CHƯƠNG 1. Giới thiệu về Rong Chaetomorpha sp. Phân loại Rong nước lợ (Chaetomorpha sp.) có vị trí phân loại như sau: - Giới: Viridiplantae - Ngành: Cholorophyta - Lớp: Ulvophyceae - Bộ: Cladophorales - Họ: Cladophoraceae - Giống: Chaetomorpha 1. Đặc điểm chung Rong có dạng sợi, chi nhánh nhiều theo kiểu mọc bên dối nhau, chạc hai, chạc ba, mọc về một bên, hình lược hay mọc vòng thành chùm.
Rong sinh trưởng ở đỉnh, bám bằng tế bào gốc loé ra hay rễ giả. Rong có màu lục, kích thước loài từ 4 – 20 cm [1]. Phân bố Chaetomorpha sp. thường phân bố ở ao, hồ thuỷ vực nước lợ.
Sinh trưởng trong điều kiện pH > 7 và có ánh sáng tốt. Rong thường mọc ở những thuỷ vực có độ sâu thấp (< 1m) [2]. Ở Việt Nam, loại rong này phân bố chủ yếu ở các thuỷ vực nước lợ Quảng Ninh, Thanh Hoá, Hải Phòng, Bà Rịa Vũng Tàu…[3]. Đặc biệt ở Đồng bằng sông Cửu Long, rong này xuất hiện quanh năm, thường phát triển đồng thời với rong Enteromorpha sp.
hoặc xen kẽ nối tiếp nhau ở các thuỷ vực nước lợ như ao, đầm [4]. Vòng đời của Chaetomorpha sp. Theo Dodds và cộng sự (1992), rong Chaetomorpha sp. sinh sản theo hình thức vô tính bằng bào tử động 2 – 4 roi hoặc bằng bào tử bất động vỏ dày.
Sinh sản hữu tính bằng giao phối giữa các giao tử đực và giao tử cái hai roi theo kiểu đẳng hình hoặc dị hình. Trong vòng đời có sự chuyển tiếp giữa giai đoạn cây bào tử và cây giao tử. Sinh sản sinh dưỡng bằng cách từ một phần cơ thể (một đoạn 4 – 5 tế bào) đứt ra phát triển trực tiếp thành cá thể mới. Protein trong rong Hàm lượng protein trong rong có sự khác nhau tùy theo loài.
Kết quả khảo sát của Nirmal Kumar (2010) trên 18 loài rong khác nhau thuộc 3 ngành Chlorophyta, Phaeophyta, Rhodophyta tại Ấn Độ cho thấy hàm lượng protein thay đổi từ 10-45%. Hàm lượng protein của rong lục nằm trong khoảng 10-26% w/w chất khô, hàm lượng protein trong các loài tảo nâu là thấp nhất (3-15% w/w chất khô) và cao nhất là ở các loài tảo đỏ (35- 47% w/w chất khô). Rong thu hoạch tại những địa điểm và thời điểm khác nhau cũng có sự khác biệt trong hàm lượng protein. Ví dụ hàm lượng protein của rong Palmaria palmata có thể dao động trong khoảng từ 9-25% w/w tùy thời điểm thu hoạch, thường cao nhất vào mùa mưa và thấp nhất trong những tháng mùa hè.
Ở rong lục Ulva lactuca tháng thu nhận protein cao nhất là tháng tám với 32,7% protein trên trọng lượng khô. Protein isolate (PI): là sản phẩm đã qua tinh chế. PI cũng được sản xuất từ nguồn nguyên liệu giàu protein, nhưng đã loại đi gần như toàn bộ các tạp chất phi protein, sản phẩm chứa tổi thiểu từ 90% protein trở lên (tính trên hàm lượng chất khô). Ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ tới quá trình sấy chế phẩm protein từ rong Sấy là quá trình là bốc hơi nước từ các sản phẩm thực phẩm, và là một trong những phương pháp bảo quản lâu đời nhất.
