Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu quá trình tự phân giải tế bào của táo xanh Ziziphus Mauritiana tạo nên táo đen

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN PHÚC QUANG BẢO

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH TỰ PHÂN GIẢI TẾ

BÀO CỦA TÁO XANH ZIZIPHUS MAURITIANA

TẠO NÊN TÁO ĐEN

Study on the autolysis process of green Ziziphus Mauritiana to create black fruit

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm Mã số: 8540101

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2022

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: GS.TS Đống Thị Anh Đào

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Nguyễn Lệ Hà

Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS TS Trần Thị Thu Trà

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM Ngày 12 tháng 07 năm 2022

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch: PGS TS Mai Huỳnh Cang 2 Phản biện 1: TS Nguyễn Lệ Hà

3 Phản biện 2: PGS TS Trần Thị Thu Trà 4 Ủy viên: GS TS Đống Thị Anh Đào 5 Ủy viên thư ký: TS Nguyễn Quốc Cường

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN PHÚC QUANG BẢO MSHV: 2070078 Ngày, tháng, năm sinh: 01/11/1997 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Công nghệ Thực phẩm Mã số: 8540101

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Tổng quan tài liệu về nguyên liệu táo xanh

- Thiết lập các nhánh quy trình công nghệ sản xuất táo đen qua các bước ủ; chần kết hợp ủ, chần kết hợp sấy

- Khảo sát các yếu tố của các quá trình chần - ủ - sấy đến hàm lượng đường khử, đường tổng, polyphenol tổng, hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH, độ ẩm, tính chất cảm quan của sản phẩm - So sánh đặc tính của các sản phẩm qua các quá trình ủ, chần-ủ, chần-sấy

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01/2022

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 06/2022

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS.TS Đống Thị Anh Đào

Tp HCM, ngày… tháng… năm 2022

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

GS TS Đống Thị Anh Đào

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC

i

LỜI CẢM ƠN

Trong cuộc sống, bạn sẽ chẳng thực hiện được bất kì kế hoạch hay mục tiêu nào mà không có sự giúp đỡ, đồng hành dù là ít hay nhiều từ những người xung quanh, đối với bài luận văn thạc sĩ này cũng vậy Trong suốt quá trình thực hiện bài luận văn này, tôi vô cùng biết ơn vì đã nhận được rất nhiều sự hỗ trợ từ nhà trường, Quý Thầy Cô và các bạn sinh viên

Tôi chân thành cảm ơn tất cả các cán bộ, giảng viên của trường Đại học Bách khoa, cũng như các thầy cô Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Kỹ thuật Hóa học vì đã tận tình chỉ dạy, giúp đỡ tôi vượt qua khó khăn trong suốt quá trình học tập và rèn luyện ở giảng đường đại học

Để hoàn thành luận văn này, tôi đặc biệt muốn gửi lời cảm ơn đến GS.TS Đống Thị Anh Đào - người đã định hướng, trực tiếp dẫn dắt và cố vấn cho tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài này Cảm ơn vì cánh cửa đến văn phòng của Giáo Sư luôn rộng mở mỗi khi tôi gặp phải rắc rối hoặc có câu hỏi về vấn đề nghiên cứu của mình Cô vẫn luôn cho phép tôi tự do bày tỏ quan điểm đồng thời đưa ra những nhận xét, góp ý, dẫn dắt tôi đi đúng hướng trong suốt thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ

Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè vì đã luôn hỗ trợ tôi và khuyến khích liên tục trong suốt những năm học tập và qua quá trình nghiên cứu và viết luận văn này Thành tựu này sẽ không thể có được nếu không có họ

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2022 Học viên thực hiện

Nguyễn Phúc Quang Bảo

ii

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Trong nghiên cứu này, các yếu nhiệt độ, thời gian quá trình ủ được khảo sát để gia tăng hàm lượng polyphenol tổng, khả năng kháng oxy hóa, đường khử so với táo tươi nguyên liệu nhưng vẫn tạo nên sản phẩm đạt yêu cầu về cảm quan và khả năng chống oxy hóa của các hợp chất polyphenol, đồng thời so sánh quy trình chỉ áp dụng ủ so với có bổ sung chần Sau đó tính toán các hiệu quả sấy sử dụng thiết bị sấy hồng ngoại và sấy nhiệt đối lưu, từ đó kết luận hệ thống sấy hiệu quả hơn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sau quá trình ủ ở 70℃ trong 6 ngày, lượng ẩm giảm về mức 24,96 ± 0,38%, hàm lượng đường khử tăng từ 32,46 ± 0,08 g/100g lên 48,25 ± 0,40 g/100g tính theo chất khô, hàm lượng polyphenol tổng tăng từ 1028 ± 5,86 mg GAE/ 100g lên 3329 ± 61,57 mg GAE/ 100g tính theo chất khô, hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH tăng từ 2138 ± 62,83 µmol TAE/100g chất khô lên 4124 ± 116,94 µmol TAE/100g chất khô Tuy nhiên khi bổ sung quá trình chần trước quá trình ủ, các thông số trên đều tăng Cụ thể, tại thời điểm ẩm 24,94 ± 0,91% lượng đường khử đạt 50,68 ± 0,95 g/100g chất khô, polyphenol tổng đạt 4023 ± 125,57 mg GAE/ 100g chất khô, hoạt tính kháng oxy hóa theo DPPH đạt 4971 ± 48,58 µmol TAE/100g chất khô Đồng thời điểm cảm quan thị hiếu lần lượt ở hai quá trình là 6,73 ± 0,90 và 7,45 ± 1,08 theo thang điểm 9 cho thấy sản phẩm táo đen khô trong nghiên cứu đạt ở mức yêu thích, nhận được sự hài lòng tương đối

Ngoài ra, quy trình sấy táo được xây dựng với các thông số sau: nhiệt độ chần khoảng 70oC, thời gian chần 1 phút, nhiệt độ sấy 70oC, thời gian sấy là 7 giờ 30 phút Táo tươi có hàm lượng phenolic tổng và khả năng chống oxy hóa lần lượt là 7633mg GAE/ 100g chất khô và 20658mg TEAC/ 100g chất khô đều giảm theo thời gian sấy, táo sấy bằng phương pháp sấy hồng ngoại có đối lưu không khí có hàm lượng phenolic tổng là 1829mg GAE/ 100g chất khô, khả năng chống oxy hóa 2331mg TEAC/ 100g chất khô còn táo sấy đối lưu có các chỉ số tương ứng là 1539mg GAE/ 100g chất khô và 2005mg TEAC/ 100g chất khô Thời gian sấy táo bằng phương pháp sấy hồng ngoại có đối lưu không khí là 7 giờ 30 phút thấp hơn 35% so với thời gian sấy bằng phương pháp đối lưu là 11 giờ 30 phút Như vậy phương pháp sấy hồng ngoại có đối lưu không khí đã giảm sự tổn thất hàm lượng hoạt chất của táo sấy và rút ngắn thời gian sấy sẩn phẩm so với phương pháp sấy đối lưu truyền thống

iii

ABSTRACT

In this study, the factors of temperature and incubation time were investigated to increase the total polyphenol content and antioxidant capacity, reducing sugar compared to raw fresh apples but still creating a product that meets the requirements of food safety Sensory and antioxidant capacity of polyphenol compounds, and compare the process using only incubation versus adding blanching Then calculate the drying efficiency using infrared drying equipment and convection heat drying equipment, thereby concluding that the drying system is more efficient

