Luận văn tốt nghiệp Công nghệ thực phẩm

Đề tài nghiên cứu điều kiện và ảnh hưởng của phụ gia Gellan Gum và Xanthan Gum đến chất lượng sản phẩm marmalade Cam sành (Citrus Nobilis). Cam Sành chứa nhiều hợp chất chống oxy hóa (polyphenol) trong vỏ cam vànước cam có lợi cho sức khỏe con người. Tận dụng phụ phẩm vỏ cam, ứng dụng các phụ gia tạo đông mới để chế biến marmalade cam Sành dinh dưỡng và đa dạng hóa sản phẩm từ cam Sành.

GIỚI THIỆU

Đặt vấn đề

Ngày nay, trong cuộc sống công nghiệp hóa gắn liền với hiện đại hóa, việc tiêu thụ sử dụng thực phẩm ngày càng đa dạng Trong đó, rau quả là một loại thực phẩm thiết yếu trong khẩu phần ăn hàng ngày Chúng cung cấp nhiều lợi ích về sức khỏe cũng như mang lại nguồn thu nhập không nhỏ cho người sản xuất Trái cây có múi là một loại cây trồng quan trọng trên khắp thế giới và cam chiếm khoảng 65% tổng số trái cây có múi được sản xuất (Luengo et al., 2013) Sản lượng cam toàn cầu năm 2018 là 78,6 triệu tấn (FAO, 2021)

Trong đó, sản lượng cam Việt Nam đạt 1 triệu tấn năm 2019 (FAO, 2021) Điển hình là quả Cam Sành, đây là một loại quả được trồng rất nhiều ở Việt Nam, đặc biệt là các tỉnh Tuyên Quang, Hà Giang, Yên Bái tới Vĩnh Long, Tiền Giang, Cần Thơ Thông thường, tỷ lệ tổn thất sau thu hoạch của quả cam tương đối lớn, chiếm trên 20% Trước tình hình đó, việc ứng dụng các kỹ thuật chế biến sau thu hoạch nhằm giảm tổn thất về chất lượng, tận dụng nguồn nguyên liệu dư thừa là việc làm rất cần thiết

Quả cam Sành gồm các bộ phận lá, hoa, vỏ quả, hạt cam đều chứa lượng tinh dầu, pectin và chất dinh dưỡng có thể tận dụng được trong ngành công nghiệp thực phẩm, dược phẩm Đặc biệt, vỏ cam Sành chiếm tuy ít được sử dụng nhưng nó đem lại nhiều lợi ích cho sức khỏe của chúng ta, thực tế vỏ cam chứa nhiều chất dinh dưỡng hơn cả phần thịt quả bên trong, chúng có các hoạt tính sinh học đáng kể bao gồm hoạt tính kháng khuẩn, chống oxy hóa và chống ung thư (Singh et al., 2020) Các sản phẩm phụ từ cam quýt, nếu được sử dụng đầy đủ, có thể là nguồn chính của các hợp chất phenolic, đặc biệt vỏ cam là một nguồn dồi dào flavonoid tự nhiên và chứa lượng phenol cao hơn so với phần ăn được (Gorinstein et al., 2001)

Tuy nhiên, vỏ quả cam Sành chứa một hợp chất là naringin Naringin là flavanone glycoside thuộc nhóm flavonoid, là sắc tố trong không bào thực vật, tan trong dung môi phân cực, quyết định đến màu của quả (Ali et al., 2011)

Naringin là một chất gây ra vị đắng trong vỏ cam, có tác dụng kháng oxy hóa, giảm cholesterol, ngăn ngừa cao huyết áp, giảm tai biến tim mạch, phòng chống ung thư, Mặc dù, naringin có nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe nhưng vị đắng có thể làm giảm chất lượng, giảm khả năng chấp nhận của người tiêu dùng và giảm giá trị kinh tế của các sản phẩm làm từ trái cây (Mongkolkul et al., 2006) Theo Thuyết (2014), cũng báo cáo rằng hàm lượng của naringin trong quả họ citrus không nhiều, nhưng gây cản trở lớn cho công

2 nghệ chế biến Chất đắng có trong cam hay bưởi thường được loại bỏ bằng cách chần hoặc ngâm muối

Mứt đông là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc từ quả bán chế phẩm (puree quả, nước quả, quả sunfit hoá) nấu với đường đến độ khô 60 - 65%, có bổ sung pectin, agar hay carrageenan để tạo gel đông Với xu hướng đa dạng hóa sản phẩm hiện nay, các phụ gia tạo cấu trúc mới đang được nghiên cứu ứng dụng nhiều hơn Trong đó, hydrocoloid được sử dụng rộng rãi trong nhiều công thức thực phẩm để cải thiện chất lượng và thời hạn sử dụng Hai công dụng chính là làm chất làm đặc và tạo gel Hydrocolloid thường được sử dụng làm chất làm đặc là tinh bột, xanthan, guar gum, locust bean gum, gum karaya, gôm tragacanth, gôm Ả Rập và dẫn xuất cellulose Các hydrocoloid dạng gelling là alginate, pectin, carrageenan, gelatin, gellan và agar Chúng được sử dụng rộng rãi trong các sản phẩm như mứt, thạch, mứt cam, thực phẩm tái cấu trúc và gel ít đường/calo Các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến sự hình thành gel bởi hydrocolloid bao gồm nồng độ chất tạo gel, độ pH của môi trường, khối lượng mol/mức độ trùng hợp, nhiệt độ, thành phần ion và chất lượng dung môi (Walstra, 2003)

Do đó, để tận dụng được nguồn phụ phẩm vỏ cam dồi dào, có thể thu mua dễ dàng, đa dạng hóa các sản phẩm từ Cam sành; ứng dụng phụ gia mới trong ngành công nghiệp thực phẩm; nghiên cứu các ảnh hưởng của quá trình chế biến đến các hợp chất sinh học như TPC, TEAC Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện và tỷ lệ phụ gia đến chất lượng sản phẩm marmalade cam Sành” được thực hiện làm cơ sở hoàn thiện quy trình sản xuất và tạo ra sản phẩm mứt chua ngọt với sự kết hợp giữa cam, đường, mạch nha và vị đắng the từ vỏ cam.

Mục tiêu nghiên cứu

Xây dựng và hoàn thiện qui trình sản xuất mứt cam Sành có giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan cao.

Nội dung nghiên cứu

Các nội dung nghiên cứu được thực hiện bao gồm:

- Khảo sát thời gian ngâm và nồng độ muối đến các chỉ tiêu vật lý (độ ẩm, độ cứng, aw) và chỉ tiêu hóa học (hàm lượng naringin, polyphenol tổng số và hoạt tính kháng oxy hóa TEAC)

- Khảo sát độ brix phối chế phù hợp cho sản phẩm mứt đông đạt giá trị cảm quan cao nhất

- Khảo sát tỷ lệ phối chế Gellan Gum và Xanthan Gum bổ sung ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (độ hoạt động nước, độ nhớt, độ bền gel, độ cứng) và giá trị cảm quan của sản phẩm

LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Tổng quan về cam

2.1.1 Nguồn gốc và phân bố

Cam có tên khoa học là Citrus sinensis Rutaceae, quả cam tên tiếng anh là Orange, là một loại cây ăn quả cùng họ với bưởi nhưng kích thước nhỏ hơn và vỏ mỏng hơn, tùy vào các loại cam khác nhau mà khi chín có màu da cam, màu xanh hoặc màu vàng, có vị ngọt hoặc hơi chua Cam bắt nguồn từ Châu Á, sau lan rộng ra khắp nơi trên thế giới, hiện nay cam có mặt ở khắp mọi nơi và nhân giống thành nhiều loại khác nhau

