Tài liệu Nghiên cứu công nghệ sản xuất màu caramen từ nước dừa

-i- MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ....................................................................... 3 1.1 Tổng quan về cây dừa ...................................................................................... 3 1.1.1 Giới thiệu chung:................................................................................... 3 1.1.2 Phân loại cây dừa ở Việt Nam: .............................................................. 4 1.1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm từ cây dừa theo hướng tổng hợp lợi dụng:.............................................................................................................. 4 1.1.4 Sơ lược về ñặc tính sinh học của cây dừa: ............................................ 6 1.1.5 Tìm hiểu về nước dừa và sự hình thành nước dừa: ................................ 6 1. Tìm hiểu về nước dừa................................................................................. 6 2. Quá trình hình thành nước trong quả dừa trải qua các giai ñoạn sau ................ 7 1.1.6 Công dụng của nước dừa: ..................................................................... 8 1.2 Tổng quan về màu thực phẩm và phụ gia tạo màu: ......................................... 9 1.2.1 Tìm hiểu chung về chất màu:................................................................. 9 1.2.2 Ý nghĩa của các chất màu trong sản xuất thực phẩm: .......................... 10 1.2.3 Vai trò ................................................................................................. 11 1.2.4 Các loại phụ gia tạo màu: .................................................................... 11 1. Chất màu hữu cơ tự nhiên: ....................................................................... 11 2. Chất màu hữu cơ tổng hợp: ...................................................................... 12 1.2.5 Tìm hiểu chung về màu caramen. ........................................................ 13 1. Phân loại màu caramen (caramel): (E150)................................................ 13 2. Màu caramen trên thị trường. ................................................................... 13 1.3 Giới thiệu khái quát về một số phản ứng tạo ra những chất màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu: (Phản ứng nâu hóa phi enzyme)......................... 14 1.3.1 Tạo màu mới do phản ứng caramen (Caramelisation): ............................ 14 1.3.2 Phản ứng Melanoidin (Maillard): ....................................................... 16 ii 1. Giới thiệu về phản ứng melanoidin: ......................................................... 16 2. ðiều kiện tiến hành của phản ứng tạo melanoidin: .................................. 17 3. Quá trình tạo melanoidin: ........................................................................ 19 CHƯƠNG 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 25 2.1 Vật liệu nghiên cứu: ....................................................................................... 25 2.1.1 Vật liệu chính: ..................................................................................... 25 2.1.2 Vật liệu phụ:........................................................................................ 28 1. Nước cất:.................................................................................................. 28 2. Rượu: ....................................................................................................... 28 2.2 Phương pháp nghiên cứu:............................................................................... 28 2.2.1 Phương pháp cô ñặc: .......................................................................... 28 2.2.2. Các phương pháp phân tích: .............................................................. 29 2.3 Bố trí thí nghiệm: ........................................................................................... 30 2.3.1 Bố trí thí nghiệm chọn nồng ñộ kết thúc thích hợp cho phản ứng caramen hóa nước dừa già: ......................................................................................... 