Khảo sát ảnh hưởng của aw và sự giảm ẩm trong quá trình chế biến trái cây có độ ẩm trung bình

Khảo sát ảnh hưởng của aw và sự giảm ẩm trong quá trình chế biến trái cây có độ ẩm trung bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG LÊ THỊ KIM NÊN KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA aw VÀ SỰ GIẢM ẨM TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN TRÁI CÂY CÓ ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM CẦN THƠ 6/2009 Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Đề tài: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA aw VÀ SỰ GIẢM ẨM TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN TRÁI CÂY CÓ ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. Võ Tấn Thành Lê Thị Kim Nên MSSV: 2051651 Lớp: CNTP K31 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG CẦN THƠ 6/2009 Luận văn đính kèm sau đây với tên đề tài “Khảo sát sự ảnh hưởng của aw và sự giảm ẩm trong quá trình chế biến trái cây có độ ẩm trung bình” do sinh viên Lê Thị kim Nên thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Chữ ký của GVHD Chữ ký của GVPB Cần Thơ, ngày 01 tháng 6 năm 2009 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm i LỜI CẢM ƠN Chân thành cảm ơn thầy Võ Tấn Thành đã tận tình hướng dẫn, cung cấp tài liệu và truyền đạt những kiến thức quý báu, giúp em hoàn thành tốt đề tài luận văn “Khảo sát ảnh hưởng của aw và sự giảm ẩm trong quá trình chế biến trái cây có độ ẩm trung bình”. Thành thật biết ơn quý thầy cô bộ môn Công nghệ Thực phẩm Khoa Nông nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức, những kinh nghiệm cho em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường. Cám ơn các cán bộ phòng thí nghiệm cùng các bạn sinh viên lớp Công nghệ Thực phẩm khoá 31 đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn này. Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm ii MỤC LỤC LỜI CÁM ƠN . DANH SÁCH BẢNG ii DANH SÁCH HÌNH .iv TÓM LƯỢC………………………………………………………………………vi CHƯƠNG I GIỚI THIỆU .1 1.1 Đặt vấn đề…………………………………………………………………… 1 1.2 Mục tiêu nghiên cứu………………………………………………………… .1 CHƯƠNG II LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU………………………………………… .2 2.1 Giới thiệu chung về nguyên liệu xoài………………………………………….2 2.1.1 Nguồn gốc………………………………………………………………… 2 2.1.2 Phân loại…………………………………………………………………….2 2.1.3 Giá trị dinh dưỡng và ý nghĩa kinh tế……………………………………….3 2.1.4 Thành phần hóa học của xoài……………………………………………… 3 2.1.5 Thu hoạch……………………………………………………………………3 2.1.6 Phân loại độ chin…………………………………………………………….4 2.2 Đường………………………………………………………………………… .4 2.3 Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy………………………………… .5 2.3.1 Biến đổi vật lý……………………………………………………………… 5 2.3.2 Biến đổi hóa lý……………………………………………………………….5 2.3.3 Biến đổi sinh hóa…………………………………………………………….6 2.3.4 Biến đổi cảm quan……………………………………………………………6 2.4 Biến đổi vitamin A, C trong quá trình chế biến…………………………………7 CHƯƠNG III PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM…………… .8 3.1 Phương tiện …………………………………………………………………… .8 3.1.1 Địa điểm……………………………………………………………………….8 3.1.2 Thời gian nghiên cứu………………………………………………………….8 3.1.3 Dụng cụ và thiết bị…………………………………………………………….8 3.1.4 Hóa chất……………………………………………………………………….8 3.1.5 Nguyên liệu………………………………………………………………… .8 3.2 Phương pháp………………………………………………………………………8 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm iii 3.2.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của rào cản lên sự giảm aw của dung dịch dung để ngâm xoài…………………………………………………………………………………. 