Research results show that after incubation at 70℃ for 6 days, moisture content decreased to 24.96 ± 0.38%, reducing sugar content increased from 32.46 ± 0.08 g/100g to 48, 25 ± 0.40 g/100g dry matter, total polyphenol content increased from 1028 ± 5.86 mg GAE/100g to 3329 ± 61.57 mg GAE/100g dry matter, antioxidant activity according to DPPH increased from 2138 ± 62.83 µmol TAE/100g dry matter to 4124 ± 116.94 µmol TAE/100g dry matter However, when adding blanching before annealing, the above parameters increased Specifically, at the time of moisture 24.94 ± 0.91% reducing sugar reached 50.68 ± 0.95 g/100g dry matter, total polyphenols reached 4023 ± 125.57 mg GAE/100g dry matter, anti-inflammatory activity oxidation according to DPPH reached 4971 ± 48.58 µmol TAE/100g dry matter At the same time, the time of taste sensation in the two processes, respectively, is 6.73 ± 0.90 and 7.45 ± 1.08 on a 9-point scale, showing that the dried black apple product in the study reached the level of favorite, receiving relatively satisfied

In addition, the apple drying process is built with the following parameters: blanching temperature is about 70oC, blanching time is 1 minute, drying temperature is 70oC, drying time is 7 hours 30 minutes Fresh apples have total phenolic content and antioxidant capacity of 7633mg GAE/100g dry matter and 20658mg TEAC/100g dry matter, respectively, which decrease with drying time total phenolic content is 1829mg GAE/100g dry matter, antioxidant capacity 2331mg TEAC/100g dry matter, while convection dried apples have the corresponding indexes of 1539mg GAE/100g dry matter and 2005mg TEAC/100g dry matter The drying time for apples by infrared drying method with air convection is 7 hours 30 minutes, 35% lower than the drying time by convection method of 11 hours 30 minutes Thus, the infrared drying method with air convection has reduced the loss of active ingredient content of dried apples and shortened the product drying time compared to the traditional convection drying method

iv

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn này là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của GS.TS Đống Thị Anh Đào Các số liệu, những kết luận nghiên cứu được trình bày trong luận văn hoàn toàn trung thực

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về lời cam đoan này

Học viên

Nguyễn Phúc Quang Bảo

v

MỞ ĐẦU

Táo xanh Ziziphus mauritiana hay còn được gọi là táo ta, là một cây phổ biến trên toàn

thế giới nhưng được trồng chủ yếu ở các nước khu vực châu Á, trong đó có Việt Nam Tại Việt Nam, táo xanh được trồng nhiều nhất tại tỉnh Ninh Thuận Táo xanh được sử dụng như một loại trái cây, thực phẩm bổ sung dinh dưỡng Trong thời gian qua nhiều nghiên cứu đã chứng minh được lợi ích của táo xanh, trong số đó là khả năng chống oxy hóa, chống ung thư, chống khuẩn, chống viêm, bảo vệ gan,… nhờ vào sự có mặt của những hợp chất như polyphenol, polysaccharide, flavonoid, vitamin C,…[1] Tuy có nhiều lợi ích nhưng thời gian bảo quản rất ngắn, chỉ khoảng 1 tuần ở nhiệt độ thường và khoảng 2 tuần ở điều kiện tủ lạnh Do đó nhằm giúp tăng thời gian bảo quản, phương pháp ủ để sản xuất táo đen khô giàu poyphenol được nghiên cứu áp dụng

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu quá trình tự phân giải tế bào của táo xanh Ziziphus

Mauritiana tạo nên táo đen” được thực hiện nhằm thiết lập quy trình sản xuất táo đen

khô phù hợp nhất cả về cảm quan lẫn hoạt tính chống oxy hóađể sản phẩm táo đen khô phát triển rộng rãi trên thị trường Việt Nam, từ đó tạo thành sản phẩm có giá trị gia tăng về dinh dưỡng và kinh tế

1.4 Biến đổi về cảm quan và thành phần hóa học trong quá trình ủ 9

1.4.1 Những biến đổi về mặt cảm quan 9

1.4.2 Sự biến đổi về thành phần hóa học 10

1.5 Tổng quan về quá trình sấy 16

1.5.1 Quá trình sấy đối lưu 16

1.5.2 Quá trình sấy hồng ngoại 17

1.6 Tình hình nghiên cứu 18

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ 20

2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 20

2.1.2 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 20

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm 21

2.2 Mục tiêu nghiên cứu 22

2.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 22

2.4 Thời gian nghiên cứu 22

2.5 Phương pháp nghiên cứu sản xuất táo đen khô 22

2.5.1 Thuyết minh quy trình chế biến táo đen khô 23

vii

2.7 Phương pháp đánh giá cảm quan 29

2.8 Phương pháp nghiên cứu táo sấy 29

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 31

3.1 Kích thước và một số thành phần hoá học nguyên liệu 31

3.2 Khảo sát quá trình ủ (Nhánh 1) 32

3.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến độ ẩm của táo và xác định thời gian ủ 32

3.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH, chỉ tiêu cảm quan và xác định nhiệt độ ủ 36

3.3 Khảo sát quá trình ủ có xử lý chần (quy trình công nghệ nhánh 2) 46

3.3.1 Ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo 46

3.4 Đánh giá cảm quan, so sánh sản phẩm táo đen ở hai quy trình công nghệ 58

3.4.1 Đánh giá cảm quan 58

3.4.2 Các chỉ tiêu giữa hai sản phẩm 59

3.5 Kết quả quá trình chần và sấy 60

3.5.1 Xây dựng các đường cong sấy 61

3.5.2 Sự biến đổi hàm lượng phenolic tổng 62

3.5.3 Kết quả cảm quan theo TCVN 3215:1979 63

3.6 Kết quả khảo sát mẫu sấy hồng ngoại có đối lưu không khí, mẫu sấy đối lưu, mẫu thị trường 64

3.6.1 Sự biến đổi hàm lượng phenolic tổng 65

3.6.2 Sự biến đổi khả năng chống oxy hóa 66

3.6.3 Kết quả cảm quan thị hiếu 66

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

4.1 Kết luận 68

4.2 Kiến nghị 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC 76

viii

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Bảng phân loại khoa học về chi của táo xanh 1

Bảng 1.2: Thành phần dinh dưỡng của táo xanh 3

Bảng 1.3: Thành phần amino acid trong táo xanh 4

Bảng 2.1: Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu 20

Bảng 3.1: Kích thước của táo nguyên liệu 31

Bảng 3.2: Một số thành phần hoá học trong táo xanh 32

Bảng 3.3: Thời gian ủ đến độ ẩm cần thiết 36

Bảng 3.4: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ ở 50 oC 41

Bảng 3.5: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ ở 60 oC 42

Bảng 3.6: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ ở 70 oC 43

Bảng 3.7: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ ở 80 oC 43

Bảng 3.8: Các chỉ tiêu của táo đen khi ủ ở các nhiệt độ khác nhau 44

Bảng 3.9: So sánh tính chất cảm quan của táo đen khi ủ ở các nhiệt độ 45

Bảng 3.10: Tổng kết các thông số khảo sát trong quá trình chần 47

Bảng 3.11: Thời gian ủ thích hợp khi ủ có xử lý chần 50

Bảng 3.12: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 50 oC 53

Bảng 3.13: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 60 oC 54

Bảng 3.14: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 70 oC 55

Bảng 3.15: Bảng tổng kết các chỉ tiêu khi ủ có xử lý chần ở 80 oC 55

Bảng 3.16: Các chỉ tiêu của táo đen được xử lý chần, và ủ ở các nhiệt độ khác nhau 56

