KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐỒ ÁN CÁ NHÂN BÁO CÁO ĐỒ ÁN NHÓM V.V

Xuất phát từ những vấn đề trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Nghiên cứuquy trình sản xuất trà túi lọc từ củ sen ” với mong muốn đem lại một sản phẩm tiệndụng với nhiều dược tính tốt

Tính cấp thiết của đề tài

Củ sen là nông sản phổ biến tại Việt Nam, chủ yếu trồng ở các vùng đồng bằng, với tổng diện tích trồng ước tính trên 3.000 ha Vùng Đồng bằng sông Cửu Long chiếm 2/3 diện tích này, trong đó các tỉnh Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, Long An và Bến Tre có diện tích trồng lớn nhất Đặc biệt, Đồng Tháp dẫn đầu cả nước về diện tích trồng củ sen, tập trung ở hai huyện Cao Lãnh và Tháp Mười với 1.012 ha và năng suất đạt 4.375 kg/ha.

Củ sen có giá trị kinh tế cao nhờ chứa nhiều hợp chất hoạt tính sinh học như carbohydrate, chất xơ, vitamin C, canxi, chất đạm, sắt, kaki, phospho và tinh bột Những thành phần này không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn góp phần tăng cường sức khỏe cho con người.

Củ sen từ lâu đã được sử dụng trong y học cổ truyền nhờ vào công dụng an thần và khả năng chữa bệnh Đây cũng là một nguồn thực phẩm bổ dưỡng, đặc biệt phù hợp cho trẻ em và người lớn tuổi, vì chứa nhiều khoáng chất quan trọng Nghiên cứu đã chứng minh rằng chiết xuất từ củ sen có khả năng chống oxi hóa, kháng khuẩn, lợi tiểu, hạ sốt và hạ đường huyết, đồng thời hỗ trợ điều trị tiêu chảy.

Củ sen có sản lượng lớn và chứa nhiều thành phần có lợi cho sức khỏe, nhưng hiện nay chủ yếu được sử dụng ở dạng tươi Việt Nam vẫn còn thiếu các nghiên cứu về sản phẩm từ nguyên liệu này Do đó, việc nghiên cứu và phát triển quy trình sản xuất các sản phẩm từ củ sen là cần thiết nhằm đa dạng hóa và nâng cao giá trị kinh tế của củ sen.

Trà là một phần quan trọng trong văn hóa và đời sống người Việt, gắn liền với các hoạt động xã hội như tiếp khách và thưởng thức vào buổi sáng Không chỉ là thói quen ẩm thực, trà còn mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe Thị trường trà ngày càng phong phú với nhiều sản phẩm như trà đóng lon và trà hòa tan Trong đó, trà túi lọc, với lịch sử phát triển hơn một thế kỷ, là sự kết hợp của nhiều loại trà thảo mộc, giúp giải khát và cải thiện sức khỏe Sản phẩm này được ưa chuộng vì tính tiện lợi, tiết kiệm thời gian pha chế, phù hợp với nhu cầu sống hiện đại.

Xuất phát từ những vấn đề hiện tại, bài viết này nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc từ củ sen, nhằm tạo ra sản phẩm tiện dụng với nhiều dược tính tốt cho người tiêu dùng Mục tiêu là nâng cao giá trị kinh tế và tận dụng nguồn nguyên liệu củ sen phong phú tại Việt Nam Đồng thời, sản phẩm mới này sẽ góp phần phát triển thị trường trà tại nước ta.

Mục đích nghiên cứu đề tài

Nghiên cứu, đề xuất quy trình sản xuất trà túi lọc củ sen theo quy mô phòng thí nghiệm.

Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

+ Tiếp cận lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu ở các tạp chí chuyên ngành trong và ngoài nước Sách thực phẩm, phụ gia ở thư viện Đại học Duy Tân.

+ Thực nghiệm: Nghiên cứu tại phòng thí nghiệm thực phẩm – Trường Đại học Duy Tân Xử lý số liệu và viết báo cáo.

Ý nghĩa của đề tài

+ Giúp sinh viên củng cố và hệ thống lại kiến thức đã học và bổ sung kiến thức lý thuyết được học thông qua hoạt động thực tiễn.

+ Giúp bản thân sinh viên học hỏi kiến thức, tích lũy được kinh nghiệm thực tế cũng như nghiên cứu khoa học.

+ Xác định được thông số kỹ thuật cho quy trình sản xuất trà túi lọc củ sen Đưa ra được quy trình sản xuất.

+ Thêm tài liệu nghiên cứu về các sản phẩm trà túi lọc và sản phẩm liên quan đến củ sen. Ý nghĩa thực tiễn:

+ Góp phần đa dạng hóa sản phẩm trà trên thị trường Đáp ứng được nhu cầu về sức khỏe cho người tiêu dùng.

+ Góp phần đa dạng hóa sản phẩm trà túi lọc củ sen trong nước và xuất khẩu ra nước ngoài

+ Nâng cao giá trị sử dụng của trà củ sen, giúp người nông dân trồng trọt tăng thu nhập, cải thiện được đời sống vật chất.

TỔNG QUAN

Tổng quan về cây sen

1.1.1 Nguồn gốc và phân bố của củ sen

Tên tiếng anh: Sacred lotus, Chinese water-lily, Indian lotus.

Tên khoa học: Nelumbo nucifera Gaertn, (Nelumbium speciosum Willd) [30].

Hình 1.1 Hình ảnh về cây sen và các bộ phận của sen [91]

Cây sen (Nelumbo nucifera Gaertn) là loài cây thủy sinh đa niên có nguồn gốc từ Châu Á, bắt đầu từ Ấn Độ và sau đó lan rộng đến Trung Quốc, Nhật Bản, vùng bắc Châu Úc và nhiều quốc gia khác Cây sen được tiêu thụ phổ biến khắp Châu Á, với tất cả các bộ phận như lá, bông, hạt và củ đều có thể ăn được.

Các nhà khảo cổ học Nhật Bản đã phát hiện những hạt sen cháy ở độ sâu 6m trong hồ cổ tại Chiba, có niên đại khoảng 1.200 năm Phát hiện này chỉ ra rằng một số loại sen có nguồn gốc từ Nhật Bản, trong khi những loại sen ăn củ lại có nguồn gốc từ Trung Quốc Sau khi được đưa vào Nhật Bản, nhiều loại sen Trung Quốc đã được đặt tên theo tiếng Nhật như Taihakubasu, Benitenjo, Kunshikobasu, Sakurabasu và Tenjin Kubasu.

Các nhà khảo cổ Trung Quốc đã phát hiện những hạt sen cổ đại ở nhiều tỉnh, trong đó có hạt sen 5.000 năm tuổi tại tỉnh Vân Nam vào năm 1972 và hạt sen 7.000 năm tuổi ở tỉnh Chekiang vào năm 1973 Những phát hiện này cho thấy sự tồn tại lâu dài của cây sen trong lịch sử văn hóa Trung Quốc.

1951, họ cũng tìm thấy nhiều hạt sen trên 1.000 năm tuổi ở tỉnh Shan-tung, Liaoning Ở Việt Nam, cây sen được trồng rộng rãi ở nhiều vùng, từ Bắc Ninh, Bắc Giang,

Cây sen, từng mọc hoang dại ở nhiều tỉnh như Hà Nội, Thanh Hóa, Nghệ An, Thừa Thiên Huế và Đồng bằng sông Cửu Long (Đồng Tháp, An Giang, Sóc Trăng, Long An), hiện nay đã được khai thác và trồng rộng rãi nhờ tiềm năng kinh tế cao và lợi ích sức khỏe Tất cả các bộ phận của cây sen, bao gồm hoa, hạt, lá và rễ, đều có thể được sử dụng làm thực phẩm và thuốc.

1.1.2 Đặc điểm sinh thái của cây sen

Cây sen, thuộc họ Nelumbonaceae, là loài thực vật thủy sinh sống lâu năm với đặc điểm lá mầm đơn và 16 cặp nhiễm sắc thể Cây sen gồm bốn bộ phận chính: thân rễ, lá, hoa và gương hạt.

Hình 1.2 Bộ phận của cây sen [91]

Rễ của cây có dạng chùm, với khoảng 20-50 rễ ở mỗi đốt củ Khi còn non, rễ có màu trắng kem và có một số lông hút, chúng có thể phát triển đến 15 cm Khi trưởng thành, màu sắc của rễ sẽ chuyển sang nâu.

Củ sen, hay còn gọi là thân rễ, có hình dạng tròn dài và màu trắng kem nâu Được hình thành từ một phần rễ, củ sen thường có 3-4 lóng, chiều dài từ 60 đến 90 cm Lóng cuối cùng có đường kính từ 4 đến 6 cm và dài từ 10 đến 15 cm, trong khi lóng thứ hai lớn nhất với đường kính từ 5 đến 10 cm và chiều dài từ 10 đến 12 cm Lóng đầu tiên ngắn hơn, từ 5 đến 10 cm, và có thân mới Cấu trúc của củ sen rất xốp, cho phép không khí lưu thông qua nó.

