Nghiên cứu công nghệ sấy dứa lát mỏng

là thứ hết sức cần thiết cho cơ thể con người. Rau quả khơng chỉ là nguồn thực phẩm cung cấp chất dinh dưỡng cho con người mà nĩ cịn cĩ tác dụng chữa bệnh. Trong những năm vừa qua, Việt Nam đã tận dụng lợi thế của mình và đã đem về nguồn ngoại tệ khơng nhỏ nhờ việc xuất khẩu các sản phẩm từ rau quả. Trong số những loại rau quả đem xuất khẩu, chuối, dứa, cam là cĩ hiệu quả kinh tế hơn cả. Trên thị trường Việt Nam và thị trường thế giới, dứa và các sản phẩm từ dứa là sản phẩm khá được ưa chuộng vì giá trị dinh dưỡng, tác dụng chữa bệnh của chúng. Theo nghiên cứu, trong dứa cĩ chứa Enzim Bromelin chống ung thư và đại phẫu [2]. Hơn nữa, dứa cĩ những đặc điểm nổi bật về giá trị cảm quan: màu đẹp, hương thơm, cĩ vị chua ngọt, và cĩ khả năng kích thích ăn ngon miệng, đặc biệt là cĩ thể ăn tươi hay làm các nguyên liệu cho sản phẩm chế biến như dứa nước đường, mứt dứa, dứa sấy...đều rất tốt. Mặt khác, dứa chỉ phù hợp với khí hậu nhiệt đới nên đã trở thành đặc sản của vùng. Trong nền kinh tế phát triển như hiện nay, người tiêu dùng khơng những chỉ cần ăn đủ chất mà cịn cĩ nhu cầu ăn ngon. Vì thế, sản xuất những gia vị cĩ khả năng kích thích ngon miệng đang tạo ra một cơ hội rất lớn cho những người kinh doanh. Một yêu cầu cấp thiết đối những người làm thực phẩm là phải nghiên cứu chế biến những gia vị mới, mà từ dứa sấy ta cĩ thể tạo ra nhiều loại gia vị ngon miệng và bổ dưỡng mà tính kinh tế lại cao như làm dứa lát mỏng trong canh chua ăn liền, bột dứa, dứa trong sản phẩm canh cua…Mặt khác, sấy dứa sẽ bảo quản được dứa lâu hơn. Nhưng một vấn đề đang đặt ra hiện nay là các sản phẩm dứa sấy trên thị trường chưa bảo quản được quá 3 - 4 tháng, khơng những vậy mầu sắc của những lát dứa cịn bị đen, gây mất giá trị cảm quan cũng như giá trị sử dụng của sản phẩm. Vì thế, chúng tơi tiến hành nghiên cứu đề tài này nhằm hồn thiện quy trình sấy dứa tạo ra sản phẩm đáp ứng được nhu cầu tiêu dùng ngày nay. Được sự đồng ý của khoa Cơng nghệ thực phẩm - Trường đại học nơng nghiệp I và Viện Cơ điện Nơng nghiệp và Cơng nghệ sau thu hoạch, chúng tơi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu cơng nghệ sấy dứa lát mỏng”. 1.2. Mục đích, yêu cầu của đề tài 1.2.1. Mục đích của đề tài: - Giữ được màu sắc tự nhiên của dứa sấy gần như dứa tươi. - Bảo quản được sản phẩm trên sáu tháng. 1.2.2. Yêu cầu của đề tài: - Xác định độ chín của dứa nguyên liệu phù hợp với quá trình sấy. - Xác định được chế độ cắt lát dứa phù hợp. - Xác định được chế độ sấy hợp lý. - Xác định được hố chất xử lý dứa. Theo mục đích của đề tài, thấy rằng rất nhiều nguyên nhân gây hư hỏng sản phẩm dứa sấy hiện nay, song vì thời gian cĩ hạn, chúng tơi quyết định nghiên cứu chủ yếu các yếu tố đã được trình bầy trên phần yêu cầu, mỗi yếu tố lấy một số giá trị xác định. PHẦN THỨ HAI TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Nguồn gốc, phân loại và những đặc tính của dứa 2.1.1. Nguồn gốc và phân loại Cây dứa cĩ nguồn gốc từ vùng Nam Mỹ, ở các vùng miền nam Brazin, miền bắc Argentine và Paraguay [1, 18]. Ngày 04/11/1492, Christopher Colombo và đồn thuỷ thủ đã vơ tình tìm ra một thứ quả lạ khi con thuyền thả neo ở vùng Caribe. Họ đã ăn thứ quả đĩ và thích thú với mùi vị của nĩ. Vì thế ơng đã ghi lại thứ quả kỳ lạ này [1, 22]. Sau này cùng với sự phát triển của ngành hàng hải, cây dứa đã được đưa đi khắp nơi. Năm 1493, dứa xuất hiện ở Châu Âu. Năm 1505, dứa xuất hiện ở Châu Phi. Năm 1535, dứa xuất hiệnở Châu Á. Từ năm 1520 đến năm 1530, dứa đã xuất hiện ở từ bờ phía tây Châu Mỹ. Cuối thế kỷ 17, cây dứa đã được trồng ở hầu hết các vùng nhiệt đới trên thế giới. Ở nước ta, cây dứa đã được trồng khắp nơi và là thứ quả rất được ưa chuộng [1]. Trước đây, dứa cĩ nhiều tên