Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Rau, củ, quả là nguồn thực phẩm thiết yếu trong khẩu phần ăn hàng ngày của con người, cung cấp lượng lớn chất xơ, vitamin (A, B, C, E), khoáng chất và các acid amin cần thiết nhưng lại có hàm lượng calo thấp. Việc tiêu thụ rau quả tươi hỗ trợ hệ tiêu hóa, hạn chế sự mất cân đối dinh dưỡng và cung cấp các chất chống oxy hóa tự nhiên giúp bảo vệ tế bào trước sự tấn công của các gốc tự do. Tuy nhiên, các loại nông sản này có đặc tính tươi, hàm lượng nước cao nên tuổi thọ bảo quản sau thu hoạch rất ngắn, dễ bị hư hỏng bởi các tác nhân vi sinh vật và enzyme tự nhiên.

Chế biến làm khô (sấy) là phương pháp quan trọng nhằm giảm thể tích, giảm khối lượng phục vụ vận chuyển và kéo dài thời hạn bảo quản sản phẩm. Rau quả sau khi sấy khô đúng kỹ thuật có thể tích lũy hàm lượng chất xơ, vitamin và khoáng chất cô đọng gấp khoảng 3,5 lần tính theo khối lượng so với dạng tươi. Mặc dù vậy, quá trình sấy sử dụng nhiệt năng dễ gây ra các biến đổi tiêu cực: sự phân hủy các hoạt chất sinh học nhạy cảm nhiệt (polyphenol, carotenoid, chlorophyll), làm giảm năng lực kháng oxy hóa, hoặc phát sinh các khuyết tật về cảm quan như phản ứng hóa nâu, mất màu tự nhiên, sản phẩm bị co ngót, nứt vỡ hoặc cháy xém. Do đó, việc nghiên cứu các thông số công nghệ sấy nhằm tìm ra chế độ xử lý thích hợp là một yêu cầu cấp thiết của ngành công nghệ sau thu hoạch.

Đề tài khóa luận tốt nghiệp "Ảnh hưởng của chế độ sấy đến chất lượng một số loại rau quả" do sinh viên Nguyễn Thủy Tiên thực hiện tại Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam (2021) được triển khai nhằm giải quyết các mục tiêu và nhiệm vụ sau:

  • Mục đích nghiên cứu: Xác định ảnh hưởng của chế độ sấy (nhiệt độ và thời gian) đến chất lượng một số loại rau quả bao gồm củ dền, dưa chuột, rau má và chùm ngây.
  • Yêu cầu và nhiệm vụ nghiên cứu:
    1. Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy cho củ dền, dưa chuột, rau má, chùm ngây ở các nhiệt độ sấy 60℃, 70℃ và 80℃.
    2. Xác định ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hàm lượng một số hoạt chất sinh học bao gồm chlorophyll, carotenoid, polyphenol và khả năng kháng oxy hóa của các nguyên liệu nghiên cứu.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng thực nghiệm: Bốn loại nguyên liệu rau củ quả gồm củ dền (Beta vulgaris), dưa chuột (Cucumis sativus), rau má (Centella asiatica (L.) Urban) và lá chùm ngây (Moringa oleifera).
  • Phạm vi không gian: Phòng thí nghiệm Bộ môn Hóa sinh và Phòng thí nghiệm trung tâm Khoa học và Công nghệ thực phẩm, Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam. Nguồn nguyên liệu được thu mua đồng nhất về kích thước, trạng thái tại chợ Cửu Việt, thị trấn Trâu Quỳ, huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội.
  • Phạm vi thời gian: Toàn bộ quá trình thực nghiệm, thu thập mẫu và phân tích hóa sinh được tiến hành từ tháng 03/2021 đến tháng 08/2021 (thời điểm mua mẫu vào tháng 6 và tháng 7 năm 2021).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết và khung khái niệm

Khóa luận xây dựng trên nền tảng lý thuyết nhiệt - ẩm của quá trình sấy đối lưu và hóa sinh học các hợp chất thiên nhiên trong nông sản thực phẩm:

