nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại

TÓM TẮT KHÓA LUẬN Sau khi nhận được đề tài khóa luận “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại”, với khoảng thời gian là 6 tháng để t

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: NGUYỄN THỊ NGA

S K L 0 1 3 1 6 5

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

SẢN PHẨM THƠM SẤY DẺO BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY HỒNG NGOẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

MSSV: 20116307

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2024

LỜI CẢM ƠN

Hành trình thời sinh viên của tôi tại ngôi trường Đại học Sư phạm Kỹ Thuật TP Hồ Chí Minh đã dần đi vào hồi kết Bốn năm là khoảng thời gian đáng quý nhất, trong khoảng thời gian này, tôi được sự đồng hành của các thầy các cô với vô vàn kiến thức, cùng kỹ năng và cả thực nghiệm quý báu để tạo ra một hành trang vững chắc cho tôi khi làm việc sau này Tại đây, tôi xin gửi đến các thầy các cô đang công tác, giảng dạy tại trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh cùng toàn thể các thầy cô Khoa Công nghệ Hóa học và Thực Phẩm bằng lời cảm ơn từ tận đáy lòng

Trong thời gian gần sáu tháng thực hiện đồ án, tôi xin gửi lời cảm ơn đặc biết nhất đến người thầy là PGS.TS Nguyễn Tấn Dũng Cảm ơn thầy đã luôn quan tâm, chỉ dạy tận tình và cho tôi định hướng để thực hiện tốt khóa luận này Cảm ơn thầy đã thiết kế thiết bị sấy hồng ngoại cũng như tạo nhiều điều kiện thực hành tốt nhất để tôi sẵn sàng trong việc nghiên cứu khóa luận Thầy là người đã luôn theo sát tiến độ thực hiện và hỗ trợ kịp thời các sai sót, tận tâm hết lòng cho sinh viên Tại đây, tôi xin chân thành biết ơn và luôn khắc sâu những lời dạy quý báu của thầy

Bên cạnh đó, tôi xin gửi lời cảm ơn đến cô ThS Hồ Thị Thu Trang, là giảng viên và là chuyên viên quản lý phòng thí nghiệm cùng các thầy cô phụ trách ở xưởng CNTP 3, các phòng thí nghiệm B108, B209 Cảm ơn các quý thầy cô đã luôn hỗ trợ về dụng cụ, thiết bị cần thiết, hướng dẫn vận hành máy móc và tạo nhiều thuận lợi nhất để tôi hoàn thành tốt trong suốt nghiên cứu

Luận văn tốt nghiệp này là nỗ lực của tôi trong suốt hành trình tìm hiểu, nghiên cứu và làm thực nghiệm tại trường Trong quá trình thực hiện sẽ không thể tránh khỏi các thiếu sót, do vậy, tôi rất mong được sự chỉ dẫn, góp ý của các thầy các cô để bài luận văn được hoàn chỉnh hơn Và cuối cùng, tôi xin gửi lời chúc đến thầy cô Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm cũng như các thầy cô của trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh luôn tràn đầy sức khỏe, nhiệt huyết, hạnh phúc trong cuộc sống và đạt được nhiều thành công trong công việc nghiên cứu và giảng dạy Tôi xin chân thành cảm ơn!

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng toàn bộ những nội dung đang được thể hiện tại cuốn khóa luận tốt nghiệp này là kết quả do chính tôi tìm hiểu, nghiên cứu và làm thực nghiệm Tôi xin cam đoan rằng các nội dung khi tham khảo đã được trích dẫn nguồn đầy đủ, minh bạch và chính xác theo quy định

TP Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 07 năm 2024

Sinh viên thực hiện

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ KHÓA LUẬN

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ……… i

LỜI CẢM ƠN ii

LỜI CAM ĐOAN iii

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN ivPHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA NGƯỜI PHẢN BIỆN vi

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CỦA HỘI ĐỒNG XÉT BẢO VỆ KHÓA LUẬN ix

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu đề tài 2

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.1.1 Nguồn gốc thực vật và đặc điểm hình thái của thơm 4

1.1.2 Phân bố 6

1.1.3 Phân loại 7

1.1.4 Thành phần dinh dưỡng của thơm 10

1.1.5 Những đặc điểm sinh học trong chu kỳ phát triển của trái thơm 15

1.1.6 Công dụng và lợi ích sức khỏe của thơm 16

1.1.7 Tình hình sản xuất, thu hoạch và tiêu thụ thơm 18

1.1.8 Một số sản phẩm chế biến từ thơm ở trên thị trường 20

1.1.9 Tiêu chuẩn chất lượng của thơm nguyên liệu 21

1.2 Cơ sở khoa học về công nghệ sấy hồng ngoại 23

1.2.1 Quá trình sấy hồng ngoại 23

1.2.2 Nguyên lý công nghệ sấy hồng ngoại 24

1.2.3 Ưu điểm và nhược điểm của sấy hồng ngoại 25

1.2.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy hồng ngoại 26

1.2.5 Hệ thống và thiết bị sấy hồng ngoại 27

1.3 Công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại 29

1.3.1 Quy trình công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo 29

1.3.2 Tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm thơm sấy dẻo 33

1.3.3 Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy 33

1.3.4 Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm 35

1.3.5 Bài toán tối ưu hóa trong công nghệ sấy hồng ngoại 36

1.3.6 Kết luận 37

CHƯƠNG 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38

2.1 Nguyên liệu nghiên cứu 38

2.1.1 Lựa chọn nguyên liệu 38

2.1.2 Phương pháp xử lý nguyên liệu 40

2.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 40

2.2.1 Dụng cụ cho thực nghiệm 40

2.2.2 Thiết bị cho thực nghiệm 41

2.3 Phương pháp nghiên cứu 43

2.3.1 Phương pháp tiếp cận hệ thống và sơ đồ nghiên cứu 43

2.3.2 Phương pháp xác định các yếu tố công nghệ 45

2.3.3 Phương pháp xây dựng các chỉ tiêu của sản phẩm sau khi sấy 46

2.3.4 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu của nguyên liệu và sản phẩm 50

