Tài liệu Mứt vỏ bưởi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC -----------[2 dòng trống] (logo cao 3,5 cm; rộng 3,5 cm) [3 dòng trống] LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (Size 16, in hoa đậm) [1 dòng trống] NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MỨT VỎ BƯỞI CHANH DÂY (Size 22, in hoa đậm) [3 dòng trống sie 13] [4 dòng trống size 1 Sinh viên thực hiện: LÊ THỊ TRÚC QUỲNH MSSV: 1350363 Cần Thơ - năm 2017 (giữa, size 14, đậm) TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT – CÔNG NGHỆ CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM VÀ CÔNG NGHỆ SINH HỌC -----------[2 dòng trống] (logo cao 3,5cm; rộng 3,5 cm) [3 dòng trống, size 13] LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC (Size 16, in hoa đậm)[1 dòng trống] NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MỨT VỎ BƯỞI CHANH DÂY [3 dòng trống size 13] Giảng viên hướng dẫn: (size 14, thường) Sinh viên thực hiện: Ths. ĐỖ DƯƠNG PHƯƠNG THẢO(size 14, LÊ THỊ TRÚC QUỲNH MSSV: 1350363 Lớp: CNTP - 2013 Cần Thơ - năm 2017 , size 14, đậm) KÝ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN KÝ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành Công nghệ thực phẩm với đề tài “Nghiên cứu quy trình chế biến mứt vỏ bưởi chanh dây” do sinh viên Lê Thị Trúc Quỳnh thực hiện và báo cáo vào ngày 19/07/2017 đã được Hội đồng chấm luận văn đồng ý thông qua. TRƯỞNG BAN CÁN BỘ PHẢN BIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Nguyễn Hồng Xuân Lê Trí Ân Đỗ Dương Phương Thảo LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả thu được là do bản thân trực tiếp theo dõi, thu thập với một thái độ hoàn toàn khách quan, trung thực. Các kết quả nghiên cứu và kết luận trong luận án này không sao chép từ bất kì nguồn nào dưới bất kì hình thức nào. Các tài liệu của các tác giả đã được trích dẫn đều được liệt kê đầy đủ, không sao chép bất cứ tài liệu nào mà không trích dẫn. Tác giả (Kí tên, ghi rõ họ tên) Lê Thị Trúc Quỳnh i LỜI CẢM ƠN Trong suốt quá trình thực hiện đề tài nhờ sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô và các bạn, đề tài tốt nghiệp đã hoàn thành. Đạt được kết quả này, tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến: Cô Đỗ Dương Phương Thảo, người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Thầy cô Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm và Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại Học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ đã cho tôi những kiến thức quý báu trong thời gian học tập tại trường. Cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Công Nghệ Thực Phẩm và Công Nghệ Sinh Học, Trường Đại học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt đề tài. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn sinh viên Lớp Công Nghệ Thực Phẩm, khóa 1, khoa Công Nghệ Thực Phẩm – Công Nghệ Sinh Học, trường Đại học Kỹ Thuật – Công Nghệ Cần Thơ đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực hiện đề tài tại phòng thí nghiệm. Xin chân thành cảm ơn. Cần Thơ, ngày 03 tháng 07 năm 2017 Sinh viên thực hiện Lê Thị Trúc Quỳnh ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Chữ viết tắt Nghĩa của chữ viết tắt TSVSVHK Tổng số vi sinh vật hiếu khí TSNMNM Tổng số nấm men, nấm mốc TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam DNS Dinitrosalicylic Acid TPC Tổng số vi sinh vật hiếu khí ND Không phát hiện PP Polypropylene iii TÓM LƯỢC Đề tài “Nghiên cứu quy trình chế biến mứt vỏ bưởi chanh dây” nhằm xây dựng và hoàn thiện quy trình sản xuất mứt vỏ bưởi chanh dây, góp phần đa dạng hóa sản phẩm, đáp ứng nhu cầu của thị trường, nâng cao giá trị kinh tế của vỏ bưởi đã thực hiện thông qua: (i) Khảo sát ảnh hưởng của các nhân tố tỉ lệ đường, acid citric và nước chanh dây bổ sung trong công đoạn nấu đến chất lượng cảm quan, màu sắc, cấu trúc sản phẩm. (ii) Khảo sát sự biến đổi của sản phẩm theo thời gian bảo quản nhiệt độ thường (25 – 29oC) và nhiệt độ mát (9 – 12oC), theo dõi sự biến đổi chỉ tiêu vi sinh, màu sắc, cấu trúc của sản phẩm theo thời gian. Lựa chọn điều kiện bảo quản thích hợp cho sản phẩm. Qua quá trình nghiên cứu thu được kết quả sau: (1) Tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây bổ sung là 70%, 0,5% và 20 ml cho sản phẩm có giá trị cảm quan cao, cấu trúc và màu sắc thích hợp. (2) Mứt vỏ bưởi chứa trong keo nhựa PP, bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường và nhiệt độ mát trong thời gian 24 ngày thì vẫn giữ được chất lượng tốt, tuy nhiên ở nhiệt độ mát màu sắc và cấu trúc của sản phẩm ít bị biến đổi hơn. Do thời gian nghiên cứu có hạn nên chưa thể xác định được thời hạn sử dụng của sản phẩm. iv DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học của bưởi .......................................................................... 