Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ bảo quản chè đen CTC trong môi trường điều biến khí có sử dụng bơm nhiệt

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI      ðỖ THỊ THANH NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ðEN CTC TRONG MÔI TRƯỜNG ðIỀU BIẾN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BƠM NHIỆT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI      ðỖ THỊ THANH NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ðEN CTC TRONG MÔI TRƯỜNG ðIỀU BIẾN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BƠM NHIỆT CHUYÊN NGÀNH : CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Mà SỐ : 60.42.02.01 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. TS. PHẠM ANH TUẤN 2.PGS.TS. NGUYỄN THỊ BÍCH THỦY HÀ NỘI - 2013 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ii LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa hề ñược sử dụng ñể bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam ñoan rằng, mọi sự giúp ñỡ cho việc thực hiện trong luận văn này ñã ñược cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn ñều ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn ðỗ Thị Thanh Nga Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iii LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới TS. Phạm Anh Tuấn và PGS.TS. Nguyễn Thị Bích Thủy ñã tận tình hướng dẫn và giúp ñỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Tôi xin trân trọng cảm ơn những ý kiến ñóng góp, ñịnh hướng quý báu của các Thầy, Cô trong khoa Công Nghệ thực phẩm, bộ môn công nghệ sau thu hoạch và các cán bộ phòng thí nghiệm Viện cơ ñiện nông nghiệp và Công nghệ Sau thu hoạch ñã giúp ñỡ tôi trong quá trình thực hiện ñề tài, hoàn chỉnh luận văn. Xin chân thành cảm ơn Viện ñào tạo Sau ñại học Trường ñại học Nông nghiệp Hà Nội ñã tạo ñiều kiện giúp ñỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện ñề tài. Cảm ơn những tình cảm chân thành nhất của tất cả bạn bè, ñồng nghiệp ñã nhiệt tình giúp ñỡ tôi hoàn thành bản luận văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Tác giả luận văn ðỗ Thị Thanh Nga Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… iv MỤC LỤC Lời cam ñoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Danh mục các ký hiệu và từ viết tắt vii Danh mục các bảng viii Danh mục các hình ix Danh mục các ñồ thị xi Phần thứ nhất MỞ ðẦU 1 1.1 ðặt vấn ñề 1 1.2 Mục ñích và yêu cầu 2 1.2.1 Mục ñích 2 1.2.2 Yêu cầu 2 Phần thứ hai TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3 2.1 Quy trình sản xuất chè ñen CTC 3 2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ñen trên thế giới và Việt Nam 7 2.2.1 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ñen trên thế giới 7 2.2.2 Tình hình sản xuất và tiêu thụ chè ñen ở Việt Nam 9 2.3 Một số biến ñổi xảy ra với chè trong quá trình bảo quản 10 2.3.1 Sự lão hóa của chè sản phẩm 10 2.3.2 Sự hút nước của chè 11 2.3.3 Sự biến ñổi các thành phần hóa sinh 12 2.4 Các yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng chè trong quá trình bảo quản 12 2.4.1 ðộ ẩm và hoạt ñộ nước của chè 12 2.4.2 Nhiệt ñộ và ñộ ẩm trong môi trường bảo quản 16 2.4.3 Thành phần khí trong môi trường bảo quản 17 2.4.4 Bao bì bảo quản 17 2.4.5 Hệ vi sinh vật trong chè 17 2.5 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè trên thế giới và Việt Nam 18 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… v 2.5.1 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè trên thế giới 18 2.5.2 Tình hình nghiên cứu công nghệ bảo quản chè tại Việt Nam 23 2.6 Tổng quan công nghệ sấy bơm nhiệt 25 2.6.1 Sấy bơm nhiệt 25 2.6.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy bơm nhiệt 26 2.7 Tổng hợp ñánh giá và xác ñịnh nhiệm vụ nghiên cứu của ñề tài 29 Phần thứ ba NGUYÊN LIỆU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31 3.1 Nguyên liệu, thời gian và ñịa ñiểm nghiên cứu 31 3.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu 31 3.1.2 Thời gian, ñịa ñiểm nghiên cứu 31 3.2 Nội dung nghiên cứu 31 3.3 Phương pháp nghiên cứu 32 3.3.1 Phương pháp khảo sát, lấy mẫu và phân tích thành phần sinh hóa 32 3.3.3 Phương pháp phân tích và ñánh giá chất lượng chè ñen CTC 36 3.3.4 Phương pháp thống kê và xử lý số liệu 41 3.3.5 Thiết bị và dụng cụ ño ñạc 41 Phần thứ tư KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43 4.1 Kết quả khảo sát một số ñặc tính về thành phần sinh hóa của chè ñen CTC 43 4.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của ñộ ẩm chè ñến các chỉ tiêu chất lượng sinh hóa và vi sinh của chè ñen CTC trong quá trình bảo quản 45 4.2.1 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến hàm lượng tanin trong quá trình bảo quản 45 4.2.2 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến hàm lượng chất hoà tan tổng số trong quá trình bảo quản 46 4.2.3 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến hàm lượng catechin trong quá trình bảo quản 48 4.2.4 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình bảo quản 49 4.2.5 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản 50 4.