Báo cáo Tổng kết đề tài Nghiên cứu sản xuất sản phẩm lycopen từ cà chua

uyết thanh ng−ời là hỗn hợp của gần 50% lycopen dạng cis và 50% dạng all-trans. Lycopen trong các thực phẩm chế biến chủ yếu ở dạng đồng phân cis [2,3]. Nhiều liên kết đôi liên hợp làm lycopen có khả năng chống oxi hoá mạnh cho phép nó khử hoạt tính của các gốc tự do, ngăn chặn oxi nguyên tử trong việc phá hủy tế bào trong cơ thể. Khả năng dập tắt oxi nguyên tử của lycopen cao gấp 2 lần so với β – carotene và cao gấp 10 lần so với α – tocopherol . Hệ số chống oxi hoá của một số carotenoid thể hiện trong bảng 1.1 [1]. Bảng 1.1: Hệ số chống oxi hoá của một số carotenoid [1]. TT Carotenoid Hệ số chống oxy hóa TT Carotenoid Hệ số chống oxy hóa 1 Lycopen 31 5 α-caroten 19 2 γ-caroten 25 6 β-caroten 14 5 3 Astaxanthin 24 7 Zeaxanthin 10 4 Canthaxanthin 21 8 Lutein 8 Bên cạnh khả năng chống oxi hoá mạnh nhất, lycopen đ−ợc chỉ ra ức chế sự tăng sinh của nhiều dòng tế bào ung th− (nh− ung th− tuyến tiền liệt, vú, buồng trứng, cổ tử cung, thực quản, dạ dày, đại tràng...). Nhiều nghiên cứu cho thấy mối liên quan giữa việc ăn nhiều lycopen với việc giảm nguy cơ ung th− ở một số cơ quan đặc biệt là ung th− tuyến tiền liệt . Lycopen là một cấu tử không thể thiếu trong hệ thống miễn dịch. Các tế bào miễn dịch rất nhạy với các gốc tự do. Khi có mặt của các gốc tự do, các tế bào miễn dịch sẽ tập trung lại và nhờ lycopen ngăn chặn sự hoạt động của các gốc tự do. Lycopen cũng làm tăng hoạt động của các tế bào giết (killer cells) của hệ thống các tế bào miễn dịch. Sự thiếu hụt lycopen sẽ làm giảm hiệu quả của hệ thống miễn dịch và kết quả là các bệnh nhiễm trùng sẽ phát triển [4]. Lycopen còn đ−ợc tin là giữ vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa bệnh tim mạch do nó ngăn chặn các gốc tự do phá hủy LDL cholesterol. Cholesterol bị oxy hóa bởi các gốc tự do và lắng lại thành các mảng cứng và làm hẹp động mạch. Với hoạt tính chống oxy hóa mạnh, lycopen có thể ngăn ngừa LDL cholesterol khỏi bị oxy hóa. Có nhiều bằng chứng cho thấy sự dày lên của thành mạch và nguy cơ nhồi máu cơ tim giảm ở những ng−ời có nồng độ lycopen trong tế bào cao [3]. Nghiên cứu của các tác giả Nhật bản khi bổ sung lycopen với hàm l−ợng 15 và 45mg/ngày từ n−ớc quả cà chua đã nhận thấy giảm sự peroxyt hóa lipid [5]. Tuy nhiên, trong một nghiên cứu gần đây của Rao và cs với mức lycopen ăn vào thấp (từ 5, 10 đến 20 mg/ngày) cũng cho thấy mức lycopen huyết thanh tăng đáng kể từ 92% lên đến 216% và giảm peroxyt hóa lipid trung bình 10% [6]. Dựa vào đó, ng−ời ta đ−a ra khuyến nghị mức lycopen ăn vào mỗi ngày từ 5 - 10mg là đủ để duy trì mức lycopen huyết thanh và giảm peroxyt hóa lipid [6]. Việc ăn vào không đủ lycopen và các carotenoid khác trong nhiều năm có thể làm tăng sự nhạy cảm của cơ thể với sự tổn hại bởi gốc tự do, vì vậy làm tăng nguy cơ mắc các bệnh mãn tính nh− tim mạch và các bệnh ung th−. Trong khi đó, sẽ không có bất kì tác dụng có hại nào khi ăn nhiều thực phẩm có chứa lycopen. Nh− vậy, lycopen là một chất chống oxy hóa tự nhiên rất cần thiết cho tế bào sống, đảm bảo tính bền chắc của màng tế bào, ngăn cản các tác nhân oxy hóa độc do đ−ợc tạo ra trong quá trình trao đổi chất, đặc biệt nó đã giúp cho cơ thể ngăn ngừa và chữa trị các bệnh mạn tính không lây nh− tim mạch, ung th−, các bệnh liên quan đến tuổi già. 1.1.2 Lycopen trong thực phẩm Trong tự nhiên, chỉ thực vật và vi sinh mới có khả năng tổng hợp lycopen. Động vật không tự tổng hợp lycopen đ−ợc mà phải bổ sung lycopen từ thức ăn. Thực phẩm chứa nhiều lycopen là các loại rau quả màu đỏ nh− cà chua, d−a hấu, b−ởi đào, mơ, ổi đào… Hàm l−ợng lycopen trong một số loại thực phẩm đ−ợc thể hiện nh− bảng 1.2 Bảng 1.2: Hàm l−ợng lycopen trong một số thực phẩm [7]. Thực phẩm Dạng thực phẩm Hàm l−ợng lycopen (mg/100g) 6 Nho Tím, t−ơi 3,36 ặi Hồng, t−ơi 5,40 N−ớc ổi Hồng, đã chế biến 3,34 Ketchup Đã chế biến 16,60 Đu đủ Đỏ, t−ơi 2,00 - 5,30 Sốt pizza Lon 12,71 Sốt spaghetti Đã chế biến 17,50 Cà chua Đỏ, t−ơi 3,10 - 7,74 Cà chua Đã chế biến 11,21 N−ớc cà chua Đã chế biến 7,83 Súp cà chua Lon, cô đặc 3,99 Cà chua dạng paste Lon 30,07 D−a hấu Đỏ, t−ơi 4,10 Cà chua và sản phẩm cà chua đ−ợc xem là nguồn lycopen chính và cũng là nguồn carotenoid quan trọng trong khẩu phần ăn. Ước tính hơn 80% khẩu phần lycopen của ng−ời Mỹ là từ cà chua bao gồm ketchup, n−ớc cà chua, sốt pizza, sốt spaghetti [3]. Hàm l−ợng lycopen trong cà chua t−ơi thay đổi theo từng thời kì phát triển và tăng lên khi quả chín. Nhìn chung các nhà khoa học đều công nhận hiệu quả sinh học của lycopen trong các sản phẩm cà chua có gia nhiệt tăng lên so với cà chua t−ơi, do dạng đồng phân trans của lycopen tìm thấy trong cà chua t−ơi khó hấp thu hơn. Quá trình xử lý nhiệt và chế biến cà chua sẽ làm chuyển hoá lycopen thành dạng cis, loại có giá trị sinh học cao hơn [2]. Nhiệt độ kích thích sự đồng phân hoá các dang trans thành dạng cis. Đồng phân cis tăng lên cùng nhiệt độ và thời gian chế biến. Ngoài ra, quá trình chế biến còn làm tăng c−ờng giá trị sinh học của lycopen bởi sự phá vỡ thành tế bào, việc này làm yếu lực liên kết giữa lycopen và mạng l−ới tế bào, vì vậy làm lycopen dễ dàng đ−ợc giải phóng hơn [8]. Các nhà khoa học của Đại học Cornell (New York) chứng minh bằng cách đun nóng cà chua đến 880C trong thời gian càng lâu thì nồng độ lycopen nói riêng và các chất chống oxi hóa nói chung càng tăng. Cụ thể nh− sau: Bảng 1.4 Độ tăng nồng độ các chất chống oxi hóa trong cà chua theo thời gian nấu [14]: Mức độ tăng (%) TT Thời gian nấu (phút) Trans-lycopen Cis-lycopen Các chất chống oxi hóa 1 2 54 6 28 2 15 171 17 34 3 30 164 35 62 1.2 Đặc điểm thực vật của cà chua Cà chua có nguồn gốc ở Peru, Bôlivia, và êquađo. Đây là cây thuộc họ cà “solannaceae”, có tên khoa học là “lycoperricon esculentum Mill”. Cà chua có quả mọng, nhiều n−ớc, có số l−ợng ô (hay còn gọi là buồng hạt) khác nhau (2-3, có khi nhiều hơn). Hình dạng quả có thể dẹt, tròn, hình elip, bầu dục dài, dạng quả mận và dạng quả lê. Trong cà chua chín có chứa nhiều chất dinh d−ỡng nh−: đ−ờng, vitamin A. vitamin C, canxi, sắt. photspho, 7 magie, carotenoid…Bởi vậy, ngoài đ−ợc dùng nh− một loại rau cung cấp vitamin và chất khoáng, cà chua còn có tác dụng về mặt y học. Theo Võ Văn Chi và Lê Văn Đức (1997), cà chua có vị ngọt, tính mát, có tác dụng tạo năng l−ợng, làm cân bằng tế bào và tăng sức sống [14]. 