10 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát nhiệt độ và thời gian thích hợp để hấp xoài…………………………………………………………………11 3.2.3 Thí nghiệm 3: Khảo thời gian ngâm để aw của sản phẩm và dung dịch cân bằng nhau…………………………………………………………………………13 3.2.4 Thí nghiệm 4: Khảo sát sự thay đổi độ ẩm của xoài trong quá trình sấy đưa sản phẩm đến khối lượng không đổi…………………………………………………………… 14 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN……………………………………… .16 4.1 aw của các dung dịch đường dùng ngâm nguyên liệu…………………………… 16 4.2 Nhiệt độ và thời gian dùng để hấp xoài……………………………………………18 4.3 Thời gian ngâm để aw của sản phẩm và dung dịch cân bằng nhau……………… .19 4.4 Mô hình hóa quá trình sấy sản phẩm………………………………………………20 4.4.1 Sự phụ thuộc của hằng số k vào nhiệt độ sấy………………………………… .23 4.4.2 Mối quan hệ giữa k và nhiệt độ sấy T………………………………………… .26 4.4.3 So sánh biến đổi ẩm của thực tế và lý thuyết……………………………………27 4.4.4 Phỏng đoán quá trình sấy sản phẩm theo phương trình Page……………………30 CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ………………………………………………32 5.1 Kết luận…………………………………………………………………………… .32 5.2 Đề nghị………………………………………………………………………………32 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………………… 33 PHỤ LỤC Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm iv DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 Thành phần của nguyên liệu xoài chín 3 Bảng 4.1 Kết quả aw của dung dịch đường saccharose và glycerine dùng để ngâm xoài .18 Bảng 4.2 Kết quả aw của dung dịch đường glucose và glycerine dùng để ngâm xoài .18 Bảng 4.3 Kết quả nhiệt độ và thời gian hấp xoài 19 Bảng 4.4 Kết quả thời gian ngâm khi cân bằng aw của sản phẩm và dung dịch .20 Bảng 4.5 Kết quả hằng số k theo thời gian sấy khi ngâm xoài trong dung dịch đường saccharose và glycerine .24 Bảng 4.6 Kết quả hằng số k theo theo niệt độ sấy khi ngâm xoài trong dung dịch đường glucose và glycerine 25 Bảng 4.7 Kết quả thể hiện mối quan hệ giữa hằng số k và nhiệt độ sấy T .26 Bảng 4.8 Biến đổi ẩm trong quá trình sấy, khi ngâm xoài trong dung dịch đường saccharose và glycerine .28 Bảng 4.9 Biến đổi ẩm trong quá trình sấy, khi ngâm xoài trong dung dịch đường glucose và glycerine 29 Bảng 4.10 Kết quả hằng số k và N ở 3 mức nhiệt độ sấy, khi ngâm xoài trong dung dịch đường saccharose và glycerine .31 Bảng 4.11 Kết quả giá trị Kết quả hằng số k và N ở 3 mức nhiệt độ sấy, khi ngâm xoài trong dung dịch đường glucose và glycerine 31 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm v DANH SÁCH HÌNH Hình 3.1 Cảm biến độ ẩm không khí . 8 Hình 3.2 Sơ đồ quy trình chế biến xoài . 9 Hình 3.3 Dụng cụ đo aw của dung dịch 10 Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1………………………………………………11 Hình 3.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 .12 Hình 3.6 Nồi hấp .14 Hình 3.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 3 .15 Hình 3.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 4 .15 Hình 3.9 Tủ sấy sản phẩm .15 Hình 4.1. aw của dung dịch đường saccharose có bổ sung glycerine 16 Hình 4.2. aw của dung dịch đường glucose có bổ sung glycerine .17 Hình 4.1 Sơ đồ phương pháp xây dưng mô hình sấy xoài 23 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm vi TÓM LƯỢC Quá trình chế biến trái cây có độ ẩm trung bình nhờ sử dụng kỹ thuật rào cản được tiến hành với xoài được khảo sát các thông số liên quan như aw, thời gian và nhiệt độ dùng để hấp và sấy xoài, biến đổi ẩm và tốc độ sấy xoài. Xoài được xử lý, tạo thành lát nhỏ với kích cỡ 3x3x0,5 cm, đem ngâm trong dung dịch acid citric 0,5% (30 giây), sau đó, ngâm trong dung dịch clorua canxi 0,5% (10 – 15 phút). Xoài được hấp ở 80oC trong 135 giây. Dung dịch đường saccharose và glucose dùng để ngâm xoài được tiến hành khảo sát aw ở nhiều nồng độ khác nhau, kết hợp bổ sung glycerine làm giảm aw của dung dịch từ 0,627 đến 0,983. Nồng độ dung dịch đường càng cao, hàm lượng glyceerine bổ sung càng nhiều thì aw của dung dịch càng giảm và đạt ổn định khi bổ sung 20ml glycerine. aw của dung dịch ngâm xoài khi có bổ sung glycerine khoảng 0,638 –0,918. Thời gian ngâm xoài là thời gian đưa aw của sản phẩm tiến gần aw của dung dịch được ghi nhận trong khoảng 0,629 – 0,906. Xoài được sấy ở ba mức nhiệt độ 40, 50, 60oC cho đến khi khối lượng sản phẩm xem như không đổi. Nhiệt độ càng cao, tốc độ sấy càng lớn (giá trị k khoảng 0,016 – 0,038). Sử dụng 3 mô hình sấy gồm mô hình Lewis, Henderson-Pabis và Page để phỏng đoán và kiểm soát quá trình sấy. Trong đó, mô hình Page có thể dùng để kiểm soát quá trình sấy xoài với độ chính xác cao (R2 = 0,95 – 0,99). Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Ngành công nghệ thực phẩm 1 CHƯƠNG I GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Xoài là loài cây ăn quả nhiệt đới, được trồng phổ biến nhiều ở nước ta với nhiều chủng loại. Quả xoài chín có màu sắc hấp dẫn, vị ngọt, hương thơm ngon, có giá trị dinh dưỡng cao, được nhiều người yêu thích. Vì vậy, xoài được xem là loại quả quý. Do đó, xoài được xem là loại cây có giá trị kinh tế cao trong nền sản xuất nông nghiệp ở nước ta. Xoài có thể ăn tươi, dùng làm đồ hộp, làm mứt, nước giải khát, lên men làm rượu… Mặt khác, xoài là một loại trái cây có độ ẩm khá cao, nên rất khó bảo quản. Nhằm đa dạng hóa sản phẩm từ xoài cũng như giải quyết vấn đề bảo quản sau thu hoạch, người ta tiến hành nghiên cứu chế biến thành sản phẩm trái cây có độ ẩm trung bình. Hiện nay, sản phẩm xoài là một mặt hàng lớn nhưng rất ít người Việt Nam biết đến. Vì vậy, việc nâng cao giá trị của xoài và phương thức chế biến mới sẽ góp phần tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp và tăng khả năng cạnh tranh trên thị trường. Với phương tiện phòng thí nghiệm cũng như thời gian có hạn, chúng tôi chỉ khởi đầu tìm các thông số chế biến trái xoài ở độ ẩm trung bình. Từ đó, có thể đưa ra một quy trình chế biến với các thông số thích hợp cho từng công đoạn xử lý đảm bảo sản phẩm đạt được các chỉ tiêu chất lượng và cảm quan. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Từ một nguyên liệu dung để chế biến nhưng khi bổ sung các rào cản khác nhau thì thu được sản phẩm cũng khác nhau. Trên lý thuyết, khi bổ sung những rào cản nhất định sẽ có được một sản phẩm như mong đợi. Nhưng thực tế, từ phương thức tiến hành chế biến cùng với các điều kiện sản xuất và các sự cố có thể xảy ra mà sản phẩm chỉ đạt đến một ngưỡng tương đối. Vì vậy, các thông số động học của quá trình sản xuất đóng vai trò rất quan trọng quyết định các chỉ tiêu về chất lượng và cảm quan của sản phẩm. Đối với điều kiện cho phép của phòng thí nghiệm, từ đó chúng tôi tiến hành khảo sát các mục tiêu như sau: - Sử dụng kỹ thuật rào cản để chế biến các sản phẩm có độ ẩm trung bình. - Lựa chọn rào cản và ảnh hưởng của các thông số liên quan đến hiệu quả của rào cản cho quá trình chế biến - Ảnh hưởng của các rào cản đến động học của quá trình chế biến sản phẩm. [...]... một số sản phẩm thực phẩm có thể bị co như các thực phẩm xốp, sự co xảy ra trong suốt quá trình sấy Sự co không đều của vật liệu do lượng ẩm phân bố ở độ ẩm bề mặt nhỏ hơn nhiều so với phía bên trong có độ ẩm cao hơn Sự co không đều của vật liệu trong quá trình sấy là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị cong méo và nứt nẻ dẫn đến thay đổi hình dạng của vật liệu Vật liệu bị cong về phía có độ ẩm thấp hơn,... quy trình sản xuất cũng đều tuân theo một quy luật và có một cơ sở khoa học nhất định Bên cạnh đó, các biến đổi trong quá trình chế biến không phải lúc nào cũng gống nhau giữa lý thuyết và thực tế Do đó, khảo sát sự biến đổi ẩm của quá trình sấy cần tính toán giá trị lý thuyết và so sánh với giá trị thực tế để phỏng đoán quá trình sấy Dữ liệu biến đổi ẩm trong quá trình sấy xoài giữa lý thuyết và