Đề tài Nghiên cứu sản xuất vỏ cam non sấy khô

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH HỘI ĐỒNG KHOA HỌC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VỎ CAM NON SẤY KHÔ Chủ nhiệm đề tài: Đồng chủ nhiệm: Sơn Thị Liêm Đặng Văn Út Chức vụ: Sinh viên Đơn vị: - Lớp Cao đẳng Công nghệ Sau thu hoạch 2010 - Khoa Nông nghiệp – Thủy sản Trà Vinh, ngày tháng năm 2013 ISO 9001 : 2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH HỘI ĐỒNG KHOA HỌC BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU SẢN XUẤT VỎ CAM NON SẤY KHÔ Xác nhận của cơ quan chủ quản Chủ nhiệm đề tài Sơn Thị Liêm Trà Vinh, ngày tháng năm 2013 ISO 9001 : 2008 -i- LỜI CẢM ƠN Gần ba năm học tập và rèn luyện tại trường Đại học Trà Vinh dưới sự hướng dẫn và dạy bảo tận tình của Quý Thầy Cô, trong thời gian đó em đã học tập và tích lũy được nhiều kiến thức lí thuyết, kinh nghiệm thực tiễn qua các chuyến thực tập về chuyên ngành mà em theo học đã được nâng cao. Qua đây, nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu nhà trường, phòng Khoa học Công nghệ và Đào tạo Sau đại học, Khoa Nông nghiệp – Thủy sản cùng với Thầy Cô trong Trung tâm Công nghệ sau thu hoạch đã truyền đạt nhiều kiến thức bổ ích và quan trọng đối với em. Nhóm nghiên cứu xin gửi lời cảm ơn đến Cô Nguyễn Thị Hiền đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn. Đồng thời em xin cảm ơn Cô Nguyễn Thị Hồng Thắm đã tích cực hỗ trợ để em hoàn thành để tài này. Quá trình thực hiện đề tài có nhiều thuận lợi với sự hỗ trợ và giúp đỡ từ nhiều phía, bên cạnh đó cũng có không ít khó khăn và thiếu sót. Kính mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy, cô. Cuối lời nhóm nghiên cứu xin gửi lời chúc sức khỏe đến Ban Giám hiệu, quý Thầy cô cùng anh chị công tác tại trường Đại học Trà Vinh. Chúc trường Đại học Trà Vinh ngày càng phát triển và bền vững. Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn! -ii- TÓM TẮT Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có ở địa phương, nâng cao giá trị kinh tế từ nguồn phế phẩm cam non để chiết xuất tinh dầu, cải thiện thu nhập cho người dân. Đó là mục tiêu mà nhóm hướng đến khi thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất vỏ cam non sấy khô”. Các loại thực vật chứa tinh dầu ở nước ta rất đa dạng và phong phú phục vụ cho nhiều mặt của cuộc sống, cũng như công tác nghiên cứu. Có nhiều loại quả, hạt chứa hàm lượng tinh dầu cao, trong đó họ quả citrus như: cam, chanh, quất,.. (tồn tại chủ yếu ở vỏ quả) có hàm lượng tinh dầu tương đối cao hơn các loại còn lại. Các công ty sản xuất tinh dầu chủ yếu thu lấy vỏ của những trái đã chín, vì ở giai đoạn này hàm lượng tinh dầu trong vỏ cao nhất. Nghiên cứu của nhóm cũng sử dụng vỏ cam sành loại cây ăn trái trồng phổ biến tại đồng bằng sông Cửu Long để phục vụ cho công tác chiết xuất tinh dầu của các công ty, nhưng nguyên liệu sử dụng là vỏ cam non – phế phẩm từ các nhà vườn trồng cam trên địa bàn tỉnh Trà Vinh. Nội dung nghiên cứu chủ yếu tập trung vào bảo vệ hàm lượng tinh dầu khi thực hiện quá trình sấy với hai thí nghiệm chủ yếu sau: - Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ và thời gian ngâm acid citric nhằm hạn chế sự oxi hóa vỏ cam. Qua quá trình thực nghiệm đã chọn ra nồng độ acid citric 0.5% và thời gian ngâm 40 phút, ở thông số này khả năng kháng oxi hóa cao nhất. - Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thơi gian sấy đến chất lượng sản phẩm. Qua qua trình khảo nghiệm đã cọn ra nhiệt độ sấy 80oC và thời gian sấy 6 giờ, hàm lượng tinh dầu đạt giá trị cao nhất khi thực hiện ở hai thông số trên. -iii- MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN MỞ ĐẦU ....................................................................................................01 Tính cấp thiết của đề tài .......................................................................................01 Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................01 Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................01 Phương pháp nghiên cứu .....................................................................................02 PHẦN NỘI DUNG .................................................................................................03 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...............................................................03 1.1 Giới thiệu về cam ............................................................................................ 