5 Bảng 2.2 Hàm lượng các flavonoid trong bưởi ............................................................... 8 Bảng 2.3 Các chỉ tiêu cảm quan của đường tinh luyện ................................................. 13 Bảng 2.4 Các chỉ tiêu lý – hóa của đường tinh luyện.................................................... 14 Bảng 2.5 Yêu cầu kỹ thuật của aicd citric ..................................................................... 14 Bảng 3.1 Một số phương pháp phân tích các chỉ tiêu của sản phẩm ............................ 23 Bảng 4.1 Kết quả phân tích nguyên liệu........................................................................ 27 Bảng 4.2 Kết quả cảm quan về cấu trúc, màu sắc, mùi vị của sản phẩm theo sự thay đổi tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây ........................................................... 29 Bảng 4.3 Kết quả cấu trúc của sản phẩm theo sự thay đổi tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây ................................................................................................................ 32 Bảng 4.4 Kết quả màu sắc của sản phẩm theo sự thay đổi tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây ....................................... ........................................................................ 35 Bảng 4.5 Kết quả phân tích hàm lượng đường khử của sản phẩm theo sự thay đổi tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây ........................................................................ 37 Bảng 4.6 Kết quả phân tích hàm lượng acid tổng của sản phẩm theo sự thay đổi tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây ........................................................................ 38 Bảng 4.7 Độ ẩm của sản phẩm theo sự thay đổi tỉ lệ đường, acid citric và thể tích chanh dây .............................................. ........................................................................ 39 Bảng 4.8 Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm theo thời gian ở nhiệt độ thường và nhiệt độ mát ......................... ........................................................................ 42 Bảng 4.9 Quy định giới hạn vi sinh vật trong rau quả muối, rau quả khô .................... 42 Bảng 4.10 Kết quả kiểm tra vi sinh mứt vỏ bưởi chanh dây ......................................... 43 v DANH MỤC HÌNH Hình 2.1 Công thức cấu tạo của Acid pectic ...................................................................6 Hình 2.2 Bưởi Năm Roi................................................................................................. 11 Hình 2.3 Chanh dây đỏ tía ............................................................................................. 12 Hình 2.4 Công thức cấu tạo của đường saccharose ....................................................... 13 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ .............................................................................. 21 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm1 ................................................................................. 24 Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ................................................................................ 26 Hình 4.1Nguyên liệu vỏ bưởi (a) và chanh dây (b) sau khi được xử lý ........................ 27 Hình 4.2 Mứt vỏ bưởi có tỉ lệ đường 50% .................................................................... 28 Hình 4.3 Mứt vỏ bưởi có tỉ lệ đường 70% .................................................................... 30 Hình 4.4 Mứt vỏ bưởi có tỉ lệ đường 90% .................................................................... 31 Hình 4.5 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi độ cứng theo thời gian ...................................... 39 Hình 4.6 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi màu sắc a theo thời gian ................................... 40 Hình 4.7 Mứt vỏ bưởi (a) nhiệt độ thường và (b) nhiệt độ mát ở ngày 1...................... 