Đề tài Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố xử lý đến chất lượng màng gấc cho quá trình trích dầu

Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG Luận văn tốt nghiệp Ngành: CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM Tên đề tài: KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ XỬ LÝ ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÀNG GẤC CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH DẦU Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: TS. Nguyễn Minh Thủy Vũ Hoàng Khánh MSSV: 2051643 Lớp: CNTP K31 Cần Thơ, 2009 Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 2 Luận văn đính kèm dưới đây với tên đề tài “KHẢO SÁT ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC YẾU TỐ XỬ LÝ ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÀNG GẤC CHO QUÁ TRÌNH TRÍCH DẦU” do Vũ Hoàng Khánh thực hiện và báo cáo đã được hội đồng chấm luận văn thông qua. Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện Cần Thơ, ngày tháng năm 2009 Chủ tịch hội đồng Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 3 LỜI CẢM ƠN Xin gởi lời biết ơn chân thành đến ba mẹ đã ủng hộ cũng như đã hỗ trợ con trong suốt thời gian qua. Chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Minh Thủy đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và truyền đạt nhiều kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian thực hiện đề tài. Thành thật cảm ơn quý Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Thực Phẩm và Thầy Cô Trường Đại học Cần Thơ đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cho em trong suốt những năm học qua. Xin chân thành cảm ơn các cán bộ trong Bộ môn Công Nghệ Thực Phẩm đã giúp đỡ, tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này. Cảm ơn thầy Lê Văn Bé, Bộ Môn Sinh Lý-Sinh Hóa, Khoa Nông Nghiệp & SHƯD đã cung cấp cho em nguồn nguyên liệu gấc cho quá trình thực hiện thí nghiệm. Cuối lời cảm ơn các bạn lớp Công Nghệ Thực Phẩm K31 đã giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập. Sinh viên thực hiện Vũ Hoàng Khánh Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 4 TÓM LƯỢC Với mục tiêu khảo sát loại nguyên liệu cho quá trình sử dụng và ảnh hưởng của điều kiện xử lý màng gấc đến hiệu suất trích dầu, thí nghiệm được tiến hành trên cơ sở phân tích và chọn nguyên liệu gấc cho quá trình trích dầu (gồm giống gấc trái tròn và trái tròn có…), khảo sát ảnh hưởng của phương pháp xử lý màng gấc (sấy lò và sấy chân không) kết hợp với chế độ xử lý nhiệt (70-80oC trong thời gian 3 giờ) đến chất lượng màng gấc và dầu gấc. Đồng thời xử lý nguyên liệu trước khi trích dầu (ngâm ướt trong dung môi) và so sánh hiệu suất trích dầu (phương pháp ép và trích ly) cũng được quan tâm trong phần nghiên cứu này. Kết quả nghiên cứu cho thấy giống gấc dạng trái tròn có múi có độ ẩm thấp hơn giống trái tròn nhưng màu sắc, carotenoid, hàm lượng dầu (tính theo phần trăm chất khô) thì không khác biệt. Khi thực hiện quá trình sấy ở cùng điều kiện nhiệt độ và thời gian (nhiệt độ 70 và 80oC trong 3 giờ), màng gấc đạt độ ẩm thấp (sấy chân không) so với phương pháp sấy lò. Tuy nhiên màu sắc, hàm lượng carotenoid, hàm lượng dầu thì không thể hiện sự khác biệt giữa hai phương pháp sấy này. Thực hiện quá trình sấy ở 80oC trong 3 giờ thì màu sắc của màng gấc, độ ẩm, hàm lượng carotenoid giảm nhiều so với mẫu tươi ban đầu nhưng hàm lượng chất béo (tính theo phần trăm chất khô) thì cao nhất. Màng gấc sấy ở 70oC có màu sắc tốt, tổn thất ít hàm lượng carotenoid và hiệu suất trích dầu cao. Ngoài ra thực hiện quá trình thấm ướt nguyên liệu (màng gấc đã được sấy sơ bộ ở nhiệt độ và thời gian thích hợp) trong dung môi trước khi trích dầu thì hiệu suất trích dầu đạt 86,19% và 64,00% với phương pháp trích ly và phương pháp ép, tương ứng. Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 5 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN……………………………………………………………………………….i TÓM LƯỢC……………………………………………………………………………… ii MỤC LỤC………………………………………………………………………......iii DANH SÁCH BẢNG………………………………………………………………..v DANH SÁCH HÌNH………………………………………………………………..vi CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU............................................................... …1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ......................................................................................................... 1 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU..................................................................................... 1 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU ................................................. 2 2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ QUẢ GẤC ................................................................. 2 2.1.1 Cây gấc............................................................................................................. 2 2.1.2 Năng suất ......................................................................................................... 