Tài liệu Luận văn công nghệ thực phẩm nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa

ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa CHƯƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, công nghệ khoa học-kỹ thuật ngày càng phát triển, đời sống của con người ngày một nâng cao, nền kinh tế nước ta đã có những chuyển đổi đáng kể. Trước sức ép cạnh tranh lớn và những yêu cầu về chất lượng sản phẩm rất khắt khe một khi đã hòa nhập với thế giới thì các ngành công nghiệp sản xuất nói chung và ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm nói riêng buộc phải đầu tư thay đổi công nghệ sản xuất để nâng cao chất lượng sản phẩm, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng và xuất khẩu. Bên cạnh đó, Việt nam là một nước có khí hậu nhiệt đới thuận lợi cho việc phát triển ngành nông nghiệp, là nơi trồng nhiều loại rau quả. Nhưng giá trị kinh tế từ rau quả mang lại chưa cao, hàng hóa nông nghiệp xuất khẩu chủ yếu là dạng tươi và chế biến thô sơ, đơn giản nên chất lượng thấp, giá thành thấp, khi vào mùa giá của rau quả xuống rất thấp người nông dân phải bán tháo bán đổ. Để nâng cao giá trị của rau quả thì không những tiêu thụ rau quả tươi mà còn chế biến nhiều sản phẩm khác từ rau quả như: nước uống đóng chai từ rau quả, kẹo mứt, rau quả đóng hộp, rau quả sấy. Nhưng với các loại rau, củ, quả,… khi sấy ở nhiệt độ cao làm phá huỷ các chất hoạt tính sinh học như hoocmon, màu, mùi vị, men, vitamin, protein… và làm thay đổi chất lượng sản phẩm.Vì thế, để đảm bảo cho các chất dinh dưỡng có trong rau quả thì phương pháp sấy thăng hoa các loại rau quả đáp ứng tốt những yêu cầu đó. Mít cũng tiêu biểu cho sản phẩm nông nghiệp, là nguồn nguyên liệu phong phú, dễ tìm, rẻ tiền nhưng lại có rất nhiều chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Vì thế với khao khát tìm ra phương pháp sấy mít tạo ra sản phẩm ăn liền giòn xốp, chứa các chất dinh dưỡng tự nhiên, đặc biệt giải quyết đầu ra tăng giá trị sử dụng của cây mít, tìm hiểu kỹ thuật sản xuất thực phẩm hiện đại của thế giới để tạo ra những sản phẩm có chất lượng cao nên em quyết định chọn đề tài nghiên cứu tốt nghiệp của mình là: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa”. 1.2. Tình hình nghiên cứu 1.2.1. Nước ngoài Trang 1 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Công nghệ sấy thăng hoa đã được nghiên cứu và áp dụng từ rất lâu ở nhiều nước, không chỉ trong ngành công nghệ thực phẩm mà cả một số ngành khác như sinh học, y học, dược học. - Hóa học: quá trình dehydrat hóa tổng hợp các hợp chất như: PbTiO3, Ba2Ti9O20 - Sinh học: bảo quản tế bào, máu, huyết thanh, các sinh chất...Bảo quản tiêu bản động, thực vật. - Y học: sản xuất và bảo quản văc-xin, dược liệu. - Bảo tồn các tài liệu, tranh quý. - Đặc biệt là trong công nghệ thực phẩmnhờ các ưu điểm vượt trội của sấy thăng hoa để sản xuất, chế biến các loại nông sản, thủy sản cao cấp. Hình 1.1: Một số sản phẩm sấy thăng hoa Đầu tiên, Sấy thăng hoa thực phẩm đã bắt đầu vào năm 1100 do người Incas ở Peru thực hiện hiện bằng cách lợi dụng vị trí cao (4500m) của vùng núi Andes ở Nam Mỹ. Họ sử dụng vị trí cao này có không khí lạnh ở áp suất thấp để đông lạnh thịt cũng như một số Trang 2 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa loại thực phẩm. Nhờ tác dụng của bức xạ mặt trời và áp suất thấp nên các sản phẩm thực phẩm sau khi bị đông giá liền có xu hướng bị thăng hoa. Người Incas của Peru đã sử dụng phương pháp chế biến sấy thăng hoa thiên nhiên trong nhiều thế kỷ. Sau đó, năm 1906 hai nhà vật lý người Pháp là Bordas và Darsonval đã sáng chế được thiết bị làm ngưng đá hơi nước bằng tuyết trộn với axeton trong quá trình sấy. Tiếp theo, các nhà khoa học khác của Pháp, Mỹ đã tiếp tục hoàn thiện phương pháp sấy thăng hoa huyết tương sử dụng tốt trong chiến tranh