Để sản xuất bột cà chua giầu lycopen thì cần phải có nguyên liệu quả cà chua có hàm lượng lycopen trong thịt quả cao nhất và lượng thịt quả thu được lớn nhất. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu lựa chọn giống cà chua và độ chín thích hợp để sản xuất bột cà chua giầu lycopen.
3.1.1. Nghiên cứu lựa chọn giống cà chua giầu lycopen
Trên thị trường có rất nhiều giống cà chua. Giống cà chua phù hợp với chế biến là các giống có khả năng phát triển tốt, chống chịu sâu bệnh và năng suất cao, ngắn ngày, thu quả tập trung, độ chín đỏ tốt. Thịt quả dày, chất lượng thịt quả tốt, quả chắc.
Lựa chọn một số giống cà chua được trồng tại Viện Nghiên cứu Rau quả và giống cà chua đang được bán nhiều trên thị trường là giống XH2, PT18, HT 21, Savior và giống Đà Lạt
Tiến hành nghiên cứu một số chỉ tiêu về ngoại hình, chỉ tiêu cơ lí, hóa lí của các giống cà chua nói trên để lựa chọn được giống cà chua thích hợp cho sản xuất bột cà chua giầu lycopen.
3.1.1.1. Đặc điểm ngoại hình và chỉ tiêu cơ lý
Sau khi nghiên cứu các giống khác nhau về đặc điểm ngoại hình và một số chỉ tiêu cơ lý ở thời kỳ chín đỏ, kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.1.
Qua kết quả nghiên cứu thể hiện ở bảng 3.1 cho thấy đặc điểm ngoại hình của cà chua rất đa dạng. Năm giống cà chua được nghiên cứu có hình dạng quả khác nhau từ hình tròn cho tới hình ovan. Ở thời kỳ chín đỏ, nhìn chung các giống cà chua đều có màu đỏ, màu sắc đậm nhạt có khác nhau tùy theo giống. Trong đó giống cà chua Savior PT18 và cà chua Đà Lạt khi chín có màu đỏ, đậm hơn so với giống XH2 và HT21.
Bảng 3.1. Đặc điểm ngoại hình và m số chỉ tiêu cơ lý ở thời kỳ chín đỏ của một ột số giống cà chua
Giống dạng quả Hình Màu sắc Chiều dầy thịt quả1 (mm) Độ cứng2 (mm) Khối lượng trung bình3 (g) KL thịt quả /KL quả4(%) PT 18 Thuôn dài Đỏ đậm 6,2±0,3 0,63±0,03 73,7±0,6 76,2±1,2 XH2 Tròn, hơi dẹt Đỏ nhạt 5,7±0,4 0,70±0,02 73,9±0,4 69,7±0,5 HT21 Tròn Đỏ nhạt 6,8±0,3 0,58±0,03 69,8±1,0 78,7±0,4 Đà Lạt Ô van Đỏ đậm 6,1±0,2 0,64±0,05 93,3±0,8 70,6±0,6 Savior Ô van Đỏ đậm 7,5±0,5 0,54±0,02 86,9±1,0 80,4±0,6
1, 2, 3, 4: Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3
Chỉ tiêu cơ lý liên quan tới việc vận chuyển và cất giữ quả chín. Những quả có độ dày thịt quả lớn, độ cứng cao, chất lượng của quả sau thời gian vận chuyển và cất giữ tốt hơn. Theo kết quả nghiên cứu ở bảng 3. cho thấy giống cà chua có chiều 1 dầy thịt quả lớn thì có độ cứng cao hơn và ngược lại. Giống cà chua Savior có chiều dày thịt quả và độ cứng cao nhất (7,5±0,5mm; 0,54±0,02mm), giống XH2 là giống có chiều dày thịt quả và độ cứng thấp nhất (5,7±0,4mm; 0,70±0,02mm).