Lá sen có hình dạng gần như tròn, với đường kính từ 20 đến 100 cm, mang màu xanh hoặc xanh xám Mặt trên của lá dày hơn và có màu xanh nhạt hơn so với mặt dưới Từ trung tâm lá, nhiều gân lá tỏa ra đến các cạnh, tạo nên vẻ đẹp tự nhiên và đặc trưng của loại lá này.

Cuống lá, hay còn gọi là cọng sen, có đặc điểm xốp và có đường kính cũng như chiều cao thay đổi theo độ tuổi của cây Khi còn non, cuống lá nhỏ, mềm và xốp, nhưng khi cây trưởng thành, nó sẽ trở nên cứng hơn.

Vào mùa xuân, hoa nở rộ với búp có 4-6 lá đài màu xanh hoặc đỏ Cánh hoa đa dạng màu sắc từ trắng, tím, cam, đỏ, hình dạng elip, mỗi bông có 12-20 cánh hoa, cánh bên trong nhỏ hơn và xếp theo hình xoắn ốc hoặc vòng tròn Một số loại hoa có cánh hoa hai màu trắng kết hợp với hồng hoặc hồng pha tím Ở giữa cánh hoa là nhiều nhị màu vàng, nhụy hoa gồm nhiều lá noãn riêng biệt xếp thành vòng trên đế hoa hình nón lật ngược gọi là gương sen.

Gương sen được gắn ở cuối cuống hoa và nằm bên trong cánh sen, có màu xanh ban đầu và chuyển sang nâu tím khi phôi nhũ bên trong khô và cứng lại Vỏ quả bên trong chứa nước và không khí, nhưng khi phôi nhũ phát triển, các hạt lép chỉ giữ lại nước và không khí cho đến khi chúng già.

Hạt sen có hình dạng ô van hoặc hình cầu, kích thước từ 1,2 đến 1,8 cm chiều dài và đường kính từ 0,8 đến 1,4 cm, trọng lượng từ 1,1 đến 1,4 g Tâm hạt sen chứa 2 chồi mầm màu xanh nhờ chlorophyll, cho phép cây quang hợp ngay khi mầm mới nảy mầm.

1.1.3 Thành phần hóa học của củ sen

Củ sen, phần thân rễ của cây sen (Nelumbo nucifera), là một thực phẩm lành mạnh giàu dinh dưỡng Nó cung cấp nhiều vitamin và khoáng chất thiết yếu như sắt, photpho, kali, mangan, thiamin, cùng với protein và chất xơ, đóng vai trò quan trọng cho sức khỏe cơ thể.

[60] Giá trị dinh dưỡng của củ sen được thể hiện qua bảng 1.1.

Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của củ sen trong 100g [72]

Thành phần Hàm lượng Thành phần Hàm lượng Độ ẩm (%) 72.14 Vitamin C (mg/100g) 38

Tinh bột (g) 10.05 Tro tổng số (g) 118

(Nguồn: Thành phần dinh dưỡng của củ sen)

Củ sen chứa nhiều hợp chất sinh học có lợi cho sức khỏe như Betulinic acid, Rutin và Isoquercetin Nó hỗ trợ điều trị các bệnh như thiếu máu, xuất huyết và mất ngủ Từ lâu, củ sen đã được sử dụng trong y học cổ truyền và trở thành nguyên liệu phổ biến trong ẩm thực.

1.1.4 Công dụng của củ sen

Củ sen là nguồn cung cấp khoáng chất phong phú và là món ăn bổ dưỡng cho mọi lứa tuổi, đặc biệt là trẻ em và người cao tuổi Trong y học, củ sen có nhiều công dụng như lợi tiểu, an thần, chống tiêu chảy, giảm đường huyết, ngăn ngừa béo phì, hạ sốt, chống viêm, chống oxy hóa và tăng cường hệ miễn dịch Nghiên cứu của Yoo và cộng sự (2020) cho thấy củ sen lên men có tác dụng bảo vệ dạ dày khỏi tổn thương do rượu, kích thích enzyme chống oxy hóa và giảm viêm loét dạ dày, từ đó giảm nguy cơ mắc ung thư dạ dày Củ sen không chỉ cung cấp dinh dưỡng mà còn hỗ trợ sức khỏe dạ dày và giảm nguy cơ các bệnh lý liên quan.

Tổng quan về Cỏ Ngọt

Cỏ Ngọt (Stevia rebaudiana) là cây bụi có nguồn gốc từ Amambay, Paraguay, và cũng xuất hiện ở Brazil và Argentina Hiện nay, cây này được trồng rộng rãi và trở thành nguồn nguyên liệu phổ biến ở nhiều nơi, bao gồm Canada và một số khu vực tại Châu Á và Châu Âu.

Cây Cỏ Ngọt, với vị ngọt tự nhiên và đặc tính chữa bệnh, đã thu hút sự chú ý lớn từ cả kinh tế và khoa học Nhật Bản dẫn đầu trong việc áp dụng stevioside, một chất tạo ngọt từ Cỏ Ngọt, trong ngành thực phẩm và dược phẩm, mở ra xu hướng sử dụng rộng rãi tại thị trường châu Á.

Cây Cỏ Ngọt bắt đầu được du nhập vào Việt Nam từ năm 1988 Ðến nay, giống

Cỏ Ngọt được trồng rộng rãi trên khắp Việt Nam, từ miền Bắc như Hà Giang, Cao Bằng, Sơn La, Phú Thọ đến miền Nam như Lâm Đồng, Đăk Lăk Loại cỏ này nổi bật với khả năng chịu hạn tốt và thích nghi với nhiều điều kiện sinh thái khác nhau Sự phát triển mạnh mẽ của Cỏ Ngọt không chỉ là thành công trong nông nghiệp mà còn đóng góp quan trọng cho ngành thực phẩm và dược phẩm của Việt Nam.

1.2.2 Đặc điểm thực vật của Cỏ Ngọt

Hình 1.5 Cây Cỏ Ngọt [68] Hình 1.6 Bộ phận cây Cỏ Ngọt [63]

Cỏ Ngọt là cây thân thảo lâu năm, cao từ 0,5 đến 1m, với thân cây thẳng đứng, có rãnh dọc và phủ lông mịn, ít phân nhánh.

Lá cây có hình dạng đối xứng, thường là hình mác hoặc bầu dục, với chiều dài từ 5 đến 7 cm và chiều rộng từ 1 đến 1,5 cm Gốc lá thuôn và đầu lá nhọn hoặc hơi nhọn, có nhiều gân nổi bật Phần nửa đầu lá có 4 đến 6 đôi răng nhọn, cả hai mặt lá đều mịn màng và có lông trắng Khi nếm lá, người dùng sẽ cảm nhận được vị ngọt đặc trưng Cuống lá rất ngắn.

Cỏ Ngọt là loại cây có hoa mọc thành từng cụm, tạo thành bông đơn hoặc nhánh Mỗi cụm hoa gồm khoảng 5 bông nhỏ, với 5 cánh màu trắng ngà và mang mùi thơm nhẹ Đặc biệt, hoa có 2 vòi nhụy nổi bật Thời gian ra hoa của cây diễn ra từ tháng 5 đến tháng 9.

Quả có hình quả bế, không có mào lông, hạt không có nội nhũ.

Cây Cỏ Ngọt ưa nhiệt và ánh sáng, mặc dù có khả năng chịu bóng, nhưng phát triển tốt nhất dưới ánh nắng mặt trời, đặc biệt trong giai đoạn cây con Cây sinh trưởng mạnh mẽ trong mùa xuân và mùa hè, nhưng vào mùa đông, thường rụng lá và có dấu hiệu tàn lụi Cỏ Ngọt ra hoa và kết quả hàng năm, thể hiện sự phát triển bền vững của nó.

Cỏ Ngọt chứa thành phần chính là stevioside, một glucoside có khả năng tạo ra lượng đường ngọt cao Trong 100g lá Cỏ Ngọt khô, nồng độ stevioside dao động từ 5-15%, tương đương với việc cung cấp lượng đường ngọt tương đương 400-450g đường saccarose.

Sau khi thủy phân, stevioside chuyển hóa thành steviol và isosteviol, trong đó steviol có độ ngọt gấp 300 lần so với đường saccarose Steviol không chỉ không tạo ra năng lượng mà còn duy trì tính ổn định ở nhiệt độ cao mà không bị sậm màu hay chuyển thành đường caramen, đồng thời không trải qua quá trình lên men hay phân hủy, giữ nguyên hương vị thơm ngon Điều này làm cho steviol trở thành lựa chọn lý tưởng thay thế cho đường trong chế độ ăn kiêng Ngoài stevioside, rebaudioside cũng có mặt, với độ ngọt vượt trội khoảng 1,2 đến 1,5 lần so với stevioside.

Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng trong cây Cỏ Ngọt khô 100g [52]

(Nguồn: Thành phần dinh dưỡng trong cây Cỏ Ngọt khô)

Cây Cỏ Ngọt chứa nhiều hợp chất có lợi như flavonoid, alkaloid, diệp lục hòa tan trong nước, xanthophylls, axit hydroxycinnamic, oligosacarit trung tính, đường tự do, axit amin, lipid, tinh dầu và các nguyên tố vi lượng Những thành phần này góp phần vào tác dụng dược lý của cây, mang lại nhiều lợi ích cho sức khỏe.

 Hỗ trợ điều trị bệnh tiểu đường

Lá Cỏ Ngọt được biết đến với khả năng điều trị bệnh tiểu đường, kích thích tác dụng insulin trên màng tế bào, tăng cường sản xuất insulin và duy trì ổn định trong bài tiết glucagon cùng lượng đường trong máu Ngoài ra, nó còn cải thiện khả năng dung nạp glucose từ carbohydrate và giảm lượng đường huyết sau bữa ăn Chiết xuất từ lá Cỏ Ngọt cũng có thể được sử dụng như một chất làm ngọt thay thế đường, hỗ trợ quá trình điều hòa glucose.

 Hợp chất chống oxy hóa

Cây Cỏ Ngọt chứa nhóm chất phenol và flavonoid, với hàm lượng khoảng 0,86 mg axit galic và 0,83 mg quercetin trên mỗi gam Nghiên cứu xác nhận sự hiện diện của các hợp chất như quercetin-3-O-arabinoside, quercitrin, apigenin, apigenin-4-O-glucoside, luteolin, và kaempferol-3-O-rhamnoside Dung dịch chiết metanol và ethyl acetate cho thấy khả năng chống oxy hóa đối với gốc tự do Điều này khẳng định rằng cây Cỏ Ngọt không chỉ là thảo mộc thông thường mà còn là dược liệu thiên nhiên có tác dụng chống oxy hóa.

 Hỗ trợ hạ huyết áp

Chiết xuất lá Cỏ Ngọt từ nước nóng có tác dụng điều hòa huyết áp ở con người Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng Cỏ Ngọt và các hợp chất của nó giúp giảm huyết áp và kích thích quá trình lợi tiểu Stevia hoạt động tương tự như một số loại thuốc hạ huyết áp, giúp giãn nở động mạch và giảm áp lực máu Các kết quả nghiên cứu đã khẳng định khả năng hạ huyết áp của Stevia thông qua cơ chế giãn động mạch.

 Hỗ trợ chống ung thư, chống viêm

 Hỗ trợ giảm béo phì

Theo Pradhan (2016), Cỏ Ngọt có thể hỗ trợ giảm béo phì nhờ không chứa calo và không làm tăng mức đường huyết Do đó, Stevia là lựa chọn thay thế tốt hơn cho đường, giúp kiểm soát cân nặng bằng cách giảm lượng calo tiêu thụ Việc thay thế hoàn toàn đường bằng bột Cỏ Ngọt có thể giúp giảm khoảng 1 kg trong 9–10 ngày Ngoài vai trò là chất tạo ngọt, Cỏ Ngọt còn có khả năng giảm cảm giác thèm ăn đồ béo và ngọt.

1.2.5 Các sản phẩm Cỏ Ngọt có trên thị trường

Giới thiệu về sản phẩm trà túi lọc

1.3.1 Định nghĩa về trà túi lọc

Trà túi lọc được làm từ vật liệu đặc biệt, không tạo mùn và không tan trong nước trong thời gian cần thiết Nó không mang theo màu sắc hay mùi vị khi ngâm trong nước, đồng thời kích thước lỗ của túi đủ nhỏ để lọc trà hiệu quả và giữ lại nước.

1.3.2 Quy trình sản xuất trà túi lọc

Hình 1.8 Quy trình sản xuất trà túi lọc [25]

Trà túi lọc là loại trà tiện lợi, được đóng gói trong túi nhỏ bằng giấy hoặc sợi tổng hợp, giúp pha chế nhanh chóng và dễ dàng Để đảm bảo chất lượng, trà túi lọc phải trải qua nhiều công đoạn chế biến khác nhau.

1.3.3 Các sản phẩm trà túi lọc trên thị trường hiện nay

Trên thị trường hiện nay, trà túi lọc rất đa dạng, đáp ứng nhu cầu và sở thích của người tiêu dùng Các loại trà túi lọc phổ biến bao gồm trà túi lọc Trà Xanh, trà túi lọc Gừng, trà túi lọc Atiso và nhiều loại trà khác.

Xử lý nguyên liệu lý nguyên liệu

Các sản phẩm từ trà túi lọc

Trà lipton yellow label tea [87] Trà túi lọc cà gai leo [88]

Hình 1.9 Các sản phẩm trà túi lọc có trên thị trường

Tổng quan về phương pháp sấy

1.4.1 Định nghĩa về quá trình sấy

Quá trình sấy là phương pháp làm khô các vật thể, vật liệu và sản phẩm thông qua bay hơi Để sấy khô một vật, cần thực hiện các biện pháp kỹ thuật phù hợp.

- Gia nhiệt cho vật để đưa nhiệt độ của nó lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phân áp suất của hơi nước trên bề mặt vật.

- Cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm trong vật thể.

- Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường.

Mục đích của quá trình sấy:

- Tăng thời gian bảo quản, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và các phản ứng sinh hóa.

- Làm giảm khối lượng vật liệu.

- Tạo hình cho sản phẩm, tăng độ bền cho sản phẩm.

- Tăng tính cảm quan cho sản phẩm [19].

1.4.1.1 Đặc điểm của quá trình sấy Đặc điểm của quá trình sấy xảy ra theo ba giai đoạn đó là giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy với tốc độ không đổi, giai đoạn sấy với tốc độ giảm dần [19].

 Giai đoạn làm nóng vật

Giai đoạn sấy bắt đầu khi vật được đưa vào buồng sấy và tiếp xúc với không khí nóng cho đến khi nhiệt độ của vật đạt mức kế ướt Trong quá trình này, toàn bộ vật được gia nhiệt đến khi đạt nhiệt độ sôi tương ứng với áp suất hơi nước trong không khí trong buồng sấy.

 Giai đoạn sấy với tốc độ không đổi

Sau khi kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ của vật được đo bằng nhiệt kế ướt Khi tiếp tục cung cấp nhiệt và ẩm, nước trong vật bắt đầu hóa hơi trong khi nhiệt độ của vật giữ ổn định Nhiệt độ không khí nóng và nhiệt độ vật không thay đổi, dẫn đến chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường duy trì không đổi Điều này cho thấy tốc độ sấy của vật cũng ổn định, và do đó, tốc độ bay hơi ẩm từ vật cũng giữ nguyên.

 Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần

Sau khi hoàn thành giai đoạn sấy, tốc độ bay hơi của ẩm tự do giảm xuống mức tối thiểu, và phần ẩm còn lại trong vật trở thành ẩm liên kết Năng lượng cần thiết để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn so với ẩm tự do, và tăng lên khi độ ẩm của vật giảm, khiến ẩm liên kết trở nên chặt chẽ hơn Do đó, tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này giảm dần theo thời gian so với giai đoạn sấy tốc độ không đổi Quá trình sấy kéo dài dẫn đến độ ẩm của vật giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật đạt đến mức cân bằng với độ ẩm của không khí trong buồng sấy, làm cho quá trình thoát ẩm dừng lại.

1.4.2 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình làm khô

1.4.2.1 Biến đổi về vật lý

Trong quá trình sấy, nhiệt độ trong nguyên liệu tạo ra một gradient nhiệt rõ rệt, với nhiệt độ cao hơn ở bề mặt và giảm dần về phía trung tâm.

Sự khuếch tán ẩm diễn ra khi có sự chênh lệch độ ẩm giữa các khu vực khác nhau trong mẫu nguyên liệu Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, các phân tử nước ở vùng trung tâm sẽ di chuyển ra ngoài biên của nguyên liệu.

Các tính chất vật lý của nguyên liệu, bao gồm hình dạng, kích thước, khối lượng, tỉ trọng và độ giòn, sẽ thay đổi tùy thuộc vào bản chất nguyên liệu và các thông số công nghệ trong quá trình sấy Chẳng hạn, trong quá trình sấy thơm cắt miếng, thể tích sản phẩm co lại, dẫn đến sự giảm sút về khối lượng và tỉ trọng, trong khi độ giòn của sản phẩm lại tăng lên Những biến đổi vật lý này có ảnh hưởng đáng kể đến các chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm sấy.

