Nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến bột rong nho khô

LỜI MỞ ĐẦU Rong biển là loại thực vật biển quý giá được dùng làm nguyên liệu chế biến thành các sản phẩm có giá trị trong thực phẩm và công nghiệp.. Các sản phẩm từ rong nho rất đa dạng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

GVHD: ThS NGUYỄN THỊ MỸ TRANG

Trước hết tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm, phòng Đào Tạo niềm kính trọng, sự tự hào được học tập tại trường trong những năm qua

Lòng cảm ơn sâu sắc nhất xin được dành cho cô Thạc sỹ Nguyễn Thị Mỹ Trang- Bộ môn Công nghệ Thực phẩm - Trường Đại học Nha Trang đã tài trợ kinh phí, tận tình hướng dẫn và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện đồ án

Xin được cảm ơn TS.Vũ Ngọc Bội- Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm đã cho tôi những lời khuyên quý báu để công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng

Đặc biệt, xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của quý thầy cô giáo bộ môn Công nghệ Thực phẩm và tập thể cán bộ các phòng thí nghiệm- Trung tâm thực hành thí nghiệm- Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ tận tình và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong thời gian thực hiện đồ án

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và bạn bè đã tạo điều kiện, động viên kích lệ để tôi vượt qua mọi khó khăn trong quá trình học tập vừa qua

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN…… ………3

1.1.GIỚI THIỆU VỀ RONG BIỂN 3

1.2.MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ RONG NHO 4

1.2.1 Giới thiệu chung về rong nho 3

1.2.2 Một số nghiên cứu về rong nho 10

1.3.GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY 12

1.3.1.Khái niệm chung về sấy 12

1.3.2.Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy 13

1.3.3.Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 14

1.3.4.Khái quát về quá trình nghiền 17

1.3.5.Các quá trình biến đổi của rong nho nguyên liệu sau khi thu hoạch 19

1.3.6.Giới thiệu một số phương pháp nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa 20

CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.1.NGUYÊN VẬT LỆU 22

2.2.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học 22

2.2.2 Phương pháp xác định vi sinh vật 23

2.2.3 Phương pháp đánh giá cảm quan 24

2.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm 25

2.3 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU 31 2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 32

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CỦA QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT RONG NHO KHÔ 33

3.1.1 Xác định lượng nước tách ra trong quá trình ly tâm 33

3.1.2 Khảo sát tái sử dụng lại dung dịch sorbitol 38

3.1.3 Xác định chế độ sấy 40

3.3 Sản xuất thử bột rong và đánh giá chất lƣợng bột rong nho………53

3.4 Đánh giá chất lƣợng bột rong nho bao gói bằng bao bì PA theo thời gian bảo quản……… 55

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 PHỤ LỤC

Hình 1.2 Sự chống oxy hóa……… … 19 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất bột rong nho……… 26 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng nước tách ra trong quá trình ly tâm……….…27 Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ xay……….30 Hình 3.1 Sự thay đổi tổng điểm cảm quan của sản phẩm rong nho tươi sau khi ly tâm tách nước ……… ……33 Hình 3.2 Sự thay đổi tổng điểm cảm quan của sản phẩm rong nho sấy được ly tâm tách nước với tỷ lệ nước tách ra khác nhau……… …….34 Hình 3.3 Hoạt tính chống oxi hóa tổng của các mẫu rong sấy được ly tâm tách nước với tỷ lệ nước tách ra khác nhau ……… …… 34

Hình 3.4 Hoạt tính chống oxi hóa tổng của 3 mẫu ở thí nghiệm 9,10 và 11… 45

Hình 3.5 Sự thay đổi tổng điểm cảm quan của sản phẩm bột rong nho khi xay ở các chế độ khác nhau……… ……47 Hình 3.6 Sơ đồ quy trình sản xuất bột rong nho……… …50 Hình 3.7 Sự thay đổi tổng điểm cảm quan của sản phẩm bột rong nho theo thời gian bảo quản………56 Hình 3.8 Sự biến đổi hàm lượng vitamin C của bột rong nho theo thời gian bảo quản……… 57 Hình 4.1 Hoạt tính chống oxi hóa tổng của mẫu bột rong nho theo thời gian bảo quản……….…… 57 Hình 4.1 Sự biến đổi hàm lượng protein tổng số theo thời gian bảo quản……….58

Bảng 2.1.Quy định giới hạn cho phép vi sinh vật trong rau, quả và sản phẩm rau,

quả……….…23

Bảng 2.2 Thang điểm cảm quan chuẩn………24

Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy……….…….29

Bảng 3.1 Kết quả xác định độ ẩm của rong nho sấy tách nước với tỷ lệ nước tách ra khác nhau 35

Bảng 3.2 Khả năng tái hydrat hóa của rong nho sấy tách nước với tỷ lệ nước tách ra khác nhau 35

Bảng 3.3 Kết quả đánh giá khả năng sử dụng lại dung dịch sorbitol……… 39

Bảng 3.4a Kết quả bố trí thí nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm…… 40

Bảng 3.4b Hệ số hồi quy……… 41

Bảng 3.4c Kết quả thí nghiệm tâm……….…… 41

Bảng 3.4d Kết quả tính Sbj……….… 42

Bảng 3.4f Kết quả kiểm định sự tương thích của phương trình theo tiêu chuẩn Fisher……….43

Bảng 3.4g Bảng kết quả thí nghiệm tối ưu hóa ………44

Bảng 3.5 Thời gian xay và nhiệt độ bột rong nho xay ở các chế độ khác nhau 47

Bảng 3.6 Đánh giá khả năng tái hydrat hóa của các mẫu bột rong nho xay ở các chế độ khác nhau… ……… ………48

Bảng 3.7 Kết quả kiểm tra vi sinh sản phẩm bột rong nho………53

Bảng 3.8 Kết quả xác định sự biến đổi thành phần hóa học giữa mẫu rong trước khi xay và bột rong nho………54

Bảng 3.9 Thành phần hóa học bột rong nho………55

LỜI MỞ ĐẦU Rong biển là loại thực vật biển quý giá được dùng làm nguyên liệu chế biến

thành các sản phẩm có giá trị trong thực phẩm và công nghiệp Trong đó, rong nho

biển (Caulerpa lentillifera) là loại rong giàu dinh dưỡng và có giá trị kinh tế rất cao

Thành phần hóa học của rong nho rất giàu các loại vitamin A, C (lần lượt là 0,5185 và 1,618mg/kg rong nho tươi), các nguyên tố vi lượng cần thiết trong đó hàm lượng iot rất cao (19,0790mg/kg rong tươi), K (0,034%), Ca (0,0437%), Fe…Ngoài ra trong rong nho còn chứa protein (chiếm 7,4%), lipid (1,2%), mặc dù hàm lượng protein không vượt trội song rong nho cũng có chứa khoảng 20 acid amin, trong đó có 10 loại acid amin cần thiết cho con người như His, Leu, Met, Phe, Thr, Trp, Val, Glu, Asp…

Đặc biệt, rong nho là nguồn tài nguyên giàu hoạt chất sinh học với các hoạt tính sinh học phong phú và đa dạng như chống oxy hóa, kháng khuẩn, kháng nấm, một số chất trong rong nho có thể hạn chế và ngăn chặn sự phát triển của tế bào ưng thư, làm giảm choleserol…

Các sản phẩm từ rong nho rất đa dạng như: rong nho tươi, rong nho khô nguyên thể, bột rong nho, rong nho muối, rong nho đóng hộp, nước giải khát từ rong nho…Trong đó, bột rong nho là một trong các sản phẩm rất được ưa chuộng trên thị trường nhất là thị trường Nhật Bản Bột rong nho được người Nhật sử dụng thường xuyên trong bữa ăn hàng ngày như một phụ gia bổ sung vào các loại thực phẩm lỏng như cháo, súp, canh….Để sản xuất bột rong nho có giá trị dinh dưỡng cao, giữ được đặc tính vốn có, hạn chế được các biến đổi về thành phần hóa học của rong tươi ban đầu, nâng cao chất lượng của sản phẩm bột rong nho là điều rất cần thiết vì các thành phần trong rong như vitamin C, A, protein, các chất chống oxi hóa…rất dễ bị biến đổi trong điều kiện môi trường đặc biệt là điều kiện nhiệt độ cao Vì vậy, cần nghiên cứu chế biến bột rong Nho đặc biệt là quá trình xay nghiền rong nho khô thành bột Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, tôi được giao thực hiện đề

tài “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến bột rong nho khô”

