Chương 1 TỔNG QUAN 1. Tính cấp thiết của đề tài 1.1 Sự biến đổi của vi sinh vật trong quá trình sấy [39] Sấy là một trong những phương pháp có lịch sử lâu đời nhất và được sử dụng phổ biến nhất. Mục đích công nghệ của quá trình sấy trong công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản là giảm hàm lượng ẩm có trong nguyên liệu; từ đó, làm giảm lượng nước; làm chậm sự phát triển của vi sinh vật, các biến đổi enzyme. Bên cạnh đó, quá trình sấy còn góp phần tạo những biến đổi về mặt hóa học và cảm quan; đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng.
Mục đích chính của quá trình sấy là để kéo dài thời gian bảo quản nông sản, góp phần chế biến nông sản thành sản phẩm có giá trị gia tăng cao. Đối với nông sản sấy, cần chú ý đến các yếu tố sau: Sự biến đổi vi sinh vật; các phản ứng hóa học; tính chất vật lý; hàm lượng dinh dưỡng Bảng 1.1: Các đặc trương liên quan đến chất lượng nông sản sấy [39] Vi sinh vật Hóa học Vật lý Dinh dưỡng - Các độc tố - Các phản ứng - Khả năng hoàn - Sự tổn thất - Các vi sinh vật tạo màu nguyên vitamin gây bệnh - Các phản ứng - Sự thay đổi cấu trúc - Sự tổn thất oxi hóa - Sự thay đổi cấu - Các vi sinh gây hoạt tính sinh - Sự thay đổi tạo hư hỏng trúc của các lỗ xốp học mùi trong nguyên liệu. Cụ thể, tác hại như sau: - Vi sinh vật trong quá trình sấy: Quá trình sấy là làm giảm hoạt độ nước, từ đó ức chế sự phát triển của vi sinh vật. Quá trình sấy không tiêu diệt vi sinh vật như các quá trình tiệt trùng hay thanh trùng.
Do đó, vi sinh vật không hoàn toàn bị tiêu 1 Luan van diệt như các sản phẩm vô trùng. Tuy nhiên, thông qua quá trình sấy, dưới tác dụng của nhiệt độ cũng như việc giảm hoạt độ của nước, khả năng kháng nhiệt của vi sinh vật sẽ giảm đi đáng kể. Và do vi sinh vật bị ức chế, nên các độc tố cũng như các hư hỏng do quá trình sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật tạo ra cũng được ức chế. - Sự thay đổi về tính chất vật lý của nguyên liệu: Quá trình sấy thường tạo ra những biến đổi đáng kể về cấu trúc.
Một trong những biến đổi quan trong nhất là hiện tượng co lại của nguyên liệu (shrinkage). Nguyên nhân của hiện tượng này là do khi mất nước, các mô có xu hướng co lại, dẫn đến sự co lại của cả nguyên liệu. Cùng với hiện tượng co lại, khả năng tái hút ẩm (hoàn nguyên) cũng là một thuộc tính quan trọng. Khả năng tái hút ẩm thường tỷ lệ nghịch với sự co lại của nguyên liệu.
Sự thay đổi về tính chất vật lý phụ thuộc vào nhiệt độ, tốc độ bay hơi nước và thành phần hóa học của nguyên liệu. - Sự biến đổi của các thành phần dinh dưỡng trong nguyên liệu: Trong các loại nguyên liệu giàu vitamin và các hoạt chất sinh học như trái cây, dưới tác dụng của nhiệt độ, các thành phần này dễ bị tổn thất, từ đó, làm giảm giá trị dinh dưỡng của nguyên liệu.2 Vấn đề năng lượng trong quá trình sấy [39] - Quá trình sấy là một trong những quá trình tiêu hao năng lượng nhiều nhất trong lĩnh vực công nghệ sau thu hoạch và chế biến nông sản. Tiết kiệm năng lượng trong quá trình sấy là góp phần tăng lợi nhuận. Theo tính toán, trung bình tăng hiệu quả sử dụng năng lượng 1% trong quá trình sấy có thể tăng lên đến 10% lợi nhuận trong quá trình sản xuất.
