Luận văn Bước đầu nghiên cứu chế biến trà từ hoa sim

à gốc galoyl. OX O H H HO O O OH OX O H H OH OH OH OH HO OH + O H OH OH OH OH HO OY O H H HO OH OH OH OX O H H OH OH OH OH HO OH + O HHO O O OH OH bisflavanol OY O H H HO O O OH OX O H H OH OH OH OH HO OX O H H HO O O OH + OY O H H HO O O OH OH OHOctoquinon Diphenolquinon OH Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 13 Hình 2.13: Sơ đồ phản ứng oxy hóa các dime trung gian Phần trong vòng chấm gọi là gốc tạo màu benzontropolon. Theo Roberts (trích dẫn bởi Lê Ngọc Tú, 1997), nếu oxy hóa đồng thời epigaloctechin và epigalocatechingalat đều dẫn tới tạo nên teaflavin (hình 2.13). Còn nếu chỉ oxy hóa một mình epigalocatechingalat thì ch ỉ tạo nên teaflavingalat. e. Phản ứng tạo thành tearubigin Theo Roberts (trích dẫn bởi Lê Ngọc Tú, 1997), tearubigin là sản phẩm chuyển hóa oxy hóa của teaflavin và bisflavanol. Trước khi tạo thành tearubigin không thể có giai đoạn trùng hợp ở mức độ cao hơn nữa của các phẩm vật oxy hóa v ì có án ngữ không gian. Do đó mà các dime m ất đi khả năng trùng hợp. Tearubigin là hợp chất có tính acid do có nhóm cacboxyl được tạo nên khi mở vòng pirogalol trong gốc benzotropolon của teaflavin. Theo Roberts (trích dẫn bởi Lê Ngọc Tú, 1997), để tạo nên được tearubigin bắt buộc phải có mặt trong môi tr ường phản ứng các catechin có nhân pirocatechin. Sự oxy hóa teaflavin thành tearubigin xảy ra như hình 2.14. Hình 2.14: Sự oxy hóa teaflavin thành tearubigin Vì tearubigin là sản phẩm oxy hóa của teaflavin v à các bisflavanol, cho nên chúng không phải là một đơn chất mà là hỗn hợp của nhiều chất. Tearubigin ở trạng thái tự OY O H H HO O O OH OX O H H OH OH OH OH HO OH OX O H H OH OH OH OH HO OH O H H HO O OH OH OHOH OH X = H: teaflavin X = G: teaflavingalat CO2+ COOH H2C COOH O OH tearubigin OH O OHHO teaflavin Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 14 do có màu hồng nhạt. Khi đính với Na có m àu nâu gạch, với K và Ca có màu đỏ tươi. Theo Roberts (trích bởi Lê Ngọc Tú, 1997), màu sắc của nước trà chủ yếu phụ thuộc vào tearubigin. Còn v ị đậm đà của nước trà là do tỷ lệ giữa teaflavin và tearubigin quyết định (Lê Ngọc Tú, 1997). 2.5. CÁC PHẢN ỨNG TẠO MÙI 2.5.1. Phản ứng quinonamin Các aldehyde được tạo nên do tương tác của acid amin với polyphenol khi có sự xúc tác của enzyme polyphenoloxydase hoặc trong điều kiện nhiệt độ cao. Sơ đồ phản ứng thể hiện ở hình 2.15. Hình 2.15: Phản ứng oxy hóa – deamin hóa các acid amin bởi quinon O H OH OH H OH OH OH 1/2O2 O O H OH OH OH O enzyme O OH OH OH OH NHCHCOOH R1 NH2 R1CHCOOH+ 1/2O2 O O H OH OH OH O NHCHCOOH R1 O H OH OH OH NH2 NHCHCOOH OH R1OH O H OH OH NHCHCOOH OH R1 N CH – R2 + H2O NH3 + H2O O NH – CH – COOH R1 NHCHCOOH R2 O H OH OH H OH O H OH OH H OH OH N = C – COOH R1 NHCHCOOH R2 R2CH = O + H2O + R2 – CH – COOH NH2 Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 15 Từ đấy, aldehyde được tạo nên có mạch cacbon bé hơn mạch cacbon của acid amin “nguyên thủy” một nguyên tử cacbon. Như vậy, trong trường hợp này acid amin cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra hương thơm mới của sản phẩm. Trong thực tế, khi chế biến nhiệt, các bán th ành phẩm trà chưa được lên men thì hàm lượng các acid amin như alanin, phenylalanin, valin, phenylaxetic, butyric và valerianic tăng lên một cách tương ứng. Trong điều kiện không gia nhiệt, nh ưng có sự xúc tác của enzymepolyphenoloxydase, phản ứng này cũng xảy ra một cách dễ dàng, đó là trường hợp khi lên men trà (Lê Ngọc Tú, 1997). 2.5.2. Tương tác giữa acid amin và acid ascorbic là một nguồn tạo aldehyde Các aldehyde có thể được hình thành nên do tương tác của acid amin với acid ascorbic khi có mặt catechin (polyphenol), ion Cu 2+ hoặc khi gia nhiệt đến 8090oC. Đây cũng là phản ứng oxy hóa–deamin hóa các acid amin. Dư ới tác dụng của Cu2+, nhiệt độ… acid ascorbic bị oxy hóa thành acid dehydroascorbic. Acid dehydroascorbic cũng là một reducton do đó có thể tương tác với các acid amin để tạo ra các aldehyde khác nhau. Trong sản xuất trà thì phản ứng quinonamin lại đặc biệt quan trọng. Mùi thơm có thể được tạo nên trong giai đoạn lên men nhưng mùi thơm đặc trưng của các sản phẩm trà thì được tân tạo ở giai đoạn sấy (Lê Ngọc Tú, 1997). 2.6. CÔNG NGHỆ SẤY Sấy là quá trình tách nước trong sản phẩm bằng nhiệt, l àm nước trong sản phẩm chuyển thành trạng thái hơi và thoát khỏi bề mặt sản phẩm. Bản chất sấy là quá trình khuếch tán ẩm từ lớp bên trong ra lớp bề mặt ngoài và quá trình chuyển hơi ẩm từ bề mặt vật liệu sấy ra môi tr ường xung quanh. Có hai loại ẩm trong vật liệu sấy: ẩm tự do và ẩm liên kết. Khi sấy chỉ có ẩm tự do bốc hơi. Tốc độ bay hơi của ẩm tự do được xác định theo định luật bay hơi trên bề mặt tự do, tức là áp suất hơi trên bề mặt vật liệu khi tốc độ sấy vô cùng bé sẽ tăng với áp suất hơi bão hòa ở cùng một nhiệt độ (Lê Bạch Tuyết, 1996). Quá trình bốc hơi nước ra khỏi vật liệu sấy cũng phải qua hai giai đoạn: - Nước trên bề mặt vật liệu bốc hơi, tạo nên sự chênh lệch độ ẩm giữa bề mặt vật liệu và trong lòng vật liệu. - Nước trong lòng vật liệu khuếch tán ra bề mặt vật l iệu theo đúng quy luật khuếch tán rồi tiếp tục bay hơi. Hai giai đoạn này xảy ra đồng thời cùng một lúc, nhưng tùy theo từng thời gian cụ thể trong quá trình sấy mà một trong hai giai đoạn đó có tác dụng quyết định đến tốc độ sấy. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 16 Quá trình sấy vật liệu ướt đến độ ẩm cân bằng gồm hai giai đoạn chính nh ư sau: Giai đoạn đẳng tốc: lúc này vật liệu còn nhiều nước, do đó tốc độ khuếch tán của nước từ bên trong vật liệu lớn hơn tốc độ bay hơi trên bề mặt vật liệu. Vì thế, tốc độ sấy trong giai đoạn này phụ thuộc chủ yếu vào tốc độ bay hơi trên bề mặt vật liệu. Lượng nước khuếch tán từ trong ra bề mặt vật liệu đủ v à kịp thời bốc hơi để lượng ẩm bay hơi đều đặn và tốc độ sấy là hằng số. Do vậy, tốc độ sấy không phụ thuộc vào các yếu tố bên trong vật