Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm: Nghiên cứu khả năng sấy bơ bằng hơi quá nhiệt

Các phương pháp sấy được áp dụng trong việc sấy để bảo quản nông sản thường là như: sấy đối lưu dùng không khí nóng, sấy ở nhiệt độ thấp, sấy thăng hoa, sấy hơi quá nhiệt… Việc lựa chọn

TỔNG QUAN

Tổng quan về bơ

1.1.1 Đặc điểm sinh học của bơ 1.1.1.1 Nguồn gốc

Tên khoa học: Persea americana mill thuộc họ thực vật Lauraceae Tiếng Anh gọi dưới tên Avocado

Hình 1.1: Quả bơ sáp

Quả bơ có nguồn gốc từ Mexico, và được trồng rất phổ biến trong vùng Nam Mỹ, Trung Mỹ và Mexico từ hàng chục thế kỷ Quả bơ đã có mặt trong bữa ăn hàng ngày của thổ dân Aztecs, cũng như thổ dân Mayans và Incas Người dân đảo Jamaica đã dùng quả bơ từ thế kỷ thứ 17 Hiện nay, quả bơ được trồng hầu hết tại những vùng nhiệt đới châu Mỹ; quả bơ được du nhập vào Mỹ cuối thế kỷ 18, và vùng trồng chính lại là Vùng Nam California Mỗi năm, California thu hoạch khoảng 600 triệu quả bơ

Thành phố Fallbrook thuộc San Diego County (California) được mệnh danh là: Thủ đô quả bơ của Thế giới, cũng từ đây việc khai thác thương mại của bơ được bắt bắt đầu

Tại các vùng khí hậu nhiệt đới trên thế giới, bơ được phát triển nhanh chóng trong thập

2 kỷ qua và hiện nay chiếm khoảng ba triệu tám trăm nghìn tấn, hầu hết các sản phẩm thuộc dạng quả tươi (FAO, 2014)

Hình 1.2: Biểu đồ phát triển sản lượng bơ trên thế giới 1.1.1.2 Sinh trưởng

Trên thế giới có trên 400 loài quả bơ khác nhau; quả bơ là một cây thuộc loại đại mộc, cây cao khoảng 8 m, lá chen kẽ, mỗi lá dài 12 – 25 cm, xanh quanh năm Hoa có màu vàng lục, rộng khoảng 510mm Quả có hình quả lê, dài từ 7 – 20 cm, nặng khoảng 300 – 1000 g, có một hột to, đường kính từ 3 – 5 cm, nằm ngay giữa quả Hột quả bơ hình tựa quả trứng, dài 5 – 6 cm, nằm trong trung tâm, màu nâu đậm, và rất cứng

Hai giống quả bơ rất thông dụng tại Bắc Mỹ là giống mỏng vỏ, màu xanh hay đen Mexican avocado, và giống vỏ dày màu đen Guatamela, cả 2 giống đều được đặt tên tùy thuộc vào nơi phát xuất Quả bơ trổ hoa vào mùa Đông, và giá lạnh sẽ làm hư hại hoa Một vài giống lai tạo từ Mexico có thể chịu đựng được nhiệt độ -10 o C, trong khi đó giống Guatamela không chịu được lạnh Ngoài ra còn một giống thứ 3, mềm hơn và da màu vàng gọi là West Indian Avocado, giống này trồng nhiều ở Nam Florida và Hawaii Một số chủng loại bơ phổ biến hiện nay như bảng 1.1

Bảng 1.1: Đặc điểm phân loại 3 loại bơ

Chủng bơ Mùi lá Cở quả Vỏ quả Dầu trong cơm Hạt Khoảng rỗng hạt

Chụi rét Ưu điểm chung

Anique Nhỏ Mỏng 0,8 mm Cao To Lỏng không sát thịt Tốt

Chịu rét, chất lượng tốt

Guatemala Không hôi Nhỏ lớn đều có Dày từ

1,5 – 1,8 mm Trung bình Nhỏ Dính chặt vào cơm Khá tốt Chịu rét khá tốt

Antilles Không hôi Rất lớn và nhỏ Trung bình

0,8–1,5 mm Thấp To Lỏng, khi chín lắc kêu Yếu Chịu nóng chịu mặn

2 Chủng Mexico: lá hay thay đổi nhiều về kích thước, lá có màu xanh lục, mặt dưới nhạt hơn mặt trên, đặc biệt khi vò lá ngửi có mùi hôi anique Quả thường dài dạng quả lê, dạng đu đủ Chất lượng rất tốt do hàm lượng chất béo rất cao: 15 – 30%

(trên thị trường gọi là bơ sáp) Vỏ quả mỏng, thường trơn bóng, khi chín có màu xanh, vàng xanh, hay đỏ tím, đỏ sẫm tùy giống và hạt hơi lớn, vỏ hạt mỏng, mặt ngoài hạt trơn láng, khi chín hạt nằm lỏng trong lòng quả nhưng lắc không kêu Thời gian từ khi ra hoa đến lúc quả chín thường từ 8 – 9 tháng Đây là chủng bơ có chất lượng cao nhất và có đặc tính chịu rét tốt nhất

Chủng Guatemala: có lá màu xanh sẫm hơn chủng Mexico và chủng Antilles, khi vò lá không có mùi hôi Đọt non màu đỏ tối Thời gian từ lúc trổ hoa đến lúc quả chín thường từ 9 – 12 tháng Quả nhiều, cuống quả dài, vỏ hơi dày và có sớ gỗ Da thường sần sùi như da cá sấu Hạt nhỏ và nằm sát trong lòng quả Thịt quả dày cơm, có hàm lượng dầu béo 10 – 15% Mặt ngoài hạt láng hoặc trơn láng Chủng này có sức chống chịu rét khá tốt

Chủng Antilles hoặc West Indian: có lá to, lá thường có màu sắc gần như đồng đều ở hai mặt lá; khi vò nát lá, ngửi không thấy mùi vị gì cả Thời gian từ lúc trổ hoa đến lúc quả chín thường từ 6 – 9 tháng Quả thường to, có quả rất to Cuống quả ngắn

Vỏ quả dai, dày trung bình 0,8 – 1,5 mm Da quả có màu xanh và khi chín thì đổi sang màu xanh hơi vàng Thịt quả có hàm lượng dầu 3 – 10% Hạt khá lớn và nằm lỏng trong lòng quả, khi chín lắc qua nghe tiếng kêu Mặt ngoài của hạt sần sùi, vỏ bao quanh hạt không dính liền với hạt Chủng Antilles chịu rét yếu nhưng chịu nóng và chịu mặn đến 3% trong nước tưới

Cây bơ có thể cao từ 6 đến 18 m, đa số cao khoảng 10 m, một số giống lùn chỉ cao từ 2 đến 3,5 m Cây bơ cần đất thông thoát nước, và nhiều ánh sáng mặt trời Cây không chịu được đất sét, đọng nước