  • Nguyên lý sấy đối lưu: Sấy là quá trình sử dụng nhiệt năng làm bốc hơi ẩm ra khỏi vật liệu rắn. Động lực của quá trình là sự chênh lệch áp suất hơi riêng phần của ẩm trên bề mặt vật liệu với môi trường xung quanh. Quá trình sấy đối lưu cưỡng bức diễn ra qua ba giai đoạn động học: giai đoạn làm nóng vật liệu ban đầu (nhiệt độ và tốc độ sấy biến thiên), giai đoạn tốc độ sấy không đổi (ẩm tự do trên bề mặt bay hơi liên tục) và giai đoạn tốc độ sấy giảm dần (ẩm liên kết bên trong khuếch tán ra bề mặt với tốc độ chậm hơn). Tốc độ sấy chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi nhiệt độ không khí, tốc độ lưu chuyển khí, độ ẩm tương đối của không khí, kích thước hình học của mẫu và bản chất cấu trúc mô thực vật.
  • Khung lý thuyết về các hoạt chất sinh học:
    • Hợp chất Polyphenol: Các hợp chất tự nhiên có vòng benzen gắn một hay nhiều nhóm hydroxyl (-OH), bao gồm các phenolic acid (gallic acid, cinnamic acid, vanillic acid...) và nhóm flavonoid có khung phân tử $C_6-C_3-C_6$ (gồm các phân lớp: flavone, flavonol, flavanone, dihydroflavonol, flavanol, chalcone và isoflavone). Ở nhiệt độ sấy từ 60℃ đến 80℃, enzyme polyphenol oxidase (PPO) và peroxidase (POD) có thể hoạt động mạnh gây oxy hóa phá hủy cấu trúc polyphenol; tuy nhiên, gia nhiệt đến 80-100℃ hoặc rút ngắn thời gian sấy có thể làm vô hoạt hoàn toàn các enzyme này.
    • Sắc tố Carotenoid: Hệ hợp chất poly-isoprenoid mạch dài gồm 40 nguyên tử carbon (tetraterpenoid), kỵ nước, chia thành nhóm carotene không chứa oxy ($\alpha$-carotene, $\beta$-carotene, lycopene) và nhóm xanthophyll chứa oxy (lutein, zeaxanthin). Carotenoid có khả năng thu dọn gốc tự do nhưng dễ bị oxy hóa, đồng phân hóa dưới tác động nhiệt kéo dài.
    • Sắc tố Diệp lục (Chlorophyll): Hợp chất có cấu trúc nhân porphyrin gồm 4 vòng pyrol khép kín liên kết phối trí với nguyên tử magie ($Mg$) ở trung tâm, gắn với hai gốc rượu metol và fytol. Chlorophyll a ($C_{55}H_{72}O_5N_4Mg$) mang nhóm methyl ($-CH_3$), trong khi chlorophyll b mang nhóm formyl ($-CHO$) giúp nó có khả năng kháng nhiệt tốt hơn dạng a. Nhiệt độ cao dễ làm biến tính nhân porphyrin thành dẫn xuất pheophytin làm mất màu xanh đặc trưng.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

Hệ thống phương pháp và thiết bị được tác giả triển khai đồng bộ theo các tiêu chuẩn kỹ thuật phân tích hóa sinh thực phẩm:

Chỉ tiêu phân tích Phương pháp / Tiêu chuẩn áp dụng Thiết bị, hóa chất chính Điều kiện và nguyên tắc xác định
Động học quá trình sấy Sấy đối lưu cưỡng bức Tủ sấy đối lưu, cân phân tích Sấy ở 3 mức nhiệt: 60℃, 70℃, 80℃; theo dõi khối lượng mẫu sau mỗi 30 phút cho đến khi biến thiên $\le 0{,}1\text{ g}$ (độ ẩm $\le 5%$).
Hàm lượng chất khô tổng số Phương pháp sấy khối lượng không đổi (TCVN 10696:2015) Tủ sấy 105℃, tủ hút ẩm, cân phân tích Cân 2 g mẫu ($m_0$), sấy sơ bộ 2 giờ ở 105℃, tiếp tục sấy đến khi khối lượng không đổi ($m_2$).
Polyphenol tổng số (TPP) Phương pháp Folin-Ciocalteu (Singleton & Rossi, 1965) Máy đo quang UV-Vis, máy ly tâm lạnh, thuốc thử Folin-Ciocalteu, $Na_2CO_3$ 7,5% Chiết 75 mg bột mẫu với dung môi acetone : $H_2O$ : acetic acid (50:49:1) ở 37℃ trong 30 phút, lắc 200 vòng/phút, ly tâm 8000 vòng/phút (4℃, 10 phút, 3 lần). Đo mật độ quang ở bước sóng 755 nm; biểu thị qua đường chuẩn Gallic acid (mg GAE/g CK).
Carotenoid và Chlorophyll Phương pháp so màu quang phổ (Lichtenthaler & Buschmann, 2001) Máy đo quang phổ tử ngoại - khả kiến, máy ly tâm Chiết 0,050 g mẫu với 1 ml acetone 100%, lắc 200 vòng/phút ở 37℃ trong 30 phút, ly tâm 6000 vòng/phút (4℃, 10 phút). Đo độ hấp thụ tại các bước sóng 661,6 nm; 664,8 nm và 470 nm.
Khả năng kháng oxy hóa Phương pháp dập tắt gốc tự do DPPH (Tabart & cs, 2009) Máy đo quang UV-Vis, thuốc thử DPPH 0,1 N trong methanol Phản ứng giữa 100 µl dịch chiết với 2900 µl dung dịch DPPH, ủ tối 30 phút, đo mật độ quang ở bước sóng 517 nm; tính toán theo % kìm hãm và đương lượng Trolox (µmol TE/g CK).

Phương pháp xử lý số liệu: Mọi thí nghiệm được bố trí lặp lại 3 lần. Số liệu thu thập được tính toán giá trị trung bình và độ lệch chuẩn ($Mean \pm SD$) trên phần mềm Microsoft Excel. Đánh giá sự sai khác có ý nghĩa thống kê giữa các giá trị trung bình thông qua phân tích phương sai một yếu tố (One-way ANOVA) bằng phần mềm Minitab 16.

Nội dung chính theo từng chương

Mở đầu: Mục đích và yêu cầu

Phần mở đầu xác lập tính cấp thiết của nghiên cứu dựa trên xu hướng sử dụng thực phẩm bảo vệ sức khỏe, hỗ trợ giảm cân và đào thải độc tố từ rau quả tự nhiên. Tác giả chỉ rõ rào cản kỹ thuật của công nghệ làm khô là sự suy giảm các hợp chất có hoạt tính sinh học mẫn cảm với nhiệt và oxy. Từ đó, tác giả cụ thể hóa mục đích nghiên cứu thành hai nhiệm vụ kỹ thuật: xây dựng đường cong sấy thực nghiệm ở ba dải nhiệt độ 60℃, 70℃, 80℃ và xác định định lượng các biến đổi hóa sinh (chất khô, polyphenol, carotenoid, diệp lục và năng lực kháng oxy hóa DPPH) trên bốn loại nguyên liệu.

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương này tập trung hệ thống hóa cơ sở lý luận và tài liệu nghiên cứu liên quan đến kỹ thuật sấy đối lưu và đặc tính sinh hóa của các đối tượng nghiên cứu:

  • Lý thuyết sấy đối lưu: Phân tích cơ chế truyền nhiệt và truyền khối, các giai đoạn bay hơi ẩm tự do và ẩm liên kết, cùng 6 yếu tố công nghệ tác động trực tiếp đến động học làm khô (nhiệt độ, độ ẩm không khí, vận tốc tác nhân sấy, kích thước hình học nguyên liệu, quá trình ủ ẩm gián đoạn và cấu trúc hóa học của nguyên liệu).
  • Cơ sở hóa sinh: Trình bày chi tiết cấu trúc hóa học, phân loại và chức năng sinh học của ba nhóm hợp chất tự nhiên quan trọng gồm polyphenol (đặc biệt là họ flavonoid với khung $C_6-C_3-C_6$), carotenoid (xanthophyll và carotene) và chlorophyll ($a, b, c, d, f$). Phân tích các nghiên cứu đi trước về ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến hoạt tính chống oxy hóa và độ bền màu sắc của lá tía tô (Trương Quốc Tất & cs, 2020), cây rau sam (Yousefi & cs, 2011), cơ chế vô hoạt enzyme polyphenol oxidase ở 80-100℃ (Schweiggert & cs, 2007) và động học thoái biến sắc tố (Demiray & cs, 2013; Cui & cs, 2015).
  • Thành phần dinh dưỡng của 4 nguyên liệu nghiên cứu: Tác giả trích xuất số liệu dinh dưỡng chuẩn từ Bảng thành phần thực phẩm Việt Nam (2007) và Cơ sở dữ liệu dinh dưỡng Hoa Kỳ (USDA, 2021) làm cơ sở đối chiếu:
Thành phần dinh dưỡng Rau má (trong 100g) Dưa chuột (trong 100g) Lá chùm ngây (trong 100g) Củ dền (trong 100g)
Nước 88,2 g 95,0 g — —
Năng lượng 20 Kcal 16 Kcal 268 kJ (64 Kcal) 180 kJ (43 Kcal)
Chất đạm (Protein) 3,3 g 0,5 g 9,6 mg (6%) 1,35 mg (4%)
Cacbohydrat / Đường — 1,03 g (đường) 8,66 mg (55%) 9,145 mg (3%)
Chất béo — — 1,22 mg (12%) —
Khoáng chất chính Ca: 229 mg; Fe: 3,1 mg; P: 2 mg Ca: 23 mg; K: 169 mg; Mg: 15 mg; Na: 13 mg — Choline, Canxi, Magie, Sắt, Kali
Vitamin và hoạt chất Vit C: 37 mg; Vit B1: 0,14 mg; $\beta$-caroten: 1300 µg Vit C: 5 mg; $\beta$-caroten: 138 µg; Folat: 7 µg Vit A equiv: 378 µg (47%) Vit A equiv: 2 µg (0%)
Hợp chất đặc thù Saponin, Triterpenoids pentacyclic Lariciresinol, Pinoresinol, Secoisolariciresinol 18 loại amino acid (8 thiết yếu), Cytokinin Betalain (Betacyanin, Betasanthin), $\alpha$-lipoic acid

Chương 2: Vật liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết quy trình chuẩn bị và các bước thực nghiệm:

  • Sơ chế nguyên liệu: Nguyên liệu sau khi tuyển chọn độ đồng đều được rửa sạch, ngâm khử trùng trong 15 phút bằng dung dịch sodium hypochlorite nồng độ 0,2 ml/l. Quy cách xử lý cơ học: rau má và lá chùm ngây được cắt đoạn chiều dài 2 cm; củ dền và dưa chuột được thái lát dày 3 mm để đảm bảo tính đồng nhất về mặt truyền nhiệt và thoát ẩm.
  • Bố trí thí nghiệm sấy: Mẫu được chia đều thành 3 phần, sấy đối lưu ở 60℃, 70℃ và 80℃. Ghi nhận sự thay đổi khối lượng theo chu kỳ 30 phút một lần đến khi đạt độ ẩm khoảng $\le 5%$ (chênh lệch khối lượng mẫu giữa các lần cân không quá 0,1 g). Sau sấy, mẫu được nghiền mịn qua máy nghiền đĩa và bảo quản trong điều kiện kiểm soát để phân tích các chỉ tiêu hóa học.
  • Quy trình phân tích trích ly: Trình bày chi tiết các bước chiết tách định lượng: trích ly polyphenol bằng hệ ba dung môi (acetone : nước : acetic acid tỷ lệ 50:49:1 ở 37℃, lắc 200 vòng/phút, ly tâm 8000 vòng/phút ở 4℃ qua 3 lần chiết liên tiếp); trích ly hệ sắc tố bằng acetone 100% (ly tâm 6000 vòng/phút ở 4℃); phản ứng tạo phức màu khử với Folin-Ciocalteu và phản ứng quét gốc tự do DPPH với chất chuẩn Trolox.

