Nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến măng tây khô

Nhưng để bảo quản măng tây được lâu trong quá trình vận chuyển và tiêu thụ thì đòi hỏi phải có biện pháp xử lí để kéo dài thời gian bảo quản mà không làm tổn thất nhiều hàm lượng dinh dư

- TRƯƠNG THỊ DIỄM MI

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MĂNG TÂY KHÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang

ThS Đỗ Thị Thanh Thuỷ

KHÁNH HÒA - 2014

- TRƯƠNG THỊ DIỄM MI

NGHIÊN CỨU HOÀN THIỆN QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MĂNG TÂY KHÔ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

KHÁNH HÒA - 2014

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành Đồ án này

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

Sự biết ơn sâu sắc nhất tôi xin được giành cho thầy: TS Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa 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 tốt nghiệp này

Xin cám ơn: ThS Đỗ Thị Thanh Thuỷ và ThS Nguyễn Thị Mỹ Trang đã cho tôi những lời khuyên quý báu, tận tình giúp đỡ tôi để công trình nghiên cứu được hoàn thành có chất lượng

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

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

Nha Trang, ngày tháng năm Sinh viên thực hiện

Trương Thị Diễm Mi

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT 3

1.1 TỔNG QUAN VỀ MĂNG TÂY 3

1.1.1 Nguồn gốc, đặc điểm của măng tây 3

1.1.2 Các giống măng tây 3

1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển 5

1.1.4 Cách thu hoạch và phân loại măng tây xanh 6

1.1.4.1 Cách thu hoạch 6

1.1.4.2 Cách phân loại 7

1.1.5 Thành phần dinh dưỡng của măng tây 8

1.1.6 Công dụng của măng tây 9

1.1.7 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước 10

1.1.7.1 Các nghiên cứu trên thế giới 10

1.1.7.2 Các nghiên cứu trong nước 11

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY 12

1.2.1 Lý thuyết về quá trình sấy 12

1.2.2 Đặc điểm của quá trình sấy 12

1.2.3 Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu 14

1.2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy 16

1.2.5 Phân loại quá trình sấy 17

1.2.5.1 Sấy khô tự nhiên 17

1.2.5.2 Sấy nhân tạo 18

1.2.6 Tổng quan về phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh 18

1.2.6.1 Giới thiệu sấy bức xạ hồng ngoại 18

1.2.6.1.1 Khái niệm bức xạ hồng ngoại 18

1.2.6.1.2 Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại 19

1.2.6.1.3 Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại 20

1.2.6.1.4 Cơ chế sấy khô bằng bức xạ hồng ngoại 21

1.2.6.2 Giới thiệu về sấy lạnh 22

1.2.6.2.1 Khái niệm sấy lạnh 22

1.2.6.2.2 Nguyên lý sấy đối lưu lạnh 23

1.2.6.2.3 Ưu và nhược điểm của sấy lạnh 23

1.2.6.3 Giới thiệu về phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 24

1.2.6.3.1 Mục đích của sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 24

1.2.6.3.2 Thiết bị sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 24

1.2.6.3.3 Nguyên lý hoạt động của tủ sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 24

1.2.7 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy 25

1.2.7.1 Những biến đổi cảm quan 25

1.2.7.2 Biến đổi về hoá học 25

1.2.7.3 Biến đổi hoá lý 26

1.2.7.4 Biến đổi hoá sinh 26

1.2.7.5 Biến đổi sinh học 26

CHƯƠNG II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 NGUYÊN VẬT LIỆU 28

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.2.1 Phương pháp phân tích hoá học 28

2.2.2 Phương pháp đánh giá cảm quan 31

2.2.3 Phương pháp phân tích vi sinh 31

2.2.4 Bố trí thí nghiệm 32

2.2.4.1 Quy trình dự kiến chế biến măng tây khô 32

2.2.4.2 Bố trí thí nghiệm xác định các thông số nghiên cứu 33

2.2.4.3 Bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khác đến chất lượng sản phẩm măng tây khô trong thời gian bảo quản 36

2.3 THIẾT BỊ VÀ HOÁ CHẤT 37

2.3.1 Thiết bị 37

2.3.2 Hoá chất 38

2.4 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 38

CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39

3.1 XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CƠ BẢN CỦA MĂNG TÂY 39

3.2 XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ THÍCH HỢP CHO QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MĂNG TÂY KHÔ 39

3.2.1 Xác định chế độ rửa măng tây 39

3.2.2 Xác định chế độ sấy măng tây 43

3.2.2.1 Xác định chế độ sấy măng tây ở vận tốc gió 1,5m/s 43

3.2.2.2 Xác định chế độ sấy măng tây ở vận tốc gió 2 m/s 45

3.2.2.3 So sánh chất lƣợng cảm quan của các mẫu măng tây sấy ở các chế

độ tối ƣu 48

3.2.3 Xác định khả năng tái hidrat hoá của sản phẩm 49

3.3 ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH CHẾ BIẾN MĂNG TÂY KHÔ VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM 50

3.4 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG SẢN PHẨM TRONG THỜI GIAN BẢO QUẢN 55

3.4.1 Xác định vật liệu bao gói măng tây khô 55

3.4.2 Xác định nhiệt độ bảo quản măng tây khô 57

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Ý KIẾN 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC - 1 -

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1: Thành phần dinh dƣỡng của măng tây 8

Bảng 2.1 Yêu cầu vi sinh đối với các sản phẩm rau quả sấy khô theo quyết định 46/2007/QĐ-BYT 31

Bảng 3.1 Kết quả phân tích độ ẩm của măng tây 39

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp tổng điểm cảm quan các chế độ sấy tối ƣu 48

Bảng 3.3 Khả năng tái hidrat hoá của các mẫu măng tây 49

Bảng 3.4 Kết quả phân tích vi sinh 53

Bảng 3.5 Kết quả đánh giá chất lƣợng cảm quan phần thân già của măng tây khô 53 Bảng 3.6 Kết quả đánh giá chất lƣợng cảm quan phần ngọn của măng tây khô 54

Bảng 3.7 Kết quả tính chi phí nguyênvật liệu 54

Bảng 3.8 Hoạt tính chống oxy hoá tổng của sản phẩm măng tây khô 55

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Hình ảnh măng tây xanh 4

Hình 1.2 Hình ảnh măng tây trắng 4

Hình 1.3 Hình ảnh măng tây tím 5

Hình 1.4 Hình ảnh vườn măng tây 6

Hình 1.5 Tủ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 24

Hình 2.1 Hình ảnh măng tây nguyên liệu 28

Hình 2.2 Phương trình đường chuẩn xác định hoạt tính chống oxy hoá tổngy = 0,006x – 0,0388, R2 = 0,9938 29

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí ngiệm xác định độ hút nước trở lại 30

Hình 2.4 Sơ đồ dự kiến chế biến măng tây khô 32

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ rửa tối ưu 34

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy tối ưu 35

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến chất lượng của sản phẩm măng tây khô trong thời gian bảo quản 36

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định sự ảnh hưởng của vật liệu bao gói đến chất lượng của sản phẩm măng tây khô trong thời gian bảo quản 37

Hình 3.1 Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hoá tổng của măng tây sau khi rửa bằng nước rửa khác nhau 40

Hình 3.2 Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hoá tổng của măng tây khô sản xuất từ măng tây tươi rửa bằng các dung dịch khác nhau 40

Hình 3.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tổng điểm cảm quan chung của phần thân già măng tây khô khi sấy ở cùng vận tốc gió 1,5m/s 43

Hình 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tổng điểm cảm quan chung của phần ngọn măng tây khô khi sấy ở cùng vận tốc gió 1,5m/s 44

