1.4.1. Khái quát về sấy [5]
Khái niệm: Sấy là một phương pháp bảo quản thực phẩm đơn giản, an
toàn, dễ dàng và hiệu quả. Sấy làm giảm độ ẩm của thực phẩm đến mức cần thiết do đó vi khuẩn, nấm mốc và nấm men bị ức chế hoặc không phát triển và hoạt động được, giảm hoạt động các enzyme, giảm kích thước và trọng lượng của sản phẩm.
Cơ chế: 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. Sấy là một quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cung cấp cho nó một lượng nhiệt, nhiệt được cung cấp nhằm thực hiện các nhiệm vụ :
với môi trường xung quanh.
Vận chuyển ẩm từ các lớp bên trong ra các lớp bên ngoài.
Vận chuyển ẩm từ lớp bề mặt bên ngoài của vật liệu sấy vào môi trường không khí. 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.
Mục đích sấy:
Kéo dài thời gian bảo quản: nguyên nhân do giảm lượng nước tự do trong thực phẩm, là môi trường không thuận lợi cho vi sinh vật và enzyme hoạt động.
Giúp vận chuyển dễ dàng: do khi tách bớt ẩm ra khỏi vật liệu sấy thì quá trình vận chuyển sẽ đơn giản và giảm chi phí rất nhiều.
Chế biến các mặt hàng ăn liền.
1.4.2. Yêu cầu của sản phẩm sấy [7]
Sản phẩm đạt độ ẩm yêu cầu là wyc > Wth, độ ẩm cuối của sản phẩm sấy phải đạt Wc = 17÷18%, phải đồng đều về độ ẩm và trạng thái, ít biến đổi so với tính chất ban đầu (cấu trúc, cảm quan, hàm lượng chất dinh dưỡng) hoặc khả năng hồi phục tính chất ban đầu).
1.4.3. Giới thiệu về sấy bức xạ hồng ngoại [5], [15] Khái niệm sấy bức xạ hồng ngoại 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. Qua thực nghiệm cho thấy các tia hồng ngoại có bước sóng λ = 3 ÷ 12µm thì cho khả năng hấp thụ vật liệu ẩm là lớn nhất.
Vật liệu sấy khô trong công nghiệp thực phẩm thường được cấu tạo chủ yếu bởi các chất hữu cơ và nước, phổ hấp thụ năng lượng bức xạ của nước và các chất hữu cơ là khác nhau.
Ở mỗi bước sóng 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.
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.
1.4.4. Những biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy Những biến đổi cảm quan [7] Những biến đổi cảm quan [7]
Biến đổi về khối lƣợng và thế tích: Khi làm khô do nước trong nguyên liệu mất đi cho nên khối lượng giảm, thể tích bị co rút lại.
Biến đổi về màu sắc: 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 nên ta cần phải chọn chế độ làm khô hợp lý sản phẩm có màu đẹp, mùi thơm.
Biến đổi trạng thái, tổ chức cơ thịt của nguyên liệu:
Trong quá trình làm khô do mất nước nên kết cấu tổ chức cơ thịt chặt chẽ hơn, khi ăn có cảm giác dai hơn, cứng hơn. Sự biến đổi kết cấu cơ thịt phụ thuộc vào phương pháp làm khô. Nếu sấy ở điều kiện áp lực thường thì quá trình
làm khô chậm, tổ chức cơ thịt co rút nhiều, khả năng phục hồi trạng thái ban đầu kém. Ngược lại khi sấy ở điều kiện chân không đặc biệt là sấy chân không thăng hoa thì cấu trúc của cơ thịt ít bị biến đổi, mức độ hút nước của sản phẩm tốt. Vì vậy nó có khả năng phục hồi gần như trạng thái ban đầu.
Những biến đổi về hóa học [7] Sự thủy phân và oxy hóa lipid
Sự thủy phân lipid: Trong quá trình làm khô đặc biệt là ở giai đoạn đầu có thể xảy ra quá trình thủy phân lipid tạo thành glyceril và acid béo làm giảm chất lượng sản phẩm.