Trong quá trình sấy, nước được tách ra khỏi nguyên liệu theo nguyên tắc bốc hơi hoặc thăng hoa. Các sản phẩm sấy có thể ở dạng nguyên thể tự nhiên của nó hoặc là sản phẩm của quá trình chế biến nào đó. Các đối tượng sấy có thể ở dạng rắn, lỏng hoặc bán lỏng, nhưng sản phẩm cuối cùng của quá trình sấy luôn ở dạng rắn với ẩm độ thấp hoặc rất thấp [5]. Khi sấy các sản phẩm thực phẩm đến độ ẩm thấp hoặc rất thấp sẽ tách được phần lớn lượng nước chứa trong các sản phẩm này.
Do vậy, quá trình sấy được tiến hành nhằm đạt được các mục đích: - Tăng khả năng bảo quản thực phẩm khỏi các hư hại do vi sinh vật gây nên. - Giảm đáng kể khối lượng và thể tích của các sản phẩm thực phẩm. - Tạo ra các sản phẩm sấy có độ ẩm thấp nên chúng có thể bảo quản được ở nhiệt độ thường. Cơ sở lý thuyết của một số phương pháp sấy Sấy đối lưu: trong phương pháp này, không khí được sử dụng làm tác nhân sấy.
Mẫu nguyên liệu sẽ tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng trong buồng sấy, một phần ẩm trong nguyên liệu sẽ được bốc hơi. Như vậy, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc đối lưu. Khi đó, động lực của quá trình sấy là do: Sự chênh lệch áp suất hơi tại bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy, nhờ đó mà các phân tử nước bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi. Sự chênh lệch ẩm tại bề mặt và tâm của nguyên liệu, nhờ đó mà ẩm tại tâm nguyên liệu sẽ khuếch tán ra vùng bề mặt.
3 Sấy tiếp xúc: mẫu nguyên liệu được đặt lên bề mặt được gia nhiệt, nhiệt độ của nguyên liệu gia tăng làm một phần ẩm trong nguyên liệu bốc hơi. Trong phương pháp này, mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ được cấp nhiệt theo nguyên tắc dẫn nhiệt. Sấy bức xạ: trong phương pháp này, sử dụng nguồn bức xạ để cung cấp nhiệt cho mẫu nguyên liệu cần sấy. Nguồn bức xạ được sử dụng phổ biến hiện nay là tia hồng ngoại.
Nguyên liệu sẽ hấp thu năng lượng của tia hồng ngoại và nhiệt độ của nó tăng lên. Khi đó, mẫu nguyên liệu được cấp nhiệt nhờ hiện tượng bức xạ, còn sự thoát ẩm từ mẫu nguyên liệu ra môi trường theo nguyên tắc đối lưu. Sấy bằng vi sóng và dòng điện cao tần: vi sóng là những sóng điện từ với tần số 300 – 300000MHz. Dưới tác động của vi sóng, các phân tử nước trong mẫu nguyên liệu cần sấy sẽ chuyển động quay cực liên tục.
Hiện tượng này làm phát sinh nhiệt và nhiệt độ của nguyên liệu sẽ gia tăng. Khi đó, một số phân tử nước tại vùng bề mặt nguyên liệu sẽ bốc hơi. Còn trong trường hợp sử dụng dòng điện cao tần, nguyên tắc gia nhiệt mẫu nguyên liệu cần sấy cũng tương tự như trường hợp sử dụng vi sóng, tuy nhiên tần số sử dụng sẽ thấp hơn (27 – 100MHz). Sấy thăng hoa: trong phương pháp này mẫu nguyên liệu cần sấy trước tiên sẽ được đem lạnh đông để một phần ẩm trong nguyên liệu chuyển sang dạng rắn.
Tiếp theo, người ta sẽ tạo áp suất chân không và nâng nhẹ nhiệt độ để nước thăng hoa, tức nước sẽ chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái hơi mà không qua trạng thái lỏng. Sấy chân không: quá trình sấy chân không là quá trình tách nước (hay các dung môi khác) khỏi vật liệu sấy bằng cách làm bay hơi nước (hay dung môi) ở nhiệt độ thấp và áp suất chân không. Tùy thuộc vào áp suất chân không đạt được mà nhiệt độ sấy có thể khác nhau. Các biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy - Vật lý: 4 + Xuất hiện gradient nhiệt độ trong nguyên liệu.