1.2.1 Phân loại ở n−ớc ta, các giống cà chua đang đ−ợc trồng chủ yếu thuộc 3 nhóm sau đây: [14] - Cà chua múi: Quả to, nhiều ngăn tạo thành múi. Quả có vị chua, nhiều hạt, ăn không ngon nh−ng cây mọc khỏe, sai quả, chống chịu sâu bênh khá. - Cà chua hồng: quả hình quả hồng, không có múi hoặc có múi không rõ. Thịt quả nhiều bột, ăn ngon. Cây trồng chịu sâu bệnh kém hơn cà chua múi. - Cà chua bi: Quả bé, cây sai quả, quả ăn chua, hơi ngái. Cây chống chịu sâu bệnh khá. Nhóm cà chua này dễ trồng, nh−ng giá trị kinh tế thấp. Nông dân tự trồng trong v−ờn để tự cung cấp cho gia đình. Tùy mục đích sử dụng mà lựa chọn các giống cà chua khác nhau. Yêu cầu chất l−ợng của cà chua chế biến có một số điểm khác biệt so với cà chua ăn t−ơi. Hàm l−ợng chất khô hòa tan của cà chua chế biến phải cao (ít nhất 4-50Bx), pH thấp (khoảng 4,4), quả cà chua phải cứng chắc, không nứt, nhiều thịt quả, ít hạt, màu đỏ sáng… Các giống cà chua PT18, HT21, XH2, Savior, cà chua Đà Lạt là những giống điển hình dùng trong chế biến. Giống cà chua XH2: Là giống đ−ợc chọn tạo bởi Viện nghiên cứu Rau quả . Đây là giống cà chua quả nhỏ, có chất l−ợng tốt, năng suất cao. Giống cà chua chế biến PT18: Giống có thời gian sinh tr−ởng ngắn 100 -200 ngày. Thân có màu trắng, phân cành ít. Dạng quả thuôn dài, màu đỏ đậm, không bị nứt [15]. Giống cà chua Đà Lạt: Thân mảnh nhỏ, lá xanh nhạt, bản lá mỏng. Quả chín có màu đỏ, quả hơi thuôn dài, không chia múi, nhiều bột, kích th−ớc quả trung bình, khối l−ợng quả trung bình, thích hợp cho sản xuất. Giống cà chua lai HT 21: Đ−ợc chọn tạo bởi Tr−ờng Đại Học Nông nghiệp I, HT21 thuộc giống sinh tr−ởng ngắn ngày, thấp cây, nhiều quả. Đây là giống chịu bệnh tốt, khả năng đậu quả lớn, cho năng suất cao không những ở điều kiện vụ đông mà còn ở vụ hè. HT21 có độ lớn quả vửa phải, khối l−ợng trung bình 66,2 - 71,2 g [19]. Giống cà chua Savior: Là giống đ−ợc tuyển chọn bởi các nhà khoa học của công ty Syngenta. Giống Savior có khả năng chống chịu tốt với virut xoăn vàng lá cà chua, sinh tr−ởng tốt và cho năng suất cao. Đây là giống cà chua chịu đ−ợc nóng, có thể trồng vào các tháng nóng nhất ở các tỉnh phía Bắc và miền Trung khi mà hầu hết các giống cà chua khác không thể trồng đ−ợc. Đây là đặc điểm quý của giống này vì có thể trồng đ−ợc trái vụ, cho hiệu quả kinh tế cao hơn. [theo rauhoaquavietnam.vn] 1.2.2 Độ chín của cà chua 8 Xác định thời kỳ chín của cà chua nhằm phục vụ yêu cầu tiêu dùng và các yêu cầu về chế biến, vận chuyển. Quả cà chua chín cây có chất l−ợng tốt hơn so với quả cà chua chín do dấm hay chín trong thời gian bảo quản. Trong quá trình chín, cà chua phải trải qua các thời kì sau: + Thời kỳ quả xanh: quả và hạt phát triển ch−a hoàn chỉnh. Nếu thu hái quả ở thời kỳ này và thông qua các ph−ơng pháp thúc chín thì quả chín không bình th−ờng, quả không có h−ơng vị, không có màu sắc đặc tr−ng của giống. + Thời kỳ chín xanh: chất keo bao quanh hạt đ−ợc hình thành, quả ch−a có màu hồng hoặc vàng. Nếu đem thúc chín thì quả sẽ thể hiện màu sắc của giống. + Thời kỳ chín vàng: Đỉnh quả xuất hiện màu vàng hoặc màu hồng với diện tích bề mặt chiếm khoảng 10%. + Thời kỳ chuyển màu: diện tích bề mặt từ 10% - 30% có màu vàng hoặc đỏ. + Thời kỳ chín hồng: Diện tích bề mặt quả từ 30% - 60% có màu hồng nhạt hoặc màu vàng. + Thời kỳ quả hồng hoặc đỏ: Diện tích bề mặt quả từ > 60% - 90% có màu vàng hoặc đỏ. + Thời kỳ quả chín đỏ: diện tích bề mặt từ 90% trở lên [13]. Độ chín trong cà chua là quá trình sinh hoá phức tạp. C−ờng độ của quá trình đó phụ thuộc vào mức độ chín bắt đầu và điều kiện chín, nhiệt độ, độ ẩm t−ơng đối của không khí, ánh sáng… Trong thời kỳ quả chín, nhiệt độ và ánh sáng có ảnh h−ởng rất lớn đến sự hình thành các sắc tố của quả, chủ yếu là lycopen (màu đỏ) và carotene (màu vàng). Nhiệt độ tốt nhất cho quả chín là 220C, độ ẩm 80 - 85%. Màu sắc của quả đ−ợc quy định bởi hàm l−ợng sắc tố. Lycopen là sắc tố màu đỏ, đ−ợc hình thành trong điều kiện nhiệt độ khoảng 200C. Bởi vậy, khi cây cà chua phát triển ở nhiệt độ nhỏ hơn 300C thì chất màu lycopen đ−ợc hình thành nhiều làm cho quả có màu đỏ. Và ng−ợc lại, khi cây phát triển ở nhiệt độ lớn hơn 300C thì caroten hình thành nên vỏ quả có màu da cam hoặc đỏ nhạt [14,16]. 1.3 Một số sản phẩm cà chua chế biến Cà chua có thể sử dụng cho mục đích ăn t−ơi hoặc làm nguyên liệu cho chế biến với các sản phẩm nh− sau: - Cà chua nguyên quả: có thể sản xuất ở hai dạng: để nguyên vỏ và bóc vỏ. Sản phẩm đ−ợc đóng trong n−ớc muối loãng hoặc n−ớc cà chua. - Cà chua cô đặc: Cà chua cô đặc đ−ợc sử dụng nh− một bán chế phẩm dùng để sản xuất một số đồ hộp rau, quả, thịt, cá và dùng để nấu các món ăn trong gia đình. Sản phẩm thu đ−ợc bằng cách cô đặc thịt quả cà chua thu đ−ợc sau khi đã loại bỏ vỏ, hạt và nghiền nhỏ. - N−ớc cà chua: bao gồm n−ớc cà chua ép (juice) và n−ớc cà chua nghiền (nectar). Cà chua đ−ợc nghiền, lọc, dạng này chứa chất khô không hòa tan từ thịt quả cà chua. 9 - Cà chua muối: nh− muối d−a chuột. Để nguyên quả hoặc cắt lát và cho lên men trong n−ớc muối. - Mứt cà chua: Đ−ợc sản xuất từ quả t−ơi hoặc quả bán chế phẩm, dạng nguyên quả hay dạng miếng, nấu với đ−ờng. - Salat cà chua: Đây là dạng sản phẩm ăn liền, có vị mặn, ngọt, chua, cay. Đ−ợc chế biến bằng cách ngâm cà chua trong n−ớc dấm, muối ăn, gia vị. - N−ớc xốt cà chua (catsup - ketchup): đ−ợc làm trực tiếp từ n−ớc cà chua t−ơi sau khi loại bỏ hạt, vỏ quả, sau đó bổ sung các gia vị đ−ờng, dấm, muối, hành… - Bột cà chua: là dạng bột rau quả phổ biến nhất, vừa dùng để chế biến n−ớc giải khát, vừa dùng nấu các món ăn. Bột cà chua là sản phẩm cà chua đã khử n−ớc bằng cách làm khô n−ớc cà chua hay cà chua cô đặc. Bột cà chua lí t−ởng phải đảm bảo duy trì đ−ợc chất l−ợng và dễ phân tán trong n−ớc cũng nh− cho sản phẩm có h−ơng vị và màu sắc tự nhiên [14, 18]. 1.4 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua 1.4.