1.4.2.2 Biến đổi về hóa học

Khi nhiệt độ tăng, tốc độ phản ứng hóa học cũng tăng theo, dẫn đến nhiều phản ứng hóa học xảy ra trong nguyên liệu trong quá trình sấy Những biến đổi hóa học này có thể ảnh hưởng tích cực hoặc tiêu cực đến chất lượng sản phẩm sấy Dưới đây là một số phản ứng hóa học thường gặp trong quá trình này.

Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, khi nguyên liệu có độ ẩm cao, phản ứng thủy phân có thể xảy ra, dẫn đến việc các hợp chất trong nguyên liệu bị phân hủy Chẳng hạn, triglyceride sẽ bị thủy phân thành glycerol và các acid béo.

Phản ứng Maillard là một hiện tượng phổ biến trong quá trình sấy nguyên liệu có chứa đường khử và các hợp chất có nhóm -NH2 tự do, dẫn đến sự hình thành melanoidine và làm sản phẩm sấy bị sậm màu Trong sản xuất trái cây sấy, phản ứng này có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến màu sắc của sản phẩm Ngược lại, trong công nghệ sản xuất malt đại mạch, melanoidine lại mang lại lợi ích, góp phần tạo màu vàng đặc trưng cho bia Bên cạnh đó, quá trình sấy thực phẩm còn diễn ra các phản ứng hóa học khác như dehydrat hóa, phân hủy và trùng hợp.

1.4.2.3 Biến đổi về hóa lý

Trong quá trình sấy, các hợp chất dễ bay hơi trong nguyên liệu sẽ thoát ra môi trường, dẫn đến việc mùi của sản phẩm sấy giảm so với nguyên liệu ban đầu Ngoài ra, một số hợp chất khác cũng có thể thay đổi trạng thái, chẳng hạn như tinh bột bị hổ hóa, protein bị đông tụ bất thuận nghịch, và chất béo từ dạng rắn chuyển sang dạng lỏng.

1.4.2.4 Biến đổi về sinh học

Trong quá trình sấy, nhiệt độ cao sẽ làm ngừng sự trao đổi chất của tế bào và mô nguyên liệu động thực vật, chủ yếu do hệ enzyme trong tế bào bị vô hoạt Ngoài ra, các thành phần khác trong tế bào có thể bị biến tính nhiệt Hơn nữa, vi sinh vật trong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc tiêu diệt do tác động của nhiệt và sự giảm hoạt độ nước.

1.4.2.5 Biến đổi về hóa sinh

Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ nguyên liệu chưa cao, dẫn đến các phản ứng enzyme diễn ra mạnh mẽ, đặc biệt là trong sấy malt đại mạch, nơi các phản ứng thủy phân tinh bột và protein tiếp tục nhờ hệ amylase và protease có trong malt xanh Tuy nhiên, khi nhiệt độ tăng, các enzyme sẽ bị vô hiệu hóa và các phản ứng hóa sinh sẽ ngừng lại.

1.5 Các phương pháp xử lý hóa nâu trong chế biến

1.5.1 Các phương pháp xử lý hiện tượng nâu hóa có sự tham gia của enzyme trong chế biến

Nhiệt độ cao có khả năng làm vô hiệu hóa các enzyme có trong nguyên liệu, bao gồm cả polyphenoloxydase Sử dụng nhiệt độ trong quá trình chần, hấp hoặc nấu sẽ giúp giảm hoạt tính của polyphenoloxydase.

 Sử dụng SO, hay các hợp chất sinh SO 2 :

Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

1.6.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Năm 2012, Lư Khải Vắn đã nghiên cứu quy trình sản xuất nước giải khát từ củ sen, xác định tỷ lệ hỗn hợp giữa dịch củ sen và nước là 1:8, với điều kiện gia nhiệt 100°C trong 15 phút Tỷ lệ đường phối chế được sử dụng là 20%, và quá trình thanh trùng diễn ra ở nhiệt độ 121°C trong 10 phút Những điều kiện này đảm bảo tạo ra nước giải khát từ củ sen có chất lượng ổn định và hương vị đặc trưng.

Năm 2013, Hoàng Thị Lệ Hằng và cộng sự đã thực hiện nghiên cứu về sản phẩm trà túi lọc dành cho người tiểu đường, sử dụng lá dâu tằm Kết quả nghiên cứu xác định quy trình chế biến trà túi lọc từ lá dâu tằm với các thông số kỹ thuật chính, trong đó tỷ lệ lá dâu khô so với dung dịch cô đặc là 1/2, với dung dịch cô đặc có chỉ số Bx đạt 35.

Cỏ Ngọt trong bột trà chiếm 0,015% và nồng độ hương dâu là 0,25% Sản phẩm được đóng gói bằng giấy lọc dày 0,074 mm và được bảo quản trong túi PE/giấy, đảm bảo thời gian sử dụng trên 6 tháng.

Nguyễn Tiến Dũng và cộng sự (2018) đã thực hiện thành công nghiên cứu về sản phẩm trà túi lọc từ lá vối Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng nhiệt độ sấy tối ưu là 70°C, kích thước lá vối là 0,8mm, tỷ lệ phối trộn giữa lá vối và lá nếp là 80/20, và thời gian cùng nhiệt độ pha trà lý tưởng là 3 phút ở 100°C.

Năm 2019, Nguyễn Phước Minh đã nghiên cứu quy trình sản xuất trà thảo mộc hòa tan từ củ sen, tập trung vào khảo sát nguyên liệu, phương pháp chiết xuất và sấy phun để tối ưu hóa quy trình Kết quả cho thấy củ sen thô cần được cắt nhỏ và làm khô đến độ ẩm 8% Dung dịch chiết xuất trà thảo mộc từ củ sen bao gồm tỷ lệ ethanol 30% và axit axetic 1%, với tỷ lệ nguyên liệu và dung dịch là 1:8, ngâm trong 24 giờ ở nhiệt độ 70°C Để tạo ra bột trà thảo mộc, cần sấy phun với 6% maltodextrin làm chất mang và nhiệt độ sấy phù hợp.

Tại nhiệt độ sấy 70°C, hàm lượng polyphenol đạt 59,98 µg/ml Tỉ lệ phối trộn tối ưu để đạt giá trị cảm quan cao nhất bao gồm 65% bần, 10% lá đinh lăng, 20% trà xanh và 5% cỏ ngọt Tổng hàm lượng polyphenol trong hỗn hợp này là 275,52 ± 2,068 mg GAE/100g trọng lượng chất khô.

Lê Văn Thuận và cộng sự (2021) đã nghiên cứu quy trình sản xuất trà túi lọc từ rễ đảng sâm Kết quả cho thấy, rễ đảng sâm cần được sấy đối lưu ở nhiệt độ 90 o C trong 6 giờ để đạt hiệu quả tốt nhất cho trà túi lọc Kích thước bột đảng sâm lý tưởng là khoảng 1,0 mm, với tỷ lệ phối trộn đảng sâm và Cỏ Ngọt là 9,5 : 0,5, giúp tạo ra sản phẩm trà túi lọc có điểm cảm quan cao nhất là 17 Sản phẩm trà túi lọc này có màu vàng sáng, mùi thơm đặc trưng của sâm và vị ngọt dịu từ Cỏ Ngọt.

Trần Thanh Trúc và cộng sự (2021) đã nghiên cứu công nghệ chế biến trà túi lọc từ vỏ bưởi Năm Roi Kết quả cho thấy, để giữ màu xanh và gia tăng hàm lượng polyphenol, flavonoids cùng hoạt tính chống oxy hóa cao, vỏ bưởi cần được ngâm trong nước sôi (100°C) trong 60 giây Ngoài ra, vỏ bưởi cần được sấy ở nhiệt độ 60°C trước khi sao khô ở 140°C cho đến khi độ ẩm đạt 8%, nhằm bảo quản màu sắc và chất lượng sản phẩm.

Nguyễn Văn Huế (2023) đã nghiên cứu phương pháp sấy và khả năng thu hồi cũng như độ sáng của tinh bột từ củ sen trắng (Nelumbo nucifera gaertn) trồng tại tỉnh Thừa Thiên Huế Kết quả cho thấy sấy chân không ở 60°C trong 80 phút tạo ra tinh bột củ sen với màu sắc tốt, đồng thời đảm bảo độ ẩm an toàn trong quá trình bảo quản Quá trình hồ hóa tinh bột củ sen được thực hiện trong khoảng nhiệt độ từ 60°C đến 80°C.

1.6.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nghiên cứu của Suj-Jin Jo và CS (2016) về trà củ sen bổ sung bột Gardenia Jasminoides và bột Rubus Coreanus cho thấy bột Gardenia Jasminoides có hàm lượng protein, chất béo, tro và độ ẩm cao hơn, cũng như pH tốt hơn so với bột Rubus Coreanus Về màu sắc, bột Gardenia Jasminoides đạt độ đậm nhạt và độ vàng cao nhất, trong khi độ đỏ thấp nhất Hàm lượng chất rắn hòa tan trong nước của bột Gardenia Jasminoides cũng vượt trội hơn Qua đánh giá cảm quan, bột Gardenia Jasminoides được ưa chuộng hơn về màu sắc, hương vị, dư vị, cảm giác cổ họng và sự ưa thích tổng thể so với bột Rubus Coreanus Nghiên cứu này khẳng định rằng việc bổ sung bột Gardenia Jasminoides có tác dụng tích cực trong việc nâng cao chất lượng trà củ sen, đặc biệt là sự chấp nhận của người tiêu dùng.

