CHƯƠNG I TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Giới thiệu về nguyên liệu sản xuất 1. Nguồn gốc và tình hình phát triển của ngành điều Việt Nam [16] Cây điều có tên khoa học Anacardium occidentale L. Một số vùng nước ta còn gọi là cây đào lộn hột.
Tên tiếng Anh thường gọi là “Cashew”.1: Hoa và trái điều Cây điều được du nhập vào nước ta từ thế kỷ thứ XVIII, ban đầu được trồng phân tán trong các vườn hộ gia đình và đồn điền. Sau năm 1975 cây điều được chọn là cây trồng phủ xanh đất trống đồi trọc kết hợp lấy hạt, trái. Từ năm 1980 trở đi, cây điều được quan tâm mở rộng diện tích trồng theo hướng thu hoạch hạt phục vụ cho chế Chuyên ngành Hóa Dầu 1 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT biến xuất khẩu. Năm 1988 ngành chế biến xuất khẩu nhân điều được hình thành; diện tích cây điều lúc đó vào khoảng 35.000 ha trồng từ hạt, trong đó non nửa diện tích đã cho thu hoạch.
Năm 1999 diện tích cây điều cả nước đã tăng lên 240.000 ha, sản lượng hạt thô 70.000 tấn; cả nước có 60 cơ sở chế biến hạt điều, kim ngạch xuất khẩu đạt 110 triệu đô la Mỹ (USD). Trong 32 nước trồng điều trên thế giới, Việt Nam là một trong 3 nước có diện tích và sản lượng điều cao nhất. Hiện nay, Việt Nam có khoảng 450.000 ha điều được trồng tập trung nhiều nhất chủ yếu ở các tỉnh Đông Nam bộ như: Bình Phước, Bà Rịa – Vũng Tàu, Đồng Nai và vùng Tây Nguyên. Mặc dù trong giai đoạn nền kinh tế thế giới phục hồi chậm sau khủng hoảng tài chính nhưng tốc độ tăng kim ngạch xuất khẩu nhân điều năm 2010 của Việt Nam ước đạt trên 1 tỷ USD, cao nhất từ trước tới nay.
Với kết quả ấn tượng này, trong 4 năm liên tục (2006-2010) Việt Nam đã trở thành nước có số lượng và kim ngạch xuất khẩu nhân điều số 1 thế giới và giữ vững vị trí nước chế biến đứng thứ 2 thế giới sau Ấn Độ và đứng thứ 3 thế giới về năng suất và sản lượng sau Ấn Độ và Bờ Biển Ngà. Ngành điều Việt Nam đặt mục tiêu, năm 2011 diện tích trồng điều cả nước sẽ đạt 450 nghìn ha với sản lượng thu hoạch 500 nghìn tấn, chế biến xuất khẩu khoảng 200 nghìn tấn điều nhân, thu về khoảng 1,5 tỷ USD, tăng khoảng 32% về giá trị so với năm 2010. Để duy trì tốc độ sản xuất và xuất khẩu, vừa qua, Hiệp hội điều Việt Nam (Vinacas) đã trình lên Bộ NN&PTNT quy hoạch chi tiết ngành điều. Trong bản quy hoạch này, Vinacas đề nghị xây dựng vùng chuyên canh điều rộng 200.000ha tại tỉnh Bình Phước, nơi được mệnh danh là thủ phủ của loại cây này.
Theo Chủ tịch VINACAS, mục tiêu đề ra của ngành điều đến năm 2020 là giữ diện tích trồng điều từ 315. Trong đó, tập trung vùng Đông Nam bộ 180.000 ha, Tây Nguyên 90.000 ha và Duyên Hải Nam Trung bộ 25.000 ha; sản lượng điều thô cho chế biến 350.000 tấn; kim ngạch xuất khẩu đạt 1,5 tỷ USD vào năm 2020. Yêu cầu về sinh thái của cây điều [14] Về sinh thái, cây điều phát triển tốt ở những điều kiện: Chuyên ngành Hóa Dầu 2 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT - Nhiệt độ: trung bình năm từ 24 – 280C , trung bình tối thấp 180C, trung bình tối cao 380C, không có sương giá.600 mm/ năm, độ ẩm không khí tương đối 65 – 85 %; có hai mùa mưa và khô rõ rệt kéo dài 5 – 6 tháng. - Gió: ở những vùng ít bị ảnh hưởng của gió bão và lốc xoáy, tốc độ gió từ 2 – 25 km/ giờ.
