Đồ án tốt nghiệp: Xây dựng công thức ô mai từ chanh không hạt (Citrus Latifolia)

Toàn văn đồ án nghiên cứu xây dựng công thức ô mai từ chanh không hạt. Phân tích hóa lý, cảm quan để tìm ra công thức tối ưu cho sản phẩm.

• Tác giả: Lê Thị Ngọc Điểm
• Người hướng dẫn: ThS. Phạm Thanh Tùng
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thực Phẩm
• Đề tài: Xây Dựng Công Thức Ô Mai Từ Chanh Không Hạt (Citrus Latifolia)
• Loại tài liệu: Khóa Luận Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Thành Phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đồ Án Nghiên Cứu Ô Mai Chanh Không Hạt

Ô mai chanh không hạt là một sản phẩm thực phẩm truyền thống được chế biến từ chanh Citrus latifolia, có giá trị dinh dưỡng cao và được ưa chuộng trong ẩm thực Việt Nam. Đồ án này tập trung vào xây dựng công thức ô mai chanh tối ưu, kết hợp các nguyên liệu chính như đường, muối và vỏ chanh để tạo ra sản phẩm có chất lượng vượt trội. Mục tiêu nghiên cứu là nâng cao giá trị thương mại của sản phẩm ô mai chanh thông qua tối ưu hóa công thức và đảm bảo chất lượng sản phẩm cuối cùng. Đồ án được thực hiện tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, Khoa Công nghệ Hóa học và Thực phẩm.

1.1. Định Nghĩa Và Nguồn Gốc Ô Mai Chanh

Ô mai chanh là một loại thực phẩm bảo quản được tạo từ quả chanh tươi, được muối và đường hoá để kéo dài thời gian bảo quản. Chanh không hạt (Citrus latifolia) là giống chanh phổ biến ở Việt Nam, có hàm lượng acid citric cao, vị chua thanh đặc trưng. Sản phẩm này vừa là gia vị nêm nếm cho các món ăn, vừa là tác dụng chữa bệnh trong y học cổ truyền.

1.2. Ý Nghĩa Của Nghiên Cứu Công Thức

Nghiên cứu tối ưu hóa công thức ô mai chanh giúp cải thiện chất lượng cảm quan (vị, mùi, màu sắc, độ mềm) và giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Thông qua phương pháp bề mặt đáp ứng, các nhà nghiên cứu có thể xác định tỷ lệ nguyên liệu tối ưu, từ đó nâng cao khả năng cạnh tranh sản phẩm trên thị trường.

II. Quy Trình Chế Biến Và Phương Pháp Nghiên Cứu

Quy trình chế biến ô mai chanh là một dãy các bước xử lý từ nguyên liệu tươi đến sản phẩm cuối cùng. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp tối ưu hóa bề mặt đáp ứng (Response Surface Methodology - RSM) để xác định ảnh hưởng của các thành phần chính như nồng độ muối, nồng độ đường, và hàm lượng vỏ chanh đối với chất lượng sản phẩm. Các mẫu được đánh giá thông qua phân tích cảm quan thị hiếu và phân tích hóa lý để xác định chỉ tiêu như pH, độ ẩm, hoạt độ nước, chất rắn hòa tan. Phương pháp này cho phép tối ưu hóa công thức một cách khoa học và hiệu quả.

2.1. Các Nguyên Liệu Chính Trong Sản Xuất

Nguyên liệu chính bao gồm chanh không hạt tươi, đường saccharose (vai trò bảo quản và tạo vị ngọt), muối ăn (tác dụng bảo quản và nêm nếm). Ngoài ra, vỏ chanh cũng là thành phần quan trọng, chứa pectin tự nhiên giúp tăng độ kết dính sản phẩm.

2.2. Các Phương Pháp Phân Tích Chất Lượng

Nghiên cứu sử dụng đánh giá cảm quan 5 tiêu chí: vị, độ mềm, mùi, màu sắc, yêu thích chung. Phân tích hóa lý bao gồm kiểm tra pH, độ ẩm, hoạt độ nước. Phân tích vi sinh vật và thành phần dinh dưỡng đảm bảo an toàn vệ sinh và giá trị sản phẩm.