Bảng 3.17: So sánh tính chất cảm quan của táo đen khi ủ có xử lý chần ở các nhiệt độ 57

Bảng 3.18: Điểm cảm quan của các mẫu 59

Bảng 3.19: Các chỉ tiêu giữa hai sản phẩm táo đen 60

Bảng 3.20: Các thông số khảo sát trong quá trình sấy 61

Bảng 3.21: Ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng sản phẩm 62

Bảng 3.22: Kết quả đánh giá cảm quan ảnh hưởng của chế độ sấy 64

Bảng 3.23: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến chất lượng sản phẩm 65

Bảng 3.24: Kết quả đánh giá cảm thị hiếu 67

ix

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Cây táo xanh 2

Hình 1.2: Các nhóm hợp chất polyphenol và công thức cấu tạo của chúng 5

Hình 1.3: Táo sấy Ba Mọi – Ninh Thuận 8

Hình 1.4: Táo sấy khô Viết Nghi 9

Hình 1.5: Cơ chế hoạt động của endo-1,4-b-D-glucanases (EGases), xyloglucan 11

Hình 1.6: Phản ứng thủy phân protein 12

Hình 1.7: Chuỗi phản ứng maillard 12

Hình 1.8: Phản ứng ngưng tụ carbonyl-amin hình thành N-glycosylamin 13

Hình 1.9: Phản ứng chuyển vị Amadori hình thành hợp chất Amadori và deoxy-2-ketose 14

N-1-amino-2-Hình 1.10: Quá trình oxy hóa polyphenol bởi enzyme polyphenol oxidases 15

Hình 2.1: Thiết bị ủ 21

Hình 2.2: Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến táo đen khô 23

Hình 2.3: Thí nghiệm khảo sát nguyên liệu 24

Hình 2.4: Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình ủ 25

Hình 2.5: Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình chần nước 26

Hình 3.1: Táo xanh nguyên liệu 31

Hình 3.2: Táo ủ 50oC từ nguyên liệu được đánh số từ ngày 1 đến 17 33

Hình 3.3: Táo ủ 60oC từ nguyên liệu liệu được đánh số từ ngày 1 đến 12 33

Hình 3.4: Táo ủ ở 70℃ từ nguyên liệu liệu được đánh số từ ngày 1 đến 7 34

Hình 3.5: Táo ủ ở 80℃ từ nguyên liệu liệu được đánh số từ ngày 1 đến 5 34

Hình 3.6: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ủ ở nhiệt độ ủ 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ 35

Hình 3.7: Sự thay đổi đường khử theo thời gian ủ ở 50℃, 60℃, 70℃, 80℃ 36

Hình 3.8: Sự thay đổi polyphenol tổng theo thời gian khi ủ 38

Hình 3.9: Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH theo thời gian khi ủ 39

x

Hình 3.10: Ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính

chống oxy hoá theo DPPH 46

Hình 3.11: Táo ủ có xử lý chần ở 50oC từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 16 47

Hình 3.12: Táo ủ có xử lý chần ở 60oC từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 12 48

Hình 3.13: Táo ủ có xử lý chần ở 70oC từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 7 48

Hình 3.14: Táo ủ có xử lý chần ở 80oC từ táo sau chần, ngày 1 đến ngày 5 48

Hình 3.15: Sự thay đổi độ ẩm theo thời gian ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃, 80℃ 49

Hình 3.16: Sự thay đổi đường khử theo thời gian ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃ 80℃ 50

Hình 3.17: Sự thay đổi polyphenol tổng theo thời gian khi ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ 51

Hình 3.18: Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa theo DPPH theo thời gian ủ có xử lý chần ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ 52

Hình 3.19: Đường cong sấy ở các nhiệt độ 60oC, 70oC, 80oC 61

Hình 3.20: Ảnh hưởng của chế độ sấy đến hàm lượng phenolic tổng 62

Hình 3.21: Ảnh hưởng của chế độ sấy đển khả năng chống oxy hóa 63

Hình 3.22: Táo sấy ở các chế độ: a)chế độ 1, b)chế độ 2, c)chế độ 3 64

Hình 3.23: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến hàm lượng phenolic tổng 65

Hình 3.24: Ảnh hưởng của phương pháp sấy đến khả năng chống oxy hóa 66

Hình 3.25: Táo sấy: a) sấy hồng ngoại có đối lưu không khí, b) sấy đối lưu 67

1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Táo xanh

1.1.1 Tên gọi và đặc điểm

✓ Tên gọi

Táo xanh hay còn gọi là táo ta, có quả tròn gần giống quả chanh, được trồng nhiều ở

các tỉnh Đông Nam Bộ, có tên khoa học là Ziziphus mauritiana Lamk., thuộc họ táo

Rhamnaceae

✓ Đặc điểm:

Táo ta là một loại cây ăn quả của vùng nhiệt đới Cây có thể lớn rất nhanh thậm chí cả ở những khu vực khô hạn Cây táo ta có thể trông như loại cây bụi cao từ 1,2-1.8m hay cây thân gỗ cao từ 3–9 m, thậm chí tới 12 m, mọc thẳng hoặc tỏa tán rộng với các cành rủ xuống và có hoặc không có lông bao phủ [2] Cây táo ta đạt tuổi thọ 25 năm, sau khi trồng từ 2-3 tháng thì cây bắt đầu ra hoa và trái.[1]

Quả táo ta có đường kính quả 3 – 4cm, chiều cao 2,5 – 3,5cm Quả táo có hình trứng hoặc tròn, có lớp vỏ trơn, bóng hay sần sùi, mỏng nhưng cứng, Quả chứa một hạt cứng hình ôvan hay thuôn dài, cứng Các quả chín vào các khoảng thời gian khác nhau ngay cả khi chỉ trên một cây Khi chưa chín, lớp cùi thịt có màu trắng, giòn, nhiều nước, vị từ chua tới ngọt Quả đã chín ít giòn hơn và chuyển dần sang dạng bột Khi quả quá chín thì lớp thịt quả có màu vàng sẫm, mềm, xốp và có mùi thơm

Bảng 1.1 Bảng phân loại khoa học về chi của táo xanh [3]

2

1.1.2 Vị trí địa lý

Táo ta là loại cây ăn quả của vùng nhiệt đới, có có nguồn gốc ở châu Á (chủ yếu là Ấn Độ) mặc dù cũng có thể tìm thấy ở châu Phi Trong chi Zizyphus thuộc họ Rhamnaceae (họ táo) có tới 40 loài trồng ở vùng Nhiệt đới và Á nhiệt đới của Bắc bán cầu Do cây táo có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới và á nhiệt đới nên có yêu cầu nhiệt độ tương đối cao để cây tăng trưởng mạnh Phần lớn các nông trại lớn nhỏ của các nước như Afghanistan, Iran, Pháp, Burma, Úc, Mỹ, Nga, Việt Nam, Ấn Độ, … đều tham gia vào việc nuôi trồng loại táo xanh này [4]