liệu như: chiều dày vật liệu, độ ẩm ban đầu của vật liệu… mà chỉ phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài như nhiệt độ, tốc độ và độ ẩm của các tác nhân sấy. Nếu muốn tốc độ sấy nhanh th ì cần thay đổi các yếu tố bên ngoài (Lê Bạch Tuyết, 1996). Giai đoạn tốc độ sấy giảm dần: lúc này vật liệu sấy tương đối khô, lượng nước trong vật liệu còn ít nên tốc độ khuếch tán nước từ trong vật liệu ra bề mặt ngo ài giảm xuống nhỏ hơn tốc độ bay hơi của nước từ bề mặt vật liệu ra môi tr ường xung quanh. Do đó, tốc độ sấy trong giai đoạn này chủ yếu phụ thuộc vào tốc độ khuếch tán của nước bên trong vật liệu. Lượng ẩm khuếch tán giảm dần n ên lượng ẩm bay hơi cũng giảm. Vậy tốc độ sấy không phụ thuộc v ào các yếu tố bên ngoài vật liệu mà phụ thuộc vào các yếu tố bên trong vật liệu. Tốc độ sấy trong giai đoạn này khó thay đổi theo ý muốn vì các yếu tố bên trong vật liệu khó thay đổi nên thời gian sấy rất dài (Lê Bạch Tuyết, 1996). Do vật liệu sấy tương đối khô nên nhiệt độ của vật liệu tăng dần l ên xấp xỉ bằng nhiệt độ tác nhân sấy. V ì thế, đến giai đoạn này phải giữ nhiệt độ tác nhân sấy nhỏ hơn hoặc bằng nhiệt độ cho phép của vật liệu sấy (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy 2.6.1.1. Nhiệt độ sấy Nhiệt độ sấy càng cao thì tốc độ sấy càng nhanh, quá trình sấy càng có hiệu quả cao nhưng không nên sấy trà ở nhiệt độ quá cao v ì nó sẽ làm cho lớp màng bên ngoài khô quá nhanh tạo nên lớp vỏ cứng, hạn chế việc thoát ẩm trong búp tr à và trà bị cháy có mùi khét, nước trà sẽ bị đục. Ngược lại, nếu tốc độ tăng nhiệt chậm th ì cường độ thoát ẩm yếu (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.1.2. Sự lưu thông không khí Trong thiết bị sấy dòng không khí nóng có thể lưu thông hoặc song song cùng chiều hoặc ngược chiều với chiều chuyển động của sản phẩm ẩm. Tốc độ lưu thông tự nhiên của không khí thường nhỏ. Do vậy thời gian thường sấy kéo dài, chất lượng sấy không cao. Để khắc phục t ình trạng này người ta sẽ thông gió cưỡng bức. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 17 Tốc độ lưu thông không khí ảnh hưởng đến quá trình sấy nhiều nhất ở giai đoạn đầu khi độ ẩm của sản phẩm sấy càng cao (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.1.3. Độ ẩm tương đối của không khí Khả năng sấy của không khí tùy thuộc vào độ ẩm tương đối của không khí, độ ẩm càng thấp khả năng hút ẩm càng cao. Sấy chính là biện pháp nâng cao khả năng hút ẩm của không khí bằng cách giảm độ ẩm t ương đối do tăng nhiệt độ. Do tiếp xúc với sản phẩm ẩm mà độ ẩm của không khí tăng lên trong quá trình sấy. Nếu độ ẩm không khí vào thiết bị sấy quá thấp sẽ làm cho sản phẩm bị nứt hoặc tạo ra lớp vỏ khô trên bề mặt nhưng quá cao sẽ làm cho tốc độ sấy giảm đi. Nếu không khí đi ra khỏi thiết bị có độ ẩm thấp sẽ tốn nhiều năng l ượng. Ngoài ra còn kéo dài thời gian sấy. Điều chỉnh độ ẩm của không khí bằng cách điều chỉnh nhiệt độ ẩm của không khí vào, tốc độ lưu thông của nó và lượng vật liệu ẩm chứa trong thi ết bị sấy (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.2. Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy 2.6.2.1. 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 (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.2.2. Biến đổi hóa lý Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ ngoài vào trong vật liệu do giản nở vì nhiệt. Đây là sự dời ẩm gây nên do sự chênh lệch nhiệt giữa các phần khác nhau của vật liệu sấy. Sau khi có hiện tượng bay hơi nước ở bề mặt, ẩm chuyển từ bề mặt vật liệu đến tác nhân sấy, lượng ẩm chuyển dời ấy được bù vào lượng ẩm bên trong vật liệu ra đến bề mặt, nếu không th ì trên bề mặt nóng quá và sẽ được phủ bằng lớp vỏ cứng ngăn cản quá trình thoát ẩm dẫn đến sấy không đều, vật liệu bị nứt. Việc bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong vật liệu, kết quả là ẩm chuyển từ các lớp bên trong ra đến bề mặt. Quá trình chuyển ẩm từ bên trong sản phẩm sấy thực hiện được nhờ lực khuếch tán thẩm thấu, lực mao quản…gọi là độ dẫn ẩm. Nhờ có độ dẫn ẩm, ẩm sẽ chuyển theo hướng từ trung tâm ra bề mặt vật liệu (Lê Bạch Tuyết, 1996). Ngoài ra sự khuếch tán ẩm trong quá tr ình sấy còn có hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của nước và có ảnh hưởng của hệ keo trong quá tr ình sấy. Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 18 Biến đổi hóa học xảy ra theo 3 hướng - Tốc độ phản ứng hóa học tăng l ên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxy hóa khử, phản ứng Maillard . - 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 tr ình sấy và nước thường phân bố không đều trong vật liệu (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.2.3. Biến đổi sinh hóa Ở giai đoạn đầu của quá tr ình sấy nhiệt độ của vật liệu tăng dần t ạo ra sự hoạt động mạnh mẽ của các hệ enzyme nhất l à hệ enzyme oxy hóa khử gây ảnh h ưởng đến vật liệu, vì vậy cần vô hoạt enzyme peroxydase v à polyphenoloxydase trước khi sấy. Ở giai đoạn sau khi sấy một số enzyme nhất l à enzyme oxy hóa khử không bị đình chỉ hoàn toàn, còn tiếp tục hoạt động yếu trong thời gian bảo quản v à tới một giai đoạn giới hạn nhất định có thể dẫn đến hậu quả tạo m àu của polyphenol (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.6.2.4. Biến đổi cảm quan a. Màu sắc Do tác dụng của nhiệt độ, cường độ màu tăng lên làm sản phẩm sấy có màu thẫm. Màu nâu do phản ứng melanoidin và oxy hóa các polyphenol. Chỉ tiêu màu sắc là một trong các chỉ tiêu quan trọng khi đã chọn được chế độ sấy thích hợp nó có tác dụng cải thiện màu sắc của sản phẩm và tạo hình dáng thích hợp với thị hiếu của người tiêu dùng hơn (Lê Bạch Tuyết, 1996). b. Mùi Một số chất thơm bay hơi hay do nhiệt độ phân hủy gây tổn thất chất th ơm. Một số chất mùi mới được tạo thành do phản ứng Maillard… Mùi cháy khét của đường (phản ứng caramen) hoặc mùi nấu (mùi của fufurol) trong quá tr ình sấy (Lê Bạch Tuyết, 1996). c. Vị Do độ ẩm giảm nên nồng độ chất vị tăng lên cường độ vị tăng theo nhất là vị ngọt và vị mặn vị chua đôi khi giảm một cách t ương đối do lượng acid bay hơi trong sản phẩm sấy giảm (Lê Bạch Tuyết, 1996). Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 19 d. Biến đổi trạng thái Kích thước trong quá trình sấy có thể bị co. Sự co không đồng đều của vật liệu l à do lượng ẩm phân bố không đều trong vật liệu, ở bề mặt độ ẩm nhỏ co nhiều h ơn so với phía trong có độ ẩm cao hơn. Sự co không đồng đều của vật liệu sấy 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 độ ẩm thấp h ơn, tức bề mặt có độ ẩm nhỏ thường bị cong lõm xuống vì nó co nhiều hơn so với bề mặt đối diện có độ ẩm lớn. Nguyên nhân méo cong còn do không khí đi xung quanh vật liệu sấy không đều (Lê Bạch Tuyết, 1996). 2.7. NGUYÊN NHÂN GÂY HƯ H ỎNG TRÀ VÀ HÓA CHẤT BẢO QUẢN (KALI SORBATE) Trà là một sản phẩm hút ẩm và mùi lạ rất nhanh và mạnh; dẫn đến mốc meo, mùi lạ, giảm phẩm chất nhanh chóng, nếu không đ ược bảo quản tốt (Đỗ Ngọc Quý, 2003). Mục đích sử dụng hóa chất bảo quản l à đảm bảo cho nguyên liệu trong một thời gian dài tồn trữ vẫn không khác biệt nhiều so với ban đầu, ít tổn hao chất dinh dưỡng, chống lại tác nhân gây hư hỏng và khi đưa ra thị trường phục vụ người tiêu dùng vẫn giữ được giá trị cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng, không độc hại cho người sử dụng. Kali sorbate (C5H7COOK) là chất bột trắng kết tinh dễ hòa tan trong nước, có tính sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc, tác dụng yếu đối với các loại vi khuẩn khác nhau. Khi cho hợp chất này vào sản phẩm thực phẩm không gây ra m ùi vị lạ hay làm mất mùi tự nhiên của thực phẩm. Đây là một ưu điểm nổi bật của kali sorbate (Lý Nguyễn Bình, 2005). Hiện tại muối kali sorbate được sử dụng phổ biến trên thế giới cho việc bảo quản nhiều loại thực phẩm rất đa dạng nh ư các sản phẩm sữa, các sản phẩm rau quả, sả n phẩm bánh kẹo, nước giải khát… và kể cả thức ăn cho gia súc, dược phẩm, mỹ phẩm. Sỡ dĩ nó được ứng dụng rộng rãi như vậy là vì nó có khả năng ức chế và trì hoãn sự phát triển của một lượng lớn vi sinh vật như nấm men, nấm mốc và vi khuẩn. Tuy nhiên hiệu quả kháng nấm men và nấm mốc thì tốt hơn nhiều so với kháng vi khuẩn (Skirdal và Eklund, 1993; Sofos , 1989 trích bởi Michael Davidson P. và cộng sự, 2005). Sự ức chế vi sinh vật của sorbate có lẽ l à do nó làm thay đổi cấu trúc tế bào, thay đổi vật liệu di truyền của gen, thay đổi m àng tế bào và hoạt động của enzyme cũng như chức năng vận chuyển của tế bào vi sinh vật (Sofos, 1989 trích bởi Michael Davidson P. và cộng sự, 2005). Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 20 Hoạt tính chống vi sinh vật của sorbate chịu ảnh h ưởng của nhiều yếu tố như các thành phần cấu tạo nên nó, phương pháp chế biến và các yếu tố môi trường như nồng độ, pH, aw, nhiệt độ, thành phần khí quyển, bao gói, các th ành phần khác, chủng vi sinh vật… (Sofos và Busta, 1981; Sofos, 1989; Steel và c ộng sự 2000 trích bởi Michael Davidson P. và cộng sự, 2005). Nồng độ kháng vi sinh vật hiệu quả của sorbate ở hầu hết các loại thực ph ẩm thường nằm trong khoảng 0,020,3%. Đồng thời sorbate cũng được thừa nhận là an toàn và WHO đã chấp nhận lượng hàng ngày của sorbate mà con người có thể dung nạp là 25mg/kg thể trọng (Michael Davidson P. và cộng sự, 2005). Phương pháp ứng dụng: thêm trực tiếp vào công thức, phun hoặc nhúng thực phẩm vào trong dung dịch, quét lên thực phẩm với dạng bột hoặc thêm vào trong các vật liệu dùng làm bao bì hay các dung d ịch tạo màng. 2.8. CÁC CHẤT SỬ DỤNG TRONG PHỐI CHẾ N ƯỚC TRÀ 2.8.1. Đường saccharose Saccharose là một disaccharide có công thức phân tử l à C 12 H 22 O 11 , cấu tạo từ một phân tử glucose và một phân tử fructose nối với nhau bằng một cầu nối 1, 4- glycoside (hình 2.16). Hình 2.16: Cấu tạo phân tử đường saccharose Saccharose có nhiều trong củ cải đường, mía và ở lá, thân, rễ, quả của nhiều loại thực vật. Saccharose là loại đường được sử dụng rất phổ biến trong chế biến thực phẩm và có ý nghĩa rất quan trọng đối với dinh d ưỡng con người. Saccharose tinh khiết ở dạng tinh thể là chất rắn trong suốt, không màu, hòa tan tốt trong nước, vị ngọt. Đường sử dụng trong sản phẩm phải đảm bảo ti êu chuẩn, thường dùng đường loại I hoặc loại II theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 1693 -75. Đường sử dụng trong sản phẩm có tác dụng góp phần tạo m ùi vị. 2.8.2. Acid citric Acid citric (hình 2.17) là một acid hữu cơ rất phổ biến, có dạng tinh thể m àu trắng, nó thuộc loại yếu và có mặt trong nhiều loại trái cây, rau quả. Đặc biệt acid citric thường được tìm thấy trong các loại trái thuộc họ citrus, nhất l à trong trái chanh Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 21 hàm lượng của nó được tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính acid citric chiếm khoảng 8% khối lượng khô của trái chanh. Hình 2.17: Cấu tạo phân tử acid citric - Công thức phân tử: C 6 H 8 O 7 .H 2 O - Khối lượng phân tử: 192,13 g/mol - Độ hòa tan trong nước: 133g/100ml ở 20oC - Nhiệt độ nóng chảy: 153oC - Nhiệt độ sôi: 175oC Acid citric ở dạng tinh thể có độ tinh khiết lớn h ơn 99%. Khi hòa tan trong nước cất dung dịch trong suốt, không có mùi vị lạ. Acid citric có thể hòa tan trong ethanol, ít tan trong ether. Trong công nghiệp, trước kia acid citric được sản xuất từ chanh. Ngày nay được sản xuất từ rỉ đường bằng phương pháp lên men acid citric, sau đó l ọc nấm mốc ra khỏi dung dịch và acid citric được tách bằng cách cho kết tủa với n ước vôi tạo thành calci citrate. Sau đó kết tủa được xử lý bằng acid sulfuric. Acid citric có nhiều ứng dụng: - Là chất bảo quản thực phẩm tự nhi ên thường được thêm vào thực phẩm (rau quả, bánh kẹo, mứt…) và nước giải khát để điều vị cho các sản phẩm v ì đây là acid có vị chua dịu. - Góp phần ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật giúp bảo quản sản phẩm. - Acid citric cũng được cho vào thành phần của kem để