MỞ ĐẦU Việt Nam là quốc gia có khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, điều kiện thổ nhưỡng phù hợp với nhiều loại trái cây khác nhau và chanh là một trong số đó. Chanh là loại quả quan trọng thứ ba trong chi Citrus sau cam và bưởi, là một nguồn giàu vitamin C, acid hữu cơ, khoáng chất. Các thành phần của quả chanh đều được tận dụng và theo nhiều cách khác nhau như làm gia vị, thức uống, thuốc chữa bệnh, mỹ phẩm. Trong thời kỳ dịch bệnh, nhu cầu tiêu thụ chanh tăng cao nhưng chanh có vỏ mỏng, khó bảo quản lâu với số lượng lớn, nước chanh tươi phải dùng liền, để lâu sẽ bị đắng và mất dưỡng chất.
Sấy phun là một phương pháp để thu nhận bột có độ ẩm thấp từ nguyên liệu ở dạng dung dịch, huyền phù có độ nhớt không có cao. Phương pháp này được sử dụng phổ biến để sản xuất bột từ nước trái cây. Sản phẩm có thể bảo quản được lâu và giữ lại được nhiều chất dinh dưỡng, đặc biệt là các thành phần dễ bị biến đổi bởi nhiệt độ. Việc lựa chọn các thông số công nghệ phù hợp cho quá trình sấy là rất quan trọng bởi chúng sẽ ảnh hưởng đến các tính chất hóa lý và cảm quan của sản phẩm.
Xuất phát từ những lý do trên, tôi tiến hành thực hiện đề tài “Khảo sát ảnh hưởng của điều kiện sấy phun đến khả năng thu nhận bột chanh (Citrus latifolia)”. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Tổng quan về chanh 1.1 Nguồn gốc và phân bố Theo hệ thống phân loại trong sinh vật học, cây chanh thuộc họ Rutaceae chi Citrus. Nguồn gốc của cây chanh chưa được xác định rõ nhưng nhiều nhà nghiên cứu và nhà sử học cho rằng cây chanh có nguồn gốc ở Đông Nam Á vào khoảng năm 4000 trước Công nguyên, cụ thể là quần đảo Indo-Malay. Các thương nhân Ả Rập đã mang chanh từ Ấn Độ đến khu vực Bắc Phi và các quốc gia ở phía Đông Địa Trung hải vào năm 1000.
Sau đó, cây chanh được các quốc gia phía Tây Địa Trung hải như Ý, Pháp, Bồ Đào Nha hay Tây Ban Nha biết đến nhờ các cuộc thập tự chinh ở thế kỷ XII và XIII. Đến năm 1493 trong chuyến thám hiểm thứ hai của mình, Christopher Columbus đã đem hạt giống chanh đến châu Mỹ và từ đó chanh bắt đầu có mặt ở Mexico, vùng Caribbean, vùng nhiệt đới của Trung-Nam Mỹ và quần đảo Florida. [1] Hiện nay, chanh được trồng nhiều tại các quốc gia châu Á và châu Mỹ như Ấn Độ, Mexico hay Trung Quốc, nên sản lượng tại hai châu lục này vươt xa các khu vực khác (hình 1.1 Tỷ lệ sản lượng chanh ở các châu lục (a) và mười quốc gia có sản lượng hàng đầu thế giới năm 2013 (b)[1] Ở nước ta, chanh là một trong những đại diện của nhóm cây có múi (Cam – Chanh – Quýt – Bưởi). Đồng bằng sông Cửu Long là vùng có diện tích trồng chanh lớn nhất cả nước, chiếm gần 60% tổng diện tích [2].
Long An là tỉnh đứng đầu, trồng tập trung ở huyện Bến Lức, Đức Huệ, Đức 2 Hòa, Thủ Thừa và Thạnh Hóa. Ngoài ra, chanh còn được trồng ở các tỉnh khác như Bến Tre, Tiền Giang, Vĩnh Long, Nghệ An, … 1.2 Một số giống phổ biến ở Việt Nam [3][4] Chanh giấy Chanh giấy hay còn gọi là chanh chùm, có tên khoa học là Citrus aurantifolia. Cây có nhiều gai, cành phân bố đều, lá hình elip có màu xanh đậm và dày đặc. Quả mọc thành chùm (3-5 quả), đa số có hình cầu, đường kính quả 3,5-4,0 cm, trung bình nặng 40 g.
