Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè đen bằng phương pháp mahpd

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ QUỐC HUY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ĐEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MAHPD LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ QUỐC HUY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ĐEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MAHPD Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 62540104 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN MINH HỆ PGS.TS NGUYỄN DUY THỊNH Hà Nội - 2015 I LỜI CAM ĐOAN Đ ộ ệ Đề tài cấ ước “Nghiên cứu công nghệ hệ thống thiết bị bảo quản chè tổ hợp Silo có sử dụng bơm nhiệt” Mã số KC.07.04/11-15 T x th đo số liệu đ đượ k t qu lu n án o công bố ố Hà Nội, ngày T p thể TS NG trung o ướng d n ỄN MINH HỆ tháng năm 2015 Tác gi lu n án VŨ Q ỐC HUY II LỜI CẢM ƠN đ Trong thời gian th c cơng trình nghiên c u, ú đỡ đ ý nhiều s tình c a Th y Cô, bạ bè đ ng nghiệp n b o Đ u tiên, xin trân trọng c S đại học - T ườ Bộ Giáo d Đ o ạo, Việ Đ o ạo Đại học Bách khoa Hà Nộ đ ều kiện cho tơi hồn thành lu n án ti ữ đ ạo ĩ Tơi xin bày tỏ lịng bi ắ đ n GVCC.TS Nguyễn Minh Hệ, PGS.TS Nguyễn Duy Thịnh, TS Phạm Anh Tuấ đ ướng d n, b o ú đỡ tơi suốt q trình th c hoàn thành lu n án đ n Th y Cô c a Viện Công nghệ Sinh học Tôi xin chân thành c Công nghệ Th c phẩm - T ườ Đại học Bách khoa Hà Nộ đ ú đỡ suốt trình th c lu n án Tơi xin chân thành c đ L đạo Việ Cơ đ ện Nông nghiệp Công nghệ Sau thu hoạch - Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn, TS Nguyễ Nă N ượng cán Viện Công ty TNHH chè Á Châu - Phú Thọ đ ạo đ ều kiện cho cộng tác, th c nội dung thí nghiệm ng d ng k t qu nghiên c u c a lu n án vào th c tiễn Tôi xin c học Công nghệ L đạo C c Ứng d ng Phát triển công nghệ - Bộ Khoa đ ng nghiệ đ ạo đ ều kiệ ú đỡ thời gian th c lu n án Tôi xin chân thành c G o P đ ng, y viên ph n biện y viên hộ đ đ G o T ĩ ýb tịch hội để đọc tham gia hộ đ ng chấm lu n án Cuối cùng, tơi xin tỏ lịng bi động viên, cổ ũ đ ội, ngoại, vợ, bạ bè đ ệ suốt trình th c lu n án Tác gi lu n án VŨ Q ỐC HUY III MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Đặt vấ đề M c tiêu nghiên c u 3 Đố ượng phạm vi nghiên c u Nội dung nghiên c u 4.1 Kh o sát số đặc tính thành ph n sinh hóa c a loạ 4.2 Nghiên c u công nghệ sấy lạ 4.3 Nghiên c u công nghệ b o qu è đe CTC bằ ươ è đe CTC bằ 4.4 Kh o nghiệm quy trình công nghệ sấy lại b o qu ươ silo có ng d 5Ý ĩ HPD ươ MAHPD è đe CTC ổ hợp ấn/silo o ọc th c tiễn 51 Ý ĩ 52 Ý ĩ Nhữ MAHPD è đe CTC o ọc c tiễn đ ới c a lu n án Cấu trúc c a lu n án TỔNG QUAN 1.1 Tình hình s n xuất, tiêu th 1.1.1 Quy trình s n xuấ è đe giới Việt Nam è đe 1.1.2 Th giới 1.1.3 Việt Nam 1.2 Chấ ượng s bi đổi chấ ượ 1.2.1 Chấ ượ 1.2.2 S bi è đe o b o qu n 10 è đe 10 đổi chấ ượ è đe o b o qu n 13 IV 1.3 Các y u tố ưở đ n chấ ượ è đe o b o qu n 16 1.3.1 Ả ưởng c a n độ khí oxy 16 1.3.2 Ả ưởng c a nhiệ độ 19 1.3.3 Ả ưởng c 1.3.4 Ả ưởng c a hoạ độ ước 23 1.3.5 Ả ưởng c a vi sinh v t 26 1.3.6 Ả ưởng c a bao bì 27 1.3.7 Ả ưởng c a ánh sáng 29 độ ẩm