Hình 3.5 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tổng điểm cảm quan chung của phần thân già măng tây khô khi sấy ở cùng vận tốc gió 2m/s 46 Hình 3.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tổng điểm cảm quan chung của phần ngọn măng tây khô khi sấy ở cùng vận tốc gió 2m/s 46 Hình 3.7 Sơ đồ quy trình công nghệ chế biến măng tây khô 50 Hình 3.8 Sự biến đổi tổng điểm cảm quan chung của măng tây khô bảo quản trong bao bì khác nhau theo thời gian bảo quản 56 Hình 3.9 Sự biến đổi tổng điểm cảm quan chung của măng tây khô bao gói bằng bao bì PA theo thời gian bảo quản ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường 58

LỜI MỞ ĐẦU

Trong khi rong biển được mệnh danh là vua của các loại rau ở đại đương thì măng tây lại được xem là vua của các loài rau trên đất Măng tây được con người biết đến đã từ rất lâu, xuất phát từ Châu Âu và được du nhập vào Việt Nam từ những năm 1960 nhưng gần đây mới được chú trọng và mở rộng phát triển Măng tây nổi tiếng với hàm lượng dinh dưỡng cao và mang lại nhiều lợi ích về sức khỏe cho con người nên được người phương Tây rất ưa dùng Tuy nhiên, tại thị trường nội địa thì loại thực phẩm này chưa được phổ biến vì sản lượng trồng trọt còn rất ít dẫn đến giá thành sản phẩm ở mức khá cao không thích hợp với mức sống của người dân Nên đa phần sản lượng măng tây làm ra đều được mang đi xuất khẩu Nhưng để bảo quản măng tây được lâu trong quá trình vận chuyển và tiêu thụ thì đòi hỏi phải có biện pháp xử lí để kéo dài thời gian bảo quản mà không làm tổn thất nhiều hàm lượng dinh dưỡng của sản phẩm Và công nghệ chế biến măng tây khô chính là sự lựa chọn hoàn hảo để giải quyết những vấn đề này, nhằm nâng cao chất lượng sản phẩm cũng như làm tăng giá trị kinh tế và kéo dài thời gian bảo quản

Một trong những công nghệ làm khô mới thì phương pháp sấy bằng bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh là một giải pháp hữu hiệu trong công nghệ sấy để thay thế phương pháp làm khô thủ công truyền thống, vì nó có những ưu điểm vượt trội và đã có nhiều ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đời sống kinh tế xã hội

Những ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh so với phương pháp làm khô truyền thống (phơi nắng) như sau:

 Tuy nhiệt độ sấy thấp nhưng thời gian sấy ngắn hơn, do đó sản phẩm ít bị tổn thất và chất lượng được đảm bảo

 Nguyên liệu suốt thời gian làm khô được tránh tiếp xúc với môi trường bên ngoài do tủ sấy kín, vì vậy sẽ đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm

 Phương pháp sấy an toàn cho nguồn sản xuất

 Sản phẩm sấy đạt yêu cầu chất lượng và vệ sinh, đạt tiêu chuẩn xuất khẩu làm tăng giá trị kinh tế

Với những tính năng ưu việt trên nên việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong bảo quản rau quả được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm

Từ cơ sở trên, được sự cho phép của Khoa Công nghệ thực phẩm và giáo viên

hướng dẫn tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình chế biến măng tây khô”

Nội dung của đề tài bao gồm:

 Xác định các thông số thích hợp cho quy trình chế biến măng tây khô

 Đề xuất quy trình chế biến măng tây khô

 Xác định một số điều kiện thích hợp cho quá trình bảo quản măng tây khô

Ý nghĩa khoa học:

Đề tài lần đầu nghiên cứu việc áp dụng phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh trong sấy măng tây để kéo dài thời gian bảo quản Kết quả nghiên cứu của đề tài là các số liệu mới về chế độ sấy thích hợp nhất để sản phẩm có chất lượng tốt nhất về mặt giá trị cảm quan và chất lượng

Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu của đề tài khẳng định tính ưu việt của dụng phương pháp sấy hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh so với phương pháp sấy khô truyền thống (phơi nắng) và chọn ra chế độ sấy thích hợp nhất để sản phẩm có chất lượng tốt nhất về mặt cảm quan và chất lượng

Do thời gian nghiên cứu đồ án có hạn nên đồ án chắc chắn sẽ còn rất hạn

chế, tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và bạn bè để cho bài báo cáo được hoàn thiện hơn Tôi xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ LÝ THUYẾT

1.1.1 Nguồn gốc, đặc điểm của măng tây

Cây măng tây có tên tiếng Anh: Asparagus, tên khoa học: asparagus officinalis L thuộc họ măng tây Asparagaceae, là loại rau cao cấp có thành phần dinh dưỡng cao, rất được ưa chuộng ở phương Tây cũng như phương Đông Măng tây có nguồn gốc từ châu Âu, Bắc Phi, Tây Á và được trồng như giống cây trồng thực vật [6]

Măng tây là thực vật một lá mầm, thân thảo, mọc theo dạng cụm Măng là phần thân mềm mới mọc từ rễ trụ lên chứa rất nhiều chất dinh dưỡng, là giống cây

kỵ ánh sáng nên cần thu hoạch trước lúc mặt trời mọc để tránh bị hỏng [6]

Măng tây được nhập vào trồng tại Việt Nam từ những năm 1960 – 1970 ở các vùng như Đông Anh (Hà Nội), Kiến An (Hải Phòng), Đức Trọng (Lâm Đồng),… và gần đây nhiều vùng như Củ Chi, Hóc Môn (thành phố Hồ Chí Minh), Tây Ninh, Long Thành, Long Khánh (Đồng Nai), Hàm Thuận Nam, Hàm Thuận Bắc (Bình Thuận),… đã trồng được măng tây để lấy măng tây xanh phục vụ nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu [6]

Ở các nước Tây Âu, nơi có nhu cầu dùng măng tây nhiều nhưng do khí hậu lạnh, mỗi năm chỉ trồng được vào mùa xuân và năng suất không cao Riêng ở Việt Nam, đặc biệt là Lâm Đồng, Đà Lạt nơi có khí hậu ôn đới quanh năm thích hợp cho việc trồng và thu hái măng tây quanh năm đem lại nguồn kinh tế cho người trồng Thị trường nhập khẩu măng tây chủ yếu là các nước Tây Âu, lên đến hàng trăm ngàn tấn Các nhà hàng trong nước hiện cũng có nhu cầu tiêu thụ sản phẩm này [6]

1.1.2 Các giống măng tây

Măng tây xanh: giống California 500, loại này cho năng suất cao, dễ trồng,

dễ thu hoạch, nhưng giá trị thương phẩm không cao [2]

Hình 1.1: Hình ảnh măng tây xanh Măng tây trắng: đại diện giống F Mary Washington, là giống cây trồng phổ

biến cho năng suất và chất lƣợng cao Măng tây trắng thực ra là một dạng của măng tây xanh đƣợc trồng ở Úc Sự khác nhau là măng tây trắng đƣợc trồng trong bóng tối Khi măng tây tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, đầu tiên chúng sẽ chuyển sang màu hồng và sau đó chuyển sang màu xanh Lý do chính làm cho giá của măng tây trắng cao hơn nhiều so với giá của măng tây xanh là măng tây trắng có một nguồn cung hạn chế và chi phí sản xuất khá cao [2]

Hình 1.2 Hình ảnh măng tây trắng Măng tây tím: măng tây tím là một dạng khác của măng tây xanh và măng

tây trắng Màu tím của nó xuất phát từ mức độ cao của anthocyanin (chất chống oxy

hóa mạnh) trong các đọt Nó có hàm lượng chất xơ thấp hơn so với măng tây xanh

và măng tây trắng, làm cho nó mềm hơn và toàn bộ đọt có thể ăn từ gốc đến ngọn Măng tây tím có vị ngọt, đọt dày hơn so với măng tây xanh và măng tây trắng Măng tây tím thường có ở Úc vào tháng 10 và giữa tháng 12 [2]

Hình 1.3 Hình ảnh măng tây tím 1.1.3 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển

Măng tây là loại cây trồng lâu năm, dạng bụi thân thảo, được trồng trong các vùng có nhiệt độ trung bình khoảng 25oC Măng tây là cây ưa sáng, vì vậy, nếu trồng măng ở nơi bị che lợp thì hiệu suất quang hợp thấp, cây sinh sản kém, năng suất măng sẽ giảm Ngoài ra, chúng rất mẫn cảm với đất trồng Đất trồng măng tây phải có độ phì cao, tơi xốp, giàu mùn và độ pH từ 6 – 7 là tốt nhất Để có măng mềm, ngọt, cần phải cung cấp đủ nước và giữ ẩm cho cây, độ ẩm đất tốt nhất là từ

65 – 70% [7]

Cây có hoa đơn tính khác gốc, thông thường có khoảng 50% số cây cho hoa đực, 50% số cây cho hoa cái, hoa thường có màu vàng hoặc lục nhạt Quả có ba ngăn, khi chín có màu đỏ Mỗi ngăn có 1 – 2 hạt màu đen, vỏ hạt rất cứng, trọng lượng 1000 hạt khoảng 20g Ngày nay, do tiến bộ trong việc chọn giống nên đã tạo được những dòng măng tây xanh, sinh trưởng và phát triển tốt trong những vùng nhiệt đới có nhiệt độ trung bình trong năm cao Bộ phận thu hoạch của măng tây là măng Trước khi nhú khỏi mặt đất, măng có màu trắng, mềm, khi mọc cao lên chúng biến thành màu xanh và phát sinh cành, cây có thể cao từ 1,5 – 2 m [7]

Măng tây được trồng bằng hạt (chủ yếu là hạt lai F1) Thời gian gieo trồng, chăm sóc trong vườn ươm khoảng 2 – 3 tháng, khi cây cao được 25 – 30 cm đem trồng ở ruộng sản xuất Sau khi trồng, nếu chăm sóc tốt, từ tháng thứ ba cây bắt đầu cho măng Thời gian khai thác kinh tế kéo dài 10 – 15 năm Mật độ trồng trung bình

từ 20.000 – 22.000 cây/ha Cây rất ít bị sâu bệnh, thường có 2 loại bệnh phổ biến như sau: bệnh chết cây do nấm Fusarium oxysporum và F moniliforme và bệnh khô cành, sọc thân do nấm Puccinia Asparagi [7]

Hình 1.4 Hình ảnh vườn măng tây 1.1.4 Cách thu hoạch và phân loại măng tây xanh

1.1.4.1 Cách thu hoạch

Việc thu hoạch măng tây khá đơn giản, chỉ cần giật hái bằng tay như thu hoạch hoa huệ Thời gian thu hoạch măng tây thông thường từ 5h30 – 8h30 sáng mỗi ngày, trước khi mặt trời mọc, khi măng chưa tiếp xúc với ánh nắng để tránh bị héo, mềm yểu nhanh sau thu hoạch Từ năm thứ 4 – 5 trở đi, khi đã có nhiều sản lượng thì có thể tổ chức thu hoạch thêm vào buổi chiều sau khi trời đã tắt nắng và đã tưới hạ nhiệt rẫy trồng măng [8]

Khi thu hoạch, măng tươi chứa nhiều nước, và khá ngọt (lượng đường có thể lên đến 4%) Khi đã hái, các hoạt động sinh học trong măng vẫn tiếp diễn và tiêu

thụ đường rất nhanh Vị măng kém đi, nước ngọt mất dần để măng trở thành xơ, bắt đầu từ phần gốc, các sự biến đổi này diễn ra nhanh chóng, ngay trong vòng 24 giờ

từ khi măng được cắt hái, nhiệt độ và ánh sáng làm nhanh thêm tiến trình [8]

Trước khi thu hoạch măng sáng hay chiều, cần tiến hành tưới nhẹ cho rẫy măng để bổ sung nước chống sốc cho măng sau khi thu hái khỏi vườn trồng, giữ tươi lâu cho măng thương phẩm, để măng thương phẩm có chất lượng non mềm, tươi giòn, ngon ngọt đặc trưng [8]

Măng tây sau khi thu hoạch cần phải đem ngay vào nơi thoáng mát, tránh không để tiếp xúc với ánh nắng, rồi nhanh chóng tiến hành sơ chế phân loại măng loại 1 và măng loại 2 theo yêu cầu của đơn vị thu mua và khẩn trương chuyển giao ngay cho đại lý thu mua trong vòng 4 – 6 – 8 – 10 giờ để họ còn kịp thời gian chế biến, bảo quản lạnh, phân phối ra thị trường hoặc xuất khẩu.[8]

 Măng tây loại 2: Đường kính bình quân giữa thân măng 06 – 09 mm, dài 19 – 21 – 23 cm, không có chân trắng ở gốc măng, cọng măng non mềm và tươi giòn, không có dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, không có tạp chất và bùn đất, thân măng thẳng không dị dạng cong vẹo, lá đài non còn ôm sát dính liền thân măng, không bị

xơ già, đạt tiêu chuẩn rau sạch an toàn Viet – GAP & Global – GAP

 Măng tây loại 3: Đường kính bình quân giữa thân măng 03 – 06 mm, dài ngắn bất kỳ từ 17 – 23 cm do bắt buộc phải thu hoạch không để cạnh tranh dinh dưỡng với các chồi măng khác hoặc phát triển thành cây lớn cạnh tranh với các chồi măng khoẻ mạnh đang dưỡng làm cây mẹ thay thế.[8]

1.1.5 Thành phần dinh dưỡng của măng tây

Sản phẩm của cây măng tây là đoạn thân non, có hàm lượng dinh dưỡng khá cao Ngoài ra, chúng còn chứa rất nhiều loại vitamin quan trọng như vitamin K, C,

A, pyridoxine (B6), riboflavin (B2), thiamin (B1) và các chất khác như triptophan, folate, [9]

Bảng 1.1: Thành phần dinh dưỡng của măng tây

Nước % Đường % Protein % Cellulose % Tro % Ca mg% Vitamin C

1.1.6 Công dụng của măng tây

Măng tây là loại rau có chứa nhiều nước, giàu chất xơ, vitamin và khoáng chất nên măng tây đã mang lại nhiều lợi ích về mặt sức khỏe và có thể được chế biến bằng nhiều cách khác nhau Sau đây là một số lợi ích do măng tây mang lại:

 Ngăn ngừa suy tĩnh mạch

Do chứa rất nhiều một hợp chất flavonoid có tên là rutin nên ăn măng tây còn giúp cơ thể kháng lại sự viêm, cải thiện tuần hoàn máu [7]

 Măng tây giúp giảm thiểu các rủi ro về bệnh tim mạch

Măng tây rất giàu kali nên giúp điều hòa huyết áp, có chứa nhiều folate nên giúp tim khỏe mạnh Măng tây chứa rất nhiều chất xơ nên có thể giải tán cholesterol

có trong máu [7]

 Giảm cân

Mỗi chén dịch ép của măng tây chỉ chứa khoảng 27cal Đó là một loại thực phẩm thấp calories nên măng tây rất hữu dụng trong việc giảm cân [7]

 Bảo vệ thai nhi

Do có chứa nhiều folate nên măng tây rất có lợi cho thai phụ, vì folate là loại vitamin cần thiết cho việc hình thành ống thần kinh thai nhi [7]

 Đẹp da

Măng tây chứa rất nhiều vitamin C và vitamin A Đây là 2 chất chống oxy hóa hàng đầu bảo vệ da trước sự xâm nhập của những gốc tự do Vitamin C còn giúp cho sự tổng hợp collagen Collagen là một loại protein có tác dụng nâng đỡ da và ngăn ngừa sự lão hóa da Ngoài ra, măng tây có chứa một chất chống oxy hóa gọi là glutathione, có tác dụng bảo vệ da trước tác hại gây ra từ ánh nắng mặt trời [7]