III. Kết Quả Tối Ưu Hóa Công Thức Ô Mai Chanh

Kết quả nghiên cứu cho thấy công thức tối ưu được xác định dựa trên phương pháp bề mặt đáp ứng, kết hợp ba yếu tố chính: nồng độ muối, nồng độ đường, và hàm lượng vỏ chanh. Các biểu đồ contour và biểu đồ surface thể hiện ảnh hưởng của từng thành phần đến các tiêu chí cảm quan khác nhau. Điểm yêu thích chung cao nhất được đạt khi tỷ lệ các nguyên liệu ở mức tối ưu, đảm bảo cân bằng giữa vị chua, vị mặn, vị ngọt và độ mềm. Sản phẩm ô mai chanh tối ưu có chất lượng ổn định, vị cân bằng, màu sắc đẹp mắt, phù hợp với yêu cầu thị trường.

3.1. Ảnh Hưởng Của Tỷ Lệ Nguyên Liệu Đến Chất Lượng Cảm Quan

Nồng độ muối ảnh hưởng đáng kể đến vị và độ bảo quản. Nồng độ đường tác động đến vị ngọt, độ mềm và màu sắc. Hàm lượng vỏ chanh quyết định độ đậm đà của vị, mùi thơm đặc trưng. Kết quả cho thấy sự tương tác phức tạp giữa các thành phần, đòi hỏi phải cân bằng cẩn thận để đạt sản phẩm hoàn hảo.

3.2. Chỉ Tiêu Hóa Lý Và Vi Sinh Vật Của Sản Phẩm

Sản phẩm ô mai chanh tối ưu có pH thích hợp đảm bảo vị chua tự nhiên và bảo quản. Độ ẩm, hoạt độ nước, chất rắn hòa tan nằm trong khoảng tiêu chuẩn nhất định. Phân tích vi sinh vật xác nhận an toàn vệ sinh sinh học, phù hợp tiêu chuẩn an toàn thực phẩm.

IV. Ứng Dụng Thương Mại Và Kết Luận

Công thức ô mai chanh tối ưu từ đồ án này có thể áp dụng trực tiếp vào sản xuất công nghiệp và kinh doanh với quy mô từ nhỏ đến lớn. Sản phẩm có giá trị thương mại cao, phục vụ nhu cầu thị trường trong nước và xuất khẩu. Ô mai chanh không hạt là sản phẩm thực phẩm truyền thống có tiềm năng phát triển, góp phần bảo tồn văn hóa ẩm thực Việt Nam. Kết quả nghiên cứu cung cấp nền tảng khoa học vững chắc cho việc nâng cao chất lượng sản phẩm và phát triển bền vững ngành công nghiệp thực phẩm ở Việt Nam.

4.1. Tiềm Năng Thương Mại Của Sản Phẩm

Ô mai chanh không hạt có chi phí sản xuất thấp, giá bán cao trên thị trường, thời gian bảo quản lâu. Sản phẩm phù hợp với xu hướng tiêu dùng hiện đại - thực phẩm tự nhiên, không chất bảo quản tổng hợp. Tiềm năng xuất khẩu sang các nước Đông Nam Á và thế giới rất lớn, nhất là với chứng chỉ chất lượng quốc tế.