Thu hoạch quả bơ đòi hỏi nhiều thời gian Từ khi thụ phấn đến khi quả chín có thể kéo dài đến 14 tháng Đa số cây cho một mùa rất sai quả, rồi mùa kế tiếp sẽ ít ra quả hơn Cây cho quả chín quanh năm, và có thể nhìn quả để biết độ chín: quả bơ màu xanh sẽ đổi màu thành vàng nhạt; trong khi đó quả màu đen sẽ chuyển từ xanh sang đen để cho biết là đã có thể thu hoạch được Quả chín sẽ trở thành mềm hơn, tuy bên

3 ngoài có vẻ cứng, nhưng bóp nhẹ quả sẽ mềm mại Có thể để quả xanh trong bao giấy ở nhiệt độ bình thường, quả sẽ chín trong vòng 5 ngày sau đó Khi quả đã chín hẳn, có thể giữ trong tủ lạnh thêm vài ngày Thịt bơ rất dễ bị biến đổi màu trong không khí

Hình 1.3: Quá trình biến đổi của thịt bơ khi để trong không khí 1.1.1.3 Phân bố

Giống bơ đa dạng chủng loại thích hợp với mọi điều kiện khí hậu nên bơ được trồng phổ biến khắp thế giới với nhứng giống như sau:

- Mexicola: quả nhỏ màu tím xanh, thu hoạch trong tháng 7 – 8 Cây chịu được lạnh tới -14 o C

- Anaheim: quả khá lớn màu xanh, thu hoạch từ tháng 6 đến 9 Cây cao cỡ trung bình, trồng tại California

- Bacon: quả cỡ trung bình, vị khá ngon, cây cho quả rất sớm, thu hoạch từ tháng 11 đến tháng 3

- Fuerte: quả cỡ trung bình, rất được ưa chuộng tại California, thu hoạch tháng 11 đến tháng giêng năm sau

- Hass: quả cỡ trung bình màu đen, vị rất ngon khi được trồng tại California

Giống này cung cấp khoảng 90% thị trường tiêu thụ bơ tại Hoa Kỳ

- Choquette: quả rất lớn, màu xanh chín vào các tháng từ 11 đến tháng 2 năm sau, trồng tại Florida, có khả năng chống bệnh khá cao

- Gwen: đây là giống cây bơ lùn, chỉ cao khoảng 3 đến 4 m, rất sai quả, quả cỡ trung bình

- Wurtz (Little Cado): cũng thuộc loại lùn, cao khoảng 2,4 đến 3m, quả cỡ trung bình

Hiện nay, trên thị trường đã xuất hiện giống bơ mới có tên Booth, nguồn gốc từ Mỹ được nghiện cứu và tiến hành khảo nghiệm từ Công ty TNHH Tư vấn đầu tư phát triển nông lâm nghiệp EaKmát (Viện KHKTNLN Tây Nguyên) Ưu điểm nổi trội của bơ Booth là hàm lượng chất béo cao, đạt 15% so với 5% ở giống bơ nước ngoài và dưới 10% ở giống bơ địa phương, có hương vị thơm ngon hơn Ngoài ra, quả bơ có vỏ dày, thời gian bảo quản có thể kéo dài trên 10 ngày, đáp ứng yêu cầu cho xuất khẩu Đặc biệt thời vụ thu hoạch bơ Booth vào tháng 10 – tháng 11, muộn hơn so với các giống bơ địa phương trên 2 tháng

Các vùng phân bố của các chủng bơ ở Việt Nam:

- Vùng Đà Lạt: hiện diện chủ yếu các giống thuộc chủng Mexico do đặc điểm chịu rét rất giỏi của nó, bên cạnh đó còn phát hiện các giống thuộc chủng Guatemala, nhưng chủng này chiếm tỷ lệ rất ít

- Vùng Đức Trọng, Đơn Dương, Bảo Lộc: trong các huyện này, chủng Antilles chiếm tỷ lệ cao nhất so với các chủng khác

- Vùng Di Linh: được xem là vùng phân bố chủng Guatemala

- Vùng chuyên canh bơ Tây Nguyên: tại tỉnh Đăk Lăk có khoảng 80.000 người trồng bơ với diện tích đạt gần 2.700 ha, sản lượng hàng năm bán ra thị trường hơn 40.000 tấn

Tổng quan về quá trình sấy

Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước Như vậy, quá trình sấy khô một vật thể diễn biến như sau:

- Vật thể được gia nhiệt để đưa nhiệt độ lên đến nhiệt độ bão hòa ứng với phần áp suất của hơi nước trên bề mặt vật thể

- Vật thể được cấp nhiệt để làm bay hơi ẩm Vận chuyển hơi ẩm đã thoát ra khỏi vật thể vào môi trường

Trong quá trình sấy, nước được bay hơi ở nhiệt độ bất kì do quá trình khuyếch tán bởi sự chênh lệch độ ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu và sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của nước tại bề mặt vật liệu và môi trường xung quanh (Gavrila, et al., 2008)

Quá trình sấy là một quá trình truyền khối có sự tham gia của pha rắn rất phức tạp vì nó bao gồm cả quá trình khuyếch tán bên trong và bên ngoài vật liệu rắn đồng thời với quá trình truyền nhiệt Ngoài ra tuỳ theo phương pháp sấy mà nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy hoặc cản trở quá trình di chuyển ẩm từ trong lòng vật liệu sấy ra khỏi vật liệu sấy (Gavrila, et al., 2008)

14 Tóm lại, trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt và trao đổi chất cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy, quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy ra ngoài bề mặt sấy, quá trình truyền ẩm từ bề mặt vật sấy ra ngoài môi trường Các quá trình truyền nhiệt truyền khối trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có qua lại lẫn nhau

Trong sản xuất thực phẩm quá trình sấy được sử dụng rộng rãi nhằm các mục đích sau đây (Moses, et al., 2014)

- Chuẩn bị: đó là sự tách bớt nước để ngâm tẩm các dung dịch ướp hương, sấy để giảm khối lượng sản phẩm chuyên chở

- Khai thác: tăng hàm lượng chất khô, sấy phần lớn các sản phẩm thực phẩm như sấy sữa bột, mì sợi, sấy men bánh mì, các loại quả và các loại rau

- Chế biến: sấy để tăng độ giòn, dẻo, giữ được tính đặc trưng của sản phẩm (sấy các thực phẩm như rau, củ cải, su hào, sấy đường tan, cà phê tan, chè…)

- Bảo quản: sấy đến lượng tối thiểu, vi sinh vật khó phát triển để bảo quản thực phẩm được lâu Sấy đến độ hoạt động của nước: Aw = 0,25 – 0,35 vì đó là điểm bảo quản tối ưu của các sản phẩm có tính sinh học khi không sử dụng lạnh

- Hoàn thiện: Sấy khô vật liệu trước khi dùng bị ướt, để đảm bảo màu sắc của sản phẩm và độ sáng bóng (các sản phẩm dạng hạt, tinh thể, rắn) tăng độ bền sản phẩm…

1.2.1.3 Mô hình hóa động học quá trình sấy

Việc mô tả động học quá trình sấy của bất kỳ một loại nguyên liệu nào là rất quan trọng để phục vụ cho việc tính toán, thiết kế các hệ thống sấy ở quy mô sản xuất, đồng thời, góp phần cung cấp dữ liệu cho việc đánh giá hiệu quả kinh tế của quá trình Để mô tả động học bốc hơi ẩm trong quá trình sấy, các mô hình toán học trong bảng 1.4 thường được đề xuất Đây là các mô hình bán thực nghiệm Do tính đặc trưng của từng loại nguyên liệu sấy, mô hình toán học mô tả quá trình sấy thường không có tính phổ quát mà cũng mang tính đặc trưng cho từng loại nguyên liệu trong từng điều kiện sấy cụ thể

Bảng 1.4: Một số mô hình hóa động học quá trình sấy

STT Tên mô hình Phương trình mô hình Tài liệu tham khảo

1 Lewis (Newton) MR = exp(-kt) Lewis, 1921

2 Page MR = exp(-kt n ) Zhang and Litchfield, 1991

3 Modified Page MR = exp[-(kt) n ] Overhults, et al., 1973

4 Henderson and Pabis MR = a.exp(-kt) Henderson and Pabis, 1961

5 Wang and Singh MR = 1+ at + bt 2 Wang and Singh, 1978

6 Logarithmic MR = a.exp(-kt) + b Yagcioglu, et al., 1999,

7 Avhad and Marchetti MR = a.exp(-kt n ) Avhad and Marchetti, 2016

Mô hình Lewis đã được thử nghiệm và phù hợp với các dữ liệu thực nghiệm về động học sấy do sự đơn giản của nó Giả thiết được thực hiện cho mô hình khi sự cản trở dịch chuyển ẩm từ bên trong vật liệu sấy ra ngoài bề mặt vật liệu sấy không đáng kể (Lewis, 1921) Tốc độ sấy tỉ lệ thuận với sự chênh lệch giữa hàm lượng ẩm của vật liệu sấy và hàm lượng ẩm của không khí khô Mô hình này đã được áp dụng thành công để mô hình hóa động học quá trình sấy khô hạt nho (Roberts, et al., 2008), chè đen (Panchariya, et al., 2002)

Mô hình Page được đề xuất từ sự sửa đổi của mô hình Lewis bằng cách đưa ra một hệ số mới ảnh hưởng đến thời gian Sự thay đổi được đề xuất để sửa một số thiếu sót của mô hình Lewis Mô hình này đề xuất sử dụng hai hằng số thực nghiệm Ngoài ra, mô hình Page tạo ra những kết quả phù hợp để mô tả sấy một số sản phẩm nông nghiệp, chẳng hạn như lá nguyệt quế (Gunhan, et al., 2005), hạt cải đắng (Duc, et al., 2011), hạt hạnh nhân (Kashaninejad, et al., 2007) Mô hình Modified Page đã được sử dụng để mô tả quá trình sấy khô cải xoăn (Mwithiga, et al., 2005)

Mô hình Henderson and Pabis được biết đến như một mô hình mũ tham số-pi (Iguaz, et al., 2003) Độ dốc của mô hình này thể hiện qua hệ số k, được liên kết với sự khuếch tán độ ẩm xảy ra trong giai đoạn sấy giảm tốc trong quá trình sấy Mô hình này đã được sử dụng thành công để mô phỏng việc sấy ngô (Henderson and Pabis, 1961)

16 Avhad và Marchetti (2016) đề xuất một mô hình toán học mới (mô hình Avhad and Marchetti) để xây dựng mô hình sấy động học của hạt bơ Hass Sự phát triển của mô hình này bắt nguồn từ sự kết hợp của mô hình Page, và mô hình Henderson and Pabis Trong mô hình Page, giá trị của hệ số n ảnh hưởng đến thời gian là không đổi và nó không phụ thuộc vào nhiệt độ (Gunhan, et al., 2007; Simal, et al., 2005;

Senadeera, et al., 2003) Mô hình Henderson và Pabis đã tiên đoán thành công mô hình động học của quá trình sây vật liệu với sự kiểm soát khuếch tán ẩm trong quá trình sấy với điều kiện sự co ngót vật liệu sấy không đáng kể (Jaiyeoba, et al., 2012;

Theo Ceylan et al., (2007) khi khảo sát sấy đối lưu bằng không khi nóng trên các loại nguyên liệu quả cây nhiệt đới như kiwi, chuối và bơ thì kết quả thu được là bốn mô hình Lewis, Page, Modified Page, Henderson và Pabis phù hợp để mô tả động học quá trình sấy Ngoài ra theo Turhan, et al., (2002); Akpinar, et al., (2005);

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu tổng quát: nâng cao giá trị của quả bơ nhầm cải thiện thu nhập cho người trồng bơ đồng thời cung cấp sản phẩm có giá trị cao đến người sử dụng

Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt so với các phương pháp sấy khác để sấy thịt quả bơ phục vụ cho quá trình chế biến bơ.

Nguyên liệu và hóa chất

Giống bơ được chọn là loại bơ Hass (tên khoa học Persea americana 'Hass' thuộc chủng Guatamalan) Bơ tươi mua đến đâu về dùng đến đó tại các sạp quả cây trong khu vực thành phố Hồ Chí Minh, sau đó trữ ở nơi thoáng mát đến khi độ chính đạt được ở mức độ 4 (như hình 2.1) thì cho tiến hành thí nghiệm cùng lúc để có được mẫu đồng nhất về sự trưởng thành sinh lí Việc lựa chọn dựa trên tính chất vật lí đồng đều, màu sắc và kích cỡ

Hình 2.1: Các mức độ chính của quả bơ 2.2.2 Xử lý nguyên liệu

Quả bơ sau khi mua về đã được rửa sạch bằng nước thường ở nhiệt độ phòng sau đó được loại bỏ phần vỏ và hạt Phần thịt quả bơ được cắt khối 1x1x1 cm sau đó đưa nhanh vào tủ sấy để hạn chế quá trình oxi hóa diễn ra

Tất cả hóa chất sử dụng trong nghiên cứu đều đạt hạng phân tích

- Dung dịch thuốc thử DNS (Merck)

- Sodium carbonate (Na2CO3, Merck)

- Dung môi diety ete (Merck)

- Thiết bị sấy thăng hoa FreeZone® 12 Liter Freeze Dry Labconco, Mỹ

- Thiết bị sấy đối lưu bằng không khí nóng: xuất xứ Việt Nam

- Thiết bị sấy đối lưu ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt: xuất xứ Việt Nam Sơ đồ nguyên lý được thể hiện ở hình 2.2