Cam quýt thường được trồng trải dài từ 45 vĩ độ Nam đến 35 vĩ độ Bắc, phần lớn các loài cam quýt hàng hóa được trồng trong các vùng khí hậu Á nhiệt đới Khí hậu ôn hòa kết hợp với đất đai màu mỡ, thoát thủy tốt cây sẽ phát triển mạnh mẽ và có tuổi thọ cao Nhiệt độ phát triển thích hợp trong khoảng từ 13 –38 o C, thích hợp nhất là từ 23 – 29 o C Dưới 13 o C và trên 42 o C thì sự sinh trưởng dừng lại, dưới -5 o C thì cây chết Cường độ sáng thích hợp là khoảng từ 10000 – 15000 lux (tương đương với ánh sáng khoảng 8 giờ sáng và 4-5 giờ chiều trong ngày mùa hè) Lượng mưa hằng năm cần cho cam quýt ít nhất là 875mm trong trường hợp không tưới Chúng không thích hợp với khí hậu nhiệt đới quá ẩm và độ ẩm không khí quá cao Yêu cầu ẩm độ không khí khoảng 75% (Nguyễn Bảo Vệ, 2003) Đặc điểm cây: Cây cam thuộc thân gỗ, mọc thành bụi Thân cây rất ít gai hoặc không có gai Lá cây so le, phiến lá mỏng, lá non có màu xanh nõn chuối, lá già màu xanh đậm Hoa cam có màu trắng, mùi thơm dịu, mọc thành chùm hoặc đơn lẻ, thường ra hoa vào tháng 1, 2 hoặc tháng 6, tháng 7 Vụ mùa thu hoạch cam gồm 2 vụ chính là mùa thu và mùa xuân

2.1.2 Phân loại Ở nước ta cam có nhiều loại, phổ biến như:

 Cam sành: hình ảnh quả cam sành khá to, vỏ sần sùi, quả hơi dẹt, màu xanh, có mùi thơm và vị ngọt và chua dịu, nhiều nước, vụ thu hoạch thường đúng dịp Tết

 Cam xoàn: trái nhỏ, thịt quả có màu vàng nhạt, hầu như không có hạt, nước ít nhưng rất ngọt thanh

 Cam ham lin: có nguồn gốc từ Mỹ, du nhập vào Việt Nam khoảng từ năm 1971, vỏ quả mỏng, nhiều nước và có vị ngọt đậm đà

 Cam Xã Đoài: tập trung nhiều ở vùng Xã Đoài, Nghệ An, quả ngọt thơm vị rất đặc trưng, nhiều nước nên rất được ưa chuộng

Tùy vào từng loại cam mà giá cam sẽ dao động ở những mức khác nhau, từ 15.000 đồng/kg đến cả trăm nghìn đồng một kilogam

Cam là một loại thực phẩm bổ dưỡng với hàm lượng vitamin, khoáng chất, chất xơ, chất chống oxy hóa,… tốt cho sức khỏe con người

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của múi và vỏ cam

Thành phần dinh dưỡng Đơn vị Hàm lượng

Giới thiệu về cam Sành

2.2.1 Nguồn gốc và phân bố

Tên khoa học: Citrus nobilis, Citrus reticulata hay Citrus sinensis

Giống lai tự nhiên có tên C reticulata x C sinensis (tên tiếng Anh: king mandarin) thuộc chi Cam chanh (Citrus) Nhiều tác giả cho rằng nguồn gốc của nó và quất là ở miền Nam Việt Nam xứ Đông Dương (Hoàng Ngọc Thuận, 2009)

Theo phân loại khoa học (Hume,1957), cam Sành thuộc:

Hình 2.1 Hình ảnh quả cam Sành Vùng phân bố: Cam sành là một giống cây ăn quả thuộc chi Cam chanh có quả gần như quả cam, có nguồn gốc từ Việt Nam Quả cam sành rất dễ nhận ra nhờ có lớp vỏ dầy, sần sùi giống bề mặt mảnh sành, và thường có màu lục nhạt (khi chín có sắc cam) Cây cam Sành có tốc độ sinh trưởng nhanh, thích hợp với vùng nhiệt đới nóng và ẩm như Đồng Bằng Sông Cửu Long

Vùng cam Hà Giang - Tuyên Quang - Yên Bái là vùng cam chủ yếu của các tỉnh phía Bắc Việt Nam, trong đó vùng cam Hà Giang là vùng cam lớn nhất của các tỉnh trung du, miền núi phía Bắc (Nguồn: Sở Công Thương,

2016) Tại Nam Bộ, cam sành cũng được trồng ở Tam Bình, Trà Ôn (Vĩnh Long); Cái Bè, Châu Thành, Chợ Gạo (Tiền Giang); Mỹ Khánh, Ô Môn (Cần Thơ)

+ Thân, tán, lá: Cây có tán cây hình dù, lá không eo, màu xanh đậm Cây cao 3-3,5 m, đường kính 3 - 4 m

+ Hoa, quả, hạt: Trái có dạng hình tròn, có đường kính 4-12 cm, bên trong có chứa 8 - 11 múi Trái có thịt mềm nhiều sơ đang chặt chẽ với nhau và nhiều hột có hạch cứng bao xung quanh, trọng lượng trung bình 235,9g, vỏ màu xanh đến xanh vàng khi chín, sần và dầy 3-5 mm Tép màu vàng cam đậm, nhiều nước, vị ngọt chua, có mùi thơm

+ Gồm 4 loại cam: Cam loại 1, loại 2, cam xù, cam bi Cấu tạo: Thịt quả 58,92 : 64.59%, vỏ trắng 9,05: 13,32%, vỏ xanh 12,11 : 15,05% , vỏ bao múi 5,69 : 6,89%, cuống quả 1,98 : 2,61%, lõi 1,4 : 2,58% và hạt 1,49 : 3,11% và hạt 1,49 : 3,11% thay đổi tùy mỗi loại cam (Hồ Liên Minh Tuyết, 2022)

2.2.3 Lợi ích của vỏ cam Sành

Vỏ của quả họ cam quýt là được coi là giàu polyphenol hơn phần ăn được bên trong của hoa quả Những polyphenol này có thể có chất chống oxy hóa, chống ung thư, kháng virus, và các đặc tính chống viêm có thể được sử dụng để phát triển thực phẩm chức năng (Ani et al., 2018) Vỏ cam quýt rất giàu chất xơ và tỷ lệ thức ăn hòa tan và không hòa tan cao hơn so với khẩu phần ăn ngũ cốc (Châu và ctv., 2003) Vỏ cam quýt cũng rất giàu pectin nhiều lợi ích sức khỏe như giảm lượng đường trong máu và cholesterol ở người (Baker, 1994) Hơn nữa nó còn có nhiều điều tốt tính chất chức năng như độ hòa tan, khả năng giữ nước, giữ dầu khả năng trương nở và độ ổn định nhũ tương (Abirami et al., 2014) và do đó có thể được sử dụng trong nhiều loại thực phẩm chế biến các sản phẩm Bên cạnh đó, vỏ cam Sành chưa các hợp chất Flavonoid có nhiều tác dụng tốt đối với sức khỏe Các nghiên cứu dịch tễ học về các flavonoid của trái cây có múi trong chế độ ăn uống giúp làm giảm nguy cơ bệnh tim mạch vành (Hertog et al., 1993) Hesperidin, cũng như hesperetin, là những hợp chất flavonoid chiết xuất từ vỏ cam có nhiều lợi ích cho sức khỏe con người, bao gồm chống các bệnh thoái hóa thần kinh, trí nhớ, ung thư, stress, trầm cảm và các bệnh viêm mãn tính khác (Jose Martins Maldonado et al., 2020) Rất nhiều các nghiên cứu chỉ ra rằng các chất khủng oxy hóa tự nhiên có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe Polymethoxyflavones (PMFs), các thành phần chính của vỏ cam, đã được chứng minh là có lợi cho sức khỏe, bao gồm chống viêm, chống ung thư chống virus chống oxy hóa, chống huyết khối và các đặc tính chống xơ vữa (Li et al., 2009) Bên cạnh đó, vỏ cam rất giàu chất dinh dưỡng có thể dùng làm thuốc hoặc làm thực phẩm bổ sung (Ashok kumar et al., 2011)

2.2.4 Một số sản phẩm từ cam Sành

Hiện nay trên thị trường có nhiều sản phẩm từ cam Sành tận dụng từ vỏ, thịt quả và hạt như rượu cam, mứt cam sấy dẻo, mứt cam sấy giòn, tinh dầu cam,…

Một số hợp chất có hoạt tính sinh học trong quả cam Sành

Vitamin C hay còn được gọi là acid ascorbic, là chất dinh dưỡng cần thiết cho sự sống của sinh vật Trong phân tử vitamin C, hài nhóm enol làm cho H của nhóm – OH gắn trên C có nối đôi trở nên rất linh động, có khả năng phân ly cho ion H + vì thế có tính acid

Hình 2.2 Công thức cấu tạo của Vitamin C

(Nguồn: Katarzyna Janda et al.,)