Mỹ-Nhật (1941). Năm 1921, hai kỹ sư G.I.Lappa Stajenhexki người Nga nghiên cứu và áp dụng phương pháp sấy thăng hoa thực phẩm ở quy mô công nghiệp. Năm 1998, các tác giả M. K. Krokida, V. T. Karathanos và Z. B. Maroulis nghiên cứu: “Sự phụ thuộc của các điều kiện sấy thăng hoa vào tính co rút và thấm nước trở lại của các sản phẩm nông nghiệp”. Nghiên cứu này nói lên sự khác nhau về tính co rút, tính thấm nước trở lại của táo, cà rốt, khoai tây, chuối khi được sấy thăng hoa ở các nhiệt độ và áp suất khác nhau. Năm 2004, các tác giả Yeu-Pyng Lin; Jen-Horng Tsen; V. An-Erl King đã có nghiên cứu: “Sự phụ thuộc của bức xạ hồng ngoại đối với quá trình sấy thăng hoa khoai lang”. Trong đề tài này các tác giả đã cho thấy việc kết hợp bức xạ hồng ngoại vào sấy thăng hoa làm giảm thời gian sấy khi so sánh với các phương pháp sấy khác như: sấy bằng không khí, sấy thăng hoa. Năm 2006, các tác giả Luanda G. Marques; Maria C. Ferreisa; José T. Freice nghiên cứu: “Quá trình sấy thăng hoa acerola (Malpighia glabraL.)”. Trong đó các tham số như: độ ẩm sản phẩm, hàm lượng vitamin C, sự co rút của sản phẩm được kiểm tra trong quá trình sấy thăng hoa quả acerola. Các tác giả cũng nghiên cứu đến sự khác nhau của thời gian sấy cũng như các tham số trên của các mẫu được làm lạnh đông với các phương pháp khác nhau như: làm lạnh trong nitơ lỏng, nitơ khí và của các mẫu có kích thước khác nhau. Và hiện nay trên thế giới phương pháp sấy thăng hoa đã áp dụng trên quy mô công nghiệp ở nhiều nước ví dụ như : - Trung Quốc có các công ty: Beijing YshiyuanFood Co., Ltd; Ningbo J&DInternational Trade Co., Ltd; Shandong Tonghai FoodCo., Ltd; Damin Foodstuff (Zhangzhou) Co., Ltd; Xinghua Natural Foods Co., Ltd;Sinochem Trang 3 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Qingdao Co., Ltd; Oriental (Zhangzhou) Co., Ltd; Qingdao FarmlandFood Co., Ltd; Qingdao Xinmeixiang Foods Co., Ltd; Guangzhou Abana Co., Ltd. - Thái Lan có các công ty: Cha-Liang Co., Ltd; Thiptipa Co., Ltd. - Philippines có công ty Amley Food Co., Ltd. - Đài Loan có công ty Howenia Enterprise Co., Ltd. 1.2.2. Trong nước Hiện nay ở thị trườngViệt Nam chưa có mặt các sản phẩm rau quả sấy thăng hoa, mặc dù nhu cầu của thị trường được ghi nhận và dự đoán là rất lớn. Bên cạnh đó, các trường cũng đã và đang nghiên cứu và chế tạo thiết bị sấy thăng hoa pilot như: Trường đại học Khoa học tự nhiên; Trường đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh; Trường đại học Văn Lang (khoa điện lạnh); Trường đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh (khoa Công nghệ hóa thực phẩm). Tuy nhiên, các thiết bị này đều ở quy mô nhỏ chưa áp dụng được vào công nghiệp, phần lớn phục vụ thí nghiệm của trường. Hình 1.2: Hệ thống sấy thăng hoa tự động DS-3 của đại học Sư phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Nhiều công ty chế tạo thiết bị trong nước cũng đã chế tạo máy sấy thăng hoa công nghiệp nhưng chưa hoàn chỉnh về kỹ thuật và công nghệ (chưa đạt độ chân không thăng hoa, cấp nhiệt chủ yếu bằng điện trở, các khay chưa liên kết thành một bộ, nên chủ yếu vận hành thủ công từng khay, thiết bị tự động điều khiển chưa chuyên biệt nên cồng kềnh…) nên chưa thuyết phục khách hàng. Ngoài ra còn có đề tài nghiên cứu khoa học về sấy thăng hoa áp dụng vào các sản phẩm thực phẩm như: Chế biến cơm gấc sấy thăng hoa của TS. Trần Đức Ba và tập thể, trường Đại học dân lập Văn Lang. Trang 4 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa 1.3. Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng quy trình sản xuất mít sấy thăng hoa và xác định các thông số công nghệ trên thiết bị pilot để từ đó triển khai sản xuất lượng lớn đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu, nâng cao vị thế Việt Nam trong tiếp cận và sử dụng công nghệ mới. 1.4. Nội dung nghiên cứu Nội dung đề tài mong muốn là xây dựng quy trình công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa và khảo sát để xác định các thông số công nghệ tối ưu: 1. Chọn nguyên liệu mít và độ chín cho sấy thăng hoa  Nguyên liệu mít chọn nghiên cứu làmít thái và mít nghệ vì 2 giống mít này có nhiều trên thị trường, giá rẽ, chứa nhiều chất dinh dưỡng và có cấu trúc khô ráo thích hợp cho sấy.  Độ chín chọn: độ chín sinh lý (chín vừa, chín, chín kỹ). 2. Tính tỷ lệ thu hồi múi mít nguyên liệu  Tỷ lệ thu hồi múi mít có chứa hạt.  Tỷ lệ thu hồi múi mít không hạt. 3. Chọn phương pháp xử lý nhiệt  Chần  Không chần 4. Khảo sát chế độ cấp đông và sấy thăng hoa mít Khảo sát chế độ lạnh đông và sấy và đây là 2 công đoạn quan trọng trong việc tạo ra sản phẩm sấy thăng hoa.  Chế độ đông lạnh (thời gian - nhiệt độ).  Chế độ sấy (thời gian) 5. Đánh giá chất lượng sản phẩm  Các chỉ tiêu hóa lý: độ ẩm.  Các chỉ tiêu cảm quan: cấu trúc, màu sắc, mùi vị. 6. Chọn phương pháp bao gói 7. Ước tính giá thành sản phẩm mít sấy thăng hoa 1.5. Phương pháp nghiên cứu Trang 5 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Dựa trên lý thuyết trong các tài liệu cùng thông tin tìm kiếm, tiến hành tính toán chọn nguyên liệu, chọn độ chín; thiết kế quy trình công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa trên mô hình pilot; tính tỷ lệ thu hồi; chọn phương pháp xử lý nhiệt; khảo sát các thông số công nghệ như: chế độ cấp đông, chế độ sấy; chọn phương pháp bao gói và đánh giá chất lượng sản phẩm. 1.6. Dự kiến kết quả  Đặc tính nguyên liệu mít cho sản xuất.  Quy trình sản xuất và thông số công nghệ.  Sản xuất mẫu mít sấy thăng hoa kèm các chỉ tiêu hóa lý (độ ẩm) và bao gói trong túi PE. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÍT VÀ KỸ THUẬT SẤY THĂNG HOA 2.1. Tổng quan về nguyên liệu 2.1.1. Nguồn gốc  Phân loại khoa học của mít:  Giới (Kingdom): Plantae  Nhóm (Division): Magnoliophyta  Lớp (Class): Magnoliopsida Trang 6 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa  Bộ (Ordo): Rosales  Họ (Familia): Moraceae  Chi (Genus): Artocarpus  Loài (Species): Heterophyllus  Danh pháp khoa học: Artocarpus heterophyllus Hình 2.1: Cây mít Mít là loại thực vật được trồng phổ biến ở Đông Nam Á và Brasil. Cây mít có nguồn gốc ở Ấn Độ và Bangladesh, là một loại cây trồng chủ yếu ở vùng nhiệt đới và bán nhiệt đới, thích hợp với điều kiện khí hậu nóng và mưa nhiều. Cây mít có khả năng thích nghi rộng rãi với nhiều loại đất khác nhau như đất đỏ Bazan, phù sa, đất xám, thích hợp với khí hậu ẩm, mưa nhiều và cần độ ẩm không khí 70-85%, pH5-7 dễ dàng canh tác và ít bị sâu bệnh. Mít chịu hạn hán tốt nhờ bộ rễ cọc phát triển và ăn sâu dưới lòng đất. Ngược lại cây mít chịu ngập úng kém, mít sẽ chết khi bị ngập úng kéo dài. Ở Việt Nam, cây mít được trồng từ rất lâu và phổ biến từ Bắc tới Nam, đặc biệt vùng đồng bằng Sông Cửu Long và khu vực Đông Nam Bộ như các tỉnh: Bình Phước, Đồng Nai, Tây Ninh, Bà Rịa - Vũng Tàu,… do phù hợp với đất đai thổ nhưỡng, trình độ canh tác của dân cư bản địa, dân tộc vùng sâu vùng xa. Ngoài ra việc trồng mít còn giải quyết công ăn việc làm cho rất nhiều người, làm giàu cho người dân, cho địa phương và cho đất nước. Cây mít hơn nữa là giống cây ăn Trang 7 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa quả có thể đóng vai trò cây rừng để che chắn gió bão, chống xói mòn, thiết lập hệ sinh thái gò đồi. 2.1.2. Đă ̣c điểm của cây mít Quả mít gồm vỏ, cùi, xơ, múi và hạt mít. Quả còn gọi “là hợp giả quả” hình bầu dục kích thước (30-60)× (20-30)cm, trọng lượng quả từ 6kg đến 20kg, mọc chủ yếu ở thân chủ, một chùm từ 3 đến 5 quả, khoảng 80 đến 100 quả/cây. Bên ngoài quả là lớp vỏ có gai, vỏ quả lúc còn non có màu xanh, khi chín có màu xanh vàng, độ dày vỏ quả từ 1-1,3cm. Bên trong quả gồm: bao hoa mỏng phát triển hoàn