gọi. Người Ấn Độ gọi là “nana” Người Tây Ban Nha gọi là “pinas”. Người Brazin gọi là “anama” hay “quả tuyệt vời”. Hiện nay, tên khoa học chính thức của dứa là Ananas comosus, thuộc họ Bromeliacea. Những trái dứa tổ tiên của dứa hiện nay là thứ quả cĩ rất nhiều hạt nhưng giờ thì khơng cịn nữa [22]. Lồi dứa hiện nay được chia làm 3 nhĩm chính: nhĩm Cayen, nhĩm Queen, nhĩm Spanish (cịn gọi là dứa Tây Ban Nha) [1, 18]. Nhĩm Queen (nhĩm hồng hậu) + Lá dứa cứng, cĩ nhiều gai sắc nhọn, mặt trong của lá cĩ 3 đường vân trắng hình răng cưa chạy song song theo chiều dài của phiến lá. + Quả dứa cĩ hình bầu dục. + Khối lượng quả nhỏ, khoảng 500 - 800 gam/quả. + Quả cĩ nhiều mắt, mắt lồi, cũng vì thế mà nhĩm dứa này thường khĩ thao tác khi chế biến. + Thịt quả mầu vàng đậm, ít nước và giịn. + Quả cĩ độ chua thấp, thơm, rất thích hợp cho việc ăn tươi. Nhĩm dứa Spanish + Lá mềm, dài, mép lá cong. + Qủa cĩ hình gần hình bầu dục. + Kích thước quả trung bình, to hơn nhĩm dứa Queen nhưng nhỏ hơn nhĩm dứa Cayen, khối lượng quả khoảng xấp xỉ 1 kg/quả. + Quả cĩ nhiều mắt sâu. + Thịt quả vàng trắng khơng đều. + Quả cĩ độ chua cao và phẩm chất kém hơn dứa Queen. Nhĩm Cayen + Lá dài, phần lớn khơng cĩ gai, một số ít cĩ gai ở đầu chĩp lá. + Quả cĩ dạng hình trụ. + Khối lượng của quả thuộc nhĩm này là lớn nhất khoảng 1.5 - 2 kg/quả. + Quả cĩ mắt to và nơng. + Thịt quả màu vàng nhạt. + Quả thường nhiều nước và ít thơm hơn dứa Queen. Phẩm chất dứa Cayen kém hơn dứa Queen nhưng lại cho năng suất cao, dứa loại này thường được sử dụng trong sản xuất chế biến đồ hộp. Tuy nhiên, nĩ rất dễ thối khi vận chuyển do vỏ mỏng [18]. 2.1.2. Các giống dứa phổ biến ở nước ta - Dứa hoa Phú Hộ Giống dứa này thuộc nhĩm giống dứa Queen. Mắt quả dứa nhỏ, thịt quả vàng, giịn thơm. Giống này chịu được đất xấu, đất chua, dễ ra hoa trái vụ. Tuy nhiên, giống này cĩ nhược điểm là quả nhỏ, năng suất thấp, khĩ chế biến nên hiệu quả kinh tế khơng cao [18]. - Dứa hoa Na Hoa Giống này cũng thuộc nhĩm dứa Queen. Mắt dứa nhỏ, lồi. Khi chín cả vỏ quả và thịt quả đều cĩ mầu vàng. Thịt quả cĩ nhiều nước hơn nhĩm dứa hoa Phú Hộ, đồng thời quả to và ngắn hơn. Khối lượng quả trung bình 0.9 - 1.2 kg/quả. Nhược điểm của giống này là cho năng suất thấp [1, 18]. - Dứa Kiên Giang va dứa Bến Lức Chúng cũng thuộc nhĩm dứa Queen. Mắt quả dứa to, lồi. Thịt quả của dứa Kiên Giang nhiều hơn dứa Bến Lức [1]. - Dứa Cayen Chân Mộng Giống này thuộc nhĩm dứa Cayen, quả to, dễ thao tác. Thành phần, hàm lượng các chất trong dứa khá ổn định nên được sử dụng nhiều trong chế biến. Hiện nay, giống này đang được chú ý mở rộng diện tích canh tác [1, 15]. - Các giống dứa thuộc nhĩm Spanish ở nước ta Loại dứa này cĩ rất nhiều giống, mầu sắc vỏ quả khi chín rất khác nhau: đỏ vàng, vàng xanh, xanh tím, xanh đen, xanh lá mạ. Khối lượng quả cũng rất khác nhau, từ đĩ tạo nên sự khác nhau về mặt phẩm chất [11]. 2.1.3. Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới và ở Việt Nam. * Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới Dứa là loại quả đặc sản của miền nhiệt đới, chỉ đứng thứ mười về sản lượng nhưng đứng đầu về mặt chất lượng. Nĩ là một trong sáu loại quả đứng đầu về mặt giá trị: nho, dứa, quả cĩ múi, chuối, táo, xồi [22]. Trên thế giới, dứa được trồng chủ yếu ở Hawai 33%, Thái Lan 16%, Brazin 10% và Mexico 9% sản lượng tồn thế giới, ngồi ra dứa cịn được tập trung ở một số vùng ở Philippin, đảo Sumatra, Srilanca, Nam Mỹ, Châu Phi… Bảng 2.1: Sản lượng dứa năm 1996 (triệu tấn) [21]. Thế giới 11.757 Châu Phi 1.945 Bắc và Trung Mỹ 1.405 Nam Mỹ 1.811 Châu Á 6.417 Châu Úc 0.79 Như vậy, Châu Á chiếm hơn 50% sản lượng thế giới [21]. Những nước xuất khẩu dứa nhiều nhất trên thế giới: Thái Lan, Philippin, Dominica, Brazin, Cotdivoa, Oduara, Malaxia