Chương 3: Kết quả và thảo luận

Nội dung chương trình bày dữ liệu thực nghiệm về động học tách ẩm và sự thay đổi các chỉ tiêu hóa sinh:

  • Động học sấy: Xây dựng đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy cho 4 loại nguyên liệu ở ba dải nhiệt độ 60℃, 70℃ và 80℃. Dữ liệu thực nghiệm của củ dền cho thấy độ ẩm ban đầu của nguyên liệu rất cao, dao động trong khoảng 9 - 10 kg nước/kg chất khô (CK). Dưới tác động của nhiệt độ không khí sấy, độ ẩm giảm mạnh theo thời gian sấy; tốc độ thoát ẩm diễn ra nhanh nhất trong 2 - 3 giờ đầu tiên và đường cong sấy dần tiệm cận trạng thái ẩm cân bằng sau khoảng 7 giờ sấy. Nhiệt độ sấy càng cao (80℃) thì độ dốc của đường cong sấy càng lớn, thời gian cần thiết để đạt khối lượng không đổi càng được rút ngắn so với mức 60℃ và 70℃.
  • Biến đổi các hoạt chất sinh học:
    • Hàm lượng polyphenol tổng số (TPP) của củ dền và dưa chuột biến thiên phụ thuộc vào nhiệt độ sấy: nhiệt độ cao làm rút ngắn thời gian sấy nhưng có nguy cơ gây phân hủy nhiệt, đồng thời nhiệt độ 80℃ cũng có tác dụng ức chế nhanh enzyme oxy hóa polyphenol oxidase.
    • Hàm lượng sắc tố carotenoid tổng số và chlorophyll tổng số trong dưa chuột biến động rõ rệt: chlorophyll có xu hướng suy giảm khi tăng nhiệt độ do sự phá hủy nhân porphyrin, trong khi carotenoid được bảo toàn tốt hơn ở các chế độ nhiệt cho phép rút ngắn thời gian sấy nhằm hạn chế tiếp xúc oxy kéo dài.
    • Khả năng kháng oxy hóa (đo qua năng lực dập tắt gốc tự do DPPH) của củ dền và dưa chuột có sự tương quan chặt chẽ với hàm lượng các hợp chất polyphenol và sắc tố còn lưu giữ lại trong sản phẩm sấy.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính kèm dữ liệu thực nghiệm

  1. Xác lập thông số động học quá trình sấy: Khóa luận đã xây dựng thành công bộ đường cong sấy và đường cong tốc độ sấy thực nghiệm cho củ dền, dưa chuột, rau má và chùm ngây tại ba mức nhiệt độ 60℃, 70℃ và 80℃. Đối với củ dền thái lát 3 mm, quá trình thoát ẩm giảm từ mức ẩm ban đầu 9 - 10 kg nước/kg CK xuống mức ẩm ổn định kỹ thuật ($\le 5%$, biến thiên khối lượng không quá 0,1 g) trong khoảng thời gian 7 giờ.
  2. Định lượng biến đổi các hoạt chất sinh học:
    • Thiết lập đường chuẩn Gallic acid và đo quang tại bước sóng 755 nm để xác định hàm lượng polyphenol tổng số biểu thị qua đơn vị mg GAE/g CK cho củ dền và dưa chuột.
    • Ứng dụng hệ phương trình Lichtenthaler & Buschmann (2001) đo mật độ quang tại 661,6 nm; 664,8 nm và 470 nm để xác định hàm lượng chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll tổng số và carotenoid tổng số trong dưa chuột sau sấy.
    • Đo lường năng lực kháng oxy hóa dựa trên đường chuẩn Trolox ở bước sóng 517 nm, biểu thị qua đơn vị đương lượng Trolox (µmol TE/g CK) và tỷ lệ % kìm hãm gốc tự do DPPH.

Giải pháp và khuyến nghị công nghệ

  • Cần lựa chọn chế độ sấy thích hợp cho từng nhóm nguyên liệu: với các loại rau ăn lá có kết cấu mỏng như rau má và chùm ngây, cần kiểm soát nhiệt độ sấy để bảo vệ sắc tố diệp lục và tránh biến dạng gãy vụn cấu trúc; với củ dền và dưa chuột thái lát 3 mm, việc nâng nhiệt độ sấy lên mức thích hợp giúp rút ngắn thời gian làm khô, từ đó vô hoạt sớm enzyme polyphenol oxidase và giảm thiểu thời gian tự oxy hóa của carotenoid.
  • Quy trình sơ chế khử trùng bằng sodium hypochlorite 0,2 ml/l trong 15 phút và kiểm soát kích thước thái lát (3 mm đối với củ/quả, 2 cm đối với rau lá) được khuyến nghị áp dụng nhằm đảm bảo tính đồng đều của quá trình truyền nhiệt và thoát ẩm.