 Hỗ trợ ruột

Do măng tây chứa một loại carbohydrate có tên là inulin, chất này rất quan trọng trong việc tạo điều kiện cho hệ thống ruột hoàn thành tốt chức năng Inulin cũng giúp cho sự tăng trưởng của những vi khuẩn có lợi cho đường ruột như: Lactobacilli và Bifidobacteria [7]

1.1.7 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước

1.1.7.1 Các nghiên cứu trên thế giới

Viện Nghiên Cứu Ung Thư Hoa Kỳ đã báo cáo là trong măng tây có chứa chất glutathione – một chất chống oxy hóa có khả năng phòng ngừa và điều trị bệnh ung thư hiệu quả Điều đặc biệt là trong cây măng tây có chứa một hợp chất có nitơ là tinh thể màu trắng với một hàm lượng đáng kể mà rất cần thiết cho sự xây dựng và phân chia tế bào, đó chính là chất asparagin, một chất được sử dụng trong trị liệu chứng phù tim và bệnh goutte [10]

Những năm đầu của thế kỷ 20, một Bác Sĩ người Hoa Kỳ đã ứng dụng thành công thông qua việc đưa măng tây vào khẩu phần ăn và điều trị cho những bệnh nhân bị mắc căn bệnh ung thư bàng quang Đến năm 1974, các nghiên cứu khác đã chính thức đưa ra kết luận rằng măng tây hoàn toàn có khả năng điều trị và chữa bệnh ung thư một cách hiệu quả [10]

Tại Pháp đã bào chế từ mầm non cây măng tây, rễ rau cây cần tây, rễ cây mùi tây và rễ cây cam thảo thành một loại biệt dược là Sirop descinq raciness được đưa vào dược điển và lưu hành rộng rãi [10]

Một nghiên cứu được công bố trong các vấn đề năm 2009 của tạp chí Sinh hóa

và Truyền thông nghiên cứu lý sinh báo cáo rằng một saponin steroid chiết xuất từ măng tây (asparanin A) có khả năng ngăn chặn sự tăng trưởng của tế bào ung thư gan (HepG2) và thúc đẩy sự sống cho người bệnh [11]

Một nghiên cứu khác tại Đại học Nam Kinh ghi nhận Asparanin A, một saponin loại steroic, trích từ rễ măng tây có hoạt tính diệt tế bào khá mạnh Cơ chế của hoạt tính này được giải thích là Asparanin A gây ngừng chu kỳ sinh trưởng của

tế bào, và khởi động tiến trình tự hủy của tế bào khi thử nghiệm trên tế bào ung thư gan loại HepG2 nơi người (PubMed 19254688) [11]

Nghiên cứu tại Trường Dược, Đại học Illinois, Chicago ghi nhận trong phần chiết từ methanol đọt măng có một số hoạt chất có những hoạt tính ức chế sự hoạt động của các men cyclooxygenase- 1 và 2 Hoạt tính mạnh nhất là do acid linoleic (Journal of Agricultural Food Chemistry Số 21-2004) [11]

Một bài viết trên Tạp chí Science (1990) của Tiến sĩ Bruce Ames, Đại học California ghi rằng 3 hoạt chất trong thực phẩm có thể giúp cơ thể ngừa sự độc hại gây ung thư của các hóa chất trong môi sinh là các vitamine A, C và Selenium Ông cho biết trong Măng tây có cả ba chất này ở một hàm lượng khá cao (The Healing Foods của Patricia Hausman, trang 49) [11]

Một số tác giả khác chuyên về dược thảo như J Duke, S Foster cho rằng Măng tây có hoạt tính ngừa và trị ung thư là do chứa một lượng khá cao Glutathione Glutathione là một chất chống oxy hóa có thể có vai trò ngừa sự tăng trưởng của tế bào ung thư bằng cách trung hòa sự độc hại của các gốc tự do [11] Một nghiên cứu tại ĐH Y Khoa Jeju Đại hàn ghi nhận nước trích từ chồi và lá Măng tây có một số hoạt tính bảo vệ gan gây hư hại bằng ethanol, tetrachloride carbon; làm ngưng sự phát triển của tế bào ung thư gan nơi người loại HepG2; giúp giảm các triệu chứng “say xỉn” khi uống quá nhiều rượu (Journal of Food Science

Số 74-2009) [11]

1.1.7.2 Các nghiên cứu trong nước

Măng tây được con người biết đến đã từ rất lâu, xuất phát từ Châu Âu và được

du nhập vào Việt Nam từ những năm 1960 nhưng gần đây mới được chú trọng và

mở rộng phát triển Chính vì vậy, các nghiên cứu trong nước về vấn đề này vẫn còn rất hạn chế

1.2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT SẤY

1.2.1 Lý thuyết về quá trình sấy

Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an toàn và dễ sử dụng,

là quá trình dùng nhiệt năng để làm bay hơi nước ra khỏi vật liệu rắn hay lỏng, với mục đích giảm bớt khối lượng vật liệu, tăng độ bền vật liệu, bảo quản tốt trong một thời gian dài, nhất là đối với lương thực, thực phẩm [1], [12]

Quá trình sấy là quá trình làm khô các vật thể, các vật liệu, các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước Trong quá trình sấy xảy ra các quá trình trao đổi nhiệt

và trao đổi chất, cụ thể là quá trình truyền nhiệt từ chất tải nhiệt cho vật sấy Quá trình truyền ẩm từ trong vật sấy vào môi trường Các quá trình truyền nhiệt, truyền chất trên xảy ra đồng thời trên vật sấy, chúng có ảnh hưởng qua lại lẫn nhau [1] Trong quá trình sấy xảy ra 2 quá trình cơ bản:

Quá trình trao đổi nhiệt: vật liệu sấy sẽ nhận nhiệt từ các tác nhân sấy để tăng

nhiệt độ và để ẩm bay hơi vào môi trường

Quá trình trao đổi ẩm: quá trình này diễn ra do sự chênh lệch giữa độ ẩm tương đối của môi trường không khí xung quanh Động lực của quá trình này là do

sự chênh lệch áp suất hơi trên bề mặt vật liệu sấy và áp suất hơi riêng phần của hơi nước trong môi trường không khí Quá trình thải ẩm diễn ra cho tới khi độ ẩm của vật ẩm bằng độ ẩm của môi trường không khí xung quanh Do đó trong quá trình sấy ta không thể sấy đến độ ẩm của vật ẩm nhỏ hơn độ ẩm của môi trường không khí Độ ẩm của môi trường không khí xung quanh càng nhỏ thì quá trình sấy càng nhanh và độ ẩm cuối của vật liệu sấy càng thấp Qua đó có thể kết luận độ ẩm của môi trường không khí xung quanh là động lực của quá trình sấy, đây cũng là nguyên nhân tại sao khi sấy ở nhiệt độ cao và độ ẩm thấp thì thời gian sấy được rút

ngắn [1]

1.2.2 Đặc điểm của quá trình sấy

Đặc điểm của quá trình sấy đối với vật thể có độ ẩm tương đối cao, nhiệt độ sấy và tốc độ sấy chuyển động của không khí không quá lớn xảy ra theo ba giai

đoạn đó là giai đoạn làm nóng vật, giai đoạn sấy tốc độ không đổi, giai đoạn tốc độ sấy giảm dần [12]

 Giai đoạn làm nóng vật

Giai đoạn này bắt đầu từ khi đưa vật vào buồng sấy tiếp xúc với không khí nóng cho tới khi nhiệt độ vật đạt được bằng nhiệt độ kế ước Trong quá trình sấy này toàn bộ vật được gia nhiệt Ẩm lỏng trong vật được gia nhiệt cho đến khi đạt được nhiệt độ sôi ứng với phần áp suất hơi nước trong môi trường không khí trong buồng sấy Do được làm nóng nên độ ẩm của vật có giảm chút ít do bay hơi ẩm còn nhiệt độ của vật thì tăng dần cho đến khi bằng nhiệt độ kế ước Tuy vậy, sự tăng nhiệt độ trong quá trình xảy ra không đều ở phần ngoài và phần trong vật Vùng trong vật đạt đến nhiệt độ kế ước chậm hơn Đối với vật dễ sấy thì giai đoạn này làm nóng vật xảy ra nhanh [12], [3]