Dạng tinh thể trắng hoặc bột kết tinh, không mùi và có vị chua Màu sắc chuyển sang ngả vàng khi tiếp xúc lâu trong không khí (Du et al., 2018) Nó có tính chất hóa học chung của các acid thông thường, có khả năng bị oxy hóa và bị phân hủy thành CO2 và nước ở 193°C

Vitamin C được coi là chất đồng yếu tố hoặc chất chống oxy hóa cổ điển nhưng cũng là nguyên liệu chuyển tiếp trong phản ứng ion kim loại Và tất cả các chức năng này của vitamin C đều liên quan đến đặc tính chống oxy hóa (Du et al., 2018)

Vitamin C cần được bảo vệ tối đa trong thực phẩm Vitamin được bảo vệ tốt trong dung dịch có nồng độ đường cao Các muối Sắt và đồng, đặc biệt là

9 đồng phá hủy vitamin C vì đồng có trong thành phần của enzym ascobin- oxidaza Trong mỗi rau quả, vitamin C phân bố không đều, thường tập trung ở vỏ hay lớp gần vỏ, có khi 3 – 4 lần cao hơn trong mẫu trung bình

Vitamin C có thể phản ứng với các gốc tự do trong cơ thể để tạo thành chất trung gian có phản ứng thấp Và trong quá trình này, các gốc oxy tự do hoạt động với phản ứng độc hại đã bị khử (Du et al., 2018) Vitamin C được tìm thấy trong trái cây họ cam quýt, bông cải xanh, súp lơ trắng, rau bina, khoai tây, kiwi, dâu tây và cà chua Chúng ta có thể tìm thấy lượng vitamin C sau đây cho mỗi 100 g thực phẩm sau: cam 50 mg, kiwi 500 mg, chanh 80 mg và ớt đỏ 200 mg (Valdés F., 2006)

Vitamin C được dùng để bổ sung vào thực phẩm nhằm làm tăng giá trị dinh dưỡng, ngăn chặn quá trình oxy hóa, giúp hương vị và màu sắc thực phẩm không bị biến đổi, thưởng dùng trong sản xuất đồ đóng hộp và trái cây đông

Quả citrus là loại quả có múi thuộc chi Cam chanh (Citrus) họ cam Rutaceae, có nguồn gốc từ khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới ở Đông nam Châu Á Nước quả giàu vitamin C và flavonoid Vỏ quả citrus chứa nhiều flavonoid củ yếu là hesperidin và naringin Hàm lượng hesperidin trong vỏ cam: 32-50% trong cùi, 12-23% trong vỏ ngoài, 1,5-6% trong nước quả; naringin trong vỏ quả bưởi: 50-60% trong cùi, 5-10% trong vỏ ngoài, 1-3% trong nước quả Hesperidin là một hợp chất chống oxy hóa chỉ thể hiện hiệu lực antiradical ở các nồng độ khác nhau Hàm lượng hesperidin trong cam quýt khoảng 5400- 5500 mg/kg tỉnh trên trọng lượng khô dựa trên phân tích của 66 loại cam quýt khác nhau (Kawaii et al., 1999)

Thông thường, các flavonoid tồn tại trong Citrus ở cả dạng aglycon tự do và dạng glycoside Thành phần flavonoid chính có trong tất cả vỏ quả của các loài Citrus là các flavanon Các flavanon aglycon và glycoside của chúng chiếm hàm lượng rất lớn trong vỏ quả của các loài Citrus, có thể tới hơn 90% trong flavonoid toàn phần Các flavanon gồm Naringenin, Isosakuranetin, Hesperetin, và Eriodictyol, còn các glycosid của chúng đa số có đường gắn với cacbon ở vị trí số 7 Một số flavonoid thường gặp và hàm lượng cao trong vỏ quả của các loài Citrus được mô tả trên Trong số các flavanon, Naringenin, Hesperetin và các glycoside của chúng là Naringin, Hesperidin là các thành phần chính của vỏ quả các loài Citrus Các chất này chiếm hàm lượng rất lớn, có thể tới 5-10% tính theo vỏ quả khô tuyệt đối

Trong nhiều loài Citrus, các glycoside Naringin và Hesperidin có nhiều trong quả nhưng lại không tìm thấy dạng glycon của chúng Điều đặc biệt là Naringenin, naringin, hesperitin, và hesperidin có hàm lượng lớn trong các loài thuộc chi Citrus nhưng lại rất hiếm gặp ở các chi và họ khác Vì vậy, chúng được coi là các flavonoid đặc trưng của chi Citrus và được gọi là Citroflavonoid

Các flavon cũng thường gặp ở các loài Citrus, nhưng trong vỏ quả thì có hàm lượng thấp hơn nhiều Một số flavon thường gặp là apigenin, luteolin, diosmetin, nobiletin, tangeretin, sinensetin và glycosid của diosmetin là diosmin và neodiosmin Trong số các flavon thì diosmetin, nobiletin, và diosmin là hay gặp hơn cả, có hàm lượng tương đối cao trong vỏ quả các loài Citrus Quercetin và rutin là hai flavonoid nhóm flavonol thường gặp trong quả Citrus, nhưng có hàm lượng thấp

Hình 2.3 Flavonoid nhóm flavanon trong quả các loài Citrus và các glycoside của chúng

(Nguồn: Lunzhao Yi el al.,)

Các anthocyanin là các chất màu quan trọng trong quả của các loài Citrus, đặc biệt là các loài cam, quýt, quất Thông thường, khi quả chín sẽ có hàm lượng anthocyanidin cao, do đó, vỏ quả từ xanh sẽ chuyển sang màu vàng, màu cam hoặc đỏ Tuy nhiên, chúng lại được phân bố chủ yếu trong vỏ quả trong (nước vắt) của các loài này Các anthocyanin thường thấy trong chi

Citrus là cyanid, delphinidin, malvidin, pelargonidin (Trần Văn Thanh và ctv.,

Hình 2.4 Công thức cấu tạo polyphenol

(Nguồn: https://en.wikipedia.org/wiki/Polyphenol)

Polyphenol là hợp chất có chứa một hay nhiều vòng thơm với một hoặc nhiều nhóm hyderoxyl (-OH) Hợp chất này phân bố rộng rãi trong giới thực vật và có sản phẩm chuyển hóa bậc hai nhiều nhất trong thực vật với nhiều dạng cấu trúc của phenolic khác nhau, từ các phân tử đơn giản như acid phenolic đến các hợp chất tổng hợp bậc cao như tannin (Dai and Mumper,

2010) Các hợp chất này có thể được phân loại thành các nhóm khác nhau như là một chức năng của số lượng các vòng phenol mà chúng chứa và của các yếu tố kết cấu mà ràng buộc các vòng với nhau: acid phenolic, flavonoid, stilbenes và lignans Ngoài sự đa dạng này, polyphenol có thể được kết hợp với nhiều carbohydrate và acid hữu cơ với nhau (Manach et al., 2004)

Polyphenol là hợp chất chống oxy hoá giúp ngăn chặn hoặc làm chậm quá trình oxy hóa chất khác Sự oxy hóa là loại phản ứng hóa học trong đó electron được chuyển sang chất oxy hóa, có khả năng tạo các gốc tự do sinh ra phản ứng dây chuyền phá hủy tế bào sinh vật Chất chống oxy hóa ngăn quá trình phá hủy này bằng cách khử đi các gốc tự do, kìm hãm sự oxy hóa bằng cách oxy hóa chính chúng (Chadwick, 1988) Ngoài khả năng chống oxy hoá, polyphenol còn có tác dụng kháng viêm, kháng khuẩn, chống dị ứng và chống lão hóa cho con người Nhiều kết quả thử nghiệm cho thấy chế độ ăn giàu polyphenol sẽ làm hạn chế sự xuất hiện stress oxy hóa và nhiều bệnh liên quan (Yang et al., 2001) Ngoài ra, polyphenol còn có khả năng bảo quản thực phẩm

Tổng quan về mứt đông

2.4.1 Sơ lược về mứt quả

Mứt quả là sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc bán chế phẩm (pure quả, nước quả, quả sunfit hóa ), nấu với đường tới độ khô 60-65% Đường cho vào sản phẩm không chỉ để tăng độ ngọt cho sản phẩm và tăng độ dinh dưỡng