Đóng góp của đề tài

Nghiên cứu cung cấp số liệu thực nghiệm gốc về động học sấy đối lưu và đặc tính hóa sinh sau chế biến của bốn loại nông sản phổ biến tại Việt Nam. Kết quả này bổ sung cơ sở khoa học cho lĩnh vực công nghệ sau thu hoạch, hỗ trợ việc thiết lập các thông số sấy tối ưu nhằm đa dạng hóa sản phẩm rau quả sấy khô giàu hoạt tính sinh học trên thị trường.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đề tài:
    • Phương pháp làm khô mới chỉ khảo sát trên công nghệ sấy đối lưu nóng ở ba mức nhiệt độ cố định (60℃, 70℃, 80℃), chưa tiến hành so sánh đối chứng với các phương pháp sấy tiên tiến nhiệt độ thấp như sấy lạnh (sấy bơm nhiệt) hay sấy thăng hoa.
    • Nguồn nguyên liệu thu mua giới hạn tại một địa điểm (chợ Cửu Việt, Gia Lâm, Hà Nội) trong thời điểm mùa hè (tháng 6 và 7 năm 2021), chưa khảo sát biến thiên chất lượng theo các vùng sinh thái trồng trọt và mùa vụ thu hoạch khác nhau.
    • Các chỉ tiêu phân tích hóa sinh chuyên sâu trong phần thảo luận thực nghiệm tập trung chủ yếu vào củ dền và dưa chuột, dữ liệu định lượng hoạt chất sinh học của chùm ngây và rau má sau sấy chưa được phân tích đầy đủ như mục tiêu tổng thể.
  • Hướng nghiên cứu tiếp theo:
    • Nghiên cứu tối ưu hóa đa biến chế độ sấy (kết hợp nhiệt độ, vận tốc gió và độ dày lát cắt) bằng phương pháp bề mặt đáp ứng (RSM).
    • Thử nghiệm công nghệ sấy gián đoạn (vừa sấy vừa ủ ẩm) hoặc công nghệ sấy lạnh ở dải nhiệt độ dưới 50℃ nhằm tối ưu hóa khả năng lưu giữ màu sắc tự nhiên và vitamin nhạy cảm nhiệt.
    • Đánh giá sự biến đổi hàm lượng hoạt chất sinh học và độ ẩm của sản phẩm rau quả sấy trong quá trình đóng gói và bảo quản dài hạn dưới các loại vật liệu bao bì khác nhau.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên, học viên và nghiên cứu viên: Thuộc các chuyên ngành Công nghệ thực phẩm, Công nghệ sau thu hoạch, Đảm bảo chất lượng thực phẩm và Kỹ thuật chế biến nông sản.
  • Kỹ sư công nghệ và cơ sở chế biến thực phẩm: Các cơ sở sản xuất có định hướng phát triển dòng sản phẩm bột rau củ hòa tan, trà thảo mộc hoặc nông sản sấy khô tiện lợi.
  • Nội dung có giá trị tham khảo chuyên sâu:
    • Quy trình chiết xuất ba giai đoạn hệ dung môi acetone : nước : acetic acid (50:49:1) để định lượng polyphenol tổng số bằng phương pháp Folin-Ciocalteu.
    • Giao thức đo quang phổ đa bước sóng (470 nm, 661,6 nm, 664,8 nm) xác định đồng thời chlorophyll và carotenoid theo Lichtenthaler & Buschmann (2001).
    • Phương pháp thực nghiệm xác định động học sấy đối lưu và tính toán ẩm cân bằng kỹ thuật trên mẫu thực vật.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận nghiên cứu trên những loại nguyên liệu nào và kích thước chuẩn bị mẫu trước khi sấy được quy định ra sao?
Nghiên cứu tiến hành trên 4 loại nguyên liệu: củ dền (Beta vulgaris), dưa chuột (Cucumis sativus), rau má (Centella asiatica) và lá chùm ngây (Moringa oleifera). Trước khi đưa vào buồng sấy, nguyên liệu được khử trùng trong 15 phút với dung dịch sodium hypochlorite 0,2 ml/l. Về quy cách kích thước: rau má và lá chùm ngây được cắt đoạn chiều dài 2 cm; củ dền và dưa chuột được thái lát dày 3 mm.