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu

Củ sen tươi được thu mua từ xã Hương Phong, thành phố Huế, là nguyên liệu chính trong nghiên cứu Củ sen trồng tại Huế sau đó được vận chuyển về Đà Nẵng và phân phối đến các chợ.

Nguyên liệu được sử dụng nghiên cứu là Cỏ Ngọt được mua tại Nhà thuốc y học cổ truyền Khang Chính Đường, ở địa chỉ ở 06 Bàu Tràm 2, Thành phố Đà Nẵng.

Vải được sử dụng trong nghiên được mua ở công ty trà Kim Điền, địa chỉ thôn 7,

Xã Lộc Quảng, Lâm Đồng.

Quy trình thử nghiệm sản xuất trà túi lọc củ sen

Để đạt được các thông số mong muốn, tôi đưa ra quy trình sản xuất trà túi lọc từ củ sen quy mô phòng thí nghiệm.

Hình 2.13 Quy trình sản xuất trà túi lọc củ sen dự kiến

Nội dung nghiên cứu

Thí nghiệm được thực hiện nhằm khảo sát và xác định các thông số tối ưu trong quy trình Dưới đây là nội dung nghiên cứu chi tiết.

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến khả năng chống nâu hóa

- Khảo sát thời gian ngâm acid citric đến khả năng chống nâu hóa.

- Khảo sát độ dày nguyên liệu đến quá trình sấy.

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến chất lượng của trà

- Khảo sát tỷ lệ phối trộn Cỏ ngọt.

Nghiên cứu các thông số trong quá trình sấy trà

Khảo sát nguyên liệu đầu vào

- Khảo sát tỷ lệ phối trộn Cỏ ngọt.

- Khảo sát kích thước lỗ túi lọc ảnh hưởng đến chất lượng trà.

- Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian hãm trà đến chất lượng trà.

Xác định độ ẩm, tro, đường tổng, vitamin C, polyphenol, kim loại nặng.

- Đánh giá chỉ tiêu hóa lý.

- Đánh giá chỉ tiêu vi sinh sản phẩm.

- Đánh giá cảm quan. Đánh giá chất lượng sản phẩm

Hình 2.5 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu ảnh kích thước lỗ túi lọc, nhiệt độ và thời gian hãm trà đến chất lượng sản phẩm

Bố trí thí nghiệm

2.4.1 Thí nghiệm 1: Phân tích thành phần hóa học có trong nguyên liệu

Phân tích hóa học của củ sen bao gồm các thành phần như độ ẩm, tro, đường tổng, polyphenol, Vitamin C và kim loại nặng Những thông số này cung cấp thông tin kỹ thuật sơ bộ về nguyên liệu, phục vụ cho các quy trình tiếp theo.

2.4.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến khả năng chống nâu hóa

Mục đích: Xác định được nồng độ acid citric thích hợp dùng để ngâm củ sen trong quá trình chống nâu hóa.

Yếu tố cố định Cách tiến hành

Bề dày lát cắt 1mm

0 – 0.5 – 1 – 1.5 Thời gian để ngoài không khí ( phút)

2.4.3 Thí nghiệm 3: Khảo sát của thời gian ngâm acidtric đến khả năng ống nâu hóa

Mục đích: Xác định được thời gian ngâm lát củ sen trong acid citric thích hợp để đạt khả năng chống hóa nâu tối ưu.

Yếu tố cố định Cách tiến hành

Bề dày lát cắt 1mm Nồng độ acid citric TN2

1 - 3 – 5 -7 Thời gian để ngoài không khí ( phút )

2.4.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát độ dày nguyên liệu đến quá trình sấy

Mục đích: Chọn ra được độ dày lát cắt phụ hợp để để thu sản phẩm đạt chất lượng cao sau quá trình sấy.

Yếu tố cố định Cách tiến hành Chỉ tiêu

Nhiệt độ và thời gian sấy: 85 ° C trong 7h.

Thời gian và nồng độ ngâm acid citric (TN2, TN3). Độ dày lát cắt:(mm) 0.5 - 1 – 1.5 - 2 Độ ẩmVitamin CPolyphenolCảm quan

2.4.5 Thí nghiệm 5: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến chất lượng của trà

Mục đích là lựa chọn thời gian và nhiệt độ thích hợp để tạo ra sản phẩm có độ ẩm và màu sắc lý tưởng, từ đó nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm.

Yếu tố cố định Cách tiến hành Chỉ tiêu

Thời gian và nồng độ ngâm acid citric (TN2, TN3).

Bề dày lát cắt (TN4).

6-7-8 (giờ) Thay đổi nhiệt độ:

75 - 80 - 85 - 90 ( 0 C) Độ ẩm Vitamin C Polyphenol Cảm quan

2.4.6 Thí nghiệm 6: Khảo sát tỷ lệ phối trộn Cỏ Ngọt

Mục đích của nghiên cứu này là xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu giữa củ sen và cỏ ngọt, nhằm điều chỉnh hương vị sản phẩm và tạo ra sản phẩm có giá trị cảm quan cao, được thị trường ưa chuộng.

Yếu tố cố định Cách tiến hành Chỉ tiêu

Khối lượng nguyên liệu 3 gam

Thời gian và nồng độ ngâm acid citric (TN2, TN3).

Bề dày lát cắt (TN4).

Nhiệt độ và thời gian sấy

Kích thước lỗ rây 1mm

Thay đổi tỷ lệ Cỏ Ngọt (g) 1:0 - 1:0.1 - 1:0.2 - 1:0.3 -

2.4.7 Thí nghiệm 7: Khảo sát kích thước lỗ túi lọc ảnh hưởng đến chất lượng trà

Mục đích: Chọn ra kích thước lỗ túi lọc phù hợp để dịch trà đạt điểm cảm quan cao nhất.

Yếu tố cố định Cách tiến hành Chỉ tiêu

Thời gian và nồng độ ngâm acid citric (TN2, TN3).

Bề dày lát cắt (TN4).

Nhiệt độ và thời gian sấy (TN5).

Kích thước lỗ ray 1mm

Tỷ lệ Cỏ Ngọt (TN6).

Thay đổi kích thước lỗ túi lọc: (àm)

2.4.8 Thí nghiệm 8: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ và thời gian hãm trà đến chất

Yếu tố cố định Yếu tố thay đổi Chỉ tiêu

Thời gian và nồng độ ngâm acid citric (TN2, TN3).

Bề dày lát cắt (TN4).

Nhiệt độ và thời gian sấy

Kích thước lỗ rây 1mm

Tỷ lệ Cỏ Ngọt (TN6).

Kích thước lỗ túi lọc (TN7).

Thay đổi thời gian (phút)

2.4.9 Phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm

Phân tích hóa lý: Đường tổng, polyphenol, tro, ẩm, Vitamin C.

Phân tích vi sinh: vi sinh vật hiếu khí, nấm men mốc. Đánh giá cảm quan cho điểm chất lượng sản phẩm trà củ sen.

Dụng cụ và thiết bị

Bảng 2.3: Dụng cụ và thiết bị sử dụng

STT Tên dụng cụ Tên thiết bị

1 Bình tam giác Tủ sấy

2 Bình định mức Cân phân tích

3 Cốc đong Bình hút ẩm

6 Giấy lọc Bộ chưng cất Kjeldahl

7 Pipet Thước đo độ dày lát cắt

Bảng 2.4: Hóa chất sử dụng

Hình 2.14: Tủ sấy Hình 2.15: Bình hút ẩm

Hình 2.16: Thước đo độ dày lát cắt Hình 2.17: Máy xay

2.6.1 Xác định độ ẩm bằng phương pháp khối lượng

Cho khoảng 5g mẫu vào chén thủy tinh hoặc chén sứ đã được sấy khô và làm nguội ở nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm, cân chính xác đến 0,0001g Đảm bảo phân bố đều mẫu trên đáy chén và thực hiện xác định song song 3 lần cho mỗi mẫu Sau đó, làm khô mẫu trong tủ sấy ở nhiệt độ 102 ÷ 105 o C trong 16 ÷ 18 giờ Cuối cùng, làm nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm và cân khối lượng chính xác đến 0,0001g.

Trong đó: M1 là khối lượng cốc sứ và mẫu trước khi sấy (g)

M2 là khối lượng cốc sứ và mẫu sau khi sấy (g)

M là khối lượng mẫu đem sấy (g) [1].

