Đồ án tốt nghiệp: Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép chanh dây đóng chai

Tôi cũng cảm ơn các quý thầy cô Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm luôn tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu.. Phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu trong nghiên cứu công nghệ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: PGS TS NGUYỄN TẤN DŨNG SVTH: HÀ THỊ SANH

S K L 0 1 3 2 0 0

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ NƯỚC ÉP CHANH DÂY ĐÓNG CHAI

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

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM

MSSV: 19116127

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 07/2024

LỜI CẢM ƠN

Sau thời gian thực hiện đồ án tốt nghiệp tại Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực Phẩm, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành Phố Hồ Chí Minh

Tôi xin chân thành cám ơn Thầy Nguyễn Tấn Dũng đã dạy dỗ tận tình hướng dẫn, truyền đạt kiến thức quý giá và tạo điều kiện tốt nhất trong suốt thời gian thực hiện đề tài Tôi cũng cảm ơn các quý thầy cô Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm luôn tạo điều kiện cho tôi được học tập và nghiên cứu Cảm ơn Thầy Cô bộ môn đã dạy cho tôi những kiến thức nền của ngành

Con cảm ơn ba mẹ đã luôn động viên và là chỗ dựa tinh thần Cảm ơn người thân, bạn bè đã luôn động viên tôi trong thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1

4 Nội dung nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

1.1.5.3 Thiếu chất dinh dưỡng 8

1.1.6 Thành phần hóa học của chanh dây 10

1.1.7 Công dụng của chanh dây 11

1.1.8 Tình hình sản xuất, thu hoạch và tiêu thụ chanh dây 11

1.1.9 Một số sản phẩm chế biến từ chanh dây trên thị trường 12

1.1.10 Các bài báo khoa học nghiên cứu về chanh dây 13

1.2 Tiêu chuẩn chất lượng của chanh dây nguyên liệu 13

1.3 Enzyme Pectinase và ứng dụng trong sản xuất nước ép 14

1.3.1 Enzyme Pectinase 14

1.3.2 Ứng dụng của chế phẩm enzyme trong chế biến nước ép 15

1.4 Cơ sở khoa học của quá trình thanh trùng 16

1.5 Công nghệ sản xuất nước ép chanh dây 21

1.5.1 Tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm của nước ép chanh dây 21

1.5.2 Quy trình công nghệ và thuyết minh quy trình 22

1.5.2.1 Quy trình công nghệ 22

1.5.2.2 Thuyết minh quy trình 23

1.5.3 Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sản xuất nước ép chanh dây đóng chai 24