- Thiết bị sấy bằng hơi quá nhiệt: xuất xứ Việt Nam, hình 2.3

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống sấy nhiệt độ thấp sử dụng bơm nhiệt với sự hỗ trợ của năng lượng mặt trời

(1 – quạt; 2 – thiết bị làm lạnh; 3 – thiết bị gia nhiệt; 4 – thiết bị gia nhiệt phụ; 5 – buồng sấy; 6 – thiết bị thu năng lượng mặt trời; 7 – tank chứa nước lạnh; 8 – bơm nước lạnh; 9 – tank chứa nước nóng 1 ; 10 – bơm nước nóng 1; 11 – tank chứa nước nóng 2; 12 – bơm nước nóng 2)

Hình 2.3: Sơ đồ nguyên lý của hệ thống hơi quá nhiệt

(1 – Quạt thổi, 2 – nhiệt kế, 3 – lọc khí cấp bù, 4 – bộ phận ngưng tụ, 5 – van xả, 6 – nhiệt kế, 7 – nhiệt kế, 8 – điện trở, nồi cấp hơi, 9 – cơ cấu phân phối hơi, 11 – quạt, 12

Các nội dung nghiên cứu

Mục đích: mục đích của nội dung này là khảo sát thành phần hóa học của thịt quả bơ nhằm để làm cơ sở đánh giá các biến đổi của chúng trong quá trình sấy

Nội dung thực hiện: thịt quả bơ sẽ được đem phân tích các thành phần cơ bản như sau: độ ẩm, hàm lượng polyphenols tổng, khả năng chống oxi hóa, hàm lượng đường khử, hàm lượng chất béo

Phương pháp thực hiện: thịt quả bơ sau khi tách vỏ và hạt, được đem đi phân tích các thành phần hóa học theo các phương pháp được trình bày trong phần 2.4

2.3.2 Khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy thăng hoa

Mục đích: khảo sát khả năng sử dụng phương pháp sấy thăng hoa để sấy thịt quả bơ

27 Nội dung: khảo sát động học và sự biến đổi của polyphenols và khả năng chống oxi hóa của quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ

Phương pháp thực hiện: thịt quả bơ sau khi được xử lý sơ chế sẽ được cấp đông ở điều kiện -18 o C, trong 24 giờ Sau đó, mẫu sẽ được đem đi sấy thăng hoa ở điều kiện áp suất chân không 100.10 -3 mbar, nhiệt độ dàn ngưng tách ẩm là -50 o C, không có hỗ trợ thêm nhiệt từ bên ngoài cho quá trình sấy

Trong quá trình sấy, mẫu sẽ được khảo sát độ ẩm, hàm lượng polyphenols tổng và khả năng chống oxi hóa Mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy được tính toán theo phương pháp trình bày trong phần 2.5

2.3.3 Khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy đối lưu sử dụng không khí nóng

Mục đích: khảo sát khả năng sử dụng không khí nóng để để sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy đối lưu

Nội dung: khảo sát động học và sự biến đổi của polyphenols và khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy đối lưu sử dụng không khí nóng dưới ảnh hưởng các điều kiện nhiệt độ khác nhau

Phương pháp thực hiện: thịt quả bơ sau khi được xử lý sơ chế đưa nhanh vào tủ sấy Quá trình sấy được thực hiện ở các điều kiện nhiệt độ tác nhân sấy là 50 o C, 60 oC, 70 o C Các thông số khác của quá trình sấy được giữ cố định là: lưu lượng tác nhân sấy 23,80 m 3 /h, tác nhân sấy sử dụng là không khí thường được gia nhiệt đến nhiệt độ theo yêu cầu

2.3.4 Khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy ở nhiệt độ thấp có sử dụng bơm nhiệt

Mục đích: khảo sát khả năng sấy thịt quả bơ ở điều kiện nhiệt độ thấp với sự hỗ trợ của bơm nhiệt

28 Nội dung: khảo sát động học và sự biến đổi của polyphenols và khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy đối lưu ở nhiệt độ thấp có sự hỗ trợ của bơm nhiệt dưới ảnh hưởng các điều kiện nhiệt độ khác nhau

Phương pháp thực hiện: thịt quả bơ sau khi được xử lý sơ chế đưa nhanh vào tủ sấy Quá trình sấy được thực hiện ở các điều kiện nhiệt độ tác nhân sấy là 25 o C, 30 oC, 35 o C Các thông số khác của quá trình sấy được giữ cố định là: lưu lượng tác nhân sấy là 23,80 m 3 /h Tác nhân sấy sử dụng là không khí thường được tách ẩm bằng hệ thống bơm nhiệt, sau đó đó gia nhiệt đến nhiệt độ yêu cầu Nhiệt độ tác nhân tại bầu tách ẩm là 10 o C

2.3.5 Khảo sát khả năng quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy sử dụng hơi quá nhiệt

Mục đích: khảo sát khả năng sấy thịt quả bơ bằng tác nhân sấy là hơi quá nhiệt

Nội dung: khảo sát động học và sự biến đổi của polyphenols và khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt dưới ảnh hưởng các điều kiện nhiệt độ khác nhau

Phương pháp thực hiện: thịt quả bơ sau khi được xử lý sơ chế đưa nhanh vào tủ sấy Quá trình sấy được thực hiện ở các điều kiện nhiệt độ tác nhân sấy là 140 o C, 150 oC, 160 o C, 170 o C Các thông số khác của quá trình sấy được giữ cố định là: lưu lượng tác nhân sấy Tác nhân sấy sử dụng là hơi quá nhiệt được tạo thành bằng cách gia nhiệt hơi bão hòa ở áp suất 1,05 bar lên đến nhiệt độ yêu cầu trong điều kiện đẳng áp

Khác với các nội dung khác, trong nội dung này, mẫu được sấy đến theo thời gian xác định, hệ thống sẽ được dừng lại và lấy mẫu để phân tích các chỉ tiêu Sau đó, mẫu mới lại được đưa vào sấy Nguyên nhân là do hệ thống sấy hơi quá nhiệt có nhiệt độ rất cao, không thể dừng hệ thống để lấy mẫu ngay được mà phải chờ thoát nhiệt xuống còn 100 o C; đồng thời, khi khởi động lại, trong đoạn đầu của quá trình sấy diễn ra hiện tượng ngưng tụ ẩm do mất nhiệt Mẫu sẽ được khảo sát độ ẩm, hàm lượng

29 polyphenols tổng và khả năng chống oxi hóa Mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy được tính toán theo phương pháp trình bày trong phần 2.5.