4.2. Hướng Phát Triển Trong Tương Lai

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào cải tiến bảo quản lâu dài, phát triển sản phẩm đa dạng (ô mai chanh với thêm gia vị khác), tối ưu hóa quy trình sản xuất để tiết kiệm năng lượng. Phát triển sản phẩm hữu cơ và phát triển bền vững là hướng đi tương lai cho ngành công nghiệp thực phẩm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Chanh không hạt có tên khoa học là Citrus Latifolia, thuộc họ Rutaceae, là loại cây ăn trái được trồng khá phổ biến ở Đồng bằng sông Cửu Long (chiếm khoảng 60% tổng diện tích chanh cả nước) trong đó tập trung riêng ở tỉnh Long An là 27.3% diện tích với 5. Chanh là nguồn cung cấp vitamin C quan trọng, là một trongnhững chất chống oxy giúp trung hòa các gốc tự do và giúp giảm các bệnh sỏi thận, tăng huyết áp, thậm chí bệnh tim mạch ở người .Hiện nay sản lượng chanh lớn với lượng cung ứng ra thị trường hàng chục ngàn tấn hằng năm nhưng chủ yếu là tiêu thụ nội địa và xuất khẩu dưới dạng trái tươi. Điều đó dẫn đến giá trị kinh tế không cao khi bán dưới dạng nguyên liệu thô và một lượng lớn chanh bị thải ra do không đạt chuẩn như vỏ bị sỉn màu, héo,.cùng với lượng chanh héo bị vứt bỏ do không kịp tiêu thụ. Do vậy sản phẩm chanh tươi chưa đáp ứng được yêu cầu thị trường hiện nay và bài toán về phế liệu trái cây sau chế biến cần khắc phục.

Để nâng cao giá trị kinh tế cũng như tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu thì cần phải đa dạng hóa các sản phẩm từ trái chanh. Tuy nhiên hiện nay các sản phẩm với nguyên liệu chính từ chanh là rất ít do thiếu các nghiên cứu cũng như quy trình sản xuất phù hợp với khả năng sản xuất của địa phương. Một phần do vị đắng từ chanh hiện nay chưa được xử lý dẫn đến khó khăn trong tạo ra các sản phẩm mới do yếu tố cảm quan là vô cùng quan trọng. Nghiên cứu về tiêu thụ và phát triển sản phẩm chế biến khác nhau từ chanh đang được tích cực tiến hành, nhiều sản phẩm như kẹo, mứt, rượu.

Trong việc phát triển các loại thực phẩm chế biến như vậy, phương pháp bề mặt đáp ứng được sử dụng như một phương pháp thiết kế thí nghiệm thống kê để tối ưu hóa quy trình và xác định tỷ lệ phối trộn tối ưu. Phương pháp bề mặt đáp ứng là một kỹ thuật thống kê hữu ích để chọn các mức tham số tối ưu trong một quy trình bằng cách thực hiện số lượng thí nghiệm ít hơn đáng kể so với thí nghiệm có quy trình đầy đủ. Phương pháp này hiệu quả hơn vì tối thiểu chi phí thực nghiệm và tiết kiệm thời gian để đạt được điều kiện tối ưu. Điều này đã được sử dụng thành công để tối ưu hóa quy trình và phát triển sản phẩm.

Mục đích của nghiên cứu này là xây dựng công thức ô mai chanh bằng cách tối ưu các tỷ lệ nguyên liệu: nồng độ muối ngâm, nồng độ đường và hàm lượng vỏ chanh bổ sung bằng phương pháp bề mặt đáp ứng. Chất lượng sản phẩm cuối cùng thu được sẽ được đánh giá qua vii các chỉ tiêu hóa lý bao gổm tổng hàm lượng chất tan, pH, độ ẩm và hoạt độ nước và tiếp tục đánh giá chất lượng thông qua màu sắc, hàm lượng dinh dưỡng và chỉ tiêu vi sinh vật viii CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.Tổng quan về chanh 1. Đặc điểm hình thái Chanh là loài thực vật cho quả nhỏ có múi, thuộc chi Citrus, họ Rutaceae có nguồn gốc ở Đông Nam Á, New Caledonia và Australia và đã được trồng ở các vùng nhiệt đới, ôn đới trên thế giới trong hơn 2000 năm. Là một loại cây có kích thước trung bình, gần như không có gai.

