Đang tải... (xem toàn văn)
8 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1 1 TỔNG QUAN TRÁI ĐIỀU 1 1 1 Cây điều Cây điều có tên khoa học là Anacardium occidentale Linn , còn được gọi là cây đào lộn hột có nguồn gốc từ Brasil khu vực Nam Mỹ (hì[.]
CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 TỔNG QUAN TRÁI ĐIỀU 1.1.1 Cây điều Cây điều có tên khoa học Anacardium occidentale Linn., gọi đào lộn hột có nguồn gốc từ Brasil-khu vực Nam Mỹ (hình 1.1) Cây có đặc tính gỗ tốt, có chứa thành phần dinh dưỡng tốt cho sức khỏe người (vitamin, khống, hàm lượng polyphenol, ) ăn nên nhanh chóng phổ biến rộng rãi khắp giới Phân loại thực vật: Giới: Thực vật (Plantae) Ngành: Thực vật có hoa (Angiospermae) Lớp: Hai mầm thực (Eudicots) Phân lớp: Phân lớp Hoa hồng (Rosids) Bộ: Bồ (Sapindales) Họ: Đào lộn hột (Anacardiaceae) Chi: Đào lộn hột (Anacardium) Loài: Đào lộn hột (Anacardium occidental) Hình 1.1 Hình ảnh vườn điều điều Luan van Cây trồng sau 2-3 năm bắt đầu trở hoa, thời gian hoa thường kéo dài khoảng tháng [4] Cây điều sau hoa thụ phấn thành cơng thật (hạt điều) phát triển kích thước nhanh vịng 1,5 tháng đạt kích thước tối đa Từ ngưng phát triển chuyển sang phình to phần cuống tạo thành giả, điều thường có hai phần giả thật (hình 1.2) Từ sau năm 1999 Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn cho phép trồng khu vực hóa 10 giống Điều như: PN1, LG1, MH4/5, MH5/4… Được nhân giống phương pháp ghép, cho suất 2-3 tấn/ha nhiều tỉnh Đơng Nam Bộ Hình 1.2 Hình trái điều (quả thật giả) 1.1.3 Giá trị dinh dưỡng điều Thịt điều (Quả giả): chín chứa 85% dịch quả, dịch có hàm lượng đường chiếm 8-10%, chủ yếu đường khử Ngồi cịn có vitamin C (cao gấp 5-6 lần so với chanh, 7-8 lần so với quýt, bưởi gấp nhiều lần so với chuối), B1, B2, PP, caroten Đặc biệt có nhiều Fe (cao gấp 30 lần so với chanh (IRAF, 1974), Ca, P Trung bình trọng lượng đạt 50g độ pH dịch 3,9-4,1 Tổng chất khơ hồ tan 12-13%, độ axit 0,2-0,35 %, tanin 0,3 - 0,5 %, chất chát ra, người ta cho có polyphenol có dịch điều gây vị đắng gắt Trên thực tế có nhiều dạng điều khác tuỳ theo hình dáng màu sắc, mặt thành phần hoá học dịch khơng thật khác biệt Xác điều sau chiết xuất dịch 10 Luan van chiếm tỷ lệ 30-40% so với Trong xác chứa khoảng % protein, % lipit, % xenlluloza, % pectin Thành phần trái điều bao gồm: thịt trái điều hạt điều [5] Nhân điều chiếm 26 ‒ 30% hạt điều Ngồi ra, khống chất gồm nguyên tố chủ yếu Ca, P, Fe Ca chiếm 0,005%, P chiếm 0,45% Fe chiếm 0.005% Quả giả (thường gọi điều) chiếm trọng lượng lớn từ 85-90% khối lượng toàn quả, có dạng hình lê, chín thường có màu hồng màu vàng, chiều dài khoảng 3-20 cm, chiều rộng từ 3-12 cm trọng lượng thường từ 30-50g Ở điều chứa giàu đường (glucose, fructose), vitamin, khoáng số acid amin, polyphenol, acid hữu cơ, chất chống oxy hóa xem nguồn cung cấp lượng (Bảng 1.1) [6] Tuy nhiên chứa nhiều hàm lượng tanin gây vị chát gắt, se khít vịm họng sử dụng nên sau thu hoạch hạt điều, giả bị vứt bỏ (Hình 1.3) Hình 1.3 Quả điều bị vứt bỏ trình thu hoạch Bảng 1.1 Một số