Nội dung đề tài:

1 Xác định các thông số thích hợp cho quá trình sản xuất bột rong nho

2 Đề xuất quy trình hoàn thiện chế biến bột rong nho

3 Sản xuất thử bột rong nho và thử nghiệm bảo quản bột rong nho

Do thời gian nghiên cứu có hạn nên đề tài chắc sẽ còn hạn chế, kính mong nhận đƣợc sự góp ý của quý thầy cô và bạn bè để bài báo cáo đƣợc hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN

1.1 GIỚI THIỆU VỀ RONG BIỂN

Rong biển hay tảo biển có tên khoa học là marine-algae, marine plant hay seaweed Rong biển thực vật thủy sinh có đời sống gắn liền với nước Chúng có thể

là đơn bào, đa bào sống thành quần thể Chúng có kích thước hiển vi hoặc có khi dài hàng chục mét Hình dạng của chúng có thể là hình cầu, hình sợi, hình phiến lá hay hình thù rất đặc biệt Sản lượng hằng năm các đại dương cung cấp cho trái đất hàng 200 tỷ tấn rong Nhiều nhà khoa học cho rằng trên 90% carbon tổng hợp hằng năm nhờ quang hợp trong môi trường lỏng, trong đó có 20% do rong biển tổng hợp nên

Rong biển sống ở biển, hấp thụ một lượng thức ăn phong phú chảy trôi dạt từ lục địa ra, rong có nhiều tính chất không giống thực vật trên cạn Một số yếu tố sinh thái đối với động vật trên cạn là rất quan trọng, song đối với rong biển lạ không quan trọng như độ ẩm của không khí, lượng mưa Nhưng các yếu tố sinh thái biển

có ảnh hưởng đến đời sống rong biển như: địa bàn sinh trưởng, nhiệt độ, ánh sáng,

độ muối, độ pH, muối dinh dưỡng, khí hòa tan, mức triều, sóng, gió, hải lưu

Giá trị dinh dưỡng của rong biển là cung cấp đầy đủ các khoáng chất đặc biệt

là các nguyên tố vi lượng, các axit amin cần thiết cho cơ thể, các loại vitamin (đặc biệt là thuộc nhóm A, C, B, E…), các carbohydrate đặc trưng (mono-, olygo- và polysacaride và các chất hoạt tính sinh học (lectin, sterols, antibiotices…) có lợi cho sức khỏe và có khả năng phòng bệnh tật (huyết áp, nhuận tràng, béo phì, đông tụ máu,…) Vì vậy ngày nay rong biển được xếp vào loại thực phẩm chức năng (functional food) và ngày càng được sử dụng rộng rãi trên thế giới

Nhật Bản là nước có các nhà khoa học có trình độ chuyên môn cao trong phân loại rong Do vậy các nhà khoa học Nhật Bản cũng là người đề xuất cho việc sắp

xếp hệ thống phân loại rong của chi Gracilaria (Yamamoto, 1078), chi Prionitis (Halymeniaceae) (Kawaguchi, S, 1989), bộ Fucales (Yoshida, T, 1983, bộ

Gigartineles (Masuda, M, 1997) Ở Trung Quốc có một số công trình nghiên cứu của T.sengC.K, Zhang junfu, Xia Bang mei…về các loại rong biển

Từ những năm 1870 rong biển đã được quan tâm, người ta điều chế xà phòng

từ các chất K2O, Na2O lấy từ rong biển (rong nâu), nền công nghiệp rong biển phát triển từ đó Nhưng khi công nghiệp chế biến xút (NaOH) ra đời, người ta dùng xút

để điều chế xà phòng thay cho K2O, Na2O Nền công nghiệp chế biến rong biển giảm xuống từ đó

Năm 1812, người ta phát hiện rong Nâu co chứa Iod, từ đó người ta dùng nguyên liệu rong nâu để điều chế Iod Vì vậy công nghiệp chế biến rong biển lại phát triển ở các nước Châu Âu Đến năm 1872, Na Uy tìm thấy Iod trong khoáng sản, lượng Iod ở đây nhiều , dễ lấy, giá thành hạ Từ đó người ta không dùng Iod để điều chế Iod nữa, công nghiệp chế biến rong biển lại giảm Ngày nay, người ta phát hiện rằng Iod trong rong biển có giá trị sinh học, dược học cao bởi lẽ là Iod hữu cơ rất có giá trị dược học với con người

Năm 1914-1915, Mỹ, Đức dùng rong Nâu để điều chế KCl, than hoạt tính, công nghệ rong biển lại phát triển ở các nước này Vài năm sau, năm 1921 người ta tìm thấy nguyên liệu có thể thay thế rong biển

Năm 1930, công nghệ chế biến các chất như: Alginate, Mannitol, Agar phát triển mạnh và ngày càng ứng dụng nhiều trong thực tế Từ đó đến nay chế biến rong biển vẫn đang trong thời kỳ phát triển mạnh mẽ, đặc biệt là các nước Nhật Bản, Mỹ, Trung Quốc.[1]

1.2 MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ RONG NHO

1.2.1 Giới thiệu chung về rong nho

- Rong nho

Rong nho có tên khoa học là Caulerpa lentilifera thuộc bộ rong Cầu lục

Caulerpales, ngành rong Lục Chlorophyta Các tên gọi khác của rong nho

: Umibudou (Nhật), Green Caviar (Philippines) Do hình dạng và có giá trị cao,

chúng còn được gọi là trứng cá Hồi xanh (green Caviar) hoặc Nho biển (sea grapes)

Rong nho có màu xanh trong , gồm có phần thân bò, thân đứng, nhánh và các khối cầu (ramuli 0) Phần thân bò có hình trụ tròn, đường kính 1-2mm Trên than bò mọc ra nhiều than đứng, trên thân đứng mọc ra nhiều nhánh nhỏ, tận cùng là các khối cầu (ramuli), giống quả nho với đường kính 1,5-3mm, mọc dày kín xung quanh các than đứng Đây là phần có giá trị sử dụng Trên than bò có nhiều “rễ giả”

phân nhánh thành từng chùm như long tơ, bám sâu vào đáy bùn

Tập tính: Nhiệt độ thích hợp để rong nho phát triển là 22oC- 28oC, dưới 22oC rong nho có thể ngừng phát triển Độ mặn: 30‰ trở lên, pH: 7,5 – 8 và tránh ánh nắng trực tiếp từ mặt trời Rong nho tăng trưởng khá nhanh, sau 25- 30 ngày là có thể thu hoạch Kích thước thương phẩm từ 5cm trở lên

Phân bố: Rong Nho là loại rong lục phân bố ở vùng biển ấm Thái Bình Dương như: Philippin, Java, Bikini…và những vùng vịnh kín song, nền đáy bằng phẳng Rong Nho thường phân bố từ vùng triều thấp đến sâu 8m, tuy nhiên tại Bikini (Micronesia) do nước rất trong chúng phân bố đến 40m [3]

Hình 1 1 Rong Nho

Rong Nho sinh sản chủ yếu bằng hình thức sinh sản sinh dưỡng Các bộ phận ding dưỡng của rong (thân bò và thân đứng), đều có thể sinh trưởng và phát triển thành tản rong mới Nhưng nuôi trồng hiện nay tại hai tỉnh Khánh Hòa và Bình Thuận đã sử dụng các đoạn rong dài từ 10-20cm (gồm cả thân đứng và thân bò), rong phát triển rất tốt và cho năng suất cao

Rong nho biển phát triển mạnh tại Philippines, sau đó du nhập vào Nhật Bản

và được người Nhật trồng, chế biến thức ăn như một loại rau xanh từ năm 1986 Năm 2004, loài rong này được du nhập và nuôi trồng thử nghiệm tại Việt Nam Đồng thời tiến hành đề tài “Nghiên cứu các đặc trưng sinh lý của loài rong nho biển