Lipase
Triglycerid --- ► Glyceril + acid béo Nước
Oxy hóa lipid: Trong quá trình làm khô các acid béo, đặc biệt là các acid béo không no dễ bị oxy hóa tạo thành các sản phẩm trung gian như: peroxyd, hydroperoxyd, rồi tạo ra aldehyd, cetol... làm cho sản phẩm có mùi ôi khét khó chịu và có màu sẫm tối. Mức độ oxy hóa lipid phụ thuộc vào phương pháp làm khô, nhiệt độ, thời gian làm khô và bản thân nguyên liệu.
Sự đông đặc và biến tính của protein
Khi làm khô ở áp lực thường, sự đông đặc và biến tính của protein phụ thuộc vào nguyên liệu. Nếu nguyên liệu đã được gia nhiệt hoặc ướp muối thì protein ít bị biến đổi vì nó đã biến đổi từ trước. Đối với nguyên liệu tươi thì protein biến đổi nhiều. Nhiệt độ đông đặc là 55 - 60°C. Khi làm khô ở điều kiện thường các protein này bị đông đặc chuyển từ trạng thái có tính đàn hồi sang trạng thái keo kết tủa làm mất tính đàn hồi của cơ thịt.
Biến đổi thành phẩm 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. Vì vậy làm khô nhanh chóng là biện pháp tích cực làm giảm bớt tổn thất của chất ngấm ra.
CHƢƠNG 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU 2.1.1. Nguyên liệu chính 2.1.1. Nguyên liệu chính
Rong nho nguyên liệu (Caulerpa lentillifera) do công ty TNHH Đại Phát Bplus ở phường Cam Phúc Nam, Cam Ranh, Khánh Hòa cung cấp. Sau khi thu nhận, loại bỏ phần thân bò và phần rong bị hỏng, rửa sơ bộ bằng nước biển sạch rồi vận chuyển về phòng thí nghiệm làm nguyên liệu cho quá trình nghiên cứu.
Rong nho sử dụng nghiên cứu phải đạt tiêu chuẩn sau: chiều dài của rong từ 6 - 12cm, màu sắc xanh lục đặc trưng, cầu rong nguyên vẹn, có độ đồng đều về kích thước và xoay quanh thân trục.
Hình 2.1. Hình ảnh về rong nho nguyên liệu 2.1.2. Nguyên liệu phụ
Sorbitol (E420):
60% vị ngọt của đường sucrose. Sorbitol được sử dụng làm chất điều vị, tăng khả năng giữ nước và tạo độ bóng cho sản phẩm. Mặt khác do sorbitol là polyol nên không bị chuyển hóa bởi vi khuẩn nên thường được một số tác giả cho rằng nó có khả năng kháng khuẩn.
Sorbitol 70% dạng lỏng là loại hóa chất thực phẩm mua tại cửa hàng hóa chất Hoàng Trang (số 42 Hoàng Hoa Thám, TP.Nha Trang, Khánh Hòa), xuất xứ từ Pháp, đạt tiêu chuẩn chất lượng vệ sinh an toàn thực phẩm.
Vật liệu: Bao bì PA (10x15cm), được mua tại cửa hàng Thụy Vy – Số 30
Sinh Trung, thành phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa.
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.2.1. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan 2.2.1. Phƣơng pháp đánh giá cảm quan
Đánh giá cảm quan theo TCVN 3215-79.[11] Phương pháp được trình bày chi tiết ở Phụ lục 1.5
2.2.2. Phƣơng pháp phân tích hóa học
Xác định hàm lượng vitamin C bằng phương pháp chuẩn độ Iod.[17] Xác định hàm lượng protein bằng phương pháp Kjeldal.[17]
Xác định khả năng tái Hydrat hóa.
Xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng: theo Prieto và cộng sự (1999) [17]
Nguyên lý:
Hoạt tính chống OXH tổng được xác định theo phương pháp phosphomolybdenum. Phương pháp này dựa trên việc giảm hóa trị của MO (VI) xuống MO (V) bởi các hợp chất chống OXH và hình thành sau đó dung dịch phosphate màu xanh lá cây (phức hợp MO (V) tại pH acid).