thành phần dinh dưỡng điều [6] STT Hợp chất Thành phần Đơn vị Giá trị Sucrose, maltose, raffinose g/100 g 6,3-9,9 Glucose, fructose g/100 g 6,24-9,8 Đường Vitamin Vitamin C mg/100 mL 126-372 Khoáng Ca, P, Fe mg/L 0,9-21,4 11 Luan van 1.3.3 Sấy bơm nhiệt Hình 1.14 Quy trình sấy bơm nhiệt Sấy bơm nhiệt sử dụng hệ thống bơm nhiệt kết hợp với cấp nhiệt phụ để điều chỉnh xác nhiệt độ sấy cần cung cấp cho buồng sấy, sử dụng hệ thống bơm nhiệt nhằm mục đích làm khơ khơng khí sấy trước đưa trở lại buồng sấy tận dụng nguồn nhiệt từ bơm nhiệt tạo để làm nóng khí sấy Điều quan trọng hệ thống phương pháp tách ẩm để làm khô hồn tồn khơng khí trước đưa trở lại lị sấy, yếu tố giúp cho sản phẩm khô nhanh dù sấy nhiệt độ thấp hay nhiệt độ cao Tuy nhiên yếu tố kỹ thuật nên hệ thống sấy bơm nhiệt thường làm việc phạm vi nhiệt độ từ 10-600C Sấy bơm nhiệt có ưu điểm giữ màu sắc sản phẩm đẹp hơn, giữ chất dinh dưỡng tốt, sấy nhanh khô nhiệt độ thấp so với dịng máy sấy thơng thường Tuy nhiên giá thành máy yếu tố cần xem xét cao nhiều so với dòng máy thông dụng khác 1.3.4 Sấy thăng hoa (freeze drying) Sấy thăng hoa [24] kỹ thuật gọi “làm khơ lạnh” hay cịn gọi kỹ thuật khử nước, thường sử dụng để bảo quản loại 24 Luan van CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG VITAMIN C VÀ POLYPHENOL TRONG QUÁ TRÌNH CHẦN 3.1.1 Ảnh hưởng nhiệt độ chần Quá trình chần điều thực điều kiện nhiệt độ 65-80oC, nồng độ muối 1-4% thời gian 1-4 phút với tiêu đánh hàm lượng tanin, vitamin C tổng hàm lượng polyphenol Các điều kiện cố định trình khảo sát nồng độ muối 1% phút trình bày Bảng 3.1 Bảng 3.1 Hình ảnh hàm lượng TTC, TAA TPC điều trình chần nhiệt độ khác Tươi 65 °C 70 °C 75 °C 80 °C Tanin (mg/g) 2.00 ± 0.35 1.58 ± 0.00 1.13 ± 0.03 1.56 ± 0.05 1.31 ± 0.01 Vitamin (mg/g) 0.64 ± 0.02 0.58 ± 0.03 0.45 ± 0.01 0.41 ± 0.01 0.37 ± 0.03 7.60 ± 0.3 4.35 ± 0.18 3.21 ± 0.03 3.18 ± 0.17 0.91 ± 0.13 Hình ảnh C Total Pholyphenol (mg/g) Quan sát, điều chần 65 70°C không cho thấy thay đổi rõ ràng độ cứng màu sắc chúng so với mẫu tươi, chưa chần Điều khơng có khả gia nhiệt gây 52 Luan van ức chế enzyme (Cheng cộng sự, 2013 [65]; Queiroz cộng sự, 2008 [66] Đối với TTC, mối quan hệ với gia tăng nhiệt độ tương tự mối quan hệ TPC TAA (Andreou et al., 2018 [67]) Tanin chất chống oxy hóa nhạy cảm với nhiệt có khả hịa tan cao nước, việc đun hỗn hợp chần 65-70°C làm tanin vừa phải Ở 75°C, giá trị TTC (1,56 ± 0,05mg/g chất khô) gần giống với giá trị 65°C (0,58 ± 0,01) Yếu tố góp phần khác dẫn đến tanin sau chần bao gồm diện thành phần oxy hóa (Ahmed et al., 2002 [68]) Một nghiên cứu khác gần 36,04% hàm lượng tanin táo điều bị sau đun chế biến 74,07% sau bảo quản (David Prasad, 2015 [69]) Vì chọn 700C cho thí nghiệm 3.1.2 Ảnh hưởng thời gian chần Những thay đổi cấu trúc, màu sắc vitamin C, TPC TTC táo điều 70°C thời điểm khác ghi lại thể Bảng 3.2 So với điều tươi, mẫu xử lý phút cho thấy thay đổi màu sắc cấu trúc ít, điều giải thích q trình oxy hóa polyphenol suy giảm chất diệp lục nhiệt độ chần tăng cao Q trình oxy hóa gây màu nâu