1.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm thực vật ............................................................03 1.1.2 Thu hoạch và bảo quản cam .................................................................04 1.1.3 Thành phần dinh dưỡng của cam .........................................................05 1.1.4 Thành phần hóa học của vỏ cam ..........................................................06 1.1.4.1 Cellulose .........................................................................................06 1.1.4.2 Hesperidin .......................................................................................07 1.1.4.3 Limone ............................................................................................07 1.1.5 Phân loại các giống cam ........................................................................08 1.1.6 Một số giống cam phổ biến ở nước ta....................................................10 1.1.7 Ứng dụng và hoạt tính của tinh dầu ......................................................12 1.1.7.1 Ứng dụng của tinh dầu ....................................................................12 1.1.7.2 Hoạt tính sinh học của tinh dầu .......................................................13 1.2 Hóa chất sử dụng .........................................................................................14 1.2.1 Acid citric ...............................................................................................14 1.2.2 Methanol ................................................................................................15 1.3 Quá trình sấy và thiết bị sấy ........................................................................16 1.3.1 Quá trình sấy .........................................................................................16 1.3.2 Thiết bị sử dụng .....................................................................................17 1.4 Sản phẩm rau quả sấy khô ..........................................................................17 1.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm .......................................18 1.5.1 Nguyên liệu ............................................................................................18 1.5.2 Quá trình xử lí trước khi sấy .................................................................19 1.5.3 Quá trình sấy .........................................................................................19 1.6 Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................20 -iv- 1.7 Tình hình nghiên cứu ..................................................................................20 CHƯƠNG II: TIẾN HÀNH BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ..........................................24 2.1 Quy trình sản xuất vỏ cam non sấy khô......................................................24 2.1.1 Sơ đồ quy trình ......................................................................................24 2.1.2 Thuyết minh quy trình ...........................................................................24 2.2 Khảo sát nồng độ và thời gian ngâm acid citrid nhằm hạn chế oxi hóa vỏ cam ...................................................................................................25 2.2.1 Mục đích nghiên cứu .............................................................................25 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................25 2.2.3 