15 mà còn có tác dụng bảo quản sản phẩm trong sản phẩm có hàm lượng đường cao, tế bào vi sinh vật ở trạng thái co nguyên sinh nên bị ngừng hoạt động Vì vậy có nhiều loại mứt quả nấu xong không cần thanh trùng Một số loại mứt có hàm lượng đường hơi thấp, cần phải thanh trùng trong thời gian ngắn, chủ yếu là để diệt nấm men, nấm mốc Mứt quả có hàm lượng acid cao nên các vi khuẩn không hoạt động được Phần lớn các dạng mới đều có độ đông nhất định Chất tạo đông có sẵn trong quả là pectin (keo quả), trưởng hợp cần bổ sung chất tạo đông cho sản phẩm có thể dùng thêm pectin bột, pectin lòng hoặc agar Pectin chỉ có tác dụng tạo đông trong môi tưởng acid vì các keo pectin mang điện tích âm, bị các ion H + của môi trường của acid trung hòa và tạo đông Pectin tạo đông tốt trong dung dịch đường với độ acid khoảng 1%, tương ứng với độ pH 3,2 - 3,4 Agar được sản xuất từ rau câu có độ đông cao với nồng độ 0,2% đã có khả năng tạo đông không cần phải có đường và acid (Nguyễn Văn Tiếp và ctv., 2008) Nếu phải đun nóng lâu trong môi trường acid độ đông của agar bị giảm Agar ít tan trong nước lạnh, nhưng nó hút ẩm và trường nở ra Trong nước nóng nó tạo thành dung dịch keo và tạo đông Đường cho vào một cũng có tác dụng tạo đồng cho sản phẩm, tác dụng làm động chủ yếu của đường là do tính chất hydrat hóa Phân tử pectin có những phần háo nước và những phần kỵ nước Sự có mặt của vỏ nước quanh các phần háo nước ngăn cản sự kết hợp của các phân tử pectin Đường có tác dụng khắc phục sự cản trở đó Ngoài ra, đường còn có thể kết hợp với pectin và tạo đông Để pectin đông tốt, nồng độ đường gần đạt tới nồng độ bão hòa (với saccarose nồng độ đó là 65%) Có thể thay thế một phần saccarose bằng glucose để quá trình tạo đông xảy ra nhanh hơn và tránh hiện tượng lại đường trong mứt

Trong quá trình tàng trữ mứt quá, cũng như một số sản phẩm ở thể đông khác, sản phẩm dẫn dẫn bị bão hòa khi ấy trên mặt sản phẩm xuất hiện những giọt nước đọng, sau đó dẫn dẫn khối một bị vữa Hạ thấp nhiệt độ tàng trừ sẽ làm một bộ vữa các yếu tố khác ảnh hưởng đến hiện tượng vừa là độ acid của sản phẩm, tạp chất và các tác động cơ học khác ảnh hưởng đến sản phẩm Nếu sản phẩm có hàm lượng acid cao (pH < 2,8) hoặc chứa nhiều tạp chất và chịu tác dụng cơ học nhiều thì dễ bị vữa hơn

Mứt quả được phân loại theo các dạng khác nhau bao gồm:

 Mứt đông hay mứt nước quả đông: Mứt đông là sản phẩm được chế biến từ dịch quả hay miếng thịt quả cùng với đường, pectin và acid Trong quá trình cô đặc, hàm lượng chất khô tăng lên và tạo thành gel khi làm nguội

Các sản phẩm mứt đông được bảo quản trong thời gian dài nhờ hàm lượng đường cao, acid thích hợp và sự đông tụ tốt

 Mứt đông bao gồm các dạng sau:

+ Mứt đông jelly: mứt được chế biến từ nước quả trong suốt Nếu nước quả đã được sulfit hóa thì trước khi nấu, cần phải tiến hành khử SO2 bằng cách đun nóng (hàm lượng SO2 không được vượt quá 0,025%) Tùy theo độ nhớt của nước quả hay độ đông của mứt mà người ta có hoặc không cho thêm pectin

+ Mứt đông jam: Mứt đông được chế biến từ pure quả, có thể dùng riêng

1 loại hoặc hỗn hợp nhiều loại quả, có thể dùng pure quả tươi hoặc pure quả bán chế phẩm

+ Mứt miếng đông Marmalade: mứt miếng đông chế biến từ quả tươi (tươi, sulfit hóa hay lạnh đông) để nguyên hoặc cắt miếng, nấu với đường, có thể thêm acid thực phẩm và pectin

 Mứt nhuyễn: được chế biến từ pure quả chà mịn, nấu với đường Có thể nấu từ quả tươi hoặc quả bán chế phẩm, có thể nấu mứt từ một loại trái cây hay từ hỗn hợp nhiều loại quả

 Mứt miếng đông: được sản xuất bằng quả tươi hoặc bán chế phẩm (sulfite hóa, lạnh đông), dạng nguyên quả hay dạng miếng, nấu với đường Trong sản phẩm, có thể pha thêm acid thực phẩm, pectin (Nguyễn Minh Thủy và ctv, 2017).

Giới thiệu phụ gia

2.5.1 Đường saccharose a Giới thiệu Đường được sản xuất từ mía và củ cải đường, đóng góp rất nhiều vào cấu trúc và sự ổn định mứt đông Đối với việc sản xuất các sản phẩm không đường hoặc đường phải được thay thế bằng một lượng tương đương với sản phẩm thay thế đường hoặc một số chức năng của đường phải được thực hiện bởi các thành phần khác, chẳng hạn như chất tạo gel phù hợp

Saccharose là chất làm ngọt phổ biến trong công nghiệp, đặc biệt là trong công nghiệp bánh kẹo, những tinh thể đường tạo kết tủa để làm cứng kẹo Nó góp phần quan trọng để tạo cấu trúc nhiều loài thực phẩm bao gồm: bánh qui, kem, mứt… đồng thời hỗ trợ trong quá trình bảo quản sản phẩm

 Đường thô hay đường chưa kết tinh: có dạng hạt rắn hoặc thô, màu nâu Đây là sản phẩm còn lại sau khi chất lỏng từ mía đã bay hơi

 Đường tinh thể: đường cát có màu trắng

 Đường nâu: được tạo ra từ tinh thể đường và có trong siro mật gỉ đường

 Đường bột: loại đường thường dùng trong làm bánh kẹo, là kết quả sau khi nghiền mịn đường Sucrose

 Đường turbinado: loại đường không tinh chế từ cây mía b Tính chất

Hình 2.6 Công thức cấu tạo của đường saccharose

(Nguồn: https://vi.wikipedia.org/wiki/Saccarose)

Vật lý: Saccharose dạng tinh thể, không mùi, không màu và có vị ngọt

Có công thức phân tử là C12H22O11 Dễ hòa tan trong nước, nhiệt độ tăng, độ hòa tan tăng Ở nhiệt độ thường, có thể hòa tan với tỉ lệ nước và đường là 1: 2 Saccharose không hòa tan trong các dung môi có phân cực Độ nhớt của dung dịch đường sẽ tăng khi nồng độ tăng và giảm khi nhiệt độ tăng

Khối lượng riêng: 1,4587 g/cm3 Điểm sôi: 186 o C

Hàm lượng đường tối thiểu: 99,5% Độ ẩm tối đa: 0,25% Đo tro sulfat tối đa: 0,14%

Hóa học: Saccharose có tính chất của ancol đa chức và phản ứng thủy phân của disanccarit nhưng không có tính khử, nhưng dưới tác dụng của acid, nhiệt độ cao và dung dịch kiềm xảy ra một số phản ứng hóa học (Nguyễn Ngộ,1984)

- Phản ứng với Cu(OH)2

Với sự có mặt của ion H + hoặc một số enzyme đặc hiệu, dung dịch saccharose sẽ phân giải tạo thành hợp chất gồm D – Glucose và D – fructose, hợp chất này gọi là đường nghịch chuyển Ở nhiệt độ thường, có thể hòa tan với tỉ lệ nước và đường là 1: 2 Saccharose không hòa tan trong các dung môi có phân cực

Phân tử pectin có những phần háo nước và kỵ nước Sự có mặt của vỏ nước bao quanh các phân tử háo nước ngăn cản sự kết hợp giữa các phần tử pectin Đường cho vào có tác dụng khác phục sự cản trở này Ngoài ra, đường còn kết hợp với pectin để tạo đông Đường sử dụng với mục hàm lượng đường ít ngăn cản sự tạo gel và tạo điều kiện cho nấm mốc, nấm men phát triển (Hui et al., 2006)