Giống cà chua Đà Lạt có kích thước và khối lượng trung bình (93,3±0,8g) lớn nhất và giống HT21 có khối lượng trung bình (69,8±1,0g) thấp nhất. Giống PT18 và giống XH2 có khối lượng trung bình gần bằng nhau. Tỷ lệ khối lượng thịt quả/khối lượng quả giống Savior cao nhất (80,4±0,6%) và thấp nhất là giống XH2 (69,7±0,5%). (Phụ lục 1)
3.1.1.2. Hàm lượng lycopen trong các giống cà chua
Hàm lượng lycopen trong các giống cà chua nghiên cứu được xác định theo phương pháp nghiên cứu mô tả ở mục 2.2.1.3. Các kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Hàm lượng lycopen ở thời kỳ chín đỏ của một số giống cà chua Giống Lycopen (µg/100g) Giống Lycopen (µg/100g) Vỏ quả1 Thịt quả2 PT18 8.792 ± 32 6.119 ± 72 XH2 9.456 ± 50 6.727 ± 65 HT21 9.970 ± 11 6.896 ± 19 Đà lạt 10 365 ± 269. 7.125 ± 88 Savior 11 290 . ± 94 8.290 ± 92
1, 2: Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3
Qua kết quả nghiên cứu ở bảng 3.2 cho thấy hàm lượng lycopen trong vỏ quả của các giống cà chua cao hơn trong thịt quả. Hàm lượng lycopen trong thịt quả của các giống cà chua từ 6.119 ± 72 µg/100g đến 8.290 ± 92µg/100g(phụ lục 1).
Nghiên cứu của Ksenija (2006) trong 24 mẫu cà chua tươi được tiêu thụ ở Croatia có hàm lượng lycopen từ 1.820µg/100g đến 11.190µg/100g [64] và nghiên cứu của Barrett (2001) về hàm lượng lycopen trong một số giống cà chua được trồng ở California từ 8.410µg/100g đến 17.290µg/100g [97]. Kết quả nghiên cứu cho thấy các giống cà chua trồng ở Việt Nam có hàm lượng lycopen trung bình so với các giống cà chua được tiêu thụ ở Croatia và các giống cà chua được trồng ở California.
Với mục tiêu của đề tài sản xuất bột cà chua giầu lycopen, vì vậy hàm lượng lycopen trong thịt quả cà chua được coi là chỉ tiêu quan quan trọng nhất. Theo kết quả được trình bày ở bảng 3.2 cho thấy giống cà chua Savior có hàm lượng lycopen cao nhất cả ở thịt quả và vỏ quả (8.290±92µg/100g; 11 290 ± 94 . µg/100g). Cùng với kết quả về đặc điểm ngoại hình trình bày ở bảng 3.1 cho thấy màu sắc của quả cà chua liên quan đến hàm lượng lycopen. Vì lycopen là sắc tố màu đỏ của quả cà chua nên khi cà chua càng đỏ thì hàm lượng lycopen càng cao, nghiên cứu này cũng chứng minh kết luận trên là đúng khi giống cà chua Savior có màu đỏ đậm hơn các giống cà chua khác ở cả vỏ quả và thịt quả nên có hàm lượng lycopen cao nhất ở cả vỏ quả và thịt quả.
Theo kết quả một số chỉ tiêu cơ lý của một số giống cà chua trình bày ở bảng 3.1 cho thấy giống Savior khi chín đỏ có chiều dày của thịt quả cao (7,5±0,5mm), quả cứng nên dễ dàng bảo quản và vận chuyển đến nơi sản xuất. Tỷ lệ khối lượng thịt quả/khối lượng quả cũng là một chỉ tiêu quan trọng trong sản xuất bột cà chua vì khi tỷ lệ này cao thì hiệu suất thu hồi bột cà chua sẽ cao. Giống Savior có tỷ lệ khối lượng thịt quả/khối lượng quả cao nhất là 80,4±0,6% (bảng 3.1). Ngoài ra, về đặc điểm sinh trưởng, giống cà chua Savior là giống có khả năng chống chịu tốt với virut xoăn vàng lá cà chua, sinh trưởng tốt và cho năng suất cao. Đây là giống cà chua chịu được nóng, có thể trồng vào các tháng nóng nhất ở các tỉnh phía Bắc và miền Trung khi mà hầu hết các giống cà chua khác không thể trồng được.