41 Hình 4.8 Mứt vỏ bưởi (a) nhiệt độ thường và (b) nhiệt độ mát ở ngày 24.................... 41 Hình 4.9 Sơ đồ quy trình sản xuất mứt vỏ bưởi chanh dây thành phẩm ....................... 44 vi MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................ii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU .............................................................. iii TÓM LƯỢC ................................................................................................................... iv DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... v DANH MỤC HÌNH ....................................................................................................... vi MỤC LỤC .....................................................................................................................vii CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU .............................................................................................. 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ.......................................................................................................1 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................1 1.2.1 Mục tiêu chung của đề tài .............................................................................. 1 1.2.2 Mục tiêu cụ thể của đề tài .............................................................................. 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU .......................................................................... 2 2.1 TỔNG QUAN VỀ MỨT .......................................................................................2 2.1.1 Khái niệm ....................................................................................................... 2 2.1.2 Đặc điểm ........................................................................................................ 2 2.1.3 Phân loại ........................................................................................................ 2 2.2 SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LIỆU ...........................................................................3 2.2.1 Bưởi ............................................................................................................... 3 2.2.2 Chanh dây .................................................................................................... 11 2.2.3 Đường saccharose ........................................................................................ 13 2.2.4 Acid citric .................................................................................................... 14 2.2.5 Calcichlorua ................................................................................................. 14 2.3 CÁC QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT MỨT ........................................................................................................................... 15 2.3.1 Quá trình chần .............................................................................................. 15 2.3.2 Quá trình cô đặc ........................................................................................... 16 2.3.3 Quá trình sấy ................................................................................................ 17 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 20 3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU ........................................................................20 3.1.1 Địa điểm và thời gian thí nghiệm ................................................................ 20 vii 3.1.2 Nguyên liệu và hóa chất cần dùng ............................................................... 20 3.1.3 Thiết bị và dụng cụ ...................................................................................... 20 3.2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM ........................................................................21 3.2.1 Quy trình sản xuất dự kiến ........................................................................... 21 3.2.2 Thuyết minh quy trình ................................................................................. 22 3.2.3 Phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 23 3.3 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM............................................................ 23 3.3.1 Thí nghiệm 1 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ đường, tỉ lệ acid citric, thể tích nước chanh dây đến chất lượng mứt thành phẩm .......................................................... 