Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh

Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh, luận văn thạc sĩ cung cấp giải pháp tối ưu cho ngành thực phẩm.

• Tác giả: Đặng Thị Cương
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Tấn Dũng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Công Nghệ Sản Xuất Bột Rau Má Bằng Phương Pháp Sấy Lạnh
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu về rau má và tầm quan trọng của nghiên cứu

Rau má, một loại rau quen thuộc trong ẩm thực Việt Nam, không chỉ được biết đến với hương vị thơm ngon mà còn với nhiều lợi ích sức khỏe. Nghiên cứu về Công nghệ sản xuất bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh nhằm mục đích bảo tồn các chất dinh dưỡng và hoạt chất sinh học trong rau má. Việc sấy lạnh giúp giảm thiểu tổn thất dinh dưỡng, đồng thời tạo ra sản phẩm có thể bảo quản lâu dài. Theo nghiên cứu, rau má chứa nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học như saponin, vitamin và khoáng chất, rất có lợi cho sức khỏe con người. Do đó, việc phát triển công nghệ sấy lạnh cho rau má không chỉ có ý nghĩa khoa học mà còn có giá trị thực tiễn cao.

1.1. Đặc điểm sinh học và thành phần hóa học của rau má

Rau má (Centella asiatica) là một loại cây thân thảo, dễ trồng và phát triển ở nhiều vùng miền. Thành phần hóa học của rau má rất phong phú, bao gồm các saponin triterpen, vitamin C, và nhiều khoáng chất thiết yếu. Những hợp chất này không chỉ mang lại giá trị dinh dưỡng mà còn có tác dụng chữa bệnh. Việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ sấy lạnh giúp bảo tồn tối đa các thành phần này, từ đó tạo ra sản phẩm bột rau má chất lượng cao.

II. Phương pháp sấy lạnh và quy trình sản xuất

Phương pháp sấy lạnh, hay còn gọi là sấy bơm nhiệt, là một trong những công nghệ tiên tiến nhất hiện nay trong ngành chế biến thực phẩm. Phương pháp này giúp duy trì chất lượng sản phẩm tốt hơn so với các phương pháp sấy truyền thống. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, với công nghệ sấy lạnh, độ ẩm cuối cùng của bột rau má đạt 3,65%, nhiệt độ sấy là 44,24°C, và thời gian sấy là 14,12 giờ. Những thông số này đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng không chỉ giữ được màu sắc tự nhiên mà còn có hàm lượng chất tan cao, đạt 11,31%. Điều này cho thấy giá trị của công nghệ sấy lạnh trong việc sản xuất bột rau má.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy lạnh

Quá trình sấy lạnh chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như nhiệt độ sấy, vận tốc tác nhân sấy và thời gian sấy. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng, việc tối ưu hóa các yếu tố này là rất quan trọng để đạt được sản phẩm bột rau má có chất lượng tốt nhất. Cụ thể, nhiệt độ sấy quá cao có thể làm mất đi các chất dinh dưỡng, trong khi thời gian sấy quá dài có thể dẫn đến sự thay đổi màu sắc và hương vị của sản phẩm. Do đó, việc xác định các thông số tối ưu là cần thiết để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

III. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng công nghệ sản xuất bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh không chỉ giúp bảo tồn các chất dinh dưỡng mà còn tạo ra sản phẩm có giá trị thương mại cao. Sản phẩm bột rau má có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thực phẩm chức năng, đồ uống và mỹ phẩm. Việc ứng dụng công nghệ này vào sản xuất sẽ giúp nâng cao giá trị kinh tế cho nông sản Việt Nam, đồng thời đáp ứng nhu cầu tiêu dùng ngày càng cao của thị trường. Sản phẩm bột rau má sấy lạnh không chỉ mang lại lợi ích cho sức khỏe mà còn phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại.

