TRUNG TM THC PHM DINH DNG - VIN DINH DNG BO CO TNG KT TI NGHIấN CU SN XUT SN PHM LYCOPEN T C CHUA CNT : NGUYN TH HNG MINH 8206 H NI 2010 Mục lục Trang Mục lục Đặt vấn đề I Tổng quan 1.1 Lycopen 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc vai trò lycopen 1.1.2 Lycopen thực phẩm 1.2 Đặc điểm thực vật cà chua 1.2.1 Phân loại 1.2.2 Độ chín cà chua 1.3 Một số sản phẩm cà chua chế biến 1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà chua 1.4.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà chua giới 1.4.2 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà chua Việt Nam 10 1.5 Một số yếu tố ảnh hởng đến trình sản xuất bột cà chua 10 II Nguyên liệu phơng pháp nghiên cứu 12 2.1 Nguyên liệu 12 2.1.1 Cà chua 12 2.1.2 Nguyên liệu phụ 12 2.2 Thiết bị sử dụng 12 2.3 Phơng pháp nghiên cứu 12 2.3.1 Phơng pháp phân tích 12 2.3.2 Phơng pháp đánh giá cảm quan 13 2.3.3 Phơng pháp nghiên cứu công nghệ 14 iii kết bàn luận 15 3.1 Nghiên cứu xây dựng công thức sản xuất bột cà chua 15 3.1.1 Nghiên cứu xác định loại nguyên liệu độ chín thích hợp cho mục đích sử dụng nguồn lycopen sẵn có 15 3.1.1.1 Nghiên cứu xác định loại nguyên liệu thích hợp 15 3.1.1.2 Nghiên cứu xác định độ chín thích hợp 16 3.1.2 Nghiên cứu xây dựng công thức sản xuất bột cà chua giàu lycopen 17 3.1.2.1 Xác định nhiệt độ chần thích hợp 17 3.1.2.2 Xác định thời gian chần thích hợp 18 3.1.2.3 Xác định tỷ lệ bổ sung maltodextrin vào dịch trớc sấy phun 18 3.1.2.4 Xác định nhiệt độ sấy thích hợp 19 3.1.2.5 Xác định tốc độ bơm nhập liệu 20 3.1.2.6 Xác định áp suất vòi phun 21 3.2 Xây dựng quy trình sản xuất theo dõi thời gian bảo quản 21 3.2.1 Quy trình sản xuất sản phẩm 21 3.2.2 Đánh giá chất lợng sản phẩm 23 3.2.2.1 Phân tích tiêu hóa lí vi sinh 23 3.2.2.2 Kết đánh giá cảm quan 23 3.2.3 Theo dõi chất lợng sản phẩm thời gian bảo quản 24 3.3 Sơ tính toán giá thành sản phẩm 25 Kết luận 26 Kiến nghị 27 Tài liệu tham khảo 28 Phụ lục 30 đặt vấn đề Các nhà khoa học phát nguyên nhân lão hóa tế bào việc sản sinh gốc tự Trong thể tồn chất chống oxy hóa nhằm ngăn cản hình thành gốc tự do, tạo thành ngỡng cân mong manh Bổ sung thêm chất chống oxi hóa tự nhiên vào thể giúp chống lại tác hại gốc tự do, khôi phục tế bào bị tổn hại, tiêu diệt phân tử thoái hóa, kiềm chế trình oxi hóa ANDqua hạn chế nguy mắc bệnh lý có hại gây gốc tự Lycopen chất chống oxi hóa có hoạt tính mạnh tự nhiên Khả chống oxi hóa mạnh gấp lần so với - carotene cao gấp 10 lần so với tocopherol [1] Cơ thể tự tổng hợp đợc lycopen mà phải bổ sung lycopen từ thức ăn hàng ngày Lycopen có nhiều số thực vật có màu đỏ nh da hấu, gấc, cà chua, đàoTrong đó, cà chua đợc ý có hàm lợng lycopen cao mà chứa nhiều