toàn bao quanh hột, có 2 tử diệp không bằng nhau, không có phôi nhủ gọi là múi mít có chiều dài từ 6,7-10,5 cm, chiều rộng từ 2,5-4,5cm, chiều dày thịt múi 1,5-3,5cm, màu vàng tươi (vàng tự nhiên), mùi vị ngọt, thơm; Loại quả lép thứ hai gọi là xơ mít có màu trắng nhạt hay màu vàng nhạt. Ở giữa quả có cùi mít. Hạt mít có màu nâu sáng phủ bởi một màng trắng mỏng. Hạt dài khoảng 2-4cm và dày 1,25-2cm, bên trong có màu trắng và giòn. Cây mít có rất nhiều công dụng: múi mít làm nguyên liệu để chế biến, xuất khẩu, ăn tươi; xơ mít dùng làm chua, nuôi cá, nuôi bò và dê; hạt mít chế biến tinh bột; lá mít nuôi bò, dê; gỗ mít có giá trị rất cao trong mỹ nghệ điêu khắc như làm tượng Phật, đồ gỗ nội thất. Hình 2.2: Cấu tạo trái mít Trang 8 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa 2.1.3. Thành phần dinh dưỡng Trong quả mít thì múi mít chiếm 40-55% trọng lượng của trái cây. Mít là loại quả giàu chất dinh dưỡng như vitamin A, vitamin C, canxi, kali, sắt, thiamin, riboflavin, niacin, magneisum và nhiều chất dinh dưỡng khác. So sánh thành phần dinh dưỡng của một số loại trái cây tươi để thấy được mít là loại trái cây cung cấp nhiều năng lượng và các chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể. Bảng 2.1: So sánh một số thành phần chủ yếu của quả mít, lê, táo, nho và xoài Quả Mít Lê Táo Nho Xoài Đạm (g) 1,5 0,5 0,8 0,4 0,6 Béo (g) 0,3 0,7 0,0 0,0 0,3 Tinh bột (g) 11,4 10,0 8,5 3,1 15,9 Chất xơ (g) 1,2 0,6 0,7 2,4 0,6 Photpho (mg) 38,0 16,0 25,0 21,0 13,0 Sắt (mg) 0,5 2,3 0,2 1,4 0,4 Thành phần Nguồn: viện dinh dưỡng quốc gia Việt Nam Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng trong 100g mít chín STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Thành phần Năng lượng Nước Đạm Chất béo Gluxit Chất béo bão hòa Tro Calcium (Ca) Photpho (P) Sắt (Fe) Natri (Na) Kali (K) vitamin A Vitamin B1 Vitamin P Vitamin C Đơn vị Kcal g g g g g g mg mg mg mg mg IU mg mg mg Khối lượng 48,0 72,0 – 77,2 1,3 – 1,9 0,1 – 0,3 18,9 – 25,4 1,0 – 1,1 0,8 – 1,0 22,0 38,0 0,5 2,0 407,0 540,0 0,03 4,0 8,0 – 10,0 Trang 9 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Nguồn: Viện dinh dưỡng quốc gia Việt Nam 2.2.4. Phân loại mít Mít được phân thành ba loại là: mít mật, mít dai, mít tố nữ. a. Mít tố nữ: (tên khoa học Artocarpus integer) xuất xứ từ Mã Laivùng Nam Á. Ở Việt Nam mít tố nữ được trồng nhiều nhất ở Long Khánh - Đồng Nai. Mít tố nữ là một loại mít quả nhỏ dạng hình trứng dài, chiều dài quả từ 22-50cm, chiều rộng từ 10-17cm, trọng lượng từ 1-6kg nhưng thông thường dưới 2kg. Mít có màu xanh vàng hoặc cam, bên trong múi mít có hạt lớn. Múi mít khi chín màu vàng sẫm. Múi mít dính vào lõi chặt hơn vào vỏ nên khi mít chín cầm cuống rút ra có thể kéo theo toàn bộ các múi. Mùi vị mít tố nữ giống mít ướt pha với mùi sầu riêng. Vỏ mít dày, dẻo, gai dẹp, tiết diện hình lục giác, tương tự vỏ mít ướt. Hình2.3: Mít tố nữ b. Mít mật còn gọi là mít ướt: (tên khoa học Artocapus odoratissima) hình dạng bên ngoài của mít mật tương tự mít dai nhưng khi quả chín thì múi và xơ mít nhão như bột, hạt không có màng bao bên ngoài. Múi có nhiều nước hơn mít dai. Mít mật không thích hợp để làm mít sấy. Chỉ để làm nước mít, sinh tố ,… và ăn tươi. Trang 10 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Hình 2.4: Mít mật c. Mít dai (mít khô): gồm mít thái, mít nghệ, mít dừa,…  Mít thái Mít thái là cây trồng biến đổi gen được du nhập từ Thái Lan được vài năm gần đây do các đơn vị nghiên cứu khoa học của Đại học Nông Lâm, Trung tâm Cây ăn quả miền Đông tìm kiếm và trồng tập trung ở Bà Rịa- Vũng Tàu, Bình Phước, Đồng Nai. Mít thái thời gian sinh trưởng ngắn, năng suất cao, thu hoạch quanh năm, trồng khoảng 12 tháng thì bắt đầu cho quả. Quả mít thái ít xơ nhiều múi, múi to, dày, mùi thơm nhẹ thoáng mùi dầu chuối, cơm màu vàng cam thịt