Với hàm lượng nước khá thấp nên saccharose ít bị tấn công bởi các vi sinh vật Nhưng trong quá trình bảo quản cần phải chú ý và phải bảo quản saccharose nơi khô ráo, thoáng mát, tránh ẩm ướt gây vón cục gây khó khăn cho các công đoạn chế biến sau này Nó tan chảy và phân ly ở nhiệt độ 186 o C tạo caramen, khi cháy tạo CO2 và H2O, là loại đường quan trọng tìm thấy trong thực vật Trong các sản phẩm mứt với hàm lượng đường cao thì nó ngoài tác dụng tạo ngọt còn là chất bảo quản sản phẩm rất tốt trong điều kiện nhiệt độ bình thường

Hình 2.7 Muối ăn NaCl dạng bọt và cấu trúc không gian NaCl

Danh pháp IUPAC: Sodium chloride

Tên gọi khác: Muối ăn, muối, hay halide

Natri chloride là muối chủ yếu tạo ra độ mặn trong các đại dương và của chất lỏng ngoại bào của nhiều cơ thể đa bào Muối khi đưa vào sản phẩm phải

19 đạt tiêu chuẩn chất lượng thực phẩm, hàm lượng muối 96,5 – 99,2%, các chất không tan từ 0,05 - 0,9% (Vũ Trường Sơn và Nhan Minh Trí, 2000) Ở Việt Nam, muối ăn được khai thác ở các vùng ven biển, nơi có độ mặn cao

Muối được dùng rộng rãi trong chế biến và bảo quản thực phẩm Muối sử dụng không chỉ có tác dụng tạo vị cho sản phẩm mà còn làm tăng chất lượng và cải thiện cấu trúc sản phẩm Muối bổ sung tạo môi trường ưu trương làm nước trong tế bào vi sinh vật thẩm thấu ra ngoài dẫn đến tế bào bị co lại, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật Một số loại vi khuẩn bị ức chế ở nồng độ muối thấp (0,2%), một vài loại nấm mốc, nấm men có thể hoạt động ở nồng độ muối rất cao tùy thuộc vào mức độ phân tán (Nguyễn Văn Mười, 2006)

Hoạt tính của NaCl chống vi sinh vật liên quan đến sự làm giảm hoạt độ của nước và làm tăng điều kiện thích hợp với vi sinh vật Khi nồng độ muối cao sẽ làm tăng hiện tượng shock thẩm thấu, khi đó lượng nước trong tế bào ra ngoài và các chất tan sẽ xâm nhập vào tế bào làm cho tế bào bị chết (Sperber,

Muối ăn tạo áp suất thẩm thấu cao giúp hỗ trợ quá trình trích ly các chất đắng trong vỏ citrus Đường hoạt động theo kiểu thẩm thấu, tuy không giết chết vi sinh vật nhưng làm chậm sự phát triển của chúng (Nguyễn Minh Thủy,

2000) Ngoài ra, môi trường ưu trương do muối tạo ra làm nước trong tế bào vi sinh vật thẩm thấu ra ngoài dẫn đến tế bào bị co lại, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật Đồng thời sự hiện diện của các ion cũng làm gia tăng khả năng hòa tan của một số hợp chất thuộc nhóm polyphenol (Trần Thanh Trúc và ctv.,

Vật lí: Natri Clorua có cấu trúc tinh thể Natri Clorua với mỗi nguyên tử có 6 nguyên tử cận kề tạo ra cấu trúc bát diện Sự phân bổ này được gọi là khớp nối lập phương kín Điểm nóng chảy 801 o C

Mật độ tỷ trọng 2,16 g/cm 3 Điểm độ sôi 1413 o C Độ hòa tan trong nước 35.9 g/ml (25 o C)

NaCl là chất điện li mạnh, phân li hoàn toàn trong nước, tạo ra các ion âm và dương

Natri Clorua là muối của bazo khá mạnh và acid mạnh nên nó mang tính trung tính -> do đó tương đối trơ về mặt hóa học

 Tác dụng với muối Ag + (phản ứng trao đổi):

 Tác dụng với nước: Ứng dụng để sản xuất HCl

Hình 2.8 Công thức cấu tạo của Xanthan Gum

Các quá trình chế biến cơ bản

2.6.1 Quá trình tách nước thẩm thấu

Tách nước thẩm thấu là một quá trình quan trọng được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và trong những năm qua rất nhiều nghiên cứu khoa học về chế biến Các loại trái cây và rau quả (Torreggiani, 1993) Quá trình tách nước thẩm thấu ban đầu được đề xuất bởi Pointing et al (1996) và định nghĩa bởi Raoult - Wack (1994) và gần đây được định nghĩa bởi Akbarian et al, (2014) Tiến trình tách nước bao gồm ngâm nguyên liệu trong các nguyên liệu muối, đường, để tạo ra sản phẩm mất nước một phần và tăng nồng độ chất tan Tốc độ khuếch tán nước từ mô của các vật liệu bất kì phụ thuộc vào các yếu tố như: nồng độ và nhiệt độ của dung dịch thẩm thấu, tốc độ đảo trộn của dung dịch, cấu trúc của thực phẩm, tính chất và khối lượng phân tử chất tan dùng trong thẩm thấu (Rastogi et al., 2002)

Tách nước thẩm thấu là một kỹ thuật loại bỏ nước được ứng dụng vào những sản phẩm nông sản như trái cây, rau quả để giảm bớt hàm lượng nước và tăng hàm lượng chất khô hòa tan Việc tích nước thẩm thấu kết hợp với sấy khô sẽ thu được những sản phẩm có chất lượng tốt (Matusek et al., 2002) Khi nguyên liệu sinh học được ngâm hoặc ướp tẩm trong một môi trường có áp suất thẩm thấu cao (nước muối, nước đường), nước sẽ di chuyển từ nguyên liệu ra mỗi trường ưu trương đưa đến nguyên liệu bị teo lại gọi là sự co nguyên sinh Ngược lại, nếu đặt nguyên liệu sinh học trong môi trường nhược trương thì nước từ môi trường sẽ đi vào tế bào làm trương nguyên sinh (Nhan Minh Trí và ctv., 2017) Tốc độ tách nước có thể được gia tốc bằng sự khuấy đảo Nồng độ chất khô có thể gia tăng đến trên 50% trong cách xử lý này

Cơ chế của quá trình thẩm thấu là sự khuếch tán nước diễn ra qua lớp màng bán thấm của mô rau quả do sự khác biệt của áp suất thẩm thấu Ở tế bảo thực vật có lớp mảng của tế bào chất là những lớp màng gây nên hiện tượng thẩm thấu trong tế bào Tốc độ của nước xâm nhập hoặc thoát ra khỏi tế bào phụ thuộc vào tính thẩm thấu khác nhau của màng tế bào chất Trạng thái của màng tế bào có thể thay đổi từ thẩm một phần đến thẩm toàn bộ, dẫn đến những thay đổi quan trọng trong cấu trúc mô Theo Rastogi và cộng sự (2002) quá trình thẩm thấu tách nước bên trong thực phẩm gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: tốc độ truyền khối diễn ra mạnh tương ứng với lượng nước thoát ra từ tế bào (những tế bào tiếp xúc với dung dịch thẩm thấu)

- Giai đoạn 2: bắt đầu có sự di chuyển nước từ những tế bào tiếp theo (những tế bào kế bên tế bào bề mặt), với tốc độ nhỏ hơn so với giai đoạn ban đầu

- Giai đoạn 3: quá trình truyền khối diễn ra ở những tế bào trong cùng nhưng tốc độ truyền khối thấp hơn so với hai giai đoạn trên

2.6.2 Quá trình chần a Khái niệm:

Chần (blanching) là một quá trình xử lý nguyên liệu ở nhiệt độ cao, sử dụng nước nóng, chần bằng hơi nước hoặc sử dụng lò vi sóng Trong trường hợp sử dụng nước nóng, người ta thường nhúng nguyên liệu cần chần vào trong nước nóng Quá trình chần được sử dụng phổ biến trong nghành công nghiệp rau trái Quá trình chân được chia làm 3 giai đoạn: gia nhiệt nguyên liệu đến giá trị nhiệt độ chần, giữ nguyên liệu ở nhiệt độ chần trong một khoảng thời gian xác định và làm nguội nhanh nguyên liệu hoặc chuyển sang giai đoạn chế biến tiếp theo

Mục đích của quá trình chần:

 Mục đích chuẩn bị trong chế biến, chẩn chuẩn bị cho các quá trình tiếp theo sau Do tiếp xúc trực tiếp với nhiệt độ cao, mặc dù thời gian ngắn, nhưng chân vẫn có thể tiêu diệt một phần vi sinh vật bảm trên bề mặt nguyên liệu, đặc biệt vi sinh vật ít chịu nhiệt

 Mục đích khai thác: quá trình giúp tăng hiệu suất thu nhận sản phẩm từ nguyên liệu nào đó

 Mục đích chế biến: dưới tác dụng của nhiệt độ cao, nhiều loại nguyên liệu bị biến đổi về cấu trúc, tính chất hỏa-lý học làm cho chất lượng nguyên liệu biển đổi theo hướng xấu hoặc tốt tùy sản phẩm Quá trình chần còn giúp vô hoạt một số enzyme có sẵn trong nguyên liệu tránh hiện tượng sẫm màu, mùi vị xấu cho sản phẩm

 Mục đích bảo quản: ở nhiệt độ trên 70°C vừa vô hoạt được enzyme (protease, lipase trong thịt, polyphenoloxydase trong rau quả) ngăn ngừa các biến đổi xấu, vừa tiêu diệt một phần vi sinh vật gây hư hỏng cho sản phẩm (Nhan Minh Trị và ctv, 2017) Quá trình chẩn làm bay hơi những thành phần gây mùi vị lạ Một số chất đứng trong nguyên liệu (măng, cam, quýt, ) sẽ được thay đổi dưới tác dụng của nhiệt Ảnh hưởng quá trình xử lý vỏ cam: Vị the và đắng của sản phẩm mứt vỏ citrus có nguồn gốc từ các hợp chất flavanones Quá trình chần (gia nhiệt thực

30 phẩm) làm tăng khả năng trích ly đối với nhiều hợp chất hoạt tính sinh học, cải thiện chất lượng dinh dưỡng của thực vật (Pellegrini et al., 2010) Chính vì khả năng trích ly cao nên các hợp chất gây đắng trong vỏ cam được giảm sau quá trình chần

Theo nghiên cứu của Đỗ Dương Phương Thảo (2006) cho thấy việc tạo ra sản phẩm từ vỏ bưởi được thực hiện qua các công đoạn chần bằng nước sôi trong 10 phút sẽ giảm vị the đắng cho sản phẩm và đạt giá trị cảm quan cao nhất b Các biến đổi của nguyên liệu:

Vật lý: hình dạng và thể tích thay đổi, một số trường hợp xuất hiện vết nứt trên bề mặt nguyên liệu, các chỉ tiêu vật lý khác như độ cứng, độ dai của nguyên liệu cũng thay đổi theo Một số biến đổi sẽ ảnh hưởng có lợi cho công nghệ chế biến Chỉ tiêu vật lý bị biến đổi quá mức thì sẽ ảnh hưởng xấu đến giá trị cảm quan của rau trái đóng hộp Một sự kết hợp chần ở nhiệt độ thấp và bổ sung calcium cũng được chứng minh là hiệu quả trong việc làm cứng chắc rau quả đóng hộp Chần giữ được giá trị cảm quan về cấu trúc, như độ giòn được xác định bằng phép đo công cụ dựa trên lực cắt tối đa (De Corcuera et al., 2004)

Hóa học: nhiệt độ cao thúc đẩy phản ứng hóa học xảy ra nhanh hơn Trong quá trình chần, vitamin có thể bị phân hủy bởi nhiệt hoặc bị oxy hóa, hàm lượng vitamin trong nguyên liệu sau khi chần sẽ bị giảm đi, vitamin C dễ bị tổn thất nhất Một số chất màu như chlorophyll cũng rất dễ bị tổn thất Để hạn chế điều này, các nhà sản xuất thường bổ sung sodium carbonate (nồng dộ 0,125% w/w) vào nước chần Nhược điểm của giải pháp này là làm tăng tỷ lệ tổn thất ascorbic acid trong nguyên liệu rau trái

Hóa lý: làm thoát khí ra khỏi các gian bào trong cấu trúc mô thực vật Ngoài ra, còn tạo nên những biến đổi về pha như các hạt tinh bột trong một số loại trái cây sẽ bị hồ hóa, một số phân tử protein hòa tan sẽ bị đông tụ Tuy nhiên, những biến đối này không ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm

2.6.3 Quá trình phối chế a Khái niệm:

Bản chất của quá trình là sự pha trộn giữa hai hay nhiều cấu tử (thành phần) khác nhau để thu được hỗn hợp sản phẩm đáp ứng nhu cầu nhằm mục đích tạo ra sản phẩm mới

Một số sản phẩm nếu tồn tại một mình thì chất lượng sẽ không tốt bằng như khi kết hợp với một số thành phần hỗ trợ khác, điều này giúp làm tăng chất lượng sản phẩm hoặc chuẩn bị một hỗn hợp tối ưu cho quy trình thực hiện kế tiếp b Biến đổi của vật liệu:

Các nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan

- “Nghiên cứu quy trình chế biến mứt vỏ bưởi” được thực hiện bởi Bùi Thị Diểm Thảo (2011) đã xác định được điều kiện chế biến là ngâm vỏ bưởi ở

35 trong lượng vôi 1,5g với thời gian là 5 phút, chần ở nhiệt độ 90 o C trong thời gian 5 phút, tỉ lệ đường sử dụng là 3 (so với khối lượng nguyên liệu ban đầu)

- “Ảnh hưởng của quá trình tiền xử lý đến chất lượng cam sành (Citrus sinensis) sấy dẻo” được thực hiện bởi Phan Thị Thanh Quế và ctv Kết quả nghiên cứu cho thấy cam sành được chần trong dung dịch NaOH với nồng độ

150 ppm giúp giảm được hàm lượng naringin cao (từ 18,75 giảm còn 2,11 mg/100g) Hàm lượng polyphenol và vitamin C trong sản phẩm vẫn còn duy trì ở mức cao, tương ứng là 5,57 mgGAE/g and 71,71 mg/100 g

- “Nghiên cứu công nghệ chế biến trà túi lọc từ vỏ bưởi năm roi (Citrus grandis (l.) Osbeck)” được thực hiện bởi Trần Thanh Trúc và ctv Kết quả nghiên cứu cho thấy vỏ bưởi Năm Roi được chần trong nước sôi (100°C) với thời gian 60 giây giúp duy trì được màu xanh, đồng thời giúp sản phẩm có giá trị polyphenol tổng số (TPC), flavonoids tổng số (TFC), hoạt tính kháng oxy hóa tính tương đương Trolox (TEAC) cao Sau quá trình chần, việc ngâm trong dung dịch muối NaCl 10% (tỷ lệ 1:5 w/v) sau đó xả lại với nước (tỷ lệ 1:4, w/v) giúp loại bỏ được tác nhân gây đắng trong khi kiểm soát được các thành phần có hoạt chất sinh học

- “Nghiên cứu sản xuất kẹo cam lát” được thực hiện bởi Nguyen Duc Tuan và ctv Trong nghiên cứu này, cam chanh được cắt lát khử đắng bằng nước muối nồng độ 0 - 7,5%, sau đó trộn với đường với tỷ lệ 1,5 - 2,5/1,0 theo khối lượng Bán thành phẩm được sấy khô tiếp ở nhiệt độ 40 – 50 o C đến nhiệt độ yêu cầu độ ẩm Kết quả cho thấy phương pháp khử đắng bằng ngâm lát cam tươi trong nước muối 5%, tỷ lệ pha trộn cam và đường 2,0/1,0 theo trọng lượng, nhiệt độ sấy 45 o C trong 22 giờ cho chất lượng sản phẩm tốt nhất Sản phẩm cuối cùng có một màu vàng nhạt đặc trưng và có mùi thơm của dầu vỏ trái cây Sau 6 tháng, lát cam dạng mứt bảo quản ở nhiệt độ 20 – 25 o C vẫn cho chất lượng tốt, chất lượng và giá trị dinh dưỡng cao thể hiện ở độ ẩm (18,85%), tổng chất rắn hòa tan (69,40%), hàm lượng đường tổng số (58,20%), vitamin C (16,85 mg%), tổng lượng acid hữu cơ (164,35 mg%) dưới dạng sản phẩm yêu cầu chất lượng

PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Địa điểm và thời gian nghiên cứu

Địa điểm: Phòng thí nghiệm RLC 4.01 thuộc Viện Công nghệ sinh học và Thực phẩm, Trường Đại học Cần Thơ

Thời gian: Từ tháng 09 năm 2023 đến tháng 12 năm 2023

Nguyên liệu

- Nguyên liệu sử dụng là quả cam Sành được thu mua từ các chợ tại khu vực thành phố Cần Thơ

- Đặc tính nguyên liệu: Quả cam Sành có kích thước đồng đều, vỏ xanh

- Đường Biên Hòa Pure 1kg, đường bắp được mua tại siêu thị Go Cần Thơ.

