Nghiên cứu điều kiện thích hợp trong quá trình sản xuất bột cà rốt
Nghiên cứu nhằm xác định các điều kiện thích hợp trong quá trình chế biến bột cà rốt. Tiến hành khảo sát các điều kiện sơ chế nguyên liệu, các điều kiện sấy để thu được sản phẩm bột cà rốt có độ ẩm <10%, đồng thời giữ được màu sắc và thành phần các dinh dưỡng tốt nhất. Kết quả cho thấy, sau khi làm sạch, thái lát mỏng, cà rốt được ngâm trong dung dịch muối NaCl 0,5%, sau đó chần trong nước nóng 90oC trong 5 phút và sấy ở 70oC trong 8 giờ thu được sản phẩm tốt nhất. Thành phần dinh dưỡng của bột cà rốt thu được phù hợp với tiêu chuẩn thành phần dinh dưỡng của Bộ Y tế, đồng thời, các chỉ tiêu vi sinh, kim loại nặng đều đạt QCVN 8-3:2012 (Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với ô nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm) và QCVN 8- 2:2011 (Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm)
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu điều kiện thích hợp trong quá trình sản xuất bột cà rốt
thấp hơn so với mẫu xử lý muối, mức chênh lệch của hai mẫu không có ý nghĩa ở α = 0,05. Vitamin C là một trong những vitamin đặc trưng của các loại rau củ đồng thời nó cũng rất dễ bị phân hủy trong quá trình chế biến chính vì thế mà khi chế biến rau củ phải đặc biệt chú ý đến chế độ nhiệt hay sơ chế để hạn chế sự mất mát vitamin C. Kết quả ở hình 3 cho thấy hàm lượng vitamin C trong bột cà rốt không khác nhau ở mức ý nghĩa ở α = 0,05 giữa mẫu có ngâm muối và không ngâm muối. Như vậy, việc xử lý cà rốt trong dung dịch muối loãng là cần thiết, giúp cho sản phẩm thu được có màu sắc, mùi vị, chất lượng tốt hơn. 3.3. Ảnh hưởng của quá trình chần đến chất lượng của bột cà rốt Nguyên liệu cà rốt sau khi ngâm muối NaCl 0,5% trong 2 phút, được chần trong nước nóng khoảng 90oC trong 5 phút. Quá trình chần nguyên liệu trong nước nóng giúp vô hoạt hóa hệ enzym oxy hóa khử tránh gây hư hỏng trong quá trình chế biến. Khi xử lý nhiệt một phần acid hữu cơ giảm xuống vì bị hòa tan vào trong nước, một phần bay đi cùng hơi nước thoát ra, pH dịch bào tăng nhẹ, màu sắc của cà rốt sẽ tươi hơn so với mẫu không chần trong các quá trình chế biến tiếp theo. Qua cảm quan màu sắc, mùi, vị của bột sau sấy cho thấy mẫu chần có màu cam sáng, ít bị vón cục. Cà rốt thuộc nhóm rau có chứa sắc tố antoxian do vậy chần có tác dụng giữ màu sắc, hạn chế được hiện tượng biến màu hoặc bạc màu trong quá trình sản xuất. Ngoài ra, quá trình chần còn làm biến đổi cấu trúc tế bào của nguyên liệu do vậy khi sấy nước thoát ra môi trường bên ngoài dễ dàng hơn. Khi chần, dưới tác dụng của nhiệt độ, trạng thái keo của nguyên liệu bị biến đổi, mô thực vật mềm ra, tế bào trương nở, không khí thoát ra, chất nguyên sinh đông tụ tách ra khỏi màng tế bào. Đồng thời, quá trình chần còn làm giảm độ hút ẩm của bột cà rốt khô. Kết quả phân tích hàm lượng chất dinh dưỡng của bột cà rốt, so sánh với trường hợp không chần cà rốt trong nước nóng, kết quả được thể hiện ở hình 4. a) Hàm lượng chất tan b) Acid hữu cơ c) Vitamin C Hình 4. Ảnh hưởng của quá trình chần đến chất lượng dinh dưỡng của bột KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 