Chương 1.1 TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Bưởi là loại cây ăn quả không chỉ mang lại tìm năng kinh tế tế cao phục vụ nhu cầu trong và ngoài nươc. Là loại quả được biết đến chỉ lấy phần thịt quả và phần còn lại được bỏ đi. Nhưng đã có nhiều nghiên cứu cho rằng các thành phần có trong vỏ bưởi rất có lợi cho sức khỏe. Tận dụng được nguồn nguyên liệu bỏ đi không đáng có này có thể tạo ra sản phẩm vỏ bưởi sấy dẻo chất lượng, góp phần đa dạ hóa các sản phẩm từ nguyên liệu này.
Trên thị trường cũng có các sản phẩm vỏ bưởi sấy dẻo, sấy khô, nhưng để giữ được màu sắc sản phẩm cũng là một yếu tố khá quan trọng về mặt cảm quan cũng như các yêu cầu chất lượng khác. Vì vậy việc khảo sát ảnh hưởng của điều kiện nhiệt độ và nồng độ đường có thể là các yếu tố quan trọng để đưa ra các thông số có thể tối ưu nhất.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu tổng quát Khảo sát các thông số nồng độ dung dịch và điều kiện nhiệt độ để tìm ra các thông số có thể tối ưu nhất về cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng cao.2 Mục tiêu cụ thể - Khảo sát nồng độ dung dịch có ảnh hưởng như thế nào lên hàm lượng chất rắn hòa tan (SG) và lượng nước mất (WL) trong mẫu nguyên liệu từ đó có thể đưa ra nhận xét với hàm lượng chất rắn hòa tan vào trong sản phẩm ở độ ngọt thích hợp. Đồng thời có thể nhận định thêm sự tương quan về cấu trúc ở những nồng độ khác nhau có hay không ảnh hưởng đến quá trình sấy tiếp theo. - Khảo sát nhiệt độ dung dịch có hay không ảnh ảnh lên SG, WL của qúa trình thẩm thấu, từ đó đưa ra nhiệt độ có thể phù hợp với giá trị cảm quan về màu sắc.
Nếu ở điều kiện không cần gia nhiệt sẽ hạn chế về mặt chi phí tiêu hao năng lượng. - Khảo sát nhiệt độ sấy có hay không lên đường cong tốc độ sấy đồng thời có thể nhận định thêm về màu sắc theo nhiệt độ và thời gian sấy khác nhau. Từ đó đưa ra thông số sấy có phù hợp nhất về màu sắc.1 MẤT NƯỚC THẨM THẤU 2.1 Định nghĩa Trong vài năm gần đây, việc khử thẩm thấu thực phẩm (OD) của thực phẩm, đặc biệt là trái cây và rau quả, đã được nghiên cứu trong nhiều thử nghiệm (Fito 1994). Mất nước thẩm thấu là một quá trình loại bỏ một phần nước từ vật liệu tế bào ẩm.
Điều này làm giảm các thay đổi vật lý, hóa học và sinh học trong quá trình sấy ở nhiệt độ cao hơn mà không liên quan đến thay đổi pha và do đó thúc đẩy tiết kiệm năng lượng (Azarpazhooh and Ramaswamy 2010). Khử nước một phần và tích lũy trực tiếp các miếng thức ăn có thể thu được bằng cách ngâm trong dung dịch đậm đặc. Quá trình này, được gọi là quá trình khử nước thẩm thấu hoặc khử nước và ngâm tẩm (quy trình DIS), có thể được sử dụng như một tiền xử lý trước khi xử lý bổ sung, và có thể dẫn đến tiết kiệm năng lượng và cải thiện chất lượng. Trong mất nước thẩm thấu (OD), mô tế bào được ngâm trong dung dịch đường hoặc muối đậm đặc để thúc đẩy mất nước trong tế bào do sự khác biệt về tiềm năng hóa học nước giữa dung dịch bên ngoài và pha lỏng bên trong của tế bào.