1.5.3.1 Yếu tố nguyên liệu tươi 24

VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Nguyên liệu 28

2.1.1 Lựa chọn nguyên liệu 28

2.1.2 Phương pháp xử lý nguyên liệu 28

2.2 Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu 28

2.2.1 Dụng cụ thực nghiệm 28

2.2.2 Thiết bị thực nghiệm 29

2.3 Phương pháp nghiên cứu 30

2.3.1 Phương pháp phân tích và tiếp cận hệ thống 30

2.3.2 Phương pháp xác định các yếu tố ảnh hưởng 31

2.3.3 Phương pháp xác định thành phần hóa học của nguyên liệu ban đầu 31

2.3.4 Phương pháp đánh giá chất lượng sản phẩm 31

2.3.4.1 Phương pháp đánh giá thành phần hóa học của sản phẩm 31

2.3.4.2 Phương pháp đánh giá chỉ tiêu vi sinh sản phẩm 31

2.3.4.3 Phương pháp đánh giá hàm lượng kim loại nặng kim loại nặng sản phẩm………32

2.3.5 Phương pháp xác định các hàm mục tiêu trong công nghệ 32

2.3.5.1 Xác định hiệu suất dịch ép 32

2.3.5.2 Xác định độ tổn thất hàm lượng vitamin C 33

2.3.5.3 Xác định độ lệch màu của sản phẩm 34

2.3.6 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm 35

2.3.7 Phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu trong nghiên cứu công nghệ sản xuất nước ép chanh dây 40

2.3.7.1 Bài toán tối ưu hóa một mục tiêu 40

2.3.7.2 Bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu 40

2.3.8 Một số công cụ nghiên cứu khác 42

KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 43

3.1 Xác định thành phần hóa học và dinh dưỡng của nguyên liệu 43

3.2 Xây dựng bảng yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình nghiên cứu nước ép chanh dây 44

3.2.1 Nhiệt độ thủy phân của chế phẩm enzyme 44

3.3.2 Nhiệt độ thanh trùng 44

3.3.3 Thời gian thanh trùng 45

3.2 Xây dựng mối quan hệ giữa các yếu tố công nghệ đến hàm mục tiêu 46

3.4 Xây dựng các hàm mục tiêu mô tả cho quy trình sản xuất nước ép chanh dây đóng chai 49

3.4.1 Xây dựng hàm mục tiêu độ hiệu suất dịch ép 49

3.4.2 Xây dựng hàm mục tiêu độ tổn thất vitamin C 55

3.4.3 Xây dựng hàm mục tiêu độ tổn thất màu 61

3.5 Xây dựng bài toán giải tối ưu hóa xác định chế độ công nghệ 67

3.5.1 Xây dựng và giải bài toán tối ưu hóa một mục tiêu 67

3.5.2 Xây dựng và giải bài toán tối ưu hóa đa mục tiêu bằng phương pháp điểm không tưởng 68

3.6 Kết quả thực nghiệm kiểm chứng 70

3.7 Đánh giá chất lượng của sản phẩm 72

3.7.1 Đánh giá thành phần dinh dưỡng của sản phẩm nước ép chanh dây 72

3.7.2 Đánh giá chất lượng vi sinh vật và kim loại nặng trong sản phẩm nước ép chanh dây đóng chai 73

3.8 Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất nước ép chanh dây 75

3.8.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 75

3.8.2 Thuyết minh quy trình 76

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hoa và trái chanh dây 3

Hình 1.2 Hình thái của chanh dây tím 4

Hình 1.3 Quả chanh dây tím và chanh dây vàng 4

Hình 1.4 Phân bố của chanh dây 5

Hình 1.5 Chanh dây chuối 6

Hình 1.6 Quả chanh dây ngọt 6

Hình 1.7 Chanh dây khổng lồ 6

Hình 1.8 Mặt cắt dọc hoa chanh dây tím 7

Hình 1.9 Sự phát triển của quả chanh dây tím trong 12 tuần 8

Hình 1.10 Thiếu Nito ở cây chanh dây 8

Hình 1.11 Thiếu Kali ở cây chanh dây 9

Hình 1.12 Thiếu Mg ở cây chanh dây 9

Hình 1.13 Bệnh thân sưng tấy, thối rễ, đốm nâu, bệnh gỗ trên 3 giống chanh dây 9

Hình 1.14 Tỷ lệ sâu bệnh do ruồi giấm, ve, châu chấu, mối trên 3 giống chanh dây 10

Hình 1 15 Sản phẩm chế biến từ chanh dây 12

Hình 1.16 Thiết bị thanh trùng dạng đường hầm 17

Hình 1.17 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng 18

Hình 1.18 Thiết bị thanh trùng dạng bản mỏng 18

Hình 1.19 hình nhiều kênh 19

Hình 1 20 Cấu hình một ống lồng trong một ống 19

Hình 1.21 Thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống 19

Hình 1 22 Thiết bị gia nhiệt trực tiếp 20

Hình 1.23 Thiết bị thanh trùng tự động 20

Hình 1 24 Thiết bị giữ nhiệt 20

Hình 1.25 Quy trình sản xuất nước ép chanh dây 22

Hình 2 1 Bể điều nhiệt 29

Hình 2 2 Máy đồng hóa: IKA 29

Hình 2.3 Thiết bị đo màu cầm tay Konica Minota 29

Hình 2 4 Sơ đồ nghiên cứu hệ thống sản xuất chanh dây đóng chai 30

Hình 2 5 Điểm dừng thí nghiệm khi xuất hiện màu xanh dương 34

Hình 2.6 Hệ màu L*a*b 35

Hình 2 7 Sơ đồ mối quan hệ giữa các yếu tố ảnh hưởng và các hàm mục tiêu 36

Hình 2 8 Không gian hàm mục tiêu của bài toán tối ưu hóa hai mục tiêu 42

Hình 3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến hiệu suất thu hồi 44

Hình 3 2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ tổn thất vitamin C 45