Qua các kết quả nghiên cứuở trên,giống cà chua Savior được lựa chọn làm nguyên liệu để nghiên cứu sản xuất bột cà chua giầu lycopen.
3.1.2. Nghiên cứu xác định độ chín chế biến và độ chín thu hoạch của quả cà chua chua
Thành phần hóa lý của cà chua biến đổi rất lớn trong quá trình chín. Hàm lượng lycopen là chỉ tiêu quan trọng đối cà chua nguyên liệu để sản xuất sản phẩm giàu lycopen. Sự biến đổi của hàm lượng lycopen trong quả sẽ ảnh hưởng tới chất lượng bán thành phẩm và thành phẩm sau này. Xác định độ chín chế biến và độ chín thu hoạch của nguyên liệu là cần thiết nhằm chọn độ chín thích hợp của cà chua để sản xuất bột cà chua đạt chất lượng tốt và có hàm lượng lycopen cao nhất.
3.1.2.1. Xác định độ chín chế biến
Tiến hành xác định hàm lượng lycopen trong cà chua giống Savior được thu hái ở các thời kỳ chín khác nhau. Kết quả thể hiện ở bảng 3.3.
Kết quả được trình bày ở bảng 3.3. cho thấy, hàm lượng lycopen tăng nhanh theo thời kỳ chín của quả, tăng gấp 120 lần từ khi quả chuyển màu đến thời kì quả chín đỏ. Điều đó chứng tỏ rõ lycopen chính là thành phần tạo nên màu đỏ của quả cà chua.
Bảng 3.3. Hàm lượng lycopen của giống cà chua Savior ở các độ chín
Độ chín Lycopen (µg/100g) Vỏ quả1 Thịt quả2 Thời kì chuyển màu 94 ± 6 120 ± 9 Thời kỳ chín hồng 432 ± 29 358 ± 16 Thời kỳ chín hồng đỏ- 6.611 ± 85 5.940 ± 57 Thời kỳ quả chín đỏ 11 290 ± 9. 4 8.290 92±
1, 2: Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3
Cà chua ở thời kỳ chuyển màu có rất ít lycopen (94 ± 6 µg/100g ở vỏ quả và 120 ± 9 µg/100g ở thịt quả), lúc này màu sắc chủ yếu của quả vẫn là màu xanh. Đến thời kỳ chín hồng đỏ, màu đỏ tăng nhanh tạo nên bước nhảy lớn về mức tăng hàm - lượng lycopen trong cả vỏ và thịt quả (6.611± 85 µg/100g ở vỏ quả và 5.940 ± 57 µg/100g ở thịt quả). Quả ở thời kì chín đỏ có hàm lượng lycopen cao nhất (11.290 ± 92 µg/100g ở vỏ quả và 8.290±88µg/100g ở thịt quả), có màu sắc đỏ đẹp nhất (phụ lục 1). Kết quả nghiên cứu này phù hợp với nghiên cứu của Radzevicius và cộng sự (2009) nghiên cứu trên bốn giống cà chua đều cho thấy khi độ chín tăng thì hàm lượng lycopen trong cà chua tăng lên nhanh chóng [126]. Màu đỏ của quả cà chua là kết quả của sự mất chất diệp lục, cùng với sự tổng hợp lycopene cũng như các carotenoid khác, như lục lạp được chuyển đổithành lạp sắc.
Qua kết quả nghiên cứu trên cho thấy thời kỳ chín đỏ là độ chín chế biến để sản xuất bột cà chua giầu lycopen.
3.1.2.2 Xá. c định độ chín thu hoạch
Cà chua ở thời kỳ chín đỏ có hàm lượng lycopen, chất lượng màu sắc, mùi vị tốt nhất. Tuy nhiên, khi thu hoạch quả cà chua ở thời kỳ chín đỏ quả đã chín kỹ, độ cứng giảm, dễ bị dập nát, vì vậy vận chuyển và bảo quản quả từ nơi thu hoạch đến nơi sản xuất thường khó khăn, khối lượng quả hao hụt nhiều do bị dập nát, thối,
hỏng. Xác định độ chín thu hoạch là rất cần thiết để chất lượng quả đem chế biến được đảm bảo, hiệu suất thu hồi cao.