31 2.3.2 Bố trí thí nghiệm chọn phương pháp cô ñặc: ....................................... 32 2.3.3 Bố trí thí nghiệm xác ñịnh tỉ lệ nước bổ sung ñể hòa tan sản phẩm caramen hóa: ................................................................................................ 34 2.3.4 Bố trí thí nghiệm bổ sung dung môi rượu kết hợp nước cất ñể hòa tan sản phẩm caramen. ............................................................................................. 35 2.3.5. Sơ ñồ quy trình sản xuất màu caramen hoàn chỉnh: ............................ 36 2.3.6. Phương pháp phân tích cảm quan sản phẩm: ...................................... 36 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN................... 42 3.1 Kết quả nghiên cứu chọn nồng ñộ kết thúc thích hợp cho phản ứng caramen hóa nước dừa già.................................................................................................. 42 iii 3.2 Kết quả nghiên cứu phương pháp cô ñặc: ...................................................... 45 3.2.1 Xác ñịnh phương pháp cô ñặc: ............................................................ 45 3.2.2 Xác ñịnh thời gian và khối lượng sản phẩm thu ñược sau cô ñặc:........ 49 1. Xác ñịnh khối lượng sản phẩm thu ñược sau cô ñặc ................................. 49 2. Xác ñịnh thời gian cô ñặc: ........................................................................ 50 3.3. Kết quả nghiên cứu sử dụng nước cất ñể hòa tan sản phẩm caramen............ 51 3.4. Kết quả nghiên cứu thử nghiệm hòa tan sản phẩm caramen trong hỗn hợp nước cất và rượu: ................................................................................................. 52 3.5. Màu caramen ñược sản xuất theo quy trình ñã chọn và kết quả xác ñịnh các thành phần của sản phẩm: .................................................................................... 53 KẾT LUẬN VÀ ðỀ XUẤT Ý KIẾN ......................................................... 55 1. KẾT LUẬN. .................................................................................................... 55 2. HẠN CHẾ........................................................................................................ 56 3. ðỀ XUẤT Ý KIẾN.......................................................................................... 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................... 57 iv DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Các sản phẩm chính trong chế biến tổng hợp lợi dụng từ quả dừa. ........5 Hình 1.2: Cấu tạo của trái dừa...................................................................................7 Hình 1.3: Quá trình tạo melanoidin. .......................................................................20 Hình 3.1: Nồng ñộ chất khô của nước dừa theo thời gian cô ñặc..........................42 Hình 3.2: ðộ tăng nồng ñộ chất khô của nước dừa................................................42 Hình 3.3: ðiểm cảm quan của sản phẩm caramen sau khi kết thúc cô ñặc...........44 Hình 3.4: ðộ tăng nhiệt ñộ của nước dừa theo thời gian cô ñặc............................45 Hình 3.5: ðộ tăng nồng ñộ chất khô của nước dừa................................................45 Hình 3.6: ðiểm cảm quan của sản phẩm caramen.................................................48 Hình 3.7: Khối lượng của các mẫu thu ñược sau cô ñặc........................................50 Hình 3.8: Thời gian cô ñặc gián ñoạn.....................................................................50 Hình 3.9: ðiểm cảm quan của sản phẩm ñược hòa tan bằng nước .......................51 Hình 3.10: ðiểm cảm quan của sản phẩm ñược hòa tan bằng nước và rượu........52 Hình 3.11: Quá trình caramen nước dừa già. .........................................................54 Hình 3.12: So sánh màu caramen thành phẩm với sản phẩm trên thị trường .......54 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: Nguồn gốc của các chất màu hữu cơ tự