và Hà Lan. Ở Châu Á, Philippin là nước xuất khẩu dứa nhiều nhất khoảng 1.52 triệu tấn/năm. Những nước nhập khẩu dứa nhiều nhất trên thế giới là Nhật Bản, Italia, Anh, Pháp, Hà Lan, Mỹ, Canada, Tây Ban Nha và Bỉ. Trong số các nước đĩ, Nhật là nước nhập khẩu dứa tươi nhiều nhất khoảng 140 000 tấn dứa/năm [20]. Trên thế giới, các sản phẩm về dứa hết sức đa dạng. Dứa khơng những được thương mại hố ở dạng dứa tươi mà cịn ở các dạng các sản phẩm chế biến: dứa sấy, dứa nước đường, dứa lạnh đơng, mứt dứa… Cĩ thể nĩi thị trường dứa thế giới vẫn là thị trừờng đầy tiềm năng. Dứa và các sản phẩm về dứa đang được phát triển mạnh ở các nước. Vậy tình hình ở nước ta thì sao? * Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa ở Việt Nam Dứa là một loại cây khá phổ biến ở Việt Nam. Dứa được trồng ở rất nhiều vùng như: Tuyên Quang, Lạng Sơn, Vĩnh Phúc, Thanh Hố, Đồng Nai, Nghệ An, Tây Ninh [18, 19]. Dứa khơng chỉ được trồng ở những vùng chuyên canh, trên đồi, ngồi ruộng mà nĩ cịn được trồng xen kẽ với các loại cây trong vườn. Diện tích trồng dứa năm 1995 trong tồn quốc là: 24037 ha, trong đĩ miền bắc cĩ diện tích trồng 6852 ha chiếm 28.51%, miền nam diện tích trồng 17185 ha chiếm khoảng 70%. Trong những năm gần đây, diện tích trồng dứa cĩ xu hướng tăng lên đáng kể [15]. Bảng 2.2: Diện tích trồng một số cây ăn quả chính ở Việt Nam (ha) [16]. Năm Cây họ citrus Cây chuối Cây xồi Cây dứa 1996 67 96 26 26 1997 67 92 31 26 1998 71 89 31 29 1999 62 95 41 32 Ngồi mặt hàng dứa tươi truyền thống, hiện nay, Việt Nam cịn đẩy mạnh hơn việc phát triển các mặt hàng dứa chế biến nhằm tăng giá trị cho sản phẩm dứa. Nhà nước ta đã đầu tư xây dựng và nâng cấp các nhà máy chế biến dứa : nhà máy dứa Bắc Giang, nhà máy dứa Đồng Giao… Năm 2000, nước ta cĩ mười dự án đầu tư trong lĩnh vực chế biến dứa, trong đĩ cĩ 5 dự án sản xuất nước dứa cơ đặc với tổng cơng suất lên tới 20000 tấn [11]. Hiện nay, nước ta cĩ 12 nhà máy chế biến đồ hộp dứa, trong đĩ cĩ 9 nhà máy sản xuất dứa đơng lạnh [1]. Ngồi ra cịn một số nhà máy sản xuất dứa sấy chiên, dứa sấy. Tuy vậy, dứa đưa vào chế biến mới chỉ chiếm 22.7% tổng sản lượng [9]. Dứa của Việt nam được tiêu thụ khá lớn ở trong nước và phần cịn lại xuất khẩu sang thị trường các nước khác [8]. Trước đây, dứa của nước ta chủ yếu được xuất khẩu sang Liên Xơ và các nước Đơng Âu [1]. Sau một thời gian vắng bĩng, nay dứa của Việt Nam đã thâm nhập được vào các thị trường khĩ tính như: Nhật Bản, Singapo, Hồng Kơng, Hà Lan… đặc biệt là Mỹ. Dứa được xuất khẩu ở cả dạng dứa tươi và dứa chế biến nhưng ở dạng dứa tươi thì cịn ít, chủ yếu là dứa hộp [9]. Năm 2001, Việt Nam xuất khẩu khoảng 3000 tấn sang Nhật, Mỹ, Thụy Sĩ và Nga. Trong những năm tới, Việt Nam cĩ kế hoạch xuất khẩu dứa lên 120 000 tấn, đem lại doanh thu 150 triệu USD/năm với vốn đầu tư 20 triệu USD/năm vào 2010 [11]. Qua trên, thấy rằng dứa và các sản phẩm từ dứa là mặt hàng cĩ giá trị lớn. Đặc biệt ở Việt Nam, dứa trở thành sản phẩm cơng nghiệp từ những năm cuối thập kỷ 50 thế kỷ 20, nước ta lại cĩ điều kiện tự nhiên phù hợp với sinh trưởng và phát triển của cây dứa [1], vì vậy nếu được quan tâm và đầu tư một cách hợp lý chúng ta sẽ đứng trong danh sách những nước sản xuất và xuất khẩu dứa lớn trên thế giới, cây dứa cĩ thể trở thành cây xố đĩi giảm nghèo ở Việt Nam [1, 18]. 