Năng lượng trở thành một trong những vấn đề được quan tâm nhiều nhất trong quá trình sấy nông sản. - Các tổn thất năng lượng trong quá trình sấy gồm có: tổn thất trong dòng khí thải, tổn thất trong nguyên liệu, tổn thất do rò tác nhân sấy và tổn thất do sấy quá mức yêu cầu. - Theo quy hoạch phát triển vùng trồng dược liệu ở Việt Nam, Lâm Đồng là một trong những tỉnh được xác định có nhiều tiềm năng để phát triển vùng sản xuất 2 Luan van dược liệu theo hướng hàng hóa nhờ điều kiện tự nhiên thuận lợi. Hiện tại trên địa bàn tỉnh có vùng thâm canh cây dược liệu quý như : Đẳng sâm, Ngưu tất, Bạch chỉ, Đan sâm, Đương quy Nhật Bản.
Trong đó sâm Đương quy Nhật Bản tại Lâm Đồng làm nguyên liệu sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng” (thuộc Chương trình hỗ trợ ứng dụng và chuyển giao tiến bộ KH&CN phục vụ phát triển kinh tế - xã hội nông thôn, miền núi, vùng dân tộc thiểu số giai đoạn 2016-2025 do Bộ KH&CN quản lý). Tuy nhiên, sâm Đương quy sau thu hoạch thường được sơ chế bảo quản bằng phương pháp sấy với nguồn nhiệt nóng từ 50 – 550C, hoặc phơi khô điều đó ảnh hưởng đến chất lượng các giá trị dược liệu quý của sâm, và mùi vị tự nhiên của củ và thời gian bảo quản cũng chỉ được 5 - 7 ngày dẫn đến thu nhập của bà con giảm khi được mùa mà mất giá sau thu hoạch Đây là điều trăn trở của bà con nông dân có vùng dược liệu. Đó cũng là lý do em chọn đề tại luận văn: “Nghiên cứu, thực nghiệm xác định các thông số công nghệ sấy sâm Đương quy bằng phương pháp sấy thăng hoa” 1. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài + Thực nghiệm xác định các chế độ sấy phù hợp trên máy sấy thăng hoa với đối tượng sâm Đương quy: - Nhiệt độ cấp đông; - Thời gian sấy; - Nhiệt độ sấy; - Phân tích hàm lượng polysaccharide.
Tổng quan về sâm Đương quy 1. Đặc điểm hình thái Nhân sâm là một loại thảo dược thiên nhiên có rất nhiều chủng loại, mỗi chủng loại sẽ có công dụng khác nhau. Như thường lệ, để không bị nhầm lẫn giữa các loại sâm và phân biệt hàng thật hàng giả thì chúng ta phải biết được đặc điểm nhận dạng sâm Đương quy cũng như nơi phân bố của chúng. Đương quy có tên khoa học là Angelica Sinensis (Oliv.) Diels; là loại cây thảo sống nhiều năm, cao từ 40 - 80cm.
Rễ Đương quy rất phát triển với chiều dài khoảng 20cm. Đường kính 3 Luan van của dễ khoảng 0.5 cm có màu nâu nhạt và có nhiều nếp nhăn dọc theo thân rễ. Rễ đương quy dài 10 - 20 cm, gồm nhiều nhánh, thường phân biệt 3 phần: Phần đầu gọi là quy đầu, phần giữa gọi là quy thân, phần dưới gọi là quy vĩ. Đường kính quy đầu 1,0 - 3,5 cm, đường kính quy thân và quy vĩ 0,3 - 1,0 cm.
Mặt ngoài màu nâu nhạt, có nhiều nếp nhăn dọc. Mặt cắt ngang màu vàng ngà, có vân tròn và nhiều điểm tinh dầu. Thân hình trụ, màu tím có rãnh dọc màu tím. Lá mọc so le, xẻ lông chim 3 lần; cuống dài 3-12cm, có bẹ to ôm thân; lá chét phía dưới có cuống dài, các lá chét ở ngọn không cuống, chóp nhọn, lá chét lại xẻ 1-2 lần nữa, mép khía răng không đều.1: Củ sâm Đương quy và khô sâm thát lát [37] Cụm hoa của cây bao gồm các tán nhỏ tỏa đều ra dạng hình cầu.