Nhiệt độ tăng cao ở vùng bề mặt của nguyên liệu và sẽ giảm dần tại vùng tâm. + Sự khuếch tán ẩm xảy ra do sự chênh lệch ẩm tại các vùng khác nhau ở bên trong mẫu nguyên liệu. Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, các phân tử nước tại vùng trung tâm của nguyên liệu sẽ dịch chuyển ra vùng biên. + Có sự thay đổi về hình dạng, kích thước, tỷ trọng… của nguyên liệu.
- Hoá học: + Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ của các phản ứng hoá học sẽ tăng theo. + Phản ứng oxy hoá: hàm lượng vitamine trong sản phẩm giảm đi đáng kể; các hợp chất màu (carotenoid, chlorophyll) giảm làm sản phẩm bị nhạt màu hoặc mất màu; các hợp chất polyphenol trong rau quả rất dễ bị oxy hoá làm sản phẩm bị hoá nâu; các hợp chất lipid (acid béo tự do) góp phần hình thành các peroxyde và nhiều loại sản phẩm phụ khác tạo nên mùi ôi cho sản phẩm. + Phản ứng thuỷ phân: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, nếu nguyên liệu có độ ẩm cao thì có thể xảy ra phản ứng thuỷ phân các hợp chất có trong nguyên liệu. + Phản ứng Maillard: là phản ứng thường gặp khi sấy nguyên liệu có chứa đường khử và các hợp chất có nhóm –NH2 tự do, tạo ra các hợp chất melanoidine và làm cho sản phẩm sấy bị sậm màu.
- Hoá lý: biến đổi quan trong nhất trong quá trình sấy là sự chuyển pha của nước từ dạng lỏng sang dạng hơi. Các hợp chất dễ bay hơi có trong nguyên liệu cần sấy thoát ra môi trường bên ngoài làm cho mùi của sản phẩm sấy cũng giảm đi so với nguyên liệu ban đầu. - Sinh học: trong quá trình sấy, khi nhiệt độ sấy tăng cao, sự trao đổi chất của các tế bào và mô nguyên liệu sẽ ngừng lại. Nguyên nhân chính là do hệ enzyme trong tế bào bị vô 5 hoạt bất thuận nghịch.
Ngoài ra, các thành phần khác trong tế bào như DNA cũng có thể bị biến tính nhiệt. Các vi sinh vật trong nguyên liệu cũng bị ức chế hoặc bị tiêu diệt do tác dụng nhiệt và do hoạt độ của nước giảm đi. - Hoá sinh: trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, do nhiệt độ của nguyên liệu chưa tăng cao, các phản ứng enzyme trong nguyên liệu tiếp tục diễn ra mạnh mẽ. Khi nhiệt độ tăng cao, các enzyme bị vô hoạt và các phản ứng hoá sinh sẽ dừng lại.
Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sấy - Các yếu tố liên quan tới điều kiện sấy: + Nhiệt độ tác nhân sấy: khi nhiệt độ tác nhân sấy tăng, tốc độ sấy cũng sẽ tăng theo do khi nhiệt độ tăng các phân tử nước tại bề mặt nguyên liệu cần sấy sẽ bốc hơi dễ dàng hơn, sự khuếch tán của các phân tử nước cũng diễn ra nhanh hơn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ tác nhân sấy quá cao thì các biến đổi vật lý và hoá học trong nguyên liệu sẽ diễn ra mạnh mẽ ảnh hưởng tới chất lượng dinh dưỡng và cảm quan của sản phẩm. + Độ ẩm tương đối của tác nhân sấy: khi độ ẩm tương đối của tác nhân sấy tăng, thời gian sấy sẽ kéo dài do sự chênh lệch áp suất hơi nước trên bề mặt nguyên liệu và trong tác nhân sấy nhỏ nên nước trên nguyên liệu khó bốc hơi. Nếu độ ẩm tương đối của tác nhân sấy càng thấp, tốc độ sấy càng tăng.
+ Tốc độ tác nhân sấy: tốc độ tác nhân sấy được gia tăng (tức là tốc độ truyền khối được tăng cường), sự bốc hơi nước từ bề mặt nguyên liệu sẽ diễn ra nhanh hơn, thời gian sấy được rút ngắn. + Áp lực: khi sấy trong điều kiện chân không, do áp suất hơi của không khí giảm, quá trình sấy sẽ diễn ra nhanh hơn.