2.1.4. Đặc tính sinh học và thành phần hố học của dứa * Đặc tính sinh học của dứa Xét về điều kiện mơi trường, dứa là loại cây phù hợp với nhiệt độ và độ ẩm cao. Nhiệt độ trung bình hàng tháng khoảng 220C, hàm lượng mưa trung bình cao khoảng: 1300 – 1500 mm/năm. Bên cạnh đĩ, dứa là loại khơng kén đất. Chúng cĩ thể phát triển ở vùng gị, đồi, dốc 200 trở xuống, vùng đất nghèo dinh dưỡng (70% đều là sỏi) [19]. Xét về thời gian thu hoạch, dứa rất nhanh cho thu hoạch, sau 1 - 2 năm cĩ thể cho thu hoạch 10 - 20 tấn/ ha và cĩ thể lên tới 30 - 35 tấn/ha nếu được canh tác tốt. Dứa được trồng rất dễ dàng, thu hoạch nhanh chĩng. Vì vậy, nếu được chăm sĩc, xử lý tốt dứa cĩ thể sinh trưởng phát triển quanh năm, kéo dài thời vụ thu hoạch và cung cấp sản phẩm nhiều hơn [1, 18]. * Thành phần hố học của dứa Dứa được xem là “hồng hậu” của các loại quả vì hương vị thơm ngon và giàu chất dinh dưỡng [1]. Thành phần hố học và hàm lượng các chất trong dứa phụ thuộc vào từng giống dứa, mùa vụ, thời gian thu hoạch cũng như đất canh tác, cách chăm sĩc. Xét trên tổng thể, thành phần chủ yếu ở trong dứa là nước chiếm 72 - 88% trọng lượng quả, ngồi ra cịn cĩ các thành phần khác cĩ giá trị dinh dưỡng và cĩ giá trị cảm quan: gluxit, protit, axit hữu cơ, vitamin, các chất khống, chất màu [19]. Dứa cịn cĩ khả năng kích thích sự ngon miệng ở con người, bởi vì dứa chứa hàm lượng Enzim Bromeline thuỷ phân protein cĩ tác dụng tiêu hố tốt, Bromeline cịn được sử dụng để sản xuất nhiều biệt dược: Extranase, Anasase…điều trị bệnh viêm loét, ung nhọt và ung thư [1]. Trong nước dứa cịn cĩ hoocmơn cĩ tác dụng kích thích mạnh sinh trưởng [1, 2] Bảng 2.3: Thành phần hố học của dứa [18] Thành phần hố học Số lượng Nước (%) 85.3 Đường (%) 8 – 19 Protein (%) 0.4 Lipit (%) 0.2 Axit (chủ yếu là axit citric) 0.06 -1.62 Xenlulose (%) 0.4 Pectin (%) 0,06 -0,16 Tiền tố VTM A (mg/100g) 130 VTM C (mg/100g) 15 – 55 VTM B1 (mg/100g) 0,09 VTM B2 (mg/100g) 0,04 Canxi (mg/100g) 16 Phốt pho (mg/100g) 11 Sắt (mg/100g) 0,3 Đồng (mg/100g) 0,07 Đường trong dứa cĩ thành phần đường:+ Glucose: 2.3% + Fructose: 1.4% + Saccharose: 7.9% Tiền tố VTM A trong dứa chủ yếu là beta caroten. Axit cĩ trong dứa chủ yếu là axit citric chiếm 65%, cịn lại là axit malic và axit khác [18, 22]. Từ thành phần hố học của dứa, ta cĩ thể thấy được những yếu tố ảnh hưởng đến cơng nghệ chế biến, cần đặc biệt quan tâm chú ý đến lượng đường, chất oxy hố vì đây là hai tác nhân ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm dứa sấy. 2.2. Cơng nghệ sấy rau quả và những biến đổi của rau quả trong quá trình sấy 2.2.1. Cơ sở lý thuyết quá trình sấy Bản chất của sấy là quá trình tách ẩm khỏi sản phẩm cần sấy bằng cách làm bốc hơi nước trong sản phẩm bởi nhiệt độ, hoặc là quá trình khuyếch tán ẩm do chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong sản phẩm. Hay nĩi cách khác là do chênh lệch áp suất riêng phần ở bề mặt vật liệu và mơi trường xung quanh [20]. Phương pháp bảo quản và chế biến nơng sản thì cĩ nhiều nhưng sấy cĩ những ưu điểm mà các phương pháp khác khơng cĩ được [4]. 2.2.2. Ưu điểm của quá trình sấy Trong nhiều ngành đặc biệt là ngành cơng nghệ thực phẩm thì sấy cĩ rất nhiều ưu điểm so với các phương pháp khác. Dưới đây là một số ưu điểm chính của nĩ: - Sấy giúp cho thời gian bảo quản được lâu hơn bởi vì sấy làm giảm độ ẩm vật liệu sấy đến độ ẩm cân bằng (độ ẩm an tồn), tiêu diệt, kìm hãm sự sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật cũng như hoạt động của Enzim làm hạn chế các phản ứng oxi hố khử khơng cĩ lợi cho chất lượng sản phẩm sấy. - Sấy làm giảm khối lượng và kích thước của vật liệu sấy nên giảm được chi phí vận chuyển và bảo quản [10, 24]. - Đối với một số loại thực phẩm, sấy tạo ra những hương vị đặc trưng cho sản phẩm. - Sấy là phương pháp chế biến cĩ chi phí thấp so với một số phương pháp khác. Theo điều tra ở Phước Long, chi phí sấy thĩc bằng khoảng 5% so với bảo quản thĩc ở nhiệt độ thấp [4]. Trên thế giới sấy được áp dụng rất rộng rãi đã tạo ra rất nhiều sản phẩm cĩ hương vị đặc trưng rất nổi tiếng như: cà phê, sữa bột, rau quả… 2.2.3. Các phương pháp sấy Các phương pháp sấy chia theo cách cung cấp nhiệt thì cĩ 4 cách: - Sấy đối