 Giai đoạn sấy tốc độ không đổi

Kết thúc giai đoạn gia nhiệt, nhiệt độ vật bằng nhiệt độ kế ước Tiếp tục cung cấp nhiệt, ẩm trong vật sẽ hoá hơi còn nhiệt độ của vật giữ không đổi nên nhiệt cung cấp chỉ để làm hóa hơi Ẩm sẽ hóa hơi ở lớp vật liệu sát bề mặt vật, ẩm lỏng ở bên trong vật sẽ truyền ra ngoài bề mặt vật để hóa hơi Do nhiệt độ không khí nóng không đổi, nhiệt độ vật cũng không đổi nên chênh lệch nhiệt độ giữa vật và môi trường cũng không đổi Điều này làm cho tốc độ giảm của độ chứa ẩm vật theo thời gian cũng không đổi, có nghĩa là tốc độ sấy không đổi [12]

Trong giai đoạn này biến thiên của độ chứa ẩm theo thời gian là tuyến tính

Ẩm được thoát ra trong giai đoạn này là ẩm tự do Khi độ ẩm của vật đạt đến trị số giới hạn Uk = Umax thì giai đoạn sấy tốc độ không đổi chấm dứt Đồng thời cũng chấm dứt giai đoạn thoát ẩm tự do chuyển sang giai đoạn sấy tốc độ giảm dần [12]

 Giai đoạn sấy tốc độ giảm dần

Kết thúc giai đoạn sấy tốc độ không đổi ẩm tự do đã bay hơi hết, còn lại trong vật là ẩm liên kết Năng lượng để bay hơi ẩm liên kết lớn hơn ẩm tự do và càng tăng lên khi độ ẩm của vật càng nhỏ Do vậy tốc độ bay hơi ẩm trong giai đoạn này nhỏ

hơn giai đoạn sấy tốc độ không đổi có nghĩa là tốc độ sấy trong giai đoạn này nhỏ hơn và càng giảm đi theo thời gian sấy Quá trình sấy càng tiếp diễn, độ ẩm của vật càng giảm, tốc độ sấy cũng giảm cho đến khi độ ẩm của vật bằng độ ẩm cân bằng với điều kiện môi trường không khí ẩm trong buồng sấy thì quá trình thoát ẩm của vật ngưng lại, có nghĩa là tốc độ sấy bằng không [12]

1.2.3 Sự khuếch tán của nước trong nguyên liệu

Dưới sự ảnh hưởng của các nhân tố lý học như: hấp thụ nhiệt, khuếch tán, bay hơi,… làm nước trong vật liệu tách ra ngoài, đây là một quá trình rất phức tạp gọi là làm khô Nếu quá trình cung cấp nhiệt ngừng lại mà vẫn muốn duy trì quá trình sấy thì quá trình làm khô vật liệu phải được cung cấp một lượng nhiệt nhất định để vật liệu có nhiệt độ cần thiết [12], [3]

Trong quá trình làm khô nước ở trong vật liệu khuếch tán chuyển dần ra bề mặt nguyên liệu và môi trường xung quanh, làm cho không khí trong môi trường xung quanh ẩm lên, nếu không khí ẩm đó không được phân tán thì cho đến một lúc nào đó quá trình sấy khô sẽ dừng lại [12], [3]

Khi nhiệt lượng cung cấp đủ cho nguyên liệu thì nước sẽ thoát ra khỏi nguyên liệu bằng 2 quá trình:

 Quá trình khuếch tán ngoại

Là sự chuyển động của hơi nước trên bề mặt nguyên liệu vào không khí Lượng nước bay hơi vào trong quá trình khuếch tán ngoại thực hiện được dưới điều kiện áp suất hơi nước bão hoà trên bề mặt nguyên liệu lớn hơn áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí [3]

 Quá trình khuếch tán nội

Do sự chênh lệch độ ẩm giữa các lớp tạo nên sự chuyển động của hàm ẩm ở trong nguyên liệu từ lớp này sang lớp khác để tạo sự cân bằng gọi là khuếch tán nội Động lực của quá trình khuếch tán nội xảy ra do chênh lệch độ ẩm giữa các lớp trong và ngoài, nếu sự chênh lệch càng lớn tức là gradien độ ẩm càng lớn thì tốc độ khuếch tán nội càng nhanh [3]

 Mối quan hệ giữa khuếch tán nội và khuếch tán ngoại

Khuếch tán nội và khuếch tán ngoại có một mối liên hệ chặt chẽ với nhau, tức

là khi khuếch tán ngoại được tiến hành thì khuếch tán nội mới có thể được tiếp tục

và như thế độ ẩm nguyên liệu mới được giảm dần [12]

Trong quá trình sấy nếu khuếch tán nội lớn hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bốc hơi sẽ nhanh hơn, nhưng điều này rất khó xảy ra Thông thường, khuếch tán nội của hơi nước trong nguyên liệu thường nhỏ hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt Khi khuếch tán nội nhỏ hơn khuếch tán ngoại thì quá trình bay hơi sẽ bị gián đoạn, vì thế ta nên điều chỉnh khuếch tán nội sao cho phù hợp với khuếch tán ngoại là vấn đề

rất quan trọng trong quá trình sấy [12]

Trong quá trình làm khô, ở giai đoạn hàm ẩm trong nguyên liệu nhiều thì sự chênh lệch về độ ẩm càng lớn Vì vậy, khuếch tán nội thường phù hợp với khuếch tán ngoại, do đó tốc độ làm khô sẽ nhanh Nhưng ở giai đoạn cuối thì lượng nước trong còn lại trong nguyên liệu ít, tốc độ bay hơi ở mặt ngoài nhanh mà tốc độ khuếch tán nội chậm, vì vậy tốc độ khô ở mặt ngoài nhanh tạo thành một màng cứng làm ảnh hưởng rất lớn cho quá trình khuếch tán nội Do đó ảnh hưởng đến quá trình làm khô nguyên liệu [12]

Sự dịch chuyển của nước trong quá trình làm khô trước hết là nước tự do, sau

đó mới đến nước liên kết Trong suốt quá trình làm khô, lượng nước tự do luôn giảm xuống Lượng nước trong nguyên liệu dịch chuyển dưới hai hình thức là thể lỏng và thể hơi do phương thức kết hợp của nước trong nguyên liệu quyết định [12] Trong quá trình làm khô sự di chuyển ẩm phụ thuộc vào độ chênh lệch ẩm và chênh lệch nhiệt

Nói chung, khi sấy sự chuyển động của nước chủ yếu là phụ thuộc vào gradien

độ ẩm, sự ảnh hưởng của gradien nhiệt độ rất bé Vì vậy, khi làm khô ở nhiệt độ thấp thì ảnh hưởng của gradien nhiệt độ là không đáng kể, nhưng ở nhiệt độ cao thì ảnh hưởng rõ rệt Đặc biệt là khi sấy khô bằng tia hồng ngoại do nhiệt độ tương đối cao nên ảnh hưởng của gradien nồng độ khá rõ rệt, tuy tia hồng ngoại có sức đâm

xuyên mạnh nhưng trong thời gian ngắn thì sự chênh lệch về nhiệt độ ở trong và ngoài nguyên liệu tương đối lớn nên trong quá trình sấy có một phần nước sẽ chuyển động theo hướng của dòng nhiệt, dịch chuyển từ ngoài vào trong nên làm chậm quá trình làm khô Do đó, khi làm khô cần nâng cao nhiệt độ lên một cách hợp lý thì có thể thúc đẩy quá trình làm khô nhanh chóng [12]