Hình 3 3 Ảnh hưởng của thời gian thanh trùng đến độ tổn thất vitamin C 45

Hình 3.4 Mô hình thực nghiệm 47

Hình 3.5 Sản phẩm nước ép chanh dây đóng chai ở chế độ công nghệ tối ưu 71

Hình 3.6 Sơ đồ quy trình công nghệ 75

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thành phần hóa lý của 5 giống chanh dây khác nhau 6

Bảng 1.2 Thành phần hóa học trên 100g phần ăn được 10

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng trái chanh dây 13

Bảng 1 4 Chỉ tiêu vi sinh 14

Bảng 1 5 Chỉ tiêu kim loại nặng 14

Bảng 1 6 Chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm 21

Bảng 1 7 Chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm 21

Bảng 1 8 Chỉ tiêu kim loại nặng của sản phẩm 21

Bảng 2.1 Các phương pháp xác định thành phần hóa học của nguyên liệu chanh dây tươi 31

Bảng 2.2 Các phương pháp đánh giá thành phần hóa học của sản phẩm 31

Bảng 2.3 Các chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm 31

Bảng 2.4 Các phương pháp đánh giá chỉ tiêu kim loại nặng 32

Bảng 2 5 Các mức yếu tố ảnh hưởng 37

Bảng 2 6 Ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 37

Bảng 3.1 Thành phần hóa học của chanh dây tươi tính trên 100g phần ăn được 43

Bảng 3 2 Các mức của yếu tố ảnh hưởng 46

Bảng 3 3 Số liệu thực nghiệm xác định các hàm mục tiêu 48

Bảng 3 4 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là độ tổn thất vitamin C 49

Bảng 3.5 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu hiệu suất dịch ép 50

Bảng 3.6 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu hiệu suất dịch ép 51

Bảng 3.7 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu hiệu suất dịch ép 52

Bảng 3.8 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu hiệu suất dịch ép 52

Bảng 3 9 Hệ số phương trình hồi quy bj và bjk với hàm mục tiêu là hiệu suất dịch ép 53 Bảng 3 10 Phương sai hệ số 𝒃𝒋 và 𝒕𝒋 với hàm mục tiêu là hiệu suất dịch ép 54 Bảng 3 11 Giá trị phương sai và kiểm định Fisher với hàm mục tiêu hiệu suất dịch ép 54

Bảng 3 12 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là độ tổn thất vitamin C 55

Bảng 3.13 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp xác định độ tổn thất vitamin C 56

Bảng 3.14 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu độ tổn thất hàm lượng vitamin C 57

Bảng 3.15 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu độ tổn thất vitamin C 57

Bảng 3.16 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu độ tổn thất vitamin C 58

Bảng 3 17 Hệ số phương trình hồi quy bj và bjk với hàm mục tiêu là độ tổn thất vitamin C 59 Bảng 3 18 Phương sai hệ số 𝒃𝒋 và 𝒕𝒋 với hàm mục tiêu là độ tổn thất vitamin C 60

Bảng 3 19 Giá trị phương sai và kiểm định Fisher với hàm mục tiêu độ tổn thất vitamin C 60

Bảng 3 20 Ma trận quy hoạch thực nghiệm trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu là độ tổn thất màu 61

Bảng 3.21 Xử lý số liệu thực nghiệm bằng Excel phương pháp xác định độ tổn thất màu 62

Bảng 3.22 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu độ tổn thất màu 63

Bảng 3.23 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu độ tổn thất vitamin C 64

Bảng 3.24 Kết quả xử lí thực nghiệm ma trận trực giao cấp 2 với hàm mục tiêu độ tổn thất vitamin C 64

Bảng 3 25 Hệ số phương trình hồi quy bj và bjk với hàm mục tiêu là độ tổn thất màu 65 Bảng 3 26 Phương sai hệ số 𝒃𝒋 và 𝒕𝒋 với hàm mục tiêu là độ tổn thất màu 66

Bảng 3.27 Giá trị phương sai và kiểm định Fisher với hàm mục tiêu độ tổn thất màu 66 Bảng 3 28 Giá trị thông số tối ưu của từng hàm mục tiêu 67 Bảng 3.29 Nghiệm Paréto tối ưu tối ưu 70 Bảng 3.29 Thông số của quá trình tối ưu 70 Bảng 3 30 Kết quả kiểm chứng 71 Bảng 3.31 Thành phần hóa học của sản phẩm nước ép chanh dây đóng chai tính trên 100ml nước ép (phụ lục) 73 Bảng 3.32 Giới hạn cho phép ô nhiễm vi sinh vật 74 Bảng 3.33 Giới hạn cho phép ô nhiễm kim loại nặng 74 Bảng 4.1 Các yếu tố ảnh hưởng 78 Bảng 4.2 Giá trị hàm mục tiêu 78