2.3.5 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm 50

2.3.6 Phương pháp đánh giá cảm quan sản phẩm 51

2.3.7 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 53

2.3.8 Phương pháp xác lập chế độ công nghệ sấy 57

2.3.9 Các công cụ toán học và thống kê hỗ trợ cho quá trình nghiên cứu 59

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 60

3.1 Xác định thành phần hóa học nguyên liệu 60

3.2 Xây dựng bảng các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy 61

3.2.1 Nhiệt độ sấy tác động đến độ ẩm sản phẩm 61

3.2.2 Thời gian sấy tác động đến độ ẩm sản phẩm 62

3.2.3 Vận tốc tác nhân sấy ảnh hưởng đến độ ẩm sản phẩm 63

3.2.4 Kết quả khảo sát thực nghiệm 64

3.3 Xây dựng phương án thực nghiệm theo quy luật trực giao cấp 2 và tiến hành thực nghiệm 65

3.4 Xây dựng mô hình toán mô tả độ ẩm sản phẩm 67

3.5 Xây dựng mô hình toán mô tả chi phí năng lượng 70

3.6 Xây dựng mô hình toán mô tả độ tổn thất Vitamin C 73

3.7 Tối ưu hóa để xác lập chế độ công nghệ sấy 76

3.7.1 Xây dựng bài toán tối ưu một mục tiêu 76

3.7.2 Xây dựng bài toán tối ưu đa mục tiêu 78

3.8 Kết quả thực nghiệm kiểm chứng 80

3.8.1 Kết quả kiểm chứng bằng thực nghiệm 80

3.8.2 Bàn luận 80

3.9 Đánh giá cảm quan sản phẩm thơm sấy hồng ngoại 82

3.10 Đánh giá chất lượng cho sản phẩm tối ưu 85

3.10.1 Đánh giá thành phần hóa học, dinh dưỡng của sản phẩm 85

3.10.2 Đánh giá chỉ tiêu vi sinh vật và kim loại nặng trong sản phẩm 86

3.11 Định mức nguyên liệu và giá thành sản phẩm 87

3.12 Xây dựng quy trình công nghệ sấy hồng ngoại cho sản phẩm thơm sấy dẻo 883.12.1 Quy trình công nghệ 89

3.12.2 Thuyết minh quy trình 89

3.13 Triển vọng trong ứng dụng công nghệ sấy hồng ngoại 92

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hình thái cấu trúc của cây thơm (Hassan et al., 2011) 5

Hình 1.2 Hình thái cấu trúc của quả thơm (Soloman George et al., 2016) 6

Hình 1.3 Bản đồ hiển thị các quốc gia theo sản lượng thơm tính bằng tấn, dựa trên dữ liệu năm 2016 (Wikimedia, 2020) 7

Hình 1.9 Các giai đoạn phát triển của quả thơm (De La et al., 2005) 15

Hình 1.10 Sản lượng xuất khẩu thơm từ các nước xuất khẩu hàng đầu (2017 - 2021) (FAO, 2022) 19

Hình 1.11 Sản lượng thơm của Việt Nam khi so với các nước Đông Nam Á và thế giới trong cột mốc từ 2015 – 2019 20

Hình 1.12 Các mặt hàng chế biến từ quả thơm trên thị trường 21

Hình 1.13 Vùng bức xạ hồng ngoại trong phổ điện từ 23

Hình 1.14 Biểu diễn quá trình xảy ra dao động phân tử khi sấy hồng ngoại trong nguyên liệu thực phẩm (Delfiya et al., 2021) 24

Hình 1.15 Hệ thống sấy hồng ngoại (Do et al., 2022) 28

Hình 1.16 Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo 30

Hình 2.1 Thơm nữ hoàng tại Tân Phước, Tiền Giang 38

Hình 2.2 Nguyên liệu phụ đường tinh luyện và chanh không hạt 39

Hình 2.3 Một số dụng cụ cần thiết 40

Hình 2.4 Hệ thống sấy hồng ngoại DS.IR – 03 chế tạo năm 2019 41

Hình 2.5 Tủ sấy Memmert 42

Hình 2.6 Sơ đồ nghiên cứu cho đối tượng công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo 44

Hình 2.7 Sơ đồ phân tích các yếu tố ảnh hưởng 45

Hình 2.8 Phương trình phản ứng của acid ascorbic và iot 48

Hình 2.9 Sơ đồ đối tượng công nghệ để sản xuất thơm sấy dẻo 53

Hình 3.1 Biểu đồ về sự thay đổi của độ ẩm sản phẩm theo nhiệt độ sấy 61

Hình 3.2 Biểu đồ về sự thay đổi của độ ẩm sản phẩm theo thời gian sấy 62

Hình 3.3 Biểu đồ về sự tác động của vận tốc sấy đến độ ẩm sản phẩm 64

Hình 3.4 Sản phẩm thơm sấy dẻo hồng ngoại 81

Hình 3.5 Các mẫu thơm sấy dẻo thực hiện cảm quan 82

Hình 3.6 Biểu đồ về sự ưa thích giữa các mẫu theo đặc tính màu sắc 82

Hình 3.7 Biểu đồ về sự yêu thích giữa các mẫu theo đặc tính mùi và vị 83

Hình 3.8 Biểu đồ cho biết sự yêu thích giữa các mẫu theo đặc tính độ dẻo 84

Hình 3.9 Biểu đồ đánh giá giữa các mẫu theo sự yêu thích chung 84

Hình 3.10 Quy trình công nghệ chính cho thơm sấy dẻo hồng ngoại 89

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Bậc phân loại của thơm (G A Nayik & A Gull, 2020) 4

Bảng 1.2 Các thành phần chất đa lượng có trong 100g quả thơm (USDA, 2022) 11

Bảng 1.3 Thành phần chất vi lượng có trong 100g thơm tươi (USDA, 2022) 12

Bảng 1.4 Chỉ tiêu chất lượng thơm tươi 21

Bảng 1.5 Tiêu chuẩn khối lượng quả thơm tươi 22

Bảng 1.6 Tiêu chuẩn về kim loại nặng trong quả thơm tươi 22

Bảng 1.7 Các yêu cầu về chất lượng cho thơm sấy dẻo 33

Bảng 2.1 Các tiêu chuẩn cần thiết khi lựa chọn nguyên liệu thơm 38

Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật của hệ thống sấy hồng ngoại DS.IR 41

Bảng 2.3 Xác định chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm 51

Bảng 2.4 Phân tích kim loại nặng cho sản phẩm 51

Bảng 2.5 Các mức yếu tố ảnh hưởng 54

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của 100g thơm tươi 60

Bảng 3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ ẩm thơm sấy dẻo 61

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của thời gian sấy đến độ ẩm sản phẩm thơm sấy dẻo 63

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của vận tốc sấy đến độ ẩm sản phẩm thơm sấy dẻo 63