Cụm hoa tán kép gồm 12-36 tán nhỏ dài ngắn không đều, hoa nhỏ màu trắng hay lục nhạt, đây là loại cây khá dễ để nhận biết với hoa nở thành chúng giống như những bông pháo hoa. Quả bế, dẹt, và cũng có màu tím nhạt. Cây thường ra hoa và kết quả vào mùa thu tức là khoảng tháng 8, tháng 9 Âm lịch. Sâm Đương quy là loài cây phát triển ở vùng núi cao trên 1500, nơi khí hậu ẩm mát.
Đa số ở các tỉnh ở phía Tây Bắc như: Sapa (Lào Cai), Mù Cang Chải (Yên Bái), Vân Hồ (Sơn La), Tủa Chùa ( Điện Biên), Tam Đường (Lai Châu) và các tỉnh khu vực Tây Nguyên như: Ngọc Lĩnh (Kontum), Buôn Ma Thuột (Đắc Lắc) và Đà Lạt (Lâm Đồng). 4 Luan van Hình 1.2: Hoa sâm Đương quy [37] 1. Thành phần hóa học và công dụng của sâm Đương quy Qua nghiên cứu của các nhà khoa học, củ sâm Đương quy có chứa chất polysaccharides đây là 1 chất cực kỳ quan trọng. Nó giúp tăng cường hoạt huyết, sức đề kháng, tăng cường miễn dịch và ức chế khối u giúp các tế bào khỏe mạnh.
Ngoài ra trong sâm Đương quy còn chứa nhiều hoạt chất: + Ligustilid trong tinh dầu có tác dụng làm tăng tuần hoàn máu. + N-butylphtalid có tác dụng chữa đột quị do thiếu máu não cục bộ cấp tính. + Coumarin có tác dụng hoạt huyết. + Phytoestrogen làm giảm tác dụng kiểu oxytoxin của hormone tuyến yên, ức chế co bóp tử cung, chống viêm và hạ huyết áp.
+ Acid hữu cơ ferulic có tác dụng ức chế ngưng tập tiểu cầu. Tình hình phơi sấy sâm Đương quy hiện nay ở Việt Nam Phương pháp phơi tự nhiên: Sau khoảng 14 tháng trồng, đương quy bắt đầu cho thu hoạch củ. Củ lớn có thể nặng đến 8 lạng. Sản phẩm thu về cắt bỏ lá, đưa vào sơ chế rửa sạch đất cát trước khi chế biến 5 Luan van Hình 1.3: Thu hoạch sâm đương quy [37] Người xử lý làm sạch đất trong các kẽ rễ củ bằng cách xịt rửa dưới vòi nước áp lực lớn có tia nước nhỏ.
Công đoạn này khó sử dụng máy móc vì làm gẫy các rễ nhỏ Hình 1.4: Sâm đương quy được xịt rửa loại bỏ đất cát [38] Sau khi rửa sạch củ được đem vào để ráo, sắp xếp trên các khay được đem đi phơi nắng, phơi khô. Lúc này cần nắng đều, nhiệt độ cao 6 Luan van Hình 1.5: Công đoạn xếp vào khay trước khi phơi khô [38] + Ưu điểm: - Đơn giản, không cần thiết bị gì đặc biệt. - Kỹ thuật thao tác đơn giản - Giá thành chế biến sản phẩm thấp + Nhược điểm: - Phụ thuộc hoàn toàn vào điều kiện thời tiết - Về mặt cảm quan: màu sắc biến đổi, biến dạng cơ học - Ảnh hưởng rất lớn đến dược tính - Không đảm bảo về mặt vệ sinh 7 Luan van Hình 1.6: Thu hoạch sau khi phơi nắng [38] + Phương pháp sấy tiếp xúc: Nguyên liệu sau thu hoạch: Tiền xử lý – Hong khô vài ngày trong bóng mát – Vận chuyển về cơ sở chế biến sấy bằng củi đốt hoặc trấu, củi tạp với công suất lò 200kg Đương quy thành phẩm trong 48giờ; tỉ lệ chế biến thành phẩm 5-6 sản phẩm tươi ra 01 sản phẩm khô Nhược điểm: Ảnh hưởng đến cấu trúc, mùi vị, màu sắc, giá trị dinh dưỡng, sự hoàn nguyên của sản phẩm Hình 1.