Phương tiện nghiên cứu

 Methanol (tuyệt đối 99,5%, Việt Nam)

 Sodium carbonat (Na2CO3, Trung Quốc)

 Sodium Hydroxide (NaOH, Trung Quốc)

 Trolox (6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethychromane-2-carboxylic acid)

3.3.2 Thiết bị và dụng cụ dùng trong thí nghiệm

 Cân điện tử AR.2140 (USA)

 Máy đo quang phổ Shimadzu

 Máy đo cấu trúc Vernier USA

 Máy đo độ hoạt động của nước aw

 Một số dụng cụ phân tích (ống nghiệm có nắp, cốc thủy tinh, cốc sứ, bình định mức, pipet, micro pipet,…)

 Một số dụng cụ chuyên dụng (Dao, rây lọc, rỗ, thớt, thau đựng, )

Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp chuẩn bị mẫu dùng trong phân tích

Cam sành nguyên liệu sau khi thu mua tại các chợ, tuyển chọn những quả có độ chín kỹ thuật, không bị sâu bệnh đốm đen sẽ được rửa sạch và làm ráo bề mặt Tiếp theo xử lý tách thành hai phần nước cam và vỏ cam Phần vỏ cam được cắt nhỏ sau đó tiến hành đo các thông số theo quy trình như thí nghiệm được thiết kế sau đó

3.4.2 Phương pháp phân tích và đo đạc chỉ tiêu

Bảng 3.1 Các phương pháp phân tích và đo đạc chỉ tiêu

Chỉ tiêu Phương pháp phân tích

Hàm lượng naringin (ppm/g) Dựa trên phản ứng tạo màu với thuốc thử diethylene glycol trong môi trường kiềm (David, 1947)

Hàm lượng polyphenol tổng số TPC (mg

Phương pháp so màu với acid gallic làm chất chuẩn, thuốc thử Folin-Ciocalteu như chất oxy hóa, xác định màu tại bước sóng

738 nm (Premakumari, 2010) Hoạt tính kháng oxy hóa TEAC (μmol

Sử dụng phương pháp xác định gốc tự do với chất chuẩn DPPH (2,2 – Diphenyl – 1 - picryhydrazyl) và so sánh với Trolox, do sự biến đổi màu từ tím sang vàng nhạt ở bước sóng 517 nm (Faremeh et al., 2012) Tổng chất khô hòa tan (TSS, o Brix) Đo bằng trực tiếp bằng khúc xạ kế (model

Master -a, khoảng đo 04-33% Bx, hãng sản xuất Atago, Nhật Bản) Độ ẩm (%) Phương pháp sấy đến khối lượng không đổi (AOAC, 2004) pH Đo trực tiếp bằng pH kế

Hoạt độ nước Máy đo độ hoạt động của nước Độ cứng (N/cm 2 ) Sử dụng máy đo cấu trúc Vernier Đánh giá cảm quan Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1870:1976 về đồ hộp quả - mứt cam

Quy trình thực hiện thí nghiệm được mô tả ở Hình 3.1

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm tổng quát

Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng thời gian ngâm và nồng độ

NaCl đến chất lượng vỏ cam Sành

Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của độ Brix đến chất lượng sản phẩm

Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của tỷ lệ

Gellan Gum đến chất lượng sản phẩm

Keo thủy tinh Rửa Thanh trùng

Phối chế Đường bắp (5%) Đường Acid citric Xanthan Gum & Gellan Gum

Mục đích: làm sạch nguyên liệu, loại bỏ một số vi sinh vật bám trên bề mặt và tạp chất (đất, cát, bụi bẩn, )

Tiến hành: Các quả cam Sành được cho vào dụng cụ đựng chuyên dụng và tiến hành rửa sạch dưới vòi nước chảy Sau đó để ráo để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo

Yêu cầu: Không còn tạp chất bám trên bề mặt quả sau khi rửa

3.4.2.2 Tách vỏ và thịt quả

Mục đích: tách vỏ cam và phần thịt quả thành hai phần

Tiến hành: Vỏ cam được tách ra khỏi thịt quả, cắt thành sợi nhỏ khoảng

1 – 2 mm Phần thịt quả được ép lấy nước và loại bỏ hạt

Yêu cầu: vỏ cam được lột sạch khỏi thịt quả và cắt sợi nhỏ đúng kích thước

Mục đích: chần muối để giảm hàm lượng polyphenol và giảm vị đắng có trong vỏ cam

Thao tác: vỏ cam được chần trong nước muối với nồng độ muối 2,5% và thời gian như bố trí ở thí nghiệm 1, tỷ lệ nước muối và nguyên liệu là 10:1 Sau khi chần sẽ đem xả nước dưới vòi chảy giúp giảm vị đắng chát của polyphenol và vị mặn của muối NaCl

Yêu cầu: độ đắng thích hợp làm mứt đông

Mục đích: loại bỏ chất đắng trong vỏ cam

Tiến hành: vỏ cam được ngâm trong dung dịch muối với nồng độ và thời gian như bố trí thí nghiệm 1 và tỷ lệ nước ngâm và nguyên liệu cố định là 5:1 Sau khi ngâm tiến hành xả lại nước 3 lần và vắt ráo

Yêu cầu: độ đắng của vỏ cam ở mứt thích hợp để làm mứt đông

Mục đích: hòa trộn các nguyên liệu thành hỗn hợp đồng nhất

Thao tác: Phần thịt quả được xay nhuyễn trong máy xay chuyên dụng trong 1 phút để tạo thành hỗn hợp đồng nhất, sau đó lọc qua rây trước khi phối

41 chế Bổ sung acid citric để pH đạt 3, 5% đường bắp, 20% vỏ cam theo khối lượng dịch quả Hỗn hợp được gia nhiệt đến khi tan hoàn toàn mới bổ sung phụ gia tạo đông Xanthan Gum và Gellan Gum

Yêu cầu: Cân các nguyên liệu với tỷ lệ chính xác và phân tán đồng điều thành một hỗn hợp đồng nhất

Mục đích: gia nhiệt hỗn hợp đã phối trộn để tạo thành mứt

Thao tác: sau khi phối trộn, hỗn hợp sẽ được gia nhiệt đến nhiệt độ sôi trong 6 phút

Yêu cầu: nhiệt độ luôn được giữ ổn định trong thời gian nấu

Mục đích: hạn chế sự tiếp xúc với môi trường bên ngoài tránh sự xâm nhập của vi sinh vật

Thao tác: sau khi nấu, mứt được rót nóng vào hủ thủy tinh với khối lượng mỗi mẫu là 100g

Yêu cầu: kiểm soát khối lượng mẫu và nhiệt độ khi rót nóng

Mục đích: tiêu diệt và hạn chế sự phát triển của vi sinh vật nhờ nhiệt độ cao, giúp kéo dài thời gian bảo quản và nâng cao giá trị cảm quan của sản phẩm

Thao tác: Thanh trùng sản phẩm nhiệt độ tâm 70 o C trong 5 phút

Yêu cầu: kiểm soát nhiệt độ sản phẩm và thời gian thanh trùng chính xác

Mục đích: mứt sau khi thanh trùng có nhiệt độ cao, làm nguội nhanh làm sốc nhiệt bất hoạt vi sinh vật ưa nhiệt

Thao tác: sau khi thanh trùng, mẫu được cho tiếp xúc trực tiếp với nước nhiệt độ thấp hạ nhanh nhiệt độ của sản phẩm xuống đến 50 o C.