Bảng 3.5 Các mức yếu tố ảnh hưởng 65

Bảng 3.6 Số liệu từ thực nghiệm của các hàm mục tiêu 66

Bảng 3.7 Ma trận quy hoạch từ thực nghiệm trực giao mô tả độ ẩm sản phẩm 67

Bảng 3.8 Các hệ số bj & bjk của PTHQ mô tả độ ẩm sản phẩm 68

Bảng 3.9 Phương sai các hệ số bj và tj mô tả độ ẩm sản phẩm 69

Bảng 3.10 Tính phương sai và kiểm tra tiêu chuẩn Fisher mô tả độ ẩm 70

Bảng 3.11 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao mô tả chi phí năng lượng 70

Bảng 3.12 Các hệ số bj & bjk của phương trình mô tả chi phí năng lượng 71

Bảng 3.13 Giá trị phương sai các hệ số bj và tj mô tả chi phí năng lượng 72

Bảng 3.14 Tính phương sai và kiểm tra Fisher mô tả chi phí năng lượng 73

Bảng 3.15 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao mô tả độ tổn thất Vitamin C 73Bảng 3.16 Hệ số bj & bjk của phương trình mô tả Vitamin C tổn thất 74

Bảng 3.17 Phương sai hệ số bj và tj mô tả Vitamin C tổn thất 75

Bảng 3.18 Tìm phương sai và kiểm tra Fisher mô tả tổn thất vitamin C 76

Bảng 3.19 Giá trị tối ưu của BTTƯ một mục tiêu 77

Bảng 3.20 Nghiệm Pareto tối ưu của bài toán đa mục tiêu 79

Bảng 3.21 Thông sấy tối ưu cho thơm sấy dẻo hồng ngoại 80

Bảng 3.22 Giá trị hàm mục tiêu tính toán và thực nghiệm 80

Bảng 3.23 Thành phần hóa học, dinh dưỡng của 100g thơm sấy dẻo hồng ngoại 85

Bảng 3.24 Chỉ tiêu vi sinh vật cho thơm sấy dẻo 87

Bảng 3.25 Chỉ tiêu kim loại nặng cho thơm sấy dẻo 87

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Sau khi nhận được đề tài khóa luận “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại”, với khoảng thời gian là 6 tháng để thực hiện đề tài này Việc đầu tiên, tôi tiến hành lựa chọn nguyên liệu thích hợp và kiểm tra chất lượng dinh dưỡng nguyên liệu thơm Từ đó, đảm bảo được chất lượng cho nguyên liệu đầu vào đạt tiêu chuẩn đặt ra Sau đó, xây dựng quy trình công nghệ để sản xuất thơm sấy dẻo sơ bộ Tìm hiểu các công đoạn như xử lý, gọt vỏ, tỷ lệ lát cắt, thông số chần, rim và khảo sát tỷ lệ phối trộn đường, chanh hợp lý Chọn ra tỷ lệ phối trộn thích hợp

Tiếp theo, tiến hành tìm hiểu về công nghệ sấy hồng ngoại Chọn ra các yếu tố công nghệ có ảnh hưởng đến sản phẩm thơm sấy dẻo gồm thời gian, nhiệt độ và vận tốc tác nhân sấy Dựa trên các tiêu chí như hiệu quả kinh tế và chất lượng của thơm sấy dẻo cần quan tâm nên chọn ra các mục tiêu là chi phí năng lượng sử dụng, độ ẩm sản phẩm và tổn thất về vitamin C sau sấy

Tiếp tục, thực hiện khảo sát thực nghiệm các chế độ sấy cho thơm để tiến hành vẽ biểu đồ, chọn ra khoảng nhiệt độ, thời gian và vận tốc sấy thích hợp, đồng thời kết hợp đánh giá cảm quan để đảm bảo chất lượng cho thơm sấy dẻo Cuối cùng, tôi xây dựng và tiến hành giải bài toán tối ưu hóa có ba yếu tố đầu vào và ba mục tiêu đầu ra, để tìm ra chế độ công nghệ sấy tối ưu nhất thõa mãn được đồng thời các mục tiêu đã đặt ra

Kết quả cuối cùng như sau: thông số sấy tìm được gồm nhiệt độ sấy ở 70,16oC, thời gian sấy 9,05 giờ và vận tốc sấy tại 3,22 m/s

Bên cạnh đó, sau khi tính toán được chế độ sấy tối ưu, tôi bắt đầu sấy kiểm chứng để kiểm tra và phân tích chất lượng dinh dưỡng sản phẩm thơm sấy dẻo Đồng thời, tôi tổ chức đánh giá cảm quan bằng cách cho điểm thị hiếu để tìm hiểu sự ưa thích của mọi người cho sản phẩm ở chế độ sấy tối ưu so với hai mẫu trên thị trường dựa trên nhiều tiêu chí cụ thể về màu sắc, vị, mùi và độ dẻo

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện tại, nước ta đang trong giai đoạn đổi mới, tiến lên hiện đại hóa, công nghiệp hóa, nên kéo theo đó là cuộc chạy đua để phát triển nền khoa học công nghệ và kỹ thuật để góp phần phát triển kinh tế, đưa nước ta càng phát triển hơn Đặt biệt, ngành công nghiệp thực phẩm cũng đang ngày một phát triển hơn nhờ vào việc sử dụng nhiều công nghệ mới kỹ thuật mới tham gia sản xuất, giúp phong phú sản phẩm hơn, kéo dài được thời gian bảo quản và nhiều chất dinh dưỡng được giữ lại Đối với các loại rau quả là thực phẩm có chứa nhiều chất dinh dưỡng cùng nhiều loại vitamin cần thiết đặc biệt chứa rất nhiều nước Do đó, rau quả chính là môi trường thích hợp cho các vi sinh vật gây hư hỏng phát triển nên không thể bảo quản lâu chúng ở dạng tươi Để giải quyết tình trạng hư hỏng nguyên liệu và mở rộng phát triển kinh tế nước nhà, việc tìm ra các kỹ thuật chế biến và bảo quản các loại rau quả đang là nhiệm vụ ưu tiên hàng đầu Hiện đã có rất nhiều cách bảo quản được sử dụng rộng rãi như: ngâm chua, ngâm muối, sấy khô, đóng hộp, lạnh đông,… Trong đó, sấy được nghiên cứu và sử dụng nhiều hơn vào việc bảo quản các loại rau quả để tạo ra các sản phẩm chất lượng cao, nguyên liệu vẫn giữ được hương vị, màu sắc ban đầu, ít bị tổn thất dinh dưỡng và có cơ hội cạnh tranh xuất khẩu đến các nước khác

