩm quá cao. 2.4.3. Nƣớc dƣa bị nhớt Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 7 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Theo Pederson, ở nhiệt độ quá cao thì Lactobacillus cucumeris có thể gây nhớt trong sản phẩm, tuy nhiên không gây độc cho ngƣời sử dụng. Fabian cũng nghiên cứu hiện tƣợng nƣớc dƣa bị nhớt, thấy rằng bị nhớt là do các vi khuẩn có vỏ nang phát triển, trong điều kiện nƣớc dƣa có hàm lƣợng muối, hàm lƣợng acid quá thấp. Để tránh hiện tƣợng này, có thể dùng biện pháp loại bỏ nƣớc dƣa và thay bằng nƣớc dƣa mới. Cũng có thể dùng cách khác: chắt nƣớc dƣa đem ra đun sôi, để nguội rồi lại đổ vào sản phẩm. 2.4.4. Dƣa có hƣơng vị lạ Sản phẩm bị biến đổi hƣơng vị do xuất hiện một số nấm mốc nhƣ Mycoderma, Debaromyces, Hanzenula, Pichia và một số vi sinh vật khác hoạt động làm giảm độ acid của sản phẩm và có thể làm cho sản phẩm có hƣơng vị lạ. 2.4.5. Bảo quản sản phẩm Sản phẩm ngâm chua sau khi đạt độ chua theo yêu cầu cần tiến hành bảo quản ngay. Có các hình thức bảo quản nhƣ: - Bảo quản lạnh: khi sản phẩm ổn định đạt yêu cầu đem bảo quản ở 0 – 2oC. - Bảo quản bằng cách dùng hóa chất: có thể dung các loại nhƣ acid ascorbic, natri benzoate, kali sorbate hoặc acid sorbic. - Bảo quản ở nhiệt độ thƣờng: Bảo quản lạnh có ƣu điểm là kéo dài thời gian bảo quản nhƣng sẽ làm tăng chi phí năng lƣợng dẫn đến giá thành cao. Mặt khác bảo quản bằng cách thanh trùng bằng nhiệt sẽ làm thay đổi cấu trúc sản phẩm trở nên mềm hơn kém hấp dẫn. - Bảo quản bằng cách thanh trùng: nƣớc dƣa đƣợc tách ra khỏi dƣa, lọc kĩ rồi cho vào bao bì cùng phần cái đem ghép kín thanh trùng ở nhiệt độ 90 – 100oC, thời gian tùy thuộc vào loại sản phẩm và bao bì. Vì thế trong thực tế ngƣời ta thƣờng bảo quản ở điều kiện bình thƣờng sau khi sản phẩm ổn định đạt yêu cầu. Tuy nhiên, khi đó thời gian bảo quản sẽ không lâu vì quá trình lên men vẫn tiếp diễn, pH sản phẩm sẽ hạ thấp hơn dẫn đến vị chua không mong muốn. 2.5. QUÁ TRÌNH KHUẾCH TÁN VÀ THẨM THẤU Tiến trình này có thể đƣợc áp dụng rộng rãi vào chế biến và bảo quản thực phẩm với mục đích nâng cao chất lƣợng và hiệu quả kinh tế. Đó là công nghệ ít hao tốn, dễ làm cho chất lƣợng đƣợc cải tiến (Bùi Hữu Thuận, 2011). 2.5.1. Hiện tƣợng khuếch tán Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 8 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Khi vật chất hiện diện có nồng độ khác khau, một hiện tƣợng tự nhiên xảy ra để điều hòa lại nồng độ gọi là sự khuếch tán. Trong hiện tƣợng này chất khuếch tán di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Những chất khác cũng sẽ chuyển động ngƣợc lại để điều hòa nồng độ. Những hiện tƣợng này xảy ra mạnh mẽ trong thể lỏng và trong thể khí tuy nhiên hiện tƣợng khuếch tán chậm hơn trong thể rắn. Tốc độ khuếch tán của hai chất nhanh nhất vào lúc bắt đầu phản ứng và chậm dần khi hổn hợp tới mức cân bằng hoàn toàn. 2.5.2. Hiện tƣợng thẩm thấu 2.5.2.1. Khái niệm sự thẩm thấu Thẩm thấu