thành phần dinh dỡng khác có lợi cho sức khỏe Theo Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam Viện Dinh dỡng biên soạn năm 2007, cà chua chứa nhiều vitamin C (40 mg/100g), beta - caroten (393 mcg/100g), lycopen (3025 mcg/100g), vitamin K (7,9 mcg/100g), lợng đáng kể chất khoáng cần thiết nh Kali, Mangan, Magie, Đồng, Sắt, Kẽm chất xơ hòa tan Chế độ ăn tăng cờng cà chua góp phần làm chậm trình lão hóa làm giảm nguy ung th vú, ung th tuyến tiền liệt, ung th đại tràng, ung th vòm họngNgoài ra, cà chua chứa nhiều hợp chất hóa thực vật khác chất xơ giúp cho thể xuất cholesterol, giảm cục máu đông, đề phòng tai biến bệnh tim mạch, bệnh béo phì Đã có nhiều nghiên cứu nớc giống cà chua vấn đề bảo quản, chế biến số sản phẩm từ cà chua Tuy nhiên, nghiên cứu tập trung đến suất hàm lợng chất khô nói chung cà chua mà cha quan tâm nhiều đến hàm lợng chất chống oxi hóa, điển hình lycopen Các sản phẩm cà chua thị trờng, chủ yếu dạng ăn tơi, sốt cà chua hay nớc cà chua ép Sản phẩm cà chua dạng bột Việc nghiên cứu, sản xuất sản phẩm dạng bột giàu lycopen từ cà chua tơi làm đa dạng hóa sản phẩm từ cà chua thị trờng mà quan trọng tạo đợc chế phẩm giàu lycopen có nhiều ích lợi cho sức khỏe Vì tiến hành đề tài: Nghiên cứu sản xuất sản phẩm giàu lycopen từ cà chua Nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: * Khảo sát thành phần chín giống cà chua có nớc nhằm tìm đợc giống cà chua có hàm lợng lycopen cao với độ chín thích hợp cho sản xuất bột cà chua giàu lycopen * Xây dựng công thức sản xuất bột cà chua giàu lycopen * Xây dựng quy trình sản xuất theo dõi chất lợng sản phẩm theo thời gian bảo quản I Tổng quan 1.1 Lycopen 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc vai trò lycopen Lycopen thành viên họ carotenoid chất màu tự nhiên tạo nên màu đỏ đậm cho số loại quả, cà chua Đợc tập hợp từ isoprenne, Lycopen có công thức phân tử C40H56 chứa nhiều liên kết đôi chuỗi hydrocacbon Công thức cấu trúc phân tử lycopen đợc thể hình 1.1 Hình 1.1 Công thức cấu trúc lycopen Do có chứa nhiều liên kết đôi cấu trúc, lycopen có tới 1056 đồng phân khác nhau, nhng phần nhỏ đợc tìm thấy tự nhiên Lycopen dạng đồng phân alltrans dạng đồng phân hình học chiếm u đợc tìm thấy thực vật Đồng phân dạng cis lycopen đợc tìm thấy tự nhiên bao gồm dạng đồng phân 5-cis, 9cis, 13-cis 15-cis Lycopen đợc tìm thấy huyết ngời hỗn hợp gần 50% lycopen dạng cis 50% dạng all-trans Lycopen thực phẩm chế biến chủ yếu dạng đồng phân cis [2,3] Nhiều liên kết đôi liên hợp làm lycopen có khả chống oxi hoá mạnh cho phép khử hoạt tính gốc tự do, ngăn chặn oxi nguyên tử việc phá hủy tế bào thể Khả dập tắt oxi nguyên tử lycopen cao gấp lần so với carotene cao gấp 10 