Thơm là loại trái cây được trồng khá nhiều trong nước, với hương vị chua ngọt đậm đà, chứa nhiều chất dinh dưỡng và nhiều chất xơ tốt cho sự tiêu hóa Nhiều năm gần đây, giá của thơm đang lao xuống thấp do sản lượng tăng cao nhưng thị trường thu mua xuất khẩu bị thu hẹp, nguồn cung vượt quá cầu, công nghệ chế biến, bảo quản chưa được ứng dụng nhiều Vì vậy, cần tìm kiếm phương pháp sấy tốt cho thơm nhằm mục đích bảo quản, hạn chế sự thất thoát nhiều do hư hỏng sau thu hoạch, giúp đa dạng về sản phẩm sấy và góp phần tăng nguồn hàng xuất khẩu

Trong các phương pháp sấy hiện nay, sấy bằng năng lượng hồng ngoại đang được sự quan tâm lớn vì hiệu quả về năng suất và cả chất lượng sản phẩm mang lại Đây là phương pháp sấy khô sản phẩm nhanh chóng, ổn định, cùng với đó là tia hồng ngoại có khả năng tiêu diệt nhiều vi sinh vật có hại giúp bảo quản sản phẩm lâu dài

Sản phẩm sau sấy sẽ giữ được màu sắc, hương vị, và ít bị biến đổi về mặt dinh dưỡng Do vậy, việc ứng dụng phương pháp sấy hồng ngoại cho thơm sấy dẻo là vô cùng hợp lý

Dựa trên các cơ sở lập luận trên, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất sản phẩm thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại” nhằm nghiên cứu ra quy trình công nghệ và xác lập các thông số sấy hồng ngoại tối ưu cho thơm sấy dẻo đạt chất lượng cao

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại và tìm kiếm một chế độ sấy tốt nhất cho sản phẩm, giúp thời gian bảo quản lâu hơn, nâng cao được năng suất trong sản xuất Thơm sấy dẻo nhiều dinh dưỡng, thơm ngon góp phần tăng nguồn hàng để xuất khẩu mang lại được giá trị kinh tế cao

3 Giới hạn và phạm vi nghiên cứu đề tài

Sử dụng nguyên liệu là thơm nữ hoàng (Queen) được trồng phổ biến tại tỉnh Tiền Giang để ổn định về nguồn thơm đầu vào tốt nhất

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu công nghệ sấy hồng ngoại Đánh giá thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu thơm

Xây dựng mô hình toán và giải bài toán tối ưu một mục tiêu và đa mục tiêu nhằm đưa ra các chế độ sấy tối ưu cho công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo

Phân tích thành phần hóa học, thành phần dinh dưỡng của sản phẩm thơm sấy dẻo Đánh giá cảm quan sản phẩm thơm sấy hồng ngoại ở chế độ công nghệ tối ưu Tính toán và định mức giá thành cho sản phẩm thơm sấy dẻo

5 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu và tổng hợp các tài liệu nghiên cứu chuyên ngành về sấy hồng ngoại và sản phẩm thơm sấy dẻo trên thị trường

Phương pháp phân tích hóa học: Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu thơm tươi và thơm sấy dẻo sau sấy

Nghiên cứu bằng thực nghiệm Phương pháp xây dựng và giải các bài toán tối ưu hóa nhằm đưa ra các thông số sấy thích hợp cho công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo

Sử dụng những phần mềm tính toán như excel, minitab,…

6 Ý nghĩa khoa học

Đề tài mang lại ý nghĩa cho việc nghiên cứu xây dựng thành công một quy trình công nghệ sản xuất thơm sấy dẻo bằng phương pháp sấy hồng ngoại và tìm ra các chế độ công nghệ sấy tối ưu cho sản phẩm Bên cạnh đó, từ đề tài này, các nhà khoa học có cơ sở tiếp tục phát triển và nghiên cứu tìm ra các quy trình sản xuất mới, chế độ công nghệ sấy tốt nhất cho sản phẩm, tạo ra được sản phẩm an toàn, chất lượng cao trên thị trường trong nước và xuất khẩu

7 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu này mang đến ý nghĩa về mặt thực tiễn bằng việc giúp xây dựng quy trình công nghệ và cung cấp chế độ sấy để ứng dụng vào sản xuất thực tế tại nhà máy Tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng và các thông số công nghệ tối ưu của sản phẩm để ứng dụng tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt, nâng cao được năng suất sản xuất, phục vụ cho tiêu dùng trong nước và xuất khẩu Tận dụng được nguồn nguyên liệu phong phú ở nước ta, hạn chế được sự tổn thất sau thu hoạch, mang lại giá trị kinh tế cho người dân

8 Bố cục

Khóa luận tốt nghiệp được trình bày theo bố cục chính gồm: phần Mở đầu, Chương 1 Tổng quan, Chương 2 Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu, Chương 3 Kết quả và bàn luận, phần Kết luận – Kiến nghị

Ngoài ra, bài khóa luận còn các mục khác như nhiệm vụ khóa luận, lời cảm ơn, lời cam đoan, mục lục, danh mục hình, danh mục bảng, danh mục từ viết tắt, tài liệu tham khảo và phụ lục

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 Nguyên liệu 1.1.1 Nguồn gốc thực vật và đặc điểm hình thái của thơm 1.1.1.1 Nguồn gốc thực vật

Thơm, Ananas comosus (L.) Merr, còn được gọi là quả dứa Đây là loại quả có nguồn gốc đến từ Nam Mỹ, xuất hiện tại khu vực phía nam Brazil, phía bắc của Argentina và Paraguay (Hassan et al., 2011) Loại quả này đã được lưu hành rộng rãi như một loại cây ăn trái ngon tuyệt vời đối với người dân châu Mỹ Vào năm 1493, nhà thám hiểm Christopher Columbus và một số thủy thủ của ông đã mang quả này đến Guadeloupe và đặt tên cho nó là “pinã” để mô tả cho loại quả có hình dáng như quả thông (G A Nayik & A Gull, 2020) Hiện nay, thơm đã được trồng rất nhiều ở các nước cận nhiệt đới và các nước nhiệt đới, chủ yếu là ở giữa vĩ độ 30oN và 30oS Ngoài ra, loại quả này cũng được tìm thấy tại các vùng có khí hậu ôn hòa Thơm chính là loại trái cây nhiệt đới có giá trị thương mại khá cao đứng thứ ba trên thế giới sau chuối và cam quýt (Farid Hossain, 2015) Các quốc gia có sản lượng dẫn đầu về thu hoạch thơm có thể kể đến như Thái Lan, Philippines, Brazil, Trung Quốc, Ấn Độ,… (Carlier et al., 2007)