lưu nhiệt. - Sấy dẫn truyền nhiệt. - Sấy bức xạ nhiệt. - Sấy dùng điện cao tần. Trên là các phương pháp sấy phổ biến trên thế giới cũng như ở Việt Nam. Ngồi ra cịn một số phương pháp sấy khác nhưng chi phí khá cao, như sấy thăng hoa, sấy chân khơng. * Phương pháp sấy dẫn truyền nhiệt (sấy tiếp xúc) [10, 20]. Vật liệu sấy được tiếp xúc trực tiếp với bề mặt cấp nhiệt cĩ đảo trộn hoặc khơng. Năng lượng cấp cho bề mặt vật nĩng cĩ thể lấy từ ngọn lửa, năng lượng điện, hơi nước. Phương pháp này được sử dụng trong những máy thủ cơng, sấy những vật liệu rắn dạng rời. * Phương pháp sấy đối lưu nhiệt [10]. Sấy đối lưu nhiệt là phương pháp dùng tác nhân sấy cĩ nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ phù hợp làm ẩm trong vật sấy bay hơi ra theo tác nhân sấy. Tác nhân sấy cĩ thể chuyển động tự nhiên hay cưỡng bức. Tác nhân sấy thường là khơng khí nĩng, khĩi lị. * Phương pháp sấy bức xạ Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lượng của các tia bức xạ phát ra từ vật bức xạ để làm nĩng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm khỏi vật sấy, làm giảm độ ẩm của nĩ đến mức theo yêu cầu. Phương pháp này cĩ thể tiến hành trong điều kiện tự nhiên như phơi nắng hoặc dùng các tia bức xạ nhân tạo như tia phát ra từ đèn hồng ngoại dạng tấm hay thanh điện trở. Tuy nhiên trong cơng nghệ thực phẩm, phương pháp này làm cho chất lượng sản phẩm khơng như ý muốn (cong vênh, nứt vỡ, biến màu…) do quá trình trao đổi nhiệt cĩ cường độ mạnh hơn các phương pháp trên [6]. * Phương pháp sấy dùng điện cao tần [20]. Người ta dùng nguồn điện cao tần để tạo ra các cực điện, các phần tử ẩm dịch chuyển giữa hai tấm cực đĩ nhờ máy điều chỉnh thành dịng một chiều cĩ điện áp cao (4000 – 10 000V). Trong điện trường cĩ tần số cao, các phần tử ẩm dao động mạnh cọ xát tạo ra nhiệt đốt nĩng nhanh và được sấy khơ. Vì rau quả tươi là loại nơng sản cĩ chứa hàm lượng nước lớn, lượng đường cao, hàm lượng VTM C, caroten thường dễ bị mất nên sấy khơ rau quả thường phải tốn thời gian, phải sấy nhanh mới giữ được phẩm chất, hạn chế sự mất mát của các loại VTM [3, 23]. Trong cơng nghệ sấy rau quả, nhiều phương pháp đã được áp dụng như phương pháp sấy đối lưu, sấy tiếp xúc, sấy bức xạ. Tuy nhiên, phương pháp sấy đối lưu là phương pháp tỏ ra hiệu quả hơn hẳn do tính kinh tế, giá trị sử dụng. Vì thế trên thế giới, hơn 85% máy sấy cơng nghiệp thuộc loại nhiệt đối lưu nhờ khơng khí nĩng [24]. Sơ đồ 2. Nguyên lý sấy đối lưu sử dụng khơng khí nĩng [ 6]. G0, I0 , d0 G1, I1, d1 G2, I2, d2 m1, w1 m2, w2 1 2 3 1_ qu¹t hĩt. 2_ caloripher. 3_ tđ sÊy G0, G1, G2: khối lượng của khơng khí ngồi trời, khơng khí đã qua caloripher, khơng khí đã qua tủ sấy (kg). I0, I1, I2: entanpi của khơng khí ngồi trời, khơng khí đã qua caloripher, khơng khí đã qua tủ sấy (kcal/kg khơng khí khơ). D0, d1, d2: độ chứa ẩm của khơng khí ngồi trời, khơng khí đã qua caloripher, khơng khí đã qua tủ sấy (g/kg khơng khí khơ). m1, m2: khối lượng của vật liệu cần sấy, sản phẩm (kg). w1, w2: độ ẩm của vật liệu cần sấy, sản phẩm (%). 2.2.4. Những biến đổi chính trong quá trình sấy rau quả (xét trong phương pháp sấy đối lưu bằng khơng khí nĩng). * Những biến đổi về tính chất vật lý - Thứ nhất, hàm lượng nước giảm dần trong suốt quá trình sấy, gần như 80 - 90% lượng nước được bốc ra cịn lại khoảng vài phần trăm là phần nước liên kết hố lí khĩ tách được. Lượng nước bốc hơi được tính theo cơng thức [20]. G1- G2 = G1*(W1 - W2)/(100 - W1) G1, G2: khối lượng nguyên liệu, sản phẩm trước và sau khi sấy (g). W1, W2: độ ẩm ban đầu và độ ẩm sau khi sấy (%). Hàm lượng nước giảm dẫn đến hiện tượng co thể tích, dung trọng tăng, độ xốp tăng, vì nước ở trong các mao quản đã thốt ra gần hết. Những thơng số vật lý trên cĩ ảnh hưởng rất lớn đến