Luận án Tiến sĩ Công nghệ chế biến: Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản, chế biến rong nho (Caulerpa lentillifera) quy mô công nghiệp

Chia sẻ: Bobietbay | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:236

Thêm vào BST

Báo xấu

50
lượt xem 16
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là xác định được thời gian thu hoạch và sản xuất được sản phẩm rong nho sấy đạt tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm ở quy mô phòng thí nghiệm.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Công nghệ chế biến: Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản, chế biến rong nho (Caulerpa lentillifera) quy mô công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ------------ HOÀNG THÁI HÀ NGHIÊN CỨU SẤY KHÔ RONG NHO (Caulerpa lentillifera J. AGARDH) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH KẾT HỢP BỨC XẠ HỒNG NGOẠI LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHÁNH HÒA- 2018
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG ------------ HOÀNG THÁI HÀ NGHIÊN CỨU SẤY KHÔ RONG NHO (Caulerpa lentillifera J. AGARDH) BẰNG PHƯƠNG PHÁP SẤY LẠNH KẾT HỢP BỨC XẠ HỒNG NGOẠI LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành : Công nghệ chế biến thủy sản Mã số : 9540105 Người hướng dẫn khoa học: TS. Đỗ Văn Ninh PGS. TS. Vũ Ngọc Bội KHÁNH HÒA- 2018
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu được thực hiện từ kinh phí của Đề tài Cấp Nhà nước KC07.08/11-15: “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản, chế biến rong nho (Caulerpa lentillifera) quy mô công nghiệp” do ThS. Nguyễn Thị Mỹ Trang chủ trì và đã được chủ nhiệm đề tài cho phép sử dụng trong Luận án. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ một công trình nghiên cứu nào trước đó. Khánh Hòa, năm 2018 Tác giả luận án Hoàng Thái Hà
LỜI CÁM ƠN Để hoàn thành Luận án này, trước hết, tôi xin gửi tới Ban Giám hiệu Trường Đại học Nha Trang, Lãnh đạo Khoa Sau đại học và Ban Chủ nhiệm khoa Công nghệ Thực phẩm lòng biết ơn và niềm tự hào được học tập tại Trường trong những năm qua. Lòng biết ơn sâu sắc nhất xin được gửi tới TS. Đỗ Văn Ninh - Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Thái Bình Dương và PGS.TS Vũ Ngọc Bội - Trưởng khoa Công nghệ Thực phẩm -Trường Đại học Nha Trang đã hết lòng hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án này. Xin chân thành cám ơn ThS. Nguyễn Thị Mỹ Trang - Chủ nhiệm đề tài Cấp Nhà nước KC07.08/11-15: “Nghiên cứu công nghệ và thiết bị bảo quản, chế biến rong nho (Caulerpa lentillifera) quy mô công nghiệp” đã tạo điều kiện về kinh phí để Luận án hoàn thành có chất lượng. Đặc biệt, xin chân thành cám ơn TS. Lê Thanh Bình - nguyên Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Công thương Tp.HCM, TS. Bùi Mạnh Tuân - Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công thương Tp.HCM đã cho phép và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được đi học và trong quá trình học tập, nghiên cứu vừa qua. Xin chân thành cám ơn PGS. TS. Trang Sĩ Trung - Hiệu trưởng - Trường Đại học Nha Trang, PGS. TS. Nguyễn Anh Tuấn - Bộ môn Công nghệ Chế biến - Khoa Công nghệ Thực phẩm, PGS. TS. Ngô Đăng Nghĩa - Giám đốc - Viện Công nghệ Sinh học và Môi Trường, PGS. TS. Nguyễn Hữu Đại - Giám đốc Công ty TNHH Đại phát B Plus - Nha Trang và các thầy cô phản biện đã cho tôi lời khuyên quý báu để Luận án hoàn thành có chất lượng. Xin chân thành cám ơn: ThS. Nguyễn Thị Hương đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện thí nghiệm của Luận án. Xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo tại các phòng thí nghiệm - Trung tâm Thực hành Thí nghiệm và các thầy cô giáo trong khoa Công nghệ Thực phẩm -Trường Đại học Nha Trang đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, người thân và bạn bè đã quan tâm, chia sẻ khó khăn và động viên tôi để tôi hoàn thành Luận án này.