1.2.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy

 Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí

Trong các điều kiện khác nhau không đổi như độ ẩm không khí, tốc độ gió,… việc nâng cao nhiệt độ sẽ làm tăng nhanh tốc độ làm khô do lượng nước trong nguyên liệu giảm xuống càng nhiều Nhưng tăng nhiệt độ cũng ở giới hạn cho phép

vì nhiệt độ làm khô cao sẽ làm ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, dễ làm cho nguyên liệu bị chín và tạo thành màng cứng ở lớp bề ngoài cản trở tới sự chuyển động của nước từ lớp bên trong ra bề mặt ngoài Nhưng nếu nhiệt độ làm khô quá thấp, dưới giới hạn cho phép thì quá trình làm khô sẽ chậm lại dẫn đến sự thối rữa, huỷ hoại nguyên liệu Nhiệt độ sấy thích hợp được xác định phụ thuộc vào nguyên liệu béo hay gầy, kết cấu tổ chức của cơ thịt và các nhân tố khác Đối với nguyên liệu gầy người ta làm khô ở nhiệt độ cao hơn nguyên liệu béo Khi sấy ở những nhiệt độ khác nhau thì nguyên liệu có những biến đổi khác nhau Nếu nhiệt độ cao hơn nữa thì nguyên liệu có thể bị cháy làm mất giá trị dinh dưỡng và mất giá trị cảm quan của sản phẩm [12]

 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động không khí

Tốc độ chuyển động của không khí có ảnh hưởng lớn đến quá trình sấy, tốc độ gió quá lớn hoặc quá nhỏ đều không có lợi cho quá trình sấy Vì vậy, tốc độ chuyển động của không khí quá lớn khó giữ nhiệt lượng trên nguyên liệu để cân bằng quá trình sấy, còn tốc độ quá nhỏ sẽ làm cho quá trình sấy chậm lại, dẫn đến sự hư hỏng sản phẩm, mặt ngoài sản phẩm sẽ lên mốc gây thối rữa tạo thành lớp dịch nhầy có mùi, vị khó chịu Vì vậy, cần phải có một tốc độ gió thích hợp, nhất là giai đoạn đầu của quá trình làm khô [12]

Hướng gió cũng ảnh hưởng rất lớn đến quá trình làm khô, khi hướng gió song song với bề mặt nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất nhanh Nếu hướng gió thổi tới nguyên liệu với góc 450 thì tốc độ làm khô tương đối chậm, còn thổi thẳng vuông góc với nguyên liệu thì tốc độ làm khô rất chậm [12]

 Ảnh hưởng của độ ẩm tương đối của không khí

Độ ẩm tương đối của không khí cũng là nhân tố ảnh hưởng quyết định đến quá trình làm khô, độ ẩm của không khí càng lớn quá trình làm khô sẽ chậm lại Các nhà Bác học Liên Xô cũ và các nước trên thế giới đã chứng minh là: độ ẩm tương đối của không khí lớn hơn 65% thì quá trình sấy sẽ chậm lại rõ rệt, còn độ ẩm tương đối của không khí khoảng 80% trở lên thì quá trình làm khô sẽ dừng lại và bắt đầu hiện tượng ngược lại, tức là nguyên liệu sẽ hút ẩm trở lại [12]

Để cân bằng ẩm, khuếch tán nội phù hợp với khuếch tán ngoại và tránh được hiện tượng tạo màng cứng, người ta áp dụng phương pháp làm khô gián đoạn là vừa sấy vừa ủ [12]

 Ảnh hưởng của kích thước và bản chất của nguyên liệu

Kích thước nguyên liệu cũng ảnh hưởng đến quá trình sấy Nguyên liệu càng

bé, càng mỏng thì tốc độ sấy càng nhanh; nhưng nếu nguyên liệu có kích thước quá

bé và quá mỏng sẽ làm cho nguyên liệu bị cong, dễ vỡ [12]

Bản chất của nguyên liệu cũng ảnh hưởng không nhỏ đến tốc độ sấy, nguyên liệu có liên kết ẩm với các thành phần khác lỏng lẻo, kém bền thì tốc độ bay hơi ẩm nhanh, thời gian sấy ngắn Còn nguyên liệu có lượng ẩm lớn và liên kết chặt chẽ thì tốc độ bay hơi ẩm chậm, thời gian sấy kéo dài [12]

1.2.5 Phân loại quá trình sấy

1.2.5.1 Sấy khô tự nhiên

Là phương pháp sử dụng nguồn năng lượng tự nhiên để sấy khô sản phẩm, đây

là phương pháp đơn giản và rẻ tiền nhất hiện nay Tiến hành bay hơi bằng năng lượng tự nhiên như năng lượng mặt trời, năng lượng gió,… [3]

 Ưu điểm:

• Không tốn nhiên liệu, năng lượng

• Thiết bị phơi đơn giản, đầu tư thấp

• Đơn giản về mặt công nghệ, có thể áp dụng ở quy mô hộ gia đình cũng như trong các xí nghiệp chế biến thủy sản [3]

• Không đảm bảo về mặt vệ sinh, dễ nhiễm vi sinh, tạp chất

• Nhiệt độ không ổn định nên sản phẩm sấy khô không được đồng đều [3]

1.2.5.2 Sấy nhân tạo

Thường được tiến hành trong các loại thiết bị sấy để cung cấp nhiệt cho các vật liệu ẩm, nghĩa là phải dùng đến tác nhân sấy như khói lò, không khí nóng, hơi quá nhiệt,… Quá trình này sấy nhanh, dễ điều khiển và triệt để hơn sấy tự nhiên Sấy nhân tạo có nhiều dạng, tùy theo phương pháp truyền nhiệt mà trong kỹ thuật sấy có thể chia ra nhiều dạng: sấy tiếp xúc, sấy bức xạ, sấy tầng sôi,… [3]

1.2.6 Tổng quan về phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp với sấy lạnh

1.2.6.1 Giới thiệu sấy bức xạ hồng ngoại

1.2.6.1.1 Khái niệm bức xạ hồng ngoại

Tia hồng ngoại là loại ánh sáng đỏ không nhìn thấy, có bước sóng 0,76 - 1000µm, có bản chất là sóng điện từ Tia hồng ngoại truyền đi với vận tốc ánh sáng, không đốt nóng không khí mà nó đi qua, một phần không đáng kể được hấp thụ bởi

CO2, hơi nước và một số hạt khác ở trong không khí Nhưng nó bị hấp thụ, phản xạ, hoặc truyền qua bởi vật thể mà nó tác động vào [12], [3]

Tia hồng ngoại truyền theo đường thẳng từ nguồn phát ra nó, nó có thể định hướng vào những đối tượng cụ thể thông qua việc sử dụng các gương phản chiếu Cường độ bức xạ hồng ngoại giảm dần theo khoảng cách từ nguồn phát đến vật được phát Nhiệt độ cũng như các thuộc tính vật lý của nó sẽ quyết định hiệu quả cũng như bước sóng phát ra [12], [3]

Tia hồng ngoại có thể được so sánh với sóng radio, tia sáng nhìn thấy, tia tử ngoại, tia cực tím và tia X Chúng đều có bản chất là sóng điện từ và truyền đi trong không gian với vận tốc bằng vận tốc ánh sáng 3*108 m/s, chỉ khác ở bước sóng phát

ra [12], [3]

Khi năng lượng hồng ngoại tác động đến một đối tượng nào đó thì nó sẽ làm cho các điện tử bị kích thích và dao động, sự dao động này tạo ra nhiệt, và có thể làm bốc hơi nhanh Tia bức xạ có thể xuyên qua sương mù, lớp son, lớp dầu, cơ thịt, celluloza, mỡ, da,… do đó nó được ứng dụng rất rộng rãi và được nghiên cứu đưa vào công nghệ sấy mới là sấy bằng bức xạ hồng ngoại [12], [3]

1.2.6.1.2 Khái niệm 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 tia 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 yêu cầu công nghệ xử lý 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 sóng cho thích hợp [3]