Caulerpa lentillifera (J.Agardh 1873) có nguồn gốc nhập nội từ Nhật Bản làm cơ sở

kỹ thuật cho nuôi trồng” [6]

Năm 2006, các nhà khoa học Viện Hải dương học Nha Trang cũng đã tìm thấy rong nho tại đảo Phú Quý (Phan Thiết) Tuy nhiên kích thước của nó lại rất nhỏ, bằng 1/3 - 1/4 so với loài rong có nguồn gốc ở Nhật Bản Đến năm 2007 thì nuôi trồng loại rong này thành công trong điều kiện của Việt Nam

Rong nho mọc trên nền đáy là đất bùn cát, tại vùng biển có độ mặn cao, ở những vùng vịnh kín sóng, nước trong Rong nho chỉ phát triển ở nhiệt độ nóng, với nhiệt độ dưới 200C, rong nho có thể ngừng phát triển Rong nho có khả năng tăng trưởng rất nhanh, mỗi ngày dài thêm 2cm Trong môi trường nhiều chất hữu cơ, rong Nho càng phát triển mạnh Sau 2 tháng nuôi trồng, rong nho có thể thu hoạch Công đoạn xử lý sau thu hoạch chủ yếu là giữ rong Nho đạt được độ cứng Khi thu hoạch, rong nho cần rửa sạch nước biển, cắt bỏ phần nhánh và rễ Phần giống như chùm nho để đạt thành thương phẩm, phải có chiều dài trên 5cm Rong tươi có thể lưu hành trên thị trường trong 5 ngày đến 1 tuần Ngoài lợi ích tạo ra được nguồn thực phẩm bổ dưỡng có giá trị cao, trồng rong Nho còn có thể làm sạch môi trường nước bị ô nhiểm bởi các chất hữu cơ và mức độ ô nhiễm môi trường nước ở khu vực đó

Do nhu cầu tiêu thụ trên thế giới tăng nhanh trong những năm gần đây, cho nên cùng với khai thác tự nhiên, việc nuôi trồng loài rong này cũng đã phát triển ở

các nước Nhật Bản, Philipin, Thái Lan…Ở Việt Nam, Nguyễn Hữu Đại và các cộng

sự (Viện Hải Dương học) cũng đã tìm thấy chúng tại đảo Phú Quý (Bình Thuận), mọc rải rác xen kẽ ở gốc các loài rong lục khác, nhưng có kích thước khá nhỏ so với rong nuôi trồng hiện nay Trong những năm gần đây, rong Nho đã được du nhập vào Việt Nam và trồng với quy mô công nghiệp ở một số nơi như Phan Thiết tỉnh Bình Thuận, Ninh Hòa Cam Ranh tỉnh Khánh Hòa Rong Nho có tốc độ phát triển nhanh, mỗi đợt nuôi trồng từ 50 đến 60 ngày là thu hoạch nên rất thuận lợi trong kinh doanh [4]

-Thành phần của rong nho: (Theo kết quả phân tích của phòng Hóa phân

tích, phân viện khoa học vật liệu Nha Trang)

Rong nho có hàm lượng cao các khoáng đa lượng Ca, Mg, K, Na, P đặc biệt các khoáng đa lượng cần thiết cho người là Canxi (chiếm 2,1%) và Magiê (chiếm 1,2 %)

• Trong rong nho chứa nhiều khoáng vi lượng, trong đó có đầy đủ các khoáng

vi lượng cần thiết cho cơ thể con người, đặc biệt là Iod, Sắt, Kẽm, Đồng, Mangan, Coban, Fe và I đang được xem là 2 vi chất dinh dưỡng cần thiết cho cơ thể con người, phòng chống các rối loạn do thiếu 2 vi chất này (thiếu máu, bướu cổ, đần độn )

• Hàm lượng Iod trong rong nho (470µg.g-1) là rất cao (tương đương với hàm lượng Iod trong các loại rong mơ – Sargassum và cao hơn nhiều lần so với hàm lượng Iod trong các loại thực phẩm khác, kể cả trong thực phẩm có nguồn gốc từ biển như cá tươi : 2.4 µg.g-1 cá khô 13.6 µg.g-1, nước mắm : 9.5 µg.g-1, mắm ruốc 3-15 µg.g-1, muối hạt : 5.5 µg.g-1, rau cải xoong : 0.45 µg.g-1)

• Cùng với các khoáng đa và vi lượng khác, đặc biệt là Ca, P, Mn, Cu, Co, Zn,

… sẽ có tác dụng phòng và chống bệnh bướu cổ ở địa phương Vì bệnh bướu cổ xuất hiện không chỉ do thiếu lượng Iod cần thiết và còn do thiếu khác khóang đa và

vi lượng khác, đặc biệt là Ca, P, Mn, Cu, Co, Zn, … trong môi trường sống và thực phẩm

• Hydrat Carbon trong rong nho chủ yếu là đường Rammonse có tác dụng như Sulfat polysacharid nên giúp việc nhuận trường cũng như kháng khuẩn đường ruột, hấp thu các kim lọai độc hại trong cơ thể người và thải ra ngòai theo đường bài tiết

• Ngoài ra trong rong nho có chứa Protein ( Chiếm 7,4%), Lipid (1,2%) Mặc

dù có hàm lượng Protein không vượt trội, song trong rong nho, cũng như các loại rong biển khác, có chứa khoảng 20 axit amin, trong đó có 10 loại axit amin cần thiết cho con người như Histidine, Isoleusine, Leusine, Lysine, Methionine, Phenylalannne, Threonine, Trypthophan, Valine, và Glutamic acid, Aspartic acid…

• Hội đồng Philippin về nghiên cứu và phát triển nuôi trồng thủy sản và biển (PCAMRD), nước có lịch sử nuôi trồng và sử dụng rong nho cho thực phẩm lâu đời nhất (trên 40 năm), đang định hướng nuôi trồng rong nho xuất khẩu đã xác định rong nho là nguồn cung cấp Iod, Ca, Fe và Vitamin A,C cho cơ thể con người

• Căn cứ vào hàm lượng các khoáng chất trong rong nho và nhu cầu tối thiểu của cơ thể người thì mỗi ngày 1 người chỉ cần ăn khỏang 10-15g rong nho tươi là có

đủ lượng Iod cũng như các vi chất dinh dưỡng cần thiết [8]

Các nhà khoa học của Viện Hải dương học Nha Trang cũng đã phân tích thành phần hóa học của rong nho Mẫu rong nho đã được gửi đến Trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm (số 02 Nguyễn Văn Thủ, thành phố Hồ Chí Minh, tháng 9/2006) để kiểm nghiệm Kết quả như sau:

Bảng 1.1 Thành phần hóa học của rong Nho

Rong nho giúp phòng chống 1 số bệnh như thấp khớp và cao huyết áp, bệnh đường ruột,tiểu đường, huyết áp, Bướu cổ, Thiếu máu, Suy dinh dưỡng,…Nhuận trường kháng khuẩn: Giúp nhuận trường, kháng khuẩn đường ruột, hấp thụ kim loại độc hại trong cơ thể và thải ra ngoài qua đường bài tiết Chất Caulerparine trong rong nho kích thích ăn ngon miệng, có tác dụng diệt khuẩn và gây tê nhẹ

- Ứng dụng của rong nho biển

+ Lĩnh vực thực phẩm

Rong nho là thức ăn ngon, bổ dưỡng, trang trí đẹp trên những món ăn khác Chúng được ăn như một loại rau trong các món lẩu, có thể nấu canh hoặc ăn như rau ăn sống hay rau gia vị