mịn, dòn, ngọt vừa (đô ̣ brix đo được 18% trong mùa mưa), hạt nhỏ hơn mít nghê ̣, phần múi cao hơn mít nghệ chiếm từ 45%55%. Khi cắt ra thấy cùi mít to hơn mít nghê ̣, nhưng khi gọt bỏ cùi thì mủ mít không có độ bám dính như mít nghệ. Trang 11 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Hình 2.5: Mít thái  Mít nghệ Mít nghệ có tên khoa học Artocarplus herterophylluslame là giống thuần chủng được trồng từ rất lâu đời ở Việt Nam và phân bố tập trung ở đồng bằng Sông Cửu Long và một số nơi như Buôn Ma Thuột, Ea Kar, Krông Ana, Krông Buk, Cư M’gar. Mít nghệ thời gian cho quả tuy lâu hơn mít thái từ 12 tháng đến 18 tháng nhưng tuổi thọ của nó dài hơn mít thái, mít nghệ có thể sống từ 9-21 năm. Quả mít nghệ có vỏ mỏng, phần múi chiếm từ từ 35,6% - 44,5% màu múi vàng tươi (vàng tự nhiên), cấu trúc múi ráo, giòn và mùi vị ngọt, thơm. Độ ngọt vừa từ 25 - 26%. Hình 2.6: Mít nghệ Cả hai loại sản phẩm mít thái và mít nghệ có thể dùng để ăn tươi, chế biến một số sản phẩm như mứt dẻo, kẹo mít, nước quả từ mít. Nhưng với sản phẩm mít chiên chân không (chíp) công ty Vinamit nhận định mít nghệ thích hợp hơn do mít nghệ có màng bao bên ngoài nên khi chiên ít thấm dầu và giữ được hương vị tốt hơn còn mít thái thì không có màng bao bên ngoài và độ ngọt cũng thấp hơn mít nghệ. 2.2.5. Thu hoạch mít và bảo quản mít sau thu hoạch Trang 12 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Hình 2.7: Thu hoạch mít và bảo quản mít sau thu hoạch a) Thu hoạch mít Mít ra quả vào khoảng giữa mùa xuân và chín vào giữa và cuối mùa hè (tháng 7-8). Mít được thu hoạch khi gai mít nở, lá yếm chuyển sang màu vàng. Thu hoạch từ 9 giờ sáng đến 3 giờ chiều. Hái nhẹ nhàng, khi hái không quăng ném. Giữ không làm gãy gai mít và cuống mít. Sau khi hái, đặt mít nằm ngang, cuống quay xuống thấp cho mủ chảy ra. Không để mít chồng lên nhau. Bảo quản mít sau thu hoach: b) Tỉa bỏ, phân loại - Cắt bỏ phần lá còn lại trên cuống. - Loại bỏ những quả sâu bệnh, xấu mã. - Phân loại quả theo trọng lượng Đóng gói - Xếp các quả mít thành từng lớp vào cần xé hoặc sọt có lá lót, rơm dưới đáy và xung quanh thành cần xé. - Xếp quay cuống mít lên phía trên. Vận chuyển - Dùng giấy hoặc lá có khổ lớn bọc xung quanh từng quả mít nhằm tránh xây sát khi vận chuyển. - Tránh va lắc khi vận chuyển. Không dùng sọt quá lớn hay quá nhỏ. Trang 13 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa - Giữ các quả mít thông thoáng khi vận chuyển. Bảo quản - Đặt quả mít nơi khô ráo, thoáng mát - Có mái che nắng, mưa 2.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ sản phẩm rau quả ơ Viêṭ Nam Hiện Việt Nam đứng hàng thứ 5 châu Á về sản lượng rauquả tươi. Đến nay, sản phẩm rau quả của Việt Nam đã có mặt tại hơn 50 quốc gia trên thế giới. Biểu đồ 2.1: Kim ngạch xuất khẩu rau quả tươi của Việt Nam giai đoạn 2000-2012 Nguồn: Số liệu thống kê của Tổng cục Hải quan Qua biểu đồ kim ngạch xuất khẩu rau quả Viê ̣t Nam giai đoạn 2000-2012 phát triển không đều. Những năm đầu từ 2000-2003 tăng giảm không ổn định và bắt đầu từ năm 2003 trở đi thì tình hình xuất khẩu rau quả ở Viê ̣t Nam tăng dù không đều qua các năm. Và đây cũng là bước tiến mới của nền nông nghiê ̣p của Viê ̣t Nam. Muốn phát triển ngành nông nghiê ̣p của Viê ̣t Nam và nâng cao giá trị kinh tế của mă ̣t hàng rau quả, đòi hỏi Viê ̣t Nam phải sử dụng công nghê ̣ khoa học kỹ thuâ ̣t của những nước tiên tiến để biến mă ̣t hàng rau quả tươi của Viê ̣t Nam thành các sản phẩm rau quả chế biến cao cấp đáp ứng nhu cầu trong nước và xuất khẩu. Trang 14 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Đây là mô ̣t số sản phẩm từ rau quả mang lại giá trị kinh tế cao là các sản phẩm sấy thăng hoa rau quả hiện nay được chế biến ở Viê ̣t Nam do công ty Trách nhiệm hữu hạn thực phẩm Asuzacfoods (khu công nghiệp Tân Thuận) sản xuất