3.1. Triển vọng phát triển sản phẩm bột rau má

Với những lợi ích vượt trội từ bột rau má sấy lạnh, sản phẩm này có tiềm năng lớn trong việc phát triển thị trường. Các doanh nghiệp có thể khai thác sản phẩm này để sản xuất trà, nước uống hoặc thực phẩm chức năng. Hơn nữa, việc phát triển sản phẩm bột rau má còn góp phần nâng cao nhận thức về giá trị dinh dưỡng của rau má trong cộng đồng, từ đó thúc đẩy tiêu dùng và bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Rau má là một loại rau thân quen với mỗi người dân Việt Nam. Từ một loài rau dại, hiện nay rau má được trồng rộng rãi ở nhiều địa phương khác nhau trên cả nước. Vì những đặc điểm ưu việt, công dụng của rau má đối với sức khỏe con người như chữa bệnh, uống giải khát hoặc bổ sung vào các sản phẩm y dược…Về thành phần hóa học, rau má chứa khá nhiều hợp chấp có hoạt tính sinh học như các saponin triterpen, các phytosterol, tinh dầu (vallerrin, camphor, cineol), các khoáng chất (Ca, Fe, Mg, Mn, P, Zn…), các loại Vitamin (B1, B2, B3, C và K), amino axit cần thiết (glutamic, serin, threonin, alanin, lysin, histidin), tanin và alkaloid có tên là hydrocotylin [1].

Là một loài rau dễ trồng, mỗi năm thu hoạch được từ 3-5 vụ nên khối lượng rau má thu hoạch là rất lớn và đặc điểm của rau là mềm, dễ bị dập nát sau thu hoạch [2]. Từ thực tế này, cần có phương pháp bảo quản rau má hợp lý để tránh các tổn thất không đáng có. Sau khi thu hoạch, rau má có thể được chế biến tươi thành các dạng nước uống giải khát hay làm rau nấu canh, tuy nhiên lượng tiêu thụ này không đáng kể. Có thể sấy rau má thành dạng rau má khô, từ dạng rau má khô này có thể để nguyên hoặc nghiền thành bột rau má.

Hiện nay ở nước ta rau má cũng đã được một số doanh nghiệp chế biến thành dạng trà rau má như rau má Quảng Thọ, rau má Quảng Thanh…Nhưng vấn đề sau khi sấy rau má bằng các phương pháp sấy thông thường thì liệu các chất dinh dưỡng, các chất có hoạt tính sinh học quan trọng trong rau má còn nhiều hay ít và các thực phẩm chế biến từ rau má chủ yếu mang tính thủ công, nhỏ lẻ hộ gia đình và không được kiểm duyệt về vấn đề vệ sinh và an toàn thưc phẩm. Vấn đề này chưa được đề cập đến. Do vậy, trong đề tài này chúng tôi nghiên cứu, dùng phương pháp sấy lạnh để sấy lạnh rau má với mục đích tạo ra được sản phẩm rau má đạt chất lượng tốt như: giá trị dinh dưỡng gần như được bảo toàn sau khi sấy, độ ẩm đạt yêu cầu, giúp thời gian bảo 1 quản rau má được lâu hơn, đồng thời chi phí năng lượng ở mức tối thiểu, làm giá thành sản phẩm sau má sau sấy thấp hơn. Vì thế, bước đầu chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất sản phẩm bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh”.

Mục tiêu đề tài Mục tiêu của đề tài này là nghiên cứu, tìm kiếm, xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh để khi tiến hành quá trình sấy rau má tạo ra sản phẩm có chất lượng tốt nhất, độ ẩm đạt yêu cầu, chi phí năng lượng đạt tới ngưỡng cực tiểu. Từ đó ứng dụng vào công nghiệp sản xuất sản phẩm bột rau má tại Việt Nam. Đồng thời giúp người sử dụng sản phẩm từ bột rau má được dễ dàng, tiện lợi hơn, phù hợp với nhịp sống hiện đại hơn, tiết kiệm được thời gian hơn mà vẫn giữ gần như toàn bộ chất dinh dưỡng quan trọng như có trong rau má tươi. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu là sản phẩm bột rau má sấy lạnh (sấy bơm nhiệt).