Các phương pháp phân tích

Nguyên tắc sử dụng phương pháp sấy mẫu đến trọng lượng không đổi để tìm ra hàm ẩm có trong mẫu phân tích, dùng nhiệt độ cao (105 o C) để loại bỏ hết nước ra khỏi mẫu Sử dụng thiết bị phân tích ẩm DENVER INSTRUMENT IR – 35, Hoa Kỳ

2.4.2 Phương pháp phân tích hàm lượng polyphenols tổng

Nguyên tắc: các hợp chất phenolic bị oxy hóa bởi thuốc thử Folin-Ciocalteau

Merck (Waterhouse, 2002; Wolfe et al., 2008) tạo thành hợp chất có màu xanh Độ đậm của màu tỉ lệ thuận với nồng độ phenolic có trong mẫu Đo độ hấp thu ở bước sóng 760 nm, dựa vào đồ thị đường chuẩn của acid gallic, suy ra nồng độ các hợp chất phenolic có trong mẫu phân tích (Singleton V.L., 1999) được trình bày trong phụ lục A.2

2.4.3 Phương pháp phân tích khả năng chống oxi hóa gốc tự do

Khả năng kháng gốc tự do được xác định bằng cách sử dụng thuốc thử 2,2- Diphenyl-1-picrylhydrazyl (thuốc thử DPPH, Sigma) (Othman, et al., 2007) được trình bày trong phụ lục A.3

2.4.4 Phương pháp phân tích hàm lượng đường khử

Nguyên tắc: phương pháp này dựa trên phản ứng tạo màu giữa đường khử với thuốc thử 3,5-dinitrosalicylic acid thuốc thử DNS, Merck (Mille, 1959) DNS có màu vàng trong dung dịch kiềm sẽ bị khử thành acid 3-amino-5-nitrosalicylic có màu đỏ cam

Cường độ màu của hỗn hợp phản ứng tỷ lệ thuận với hàm lượng đường khử trong một phạm vi nhất định, được đo bằng máy quang phổ so màu Dựa theo đồ thị đường chuẩn của glucose tinh khiết với thuốc thử, ta sẽ tính được hàm lượng đường khử của mẫu nghiên cứu Hợp chất tạo thành có độ hấp thu mạnh nhất trong khoảng bước sóng 540 – 600 nm

Phương pháp được trình bày trong phụ lục A.1

2.4.5 Xác định hàm lượng chất béo

Sử dụng phương pháp trích ly soxhlet bằng dung môi diety ete, Merck được trình bày trong phụ lục A.4.

Phương pháp xử lý số liệu

Các mô hình toán học mô tả động học của quá trình sấy được biến đổi về dạng tuyến tính rồi thực hiện phân tích hồi quy Các tham số của phương trình hồi quy được ước lượng theo phương pháp bình phương cực tiểu Để đánh giá sự tương thích của mô hình so với thực nghiệm việc kiểm tra tính tương thích được thực hiện theo kiểm định ANOVA ở độ tin cậy 95% (kiểm định lack of fit) đồng thời hệ số tương quan R 2 cũng được xác định

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Thành phần hóa học của thịt quả bơ

Bảng 3.1: Thành phần hóa học cơ bản của thịt quả bơ

Thành phần Hàm lượng Ẩm 76,04 (%) so với khối lượng thịt quả bơ Lipit 15,02 (%) so với khối lượng thịt quả bơ Gluxit 3,42(%) so với khối lượng thịt quả bơ Tro 1,05(%) so với khối lượng thịt quả bơ

Thành phần hóa học cơ bản của bơ tươi được trình bày trong bảng 3.1 Kết quả phân tích cho thấy nước là thành phần chiếm tỉ lệ cao nhất với 76,04% Những thành phần còn lại chiếm tỉ lệ thấp hơn nhiều Hàm lượng gluxit, tro lần lượt là: 3,42%, 1,05% Hàm lượng chất béo trong bơ khá cao so với những loại quả cây khác: chiếm đến 15,02% Chất béo từ bơ có nhiều tác dụng tốt cho sức khỏe và được nghiên cứu sử dụng nhiều trong công nghiệp thực phẩm và mỹ phẩm (Elhadi, 2011) Hàm lượng phenolic trong bơ là 364 mgGAE/100 gck Như vậy bơ là một loại quả cây có hàm lượng phenolic cao so với các loại trái cây khác (bảng 3.2)

Bảng 3.2: Hàm lượng phenolic của một số loại hạt và quả trái cây

Loại quả Trạng thái Dung môi

Sầu Riêng Tươi HCl/Methanol/Nước 361,40 93,90 427,30 Paengkanya, et al., 2015

Olive Tươi Hexan/HCl 313,56 131,17 23,40 Brahmi, et al., 2015 Đu đủ Tươi Nước 79,50 15,90 - Bezuneh, 2015

Cơm dừa Tươi Ethanol/Nước 72,00 - - Fernando, et al., 2016 Đậu nành Tươi Methanol/Nước 27,05 3,50 0,00 Dajanta, et al., 2013.

Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy thăng hoa

3.2 Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy thăng hoa 3.2.1 Biến đổi của độ ẩm

Quá trình sấy thăng hoa bơ được thực hiện tại nhiệt độ của bộ ngưng tụ tách ẩm là - 50 o C và áp suất chân không 100.10 -3 mbar cho kết quả thể hiện ở hình 3.1

Hình 3.1: Sự biến đổi của hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ

Kết quả thực nghiệm cho thấy trong giai đoạn từ 0 giờ đến 3 giờ, hàm ẩm của bơ giảm mạnh nhất so với các giai đoạn tiếp theo (3 giờ đến 15 giờ) Sau đó, hàm ẩm giảm chậm dần theo thời gian Quá trình sấy thăng hoa kéo dài 15 giờ, do bơ có chứa hàm lượng béo tương đối cao (15%), do đó, nước khó khuếch tán qua vùng nguyên liệu giàu béo trong nguyên liệu để đi ra môi trường, dẫn đến thời gian sấy kéo dài

3.2.2 Mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ

Dữ liệu về hàm ẩm tuyệt đối của bơ thu được trong toàn bộ quá trình sấy sẽ được chuyển đổi thành tỉ lệ hàm ẩm và tiến hành phân tích hồi quy để xác định mô hình toán học mô tả tốt nhất động học quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ Sự phù hợp của mô hình được xác định bằng cách đánh giá hệ số tương quan R 2 và việc kiểm định sự tương thích của mô hình dựa trên phân tích phương sai (ANOVA) Độ tin cậy trong

H àm ẩm tuy ệt đối ( K g ẩm /K g chấ t khô)

34 các phép kiểm định là 95% (α = 0,05) Kết quả phân tích thống kê các mô hình được thể hiện ở bảng 3.3 Đối với quá trình sấy thăng hoa, cả bốn mô hình đều có hệ số tương quan R 2 cao Tuy nhiên, khi phân tích sự tương thích của mô hình bằng kiểm định ANOVA thì chỉ có mô hình Page thể hiện được sự tương thích