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

Kí hiệu

TCVN QCVN

Chữ viết tắt

Tiêu chuẩn Việt Nam

Quy chuẩn Việt Nam

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép chanh dây đóng chai”

Nhằm nâng cao hiệu suất trích ly dịch ép quả chanh dây, chúng tôi thực hiện bổ sung chế phẩm enzyme pectinex Ultra SP-L Đề tài được thực hiện để thiết lập và xây dựng ma trận thực nghiệm trực giao cấp 2 để xác định các hàm mục tiêu như hiệu suất dịch ép, độ tổn thất, vitamin C và độ tổn thất màu sắc Từ đó, giải quyết các bài toán tối ưu để xác định chế độ công nghệ tối ưu như nhiệt độ thủy phân của enzyme, thời gian và nhiệt độ thanh trùng bằng phương pháp điểm không tưởng Đồng thời, đánh giá chất lượng sản phẩm bằng cách xác định thành phần hóa học và dinh dưỡng, chỉ tiêu vi sinh, kim loại nặng và đánh giá cảm quan để đánh giá độ ưa thích của sản phẩm đối với thị hiếu người tiêu dùng

Chế độ công nghệ tối ưu mà chúng tôi được xác định là: là nhiệt độ enzyme thủy phân 40,226 0C; nhiệt độ thanh trùng 82,125 0C, thời gian thanh trùng 𝑍3= 6,170 phút, với các hàm mục tiêu hiệu suất dịch ép 84,609 (%), độ tổn thất vitamin C 16,676 (%), độ tổn thất màu 3,101(%)

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Ngoài nước và không khí, thực phẩm và trái cây là thực phẩm thiết yếu Trái cây quan trọng vì giá trị dinh dưỡng mang lại Việc chế biến trái cây thành nước ép ban đầu là để tận dụng nguồn dư thừa của thị trường trái cây tươi Sau này, việc sản xuất nước ép được thiết lập

Việt Nam ta có trái cây tươi rất dồi dào, nhưng ở các nước khác thì lượng trái cây tươi đặc biệt không nhiều đến vậy Mùa vụ không diễn ra quanh năm, lượng trái cây tươi không đủ cung cấp và tiêu thụ Họ thường tiêu thụ các sản phẩm chế biến vì bảo quản được lâu và giá thành rẻ hơn

Vì vậy, nghiên cứu phát triển công nghệ nước ép được coi là nhiệm vụ, chiến lược trong việc bảo quản rau quả Nước ép chanh dây giúp giải khát, thời gian bảo quản được lâu và thuận tiện khi sử dụng

Vì vậy, chúng tôi thực hiện nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ nước ép chanh dây đóng chai”

2 Mục tiêu đề tài

Bài nghiên cứu hướng đến mục đích cần tính toán, thiết kế nên quy trình sản xuất nước ép chanh dây và ứng dụng của công nghệ sản xuất chanh dây vào thực tiễn để đa dạng các sản phẩm làm từ chanh dây

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu: Chanh dây được trồng tại tỉnh Lâm Đồng  Phạm vi nghiên cứu: Tập trung tính toán quy trình để sản xuất nước ép chanh

dây đóng chai Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân enzyme, nhiệt độ thanh trùng, thời gian thanh trùng đến chất lượng sản phẩm Dùng phương pháp quy hoạch thực nghiệm và tối ưu hóa để tìm ra chế độ tối ưu Với quy mô thực hiện đề tài là luận văn tốt nghiệp của sinh viên, đề tài được nghiên cứu ở quy mô phòng thí nghiệm

4 Nội dung nghiên cứu

Tổng quan về nguyên vật liệu, quá trình thanh trùng Xây dựng phương án thực nghiệm

Giải bài toán tối ưu một mục tiêu và đa mục tiêu để tìm ra chế độ tối ưu Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất nước ép chanh dây