2.6.2 Xác định độ tro bằng phương pháp nung

Cho mẫu 5g vào chén sứ đã nung ở 550-600 oC và để nguội về nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm, cân chính xác đến 0,0001g Phân bố đều mẫu trên đáy chén sứ trước khi đặt vào lò nung Điều chỉnh lò ở 250 oC và giữ nhiệt độ này trong 2 giờ Sau đó, tăng nhiệt độ lò lên 550 oC và tiến hành tro hóa cho đến khi tro xuất hiện màu xám trắng, khoảng 16 giờ.

– 18 giờ) Làm nguội mẫu đến nhiệt độ phòng trong bình hút ẩm và cân tro thu được chính xác đến 0,0001g trên cân phân tích.

- Hàm lượng tro theo % được tính theo công thức: X = m m 2−m 1−m x 100 %

Trong đó: m: trọng lượng chén (g) m1: trọng lượng chén và mẫu trước khi nung (g) m2: trọng lượng chén và mẫu sau khi nung (g) [2]

2.6.3 Xác định đường tổng bằng phương pháp Betrand TCVN 4594: 1988

Nguyên tắc của phương pháp Bectrand là glucid trực tiếp khử oxy Cu(OH)2 trong môi trường kiềm mạnh, dẫn đến sự kết tủa Cu2O màu đỏ gạch Số lượng Cu2O tạo thành tỷ lệ thuận với số lượng glucide khử oxy Cu2O có khả năng khử oxy, phản ứng với muối sắt ba (Fe3+) để chuyển thành muối sắt hai (Fe2+) trong môi trường acid FeSO4, với tính chất khử oxy, tương tác với KMnO4, một chất oxy hóa, cho phép chuẩn độ FeSO4 trong môi trường acid Từ thể tích KMnO4 0,1N sử dụng để chuẩn độ FeSO4, ta tra bảng để xác định số mg đường glucose, đường khử, và nhân với hệ số pha loãng để tính hàm lượng đường trong 100g mẫu thí nghiệm.

Cách tiến hành được trình bày ở mục 1.3, phụ lục 1.

2.6.4 Xác định hàm lượng Vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ I ốt

Vitamin C (axit L-ascorbic) có khả năng khử mạnh và dễ bị oxy hóa bởi dung dịch I2, với hồ tinh bột làm chỉ thị Điểm kết thúc của phản ứng được xác định qua sự xuất hiện màu xanh tím đặc trưng khi hồ tinh bột phản ứng với I2 Từ lượng i-ốt bị khử bởi Vitamin C trong mẫu, ta có thể tính toán hàm lượng Vitamin C có trong đó.

Cách tiến hành được trình bày ở mục 1.1, phụ lục 1.

2.6.5 Xác định hàm lượng polyphenol tổng số bằng phân tích đo màu dùng thuốc thử Follin- Ciocalteu.

Polyphenol có thể được chiết xuất từ mẫu tươi hoặc bột nghiền mịn bằng methanol 70% ở nhiệt độ 70 o C Để xác định hàm lượng polyphenol trong dịch chiết, phương pháp đo màu ở bước sóng nm được sử dụng Thuốc Follin-Ciocalteu phản ứng với nhiều hợp chất polyphenol, trong đó axit gallic được chọn làm chất chuẩn hiệu chuẩn, hỗ trợ trong việc xác định tổng hàm lượng polyphenol.

Cách tiến hành được trình bày ở mục 1.2, phụ lục 1.

2.6.6 Xác định hàm lượng kim loại nặng bằng phương pháp đo phổ khối lượng

Plasma cảm ứng cao tầng (ICP – MS).

Cách tiến hành và cách tính kết quả được thể hiện ở mục 1.4, Phụ lục 1

2.6.7 Định lượng vi sinh vật nuôi cấy trên đĩa thạch

2.6.7.1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí

Công thức pha với 200 ml nước cất [5].

Bảng 2.5: Môi trường nuôi cấy vi sinh vật hiếu khí

Tên hóa chất Khối lượng (gam)

Công thức pha với 200 ml nước cất.

Bảng 2.6: Môi trường nuôi cấy nấm men, nấm mốc

Tên hóa chất Khối lượng (gam)

Pha môi trường: Cân đúng lượng hóa chất theo công thức và cho tất cả vào bình

Dural, sau đó cho 200ml nước cất vào, khuấy đều hỗn hợp Hấp bình môi trường ở

Để chuẩn bị môi trường nuôi cấy, hãy làm nóng đến 121 độ C trong 30 phút Sau đó, lấy bình môi trường ra và để nguội ở nhiệt độ phòng cho đến khi hỗn hợp đạt khoảng 44 – 47 độ C Tiếp theo, đổ khoảng 12 – 15 ml môi trường vào mỗi đĩa petri Khi môi trường nguội và đông lại, nó đã sẵn sàng để sử dụng cho việc nuôi cấy.

Để chuẩn bị dung dịch pha loãng, cân 10 gam nguyên liệu đã xay nhỏ và hòa vào 90 ml nước cất, khuấy đều để thu được dung dịch mẫu thử 10 -1 Tiếp theo, hút 1 ml dung dịch mẫu thử 10 -1 chuyển sang ống nghiệm chứa 9 ml nước cất, lắc đều để tạo thành mẫu thử 10 -2 Quy trình này tiếp tục cho đến lần pha loãng thứ 10.

Tổng số vi sinh vật hiếu khí: ủ ấm ở 370C trong thời gian 3 ngày

Tổng số bào tử men mốc: ủ ấm ở 280C trong thời gian 5 ngày

Công thức tính mật độ khuẩn lạc:

A (CFU/g hay CFU/ml): số tế bào (đơn vị hình thành khuẩn lạc) vi khuẩn trong 1g hay 1ml mẫu

N: tổng số khuẩn lạc đếm được trên các đĩa đã chọn ni: tổng số lượng đã cấy tại độ pha loãng

V (ml): thể tích dịch mẫu cấy vào mỗi đĩa

2.6.7.3 Phương pháp đánh giá cảm quan chất lượng sản phẩm

Chất lượng sản phẩm được xác định thông qua đánh giá cảm quan bằng phương pháp cho điểm Để thực hiện đánh giá này, cần thành lập hội đồng cảm quan gồm từ 5 đến 12 người Sau khi nếm sản phẩm, các thành viên trong hội đồng sẽ đánh giá cường độ của từng tính chất cảm quan bằng cách cho điểm.

Thang điểm cảm quan theo TCVN 3215 - 79 sử dụng hệ 20 điểm với 6 bậc từ 0 đến 5, trong đó điểm 5 là cao nhất cho các chỉ tiêu đánh giá Các chỉ tiêu này bao gồm màu sắc, mùi, vị và trạng thái.

Cách tiến hành được trình bày ở phụ lục 2.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Khảo sát thành phần hóa học có trong củ sen

Trong nghiên cứu sản xuất trà túi lọc củ sen, thành phần nguyên liệu đầu vào đóng vai trò quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng trà thành phẩm Việc xác định các thành phần hóa học ban đầu của nguyên liệu là cần thiết để phối trộn các nguyên liệu phù hợp, đồng thời phân tích các chỉ tiêu như độ ẩm, đường tổng, tro và vitamin.

C, polyphenol, kim loại nặng Chính vì vậy, tôi tiến hành đánh giá và khảo sát các chỉ tiêu dinh dưỡng trong củ sen, kết quả thu được ở bảng 3.1

Bảng 3.7 Thành phần hóa học của củ sen tươi

STT Thành phần Hàm lượng

6 (Pb) (mg/kg) Không xuất hiện

7 As (mg/kg) Không xuất hiện

8 Cd (mg/kg) Không xuất hiện

9 Hg (mg/kg) Không xuất hiện

Độ ẩm trung bình của nguyên liệu củ sen được ghi nhận là 74.99%, gần tương đồng với nghiên cứu của Sruthi A và cộng sự (2019) với độ ẩm 72.14% Năm 2019, Chen, S.Y (2020) và cộng sự cũng báo cáo độ ẩm trong củ sen đạt 86.86%, cao hơn so với hàm lượng ẩm trong nghiên cứu này.

Hàm lượng tro và đường tổng trong củ sen lần lượt chiếm 1.14% và 15.25% tổng nguyên liệu tươi, cung cấp chất khoáng và năng lượng thiết yếu Nghiên cứu của Muhammad Aslam Shad và cộng sự (2011) ghi nhận hàm lượng đường tổng đạt 19.08% Các nghiên cứu khác cũng chỉ ra hàm lượng tro là 1.18% và 1.05% (Sruthi A và cộng sự, 2019; Chen, S.Y và cộng sự, 2020) Hàm lượng Vitamin C trong củ sen được báo cáo là 38mg/100g (Sruthi A và cộng sự, 2019), cao hơn so với 27.4mg/100g (Sheikh SA và cộng sự, 2014) và 15mg/100g (Chen, S.Y, 2020), trong khi Nguyễn Văn Huế (2023) ghi nhận 38.58mg/100g Vitamin C rất quan trọng trong việc bảo vệ các hợp chất sinh học khỏi oxy hóa, nhưng lại nhạy cảm với nhiệt độ và ánh sáng Do đó, quá trình sấy cần được thực hiện ở nhiệt độ thấp và thời gian ngắn để bảo toàn hàm lượng Vitamin C.