nhiên.........................................12 Bảng 1.2: Các giai ñoạn của phản ứng caramen từ sacaroza...................................15 Bảng 2.1: Thành phần hóa lý, vật lý của nước dừa già, nước dừa cứng cạy ..............25 Bảng 2.2: Một số vitamin có trong nước dừa...........................................................26 Bảng 2.3: Các nguyên tố vi lượng có trong nước dừa .............................................26 Bảng 2.4: Các acid amin ñược tìm thấy trong nước dừa..........................................27 Bảng 2.5: Hệ số quan trọng của các chỉ tiêu.............................................................37 Bảng 2.6: Mô tả thang ñiểm cảm quan của màu caramen sau cô ñặc.....................37 Bảng 2.7: Mô tả thang ñiểm cảm quan của màu caramen sau khi pha loãng .........38 Bảng 2.8: Mô tả thang ñiểm cảm quan cho màu caramen ñược hòa tan bằng hỗn hợp nước cất và rượu.................................................................................................40 Bảng 3.1: Kết quả xác ñịnh hàm lượng nước của hai mẫu......................................49 Bảng 3.2: Hàm lượng tro sunphat của sản phẩm .....................................................53 -1- MỞ ðẦU Ăn uống và sức khỏe ngày càng ñược con người chú ý. Ngày càng có nhiều nghiên cứu chứng minh rằng: giữa ăn uống và sức khỏe có sự liên quan chặt chẽ với nhau. Ăn uống không chỉ ñáp ứng nhu cầu cấp thiết hằng ngày, mà còn là liệu pháp ñể duy trì, nâng cao sức khỏe và tăng tuổi thọ cho con người [7]. Cũng như chúng ta ñã biết trong ẩm thực: với nền văn hóa ñậm nét phương ðông ở nước ta thì gia vị là cái quan trọng nhất làm nên bản sắc món ăn. Từ xưa, miền nam Việt Nam ñang lưu truyền cách thức sử dụng nước dừa già ñể làm ra sản phẩm nước màu làm gia vị phục vụ trong các góc bếp gia ñình với các món ăn truyền thống như cá, tôm, thịt kho, các món ram... mang ñậm phong cách Việt. Ngày nay, gia vị này ñang len vào xứ người, bước ñầu là ñể phục vụ những người Việt xa nhà, do các cơ sở chuyên thu mua nước dừa già về sản xuất nước màu dừa cung cấp cho thị trường. Chẳng hạn: Công ty TNHH Xuân Nguyên (292/17 Nguyễn Xí, Q.Bình Thạnh, TP.HCM). Những năm gần ñây, mỗi năm công ty xuất khẩu sang Mỹ khoảng 5000 thùng nước màu dừa (một thùng có 24 chai 250ml). ðồng thời, ở miền bắc Việt Nam sử dụng nước màu dùng trong nấu ăn phần lớn ñều ñược làm từ ñường, nó là ñường chưa bị cháy ñen, mới tới cháy ñỏ, hoà với nước sẽ có màu cánh gián bóng bẩy. Tuy nhiên, ñể có ñược sản phẩm này thì không ñơn giản, ñòi hỏi sự khéo léo, nếu không rất dễ bị cháy thì rất nguy hiểm. Mặc khác, trên thị trường hiện nay, màu caramen phục vụ trong ngành ñồ uống nước giải khát (Pesi, Cocacola); trong sản xuất nước tương (xì dầu), cà phê, bánh kẹo, kem...ở Việt Nam hiện nay phải nhập từ nước ngoài như Malaysia, Autralia, Pháp.... Trong khi ñó nguồn nguyên liệu nước dừa già có thể tạo màu caramen thì ñang lãng phí trong nước; chưa có một nghiên cứu cụ thể nào về phương pháp tạo màu caramen từ nước dừa già này. ðược sự phân công của khoa Chế biến và 2 ñược sự hướng dẫn của PGS.TS Ngô ðăng Nghĩa, sau ñây xin tiến hành nghiên cứu: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất màu caramen từ nước dừa”. ðề tài nhằm khẳng ñịnh có thể sử dụng nước dừa già ñể sản xuất màu caramen hoàn thiện; ñồng thời nhằm xác ñịnh phương pháp sản xuất thích hợp, xác ñịnh ñiều kiện thích hợp tại mỗi công ñoạn. ðưa ra quy trình sản xuất màu caramen có cơ sở khoa học và khả thi góp phần phục vụ cho ngành giải khát, nước chấm... ðề tài triển khai thành công sẽ giải quyết ñược 1 vấn ñề lớn về nguồn phế liệu nước dừa già, giải quyết ñược vấn ñề ô nhiễm môi trường. +Vừa có thể giúp tăng thu nhập, ña dạng hóa sản phẩm. +Vừa có thể nâng cao ñược giá trị truyền thống: từ nguồn nguyên liệu dừa phong phú của Việt Nam, cộng thêm tài khéo léo của người chế biến ñể làm cho trái dừa không chỉ là nguồn nguyên liệu thô mà nó ñã ñược nâng giá trị lên nhiều lần. 