Hình 3.2: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,

 mô hình Modified Page, –– mô hình Henderson and Pabis)

T ỷ lệ hàm ẩm t uyệt đối so với m ẫu ban đầu

Bảng 3.3: Kết quả tính toán mô hình toán học mô tả động học của quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ

Chế độ sấy Mô hình Phương trình mô hình

Phương trình hồi quy tuyến tính

Thông số của phương trình R 2

Lewis MR = exp(-kt) ln(MR) = -kt k= 0,2631 0,9510

Page MR = exp(-kt n ) ln[-ln(MR)] = nln(t) + ln(k) k= 0,0752

Modified Page MR = exp[-(kt) n ] ln[-ln(MR)] = nln(t) + nln(k) k= 0,1907

Henderson and Pabis MR = a.exp(-kt) ln(MR) = -kt + ln(a) k= 0,2631

3.2.3 Sự biến đổi polyphenols và khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ 3.2.3.1 Biến đổi hàm lượng polyphenols

Hình 3.3: Sự biến đổi hàm lượng polyphenols trong quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ

Sự biến đổi của hàm lượng polyphenols trong quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ được thể hiện ở hình 3.3 Kết quả ở hình 3.3 cho thấy hàm lượng polyphenols giảm rất đáng kể trong quá trình sấy Cuối quá trình sấy, hàm lượng polyphenols chỉ còn 43% so với ban đầu Theo Husen, et al., (2014) thì khi sấy thăng hoa thịt quả bơ mức độ giảm hàm lượng phenolic là 40% so với ban đầu

Mặc dù Dewanto, et al., 2002 đã báo cáo rằng hàm lượng polyphenols không thay đổi trong quá trình sấy thăng hoa cà chua Kết quả thu được lại cho thấy kết quả polyphenols trong thịt quả bơ đã giảm rất mạnh Có thể, sự hiện diện của enzyme polyphenols oxidase, dù trong điều kiện thiếu oxy (chân không), vẫn xúc tác quá trình oxy hóa polyphenols diễn ra, làm giảm hàm lượng polyphenols

T ỷ lệ pol yphenol s so với m ẫu ban đầu

Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy đối lưu bằng không khí nóng

3.2.3.2 Biến đổi khả năng chống oxi hóa

Hình 3.4: Sự biến đổi khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ

Sự biến đổi của khả năng chống oxy hóa được thể hiện trên hình 3.4 Kết quả thu được cũng cho thấy, khả năng chống oxy hóa giảm mạnh trong quá trình sấy thăng hoa, thể hiện qua chỉ số IC50 tăng Sản phẩm thu được sau quá trình sấy có chỉ số IC50 cao hơn so với mẫu ban đầu đến xấp xỉ gần 2 lần Nguyên nhân có thể là do sự tổn thất của polyphenols trong quá trình sấy

3.3 Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy đối lưu bằng không khí nóng

3.3.1 Biến đổi của độ ẩm

Quá trình thực nghiệm sấy đối lưu bơ được tiến hành tại ba chế độ sấy: nhiệt độ buồng sấy lần lượt là 50 o C, 60 o C, 70 o C Lưu lượng tác nhân sấy: 23,80 m 3 /h

Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ theo phương pháp sấy đối lưu sử dụng không khí nóng được trình bày ở hình 3.5 Kết quả về đường cong sấy đối lưu bơ thể hiện tại hình 3.5 cho ta thấy nhiệt độ tác nhân sấy càng thấp, thời gian sấy càng dài

T ỷ lệ chỉ số IC 50 so vớ i m ẫu b an đ ầu

Hình 3.5: Sự biến đổi của hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ bằng không khí nóng (: 50 o C, : 60 o C, : 70 o C)

Tại nhiệt độ 50 o C thời gian sấy là 36 giờ, để đạt được hàm ẩm dưới 5% Thời gian sấy này là tương đối dài, bơ tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng, rất dễ bị oxi hóa các hợp chất, làm giảm chất lượng thịt quả bơ Tại chế độ 60 o C, để đạt độ ẩm 5%, thời gian sấy là 16,5 giờ Ở chế độ sấy 70 o C chỉ mất khoảng 8 giờ là đạt được hàm ẩm 10%, chỉ khoảng ẳ thời gian so với chế độ sấy 50 o C

3.3.2 Mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy đối lưu bằng không khí nóng

Kết quả tính toán và phân tích hồi quy động học quá trình sấy đối lưu bằng không khí nóng được thể hiện ở bảng 3.4 và hình 3.6, 3.7 và 3.8

Kết quả phân tích cho thấy, ở ba chế độ sấy 50 o C, 60 o C và 70 o C cả bốn mô hình đều phù hợp để mô tả đường cong sấy với giá trị của hệ số tương quan R 2 cao

Tuy nhiên, khi phân tích sự tương thích bằng kiểm định ANOVA, mô hình Henderson and Pabis cho thấy sự tương thích của mô hình so với thực nghiệm trong tất cả các chế

H àm ẩm t uyệt đối (K g ẩm /K g chất kh ô)

39 độ nhiệt độ đã được khảo sát Như vậy, có thể thấy rằng, động học của quá trình sấy đối lưu khác với sấy thăng hoa, nguyên nhân có thể là do quá trình khuếch tán ẩm trong nguyên liệu khác nhau Sấy thăng hoa thì ẩm khuếch tán qua môi trường vật chất rắn và xốp (lỗ xốp do ẩm bay bay ra trước đó để lại), còn sấy đối lưu thì đó là quá trình khuếch tán ẩm qua môi trường dạng paste, không có độ xốp và kị nước

Hình 3.6: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ ở nhiệt độ 50 o C ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,

T ỷ lệ hà m ẩm t u yệt đ ối s o vớ i m ẫu b an đ ầu

Hình 3.7: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ ở nhiệt độ 60 o C ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,  mô hình Modified Page,–– mô hình Henderson and Pabis)

Hình 3.8: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ ở nhiệt độ 70 o C (thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page, mô hình Modified Page, -- mô hình Henderson and Pabis)

T ỷ lệ h àm ẩ m t uy ệt đố i s o với m ẫu ba n dầ u

T ỷ lệ h àm ẩ m t uy ệt đố i s o với m ẫu ba n đầ u

Bảng 3.4: Kết quả tính toán mô hình toán học mô tả động học của quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ bằng không khí nóng

Nhiệt độ sấy Mô hình Phương trình mô hình

3.3.3 Sự biến đổi của hàm lượng polyphenols và khả năng chống oxy hóa trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ bằng không khí nóng 3.3.3.1 Biến đổi hàm lượng polyphenols

Hình 3.9: Sự biến đổi hàm lượng polyphenols trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ bằng không khí nóng (: 50 o C, : 60 o C, : 70 o C)