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua trên thế giới những năm gần đây vẫn tiếp tục gia tăng. Sản l−ợng cà chua dùng cho chế biến năm 2007/2008 −ớc tính đạt 655 ngàn tấn, tăng 20 ngàn tấn so với năm 2006/2007. Diện tích cà chua cho chế biến −ớc đạt 8700 ha, tăng so với 8000 ha của năm 2006/2007. Trung Quốc là nơi có tổng l−ợng cà chua t−ơi và cà chua chế biến nhiều nhất thế giới, nh−ng l−ợng xuất khẩu ít hơn một số n−ớc khác nh−: Mexico, Thổ Nhĩ Kỳ, Canada…do có sức mua của thị tr−ờng nội địa lớn [10]. Sản xuất cà chua trên thế giới Nguồn: Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations; National Agriculture Statistics Service, USDA [10] Khoảng 85% tổng sản l−ợng cà chua đ−ợc tiêu dùng t−ơi. Trồng cà chua đòi hỏi phải có diện tích cánh đồng rộng và khí hậu thuận lợi, vì vậy mà việc trao đổi cà chua và các sản phẩm cà chua giữa các vùng sản xuất liên tục đ−ợc mở rộng. Xuất khẩu cà chua trên thế giới tăng 30% từ năm 2003 đến năm 2007, trong khi mức tăng tr−ởng của nhập khẩu cà chua là 40%. Có diện tích cánh đồng lớn, Mexicô là n−ớc xuất khẩu nhiều cà chua nhất thế giới. Mỹ đứng đầu thế giới về l−ợng cà chua nhập khẩu, tiếp đến là Nga, EU. Đặc biệt, l−ợng cà chua nhập khẩu vào thị tr−ờng Nga năm 2007 tăng gấp đôi so với năm 2008 [9]. 10 Ngoài sử dụng để ăn t−ơi, cà chua còn đ−ợc chế biến thành nhiều dạng sản phẩm khác nhau. L−ợng cà chua dùng chế biến đạt kỷ lục 5,2 triệu tấn và sẽ tăng trong thời gian tới. Trên 80% cà chua dùng cho chế biến đ−ợc dùng để chế biến bột nhão cà chua. L−ợng xuất nhập khẩu khác nhau giữa các sản phẩm cà chua. Với cà chua đóng hộp, Châu Âu luôn là khu vực xuất khẩu nhiều nhất trong khi Nhật Bản là n−ớc nhập khẩu nhiều hơn cả. L−ợng cà chua cô đặc xuất khẩu của Trung Quốc luôn đứng đầu thế giới và có mức độ tăng tr−ởng mạnh ở năm 2005, 2006. EU, Nga, Nhật Bản, Canada, Mexico là những n−ớc nhập khẩu nhiều cà chua cô đặc. 1.4.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ cà chua ở Việt Nam ở n−ớc ta cà chua đ−ợc trồng ở hầu hết các tỉnh thành trong cả n−ớc. Theo thống kê của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, diện tích cà chua trong 3 năm 1996 - 1998 đều có sự gia tăng đáng kể. Năm 1996 là 7509 ha, năm 1997 là 9469 ha, năm 1998 là 10663 ha. Đến năm 2004, diện tích trồng cà chua dao động khoảng 10.000 - 12.000 ha, sản l−ợng là 130.000 - 170.000 tấn [18]. Năng suất cà chua ở Việt Nam còn thấp và ch−a ổn định. Vấn đề chọn tạo các giống cà chua chế biến cũng là nhiệm vụ chiến l−ợc nhằm cung cấp nguyên liệu cho nhà máy chế biến cà chua trong n−ớc. Tình hình nghiên cứu chế biến đa dạng hóa các sản phẩm từ cà chua ở trong n−ớc còn ch−a đ−ợc chú trọng nhiều. Từ mấy năm trở lại đây, đã có một số các công trình nghiên cứu của Viện công nghiệp thực phẩm, tr−ờng đại học Bách khoa Hà Nội với mục tiêu chế biến cà chua thành một số dạng sản phẩm nh− n−ớc cà chua, sốt cà chua, nh−ng chất l−ợng cùng giá thành sản phẩm vẫn ch−a đ−ợc giải quyết triệt để (nh− vấn đề màu sắc, trạng thái, mùi vị của sản phẩm). Về sản xuất, cà chua ở Việt Nam chủ yếu đ−ợc chế biến thủ công hoặc bán tự động tại các nhà máy hoặc xí nghiệp t− nhân nh− nhà máy chế biến cà chua cô đặc tại Hải Phòng với công suất 10 tấn nguyên liệu/giờ, sản phẩm đạt 3.800 tấn cà chua cô đặc/năm (chế biến theo công nghệ và thiết bị của ITALIA). Trong những năm gần đây, trên thị tr−ờng Việt Nam đã thấy xuất hiện một số sản phẩm chế biến từ cà chua: t−ơng ớt cà chua, n−ớc sốt cà chua của công ty Cholimex - Thành Phố Hồ Chí Minh, n−ớc cà chua của Vinamilk (phần lớn n−ớc cà chua đ−ợc sản xuất từ cà chua cô đặc đ−ợc nhập từ n−ớc ngoài). Tuy nhiên do tập quán và thói quen sử dụng thức ăn t−ơi của ng−ời Việt Nam (mùa nào thức ấy) nên các sản phẩm chế biến nói chung và sản phẩm chế biến cà chua nói riêng ch−a đ−ợc phổ biến rộng. 1.5 Một số yếu tố ảnh h−ởng tới quá trình sản xuất bột cà chua ảnh h−ởng của chế độ chần: Trong quá trình chế biến bột cà chua từ nguyên liệu quả t−ơi thì chần là một ph−ơng pháp xử lí nhiệt nguyên liệu nhằm nâng cao chất l−ợng sản phẩm và hiệu suất thu hồi dịch quả. Chế độ chần bao gồm nhiệt độ chần và thời gian chần có ảnh h−ởng không nhỏ đến chất l−ợng bán thành phẩm. Nếu cà chua đ−ợc chần ở nhiệt độ cao trong thời gian dài sẽ làm sẫm màu thịt quả, làm mất đi h−ơng thơm tự nhiên của quả, tạo mùi vị lạ (mùi nấu chín) và làm tổn thất một phần các chất hòa tan. Nh−ng nếu thời gian chần quá ngắn, nhiệt độ thấp thì sẽ không có tác dụng tiêu diệt các enzyme oxy hóa làm biến màu n−ớc quả, đồng thời hiệu suất thu hồi dịch quả thấp. Đối với nguyên liệu 11 quả t−ơi, th−ờng đ−ợc chần trong n−ớc hoặc hơi n−ớc ở nhiệt độ 75 - 1000C tùy theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu chế biến [18]. ảnh h−ởng của nồng độ chất khô của dịch tr−ớc sấy phun: Nồng độ chất khô của dịch tr−ớc sấy phun có ý nghĩa quan trọng trong vấn đề tiết kiệm chi phí và chất l−ợng sản phẩm. Tăng nồng độ chất khô có nghĩa là tăng độ nhớt của dịch vào, từ đó làm tăng kích th−ớc của hạt sản phẩm. Nếu một sản phẩm đ−ợc sấy với nồng độ dịch vào thấp, kích th−ớc hạt sẽ rất mịn và tính hoàn nguyên của sản phẩm sẽ kém. Thêm vào đó, việc thu lại bột từ cyclon và thiết bị lọc cũng có thể thấp. Nh− vậy, nồng độ chất khô của dịch vào thấp sẽ làm tăng giá thành của quá trình sấy phun. Tuy nhiên, nồng độ dịch vào quá cao sẽ sản sinh ra các giọt và sợi lớn, điều này dẫn đến yêu cầu thời gian sấy dài hơn và tính chất bột có nhiều tác dụng bất lợi. Thông th−ờng, với quá trình sấy phun dịch quả, nồng độ chất khô của dịch vào ở khoảng 20 - 50% tùy thuộc vào tính chất của dịch và loại vòi phun sử dụng [11]. ảnh h−ởng của nhiệt độ không khí sấy: Nhiệt độ không khí sấy liên quan trực tiếp đến độ nhạy của sản phẩm với nhiệt và cấu tạo của máy sấy. Nhiệt độ không khí vào tăng sẽ làm tăng sự nở và sự phân hủy của các hạt trong suốt quá trình sấy, điều này sẽ làm giảm mật độ khối của sản phẩm. Khi nhiệt độ không khí sấy thấp, độ ẩm các hạt vật liệu sấy sẽ còn khá cao nên bám nhiều nên thành buồng sấy, làm giảm hiệu suất thu hồi sản phẩm sau sấy. Khi nhiệt độ không khí sấy cao, các hạt vật liệu đạt