Dụng cụ và hóa chất:
Dụng cụ: Máy quang phổ, pipet, ống nghiệm.
Hóa chất: dung dịch H2SO4 0.6M , Sodium phosphate 28mM, ammonium Molybdate 4mM, acid ascorbic.
Cách pha đƣờng chuẩn:
rồi bổ sung nước cất tương ứng cho đủ 1ml sau đó thêm 3ml dung dịch A (H2SO4 0,6M, sodium phosphate 28mM and ammonium Molybdate 4mM) và giữ ở 950C trong 90 phút. Sau đó đo bước sóng 695nm. Với kết quả đo thì vẽ đường chuẩn đưa ra phương trình. So sánh kết quả mẫu chiết với đường chuẩn thì có hoạt tính tương ứng mg acid ascorbic.
Kết quả xây dựng đường chuẩn:
Hình 2.2. Đƣờng chuẩn xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng Tiến hành xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng:
Lấy 100µl dịch mẫu bổ sung 900µl nước cất và thêm 3 ml dung dịch A (H2SO4 0,6M, sodium phosphate 28mM và ammonium Molybdate 4mM). Hỗn hợp được giữ 90 phút ở 950C trong bể ổn nhiệt. Lấy ra để nguội. Sau đó đem đi đo bằng máy UV- vis ở bước sóng 695 nm với chất chuẩn là acid ascorbic. Đọc và ghi lại kết quả.
Tính kết quả:
Kết quả của hoạt tính oxy hóa tổng sẽ là tổng của 3 lần đo. Phương trình đường chuẩn
Y = 0,0067x – 0,1053 , R2 = 0,9915
Giá trị đo được là Y, thế vào tìm ra x
y = 0.0067x - 0.1053 R² = 0.9915 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 20 40 60 80 100 120 Gía trị Abs Thể tích axit ascorbic (l)
Công thức xác định hoạt tính chống oxi hóa tổng
A= (mg acid ascorbic / g mẫu)
Trong đó: V1: thể tích sau lọc của mẫu(ml) V2: thể tích mẫu lấy trong 1 lần (ml) m: khối lượng mẫu lấy ban đầu (g)
Sau khi tính được hàm lượng hoạt tính chống oxy hóa tổng của mẫu rong đã tái hydrat hóa thì tính toán quy đổi ra hàm lượng hoạt tính chống oxy hóa mẫu rong khô nguyên thể.
2.2.3.Phƣơng pháp phân tích vi sinh
- Xác định tổng số E.Coli theo MNKL 125-2005 - Xác định tổng số Coliform MNKL 44-2004
- Xác định tổng số Salmonella theo MNKL 71/1999
Bảng 2.1. Bảng tiêu chuẩn vệ sinh đối với các sản phẩm thực phẩm dùng trực tiếp không qua xử lý nhiệt trƣớc khi sử dụng
(Theo QCVN 8-3: 2012/BYT)
Loại VSV Yêu cầu Đơn vị
E.Coli 100 Cfu/g
Coliforms 10 Cfu/g
Salmonella Không phát hiện Cfu/g
2.2.4.Phƣơng pháp bố trí thí nghiệm 2.2.4.1. Bố trí thí nghiệm tổng quát
Trên cơ sở tham khảo các nghiên cứu thuộc đề tài KC 07.08/11-15 do Th.S Nguyễn Thị Mỹ Trang chủ trì, dự kiến bố thí nghiệm tổng quát cho đề tài này như hình 2.2.