11/2020 84 Kết quả thí nghiệm thể hiện ở hình 4 cho thấy hàm lượng chất tan của mẫu chần là 49,23% và của mẫu không chần là 49,64%. Quá trình chần có làm giảm hàm lượng chất tan trong cà rốt (0,41%) nhưng sự mất đi này không nhiều và không có ý nghĩa ở α = 0,05. Hàm lượng acid hữu cơ tổng số của bột cà rốt ở hai mẫu chần và không chần lần lượt là 0,13% và 0,09%, kết quả không có sự sai khác ở mức ý nghĩa α = 0,05. Nên quá trình sơ chế chần hay không chần không ảnh hưởng đến hàm lượng acid hữu cơ tổng số trong bột cà rốt. Hàm lượng vitamin C trong 2 mẫu chần là 0,35 mg/100 g và mẫu không chần 0,34 mg/100 g, không có sự sai khác ở mức ý nghĩa α = 0,05. Từ các kết quả trên cho thấy, quá trình chần nguyên liệu hầu như không ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng của bột cà rốt. Đồng thời, giúp cho quá trình sấy nhanh hơn, sản phẩm bột tạo thành có chất lượng tốt hơn, do vậy phương pháp chần được lựa chọn để đưa vào hoàn thiện quy trình chế biến. 3.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ ẩm, thời gian sấy của cà rốt và chất lượng của bột cà rốt 3.4.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến độ ẩm và thời gian sấy của bột cà rốt Cà rốt sau khi sơ chế được cho vào ngâm muối NaCl 0,5% trong 2 phút, chần ở nhiệt độ 90°C trong 5 phút. Để ráo nước và tiến hành sấy cà rốt ở 3 mức nhiệt độ là 60, 70 và 80°C, theo dõi tốc độ giảm ẩm của các mẫu sấy đến khi độ ẩm trong mẫu sấy dưới 10% thì dừng lại, đây là khâu rất quan trọng quyết định đến chất lượng và thời gian bảo quản của bột cà rốt, thu được kết quả ở hình 5. Hình 5. Độ ẩm trong quá trình sấy của cà rốt ở các nhiệt độ khác nhau Mẫu sấy ở 80°C độ ẩm giảm rất nhanh và thời gian sấy ngắn nhất 7 giờ, mẫu sấy ở 60°C độ ẩm giảm rất chậm và thời gian sấy cũng dài nhất 9 giờ, ổn định nhất là mẫu sấy ở 70°C, độ ẩm được giảm rất đều trong quá trình sấy, thời gian sấy là 8 giờ. Trong thời gian đầu các mẫu đều giảm ẩm khá nhanh, cụ thể như sau: trong 5 giờ đầu mẫu sấy ở 80 đã giảm từ 80% xuống 12,5%, mẫu sấy ở 70°C giảm từ 81,25% xuống 21,25%, mẫu sấy ở 60°C từ 86,67% xuống 26,67%. Thời gian đầu độ ẩm trong mẫu sấy rất cao (75-85%) giúp cho quá trình thoát ẩm từ mẫu vào môi trường sấy xảy ra rất nhanh, điều này tỉ lệ thuận với nhiệt độ sấy (nhiệt độ càng cao thì tốc độ thoát ẩm càng nhanh). Nhiệt độ sấy càng cao thời gian sấy càng được rút ngắn do khi tăng nhiệt độ thì nhiệt lượng cung cấp cho quá trình sấy tăng làm tăng tốc độ trao đổi nhiệt - ẩm giữa tác nhân sấy và nguyên liệu, do đó độ ẩm thoát ra từ nguyên liệu nhanh hơn làm cho thời gian sấy giảm xuống. Kết quả này phù hợp với nguyên lý của quá trình sấy bằng nhiệt là nhiệt độ càng cao thì khả năng truyền nhiệt của tác nhân không khí vào nguyên liệu sẽ càng tăng lên, do đó ẩm trên bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi nhanh hơn so với ở nhiệt độ thấp, giúp cho quá trình sấy diễn ra nhanh hơn (Nguyễn Văn May, 2002). Mặt khác dưới tác dụng của nhiệt độ cao làm giãn nhanh vách ngăn của thành tế bào làm cho các chất tan dễ thoát ra ngoài cùng hơi nước, các chất như vitamin C càng dễ bị phân hủy khi nhiệt độ cao. Tuy nhiên khi nhiệt độ thấp, thời gian sấy kéo dài khả năng thoát hơi nước kém, sản phẩm tiếp xúc với không khí nóng lâu hơn làm giảm chất lượng, màu sắc của sản phẩm do tiếp xúc lâu với các yếu tố môi trường. Do vậy nhiệt độ sấy 70°C là thích hợp nhất cho quá trình thoát ẩm và tiết kiệm thời gian sấy. 3.4.