Ở Việt Nam, táo xanh được nuôi trồng rất phổ biến ở tỉnh Ninh Thuận Đây là nơi có đặc điểm thổ nhưỡng khô cằn và khí hậu nắng nóng quanh năm Đó là một trong những yếu tố khiến Ninh Thuận trở thành khu vực trồng nhiều táo ta nhất Việt Nam cả về diện tích và sản lượng

Hình 1.1.Cây táo xanh Nguồn: Hiệp hội nho và táo tỉnh Ninh Thuận

1.1.2.1 Thành phần dinh dưỡng

Thành phần dinh dưỡng của táo xanh được trình bày ở Bảng 1.2

3

Bảng 1.2 Thành phần dinh dưỡng của táo xanh [2]

Táo xanh Ziziphus mauritiana

Giá trị dinh dưỡng trên 100g nguyên liệu tươi

4

lysine, glutamine, cystine, threonine, arginine,…hàm lượng acid amin có sự khác nhau giữa các loài [1]

Bảng 1.3 Thành phần amino acid trong táo xanh [1]

Amino acid Giá trị (mg/100g protein)

5

[4][5] Bên cạnh đó, còn có các hợp chất flavonoid, caroten, β – tocopherol, anthocyanin và proanthocyanidin [4][1]

Hình 1.2 Các nhóm hợp chất polyphenol và công thức cấu tạo của chúng [5]

Cơ chế chống oxy hóa của polyphenol

Polyphenol có thể làm chậm quá trình oxy hóa, ngăn cản gốc tự do tấn công vào cơ thể, giúp bảo vệ cơ thể khỏi nhiều loại bệnh khác nhau Đặc điểm chung của chúng là trong phân tử có vòng benzen chứa một hoặc nhiều nhóm hydroxyl (OH) gắn trực tiếp vào vòng benzen Tùy thuộc vào số lượng và vị trí của các nhóm OH với bộ khung hóa học mà các tính chất hóa học hoặc hóa sinh khác nhau

➢ Cơ chế vận chuyển nguyên tử hydro (Hydrogen Atomic Transfer-HAT) Trong cơ chế này, các gốc tự do (ví dụ: gốc peroxyl ROO•) sẽ bị ức chế bới chất chống oxy hóa, được kí hiệu là ArOH bằng cách chuyển một nguyên tử hydro của nhóm OH trong ArOH sang gốc tự do ROO•[6]:

Gốc phenoxyl (ArO•) tạo thành có thể được ổn định bằng cách chuyển một nguyên tử hydro ở xa hơn để tạo thành quinone hoặc phản ứng với gốc tự do khác bao gồm cả các gốc phenoxyl khác Sự phát triển không ngừng này sẽ kéo theo một loạt các phản ứng Năng lượng phân ly liên kết O – H đóng vai trò rất quan trọng trong phản ứng

➢ Cơ chế chuyển proton và mất electron (Sequential Proton Loss Electron Transfer – SPLET)

Trong cơ chế này thì một proton bị mất và tiếp theo đó là sự chuyển electron Hai đại lượng đặc trưng cho quá trình này là ái lực proton và năng lượng chuyển electron [8]

1.1.2.3 Lợi ích của táo xanh

Táo xanh rất giàu vitamin A, C và K, chất sắt, kali, canxi, chất chống oxy hóa và flavonoid mang lại nhiều lợi ích cho sức khoẻ, giúp chống ung thư, chống oxy hóa, chống viêm, kích thích miễn dịch, chống béo phì, các hoạt động bảo vệ đường tiêu hóa, bảo vệ gan [1] Không chỉ vậy, trong hạt táo xanh chứa nhiều dầu béo, phytosterol, acid butylic, …có tác dụng trong việc điều trị hồi hộp, mất ngủ, hay quên, nhức mỏi tay chân, đổ mồ hôi trộm, …

Cải thiện sức khỏe phổi: Hàm lượng flavonoid dồi dào trong táo xanh có thể làm giảm nguy cơ bệnh hen Bên cạnh đó, các thử nghiệm lâm sàng khác nhau đã chỉ ra rằng ứng dụng của các chất từ chiết xuất táo xanh gây ức chế tế bào ung thư phổi, tác dụng

Tiềm năng chống ung thư: Chiết xuất từ hạt và vỏ của táo xanh có khả năng ngăn ngừa ung thư Trong các thí nghiệm trên các dòng tế bào ung thư khác nhau, chiết xuất từ hạt và vỏ cây táo xanh cho thấy tác dụng khống chế được sự tăng sinh của tế bào ung thư Các acid triterpene như ceanothic, zizyberanal, zizymberanalic, epiceanothic, acid ursolic, betulinic và acid aleanolic gây ra sự ức chế sự hình thành khối u bằng cách điều chỉnh quá trình sinh lý Hợp chất polysaccharide từ táo xanh cho thấy hoạt động chống tăng sinh trên tế bào ung thư ác tính [1]

Hoạt tính kháng khuẩn: Trị liệu bằng chiết xuất táo ngăn ngừa sự hình thành mỡ và hoạt động của glyceral-3-phosphate dehydrogenase bằng cách ức chế sự hiện diện của adipogenic như thụ thể kích thích hoặc ngăn chặn tăng sinh Peroxisome [1]

Đặc tính kích thích miễn dịch và kháng viêm: Thành phần polysaccharide của táo xanh được quan tâm nhiều do có tác dụng về tăng cường miễn dịch, kháng viêm, làm lành vết thương Ngoài ra, táo xanh chứa nhiều chất chống oxy hóa và khoáng chất thiết yếu giúp tăng cường phản ứng miễn dịch, giảm quá trình oxy hóa gây tổn thương niêm mạc ruột đối với các hóa chất độc hại , góp phần bảo vệ dạ dày Không chỉ vậy, khả năng kháng viêm nhờ hợp chất polysaccharide của táo xanh đã được kiểm tra trên CCl4 gây tổn thường gan ở chuột và kết quả cho thấy mức độ cải thiện của các dấu ấn sinh học như alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, lactic dehydrogenase, malondialdehyde, SOD, glutathione peroxidase trong bệnh lý - chức năng gan[1]

Hoạt tính chống oxy hóa: Sự tồn tại của vitamin C, acid phenolic, flavonoid catechin, rutin, protocatechin làm nên khả năng chống oxy hóa của táo xanh sẽ ức chế ngay quá trình oxy hóa bằng cách làm cản trở các phản ứng oxy hóa trog cơ thể, ngăn cản các gốc tự do tấn công vào cơ thể [1] Từ đó giúp kiểm soát nồng độ Cholesterol LDL xấu, tăng nồng độ Cholesterol tốt, đồng thời làm giảm Cholesterol có trong máu, giảm triglycerid giúp giảm nguy cơ gây xơ cứng, xơ vữa động mạch, loại bỏ đi các mỡ thừa

1.2 Các sản phẩm từ táo xanh

Hiện nay, táo xanh đa phần được sử dụng dưới dạng tươi Ngoài ra còn có các sản phẩm khác được chế biến từ táo xanh như mứt táo, táo sấy, … Tuy nhiên, việc đa dạng hóa các sản phẩm từ táo xanh vẫn còn hạn chế và chưa phổ biến ở thị trường Việt Nam