 Phạm vi nghiên cứu là chỉ sấy lạnh trên đối tượng rau má, rau má được mua ở siêu thị Co.opmart Thủ Đức, rau má chủ yếu được thu mua từ các nhà vườn Củ Chi. Nội dung nghiên cứu Để hoàn thành các mục tiêu của đề tài đặt ra thì nội dung cần thực hiện như sau:  Tổng quan về nguyên liệu rau má, cơ sở khoa học của quá trình sấy lạnh, công nghệ và thiết bị của quá trình sấy lạnh.  Phân tích các yếu tố công nghệ ảnh hưởng đến quá trình sấy lạnh.  Phân tích các hàm mục tiêu của quá trình sấy lạnh sản phẩm cần quan tâm.

 Phân tích các thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng của nguyên liệu.  Thiết lập bài toán tối ưu một mục tiêu và đa mục tiêu của quá trình sấy lạnh rau má. 2  Tối ưu hóa (giải bài toán tối ưu) để xác định chế độ công nghệ của quá trình sấy lạnh rau má.  Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất bột rau má bằng phương pháp sấy lạnh.

 Triển vọng về phát triển sản phẩm.  Kết luận, kiến nghị. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện tất cả các nội dung trên, chúng tôi sử dụng một số phương pháp nghiên cứu sau:  Phương pháp tham khảo tài liệu, phân tích, tổng hợp các công trình nghiên cứu đã được công bố.  Phương pháp phân tích hóa học để xác định các thành phần nguyên liệu.

 Phương pháp tiếp cận hệ thống để xác định các yếu tố đầu vào và đại lượng đầu ra.  Phương pháp quy hoạch thực nghiệm, phương pháp thực nghiệm.  Phương pháp mô hình hóa, tối ưu hóa bài toán một mục tiêu và đa mục tiêu.  Có sự hỗ trợ các công cụ toán học, công nghệ thông tin.

Ý nghĩa khoa học  Mô hình hóa quá trình sấy lạnh sản phẩm bột rau má để xây dựng các mô hình toán mô tả cho đối tượng công nghệ làm cơ sở khoa học cho việc nghiên cứu xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh sản phẩm rau má nói riêng và sản phẩm thực phẩm nói chung.  Việc xác lập chế độ công nghệ sấy lạnh sản phẩm bột rau má làm cơ sở khoa học cho các nghiên cứu tiếp theo trong lĩnh vực sấy sản phẩm thực phẩm khác. Ý nghĩa thực tiễn  Kết quả nghiên cứu của đề tài này giúp xây dựng quy trình công nghệ để ứng dụng vào thực tiễn sản xuất, tạo ra được sản phẩm thực phẩm có chất lượng tốt, đảm bảo giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan như nước uống, một loại trà từ bột rau má ở quy mô công ghiệp mà sản phẩm này hầu như vẫn giữ được các đặc tính quan trọng, có lợi cho sức khỏe con người .Điều này phù hợp với cuộc sống hiện đại, khi mà hầu như mọi người không có nhiều thời gian để chuẩn bị một loại nước uống nấu theo kiểu truyền thống.  Góp phần đưa rau má thành sản phẩm công nghiệp, đa dạng hóa sản phẩm từ rau má mà vẫn giữ được tối đa các chất dinh dưỡng, giá trị cảm quan bằng phương pháp sấy lạnh.

 Tăng nguồn lợi cho người trồng rau má và đưa ra nguồn thực phẩm chức năng hỗ trợ sức khỏe cho người sử dụng.  Kết quả nghiên cứu của đề tài này hoàn toàn đủ độ tin cậy để áp dụng vào thực tiễn sản xuất. Bố cục Luận văn này được trình bày trong 3 chương:  Chương 1: Tổng quan.  Chương 2: Nguyên liệu, dụng cụ thiết bị và phương pháp nghiên cứu.

 Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận. Ngoài ra có thêm các phần: mở đầu, kết luận và kiến nghị, mục lục, phụ lục, danh sách hình, danh sách bảng, danh sách biểu đồ, ký hiệu. 4 Chương 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan về nguyên liệu rau má 1.