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến thành phần các chất dinh dưỡng trong bột cà rốt Hàm lượng chất tan của các mẫu được nghiên cứu có sự khác biệt khá rõ ở các mức nhiệt sấy khác nhau. Nhiệt độ sấy cao hay thời gian tiếp xúc với nhiệt lâu cũng đều ảnh hưởng đến hàm lượng chất tan trong bột (Nguyễn Văn May, 2002). Hàm lượng chất tan của các mẫu bột cà rốt như sau: thấp nhất là mẫu sấy ở 80°C bằng 46,1%, mẫu sấy ở 60°C với hàm lượng chất tan là 51,1%, với hàm lượng chất tan cao nhất 58,3% thì mẫu sấy ở 70°C có ưu thế hơn hẳn hai mẫu còn lại và cũng là lựa chọn thích hợp nhất cho quá trình sấy để đảm bảo hàm lượng chất tan mất đi là thấp nhất (các kết quả hàm lượng chất tan của 3 mẫu đều sai khác có ý nghĩa ở α = 0,05). KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 11/2020 85 a)Hàm lượng chất tan b) Hàm lượng axit tổng số c)Hàm lượng vitamin C d) Hàm lượng β-caroten Hình 6. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng các chất dinh dưỡng trong bột cà rốt Hàm lượng acid hữu cơ tổng số cũng bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ và thời gian sấy, nhiệt độ sấy càng cao thì lượng acid hữu cơ bị phân hủy càng nhiều. Hàm lượng acid hữu cơ tổng số của các mẫu sấy lần lượt là: mẫu sấy ở 80°C bằng 0,08%, mẫu sấy ở 70°C đạt 0,12% và mẫu sấy ở 60°C bằng 0,15%. Vitamin C rất nhạy cảm với nhiệt và dễ bị phân hủy trong quá trình sấy nên đánh giá tổn thất vitamin C là một chỉ tiêu để lựa chọn nhiệt độ sấy thịt quả phù hợp. Quá trình sấy gây ra sự phân hủy vitamin trong sản phẩm. Mẫu sấy ở 80°C thời gian sấy là ngắn nhưng lượng vitamin C lại thất thoát nhiều nhất, hàm lượng vitamin C là 0,2987 mg/100 g, lượng vitamin C trong mẫu sấy ở 70°C là 0,3861 mg/100 g. Và ở nhiệt độ 60°C hàm lượng vitamin C là 0,4507 mg/100 g. Carotenoid là một nhóm đa dạng các sắc tố từ vàng đến đỏ được tìm thấy trong rất nhiều các loại hoa, trái cây và rau. Chúng không chỉ được tổng hợp trong các sinh vật quang hợp, vi khuẩn lam mà còn được tổng hợp bởi một số vi khuẩn không quang hợp và nấm. β-caroten còn được gọi là chất tiền vitamin A vì nó có khả năng chuyển hóa thành vitamin A trong cơ thể. Quá trình chuyển hóa từ β-caroten thành vitamin A diễn ra ở thành ruột non. Qua kết quả thu được cho thấy, hàm lượng β-caroten bị phân hủy tỷ lệ thuận với nhiệt độ sấy. Điều đó có nghĩa là nhiệt độ càng cao thì lượng β-caroten còn lại trong bột cà rốt sau sấy càng ít. Nguyên nhân là do các nối đôi trong phân tử β-caroten rất nhạy cảm với nhiệt độ dẫn đến sự oxy hóa β-caroten, nên nhiệt độ càng cao làm cho sự tổn thất β-caroten càng nhiều. Hàm lượng β- caroten trong mẫu sấy ở 80°C là thấp nhất 1,78 mg/100 g, mẫu sấy ở 70°C có hàm lượng β-caroten là 3,01 mg/100 g. Do sấy ở nhiệt độ thấp 60°C lượng β- caroten bị phân hủy ít nhất và hàm lượng β-caroten trong cà rốt còn lại rất cao (3,35 mg/100 g), hàm lượng