giữ các giọt chất béo tách biệt. - Ngoài ra acid citric còn đóng vai trò như là một chất tẩy rửa, an toàn đối với môi trường và đồng thời là tác nhân chống oxy hóa. Acid citric được coi là an toàn sử dụng cho thực phẩm ở các quốc gia tr ên thế giới. Nó là một thành phần tự nhiên có mặt ở hầu hết các vật thể sống, l ượng dư acid citric sẽ bị chuyển hóa và đào thải khỏi cơ thể ( Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 22 Chương 3: PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM 3.1.1. Thời gian địa điểm Thời gian: từ ngày 02/02/2009 đến ngày 03/05/2009 Địa điểm: Phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm–khoa Nông nghiệp & Sinh học ứng dụng–Trường Đại học Cần Thơ – Đường 3/2 thành phố Cần Thơ. 3.1.2. Nguyên liệu và hóa chất sử dụng Nguyên liệu: hoa sim Hóa chất cần thiết: kali pecmanganat, dung dịch acid sunfuric, acid acetic, indigo cacmin, dung dịch amoniac, ZnO, cồn 90 o. 3.1.3. Thiết bị dụng cụ Tủ sấy Thiết bị sấy ẩm nhanh Máy đo màu (Colorimeter) 3.2. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHI ỆM 3.2.1. Quy trình chế biến trà hoa Sim Quy trình chế biến trà hoa Sim được thể hiện ở hình 3.1. Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chế biến trà hoa Sim Hoa sim Xử lý Nghiền Sấy Lên men Bao gói Bảo quản Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 23 3.2.2. Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men và nhiệt độ sấy đến chất lượng trà Mục đích: Xác định được thời gian lên men và nhiệt độ sấy thích hợp cho quá trình chế biến và chất lượng trà Bố trí thí nghiệm: Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện như hình 3.2. Hình 3.2: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của thời gian lên men và nhiệt độ sấy đến chất lượng trà Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với hai nhân tố A và B Nhân tố A: Thời gian lên men (giờ) Ao: không lên men (đối chứng) A1: 6 A2: 10 A3: 14 Nhân tố B: Nhiệt độ sấy (oC) B1: 50 Hoa sim Xử lý Nghiền Sấy Lên men Bao gói Bảo quản A1 A3A2Ao B1 B3B2 Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 24 B2: 60 B3: 70 Tổng số nghiệm thức thực hiện l à: 4x3=12 nghiệm thức. Thí nghiệm được lặp lại 2 lần. Cách tiến hành: Hoa sim sau khi xử lý sơ bộ (loại bỏ tạp chất, rửa sơ bộ, để ráo) được xay nhuyễn và được lên men ở nhiệt độ phòng với thời gian lên men 6 giờ, 10 giờ và 14 giờ. Sau đó, hoa sim đưa vào sấy ở các nhiệt độ 50oC, 60oC và 70oC. Quá trình sấy kết thúc khi sản phẩm đạt độ ẩm từ 4 6%, sản phẩm được bao gói và bảo quản. Các chỉ tiêu đánh giá: độ ẩm, màu sắc (E), hàm lượng tannin 3.2.3. Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của kali sorbate đến khả năng bảo quản trà hoa sim Mục đích: Theo dõi thời gian bảo quản cho phép của sản phẩm khi sử dụng kali sorbate bảo quản. Theo dõi sự biến đổi chất lượng của sản phẩm sau các thời gian bảo quản định kỳ. Bố trí thí nghiệm: Sơ đồ bố trí thí nghiệm được thể hiện như hình 3.3. Hình 3.3: Sơ đồ khảo sát ảnh hưởng của kali sorbate đến khả năng bảo quản tr à hoa sim Thí nghiệm được bố trí một cách ngẫu nhiên với 1 nhân tố Nhân tố C: Hàm lượng kali sorbate (%) (C2-C5: 0,025 đến 0,1-cách nhau 0,025%) và mẫu đối chứng (C1). Tổng số nghiệm thức: 5 nghiệm thức. Các thí nghiệm được lặp lại 2 lần. Cách tiến hành: Sau khi đã có sản phẩm trà hoàn chỉnh, sử dụng kali sorbate các nồng độ từ 0,025% đến 0,1%, mỗi nồng độ cách nhau 0,025% v à mẫu đối chứng, C1 C5 Sấy Bao gói Bảo quản C2 C4 . . . . . C3 Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 25 trộn đều. Sau đó cho vào bao bì PP, ghép mí chân không. Theo dõi định kỳ các chỉ tiêu sản phẩm sau mỗi 6 ngày. Các chỉ tiêu đánh giá: độ ẩm, màu sắc (E), hàm lượng tannin 3.2.4. Thí nghiệm 3: Phối chế và khảo sát khả năng bảo quản nước trà hoa sim đóng chai Mục đích: Nhằm tìm được công thức phối chế trà thích hợp tạo ra được sản phẩm nước trà có hương vị hài hòa và khảo sát khả năng bảo quản của sản phẩm này. Bố trí thí nghiệm: Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 2 nhân tố Nhân tố D: Hàm lượng đường (%) (D1D3: 9 đến 11 - cách nhau 1%) Nhân tố E: Hàm lượng acid citric (%) (E1E5: từ 0,1 đến 0,2 - cách nhau 0,025%) Tổng số nghiệm thức: 3x5=15 nghiệm thức. Thí nghiệm được lặp lại 2 lần. Cách tiến hành: Sử dụng nước trà phối chế với đường nồng độ (%) từ 9 đến 11 (cách nhau 1%) và acid citric nồng độ (%) từ 0,1 đến 0,2 (cách nhau 0,025%). Bổ sung thêm kali sorbate 0,05% và acid ascorbic 0,003%, sau đó thanh trùng sản phẩm ở nhiệt độ 100oC trong thời gian 1 phút. Theo dõi chất lượng sản phẩm. Các chỉ tiêu đánh giá: màu sắc (E), độ Brix, pH 3.3. CÁC CHỈ TIÊU THEO DÕI TRONG NGHIÊN C ỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng được thể hiện ở bảng 3.1 . Bảng 3.1: Các chỉ tiêu phân tích trong quá trình thí nghi ệm Các chỉ tiêu Phương pháp phân tích Màu sắc: thể hiện qua cường độ màu (E) Xác định bằng máy đo màu (Colorimeter) Màu chuẩn: Lo=97,05; ao=0,19; bo=1,73      222 bbaaLLE ooo  Với L, a, b là các giá trị đo được Độ ẩm (%) Sử dụng thiết bị sấy ẩm nhanh (Moisture Analyzer) Nguyên lý: Xác định bằng phương pháp sấy khô đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 100105oC. Được tính theo công thức: 100(%) 1 21  G GG X Luận văn tốt nghiệp kỹ sư khóa 31 – 2009 Trường Đại học Cần Thơ Chuyên ngành Công nghệ thực phẩm-Khoa Nông nghiệp và Sinh học ứng dụng 26 Bảng 3.1 (tiếp theo) Các chỉ tiêu Phương pháp phân tích Hàm lượng tanin Sử dụng phương pháp chuẩn độ bằng kali pecmanganat Nguyên lý: Kết tủa tannin dưới dạng kẽm tanat, tiếp đó đẩy acid tanic ra thể tự do bởi acid sulfuric, rồ i định lượng acid tanic bằng kali pecmanganat với indigo cacmin l àm chỉ thị màu (Phạm Văn Sổ và Bùi Thị Thu Nhuận,1991). Hàm lượng tanin (g) trong 100 g trà   G nN 10000487,0  Trong đó: N là số ml kali pecmanganat 0,1 N dùng để chuẩn độ mẫu trà. n là số ml kali pecmanganat 0,1 N d ùng để chuẩn độ mẫu trắng G là số g trà dùng để phân