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ iv DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................. v DANH MỤC CÁC HÌNH ............................................................................................... x MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 3 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN RONG NHO TRÊN THẾ GIỚI ..................... 3 1.1.1. Giới thiệu về rong nho ........................................................................................... 3 1.1.2. Công nghệ bảo quản rong và rong nho ................................................................ 11 1.1.3. Công nghệ sơ chế rong và rong nho .................................................................... 13 1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU RONG NHO Ở VIỆT NAM ............................................. 14 1.3. MỘT SỐ NGHIÊN CỨU VỀ KỸ THUẬT SẤY RAU QUẢ VÀ THỦY SẢN ............ 22 1.3.1. Nguyên lý sấy ...................................................................................................... 22 1.3.2. Một số nghiên cứu về sấy rau quả và sản phẩm thủy sản ................................... 23 1.3.3. Một số biến đổi của nguyên liệu trong quá trình sấy và bảo quản sản phẩm sấy29 1.3.4. Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình sấy ........................................................... 31 CHƯƠNG II - NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 38 2.1. NGUYÊN VẬT LIỆU ...................................................................................................... 38 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................................... 38 2.2.1. Phương pháp phân tích hóa học .......................................................................... 38 2.2.3. Phương pháp phân tích chỉ tiêu vi sinh ............................................................... 40 2.2.2. Một số phương pháp phân tích chất lượng rong nho........................................... 40 2.3. PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM ....................................................................... 41 2.3.1. PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN CÁC NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: .............................. 41 2.4. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ ............................................................................................. 53 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................... 55 3.1. XÁC ĐỊNH THỜI GIAN THU HOẠCH RONG NHO .................................................. 55 3.1.1. Sự thay đổi chất lượng cảm quan rong nho theo độ tuổi thu hoạch .................... 55 i
3.1.2. Sự thay đổi một số thành phần hóa học của rong nho theo độ tuổi thu hoạch ................. 56 3.2. NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CHẾ ĐỘ XỬ LÝ RONG NHO TIỀN SẤY ................... 70 3.2.1. Xác định lượng nước tách ra trong quá trình ly tâm ........................................... 70 3.2.2. Xác định nồng độ và thời gian xử lý sorbitol ...................................................... 73 3.2.3. Xác định thời gian và nhiệt độ chần rong nho..................................................... 77 3.3. NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH SẤY RONG NHO KHÔ .......................... 83 3.3.1. Xác định cường độ chiếu sáng của đèn hồng ngoại ............................................ 83 3.3.2. Xác định miền tối ưu cho các thông số của quá trình sấy ................................... 86 3.3.2.1. Xác định miền tối ưu về nhiệt độ sấy ............................................................... 86 3.1.2.2. Xác định miền tối ưu về vận tốc gió................................................................. 88 3.1.2.3. Xác định miền tối ưu về chiều dày nguyên liệu sấy ......................................... 89 3.1.2.4. Xác định khoảng cách bức xạ từ đèn hồng ngoại đến bề mặt rong nho .................. 90 3.3.3. Biến đổi chất lượng của rong nho trong quá trình sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại… 91 3.3.4. Tối ưu hóa công đoạn sấy rong nho bằng kỹ thuật sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại…… .................................................................................................................... 119 3.4. NGHIÊN CỨU BẢO QUẢN RONG NHO KHÔ ......................................................... 124 3.4.1. Ảnh hưởng của chế độ tiệt trùng bằng đèn cực tím đến chất lượng và thời gian bảo quản rong nho ....................................................................................................... 124 3.4.1.1. Ảnh hưởng của thời gian khử trùng bằng đèn cực tím đến chất lượng rong nho khô…….. ..................................................................................................................... 124 3.4.1.2. Ảnh hưởng của chiều dày lớp rong đến khả năng khử khuẩn bằng tia tử ngoại . 130 3.4.2. Nghiên cứu ảnh hưởng vật liệu bao gói và nhiệt độ đến thời gian bảo quản rong nho khô… .................................................................................................................... 131 3.4.3. Ảnh hưởng của nhiệt độ và độ ẩm đến chất lượng và thời gian bảo quản rong nho khô… .................................................................................................................... 136 3.4.3.1. Sự thay đổi chất lượng cảm quan của sản phẩm rong nho khô theo thời gian bảo quản ở điều kiện nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường .............................................. 136 3.4.3.2. Ảnh hưởng của độ ẩm ban đầu của rong khô đến chất lượng và thời gian bảo quản rong nho khô ....................................................................................................... 140 ii