độ ẩm khá tốt nh−ng sẽ có một ít vật liếu sấy bị cháy, bám lên thành gây ảnh h−ởng tới chất l−ợng sản phẩm. Nhìn chung, nhiệt độ 120 - 3000C đ−ợc sử dụng trong quá trình sấy thực phẩm [11]. ảnh h−ởng của tốc độ bơm nhập liệu: Tốc độ bơm nhập liệu có ảnh h−ởng lớn đến l−u l−ợng dòng nhập liệu, năng suất thiết bị và nhiệt độ không khí đầu ra. Tốc độ bơm nhập liệu tăng, đồng nghia với thời gian l−u của vật liệu sấy trong buồng sấy giảm, do đó hiệu quả sấy sẽ không cao. Độ ẩm sẽ tăng, phần hạt ẩm dính lại trong buồng sấy cũng tăng dẫn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm sau quá trình sấy phun giảm [20]. ảnh h−ởng của áp suất vòi phun: áp suất vòi phun có liên quan trực tiếp đến năng l−ợng cung cấp cho quá trình phun. Với một tốc độ dòng không đổi, việc tăng áp suất vòi phun sẽ làm tăng một l−ợng nhỏ năng l−ợng làm giảm kích th−ớc giọt phun. Trong thực tế, thông số phun của một sản phẩm ít khi biến đổi [11]. 12 II. Nguyên liệu và ph−ơng pháp nghiên cứu 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Cà chua quả Cà chua quả đ−ợc lấy từ nhiều nguồn khác nhau trên thị tr−ờng, bao gồm: - Giống cà chua PT 18: lấy mẫu tại Viện nghiên cứu Rau quả - Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội. - Giống cà chua XH2: lấy mẫu tại Viện nghiên cứu Rau quả - Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội. - Giống cà chua Savior: lấy mẫu tại Viện nghiên cứu Rau quả - Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội. - Giống cà chua HT 21: lấy mẫu tại Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I - Trâu Quỳ, Gia Lâm, Hà Nội. - Giống cà chua Đà Lạt: lấy mẫu tại chợ rau an toàn Vân Nội - Đông Anh, Hà Nội Đây là các giống đ−ợc trồng đại trà, cho năng suất cao, sản l−ợng lớn. 2.1.2 Nguyên liệu phụ - Axit: sử dụng axit thực phẩm: axit citric - Maltodextrin: Sử dụng maltodextrin có DE = 10 2.2 Thiết bị sử dụng - Máy sấy phun Buchi Mini Spray Dryer B-191 của Thụy Điển - Máy đo màu MINOLTA - CHROMAMETER CR200/231. - Máy đo độ cứng absolute của hãng Mitutoyo, Nhật Bản - Chiết quang kế - Cân điện tử - Thiết bị thí nghiệm: cốc đong, bình tam giác, ống đong, nhiệt kế, phễu… 2.3 Ph−ơng pháp nghiên cứu 2.3.1 Ph−ơng pháp phân tích - Xác định độ cứng của quả: Độ cứng của quả cà chua biểu thị cho độ chín của chúng. Độ cứng đ−ợc đo bằng máy đo độ cứng dựa trên nguyên tắc đo độ lún d−ới tác động của một lực bằng nhau theo ph−ơng vuông góc với mặt phẳng của quả trong cùng một đơn vị thời gian. Quả càng mềm thì độ lún càng lớn. - Xác định hàm l−ợng chất khô hoà tan Hàm l−ợng chất khô hòa tan đ−ợc xác định bằng chiết quang kế dựa trên nguyên tắc tia sáng bị khúc xạ khi đi từ một môi tr−ờng (không khí) vào một tr−ờng khác (chất lỏng). Dựa vào độ lệch của tia sáng có thể xác định đ−ợc hàm l−ợng chất hòa tan trong chất lỏng. 13 - Xác định hiệu suất thu hồi sản phẩm Hiệu suất thu hồi sản phẩm đ−ợc tính bằng % l−ợng chất khô trong sản phẩm so với l−ợng chất khô trong dịch quả tr−ớc khi sấy phun. - Các chỉ tiêu độ ẩm, protein, lipit, gluxit, vitamin C, lycopen, đ−ờng tổng số, axit và chỉ tiêu vi sinh vật đ−ợc thực hiện tại Viện kiểm nghiệm vệ sinh an toàn thực phẩm quốc gia, cụ thể nh− sau: STT Tên chỉ tiêu Ph−ơng pháp 1 Độ ẩm đo bằng máy đo độ ẩm (H/QT/19.62) 2 Hàm lượng Gluxit KNLTTP – 75 3 Hàm lượng Protein NMKL N06 4 Hàm l−ợng Lycopen AOAC 2000 5 Hàm l−ợng axit KNLTTP - 1975 6 Hàm l−ợng đ−ờng tổng số KNLTTP - 1975 7 Hàm l−ợng vitamin C HPLC (H/QT/19.104) 8 Tổng số VSV hiếu khí TCVN 4884: 2001 9 Tổng số Coliforms TCVN 4882: 2001 10 E.coli TCVN 6846: 2001 11 S.aureus TCVN 4830: 1989 12 B.cereus TCVN 4992: 2005 13 Samonella TCVN 4829: 2001 14 Tổng số bào tử NM-NM TCVN 5166: 1990 2.3.2 Ph−ơng pháp đánh giá cảm quan + Phép thử cho điểm chất l−ợng: Sử dụng phép thử cho điểm chất l−ợng tổng hợp của sản phẩm, thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79. Chất l−ợng sản phẩm đ−ợc đánh giá trên hệ điểm 20 xây dựng trên một thang thống nhất 6 bậc, 5 điểm (từ 0 đến 5), trong đó điểm 0 t−ơng ứng với chât l−ợng sản phẩm bị hỏng, còn điểm từ 1 đến 5 t−ơng ứng với mức khyết tật giảm dần. Tổng hệ số trọng l−ợng của tất cả các chỉ tiêu đ−ợc đánh giá cho một sản phẩm bằng 4. Quá trình đánh giá cảm quan đ−ợc thực hiện trong phòng phân tích cảm quan. Hội đồng đánh giá cảm quan gồm 10 chuyên gia có hiểu biết về sản phẩm đ−ợc đánh giấ. Các thành viên cho điểm vào phiếu và nộp lại sau giờ làm việc. (Bảng cho điểm và phiếu đánh giá cảm quan đ−ợc trình bày trong phụ lục 1,2) 14 Điểm chất l−ợng của sản phẩm đ−ợc tính toán dựa trên điểm của các thành viên và hệ số trọng l−ợng của các chỉ tiêu cảm quan. Theo hệ điểm 20, chất l−ợng cảm quan của sản phẩm đ−ợc chia thành 6 mức nh− sau: Số TT Mức chất l−ợng Điểm 1 Tốt 18,6 - 20 2 Khá 15,2 - 18,5 3 Trung bình 11,2 - 15,1 4 Kém 7,2 - 11,1 5 Rất kém 4,0 - 7,1 6 Hỏng 0,0 - 3,9. 2.3.3 Ph−ơng pháp nghiên cứu công nghệ a. Ph−ơng pháp chần: sử dụng ph−ơng pháp chần để xử lí nguyên liệu quả t−ơi nhằm nâng cao chât l−ợng sản phẩm. D−ới tác dụng của nhiệt độ, trong môi tr−ờng axit của quả, protopectin không tan chuyển hóa thành pectin hòa tan làm giảm c−ờng l−ợng liên kết giữa vỏ và thịt quả. Vì vậy, làm tăng hiệu suất thu hồi dịch quả và hàm l−ợng chất khô trong dịch quả. Quá trình chần còn góp phần bài khí, diệt enzzym và vi sinh vật cho sản phẩm để vitamin và các thành phần chất khô khác đỡ tổn thất hơn [22]. b. Ph−ơng pháp nghiền chà: để chuyển nguyên liệu dạng rắn sang dạng sệt và loại bỏ hạt. c. Ph−ơng pháp sấy: Nguyên liệu đ−ợc đ−a qua máy sấy phun để tạo bột. 15 iii. kết quả và bàn luận 3.1. Nghiên cứu xây dựng công thức sản xuất bột cà chua 3.1.1. Nghiên cứu xác định loại nguyên liệu và độ chín thích hợp cho mục đích sử dụng nguồn lycopen sẵn có. 3.1.1.1 Nghiên cứu xác định loại nguyên liệu thích hợp Trên thị tr−ờng có rất nhiều giống cà chua. Trong đó giống cà chua phù hợp với chế biến là các giống có khả năng phát triển tốt, chống chịu sâu bệnh và năng suất cao. Lựa chọn một số giống cà chua chế biến đ−ợc trồng tại Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I, Viện Nghiên cứu Rau quả, và giống cà chua đang đ−ợc bán nhiều