Có thể chế biến thành các món như: Salad chay với Rong Nho: Với các món chay thường được cho là không đủ chất dinh dưỡng do thiếu chất sắt, canxi, kẽm, chất béo, đạm, rong nho mang lại một sức sống mới từ màu xanh tươi mát, mùi vị

hấp dẫn mà thành phần dưỡng chất phong phú; Rong Nho có thể dùng để ăn sống

ướp lạnh kèm với các loại nước sốt như mù tạt + xì dầu, mayonaise, sốt mè rang, muối tiêu chanh hoặc dùng Rong Nho để nấu lẩu, trộn salad, nấu chè, trộn gỏi, Cách dùng rong nho tươi: Rong nho tươi rửa bằng nước sạch và ngâm 10- 15 phút cho bớt mặn, và dùng như một loại rau xanh thông thường Để tránh vị tanh của biển nên ngâm rong trong nước có đá lạnh vài phút sẽ làm mất vị tanh, rong sẽ giòn ngon hơn (ăn bao nhiêu ngâm bấy nhiêu,vì rong sẽ bị teo lại sau 30phút).Nếu không có nước lạnh có thể ngâm trong nước thường vài giờ cũng làm rong bớt mùi tanh

Rong nho có thể dùng để ép thành nước uống rất mát và bổ dưỡng Cách làm: Rong rửa sạch,dùng máy xay sinh tố xay 50g-100g rong nho,lọc lấy nước ép Đối với người bị tiểu đường có thể uống ngay Hay có thể pha thêm đường hay mật ong tùy thích Dùng lâu ngày như một liệu pháp tốt cho sức khỏe…

Trên thị trường Việt Nam hiện nay đã xuất hiện một số sản phẩm làm từ rong nho như: nước uống từ rong nho, rong nho muối, rong nho đóng hộp…

Rong nho được dùng để xay thành bột để phối trộn vào thực phẩm như bánh tráng, bánh quy, bột dinh dưỡng cho trẻ em, dùng để nấu canh, súp, cháo…

+ Lĩnh vực mỹ phẩm

Chất Caulerparine giúp bảo vệ đường tiêu hóa, làm sạch các lỗ chân lông và

bề mặt da, chống lão hóa và chống béo phì…

Đặt biệt rong nho được dùng như một loại mỹ phẩm tự nhiên, làm đẹp da, và dùng làm nguyên liệu để massage toàn thân rất hiệu quả

Đối với môi trường nước: Ở những vùng nước bị ô nhiễm bởi những chất hữu

cơ thì sử dụng rong nho để làm sạch nước, giảm mức độ ô nhiễm rất nhanh vì rong nho có khả năng hấp thụ nhanh các chất hữu cơ.[5]

Giá cả của chúng tại thị trường Hà Nội, Tp Hồ Chí Minh từ 120.000 -150.000 đồng/kg rong tươi, tại Nhật Bản trên dưới 60 USD/kg, còn ở Philippines và Việt Nam nhập vào Nhật khoảng 10-15 USD/kg

1.2.2 Một số nghiên cứu về rong nho

- Trên thế giới

Theo Shokita 1991 thì tại Okinawa (Nhật Bản), nuôi trồng rong nho đã được tiến hành thí nghiệm từ rất sớm (1978) bằng hai hình thức nuôi chủ yếu là: nuôi treo bằng lưới hay nuôi lồng trên biển và nuôi đáy trong bể xi măng Tốc độ tăng trưởng của rong khác nhau nếu nuôi rong bằng các hình thức khác nhau Nếu nuôi treo bằng cách cột vào lưới tỷ lệ này là 62%, nếu nuôi đáy là 76% và nuôi lồng là 70% Trên cơ sở thí nghiệm của Shokita 1991 nói trên, rong nho đã được trồng đại trà thương phẩm tại Okinawa từ 1986, đây là nơi có điều kiện thích nghi bằng hình thức nuôi treo Ngoài ra để đạt năng suất cao nhất thì bè rong và lưới phải được làm

vệ sinh định kỳ Rong nho sẽ bị ảnh hưởng xấu bởi nồng độ muối thấp hơn 25ppt, vì vậy nên hạ thấp bè nuôi và các túi treo để tránh sự giảm độ mặn, đặc biệt sau mỗi cơn mưa lớn xảy ra

Từ những năm 60 ở Philippin, loài rong nho đã được nuôi trồng Hiện nay, tại đảo Mactan, tỉnh Cebu có khoảng 400ha nuôi rong nho Phương pháp nuôi trồng

phổ biến ở Philippin là nuôi đáy, phương pháp này đã cho kết quả rất tốt Năm

1982, khoảng 810 tấn rong tươi tại Philippin đã được xuất khẩu sang Nhật Bản và Đan Mạch [5]

Theo Yoshida (1998), hệ thống phân loại của rong Nho (Caulerpa lentillifera

J Agradh, 1873) được sắp xếp như sau: Ngành Chlorophyta, lớp Chlorophyceae, Wille in Warming, 1884, bộ Caulerpales, Fedmann, 1946, họ Caulerpaceae J

Agradh, 1873

- Ở Việt Nam

Theo kỹ sư Lê Bền ở xã Ninh Hải (Ninh Hòa - Khánh Hòa), Hội viên Hội Khoa học - Kỹ thuật (KH-KT) Khánh Hòa, Phó Giám đốc Công ty TNHH Trí Tín (Nha Trang) đã tìm ra cách trồng mới, đó là trồng kê sàn có lưới che Theo phương pháp này, rong được trồng trong những khay nhựa, lót nylon có chứa mùn cát dinh dưỡng Sau đó, các khay giống được kê trên kệ, sạp; dùng lưới tạo mái che di động

để chủ động điều tiết ánh sáng, nhiệt độ của nước biển; kết hợp với guồng đập tạo dòng chảy, tăng lượng ôxy Nhờ thế, rong có điều kiện hấp thụ được chất dinh dưỡng, có thể khắc phục được khí hậu nắng nóng và biến đổi thất thường ở Việt Nam

Sau khi thu hoạch, rong nho được nhặt thành từng đoạn nhỏ khoảng 6 - 7cm, cho vào bể nước lọc sạch chất bẩn Sau đó, cho vào máy quay ly tâm làm ráo nước

và chọn những cọng đạt chất lượng để đóng gói [4]

Năm 2004, phòng thực vật biển thuộc Viện Hải Dương học Nha Trang đã di nhập nguồn giống rong nho từ Nhật Bản, tiến hành nuôi, tạo giống trong phòng thí nghiệm Đồng thời, tiến hành đề tài “Nghiên cứu các đặc trưng sinh lý, sinh thái của

loài rong nho Caulerpa lentilifera (J.Agardh 1873) có nguồn gốc nhập nội từ Nhật

Bản làm cơ sở cho kỹ thuật nuôi trồng” (Nguyễn Xuân Hòa và cộng sự, 2004) Năm 2005, phòng thực vật biển- Viện Hải Dương học Nha Trang tiếp tục tiến

hành đề tài “ thử nghiệm nuôi trồng rong nho biển Caulerpa lentilifera (J.Agardh

1873) ở điều kiện tự nhiên”

Từ năm 2006, Phòng Thực vật biển đã thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học

cấp bộ “ Cơ sở khoa học cho việc phát triển nuôi trồng rong nho biển Caulerpa lentilifera (J.Agardh 1873) ở Việt Nam” Đề tài đã được cán bộ Viện Hải Dương

học Nha Trang nuôi trồng thành công tại Cam Ranh, Hòn Khói-Ninh Hòa

Nghiên cứu một số đặc điểm sinh lý, sinh thái về rong nho của Viện Hải Dương học Nha Trang đã cho thấy trọng lượng nuôi rong ban đầu từ 100-200g tươi/m2 là phù hợp cho việc nuôi trồng thương phẩm Tốc độ sinh trưởng của rong nho có giá trị cao nhất khi nuôi rong trên nền đáy xốp là bùn pha cát Tốc độ sinh trưởng có thể đạt 2,59%/ngày (trong điều kiện ánh sáng, nhiệt độ và độ mặn phù hợp) Độ mặn tốt nhất là 330/00 Nhu cầu ánh sáng đối với rong nho là không cao, rong sinh trưởng và phát triển tốt trong khoảng cường độ ánh sáng khá rộng từ 50-250µmol.s-1.m-2 Ở cường độ ánh sáng mạnh (500µmol.s-1.m-2) sự sinh trưởng thấp và năng suất thấp Khi nhiệt độ tăng đến 340C cường độ quang hợp của rong giảm Các nhà khoa học của Viện Hải Dương học Nha Trang cũng đã thử nghiệm nuôi trồng trong ao đìa tự nhiên, rong phát triển tốt, tốc độ sinh trưởng đạt 2,99%/ngày với mức nguồn giống ban đầu là 100g/m2