3 2.1.3 Thành phần hóa học .......................................................................................... 3 2.1.4 Sử dụng ............................................................................................................ 6 2.2 GIỚI THIỆU VỀ THÀNH PHẦN CỦA TRÁI GẤC………………………………..7 2.2.1 Carotenoid ........................................................................................................ 7 2.2.1.1 Tính chất của carotenoid................................................................................ 8 2.2.1.2 Tác dụng của carotenoid ................................................................................ 9 2.2.2 Carotene........................................................................................................... 9 2.2.2.1 β-carotene và vai trò sinh học của nó ........................................................... 10 2.2.3 Lycopene ........................................................................................................ 11 2.2.3.1 Cấu tạo ........................................................................................................ 11 2.2.3.2 Tác dụng của lycopene đối với sức khỏe con người ...................................... 12 2.2.4 Chất béo trong trái gấc ................................................................................... 14 2.2.4.1 Đặc điểm...................................................................................................... 14 2.2.4.2 Công dụng ................................................................................................... 15 2.3 PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LY ................................................................................ 16 2.3.1 Trích ly chất lỏng ............................................................................................ 16 2.3.2 Trích ly chất rắn .............................................................................................. 17 2.3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình trích ly carotenoid bằng dung môi ........... 17 2.3.3.1 Nhiệt độ ....................................................................................................... 17 2.3.3.2 Thời gian trích ............................................................................................. 17 2.3.3.3 Hệ dung môi và vận tốc chuyển động của dung môi ..................................... 17 2.3.3.4 Chênh lệch nồng độ...................................................................................... 18 2.3.3.5 Mức độ phá vỡ cấu trúc tế bào ..................................................................... 18 2.3.4 Dung môi trích ly dầu ..................................................................................... 19 2.4 PHƯƠNG PHÁP ÉP.............................................................................................. 19 CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU…...20 Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 6 3.1. PHƯƠNG TIỆN THÍ NGHIỆM ........................................................................... 20 3.1.1 Nguyên liệu – hóa chất................................................................................... 20 3.1.2. Thiết bị - dụng cụ ........................................................................................... 20 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................ 20 3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của loại nguyên liệu, phương pháp xử lý nguyên liệu đến chất lượng màng gấc ...................................................................... 20 3.2.2 Thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng của các phương pháp trích đến hiệu suất thu hồi dầu gấc .............................................................................................................. 21 3.2.3 Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu lý hóa học của nguyên liệu và sản phẩm21 3.2.4 Phân tích dữ liệu thu thập................................................................................ 23 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ - THẢO LUẬN............................................. 24 4.1 ẢNH HƯỞNG CỦA LOẠI NGUYÊN LIỆU, PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÀNG GẤC .................................................................. 24 4.1.1 Ảnh hưởng của các phương pháp xử lý đến chất lượng màng gấc (giống gấc trái tròn)......................................................................................................................... 24 4.1.1.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến màu sắc màng gấc (giá trị L, a, b)..................................................................................................................... 24 4.1.1.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến độ ẩm màng gấc ........ 26 4.1.1.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng carotenoid 27 4.1.1.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng lipid ......... 