Polyphenol là nhóm chất tự nhiên quan trọng, ảnh hưởng đến màu sắc và mùi vị của thực phẩm Nghiên cứu của Giang Thị Phương Anh và cộng sự (2014) cho thấy hàm lượng polyphenol trong củ sen đạt khoảng 47.37 mgGAE/g, cao hơn so với củ cà rốt với 21.29 mgGAE/g Năm 2019, Chen, S.Y và Ae-Jung Kim cũng báo cáo tổng hàm lượng polyphenol trong củ sen lần lượt là 50.66 mgGAE/g và 58.86 mgGAE/g, cho thấy củ sen tươi có hàm lượng polyphenol cao hơn Sự khác biệt về thành phần dinh dưỡng của củ sen có thể do điều kiện và vị trí trồng khác nhau.

Trong mẫu nguyên liệu củ sen không phát hiện hàm lượng kim loại nặng như Pb,

Nghiên cứu này khẳng định rằng việc sử dụng nguyên liệu củ sen đáp ứng đầy đủ các quy định về giới hạn tối đa kim loại nặng trong thực phẩm theo số 46/2007/QĐ-BYT và QCVN 8 – 2:2011/BYT do Bộ Y Tế ban hành, cũng như tiêu chuẩn 7975:2008 về trà thảo mộc túi lọc Do đó, người tiêu dùng có thể yên tâm về sức khỏe khi sử dụng sản phẩm này, vì không có nguy cơ liên quan đến kim loại nặng.

Kết luận: Phân tích cho thấy củ sen chứa nhiều chất dinh dưỡng quý giá như Vitamin C, polyphenol, tro và đường tổng hợp Đặc biệt, củ sen không chứa kim loại nặng, khiến nó trở thành nguyên liệu lý tưởng cho sản xuất trà túi lọc.

Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric đến khả năng chống hóa nâu37 3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm acid citric đến khả năng chống hóa nâu

Phản ứng hóa nâu là hiện tượng phổ biến trong chế biến thực phẩm, ảnh hưởng đến chất lượng và giá trị dinh dưỡng sản phẩm Sự hóa nâu gây ra thay đổi màu sắc, trạng thái và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm Do đó, việc khảo sát ảnh hưởng của oxy đến enzyme trong củ sen bằng acid citric là cần thiết để hiểu rõ hơn về sự biến đổi màu sắc.

Acid citric là một chất phụ gia thực phẩm quan trọng, được biết đến như một chất bảo quản tự nhiên, ổn định, chống oxy hóa và tăng cường hương vị cho sản phẩm Theo quy định, hàm lượng acid citric trong thực phẩm không được vượt quá 15g/kg trọng lượng cơ thể mỗi ngày Nghiên cứu của Vũ Thị Kim Oanh và Vũ Thị Hằng (2015) đã lựa chọn các nồng độ acid citric khác nhau, bao gồm 0%, 0.5%, 1% và 1.5%, để thực hiện các thử nghiệm.

Hình 3.19 Kết quả khảo sát nồng độ acid citric dùng để ngâm

A: Mẫu ngoài không khí 5 phút C: Mẫu ngoài không khí 15 phút

B: Mẫu ngoài không khí 10 phút D: Mẫu ngoài không khí 20 phút

Bảng 3.8 Kết quả sau khi ngâm acid citric của lát củ sen

Thời gian để lát củ sen ngoài không khí

5 phút Bắt đầu đổi màu Không bị biến màu Không bị biến màu Không bị biến màu

10 phút Bị thâm nâu nhẹ Không bị biến màu Không bị biến màu Không bị biến màu

15 phút Bị thâm nâu Không bị biến màu Không bị biến màu Không bị biến màu

Kết quả từ bảng 3.2 và hình 3.1 cho thấy mẫu đối chứng không sử dụng acid citric đã xảy ra biến đổi màu sắc ngay khi tiếp xúc với không khí Khi cắt lát củ sen thành những lát nhỏ, một số tế bào ở rìa lát sẽ bị tách hoặc vỡ, giải phóng enzyme Polyphenoloxydase Enzyme này kết hợp nhanh chóng với oxy trong không khí để tạo ra oquynon Mặc dù oquynon không có màu nâu, nhưng khi phản ứng với acid amin và oxy, nó sẽ tạo ra Melanodin, chất gây ra sự nâu hóa của sản phẩm khi để trong không khí.

Các mẫu củ sen ngâm trong dung dịch acid citric cho thấy ít biến đổi màu hơn so với mẫu đối chứng Khi nồng độ acid citric tăng từ 0.5% lên 1.5%, quá trình biến đổi màu giảm rõ rệt theo thời gian Cụ thể, ở nồng độ 0.5%, sau 20 phút tiếp xúc với không khí, mẫu bắt đầu bị nâu hóa, trong khi các mẫu ngâm ở nồng độ 1% và 1.5% không có hiện tượng biến đổi màu Dung dịch acid citric ở các nồng độ này là dung dịch acid loãng, có khả năng tạo phức với Cu của enzyme polyphenolase, từ đó làm giảm hoạt tính của enzyme và hạn chế sự hóa nâu của nguyên liệu.

Kết luận cho thấy khả năng chống nâu hóa của acid citric ở nồng độ 1% và 1.5% là tương đương Do đó, để tối ưu hóa chi phí trong sản xuất, nồng độ acid citric 1% là lựa chọn phù hợp nhất để ngâm nguyên liệu.

3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm acid citric đến khả năng chống hóa nâu.

Thời gian ngâm acid citric ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chống nâu hóa, bên cạnh nồng độ Nghiên cứu của Vũ Thị Kim Oanh và Vũ Thị Hằng (2015) đã khảo sát các khoảng thời gian ngâm là 1, 3, 5 và 7 phút Sau khi ngâm, các lát củ sen được vớt ra để ráo và quan sát sự biến đổi màu sắc khi tiếp xúc với không khí Kết quả quan sát cho thấy sự khác biệt rõ rệt trong khả năng chống nâu hóa của acid citric tùy thuộc vào thời gian ngâm.

Hình 3.20 Kết quả khảo sát thời gian ngâm acid citric

A: Mẫu ngoài không khí 5 phút B: Mẫu ngoài không khí 10 phút

C: Mẫu ngoài không khí 15 phút D: Mẫu ngoài không khí 20 phút

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát thời gian ngâm acid citric

Thời gian để lát củ sen ngoài không khí

Dung dịch acid citric (1%) Ngâm 1 phút Ngâm 3 phút Ngâm 5 phút Ngâm 7 phút

5 phút Không biến đổi màu

10 phút Không biến đổi màu

15 phút Không biến đổi màu

20 phút Không biến đổi màu

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời gian ngâm acid citric đến khả năng chống nâu hóa cho thấy các lát củ sen không bị biến đổi màu sắc trong từng thí nghiệm Cụ thể, khi ngâm acid citric trong khoảng từ 1 phút đến 7 phút, kết quả thu được không có sự khác biệt đáng kể về màu sắc của các lát củ sen Điều này cho thấy rằng thời gian ngâm acid citric không ảnh hưởng đến khả năng chống nâu hóa của củ sen.

Enzyme Polyphenoloxydase trong củ sen có khả năng gây hóa nâu khi gặp môi trường acid Khi tiếp xúc với acid citric nồng độ 1%, acid citric tạo phức với Cu của enzyme, làm giảm hoạt tính và ngăn chặn quá trình hóa nâu Thời gian ngâm trong 1 phút đủ để phản ứng xảy ra, giúp ức chế khả năng hóa nâu của nguyên liệu Do đó, sau khi ngâm nguyên liệu với acid citric từ 1 đến 7 phút, nguyên liệu vẫn giữ nguyên màu sắc.

Để tiết kiệm thời gian và nguồn nhân lực trong sản xuất, đồng thời đảm bảo chất lượng sản phẩm, nên lựa chọn chế độ ngâm lát củ sen trong dung dịch acid citric trong vòng 1 phút.

Khảo sát độ dày lát cắt nguyên liệu đến quá trình sấy

Độ dày lát củ sen ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ thoát hơi ẩm và thời gian sấy; lát mỏng giúp thoát ẩm nhanh, rút ngắn thời gian sấy, trong khi lát dày làm giảm khả năng thoát ẩm và kéo dài thời gian sấy Trong quá trình sấy, các chất hòa tan di chuyển từ bên trong vật liệu ra bề mặt, nơi nước bay hơi, làm cô đặc các chất tan và kết hợp với nhiệt độ cao gây ra các phản ứng hóa học phức tạp, tạo thành lớp vỏ cứng không thấm nước Nghiên cứu này sử dụng phương pháp ngâm củ sen trong dung dịch acid citric 1% trong 1 phút, sau đó cắt thành các lát dày 0.5mm, 1mm, 1.5mm và 2mm, để ráo trong 5 phút và sấy ở 85°C trong 7 giờ Kết quả sẽ được trình bày dưới đây.