như: khoai lang tím, xoài, táo, khoai tây, dâu tây, nấm, bắp, chuối, đậu nành, khoai mỡ, bí ngô, cần tây, nho, cải bắp, hạt dẻ, gừng, khoai sọ, hành tây, tỏi, hạt ngũ cốc, đậu Hà Lan, cải bó xôi, đậu hủ, quả kiwi… Hình 2.8: Mô ̣t số sản phẩm rau quả sấy thăng hoa Ở nước ta chỉ có công ty Trách nhiệm hữu hạn thực phẩm Asuzacfoods (khu công nghiệp Tân Thuận) có vốn 100% của Nhật đã đầu tư nhiều máy sấy thăng hoa có tổng công suất 10 tấn sản phẩm/ngày, các thiết bị này của hãng SAGAWA (Nhật) chế tạo. Vừa qua công ty thực phẩm Asuzac Đà Lạt vừa triển lãm sản phẩm rau tươi sấy khô theo công nghệ tiên tiến của Nhật Bản. So với rau tươi thông thường, rau sấy khô có giá bán cao gấp 100 lần. Cứ 20kg rau tươi sấy được 1kg rau khô thành phẩm, các loại rau được Trang 15 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa lựa chọn sấy khô khá đa dạng, từ cải bó xôi, hành lá đến các loại cải, cà rốt, khoai tây,… Từ năm 2008, Asuzac Foods chính thức đưa dây chuyền hoạt động tiên tiến của Nhật Bản vào hoạt động. Công nghệ sấy thăng hoa có nhiều ưu điểm về chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, điều quan trọng nhất là giá bán rau sấy thăng hoa rất cao. Nếu 1kg rau cải khi mới thu hoạch có giá 3.000 – 5.000 đồng thì khi sấy khô lên tới 300.000 – 500.000 đồng/ kg. Tương tự, các loại hành lá, cải, cà rốt cũng có giá từ 200.000 – 400.000 đồng/kg. Một đại diện của Asuzac Foods cho biết: Rau sấy khô đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, màu sắc và chất lượng không khác rau tươi. Rau được đóng gói theo dây chuyền hiện đại, phù hợp với thị hiếu của những người có nhu cầu tiết kiệm thời gian. Hiện công ty đã ký hợp đồng mua rau ở các địa phương trong tỉnh như Đơn Dương, Đức Trọng…để có thể chủ động được nguồn nguyên liệu phục vụ xuất khẩu. Về phía nông dân, không ít người vui mùng với công nghệ chế biến mới này. Một nông dân trồng rau ở Đơn Dương cho biết: “Trước đây Asuzac Foods chưa ký hợp đồng bao tiêu sản phẩm, việc tiêu thụ rau gặp nhiều khó khăn, do giá cả thị trường bấp bênh, thương lái ép giá bên chúng tôi thường chịu thiệt. Từ khi được công ty đặt mua, giá luôn ổn định, rau sản xuất đến đâu bán hết đến đó”. Tới đây, Asuzac Foods sẽ cho ra đời nhiều sản phẩm sấy khô từ trái cây để đa dạng hóa hơn nữa sản phẩm. Thuận lợi Việt Nam có nhiều mặt hàng rau quả nhiệt đới đặc trưng, có hương vị ngon vượt trội so với rau quả từ các thị trường khác, ví dụ như: chuối, thanh long, chôm chôm… Các mặt hàng rau quả đa dạng, đáp ứng nhu cầu thị hiếu của người tiêu dùng nhiều nơi trên thế giới. Do đặc tính khí hậu nhiệt đới, thổ nhưỡng tốt nên các mặt hàng rau quả Việt Nam đa dạng, cho thu hoạch mùa nào thức đấy, đáp ứng nhu cầu quanh năm của người tiêu dùng trên thế giới. Nhu cầu tiêu thụ rau quả của thế giới có xu hướng gia tăng. Xu thế ăn kiêng hoặc tăng lượng rau trong khẩu phần ăn nhằm kéo dài tuổi thọ, hạn chế các bệnh do ăn nhiều đạm đã dẫn đến việc nhập khẩu các loại rau tăng tại nhiều thị trường. Ví dụ, tại thị trường Nhật Bản, ngay cả những loại rau trước đây ít được nhập khẩu như: rau diếp, tỏi tây, hành tăm, salat, củ cải và một số loại cây có rễ củ dài dùng làm rau cũng đang có xu hướng gia tăng. Tại một số quốc gia khác như Pakistan, Đức, Mỹ… nền nông nghiệp Trang 16 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa đang bị ảnh hưởng xấu bởi khí hậu nóng lên, nhu cầu nhập khẩu nông sản cũng sẽ tăng mạnh trong năm tới. Khó khăn Do chưa có được nguồn hàng cung cấp thường xuyên, chất lượng sản phẩm thấp và không đồng đều, nhiều lô hàng chưa đáp ứng yêu cầu an toàn vệ sinh thực phầm. Thêm vào đó, giá thành sản xuất của rau quả an toàn khá cao nên người trồng gặp khó khăn về đầu ra làm ảnh hưởng đến mở rộng quy mô sản xuất. Áp lực cạnh tranh từ rau quả của các nước khác càng lớn, do các nước này đã