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

Dựa vào λmax có thể tính được khoảng cách bước sóng cần thiết dùng để sấy.: Vật phát xạ là thạch anh: λ1 = 0,5 λmax; λ2 = 4,3 λmax

T =

2886

λmax

Vật phát xạ là dây wonfram: λ1 = 0,52 λmax; λ2 = 4,27÷ 6,2 10-4T

Nếu sử dụng đèn hồng ngoại có công suất 250W thì thấy nhiệt độ sát bóng có thể đạt 163 ÷ 1650C, khi đó:

1.2.6.1.3 Cơ chế truyền nhiệt trong bức xạ hồng ngoại

Đốt nóng bằng bức xạ hồng ngoại là sự truyền nhiệt năng theo dạng của sóng điện từ Khi chiếu bức xạ hồng ngoại vào một đối tượng nào đó thì nó có thể hấp thụ hay phản xạ lại với một bước sóng khác, khi đối tượng hấp thụ bức xạ thì nó sẽ nóng lên [3]

Nhiệt độ bức xạ hồng ngoại thay đổi theo hiệu quả phát bức xạ của nguồn, bước sóng và tính phản xạ của đối tượng, nhờ vào đặc tính này mà người ta có thể

sử dụng nhiệt bức xạ có hiệu quả hơn trong những ứng dụng nhất định Hiệu quả phát bức xạ phụ thuộc vào vật liệu của nguồn nhiệt, về cơ bản thì hiệu quả này là tỷ

lệ giữa năng lượng phát xạ và năng lượng hấp phụ, còn có một số yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến hiệu suất phát xạ Một yếu tố nữa là giá trị phát xạ của nguồn dựa vào mức độ đen của vật “vật đen tuyệt đối” có mức phát xạ là 1.0, nếu vật phát xạ là gốm thì có thể đạt 0.9 [3]

Trong phổ điện từ vùng hồng ngoại được chia thành 3 khoảng bước sóng khác nhau là: sóng ngắn, sóng trung và sóng dài

Sóng ngắn (gần) từ 0,72 ÷ 2 µm tương ứng với nhiệt độ 7000 ÷ 2150oF

Sóng trung (trung bình) từ 2÷ 4 µm tương ứng với nhiệt độ 2150 ÷ 845oF

2886

164 + 273

6,6 µm

Sóng dài (xa) từ 4 ÷ 1000 µm tương ứng với nhiệt độ 845 ÷ 32oF

Khoảng bước sóng hữu ích cho những ứng dụng của nhiệt bức xạ là từ 1,17 ÷ 5,4 µm tương ứng với nhiệt độ 4000 ÷ 500oF Ứng với khoảng bước sóng này thì đa

số các vật liệu sẽ bị đốt nóng và khô đi vì sự hấp thụ đạt đến cực đại

Bước sóng tỷ lệ nghịch với nhiệt độ tức là bước sóng càng dài thì nhiệt độ càng thấp [12]

1.2.6.1.4 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 [3]

Ở mỗi bước sóng nhất 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 đó khi chiếu hồng ngoại có bước 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 rất lớn [3]

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 [12]

Người ta chứng minh được rằng, dưới tác dụng của bức xạ hồng ngoại có tần

số tương ứng với tần số dao động riêng của liên kết hóa học, các nhóm chức có khả năng phản ứng cao như: -OH, -COOH,…sẽ tác dụng trực tiếp đến liên kết hóa học tạo ra sự cộng hưởng làm đứt các liên kết hóa học Kết quả là luôn tăng nhanh vận tốc phản ứng và quá trình sấy [3]

 Ưu điểm của công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại:

Công nghệ sấy bức xạ hồng ngoại là công nghệ mới và có những ưu điểm sau:

• Sản phẩm ít bị tổn thất về chất lượng, mùi, vị, hàm lượng các vitamin được bảo toàn; đồng thời sản phẩm lại được bảo toàn về mặt vệ sinh thực phẩm

• 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 có ý nghĩa kinh tế xã hội to lớn và tính thiết thực cao, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông nghiệp, sấy các loại hạt, rau quả, hạt giống để bảo quản và gieo trồng Nhất là trong lĩnh vực chế biến thủy sản công nghệ sấy này được ứng dụng để sấy cá, mực, tôm và các sản phẩm thủy sản có giá trị cao khác Trong y học sử dụng công nghệ này sấy các đối tượng sinh học quan trọng như enzyme, mô động thực vật, máu, protein đảm bảo được tính chất, sản phẩm đạt chất lượng vệ sinh cao

• 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

• Chi phí vận hành lắp đặt thấp, không tốn diện tích mặt bằng

• Bức xạ hồng ngoại có khả năng tiêu diệt côn trùng, vi sinh vật có hại ngay cả

ở nhiệt độ thấp [12]

 Nhược điểm:

Tuy nhiên nhiệt bức xạ hồng ngoại có nhược điểm là 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 sấy các sản phẩm có chiều dày lớn hơn 50mm

Sản phẩm sấy dễ bị nứt và cong vênh, vì vậy các vật liệu như men sứ không thích hợp với kiểu sấy này [12]

1.2.6.2 Giới thiệu về sấy lạnh

1.2.6.2.1 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 Điều kiện để tách ẩm: không khí có độ ẩm nhỏ, tốc độ gió thích hợp cung cấp năng lượng cho quá trình [12]

1.2.6.2.2 Nguyên lý sấy đối lưu lạnh

Không khí được làm lạnh xuống dưới nhiệt độ điểm đọng sương để ngưng tụ một phần ẩm được tách ra ngoài Sau đó không khí đi qua dàn nóng để tăng nhiệt

độ, tiếp tục được quạt gió hút vào tủ sấy Ở trong tủ sấy sau khi thu ẩm từ sản phẩm không khí được quạt hút ra ngoài [12]

1.2.6.2.3 Ưu và nhược điểm của sấy lạnh

Các ưu điểm và hạn chế của sấy lạnh:

 Ưu điểm

• Hiệu suất năng lượng cao hơn cùng với sự 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

• Tốc độ sấy tăng do áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí nhỏ

• Không phụ thuộc vào độ ẩm của môi trường xung quanh nên quá trình sản xuất liên tục, chất lượng sản phẩm đều [12]

 Nhược điểm

• Giá thành đầu tư ban đầu lớn do giá thành thiết bị cao

• Đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên [12]

1.2.6.3 Giới thiệu về phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

1.2.6.3.1 Mục đích của sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Mỗi phương pháp sấy có một ưu điểm vượt trội Chính vì thế tận dụng kết hợp

cả hai phương pháp để làm tăng nhanh tốc độ khuếch tán nội, khuếch tán ngoại do

đó tăng tốc độ sấy giảm được thời gian sấy [12]

1.2.6.3.2 Thiết bị sấy hồng ngoại kết hợp sấy lạnh

Hình 1.5 Tủ sấy bức xạ hồng ngoại kết hợp sấy lạnh 1.2.6.3.3 Nguyên lý hoạt động của tủ 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 ñược quạt ly tâm thổi vào tủ được nung nóng sơ bộ nhờ dàn 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

Quạt hút

Đèn hồng ngoại

Bảng điều khiển

Không khí

khô

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 [12]

1.2.7 Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy

1.2.7.1 Những biến đổi cảm quan

 Những biến đổi về khối lượng và thể tích

Khi làm khô do nước trong nguyên liệu mất đi cho nên khối lượng giảm, thể tích bị co rút lại Sự giảm khối lượng và thể tích của nguyên liệu đúng ra bằng khối lượng và thể tích của nước mất đi nhưng thực tế lại nhỏ hơn Nguyên nhân là do quá trình làm khô sản phẩm bị oxy hóa làm cho khối lượng có tăng lên chút ít, đồng thời các khoảng trống trong nguyên liệu vẫn tồn tại hoặc chỉ co rút phần nào nên thể tích

co rút nhỏ hơn thể tích nước mất đi [12]