Đặc điểm sinh học của rau má Cây rau má là loại cây thảo nhỏ, cao 7-10 cm, thân mảnh, mọc bò, hơi có lông khi còn non, bén rễ ở các mấu. Lá mọc so le nhưng thường tụ họp 2-5 cái ở một mấu, phiến lá nhẵn, hình thận hoặc gần tròn, mép khía tai bèo, cuống lá mảnh, dài 3-5 cm, có khi đến 7-8 cm. Nó có tên như sau:  Tên tiếng việt: cây rau má  Tên khoa học: Centella asiatica (L., thuộc họ hoa tán (Apiaceae)  Tên khác: Tích huyết thảo, Liên tiền thảo. Rau má thường mọc ở những nơi ẩm ướt, thung lũng, bờ mương vùng nhiệt đới như: Việt Nam, Lào, Campuchia, Indonesia, Malaysia, Srilanka, Ấn Độ, Pakistan, và Madagascar .Ở nước ta, rau má được trồng từ Bắc vào Nam, đặc biệt là các tỉnh duyên hải miền Trung, nơi khí hậu có độ ẩm cao và có loại đất sét pha cát rất thích hợp cho loại cây này phát triển [1], [2], [3].

Rau má thường được dùng để ăn sống, nấu canh hoặc làm khô bằng cách phơi nắng, nấu nước uống. Hiện nay có một số loại trà làm từ rau má được sấy khô bằng phương pháp sấy đối lưu, sấy hồng ngoại, sấy lạnh….nhưng chưa có các thông số công nghệ sấy cụ thể, do vậy các thành phần hóa học quý có thể không đảm bảo được sau sấy khô [5]. Phân loại Có nhiều cách phân loại rau má, cụ thể như sau:  Phân loại theo vùng sẽ có 2 loại : rau má vùng đồi (loại lá nhỏ, thân nhỏ cứng bò sát mặt đất) và rau má vùng đồng bằng (loại lá to, thân to). 5  Phân loại theo đặc điểm thực vật sẽ có 03 loại: rau má cọng tím (thân tím, phiến là hình răng cưa), rau má mèo (cây thấp, lá nhỏ bò sát mặt đất) và rau má mỡ (thân to, lá to xanh mướt và cây cao).

 Phân loại theo nguồn gốc sẽ có 02 loại: rau má ta (có nguồn gốc ở Việt Nam từ rất lâu đời với lá nhỏ, thân bò sát mặt đất) và rau má Tây Phi (có nguồn gốc từ Tây Phi, do nước ta mới nhập về: lá to xanh mướt, cuống lá dài, thân to mượt, mịn và trơn, thường nhiều thân ít lá [5] Hình 1.Một số hình ảnh về cây rau má 6 1. Thành phần hóa học Nhiều nghiên cứu đã cho thấy, thành phần hóa học của rau má rất phong phú như: Vitamin C, B, canxi, saponin,sterol, alkaloid, flavnol, saccharide, …Tùy theo khu vực trồng và mùa vụ thu hoạch mà tỷ lệ các hoạt chất trong rau má có thể sai khác nhau [ 3]. Ngoài ra, theo công trình nghiên cứu của [4] trên rau má Việt Nam có kết quả như sau: Bảng 1. Thành phần hóa học các hợp chất có trong rau má Việt Nam [4] Thành phần Rau má rừng Rau má mỡ Năng lượng Kcal 2,5 20 Thành phần chính Nước (g/100 g khối 88,3 88,0 lượng) Protein (g/100 g khối 3,1 3,2 lượng) Glucid (g/100 g khối 3,1 1,8 lượng) Cellulose (g/100 g 1,5 4,5 khối lượng) Tro (g/100 g khối 1,2 2,3 lượng) Muối khoáng Calci (mg/100 g khối 172 229 lượng) 7 Phosphor (mg/100 g 24 30 khối lượng) Sắt (mg/100 g khối 0.2 2,1 lượng) Vitamin β-caroten (mcg/100 260 130 g khối lượng) VTM C (mg/100 g 20 37 khối lượng) VTM B1 (mg/100 g 0,13 0,15 khối lượng) VTM B2 (mg/100 g 0,26 0,14 khối lượng) Theo kết quả nghiên cứu từ dự án phát triển cây thuốc của Ấn Độ, rau má có các thành phần cơ bản sau [6]: Bảng 1.