thực... thế trong sản phẩm có thể chứa đến 67% đường 2.3 Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy 2.3.1 Biến đổi vật lý Có hiện tượng co thể tích, khối lượng riêng tăng lên Giảm khối lượng do lượng nước bay hơi Biến đổi tính chất cơ lý của sự biến dạng hiện tượng co, hiện tượng tăng độ giòn, bị nứt nẻ 2.3.2 Biến đổi hóa lý Khuếch tán ẩm: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy ẩm khếch tán từ ngoài vào trong. .. Phương pháp Sản phẩm trái cây có độ ẩm trung bình được chế biến nhờ sử dụng kỹ thuật rào cản được tiến hành sắp xếp và lựa chọn các rào cản khi bổ sung vào nguyên liệu trong quá trình chế biến Khi tiến hành thực hiện đề tài này, chúng tôi chọn lựa một quy Ngành công nghệ thực phẩm 8 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ trình chế biến dựa trên các quy trình tham khảo có thể thích hợp... sự giảm aw của dung dịch dung để ngâm xoài Thí nghiệm 2: Khảo sát nhiệt độ và thời gian thích hợp để hấp xoài Thí nghiệm 3: Khảo thời gian ngâm để aw của sản phẩm và dung dịch cân bằng nhau Thí nghiệm 4: Khảo sát sự thay đổi độ ẩm của xoài trong quá trình sấy đưa sản phẩm đến khối lượng không đổi Ngành công nghệ thực phẩm 9 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Việc đo đạc aw được... bốc hơi từ bề mặt tạo racheenh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và lớp bên trong vật liệu, kết quả là ẩm chuyển từ các lớp bên trong ra đến bề mặt Ngoài sự khuếch tán ẩm trong quá trình sấy còn có hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của nước và có ảnh hưởng của hệ keo trong quá trình sấy Biến đổi hóa học xảy ra theo 3 xu hướng: Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như: phản ứng oxy hóa... 3.6 Nồi hấp 3.2.2.6 Kết quả ghi nhận Nhiệt độ và thời gian hấp xoài 3.1.3 Thí nghiệm 3: Khảo thời gian ngâm để aw của sản phẩm và dung dịch cân bằng nhau 3.2.4.1 Mục đích: Tìm ra thời gian ngâm để đưa aw của sản phẩm đến gần aw của dung dịch và theo dõi sự biến đổi aw của xoài trong quá trình ngâm 3.2.4.2 Các thông số Tham số E là thời gian ngâm (giờ) ở các mức độ: E1 = 1 giờ, E2 = 2 giờ, E3 = 3 giờ,... thực phẩm 5 Luận văn tốt nghiệp Đại học khóa 31 Trường Đại Học Cần Thơ Tốc độ phản ứng hóa học chậm đi do môi trường nước giảm dần, ví dụ như: phản ứng thủy phân Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy Thường nước phân bố không dều trong vật liệu 2.3.3 Biến đổi sinh hóa Ở giai đoạn đầu của quá trình sấy nhiệt độ của vật liệu tăng dần tạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme oxy hóa khử gây ảnh hưởng. .. liệu và dung dịch gần bằng nhau aw của xoài và dung dịch được đo dạc bằng cảm biến độ ẩm không khí Nồng độ dung dịch đường càng cao thì tốc độ thẩm thấu đường càng nhanh Đối với dung dịch đường saccharose, khi nồng độ dung dịch cao và bổ sung nhiều glycerine thì quá trình ngâm xoài càng mau chống kết thúc Xoài ngâm trong dung dịch đường glucose và glycerine làm cho aw của xoài chậm cân bằng với aw của. .. cụ đo aw là một cảm biến độ ẩm không khí hoạt động dựa trên nguyên lý cân bằng được nối với máy tính bởi Analog Ni6008 Cảm biến độ ẩm không khí được kẹp chung với cánh quạt, cánh quạt xoay khi cho dòng điện đi qua sẽ đảo trộn không khí, cảm biến nhiệt độ sẽ nhận tín hiệu và truyền dữ liệu lên máy tính Hình 3.3 Dụng cụ đo aw của dung dịch 3.1.1 Thí nghiệm 1: Ảnh hưởng của rào cản lên sự giảm aw của dung . Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Đề tài: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA aw VÀ SỰ GIẢM ẨM TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN TRÁI CÂY CÓ ĐỘ ẨM TRUNG BÌNH Giáo viên. hoàn thành tốt đề tài luận văn Khảo sát ảnh hưởng của aw và sự giảm ẩm trong quá trình chế biến trái cây có độ ẩm trung bình . Thành thật biết ơn quý