sản xuất o-quinon, biểu màu sẫm Bảng 3.2 Hình ảnh hàm lượng TTC, TAA TPC điều trình chần thời gian chần khác Tươi min min Hình ảnh Tanin 2.00 ± 1.58 ± 0.07 1.13 54 Luan van ± 1.56 ± 1.31 ± 0.06 3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy đối lưu đến polyphenol vitamin C điều (B) (A) Hình 3.4 Biểu đồ thể thay đổi hàm lượng polyphenol tổng (A), vitamin C (B) điều kiện sấy khác Nhiệt độ thời gian hai nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất q trình, chi phí đặc biệt chất lượng sản phẩm Tác động trình sấy khác lên hàm lượng hợp chất polyphenol vitamin C thể hình 3.4, mẫu quan sấy đến khối lượng không đổi Từ hình 3.4, khoảng 50-65oC, tăng nhiệt độ trình sấy kết thúc nhanh Tuy nhiên, hàm lượng polyphenol, vitamin C, tanin bị thất thoát lớn Các hợp chất dễ bị oxi hóa bị tác dụng lượng nhiệt lớn kéo dài Hàm lượng ẩm mẫu giảm quạt thổi luồng khí nóng lâu làm nước ngun liệu mơi trường đồng thời làm suy giảm hàm lượng dinh dưỡng nguyên liệu Khi tăng thời gian sấy đến 360 phút (ở 50oC) hàm lượng lưu giữ 37.92% polyphenol tổng, 4.02% với vitamin C Các tác động khác phương pháp sấy làm giữ lại chất polyphenol lát điều tính ổn định khác hợp chất phenol khác điều kiện sấy Tuy nhiên, nồng độ vitamin C bị thất thoát đáng kể, vitamin C trình chế biến nhiệt báo cáo Abubakar Simon 2015 [82], Johnson cộng 2013 [83] Quá trình oxy 63 Luan van Hình 3.5 Mơ hình động học bậc polyphenol phương pháp sấy đối lưu Hình 3.6 Mơ hình động học bậc polyphenol phương pháp sấy đối lưu Quan sát từ hình 3.5-3.6, tổng hàm lượng polyphenol xếp theo phương trình bậc (hàm lượng theo thời gian) bậc (của hàm lượng theo thời gian) Dựa vào bố trí liệu hai mơ hình, thấy dãy nhiệt độ khác điểm tổng số polyphenol phân bố gần đường 65 Luan van Để nghiên cứu động học phân hủy vitamin C, thí nghiệm bố trí khảo sát ảnh hưởng đơn nhấn tố, nhiệt độ có mức khác từ 50-65oC Hàm lượng vitamin C mẫu sấy thời điểm xác định sau 15 phút sấy Các điểm đồ thị đại diện cho giá trị trung bình thực lặp lại lần Mơ hình động học phân hủy vitamin C dùng để nghiên cứu mơ hình động học bậc bậc Kết thực nghiệm dùng để đánh giá mức độ tương thích liệu thực nghiệm với phản ứng bậc bậc Dạng phi tuyến phương trình 2-3 với thời gian sấy sử dụng để xác minh mơ hình động học chế phân hủy vitamin C đề xuất (hình 3.8-3.9) Hình 3.8 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy đối lưu 69 Luan van Hình 3.9 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy đối lưu Kết thực nghiệm thu từ nghiên cứu động học phân hủy vitamin C trình sấy, phân hủy vitamin C tuân theo động học bậc Như hình 3.8 3.9, hệ số tương quan R2 chế độ ứng với giá trị thay đổi từ 0.90561 đến 0.97509, giá trị R2 thấp nhiệt độ 60oC giá trị R2 cao 0.97509 sấy nhiệt độ 50oC Ứng với với việc có 4/4 chế độ có giá trị hệ số tương quan R2 cao 0.85, điều cho thấy liệu thực nghiệm có độ tương thích cao với mơ hình động học bậc Mơ hình phản ứng phân hủy vitamin C theo bậc có dạng: −𝑑𝐶𝐴 = 𝑘 𝐶𝐴 𝑑𝑡 Trong đó: k số phân hủy vitamin C CA hàm lượng vitamin C nguyên liệu