Cà chua được thu hoạchở 2 thời kỳ chín hồng và thời kỳ quả chín hồng - đỏ, sau đó để ở nơi thoáng khí, nhiệt độ thường từ 20 - 250C tới khi quả chuyển sang thời kỳ chín đỏ. Phân tích hàm lượng lycopen khi quả đã chín đỏ. Kết quả thể hiện ở bảng 3.4.
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của thời kỳ thu hoạch tới hàm lượng lycopen
Độ chín
Hàm lượng lycopen khi thu hoạch (µg/100g)
Hàm lượng lycopen khi để tới thời kì chín đỏ (µg/100g) Vỏ quả1 Thịt quả2 Vỏ quả3 Thịt quả4 Thời kỳ chín hồng 432 ± 29 358 ± 16 9.181 ± 133 6.937 ± 42 Thời kỳ chín hồng-
đỏ 6.611 ± 85 5.940 ± 57 11 065 ± 122 8.. 178 ± 145 Thời kỳ chín đỏ 11 290 ± 9. 4 8.290 92± - -
1, 2, 3, 4: Giá trị trung bình ± độ lệch chuẩn, n = 3
Qua kết quả nghiên cứu được trình bày ở bảng 3.4 cho thấy hàm lượng lycopen vẫn tăng lên sau khi thu hoạch, khi đó quả chuyển từ thời kỳ chín hồng,qua thời kỳ chín hồng đỏ tới thời kỳ chín đỏ. -
Hàm lượng lycopen khi cà chua chuyển sang thời kỳ chín đỏ của cà chua thu hoạch ở thời kỳ chín hồng (9.181 ± 133 µg/100g trong vỏ quả và 6.937 ± 42 µg/100g trong thịt quả) thấp hơn so với cà chua được thu hoạch ở thời kỳ chín hồng – đỏ (11.065 ± 122 µg/100g trong vỏ quả và 8.178 ± 145 µg/100g trong thịt quả). Cà chua thu hoạchở thời kỳ quả chín hồng đỏ có hàm lượng lycopen khá cao khi - quả chuyển sang thời kỳ chín đỏ (phụ lục 1).
So sánh hàm lượng lycopen của cà chua được thu hoạch ở thời kỳ chín đỏ và hàm lượng lycopen thu hoạch ở thời kỳ quả chín hồng - đỏ, sau đó để tới thời kỳ chín đỏ cho thấy: hàm lượng lycopen ở thời kỳ chín đỏ của quả thu hoạch sớm không khác biệt nhiều với hàm lượng lycopen của quả thu hoạch đúng thời kỳ chín
đỏ. Hơn nữa, quả thu hoạch ở thời kỳ quả chín hồng đỏ có độ cứng tốt, dễ dàng - đảm bảo chất lượng quả trong quá trình vận chuyển, đồng thời vẫn đảm bảo hàm lượng lycopen khi chế biến.
Để đảm bảo tính kinh tế, giảm hao hụt khi vận chuyển, chúng tôi chọn độ chín thu hoạchcủa cà chua là thời kỳ quả chín hồng đỏ, sau đó bảo quản - cà chua trong sọt để nơi thoáng, mát (nhiệt độ từ 20 – 250C) đến khi cà chua chín ở thời kỳ chín đỏ sẽ dùng để chế biến, thời gian chuyển từ chín hồng đỏ sang chín đỏ từ 2 – đến 3 ngày.
3.2. XÂY DỰNG QUI TRÌNH SẢN XUẤT BỘT CÀ CHUA GIẦU LYCOPEN LYCOPEN
Trong qui trình sản xuất bột cà chua, chất lượng bột cà chua được sản xuất phụ thuộc nhiều vào hai quá trình chế biến chính là quá trình chần và quá trình sấy, vì vậy chúng tôi tiến hành nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chần cà chua và quá trình sấy tạo bột cà chua.