16.67 18.93 20.24 21.08 Độ ẩm (%) Polyphenol(mg GAE/g) Vitamin C (mg/100g) Độ dày lát cắt (mm)

Hình 3.21 Kết quả hàm lượng vitamin C, polyphenol, độ ẩm ở các độ dày lát cắt

Kết quả từ hình 3.3 cho thấy rằng khi giảm độ dày lát cắt, hàm lượng độ ẩm, Vitamin C và Polyphenol trong nguyên liệu đều giảm Cụ thể, khi độ dày lát cắt giảm từ 2mm xuống 0.5mm, độ ẩm giảm từ 4.72% xuống 3.5%, hàm lượng polyphenol giảm từ 45.35mgGAE/g xuống 35.7mgGAE/g, và Vitamin C giảm từ 21.08mg/100g xuống 16.67mg/100g Nguyên nhân là do trong quá trình sấy, nhiệt độ cao làm phá vỡ cấu trúc tế bào nguyên liệu, khiến thể tích tăng và nước bay hơi Hình dạng củ sen bị biến đổi, cấu trúc bị hủy hoại, làm sản phẩm khô hơn Các lát cắt dày hơn giúp bảo vệ tế bào bên trong khỏi nhiệt độ, dẫn đến khả năng thoát hơi nước chậm hơn và giữ độ ẩm cao hơn Các mẫu cắt lát từ 0.5mm đến 2mm đều đạt yêu cầu độ ẩm cho trà thảo mộc túi lọc theo TCVN (7975-2008).

Hàm lượng Vitamin C có thể bị phân hủy trong quá trình sấy do nhiệt độ cao, dẫn đến việc hình thành oxalate và L-tartaric acid, gây thất thoát Vitamin C Sự thất thoát này đã được nêu trong báo cáo của Nguyễn Thị Vân Linh (2019) [29].

Polyphenol là hợp chất quan trọng trong phản ứng oxy hóa và phản ứng Maillard, tạo ra sản phẩm gây sẫm màu Độ dày lát cắt mỏng sẽ làm tăng tốc độ phản ứng này, dẫn đến sự thất thoát hàm lượng trong nguyên liệu, như đã được Lê Ngọc Tú (2003) chỉ ra Việc lựa chọn độ dày lát cắt phù hợp cần dựa vào đánh giá cảm quan các mẫu sản phẩm kết hợp với sự thay đổi độ dày của lát cắt củ sen Kết quả sẽ được trình bày trong phần tiếp theo.

Bảng 3.9 Kết quả cảm quan về độ dày lát cắt của củ sen Độ dày lát cắt Mô tả cảm quan

Cấu trúc Màu Mùi Vị

0,5mm Giòn Vàng hơi cháy Mùi hơi cháy Có vị hơi đắng

1mm Giòn Vàng rơm Mùi thơm đặc Có vị ngọt

2mm Giòn Vàng nhạt Mùi thơm Có vị ngọt

Hình 3.22: Kết quả ảnh hưởng của độ dày lát cắt đến cảm quan

16.5 15.71 Điểm Độ dày lát cắt (mm) Đ iể m c ảm q ua n

Hình 3.23 Điểm cảm quan sản phẩm ở từng độ dày lát cắt

Qua kết quả đánh giá cảm quan ở bảng 3.3 và biểu đồ hình 3.4 và hình 3.5 cho thấy độ dày lát cắt nguyên liệu ảnh hưởng đến sản phẩm Cụ thể:

Khi thay đổi độ dày lát cắt từ 2mm xuống 1.5mm, sản phẩm sau sấy có cấu trúc giòn, màu vàng nhạt, mùi thơm và vị ngọt nhẹ của củ sen, đạt điểm cảm quan 15.71 và 16.5 Mẫu lát cắt 1mm cho sản phẩm sấy giòn, màu vàng rơm, mùi thơm đặc trưng và vị ngọt thanh, được đánh giá cao nhất với điểm cảm quan 18.8 Trong khi đó, lát cắt 0.5mm bị tác động nhiệt mạnh hơn, dẫn đến phản ứng Maillard diễn ra mạnh mẽ, tạo ra sản phẩm sấy giòn, màu vàng hơi cháy, mùi khét và vị đắng, với điểm cảm quan thấp nhất là 14.02.

Phản ứng Maillard là nguyên nhân chính tạo ra hương vị và màu sắc cho sản phẩm, thông qua sự liên kết giữa các nhóm amino và nhóm carbonyl của đường khử như glucose hoặc lactose Ở các lát cắt dày 0.5mm và 1mm, nhiệt độ tác động mạnh hơn, khiến phản ứng Maillard diễn ra mạnh mẽ hơn, mang lại màu sắc đậm hơn cho sản phẩm Ngược lại, với độ dày lát cắt 1.5mm và 2mm, khả năng thoát hơi nước kém dẫn đến hàm lượng nước cao hơn, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm.

Kết luận cho thấy độ dày lát cắt 1mm là tối ưu cho các nghiên cứu tiếp theo, dựa trên ảnh hưởng của nó đến các chỉ tiêu hóa lý và cảm quan Kết quả này nhất quán với nghiên cứu của Lê Văn Thuận và cộng sự về trà túi lọc từ rễ cây đẳng sâm, cũng như nghiên cứu của Nguyễn Thị Mỹ Trang và cộng sự (2015) về trà túi lọc Măng Tây.

Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến chất lượng của trà 44 1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến độ ẩm

Trong sản xuất trà, nhiệt độ và thời gian sấy là hai yếu tố quyết định chất lượng sản phẩm và cảm quan trà Nhiệt độ cao giúp chuyển hóa các hợp chất màu, mùi và vị, từ đó nâng cao chất lượng trà Thời gian sấy cũng rất quan trọng; nếu quá ngắn, trà sẽ không hình thành đủ các hợp chất cần thiết và giữ độ ẩm cao.

Vì vậy việc tiến hành khảo sát ảnh hưởng của chế độ sấy đến sự thay đổi chất lượng của sản phẩm sấy là cần thiết [48].

Ngâm củ sen trong dung dịch acid citric 1% trong 1 phút, sau đó cắt thành lát dày 1mm Để ráo trong 5 phút và sấy ở nhiệt độ 75-80°C trong 6-8 giờ Cuối cùng, đo độ ẩm, polyphenol, vitamin C và đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm.

3.5.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian sấy đến độ ẩm

Khi nguyên liệu có độ ẩm cao, sự chênh lệch giữa độ ẩm của nguyên liệu và tác nhân sấy sẽ tăng lên, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình sấy Kết quả của quá trình này được thể hiện trong hình 3.6.

Thời gian và nhiệt độ sấy

Hình 3.24 Kết quả ảnh hưởng của thời gian và nhiệt độ sấy đến độ ẩm

Kết quả từ hình 3.6 cho thấy rằng việc tăng nhiệt độ và thời gian sấy sẽ làm tăng tốc độ thoát ẩm, dẫn đến sự giảm độ ẩm trong sản phẩm sấy Cụ thể, ở nhiệt độ 75°C, độ ẩm đạt 5.31% sau 6 giờ, 4.86% sau 7 giờ và 4.47% sau 8 giờ.

Nhiệt độ sấy từ 80 o C đến 90 o C trong khoảng thời gian 6 đến 8 giờ giúp giảm độ ẩm trong sản phẩm sấy một cách rõ rệt Đặc biệt, khi nhiệt độ đạt 90 o C, độ ẩm giảm mạnh nhất, với các giá trị lần lượt là 5.16%, 4.12% và 3.56% khi kéo dài thời gian sấy.

Trong quá trình sấy, sự chênh lệch áp suất hơi giữa bề mặt nguyên liệu và tác nhân sấy khiến các phân tử nước bốc hơi Tiếp theo, ẩm ở tâm nguyên liệu khuếch tán ra bề mặt để bay hơi Nước trong vật liệu sấy bao gồm nước tự do và nước liên kết, như nước liên kết mao quản và nước liên kết hóa lý; do đó, cần nâng nhiệt độ và kéo dài thời gian sấy để tách nước Nghiên cứu này phù hợp với nguyên lý sấy theo giáo trình của Lê Văn Việt Mẫn, cho thấy việc tăng nhiệt độ và thời gian sấy làm tăng khả năng truyền nhiệt của không khí nóng vào nguyên liệu, từ đó giúp hàm ẩm bốc hơi nhanh hơn Theo tiêu chuẩn TCVN 7975:2008, các mẫu trà thảo mộc đều đáp ứng yêu cầu độ ẩm