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về cây dừa:[2], [4], [22], [23], [26] 1.1.1 Giới thiệu chung: Dừa có tên khoa học là Cocos nucifera. Là cây thuộc ngành Hiển hoa bí tử, lớp ñơn tử diệp, bộ Spacidiflorale, họ Palmae, chi Cocos, loài Nucifera. [4] Theo các số liệu thống kê của tổ chức IPGRI vào năm 2000, trên thế giới ñã có 86 quốc gia trồng dừa với tổng diện tích 11,6 triệu hecta tập trung chủ yếu ở các vùng ðông Nam Á và ở ñảo Thái Bình Dương. Một số quốc gia như: Philippin, Inñônêxia, Sri Lanka, Brazil, Thái Lan [2].Trong ñó các nước Châu Á chiếm khoảng 90% tổng diện tích, ñặc biệt là ba quốc gia: Philippin, Inñônêxia, Việt Nam. Cây dừa di thực ñến Việt Nam từ thế kỷ XIX, ñược trồng phổ biến vào ñầu thế kỷ XX chủ yếu ở các tỉnh Trung bộ và Nam bộ ñặc biệt là Bến Tre, do sự du nhập giống dừa từ các thương thuyền của những doanh nhân từ Malaysia, Philippin ra vào các cảng biển Việt Nam thời ñó [23]. Ngày nay, Việt Nam là một trong những quốc gia có diện tích trồng dừa cao trong khu vực. Dừa ñược trồng nhiều ở các tỉnh ñồng bằng Sông Cửu Long như: Bến Tre ñang dẫn ñầu cả nước về diện tích trồng dừa với 45.000ha trong tổng số 150.000ha của cả nước (2009) [23], Trà Vinh (ñặc biệt là ở huyện Tiểu Cần) [22], Tiền Giang có khoảng 10.000ha diện tích ñất trồng dừa[25], Cần Thơ…; ở một số tỉnh ven biển miền trung như Bình ðịnh là tỉnh có diện tích trồng dừa lớn thứ hai cả nước sau Bến Tre, năm 2000 Bình ðịnh có gần 13.000ha trồng dừa; Phú Yên, Phan Thiết, … và ở một số tỉnh ñồng bằng Bắc Bộ nhiều nhất là ở Thanh Hóa chiếm 2/3 tổng sản lượng dừa miền bắc [2]. Trong bối cảnh kinh tế phát triển theo xu hướng kỹ thuật cao ngày nay, cây dừa không chỉ ñơn thuần có giá trị về thương mại mà còn có giá trị xã hội. Người ta ước tính có khoảng 100 sản phẩm ñược làm trực tiếp từ dừa (chẳng 4 hạn: nhiều sản phẩm thực phẩm như kẹo dừa, thạch dừa, cơm dừa sấy, sữa bột dừa, dầu; các sản phẩm mỹ nghệ như: vỏ dừa cắt, thảm xơ dừa… hoặc phân bón từ mụn dừa….). [23], [2] 1.1.2 Phân loại cây dừa ở Việt Nam: [26], [27] Trong dân gian thường chia dừa thành hai tên gọi: dừa ta và dừa Xiêm [27] - Dừa ta: Là giống dừa bản ñịa trái to, cơm dừa là nguyên liệu chính. +Dừa dâu: Trái nhỏ, vỏ mỏng, trái sai, cơm dày, dừa dâu có thể khai thác làm nước giải khát như dừa Xiêm. +Dừa bung: Trái to, vỏ dày, gáo lớn, cơm dày. - Dừa Xiêm: Là giống dừa có nguồn gốc nhập ngoại, trái nhỏ, vỏ xanh, chủ yếu dùng nước ñể giải khát. Ngày nay, việc chọn giống trồng dừa ñược nông dân ñặc biệt chú trọng, có nhiều giống rất phong phú như: dừa ta xanh, dừa ta vàng, dừa dâu xanh, dừa dâu vàng, dừa xiêm xanh, dừa xiêm vàng, dừa ẻo, dừa Tam Quan, dừa dứa, các giống dừa lai như PB 121, PB 141, JVA 1, JVA 2; ngoài ra còn vài giống ñược gặp như dừa bung, dừa sọc, dừa sáp...[26] 1.1.3 Tình hình sản xuất các sản phẩm từ cây dừa theo hướng tổng hợp lợi dụng: [2], [21], [23] Lúc trước, chúng ta chưa tận dụng hết xơ, sọ, nước dừa. Phần lớn xơ dừa dùng ñể ñun, nước dừa ở các cơ sở ép dầu còn bỏ ñi, khô dầu dừa làm thức ăn gia súc.... Nhưng hiện nay, con nguời ñã nghiên cứu và ứng dụng sử dụng quả dừa theo hướng tổng hợp lợi dụng, kết quả thu ñuợc trên 100 sản phẩm chính từ quả dừa chẳng hạn (dầu dừa, các loại nước giải khát, bánh kẹo, các loại ñồ hộp từ cơm và nước dừa, thức ăn gia súc từ khô dừa, than hoạt tính từ sọ dừa, thảm và tấm ép cách nhiệt từ xơ dừa... Vì vậy có thể nói: các sản phẩm công nghiệp chế biến từ trái dừa phục vụ cho xuất khẩu ngày càng ña dạng phong phú về chất lượng, mẫu mã, chủng loại góp phần ñáng kể vào việc nâng cao ñời sống cho con người [2]. Ví dụ: Trong năm 2003, tỉnh Bến Tre ñã sản xuất chế biến xuất khẩu ñược 5 tổng cộng ñến hàng vạn tấn sản phẩm từ dừa các loại; ñạt tổng kim ngạch xuất khẩu hơn 29,2 triệu USD, chiếm ñến hơn 1/2 tổng kim ngạch xuất khẩu của toàn tỉnh trong cả năm 2003. [21], [23] Thừng, thảm Xơ dừa Tấm cách nhiệt Dừa già Than hoạt tính Sọ dừa Cúc khảm, thìa, gáo phễu Giải khát thường Nước dừa Giải khát lên men, thạch ðồ hộp các loại Dừa quả Bánh kẹo Cơm dừa Ép dầu Thức ăn gia súc, phân bón, nguyên liệu Bột dừa hòa tan.... Dừa nạo, cứng cạy Dừa xiêm, dừa dâu Dừa lạnh ñông xuất