Tuy nhiên, do cấu trúc mở của mô trong các khoảng gian bào và cắt các tế bào bên ngoài, sự khuếch tán của các chất hòa tan bên ngoài và tăng cường thủy động của dung dịch bên ngoài cũng xảy ra. Điều này góp phần tạo ra dòng nước đối diện ròng và các chất hòa tan cho phép mô được cô đặc với tỷ lệ hòa tan / mất nước (SG / WL) xác định tùy theo điều kiện quá trình. Ngoài nước, còn có các chất tan và dung dịch trong mô, biến dạng tế bào và biến đổi tế bào sinh lý do các phản ứng hóa học và sinh hóa liên quan đến mất nước. Tất cả những hiện tượng này gây ra những thay đổi không chỉ trong các tính chất vĩ mô của mẫu, chẳng hạn như tính chất quang học và cơ học có liên quan đến hình thức và kết cấu sản phẩm, tương ứng (A Chiralt, Fito, and Science 2003).
Các quá trình thẩm thấu gây ra không chỉ nước và chất tan trong mô mà còn thay đổi cấu trúc tế bào, tùy thuộc vào tỷ lệ trong đó các cơ chế vận chuyển khác nhau hoạt động trong hệ thống: vận chuyển nước và chất hòa tan và dung dịch thủy động của dung dịch bên ngoài. Loại thứ hai là quan trọng hơn trong các mô xốp, đặc biệt là khi được gửi đến quá trình ngâm tẩm chân không. Các cấu hình cấu 2 trúc và cấu trúc khác nhau được tạo ra tùy thuộc vào các biến quy trình và cấu trúc mô; các tế bào gần giao diện mẫu thực tế được cân bằng hoàn hảo trong thành phần với dung dịch thẩm thấu, trong khi các tế bào bên trong nhiều hơn có thể vẫn không thay đổi. Các cấu hình cấu trúc của tổ hợp được phát triển trong mô trong quá trình này có tác động lớn đến các tính chất vật lý (như quang học và cơ học) và hóa học (như cấu hình dễ bay hơi) của sản phẩm cuối cùng, một phần do sự khác biệt về số lượng độ sâu của tế bào, thay đổi và không thay đổi.
Mức độ trao đổi chất lỏng khí xảy ra trong mô cũng đóng một vai trò liên quan (Amparo Chiralt and Talens 2005).2 Cơ chế quá trình mất nươc thẩm thấu Nước có từ trong khối nguyên liệu mẫu sẽ vận chuyển ra môi trường bên ngoài dung dịch đồng thời có sự chuyển khối hàm lượng chất rắn hòa tan có trong dịch dịch vào bên trong khối nguyên liệu theo cơ chế thẩm thấu ngược. Tuy nhiên không chỉ nước có trong nguyên liệu mà còn có các chất dinh dưỡng như: khoáng chất, vitamin,…mong muốn có trong sản phẩm có thể cũng bị vận chuyển ra ngoài môi trường dung dịch thẩm thấu (A.1: Sơ đồ rút gọn, chuyển khối trong quá trình thẩm thấu (A.3 Các phương pháp thẩm thấu - Mất nước thẩm thấu ở điều kiện áp suất thường. - Mất nước thẩm thấu chân không xung (PVOD) ngụ ý giảm áp suất của hệ thống khi bắt đầu quá trình. Trái ngược với các quá trình khử nước thẩm thấu áp suất thông thường (OD), PVOD cho rằng việc ngâm tẩm chân không (VI) của sản phẩm, dẫn đến hành động kết hợp của các cơ chế thủy động lực học.
Nghiên cứu 3 về các hiệu ứng này trong một loạt các biến hoạt động sẽ cho phép chúng ta hiểu rõ hơn về các hiện tượng chuyển khối trong quá trình (Barat, Chiralt, and Fito 2001).4 Các yếu tổ ảnh hưởng quá trình thẩm thấu - Nồng độ dung dịch thẩm thấu: nồng độ dung dịch thẩm có tác động trực tiếp đến cấu trúc mềm dẻo, độ ngọt có thể chấp nhận được ở nồng độ phù hợp. Nồng độ dung dịch càng cao dẫn đến tốc độ thẩm thấu càng chậm do độ đậm đặc của dung dịch ngâm. - Nhiệt độ dung dịch thẩm thấu: nhiệt độ cũng là yếu tố quyết định sự thẩm thấu của dung dịch vào bên trong khối nguyên liệu. Theo thực nghiệm cho thấy nhiệt độ dung dịch càng cao thì sự thẩm thâú của hàm lượng chât hòa tan có phần nhiều hơn.