Ngoài ra, mẫu rong tươi nuôi trong ao đìa tại Cam Ranh tháng 7/2007 và mẫu nước biển nơi nuôi cũng đã được phòng Thủy địa hóa, Viện Hải Dương học phân tích và cho thấy rong nho không tích lũy kim loại nặng từ môi trường nước Đặc điểm sinh lý này hoàn toàn khác hẳn so với các loài cỏ biển (seagrasse) Kết quả cũng cho thấy rong được nuôi trồng trong môi trường nước chưa đạt mức cho phép TCVN về chất lượng nước đã cho sản phẩm rong nho có các chỉ tiêu về kim loại nặng thấp hơn mức cho phép và vệ sinh an toàn thưc phẩm của bộ y tế, 1998 [5]

1.3 GIỚI THIỆU VỀ KỸ THUẬT SẤY

1.3.1 Khái niệm chung về sấy

Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cung cấp cho nó một lượng nhiệt, nhiệt được cung cấp nhằm thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Nung nóng vật liệu sấy từ độ ẩm ban đầu đến nhiệt độ bầu ướt tương ứng với môi trường không khí xung quanh

- Vận chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra các lớp bên ngoài

- Vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt của vật liệu sấy vào môi trường không khí Mục đích của quá trình sấy:

- Chế biến: dùng phương pháp sấy để chế biến các mặt hàng ăn liền

- Vận chuyển dễ dàng: Do khi tách bớt ẩm ra khỏi vật liệu thì quá trình vận chuyển sẽ đơn giản và giảm chi phí rất nhiều

- Kéo dài thời gian bảo quản: do giảm lượng nước tự do trong thực phẩm là môi trường không thuận lợi cho vi sinh vật và enzym hoạt động

Yêu cầu của sản phẩm sấy:

Sản phẩm đạt độ ẩm yêu cầu là Wyc>=Wth độ ẩm cuối cùng của sản phẩm sấy phải đạt Wc=17-18%, phải đồng đều về độ ẩm và trạng thái, ít biến đổi so với tính chất ban đầu (cấu trúc, cảm quan, hàm lượng chất dinh dưỡng) hoặc khả năng phục hồi tính chất ban đầu [2]

1.3.2 Cơ chế thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy

Quá trình thoát ẩm ra khỏi vật liệu trong quá trình sấy được chia làm 2 giai đoạn:

- Quá trình khuếch tán nội

Là quá trình dịch chuyển ẩm từ lớp bên trong ra bề mặt của vật ẩm Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch nồng độ ẩm giữa các lớp bên trong và các lớp

bề mặt Ẩm dịc chuyển từ nơi có nhiệt độ cao đến nơi có nhiệt độ thấp Vì vậy phụ thuộc vào phương pháp sấy và thiết bị sấy mà dòng ẩm dịch chuyển dưới tác dụng của nồng độ và dòng ẩm dịch chuyển dưới tác dụng của nhiệt độ có thể cùng chiều hoặc ngược chiều nhau

Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển cùng chiều vói nhau sẽ làm thúc đẩy quá trình thoát ẩm, rút ngắn thời gian sấy Nếu hai dòng ẩm dịch chuyển ngược chiều nhau sẽ kìm hãm quá trình thoát ẩm, kéo dài thời gian sấy

- Quá trình khuếch tán ngoại

Là quá trình dịch chuyển ẩm từ lớp bề mặt của lớp vật liệu sấy vào môi trường không khí xung quanh Động lực của quá trình này là do sự chênh lệch áp suất hơi trên bề mặt của vật ẩm và áp suất riêng phần hơi nước trong môi trường không khí

- Mối quan hệ giữa quá trình khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có mối quan hệ chặt chẽ với nhau, quá trình khuếch tán nội là động lực của quá trình khuếch tán ngoại và ngược lại, quá trình khuếch tán ngoại là động lực cho quá trình khuếch tán nội Tức là khi quá trình khuếch tán ngoại được tiến hành thì quá trình khuếch tán nội mới có thể được tiếp tục và như vậy độ ẩm của nguyên liệu mới được giảm dần Tuy nhiên trong quá trình sấy ta phải làm sao cho hai quá trình này được cân bằng với nhau tránh trường hợp quá trình khuếch tán ngoại lớn hơn quá trình khuếch tán nội, vì khi đó sẽ làm cho lớp sản phẩm bề mặt trở nên khô cứng, hạn chế sự thoát ẩm Khi xảy ra hiện tượng đó ta khắc phục bằng cách sấy gián đoạn (quá trình ủ ẩm), mục đích là thúc đẩy quá trình khuếch tán nội

1.3.3 Phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

1.3.3.1 Giới thiệu về sấy bức xạ hồng ngoại

Sấy bức xạ hồng ngoại là phương pháp sấy vật liệu ẩm bằng nguồn nhiệt hồng ngoại Năng lượng các tia hồng ngoại xuyên vào và hấp thụ trong thể tích vật liệu thay đổi trường nhiệt độ

Tia hồng ngoại có bước sóng 0,76:340µm phát ra tai bức xạ mà vật liệu ẩm

có khả năng hấp thụ nhiều, nhưng việc chọn nguồn bức xạ để sấy cần liên hệ đến đặc tính quang phổ của vật liệu sấy và các yếu tố công nghệ vật liệu

Khi vật liệu quá ẩm thì khả năng phản xạ của các tia có thể mạnh hơn khả năng hấp thụ thì phải thay đổi khoảng cách bước song cho thích hợp

Nhiệt độ của vật phát có thể tính theo công thức:

Dựa vào max cóthể tính được bước sóng cần thiết dùng để sấy

Qua thực nghiệm cho thấy các tia hồng ngoại có bước sóng 3:12µm thì có khả năng hấp thụ của vật liệu là lớn nhất

Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại

Vật liệu sấy khô trong công nghiệp thực phẩm thường được cấu tạo chủ yếu bởi các chất hữu cơ và nước, phổ hấp thụ năng lượng bức xạ của nước và các chất hữu cơ là khác nhau

Ở mỗi bước sóng xác định, chất hữu cơ sẽ trở thành vật trong suốt không hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại mà nước sẽ trở thành “vật đen” hấp thụ năng lượng bức xạ hồng ngoại tối đa Do khi chiếu bức xạ hồng ngoại có bức sóng nằm trong khoảng 2,3: 3,5µm tương ứng với bước sóng mà nước có thể hấp thụ tối đa năng lượng bức xạ Kết quả là các phân tử nước sẽ dao động mạnh tạo ma sát và sinh nhiệt lớn

Mặt khác, dưới tác dụng của năng lượng bức xạ, phân tử nước dễ dàng bị phân ly thành ion H+ và OH- nên làm cho ẩm trong vật liệu sấy thoát ra rất nhanh Lúc này, chiều chuyển động của dòng ẩm trùng với chiều chuyển động của dòng nhiệt (từ trong vật liệu sấy đi ra ngoài bề mặt) làm tăng quá trình khuếch tán nội, điều này trái ngược hẳn với các phương pháp gia nhiệt thông thường là dòng nhiệt

di chuyển từ bề mặt vật liệu vào trong tâm vật liệu, còn ẩm thì di chuyển từ trong vật liệu ra ngoài bề mặt

Ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại

+ Sản phẩm thu được trong quá trình sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại ít bị tổn thất về chất lượng, mùi vị, hàm lượng các vitamin được bảo toàn đồng thời sản phẩm được đảm bảo về mặt vệ sinh thực phẩm tốt

+ Màu sắc, mùi vị, các vitamin được đảm bảo không bị thất thoát trong quá trình bảo quản sản phẩm

+ Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại cho phép tiết kiệm cả thời gian lẫn năng lượng Phương pháp này hoàn toàn không gây nguy hiểm và không sử dụng hóa chất độc hại