cảm nhận của người sử dụng và cũng là yếu tố đĩng vai trị quan trọng trong sự hút nước trở lại của vật đã sấy khơ [24]. - Thứ hai là sự biến đổi nhiệt độ hay sự tạo gradien nhiệt độ ở mặt ngồi và mặt trong vật liệu. -Thứ ba là cĩ thể cĩ hiện tượng nĩng chảy và tụ tập của các chất hồ tan lên bề mặt làm ảnh hưởng đến độ ẩm sản phẩm. Vì các chất hồ tan này làm tắc nghẽn các mao quản thốt nước, dẫn tới hiện tượng trên hoặc cĩ thể kèm theo sự đĩng rắn trên bề mặt [10, 24]. * Những biến đổi hố lý - Khuếch tán ẩm: ở giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuếch tán từ ngồi vào trong vật liệu sấy do chênh lệch nhiệt độ giữa các phần trong vật liệu sấy. Nhiệt độ bên ngồi bề mặt cao nhất, bên trong thì thấp hơn dẫn đến khơng khí trong mao quản ở bên ngồi nở ra nhiều hơn [10]. - Hiện tượng chuyển từ pha lỏng sang pha hơi của ẩm khi nhiệt độ vật liệu sấy bằng nhiệt độ bay hơi của ẩm thì luơn diễn ra ở các nhiệt độ nhưng với tốc độ khác nhau. Trong quá trình sấy cĩ thể tạo ra lớp màng ngồi vật sấy cĩ tính keo hạn chế quá trình khuếch tán ẩm [10, 24]. * Những biến đổi về tính chất hố sinh Tốc độ phản ứng hố học trong các phản ứng OXH khử, phản ứng tạo màu phi Enxim tăng lên do nhiệt độ tăng. Tốc độ phản ứng thuỷ phân giảm đi do hàm lượng nước giảm. Ngồi ra nĩ cịn dẫn đến sự phá huỷ một số chất. Trong số đĩ, chúng tơi chỉ quan tâm đến một số phản ứng. - Thứ nhất là sự phá huỷ của một số E. Ở giai đoạn đầu của quá trình, nhiệt độ được tăng dần và chậm, trong khoảng nhiệt độ mà E chưa bị biến tính thì chúng hoạt động mạnh lên do bị kích thích. Đến nhiệt độ nhất định trong quá trình sấy, đặc biệt ở khoảng nhiệt độ 700C thì gần như tất cả các E thuỷ phân trong rau quả bị phá huỷ do protein bị biến tính. Tuy nhiên, những E oxy hố khử như: polyphenoloxydase (PPO) và peroxydase (PO) thì vẫn tiếp tục hoạt động vì chúng là những Enzim bền nhiệt. PPO chỉ bị ức chế ở 70 - 800C. PO chỉ bị ức chế ở nhiệt độ trên 1000C [3]. - Thứ hai là sự biến đổi của hệ thống vi sinh vật trong sản phẩm. Nhiệt độ sấy cĩ tác dụng làm yếu hay tiêu diệt vi sinh vật trên bề mặt rau quả. Tuy nhiên, tác dụng ức chế là chủ yếu vì nhiệt độ sấy chỉ khoảng 60 – 700C. Những vi sinh vật sinh bào tử hầu như khơng bị tiêu diệt trong quá trình sấy. Đặc biệt do hiện tượng bị ẩm cục bộ (hàm ẩm khơng đều trong khối vật liệu) nên vi sinh vật vẫn cĩ thể phát triển trong sản phẩm tuy rất ít. - Thứ ba là các phản ứng biến đổi màu sắc. Phản ứng màu phi E. Ở điều kiện 60 – 700C, phản ứng Mailar là phản ứng tạo mầu chủ yếu [10]. Phản ứng này là phản ứng giữa đường khử và axit amin tạo ra sản phẩm melanoit cĩ màu nâu. Càng ở cuối giai đoạn sấy, hàm lượng nước càng ít thì phản ứng Maillard càng mạnh hơn [16]. Phản ứng màu cĩ E. Trong quá trình sấy các E OXH khử vẫn cịn hoạt động, nĩ làm xúc tác của các phản ứng OXH các phenol cĩ trong dứa [16]: PPO Polyphenol + O2 ortoquinol ngưng tụ n ortoquinol Flobafen (màu nâu đen) - Thứ tư là các phản ứng tạo mùi. Chất mùi tự nhiên là tổ hợp của những chất hữu cơ khác nhau như este, andehit, xeton, axit hữu cơ... vì thế nĩ thường khơng bền, dễ bị phân huỷ bay hơi trong quá trính sấy. Rau quả trong quá trình sấy bị giảm mùi thơm tự nhiên nhưng lại cĩ thêm mùi thơm của các phản ứng xảy ra trong quá trình như phản ứng Mailar [16]. Hexoza + Pentoza + axitamin furfurol + oxymetylfurfurol + các andehit. Bản thân Furfurol và oxymetylfurfurol là những andehit vịng cĩ mùi đặc trưng khá dễ chịu. - Thứ năm là sự biến đổi về vị của rau quả trong quá trình sấy. Do hàm lượng nước mất đi, dẫn đến nồng độ chất vị trong dứa thay đổi. Nồng độ chất vị ngọt (do đường tạo thành), và vị mặn tăng. Nồng độ vị chua giảm do axit bị bay hơi. - Thứ sáu là sự tổn hao chất dinh dưỡng. Trong quá trình sấy, một lượng đường và axit amin bị tổn hao do tham gia vào phản ứng Maillard. Bên cạnh đĩ, VTMC cũng bị tổn thất khá nhiều do nĩ là một chất khơng bền ở điều kiện nhiệt độ. Hàm lượng beta caroten thì bị phân huỷ do bị đứt ở các nối đơi dưới tác dụng nhiệt độ [16]. 