Vỏ mỏng (khoảng 1 mm), màu xanh khi còn non và chuyển sang vàng xanh khi chín, các tép chanh xanh bóng, có mùi thơm. Chanh giấy có hạt (4-5 hạt), nhiều nước, nước chanh có vị chua và đắng đặc trưng.2 Chanh giấy Chanh không hạt Chanh không hạt có tên khoa học là Citrus latifolia, là giống nhập từ Mỹ vào nước ta hơn 10 năm nay. Theo một số tài liệu, chanh không hạt xuất hiện lần đầu tiên trong vườn của John T.Bearss tại California năm 1895, vì vậy giống chanh này có tên tiếng Anh là “Bearss seedless”. Thân cây và quả gần giống với chanh giấy, ở giai đoạn trưởng thành, các gai ở cành sẽ bị thoái hóa nên cây không có gai.
Quả mọc thành chùm 7-8 quả, kích thước đồng đều với đường kính khoảng 6 cm, nặng 70-100 g, lớn hơn so với chanh giấy. Vỏ mỏng, xanh bóng láng. Điểm đặc biệt của giống chanh này là không có hạt, nhiều nước, vị chua ít và không có vị đắng như chanh giấy.3 Chanh không hạt Chanh núm Chanh núm với tên khoa học là Citrus limonia, còn gọi là chanh tàu. Cây có ít gai, tán lá dày đặc.
Quả to, đường kính 4,0-4,8 cm, đầu quả có núm ngắn, nặng khoảng 45-50 g. Vỏ màu xanh đậm, hơi sần, dày hơn chanh giấy từ 1,5-1,8 mm. Các tép chanh màu vàng nhạt, nhiều nước, khoảng 5-7 hạt.4 Chanh núm Chanh vàng Chanh vàng có tên khoa học là Citrus limon. Quả to hình bầu dục có núm ở 2 đầu, vỏ màu vàng sáng và dày.
Nước chanh có vị chua nhưng không gắt, có mùi thơm và có ít hạt.3 Cấu tạo của quả và thành phần hóa học Hình 1.6 Thành phần cơ bản của quả chanh Cấu tạo của quả chanh gồm các phần như hình 1. • Quả chanh được bao phủ bởi một lớp biểu bì được hình thành từ cutin, sáp và vật liệu cấu tạo nên thành tế bào. Sáp có cấu trúc phức tạp được tạo thành từ paraffin, aldehydes, ketone, alcohol và chịu trách nhiệm chính trong việc hạn chế sự mất nước ở vỏ quả. Bên dưới lớp biểu bì là lớp thượng bì, còn gọi là flavedo.
Flavedo có các tế bào chứa chất diệp lục, ở giai đoạn chín, chất diệp lục sẽ bị phân hủy, sắc tố carotene chiếm ưu thế làm cho vỏ chuyển màu vàng. Các tế bào không màu được gọi là trung bì và hạ bì, nơi đây tập trung các túi tinh dầu. Tại đây, nhóm chất terpene (chủ yếu là d-limonene) và sesquiterpene là yếu tố tạo ra mùi thơm và hương vị đặc trưng cho chanh. • Albedo là lớp liền kề với flavedo, thường có màu trắng.
Chiều dày phụ thuộc vào từng giống chanh khác nhau. Albedo gồm các tế bào nhu mô với các khoảng không khí lớn, nhờ 5 đó tạo nên độ xốp chống chịu áp lực và va đập cho quả. Phần mô này có hàm lượng pectin cao, ngoài ra còn chứa cellulose và một số hợp chất khác. • Múi chanh được bao bọc bởi màng mỏng trong suốt, bên trong có các tép nhỏ, hình thuôn nhọn hai đầu.
Các tép chanh xếp chặt khít với nhau trong màng và chứa đầy dịch bào, còn gọi là nước quả. Đây là nơi chứa nhiều chất dinh dưỡng như vitamin, acid hữu cơ, đường, khoáng … cùng một lượng tinh dầu rất nhỏ. Chanh có thể có hoặc không có hạt. • Lõi là phần trung tâm của quả, có thành phần cấu tạo tương tự như lớp albedo.