- Đất: cây điều có thể mọc được trên nhiều loại đất, nhưng phát triển tốt trên các loại đất cát, cát pha, thịt nhẹ, đất tơi xốp có tầng đất dầy trên 1m, tầng nước ngầm sâu từ 1,5 m đến trên 5 m; đất phải thoát nước; độ pH từ 5 – 7,3; độ cao so với mặt nước biển dưới 700 m. Các thành phần của trái điều [16] Hình 1.2: Hình dạng và cấu tạo trái điều Hạt điều (trái thực của cây điều) là phần có giá trị kinh tế cao nhất. Ngoài ra còn có sinh tố B1, sinh tố E và nhiều chất khoáng rất cần cho cơ thể con người. Do vậy nhân điều là thực phẩm bổ dưỡng cao cấp, được người tiêu dùng ở nhiều nước trên thế giới ưa chuộng.
Chuyên ngành Hóa Dầu 3 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT Vỏ hạt điều chứa 18 – 23% dầu vỏ điều, là nguyên liệu để chế ra các loại sản phẩm như: sơn phủ kim loại, sơn cách điện, sơn mỹ nghệ, bột ma sát, thuốc bảo quản gỗ v.v… Hiện nay, dầu vỏ điều cũng là một mặt hàng xuất khẩu. Trái điều (trái giả của cây điều) cho dịch ép trong đó chứa đường, nhiều chất khoáng, sinh tố (C, B1, B2, PP), có thể chế ra nước uống, sirô cô đặc, rượu điều, mứt, rau xanh; bã trái làm thức ăn cho gia súc, phân bón v.1: Thành phần hóa học có trong 100g quả điều tươi [17] Thành phần Hàm lượng Nước 84,4 – 88,7 g Protein 0,101 – 0,162 g Chất béo 0,05 – 0,50 g Carbohydrate 9,08 – 9,75 g Chất xơ 0,4 – 1,0 g Khoáng 0,19 – 0,34 g Canxi 0,9 – 5,4 g Photpho 6,1 – 21,4 mg Sắt 0,19 – 0,71 mg Carotene 0,03 – 0,742 mg Thiamine 0,023 – 0,03 mg Riboflavin 0,13 – 0,4 mg Niacin 0,13 – 0,539 mg Acid Ascorbic 146,6 – 372,0 mg Tanin 0,42 – 0,48 g Chuyên ngành Hóa Dầu 4 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT Bảng 1.2: Đặc trưng hóa lý của dịch trái điều [8] Đặc trưng hóa lý max min Trung bình Trọng lượng trái (g) 140,7 13,0 37,9 Brix 18,3 7,2 12,4 Độ acid (theo malic) 0,7 0,1 0,3 pH 4,6 3,7 4,0 Acid ascorbic (mg%) 265,5 17,2 105,4 Đường khử 17,7 5,3 10,7 glucoza 11,6 5,1 7,9 Fructoza 6,5 0,2 2,6 Tanin 0,7 0 0,2 Protein (N x 6,25) 0,3 0,2 0,3 Dịch trái (%) 84,3 46,9 67,1 1. Tanin trong trái điều [8] Hàm lượng tanin trong dịch trái điều khá cao gây nên vị chát, khé cổ khi uống do đó ảnh hưởng lớn đến quá trình chế biến và tận dụng dịch quả điều. Cho đến nay cũng chưa có tài liệu nào nói đầy đủ về các thành phần của tanin trong trái điều.
Tuy nhiên do bản chất là tanin thực vật nên tanin trong quả điều cũng có những tích chất sau: - Trọng lượng phân tử của tanin biến thiên từ 500 đến 3000. Ở thể rắn tanin kết tinh vô định hình và có vị chát đắng ở mức độ khác nhau. Trong y học tanin của một số loại cây được dùng làm thuốc, trong công nghiệp tanin được dùng làm thuộc da. - Nói chung các loại tanin đều tan trong nước trừ tanin (kết hợp ) và hòa tan được trong một số dung môi hữu cơ như: rượu, ete, aceton, atylacetac.