Sản phẩm táo đen trong nghiên cứu sử dụng phương pháp ủ, tuy nhiên trên thị trường, các sản phẩm sấy dẻo tương tự chủ yếu làm bằng phương pháp thẩm thấu đường và phương pháp sấy đối lưu Sản phẩm táo sấy Ba Mọi và Viết Nghi được làm bằng phương pháp trên bằng cách bổ sung mật nho, Hình 1.3 và Hình 1.4

Hình 1.3 Táo sấy Ba Mọi – Ninh Thuận

1.4 Biến đổi về cảm quan và thành phần hóa học trong quá trình ủ 1.4.1 Những biến đổi về mặt cảm quan

Màu sắc: cường độ thay đổi từ nâu cánh gián đến đen tùy thuộc vào quá trình ủ Vị: có vị chua nhẹ, ngọt hơn so với táo xanh ban đầu

Mùi: Mùi đặc trưng của sản phẩm được tạo ra từ phản ứng maillard xảy ra trong quá trình chế biến

10 Trạng thái: có độ dẻo nhất định

1.4.2 Sự biến đổi về thành phần hóa học

Trong quá trình chế biến táo đen, các phản ứng diễn ra liên tục làm thay đổi các thành phần hóa học của táo xanh Hai phản ứng quan trọng nhất trong phương pháp xử lý táo xanh thành táo đen khô là phản ứng thủy phân và phản ứng hoá nâu (chủ yếu là phản ứng maillard)

1.4.2.1 Phản ứng thủy phân

Quá trình ủ trong điều kiện nhiệt độ cao sẽ thúc đẩy phản ứng thuỷ phân bởi các enzyme nội tại trong táo xanh diễn ra mạnh mẽ Các phản ứng thủy phân chính diễn ra trong táo xanh là thủy phân protein và polysaccharide [11]

Táo xanh rất giàu carbohydrate, trong đó các phức hợp polysaccharide có trong thành tế bào của táo xanh chủ yếu là cellulose (30% chất khô) , hemicellulose (30% chất khô), pectin (35% chất khô),… [12] Thành tế bào là các khung mạng từ các vi sợi cellulose liên kết chéo với chất nền có hai lớp là hemicellulose và pectin Các thành phần khác như protein, enzyme, các hợp chất kỵ nước và chất vô cơ liên kết tại các nút mạng trong thành tế bào [12][13] Phản ứng thuỷ phân tác động làm thay đổi liên kết chéo của xyloglucan (xyloglucan là hemicellulose chủ yếu) trực tiếp trong mạng lưới cellulose – xyloglucan, từ đó nới lỏng cấu trúc thành tế bào dẫn đến sự giảm một phần chất khô và tăng hàm lượng chất khô hoà tan, làm mềm quả táo trong quá trình ủ Cơ chế chuyển hoá xyloglucan dựa trên hoạt động của các enzyme thuỷ phân như endo-1,4-b-D-glucanase (EGase), xyloglucan endotransglycosylase (XET) và exo-glycosylhydrolase (glycosidase) Cơ chế hoạt động của các enzyme trên được trình bày trên Hình 0.7 với bên trái là cơ chất và vị trí cắt của các enzyme, bên phải là sản phẩm tạo ra

(a) Enzyme EGase cắt liên kết endo 1-4 β- D glucan tại vị trí đầu gốc của cellulose, tuy nhiên chưa có bằng chứng cụ thể nào cho việc cắt liên kết phân tử cellulose kết tinh [13] Trong quá trình ủ để tạo thành sản phẩm táo đen vì các vi sợi cellulose là khung mạng thành tế bào nên enzyme này không thể ủ táo đến khi enzyme nội bào thuỷ phân hoàn toàn quả táo như quá trình thối

Hình 1.5 Cơ chế hoạt động của endo-1,4-b-D-glucanases (EGases), xyloglucan

endotransglycosylases (XETs) và exo-glycosylhydrolases (glycosidases) [13]

Các enzyme khác như pectin methyl esterase (PME), pectate lyase, rhamnogalacturonase,… để phân cắt các hợp chất pectin [12] Nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy các phản ứng thuỷ phân polysaccharide hoạt động [14] Quá trình thuỷ phân diễn ra nhanh chóng làm tăng hàm lượng chất khô hoà tan bao gồm các loại đường hoà tan như glucose, fructose, galactose, … hoặc xyloglucan, pectic acid, …

Đa số các enzyme thuỷ phân giúp làm mềm quả táo, tuy nhiên, một số enzyme thuỷ phân lại có khả năng ức chế quá trình làm mềm quả đó là enzyme β-galactosidase Trong táo xanh còn có các enzyme thuỷ phân tinh bột như enzyme amylase bao gồm α- amylase, β-amylase

Mặc dù hàm lượng protein trong táo chỉ chiếm 0,81% (quả tuơi) [2], nhưng phản ứng thuỷ phân protein vẫn có ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm khi ủ [11] Các enzyme

12

thuỷ phân protein chủ yếu trong táo là protease Enzyme protease thuỷ phân protein cho sản phẩm đầu tiên tạo ra dạng polypeptide, sau đó tiếp tục thủy phân ra các peptide mạch ngắn, peptone và cuối cùng tạo ra các acid amin [12]

Hình 1.6 Phản ứng thủy phân protein[12]

1.4.2.2 Phản ứng Maillard

Phản ứng maillard là một chuỗi phản ứng hóa học xảy ra song song hoặc nối tiếp, bắt đầu bằng cách hình thành liên kết cộng hoá trị giữa các nhóm amin và carbonyl để sản phẩm cuối cùng là melanoidine [15] [16]

Hình 1.7.Chuỗi phản ứng maillard [16]

Phản ứng maillard chia thành 3 giai đoạn:

➢ Giai đoạn đầu: tạo ra hợp chất không màu

13

Phản ứng ngưng tụ carbonyl-amin: Trong tương tác giữa các hợp chất chứa nitơ và

monosaccharide, đầu tiên gốc carbonyl sẽ phản ứng với nhóm amin của acid amin, peptide hoặc protein, sau đó là loại bỏ nước để tạo ra sản phẩm imine trung gian và cuối cùng là tạo thành glycosylamine mạch vòng (N-glycoside)

Trong táo xanh chứa nhóm amin bao gồm các acid amin tự do, protein, nucleotide và một số phospholipid Nguyên nhân khiến nhóm amin xuất hiện trong phản ứng là do có cặp electron tự do trên nguyên tử nitơ Ngoài ra, nhóm carbonyl tham gia phản ứng nhờ vào sự chênh lệch độ âm điện giữa nguyên tử carbon và oxy trong liên kết carbon-oxygen (C-O) hình thành nên cấu trúc cộng hưởng lưỡng cực [15]

Hình 1.8 Phản ứng ngưng tụ carbonyl-amin hình thành N-glycosylamin [16] Phản ứng chuyển vị Amadori: Phản ứng này đa số không thể thay đổi thứ tự, có xúc

tác acid và có thể xảy ra ở 25oC [16] Các hợp chất Amadori mang lại tiềm năng chống oxy hoá cao

Hình thành các hợp chất Amadori ổn định được chia làm hai con đường: Phụ thuộc vào pH, pH thấp tạo điều kiện cho 1,2-enolisation

- 1,2-enolisation thông qua 3-deoxy-1,2-dicarbonyl - 2,3-enolisation thông qua 1-deoxy-2,3-dicarbonyl Hình thành nên hợp chất cố định:

- N-glycosylamine → 1,2-enaminol

- 1,2-enaminol → 3-deoxy-1,2-dicarbonyl Mất amin từ 2,3-enediol [16]

➢ Giai đoạn giữa: Tạo hợp chất không màu hoặc màu vàng

Phản ứng phân huỷ đường: Do táo xanh có pH thấp nên phản ứng phân huỷ đường

tạo ra hợp chất furfural thông qua 2,3-enolisation và 1-deoxy-2,3-dicarbonyl Các hợp chất khác nhau đẩy nhanh quá trình hình thành furfural, ví dụ glycine thúc đẩy xylose thành furfural và glucose thành hydroxymethylfurfural (HMF) [16]

Các hợp chất deoxyosone sẽ tiếp tục bị phân hủy để tạo thành nhiều dạng sản phẩm thứ cấp khác nhau do đó là những α-dicarbonyl có tính hoạt động rất cao Các sản phẩm phân hủy deoxyosone là những hợp chất mạch vòng có chứa hoặc không chứa nitơ Chúng thường là những hợp chất chính tạo nên màu sắc và mùi vị cho sản phẩm [16]

Khi vòng hóa và loại nước, 3-deoxyosone của các hexose sẽ tạo ra hydroxymethyl furfural (I) và 2-hydroxy-6-hydroxymethyl-3-pyranone (II), sau đó sẽ tiếp tục phản ứng với nhau để tạo ra hợp chất có màu vàng [16]

➢ Giai đoạn cuối: tạo sản phẩm có màu sậm

Phản ứng ngưng tụ aldol

Phản ứng trùng hợp aldehyde-amin và hình thành hợp chất heterocyclic nitrogen

- Làm mất nhiều acid amin thiết yếu như lysine, cystein, methionine

1.4.2.3 Phản ứng oxy hóa polyphenol

Trong quá trình ủ, do phản ứng oxy hóa, các polyphenol chuyển hóa thành các quinones bởi enzyme polyphenol oxidases (PPOs) với sự hiện diện của O2

Quá trình chuyển hóa polyphenol thành o-quinones bởi PPOs xảy ra theo 2 bước oxy hóa Đầu tiên là hydroxyl hóa vị trí orthro liền kề với nhóm hydroxyl hiện có, tiếp đến là oxy hoá o-dihydroxybenzenes thành o-benzoquinones Sau đó các o-quinone sẽ trải qua các phản ứng thứ cấp không enzyme để tạo thành các polyme phức tạp màu nâu được gọi là melanins và các polyme liên kết chéo với các nhóm chức protein [19]

Hình 1.10 Quá trình oxy hóa polyphenol bởi enzyme polyphenol oxidases [19]

1.4.2.4 Quá trình chần

Quá trình chần là một quá trình xử lý được ưu tiên sử dụng trong các quy trình chế biến thực phẩm chẳng hạn như sấy, lạnh đông, chiên, đồ hộp [20] [21] Quá trình chần làm bất hoạt một hoặc toàn phần các enzyme và phá vỡ các tế bào có khả năng ảnh hưởng xấu đến nguyên liệu rau quả trong quá trình sản xuất, thu hoạch và vận chuyển, nhằm duy trì chất lượng của sản phẩm trong suốt thời gian bảo quản dài [22][23] Quá trình chần là sự làm nóng nhanh rau quả ở một nhiệt độ xác định trước và được duy trì

- Bài khí trong gian bào: Quá trình chần sẽ loại bỏ oxy khỏi gian bào làm giảm quá trình oxy hóa polyphenol, tránh mất mát polyphenol, và giúp không khí bị mắc kẹt bên trong các mô thực vật được thoát ra [24]

- Tăng khả năng thoát hơi nước: Chất lượng và tốc độ sấy của sản phẩm không chỉ phụ thuộc vào điều kiện sấy mà còn phụ thuộc vào các quá trình xử lý trước và sau khi sấy [25] Đối với một số loại trái cây như mận, nho, táo,… có lớp sáp tự nhiên bao phủ bề mặt sẽ làm giảm tốc độ thoát ẩm trong lúc sấy Do đó cần phải xử lý chần để làm tăng khả năng mất nước nhờ sự thay đổi đặc tính vật lý của sản phẩm, điều này có thể làm chất lượng bị thay đổi Sự cải thiện về chất lượng sản phẩm là kết quả của việc tăng tính thấm của tế bào màng, từ đó làm tăng tốc độ thoát ẩm [26]

- Tăng cường tính hiệu quả của quá trình chiết xuất các hợp chất mang hoạt tính sinh học: Quá trình chần sẽ khiến lớp màng tế bào bị phá vỡ, nới lỏng mạng hemi-cellulose, cellulose, mạng lưới pectin và làm xốp thành tế bào [27] Trong nghiên cứu của Gliszczynska-Swiglo và cộng sự kết luận rằng tổng hàm lượng polyphenol chiết suất từ bông cải xanh tăng 52% so với mẫu không xử lý chần, các tác giả cho rằng điều này xảy ra do hiện tượng phá vỡ nhiệt của phức polyphenol-protein [28]

1.5 Tổng quan về quá trình sấy 1.5.1 Quá trình sấy đối lưu

Trong phương pháp này, người ta sử dụng không khí nóng làm tác nhân sấy Mẫu nguyên liệu sẽ được tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ được bốc hơi Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu Khi đó động lực của quá trình sấy là do:

1.5.2 Quá trình sấy hồng ngoại

Trong phương pháp này, người ta sử dụng nguồn nhiệt bức xạ để cung cấp cho mẫu nguyên liệu cần sấy Nguồn bức xạ được sử dụng phổ biến hiện nay là tia hồng ngoại Nguyên liệu sẽ hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó sẽ tăng lên Trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ còn sự thải ẩm từ nguyên liệu ra môi trường bên ngoài xảy ra theo nguyên tắc đối lưu Trong quá trình sấy sẽ xuất hiện một gradient nhiệt rất lớn bên trong mẫu nguyên liệu, nhiệt độ tại bề mặt nguyên liệu có thể cao hơn nhiệt độ tại tâm nguyên liệu 20-30oC Gradient nhiệt lại ngược chiều gradient ẩm, điều này gây khó khăn cho việc khuếch tán ẩm từ tâm nguyên liệu ra vủng bề mặt đồng thời còn ảnh hưởng đến cấu trúc sản phẩm sau sấy Để khắc phục nhược điểm trên người ta sẽ điều khiển quá trình sấy hồng ngoại theo chế độ luân phiên

- Giai đoạn bức xạ nguyên liệu: gradient nhiệt hướng từ bề mặt vào tâm nguyên liệu làm tăng nhiệt độ nguyên liệu, phần ẩm trên bề mặt nguyên liệu bốc hơi và ẩm bên trong thực phẩm sấy lại tiếp tục di chuyển tới bề mặt sấy để bốc hơi

- Giai đoạn thổi không khí nguội: nhiệt độ bề mặt mẫu nguyên liệu giảm xuống làm cho gradient nhiệt độ và gradient ẩm trong nguyên liệu trở nên cùng chiều Việc này làm cho sự khuếch tán ẩm từ tâm ra vùng bề mặt nguyên liệu trở nên dễ dàng hơn