Phần lõi liên kết với lớp albedo bằng màng bao múi. Nước chanh chứa 85-90% nước. Chất rắn hòa tan trong nước chanh gồm đường, acid hữu cơ, acid amin, vitamin và khoáng chất. Các thành phần này phụ thuộc lớn vào giống.
Đường Đường góp phần tạo vị ngọt cho chanh. D-glucose và D-fructose là hai loại hexose chủ yếu trong chanh. Hàm lượng của glucose dao động trong khoảng 0,3-0,6%, của fructose là khoảng 0,2- 0,25% [5]. Đây cũng chính là hai loại đường khử chính trong loại quả có múi này.
Ngoài ra, trong nước chanh có loại đường khác. Trong số các loại pentose, arabinose đã được ghi nhận trong báo cáo của Wali và Hassan (1965). Xylose, một loại pentose khác, cũng đã được tìm thấy với một lượng rất nhỏ. Trong số những loại đường disaccharide, saccharide hay sucrose là tiêu biểu nhất.
Chanh có hàm lượng sucrose trong khoảng 0,1-0,2% [5]. Maltose và lactose không phải loại đường chính đối với chanh. Nhìn chung, tổng hàm lượng đường (đường khử và đường không khử) ở các giống chanh đều thấp (dưới 2,5%) [6]. Acid hữu cơ Acid hữu cơ có tính acid vì có nhóm carboxyl -COOH ở trạng thái tự do.
Các acid này là thành phần quan trọng góp phần vào vị chua của nước chanh. Hầu hết acid có thể có ở không bào. Acid hữu cơ dễ tan trong nước, đặc biệt khi mạch carbon ngắn và là acid yếu với hằng số phân ly khoảng 10-5 ở 25oC. Chúng tồn tại ở dạng tự do hoặc liên kết với cation, chủ yếu là K+, Ca2+, Mg2+ tạo thành muối.
6 Độ acid tổng hay độ chua tổng là đại lượng dùng để định lượng hóa acid trong nước trái cây bằng cách chuẩn độ với dung dịch NaOH 0,1N. Đối với chanh, độ acid tổng được tính theo citric acid vì đây là một loại acid quan trọng và có hàm lượng cao. Trong nước chanh, hàm lượng citric acid khoảng 5-6,6%, có thể chiếm đến 60-70% tổng hàm lượng chất rắn hòa tan. Ngoài ra còn có malic acid (0,3-0,5%) và succinic acid (khoảng 0,01%) [5].
Vỏ có ít acid hơn dịch bào. Độ pH cũng nói lên tính acid của trái cây và giá trị này dao động trong khoảng 2-2,3 ở các giống chanh. Vitamin Chanh được biết đến là nguồn vitamin dồi dào, đặc biệt là vitamin C (ascorbic acid). Nước chanh cung cấp 20-50 mg vitamin C/100 g tùy vào giống chanh [5].
Tổn thất vitamin C trong quá trình sản xuất các sản phẩm từ chanh, từ khâu chế biến, bảo quản đến tiêu thụ là một vấn đề quan trọng cần chú ý đến. Các yếu tố bất lợi chính là nhiệt độ, oxy và một số chất xúc tác như enzyme ascorbic acid oxidase và ion Cu2+. Ascorbic acid khá bền với nhiệt trong điều kiện không có oxy nhưng khi có oxy hoặc chất oxy hóa, nó nhanh chóng bị oxy hóa thành dehydro-ascorbic acid. Sự oxy hóa này không làm mất hoạt tính của vitamin C một cách đáng kể, vì dehydro-ascorbic acid gần như có thể bị khử lại thành ascorbic acid.
Tuy nhiên, dehydro-ascorbic acid lại bị nhiệt phân hủy nhanh chóng ngay cả khi thiếu oxy, do đó, sự kết hợp của nhiệt độ và oxy hóa nhanh chóng làm mất hoạt tính của vitamin C và không thể phục hồi được. Ngoài vitamin C, chanh cũng chứa nhiều vitamin khác như các loại vitamin B. Hàm lượng một số vitamin có trong giống chanh vàng được thể hiện ở bảng 1.