Kết quả thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ acid citric và thời gian ngâm đến chất lượng sản phẩm.....................................28 2.3 Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm .........................................................................................29 2.3.1 Mục đích nghiên cứu .............................................................................29 2.3.2 Phương pháp nghiên cứu ......................................................................29 2.3.3 Kết quả thí nghiệm 2: Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ sấy và thời gian sấy đến chất lượng sản phẩm .....................................33 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ....................................................................37 TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................39 PHỤ LỤC ................................................................................................................. I -v- DANH SÁCH BẢNG Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của cam tươi .......................................................05 Bảng 2.1 Khảo sát nồng độ và thời gian ngâm acid citric nhằm hạn chế sự oxi hóa vỏ cam ..........................................................................................................................26 Bảng 2.2 Khả năng kháng oxi hóa ...........................................................................28 Bảng 2.3 Khảo sát nhiệt độ và thời gian sấy ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm ...31 Bảng 2.4 Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và thời gian sấy đến độ ẩm của sản phẩm. ................................................................................................33 Bảng 2.5 Kết quả thống kê ảnh hưởng của nhiệt độ sấy và thời gian sấy đến hàm lượng tinh dầu của sản phẩm. ....................................................................35 -vi- DANH SÁCH HÌNH Hình 1.1 Đặc điểm hình thái của cam ......................................................................03 Hình 1.2 Công thức cấu tạo của limone ...................................................................08 Hình 1.3 Cam tròn ...................................................................................................08 Hình 1.4 Cây cam Navel ..........................................................................................09 Hình 1.5 Trái cam blood ..........................................................................................09 Hình 1.6 Cây cam ngọt ............................................................................................10 Hình 1.7 Cam sành trồng phổ biến ở miền nam........................................................10 Hình 1.8 Công thức cấu tạo của acid citric ...............................................................15 Hình 1.9 Công thức cấu tạo của methanol ................................................................15 Hình 1.10 Tủ sấy .....................................................................................................17 Hình 2.1 Sơ đồ quy trình sản xuất ............................................................................24 Hình 2.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 ...........................................................................27 Hình 2.3 Biểu đồ thể hiện khả năng kháng oxi hóa ..................................................28 Hình 2.4 Cam ngâm trong dung môi ........................................................................30 Hình 2.5 Máy cô quay chân không ...........................................................................30 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm 2 ...........................................................................32 Hình 2.7 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ ẩm của sản phẩm .......33 Hình 2.8 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian đến độ ẩm của sản phẩm ......34 Hình 2.9 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến hàm lượng tinh dầu của sản phẩm ........................................................................................................................35 Hình 2.10 Biểu đồ thể hiện sự ảnh hưởng của thời gian sấy đến hàm lượng tinh dầu sản phẩm..................................................................................................................36 -1- PHẦN MỞ ĐẦU  Tính cấp thiết của đề tài Diện tích trồng cam trong tỉnh khá lớn riêng ở huyện Cầu Kè diện tích từ năm 2005 đến nay khoảng 2000 ha. Mỗi khi vào mùa cam số lượng cam non bị loại bỏ rất lớn, chính từ những quả cam bị loại bỏ đó ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. Cụ thể là làm nguồn nước bị ô nhiễm do tinh dầu trong vỏ cam tiết ra. Với chi phí bỏ ra cho một vụ mùa là không nhỏ, vì vậy nếu ta biết cách tận dụng nguồn nguyên liệu bỏ đi này sẽ một phần nào bù lại khoản chi mà người nông dân đầu tư ban đầu, cải thiện thu nhập cho họ. Nếu ruột cam là nguồn cung cấp vitamin C dồi dào thì vỏ cam cùng chứa một số chất có ích cho con người như : Pectin, Cenlulose, Naringin, Hesperidin, Limone. Đặc biệt limone chiếm khoảng 92,3 – 95,5% của tổng số thành phần tinh dầu có trong cam. Do đó tinh dầu cam được ứng dụng nhiều trong công nghiệp tẩy rửa, các sản phẩm mỹ phẩm, như một loại dược phẩm dân gian sử dụng để giảm đau, hỗ trợ tiêu hóa, tạo cảm giác thoải mái. Đó là lí do nhóm chọn cam non để nghiên cứu với mục đích tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có tại địa phương làm tăng giá trị kinh tế cho loại phụ phẩm này. Đề tài được thực hiện nhằm mục tiêu xây dựng quy trình sản xuất sản phẩm “Vỏ cam non sấy khô”; đánh giá bước đầu hàm lượng tinh dầu có trong sản phẩm, làm cơ sở hoàn thiện uy tr nh sản uất à ứng dụng ào thực tế sản uất.  Mục tiêu của đề tài - Xây dựng quy trình sản xuất vỏ cam non sấy khô. - Chế biến bán thành phẩm vỏ cam non sấy khô.  Nội dung triển khai nghiên cứu - Thiết kế quy trình sản xuất vỏ cam non sấy khô. - Tiến hành bố trí thí nghiệm. - So sánh và chọn ra quy trình sản xuất, những thông số kỹ thuật thích hợp. -2-  Phương pháp nghiên cứu - Phân tích ẩm bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi. - Trích li tinh dầu bằng phương pháp tẩm trích dung môi methanol nhằm ác định lượng tinh dầu còn lại trong sản phẩm. - Phương pháp đo độ hấp thu của mẫu tại bước sóng =517nm nhằm ác định khả năng kháng o i hóa theo cơ chế bắt gốc tự do DPPH. - Xử lý số liệu bằng phần mềm e cel, stagraphics 5.1. -3- PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Giới thiệu về cam[2][3][4][9][10] 1.1.1 Nguồn gốc và đặc điểm của cam Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở Trung quốc nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ Ấn Độ. Cam được trồng rất phổ biến từ Ấn Độ. Sau đó được lan rộng về phía đông đến cả ùng Đông Nam Á, vào khoảng thế kỉ thứ 3 trước công nguyên, cây cam được đưa đến Châu Âu, và nó lan ra tới cả ùng địa Trung Hải. Sau đó cây cam được đưa đến Châu Mỹ. Những năm sau đó, những người làm ườn ở Châu Mỹ à Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc à Châu Phi. Ngày nay cây cam đã đươc trồng rất phổ biến ở rất nhiều nơi trên thế giới. Cam là loài cây ăn trái cùng họ với bưởi thuộc giới Plantae Ngành Magnoliophyta. Lớp Magnoliopsida. Bộ Sapidales. Loài cam là một cây lai được trồng từ ưa, có thể lai giống giữa loài bưởi (Citrus maxima) và quýt (Citrus reticulata). Cam sinh trưởng và phát triển ở nhiệt độ 23-29oC. Những vùng có nhiệt độ bình quân là 15 oC cũng có thể trồng được cam quýt. Cam có thể chịu được rét, nhiệt độ quá thấp và kéo dài cây sẽ ngừng sinh trưởng và chết. Nhưng nhiệt độ cao quá từ 40oC trở lên, cây Hình 1.1: Đặc điểm hình thái của cam -4- cũng ngừng sinh trưởng, cành lá cây bị khô héo. Cũng có một số giống cam chịu được nhiệt độ cao. Sự phát triển của cam cũng cần đủ ánh sáng. Nếu thiếu ánh sáng thì cây cam cũng sinh trưởng và phát dục kém, khó phân hóa mầm hoa, ảnh hưởng lớn đến năng suất và sản lượng. Cam là loài cây trái ưa ẩm. Lượng mưa thích hợp hàng năm là 1000-1500mm. Trồng cam ở những nơi có độ ẩm không khí 70-80% cây dễ cho trái to, đều, vỏ bóng, nước nhiều, phẩm chất trái tốt, ít bị rụng. Loại đất thích hợp cho cam là đất phù sa ven sông, xốp nhẹ, phì nhiêu, màu mỡ. Độ pH của đất khoảng 5,5-5,6. 