đi trước và thành công trong việc thúc đẩy sản xuất rau quả hữu cơ, rau quả an toàn. Các sản phẩm rau quả Việt Nam muốn xuất khẩu sang thị trường khó tính như các nước EU phải sản xuất theo tiêu chuẩn chung của thế giới: GAP/EurepGap, HACCP… Tuy nhiên, việc triển khai mô hình theo những tiêu chuẩn này gặp nhiều khó khăn do hạn chế về vốn và nhận thức của người sản xuất. Chi phí vận chuyển đường biển, đường hàng không đối với rau quả Việt Nam vẫn còn cao hơn so với các nước như Thái Lan, Trung Quốc. Hiện cước phí hàng không từ Thành phố Hồ Chí Minh đi Mỹ đối với mặt hàng trái cây bình quân khoảng 3-4 USD/kg. Trong khi đó ở Thái Lan do chính phủ có chương trình hỗ trợ cước phí cho doanh nghiệp xuất khẩu nên cước vận chuyển đường hàng không của họ đi Mỹ chỉ khoảng 0,5-1 USD/kg. Do năng suất thấp, các sản phẩm qui mô nhỏ, không tập trung nên khả năng đáp ứng các đơn hàng lớn và ổn định là rất khó. Khi có đơn hàng lớn các doanh nghiệp thị trường thường bị động trong việc thu gom rau quả. Hiện nay chỉ có một số ít doanh nghiệp lớn và các siêu thị có biện pháp bảo quản rau quả ở nhiệt độ lạnh. Hầu hết các doanh nghiệp hoặc hợp tác xã không có đủ vốn đầu tư hệ thống bảo quản sau thu hoạch. Khi có đầu mối xuất khẩu họ thường phải qua một công ty trung gian làm công việc vận chuyển, thủ tục Hải quan, thủ tục xuất khẩu. Do rau quả phải gom từ nhiều nguồn, thời gian thu hái khác nhau, kích cỡ cũng không đồng nên thường không đáp ứng hoàn toàn các yêu cầu mà các đối tác nhập khẩu đưa ra. 2.4. Tổng quan về kỹ thuật sấy thăng hoa 2.3.1. Khái niệm sấy thăng hoa Trang 17 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng sự thăng hoa của nước. Quá trình thăng hoa là quá trình chuyển trực tiếp từ thể rắn (trạng thái đóng băng) sang thể hơi dưới áp suất thấp (áp suất chân không sâu). Ở điều kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng, nên để thăng hoa chúng cần được chuyển sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông. Chính vì vậy nên còn gọi là phương pháp sấy lạnh đông (Freeze Drying hay Lyophillisation). Sấy thăng hoa (thực phẩm đông khô) là một phương pháp chế biến hiện đại nhất hiện nay. 2.3.2. Nguyên tắc sấy thăng hoa Sấy thăng hoa là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu, ẩm ở trạng thái rắn (băng, nước đá) thành hơi không qua trạng thái lỏng. Ở điều kiện bình thường, ẩm trong thực phẩm ở dạng lỏng để thăng hoa cần chuyển sang thể rắn bằng phương pháp lạnh đông. Rồi sấy vật liệu ở trong môi trường có độ chân không cao (áp suất tuyệt đối từ 0,1÷1,0 mmHg), nhiệt độ sấy có thể đạt tới -180C. Phương pháp này bao gồm 3 giai đoạn là làm lạnh đông, thăng hoa và bốc hơi ẩm còn lại. Phương pháp này hoạt động rất tốn kém nên được sử dụng tương đối hạn chế. Nó chỉ thường được sử dụng để sấy các sản phẩm có giá trị cao, những sản phẩm mà không thể sấy được bằng phương pháp khác. Bên cạnh đó, không phải bất kỳ nguyên liệu nào cũng đều có thể sấy được bằng phương pháp này, đặc biệt là những loại có cấu trúc dễ bị hư hại trong quá trình lạnh đông. Đây là một phương pháp sấy nhanh (ADF: Accelerated Freeze Drying) được áp dụng rộng rãi ở Mỹ để sấy các loại nguyên liệu đắt tiền như thịt gia súc, gia cầm…Ngoài ra nó còn được sử dụng để sấy các loại sản phẩm khác như: cà phê, gia vị, dược phẩm. Biểu đồ 2.2: Biểu diễn đồ thị chuyển pha của nước trên tọa độ áp suất-thời gian Trang 18 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa Điểm O gọi là điểm ba, ở đó nước tồn tại đồng thời ba thể: thể rắn, thể lỏng và thể hơi. Nhiệt độ và áp suất của điểm ba O tương ứng: t=0,0098 0C và áp suất = 4,58 mmHg. Trên đồ thị đường BO biểu diễn ranh giới giữa pha rắn và pha hơi. Tương tự như vậy đường OA là ranh giới giữa pha rắn và pha lỏng và cuối cùng đường OK là ranh giới giữa pha lỏng và pha khí. Điểm K gọi