Chanh không hạt chủ yếu được sử dụng để sản xuất nước chanh.Persian limes(Chanh không hạt) Giống như tất cả các loại nông sản, trái cây thuộc chi Citrus cũng có sự biến đổi về thành phần hóa học và đặc tính vật lý tùy thuộc vào giống, gốc ghép, đất, phân bón, tuổi, độ chín, vị trí trên cây… Tuy nhiên, hầu hết các giống đều có cấu trúc và giải phẩu học tương tự nhau.(Berk, Zeki, 2016) Quả được bao bọc bởi một lớp biểu bì rất mỏng (dưới 3 µm) được cấu tạo từ vật liệu polyme hóa và sáp tự nhiên. Lớp biểu bì này sẽ giúp bảo vệ quả chống lại côn trùng, vi sinh vật, điều chỉnh sự trao đổi khí như oxy và carbon dioxideđồng thời nó cũng giúp hạn chế sự mất nước. Bên dưới lớp biểu bì là lớp thượng bì, được gọi là lớp flavedo (tiếng latin flavus có nghĩa là màu vàng), lớp flavedo này mang các sắc tố của vỏ tập trung ở các thể dưới tế bào, plastids hoặc lục lạp nếu có màu xanh lục, sắc 9 tố màu nếu là màu vàng, cam, đỏ. Lớp này chứa tinh dầu của vỏ, các tinh dầu này bị giữ lại trong các tuyến hình cầu có kích thước từ 10µm đến 0,5mm.

Lớp ở giữa, dưới lớp flavedo là lớp trung bì, được gọi là lớp albedo (tiếng latin ablus có nghĩa là màu trắng) hay là lớp cùi vỏ. Albedo là một lớp mô trắng giống bọt biển, đặc biệt giàu pectin. Độ dày lớp albedo rất khác nhau giữa các giống khác nhau, độ dày từ vài mm đến 1-2cm ở cái giống khác nhau. Bên trong quả, bên dưới lớp vỏ là phần vỏ quả trong.

Ở các giống Citrus có thể ăn được, phần bên trong chính là phần chính của quả. Phần này được chia xuyên tâm thành các múi hoặc lá noãn, được phân định bằng các màng phân múi. Mỗi múi sẽ chứa số lượng lớn các túi hoặc “tế bào” dịch ép, mỗi túi dịch ép sẽ được chứa trong một màng mỏng. Các múi được sắp xếp theo một mô hình có thể đều đặn, phần lõi sẽ mở rộng ra xung quanh theo trục trung tâm của quả.

Phần lõi có thành phần giống với albedo và có thể được coi là phần mở rộng của vỏ quả giữa. Ở các giống có hạt, hạt sẽ được tìm thấy trong các múi, vị trí xung quanh trục trung tâm. Sơ đồ mặt cắt ngang của quả thuộc chi Citrus (Berk, Zeki, 2016) 1. Thành phần hóa học 1.

Phần vỏ quả  Tinh dầu vỏ Các chi họ Citrus được đặc trưng bởi sự hiện diện của các chất dễ bay hơi trong hoa, lá, đỉnh trái cuống trái. Tinh dầu vỏ là những chất lỏng có mùi được lấp đầy trong các tuyến không có ống dẫn 10 ở lớp vỏ ngoài, tinh dầu vỏ sẽ khác với với chất thơm có mặt bên trong quả. Tinh dầu ở đây không có nghĩa là “dầu” theo nghĩa hóa học bởi vì chúng không phải là chất béo trung tính mà là hỗn hợp của tecpen và các chất giống tecpen (tecpenoit), chúng được gọi là “dầu” vì đặc tính yêu béo, kỵ nước của chúng. (Berk, Zeki, 2016) Tinh dầu vỏ chứa một số lượng lớn các chất hóa học khác nhau.

Thành phần chính của tinh dầu (94 -96%) bao gồm các thành phần dễ bay hơi là monoterpenes, sesquiterpenes và các dẫn xuất oxy hóa của chúng (alcohols, aldehydes, esters của carboxylic acids, ketones), phần không bay hơi, chiếm một vài phần trăm của tinh dầu,được tạo ra từ sterol, carotenoid, acid béo, sáp và flavonoid(Mondello, L., 2002)  Pectin Pectin là polysaccharide dạng keo phức tạp, xuất hiện phổ biến ở thực vật. Chúng hiện diện ở lớp giữa của các tế bào liền kề. Cấu trúc phân tử thường bao gồm các polymer của acid D-galacturonic (acid polygalacturonic) với các kích thước khác nhau, liên kết với nhau bằng liên kết α- (1-4) – glycosidic tạo thành polymer mạch thẳng.(De Vries và cộng sự, 1983) Trong quả chưa chín, pectin ở dạng protopectin. Protopectin là tiền chất không hòa tan, được polymer hóa nhiều hơn của pectin và có thể liên kết với cellulose.