1.1.2 Thu hoạch và bảo quản cam Ở nước ta cam được trồng rộng rãi trên khắp cả nước để lấy trái ăn. Cây ra hoa uanh năm, thường có hoa vào tháng 1-2, có trái vào tháng 11-12. Thời gian thu hái thích hợp là vào khoảng 212-221 ngày sau khi đậu trái. Biểu hiện bên ngoài của trái cam chín là vỏ trái có màu vàng nhạt và dễ dàng tách ra khỏi thịt trái, phần vỏ xốp có màu hơi àng, chính giữa đáy trái uất hiện đốm tròn (có đường kính 1,5-2mm) vị chua ngọt hài hòa. Nếu thu hái khi trái còn quá xanh, vỏ trái sẽ có màu anh đậm, vị chua gắt, có vị hậu đắng. Tùy theo giống sớm hay muộn mà thời gian thu hoạch khác nhau. Thu hái đúng độ chín khi 1/3 vỏ trái chuyển màu àng. Không nên để trái chín hoàn toàn trên cây, trái sẽ bị xốp, khô nước. Chọn ngày trời nắng ráo để thu hoạch cam. Dùng kéo cắt sát cuống trái, thao tác cần nhẹ nhàng không làm dập túi tinh dầu ngoài vỏ trái sẽ dễ bị hỏng khi bảo quản.  Bảo quản cam bằng cát: Cát xốp có tác dụng hấp thụ ẩm, nhiệt, CO2, thoát ra từ nguyên liệu ,bảo quản à ngăn chặn một phần sự xâm nhập của khí. Như ậy các tác dụng điều chỉnh tự nhiên các thông số kỹ thuật bảo quản. Rải một lớp cam lên trên lớp cát, sau đó lại rải một lớp cát dày 5cm lên trên một lớp cam. Cứ như ậy lớp cát rồi lớp cam cho đến khi chiều cao của đống cam đạt yêu cầu thì phủ một lớp cát trên cùng dày 30cm. Trong thời gian bảo quản, cứ mỗi tháng kiểm tra một lần để phát hiện hư hỏng. Bằng cách bảo quản này có thể giữ cam -5- được trong 3 tháng. Phương pháp bảo quản cam này chỉ thích hợp cho bảo quản quy mô gia đ nh.  Bảo quản bằng hóa chất: Sau khi thu hái, cam được lau chùi sạch sẽ rồi mới xủ lý bằng hóa chất. Hóa chất thường dùng là Topxin-M. Trước tiên nhúng cam ào nước vôi bão hòa, vớt ra để ráo nước trong không khí. Khi có CO2 trong không khí sẽ tác dụng với Ca(OH)2 tạo thành màng CaCO3. Bao quanh trái cam, hạn chế sự hô hấp ngăn ngừa vi sinh vật xâm nhập. Sau đó nhúng cam ào dung dịch Topxin-M 0,1% rồi lại vớt ra, để ráo. Khi đã ráo nước cam được gói thành từng trái bằng giấy bản mềm hoặc túi polyethylen dày 4mm. Xếp cam vào sọt à đưa đi bảo quản ở nơi thoáng mát ở nhiệt độ thường hoặc lạnh. 1.1.3 Thành phần dinh dưỡng của cam Bảng 1.1 Thành phần dinh dưỡng của cam tươi (trên 100g) Thành phần Hàm lượng Đơn ị Múi Vỏ Năng lượng 37 - Kcal Thành phần chính Nước 88,06 75,95 % Protein 0,9 - % Tinh dầu 2,4 % Sacharose Glucose Fructose 3,59 1,25 1,45 1,22 3,49 3,24 % Acid hữu cơ 1,41 0,22 % Cellulose 0,47 3,49 % Pectin 1,41 0,22 % Muối khoáng Ca 42 - Mg% P 23 - Mg% Fe 0,4 - Mg% Vitamin A 0,09 - Mg% -Carotene 0,4 0,09 Mg% B1 0,04 0,02 Mg% B2 0,06 - Mg% PP 0,75 1,27 Mg% C 65 170 Mg% -6- 1.1.4 Thành phần hóa học của vỏ cam Lá và vỏ cam còn xanh chứa I-stachydrin, hesperdin, surantin, acid aurantinic, tinh dầu cam rụng (petitgrain). Tinh dầu vỏ cam có thành phần chính là D-limonen (90%) decyelicaldehyd tạo nên mùi thơm, các alcol như linalool, D, L- terpineol, alcol nonylic, còn có acid butyric, authrannilat methyl và ester caprylic. 1.1.4.1 Cellulose Cellulose thuộc loại polysaccharide cao phân tử không có tính chất đường, là thành phần chính của tế bào thực vật. Tính chất và những vai trò của cellulose  Cellulose không tan trong nước. Nước làm phồng lên từng phần cellulose. Nó hấp thu nước với lượng 7 - 8% khối lượng. Lượng nước hấp thu tăng lên 22 - 24% trong trường hợp không khí bão hòa hơi nước. Sự phồng lên làm tăng đường kính sợi cellulose nhưng chiều dài không đổi.  Tính bền cơ học là đặc tính chủ yếu của các sợi cellulose. Tính bền cơ học của cellulose là do