3.4.3.3.Ảnh hưởng của chế độ hút chân không đến chất lượng và thời gian bảo quản rong nho khô ................................................................................................................ 145 3.5. NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐA YẾU TỐ BẢO QUẢN ĐẾN CHẤT LƯỢNG VÀ THỜI GIAN BẢO QUẢN RONG NHO KHÔ .............................................................. 149 3.5.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của đa yếu tố bảo quản đến chất lượng cảm quan của rong nho khô ................................................................................................................ 149 3.5.2. Ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô ... 152 3.5.3. Ảnh hưởng của đa yếu tố đến hàm lượng vitamin C của rong nho khô theo thời gian bảo quản ............................................................................................................... 154 3.5.4. Ảnh hưởng của đa yếu tố đến khả năng hoàn nguyên của rong nho theo thời gian bảo quản.. ..................................................................................................................... 157 3.5.5. Tối ưu hóa quá trình bảo quản rong nho khô .................................................... 159 3.6. ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH SẤY RONG NHO KHÔ BẰNG KỸ THUẬT SẤY LẠNH KẾT HỢP BỨC XẠ HỒNG NGOẠI .................................................................................... 161 3.6.1. Quy trình sấy rong nho khô ............................................................................... 161 3.6.2. Sản xuất thử và tính toán chi phí nguyên vật liệu ............................................. 163 3.7. SO SÁNH CHẤT LƯỢNG RONG NHO LÀM KHÔ BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC NHAU ........................................................................................................................ 167 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 173 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 175 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ................................................................................................................... 182 iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ANOVA (Analysis of Variance) : Phân tích phương sai BXHN : Bức xạ hồng ngoại DW : Khối lượng chất khô Chế độ sấy : Bao gồm các thông số kỹ thuật trong công đoạn sấy: Nhiệt độ sấy; Khoảng cách chiếu bức xạ; chiều dày lớp nguyên liệu và vận tốc gió CLCQ : Chất lượng cảm quan CS : Cộng sự F : Giá trị F (kiểm định Fisher), có độ tin cậy 95% FA Fatty Acid : Axit béo KKN : Không khí nóng Mg/100g : Số mg chất trong 100 gam mẫu thử MUFA (Mono – Unsaturated : Axit béo có một nối đôi Fatty Acid) N : Số thí nghiệm P (Giá trị P) : Xác xuất để t> t-star, dùng để kiểm định độ tin cậy về mặt khoa học (thống kê) PN : Phơi nắng R2(Hệ số xác định) : Trong 100% sự biến động của biến phụ thuộc Y thì có bao nhiêu % sự biến động là do biến độc lập X ảnh hưởng, còn lại là do sai số ngẫu nhiên Regression : Sai số do hồi quy Residual : Sai số do ngẫu nhiên SFA Axit béo (Saturated Fatty Axit béo no (bão hòa) Acid) SS( Sum of Square) : Tổng bình phương của mức động (sai lệch) giữa các giá trị quan sát của Y (ký hiệu là Yi) và giá trị bình quân của chúng TCVN : Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam TN : Thí nghiệm VKHK : Vi khuẩn hiếu khí VSV : Vi sinh vật TSBTNM-NM iv
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tốc độ tăng trưởng của rong nho ở các điều kiện nuôi khác nhau tại Nhật Bản ....5 Bảng 1.2. Thành phần hóa học của các chất có trong Caulerpa lentillifera và Ultra reticulate ..........................................................................................................................9 Bảng 1.3. Hàm lượng khoáng của rong nho và so sánh với DRI ....................................9 Bảng 1.4. Hàm lượng các vitamin của rong nho ............................................................9 Bảng 1.5. Hàm lượng acid amin của rong nho (g/100g mẫu khô) ................................10 Bảng 1.6. So sánh tốc độ tăng trưởng của rong nho ở các chế độ nuôi khác nhau .......15 Bảng 2.1. Điều kiện thí nghiệm được chọn ...................................................................47 Bảng 2.2. Ma trận quy hoạch thực nghiệm và số lượng thí nghiệm sấy rong nho bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ........................................................48 