chè 20 1.4 Tình hình ng d ng cơng nghệ, thi t bị b o qu n chè th giới Việt Nam 29 1.4.1 Th giới 29 1.4.2 Việt Nam 31 Sơ ược công nghệ b o qu n bằ HPD ươ đ ều bi n khí MA sấ bơ ệt 32 P ươ đ ều bi n khí MA 32 1.5.2 P ươ ấ bơ 1.6 Tổng hợ đ ệ HPD 36 x định nhiệm v nghiên c u c a lu n án 39 1.6.1 Về công nghệ 39 1.6.2 Về thi t bị 39 Đị ướng nghiên c u 40 NGUYÊN LIỆ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 41 2.1 Nguyên v t liệu nghiên c u 41 2.1.1 Nguyên liệu 41 2.1.2 Thi t bị đo đạc d ng c 41 Đị đ ểm thời gian nghiên c u 43 V 2.2 P ươ u 44 2 P ươ è đe CTC 44 u th c nghiệm công nghệ sấy lạ 2 P ươ c u th c nghiệm công nghệ b o qu n chè CTC 46 2.2.3 P ươ đ chấ ượ è đe CTC 47 2.2.4 P ươ quy hoạch th c nghiệm c a Box-Wilson 54 2.2.5 P ươ ố thu o o đợi s d ng ph n mềm Design – Expert version 7.1 56 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 57 3.1 K t qu kh o sát số đặc tính thành ph n sinh hóa c è đe CTC bằ 3.2 K t qu nghiên c u công nghệ sấy lạ è đe CTC 57 ươ 3.2.1 Ả ưởng nhiệ độ đ n chấ ượng thời gian sấy lạ 3.2.2 Ả ưởng c HPD 58 è đe CTC 59 độ ẩm tác nhân sấy lạ đ n chấ ượng thời gian sấy lại chè đe CTC 64 3.2.3 Ả ưởng c a tố độ tác nhân sấ đ n chấ ượng thời gian sấy lại chè đe CTC 66 Đề xuất gi i pháp công nghệ quy trình sấy lạ ươ silo có ng d ng HPD 68 è đe CTC bằ 3.3 K t qu nghiên c u công nghệ b o qu 3.3.1 K t qu nghiên c u è đe CTC tổ hợp ưởng c độ ẩ ươ MAHPD 73 è đ n chấ ượ è đe CTC trình b o qu n 73 3.3.2 K t qu o ưởng c a n độ khí oxy đ n chấ ượ è đe CTC trình b o qu n 79 3.3.3 K t qu kh o sát 3.3.4 K t qu nghiên c u ưởng c a nhiệ độ trình b o qu n chè 85 ưở đ u tố (n độ ox độ ẩm chè nhiệ độ b o qu ) đ n chấ ượng thời gian b o qu n chè đe CTC 85 VI 3.3.5 Đề xuất gi i pháp cơng nghệ quy trình b o qu ươ thống silo ng d MAHPD 98 3.4 K t qu kh o nghiệm quy trình cơng nghệ ng d ổ ợ ươ MAHPD o 102 3.4.1 K t qu kh o nghiệm quy trình cơng nghệ sấy lạ o è đe CTC hệ d ng ươ HPD 102 3.4.2 K t qu kh o nghiệm quy trình cơng nghệ b o qu thống silo ng d è đe CTC hệ thố ươ è đe CTC hệ MAHPD 108 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 111 KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 112 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 114 I Tài liệu ti ng Việt 114 II Tài liệu ti ng Anh 116 III Tài liệu ti ng Nga Bungary 122 IV T ệ I e e 123 VII DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Tên đầy đủ Từ viết tắt ANOVA A of V AZO T aw Water Activity (Hoạ độ ước) CHT Chất hịa tan CK Chất khơ CT Công th c CTC Crushing - Tearing - Curling ( è đe đo e (P ươ ) Adolf Zimmermann in Osterburken c n xuấ Đ c eo ươ ới đoạn ép - cắt - ò xoă ) Creaming Chỉ số độ sánh ĐC Đối ch ng đ Đ ều kiệ EC (-)-epicatechin ECG (-)-epicatechin gallate EGC (-)-epigallocatechin EGCG (-)-epigallocatechin gallate ERH Độ ẩ FAO Food and Agriculture Organization of the United Nations (Tổ ch c Lươ ường ươ đối c a khơng khí c Nơng nghiệp Liên Hiệp Quốc) HL H ượng HPD Heat Pump Drying (Sấ bơ IBMK Iso-Butyl Methyl Ketone KN Kh o nghiệm MA Modified Atmosphere (Đ ều bi n khí) NDP Non Dialysable Pigment (Sắc tố phân tách) nl N LSD (5%) Least