Phương pháp bố trí thí nghiệm

3.5.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng thời gian ngâm và nồng độ NaCl đến chất lượng vỏ cam Sành a Mục đích thí nghiệm

Giúp loại bỏ một phần naringin, cải thiện giá trị cảm quan cho sản phẩm, giảm vị đắng và khảo sát sự thay đổi quá trình thẩm thấu đến một số chất có hoạt tính sinh học b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố:

Nhân tố A: Nồng độ muối (%)

Nhân tố B: Thời gian ngâm (giờ)

Số nghiệm thức: 3 x 3 = 9 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần

Tổng số đơn vị thí nghiệm: 9 x 3 = 27 c Thực hiện thí nghiệm

Quả cam Sành sau khi được rửa sạch được xử lý cắt, gọt vỏ, vỏ cam được cắt nhỏ thành sợi mỏng 1 – 2 mm

Mẫu được chần với dung dịch muối 2,5% chần trong 4 phút ở nhiệt độ

100 o C sau đó xả lại với nước 3 lần để làm nguội; Để ráo và tiến hành ngâm vỏ cam trong dung dịch muối với nồng độ NaCl (tỷ lệ nước ngâm và vỏ là 1:5) và thời gian như bố trí thí nghiệm 1 Sau khi ngâm đủ thời gian, vỏ cam đã ngâm được xả sạch nước 3 lần, để ráo Sau đó, mẫu vỏ cam được sử dụng để đánh giá phân tích các chỉ tiêu hóa lý và đánh giá cảm quan

Sơ đồ bố trí thí nghiệm

Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 d Chỉ tiêu phân tích

 Độ hoạt động của nước aw

 Hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học TPC, TEAC

3.5.2 Thí nghiệm 2: Ảnh hưởng của độ Brix phối chế đến chất lượng sản phẩm a Mục đích thí nghiệm

Tìm ra thông số độ Brix thích hợp cho sản phẩm mứt cam với cấu trúc và hương vị tốt nhất

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 1 nhân tố:

Số nghiệm thức: 3 x 1 = 3 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần

Tổng số đơn vị thí nghiệm: 3 x 3 = 9 c Thực hiện thí nghiệm

Vỏ cam sau khi được chần và ngâm muối theo tỷ lệ và thời gian cố định tối ưu ở thí nghiệm 1 sẽ được sử dụng thêm vào hỗn hợp phối chế Tại bước phối chế, vỏ quả được thêm vào với tỷ lệ 20% vỏ, 5% đường bắp, 0,6% Xanthan Gum và 0,4% Gellan Gum theo khối lượng nước quả, độ Brix hỗn hợp sẽ được đo và tính khối lượng đường bổ sung để đạt độ Brix theo bố trí thí nghiệm Sau khi gia nhiệt ở nhiệt độ sôi trong 6 phút, sản phẩm được rót nóng vào bao bì thủy tinh – keo thủy tinh Sau khi cho vào bao bì thì sản phẩm được thanh trùng ở nhiệt độ tâm là 70 o C với thời gian 5 phút Mẫu được ổn định trong 24 giờ và tiến hành phân tích các chỉ tiêu hóa lý và đánh giá cảm quan của sản phẩm d Chỉ tiêu phân tích

 Độ hoạt động của nước aw

 Hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học TPC, TEAC

3.5.3 Thí nghiệm 3: Ảnh hưởng của tỷ lệ Xanthan Gum : Gellan Gum đến chất lượng sản phẩm a Mục đích thí nghiệm

Xác định tỷ lệ chất tạo đông Xanthan Gum và Gellan Gum thích hợp để sản phẩm mứt cam đạt độ nhớt và aw phù hợp để sản phẩm đạt giá trị cảm quan tốt nhất b Bố trí thí nghiệm

Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên với 2 nhân tố:

Nhân tố D: Nồng độ Xanthan Gum (%)

Nhân tố E: Nồng độ Gellan Gum (%)

Số nghiệm thức: 3 x 3 = 9 nghiệm thức, mỗi nghiệm thức được lặp lại 3 lần

Tổng số đơn vị thí nghiệm: 9 x 3 '

Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3

Nước cam 100% Đường bắp (5%) Đường

Acid citric chỉnh đạt pH 3

Thực hiện các bước tương tự thí nghiệm 2 với độ brix tối ưu cố định Sau đó, các chất tạo đông như XG và GG sẽ được thêm vào với tỷ lệ bố trí như thí nghiệm 3 và đem gia nhiệt đến nhiệt độ sôi hỗn hợp và giữ nhiệt sôi trong 6 phút Lưu ý, XG và GG được phân tán đều trong đường saccharose trước khi phối chế Tiếp theo, sản phẩm được rót nóng vào bao bì thủy tinh – keo thủy tinh Sau khi cho vào bao bì thì sản phẩm được thanh trùng ở nhiệt độ tâm là

70 o C với thời gian 5 phút Sản phẩm được làm mát và đem mẫu bảo quản ổn định ở nhiệt độ phòng trong 24h Sau đó, mẫu được sử dụng để phân tích các chỉ tiêu hóa lý và đánh giá cảm quan sản phẩm d Chỉ tiêu phân tích

 Độ hoạt động của nước aw

 Hàm lượng các chất có hoạt tính sinh học TPC, TEAC

Xử lý số liệu

Số liệu được thu nhận và xử lý thống kê thông qua phân tích phương sai ANOVA từ chương trình Statgraphics Centurion 16.1 để kiểm tra sự khác biệt ý nghĩa giữa các nghiệm thức thông qua LSD (Least Significant Difference); số liệu được tính toán, trình bày dưới dạng trung bình ± độ lệch chuẩn và vẽ đồ thị từ chương trình Microsoft Excel 2016

KẾT QUẢ & THẢO LUẬN

Nguyên liệu cam sành

Thành phần, chất lượng nguyên liệu là một trong những yếu tố quan trọng cơ bản để sản xuất ra được một sản phẩm đạt chất lượng tốt nhất Vì vậy, việc phân tích thành phần của nguyên liệu là điều cần thiết trước khi tiến hành thí nghiệm Kết quả phân tích được tổng hợp trong bảng sau:

Bảng 4.1 Phân tích thành phần nguyên liệu cam sành

Vỏ cam Độ ẩm (%) 74,09 ± 0,22 aw 0,9579 ± 0,01 Độ cứng (N) 16,76 ± 0,5

( * )Giá trị trung bình 3 lần đo

Kết quả phân tích trong bảng 4.1 cho thấy nước là thành phần chủ yếu trong vỏ cam với 74,09%, kết quả này tương tự với kết quả của Mai Thành Thái và ctv là 73,29% và độ hoạt động của nước aw là 0,9579 Độ ẩm cao có thể gây hư hỏng nhanh ở thực phẩm và độ ẩm cao thì chất lượng dinh dưỡng dinh dưỡng càng thấp và ngược lại Hàm lượng naringin trong vỏ cam cũng khá cao với 31,93 ppm/g CKNL gây ra vị đắng làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm, gây khó khăn trong quá trình chế biến, do đó phải có biện phẩm xử lý khử đắng thích hợp Bên cạnh đó, theo kết quả phân tích trong quả cam Sành còn chứa các hợp chất có hoạt tính sinh học cao có khả năng chống oxy hóa là polyphenol với hàm lượng 4,9 mg GAE/g CKNL trong vỏ quả và 2,02 mg GAE/g CKNL trong dịch quả Kết quả này cao hơn so với kết quả nghiên cứu phân tích thành phần hóa lý của quả cam Sành của Phan Thị Thanh Quế và ctv

(2021), cụ thể là quả cam Sành cũng chứa hàm lượng chất sinh học cao như polyphenol với 3,54 mg GAE/g CKNL, NRG là 18,75 mg% CKNL Khác biệt này có thể ảnh hưởng bởi các nhân tố khác như mùa vụ, đất trồng, khí hậu, độ chín,…

4.2 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của thời gian và nồng độ ngâm NaCl đến chất lượng vỏ cam Sành

Nghiên cứu được tiến hành chỉ thay đổi thời gian và nồng độ NaCl ngâm, các thông số khác được giữ cố định

Trung bình bình phương và phần trăm ảnh hưởng của các nhân tố lên các chỉ tiêu khảo sát và tương tác giữa các nhân tố được thể hiện ở Bảng 4.2 và Bảng 4.3

Bảng 4.2 Trung bình bình phương của nồng độ và thời gian ngâm muối đến chất lượng của vỏ cam Sành

Trung bình bình phương Độ ẩm

Qua bảng 4.10 thống kê cho thấy, nồng độ muối và thời gian ngâm có tác động đến các chỉ tiêu chất lượng của vỏ cam Cụ thể, nồng độ muối có tác động mạnh (p