ĐẶT VẤN ĐỀ Bơ được xem như một loại trái cây có giá dinh dưỡng cao. Trong thịt quả bơ, chất béo chiếm hàm lượng chính, được xem là loại trái cây có hàm lượng béo cao nhất trong tất cả các loại trái cây. Đặc biệt, chất béo chủ yếu là chất béo không no, rất tốt cho sức khỏe của người sử dụng. Đồng thời, bơ cũng được biết đến như loại trái cây có chứa hàm lượng các chất oxi hóa rất cao, đặc biệt là các polyphenols.
Do những giá trị như thế, hiện nay, bơ được sử dụng rất nhiều trong thực phẩm và mỹ phẩm như: sử dụng như trái cây tươi, dầu bơ, bột bơ, các sản phẩm có bổ sung dầu hoặc bột bơ… Tuy nhiên, do các thành phần trong quả bơ rất nhạy cảm với nhiệt độ, đặc biệt là polyphenols, dẫn đến làm giảm giá trị có nó trong quá trình bảo quản và chế biến. Ngoài ra, để thu hồi dầu, do hàm ẩm cao nên việc tách dầu khá khó khăn, chi phí dung môi và làm sạch lớn. Để khắc phục những hạn chế trên, việc tách ẩm khỏi thịt quả bơ cần được thực hiện. Phương pháp phổ biến để tách nước từ trái cây hiện nay là sấy.
Phương pháp sấy phổ biến nhất là sấy đối lưu dùng không khí nóng. Tuy nhiên, điều kiện nhiệt độ cao và có sự hiện diện của oxy sẽ làm cho polyphenols bị oxi hóa. Trong nhiều trường hợp, chất béo không no cũng bị oxi hóa bởi quá trình sấy bằng không khí nóng. Để khắc phục hiện tượng đó, phương pháp sấy thăng hoa cũng thường được áp dụng.
Phương pháp này cho chất lượng sản phẩm tốt, ít bị biến đổi về mặt dinh dưỡng; tuy nhiên, chi phí đầu tư trang thiết bị và năng lượng cho quá trình sấy lại cao hơn so với sấy bằng không khí nóng. Phương pháp sấy đối lưu ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ của bơn nhiệt để tách ẩm cũng thường được áp dụng để hạn chế sự biến đổi về mặt dinh dưỡng và màu sắc. Tuy nhiên, tốc độ sấy thường chậm, dẫn đến thời gian sấy dài và năng suất thiết bị thấp. Phương pháp sấy bằng tác nhân sấy là hơi quá nhiệt gần đây được áp dụng khá nhiều trong quá trình sấy nông sản, thực phẩm.
Trong phương pháp này, tác nhân sấy là hơi quá nhiệt, có nhiệt độ cao và ít oxi. Do đó, các phản ứng oxi hóa do sự hiện diện của oxi sẽ bị hạn chế. Đồng thời, nhiệt độ cao sẽ góp phần ức chế vi sinh vật, các enzyme không có lợi để góp phần hạn chế các biến đổi do chúng tạo ra. viii Trên cơ sở đó, trong đề tài này, khả năng sấy thịt quả bơ bằng các phương pháp sấy khác nhau, với các điều kiện nhiệt độ khác nhau sẽ được thực hiện nhằm lựa chọn phương pháp sấy phù hợp để bảo quản và chế biến thịt quả bơ.
Mục tiêu đề tài: - Mục tiêu tổng quát: nâng cao giá trị của quả bơ nhầm cải thiện thu nhập cho người trồng bơ đồng thời cung cấp sản phẩm có giá trị cao đến người sử dụng. - Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt so với các phương pháp sấy khác để sấy thịt quả bơ phục vụ cho quá trình chế biến bơ. Nội dung nghiên cứu: - Khảo sát quá trình sấy thăng hoa thịt quả bơ với điều kiện sấy như sau: Áp suất chân không 100.10-3mbar, nhiệt độ tại buồng ngưng tụ tách ẩm: -50 oC, nhiệt độ sấy bằng nhiệt độ môi trường bên ngoài. - Khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy đối lưu bằng không khí nóng ở ba chế độ nhiệt độ: 50 oC, 60 oC, 70 oC.
- Khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy đối lưu ở nhiệt độ thấp có hỗ trợ bơm nhiệt ở ba chế độ nhiệt độ sấy: 25 oC, 30 oC, 35 oC. - Khảo sát quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy dùng hơi quá nhiệt ở bốn chế độ nhiệt độ sấy: 140 oC, 150 oC, 160 oC, 170 oC. Trong mỗi quá trình sấy, mô hình toán học mô tả động học của quá trình sấy đã được xây dựng. Kết quả thu được từ đề tài đã cho thấy việc sử dụng phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt có thể cho chất lượng sản phẩm (về hàm lượng polyphenols và năng lực chống oxy hóa) tương đương với sấy thăng hoa và cao hơn so với các phương pháp sấy khác, nhưng thời gian thực hiện quá trình lại ngắn hơn.
Kết quả cho thấy rằng, hơi quá nhiệt có thể được sử dụng để sấy thịt quả bơ nhằm mục đích bảo quản và tăng khả năng thu hồi các thành phần có lợi từ thịt quả bơ. ix Ý nghĩa khoa học đề tài: - Góp phần cung cấp dữ liệu về sự biến đổi của độ ẩm, polyphenols, khả năng chống oxi hóa trong quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy thăng hoa và sấy đối lưu với các tác nhân và nhiệt độ sấy khác nhau. - Cung cấp mô hình toán học mô tả động học quá trình sấy thịt quả bơ bằng phương pháp sấy thăng hoa và sấy đối lưu với các tác nhân và nhiệt độ sấy khác nhau. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài Ý nghĩa thực tiễn của đề tài là đánh giá khả năng sử dụng các phương pháp sấy khác nhau, đặc biệt là phương pháp sấy bằng hơi quá nhiệt để sấy thịt quả bơ nhằm phục vụ cho quá trình bảo quản và chế biến ra các sản phẩm thịt quả bơ góp phần làm tăng giá trị và hiệu quả kinh tế của quả bơ nói riêng, của ngành cây ăn trái nói chung.
Tổng quan về bơ 1. Đặc điểm sinh học của bơ 1. Nguồn gốc Tên khoa học: Persea americana mill thuộc họ thực vật Lauraceae. Tiếng Anh gọi dưới tên Avocado.1: Quả bơ sáp Quả bơ có nguồn gốc từ Mexico, và được trồng rất phổ biến trong vùng Nam Mỹ, Trung Mỹ và Mexico từ hàng chục thế kỷ.
Quả bơ đã có mặt trong bữa ăn hàng ngày của thổ dân Aztecs, cũng như thổ dân Mayans và Incas. Người dân đảo Jamaica đã dùng quả bơ từ thế kỷ thứ 17. Hiện nay, quả bơ được trồng hầu hết tại những vùng nhiệt đới châu Mỹ; quả bơ được du nhập vào Mỹ cuối thế kỷ 18, và vùng trồng chính lại là Vùng Nam California. Mỗi năm, California thu hoạch khoảng 600 triệu quả bơ.
Thành phố Fallbrook thuộc San Diego County (California) được mệnh danh là: Thủ đô quả bơ của Thế giới, cũng từ đây việc khai thác thương mại của bơ được bắt bắt đầu. Tại các vùng khí hậu nhiệt đới trên thế giới, bơ được phát triển nhanh chóng trong thập 1 kỷ qua và hiện nay chiếm khoảng ba triệu tám trăm nghìn tấn, hầu hết các sản phẩm thuộc dạng quả tươi (FAO, 2014).2: Biểu đồ phát triển sản lượng bơ trên thế giới 1. Sinh trưởng Trên thế giới có trên 400 loài quả bơ khác nhau; quả bơ là một cây thuộc loại đại mộc, cây cao khoảng 8 m, lá chen kẽ, mỗi lá dài 12 – 25 cm, xanh quanh năm. Hoa có màu vàng lục, rộng khoảng 510mm.