Đánh giá các chỉ tiêu chất lượng nước ép chanh dây đóng chai

5 Phương pháp nghiên cứu

Tìm kiếm, tham khảo tài liệu Phân tích tổng hợp

Quy hoạch thực nghiệm Tối ưu hóa để xác lập

khoảng 400 loài và khoảng 40 loài ở Châu Á, Úc và Nam Thái Bình Dương ác loài

sản xuất thực phẩm ăn được quả thuộc phân chi Passiflora và Tacsonia Incarnatae (bao gồm P edulis, P edulis f flavicarpa và P incarnata), Tiliaefoliae (bao gồm P ligularis), Quadrangulares (bao gồm P quadrangularis và P alata) và Laurifoliae (bao gồm P laurifolia) Phân chi Tacsonia, bao gồm chanh dây chuối (P mollissima) (Knight et al., 1994)

Tên gọi khác: lạc tiên, chanh thơm, nho mơ, hoa lạc tiên dại, trái Mê Ly

Cây chanh dây được tìm thấy và phát hiện vào năm 1569 ở Peru Các loài siflora Biểu tượng cho cuộc khổ nạn của Chúa Kitô trong đó “Passus” có nghĩa là “đau khổ” và “Flos” có nghĩa là “hoa” Quả của nó được gọi là lilikoi ở Hawaii, chanh dây vàng ở Úc, maracuja peroba ở Brazil và granadilla vàng ở Nam Phi (Knight et al., 1994)

Pas-Hình 1.1 Hoa và trái chanh dây

1.1.2 Đặc điểm hình thái

Hình 1.2 Hình thái của chanh dây tím

Vỏ chanh dây cấu tạo bởi epicarp (lớp da màu tím đậm ngoài cùng), mesocarp (lớp nhũ mô màu trắng, xốp) và endcarp (lớp vỏ trong cùng) Ruột chanh dây được hình thành bởi nhiều hạt được bao bọc trong các lớp màng sền sệt

Quả chanh dây mộng, dày và nhãn, có hình gần tròn hoặc bầu dục, giống quá trứng Thịt quả có vị rất chua, nhớt, sánh, có màu vàng

Dạng hình cầu hoặc hình trứng với đường kính 4–5 cm (Hình 1.2) và trọng lượng trung bình khoảng 35g Chanh dây có vỏ mịn như da và trở nên nhăn nheo khi

quả chín (Knight et al., 1994)

Khi chín chanh dây tỏa ra mùi hương đặc trưng, rất thơm và hấp dẫn Mùi hương nồng nàn rất đặc biệt, mùi nồng và cuốn hút Đặc biệt hơn tất cả các loài trái cây khác sẽ có mùi nhẹ nhàng

Hình 1.3 Quả chanh dây tím và chanh dây vàng

1.1.3 Phân bố

Hình 1.4 Phân bố của chanh dây

Do yêu cầu về khí hậu và sở thích về trái cây trên thị trường địa phương và thế giới đối với chanh dây, chanh dây tím chủ yếu được trồng ở các vùng nhiệt đới đến cận nhiệt đới của Đông Phi (Kenya, Tanzania và Zimbabwe) và Mỹ Latinh (Brazil, Colombia, Ecuador và Peru) Nó cũng được trồng ở mức độ lớn ở Châu Đại Dương (Úc và New Zealand) nơi khí hậu ấm áp nhưng ôn hòa Những nước sản xuất nhiều nhất về khối lượng là Brazil và Châu Đại Dương, tiếp theo là Đông Phi và các nước Mỹ Latinh còn lại Tiềm năng tăng sản lượng ở tất cả các khu vực này là rất cao, đặc

biệt là ở một vùng nông nghiệp đa dạng như Andes (Jiménez et al., 2012; Ortiz et al, 2012 )

Ở nước ta, chanh dây được trồng phổ biến ở Tây Nguyên, Lâm Đồng, Gia Lai

1.1.4 Phân loại

Các loại chanh dây có thể chia làm 5 loại:

 Chanh dây tím (Passiflora edulis)  Chanh dây vàng (Passiflora edulis flavicarpa)

 Chanh dây chuối

Hình 1.5 Chanh dây chuối

 Granadilla ngọt (Passiflora ligularis)

Hình 1.6 Quả chanh dây ngọt

 Granadilla khổng lồ (Passiflora quadrangularis)