trên thị tr−ờng ở thời điểm khảo sát. Tiến hành phân tích một số chỉ tiêu về ngoại hình, chỉ tiêu cơ lí, hoá lí của các giống cà chua này ở cùng thời kỳ chín đỏ. Kết quả thể hiện nh− sau: - Đặc điểm ngoại hình Bảng 3.1: Đặc điểm ngoại hình ở thời kỳ chín đỏ của một số giống cà chua phổ biến Màu sắc TT Giống Xuất xứ Hình dạng quả Vỏ quả Thịt quả 1 PT18 Viện nghiên cứu Rau quả Thuôn dài Đỏ đẹp, ít bóng Đỏ đậm 2 XH2 Viện nghiên cứu Rau quả Tròn, hơi dẹt Đỏ nhạt, hơi bóng Đỏ nhạt 3 HT21 Tr−ờng Đại học Nông nghiệp I Tròn Đỏ nhạt, ít bóng Đỏ nhạt 4 Savior Viện nghiên cứu Rau quả Ô van Đỏ, hơi bóng Đỏ đậm 5 Đà lạt Chợ rau an toàn Vân Nội, Đông Anh, Hà Nội Ô van Đỏ, bóng Đỏ đậm Đặc điểm ngoại hình của cà chua rất đa dạng. 5 giống cà chua đ−ợc nghiên cứu có hình dạng quả thay đổi từ hình tròn cho tới hình ovan. Quả chín đều và màu sắc quả chín của chúng đẹp, trong đó giống Savior, PT18 và cà chua Đà Lạt khi chín có màu đỏ đậm hơn so với quả chín của giống XH2 và HT21. - Chỉ tiêu cơ lí Bảng 3.2: Một số chỉ tiêu cơ lí ở thời kỳ chín đỏ của một số giống cà chua phổ biến TT Giống Chiều cao (mm) Đ−ờng kính (mm) Chiều dày thịt quả (mm) Số ngăn (ô) Độ cứng (mm) Khối l−ợng trung bình (g) 1 PT 18 56,3 50,2 6,2 2 - 3 0,63 73,71 2 XH2 48,6 54,5 5,7 4 - 5 0,70 73,91 3 HT21 49,1 48,8 6,8 2 - 3 0,58 69,85 4 Savior 55,75 54,5 7,5 3 - 4 0,54 86,9 16 5 Đà Lạt 61,2 59,2 6,1 3 - 4 0,64 93,35 Đa số các giống cà chua khảo sát thuộc dạng ít ngăn hạt (2 - 3 ngăn) hoặc có số ngăn hạt trung bình (3-4). Chỉ tiêu cơ lí liên quan tới việc vận chuyển và cất giữ quả chín. Quả có độ dày thịt quả lớn, độ chắc tăng lên, có khả năng vận chuyển và cất giữ dễ dàng - Chỉ tiêu hóa lí Bảng 3.3: Một số chỉ tiêu hoá lí ở thời kỳ chín đỏ của một số giống cà chua phổ biến Lycopen (mcg/100g) TT Giống Hàm l−ợng n−ớc (%) Chất khô hoà tan (0Bx) Đ−ờng tổng số (%) Axit tổng số (%) Vitamin C (mg%) Vỏ quả Thịt quả 1 PT18 93 4,9 2,65 0,27 24,0 9969 6895 2 XH2 95 3,5 2,31 0,21 20,0 8792 6119 3 HT21 95 4,2 2,13 0,26 18,7 9456 6727 4 Savior 93 4,8 2,56 0,25 19,2 11290 8290 5 Đà lạt 94 4,7 2,23 0,21 19,5 10366 7125 Chỉ tiêu hóa lí là chỉ tiêu quan trọng đối cà chua nguyên liệu. Sự biến đổi của các thành phần trong quả sẽ làm thay đổi khẩu vị và h−ơng thơm của quả, ảnh h−ởng tới chất l−ợng bán thành phẩm và thành phẩm sau này. Khi chế biến quả có hàm l−ợng n−ớc ít và chất khô hòa tan cao sẽ cho hiệu suất thu hồi cao hơn. Với mục tiêu của đề tài sản xuất bột cà chua giàu lycopen, vì vậy hàm l−ợng lycopen trong nguyên liệu đ−ợc coi là chỉ tiêu quan quan trọng nhất. Giống cà chua Savior đ−ợc trồng tại Viện nghiên cứu rau quả có hàm l−ợng lycopen trong thịt quả cao nhất, đồng thời hàm l−ợng lycopen ở vỏ quả (phần thải bỏ) t−ơng đối ít. Ngoài ra, loại giống này còn có hàm l−ợng đ−ờng và chất khô hoà tan cao, khẩu vị ngọt, h−ơng thơm đặc tr−ng. Savior thuộc dạng ít ngăn hạt, quả chắc nên dễ dàng vận chuyển đến nơi sản xuất. Do vậy, chọn giống cà chua Savior làm nguyên liệu nghiên cứu. 3.1.1.2 Nghiên cứu xác định độ chín thích hợp. Thành phần nguyên liệu biến đổi rất lớn trong quá trình chín. Xác định độ chín của nguyên liệu khi chế biến là điều cần thiết nhằm chọn độ chín thích hợp để chế biến sản phẩm chất l−ợng tốt. Tiến hành phân tích một số chỉ tiêu của giống cà chua Savior ở các độ chín khác nhau tính từ khi quả chuyển màu. Kết quả thể hiện nh− bảng sau: Bảng 3.4: Thành phần giống cà chua Savior ở các độ chín khác nhau. Lycopen (mcg/100g) TT Độ chín Màu sắc H−ơng vị CK hòa tan (0Bx) Vỏ quả Thịt quả 1 Thời kì chuyển màu Màu xanh, đỉnh quả Hơi ngái, vị chua gắt 1,9 94,39 120,82 17 có màu vàng 2 Thời kỳ chín hồng Vàng xanh, sáng Mùi thơm đặc tr−ng không rõ, vị chua 2,6 154,91 296,97 3 Thời kỳ quả hồng hoặc đỏ Hồng nhạt Thơm, vị chua 4,0 6610 5940 4 Thời kỳ quả chín đỏ Đỏ đậm Thơm đặc tr−ng, vị chua dịu 4,8 11290 8290 Thành phần chất khô của cà chua có xu h−ớng tăng lên khi chín, trong đó hàm l−ợng lycopen tăng 120 lần từ khi quả chuyển màu đến thời kì quả chín đỏ. Sự thay đổi thành phần hóa học sẽ ảnh h−ởng tới màu sắc và h−ơng vị của quả. Lycopen là thành phần tạo nên màu đỏ của cà chua. Vì vậy, cà chua ở thời kỳ chuyển màu có rất ít lycopen do màu sắc chủ yếu của quả lúc này vẫn là màu xanh. Đến thời kỳ quả hồng hoặc đỏ, màu đỏ tăng nhanh tạo nên b−ớc nhảy lớn về mức tăng hàm l−ợng lycopen trong cả vỏ và thịt quả. Quả ở thời kì chín đỏ có hàm l−ợng chất hòa tan và lycopen cao nhất, có chất l−ợng màu sắc, mùi vị tốt nhất. Do đó, thời kỳ này là độ chín thích hợp để sản xuất bột cà chua. 3.1.2. Nghiên cứu xây dựng công thức sản xuất sản phẩm bột cà chua giàu lycopen. 3.1.2.1 Xác định nhiệt độ chần thích hợp Tiến hành chần nguyên liệu cà chua ở các nhiệt độ: 75, 80, 85, 90, 95, 1000C trong cùng thời gian 2 phút. Cà chua sau chần đ−ợc làm nguội ngay bằng n−ớc lạnh luân l−u và đem xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch quả thu đ−ợc. Kết quả đ−ợc trình bày ở bảng sau: Bảng 3.5: ảnh h−ởng của nhiệt độ chần tới chất l−ợng dịch quả TT Nhiệt độ Màu sắc Mùi vị Hiệu suất thu hồi Chất khô hoà tan 1 ĐC Đỏ xám Thơm đặc tr−ng, hơi chua 67 4,2 2 750C Đỏ,hơi nhạt Thơm đặc tr−ng, hơi chua 72 4,2 3 800C Đỏ Thơm đặc tr−ng, hơi chua 78 4,3 4 850C Đỏ sáng Thơm đặc tr−ng, hơi chua 88 4,4 5 900C Đỏ sáng Thơm đặc tr−ng, hơi chua 90 4,6 6 950C Đỏ, hơi sẫm Thơm, hơi nồng 87 4,4 7 1000C Đỏ sẫm Mùi nấu chín, nồng 87 4,4 Ghi chú: ĐC là mẫu đối chứng (không chần) Quá trình chần (chế biến nhiệt) góp phần bài khí cho sản phẩm nhằm hạn chế quá trình oxi hóa làm tổn thất chất khô và ảnh h−ởng xấu đến chất l−ợng sản phẩm. Đồng thời d−ới tác dụng của nhiệt độ khi chần và môi tr−ờng axit của quả, quá trình thủy phân 18 protopectin thành pectin xảy ra. Protopectin không hòa tan chuyển thành pectin hòa tan, làm giảm c−ờng lực liên kết giữa các tế bào, và nồng độ chất khô hòa tan tăng lên. Qua kết quả thu đ−ợc thấy rằng khi nhiệt độ chần tăng lên thì hàm l−ợng chất khô hòa tan của dịch quả thu đ−ợc tăng lên. Nh−ng đến nhiệt độ cao hơn 900C làm vỏ quả bị nứt, hàm l−ợng chất khô của dịch quả giảm xuống do chất khô bi tổn thất ra ngoài qua vết nứt. Nh− vậy, chần quả