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của nồng ñộ khí O 2 ñến các chỉ tiêu chất lượng sinh hóa và vi sinh của chè ñen CTC trong quá trình bảo quản 51 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vi 4.3.1 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O 2 ñến hàm lượng tanin trong quá trình bảo quản 51 4.3.2 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O 2 ñến hàm lượng chất hòa tan tổng số trong quá trình bảo quản 53 4.3.3 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O 2 ñến hàm lượng catechin trong quá trình bảo quản trình bảo quản 54 4.3.4 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O 2 ñến sự phát triển của vi sinh vật trong quá trình bảo quản 55 4.3.5 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O 2 ñến chất lượng cảm quan trong quá trình bảo quản 56 4.4 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng ña yếu tố (nồng ñộ khí O 2 , ñộ ẩm chè và nhiệt ñộ bảo quản) ñến chất lượng và thời gian bảo quản chè ñen CTC 57 4.4.1 Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm ñến chất lượng chè ñen CTC trong quá trình bảo quản 57 4.4.2 Kết quả tối ưu hóa chế ñộ bảo quản chè ñen CTC 65 4.5 Kết quả ñề xuất quy trình công nghệ bảo quản chè ñen CTC bằng phương pháp MAHPD. 69 4.5.1 Sơ ñồ quy trình công nghệ 69 4.5.2 Thuyết minh quy trình 70 Phần thứ năm KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 5.1 Kết luận 71 5.2 Kiến nghị 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 PHỤ LỤC 77 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… vii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Các ký hiệu, từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt a w Water activity Hoạt ñộ nước CTC Crushing - Tearing- Curling Ép – xé - uốn OTD Orthodox Truyền thống CK Chất khô HL Hàm lượng TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam MA Modifined atmosphere Môi trường biến ñổi HDP Heat pump drying Sấy bơm nhiệt MAHPD Modifined atmosphere heat pump drying Sấy bơm nhiệt trong môi trường biến ñổi FAO Food Agriculture Organization Tổ chức Nông lương thế giới RH ðộ ẩm tương ñối không khí PE Polyetylen PP polypropylen PVC Polyvinylclorua W Wet ðộ ẩm Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… viii DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 2.1 Xuất khẩu chè ñen của Việt Nam (2006-2009) 9 3.1 Giá trị thực và mã hóa của các yếu tố thực nghiệm 34 3.2 Mức cho ñiểm ñối với từng chỉ tiêu ñánh giá 40 3.3 Mức ñộ quan trọng của từng chỉ tiêu ñánh giá 40 3.4 Xếp hạng mức chất lượng theo ñiểm tổng số 41 4.1 Thành phần sinh hóa của các mẫu chè ñen CTC 43 4.2 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến sự phát triển của vi sinh vật tổng số (CFU/gam) 49 4.3 Ảnh hưởng ñộ ẩm chè ñến chất lượng cảm quan 50 4.4 Ảnh hưởng của nồng ñộ khí O 2 ñến sự phát triển của vi sinh vật tổng số (CFU/gam) 55 4.5 Ảnh hưởng nồng ñộ khí O 2 ñến chất lượng cảm quan 56 4.6 Tổng hợp số liệu thí nghiệm ña yếu tố 58 4.7 Tổng hợp kết quả phân tích các mẫu ñối chứng với kết quả nghiên cứu bảo quản chè ñen CTC (BP) 67 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ……………………… ix DANH MỤC CÁC HÌNH STT Tên hình Trang 2.1 Quy trình sản xuất chè ñen CTC 3 2.2 Hệ thống cắt CTC 4 2.3 Sơ ñồ phân loại chè ñen CTC 6 2.4 Mô hình dây chuyền thiết bị bảo quản và phối trộn chè của AZO 22 2.5 Mô hình bảo quản chè ñen khối lớn, quy mô 2 tấn/ñống trong môi trường khí N 2 24 2.6 Thực trạng về tình hình bảo quản chè 25 2.7 Sơ ñồ nguyên lý của thiết bị sấy bơm nhiệt 26 3.1 Mẫu chè ñen CTC (BOP, BP, OF, PF) 31 3.2 Mô hình thiết bị thí nghiệm bảo quản chè bằng phương pháp MAHPD 35 4.1 Sự biến thiên của hàm lượng tanin theo ñộ ẩm chè trong quá trình bảo quản 45 4.2 Sự biến thiên của hàm lượng chất hòa tan tổng số theo ñộ ẩm chè trong quá trình bảo quản 47 4.3 Sự biến thiên của hàm lượng catechin theo ñộ ẩm chè trong quá trình bảo quản 48 4.4 Sự biến thiên của hàm lượng tanin theo nồng ñộ khí O 2 trong quá trình bảo quản chè ñen CTC 52 4.5 Sự biến thiên của hàm lượng chất hòa tan tổng số theo nồng ñộ khí O 2 trong quá trình bảo quản chè ñen CTC 53 4.6 Sự biến thiên của hàm lượng catechin theo nồng ñộ khí O 2 trong quá trình bảo quản chè ñen CTC 54 4.7a Quan hệ giữa nồng ñộ khí O 2 và ñộ ẩm chè ñến chất lượng cảm quan của chè ñen CTC 59 4.7b Quan hệ giữa nồng ñộ khí O 2 và nhiệt ñộ bảo quản ñến chất lượng cảm quan của chè ñen CTC 59 . TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI      ðỖ THỊ THANH NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ðEN CTC TRONG MÔI TRƯỜNG ðIỀU BIẾN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BƠM NHIỆT. TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI      ðỖ THỊ THANH NGA NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ðEN CTC TRONG MÔI TRƯỜNG ðIỀU BIẾN KHÍ CÓ SỬ DỤNG BƠM NHIỆT. chè ñen CTC trong môi trường ñiều biến khí có sử dụng bơm nhiệt . 1.2. Mục ñích và yêu cầu 1.2.1. Mục ñích Xây dựng ñược quy trình công nghệ bảo quản chè ñen CTC bằng phương pháp ñiều biến