+ Được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp: sấy các loại hạt, rau, quả để bảo quản và gieo trồng Nhất là trong lĩnh vực chế biến thủy sản dùng để sấy tôm và các mặt hàng có giá trị kinh tế cao Trong y học dùng để sấy các đối tượng như enzym, mô động vật, máu, protein đảm bảo được tính chất, vệ sinh cao

+ Gredien nhiệt độ và độ ẩm ở lớp sát bề mặt là cùng chiều, do đó tăng cường tốc độ khuếch tán nội dẫn đến tốc độ sấy tăng, tránh được quá nhiệt cục bộ và làm khô bề mặt sản phẩm trong quá trình sấy

+ Bức xạ hồng ngoại là một phương pháp gia nhiệt sạch, an toàn, vô hại đối với người và môi trường

+ Dễ dàng điều khiển theo khu vực hiệu suất sử dụng nhiệt cao

Nhược điểm

Khả năng xuyên thấu kém 7-30mm nên chỉ thích hợp sấy các sản phẩm có kích thước nhỏ, mỏng và ở dạng rời, không thích hợp cho các sản phẩm có chiều dày lớn hơn 50mm

1.3.3.2 Sấy đối lưu lạnh

Khái niệm sấy lạnh

Sấy lạnh là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu sấy bằng cách dùng không khí lạnh đã qua dàn lạnh có độ ẩm thấp hơn nhưng không gia tăng nhiệt độ của tác nhân sấy

Nguyên lý sấy đối lưu lạnh

Không khí được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ điểm đọng sương để ngưng tự

ẩm Sau đó nung nóng để giảm độ ẩm tương đối và nhiệt độ không cao để tránh biến tính sản phẩm thông qua các thanh điện trở Sau khi thu ẩm từ sản phẩm không khí lại được tuần hoàn về dàn lạnh để tách ẩm và tiếp tục các bước trên

Ưu điểm của sấy lạnh

+ Hiệu suất năng lượng cao hơn cùng với hiệu suất thu hồi nhiệt được cải thiện dẫn đến việc tiêu thụ năng lượng ít hơn cho mỗi đơn vị nước bay hơi

+ Nhiệt độ sấy thấp nên chất lượng sản phẩm được đảm bảo tương đối tốt, bảo

vệ được màu sắc, mùi vị và các vitamin

+ Kiểm soát môi trường tốt đối với các sản phẩm có giá trị cao và giảm tiêu thụ điện đối với sản phẩm có giá trị thấp

+ Có khả năng tự động hóa cao

Nhược điểm

+ Thiết bị đắt tiền

+ Đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên (máy nén, lọc môi chất cho hệ thống, máy lạnh)

1.3.3.3 Sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Mỗi phương pháp đều có ưu điểm vượt trội, kết hợp 2 phương pháp để làm tăng tốc độ khuếch tán nội, khuếch tán ngoại do đó tăng tốc độ sấy, giảm được thời gian sấy

Nguyên lý hoạt động của Sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Không khí đi qua dàn lạnh được làm lạnh tách ẩm, nước ngưng tụ được thải ra ngoài Không khí trước khi được quạt ly tâm thổi vào tủ được nung nóng sơ bộ nhờ giàn nóng để không khí giảm đi độ ẩm Sau đó không khí được thổi vào tủ sấy, tại đây không khí tiếp tục nhận nhiệt từ bức xạ đèn hồng ngoại và nóng lên làm độ ẩm tương đối giảm đi Không khí có độ ẩm thấp tiếp xúc với vật liệu sấy để lấy ẩm đi Còn bức xạ từ đèn hồng ngoại chiếu lên sản phẩm để nung nóng nước trong sản phẩm, nước dịch chuyển ra bề mặt sản phẩm, hóa hơi và được không khí mang đi Không khí sau khi nhận ẩm từ nguyên liệu được quạt ở trên hút ra ngoài [5]

1.3.4 Khái quát về quá trình nghiền

Nghiền nhỏ là quá trình chia nhỏ thực phẩm bằng cách tác động lên thực phẩm các lực: nén, cắt và va đập Quá trình nghiền nhỏ sẽ làm tăng tỷ số diện tích bề mặt

và thể tích của thực phẩm Tùy vào bản chất, kích thước, cấu trúc nguyên liệu mà sử dụng thiết bị nghiền phù hợp thì mới đảm bảo yêu cầu hiệu suất cao Dựa vào máy móc thiết bị người ta phân ra thành các dạng sau:

+ Máy nghiền răng:

Nguyên tắc: Sử dụng hai đĩa trên đĩa có gắn các răng nghiền hình tròn hoặc hình vuông Khi đĩa quay, nguyên liệu đi vào từ không gian giữa hai đĩa sẽ bị va đập vào các răng và bị vỡ ra Nguyên liệu thích hợp cho máy nghiền răng là sản phẩm ở dạng khô và giòn như gạo, cà phê, hạt tiêu, hạt điều…

+ Máy nghiền đĩa:

Nguyên tắc: Thực phẩm được đưa vào khoảng không gian của hai đĩa, khi đĩa quay, dưới tác dụng của lực nén trượt, thực phẩm bị nghiền nhỏ và chuyển động ra bên ngoài vành đĩa Máy nghiền đĩa được sử dụng để nghiền các vật liệu khô hoặc

ẩm ướt như: gạo, đậu nành, bánh men hoặc nguyên liệu dạng ẩm ướt

+ Máy nghiền búa:

Nguyên lý: Nguyên liệu sẽ bị va đập, chà xát với các búa và thành trong của máy Nguyên liệu bị va đập nhiều lần cho đến khi nhỏ hơn kích thước lỗ sàng và đi

ra ngoài Muốn nghiền được vật liệu thì tác động búa lớn hơn lực để phá vỡ nguyên liệu Do đó máy nghiền búa phù hợp với các nguyên liệu khô và dòn như các hạt ngũ cốc: cà phê, gạo, bột cá, đường, muối…

+ Máy nghiền trục:

Nguyên lý: Nghiến nát nguyên liệu khi nó đi qua khe hẹp của hai trục nghiền Nguyên liệu có thể bị nghiền một lần, hai lần, ba lần…qua các cặp trục khác nhau Sản phẩm đem nghiền có thể là khô và ướt như bột mỳ, bột ngô, nghiền malt đại mạch trong sản xuất bia, nghiền bột bán thành phẩm, cán mỏng sản phẩm…

+ Máy nghiền cắt:

Nguyên tắc dựa vào cánh quạt trong máy quay với tốc độ cao, cánh quạt được trang bị với tấm cắt đặt biệt giúp cắt nhỏ nguyên liệu Sử dụng đối với các loại thực phẩm dạng sợi, hỗn hợp mềm

Do tính chất của nguyên liệu rong nho khô là dai, mềm nên lựa chọn thiết bị máy nghiền cắt [4]

1.3.5 Các quá trình biến đổi của rong nho nguyên liệu sau khi thu hoạch

- Quá trình phá vỡ cấu trúc cây rong và phân giải các hợp chất keo rong

polymer Glucozide

Trên rong biển thường chứa 20 loại vi sinh vật khác nhau, có loại chuyên phân hủy keo rong (Agar, Alginic) Các loại vi sinh vật này rất thích nghi với sự có mặt của các muối có trong thành phần nước biển Khi cây rong còn sống nó tạo ra các Antibiotic để chống lại hoạt động của các loại vi khuẩn này Khi cây rong đã chết không còn khả năng trên, vi sinh vật sẽ xâm nhập vào than cây rong và phá hủy tế bào của nó, phân hủy các chất keo rong Nếu cứ để môi trường nước biển bám trên cây rong thì càng làm cho vi sinh vật nhanh chóng phá hủy cây rong trong thời gian ngắn Đồng thời trong rong biển còn chứa các enzym đặc hiệu có khả năng thủy phân các chất polymer keo rong thành các thành phần đơn giản, đặc biệt chúng hoạt động trong điều kiện độ ẩm cao và làm cho tế bào rong bị phá hủy Hiện tượng này còn gọi là tự phân của tế bào cây rong

Tác hại của quá trình biến đổi này là làm cho chất lượng keo rong giảm, cụ thể

là do độ nhớt của keo rong giảm do kích thước phân tử keo rong ngắn hơn

- Sinh nhiệt do hô hấp tế bào

Sau khi vớt rong lên khỏi mặt nước, rong biển vẫn tiếp tục hô hấp trong một thời gian nữa Quá trình hô hấp tế bào sẽ sinh ra lượng nhiệt làm cho khối rong nóng lên nếu không chú ý tải nhiệt cho khối rong Khi nhiệt tỏa ra làm cho nhiệt độ tăng cao sẽ góp phần tích cực vào quá trình phá hủy tế bào và các hợp chất polymer

- Quá trình thối rữa

Sau quá trình phá hủy cấu trúc và thủy phân các hợp chất keo rong là quá trình phân hủy tiếp tục các chất trong rong biển như Agar, Alginate, cellulose, protein…Tạo thành các hợp chất phân hủy thối rửa [1]

1.3.6 Giới thiệu một số phương pháp nghiên cứu hoạt tính chống oxi hóa 1.3.6.1 Sự hình thành các gốc tự do

Nguồn gốc hình thành các gốc tự do (OH.