23 3.3.2 Thí nghiệm 2 Xác định điều kiện bảo quản thích hợp để kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm ........................................................................................................ 25 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN ........................................................................ 27 4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU .............................. 27 4.2 ẢNH HƯỞNG TỈ LỆ ĐƯỜNG, TỈ LỆ ACID CITRIC, THỂ TÍCH NƯỚC CHANH DÂY ĐẾN CHẤT LƯỢNG MỨT THÀNH PHẨM ..................................28 4.3 KHẢO SÁT ĐIỀU KIỆN BẢO QUẢN THÍCH HỢP ĐỂ BẢO QUẢN SẢN PHẨM ........................................................................................................................40 4.4 KẾT QUẢ KIỂM TRA VI SINH .......................................................................43 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................. 45 5.1 KẾT LUẬN .........................................................................................................46 5.2 KIẾN NGHỊ ........................................................................................................46 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 47 PHỤ CHƯƠNG 1 KẾT QUẢ THỐNG KÊ CÁC THÍ NGHIỆM ............................. pc-1 PHỤ CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH ........................................pc-19 viii CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Bưởi là loại cây ăn trái được trồng phổ biến ở Việt Nam và được nhiều người ưa chuộng bởi giá trị dinh dưỡng cao và tác dụng tích cực đối với sức khỏe con người. Trong quả bưởi, ngoài múi bưởi thì nhiều thành phần khác cũng được tận dụng như lá bưởi, hoa bưởi, vỏ xanh hay cùi trắng,... Đặc biệt, phần vỏ chiếm tỉ lệ khá cao, riêng phần cùi trắng của vỏ bưởi chứa nhiều pectin, cellulose, tinh dầu và hai flavonoid chính là hesperidin và naringin. Những chất này có nhiều tác dụng tích cực đối với sức khỏe con người như: Ngăn ngừa béo phì và xơ cứng mạch máu, phòng ngừa ung thư ruột và xơ vữa động mạch, phòng ngừa sỏi mật, giảm mỡ trong máu và giúp bảo vệ tính đàn hồi của mạch máu,… Trong chế biến thực phẩm, vỏ bưởi là phần phụ được sử dụng phổ biến với nhiều loại thực phẩm quen thuộc như: Nem bưởi, chè bưởi, mứt vỏ bưởi,.... Tuy nhiên, hiện nay lượng vỏ bưởi vẫn chưa được sử dụng nhiều trong ngành công nghiệp thực phẩm, điều này làm giảm tính kinh tế của vỏ bưởi và gây ra ô nhiễm môi trường. Do đó việc chế biến và đa dạng hóa các sản phẩm từ vỏ bưởi là điều rất cần thiết. Với mục đích nhằm tận dụng vỏ bưởi, chế biến và đa dạng hóa các sản phẩm từ vỏ bưởi, mang đến người tiêu dùng một sản phẩm mứt vỏ bưởi kết hợp thêm hương vị thơm ngon từ chanh dây. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu quy trình chế biến mứt vỏ bưởi chanh dây” được thực hiện để tạo ra sản phẩm mới có giá trị dinh dưỡng cao. 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 1.2.1 Mục tiêu chung của đề tài Xây dựng, hoàn thiện quy trình sản xuất mứt vỏ bưởi chanh dây góp phần đa dạng hóa sản phẩm, đáp ứng nhu cầu của thị trường, từ đó nâng cao giá trị thương phẩm của vỏ bưởi. 1.2.2 Mục tiêu cụ thể của đề tài Xác định tỉ lệ phối trộn nguyên liệu: tỉ lệ đường, tỉ lệ acid, thể tích nước chanh dây để tạo ra sản phẩm mứt có chất lượng cảm quan tốt. Kiểm tra mật số vi sinh vật, cấu trúc, màu sắc theo điều kiện và thời gian bảo quản sản phẩm để xác định điều kiện bảo quản phù hợp. Hoàn thiện quy trình chế biến mứt vỏ bưởi chanh dây. 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ MỨT 2.1.1 Khái niệm Mứt quả là một loại thực phẩm ngọt, được chế biến từ quả tươi hoặc từ quả bán chế phẩm (pure quả, nước quả, quả sulfit hóa,…) nấu với đường đến độ khô 65 – 70%. Do đó ngoài hàm lượng đường có sẵn trong quả người ta còn bổ sung thêm một lượng đường khá lớn. [13] 2.1.2 Đặc điểm Trong sản phẩm, đường luôn có mặt với nồng độ khoảng 55 – 60%, với vai trò làm ngọt, tăng độ đông mà còn kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Do hàm lượng đường cao, các tế bào vi sinh vật co nguyên sinh nên bị ngừng hoạt động. Vì vậy, có thể tồn trữ nhiều loại mứt dài ngày mà không cần thanh trùng. Mứt quả có hàm lượng acid cao nên vi khuẩn