lần so với tocopherol Hệ số chống oxi hoá số carotenoid thể bảng 1.1 [1] Bảng 1.1: Hệ số chống oxi hoá số carotenoid [1] TT Carotenoid Lycopen -caroten Hệ số chống oxy hóa 31 25 TT Carotenoid -caroten -caroten Hệ số chống oxy hóa 19 14 Astaxanthin Canthaxanthin 24 21 Zeaxanthin Lutein 10 Bên cạnh khả chống oxi hoá mạnh nhất, lycopen đợc ức chế tăng sinh nhiều dòng tế bào ung th (nh ung th tuyến tiền liệt, vú, buồng trứng, cổ tử cung, thực quản, dày, đại tràng ) Nhiều nghiên cứu cho thấy mối liên quan việc ăn nhiều lycopen với việc giảm nguy ung th số quan đặc biệt ung th tuyến tiền liệt Lycopen cấu tử thiếu hệ thống miễn dịch Các tế bào miễn dịch nhạy với gốc tự Khi có mặt gốc tự do, tế bào miễn dịch tập trung lại nhờ lycopen ngăn chặn hoạt động gốc tự Lycopen làm tăng hoạt động tế bào giết (killer cells) hệ thống tế bào miễn dịch Sự thiếu hụt lycopen làm giảm hiệu hệ thống miễn dịch kết bệnh nhiễm trùng phát triển [4] Lycopen đợc tin giữ vai trò quan trọng việc ngăn ngừa bệnh tim mạch ngăn chặn gốc tự phá hủy LDL cholesterol Cholesterol bị oxy hóa gốc tự lắng lại thành mảng cứng làm hẹp động mạch Với hoạt tính chống oxy hóa mạnh, lycopen ngăn ngừa LDL cholesterol khỏi bị oxy hóa Có nhiều chứng cho thấy dày lên thành mạch nguy nhồi máu tim giảm ngời có nồng độ lycopen tế bào cao [3] Nghiên cứu tác giả Nhật bổ sung lycopen với hàm lợng 15 45mg/ngày từ nớc cà chua nhận thấy giảm peroxyt hóa lipid [5] Tuy nhiên, nghiên cứu gần Rao cs với mức lycopen ăn vào thấp (từ 5, 10 đến 20 mg/ngày) cho thấy mức lycopen huyết tăng đáng kể từ 92% lên đến 216% giảm peroxyt hóa lipid trung bình 10% [6] Dựa vào đó, ngời ta đa khuyến nghị mức lycopen ăn vào ngày từ - 10mg đủ để trì mức lycopen huyết giảm peroxyt hóa lipid [6] Việc ăn vào không đủ lycopen carotenoid khác nhiều năm làm tăng nhạy cảm thể với tổn hại gốc tự do, làm tăng nguy mắc bệnh mãn tính nh tim mạch bệnh ung th Trong đó, tác dụng có hại ăn nhiều thực phẩm có chứa lycopen Nh vậy, lycopen chất chống oxy hóa tự nhiên cần thiết cho tế bào sống, đảm bảo tính bền màng tế bào, ngăn cản tác nhân oxy hóa độc đợc tạo trình trao đổi chất, đặc biệt giúp cho thể ngăn ngừa chữa trị bệnh mạn tính không lây nh tim mạch, ung th, bệnh liên quan đến tuổi già 1.1.2 Lycopen thực phẩm Trong tự nhiên, thực vật vi sinh có khả tổng hợp lycopen Động vật không tự tổng hợp lycopen đợc mà phải bổ sung lycopen từ thức ăn Thực phẩm chứa nhiều lycopen loại rau màu đỏ nh cà chua, da hấu, đào, mơ, ổi đào Hàm lợng lycopen số loại thực phẩm đợc thể nh bảng 1.2 Bảng 1.2: Hàm lợng lycopen số thực phẩm [7] Thực phẩm Dạng thực phẩm Hàm lợng lycopen (mg/100g) Nho ặi Nớc ổi Ketchup Đu đủ Sốt pizza Sốt spaghetti Cà chua Cà