Hình 1.7 Chanh dây khổng lồ Bảng 1.1 Thành phần hóa lý của 5 giống chanh dây khác nhau

dây tím

Chanh dây vàng

Giant Kaveri P.foetida

4 Nước ép (%) 29 30 12,5 28 34

7 Vitamin C (mg/100ml)

Hoa nở: Hoa chanh dây có 5 cánh hoa màu trắng đục, 7-10 cm Hoa sẽ được thụ phấn bởi côn trùng, ong và chim Quá trình này sẽ diễn ra sau khi hoa nở từ 1-2 giờ lúc đầu nhụy có dấu hiệu Quả sẽ thường trưởng thành từ 70-80 ngày khi ra hoa

Hoa thường có màu trắng hoặc màu hồng Quả non phát triển: Sau khi thụ phấn, hoa tàn và quả non bắt đầu to dần Quả chín: Trong khoảng 2-3 tháng, kích thước trưởng thành của quả khoảng 10-15 cm Sau đó khi chín vỏ dần chuyển sang màu vàng hoặc tím Cây chanh leo tím có hoa nở rộ vào tháng 3-4 và tháng 6-8 Cây chanh dây vàng có hoa nở rộ vào tháng

5-6 và tháng 8-10 (Hardin et al., 1986)

Hình 1.8 Mặt cắt dọc hoa chanh dây tím

1.1.5.2 Quá trình chín của trái chanh dây

Sau khi trái đã đạt đến kích thước trưởng thành, trái sẽ có các đặc điểm dần thay đổi từ trái xanh sang trái chín Đầu tiên là mùi thơm đặc trưng tỏa ra Màu sắc sẽ thay

đổi từ trong ra ngoài Hàm lượng đường trong quả cũng tăng dần lên (Pocasangre et al., 1995)

Hình 1.9 Sự phát triển của quả chanh dây tím trong 12 tuần 1.1.5.3 Thiếu chất dinh dưỡng

Về việc thiếu hụt chất dinh dưỡng rất phổ biến ở chanh dây vì độ pH của đất rất thấp, hạn chế sự sẵn có của N, Ca và Mg Độ chua của đất

 Nitơ: Là một phần protein và enzyme, thành phần của chất diệp lục, axit cleic và hormone thực vật Màu vàng của lá bắt đầu khi già lá, thưa thớt Thường xảy ra vào mùa đông và mùa xuân vì lượng N dự trữ thấp và độ ẩm đất thấp

nu-Hình 1.10 Thiếu Nito ở cây chanh dây

 Kali: Kali tham gia vào hoạt động sinh lý Kali giúp tổng hợp protein, chịu trách nhiệm về chất lượng quả

Hình 1.11 Thiếu Kali ở cây chanh dây

 Magie: Mg là thành phần chất diệp lục Sự thiếu hụt Mg có thể ảnh hưởng đến sự hấp thụ Nito Sự thiếu hụt Mg phổ biến ở đất chua Thiếu Mg gây vàng lá, suy yếu nghiêm trọng

Hình 1.12 Thiếu Mg ở cây chanh dây

Cây chanh dây bị một số côn trùng lớn tấn công gây thiệt hại đến cây và quả Do độ ẩm cao (75%) Bệnh chủ yếu là thân sưng tấy, thối rể, đốm nâu, bệnh gỗ

( Kishore, et al., 2006).

Hình 1.13 Bệnh thân sưng tấy, thối rễ, đốm nâu, bệnh gỗ

trên 3 giống chanh dây

Quả chanh dây bị côn trùng gây thiệt hại ngoại trừu ruồi đục quả

Hình 1.14 Tỷ lệ sâu bệnh do ruồi giấm, ve, châu chấu, mối trên

3 giống chanh dây

1.1.6 Thành phần hóa học của chanh dây

Quả chanh dây cũng như các loại trái cây khác đều chứa các thành phần hóa học quan trọng, ảnh hưởng đến các giá trị dinh dưỡng, hương vị Quả chanh dây là thực phẩm có tính axit cao (pH~2,8-3,2) gồm hai loại axit là axit citric và axit malic chiếm phần lớn Gồm đường, vitamin C, chất xơ, acid citric Acid citric là axit tự nhiên trong trái chanh dây, tạo nên hương vị đặc trưng Cung cấp một nguồn dinh dưỡng tốt như Vitamin A, B2 và C và các chất phytochemical không dinh dưỡng, carotenoids và polyphenol Nó cũng rất giàu khoáng chất như K, P, Ca, Fe, Na, Mg, S, Cl và protein

(Deshmukh, N A., et al 2017)

Trong 100 gram thịt chanh dây cung cấp khoảng 90 calo, vitamin, chất khoáng (Kishore, Kundan, et al, 2020).