khẩu Giải khát Hình 1.1: Các sản phẩm chính trong chế biến tổng hợp lợi dụng từ quả dừa. 6 Vì vậy, hiện nay nên có nhiều nghiên cứu hơn nữa ñể có thể tận dụng ñược triệt ñể quả dừa phục vụ cuộc sống con người cũng như góp phần nâng cao giá trị sử dụng của trái dừa. 1.1.4 Sơ lược về ñặc tính sinh học của cây dừa: [8], [16] Cây dừa là cây không có chồi nách và chỉ có một ñỉnh sinh trưởng duy nhất nằm ở ngọn cây ở phía dưới tán lá. ðó là nơi hình thành các lá và hoa dừa. Dừa chỉ tăng trưởng về bề ngang trong 2 ÷ 3 năm ñầu nhờ một mô tăng sinh ở bầu rễ. Sau ñó, dừa bắt ñầu tăng trưởng về chiều cao và toàn thân ló lên mặt ñất. Ở dừa trẻ, mức ñộ tăng trưởng chiều cao là 1,5m/năm; mức ñộ này giảm dần chỉ còn 50cm/năm ở dừa 25 tuổi và 25cm/năm ở dừa 40 tuổi. Thân dừa cao hơn nhiều loại thực vật khác, có thể cao hơn 24m với một tán lá gồm khoảng 30 lá kép. Lá ñược xếp trên một ñường xoắn với một thứ tự ñặc biệt ñể cây nhận ñược ánh sáng tối ña; trung bình một cây dừa sản xuất 12 ÷ 14 lá/năm. Cây dừa thường ra hoa từ năm 7 ÷ 12 tuổi sau khi trồng. Từ thụ phấn ñến trái chín là 12 ÷ 13 tháng. Vì là loại cây ñơn tính, ñồng chu nên dừa có cả hoa ñực và hoa cái trên cùng một hoa tự hay buồng. Hoa tự có thể có từ 25 ÷ 40 gié luôn mang vài hoa cái ở dưới và nhiều hoa ñực ở trên hoặc chỉ toàn hoa ñực. 1.1.5 Tìm hiểu về nước dừa và sự hình thành nước dừa: 1. Tìm hiểu về nước dừa: [4], [26] Sau khi thụ phấn, hoa cái sẽ phát triển thành trái dừa. Thời gian từ thụ phấn tới trái chín là 12 tháng. Dừa thuộc loại quả hạch, nhân cứng.Một trái dừa hoàn chỉnh có cấu tạo như sau: - Lớp ngoại quả bì: Lớp vỏ láng ở ngoài ñược phủ cutin. - Lớp trung quả bì: Lớp vở xơ gồm nhiều bó sợi. - Lớp nội quả bì: Gồm gáo dừa có nhiều lớp tế bào hóa gỗ và có 3 con mắt trong ñó chỉ có một con mắt mềm (lỗ nẩy mầm); phôi dừa nằm trong cơm dừa ở phía dưới con mắt mềm này. Phôi dừa có hai loại: phôi nhũ ñặc (cơm dừa) và phôi nhũ lỏng (nước dừa). 7 Hình 1.2: Cấu tạo của trái dừa 2. Quá trình hình thành nước trong quả dừa trải qua các giai ñoạn sau [4], [26] Trước tiên, túi phôi phát triển thành xoang rỗng ở giữa và thể tích xoang tăng dần. Từ tháng thứ ba, gáo bắt ñầu hình thành. Lúc ñầu lớp tế bào có thành mềm, về sau hóa gỗ dần dần, ñạt tối ña vào tháng thứ bảy. Nước dừa xuất hiện từ tháng thứ ba sau khi hoa thụ phấn và ñạt thể tích lớn nhất ở tháng thứ tám, thể tích giảm dần khi trái khô. Nước dừa phát sinh từ dung dịch dưỡng chất bên ngoài, ñược cây hấp thụ và ñược hệ thống mạch dẫn truyền tới trái. Sau ñó dung dịch này ñược các lớp tế bào bên trong làm thay ñổi thành phần do các phản ứng sinh hóa xảy ra ở tế bào. Từ tháng thứ bảy, cơm dừa bắt ñầu hình thành. Tế bào ở lớp cơm dừa hấp thụ nuớc dừa nên lượng nước giảm dần, ñể lại một khoảng trống chứa không khí ở trong xoang. Dưỡng chất có trong nước dừa và oxy trong lớp không khí này cần thiết cho quá trình nẩy mầm về sau. Lúc quả già (11 ÷ 12 tháng tuổi), gáo gần như hóa gỗ, trở nên rất cứng và không thấm nước. Tuy nhiên, các quá trình trao ñổi chất vẫn còn tiếp tục một cách hạn chế ở con mắt mềm vì nơi ñây lớp tế bào nội bì mỏng và ít. 8 Tóm lại, nước dừa phát sinh từ dung dịch dưỡng chất do cây hấp thụ từ môi trường bên ngoài, nhưng trong quá trình tạo trái, thể tích và thành phần của nước dừa thay ñổi theo thời gian do hoạt ñộng sinh hóa của tế bào. Nước dừa lúc 7 ÷ 8 tháng tuổi uống rất ngon do sự hài hòa giữa ñộ chua (axit) và ñộ ngọt (các chất ñường). Nước dừa già lạt hơn, ñục hơn và ít hơn, do ñó khi lắc trái ta nghe có tiếng kêu ở bên trong. Trong nước dừa, ngoài nuớc và muối khoáng do rễ cây hấp thụ còn có những chất do lá quang hợp tạo thành hoặc do các phản ứng biến dưỡng chất khác của tế bào tạo nên như ñường (sacaroza, glucoza), protein, chất béo, vitamin, và chất kích thích tố tăng truởng. Thể tích và thành phần của nước dừa thay ñổi tùy theo tuổi trái. Lúc ñược 7 ÷ 8 tháng tuổi nước dừa uống ngọt nhất và thể tích của nước cũng nhiều nhất. ðồng thời nó còn thay ñổi tùy theo giống và mùi vị. 1.1.6 Công dụng của nước dừa: [4], [20] Tiềm năng của