Trong quá trình chín của quả, protopectin dần dần được chuyển thành pectin nhờ vào hoạt động của enzyme protopectinase. Về mặt vật lý, sự chuyển đổi protopectin thành pectin hòa tan sẽ làm mềm trái cây. Hàm lượng và phần trăm pectin chiết xuất từ chanh và cam (Sulieman, AME và cộng sự, 2013) Trọng lƣợng pectin (g/100g) Phần trăm pectin Chanh 31,5 g 15,25 % Cam 41,5 g 20,75 %  Glycoside (flavonoid) Phân tử glycoside gồm 2 phần, một gốc đường được gọi là glycone và một gốc được gọi chung là aglycone theo quy ước thì là một chất nonsugar, có thể là alcohol, amine, phenol, sulfhydryl… Liên kết glycosidic được hình thành giữa carbon anomeric của đường và một nhóm chức của aglycone. 11 Trong phần lớn các glycosides của trái cây có múi, aglycones là một nhóm hóa chất phenolic được gọi là flavonoid.

Chủ yếu các glycosides của trái cây có múi là flavones, flavonols, and flavanones. Glycone sẽ liên kết với oxy của carbon vị trí thứ 7 của aglycone và được phân loại là O-glycoside. Naringin, flavonoid gây vị đắng, là một thành phần quan trọng là lớp albedo. Nồng độ naringin giảm dần khi chín nên vị đắng cũng sẽ giảm dần khi quả chín.

Có thể thủy phân liên kết glycosidic của naringin bằng enzyme naringiase để loại bỏ vị đắng. Eriocitrin cũng là một glycoside được tìm thấy với số lượng đáng kể trong vỏ chanh. Sự phân bố naringin trong chanh thô và bưởi (Yusof, S., Ghazali, HM, & King, GS, 1990) 1. Phần thịt quả Phần bên trong sẽ bao gồm các múi chứa túi dịch ép và hạt.

Đây là nguồn cung cấp sản phẩm chính: nước ép (bao gồm cả cùi). Dịch ép chứa 85-90% nước và các chất rắn hòa tan bao gồm 12 carbohydrate, acid, nito, lipid, khoáng chất và các thành phần phụ như glycoside, vitamin và sắc tố hòa tan. Đường chiếm khoảng 20% chất rắn hòa tan trong chanh chín. Trên thực tế sẽ không có tinh bột trong trái cây có múi khi chín.

Trong chanh, tỷ lệ đường khử rất khác nhau nhưng trên 70% và thường 90% và sucrose hầu như không có trong dịch ép của chanh chín. (Berk, Zeki, 2016)  Acid hữu cơ Bởi vì chất rắn hòa tan có chứa acid hữu cơ nên các loại trái cây có múi được xếp vào loại trái cây acid. Acid citric và acid malic là 2 loại chính được tìm thấy trong dịch ép, trong đó acid citric chiếm phần lớn nhất trong số các acid hữu cơ và chiếm tỷ lệ rất cao trong dịch ép từ chanh. Acid citric Bảng 1.

Giá trị tiêu biểu của hàm lượng acid citric trong nước ép của một số loại trái cây có múi (Berk, Zeki, 2016) Loại trái cây Độ acid chuẩn độ theo % pH Acid citric khan Cam 0,7 – 1,2 3,1 - 3,8 Bưởi 1,5 – 2,0 3,0 – 3,5 Chanh 6-9 2,2 -2,5 1.Tổng quan về đƣờng 13 Sucrose (còn gọi là saccharose) là một disaccharide (⍺ -D-glucose + β–D- fructose) với công thức phân tử C12H22O11. Nó được biết đến nhiều nhất với vai trò dinh dưỡng của con người (J Genova, 2007). Sucrose được sản xuất chủ yếu từ mía và củ cải đường, sucrose là một phần không thể thiếu trong chế độ ăn uống hàng ngày của con người, với số lượng hợp lý sẽ làm cho thực phẩm trở nên ngon miệng hơn (A.