, O2.-, NO. ,…) như tia UV, bức xạ

ion hóa, ô nhiễm không khí, hút thuốc, trao đổi chất, sự cháy, căng thẳng,… Các

gốc tự do là nguyên nhân gây tổn thương tế bào, protein, axit nucleic, DNA,… và dẫn tới các căn bệnh nguy hiểm như ung thư, lão hóa, tiểu đường, tim mạch…Do

đó, để tránh sự gây hại của các gốc tự do thì cần thiết phải loại bỏ chúng bằng cách

sử dụng các chất chống ôxi hóa bổ sung như vitamin A, vitamin C, vitamin E, polyphenol,…

1.3.6.2 Sự chống ôxi-hóa

Hình 1.2 Sự chống ôxi-hóa

Sự khử gốc tự do của chất chống ôxi hóa, trong đó các electron không ghép đôi của gốc tự do sẽ được nhận electron của chất chống ôxi hóa để tạo thành các electron ghép đôi bền vững

Có nhiều chỉ tiêu để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa, trong đó mỗi chỉ tiêu thể hiện một khía cạnh của hoạt động chống ôxi-hóa, như vậy nhiều chỉ tiêu sẽ phán ánh một quá trình chống ôxi-hóa tổng thể Một số chỉ tiêu thường được sử dụng

để đánh giá quá trình chống ôxi-hóa như sau: chống oxi hóa tổng, khử sắt, bắt gốc

tự do DPPH [8]

Phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa tổng

Chống oxi hóa tổng theo mô tả bởi Prieto et al (1999), lấy 100µl mẫu bổ sung 900µl nước cất và thêm 3ml dung dịch A Hỗn hợp được giữ 90 phút ở 950C Sau

đó đo bước sóng 695nm với chất chuẩn là acid ascorbic

CHƯƠNG II: NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 NGUYÊN VẬT LỆU

- Rong nho nguyên liệu

Rong nho biển (Caulerpa lentilifera) được mua tại các trại nuôi trồng rong

nho của PGS.TS Nguyễn Hữu Đại tại Cam Ranh, Khánh Hòa

- Sorbitol dạng nước-nồng độ 70%, các hóa chất dùng trong thí nghiệm xác định hoạt tính chống oxi hóa, vitamin C, protein được mua tại cửa hàng hóa chất Hoàng Trang (số 42, Hoàng Hoa Thám, TP Nha Trang)

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.2.1 Phương pháp phân tích hóa học

- Xác định hàm ẩm bằng phương pháp sấy

Nguyên lý: Dùng nhiệt độ cao làm bay hơi hết hơi nước trong rong nguyên liệu Cân khối lượng mẫu trước và sau khi sấy khô từ đó tính ra phần trăm nước có trong rong Chi tiết về phương pháp được trình bày tại phụ lục 1, mục 1

- Kiểm nghiệm đạm tổng số bằng phương pháp Kjeldahl

Dùng thiết bị chưng cất đạm bán tự động

Nguyên lý: Vô cơ hóa mẫu bằng H2SO4 đậm đặc có chất xúc tác đặc biệt, rồi dùng kiềm đặc mạnh: NaOH đẩy NH3 từ muối (NH4)2SO4 ra thể tự do NH3 được hấp thụ bởi H2SO4 tiêu chuẩn Sau đó định lượng H2SO4 tiêu chuẩn dư bằng NaOH tiêu chuẩn Chi tiết về phương pháp được trình bày tại phụ lục 1, mục 2

- Phương pháp xác định hoạt tính chống oxi hóa tổng

Chống oxi hóa tổng theo mô tả bởi Prieto et al (1999), lấy 100µl mẫu bổ sung 900µl nước cất và thêm 3ml dung dịch A Hỗn hợp được giữ 90 phút ở 950C Sau đó đo bước sóng 695nm với chất chuẩn là acid ascorbic Chi tiết về phương pháp được trình bày tại phụ lục 1, mục 3

- Xác định hàm lượng vitamin C

Cân 1g mẫu, giã nhỏ đối với rong nho sau khi sấy Sau đó cho vào 5ml HCl 5% khuấy đều, ủ ở điều kiện thường trong 10 phút rồi đem ly tâm tách lấy dịch Đổ dịch vào ống đong dẫn tới vạch 50ml bằng nước cất rồi khuấy đều Lấy 20ml dịch nghiền cho vào bình tam giác dung tích 100ml, chuẩn độ bằng dung dịch i-ốt 0,01N

có hồ tinh bột làm chất chỉ thị (5 giọt hồ tinh bột) cho tới khi có màu xanh xuất hiện Chi tiết tại phụ lục 1, mục 4

ăn sống)

Bảng 2.1 Quy định giới hạn cho phép vi sinh vật trong rau, quả và sản

phẩm rau, quả ăn sống

(*)Tính trên 25g hoặc 25ml đối với Salmonella

2.2.3 Phương pháp đánh giá cảm quan

Sử dụng hệ điểm 20 được quy định trong TCVN 3215-79

Bảng 2.2 Thang điểm cảm quan chuẩn

Bậc

đánh

giá

Điểm chưa có trọng số

Cơ sở đánh giá

Trong chỉ tiêu đang xét, sản phẩm có tính chất tốt đặc trưng và rõ rệt cho chỉ tiêu đó, sản phẩm không có sai lỗi và khuyết tật nào

2 4 Sản phẩm có khuyết tật nhỏ hoặc sai lỗi nhỏ hoặc cả hai

nhưng không làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm đó

Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai, số lượng và mức độ khuyết tật sai lỗi làm giảm giá trị cảm quan sản phẩm nhưng vẫn đạt tiêu chuẩn

Sản phẩm có khuyết tật hoặc sai lỗi hoặc cả hai, số lượng và mức độ khuyết tật sai lỗi làm cho sản phẩm không đạt mức chất lượng và quy định trong tiêu chuẩn nhưng còn xác nhận là bán được

Sản phẩm có khuyết tật và sai lỗi ở mức trầm trọng Không đạt mục đích sử dụng chính của sản phẩm đó song vẫn chưa coi là hỏng, sản phẩm đó không thể bán được nhưng sau khi tái chế vẫn có thể sử dụng được

6 0 Sản phẩm có khuyết tật và sai lỗi ở mức trầm trọng, sản

phẩm coi là hỏng không thể dùng được nữa

Dựa theo TCVN 3215-79 và dựa vào một số tài liệu tham khảo cùng với quá trình làm thí nghiệm, bảng đánh giá chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm bột rong được trình bày cụ thể ở phụ lục 2

2.2.4 Phương pháp bố trí thí nghiệm

2.2.4.1 Quy trình dự kiến sản xuất bột rong nho

Từ quy trình dự kiến sản xuất sản xuất bột rong nho, tôi sẽ tiến hành nghiên cứu các thông số kỹ thuật của công đoạn ly tâm, sấy, xay nghiền để xây dựng quy trình tối ưu cho quá trình sản xuất bột rong nho ( Các thông số kỹ thuật của các công đoạn còn lại tham khảo từ tài liệu [4])

