TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN THỊ NGỌC GIÀU MSSV: 2071743 ĐỘNG HỌC SỤ THAY ĐỎI THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA KHÓM THEO MỨC Độ CHÍN TRONG CHÉ BIÉN NHIỆT Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỤC PHẨM TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẢN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THựC PHẨM rri Ạ -» Ạ 1 V • Tên đẽ tài: ĐÔNG HOC sư THAY ĐỐI THÀNH PHẢN HÓA HOC • • • • CỦA KHÓM THEO MỨC ĐỘ CHÍN TRONG CHẾ BIẾN NHIÊT Giảo viên hướng dân Sinh viên thưc hiên PGs.Ts. Nguyễn Văn Mưòi Nguyễn Thị Ngọc Giàu MSSV: 2071743 Lóp: CNTP K33 Cần Tho’, 2010 LỜI CAM ĐOAN Luận văn đính kèm theo đây, với đề tài “Động học sự thay đổi thành phần hóa học của khóm theo mức độ chín trong chế biến nhiệt” do sinh viên Nguyễn Thị Ngọc Giàu thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Cần Thơ, ngày tháng năm 2010. Chủ tịch hội đồng LỜI CẢM TẠ Đầu tiên, em xin chân thành gởi lời cảm ơn Thầy Nguyền Văn Mười và Cô Trần Thanh Trúc đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và truyền đạt cho em những kinh nghiệm vô cùng quý báu đế em hoàn thành tốt đề tài. Qua đây, em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến quý thầy cô Trường Đại học cần Thơ, đặc biệt là quý thầy cô trong bộ môn Công nghệ thực phẩm đã nhiệt tình giảng dạy và truyền đạt cho chúng em những kiến thức hữu ích, cũng như kinh nghiệm thực tế trong suốt thời gian được học tập và rèn luyện tại trường. Đây chính là nền tảng giúp em có kiến thức đế thực hiện luận văn tốt nghiệp, và cũng chính là những hành trang thiết thực cho chúng em, những kỉ sư Công nghệ thực phâm trong tương lai. Em xin chân thành cảm ơn tập thê cán bộ phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phâm đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em trong thời gian thực hiện đề tài. Sau cùng, xin cảm ơn các bạn lớp Công nghệ thực phẩm K33 những người đã quan tâm, chia sẽ, giúp đỡ em rất nhiều trong suốt thời gian học tại trường. Cần Thơ, ngày tháng năm 2010 Sinh viên thực hiện Luận vẫn tốt nghiệp Đại học khỏa 33 2010 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm 1 v NGUYỄN THỊ NGỌC GIÀU TÓM TẮT Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lỷ nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau lên sự thay đôi của thành phần hóa học của khóm theo các mức độ chín. Thí nghiệm được tiên hành trên cơ sở thay đôi nhiệt độ và thời gian xử lý, từ đó tìm ra động học sự thay đôi các thành phần hóa học (vitamin c, đường, acicl, độ ảm) trong khóm sau quá trình xử lý nhiệt và trường hợp có bô sung muôi calcium trước quá trình xử lý nhiệt cũng được khảo sát. Ket quả nghiên cứu cho thấy, động học sự phân hủy vitamin c trong khóm tuân theo phương trình chuyến đôi một phân (fractional conversion model), nghĩa là vitamin c trong khóm tôn tại ở hai dạng: dạng bền nhiệt và dạng không bển nhiệt, trong khi động học sự phân hủy đường và acid trong khóm tuân theo phương trình bậc 1. Khi nhiệt độ càng tăng thì tốc độ phân hủy vitamin c, đường, acid càng lớn, hàm lượng vitamin c còn lại giảm thâp, acid còn lại tương đối cao ở mức chín 1, hàm ỉưọng đường còn lại cao ở mức chín 2. Đỏ thị tương quan giữa ảnh hưởng của nhiệt độ (T) đến hằng sổ phá hủy vitamin c, đường, cicid (k) khi xử lý nhiệt khóm ở