Tuy nhiên nó không ảnh hưởng quá lớn. Tùy vào mẫu nguyên liệu là gì để đề ra nhiệt độ phù hợp cho quá trình thẩm thấu để đảm bảo chất lượng về mặt cảm quan cũng như thành phần dinh dưỡng. - Thời gian thấu thẩm: thời gian thẩm thấu dài hay ngắn có ảnh hưởng lớn đến sự mật nước thẩm thấu trong nguyên liệu. Thời gian thẩm thấu càng lâu thì hàm lượng chất tan có trong dung dịch từ từ thẩm thấu vào khối nguyên liêu như mong muốn.
Hàm lượng chất tan sẽ thẩm thấu vào nguyên liệu theo cơ chế từ dung dịch đến bề mặt của nguyên liệu, từ đó thẩm thấu vào bên trong khối nguyên liệu. Ngược lại thời gian thẩm thấu càng ngắn, tức thời gian không đủ dài để chất tan trong dung dịch thẩm thấu vào khối nguyên liệu sẽ cho ra sản phẩm mong muốn chưa đủ vị theo yêu cầu. Tuy nhiên thời gian thẩm thấu dài hay ngắn còn phụ thuộc vào kích thước hay cấu trúc của mẫu nguyên liệu. - Kích thước nguyên liệu: kích thước của mẫu nguyên liệu cũng là yếu tố quyết định đến điều kiện thẩm thấu.
Kích thước mẫu nguyên liệu quá lớn, dày hay mỏng dẫn đến quá trình thẩm thấu nhanh hay chậm. - Cấu trúc đặc trưng của nguyên liệu: cấu trúc giòn xốp, dẻo, hay mọng nước cũng cho biết ảnh hưởng đến qúa trình mất nước thẩm thấu. Mức độ hấp thu chất rắn hòa tan dễ dàng hay phức tạp phụ thuộc vào cấu trúc nguyên liệu.5 Ứng dụng công nghệ mất nước thẩm thấu Mất nước thẩm thấu liên quan đến các sản phẩm rắn giàu nước được ngâm trong dung dịch nước đậm đặc (chủ yếu dung dịch đường hoặc muối). Hiện ứng công nghệ mất nước thẩm thấu phục vụ lĩnh vực thực phẩm đang dần phổ biến như: 4 - Các sản phẩm trái cây sấy dẻo từ nguyên liệu xoài, chuối, nho, mận, ổi….
- Các sản phẩm sấy dẻo từ rau quả: cà rốt, cà chua, khoai lang…. - Các sản phẩm thịt, thủy hải sản, v. Đến nay, các ứng dụng công nghiệp của quá trình này chủ yếu bị hạn chế dây chuyền sản xuất trái cây bán kẹo, kiểm soát trong đó chủ yếu là theo kinh nghiệm Những tiến bộ gần đây trong việc kiểm soát chuyển khối đã mở ra cách tối ưu hóa quá trình và sự phát triển của các ứng dụng mới lần lượt, đã kích hoạt các lĩnh vực nghiên cứu mới trong những năm tới đến. Chúng chủ yếu liên quan đến việc quản lý các giải pháp tập trung và xác nhận vi sinh của quá trình.
Ngoài ảnh hưởng của cấu trúc rắn, chuyển khối lượng phụ thuộc vào các biến vận hành, chẳng hạn như diện tích bề mặt cụ thể của miếng thức ăn, nhiệt độ, thời gian, nồng độ và thành phần của dung dịch (tức là chất tan trọng lượng phân tử và tính chất, sự hiện diện của các ion), chế độ của tiếp xúc pha (pha rắn-lỏng), áp suất, và sản phẩm: tỷ lệ dung dịch.1 Định nghĩa Sấy là sử dụng nhiệt độ dể tách nước ra khỏi mẫu nguyên liệu.