chua Nớc cà chua Súp cà chua Cà chua dạng paste Da hấu Tím, tơi Hồng, tơi Hồng, chế biến Đã chế biến Đỏ, tơi Lon Đã chế biến Đỏ, tơi Đã chế biến Đã chế biến Lon, cô đặc Lon Đỏ, tơi 3,36 5,40 3,34 16,60 2,00 - 5,30 12,71 17,50 3,10 - 7,74 11,21 7,83 3,99 30,07 4,10 Cà chua sản phẩm cà chua đợc xem nguồn lycopen nguồn carotenoid quan trọng phần ăn Ước tính 80% phần lycopen ngời Mỹ từ cà chua bao gồm ketchup, nớc cà chua, sốt pizza, sốt spaghetti [3] Hàm lợng lycopen cà chua tơi thay đổi theo thời kì phát triển tăng lên chín Nhìn chung nhà khoa học công nhận hiệu sinh học lycopen sản phẩm cà chua có gia nhiệt tăng lên so với cà chua tơi, dạng đồng phân trans lycopen tìm thấy cà chua tơi khó hấp thu Quá trình xử lý nhiệt chế biến cà chua làm chuyển hoá lycopen thành dạng cis, loại có giá trị sinh học cao [2] Nhiệt độ kích thích đồng phân hoá dang trans thành dạng cis Đồng phân cis tăng lên nhiệt độ thời gian chế biến Ngoài ra, trình chế biến làm tăng cờng giá trị sinh học lycopen phá vỡ thành tế bào, việc làm yếu lực liên kết lycopen mạng lới tế bào, làm lycopen dễ dàng đợc giải phóng [8] Các nhà khoa học Đại học Cornell (New York) chứng minh cách đun nóng cà chua đến 880C thời gian lâu nồng độ lycopen nói riêng chất chống oxi hóa nói chung tăng Cụ thể nh sau: Bảng 1.4 Độ tăng nồng độ chất chống oxi hóa cà chua theo thời gian nấu [14]: TT Thời gian nấu (phút) 15 30 Trans-lycopen 54 171 164 Mức độ tăng (%) Cis-lycopen Các chất chống oxi hóa 28 17 34 35 62 1.2 Đặc điểm thực vật cà chua Cà chua có nguồn gốc Peru, Bôlivia, êquađo Đây thuộc họ cà solannaceae, có tên khoa học lycoperricon esculentum Mill Cà chua có mọng, nhiều nớc, có số lợng ô (hay gọi buồng hạt) khác (2-3, có nhiều hơn) Hình dạng dẹt, tròn, hình elip, bầu dục dài, dạng mận dạng lê Trong cà chua chín có chứa nhiều chất dinh dỡng nh: đờng, vitamin A vitamin C, canxi, sắt photspho, magie, carotenoidBởi vậy, đợc dùng nh loại rau cung cấp vitamin chất khoáng, cà chua có tác dụng mặt y học Theo Võ Văn Chi Lê Văn Đức (1997), cà chua có vị ngọt, tính mát, có tác dụng tạo lợng, làm cân tế bào tăng sức sống [14] 1.2.1 Phân loại nớc ta, giống cà chua đợc trồng chủ yếu thuộc nhóm sau đây: [14] - Cà chua múi: Quả to, nhiều ngăn tạo thành múi Quả có vị chua, nhiều hạt, ăn không ngon nhng mọc khỏe, sai quả, chống chịu sâu bênh - Cà chua hồng: hình hồng, múi có múi không rõ Thịt nhiều bột, ăn ngon Cây trồng chịu sâu bệnh cà chua múi - Cà chua bi: Quả bé, sai quả, ăn chua, ngái Cây chống chịu sâu bệnh Nhóm cà chua dễ trồng, nhng giá trị kinh tế thấp Nông dân tự trồng vờn để tự cung cấp cho gia đình Tùy mục đích sử dụng mà lựa chọn giống cà chua khác Yêu cầu chất lợng cà chua chế biến có