Bảng 1.1 Bậc phân loại của thơm (G A Nayik & A Gull, 2020)

1.1.1.2 Đặc điểm hình thái

Thơm thuộc loại cây thân thảo và là cây lâu năm một lá mầm, được trồng tại các vùng nhiệt đới và vùng cận nhiệt đới Kích thước theo chiều cao và chiều rộng toàn bộ của cây thơm trưởng thành dao động từ 1 – 2 m Lá của thơm sắp xếp theo hình xoắn ốc và khi trưởng thành mỗi cây có khoảng 60 – 80 lá, mỗi lá có hình lưỡi kiếm thường có gai ở đầu và sắc nhọn (Wali, 2019) Cấu trúc hình thái của cây thơm chủ yếu là thân, lá, cuống, quả, ngọn, chồi và rễ (Hình 1.1)

Hình 1.1 Hình thái cấu trúc của cây thơm (Hassan et al., 2011) Mỗi cây có nhiều hoa được sắp xếp xoắn ốc dọc theo trục và trên mỗi hoa tạo ra một quả nhỏ Sự kết hợp của các quả con riêng rẻ từ các bông hoa liền kề tạo thành một quả lớn (Hassan et al., 2011) Quả thơm là sự kết hợp của rất nhiều quả nhỏ riêng lẻ đó, có khoảng hai trăm quả nhỏ, chúng hợp lại với nhau để tạo thành quả thơm hoàn chỉnh Thân cây bao gồm các lóng và đốt, thường có chiều dài 28 – 55 cm, rộng 2,5 – 5,4 cm

Hình 1.2 Hình thái cấu trúc của quả thơm (Soloman George et al., 2016) Quả thơm khi chín có màu trắng ngà đến vàng Phần ăn được của quả chiếm đến 60% toàn bộ quả và phần không ăn được là lớp vỏ ngoài và phần mắt Quả có một chóp lá trên đỉnh đầu với khoảng 15 - 50 lá và phần này được sử dụng để nhân giống Một lợi ích khác của chóp lá này là tạo bóng mát cho quả đang phát triển và nhờ vậy làm giảm đi khả năng quả bị cháy nắng

1.1.2 Phân bố

Thơm là loại cây trồng có thể sinh trưởng cực tốt và cho sản lượng quả cao trong môi trường ấm áp với nhiệt độ dao động từ 20oC đến 32oC (G A Nayik & A Gull, 2020; Francisco da Silva Souza & Haroldo Reinhardt, n.d.) Ở nhiệt độ môi trường trên 32oC thì cây sẽ phát triển kém hơn và nếu có cường độ bức xạ từ mặt trời trực tiếp cao có thể làm cháy quả trong giai đoạn trưởng thành Ngoài ra, với nhiệt độ môi trường dưới 20oC cũng làm chậm lại sự sinh trưởng và gây nên các vấn đề về ra hoa sớm, mất quả (Francisco da Silva Souza & Haroldo Reinhardt, n.d.) Cây thơm phát triển tốt khi thời gian tiếp xúc với ánh sáng tự nhiên từ 7 cho đến 8 giờ nắng mỗi ngày, bóng mát sẽ ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của cây và chất lượng thu hoạch Chính vì vậy, thơm được trồng chủ yếu ở vùng có khí hậu ôn hòa và có lượng mưa phân bố lớn

Các quốc gia sản xuất thơm hàng đầu trên toàn thế giới như Costa Rica, Philippines, Brazil, Thái Lan, Ấn Độ, Indonesia, Trung Quốc, Mexico, Colombia,

Venezuela, Malaysia,…trong đó có Việt Nam (Hassan et al., 2011) Tại nước ta, với khí hậu nhiệt đới gió mùa lượng mưa lớn quanh năm, thơm được trồng rất nhiều tỉnh, trải dài từ tỉnh Phú Thọ cho đến tỉnh Kiên Giang Và, được biết tỉnh Tiền Giang là nơi có sản lượng về thơm theo ghi nhận đã đứng đầu cả nước

Hình 1.3 Bản đồ hiển thị các quốc gia theo sản lượng thơm tính bằng tấn, dựa

trên dữ liệu năm 2016 (Wikimedia, 2020)

1.1.3 Phân loại

Thơm (dứa) thuộc họ Bromeliaceae, có khoảng 56 chi và 2794 loài khác nhau Trong đó chi Ananas có các đặc điểm độc đáo về hình dạng và cấu trúc của lá và quả, có kích thước thay đổi khác nhau Những đặc điểm độc đáo của thơm đã giúp chúng phân biệt giữa các loại cây một lá mầm khác Việc phân loại các giống thơm đã trải qua rất nhiều cột mốc và đã sửa đổi theo từng thời điểm nghiên cứu để ngày càng hoàn thiện Hiện tại, các nhà nghiên cứu cho biết đã có khoảng hơn 30 giống thơm trên toàn thế giới (Wali, 2019) Tuy nhiên với mục đích thương mại, các giống thơm được phân loại dựa trên độ gai, hình dạng quả và màu hoa thành 5 nhóm và được đặt tên là Cayenne, Queen, Spanish, Abacaxi, Maipure

Nhóm Queen: đây là nhóm thơm có quả nhỏ hơn và lá có gai, ngắn hơn so với

nhóm Cayenne Quả có nhiều gai nhỏ, mép rìa của lá có nhiều răng cưa nhỏ và lá màu

xanh tím Khi chín vỏ quả có màu vàng bên trong thịt quả vàng đục, giòn, chứa ít nước hơn giống Cayenne Trọng lượng trung bình của mỗi quả sẽ từ 600 – 800 gram Queen còn có tên gọi khác như dứa ta, thơm nữ hoàng hoặc khóm, đây là giống thơm phổ biến nhất tại Việt Nam