Hình 2.3. Sơ đồ nghiên cứu chung
Rong nguyên liệu Sấy khô
Lựa chọn bao bì
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình bảo quản
Nhiệt độ bảo quản Hoạt độ nước Chiếu tia cực tím Xác định thông số tối ưu
Lựa chọn chế độ bảo quản thích hợp
Tỉ lệ hút chân không
2.2.4.2. Sơ đồ dự kiến quy trình chế biến rong nho khô nguyên thể [5]
Theo kết quả nghiên cứu của Trần Huỳnh Tâm Lĩnh năm 2014, Nghiên cứu
sản xuất rong nho khô nguyên thể, cùng với việc thêm công đoạn chiếu tia cực
tím, bao gói hút chân không và bảo quản để hoàn thiện quy trình, quy trình dự kiến được đưa ra sau:
Hình 2.4. Sơ đồ quy trình chế biến rong nho khô nguyên thể
Rong nho tươi
Xử lý
Rửa bằng dung dịch muối 1%
Sấy khô Chiếu tia cực tím Làm ráo Hàn mí, hút chân không Sản phẩm Bao gói Ngâm sorbitol 20% Chần 850C, 10 giây Bảo quản
Thuyết minh quy trình:
Rong nho nguyên liệu
Rong nguyên liệu sau khi vận chuyển về phải xử lý ngay, vì rong rất dễ bị biến đổi màu sắc, trạng thái khi ở ngoài không khí. Yêu cầu rong nguyên liệu phải đảm bảo chất lượng tốt, quả cầu rong phân bố đều trên thân rong và không bị vỡ, có màu xanh lục đặc trưng, lóng lánh của rong.
Rong nho sau khi lấy về có thể bảo quản trong nước biển và sục khí nếu xử lý không kịp nhằm giúp rong phục hồi, đồng thời có thể kéo dài thời gian xử lý.
Xử lý
Tiến hành loại bỏ tạp chất, con hai mảnh vỏ, những phần rong bị hỏng và thu nhận rong đạt chất lượng, có chiều dài từ 6 - 12cm, các quả cầu rong phân bố đều trên thân rong, loại bỏ phần rong màu trắng thiếu sắc tố diệp lục.
Rửa sạch
Rong nho được rửa sạch bằng nước muối 1% nhằm loại bỏ tạp chất bẩn trên bề mặt thân rong để đảm bảo an toàn thực phẩm, đồng thời kéo dài thời gian bảo quản cho rong.
Làm ráo, tách nƣớc
Rong sau khi rửa sạch, tiến hành làm ráo bề mặt rong nho để chuẩn bị ngâm vào dung dịch sorbitol 20%.
Ngâm dung dịch sorbitol 20%
Sau khi rửa rong xong, tiến hành đem rong đi ngâm trong dung dịch sorbitol nồng độ 20% trong 30 phút .
Mục đích ngâm sorbitol: Khi ngâm sorbitol sẽ giữ nước cho rong nho, giúp rong nho khô nguyên thể khi ngâm nước nhanh chóng hút nước trương nở, khôi phục lại trạng thái ban đầu, hay nói cách khác giúp cải thiện tốc độ hồi nguyên và tăng độ cứng của sản phẩm hồi nguyên, giảm hao hụt khối lượng.
Chần rong
Rong sau khi sau khi ngâm sorbitol được chần nhanh ở 850C trong 10 giây. Mục đích chần nhằm ức chế enzyme có trong nguyên liệu, đình chỉ các quá
trình sinh hóa xảy ra trong nguyên liệu dưới tác dụng của nhiệt độ nhằm giữ màu sắc của rong nho không hoặc ít bị biến đổi. Ngoài ra còn giảm mật độ vi sinh vật nhằm hạn chế những biến đổi bất lợi do vi sinh vật gây ra trong quá trình chế biến và bảo quản tiếp theo.
Sấy khô
Rong nho sau khi chần được đem đi sấy ngay nhằm hạn chế những biến đổi về màu sắc cũng như mùi vị của rong nho. Đặt rong trên các tấm lưới rồi đem đi sấy bằng phương pháp sấy bức xạ hồng ngoại ở nhiệt độ 450
C với tốc độ gió là 2m/s. Thời gian sấy tùy chỉnh theo yêu cầu.
Chiếu tia cực tím
Trải rong khô đều lên khay, bề dày lớp rong khoảng 0.5 - 1cm, chiếu tia cực tím trực tiếp lên bề mặt rong nhằm tiêu diệt vi sinh vật, hạn chế sự phát triển của vi sinh vật gây hư hỏng rong khô, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.
Bao gói
Sau khi sấy xong, sản phẩm được bao gói hút chân không trong túi PA với khối lượng tùy theo yêu cầu.
Mục đích bao gói hạn chế sự tiếp xúc của sản phẩm với môi trường