số điểm khác biệt so với cà chua ăn tơi Hàm lợng chất khô hòa tan cà chua chế biến phải cao (ít 4-50Bx), pH thấp (khoảng 4,4), cà chua phải cứng chắc, không nứt, nhiều thịt quả, hạt, màu đỏ sáng Các giống cà chua PT18, HT21, XH2, Savior, cà chua Đà Lạt giống điển hình dùng chế biến Giống cà chua XH2: Là giống đợc chọn tạo Viện nghiên cứu Rau Đây giống cà chua nhỏ, có chất lợng tốt, suất cao Giống cà chua chế biến PT18: Giống có thời gian sinh trởng ngắn 100 -200 ngày Thân có màu trắng, phân cành Dạng thuôn dài, màu đỏ đậm, không bị nứt [15] Giống cà chua Đà Lạt: Thân mảnh nhỏ, xanh nhạt, mỏng Quả chín có màu đỏ, thuôn dài, không chia múi, nhiều bột, kích thớc trung bình, khối lợng trung bình, thích hợp cho sản xuất Giống cà chua lai HT 21: Đợc chọn tạo Trờng Đại Học Nông nghiệp I, HT21 thuộc giống sinh trởng ngắn ngày, thấp cây, nhiều Đây giống chịu bệnh tốt, khả đậu lớn, cho suất cao điều kiện vụ đông mà vụ hè HT21 có độ lớn vửa phải, khối lợng trung bình 66,2 - 71,2 g [19] Giống cà chua Savior: Là giống đợc tuyển chọn nhà khoa học công ty Syngenta Giống Savior có khả chống chịu tốt với virut xoăn vàng cà chua, sinh trởng tốt cho suất cao Đây giống cà chua chịu đợc nóng, trồng vào tháng nóng tỉnh phía Bắc miền Trung mà hầu hết giống cà chua khác trồng đợc Đây đặc điểm quý giống trồng đợc trái vụ, cho hiệu kinh tế cao [theo rauhoaquavietnam.vn] 1.2.2 Độ chín cà chua Xác định thời kỳ chín cà chua nhằm phục vụ yêu cầu tiêu dùng yêu cầu chế biến, vận chuyển Quả cà chua chín có chất lợng tốt so với cà chua chín dấm hay chín thời gian bảo quản Trong trình chín, cà chua phải trải qua thời kì sau: + Thời kỳ xanh: hạt phát triển cha hoàn chỉnh Nếu thu hái thời kỳ thông qua phơng pháp thúc chín chín không bình thờng, hơng vị, màu sắc đặc trng giống + Thời kỳ chín xanh: chất keo bao quanh hạt đợc hình thành, cha có màu hồng vàng Nếu đem thúc chín thể màu sắc giống + Thời kỳ chín vàng: Đỉnh xuất màu vàng màu hồng với diện tích bề mặt chiếm khoảng 10% + Thời kỳ chuyển màu: diện tích bề mặt từ 10% - 30% có màu vàng đỏ + Thời kỳ chín hồng: Diện tích bề mặt từ 30% - 60% có màu hồng nhạt màu vàng + Thời kỳ hồng đỏ: Diện tích bề mặt từ > 60% - 90% có màu vàng đỏ + Thời kỳ chín đỏ: diện tích bề mặt từ 90% trở lên [13] Độ chín cà chua trình sinh hoá phức tạp Cờng độ trình phụ thuộc vào mức độ chín bắt đầu điều kiện chín, nhiệt độ, độ ẩm tơng đối không khí, ánh sáng Trong thời kỳ chín, nhiệt độ ánh sáng có ảnh hởng lớn đến hình thành sắc tố quả, chủ yếu lycopen (màu đỏ) carotene (màu vàng) Nhiệt độ tốt cho chín 220C, độ ẩm 80 - 85% Màu sắc đợc quy định hàm lợng sắc tố Lycopen sắc tố màu đỏ, đợc hình thành điều kiện nhiệt độ khoảng 200C Bởi vậy, cà