Bảng 2.3. Các điều kiện thí nghiệm được chọn.............................................................52 Bảng 2.4. Ma trận quy hoạch thực nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của đa yếu tố bảo quản đến chất lượng và thời gian bảo quản rong nho khô ............................................53 Bảng 3.1. Kết quả đánh giá chất lượng cảm quan của rong nho theo độ tuổi thu hoạch ..........55 Bảng 3.2. Hàm lượng protein, chất xơ tổng số, tro tổng số, đường tổng số và pectin của rong nho theo độ tuổi nuôi trồng ...................................................................................57 Bảng 3.3. Hàm lượng protein, chất xơ tổng số, tro tổng số, đường tổng số và pectin theo mùa vụ và chiều dài thân đứng của rong nho ........................................................57 Bảng 3.4. Hàm lượng vitamin A, B1, C của rong nho theo độ tuổi nuôi trồng .............59 Bảng 3.5.Hàm lượng Vitamin A, B1, C của rong nho theo mùa vụ nuôi trồng và chiều dài thân ..........................................................................................................................60 Bảng 3.6. Sự thay đổi hàm lượng khoáng chất của rong nho theo độ tuổi nuôi trồng ..............61 Bảng 3. 7. Thành phần khoáng chất của rong nho theo mùa vụ nuôi trồng và chiều dài thân rong ........................................................................................................................61 Bảng 3.8. Thành phần kim loại nặng trong rong nho theo mùa vụ và chiều dài thân rong nho .........................................................................................................................63 Bảng 3.9. Thành phần kim loại nặng trong rong nho theo ngày tuổi ............................63 v
Bảng 3.10. Thành phần ion kim loại trong nước biển tại Vịnh Cam Ranh - Khánh Hòa .......64 Bảng 3.11. Thành phần một số amino acid trong rong nho theo ngày tuổi ..................64 Bảng 3.12. Thành phần một số amino acid trong rong nho theo mùa vụ và chiều dài thân rong ........................................................................................................................65 Bảng 3.13. Thành phần một số acid béo của rong nho theo ngày tuổi .........................66 Bảng 3.14. Thành phần một số acid béo trong rong nho theo mùa vụ và chiều dài thân rong ....67 Bảng 3.15. Một số chỉ tiêu vi sinh vật của rong nho theo ngày tuổi .............................68 Bảng 3.16. Thành phần một số vi sinh vật trong rong nho theo mùa và chiều dài thân rong .....68 Bảng 3.17. Chất lượng cảm quan và tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy lạnh ở nhiệt độ và thời gian sấy khác nhau .......................................................................................87 Bảng 3.18. Chất lượng cảm quan và tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy lạnh với vận tốc gió và thời gian sấy khác nhau ................................................................................88 Bảng 3.19. Chất lượng cảm quan và khả năng hoàn nguyên của rong nho sấy lạnh với chiều dày nguyên liệu và thời gian sấy khác nhau ........................................................89 Bảng 3.20. Chất lượng cảm quan và khả năng hoàn nguyên của rong nho sấy lạnh với khoảng cách chiếu bức xạ hồng ngoại và thời gian sấy khác nhau ...............................90 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại.....................................................................................92 Bảng 3.22. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến khả năng hoàn nguyên của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ..............................................................................93 Bảng 3.23. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến chất lượng cảm quan của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại.....................................................................................95 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến chất lượng cảm quan rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại.....................................................................................96 Bảng 3.25. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến cường độ màu xanh lục của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ..............................................................................99 Bảng 3.26. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến cường độ màu xanh lục của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ............................................................................100 vi