Hình 1.4 Thơm Queen

Nhóm Cayenne: có đặc điểm quả có hình trụ, mắt xung quanh quả nông, thịt quả

có màu vàng, vị ngọt, chua nhẹ, thịt quả mềm, mọng nước và lá nhẵn bóng không có gai hoặc nếu có chỉ một số ít ở chóp lá Cayenne là giống thơm có hàm lượng chất xơ cao nên dễ cắt lát và cắt miếng, đồng thời quả còn có hương vị thơm ngon Trọng lượng trung bình của mỗi quả sẽ từ 1 – 3 kg Một số tên gọi khác của nhóm này như Smooth Cayenne, Smooth Guatemalan, Typhone, Cayenne Lisse, Esmeralda, Sarawak, Một số giống lai khác như MD2, MG3 (Joy, 2016) Cayenne được xem là giống thơm được trồng khá rộng rãi tại Việt Nam, chỉ xếp sau Thơm Queen về độ phổ biến Chúng được trồng ở khắp Việt Nam, sản lượng nhiều nhất là các nơi như Nghệ An, Quảng Nam, Đắk Lắk, Lâm Đồng, Tam Điệp (Ninh Bình)

Hình 1.5 Smooth Cayenne

Nhóm Spanish: đây là nhóm cho quả có kích thước nhỏ, hình cầu, lá có gai nhọn,

thịt quả có màu vàng nhạt, vỏ ngoài có màu đỏ sặc sỡ Một số tên gọi của nhóm này như Singapore Spanish, Nanas Merah, Masmerah, Red Spanish,… (Joy, 2016)

Hình 1.6 Red Spanish

Nhóm Abacaxi: đây là nhóm được trồng chủ yếu ở châu Mỹ Latinh và Caribe

Quả có hình nón, thịt quả mềm, ngọt, mọng nước và lá có gai Một số tên gọi của nhóm này như Sugar loaf, Venezolana, Abakka, Papelon, Perola, Pernambuco, Amarella,… (Joy, 2016)

Hình 1.7 Abacaxi Pineapples

Nhóm Maipure: nhóm này được trồng chủ yếu ở Nam Mỹ Quả có hình trụ, vị

thịt quả ngọt hơn nhóm Cayenne, mềm và mọng nước Lá của nhóm này nhẵn bóng (Joy, 2016)

Hình 1.8 Maipure Pineapples

1.1.4 Thành phần dinh dưỡng của thơm

Thơm là một trong các loại trái cây nhận được đánh giá cao nhờ vào hương vị thơm ngon, thịt quả mọng nước, vị chua và ngọt hài hòa, và còn mang đến nhiều ích lợi về sức khỏe Thơm là nguồn cung cấp đường, acid hữu cơ, khoáng chất, chất xơ và vitamin quan trọng cần thiết cho cân bằng dinh dưỡng và tốt cho hệ tiêu hóa Ngoài ra, thơm chứa nhiều các chất chống oxi hóa góp phần tăng cường sức khỏe như acid ascobic, flavonoid và carotenoid Những thành phần của thơm có sự thay đổi phụ thuộc vào nhiều tác nhân như quá trình chín, giống thơm, điều kiện trồng trọt,… (de Ancos et al., 2017)

1.1.4.1 Chất dinh dưỡng đa lượng

Chất dinh dưỡng đa lượng là bao gồm các chất cần thiết với số lượng lớn và cung cấp năng lượng, tốt cho sức khỏe con người như carbohydrate, chất béo, protein, nước, chất xơ Theo các nghiên cứu đã đưa ra thành phần chính của quả thơm là nước chiếm đến 81,2 đến 86,2% tổng số và 13 – 19% là tổng chất rắn, trong đó hàm lượng sucrose, glucose và fructose chiếm thành phần chính Carbohydrate chiếm đến khoảng 85% tổng lượng chất rắn, 15% còn lại gồm các chất dinh dưỡng khác, mà trong đó chất xơ chiếm 2 – 3% Phần thịt quả có chứa các hợp chất nitơ, hàm lượng tro và lipid rất thấp (0,1%) (Farid Hossain, 2015)

Bảng 1.2 Các thành phần chất đa lượng có trong 100g quả thơm (USDA, 2022)

Tinh bột có trong thơm với hàm lượng rất thấp dưới 0,1% đối với quả đã chín Lượng tinh bột này giảm dần trong quá trình chín đến mức không thể tìm thấy được ở giai đoạn quả chín hoàn toàn Điều này dễ nhận thấy được trong sự thay đổi về mùi vị cũng như trong thành phần dinh dưỡng của thơm trong quá trình chín (de Ancos et al., 2017)

Việc tiêu thụ thơm có chứa nhiều chất xơ rất thích hợp để ngăn ngừa và làm giảm các bệnh về béo phì Khi tiêu thụ chất xơ sẽ đem đến các lợi ích tốt cho cơ thể như ổn định được cân nặng, giúp ngăn ngừa xảy ra táo bón nhờ hỗ trợ quá trình tiêu hóa tốt hơn, vận chuyển thức ăn qua hệ thống tiêu hóa đều đặn (de Ancos et al., 2017)

Protein trong thơm chỉ chiếm hàm lượng nhỏ nhưng lại chứa bromelain, một chất glycoprotein có hoạt tính protease đã được dùng nhiều trong thực phẩm Hàm lượng bromelain chứa gần bằng một nửa lượng protein có trong thơm, và trong cùng một quả thì hàm lượng bromelain cũng thay đổi, nó cao hơn ở phần trên của quả và thấp dần ở giữa đến phần gốc (Hassan et al., 2011)

1.1.4.2 Chất dinh dưỡng vi lượng

Thơm có vị ngọt và chua hòa quyện, là loại trái cây bổ dưỡng rất giàu khoáng chất và vitamin cần thiết như phốt pho, natri, kali, đồng, canxi, mangan, vitamin C, thiamin và nhiều chất cần thiết khác Chính nhờ vào các giá trị về dinh dưỡng tuyệt vời này mang lại cho thơm ngày càng được ưa thích hơn

Bảng 1.3 Thành phần chất vi lượng có trong 100g thơm tươi (USDA, 2022)

Vitamin là những hợp chất rất cần thiết cho nhu cầu về sức khỏe và khả năng phát triển bình thường của con người Thơm mang đến lượng lớn các vitamin quan trọng như vitamin C, vitamin B6 (pyridoxine), vitamin B1 (thiamin), vitamin B3 (niacin),… Hàm lượng các vitamin trong thơm có sự thay đổi phụ thuộc vào loại giống thơm, đất trồng, điều kiện khí hậu, giai đoạn thu hoạch,… Bên cạnh đó, quá trình sơ chế, chế biến thơm cũng tác động lớn đến các chất dinh dưỡng này trong sản phẩm cuối cùng