 Biến đổi về màu sắc, mùi, vị

Trong quá trình làm khô màu sắc, mùi, vị của sản phẩm bị biến đổi nhiều so với nguyên liệu ban đầu Nguyên nhân là do mất nước làm nồng độ sắc tố trên một đơn vị thể tích tăng lên dẫn đến sản phẩm có màu sẫm hơn Đồng thời nếu chế độ làm khô không hợp lý như nhiệt độ quá cao, lipid bị oxy hóa làm sản phẩm có màu sẫm, mùi ôi khét khó chịu Vì vậy phải chọn chế độ làm khô hợp lý để sản phẩm có màu đẹp, mùi thơm [12]

 Biến đổi trạng thái của nguyên liệu

Sự biến đổi trạng thái phụ thuộc vào phương pháp làm khô Nếu sấy ở điều kiện áp lực thường thì quá trình làm khô chậm, trạng thái của nguyên liệu co rút nhiều, khả năng phục hồi lại trạng thái ban đầu kém [12]

1.2.7.2 Biến đổi về hoá học (Biến đổi thành phần chất ngấm ra)

Chất ngấm ra trong quá trình làm khô biến đổi rất nhiều, đặc biệt là đối với nguyên liệu còn tươi Sự biến đổi của chất ngấm ra sẽ tạo nên mùi vị đặc trưng cho sản phẩm khô [12]

Trong quá trình sấy khô, do men vi sinh vật hoạt động phân hủy một số chất ngấm ra làm cho hàm lượng của chúng giảm xuống Quá trình sấy khô càng kéo dài thì sự tổn thất chất ngấm ra càng nhiều và làm cho mùi vị giảm Vì vậy, làm khô nhanh chóng là biện pháp tích cực làm giảm bớt tổn thất của chất ngấm ra [12]

1.2.7.3 Biến đổi hoá lý

Khuếch tán ẩm: trong quá trình sấy do có sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và lớp bên trong vật liệu, sự chênh lệch ẩm giữa lớp không khí sát bề mặt với bề mặt của sản phẩm mà có dòng ẩm khuếch tán từ bên trong sản phẩm ra bề mặt ngoài và dòng ẩm khuếch tán từ bề mặt sản phẩm ra lớp không khí sát bề mặt Quá trình này được thực hiện dưới tác dụng của khuếch tán và do kết quả của sự co giãn không khí trong các mao quản, nhiệt chuyển dời theo hướng có nhiệt độ thấp hơn [4] Ngoài sự khuếch tán ẩm, trong quá trình sấy còn có hiện tượng chuyển pha của ẩm từ lỏng sang hơi Có thể tạo thành lớp màng ngoài vật liệu hạn chế sự khuếch tán ẩm [4]

1.2.7.4 Biến đổi hoá sinh

Giai đoạn đầu của quá trình sấy, nhiệt độ của vật liệu tăng dần và tăng chậm tao ra hoạt động mạnh mẽ của hệ enzyme oxy hóa – khử gây ảnh hưởng xấu đến vật liệu

Trong giai đoạn sấy, hoạt động của hệ enzyme giảm dần vì nhiệt độ của vật liệu cao hơn nhiệt độ hoạt động của các hệ enzyme và hàm lượng nước trong sản phẩm giảm

Giai đoạn sau khi sấy, một số enzyme nhất là enzyme oxy hóa – khử chưa bị

vô hoạt hoàn toàn mà tiếp tục hoạt động chủ yếu trong thời gian bảo quản và tới một giai đoạn nào đó nó có thể phục hồi khả năng hoạt động [4]

1.2.7.5 Biến đổi sinh học

Cấu tạo tế bào: quá trình sấy thường xảy ra hiện tượng biến tế bào sống thành

tế bào chết do nhiệt độ cao làm biến tính không thuận nghịch chất nguyên sinh và

do mất nước Tế bào vẫn có thể phục hồi về trạng thái ban đầu nhưng khả năng sinh sản giảm dần Ngoài ra còn làm biến đổi cấu trúc mô, nhất là mô che chở và mô dẫn [12]

Vi sinh vật: quá trình sấy có tác dụng tiêu diệt hoặc ức chế vi sinh vật trên bề mặt vật liệu do nhiệt độ cao và do hàm lượng nước giảm dần trong quá trình sấy

Do hiện tượng bị ẩm cục bộ, vi sinh vật vẫn có thể phát triển trong vật liệu sấy nhưng rất ít [12]

CHƯƠNG II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Măng tây xanh được thu mua tại các cơ sở trồng măng tây tại Phan Rang Măng tây tươi xanh, sau khi thu mua được vận chuyển về phòng thí nghiệm và dùng làm nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu

Hình 2.1 Hình ảnh măng tây nguyên liệu

2.2.1 Phương pháp phân tích hoá học

(Được trình bày ở phụ lục 1)

 Xác định hàm lượng ẩm trong nguyên liệu bằng phương pháp sấy ở

100 o C – 105 o C

 Xác định hoạt tính chống oxy hoá tổng

Xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng của măng tây mô tả bởi Prieto và cộng

sự (1999)

Cách pha đường chuẩn: Pha dung dịch acid ascorbic 1mg/1ml, sau đó lấy

10µl, 20µl, 40µl, 50µl, 70µl, 80µl, 90µl, 100µl, 120µl và một mẫu đối chứng Sau

đó bổ sung nước cất tương ứng cho đủ 1ml sau đó thêm 3ml dung dịch A (dung

dịch H2SO4 0,6M, sodium phosphate 28mM, ammonium Molybdate 4 mM) vào Mẫu đối chứng: 1ml nước cất và 3ml dung dịch A Đem tất cả các mẫu trên ủ ở

95oC trong 90 phút, sau đó đo ở bước sóng λ = 695nm Với kết quả đo được thì vẽ đường chuẩn đưa ra phương trình

So sánh kết quả mẫu chiết với đường chuẩn thì có hàm lượng tương ứng acid ascorbic

Tiến hành: Lấy 100µl mẫu bổ sung 900µl nước cất và thêm 3ml dung dịch A

(H2SO4 0.6M, Sodium phosphate 28mM và Ammonium Molybdate 4mM) Hỗn hợp được giữ 90 phút ở 950C, sau đó đo ở bước sóng 695nm với chất chuẩn là axit ascorbic So sánh kết quả mẫu chiết với đường chuẩn (là phương trình có dạng: y=ax+b) thì có hoạt tính tương ứng mg axit ascorbic

Kết quả xây dựng đường chuẩn

Hình 2.2 Phương trình đường chuẩn xác định hoạt tính chống oxy hoá tổng

y = 0,006x – 0,0388, R 2 = 0,9938 Cách tính như sau: Abs đo được thay vào y trong phương trình đường

chuẩn thì ta tìm được x Từ đó có thể xác định hoạt tính chống oxy hoá tổng của mẫu cần xác định theo công thức:

Trong đó: x: tính được từ phương trình (1)

V1: thể tích đo được sau khi lọc (ml)

V2: thể tích mẫu cần lấy làm thí nghiệm (ml)

m: khối lượng mẫu ban đầu cần dùng (g)

1000: đổi từ đơn vị gam ra miligam

 Xác định khả năng tái hidrat hoá

Độ hút nước trở lại là một trong những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lượng của sản phẩm sấy khô nói chung và của sản phẩm măng tây sấy khô nói riêng, do đó việc xác định độ hút nước trở lại là hết sức cần thiết

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí thí ngiệm xác định độ hút nước trở lại

Tiến hành: Cân 2g măng tây cho mỗi mẫu thí nghiệm, sau đó đem ngâm

trong nước sạch với tỷ lệ 1g/100ml nước Cứ sau 30 phút sẽ tiến hành cân mẫu một

Hoạt tính chống oxy hoá tổng =

x * V1

m * V2 * 1000

Măng tây khô

Xác định tỷ lệ hút nước Ngâm nước