28 4.1.2 Ảnh hưởng của các phương pháp xử lý đến chất lượng màng gấc (với giống gấc trái tròn có múi)....................................................................................................... 28 4.1.2.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến màu sắc màng gấc (giá trị L, a, b)..................................................................................................................... 29 4.1.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến độ ẩm ........................ 29 4.1.2.3 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng carotenoid 31 4.1.2.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và phương pháp sấy đến hàm lượng lipid ......... 32 4.1.3 So sánh chất lượng màng gấc của hai giống gấc trái tròn và trái tròn có múi.... 34 4.1.3.1 Với điều kiện sấy thường (sấy oven) ............................................................. 34 4.1.3.2 Trong điều kiện sấy chân không ................................................................... 35 4.2 ẢNH HƯỞNG CỦA PHƯƠNG PHÁP TRÍCH ĐẾN HIỆU SUẤT THU HỒI DẦU GẤC............................................................................................................................ 36 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN-ĐỀ NGHỊ…………………………………………………37 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 38 Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 7 DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1: Thành phần hóa học của gấc (tính trên 100 g màng hạt) .......................... 3 Bảng 2.2: Thành phần dinh dưỡng trong gấc ........................................................... 4 Bảng 2.3: Hàm lượng carotenoid của gấc và một số loại rau quả ............................. 5 Bảng 2.4: Thành phần acid béo của phần màng hạt gấc ...........................................6 Bảng 2.5: Thành phần carotenoid có trong dầu gấc................................................ 15 Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm với hai nhân tố A và B ............................................... 20 Bảng 3.2: Các chỉ tiêu chất lượng và phương pháp phân tích............................21-22 Bảng 4.1: Sự thay đổi màu sắc (giá trị E) theo nhiệt độ và phương pháp sấy...... 24 Bảng 4.2: Sự biến đổi giá trị a (màu đỏ) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy khác nhau ...................................................................................................................... 25 Bảng 4.3: Sự thay đổi độ ẩm (%) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy ............... 26 Bảng 4.4: Sự thay đổi hàm lượng carotenoid theo nhiệt độ và phương pháp sấy.... 27 Bảng 4.5: Sự thay đổi hàm lượng chất béo (g/100 chất khô) trong nguyên liệu theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy ........................................................................... 28 Bảng 4.6: Sự thay đổi màu sắc (giá trị E) theo nhiệt độ và phương pháp sấy ..... 29 Bảng 4.7: Sự biến đổi giá trị a (màu đỏ) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy khác nhau ...................................................................................................................... 30 Bảng 4.8: Sự thay đổi độ ẩm (%) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy ............... 31 Bảng 4.9: Sự thay đổi hàm lượng carotenoid theo nhiệt độ và phương pháp sấy.... 32 Bảng 4.10: Sự thay đổi hàm lượng chất béo (g/100 chất khô) trong nguyên liệu theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy ........................................................................... 33 Bảng 4.11: So sánh các chỉ tiêu về chất lượng màng gấc giữa hai loại trái tròn và trái tròn có múi khi xử lý ở các nhiệt độ sấy khác nhau ....................................... 34 Bảng 4.12: So sánh các chỉ tiêu về chất lượng màng gấc giữa hai loại trái tròn và trái tròn có múi khi xử lý ở các nhiệt độ sấy khác nhau....................................... 34 Bảng 4.13: Hàm lượng chất béo thu được khi tiến hành trích dầu bằng phương pháp ép và trích ly.......................................................................................................... 35 Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 8 DANH SÁCH HÌNH Hình 2.1: Các dạng gấc thường gặp ......................................................................... 2 Hình 2.2: Sơ đồ biến đổi carotenoid......................................................................... 8 Hình 2.3: Các dạng carotene.................................................................................... 9 Hình 2.4: Quá trình chuyển hóa  - carotene thành vitamin A............................... 10 Hình 2.5: Công thức cấu tạo của lycopene............................................................. 11 Hình 2.6: Các dạng đồng phân của lycopene ......................................................... 12 Hình 2.7: Khả năng chống oxy hoá của carotenoid ................................................ 