Hình 2.1 Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất bột rong nho

Rong nho tươi

2.2.4.2 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số của quy trình

+ Xác định lượng nước tách ra trong quá trình ly tâm

Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định lượng nước tách ra trong quá

trình ly tâm

Giải thích sơ đồ:

Tiến hành 3 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm 150g rong nho tươi (rong nho tươi đã được rửa 3 lần bằng nước biển sạch và để ráo) đi nghiên cứu tách nước ra khỏi rong nho với lượng nước tách ra khác nhau: Mẫu 1 tách ra 5%; Mẫu 2 tách 10%; Mẫu 3

Đánh giá cảm quan các mẫu sau ly tâm, đánh giá cảm quan sản phẩm

sấy, độ ẩm mẫu rong nho khô, khả năng tái hydrat hóa và hoạt tính chống

oxy hóa tổng để chọn lượng nước tách ra tối ưu

tách 15% Theo khảo sát sơ bộ để tách được 5%, 10%, 15% lượng nước từ rong tiến hành ly tâm trong thời gian lần lượt là 1 phút, 3 phút và 9 phút Sau khi ly tâm tách nước ngâm sorbitol nồng độ 20%, thời gian 30 phút Tiếp tục chần rong ở nhiệt độ

850C trong 10 giây Sấy khô rong nho ở nhiệt độ 450C, tốc độ gió 2m/s trong thời gian 2.5h, đạt độ ẩm 17-18%

Trong quá trình nghiên cứu lấy mẫu đánh giá cảm quan các mẫu sau ly tâm, đánh giá cảm quan sản phẩm sấy, độ ẩm mẫu rong nho khô, khả năng tái hydrat hóa

và hoạt tính chống oxy hóa tổng để chọn lượng nước tách ra tối ưu

+ Đánh giá khả năng tái sử dụng lại dung dịch sorbitol

Để xác định số lần sử dụng lại dung dịch sorbitol, sử dụng mỗi thí nghiệm 50 gam rong tươi Rong được phân loại và rửa 3 lần bằng nước biển sạch, để ráo Sau

đó, ly tâm tách nước theo thông số xác định ở trên Pha dung dịch sorbitol 20% (Vdung dịch =VH2O + Vsorbitol ban đầu ) và đo độ Brix ban đầu của dung dịch, tiến hành

ngâm rong trong dung dịch sorbitol nồng độ 20% trong 30 phút

Sau khi ngâm, vớt rong để ráo nước và tiến hành đánh giá cảm quan Đo độ Brix của dung dịch sau khi ngâm, sau đó bổ sung từ từ sorbitol vào để đạt được độ Brix ban đầu (để dung dịch sorbitol đạt nồng độ 20%) và tiếp tục ngâm mẫu rong nho mới (50 gam) vào Lặp lại các thao tác như trên đến khi nào lượng sorbitol bổ sung vào nhiều hơn ½ lượng sorbitol ban đầu (V sorbitol bổ sung > ½ Vsorbitol ban đầu ) hoặc tính chất của sorbitol trong dung dịch bị thay đổi (tức là sorbitol không còn khả năng khuếch tán vào trong rong) thì dừng lại

+ Xác định chế độ sấy

Bố trí thí nghiệm tối ưu quá trình sấy rong nho được tiến hành theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm với 3 yếu tố ảnh hưởng là X1: Nhiệt độ sấy (0C), X2: Vận tốc gió (m/s), X3: Thời gian sấy (h) Khoảng giới hạn cận trên và cận dưới của

3 yếu tố được lấy từ tài liệu tham khảo [4] Hàm mục tiêu Y được chọn là độ ẩm, độ

ẩm cần đạt là Wc= 12-14%

Mô hình được chọn có dạng:

Y=b0 + b1 X1+ b2 X2+ b3 X3

X1Nhiệt độ sấy (0C)

X2Vận tốc gió (m/s)

X3Thời gian sấy (h)

Sau đó, chần ở 850C trong 10 giây Sấy khô rong nho với các thông số từ kết quả thí nghiệm xác định chế độ sấy Mẫu được sấy đến độ ẩm 12-14% Sử dụng rong nho khô đi nghiên cứu xay nghiền

Tiến hành 6 mẫu rong khô mỗi mẫu 10g, xay nghiền với chế độ như sau:

- Xay 1 lần

+ Mẫu 1: Đường kính rây bằng 2 mm (drây=2 mm)

+ Mẫu 2: Đường kính rây bằng 1 mm (drây=1 mm)

+ Mẫu 3: Đường kính rây bằng 0,5 mm (drây=0,5 mm)

Xay

Theo dõi thời gian xay, nhiệt độ bột rong, đánh giá cảm quan, hydrat hóa

bột rong để chọn chế độ xay tối ưu

+ Đánh giá khả năng tái hydrat hóa mẫu bột rong nho

Sử dụng 1g bột rong cho các thí nghiệm, ngâm nước ở nhiệt độ phòng Sau khi ngâm tiến hành cân khối lượng rong bằng cân kỹ thuật, các bước tiến hành như sau:

1- Dùng ống đong, đong 30ml nước sạch cho vào cốc thủy tinh 1

2- Cho 1g mẫu vào cốc nước

3- Sau 1 phút, đổ cốc chứa mẫu và nước vào phễu lọc có lót giấy lọc (phễu lọc được đặt trong cốc thủy tinh 2, giấy lọc đã được thấm nước và cân khối lượng (m1)) 4- Sau khi để ráo nước, cân giấy lọc và mẫu (m2) Tính khối lượng mẫu: m= m2-m1.5- Đổ nước trong cốc 2 vào ống đong, đọc thể tích nước (V1) Thể tích nước bột rong hút là: V= 30-V1

2.3 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ CHỦ YẾU SỬ DỤNG TRONG NGHIÊN CỨU

- Hóa chất: Các hóa chất sử dụng trong đề tài đều là các hóa chất tinh khiết do Merck-Đức hoặc hóa chất tinh khiết của Trung Quốc sản xuất: sorbitol, NaOH, H2SO4, HCl, dung dịch i-ốt chuẩn, NaOH 0.1N chuẩn, H2SO4 0.1N chuẩn, metyl

đỏ, phenolphtalein, hồ tinh bột, NaH3PO4, (NH4)6M07)O24…

- Dụng cụ, thiết bị:

Sử dụng các thiết bị hiện có tại phòng thí nghiệm do Anh, Mỹ, Đức sản xuất:

Tủ sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh, nhiệt kế, cân điện tử, cân phân tích, tủ lạnh, máy nghiền cắt, tủ sấy, máy đo UV, thiết bị chƣng cất đạm bán tự động…Các dụng cụ: Pipet, cốc thủy tinh, ống đong, …

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CỦA QUY TRÌNH CHẾ BIẾN BỘT RONG NHO KHÔ

3.1.1 Xác định lượng nước tách ra trong quá trình ly tâm

Tiến hành 3 thí nghiệm, mỗi thí nghiệm 150g rong nho tươi đi nghiên cứu tách nước ra khỏi rong nho với lượng nước tách ra khác nhau: Mẫu 1 tách ra 5%; Mẫu 2 tách 10%; Mẫu 3 tách 15% Theo khảo sát sơ bộ để tách được 5%, 10%, 15% lượng nước từ rong tiến hành ly tâm trong thời gian lần lượt là 1 phút, 3 phút và 9 phút Sau khi ly tâm tách nước ngâm sorbitol nồng độ 20% trong thời gian 30 phút Tiếp tục chần rong ở nhiệt độ 850C trong 10 giây Sấy khô rong nho ở nhiệt độ 450C, tốc

độ gió 2m/s trong thời gian 2.5h, đạt độ ẩm 17-18%

Trong quá trình nghiên cứu lấy mẫu đánh giá cảm quan các mẫu sau ly tâm, đánh giá cảm quan sản phẩm sấy, độ ẩm mẫu rong nho khô, khả năng tái hydrat hóa

và hoạt tính chống oxy hóa tổng số Kết quả đánh giá trình bày ở hình 3.1, 3.2, 3.3

Hình 3.2 Sự thay đổi tổng điểm cảm quan của rong nho sấy đƣợc ly tâm