cây dừa rất lớn, không chỉ giới hạn giá trị của dầu dừa mà hầu hết các bộ phận khác nhau của cây có thể khai thác ñể sử dụng tạo ra những sản phẩm rất ña dạng. Sau ñây là tóm tắt thành tựu trong nước và thế giới về sử dụng nước dừa qua các quy trình công nghệ: + Sản xuất Nata de coco (thạch dừa): Các tế bào acetobacter hấp thụ ñường glucose, kết hợp ñường này với một acid béo ñể tạo thêm tiền chất nằm ở màng tế bào. Tiếp ñó vi khuẩn tiết ra ngoài tế bào một enzym có thể polyme hóa glucose thành xenluloza. Xenluloza không có giá trị dinh dưỡng ñối với người nhưng nó có tác dụng làm ngon miệng. Khi ăn có thể trộn chung với trái cây hoặc kem... + Sản xuất dấm ăn: Quá trình oxy hóa dấm xảy ra rất chậm, nếu dùng nước dừa làm nguyên liệu thì quá trình oxy hóa có thể ngắn hơn. Mặt khác dấm thu từ nước dừa có hương vị thơm ngon ñặc biệt. Nước dừa có bổ sung thêm ñường cho ñạt nồng ñộ chất khô là 15% là môi trường lý tưởng ñể lên men cồn và từ ñó lên men dấm ăn (axit acetic). + Lên men sản xuất cồn từ nước dừa. 9 + Sản xuất rượu: nước dừa có khoảng 4% ñường, do ñó sản xuất rượu có ñộ cồn thấp. Tuy nhiên ñể làm tăng hàm lượng cồn thì thêm ñường tới 20 ÷ 25 % và thêm nhiều dưỡng chất khác ñể giúp cho nấm men phát triển tốt. + Làm nước ngọt, nước uống có gaz, rượu (ñảm bảo ñược hương vị ñặc trưng của nước dừa và giữ ñược hương vị ổn ñịnh ở nhiệt ñộ phòng). + Sản xuất dịch truyền: Có nhiều báo cáo về việc sử dụng nước dừa làm dung dịch tiêm truyền vào máu trong những trường hợp cấp cứu trong chiến tranh. Nước dừa vô trùng không chất sinh nhiệt và dùng ñược ngay không qua chế biến. [20] + Nuôi nấm men Saccharomyces fragilis tạo nên protein ñơn bào ñể bổ sung thêm nguồn ñạm thực phẩm dùng cho người (sử dụng nước dừa nuôi nấm men có ưu thế không cần thêm chất dinh dưỡng cao). + Làm chất ñông keo: Khi làm nước dừa bốc hơi chậm ta thu ñược một thể siro ñặc. + Bên cạnh ñó, cũng có một số hướng tận dụng chưa hợp lý, chưa ñuợc người tiêu dùng chấp nhận. Chẳng hạn, ñối với nước dừa già nghèo chất dinh dưỡng hơn, sau khi ñược lấy ra khỏi trái dừa, ñược bổ sung thêm các chất phụ gia như ñường, các axit thực phẩm.... rồi thanh trùng, vô chai, nạp khí, rồi lại thanh trùng bằng nhiệt thì sản phẩm bị mất mùi vị ñặc trưng. Tuy nhiên, trong dân gian có một cách sử dụng nước dừa già rất hiệu quả, ñó là cô ñặc nước dừa già thành sản phẩm nước màu dừa, làm gia vị trong nhà bếp (ướp thịt, cá kho..., các món ram...). 1.2 Tổng quan về màu thực phẩm và phụ gia tạo màu: [11], [13] 1.2.1 Tìm hiểu chung về chất màu: Phụ gia tạo màu: Là các chất có tác dụng làm tăng chất lượng thị giác của thực phẩm. Chúng là các chất màu tự nhiên ñược tách chiết từ thực vật hay là những chất màu tổng hợp. Cùng với sự phát triển về dân số, kinh tế và xã hội, cũng như về khoa học 10 và về công nghệ ñòi hỏi các mặt hàng thực phẩm phải ngày càng dồi dào và phong phú về số lượng cũng như về chất lượng. Các sản phẩm thực phẩm phải có cấu trúc, trạng thái và màu sắc ñẹp, mùi thơm hấp dẫn, dễ dàng vận chuyển, ñồng thời phải giữ ñược thành phần dinh dưỡng và giá trị cảm quan lâu dài, ñặc biệt phải ñảm bảo về mặt an toàn vệ sinh thực phẩm. ðể ñáp ứng những yêu cầu trên trong quá trình chế biến thực phẩm người ta bổ sung thêm các chất phụ gia, trong ñó các chất phụ gia tạo màu ñược ñặc biệt chú ý. Các chất màu ñược sử dụng trong thực phẩm từ rất lâu. Các chất màu ñược tách ra từ các loại gia vị, các loại thực vật, ñược ứng dụng vào thực phẩm khoảng 1500 năm nay tại Trung Quốc và tại Ấn ðộ. Hiện nay có 80 loại chất màu khác nhau ñược ứng dụng trong thực phẩm và trong dược phẩm; ñược kí hiệu từ E100 ñến E180. Nói chung màu thực phẩn ñược sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, tuy nhiên không phải chất màu nào cũng ñược các nước chấp nhận. Năm 1900 Cục Nông nghiệp Hoa Kỳ ñã ñưa ra nhưng nguyên tắc ñầu tiên về sử dụng chất màu cho thực phẩm và bản quy ñịnh ñầu tiên về sử dụng chất màu trong thực phẩm và trong dược phẩm bắt ñầu ở Mỹ vào năm 1906. Cộng ñồng Châu Âu (EC) cho phép sử dụng một số lượng lớn các chất màu có nguồn gốc tự nhiên. 