Significant Difference (S khác biệt nhỏ nhấ OTD Chè Orthordox (Chè đe s n xuất theo p/kg Pound/kilogam PE Polyethylene ệt) ệ ươ ý ĩ P≤0 05) ền thống) VIII PET Polyethylene Terephthalate PPO Polyphenol Oxidase PVC Polyvinylchloride PP Polyproylene PS Polystyrene SAS Statistical Analysis System (Ph n mềm thống kê phân tích hệ thống) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TF Theaflavin TN Thí nghiệm TNHH Trách nhiệm hữu hạn TNS Tác nhân sấy TR Thearubigin TF3G Theaflavin-3-gallate TFDG Theaflavin-3 3’-digallate TS Tổng số UV Ultraviolet (tia c c tím) VSV Vi sinh v t Tối ưu hóa bảo quản chè đen CTC X c định miền biến thiên biến Constraints Name X1 (Nong O2) X2 (Do am che) X3 (Nhiet do) Y1 (Cam quan) Y2 (HL Catechin) Y3 (Ty le TF/TR) Solutions Number X1 2.00 2.00 2.03 2.08 2.10 2.17 2.19 2.00 2.00 10 2.29 11 2.36 12 2.00 13 2.51 14 2.59 15 2.00 16 2.00 17 3.82 18 4.17 19 2.00 20 4.97 21 5.80 22 6.00 Goal is in range is in range is in range maximize maximize maximize X2 3.00 3.03 3.02 3.00 3.00 3.00 3.00 3.10 3.13 3.00 3.00 3.22 3.00 3.00 3.44 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.05 X3 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.00 21.69 21.00 21.00 22.48 21.00 21.00 21.00 Lower Limit 21 15.2 72 0.028 Upper Limit 26 17.4 81 0.049 Lower Weight 1 1 1 Upper Weight 1 1 1 Y1 (Cam quan) 16.6889 16.6834 16.6826 16.6819 16.6802 16.6747 16.6729 16.6712 16.6671 16.6643 16.6589 16.6519 16.6469 16.6404 16.6113 16.498 16.5594 16.541 16.2644 16.5079 16.4852 16.4535 Y2 (HL Catechin) 79.7367 79.7011 79.7082 79.7201 79.716 79.7025 79.6979 79.6244 79.5985 79.6752 79.6604 79.5056 79.625 79.6048 79.2653 79.3936 79.2467 79.1225 78.9738 78.809 78.4288 78.2677 Y3 (Ty le TF/TR) 0.0459356 0.0458357 0.0458082 0.045771 0.0457317 0.0456032 0.0455617 0.0456211 0.0455488 0.0453564 0.0452282 0.0452888 0.0449369 0.044779 0.0446161 0.0451258 0.0426519 0.0421085 0.0441438 0.0410015 0.0400094 0.0396911 Desirability 0.792 0.788 0.788 0.788 0.787 0.783 0.782 0.780 0.778 0.777 0.774 0.768 0.766 0.762 0.743 0.734 0.703 0.687 0.661 0.653 0.620 0.605 Importance 4 5 5 Selected 22 Solutions found Number of Starting Points: 31 X1 (Nong O2) X2 (Do am che) X3 (Nhiet do) 4.00 5.00 24.00 2.90 6.37 25.57 4.91 4.19 25.08 3.22 3.02 25.99 3.71 4.47 21.11 4.53 5.29 23.35 2.11 6.58 22.69 3.40 4.25 25.28 2.66 4.02 25.81 3.43 6.06 24.97 3.39 3.48 25.78 2.42 6.28 22.58 2.17 4.19 23.34 5.64 6.71 24.77 3.48 5.16 24.06 3.12 3.91 22.06 2.78 5.67 25.10 4.45 3.42 24.52 2.53 4.16 24.22 2.42 5.48 23.62 4.20 4.92 23.43 2.44 5.85 25.04 3.51 6.61 24.50 3.84 4.62 22.78 3.09 4.31 25.59 5.40 4.98 21.31 5.64 3.42 24.31 5.83 4.84 23.14 4.56 5.13 21.85 2.44 6.28 22.52 5.65 5.97 22.58 6.2.2 Biểu diễn mô hình tố u cố định nhiệ độ bảo quản 21oC Design-Expert® Software Desirability Actual Factor C: X3 (Nhiet do) = 21.00 D e s ir a b ilit y X1 = A: X1 (Nong O2) X2 = B: X2 (Do am che) 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 3.00 2.00 4.00 3.00 5.00 B: X2 (Do am che) 4.00 6.00 5.00 7.00 6.00 A: X1 (Nong O2) PHỤ LỤC HỒ SƠ ĐĂNG KÝ GIẢI PHÁP SỞ HỮU CÔNG NGHIỆP Tên giải pháp: “Thiết bị sấy lại bảo quản chè đen phương pháp bơ nhiệt kết hợp điều biến hí” 3.1 Quyế định ch p nh n đ n h p lệ 3.2 Cơng báo giải pháp hữu ích 3.2 Tờ h i đăn ý n hế tác giả Vũ Quốc Huy PHỤ LỤC VĂN BẢN XÁC NHẬN VỀ VIỆC CHỦ TRÌ THỰC HIỆN CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 4.1 C n ăn Viện Công nghệ Sinh học-Công nghệ thực phẩm Đ i học Bách Khoa Hà Nội 4.2 C n ăn Viện C điện Nông nghiệp Công nghệ Sau thu ho ch 4.3 Xác nh n chủ nhiệm đề tài KC 07.04/11-15 PHỤ LỤC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CHÈ CTC T B m C C N V C PH N TH N H T CH NV A ản 5.1 K t qu phân tích catechin tổ ố 5.2 B ng quy giá trị tỷ lệ TF/TR ươ tố b o qu M è CTC o 5.3 đ 5.4 x 12 (01 b ượng TF,TR ( 01 b ) ng với m u th c nghiệ ) (03 b ) định tổng số vi sinh v t hi ( 07 b ) đ u 5.2 Bảng quy giá trị tỷ lệ TF/TR n ứng với mẫu thực nghiệm đ yếu tố bảo quản chè CTC 12 th n (Căn ứ vào Phiếu kết ố Chế độ TT Thí n hiệm hự n hiệm (Nồng độ khí O2 %; độ ẩm chè %; nhiệt độ oC) /KQPTM n y / /2 14) H m n catechin ổn ố (mg/g CK) TF (%) TR (%) TF/TR TN1 M2 (4; 2.17; 24) 78,6 0,406 9,84 0,041 TN2 M4 (6,83; 5; 24) 75,0 0,339 9,81 0,035 TN3 M5 (4; 7.83; 24) 74,4 0,323 9,84 0,031 TN4 M6 ( 4; 5; 24) 76,2 0,348 9,7 0,036 TN5 M1 (6; 3; 30) 73,8 0,330 10,33 0,032 TN6 M3 (2; 7; 30) 73,8 0,321 10,45 0,031 TN7 M8 (1,17; 5; 24) 76,8 0,395 10,24 0,039 TN8 M9 ( 4; 5; 15,51) 76,8 0,379 10,118 0,037 TN9 M11 ( 6; 7; 18) 72,0 0,302 10,8 0,028 10 TN10 M7 ( 4; 5; 32,49) 72,6 0,309 10,55 0,029 11 TN11 M10 (2; 3; 18) 81,0 0,420 8,54 0,049 12 (Mđ ) M12 53,8 0,244 11,64 0,021 13 (Mnl) M13 83,4 0,519 8,39 0,062 Ghi chú: Ký hiệu thí nghiệm đa yếu tố từ (TN1, T11) theo kế hoạch th c nghiệm chương t nh xử ý đa yếu tố (Phụ lục 2), tương ứng với mẫ mã hóa theo chế độ th c nghiệm đa yếu tố (M1, M11) Kết phân tích mục 5.1 5.3 Mẫu phiế đ nh i ảm quan PHIẾU CHO ĐIỂM Phép thử h điểm ch ng theo TCVN 3218-2011 Họ …………………… Ngày th …………………… S n phẩ C è đe CTC (BP) Chữ ý ……………………… Tr lời: Đ ểm c m quan M u Ngoại hình M ước Mùi Vị PHỤ LỤC MỘT SỐ HÌNH ẢNH KHẢO NGHIỆM TẠI CƠNG TY TNHH MTV Á CHÂU – PHÚ THỌ Tình trạng bảo quản tạm bao 50 kg Quá trình sấy lại Hình 1_PL6 Hiện trạng bảo quản tạm sấy lại chè Hệ thống 16 silo (4 tấn/silo) Kiểm tra bố trí hệ thống thiết bị Thiết bị HPD 04 silo Kiểm tra thơng số cơng nghệ Hình 2_PL6 Khảo nghiệm chế độ công nghệ sấy lại bảo quản chè đen T tổ hợp silo sử dụng hương há AHDP, y m ... BÁCH KHOA HÀ NỘI VŨ QUỐC HUY NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ BẢO QUẢN CHÈ ĐEN BẰNG PHƯƠNG PHÁP MAHPD Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 62540104 LUẬN ÁN TIẾN SĨ CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM NGƯỜI HƯỚNG DẪN... tổng thể công nghệ thi t bị để khắc ph c s suy gi m chấ ượng chè Xuất phát từ phân tích trên, chúng tơi ti n hành th c hiệ đề tài ? ?Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè đen phương pháp MAHPD" bao... - Nghiên c u th c nghiệm è đe CTC bằ gian sấy lạ ươ HPD - Đề xuất quy trình cơng nghệ sấy lạ è đe CTC bằ ươ HPD 4.3 Nghiên cứu công nghệ bảo quản chè đen CTC phương pháp MAHPD ưởng c a độ ẩm chè