Trong khi đó, chất khoáng là những hợp chất vô cơ mà cơ thể con người cần với lượng rất nhỏ nhưng không thể thiếu để duy trì được các quá trình chuyển hóa cần thiết cho sự sống Khoáng chất được tìm thấy trong quả thơm rất đa dạng như canxi, phốt pho, kali, mangan,… giúp hình thành xương chắc khỏe, cấu tạo nên hoặc kích hoạt các enzyme quan trọng Trong thơm còn có chứa một số khoáng chất khác như natri, sắt, đồng, kẽm,… có vai trò lớn trong hỗ trợ về điều hòa huyết áp, giúp hấp thu sắt hiệu quả (Farid Hossain, 2015) Sự thay đổi hàm lượng chất khoáng có trong thơm cũng sẽ phụ thuộc nhiều vào loại đất trồng, nước tưới và phân bón sử dụng khi trồng trọt (Hassan et al., 2011)

Các acid hữu cơ không bay hơi chính chiếm tỷ trọng lớn trong quả thơm là malic và citric Khi thu hoạch, tùy thuộc vào mùa vụ, điều kiện sinh trưởng, giống cây trồng thì hàm lượng acid có thể thay đổi từ 0,28 – 1,6% Sự phân bố acid trong quả thơm trái ngược so với hàm lượng đường, cụ thể là lượng acid thấp nhất ở phần đáy và tăng dần lên phía trên ngọn, gần lõi có lượng acid cao hơn so với phần thịt quả (Hassan et al., 2011) Acid malic và acid citric quyết định đến độ chua của quả thơm, mang đến vị chua đặc trưng riêng cho thơm

1.1.4.3 Hợp chất có nguồn gốc từ thực vật

Hợp chất có nguồn gốc thực vật là bao gồm các chất dinh dưỡng mà có nguồn gốc hoàn toàn tự nhiên và chỉ tồn tại trong thực vật Các hợp chất này có mối liên hệ gắn liền với những lợi ích tích cực cho sức khỏe con người, đặc biệt là tính chất chống oxy hóa tuyệt vời và khả năng loại bỏ các gốc tự do Nhiều hợp chất đã được phát hiện như: carotenoids, hợp chất phenolic, acid ascorbic, bromelain,…

a Acid ascorbic

Trong thơm chứa hàm lượng vitamin C rất lớn, là một chất chống oxi hóa tự nhiên mạnh mẽ, giúp chống lại các gốc tự do tấn công và làm hư hỏng những tế bào bình thường của cơ thể Acid ascorbic giúp hỗ trợ hình thành collagen trong xương, mạch máu, lớp sụn và cơ, giúp hấp thụ sắt cho cơ thể (Farid Hossain, 2015) Khi thu hoạch quả thơm, lượng vitamin C trong quả sẽ thay đổi tùy theo giai đoạn trưởng thành, và hàm lượng chứa trong từng loại trái thơm cũng khác nhau Theo nhiều báo cáo đã cho thấy, vitamin C chiếm đến 33% vào tổng lượng chất chống oxi hóa của quả (de Ancos et al., 2017)

b Hợp chất phenolic

Thơm chứa các hợp chất phenolic, đây là một trong các hợp chất chống oxi hóa rất quan trọng bên cạnh acid ascorbic Các hợp chất phenolic trong thơm tạo ra chất lượng cảm quan đặc trưng với các vị đắng, hương vị, tính se, màu sắc Và tính chất chống oxy hóa của thơm đã cho thấy nhiều tác dụng bảo vệ sức khỏe, không chỉ có hoạt tính chống oxy hóa bằng việc loại bỏ đi các gốc tự do mà còn ức chế các enzym thủy phân, oxy hóa và chức năng chống viêm trong tế bào người (Ferreira et al., 2016) Các hợp chất phenolic đã được phát hiện trong thơm như axit 𝜌-coumaric, axit ferulic, axit caffeic, axit sinapic, axit 𝜌-coumaroyl quinic, axit 𝜌-hydroxybenzoic và 𝜌-hydroxy benzoic aldehyd (Hassan et al., 2011)

c Carotenoid

Carotenoid là sắc tố phổ biến trong tự nhiên và có vai trò chống oxy hóa nổi bật Màu sắc cho quả thơm có sự liên kết chặt đến từ hàm lượng carotenoid Các carotenoid chính có trong quả thơm là β‐carotene (9%), violaxanthin (50%), luteoxanthin (13%) and neoxanthin (8%) Ngoài ra còn chứa hàm lượng nhỏ hơn của cryptoxanthin, hydroxyl‐α‐carotene, lutein, auroxanthin và neochrome (de Ancos et al., 2017) Trong đó, 𝛽 – carotene, 𝛼 – carotene và cryptoxanthin nổi bật với hoạt tính tiền của vitamin A, sẽ chuyển hóa tạo thành vitamin A hoặc retinol sau khi ăn vào cơ thể Ngoài ra, carotenoids có khả năng chống oxy hóa rất tốt, bảo vệ được mô và tế bảo khỏi các tác động đến từ các gốc tự do gây ra, nhờ đó giúp tăng cường cho hệ thống miễn dịch cơ thể và ức chế một số loại ung thư phát triển (Ferreira et al., 2016)

1.1.5 Những đặc điểm sinh học trong chu kỳ phát triển của trái thơm

Hình 1.9 Các giai đoạn phát triển của quả thơm (De La et al., 2005) Chu trình phát triển của quả thơm từ khi đã kết thúc quá trình ra hoa sẽ có những biến đổi vật lý và sinh hóa khác nhau, được chia gồm bốn giai đoạn sau đây (Gortner et al., 1967):

Giai đoạn 1: là phát triển (giai đoạn quả non), bắt đầu từ lúc quả phát triển sau khi kết thúc ra hoa cho đến bảy tuần trước khi vỏ bắt đầu có màu vàng Đây là giai đoạn quả bắt đầu hoàn thiện về hình thái

Giai đoạn 2: là tăng trưởng, có khoảng thời gian sáu hoặc bảy tuần trước khi vỏ có màu vàng nửa Giai đoạn này, quả dần phát triển hơn để đạt được mức tăng trưởng đầy đủ và đạt chất lượng có thể thu hoạch

Giai đoạn 3: là quá trình chín, kéo dài hai hoặc ba tuần cuối cùng cho đến khi quả có màu vàng hoàn toàn Ở giai đoạn chín này, quả đạt được sự phát triển hoàn chỉnh nhất đồng thời quả đạt được chất lượng ăn được và thẩm mỹ tối đa Những thay đổi này chủ yếu thể hiện rõ ở mặt sinh học và hóa học trong thơm

Giai đoạn 4: là lão hóa, thời kỳ sau khi quả chín Tại giai đoạn này, quá trình phát triển của quả đã dừng lại hoàn toàn, thay vào đó các quá trình lão hóa sinh hóa của quả xuất hiện Quả bắt đầu phân hủy bên trong, xuất hiện đốm nâu nội sinh, nhiễm trùng hoặc hư hại do côn trùng gây ra

a Các thay đổi về vật lý

Sự phát triển của quả thơm từ khi kết thúc ra hoa đến quả chín có nhiều sự biến đổi trong cấu trúc của nó Kết cấu quả thơm có sự thay đổi dần từ cứng sang mềm khi

thơm đạt độ chín và trọng lượng thơm cũng tăng dần Đây là do của sự tăng trưởng liên tục nhờ vào sự phân chia của tế bào và sự phát triển chính các mô lân cận, cùng với đó là sự tích tụ hàm lượng nước trong giai đoạn sinh trưởng của quả Dễ dàng nhận thấy vỏ dứa dày nhất ở giai đoạn 1 và giảm dần khi quả phát triển Sự tăng kích thước là đáng kể nhất từ giai đoạn 1 mãi đến giai đoạn 3, trong khi đó, giai đoạn 3 đến giai đoạn 4 có thể thấy những chênh lệch về trọng lượng quả chỉ ở mức tối thiểu, nhưng về độ cứng quả giảm mạnh chuyển sang mềm Có nghiên cứu cho thấy được một vài yếu tố góp phần làm mềm quả Đó là do sự phá vỡ thành tế bào cùng với đó là quá trình khử polyme và sự chuyển đổi pectin không hòa tan thành dạng pectin hòa tan làm mất đi độ cứng, cuối cùng dẫn đến việc làm mềm trái cây (Soloman George et al., 2016)

Trong quá trình quả phát triển, màu sắc bên ngoài vỏ quả và thịt quả thơm có sự thay đổi khá rõ ràng Khi thơm bắt đầu giai đoạn chín, chất diệp lục trong quả bị thoái hóa dẫn đến xuất hiện màu vàng ở vỏ quả Trong quá trình vỏ bị vàng, thịt quả cũng chuyển từ trắng sang màu vàng do những thay đổi sinh hóa như tích tụ đường và carotenoids (Hassan et al., 2011)

b Các thay đổi về sinh học và hóa học:

Các thay đổi xảy ra rõ rệt trong suốt giai đoạn phát triển của quả thơm Tại giai đoạn bắt đầu chín và giai đoạn cuối của quá trình tăng trưởng, độ pH của thịt quả bắt đầu tăng lên, tốc độ hô hấp của quả bắt đầu tăng mạnh Các este dễ bay hơi bắt đầu xuất hiện với số lượng đáng kể lần đầu tiên trong giai đoạn phát triển Các carotenoid trong thịt quả bắt đầu hình thành rất nhanh, trong khi đó các carotenoid ở vỏ bắt đầu giảm đi, cùng với đó là chất diệp lục trong vỏ bắt đầu biến mất nhanh chóng Tương tự, sự chuyển đổi từ giai đoạn chín sang già của quả cũng có những thay đổi đặc trưng Chất diệp lục trong vỏ quả đã biến mất hoàn toàn Độ pH của vỏ duy trì khá ổn định trong quá trình chín Độ Brix trong thịt quả tăng chậm lại và sắc tố thịt tăng mạnh mẽ trong giai đoạn chín Và các carotenoid tích lũy ngày càng nhiều trong thịt quả (Gortner et al., 1967)

1.1.6 Công dụng và lợi ích sức khỏe của thơm

a Khả năng chống viêm

Bromelain là một loại enzyme giúp phân giải protein được tìm thấy nhiều trong thơm Theo các nghiên cứu đã chỉ ra được bromelain là chất giúp chống viêm hiệu quả, tăng tốc độ chữa lành vết bầm tím, chống phù nề, giảm đau và giảm sưng tấy trong các tình trạng viêm như viêm xoang cấp tính, đau họng, viêm khớp,… (Farid Hossain, 2015)

b Hoạt tính chống oxy hóa

Vitamin C có trong thơm với một lượng lớn, đây là một chất giúp chống oxy hóa tốt với cơ thể, giữ cho các tế bào luôn ổn định và chống lại các gốc tự do Đặc biệt, vitamin C hỗ trợ việc hình thành collagen trong cơ, sụn, mạch máu và trong xương (Debnath et al., 2012) Ngoài ra, các hợp chất phenolic và carotenoid còn là các chất chống oxy hóa tự nhiên, giữ các vai trò quan trọng trong sản xuất enzyme, loại bỏ các tác nhân gây oxy hóa, kích thích điều hòa hệ miễn dịch, điều hòa gen Điều này giúp ngăn được các bệnh liên quan đến tim mạch, tiểu đường, thoái hóa hệ thần kinh hay bệnh ung thư,… (de Ancos et al., 2017)

c Cải thiện tiêu hóa

Ngoài khả năng chống viêm, bromelain có trong thơm còn giúp hỗ trợ quá trình tiêu hóa protein, nhờ vào khả năng phân giải protein thành các acid amin và hỗ trợ tiêu diệt các vi khuẩn bất lợi có trong dạ dày và ruột, từ đó làm giảm đi sự khó chịu ở đường tiêu hóa (Debnath et al., 2012) Hơn nữa, thơm chứa một lượng chất xơ khá cao gắn liền đến các lợi ích về cải thiện đường tiêu hóa, có hiệu quả trong việc chữa lành nhu động ruột, thúc đẩy sự tiêu hóa tốt ngăn được táo bón, làm giảm các mức triệu chứng về tiêu chảy cũng như giảm mắc bệnh ung thư ruột kết (de Ancos et al., 2017)

d Sự phát triển của xương và răng chắc khỏe

Trong thơm rất giàu mangan, nó là một loại khoáng chất tốt cho cơ thể để giúp cấu tạo xương và các mô liên kết, cũng như tạo ra và kích hoạt các enzyme quan trọng hỗ trợ cho việc hấp thu sắt (Debnath et al., 2012) Do đó, thơm hữu ích cho sự phát triển chiều cao xương ở trẻ em và sự chắc khỏe xương ở người lớn tuổi Ngoài ra, axit malic chiếm khoảng 13% hàm lượng axit trong thơm, có vai trò trong hỗ trợ ngăn