Bảng 3.27. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin C của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ............................................................................102 Bảng 3.28. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin C của sản phẩm rong nho sấy lạnh kết hợp BXHN ...............................................................................103 Bảng 3.29. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin B1 của rong nho sấy bằng sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại .............................................................106 Bảng 3.30. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin B1 của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ............................................................................107 Bảng 3.31. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến chỉ tiêu vi sinh vật của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại...................................................................................109 Bảng 3.32. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến chỉ tiêu vi sinh vật hiếu khí của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại .....................................................................109 Bảng 3.33. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hoạt độ nước của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại...........................................................................................111 Bảng 3.34. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hoạt độ nước của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại...........................................................................................112 Bảng 3.35. Tổng hợp kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của chế độ sấy lạnh kết hợp BXHN đến một số chỉ tiêu chất lượng sản phẩm rong nho khô..................................120 Bảng 3.36. Kết quả tối ưu hóa sấy rong nho bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại...............................................................................................................122 Bảng 3.37. Kết quả thí nghiệm kiểm chứng sấy rong nho tại điểm tối ưu ..................123 Bảng 3.38. Kết quả phân tích cảm quan và thành phần hóa học của rong nho khô theo thời gian bảo quản .......................................................................................................124 Bảng 3.39. Sự thay đổi tương đối về chất lượng cảm quan và thành phần hóa học của rong nho khô theo thời gian bảo quản .........................................................................125 Bảng 3.40. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật các mẫu rong nho khô ngay sau khi chiếu tia tử ngoại với thời gian chiếu khác nhau .........................................................126 Bảng 3.41. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật của sản phẩm rong nho khô sau 150 ngày bảo quản ..............................................................................................................126 vii
Bảng 3.42. Kết quả phân tích các chỉ tiêu vi sinh vật của rong nho khô được chiếu tia tử ngoại với chiều dày lớp rong khác nhau .................................................................130 Bảng 3.43. Tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho khô bảo quản trong các bao bì khác nhau ở nhiệt độ lạnh 6±20C ..................................................................................................132 Bảng 3.44. Tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho khô bao gói bằng bao bì PA bảo quản ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường .................................................................................138 Bảng 3.45. Sự thay đổi chất lượng cảm quan của rong nho khô có độ ẩm ban đầu khác nhau theo thời gian bảo quản ở điều kiện lạnh ............................................................141 Bảng 3.46. Sự thay đổi tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho khô theo thời gian bảo quản rong nho khô có độ ẩm ban đầu khác nhau .................................................................141 Bảng 3.47. Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của rong nho khô có độ ẩm ban đầu khác nhau theo thời gian bảo quản trong điều kiện lạnh .....................................................141 Bảng 3.48. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô có độ ẩm ban đầu khác nhau theo thời gian bảo quản trong điều kiện lạnh ......................................142 Bảng 3.49. Ảnh hưởng của tỷ lệ hút chân không đến sự biến đổi chất lượng cảm quan của rong nho khô theo thời gian bảo quản..................................................................145 Bảng 3.50. Ảnh hưởng của tỷ lệ hút chân không đến tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho khô theo thời gian bảo quản ........................................................................................145 Bảng 3.51. Ảnh hưởng của tỷ lệ hút chân không đến sự biến đổi hàm lượng vitamin C của rong nho khô theo thời gian bảo quản...................................................................146 Bảng 3.52. Ảnh hưởng của tỷ lệ hút chân không đến sự biến đổi hoạt tính chống oxy hóa của rong nho khô theo thời gian bảo quản ............................................................146 Bảng 3.53. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến điểm chất lượng cảm quan của rong nho khô bảo quản ở điều kiện lạnh ..............................................................................150 Bảng 3.54. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến điểm chất lượng cảm quan của rong nho khô bảo quản ở điều kiện lạnh ..............................................................................150 Bảng 3.55. Bảng đáp ứng tối ưu ..................................................................................150 Bảng 3.56. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô bảo quản trong điều kiện lạnh .......................................................................152 viii