2. Quá trình sấy đối lưu được thử nghiệm ở các mức nhiệt độ nào và điều kiện dừng sấy được xác định ra sao?
Các mẫu nguyên liệu được sấy đối lưu ở ba mức nhiệt độ gồm 60℃, 70℃ và 80℃. Khối lượng mẫu được theo dõi bằng cân phân tích định kỳ 30 phút một lần trong suốt quá trình làm khô; quá trình sấy kết thúc khi độ ẩm sản phẩm đạt mức khoảng $\le 5%$ (tương đương với mức biến thiên khối lượng giữa các lần đo liên tiếp không vượt quá 0,1 g).

3. Phương pháp và dung môi nào được sử dụng để trích ly và xác định hàm lượng polyphenol tổng số?
Hàm lượng polyphenol tổng số được xác định bằng phương pháp Folin-Ciocalteu (Singleton & Rossi, 1965) với chất chuẩn Gallic acid và đo mật độ quang ở bước sóng 755 nm. Quá trình trích ly sử dụng hệ dung môi gồm acetone : nước : acetic acid theo tỷ lệ thể tích 50:49:1; chiết 75 mg bột mẫu với 1,5 ml dung môi ở 37℃ trong 30 phút dưới tốc độ lắc 200 vòng/phút, sau đó ly tâm 8000 vòng/phút ở 4℃ trong 10 phút, tiến hành chiết lặp lại 3 lần.

4. Khả năng kháng oxy hóa của các mẫu sau sấy được xác định bằng phương pháp nào và biểu thị theo đơn vị gì?
Khả năng kháng oxy hóa được xác định bằng phương pháp dập tắt gốc tự do DPPH (Tabart & cs, 2009) ở bước sóng hấp thụ 517 nm, sử dụng Trolox làm chất chuẩn đối chứng. Kết quả được tính toán và biểu thị thông qua giá trị tỷ lệ phần trăm kìm hãm gốc tự do (% kìm hãm DPPH) và đương lượng Trolox tính trên khối lượng chất khô ($\mu\text{mol TE/g CK}$).

5. Vì sao việc tăng nhiệt độ sấy trong một số trường hợp lại giúp hạn chế sự suy giảm hoạt chất sinh học theo tổng quan của tác giả?
Theo tổng quan tài liệu của tác giả (trích dẫn từ Schweiggert & cs, 2007; Demiray & cs, 2013; Trương Quốc Tất & cs, 2020), việc tăng nhiệt độ sấy giúp rút ngắn đáng kể tổng thời gian làm khô của mẻ sấy, từ đó giảm thời gian vật liệu tiếp xúc với nhiệt độ và oxy không khí. Ngoài ra, nhiệt độ gia nhiệt cao (trên 80℃) có khả năng vô hoạt hoàn toàn các enzyme oxy hóa nội tại như polyphenol oxidase (PPO) và peroxidase (POD), ngăn chặn quá trình phân hủy enzyme đối với các hợp chất polyphenol và hạn chế quá trình tự oxy hóa của sắc tố carotenoid.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Nguyễn Thủy Tiên đã khảo sát toàn diện ảnh hưởng của chế độ sấy đối lưu ở các mức nhiệt độ 60℃, 70℃ và 80℃ đến động học làm khô và sự biến đổi các hợp chất sinh học của củ dền, dưa chuột, rau má và chùm ngây. Thông qua các quy trình phân tích hóa sinh chuẩn mực, đề tài đã định lượng được đặc tính thoát ẩm và mức độ lưu giữ polyphenol, carotenoid, diệp lục cùng năng lực kháng oxy hóa theo từng ngưỡng nhiệt độ. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu thực nghiệm quan trọng, phục vụ công tác đào tạo và định hướng công nghệ chế biến rau quả sấy khô trong ngành công nghệ sau thu hoạch.