ở 900C sẽ cho hiệu suất thu hồi và nồng độ chất khô của dịch quả cao nhất, đồng thời các chỉ tiêu về màu sắc, mùi vị có chất l−ợng tốt. Vậy chọn nhiệt độ chần là 900C 3.1.2.2 Xác định thời gian chần thích hợp Tiến hành chần cà chua ở nhiệt độ 900C trong thời gian 0,5 - 3 phút. Cà chua sau chần đ−ợc đ−ợc làm nguội ngay bằng n−ớc lạnh luân l−u và đem xác định các chỉ tiêu hóa lý của dịch quả thu đ−ợc. Kết quả đ−ợc trình bày bởi bảng sau: Bảng 3.6: ảnh h−ởng của thời gian chần đến chất l−ợng sản phẩm TT Thời gian (phút) Hiệu suất thu hồi Chất khô hoà tan Màu sắc Mùi vị 1 ĐC 67 4,2 Đỏ xám Thơm đặc tr−ng, hơi chua 2 0,5 75,1 4,3 Đỏ, hơi nhạt Thơm đặc tr−ng, hơi chua 3 1 86,6 4,5 Đỏ Thơm đặc tr−ng, hơi chua 4 1,5 90,5 4,6 Đỏ sáng Thơm đặc tr−ng, hơi chua 5 2 90 4,6 Đỏ sáng Thơm đặc tr−ng, hơi chua 6 2,5 85,6 4,5 Đỏ hơi sẫm Thơm, hơi nồng 7 3 78,4 4,4 Đỏ sẫm Mùi nấu chín, nồng Thời gian chần cũng ảnh h−ởng tới nồng độ chất khô dịch quả và hiệu suất thu hồi t−ơng tự nh− nhiệt độ chần. Thời gian chần tăng, hiệu suất thu hồi và nồng độ chất khô của dịch quả tăng lên do có sự chuyển hóa protopectin không tan thành pectin hòa tan. Thời gian tác dụng nhiệt kéo dài dẫn đến petin bị phân hủy làm quả bị nhũn và có hiện t−ợng nứt làm giảm hiệu suất thu hồi và tổn thất chất khô của dịch quả. Qua kết quả thu đ−ợc thấy rằng cà chua đ−ợc chần ở thời gian 1,5 phút sẽ cho hiệu suất thu hồi cao nhât, đồng thời các chỉ tiêu về màu sắc, mùi vị có chất l−ợng tốt. Vậy chọn thời gian chần 1,5 phút. 3.1.2.3 Xác định tỷ lệ bổ sung maltodextrin vào dịch tr−ớc sấy phun Tiến hành chần quả ở nhiệt độ 900C, thời gian 1,5 phút. Quả sau khi chần đ−ợc làm nguội và chà lần l−ợt qua rây có kích th−ớc 1mm2 và 0,06mm2. Dịch quả sau khi chần có nồng độ chất khô hòa tan 4,60Bx. Phối chế dịch quả với maltodextrin với tỷ lệ khối l−ợng maltodextrin/tổng khối l−ợng chất khô hòa tan trong dịch quả lần l−ợt là 30/70, 40/60, 50/50. Sấy phun dịch quả đã phối chế maltodextrin ở chế độ sấy phun nh− sau: - Nhiệt độ không khí vào: 1300C 19 - Nhiệt độ không khí ra: 820C - áp suất vòi phun: 1,2 bar - Tốc độ bơm nhập liệu: 30 ml/phút Kết quả đ−ợc thể hiện nh− bảng sau: Bảng 3.7: ảnh h−ởng của tỷ lệ tổng chất khô của dịch quả/maltodextrin TT Khối l−ợng maltodextrin/tổng CK của dịch quả Hiệu suất thu hồi (%) Độ ẩm sản phẩm (%) Cảm quan 1 30/70 65 5,5 Dịch bám vào thành thiết bị nhiều, sản phẩm cuối cùng −ớt, dạng dẻo, 2 40/60 71 3,5 Dịch bám vào thành thiết bị ít, sản phẩm cuối cùng khô, thơm, màu hồng đậm, 3 50/50 71 3,5 Dịch bám vào thành thiết bị ít, sản phẩm cuối cùng khô, thơm, màu hồng nhạt, Tỷ lệ maltodextrin có ảnh h−ởng đến tính chất của sản phẩm cuối cùng. Do dịch cà chua có hàm l−ợng axit hữu cơ và hàm l−ợng đ−ờng cao nên khi sấy phun ở nhiệt độ cao, các phân tử bột hình thành có tính hút ẩm rất lớn. Vì vậy dịch bám lên thành thiết bị nhiều làm giảm hiệu suất thu hồi, đồng thời cấu tử bám trên thành thiết bị dễ bị cháy do chịu tác động của nhiệt độ cao trong thời gian dài. Maltodextrin đóng vai trò là chất mang trong quá trình sấy phun làm giảm tính hút ẩm của bột cà chua. Khi l−ợng maltodextrin đ−ợc bổ sung ít, tính hút ẩm của bột cà chua vẫn còn cao, vì vậy sản phẩm cuối cùng ở dạng dẻo và bám nhiều vào thành thiết bị. Khi có nhiều maltodextrin, quá trình sấy đ−ợc thực hiện dễ dàng, dịch bám lên thành thiết bị ít nh−ng màu của bột cà chua nhạt đi do màu trắng của maltodextrin. Qua thí nghiệm trên, bổ sung maltodextrin với tỷ lệ tổng chất khô của dịch quả/maltodextrin = 60/40 cho sản phẩm bột cà chua khô, có màu sắc tốt. Vậy bổ sung maltodextrin theo tỷ lệ tổng chất khô của dịch quả/maltodextrin = 60/40. 3.1.2.4 Xác định nhiệt độ sấy thích hợp Chuẩn bị dịch cà chua sấy phun, phối trộn maltodextrin theo tỷ lệ tổng chất khô của dịch quả/maltodextrin = 60/40. Tiến hành sấy phun với tốc độ bơm nhập liệu 30 ml/phút, áp suất vòi phun 1,2 bar và nhiệt độ sấy thay đổi lần l−ợt 110, 120, 130, 140, 1500C. Kết quả thể hiện nh− bảng sau: Bảng 3.8. ảnh h−ởng của nhiệt độ không khí vào TT Nhiệt độ sấy (0C) Hiệu suất Độ ẩm sản Cảm quan 20 thu hồi (%) phẩm (%) 1 110 64 4,4 Dịch bám vào thành thiết bị nhiều, sản phẩm ra ở dạng dẻo, ch−a khô 2 120 66 4,4 Dịch bám vào thành thiết bị ít, sản phẩm ra ở dạng dẻo, ch−a khô 3 130 71 3,5 Dịch bám vào thành thiết bị ít, sản phẩm ra khô, mùi thơm đặc tr−ng 4 140 70 3 Dịch bám vào thành thiết bị ít, sản phẩm ra khô, mùi thơm, 5 150 70 2,85 Dịch bám vào thành thiết bị ít nh−ng bị cháy, sản phẩm khô, có mùi khét, Nhiệt độ cao quá hay thấp quá đều bất lợi cho quá trình sấy dịch cà chua. Nhiệt độ không khí sấy thấp thì độ ẩm các hạt vật liệu sấy vẫn còn khá cao nên bám nhiều lên thành buồng sấy làm giảm hiệu suất thu hồi của sản phẩm sau sấy. Nhiệt độ không khí sấy cao, mặc dù đạt độ ẩm khá tốt nh−ng sẽ có một ít vật liệu sấy bị cháy, sản phẩm sau sấy giảm mùi thơm, màu đỏ t−ơi chuyển sang màu đỏ thẫm. Kết quả thu đ−ợc cho thấy nhiệt độ sấy ở 130 và 1400C cho hiệu suất thu hồi cao, sản phẩm có độ ẩm và tính chất cảm quan tốt. Tuy nhiên, chọn nhiệt độ không khí sấy là 1300C nhằm hạn chế tối đa tác động của nhiệt độ cao tới các thành phần của bột. 3.1.2.5 Xác định tốc độ bơm nhập liệu Chuẩn bị dịch cà chua sấy phun, phối trộn maltodextrin theo tỷ lệ tổng chất khô của dịch quả/maltodextrin = 60/40. Tiến hành sấy phun với nhiệt độ không khí vào 1300C, áp suất vòi phun 1,2 bar, tốc độ bơm nhập liệu thay đổi 20, 30, 40 ml/phút. Kết quả thu đ−ợc nh− bảng sau: Bảng 3.9. ảnh h−ởng của tốc độ bơm nhập liệu TT Tốc độ bơm nhập liệu (ml/phút) Hiệu suất thu hồi (%) Độ ẩm sản phẩm (%) Cảm quan 1 20 67 3 Sản phẩm khô, mầu hồng, l−ợng sản phẩm bám vào thành thiết bị ít 2 30 71 3,5 Sản phẩm khô, màu hồng đậm, l−ợng sản phẩm bám vào thành thiết bị ít 3 40 65 4,5 Sản phẩm −ớt, màu đỏ cam, bám nhiều vào thành thiết bị Tốc độ bơm nhập liệu có ảnh h−ởng lớn đến l−u l−ợng dòng nhập liệu, năng suất thiết bị và cả nhiệt độ không khí đầu ra. Tốc độ bơm nhập liệu tăng đồng nghĩa với thời gian l−u của vật liệu sấy trong buồng sấy giảm, l−ợng hơi n−ớc thoát ra từ dịch quả ít hơn. Độ ẩm 21 sẽ tăng, phần hạt ẩm dính lại trong buồng