là một hiện tƣợng, một khi có sự khác biệt nồng độ làm cho dung môi đi xuyên qua một màng có tính chất thấm. Thẩm thấu là sự khuếch tán một chiều của các phân tử dung dịch, nói một cách khác rộng hơn thì sự thẩm thấu chính là sự khuếch tán chất tan và dung môi đƣa tới sự cân bằng nồng độ trong toàn thể tích. Động lực của sự thẩm thấu là sự chênh lệch nồng độ chất tan giữa dung dịch và tế bào. hầu hết quá trình truyền khối xảy ra xuyên qua màng tế bào (Rodrigues và Mauro, 2004, trích dẫn bởi Bùi Hữu Thuận, 2011). Do màng tế bào chịu trách nhiệm cho sự vận chuyển các chất, nó không có tính chọn lọc hoàn hảo, nên các chất tan khác có trong tế bào bị thất thoát vào dung dịch thẩm thấu. Thẩm thấu đƣợc sử dụng nhƣ một bƣớc tiền xử lý trong nhiều quá trình để cải thiện tính chất dinh dƣỡng, cảm quan và chức năng của thực phẩm. Khi ngâm sản phẩm vào dung dịch thẩm thấu, hai luồng vật chất di chuyển ngƣợc dòng xuất hiện đồng thời: - Một dòng nƣớc từ sản phẩm đi qua màng tế bào ra ngoài dung dịch. - Chất tan từ dung dịch thấm vào sản phẩm. Sự khuếch tán ra ngoài một lƣợng chất tan của sản phẩm (đƣờng, acid hữu cơ, muối khoáng, vitamin…) một lƣợng không đáng kể so với hai quá trình trên nhƣng liên quan thiết yếu đến thành phần của sản phẩm cuối cùng. 2.5.2.2. Cơ chế của quá trình thẩm thấu Cơ chế thẩm thấu là sự khếch tán nƣớc diễn ra qua lớp màng bán thấm của mô rau quả do sự khác biệt của áp suất thẩm thấu. Ở tế bào thực vật có lớp màng của tế bào chất là những lớp màng gây nên hiện tƣợng thẩm thấu trong tế bào. Tốc độ của Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 9 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm nƣớc xâm nhập hoặc thoát ra khỏi tế bào phụ thuộc vào tính thẩm thấu khác nhau của màng tế bào chất. Trạng thái của màng tế bào có thể thay đổi từ thấm một phần đến thấm toàn bộ, dẫn đến những thay đổi quan trọng trong cấu trúc mô. Theo Rastogi và cộng sự (2002) quá trình thẩm thấu tách nƣớc bên trong thực phẩm gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn 1: tốc độ truyền khối diễn ra mạnh tƣơng ứng với lƣợng nƣớc thoát ra từ tế bào (những tế bào tiếp xúc với dung dịch thẩm thấu). Giai đoạn 2: bắt đầu có sự di chuyển nƣớc từ những tế bào tiếp theo (những tế bào kế bên tế bào bề mặt), với tốc độ nhỏ hơn so với giai đoạn đầu. Giai đoạn 3: quá trình truyền khối diễn ra ở những tế bào trong cùng nhƣng tốc độ truyền khối thấp hơn so với hai giai đoạn trên. Khi hai dung dịch có nồng độ chất tan khác nhau phân tách nhau bởi màng bán thấm, nƣớc từ dung dịch loãng sẽ qua màng bán thấm vào dung dịch đậm đặc hơn để giảm gradient nồng độ (Bùi Hữu Thuận, 2010).Trong quá trình thẩm thấu sự dịch chuyển của dung môi qua màng sẽ dừng lại khi hai dung dịch đạt đƣợc sự cân bằng nồng độ, tức là cân bằng áp suất thẩm thấu. Trong quá trình thẩm thấu tế bào thực vật chỉ nhận nƣớc đến mức tối đa, vì khi đó thành tế bào thực vật sinh ra một lực chống lại sự trƣơng nƣớc gọi là áp suất trƣơng nƣớc có chiều ngƣợc với áp suất thẩm thấu và khi hai áp suất này cân bằng thì quá trình nhận nƣớc dừng lại, nên tế bào không bị vỡ. 2.5.