Bảng 3.57. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô bảo quản trong điều kiện lạnh .......................................................................153 Bảng 3.58. Bảng đáp ứng tối ưu ..................................................................................153 Bảng 3.59. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin C của rong nho khô bảo quản ở điều kiện lạnh .....................................................................................155 Bảng 3.60. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin C của rong nho khô bảo quản ở điều kiện lạnh .....................................................................................155 Bảng 3.61. Bảng đáp ứng tối ưu ..................................................................................155 Bảng 3.62. Kết quả phân tích ANOVA về ảnh hưởng của các biến độc lập đến khả năng hoàn nguyên của rong nho khô khi bảo quản .....................................................157 Bảng 3.63. Ảnh hưởngcủa các biến độc lập đến khả năng hoàn nguyên của rong nho trong thời gian bảo quản ..............................................................................................157 Bảng 3.63. Bảng đáp ứng tối ưu ..................................................................................158 Bảng 3.65. Kết quả bố trí thí nghiệm với hàm mục tiêu là chất lượng cảm quan của rong nho khô bảo quản ở điều kiện lạnh .....................................................................159 Bảng 3.66. Bảng đáp ứng tối ưu ..................................................................................160 Bảng 3.67. Chất lượng của rong nho khô bảo quản ở điều kiện tối ưu .......................160 Bảng 3.68. Số lượng vi sinh vật sản phẩm rong nho khô ............................................160 Bảng 3.69. Kết quả phân tích một số thành phần hóa học của rong nho khô .............163 Bảng 3.70. Kết quả kiểm tra một số chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm rong nho khô ......164 Bảng 3.71. Hao hụt trọng lượng của nguyên liệu chính qua các công đoạn ...............165 Bảng 3.72. Chi phí nguyên vật liệu cho sản phẩm rong nho khô ................................165 Bảng 3.73. Biến đổi chất lượng rong nho khô theo thời gian bảo quản ......................166 Bảng 3.74. Biến đổi hàm lượng các chất theo các phương pháp sấy khác nhau .........167 Bảng 3.75. Kết quả phân tích chỉ tiêu vi sinh vật của rong nho sấy khô bằng các phương pháp khác nhau ...............................................................................................169 ix
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Hình ảnh về rong nho (Caulerpa lentillifera) .................................................4 Hình 1.2. Sơ đồ quy trình chế biến rong nho tại Việt Nam ...........................................19 Hình 2.1. Rong nho nguyên liệu sau xử lý .......................................................................38 Hình 2.2. Sơ đồ cách thức tiếp cận các nội dung nghiên cứu .......................................41 Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ tuổi thu hoạch rong nho .......................44 Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian ngâm rong nho trong dung dịch sorbitol ...........................................................................................................................45 Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ chần rong nho tiền sấy ..............................46 Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu xác định các thông số tối ưu cho quá trình sấy rong nho bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại .................47 Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian tiệt trùng bằng đèn cực tím ...............49 Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định vật liệu bao gói sản phẩm rong nho khô ................50 Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ hút chân không khi bao gói sản phẩm rong nho khô ........................................................................................................51 Hình 2.10. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ bảo quản sản phẩm rong nho khô ..52 Hình 3.1. Sự thay đổi chất lượng cảm quan của rong nho theo thời điểm thu hoạch .......56 Hình 3.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ tách nước đến chất lượng cảm quan của rong nho sấy 70 Hình 3.3. Ảnh hưởng của tỷ lệ tách nước đến độ ẩm của rong nho sấy........................70 Hình 3. 