sấy cũng tăng dẫn đến hiệu suất thu hồi sản phẩm sau quá trình sấy phun giảm. Qua kết quả thu đ−ợc, chọn tốc độ bơm nhập liêu là 30 ml/phút, ứng với hiệu suất thu hồi 71% và độ ẩm của sản phẩm 3,5% sẽ cho sản phẩm có chất l−ợng tốt đồng thời tăng hiệu quả quá trình sấy phun. (vì tốc độ thấp, thời gian sấy một đơn vị khối l−ợng dịch quả tăng lên) 3.1.2.6 Xác định áp suất vòi phun Chuẩn bị dịch cà chua sấy phun, phối trộn maltodextrin theo tỷ lệ tổng chất khô của dịch quả/maltodextrin = 60/40. Tiến hành sấy phun với nhiệt độ không khí vào 1300C, tốc độ bơm nhập liệu 30 ml/phút. áp suất vòi phun thay đổi 1, 1,2, 1,5 bar. Kết quả thu đ−ợc nh− bảng sau: Bảng 3.10. ảnh h−ởng của áp suất vòi phun TT áp suất vòi phun (bar) Hiệu suất thu hồi (%) Độ ẩm sản phẩm (%) Cảm quan 1 1 65 4,5 Dịch phun vào buồng sấy yếu, không liên tục, sản phẩm khô 2 1,2 71 3,5 Dịch phun vào buồng sấy đều và ổn định, sản phẩm khô 3 1,5 70 3 Dich phun vào buồng sấy mạnh, đều, sản phẩm khô Khi tốc độ quay của đĩa phun nhanh hơn sẽ làm các hạt s−ơng có kích th−ớc nhỏ hơn, diện tích tiếp xúc với không khí nóng tăng, đồng thời hạt nhẹ và khô sẽ ít bị dính lại trên thành buồng sấy, hiệu suất thu hồi cao hơn và độ ẩm thấp hơn. Qua kết quả thu đ−ợc cho thấy ở áp suất phun 1,2 và 1,5 bar cho dịch phun đều và sản phẩm có độ khô tốt nh−ng ở áp suất 1,5 bar yêu cầu cần nhiều năng năng l−ợng cho máy nén khí hơn. Để tiết kiệm chi phí, chọn áp suất vòi phun 1.2 bar ứng với hiệu suất thu hồi 71%, độ ẩm 3,5% 3.2. Xây dựng quy trình sản xuất và theo dõi thời gian bảo quản 3.2.1. Qui trình sản xuất sản phẩm 22 - Quy trình sản xuất Quy trình sản xuất bột cà chua giàu lycopen nh− sơ đồ sau: Phân loại, lựa chọn Rửa sạch Chần Làm nguội Chà Phối chế Sấy phun Đóng gói Bảo quản Giống Savior ở thời kỳ chín đỏ + t0= 900 C + t = 1,5 phút. + Dung dịch chần: axit citric 0,1% L−ới chà: + 1 mm + 0,006 mm Tỷ lệ phối trộn: tổng chất khô của dịch quả/ chất khô của Maltodextrin = 60/40 + t0kk = 1300C + áp suất vòi phun: 1,21 bar + tốc độ: 30 ml/phút Cà chua quả Dịch thịt quả Sản phẩm Vỏ, hạt 23 - Thuyết minh quy trình 1. Cà chua Savior đ−ợc mua tại Viện nghiên cứu rau quả với độ chín ở thời kì chín đỏ. Loại bỏ quả bầm dập, rửa sạch. 2. Chần cà chua trong dung dịch axit citric 0,1%, nhiệt độ chần 900C, thời gian chần 1,5 phút. Cà chua sau khi chần đ−ợc làm nguội bằng n−ớc lạnh luân l−u. 3. Sau khi làm nguội, cà chua đ−ợc chà lần l−ợt qua 2 l−ới chà có kích th−ớc 1mm2 và 0,006 mm2 giúp làm nhỏ phần thịt quả không tan tới mức có thể đi qua vòi phun của máy sấy phun. 4. Phối chế dịch cà chua sau chà với Maltodextrin theo tỷ lệ khối l−ợng maltodextrin/tổng khối l−ợng phần chất khô hòa tan trong dịch quả = 40/60. 5. Tiến hành sấy phun với các thông số: nhiệt độ không khí 1300C, tốc độ bơm nhập liệu 30 ml/phút, áp suất vòi phun 1,21 bar. 6. Đóng gói bột thành phẩm bằng túi màng thiếc và theo dõi trong thời gian bảo quản. 3.2.2. Đánh giá chất l−ợng sản phẩm 3.2.2.1 Phân tích chỉ tiêu hóa lí và vi sinh Sản phẩm đ−ợc đóng gói trong bao màng thiếc. Kiểm tra một số chỉ tiêu vi sinh và hoá lý của sản phẩm ngay sau khi sản xuất. Kết quả thu đ−ợc nh− bảng sau: Bảng 3.11: Kết quả phân tích bột cà chua STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Kết quả 1 Độ ẩm % 3,5 2 Hàm l−ợng Gluxit g/100g 65 4 Hàm l−ợng Protein g/100g 5,9 5 Hàm l−ợng Lycopen mg/100g 40,69 6 Tổng số VSV hiếu khí CFU/g 2x10 7 Coliforms MPN/g KPH 8 E.coli MPN/g KPH 9 Cl.perfringens CFU/g KPH 10 B.cereus MPN/g KPH 11 Tổng số tế bào Nấm men- nấm mốc cfu/25g KPH 3.2.2.2 Kết quả đánh giá cảm quan Ph−ơng pháp cho điểm chất l−ợng 24 Tính chất Thành viên Đánh giá cảm quan bột cà chua sản xuất đ−ợc theo ph−ơng pháp cho điểm chất l−ợng theo tiêu chuẩn TCVN 3215-79. Hội đồng đánh giá cảm quan gồm 10 chuyên gia. Chất l−ợng của sản phẩm đ−ợc đánh giá theo thang điểm từ 0 - 5, trong đó điểm 0 là sản phẩm không đ−ợc chấp nhận, điểm 5 là sản phẩm đạt độ hoàn thiện cao nhất. Kết quả đánh giá cảm quan thể hiện nh− bảng sau: Bảng 3.12: Kết quả đánh giá cảm quan bột cà chua T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10Tổng Hệ số trọng l−ợng TB có trọng l−ợng Trạng thái 4 5 4 5 4 5 4 5 5 5 46 1,2 5,52 Màu 4 4 5 4 4 4 5 5 4 4 43 0,8 3,44 Mùi 5 5 4 4 5 4 4 4 5 4 44 0,8 3,52 Vị 4 4 5 5 4 5 5 4 5 5 46 1,2 5,52 Điểm chất l−ợng 18 Sản phẩm có điểm chất l−ợng 18, đạt mức chất l−ợng khá theo tiêu chuẩn TCVN 3215- 79. 3.2.3. Theo dõi chất l−ợng sản phẩm trong thời gian bảo quản Theo dõi chất l−ợng sản phẩm theo thời gian bảo quản 6 tháng. Phân tích định kì 3 tháng/lần các chỉ tiêu hoá lý và vi sinh của bột cà chua thành phẩm. Kết quả nh− bảng sau: Bảng 3.14: Kết quả phân tích bột cà chua theo theo thời gian bảo quản Kết quả STT Tên chỉ tiêu Đơn vị Sau 3 tháng Sau 6 tháng 1 Độ ẩm % 3,5 3,6 2 Hàm l−ợng Gluxit g/100g 64,9 64 4 Hàm l−ợng Protein g/100g 5,91 5,87 5 Hàm l−ợng Lycopen mg/100g 40,65 40,62 6 Tổng số VSV hiếu khí CFU/g 2,5x10 4,3x10 7 Coliforms MPN/g KPH KPH 8 E.coli MPN/g KPH KPH 9 Cl.perfringens CFU/g KPH KPH 10 B.cereus MPN/g KPH KPH 11 Tổng số tế bào Nấm men- nấm mốc Cfu/g KPH KPH 25 3.3 Sơ bộ tính toán giá thành của sản phẩm Bảng 3.15: Dự kiến giá thành cho 1kg sản phẩm TT Khoản chi/ Mục chi Đơn vị Số l−ợng Đơn giá (đồng/kg) Thành tiền (đồng) A Nguyên vật liệu chính Cà chua kg 26 10000 260000 B Nguyên liệu phụ, bao bì 5000 Maltodextrin g 550 20000 11000 Nguyên liệu khác, bao bì 5000 C Nhân công 8000 D Điện, nhiên liệu 6000 Tổng cộng 290000 Giá thành một gói sản phẩm 10 g 2900 26 Phần iv: kết luận Nghiên cứu đã đạt đ−ợc một số vấn đề sau: 1. Khảo sát thành phần quả chín của các giống cà chua chế biến hiện có trên thị tr−ờng Việt Nam, lựa chọn đ−ợc giống cà chua Savior đ−ợc trồng tại viện Nghiên cứu Rau quả là giống có hàm l−ợng lycopen trong thịt quả cao nhất, thích hợp cho sản xuất bột cà chua giàu lycopen. 