β-caroten trong mẫu 70oC và mẫu 60oC ở mức không có ý nghĩa. Như vậy, nhiệt độ sấy 70oC được lựa chọn phù hợp cho quá trình sấy bột cà rốt. 3.5. Kết quả phân tích thành phần mẫu bột cà rốt Cà rốt sau khi sấy khô, được tiến hành nghiền mịn đến kích thước 0,1 – 0,2 mm và đóng gói hút chân không trong túi zip với khối lượng 100 g/túi. Sau 4 tuần bảo quản, phân tích lại để đánh giá thành phần dinh dưỡng trong mẫu bột cà rốt. Mẫu được gửi phân tích tại Viện Kiểm nghiệm An toàn vệ sinh thực phẩm Quốc gia, Bộ Y tế. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 11/2020 86 Bảng 2. Kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng mẫu bột cà rốt TT Tên chỉ tiêu Đơn vị Phương pháp thử Kết quả Thành phần dinh dưỡng QCVN 1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí CFU/g ISO 4833-1:2013 KPH - - 2 Coliforms CFU/g TCVN 6848:2007 KPH - - 3 E. coli CFU/g TCVN 7924-2:2008 KPH - 102-103 (1) 4 Salmonella CFU/g TCVN 10780-1:2017 KPH - KPH (1) 5 Tổng số bào tử nấm mốc men CFU/g TCVN 8275-2:2010 KPH - - 6 Độ ẩm g/100 g H.HD.QT.001 6,32 14 7 Hàm lượng tro tổng g/100 g H.HD.QT.002 4,04 5,3 8 Hàm lượng protein g/100 g H.HD.QT.003 8,72 9,2 9 Hàm lượng lipid g/100 g H.HD.QT.005 1,38 1,5 10 Hàm lượng glucid g/100 g H.HD.QT.336 63,2 60,4 11 Hàm lượng xơ thô g/100 g TCVN 5103-1990 6,32 9,6 12 Hàm lượng chất tan % TCVN 4414-87 58,6 - 13 Hàm lượng axit tổng số % TCVN 4589:1988 0,13 - 14 Vitamin C mg/100 g TCVN 8977:2011 0,38 - 15 Năng lượng kcal/100 g H.HD.QT.336 340 292 16 Hàm lượng β- caroten mg/100 g H.HD.QT.336 (UPLC-MS/MS) 2,16 810 17 Hàm lượng canxi mg/100 g H.HD.QT.176 (ICP-OES) 198 323 18 Hàm lượng đồng mg/100 g H.HD.QT.176 (ICP-OES) 0,30 - 19 Hàm lượng kali mg/100 g H.HD.QT.176 (ICP-OES) 938 - 20 Hàm lượng cadimi mg/kg H.HD.QT.429 (ICP-MS) 0,001 - 0,1 (2) 21 Hàm lượng chì mg/kg H.HD.QT.429 (ICP-MS) 0,012 - 0,1 (2) Ghi chú: KPH: Không phát hiện. (-) : Không quy định. (1) QCVN 8-3:2012/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với ô nhiễm vi sinh vật trong thực phẩm). (2) QCVN 8-2:2011/BYT (Quy chuẩn kỹ thuật Quốc gia đối với giới hạn ô nhiễm kim loại nặng trong thực phẩm). Các kết quả phân tích thành phần dinh dưỡng của bột cà rốt sau 4 tuần bảo quản cho thấy, thành phần dinh dưỡng trong mẫu bột thu được tương đối phù hợp với thành phần của cà rốt khô trong bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam (Bộ Y tế, 2007). Các chỉ tiêu về vi sinh, kim loại nặng đều nằm trong ngưỡng giới hạn cho phép của QCVN 8- 3:2012/BYT và QCVN 8-2:2011/BYT. KHOA HỌC CÔNG NGHỆ N«ng nghiÖp vµ ph¸t triÓn n«ng th«n - KỲ 2 - TH¸NG 11/2020 87 4. KẾT LUẬN Nghiên cứu đã khảo sát quy trình phù hợp để sản xuất bột từ củ cà rốt tươi. Để đảm bảo sản phẩm thu được có chất lượng tốt nhất về mặt cảm quan, cũng như thành phần dinh dưỡng, cà rốt sau khi thái lát cần được ngâm qua dung dịch nước muối loãng 0,5%, chần qua nước nóng 90oC sau đó được tiến hành sấy ở 70oC trong 8 giờ, sản phẩm thu được cho kết quả tốt nhất về mặt cảm quan màu sắc và thành phần dinh dưỡng. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ Y tế (2007). Bảng thành phần dinh dưỡng thực phẩm Việt Nam, NXB Y học Hà Nội. 2. Nguyễn Văn May (2002). Giáo trình Kỹ thuật sấy nông sản thực phẩm, NXB Khoa học – Kỹ thuật. 