các chê độ nhiệt khác nhau tuân theo phương trình bậc ỉ. Khi tiền xử lý nhiệt với muối CaCl 2 ở cùng nong độ (0,15%) trong 10 phút trước khi gia nhiệt ở nhiệt độ 80°c, 85°c và 90°c làm hàm lượng vitamin c, hàm lưọng acid mat mát càng giảm nhưng hàm lượng cồn lại vân cao ở mức chín 1. Hàm ỉưọng đường còn lại cao ở mức chỉn 4 và mức chín 5. Độ âm trong khi xử lý nhiệt ở nhiệt độ khác nhau và trường hợp có bô sung CaCỈ2 trước khi xử nhiệt có tăng nhưng không có sự khác biệt ỷ nghĩa trong cùng mức độ chín. Luận vẫn tốt nghiệp Đại học khỏa 33 2010 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm 1 v MỤC LỤC PHỤ LỤC 3 KÉT QUẢ THỐNG KÊ sự THAY ĐỐI VIATMIN c CỦA KHÓM THEO MỨC Độ CHÍN TRONG QUÁ TRÌNH xử LÝ NHIỆT KHÁC NHAƯ xlvii DANH SÁCH HÌNH Luận vẫn tốt nghiệp Đại học khỏa 33 2010 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm 1 v Hình 20: Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ (T) đến hằng số phá hủy vitamin c (k) của khóm ở 5 mức độ chín trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau sau khi đã tiền xử lý nhiệt với CaƠ 2 ở cùng nồng độ 38 Luận vẫn tốt nghiệp Đại học khỏa 33 2010 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Vl6 DANH SÁCH BẢNG Bảng 7: Thông số động học được tính toán dựa vào phương trình chuyển đổi một phần (fractional conversion model) của sự thay đổi hàm lượng vitamin c ở các mức độ chín của khóm trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau sau khi đã tiền xử lý nhiệt với CaClọ ở cùng nồng độ 37 Bảng 8: Phương trình động học sự thay đối hàm lượng vitamin c ở các mức độ chín của khóm theo nhiệt độ và thời gian trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau sau khi đã tiền xử lý nhiệt với CaCỈ2 ở cùng nồng độ 39 Bảng 9: Phương trình động học sự biến đôi hàm lượng đường của khóm ở ở các mức độ chín của khóm theo nhiệt độ và thời gian trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau sau khi đã tiền xử lý với CaCỈ 2 ở cùng nồng độ 42 Bảng 10: Phương trình động học sự biến đổi hàm lượng acid của khóm ở ở các mức độ chín của khóm theo nhiệt độ và thời gian trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau sau khi đã tiền xử lý với CâCh ở cùng nồng độ 45 Luận vẫn tốt nghiệp Đại học khỏa 33 2010 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm Vl7 Bảng 20 PL: Hàm lượng đường còn lại ở mức độ chín 4 của khóm sau quá trình xử lý nhiệt ở các nhiệt độ xử lý khác nhau: 80°c, 85°c, 90°c sau khi đã tiền xử lý nhiệt với CaCb ở cùng nồng độ xxxiii Bảng 24 PL: Hàm lượng acid còn lại ở mức độ chín 3 của khóm sau quá trình xử lý nhiệt ở các nhiệt độ xử lý khác nhau: 80°c, 85°c, 90°c xxxvii Bảng 25 PL: Hàm lượng acid còn lại ở mức độ chín 4 của khóm sau quá trình xử lý nhiệt ở các nhiệt độ xử lý khác nhau: 80°c, 85°c, 90°c xxxviii Bảng 33 PL: Độ âm ở 5 mức độ chín của khómsau quá trình xử lýnhiệt ở các nhiệt độ xử lý khác nhau: 80°c, 85°c, 90°c sau khi đã tiền xử lý nhiệt với CaƠ2 ở cùng nồng độ xlvi Luận vẫn tốt nghiệp Đại học khỏa 33 2010 Trường Đại học cần Thơ Ngành Công nghệ thực phẩm lx CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐÈ 1.1 Tổng quan Hiện nay, Việt Nam là thành viên thứ 150 của tố chức thương mại thế giới WTO và những tác động của tổ chức này cũng sẽ ảnh hưởng lớn đến hoạt động thương mại của các ngành hàng nói chung