1.2.2 Ý nghĩa của các chất màu trong sản xuất thực phẩm: [13] ðối với các sản phẩm thực phẩm, khi nói ñến chất lượng là bao hàm cả giá trị dinh dưỡng lẫn giá trị cảm quan của chúng. Màu sắc là một chỉ số quan trọng của giá trị cảm quan. Màu sắc của các sản phẩm thực phẩm không chỉ có giá trị về mặt hình thức mà còn tác dụng sinh lý rất rõ rệt. Màu sắc thích hợp sẽ giúp cho cơ thể ñồng hóa thực phẩm ñó dễ dàng. Vì vậy, trong kỹ thuật sản xuất thực phẩm người ta không chỉ bảo vệ màu sắc tự nhiên mà còn cho thêm chất màu mới, tạo ra những màu sắc thích hợp với tính chất và trạng thái của sản phẩm. Có thể thực hiện ñược ñiều này bằng những cách sau: + Xây dựng một quy trình gia công nguyên liệu, bán thành phẩm ñể bảo toàn ñược tối ña các chất màu có sẵn trong nguyên liệu. 11 + Tách ra, cô ñặc và bảo quản các chất màu từ chính nguyên liệu thực vật ñó hoặc từ các nguyên lỉệu khác giàu màu sắc ấy. Sau ñó từ các chất màu tự nhiên ñã cô ñặc này có thể dùng ñể nhuộm màu cho chính nguyên liệu ñó hoặc cho những dạng nguyên liệu hoàn toàn khác. + Tổng hợp nhân tạo các chất màu giống như các màu tự nhiên của sản phẩm thực phẩm rồi dùng chúng ñể nhuộm màu cho các sản phẩm khác mà ở dạng tự nhiên không ñủ mạnh hoặc bị mất màu ban ñầu do quá trình chế biến. + Dùng các biện pháp kỹ thuật thích hợp ñể ñiều chỉnh các phản ứng theo chiều tạo ra những chất màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu. 1.2.3 Vai trò: [11] Ngày nay, ñối với các sản phẩm thực phẩm thì màu sắc là chỉ tiêu cảm quan trọng ñầu tiên mà người tiêu dùng chú trọng quan tâm ñể bảo vệ sức khỏe cho bản thân và gia ñình (do ngày nay vấn ñề màu thực phẩm tấn công trên thị trường ngày càng nhiều). Chất màu thường không có ý nghĩa nhiều về mặt dinh dưỡng nhưng có ý nghĩa quan trọng trong: + Củng cố hay tăng cường màu ban ñầu tự nhiên của thực phẩm ñể thu hút người tiêu dùng. + Tạo màu cho một số thực phẩm làm tăng giá trị cảm quan như: Các loại kẹo, snash, nước giải khát.... 1.2.4 Các loại phụ gia tạo màu: [11] Các loại phụ gia tạo màu ñuợc chia làm hai nhóm chính: chất màu tự nhiên và chất màu tổng hợp. 1. Chất màu hữu cơ tự nhiên: Ưu ñiểm, nhược ñiểm của chất màu hữu cơ tự nhiên: +Ưu ñiểm: Tạo màu ñẹp trong chế biến thực phẩm với ñộ an toàn cao và màu giống với nguồn tự nhiên. +Nhược ñiểm: Chất màu thực phẩm từ nguồn tự nhiên không bền như các chất 12 màu tổng hợp. Ngoài ra do chúng tồn tại trong thực vật, ñộng vât, và chất khoáng nên ñể thu ñược chúng ở dạng tự nhiên thì rất tốn kém. Chất màu hữu cơ tự nhiên ñược tách chiết từ ñộng vật, thực vật, hay từ chất khoáng ñược thể hiện trong bảng 1.1. Bảng 1.1: Nguồn gốc của các chất màu hữu cơ tự nhiên. Chất màu Nguồn Athocyanins Vỏ nho, elderberries. Betalains Củ cải ñỏ, quả cây xương rồng, rau dền, cây hoa giấy.... Caramen Tạo ra từ ñường Carotenoids: + Annato (bixin) Hạt ñiều + Canthaxanthin Nấm rơm, loài giáp xác, cá + B. apocarotenal Cam, rau xanh Chlorophylls Rau xanh Riboflavin Sữa Các loại khác: + Carmin Sâu coccus cacti + Turmeric Cây nghệ + Crocetin, crocin Cây nghệ tây 2. Chất màu hữu cơ tổng hợp: Chất màu hữu cơ tổng hợp: Là các chất màu ñược tổng hợp bằng phương pháp hóa học. Hiện nay, có rất nhiều chất màu hữu cơ tổng hợp với nhiều tính chất khác nhau. Do ñó việc sử dụng chúng trong thực phẩm cần phải ñược nghiên cứu hết sức nghiêm ngặt và có những quy ñịnh chặt chẽ. Các loại chất màu hữu cơ tổng hợp ñược chia làm ba nhóm: Nhóm A, nhóm B, nhóm C. + Nhóm A: Gồm các chất màu không mang ñộc tính và gây ngộ ñộc tích lũy. + Nhóm B: Gồm 5 loại màu, ñòi hỏi phải ñược nghiên cứu kĩ trước khi sử 13 dụng: β-carotene tổng hợp, xanh (kí hiệu CI 42090), Erythozin (kí hiệu CI 45430), Indigotin (kí hiệu CI 73015), xanh lục. + Nhóm C: Bao gồm tất cả các màu hữu cơ tổng hợp khác chưa ñược nghiên cứu hoặc các nghiên cứu chưa rõ ràng. Ngoài ra, còn một số chất màu vô cơ: hiện nay các chất màu vô cơ ñược sản xuất rất nhiều: NaNO3, NaNO2.... Tuy nhiên trong chế biến thực phẩm chỉ ñược phép sử dụng CuSO4 ñể giữ màu cho hoa quả Ưu nhược ñiểm của chất màu tổng hợp: + Ưu ñiểm: Cho nhiều gam màu phong phú, rẻ tiền, và tiện lợi trong chế biến thực phẩm. + Nhược ñiểm: Ảnh hưởng ñến sức khỏe của con người ñặc biệt là có nguy cơ gây bệnh ung thư. 1.2.5 Tìm hiểu chung về màu caramen. 