chua phát triển nhiệt độ nhỏ 300C chất màu lycopen đợc hình thành nhiều làm cho có màu đỏ Và ngợc lại, phát triển nhiệt độ lớn 300C caroten hình thành nên vỏ có màu da cam đỏ nhạt [14,16] 1.3 Một số sản phẩm cà chua chế biến Cà chua sử dụng cho mục đích ăn tơi làm nguyên liệu cho chế biến với sản phẩm nh sau: - Cà chua nguyên quả: sản xuất hai dạng: để nguyên vỏ bóc vỏ Sản phẩm đợc đóng nớc muối loãng nớc cà chua - Cà chua cô đặc: Cà chua cô đặc đợc sử dụng nh bán chế phẩm dùng để sản xuất số đồ hộp rau, quả, thịt, cá dùng để nấu ăn gia đình Sản phẩm thu đợc cách cô đặc thịt cà chua thu đợc sau loại bỏ vỏ, hạt nghiền nhỏ - Nớc cà chua: bao gồm nớc cà chua ép (juice) nớc cà chua nghiền (nectar) Cà chua đợc nghiền, lọc, dạng chứa chất khô không hòa tan từ thịt cà chua - Cà chua muối: nh muối da chuột Để nguyên cắt lát cho lên men nớc muối - Mứt cà chua: Đợc sản xuất từ tơi bán chế phẩm, dạng nguyên hay dạng miếng, nấu với đờng - Salat cà chua: Đây dạng sản phẩm ăn liền, có vị mặn, ngọt, chua, cay Đợc chế biến cách ngâm cà chua nớc dấm, muối ăn, gia vị - Nớc xốt cà chua (catsup - ketchup): đợc làm trực tiếp từ nớc cà chua tơi sau loại bỏ hạt, vỏ quả, sau bổ sung gia vị đờng, dấm, muối, hành - Bột cà chua: dạng bột rau phổ biến nhất, vừa dùng để chế biến nớc giải khát, vừa dùng nấu ăn Bột cà chua sản phẩm cà chua khử nớc cách làm khô nớc cà chua hay cà chua cô đặc Bột cà chua lí tởng phải đảm bảo trì đợc chất lợng dễ phân tán nớc nh cho sản phẩm có hơng vị màu sắc tự nhiên [14, 18] 1.4 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà chua 1.4.1 Tình hình sản xuất tiêu thụ cà chua giới Tình hình sản xuất tiêu thụ cà chua giới năm gần tiếp tục gia tăng Sản lợng cà chua dùng cho chế biến năm 2007/2008 ớc tính đạt 655 ngàn tấn, tăng 20 ngàn so với năm 2006/2007 Diện tích cà chua cho chế biến ớc đạt 8700 ha, tăng so với 8000 năm 2006/2007 Trung Quốc nơi có tổng lợng cà chua tơi cà chua chế biến nhiều giới, nhng lợng xuất số nớc khác nh: Mexico, Thổ Nhĩ Kỳ, Canadado có sức mua thị trờng nội địa lớn [10] Sản xuất cà chua giới Nguồn: Food and Agriculture Organization (FAO) of the United Nations; National Agriculture Statistics Service, USDA [10] Khoảng 85% tổng sản lợng cà chua đợc tiêu dùng tơi Trồng cà chua đòi hỏi phải có diện tích cánh đồng rộng khí hậu thuận lợi, mà việc trao đổi cà chua sản phẩm cà chua vùng sản xuất liên tục đợc mở rộng Xuất cà chua giới tăng 30% từ năm 2003 đến năm 2007, mức tăng trởng nhập cà chua 40% Có diện tích cánh đồng lớn, Mexicô nớc xuất nhiều cà chua giới Mỹ đứng đầu giới lợng cà chua nhập khẩu, tiếp đến Nga, EU Đặc biệt, lợng cà chua nhập vào thị trờng Nga năm 2007 tăng gấp đôi so với năm 2008 [9]