Sự biến đổi của polyphenols trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ bằng tác nhân không khí nóng được thể hiện ở hình 3.9 Kết quả thu được trên hình 3.9 cho thấy, trong quá trình sấy đối lưu, hàm lượng phenol tổng giảm xuống so với nguyên liệu đầu vào của quá trình sấy, đặc biệt là trong giai đoạn đầu của quá trình sấy Ở nhiệt độ tác nhân sấy là 50 o C, sản phẩm sau cùng gần như mất hết các hợp chất polyphenols Nguyên nhân của hiện tượng này là vì phenol là hợp chất dễ bị oxy hóa, do chúng có chứa gốc pirocatesic hoặc gốc pirogalic, do đó, dưới tác dụng của nhiệt độ và có sự hiện diện của oxy, nên sẽ bị oxy hóa trong quá trình sấy Nghiên cứu của Paengkanya, et al., (2015) trên sầu riêng, một loại nguyên liệu giàu béo, cũng cho thấy hàm lượng phenol giảm nhiều trong quá trình sấy đối lưu ở nhiệt độ 65 o C

Kết quả thu được cũng cho thấy, mức độ tổn thất polyphenols phụ thuộc vào nhiệt độ của tác nhân sấy Tổn thất polyphenols khi sấy ở nhiệt độ 70 o C diễn ra

T ỷ lệ pol yphenol s so với m ẫu ban đầu

43 nhanh nhất, nhưng do thời gian sấy ngắn nên mức độ tổn thất cuối cùng 50%, ít hơn so với các điều kiện còn lại Ở điều kiện 50 o C, tốc độ tổn thất nhanh hơn so với ở 60 oC Hiện tượng này có thể giải thích là do ở 50 o C, sự tổn thất của polyphenols còn có cả sự xúc tác của enzyme polyphenoloxidase Khi tăng nhiệt độ lên, hoạt tính của enzyme này bị giảm và sự oxy hóa polyphenols chủ yếu do sự hiện diện của oxy và được xúc tác bởi chỉ nhiệt độ

Hình 3.10: Sự biến đổi khả năng chống oxy hóa trong quá trình sấy đối lưu thịt quả bơ bằng không khí nóng (: 50 o C, : 60 o C, : 70 o C)

Sự biến đổi khả năng chống oxi hóa được thể hiện trên hình 3.10 Cùng với hình 3.9 kết quả cho thấy khi hàm lượng polyphenols giảm trong quá trình sấy thì năng lực chống oxi cũng giảm theo (thể hiện qua chỉ số IC50 tăng lên) vì thành phần đóng góp chủ yếu vào năng lực chống oxi hóa của bơ là polyphenols Tương tự như polyphenols, kết quả cho thấy, khi sấy ở 70 o C thì mức độ tổn thất năng lực chống oxi hóa là thấp hơn so với khi sấy ở 50 o C và 60 o C Khả năng chống oxi hóa của bơ khi sấy ở 50 o C giảm nhanh hơn khi sấy ở 60 o C

T ỷ lệ chỉ số IC50 so với m ẫu ban đàu

Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt

3.4 Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt

3.4.1 Biến đổi của độ ẩm

Quá trình sấy ở nhiệt độ thấp bơ được thực hiện ở ba chế độ sấy: 25 o C, 30 o C và 35 o C Lưu lượng tác nhân sấy là 23,80 m 3 /h

Kết quả khảo sát quá sự biến đổi của độ ẩm trong quá trình sấy ở nhiệt độ thấp với sự hỗ trợ của bơm nhiệt được thể thể hiện ở hình 3.11

Hình 3.11: Sự biến đổi của hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy thịt quả bơ nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt (: 25 o C, : 30 o C, : 35 o C)

Qua đồ thị trên ta thấy, sấy ở nhiệt độ thấp thịt quả bơ ở 25 o C không đủ làm cho bơ khô đến độ ẩm mong muốn để bảo quản (< 5%) Độ ẩm của bơ khi sấy 36 giờ chỉ đạt 39,05% Điều này có thể giải thích: do bơ có chứa hàm lượng dầu cao, cần phải có nhiệt độ đủ cao để nước có thể khuếch tán ra bề mặt nguyên liệu và bốc hơi Để đạt độ ẩm dưới 5%, quá trình sấy ở nhiệt độ thấp tại 30 o C có thời gian sấy lâu hơn so với chế độ 35 o C tương ứng là 28 giờ và 22 giờ Nhiệt độ càng thấp thời gian sấy càng dài vì tốc độc bốc hơi ẩm chậm

45 Quá trình sấy ở nhiệt độ thấp tại 35 o C, thời gian tách nước diễn ra tương đối nhanh Tuy nhiên, quá trình sấy ở nhiệt độ thấp có thời gian sấy kéo dài hơn so với sấy đối lưu ở 60 o C và 70 o C

3.4.2 Mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy ở nhiệt độ thấp

Kết quả tính toán và phân tích hồi quy động học quá trình sấy ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt được thể hiện ở bảng 3.5 và hình 3.12, 3.13 và 3.14 Kết quà phân tích thể hiện, ở ba chế độ sấy 25 o C, 30 o C và 35 o C cả bốn mô hình đã đề xuất đều phù hợp để mô tả đường cong sấy với giá trị của hệ số tương quan R 2 cao Riêng Modified Page có hệ số tương quan R 2 cao nhất Với kết quả trên, mô hình Modified Page được xem là mô hình phù hợp nhất để mô tả quá trình sấy đối lưu thịt quả ở nhiệt độ thấp

Hình 3.12: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy thịt quả bơ nhiệt độ thấp 25 o C có hỗ trợ của bơm nhiệt ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,

T ỷ lệ hàm ẩm t uyệt đối so với m ẫu ban đầu

Bảng 3.5: Kết quả tính toán mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy ở nhiệt độ thấp thịt quả bơ

Phương trình hồi quy tuyến tính Thông số của phương trình R 2

T ỷ lệ h àm ẩ m t uy ệt đố i s o với m ẫu ba n đầ u

3.4.3 Sự biến đổi thịt quả bơ trong quá trình sấy ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt 3.4.3.1 Biến đổi hàm lượng polyphenols

Hình 3.15: Sự biến đổi hàm lượng polyphenols trong quá trình sấy thịt quả bơ ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt (: 25 o C, : 30 o C, : 35 o C)

Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự biến đổi của polyphenols trong quá trình sấy đối lưu ở nhiệt độ thấp được thể hiện ở hình 3.15 Theo đó, hàm lượng polyphenols giảm khá mạnh theo thời gian sấy Trong đó, nhiệt độ càng cao, mức độ tổn thất polyphenols càng tăng vì nhiệt độ tăng là gia tăng tốc độ phản ứng oxi hóa

3.4.3.2 Biến đổi khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy ở nhiệt độ thấp

Sự biến đổi của chỉ số IC50 của thịt quả bơ trong quá trình sấy đối lưu ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt được thể hiện ở hình 3.16 Kết quả cho thấy, chỉ số IC50 tăng dần theo thời gian sấy, tức là khả năng chống oxi hóa bị giảm theo thời gian