1. Phân loại màu caramen (caramel): (E150) [28] Caramen là hỗn hợp màu nâu ñen phức tạp, ñươc tạo ra từ việc ñốt cháy ñường trong các môi trường khác nhau: alkali, ammonia, sulphit E150a Alkaline caramel. E150b Alkali-sulphite caramel. E150c Ammonia caramel. E150d Sulphite-ammonia caramel. 2. Màu caramen trên thị trường. Các lọai màu caramen trên thị trường hiện nay ña số ñều ñược nhập từ nước ngoài. Chẳng hạn: Một số sản phẩm của Pháp: + Màu caramen bột Sethness Roquette ở dạng bao 25kg. + Màu caramen sệt 4220 Sethness Roquette ở dạng can 30kg. + Màu caramen dạng sệt 3225 Sethness Roquette ở dạng can 30kg. +Màu caramen dạng sệt 4400 Sethness Roquette ở dạng can 30kg. Ngoài ra còn có màu caramen của Thái Lan, Úc, Mỹ... 14 Sử dụng rộng rãi trong ña số các sản phẩm thực phẩm như: nước giải khát, nước chấm (nước tương), bánh kẹo, kem, cà phê.... ñược sử dụng phù hợp cho mọi tôn giáo. 1.3 Giới thiệu khái quát về một số phản ứng tạo ra những chất màu mới từ những hợp phần có trong nguyên liệu: (Phản ứng nâu hóa phi enzyme). 1.3.1 Tạo màu mới do phản ứng caramen (Caramelisation): [5], [10], [13], [18] Như chúng ta ñã biết phản ứng caramen có ảnh hưởng lớn ñến màu sắc của các sản phẩm giàu ñường như bánh kẹo, mứt.... Phản ứng xảy ra mạnh mẽ ở nhiệt ñộ nóng chảy của ñường. Chẳng hạn với glucoza ở 146 ÷ 150 oC, fructoza ở 95 ÷ 100 oC, sacaroza ở 160 ÷ 180 oC, lactoza ở 223 ÷ 252 oC. Tuy nhiên, phụ thuộc vào nồng ñộ ñường, thành phần pH của môi trường, thời gian ñun nóng... người ta vẫn tìm thấy các sản phẩm của sự caramen ở nhiệt ñộ thấp hơn ñiểm nóng chảy của ñường. Ví dụ, sacaroza có thể bắt ñầu biến ñổi ngay ở nhiệt ñộ 135oC. Giai ñoạn ñầu của phản ứng tạo nên các anhydrit của glucoza, fructoza, sucroza như glucozan, fructozan, sucrozan là những hợp chất không màu. Sau ñó, bên cạnh sự dehydrat hóa còn xảy ra sự trùng hợp hóa các ñường ñã ñược dehydrat hóa ñể tạo thành các hợp chất có màu nâu vàng. Chẳng hạn, với sacaroza, sơ ñồ phản ứng caramen hóa như sau: C12H22O11 - H2O C6H10O5 + C6H10O5 Sacaroza Glucozan Levulozan ðến 185÷190oC sẽ tạo thành izosacaroza Glucozan + Levulozan C6H10O5 + Izosacaroza C6H10O5 C12H20O10 Khi ở nhiệt ñộ cao hơn sẽ mất ñi 10% nước và tạo thành caramelan (C12H18O9 hoặc C24H36O18) có màu vàng: 2C12H20O10 2H2O C12H18O9 hoặc C24H36O18 Izosaccarozan Khi mất ñi 14% nước sẽ tạo thành caramelen: C12H20O10 + C24H36O18 Caramelan. 3H2O C36H48O24.H2O 15 Và khi mất ñi 25% nước sẽ tạo thành caramelin có màu nâu ñen. Tất cả các sản phẩm caramen hóa ñều có vị ñắng. [10], [13] Bảng 1.2: Các giai ñoạn của phản ứng caramen từ sacaroza [18] STT Nhiệt ñộ (oC) Miêu tả 1 100 Bay hơi nước, ñường hòa tan. 2 102 Màu và mùi chưa có sự thay ñổi, sử dụng làm lớp phủ (kem, ñường trên bánh ngọt 3 104 Màu và mùi chưa có sự thay ñổi, khi làm nguội thì có trạng thái rất mềm Màu và mùi chưa có sự thay ñổi nhiều, khi làm nguội thì có 4 110-115 trạng thái mềm vừa, dùng trong bánh kem, kẹo mềm, kẹo dẻo... Màu và mùi chưa có sự thay ñổi nhiều, làm nguội thì ñược 5 112- 129 trạng thái giòn, sử dụng trong kẹo cứng vừa, kẹo caramen... 6 165- 166 Màu và mùi chưa có sự thay ñổi nhiều, khi làm nguội ñược trạng thái cứng. 7 168 Màu vàng sáng. Ứng dụng trong sản xuất kẹo. 8 180 Màu hổ phách ñến vàng nâu, dùng trong sản xuất kẹo. 9 180-188 Vàng nâu ñến nâu hạt dẻ, hương thơm tăng, dùng trong sản xuất kẹo. 10 188-204 11 210 Màu tối hơn, ñắng và có mùi cháy. Sử dụng làm chất màu. Màu nâu ñen, mùi cháy, ñường bắt ñầu bẻ gãy mạch cacbon. Phản ứng caramen sinh ra các hợp chất mùi, trong ñó diacetyl là một chất mùi quan trọng – ñược tạo thành ở giai ñoạn ñầu của phản ứng. Bên cạnh diacetyl còn có các hợp chất khác: [18] + Furans: hydroxylmethylfurfural (HMF) và hydroxyacetylfuran (HAF) + Furanones: hydroxydimethylfuranone (HDF), dihydroxydimethylfuranone (DDF).