và trái cây nói riêng. Nước ta không những là một quốc gia có nền sản xuất nông nghiệp lâu đời mà còn có điều kiện tự nhiên, đất đai thích hợp với việc sản xuất nhiều loại trái cây như có trên 30 loại cây ăn quả khác nhau, thuộc 3 nhóm là: cây ăn quả nhiệt đới (chuối, dứa, xoài ), cận nhiệt đới (cam, quýt, vải, nhãn, ) và ôn đới (mận, lê, ). Một trong số những loại trái cây giúp Việt Nam cạnh tranh trên thị trường thế giới là khóm. Khóm (Anancis comosus L. Mer) là loại trái cây nhiệt đới có giá trị kinh tế, được trồng và sử dụng phổ biến ở Việt nam. Trong các sản phẩm rau quả chế biến và xuất khẩu, khóm luôn chiếm vị trí hàng đầu (50% tống sản lượng). Ớ Việt Nam, khóm trồng từ Bắc chí Nam và tập trung chủ yếu ở khu vực phía Nam, trong đó Tiền Giang là một trong những tỉnh trồng khóm nhiều nhất. Ngoài việc phân phối trong nước ở các chợ và siêu thị, hiện nay khóm còn được xuất khẩu sang các nước như Nga và các nước Đông Âu, do nó có mùi thơm mạnh, chứa nhiều đường, năng lượng khá cao, có đủ loại vitamin cần thiết như vitamin A, B, pp, c, đặc biệt trong cây và quả khóm có chứa bromelin là một loại enzyme thủy phân protein có thế chữa được các rối loạn tiêu hóa. Một trong những yêu cầu quan trọng bậc nhất đối với các phương pháp bảo quản và chế biến của rau quả nói chung và khóm nói riêng là làm thế nào để bảo tồn được một cách tối đa các chất dinh dưỡng, vitamin, màu sắc và cấu trúc đặc trưng của quả. Muốn làm được điều đó phải biết rõ thành phần hóa học của quả và hiểu sâu sắc các quá trình sinh hóa xảy ra trong mô quả khi quả chín, cũng như khi chế biến và bảo quản. Sự biến đối của khóm cũng như nhiều loại quả khác sau thu hoạch phụ thuộc rất lớn vào điều kiện nhiệt độ và độ ẩm môi trường bảo quản, các biến đối hóa lý sau thu hoạch và các xử lý hóa học nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm. Thường những quá trình không liên quan đến nhiệt độ thường ít hoặc không ảnh hưởng giá trị dinh dưỡng của thực phẩm, nếu như vấn đề lạnh đông sè ảnh hưởng đến các họp chất mùi và sự mất nước của trái cây thì thì chế biến nhiệt lại là nguyên nhân chính của các biến đối giá trị cảm quan và giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Quá trình gia nhiệt thường làm sản phẩm mềm hay dai, mất đi tính đặc trưng của nguyên liệu tươi ban đầu. Chính vì thế tầm quan trọng của việc cải thiện cấu trúc khóm sau quá trình xử lý nhiệt có ý nghĩa rất lớn trong việc góp phần làm tăng thêm giá trị cảm quan của sản phẩm. Tuy nhiên, sự cải thiện về cấu trúc có thể là nguyên nhân tạo nên mối nguy về biến đổi giá trị dinh dưỡng, mà chủ yếu là sự thay đối vitamin c, đường, acid và ấm do tác động nhiệt. Ngoài ra, sự biến đối sau thu hoạch rau quả còn phụ thuộc rất lớn vào từng loại nguyên liệu, điều kiện thố nhưỡng và xử lý trước thu hoạch (Bartholomew, 2003). Do đó, đề tài “Động học sự thay đổi thành phần hóa học của khóm theo mức độ chín trong chế biến nhiệt” được tiến hành nhằm xác định vai trò của tiền xử lý và lựa chọn độ chín thích hợp cho tùng loại sản phẩm thông dụng của khóm. Luận vãn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại Ngành Công nghệ thựcphâm Trang 9 1.2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chủ yếu của đề tài là khảo sát động học sự thay đổi thành phần hóa học của khóm trong chế biến nhiệt