không hoạt động được. [13] Phần lớn các dạng mứt đều có độ đông nhất định, chất tạo đông có sẵn trong quả là pectin. Pectin chỉ có tác dụng tạo đông trong môi trường acid. Để pectin tạo đông tốt, nồng độ đường cần đạt gần nồng độ bão hòa (đối với saccharose, nồng độ đó là 65%). [13] 2.1.3 Phân loại Tùy theo trạng thái cấu trúc của sản phẩm mà mứt có thể phân thành những dạng chính như: Mứt đông, mứt nhuyễn, mứt rim, mứt miếng đông, mứt khô. [13] 2.1.3.1 Mứt đông Mứt đông là các sản phẩm chế biến từ nước quả trong hoặc siro quả nấu với đường đến độ khô 60 – 65%, có hoặc không bổ sung pectin hay agar để tạo gel đông tùy theo độ nhớt của nước quả và độ đông cho sản phẩm. Sản phẩm là một khối đông đồng nhất về màu sắc, trạng thái, không bị vữa, không có bọt khí và có hương vị đặc trưng của nước quả nguyên liệu. [13] Nếu nước quả đã được bảo quản bằng cách sulphite hóa, trước khi nấu mứt cần khử SO2 để hàm lượng SO2 trong mứt không quá 0,025%. [13] 2.1.3.2 Mứt nhuyễn Mứt nhuyễn được sản xuất từ pure quả chà mịn, nấu với đường. Có thể nấu từ quả tươi hoặc quả bán chế phẩm, có thể nấu mứt từ một loại quả hoặc từ hỗn hợp nhiều loại quả. Tùy theo độ đặc của sản phẩm, quy định tỉ lệ đường pha vào pure quả. [13] Tuy các dạng mứt có độ đặc khác nhau, và tỉ lệ phối chế khác nhau, nhưng đều có độ khô của thành phẩm giống nhau là 66 – 67%. [13] 2 Để tăng chất lượng sản phẩm, nên nấu mứt trong các thiết bị cô đặc chân không. Do các thiết bị này có nhiệt độ sôi thấp, tạo ra sản phẩm mứt có màu sắc và hương vị tốt hơn so với mứt được nấu trong nồi hai vỏ hở. [13] 2.1.3.3 Mứt rim Mứt rim là sản phẩm thu được bằng cách nấu quả với đường khô hoặc nước đường, sao cho quả trong mứt không bị nát. Quả dùng để nấu mứt không được mất tính nguyên vẹn, hình dạng lúc ban đầu. Nước đường cần có độ cô đặc cao, không bị keo tụ, trong suốt và cần tách khỏi quả. Tỉ lệ quả/nước đường trong sản phẩm là 1/1. [13] Để đảm bảo cho quả ngấm đường đến bão hòa mà không cần nấu mứt quá lâu (sẽ làm cho quả bị nát), cần ngâm quả đã xử lý vào nước đường với thời gian từ 3 – 4 giờ. Có hai cách nấu mứt: Nấu liên tục một lần, nấu gián đoạn nhiều lần, cách nấu gián đoạn nhiều lần làm cho đường ngấm vào quả đều hơn, do đó chất lượng sản phẩm sẽ cao hơn. [13] 2.1.3.4 Mứt miếng đông Mứt miếng đông được sản xuất từ quả tươi hoặc quả bán chế phẩm (sulphite hóa, lạnh đông), dạng nguyên quả hay dạng miếng, nấu với đường. Trong sản phẩm có thể bổ sung acid thực phẩm, pectin. Hàm lượng chất khô khoảng 70 – 75%. Sản phẩm dạng mềm, hơi ướt, không có siro đường bao quanh miếng mứt. [13] 2.1.3.5 Mứt khô Mứt khô là sản phẩm chế biến từ quả, nấu với nước đường và sấy khô đến khi sản phẩm đạt độ khô 80%, trên bề mặt miếng mứt tạo thành một màu trắng đục (áo đường). [13] 2.2 SƠ LƯỢC VỀ NGUYÊN LIỆU 2.2.1 Bưởi 2.2.1.1 Tên và nguồn gốc [1], [2], [7] Theo từ điển Bách khoa Nông nghiệp Việt Nam (1991), bưởi có tên khoa học là Citrus maxima, C. Decumana, thuộc họ Cam Rutaceae. Bưởi có 2 loài: Bưởi (Citrus grandis) và bưởi chùm (Citrus paradisi). Bưởi chùm có nguồn gốc ở vùng Caribe, được trồng phổ biến ở Mỹ và các nước ở vùng Địa Trung Hải, không có hoặc rất ít ở các nước vùng Châu Á. Ở nước ta và các nước vùng Đông Nam Á chủ yếu trồng các giống bưởi thuộc loài grandis. Đây là loài rất đa dạng về giống, do có sự lai tạo tự nhiên giữa chúng và với các loài khác trong chi citrus. Sự khác nhau giữa các giống không chỉ ở các đặc điểm về hình thái, kích thước quả mà còn cả ở chất lượng và màu sắc thịt quả. Chúng được trồng ở hầu khắp các tỉnh trong 3 cả nước. Tuy nhiên chỉ một số giống có giá trị thương phẩm cao có thể sản xuất hàng hóa. 2.2.1.2 Đặc điểm thực vật học [10] Cây cao khoảng 5 đến 10 m, thường có gai lớn (nhất là trồng bằng hạt), nhánh non có lông tơ. Rễ: Thường có một rễ cái và những rễ nhánh. Từ rễ nhánh mọc ra các rễ lông yếu ớt. Sự phát triển của rễ thường xen kẽ với sự phát triển của thân, cành trên mặt đất. Rễ mọc ra từ hạt thường khỏe, mọc sâu, nếu đất thoát nước tốt và tơi xốp rễ có thể mọc sâu đến 4m. Thân, cành: Bưởi thuộc loại thân gỗ, các cành chính thường mọc ra ở các vị trí trong khoảng 1 mét cách mặt đất. Cành có thể có gai, nhất là khi trồng bằng hạt. Cành phát triển theo lối hợp trục, khi cành mọc dài đến một khoảng nhất định thì dừng lại. Trong một năm, cây có thể cho 3 đến 4 đợt cành, tùy theo chức năng của cành mà chúng có tên khác nhau như: Cành mang trái, cành mẹ, cành dinh