2.2.5. Những biến đổi của rau quả (dứa) sau khi sấy. - Thứ nhất là quá trình hút ẩm trở lại. Sau khi sấy, dứa đã trở thành sản phẩm khơ, các đường mao quản rỗng nước. Theo nguyên lý khuyếch tán ẩm, dứa sẽ cĩ xu hướng hút ẩm nên những các trạng thái vật lý sẽ thay đổi: dứa khơng cịn cĩ độ giịn, nĩ sẽ trương lên, độ dai tăng, khối lượng riêng lại giảm. - Thứ hai là quá trình sẫm màu. Sau giai đoạn sấy, trong dứa vẫn tồn tại một lượng E OXH khử: PPO, PO. Hiện tượng sẫm màu trong sản phẩm là do phản ứng OXH hợp chất phenol dưới tác dụng của E OXH. Trong quá trình bảo quản sản phẩm dứa sấy thì phản ứng này càng nhanh chĩng hơn do sự cĩ mặt của O2 trong khơng khí. - Thứ ba là quá trình tổn thất chất dinh dưỡng. Một thơng số quan trọng hay được quan tâm đĩ là hàm lượng VTM nhưng hàm lượng này thì rất dễ bị tổn thất. Trong sản phẩm dứa sấy vẫn cịn lượng VTMC, nĩ tồn tại ở dạng đồng phân L, là dẫn xuất của đường và đồng thời là sản phẩm trung gian của phản ứng Mailar. VTMC khơng bền, nĩ bị phân huỷ ở nhiệt độ trên 200C hay dưới tác dụng của ánh sáng trong thời giản bảo quản. Qua trên, thấy rằng để tạo ra được một sản phẩm dứa sấy tốt chúng ta phải quan tâm đến các vấn đề sau: - Lựa chọn phương pháp sấy hợp lý tính cả về mặt hiệu quả kinh tế vì nĩ cĩ ảnh hưởng khơng nhỏ đến chất lượng và giá thành sản phẩm. - Lựa chọn nguyên liệu, độ chín của dứa phù hợp cho quá trình sấy dứa vì mỗi loại nguyên liệu, mỗi độ chín thì hàm lượng các chất là khác nhau. - Ức chế hoạt động của các E, hạn chế sự tổn thất về chất dinh dưỡng là một điều hết sức cần thiết. Cần xử lý hố chất để kĩm hãm tốc độ mất mầu và quan tâm cải biến điều kiện bảo quản. 2.3. Cơng nghệ cắt lát cho sản phẩm dứa sấy Trong cơng nghệ sấy rau quả, quá trình tạo hình là một quá trình khá quan trọng. Để sản phẩm rau quả sấy đồng đều về hình dáng, chất lượng tốt, đáp ứng được thị hiếu người tiêu dùng, tăng giá trị thương phẩm thì quá trình cắt lát được áp dụng khá phổ biến. 2.3.1. Cơ sở lý thuyết của quá trình cắt lát [5]. Cắt lát là một giai đoạn tạo hình cho nguyên liệu. Đây là quá trình cơ học, khơng gây ra những biến đổi hĩa học trong sản phẩm. Quá trình cắt lát được thực hiện dưới tác dụng của lực cắt cơ học, nguyên liệu được tạo thành những lát mỏng cĩ độ dày giống nhau vì thế thuận tiện cho quá trình chế biến tiếp theo hơn. 2.3.2. Các phương pháp cắt lát rau quả [5]. Để cắt lát rau quả cĩ rất nhiều cách như dùng các sợi dây mảnh nhỏ, dùng tia laser cực mạnh... nhưng phương pháp phổ biến nhất là dùng dao cắt bản mỏng. Các phương pháp cắt lát rau qủa dùng dao cắt bản mỏng: Phương pháp quả, củ đứng yên, dao chuyển động. Phương pháp quả củ chuyển động, dao đứng yên. Từ phương pháp cắt lát trên các loại máy cắt đã ra đời, nĩ gồm cĩ: Máy cắt tự động. Máy cắt thủ cơng. Máy cắt bán tự động. + Máy cắt bán tự động kiểu trục đứng. + Máy cắt bán tự động kiểu trục ngang. Trong các loại máy cắt trên, loại máy khá phổ biến ở những nước đang phát triển như Việt Nam là kiểu máy cắt bản tự động kiểu trục đứng. Bộ phận cắt là đĩa quay (trên đĩa cĩ lắp dao) trục đứng. Động cơ chuyền chuyển động đến đĩa lắp dao. Nguyên liệu được đưa vào phễu nhờ tấm kê, sau đĩ bị dao cắt thành lát. Lát quả, củ được đưa ra ngồi qua rãnh ở chỗ lắp dao trên đĩa. Năng suất của máy này cĩ thể đạt được 400 - 500 kg/h hay 150 lát/phút [5]. Vì những ưu điểm đơn giản, hiệu quả trên của loại máy cắt bán cơng nghiệp chúng tơi đã tiến hành thí nghiệm trên loại máy này. PHẦN THỨ BA VẬT