nhằm chọn lựa độ chín của khóm cũng như kết hợp với biện pháp tiền xử lỷ thích hợp cho từng loại sản phấm. Từ mục tiêu nghiên cứu trên, đề tài tiến hành khảo sát các nội dung sau: - Khảo sát sự thay đổi vitamin c, đường, acid và ẩm của khóm trong chế biến nhiệt. Động học sự thay đổi vitamin c, đường, acid và ẩm của khóm theo mức độ chín trong chế biến nhiệt thông qua hằng số k. CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 Giới thiệu về nguyên liệu 2.1.1 Khóm Khóm (dứa) có tên khoa học là Ananas Comosus ( L.) Mer thuộc họ Bromeliaceae là một trong ba loại quả nhiệt đới có giá trị kinh tế cao (sau chuối và loại quả họ cam quít), được trồng và sử dụng rộng rãi không chỉ ở Việt Nam mà còn phổ biến trên thế giới (Bartholomew et al., 2003). Hơn 70% sản lượng khóm sau thu hoạch ở các nơi trên thế giới được sử dụng đế ăn tươi, phần còn lại được sử dụng trong chế biến các sản phẩm xuất khấu. Khóm rất được người tiêu dùng trong và ngoài nước ưa chuộng. Thịt quả có màu vàng đẹp, có đầy đủ các loại vitamine (trừ vitamin D). Ớ Việt Nam, khóm trồng từ thế kỷ XVI, phố biến là giống Queen, là cây dễ thích nghi, có thể trồng trên nhiều loại đất khác nhau ớ nhiều tỉnh như Tiền Giang, Long An, Kiên Giang, Quảng Nam, Thanh Hóa sản lượng cả nước đạt 337500 tấn khóm tươi, chiếm khoảng 2% tổng sản lượng trên toàn thế giới, đứng vị trí thứ 11 về sản lượng khóm thế giới (FAO, 2004). Ớ Tiền Giang, khóm được trồng tập trung ở huyện Tân Phước, chủ yếu ở các xã: Mỳ Phước, Hưng Thạnh, Thạnh Mỳ, Tân Hòa Thành, Thạnh Tân, Tân Hòa Tây, Tân Lập 1, Tân Lập 2. Tính đến năm 2005 tổng diện tích khóm là 9500ha, sản lượng đạt 137600 tấn (http://trungtnt.violet.vn/entry/show/entry_id/799959). Hình 1: Ruộng khóm huyện Tân Phước, tỉnh Tiền Giang Luận vãn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại Ngành Công nghệ thựcphâm Trang 10 [...]... sở các nghiên cứu trước, đề tài: Động học sự thay đoi thành phần hóa học của khóm theo mức độ chín trong chế biến nhiệt được tiến hành với nội dung chủ yếu sau: - Tìm ra quy luật của sự biến đổi vitamin c, đường, acid, độ ẩm cúa khóm theo các mức độ chín trong quá trình xử lý nhiệt khác nhau và trường hợp có tiền xử lý với CaCl trước khi gia nhiệt ở các mức 2 nhiệt độ - Ket hợp với việc nghiên cứu... trình hô hấp và sự phân hủy của chúng trong quá trình khử cacboxyl hóa Hàm lượng acid thay đổi theo độ chín của khóm và số lượng của chúng được phản ánh bằng độ pH iii Biến đối của các sắc tố Màu của khóm là do nhiều loại hợp chất màu khác nhau về bản chất hóa học và tác dụng sinh lý tạo nên Trong quá trình chín, thành phần của các chất màu bị biến đối nhiều Ỏ khóm dấu hiệu chín đầu tiên là sự biến đổi... nghiệp Đại học khóa 33 2010 2.2.2 Trường Đại Biên đôi của pectin và các enzyme chuyên hóa pectin trong quá trình chín của khóm Khi khóm chín, độ rắn chắc của khóm giảm xuống và hàm lượng pectin hòa tan tăng lên Ớ khóm còn sống thì protopectin (protein không hòa tan) phân tán trong thành tế bào làm cho khóm có độ cứng nhất định Trong quá trình chín dưới tác dụng của enzyme protopectinase một phần lớn... acid) của khóm theo phản ứng bậc một Trong một số trường họp, đặc biệt đối với các sản phẩm rau quả, động học sự thay đổi vitamin c đôi c trong khi tuân theo phương trình chuyển đối một phần, được ứng dụng trong trường