dưỡng và cành vượt. Lá: Lá bưởi thuộc lá đơn gồm có cuống lá , cánh lá và phiến lá. Lá lớn, có cành lá to, phiến lá hình xoan đến bầu dục, dạng trái tim, dài 5 đến 12 cm, mặt dưới gân lá thường có lông. Hoa: Hoa bưởi lớn, mọc đơn hay chùm, cánh hoa màu trắng kem, 20 – 25 nhị đực, bầu noãn có 11 – 16 ngăn, đường kính rộng từ 2,5 – 4 cm, rất thơm, thường là hoa lưỡng tính. Thời gian từ khi ra hoa đến khi hoa tàn thay đổi tùy giống và điều kiện khí hậu, trung bình là 1 tháng. Trái: Bưởi có trái lớn, hình cầu hay hình trái lê, đường kính từ 10 – 40 cm, có màu xanh và vàng nhạt khi chín, vỏ dày, tép lớn màu vàng nhạt hay hồng. Trái nặng trung bình 1 đến 2 kg. Trái bưởi có 3 phần chính ngoại bì, trung bì, nội bì. Thời gian chín của trái thay đổi từ 7 đến 8 tháng sau khi thụ phấn. Quá trình phát triển của bưởi chia làm 3 giai đoạn: Từ 4 – 9 tuần sau khi đậu trái, trái chủ yếu phát triển kích thước và trọng lượng, bên cạnh đó phần thịt trái cũng phát triển chủ yếu là các tép phát triển về kích thước và số lượng. Sau đó, cùng với sự phát triển của các tép con là là sự phát triển của lớp trung bì. Giai đoạn cuối cùng, khi trái đạt độ chín thành thục, hàm lượng acid trong nước giảm dần, trong khi màu sắc của trái từ màu xanh chuyển sang màu vàng và độ cứng của trái sẽ giảm dần. Hạt: Hình dạng, kích thước, trọng lượng, số lượng hạt trong trái và mỗi múi thay đổi nhiều tùy giống. Bưởi là loại trái hạt lớn, đơn phôi, có nhiều hạt, tuy nhiên một số giống bưởi như bưởi Năm Roi, bưởi Biên Hòa hạt thường mất dần qua quá trình phát triển của trái. 4 2.2.1.3 Thành phần hóa học [6] Thành phần hóa học của bưởi được thể hiện trong bảng 2.1. Bảng 2.1 Thành phần hóa học của bưởi [4] Thành phần Nước Đường Acid Vitamin C Pectin Hàm lượng 85 – 90 3,9 – 6,8 1,4 – 2,4 33 – 44 0,92 – 1,90 Đơn vị tính % % % mg% % Trong vỏ quả bưởi, ngoài tinh dầu còn chứa pectin naringin (một glucoside khi thủy phân cho đường rhamnose và narigenin là một trihydroxyflavon), các men peroxydase, amylase, đường rhamnose, vitamin A và C, hesperidoside. Thủy phân hesperidin. Hesperidin còn gọi là hesperidoside. Thủy phân hesperidin cho hesperetol (một flavonon: Trihydroxy 7 – 5 – 3’metoxyflavonon). Trong dung dịch ép múi bưởi có khoảng 9% acid citric, 14% đường. Ngoài ra còn có lycopene, các men amylase, peroxydase, vitamin C (50 mg trong 100 g dịch ép), vitamin A và B1. Trong vỏ hạt bưởi có nhiều pectin. Trong hạt có dầu béo. - Pectin [14], [15] + Nguồn gốc: Pectin là một loại chất keo, có nhiều trong vách tế bào thực vật, ngoài ra nó còn tồn tại ở thể hòa tan trong dịch tế bào thực vật, đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất cho các trái cây đang trưởng thành, duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây. Tiền thân của pectin là protopectin, không tan trong nước và có nhiều trong mô trái cây còn xanh. Khi quả chín dần, dưới tác dụng của enzyme protopectinase, acid hữu cơ trong quả và nhiệt độ, protopectin sẽ bị phân hủy thành pectin, làm giảm sự liên kết giữa các tế bào, làm cho quả trở nên mềm hơn. Pectin hiện diện trong hầu hết các thực vật ở cạn, đặc biệt trong các mô mềm như củ, thân non, lá, nhiều nhất là ở quả. Chúng có vai trò quan trọng trong lớp sơ cấp của tế bào thực vật, giúp gắn chặt các tế bào lại với nhau. Chiều dài phân tử pectin dài hơn tinh bột nhưng ngắn hơn cellulose. Khả năng keo hóa của pectin phụ thuộc vào khối lượng phân tử và mức độ methoxyl hóa trong phân tử pectin. Chính vì thế, khả năng keo hóa của pectin được khai thác từ cùng một loại nguyên liệu nhưng với những điều kiện trích ly khác nhau rất có thể sẽ khác nhau. 5 + Cấu tạo: Pectin là một polysaccharide có cấu trúc dị thể, mạch thẳng. Là dẫn xuất methyl của acid pectic. Acid pectic (Hình 2.1) là một polymer của acid α – D – galacturonic, liên kết với nhau bằng liên kết α – 1,4 – glucoside. Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có thể biến đổi từ vài trăm đến hàng nghìn đơn vị acid galacturonic. Pectin khác với carbohydrate thông thường là không phải được xây dựng từ các phân tử đường mà là từ acid galacturonic, mạch thẳng vì thế pectin còn có tên gọi là homogalacturonan. Công thức phân tử của acid galacturonic là C6H10O7. Hình 2.1 Công thức cấu tạo của Acid pectic Protopectin là phức chất giữa pectin với những polysaccharide khác như cellulose, hemicellulose, araban, tinh bột,... làm nên cấu trúc vách tế bào. Dưới tác dụng của nhiệt độ, acid hoặc enzyme protopectinase, protopectin không tan chuyển thành pectin hòa tan. Khi có sự hiện diện của ion kim loại, đặc biệt là calci, pectin sẽ phản ứng với ion calci để tạo thành pectate calci. Đây là dạng muối không hòa tan trong nước và khi chúng được tạo thành trong các mô rau quả sẽ làm cấu trúc rau quả trở nên cứng chắc hơn. + Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của pectin: Có 4 yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của pectin: Pectin, đường, nước, acid. Pectin: Mạng phân tử của pectin là cơ cấu chính của hiện tượng tạo gel. Vì thế, lượng pectin có trong dung dịch đường phải đạt một hàm lượng tối thiểu nào đó mới tạo được sự keo tụ, gọi là ngưỡng keo tụ. Nồng độ pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên kết giữa các phân tử xảy ra càng nhanh, hệ keo đông tụ càng bền. Chất lượng của pectin phụ thuộc rất lớn vào tính chất của pectin, hai yếu tố quan trọng hàng đầu là chiều dài mạch phân tử pectin và mức độ methoxyl hóa trong phân tử của chúng. Đường: Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hòa tan do có sự tạo thành các liên kết hydro giữa các nhóm OH- của mạch phân tử pectin và H+ của phân tử nước. Khi đường xuất hiện, đường đóng vai trò chất hydrate hóa, ngậm mất phần nước đang liên kết với pectin. Khi đó pectin trở nên không hòa tan, cộng với tác động của ion H+ của acid sử dụng để tạo đông, H+ làm trung hòa điện tích của các gốc COO- trên mạch phân tử pectin tạo gốc -COOH. Vì thế sợi pectin không còn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau và tạo mạng. 6 Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid thường phải lớn hơn 50% mới có khả năng tạo gel. Thông thường người ta tạo hỗn hợp 65% đường để tiến hành keo đông. Nếu hàm lượng đường dùng cao hơn, sự kết tinh đường có thể xảy ra trên bề mặt hạt keo, hoặc ngay trong hệ keo. Để khắc phục, có thể thay thế một phần đường saccharose bằng đường glucose để tránh hiện tượng kết tinh đường. Nước: Nước là dung môi để pectin có thể trương nở và khuếch tán tạo nên dung dịch đồng thể. Nước đóng vai trò quan trọng giúp pectin định hướng và sắp xếp lại mạch phân tử của chúng. Thông thường khi độ ẩm của dung dịch tạo keo tăng lên thì quá trình keo hóa diễn ra càng nhanh. Acid: Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường có pH < 4. Trong môi trường có H , các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hòa và trở thành dạng trung hòa điện dễ tạo đông tụ. Hơn nữa, ion H+ sẽ thay thế các ion kim loại (nếu có) trong nhóm carboxyl của phân tử pectin và chuyển dạng muối pectate (không tạo gel) thành dạng pectin (có tạo gel). Acid sử dụng để tạo gel cần có độ phân ly cao hơn acid pectic để acid này có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectic, và giữ cho chúng ở trạng thái trung hòa điện tích. + Trong khi chưa đủ H+, nồng độ ion H+ càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng cao. Cần duy trì độ pH thấp để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose (30 – 50% đường thêm vào pectin) để ngăn cản sự kết tinh của đường. Cũng không nên dùng quá nhiều acid, vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose từ đó gây kết tinh glucose và hóa gel nhanh tạo nên các vón cục. Thường dùng độ pH từ 3 – 3,5. Mức độ tạo gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đó của nồng độ acid rồi sẽ ngừng lại bởi vì ở ngưỡng nồng độ đó toàn bộ gốc COO- của phân tử pectin đã được trung hòa điện tích. Nên dù có tăng thêm ion H+ cũng không thể tăng mức độ tạo gel. Nồng độ acid để tạo gel dung dịch pectin phụ thuộc mức độ methoxyl của pectin và hàm lượng pectin trong dung dịch. Khi hàm lượng pectin sử dụng tăng khoảng 0,05 – 1% thì pH của dung dịch có thể tăng lên 1 đơn vị. - Cellulose [14], [16] + Nguồn gốc: Cellulose là một polysaccharide chủ yếu của thành tế bào thực vật. Nó tham gia chủ yếu trong việc cấu tạo màng, thành tế bào, tạo thành bộ khung xương vững chắc cho tất cả các loài thực vật. Trong bông nó chiếm trên 90%, còn trong gỗ hơn 50%. + Cấu tạo: Công thức phân tử của cellulose là (C6H10O5)n. Cellulose được cấu thành từ nhiều phân tử D – glucose, các đơn vị cấu tạo của cellulose gắn với nhau bằng liên kết 1,4 – glucoside. Phân tử cellulose chứa từ 1400 – 10000 gốc D – glucose. Phân tử lượng của các cellulose thu được từ các nguồn khác nhau xê dịch trong giới hạn khá rộng (từ 5.104 tới 1.106 hoặc cao hơn nữa). 