Sự biến đổi của năng lực chống oxi hóa có quy luật diễn ra cũng tương tự như đối với sự tổn thất polyphenols Kết quả thu được cũng cho thấy, việc sấy ở nhiệt thấp giúp hạn chế tổn thất polyphenols và khả năng chống oxi hóa hơn so với sấy đối lưu bằng

T ỷ l ệ P holyphenol s so với m ẫu ban đầu

Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng hơi quá nhiệt

oC, nhưng tổn thất khả năng chống oxi hóa lại cao hơn Husen et al (2014) cho rằng, khi sấy thịt quả bơ, bên cạnh polyphenol, flavonoid cũng bị tổn thất mạnh Có thể, trong trường hợp này, sự tổn thất flavonoid chiếm ưu thế nên tổn thất khả năng chống oxi hóa cao dù tổn thất polyphenol thấp hơn

Hình 3.16: Sự thay đổi khả năng chống oxy hóa trong quá trình sấy thịt quả bơ ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơm nhiệt (: 25 o C, : 30 o C, : 35 o C)

3.5 Kết quả khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng hơi quá nhiệt 3.5.1 Biến đổi của độ ẩm

Kết quả khảo sát sự biển đổi của độ ẩm trong quá trình sấy thịt quả bơ bằng hơi quá nhiệt được thể hiện ở hình 3.17 Kết quả cho thấy quá trình bốc hơi ẩm điễn ra nhanh và độ ẩm của bơ sau khi sấy đều dưới 5% ở tất cả các điều kiện nhiệt độ chỉ sau 4 giờ sấy, nhanh hơn rất nhiều so với các phương pháp sấy khác Trong đó, khoảng 1 giờ đầu tiên, tốc độ bốc hơi ẩm diễn ra rất nhanh so với giai đoạn sau Và khi nhiệt độ càng cao, tốc độ bay hơi ẩm càng nhanh Hiện tượng này được lý giải là do khi ở nhiệt độ cao, tốc độ khuếch tán của nước qua môi trường giàu béo diễn ra nhanh, do đó, tốc độ sấy diễn ra nhanh

T ỷ l ệ chỉ số IC50 so với m ẫu ban đầu

Hình 3.17: Sự biến đổi của hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ (: 140 o C, : 150 o C, : 160 o C, : 170 o C)

3.5.2 Mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ

Kết quả tính toán và phân tích hồi quy động học quá trình sấy đối lưu bằng hơi quá nhiệt được thể hiện ở bảng 3.6 và hình 3.18, 3.19, 3.20 và 3.21 Kết quả phân tích thể hiện ở 4 nhiệt độ đã khảo sát, cả bốn mô hình đề xuất đều tương thích với thực nghiệm Tuy nhiên, dựa vào giá trị R 2 , thì điều kiện nhiệt độ khác nhau, sự tương quan giữa thực nghiệm và mô hình đề xuất lại khác nhau Ở 140 o C, mô hình Henderson and Pabis chiếm ưu thế Ở 150 o C, mô hình Page chiếm ưu thế Trong khi đó, ở 160 o C và 170 o C, mô hình Modified Page và Lewis lần lượt chiếm ưu thế

Bảng 3.6: Kết quả tính toán mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ

Modified Page MR = exp[-(kt)n] ln[-ln(MR)] = nln(t) + nln(k) k= 3,4669

Henderson and Pabis MR = a.exp(-kt) ln(MR) = -kt + ln(a) k= 1.7786

Hình 3.18: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ ở nhiệt độ 140 o C ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,

 mô hình Modified Page,–– mô hình Henderson and Pabis)

Hình 3.19: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ ở nhiệt độ 150 o C ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,  mô hình Modified Page,–– mô hình Henderson and Pabis)

Tỷ lệ h àm ẩ m tu yệ t đ ối so v ớ i m ẫu b an đ ầu

Hình 3.20: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ ở nhiệt độ 160 o C ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,  mô hình Modified Page,–– mô hình Henderson and Pabis)

Hình 3.21: Sự biến đổi của tỷ lệ hàm ẩm tuyệt đối trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ ở nhiệt độ 170 o C ( thực nghiệm, – mô hình Lewis, mô hình Page,

 mô hình Modified Page,–– mô hình Henderson and Pabis)

Tỷ lệ h àm ẩ m tu yệ t đ ối so v ớ i m ẫu b an đ ầu

3.5.3 Sự biến đổi hàm lượng polyphenols và khả năng chống oxy hóa trong quá trình sấy trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ 3.5.3.1 Biến đổi hàm lượng polyphenols

Hình 3.22: Sự biến đổi hàm lượng polyphenols trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ (: 140 o C, : 150 o C, : 160 o C, : 170 o C)

Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi của hàm lượng polyphenols trong quá trình sấy thịt quả bơ bằng hơi quá nhiệt được thể hiện ở hình 3.22, mức độ tổn thất polyphenols ở nhiệt độ 160 và 170 o C xấp xỉ nhau và thấp hơn so với khi sấy ở điều kiện 140 và 150 o C, kết quả này cũng phù hợp với Husen, et al., (2014) Mức độ tổn thất này cũng thấp hơn rất nhiều so với các phương pháp sấy đã khảo sát trước đó Điều này chứng tỏ, môi trường hơi quá nhiệt đã hạn chế rất nhiều phản ứng oxi hóa của polyphenols

T ỷ lệ Pholyphenol s so với m ẫu ban đầu

Hình 3.23: Sự thay đổi khả năng chống oxy hóa trong quá trình sấy hơi quá nhiệt thịt quả bơ (: 140 o C, : 150 o C, : 160 o C, : 170 o C)

Kết quả khảo sát sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi của khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thịt quả bơ bằng hơi quá nhiệt được thể hiện ở hình 3.23

Kết quả thu được cho thấy, tương tự như polyphenols, khả năng oxi hóa bị tổn thất theo thời gian trong quá trình sấy Tuy nhiên, mức độ tổn thất thấp hơn so với các phương pháp sấy khác đã khảo sát Kết quả cũng cho thấy, ở 160 o C, mức độ tổn thất khả năng chống oxi hóa là thấp nhất so với các nhiệt độ đã khảo sát và điều này cũng được Husen, et al., (2014) kiểm chứng

Tóm lại, kết quả khảo sát cho thấy, so sánh với các phương pháp sấy khác, phương pháp sấy đối lưu thịt quả bơ bằng hơi quá nhiệt cho kết quả tốt hơn rất nhiều vì có tốc độ bay hơi ẩm nhanh, thời gian sấy ngắn, mức độ tổn thất polyphenols và khả năng chống oxi hóa thấp hơn

Tỷ lệ c hỉ s ố IC 50 so với m ẫu ba n đầu