2. Độ chín thích hợp của giống cà chua Savior cho chế biến là quả ở thời kỳ chín đỏ, lúc này hàm l−ợng lycopen trong thịt quả cao nhất. 3. Xây dựng đ−ợc công thức sản xuất sản phẩm với các thông số - Chế độ chần: nhiệt độ 900C, thời gian 1,5 phút - Sử dụng chất mang: Maltodextrin DE = 10, phối trộn theo tỷ lệ khối l−ợng maltodextrin/tổng khối l−ợng chất khô hòa tan của dịch quả = 40/60. - Chế độ sấy phun: nhiệt độ không khí vào: 1300C, áp suất vòi phun 1,21 bar, tốc độ dịch vào 30 ml/phút. 4. Chất l−ợng cảm quan của sản phẩm ngay sau khi sản xuất đạt loại KHá theo phép thử cho điểm chất l−ợng TCVN 3215-79. 5. Sản phẩm cuối cùng có hàm l−ợng lycopen 40,69 mg%. Sau thời gian bảo quản 6 tháng, hàm l−ợng protein, gluxit, lycopen gần nh− không thay đổi. Chỉ tiêu vi sinh sau 6 tháng đạt bảo quản đạt tiêu chuẩn 46 của Bộ Y tế. 27 Kiến nghị 1. Sản phẩm nên theo dõi trong thời gian dài hơn để có thể đ−a ra hạn sử dụng của sản phẩm. . 28 TàI LIệU THAM KHảO 1. DiMascio P., Kaiser S., Sies H. (1989), “Lycopen as the most effective biological carotenoid singlet oxygen quencher”, Arch biochem biophys, 274, 532-538. 2. A.Venket Rao, and Sanjiv Agarwal (2000), “Role of Antioxidant Lycopene in Cancer and Heart Disease”, Journal of the American College of Nutrion, Vol. 19, No. 5, 563 - 569. 3. Lenore Arab and Susan Steck (2000), “Lycopen and cardiovascular disease”. The American journal of Clinical Nutrition, 71, 1691s – 1695s. 4. Giovannucci E., Ascherio A., Rimm E.B., Stampfer M,J., Colditz G.A., Willett W.C. (1995), “Intake of carotenoids and retinol in relation to risk of prostate cancer”, J Natl Cancer Inst, 87, 1767-1776. 5. Maruyama C., Imamura K., Oshima S., Suzukawa M., Egami S., tonomoto M., Baba N., Harada M., Auaori M., Inakuma T., Ishikawa T (2001), “Effects of tomato juice consumption on plasma and lipoprotein carotenoid concentrations and the susceptibility of low density lipoprotein to oxidative modification”, J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo), 47, 213-221. 6. Rao A.V., Honglei Shen (2002), “Effect of low dose lycopene intake on lycopene bioavailability and oxidative stress”, Nutrition research, 22, 1125-1131. 7. Nguyen M.L., Schwartz S.J. (1999), “Lycopene: chemical and biological properties, Food technol, 53(2), 38-45. 8. Shi, J.Maguer, M.le, (2000), “Lycopen in tomatoes: chemical and physical properties affected by food processing”, Critical reviews in food Science and nutrition, Vol 40, 1- 42. 9. United States Department of Agriculture, Foreign Agricultural Service (2007),. “The U.S. and World Situation: Fresh and processed tomatoes”. 10. United States Department of Agriculture, Foreign Agricultural Service (2008). “The U.S. and World tomato Situation”. 11. D. S. Smith, J. N. Cash, W.-K.nip, Y.h. Hui (1997), Processing vegetables science and technology, Technomic Publishing Company, Inc, 389 – 417. 12. Lê Ngọc Tú (chủ biên), 2005. Hoá sinh công nghiệp. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 13. Tạ Thu Cúc (1999). Kỹ thuật trồng cà chua. Nhà xuất bản nông nghiệp, Hà Nội. 14. Mai Thị Ph−ơng Anh (2003). Kỹ thuật trồng cà chua an toàn quanh năm. Nhà xuất bản Nghệ An. 15. Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn (2005). 575 giống cây trồng nông nghiệp mới. Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội. 29 16. GS. TS Đ−ờng Hoàng Dật (2003). Kỹ thuật trồng cà và cà chua, NXB Lao động - xã hội. 17. Bộ Y tế, Viện Dinh d−ỡng, 2007. Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam. Nhà Xuất bản Y học Hà Nội. 18. Hoàng Thị Lệ Hằng (2004), “Xây dựng và hoàn thiện quy trình chế biến một số sản phẩm từ cà chua phục vụ nội tiêu và xuất khẩu”, Báo cáo nghiên cứu khoa học đề tài cấp nhà n−ớc KC. 06. 10NN. 19. Nguyễn Hồng Minh, Kiều Thị Th−, (2006), “Giống cà chua lai HT21”, Tạp chí khoa học và phát triển, Tr−ờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội, Số 4/2006. 20. Tôn Nữ Minh Nguyệt, Đào Văn Hiệp, (2005), “Nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật sấy phun trong sản xuất bột chanh dây”, Báo cáo hội nghị khoa học và công nghệ lần 9, Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh. 21. Hà Duyên T− (2006), Kĩ thuật phân tích cảm quan, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 22. Nguyễn Văn Thoa, Nguyễn Văn Tiếp, Quách Đĩnh (1982), Kỹ thuật bảo quản và chế biến rau quả, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật. 30 Phụ lục Phụ lục 1: Phiếu đánh giá cảm quan sản phẩm bột cà chua. PHIẾU TRẢ LỜI Phộp thử cho điểm chất lượng (TCVN 3215 – 79) Họ và tờn: Ngày thử: Sản phẩm: Bột cà chua Anh (chị) nhận được 1 mẫu sản phẩm bột cà chua. Anh (chị) hóy thử và cho điểm sản phẩm trờn cỏc chỉ tiờu cảm quan: trạng thỏi, màu, mựi, vị theo thang điểm từ 0 đến 5 (thang điểm cú trong bản hướng dẫn đi kốm). Anh (chị) sẽ thử sản phẩm theo cỏc bước sau: • Quan sỏt đĩa bột cà chua về cỏc đặc điểm: màu sắc, trạng thỏi. • Ngửi mựi trờn miệng đĩa. • Nếm một thỡa nhỏ bột để xỏc định vị. Anh chị cú thể thử lại nhiều lần. Chỳ ý dựng nước thanh vị sau mỗi lần thử. Trả lời: STT Tờn chỉ tiờu Điểm chất lượng 1 Trạng thỏi 2 Màu 3 Mựi 4 Vị Nhận xột: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ……… Người thử (Kớ và ghi rừ họ tờn) 31 Phụ lục 2: Bảng h−ớng dẫn cho điểm BẢNG HƯỚNG DẪN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG BỘT CÀ CHUA Chỉ tiờu cảm quan Đặc điểm Điểm chất lượng Hệ số trọng lượng Màu đỏ của cà chua tươi 5 Màu hồng đậm 4 Màu hồng 3 Màu hồng nhạt 2 Màu trắng hơi hồng hoặc hơi cú màu vàng nõu 1 Màu sắc Màu trắng hoặc màu đỏ nõu 0 0,8 Mựi thơm đặc trưng của cà chua 5 Mựi thơm của cà chua 4 Mựi thơm nhẹ của cà chua 3 Mựi hơi nồng 2 Mựi nấu chớn, nồng 1 Mựi Mựi khột, chỏy hoặc cú mựi lạ 0 0,8 Vị ngọt của cà chua ( vị umami) đậm và vị chua dịu 5 Vị ngọt cà chua 4 Vị ngọt cà chua nhẹ, và vị chua nhẹ 3 Vị ngọt ớt, vị chua mạnh hơn vị ngọt 2 Khụng cũn cảm nhận thấy vị của cà chua, vị chua 1 Vị Khụng cú vị đặc trưng, xuất hiện vị lạ: mốc, lờn men 0 1,2 Dạng bột, đồng nhất, mịn, tơi thành từng hạt, khụng cú tạp chất lạ 5 Dạng bột, đồng nhất, kộm mịn, khụng vún cục, khụng cú tạp chất lạ 4 Dạng bột, khụng vún cục, khụng cú tạp chất lạ 3 Dạng bột hơi ẩm dớnh thành từng cục 2 Bột bị đúng bỏnh thành từng miềng lớn 1 Trạng thỏi Bị đúng bỏnh, cú tạp chất lạ 0 1,2 (Hệ số trọng l−ợng đ−a ra dựa trên mức độ ảnh h−ởng của tính chất cảm quan đến chất l−ợng sản phẩm)