Quả có hình quả lê, dài từ 7 – 20 cm, nặng khoảng 300 – 1000 g, có một hột to, đường kính từ 3 – 5 cm, nằm ngay giữa quả. Hột quả bơ hình tựa quả trứng, dài 5 – 6 cm, nằm trong trung tâm, màu nâu đậm, và rất cứng. Hai giống quả bơ rất thông dụng tại Bắc Mỹ là giống mỏng vỏ, màu xanh hay đen Mexican avocado, và giống vỏ dày màu đen Guatamela, cả 2 giống đều được đặt tên tùy thuộc vào nơi phát xuất. Quả bơ trổ hoa vào mùa Đông, và giá lạnh sẽ làm hư hại hoa.
Một vài giống lai tạo từ Mexico có thể chịu đựng được nhiệt độ -10 oC, trong khi đó giống Guatamela không chịu được lạnh. Ngoài ra còn một giống thứ 3, mềm hơn và da màu vàng gọi là West Indian Avocado, giống này trồng nhiều ở Nam Florida và Hawaii. Một số chủng loại bơ phổ biến hiện nay như bảng 1.1: Đặc điểm phân loại 3 loại bơ Dầu trong Khoảng rỗng Chụi Ưu điểm Chủng bơ Mùi lá Cở quả Vỏ quả Hạt cơm hạt rét chung Chịu rét, Mùi hôi Lỏng không Mexico Nhỏ Mỏng 0,8 mm Cao To Tốt chất lượng Anique sát thịt tốt Dày từ Dính chặt vào Chịu rét khá Guatemala Không hôi Nhỏ lớn đều có Trung bình Nhỏ Khá tốt 1,5 – 1,8 mm cơm tốt Trung bình Lỏng, khi Chịu nóng Antilles Không hôi Rất lớn và nhỏ Thấp To Yếu 0,8–1,5 mm chín lắc kêu chịu mặn 1 Chủng Mexico: lá hay thay đổi nhiều về kích thước, lá có màu xanh lục, mặt dưới nhạt hơn mặt trên, đặc biệt khi vò lá ngửi có mùi hôi anique. Quả thường dài dạng quả lê, dạng đu đủ.
Chất lượng rất tốt do hàm lượng chất béo rất cao: 15 – 30% (trên thị trường gọi là bơ sáp). Vỏ quả mỏng, thường trơn bóng, khi chín có màu xanh, vàng xanh, hay đỏ tím, đỏ sẫm tùy giống và hạt hơi lớn, vỏ hạt mỏng, mặt ngoài hạt trơn láng, khi chín hạt nằm lỏng trong lòng quả nhưng lắc không kêu. Thời gian từ khi ra hoa đến lúc quả chín thường từ 8 – 9 tháng. Đây là chủng bơ có chất lượng cao nhất và có đặc tính chịu rét tốt nhất.
Chủng Guatemala: có lá màu xanh sẫm hơn chủng Mexico và chủng Antilles, khi vò lá không có mùi hôi. Đọt non màu đỏ tối. Thời gian từ lúc trổ hoa đến lúc quả chín thường từ 9 – 12 tháng. Quả nhiều, cuống quả dài, vỏ hơi dày và có sớ gỗ.
Da thường sần sùi như da cá sấu. Hạt nhỏ và nằm sát trong lòng quả. Thịt quả dày cơm, có hàm lượng dầu béo 10 – 15%. Mặt ngoài hạt láng hoặc trơn láng.
Chủng này có sức chống chịu rét khá tốt. Chủng Antilles hoặc West Indian: có lá to, lá thường có màu sắc gần như đồng đều ở hai mặt lá; khi vò nát lá, ngửi không thấy mùi vị gì cả. Thời gian từ lúc trổ hoa đến lúc quả chín thường từ 6 – 9 tháng. Quả thường to, có quả rất to.
Cuống quả ngắn. Vỏ quả dai, dày trung bình 0,8 – 1,5 mm. Da quả có màu xanh và khi chín thì đổi sang màu xanh hơi vàng. Thịt quả có hàm lượng dầu 3 – 10%.
Hạt khá lớn và nằm lỏng trong lòng quả, khi chín lắc qua nghe tiếng kêu. Mặt ngoài của hạt sần sùi, vỏ bao quanh hạt không dính liền với hạt. Chủng Antilles chịu rét yếu nhưng chịu nóng và chịu mặn đến 3% trong nước tưới.