Ưu điểm của sấy hồng ngoại

18

- Quá trình trao đổi nhiệt trong sấy hồng ngoại có cường độ cao hơn nhiều so với sấy đối lưu và sấy trên bề mặt nóng Tùy trường hợp mà thời gian sấy có thể giảm hàng chục lần so với sấy đối lưu

- Chỉ làm nóng vật liệu sấy, không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh - Là phương pháp sấy sạch, không có sự tác động của các chất xúc tác - Việc vận hành và sử dụng đơn giản

Nhược điểm của sấy hồng ngoại

- Chỉ thích hợp sấy thực phẩm, các nguyên liệu mỏng, kích thước nhỏ

- Sản phẩm sấy không giữ nguyên được trạng tháng ban đầu, hay bị nứt, cong, … do sấy ở cường độ bức xạ quá cao

1.6 Tình hình nghiên cứu

Trong nước

Năm 2019, Lê Tường Vi đã nghiên cứu quy trình sản xuất táo đen từ táo xanh Ziziphus

mauratiana Mục tiêu của nghiên cứu là để khảo sát nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp

giúp tạo ra sản phẩm có hàm lượng đường khử và polyphenol cao nhất, nhằm tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan Kết quả cho thấy ở nhiệt độ ủ lần lượt là 60℃, 70℃ và 80℃ thì hàm lượng đường khử và hàm lượng polyphenol tổng đạt giá trị cao nhất ở 70℃ trong 192 giờ

Trên thế giới

Năm 2013 nghiên cứu của Ji-Eun Kim và cộng sự về quá trình ủ nhằm mục đích cải

thiện các tính chất cảm quan và giá trị dinh dưỡng của táo tàu Ziziphus jujuba Miller

Táo được ủ ở 80oC trong 0 - 72 giờ Kết quả nghiên cứu cho thấy giai đoạn ủ ảnh hưởng đến sự tăng lên của độ ẩm và hàm lượng đường khử, ngoài ra độ pH giảm làm tăng tính acid Hàm lượng polyphenol tổng được trích trong hai dung môi ethanol và nước đối với mẫu ủ 72 giờ lần lượt là 774 và 812 mg GAE/ 100g dịch chiết Ở 80℃ trong 48 giờ, polyphenol tổng là cao nhất (1682 mg/ 100g) Hàm lượng 5-hydroxylmethylfurfural (5-HMF) tăng đáng kể khi thời gian ủ càng lâu [10]

Năm 2019, Lin Gao và cộng sự đã nghiên cứu công nghệ chế biến táo tàu đen Ziziphus

jujuba Miller bằng phương pháp ủ Nghiên cứu khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ, thời

19

gian ủ và lượng nước bổ sung đến hàm lượng polyphenol tổng, acid tổng, cyclic adenosine monophosphate (cAMP), 5-HMF, đường khử và độ ẩm Kết quả cho thấy, quá trình ủ ở 75℃ trong 55 giờ và bổ sung 150 ml nước/ 600g táo tươi đạt điều kiện tối ưu nhất với hàm lượng cAMP (0,0137g/ 100g), 5-HMF (0,103g/ 100g), polyphenol (2,71g/ 100g), acid tổng (17,09g/ 100g) và độ ẩm của táo tàu đen (26%) [30]

Có thể thấy các nghiên cứu trên đều sử dụng phương pháp ủ để tăng giá trị cảm quan và tăng giá trị dinh dưỡng của táo, tuy nhiên chưa kết hợp sử dụng cả quá trình chần để tiền xử lý trước khi ủ táo xanh thành táo đen Vì vậy, trong luận văn này sẽ tìm hiểu vấn đề nêu trên

20

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dụng cụ

2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu

Táo hồng Phan Rang (Ziziphus mauritiana) tỉnh Ninh Thuận được cung cấp bởi Công

ty TNHH Sản Xuất Thương Mại Dịch Vụ Ba Mọi là nguyên liệu sử dụng trong nghiên cứu này Táo sẽ được bảo quản tại khoảng nhiệt độ 10-15oC trong vòng từ 2 đến 3 ngày Một ký táo sẽ được từ 20-25 quả

Chọn mua và sử dụng những quả táo có vỏ căng mọng, bóng và màu xanh đặc trưng Không chọn những quả có màu đã ngã sang vàng, nâu đã bị quá chín Không được có tổn thương về mặt vật lý bên trên bề mặt quả táo, không có đốm đen hoặc có dấu vết sâu bọ tấn công Chất lượng táo xanh tùy theo thời vụ sẽ cho ra táo có chất lượng khác nhau, vì vậy chọn táo có hình dạng cân đối, đồng đều về màu sắc, kích thước, vùng canh tác, độ cứng, giòn cũng như cấu trúc đạt chất lượng để phục vụ công việc nghiên cứu

2.1.2 Hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Bảng 2.1 Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu

Xác định hàm lượng polyphenol tổng Natri carbonate (Na2CO3) Trung Quốc

2,2 – diphenyl – 1 – picrylhydrazyl (DPPH) Nhật Bản

Xác định hoạt tính chống oxy hóa theo phương pháp DPPH

3,5 – dinitrosalicylic acid (DNS) Trung Quốc Xác định hàm lượng đường khử và đường tổng theo phương

Muối kali natri tartrat (KNaC4H4O6.4H2O) Trung Quốc

21

Natri metabisulfit (Na2S2O5) Trung Quốc

Glucose (C6H12O6)

2.1.3 Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm

Dụng cụ: ống đong, erlen, ống nghiệm thủy tinh, giá đỡ ống nghiệm, pipet thuỷ tinh, buret, curvet nhựa, ống bóp cao su, ống nhỏ giọt, cối sứ, bình định mức, thước kẹp, cốc thủy tinh, phễu thuỷ tinh, đũa thuỷ tinh, …

22

• Cân phân tích 4 số lẻ (Shimadzu AUY 22) • Cân phân tích 2 số lẻ (GS - Shinko)

• Máy đo pH Starter 3100 Ohaus

2.2 Mục tiêu nghiên cứu

Theo dõi sự biến đổi của một số chỉ tiêu trong quá trình ủ để tìm ra thời gian và nhiệt độ ủ thích hợp tạo ra sản phẩm táo đen khô giá trị cảm quan tốt và hoạt tính sinh học cao Bên cạnh đó, đánh giá hiệu quả quá trình sấy hồng ngoại và sấy đối lưu đến táo, nhằm tìm ra phương pháp sấy đạt hiệu quả phù hợp nhất, về hiệu quả thời gian và vẫn bảo toàn được tốt nhất các chất dinh dưỡng

2.3 Ý nghĩa thực tiễn của đề tài

Gia nhiệt nguyên liệu để thúc đẩy phản ứng phân giải và phản ứng mailard nội tại tế bào từ đó đưa ra thông số ảnh hưởng của nó đến hàm lượng polyphenol và hoạt tính chống oxy hoá cao so với nguyên liệu tươi ban đầu Đồng thời, tăng thời gian bảo quản sản phẩm so với nguyên liệu tươi cũng như tạo ra sản phẩm táo ủ ngọt hơn và không giòn nếu so sánh với táo nguyên liệu góp phần làm tăng giá trị chống oxy hóa của sản phẩm so với nguyên liệu tươi

2.4 Thời gian nghiên cứu

Phạm vi nguyên cứu: Phòng thí nghiệm Công nghệ thực phẩm 1, Trường Đại Học Bách Khoa, Đại Học Quốc gia TP Hồ Chí Minh

Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 02/2022 đến tháng 07/2022

2.5 Phương pháp nghiên cứu sản xuất táo đen khô

Nghiên cứu về quá trình sản xuất ra sản phẩm táo đen khô từ táo xanh Ziziphus

mauritiana Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất táo đen được trình bày ở Hình 2.2

23

Hình 2.2 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến táo đen khô

2.5.1 Thuyết minh quy trình chế biến táo đen khô 2.5.1.1 Phân loại

Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ủ

Thực hiện: Trực tiếp lựa chọn và loại bỏ những quả táo hư hỏng, có vết đốm sâu bệnh

hoặc vết nứt Lựa chọn những quả có kích thước, độ chín, màu sắc đồng đều nhau

2.5.1.2 Rửa

Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ủ

Thực hiện: Rửa sạch bằng nước sạch để loại bỏ tạp chất, vi sinh vật, đất cát bám trên

vỏ táo

2.5.1.3 Chần (quy trình nhánh 2)

Mục đích công nghệ: Chuẩn bị cho quá trình ủ, giúp loại bỏ một số vi sinh vật bám

trên bề mặt táo

Thực hiện: Cân táo và nước theo tỷ lệ táo : nước = 1 : 4 Sau đó tiến hành đun sôi nước

(nước sôi ở 96℃, bỏ táo vào nước sôi trong 1 phút thì vớt ra làm nguội nhanh

24

2.5.1.4 Quá trình ủ (quy trình nhánh 1 và nhánh 2)

Mục đích công nghệ: Chế biến Thiết bị: Sử dụng thiết bị ủ kín

Thông số công nghệ: Tiến hành khảo sát các chỉ tiêu bằng cách ủ táo trong thiết bị

dạng kín ở khoảng nhiệt độ 50 – 80℃ (Δ=10℃) Trong quá trình ủ, dưới tác dụng của nhiệt độ, xảy ra các phản ứng tạo màu nâu và phản ứng thuỷ phân giúp tạo cho sản phẩm táo đen khô hương vị đặc trưng

2.5.1.5 Bố trí thí nghiệm chế biến táo đen khô

2.5.1.6 Xác định kích thước và phân tích thành phần của nguyên liệu

Hình 2.3 Thí nghiệm khảo sát nguyên liệu

2.5.1.7 Khảo sát một số chỉ tiêu quá trình ủ (quy trình công nghệ nhánh 1)

Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình ủ ở Hình 2.4 tương ứng là quy trình công nghệ

nhánh 1 (Hình 2.2) với các yếu tố cố định là khối lượng trung bình của táo xanh khoảng 25 – 30 quả/ kg, hình dạng và sự tương đồng về độ chín

Mỗi 24h tiến hành theo dõi nhiệt độ ủ ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ với để khảo sát các chỉ tiêu Các thí nghiệm 1, 2 và 3 diễn ra đồng thời

Mục đích chung: Tạo ra sản phẩm táo đen đạt trạng thái tốt nhất về cảm quan và có hoạt tính sinh học cao bằng cách chọn được nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp thông qua khảo sát các chỉ tiêu

Khảo sát nguyên liệu ➢ Kích thước ➢ Độ ẩm ➢ Đường tổng ➢ Đường khử ➢ Protein tổng ➢ Polyphenol tổng

➢ Hoạt tính kháng oxy hóa

Nội dung 2: Xác định nhiệt độ ủ nguyên liệu

Mục đích: Chọn ra nhiệt độ ủ giúp hàm lượng đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH và chỉ tiêu cảm quan

Thí nghiệm 2: Theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng đường khử

Mục đích: Theo dõi sự thay đổi hàm lượng đường khử khi ủ ở các nhiệt độ 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃

Thí nghiệm 3: Theo dõi ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Thí nghiệm 4: So sánh đặc tính cảm quan của các sản phẩm táo đen được ủ ở 4 nhiệt độ (50oC, 60oC, 70oC và 80oC)

Bố trí thí nghiệm khảo sát thời gian chần (Hình 2.5) với các yếu tố cố định là khối

lượng trung bình của táo xanh khoảng 25 – 30 quả/ kg, hình dạng, độ chín phải tương đồng, tỷ lệ táo : nước chần là 1:4, nhiệt độ nước chần 96℃ [31]

Khảo sát thời gian chần là 0 (mẫu đối chứng), 30, 60, 90 và 120 giây theo sự thay đổi hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

Mục đích: Chọn thời gian chần thích hợp khiến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt

tính chống oxy hoá theo DPPH là cao nhất

Hình 2.5 Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình chần nước

2.5.1.10 Khảo sát quá trình ủ có xử lý chần

Bố trí thí nghiệm khảo sát quá trình ủ ởHình 2.4 tương ứng là quy trình công nghệ

nhánh 2, với các yếu tố cố định là khối lượng trung bình của táo xanh khoảng 25 – 30 quả/ kg, hình dạng và độ chin tương đồng

Khảo sát nhiệt độ ủ ở 50℃, 60℃, 70℃ và 80℃ với thời gian cố định là mỗi 24 giờ để khảo sát các chỉ tiêu độ ẩm, đường khử, polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH

27

Mục đích chung: Giúp táo đen đạt trạng thái tốt nhất về cảm quan và có hoạt tính sinh học cao bằng cách chọn ra nhiệt độ và thời gian ủ thích hợp

Nội dung 1: Xác định thời gian ủ

Thí nghiệm 1: Xác định thời gian ủ, khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến độ ẩm

Nội dung 2: Xác định nhiệt độ ủ

Mục đích: Chọn nhiệt độ ủ thích hợp dựa vào thí nghiệm 2, 3 và 4 sau đây:

Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng đường khử của táo

Thí nghiệm 3: Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian ủ đến hàm lượng polyphenol tổng và hoạt tính chống oxy hoá theo DPPH của táo

Thí nghiệm 4: So sánh các sản phẩm táo đen được ủ tại 4 nhiệt độ (50oC, 60oC, 70oC và 80oC)

2.5.1.11 Xác định thành phần hoá học và đánh giá cảm quan cho sản phẩm ở hai quy trình công nghệ 1 và 2

2.5.1.12 Xác định thành phần của hai sản phẩm:

Xác định độ ẩm, pH, protein, đường khử, polyphenol tổng, hoạt tính kháng oxy hoá theo DPPH của hai sản phẩm

2.5.1.13 Đánh giá cảm quan cho điểm giữa hai sản phẩm táo đen

Đánh giá cảm quan thị hiếu

Đánh giá mức độ yêu thích của các mẫu sản phẩm táo đen khô Sản phẩm sẽ được đánh giá theo phép thử cho điểm thị hiếu [32] Các sản phẩm được dùng để đánh giá và so sánh trong thí nghiệm này bao gồm:

- Mẫu A: Mẫu táo đen khô được thực hiện theo phương pháp, nhiệt độ, thời gian đã được chọn từ thí nghiệm ở nhánh 1

- Mẫu B: Mẫu táo đen khô được thực hiện theo phương pháp, nhiệt độ, thời gian đã được chọn từ thí nghiệm ở nhánh 2

Bố trí thí nghiệm: thí nghiệm sẽ đánh giá lần lượt mức độ yêu ưa thích đối với 2 mẫu A và B