Bảng 1.2 Thành phần hóa học trên 100g phần ăn được

(theo bộ Nông Nghiệp Hoa Kỳ, ARS)

Độ ẩm (%) Protein (g)

Fat (g)

75,1 2,2 0,7

Carbohydrates (g) 24,2

Kali (mg) Sắt (mg)

348 1,6

1.1.7 Công dụng của chanh dây

Nước ép chanh dây có tác dụng làm dịu và giúp đầu óc thư giãn Axit phenolic và flavonoid có chức năng hỗ trợ bảo vệ tim Nguồn chất chống oxi hóa

Hỗ trợ giảm cân và huyết áp Trong thực phẩm:

Cùi chanh dây làm mứt, thạch hoặc nước giải khát rất ngon

1.1.8 Tình hình sản xuất, thu hoạch và tiêu thụ chanh dây

 Quốc tế: Theo FAO, thị trường nước ép trái cây nhiệt đới, bao gồm chanh dây,

có giá trị khoảng 1 tỷ đô la Mỹ (Brasil, 2000) Chanh dây nổi bật không chỉ vì hương

vị kỳ lạ mà còn vì hàm lượng vitamin của nó Mức tiêu thụ này phản ánh mối quan tâm ngày càng tăng đối với dinh dưỡng tự nhiên và lành mạnh hơn, chủ yếu ở Châu

Âu và Hoa Kỳ (Bliska et al,.1994) Các nhà sản xuất lớn nhất là Hawaii, Brazil,

Co-lombia, Ecuador, Peru, Úc, Quần đảo Fiji, Kenya, Nam Phi, Papua New Guinea, New

Zealand, Venezuela, Ấn Độ, Sri Lanka, Philippines và Đài Loan Brazil, Colombia, Ecuador và Peru cung cấp phần lớn thị trường thế giới, và Hoa Kỳ và các nước châu Âu là những nước nhập khẩu chính, với nhu cầu ngày càng tăng đối với sản phẩm

này (Loeillet, 1995; Somagyi et al,.1996)

 Trong nước: Năm 2022, sản lượng chanh dây của nước mình ước tính đạt một con số ấn tượng, thể hiện tiềm năng lớn của ngành trồng trọt chanh dây trong nước

1.1.9 Một số sản phẩm chế biến từ chanh dây trên thị trường

Trái chanh dây được ăn tươi hoặc được đun sôi thành xi-rô dùng làm nước sốt được làm thành bánh ngọt, bánh tươi, mật hoa quả, món tráng miệng bằng gelatin, kẹo, kem, nước trái cây, kem phủ bánh, nhân bánh

Hình 1 15 Sản phẩm chế biến từ chanh dây

Nước ép cũng có thể được bảo quản bằng sulfur dioxide trong nước ép có đường và nước Cùi chanh dây làm mứt

1.1.10 Các bài báo khoa học nghiên cứu về chanh dây

Các bài nghiên cứu đã tìm được là năm 2022, Nguyễn Diệu Linh và công sự đã

có bài báo Nghiên cứu chế biến nước trái cây lên men từ quả chanh dây

Năm 2014, Marian Calbral Reboucas và cộng sự nghiên cứu về Tối ưu hóa

việc chấ nhận đồ uống Prebiotic từ hạt điều và nước ép chanh dây

Năm 2017, Yang và cộng sự đã có bài nghiên cứu Công nghệ thủy phân enzyme

toàn bộ quả chanh dây

1.2 Tiêu chuẩn chất lượng của chanh dây nguyên liệu

Theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 11411:2016, chanh dây quả tươi có yêu cầu

Bảng 1.3 Chỉ tiêu chất lượng trái chanh dây

Trạng thái bên ngoài

Chanh dây tươi phải còn nguyênvà tươi Không bị dập bề mặt

Không có côn trùng Không bị ẩm

Bề mặt không bị lõm xuống Không bị nứt

Phân hạng

Hạng đặc biệt: Không có các khuyết tật Hạng I: Khuyết tật nhẹ, không vượt 12% diện tích bề mặt Hạng II: Khuyết tật về vỏ, không vượt quá 21% diện tích bề mặt