12 Hình 2.8: Hiệu quả chống oxy hóa của lycopene khi so sánh với các carotene khác13 Hình 4.1: Sự thay đổi màu sắc màng gấc theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy.... 24 Hình 4.2: Giá trị a trong nguyên liệu biến đổi theo nhiệt độ và phương pháp sấy... 25 Hình 4.3: Sự thay đổi độ ẩm (%) theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy ................ 26 Hình 4.4: Sự thay đổi hàm lượng carotenoid của trái tròn theo nhiệt độ sấy với 2 phương pháp sấy ................................................................................................... 27 Hình 4.5: Hàm lượng lipid thay đổi theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy............ 28 Hình 4.6: Sự thay đổi màu sắc màng gấc theo nhiệt độ sấy và phương pháp sấy.... 29 Hình 4.7: Giá trị a trong nguyên liệu biến đổi theo nhiệt độ và phương pháp sấy... 30 Hình 4.8: Sự thay đổi độ ẩm của nguyên sau khi sấy ở các nhiệt độ và phương pháp khác nhau .............................................................................................................. 31 Hình 4.9: Sự thay đổi hàm lượng carotenoid của trái tròn có múi theo nhiệt độ sấy với 2 phương pháp sấy khác nhau.......................................................................... 32 Hình 4.10: Hàm lượng lipid trích ly được thay đổi theo nhiệt độ và phương pháp sấy khác nhau .............................................................................................................. 33 Hình 4.11: Hiệu suất trích dầu bằng phương pháp ép và trích ly ............................ 36 Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 9 CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong ẩm thực Việt Nam, gấc chủ yếu được dùng để nấu xôi (gọi là xôi gấc) và chưa ai biết vai trò vô cùng hữu ích của gấc đối với sức khỏe con người. Mãi sau này, một số nhà khoa học trong và ngoài nước mới phát hiện trong gấc có chứa nhiều thành phần có hoạt tính sinh học rất cao, vượt trội so với những loại trái cây đã từng được phân tích trước đó. Gấc chứa một lượng rất lớn lycopene (gấp 70 lần so với cà chua) và  -carotene (một dạng tiền sinh tố A tốt nhất). Cả lycopene và  -carotene là các vi chất thiên nhiên cần thiết cho cơ thể, được chứng minh là chất chống oxy hóa, trung hòa các gốc tự do, chống lại sự già nua của tế bào cơ thể, sửa chữa những tổn thương trong cấu trúc ADN, ngăn ngừa bệnh tim mạch, ung thư, tiểu đường. Chính vì vai trò to như lớn trên mà gấc đã được xếp vào hàng "quán quân" đặc biệt tốt cho sức khỏe con người. Do đó thật không quá khi nói gấc là "loại quả đến từ thiên đường". Trên thị trường hiện nay đã xuất hiện sản phẩm dầu gấc, cả dưới dạng dầu thuần túy và dạng viên nang. Dầu gấc được tách ra từ phần thịt đỏ bao quanh hạt của quả gấc, lượng dầu trong quả gấc chiếm khoảng 7,9–10,2% so với màng hạt. Dầu gấc có đặc tính: màu đỏ (hoặc vàng cam), trong, sóng sánh, mùi thơm. Dầu gấc được xem là loại dầu thực vật tốt nhất bởi trong chúng hòa tan nhiều các thành phần carotenoid, đặc biệt là lycopene và  -carotene. Ở nước ta trồng khá nhiều gấc và phổ biến trên tất cả mọi miền đất nước. Tuy nhiên vẫn chưa có những thông tin khoa học đầy đủ về chất lượng của các giống gấc được trồng phổ biến. Các điều kiện xử lý và thu hồi chất béo cùng với lượng chất dinh dưỡng quan trọng có trong dầu gấc cũng chưa được công bố rõ ràng. Do vậy khảo sát các yếu tố liên quan đến các vấn đề trên cần được quan tâm nhằm sử dụng nguồn nguyên liệu này có hiệu quả cao nhất. 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng (phương pháp sấy, điều kiện xử lý nguyên liệu, phương pháp trích) đến chất lượng và hiệu quả trích dầu gấc. Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 10 CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 2.1 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ QUẢ GẤC 2.1.1 Cây gấc Gấc (từ khoa học: Momordica cochinchinensis, đồng nghĩa Muricia cochinchinensis, Muricia mixta; Hán-Việt: mộc miết quả), là một loài thực vật được tìm thấy chủ yếu ở Việt Nam. Quả của nó được sử dụng cả trong ẩm thực lẫn y học. Ở nước ta, gấc thường được gặp ở nhiều hình dạng, thể hiện ở hình 2.1. Hình 2.1: Các dạng gấc thường gặp Dựa vào hình dạng của quả, gai phân bố trên vỏ quả người ta phân loại gấc như sau: - Phân loại theo hình dạng: trái tròn, trái tròn có múi, trái dài. - Phân loại theo dạng gai trên vỏ: trái nhiều gai, trái gai thưa hoặc phân loại theo dạng khác là trái gai nhọn, trái gai tròn. Gấc là loài cây thân thảo dây leo thuộc chi mướp đắng. cây gấc leo khỏe, chiều dài có thể mọc lên đến 15 mét, thân dây có tiết diện góc, lá gấc nhẵn, thùy hình chân vịt phân ra từ 3-5 dẻ, dài 8-18 cm. gấc là loài đơn tính khác gốc (dioecious), hoa sắc vàng, quả hình tròn, sắc xanh, khi chín chuyển sang màu đỏ cam, đường kính 15-20 cm ( a. Trái tròn b. Trái tròn có múi c. Trái dài d. Trái nhiều gai e. Trái gai thưa f. Trái gai tròn Luận văn tốt nghiệp Đại Học Trường Đại học Cần Thơ Bộ môn công nghệ thực phẩm và đồ uống Trang 11 Khối lượng trái không đồng đều, thay đổi tùy theo giống và các điều kiện ngoại cảnh, chăm sóc. Có trái chỉ nặng vài trăm gam, nhưng có trái to 2-3 kg, trung bình từ 1,2–1,5 kg. Trong