là điểm tới hạn, ở đó nhiệt ẩm hóa hơi có thể xem bằng không. Nhận xét: Nếu ẩm trong vật liệu sấy có trạng thái đóng băng được gia nhiệt đẳng áp đến nhiệt độ nhất định thì nước ở thể rắn sẽ thực hiện quá trình thăng hoa. Từ đồ thị cho thấy áp suất càng thấp thì nhiệt độ thăng hoa của nước càng bé do đó khi cấp nhiệt cho vật liệu sấy ở áp suất càng thấp thì độ chênh lệch nhiệt độ giữa nguồn nhiệt và vật liệu sấy càng tăng. Quá trình sấy thăng hoa gồm 3 giai đoạn: giai đoạn làm lạnh đông; giai đoạn thăng hoa; giai đoạn sấy chân không (giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại). VẬT LIỆU SẤY CẤP ĐÔNG SẤY THĂNG HOA SẤY CHÂN KHÔNG THÀNH PHẨM - Giai đoạn làm lạnh đông: Đây là giai đoạn đầu tiên của quá trình sấy thăng hoa bằng cách làm lạnh đông nguyên liệu nhằm ổn định cấu trúc của nguyên liệu sau quá trình sấy. Giai đoạn này vật liệu sấy được lạnh đông từ nhiệt độ môi trường khoảng 37 0C đến (-100C ; -450C) hoặc thấp hơn nữa tùy vào vật liệu. Ở giai đoạn này không gian của bình thăng hoa được hút chân không và áp suất trong bình giảm. Do áp suất giảm nên phần áp suất hơi nước trong không gian bình thăng hoa cũng giảm so với phần áp suất trong lòng vật liệu sấy, điều này dẫn tới hiện tượng thoát ẩm từ vật liệu sấy cho nên nhiệt độ vật liệu sấy nhỏ hơn điểm ba. Quá trình làm lạnh đông vật liệu sấy có thể thực hiện bằng hai cách. Trang 19 ĐATN - Nghiên cứu công nghệ sản xuất mít sấy thăng hoa - Cách thứ nhất thực hiện trong thiết bị làm lạnh đông thông thường (như tủ lạnh, tủ đông) hoặc nitơ lỏng để làm lạnh đông sản phẩm bên ngoài buồng sấy thăng hoa. - Cách thứ hai là vật sấy tự lạnh đông ngay trong buồng sấy thăng hoa khi buồng sấy được hút chân không. Trong giai đoạn này có khoảng 10-15% trên toàn bộ ẩm thoát ra khỏi vật liệu sấy. Trong giai đoạn này sản phẩm cần được làm lạnh đông rất nhanh để hình thành các tinh thể băng nhỏ ít gây hư hại đến cấu trúc tế bào của sản phẩm. Đối với những sản phẩm dạng lỏng, phương pháp làm lạnh đông chậm được sử dụng để băng tạo thành từng lớp, các lớp này tạo nên các kênh giúp cho hơi nước dịch chuyển dễ dàng. - Giai đoạn thăng hoa: là giai đoạn làm bay hơi ẩm trực tiếp của nguyên liệu từ trạng thái rắn sang trạng thái khí, trong môi trường chân không sâu (dưới 0,006 atm hay 4,58 mmHg). Để bù nhiệt lượng mất đi do bay hơi phải cấp một lượng nhiệt nhưng không làm tan chảy nước trong nguyên liệu sẽ phá vỡ quá trình sấy thăng hoa. Hơi nước tiếp tục được tách ra khỏi sản phẩm bằng cách giữ cho áp suất trong buồng sấy thăng hoa thấp hơn áp suất hơi nước trên bề mặt của băng, đồng thời tách hơi nước bằng bơm chân không và ngưng tụ nó bằng các ống xoắn ruột gà lạnh, các bản dẹt lạnh hoặc bằng hóa chất. Khi quá trình tiếp diễn, bề mặt thăng hoa di chuyển vào bên trong sản phẩm đông lạnh, làm cho sản phẩm được sấy khô. Nhiệt lượng cần thiết để dịch chuyển bề mặt thăng hoa (ẩn nhiệt thăng hoa) được truyền đến sản phẩm do sự dẫn nhiệt hoặc do vi sóng cung cấp. Hơi nước di chuyển ra khỏi sản phẩm qua các kênh và đến bình ngưng, sau đó hình thành băng bám trên bề mặt ống. Trong giai đoạn này nhiệt độ vật không đổi. Đây là giai đoạn quyết định nhất đến chất lượng sản phẩm sấy. Giai đoạn này kết thúc khi nhiệt độ nguyên liệu đạt 00C và áp suất vẫn là chân không. - Giai đoạn sấy chân không (giai đoạn bốc hơi ẩm còn lại): là giai đoạn bay hơi ẩm liên kết, nhiệt độ của vật liệu sấy tăng nhanh. Tốc độ sấy phụ thuộc phần lớn vào tính cản trở nhiệt của sản phẩm và ở mức độ thấp hơn vào độ cản trở dòng hơi (dịch chuyển khối) ra khỏi bề mặt thăng hoa. Sau giai đoạn thăng hoa do trạng thái của nước trong vật liệu nằm trên điểm ba nên ẩm trên vật liệu trở về dạng lỏng. Vì khi đó áp suất trong bình thăng hoa vẫn được duy trì bé hơn áp suất khí trời nhờ bơm chân không và vật liệu sấy Trang 20