Cân nặng

Mã cỡ: A: >189 (g) B: >127-139 (g) C: >121-128 (g) D: >107-122 (g)

E: >83-106 (g) F:≥ 74-83 (g) Độ chín Độ chín của chanh dây quả tươi có thể quan sát màu sắc ngoại

quan bên ngoài và kiểm tra độ axit có thể chuẩn độ được, tổng hàm lượng chất rắn hòa tan

Trạng thái bên trong Nhiều nước Theo QCVN 8-3: 2012/BYT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm vi sinh vật của thực phẩm, mức giới hạn ô nhiễm vi sinh vật trong chanh dây (quả ăn ngay) là

Bảng 1 4 Chỉ tiêu vi sinh STT Chỉ tiêu vi sinh vật Giới hạn cho phép (CFU/g)

Theo QCVN 8-2:2011/BYT Quy chuẩn kĩ thuật quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm, mức giới hạn cho phép của các kim loại nặng

Bảng 1 5 Chỉ tiêu kim loại nặng Chỉ tiêu kim loại nặng Mức giới hạn cho phép (µg/kg)

vang và nước ép trái cây (Oslen et al., 2000) Chỉ đến những năm 1960, bản chất hóa

học của mô thực vật mới trở nên rõ ràng và với kiến thức này, các nhà khoa học bắt đầu sử dụng nhiều loại enzyme hiệu quả hơn Do đó, pectinase là một trong những

enzyme quan trọng sắp ra mắt của lĩnh vực thương mại, đặc biệt dành cho ngành công nghiệp nước ép trái cây, là điều kiện tiên quyết để thu được nước ép trong và ổn định

với năng suất cao hơn (Dupaigne, 1974; Tocchini và Lara, 1977; Jaleel et al., 1978; Viquez et al., 1981; Girard và Fukumoto, 1999; Lee et al., 2006)

Những enzyme này phá vỡ các polysaccharide phức tạp của mô thực vật thành các phân tử đơn giản hơn như axit galacturonic Vai trò của pectinase có tính axit trong việc làm giảm độ đục và vị đắng của nước ép trái cây đã được chứng minh rõ

ràng (Hassan K Sreenath et al., 1994; Tung-Sun Chang và cộng sự, 1994; Bitange Nipa Tochi et al., 2009; Robin et al.,2013)

1.3.2 Ứng dụng của chế phẩm enzyme trong chế biến nước ép

Enzym phân hủy pectin được sử dụng rộng rãi để chiết xuất và làm trong nước

ép trái cây và rượu vang (Tressler và Joslyn et al., 1971) Năng suất nước trái cây tăng lên khi nồng độ pectinase tăng từ 0,05 đến 1,5% (Villettaz, 1993) Quá trình làm

trong bằng enzyme bị ảnh hưởng bởi một số biến số bao gồm nồng độ enzyme, nhiệt

độ và thời gian ủ của quá trình xử lý (Neubeck, 1975; Baumann, 1981; Lanzarini và Pifferi, 1989)

Ứng dụng enzyme pectinase đã cải thiện quá trình làm trong nước táo với độ

nhớt giảm 35% (Girard và Fukumoto, 1999; Mondor et al., 2000), nước quýt chong và Noomhorm, 1991), nước ép dứa (Carneiro et al., 2002) và nước ép mận,

(Cham-đào, lê và mơ trước khi siêu lọc Ngoài ra, tỷ lệ thu hồi nước ép của bột giấy được xử lý bằng enzyme tăng đáng kể từ 52-72% ở mận, 38-63% ở đào, 60-72% ở lê và 50-

80% ở mơ (Joshi và cộng sự, 2011) Xử lý cùi trái cây bằng pectinase cũng cho thấy sự gia tăng khối lượng nước ép trái cây từ chuối, nho và táo (Kaur and Kumar, 2004)

 Chế phẩm enzyme pectinex Ultra SP-L:

Chế phẩm enzyme Pectinex Ultra SP-L là chế phẩm hoạt tính cao thường được dùng đẻ xử lí hoa quả nghiền Đây là chế phẩm chủ yếu chứa pectinase và enzyme hemicellulose Hoạt tính enzyme 26000 PG/ml (pH= 3,5)