hợp vitamin nguyên liệu tồn tại cả hai dạng: bền nhiệt (không chịu xử lý nhiệt trong thời gian dài) và không bền nhiệt, dễ dàng bị phá hủy Khi vitamin c trong nguyên liệu bền nhiệt và... Phản ứng bậc một Luận vãn tốt nghiệp Đại học khóa 33 2010 Trường Đại Sự thay đối hàm lượng vitamin c (đường, acid) của khóm theo nhiệt độ có thế tuân theo phương trình động học phản ứng bậc một (hình 5) Trong trường hợp này, điều kiện chế biến đẳng nhiệt, quan hệ giữa hàm lượng vitamin c (đường, acid) còn lại củakhóm sau khi xử lý nhiệt (A) và thời gian xử lý nhiệt (t) được biểu diến bằng phương trình:... và không gây ra thay đối nhiều về cấu trúc của rau quả Do đó, đôi khi phải thêm vào Calcium Chloride (CaCl2) vào trong nước luộc đế tạo thành phức pectate - calcium duy trì độ cứng của mô và cấu trúc sản phấm - Màu và mùi: giai đoạn xử lý nhiệt làm cho sản phẩm có màu sáng hơn do loại bỏ không khí và bụi bám trên bề mặt 2.5 Động học sự thay đổi hàm lượng thành phần cùa khóm theo nhiệt độ 2.5 ì Phản ứng... đôi hóa học và lý học xảy ra khi khóm chín i Nhũng biến đổi của glucid Trong quá trình chín của khóm, glucid bị biến đối rõ rệt Nhìn chung, lượng tinh bột giảm xuống và lượng đường chung tăng lên do sự thủy phân tinh bột dưới tác dụng của enzyme cũng như do sự chuyến đường từ lá về quả Ớ khóm trong thời kì chín trên cây mẹ, hàm lượng tinh bột giảm, hàm lượng đường tăng Phần lớn đường được tạo thành. .. CaCl trước khi gia nhiệt ở các mức 2 nhiệt độ - Ket hợp với việc nghiên cứu hàm lượng vitamin c, đường, acid, độ ẩm trong 5 mức độ chín khác nhau của khóm, từ đó đưa ra chế độ xử lý nhiệt và độ chín thích họp của khóm để giảm thiếu đến mức thấp nhất sự tốn that vitamin c, đường, acid, độ ẩm trong các quá trình chế biến thực phấm, đảm bảo sản phẩm đạt được giá trị dinh dưỡng cao với hàm lượng vitamin... được chuyển thành dạng đường thẳng theo phương trình ln (A/Ao) = -kt (2) Trong đó: A: hàm lượng vitamin c (đường, acid) của khóm thay đối theo thời gian t (mg%) A0: hàm lượng vitamin c (đường, acid) ban đầu của khóm (mg%) t là thời gian xử lý nhiệt (phút) k là hằng số tốc độ phân hủy vitamin c (đường, acid) bậc một (phút'1) ln(A/Ao) Thời gian t (phút) Hình 5: Hình vẽ minh họa động học sự thay đối hàm... không tan thành dạng hòa tan Nguồn: Lê Ngọc Tủ, 2004 Hoạt độ của pectin methylesterase (PME) và polygalacturonase (PG) ở các giai đoạn phát triển đầu của khóm rất cao, nhung đến khi khóm bắt đầu chín lại giảm xuống rất thấp, và khi khóm chín hoàn toàn thì hoạt độ của chúng lại rất cao PME có trong hầu hết mọi loại quả và hoạt độ cao khi quả chín Đây là nguyên nhân làm cho kích thước phân tử của pectin . TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG NGUYỄN THỊ NGỌC GIÀU MSSV: 2071743 ĐỘNG HỌC SỤ THAY ĐỎI THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA KHÓM THEO MỨC Độ CHÍN TRONG CHÉ BIÉN NHIỆT Luận. 2003). Do đó, đề tài Động học sự thay đổi thành phần hóa học của khóm theo mức độ chín trong chế biến nhiệt được tiến hành nhằm xác định vai trò của tiền xử lý và lựa chọn độ chín thích hợp cho. TẮT Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là khảo sát ảnh hưởng của quá trình xử lỷ nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau lên sự thay đôi của thành phần hóa học của khóm theo các mức độ chín. Thí nghiệm được