3.2.1. Xây dựng qui trình chần quả cà chua
Giống cà chua Savior có hàm lượng lycopen cao đã được lựa chọn ở trên và thu hoạch ở thời kỳ chín hồng – đỏ, để chín tới thời kỳ chín đỏ, được dùng để làm nguyên liệu sản xuất bột cà chua giầu lycopen.
Theo phân tích đã được trình bày ở mục 1.4, sản xuất bột cà chua trong nghiên cứu này sử dụng phương pháp sấy phun. Sấy phun sẽ tạo sản phẩm đảm bảo được chất lượng và các tính chất cảm quan tốt. Khi hòa bột cà chua vào nước sẽ dễ tan và cho khối dịch đồng nhất. Để tạo bột cà chua với hiệu suất và hàm lượng lycopen trong bột cà chua cao thì dịch quả thu được sau khi chà dùng để sấy phải có hàm lượng chất khô và hàm lượng lycopen cao. Hiệu suất thu hồi dịch quả và hàm lượng lycopen trong dịch quả là 2 mục tiêu quan trọng và cần đạt được cao nhất trong quá trình chần quả cà chua.
3.2.1.1. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chần quả cà chua
- Ảnh hưởng của nhiệt độ chần
Quả cà chua được tiến hành chần theo phương pháp công nghệ được trình bày ở mục 2.1.3. Nguyên liệu cà chua được chần qua nước nóng ở các nhiệt độ: 75, 80, 85, 90, 95, 1000C trong cùng thời gian 2 phút theo tỷ lệ 1kg cà chua trong 6 lít nước. Cà chua sau chần được làm nguội ngay bằng nước lạnh, chà qua rây kích thước 0,5mm thu được dịch cà chua. Xác định hàm lượng lycopen trong dịch cà chua thu được và hiệu suất thu hồi dịch quả. Kết quả nghiên cứu được trình bày ở hình 3.1.
Hình 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần tới hiệu suất thu hồi và hàm lượng lycopen trong dịch quả trong dịch quả
Qua kết quả được trình bày ở hình 3.1 cho thấy hàm lượng lycopen trong dịch quả cà chua thu được sau khi chần ở các nhiệt độ khác nhau thay đổi không có ý nghĩa thống kê (F = 0,343; p=0,902; α= 0,05). Như vậy, khi chần ở các nhiệt độ đến 1000C trong thời gian 2 phút không làm ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng lycopen trong dịch cà chua thu được.
Khi quả cà chua không được chần thì hiệu suất thu hồi dịch quả thấp hơn khi quả được chần. Nhiệt độ chần tăng (từ 750C đến 900C) thì hiệu suất thu hồi dịch quả cũng tăng lên (từ 72,7±0,7% lên 90,3 ±0,4 %). Khi nhiệt độ chần cao hơn 900C, vỏ quả bị nứt, hàm lượng chất khô của dịch quả bị tổn thất ra ngoài qua vết nứt làm hiệu suất thu hồi dịch quả giảm đi. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần đến hiệu suất thu hồi dịch quả là rõ rệt (F=801; p<0,001; α=0,05). Đồng thời, nhiệt độ chần cao hơn 900C cũng làm chất lượng cảm quan của dịch quả thay đổi, mầu đỏ của dịch quả bị sẫm lại và mùi vị của dịch quả cà chua thu được bị nồng của cà chua nấu chín không còn mùi vị của cà chua tươi, chất lượng cảm quan của dịch quả bị giảm đi (phụ lục 2).
Quá trình chần góp phần bài khí cho sản phẩm nhằm hạn chế quá trình oxi hóa làm tổn thất chất khô và ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Đồng thời dưới tác dụng của nhiệt độ khi chần và môi trường axit của quả, quá trình thủy phân protopectin thành pectin xảy ra. Protopectin không hòa tan chuyển thành pectin hòa tan, làm giảm cường lực liên kết giữa các tế bào, vì vậy quá trình chà sau khi chần