Phần lớn tanin không tan trong dầu hỏa và cloroform. Một số tính chất hóa học: Chuyên ngành Hóa Dầu 5 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT - Khi tác dụng với dung dịch Kali Bicromat hoặc acid cromic tạo thành kết tủa màu xanh nhạt. - Tanin tác dụng với vanilin tạo thành phức vannilin-tanin có màu nâu đỏ trong môi trường acid. - Tác dụng với dung dịch amonferixianua, alcaloit sẽ tạo thành phức tương ứng với kết tủa.
Tính chất này có ý nghĩa quan trọng là dùng chúng để kết tủa protein trong công nghiệp thuộc da, khử độc khi bị nhiễm độc alcoloit và khi cần có thể tủa để loại bỏ tanin ra khỏi dung dịch. - Tanin có khử mạnh trong không khí nó dễ dàng bị oxy hóa nhất là trong môi trường kiềm chúng bị oxy hóa rất mạnh. Sản phẩm tự oxy hóa của tanin có màu nâu đỏ sau đó chuyển sang màu xám đen hoặc nâu thẩm. - Tanin bị oxy-hóa sâu sắc và triệt để khi tác dụng với KMnO4 trong môi trường aicd hoặc với dung dịch iod trong môi trường kiềm.
Người ta lợi dụng tính chất này để định lượng tanin có trong nguyên liệu thực vật. - Ngoài những tính chất trên tanin còn có thể tác dụng với nhiều hợp chất vô cơ và hữu cơ khác. Đặc biệt là dưới tác dụng của enzim oxy - hóa khử tương ứng. Tanin thực vật dễ dàng bị oxy - hóa và ngưng tụ thành những sản phẩm có màu hoặc không màu ảnh hưởng trực tiếp đến màu sắc và chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm thực phẩm được chế biến từ nguyên liệu thực vật.
Các nghiên cứu về tận dụng trái điều Trên thế giới Từ lâu nhiều quốc gia trên thế giới đã sử dụng nguồn phụ phẩm này như một loại thực phẩm. Ở châu Phi, Ấn Độ, Mô-dăm-bích và Brazil người ta sử dụng nước trái điều như một loại nước giải khát và sản xuất sirô, kẹo từ trái điều. Các sản phẩm từ trái điều như: Cashola: nước giải khát có gas được sản xuất từ dịch ép trái điều đã được xử lý tới nồng độ 29 0Bx và độ axit 0,4 % rồi pha loãng với 3 thể tích nước [Anon,1970]. Cajuada: một loại đồ uống phổ biến ở miền nam Brazil, trong thành phần chỉ có dịch ép trái điều pha với nước hoặc kết hợp với sữa [Johnson,1977].
Chuyên ngành Hóa Dầu 6 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT Cajuina: đồ uống không cồn chế biến từ dịch ép trái điều lọc trong và thanh trùng. Caju aperativo: đồ uống được sản xuất từ dịch trái điều pha trộn với rượu mía. Satyavithi và các cộng sự, năm 1963 đã nghiên cứu đưa ra quy trình sản xuất giấm trái điều.3: Một số sản phẩm từ nước điều Ở Việt Nam Việc nghiên cứu đa dạng hóa sản phẩm từ trái điều đã được thực hiện cách đây vài năm nhưng hầu hết mới dừng lại ở khuôn khổ phòng thí nghiệm, một số ít ở quy mô nhỏ lẻ, thủ công: Nhóm nghiên cứu của TS. Cao Văn Hùng, thuộc Viện Cơ điện nông nghiệp và Công nghệ sau thu hoạch, đã tiến hành nghiên cứu và chuyển giao công nghệ cất rượu Chuyên ngành Hóa Dầu 7 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm Đồ án tốt nghiệp đại học-Khóa 2008 – 2012 Trường ĐHBRVT điều thủ công cho nông dân xã Cát Hanh, huyện Phù Cát, tỉnh Bình Định và xã Tân Lập, huyện Đồng Phú, tỉnh Bình Phước.
Công nghệ sản xuất cồn khô từ phế phẩm của trái điều do Th.