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu a. Tác động của đặc tính nguyên liệu Đặc tính riêng của các loại nguyên liệu có ảnh hƣởng rất lớn đến quá trình tách nƣớc thẩm thấu. Loại nguyên liệu khác nhau, cấu tạo khác nhau của mô tế bào, mức độ chín, hình dạng và kích cỡ của nguyên liệu chi phối rất lớn đến hiệu quả của quá trình này. Trong đó, đặc tính cấu tạo của mô tế bào đóng vai trò quan trọng nhất (Lewicki và Lenart, 2006, trích dẫn bởi Bùi Hữu Thuận, 2011). Ngoài ra, hình dạng và kích thƣớc của các mẫu nguyên liệu cũng ảnh hƣởng đến tính chất thẩm thấu do sự khác nhau của diện tích bề mặt/đơn vị thể tích (khối lƣợng). Tiến trình thẩm thấu xảy ra quan trọng nhất ở bề mặt liên pha, các hình thể thực phẩm có tỉ số diện tích bề mặt/khối lƣợng lớn mất nƣớc và hấp thu chất tan cao hơn khi so sánh với các hình thể thực phẩm có tỉ số này nhỏ hơn (Lerici et al., 1985, trích dẫn bởi Tortoe, 2009, Bui, 2012). b. Tác động của nồng độ dung dịch Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 10 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Sự gia tăng của nồng độ dung dịch dẫn đến gia tăng tƣơng ứng hiện tƣợng mất nƣớc (Conway và cộng sự, 1983; Hawkes và Flink, 1978, trích dẫn Bùi Hữu Thuận, 2011). Vì vậy khi gia tăng nồng độ dung dịch dẫn đến việc giảm trọng lƣợng trong quá trình thẩm thấu. Trái lại sự hấp thu chất tan giảm khi gia tăng nồng độ đƣờng saccharose ở mức cao của dung dịch (Raoult-Wack, 1994; Bùi và cộng sự, 2009). Các nghiên cứu của Saurel và cộng sự (1994) đã cho thấy ở bề mặt nguyên liệu thực phẩm sẽ hình thành một lớp cản chất tan hòa tan dày đặc khi tăng nồng độ dung dịch thẩm thấu. Điều này làm tăng hiệu quả tách nƣớc và giảm đi sự hấp thu chất tan trong suốt quá trình tách nƣớc thẩm thấu (Bùi Hữu Thuận, 2011). c. Tác động của sự đảo trộn dung dịch Sự đảo trộn dung dịch thẩm thấu bảo đảm sự đồng nhất về nhiệt độ và nồng độ của dung dịch quanh nguyên liệu thực phẩm. Theo Tortoe et al., (2009) sự đảo trộn cải thiện sự truyền khối. Sự tiếp xúc liên tục của bề mặt mẫu với dung dịch nồng độ cao, bảo đảm cho sự chênh lệch nồng độ chất tan lớn ở bề mặt liên pha. Mavroudis et al., (1998) chỉ ra rằng các trở lực bên ngoài không thể bỏ qua trong quá trình tách nƣớc thẩm thấu đƣợc thực hiện ở các điều kiện đảo trộn dung dịch khác nhau. Tốc độ tách nƣớc tăng khi mức độ đảo trộn dung dịch tăng. Sự đảo trộn thật sự là một trong những nhân tố có tính quyết định và một mức độ đảo trộn dung dịch vừa phải đảm bảo cho việc giảm đến mức tối thiểu hoặc loại trừ các tác động ngăn cản truyền khối bề mặt chất lỏng (Rastogi, 2002). d. Tác động của tỉ lệ dung dịch/nguyên liệu Tỉ lệ khối lƣợng dung dịch/nguyên liệu có tác động trực tiếp đến mức độ làm loãng dung dịch trong quá trình tách nƣớc thẩm thấu. Từ đó, giảm tỉ lệ này sẽ làm giảm động lực của quá trình truyền khối và ảnh hƣởng đến các thông số của quá trình tách nƣớc thẩm thấu (mất nƣớc, giảm khối lƣợng và hấp thu chất tan của nguyên liệu). Trong báo cáo khoa học của Ponting và cộng sự (1996), Flink (1979) việc tăng tỉ lệ khối lƣợng dung dịch nguyên liệu đã dẫn đến kết quả là dung dịch thẩm thấu loãng hơn, sự mất nƣớc và hấp thu chất tan đều tăng (Bùi Hữu Thuận, 2011). e. Tác động của nhiệt độ và thời gian. Nhiệt độ là yếu tố ảnh hƣởng rất lớn, nhiệt độ vừa làm tăng hệ số truyền khối vừa làm giảm độ nhớt, nhiệt độ càng tăng mất nƣớc càng nhiều, chất tan thấm nhiều và nhanh. Thời gian là yếu tố quan trọng của quá trình tách nƣớc thẩm thấu. Trong hầu hết các nghiên cứu của Biswal và cộng sự (1991); Conway và cộng sự (1983); Hawkes và Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 11 Luận văn tốt nghiệp liên thông K37 Ngành Công Nghệ Thực Phẩm Flink (1978) đều có báo cáo rằng giai đoạn khởi đầu là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình mất nƣớc sau đó quá trình thấm chất tan mới gia tăng. Vì vậy, cách hiệu quả để hấp thu chất tan là giai đoạn thẩm thấu ban đầu (Bùi Hữu Thuận, 2011). f. Ứng dụng trong thực phẩm Trong thực phẩm, ngƣời ta sử dụng làm biến đổi, ổn định thành phần - Tăng, giảm, giữ nƣớc (rau tƣơi, phomai, cá khô, trái cây cô đặc, trái cây khô, hơi khô, bánh tráng dẽo ...). - Chuyển chất thêm nhƣ SO2, polyphosphate, nitrate, nitrite (vô hoạt chất có hại, đƣa vào chất có lợi ...). - Chuyển chất chống, ức chế vi sinh vật gây hƣ hỏng (bao gói chứa chất bảo quản, hơi nƣớc, oxi, CO2, ethylen). Có rất nhiều nghiên cứu tiến trình thấm thoát chất tan nƣớc trong mục đích kéo dài thời gian bảo quản, bảo vệ những chất có giá trị, cải thiện tính chất sản phẩm. Dung dịch có áp suất thẩm thấu cao nhƣ đƣờng muối đƣợc dùng trong chế biến thực phẩm để lấy nƣớc từ tác nguyên liệu thực phẩm nhƣ thịt, cá, trái và rau. Chúng không bị hạn chế bởi các luật về chất thêm thực phẩm. Sự thấm, thoát các chất thêm khác trên thực phẩm cũng cần hiểu tốt để sử dụng có hiệu quả (polyphosphate, citrate, sulfite, SO2, chất bảo quản…) và quản lý phẩm chất thực phẩm không vi phạm các qui định và luật thực phẩm về chất thêm.. An toàn vi sinh vật: Các dung dịch thẩm thấu có aw thấp và vận hành ở nhiệt độ thấp, thậm chí nhiệt độ lạnh để làm an toàn tiến trình xử lý, ức chế các vi sinh vật gây hại. Bảo vệ chất chống oxy hóa: Các chất chống oxi hóa ngày nay đƣợc đƣợc thế giới quan tâm vì khả năng ngăn chặn các bệnh mãn tính mà nguyên nhân do các gốc tự do xuất hiện trong quá trình sống (stress oxi hóa). Các chất quý giá này dễ bị hƣ hỏng do tiếp xúc với không khí khi chế biến. Chúng có thể đƣợc gìn giữ tốt hơn nếu tiến trình chế biến thực hiện trong điều kiện chân không, vắng mặt của oxygen. Do đó công nghệ thẩm thấu là phƣơng thức ít tốn kém mà vẫn đạt đƣợc yêu cầu bảo quản chất chống oxy hóa. Khoa Nông Nghiệp & SHƯD Trang 12