LIỆU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Vật liệu nghiên cứu 3.1.1. Vật liệu Để thực hiện đề tài này, chúng tơi sử dụng giống dứa Queen trồng ở Lào Cai, bán tại số nhà 258 Hồng Hà - Long Biên để thực hiện đề tài này. 3.1.2. Địa điểm nghiên cứu Thực hiện đề tài này tại xưởng thực nghiệm thuộc Viện Cơ điện nơng nghiệp & Cơng nghệ sau thu hoạch 54/102 Trường Chinh - Đống Đa - Hà Nội. 3.1.3. Dụng cụ và hố chất nghiên cứu * Dụng cụ, hố chất xác định hố sinh -Dụng cụ: + Cân phân tích. + Chiết quang kế. + Xuyên tâm kế (máy đo độ chắc của thịt quả) FT 327 do Italia sản xuất. + Máy đo màu Minolta CR_300 do Nhật sản suất. + Bình tam giác. + Ống nghiệm. + Buret. + Pipet. + Bếp điện. + Giấy lọc. + Phễu… - Hố chất: dung dịch NaOH 10% và 0.1 N, HCl 2% và 6N, K3Fe(CN)6 0.5N, Na2S2O3 0.5N, KI + ZnSO4, I2 1%, phenolphtalein 1%, tinh bột 0.5%. * Dụng cụ và hố chất thực hiện trong quy trình sản xuất dứa sấy. - Dụng cụ: + Máy cắt lát CM 150 do viện CĐNN & CNSTH sản xuất. + Chậu ngâm hố chất. + Khay dứa inoc. + Túi polyme 2 lớp. + Tủ sấy thí nghiệm cĩ cải tiến đo tốc độ giĩ Ketong 101 - 1. + Máy đo tốc độ giĩ Testo 435 do Cộng hồ liên bang Đức chế tạo. + Nhiệt kế. - Hố chất: axit citric, canxi clorua, nartri bisunfit. 3.2. Nội dung nghiên cứu Theo phân tích của chúng tơi cĩ rất nhiều nguyên nhân dẫn đến sự biến mầu và hư hỏng của sản phẩm khơng bảo quản được trên sáu tháng. Xét nguyên nhân nội tại, sản phẩm dứa sấy hư hỏng do dứa nguyên liệu cĩ nhiều độ chín khác nhau dẫn đến hàm lượng các chất hố học, độ ẩm khác nhau nên khơng đạt được sự đồng nhất giữa các sản phẩm sấy. Xét về nguyên nhân cơng nghệ xử lí hố chất, dứa cĩ thể chưa được xử lí một cách thích hợp trước và sau quá trình sấy dẫn đến khơng cĩ tác dụng hoặc chỉ cĩ tác dụng rất ít trong việc làm giảm sự biến màu và sự hư hỏng của sản phẩm. Xét về khía cạnh cơng nghệ thiết bị thì nhiệt độ sấy thời gian sấy cĩ thể chưa phù hợp, cơng nghệ bao gĩi chưa tốt… nên khơng bảo quản được sản phẩm. Vì thế chúng tơi tiến hành nghiên cứu các vấn đề sau. 3.2.1. Nghiên cứu yếu tố cơ lí * Nghiên cứu, lựa chọn, giống, độ chín của nguyên liệu phù hợp với quá trình sấy dứa dựa vào: - Đánh giá cảm quan dứa nguyên liệu và dứa sau khi sấy về màu sắc hương vị. - Phân tích các chỉ tiêu hố lý của dứa nguyên liệu và dứa sau khi sấy. 3.2.2. Nghiên cứu các yếu tố thực nghiệm * Nghiên cứu độ dày của lát dứa phù hợp với quy trình sấy dứa. * Nghiên cứu kỹ thuật sấy thích hợp, xét về 2 yếu tố: nhiệt độ, tốc độ tác nhân sấy. * Nghiên cứu kỹ thuật xử lý hố chất trước khi sấy. 3.3. Phương pháp nghiên cứu Ở đây, chúng tơi tiến hành thí nghiệm đơn yếu tố. Mỗi cơng thức thí nghiệm được lặp lại 3 lần, mỗi lần sử dụng 5 kg dứa trước khi tạo hình và sau mỗi cơng thức đều tiến hành đánh giá cảm quan, bao gĩi sản phẩm trong túi polyme 2 lớp. 3.3.1 Phương pháp xác định độ chín của dứa nguyên liệu Dứa chín kỹ thuật là dứa cĩ khoảng 1/3 vỏ quả dứa là mầu vàng, dựa vào đĩ ta xác định 3 độ chín kỹ thuật khác nhau của dứa nguyên liệu cho quá trình sấy. - Độ chín 1: vỏ dứa màu xanh đậm, thịt vỏ mầu trắng vàng. - Độ chín 2: khoảng 10% - 20% bề mặt vỏ dứa cĩ màu xanh ánh vàng, thịt quả màu vàng nhạt. - Độ chín 3: từ 50 - 60% bề mặt vỏ quả cĩ màu xanh ánh vàng, thịt quả màu vàng đậm hơn màu thịt quả ở độ chín 2. Cách bố trí thí nghiệm để xác định độ chín phù hợp với quá trình sấy. CT1: Dứa cĩ độ chín 1 qua quá trình sấy. CT2: Dứa cĩ độ chín 2 qua quá trình sấy. CT3: Dứa cĩ độ chín 3 qua quá trình sấy. 3.3.2. Phương pháp xác định độ dày lát dứa thích hợp cho quá trìmh sấy Thí nghiệm trên cùng một loại dứa nguyên liệu, cùng một độ chín và cùng một kích thước quả. CT4: Dứa cĩ độ dày lát dứa 2mm qua quá trình sấy. CT5: Dứa cĩ độ dày lát dứa 4mm qua quá trình sấy. CT6: D._.