nghiên cứu Phương trình (6) tương đương với: 70 Luan van ( 6) 3.3 KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG VÀ ĐỘNG HỌC PHÂN HỦY CỦA POLYPHENOL VÀ VITAMIN C TRONG QUÁ TRÌNH SẤY BƠM NHIỆT 3.3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian sấy bơm nhiệt đến polyphenol vitamin C điều (D) (C) Hình 3.11 Biểu đồ thể thay đổi hàm lượng polyphenol tổng (C), vitamin C (D) điều kiện sấy khác Nhiệt độ thời gian hai nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất q trình, chi phí đặc biệt chất lượng sản phẩm Tác động trình sấy khác lên lên hàm lượng hợp chất polyphenol vitamin C thể hình 3.9, mẫu quan sấy đến khối lượng khơng đổi Từ hình 3.9, khoảng 20-50oC, tăng nhiệt độ trình sấy kết thúc nhanh Tuy nhiên, hàm lượng polyphenol vitamin C bị thất thoát lớn Các hợp chất dễ bị oxi hóa bị tác dụng lượng nhiệt lớn kéo dài Hàm lượng ẩm mẫu giảm quạt thổi luồng khí lâu làm nước nguyên liệu mơi trường đồng thời làm suy giảm hàm lượng dinh dưỡng nguyên liệu Khi tăng thời gian sấy đến 525 phút (ở 20oC) hàm lượng lưu giữ 24.68% polyphenol tổng, 14.80% với vitamin C Các tác động khác phương pháp sấy làm giữ lại chất phenolic lát điều tính ổn định khác hợp chất phenol khác 74 Luan van Hình 3.12 Mơ hình động học bậc polyphenol phương pháp sấy bơm nhiệt Hình 3.13 Mơ hình động học bậc polyphenol phương pháp sấy bơm nhiệt 76 Luan van mơ hình động học bậc bậc Kết thực nghiệm dùng để đánh giá mức độ tương thích liệu thực nghiệm với phản ứng bậc bậc Dạng phi tuyến phương trình 2-3 với thời gian sấy sử dụng để xác minh mơ hình động học chế phân hủy vitamin C đề xuất (hình 3.14-3.15) Hình 3.14 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy bơm nhiệt 79 Luan van Hình 3.15 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy bơm nhiệt Kết thực nghiệm thu từ nghiên cứu động học phân hủy vitamin C trình sấy, phân hủy vitamin C tuân theo động học bậc Như hình 3.14 3.15, hệ số tương quan R2 chế độ ứng với giá trị thay đổi từ 0.92031 đến 0.98726, giá trị R2 thấp nhiệt độ 40oC giá trị R2 cao 0.97509 sấy nhiệt độ 50oC Ứng với với việc có 4/4 chế độ có giá trị hệ số tương quan R2 cao 0.85, điều cho thấy liệu thực nghiệm có độ tương thích cao với mơ hình động học bậc Mơ hình phản ứng phân hủy vitamin C theo bậc có dạng: −𝑑𝐶𝐴 = 𝑘 𝐶𝐴 𝑑𝑡 ( (6) Trong đó: K số phân hủy vitamin C CA hàm lượng vitamin C nguyên liệu nghiên cứu Phương trình (6) tương đương với: 𝐶𝑡 = 𝐶0 𝑒 −𝑘𝑡 80 Luan van (4) ... Hình 3.15 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy bơm nhiệt Kết thực nghiệm thu từ nghiên cứu động học phân hủy vitamin C trình sấy, phân hủy vitamin C tuân theo động học bậc Như hình 3.14... hình động học chế phân hủy vitamin C đề xuất (hình 3.8-3.9) Hình 3.8 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy đối lưu 69 Luan van Hình 3.9 Mơ hình động học bậc vitamin C phương pháp sấy. .. phenol khác 74 Luan van Hình 3.12 Mơ hình động học bậc polyphenol phương pháp sấy bơm nhiệt Hình 3.13 Mơ hình động học bậc polyphenol phương pháp sấy bơm nhiệt 76 Luan van mơ hình động học bậc