7 Dùng phương pháp phân tích tia Rontgen, người ta chứng minh được rằng phân tử cellulose có dạng sợi. Các dạng sợi của cellulose lại gắn với nhau nhờ liên kết hydro tạo nên cấu trúc micen của cellulose. Trong phân tử cellulose có nhiều nhóm hydroxyl (-OH) tồn tại dưới dạng tự do, hydro của chúng dễ bị thay thế bởi một số gốc như methyl (-CH3) hoặc acethyl (CH3CO-) hình thành nên các dẫn xuất ete hoặc ester của cellulose. Khi thủy phân cellulose không hoàn toàn cho các sản phẩm: Cellotetraose, cellotriose, cellobiose. Khi thủy phân hoàn toàn cho glucose. - Chất đắng trong vỏ bưởi [8] + Flavonoid Các flavonoid glycoside thường tạo vị đắng và làm hạn chế khả năng phát triển các sản phẩm từ cây có múi. Thông thường, nồng độ của các flavonoid giảm khi trái đạt trạng thái thuần thục. Theo nghiên cứu của Pandey (1984) chúng chiếm khoảng 5% ở quả thuần thục và 30% ở quả chưa thuần thục (tính theo trọng lượng khô). Flavonoid glycoside chứa nhiều trong trái cây có múi, chủ yếu là hespiridin, naringin và neohespiridin. Thành phần và hàm lượng các flavonoid trong bưởi được Peterson và cộng tác viên nghiên cứu và trình bày trong bảng 2.2. Bảng 2.2 Hàm lượng các flavonoid trong bưởi Hàm lượng (mg%) 0,07 0,45 2,78 16,00 4,90 0,35 1,40 0,17 Tên hợp chất Didymin Eriocitrin Hesperidin Naringin Narirutin Neoeriocitrin Neohesperidin Poncitrin Naringin (Naringenin – 7 – neohesperidoside) có công thức phân tử C27H32O14. Naringin là hợp chất flavonoid chủ yếu trong bưởi. Naringin chiếm khoảng 0,017 – 0,025% trong nước bưởi. Ngưỡng phát hiện của naringin trong nước bưởi là 50 mg/l. Bưởi chưa thuần thục có vị rất đắng do nồng độ naringin cao. Naringin có trong vỏ, cùi và trong dịch quả bưởi. Naringin là glycoside bao gồm aglycone naringenin và disaccharide neohespiridose (2 – 0 – α – L – rhamnopyranosy –D – glucosepyranose). Aglycone và neohespiridose sẽ không đắng khi hiện diện ở trạng thái đơn lẻ. Neohespiridose chứa hàm lượng lớn trong bưởi non. Naringin hòa tan trong rượu, acetone và nước nóng, nhưng chỉ tan rất ít (khoảng 1/2000) trong nước ở 20oC, nóng chảy ở 171oC. Hàm lượng naringin thay đổi trong 8 suốt quá trình sinh trưởng, chế biến và tồn trữ. Naringin chứa hàm lượng lớn trong quả chưa thuần thục nhưng giảm trong suốt quá trình chín. Sự phân bố naringin trong các phần khác nhau của bưởi Năm Roi cho thấy hàm lượng naringin giảm dần theo thứ tự: Vỏ bao (124,49 mg%), cùi trắng (98,47 mg%), vỏ xanh (28,40 mg %), thịt quả (6,25 mg %). Bên cạnh đó hàm lượng naringin trích ly còn phụ thuộc phương pháp tác dụng cơ học. Naringin còn có nhiều tác dụng dược lý như hoạt động chống oxy hóa, giảm lipid trong máu, naringin có thể được dùng như để ức chế các hợp chất gây ung thư,… Hesperidin (Hesperetin – 7 – rutinoside) có nhiều trong cùi cam, chanh, quýt, bưởi có vị đắng ít, có hoạt tính vitamin P. Hesperidin có thể dẫn đến sự kết tủa hoặc làm giảm độ hòa tan sản phẩm từ cam. Hesperidin ảnh hưởng rất ít hoặc không ảnh hưởng tới mùi vị của nước bưởi, vì là hợp chất không hòa tan, nó thường tồn tại ở dạng kết tinh trong nước bưởi. Hesperidin có thể bị biến đổi thành hesperidin chalcone nhưng không bền thường bị phân hủy thành rhammose, glucose, aglucone hesperidin. Hesperidin có tác dụng kháng viêm, chống oxy hóa, kháng vi sinh vật (vi khuẩn, nấm, virus,…), giảm đau, hạ sốt, đặc biệt khi dùng phối hợp với vitamin C có tác dụng cộng hưởng và hỗ trợ hấp thụ vitamin C rất tốt. + Limonoid Limonin là một limonoid được tìm thấy với lượng lớn trong các loại trái cây có múi, hàm lượng limonin giảm khi trái đạt trạng thái thuần thục. Limonin là chất đắng, nhưng tiền thân của nó là chất limonin monolactone không đắng và chất tiền thân này sẽ chuyển thành limonin khi gặp môi trường acid. Ở nồng độ 50 ppm limonin monolactone không gây đắng, trong khi limonin gây đắng ở nồng độ khoảng 2,7 ppm và rất đắng ở nồng độ 15 – 20 ppm. Vị đắng xuất hiện khi nước ép ổn định trong vài giờ hoặc sau quá trình gia nhiệt. Sau khi trích ly nước bưởi, trong môi trường acid (pH nhỏ hơn 6,5), monolactone không đắng (A – lactone và D – lactone) chuyển thành dilactone (limonin) đắng. Limonin cũng là một chất chống ung thư. Một số thử nghiệm đối với tế bào ung thư người cho thấy limonin có hoạt tính đối với ung thư vùng miệng, vòm họng, phổi, dạ dày, đường ruột, da, gan và vú. 2.2.1.4 Một số giống bưởi ở Việt Nam [7] - Bưởi Phúc Trạch Nguồn gốc ở xã Phúc Trạch, huyện Hương Khê, tỉnh Hà Tĩnh. Hiện nay được trồng ở hầu khắp 28 xã trong huyện và các vùng phụ cận. 9