3. Trần Hà Diệu Linh (2018). Bước đầu phát triển sản phẩm bột thực phẩm giàu carotenoid từ quả trứng gà (lekima), NXB Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 4. Lê Huy Thương. Giáo trình Thực hành kỹ thuật thực phẩm, NXB Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 5. Đỗ Thanh Tâm (2011). Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột rau má, NXB Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 6. C. C. Ariahu, O. S. Kamaldeen, M.I. Yusufu (2020). Kinetic and thermodynamic studies on the degradation of carotene in carrot powder beads, Journal of food Engineering, Vol. 288, 110145 7. Utilization of tiopical foods: fruit and leave (1990). Food and Agriculture organization of the unitednation. FAO, Rome. 8. H. Jiang, M. Zhang, B. Adhikari (2013). Fruit and vegetable powders, Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition. 9. Klara Haas, Thomas Dohnal, Patricia Andreu, Egon Zehetner (2020). Particle engineering for improved stability and handling properties of carrot concentrate powders using fluidized bed granulation and agglomeration, Powder Technology, Vol.370, pp104-115. 10. Mahanom Hussin, Azizah Abdul-Hamid, Suhaila Mohamad, Nazamid Saari, Maznah Ismail, Mohd (2005). Hair Bejo, Protective effect of Centella asiatica extract and powder on oxidative stress in rats, Food Chemistry, Vol 100, pp. 535 – 541. 11. Marie Celeste Karam, Jeremy Petit, David Zimmer, Elie Baudelaire Djantou, Joeel Scher (2016). Effects of drying and grinding in production of fruit and vegetable powders: A review, Journal of Food Engineering, Vol. 188, pp. 32-49. 12. Yuanjuan Gong, Guomiao Deng, Chungsu Han, Xiaofeng Ning (2015). Process optimization based on carrot powder color characteristics, Engineering in Agriculture, Vol. 8 (3), pp 137-142. RESEARCH ON SUITABLE CONDITIONS FOR PRODUCED CARROT POWDER Nguyen Thi Hong Hanh, Tran Thi Anh Summary This study was determine the suitaable conditions for produced carrot powder. Investigate the conditions of preprocessing raw material and drying temperature until the carrot powder product has moisture content less than 10%, while saving the best color and composition of nutrient. The results showed that, after cleaning, sliced, carrot was soaked in 0.5% NaCl solution then blanched in hot water at 90oC for 5 minutes, and dried at 70oC for 8 hours to obtained the best products. The nutritional of carrot powder product was obtained in accordance with the nutrition ingredient standards of the Ministry of Health, and the microbiological criteria and heavy metal criteria are all suitable for QCVN 8-3:2012 (National technical regulation of Microbiological contaminants in food) and QCVN 8-2:2011 (National technical regulation on the limits of heavy metals contaminants in food). Keywords: Carrot, vegetable powder, dried, nutrion, carotene. Người phản biện: TS. Trần Thị Mai Ngày nhận bài: 19/5/2020 Ngày thông qua phản biện: 19/6/2020 Ngày duyệt đăng: 26/6/2020
File đính kèm:
- nghien_cuu_dieu_kien_thich_hop_trong_qua_trinh_san_xuat_bot.pdf