4. Ảnh hưởng của tỷ lệ tách nước đến khả năng hoàn nguyên của rong nho sấy ...71 Hình 3.5. Ảnh hưởng của tỷ lệ tách nước đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho sấy ...........................................................................................................................71 Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ sorbitol và thời gian ngâm đến chất lượng cảm quan của rong nho ..................................................................................................................73 Hình 3.7. Ảnh hưởng của nồng độ sorbitol và thời gian ngâm đến độ ẩm rong nho ....74 Hình 3.8. Ảnh hưởng của nồng độ sorbitol và thời gian ngâm đến khả năng hoàn nguyên của rong nho .....................................................................................................74 Hình 3.9. Ảnh hưởng của nồng độ sorbitol và thời gian ngâm đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho ...................................................................................................74 x
Hình 3.10. Ảnh hưởng của thời gian chần đến khả năng hoàn nguyên của rong nho khô sau khi sấy .....................................................................................................................78 Hình 3.11. Ảnh hưởng của thời gian chần đến chất lượng cảm quan của rong nho khô sau khi sấy .....................................................................................................................78 Hình 3.12. Ảnh hưởng của thời gian chần đến hàm lượng vitamin C của rong nho khô sau khi sấy .....................................................................................................................78 Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần đến khả năng hoàn nguyên của rong nho khô sau khi sấy .....................................................................................................................81 Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần đến tổng điểm cảm quan chung của rong nho khô sau khi sấy ..............................................................................................................81 Hình 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ chần đến hàm lượng vitamin C của rong nho khô sau khi sấy .....................................................................................................................82 Hình 3.16. Ảnh hưởng của cường độ chiếu hồng ngoại đến chất lượng cảm quan của rong nho sau sấy ............................................................................................................83 Hình 3.17. Ảnh hưởng của cường độ chiếu hồng ngoại đến độ ẩm của rong nho sấy ...............84 Hình 3.18. Ảnh hưởng của cường độ chiếu hồng ngoại đến tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy ...........................................................................................................................84 Hình 3.19. Ảnh hưởng của cường độ chiếu hồng ngoại đến khả năng chống oxy hóa tổng của rong nho sấy ....................................................................................................84 Hình 3.20. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy...................................................................................................................94 Hình 3.21. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy .......94 Hình 3.22. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến chất lượng cảm quan của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ...............................................................97 Hình 3.23. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến sự biến đổi chất lượng cảm quan của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ........................................................97 Hình 3.24. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến cường độ màu xanh lục rong nho sấy.................................................................................................................100 Hình 3.25. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến sự biến đổi đến cường độ màu xanh lục của rong nho sấy ...........................................................................................101 xi
Hình 3.26. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến hàm lượng vitamin C của rong nho sấy lạnh kết hợp BXHN .........................................................................104 Hình 3.27. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến sự biến đổi vitamin C của rong nho sấy lạnh kết hợp BXHN........................................................................................104 Hình 3.28. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến hàm lượng vitamin B1 của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ......................................................107 Hình 3.29. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến sự biến đổi hàm lượng vitamin B1 của rong nho sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ..................................................107 Hình 3.30. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến sự biến đổi vi sinh vật hiếu khí của rong nho sấy ............................................................................................110 Hình 3.31. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến sự biến đổi vi sinh vật hiếu khí của rong nho sấy ..........................................................................................................110 Hình 3.32. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng các biến độc lập đến sự biến đổi hoạt độ nước của rong nho sấy ..........................................................................................................112 Hình 3.33. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố đến sự biến đổi hoạt độ nước của rong nho sấy.................................................................................................................113 Hình 3.34. Sự thay đổi của độ ẩm theo thời gian sấy và sự thay đổi của tốc độ sấy theo độ ẩm của các mẫu thí nghiệm sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ..........................118 Hình 3.35. Sự thay đổi tổng điểm cảm quan của rong nho khô theo thời gian bảo quản bằng các loại bao bì khác nhau ....................................................................................131 Hình 3.36. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô theo thời gian bảo quản bằng các loại bao bì khác nhau ....................................................................131 Hình 3.37. Sự thay đổi hàm lượng protein của rong nho khô theo thời gian bảo quản bằng các loại bao bì khác nhau ....................................................................................132 Hình 3.38. Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của rong nho khô theo thời gian bảo quản bằng các loại bao bì khác nhau ....................................................................................132 Hình 3.39. Sự thay đổi chất lượng cảm quan của rong nho khô bao gói bằng bao bì PA bảo quản ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường ..............................................................136 Hình 3.40. Sự thay đổi hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô bao gói bằng bao bì PA bảo quản ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường .............................................137 xii
Hình 3.41. Sự thay đổi hàm lượng protein của rong nho khô bao gói bằng bao bì PA bảo quản ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường ..............................................................137 Hình 3.42. Sự thay đổi hàm lượng vitamin C của rong nho khô bao gói bằng bao bì PA bảo quản ở nhiệt độ lạnh và nhiệt độ thường ..............................................................137 Hình 3.43. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng của các biến độc lập đến điểm chất lượng cảm quan của rong nho khô bảo quản trong điều kiện lạnh ................................................151 Hình 3.44. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố .......................................................151 Hình 3.45. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng của các biến độc lập đến hoạt tính chống oxy hóa tổng của rong nho khô bảo quản trong điều kiện lạnh..........................................153 Hình 3.46. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố .......................................................153 Hình 3.47. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng của các biến độc lập đến hàm lượng vitamin C của rong nho khô bảo quản ở điều kiện lạnh ...........................................................156 Hình 3.48. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố .......................................................156 Hình 3.49. Biểu đồ Pareto về ảnh hưởng của các biến độc lập đến khả năng hoàn nguyên của rong nho trong thời gian bảo quản ...........................................................158 Hình 3.50. Xu hướng ảnh hưởng của các nhân tố .......................................................158 Hình 3.51. Quy trình sấy rong nho bằng sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại ...........162 Hình 3.52. Hình ảnh rong nho nguyên liệu và rong nho sau khi ngâm sorbitol 20% trong thời gian ngâm 30 phút ......................................................................................162 Hình 3.53. Hình ảnh rong nho được chần ở nhiệt độ 850C trong thời gian 10 giây .........163 Hình 3.54. Hình ảnh sản phẩm rong nho khô và rong nho khô đã ngâm hoàn nguyên ............163 Hình 3.55. Sự biến đổi tỷ lệ hoàn nguyên của rong nho sấy khô bằng các phương pháp khác nhau .....................................................................................................................168 Hình 3.56. Sự thay đổi tỷ lệ rụng gẫy cầu rong của rong nho sấy khô bằng các phương pháp khác nhau ............................................................................................................168 Hình 3.57. Sự biến đổi chất lượng cảm quan của rong nho sấy khô bằng các phương pháp khác nhau ............................................................................................................168 Hình 3.58. Sự biến đổi cường độ màu xanh lục của rong nho sấy khô bằng các phương pháp khác nhau ............................................................................................................169 xiii
MỞ ĐẦU Rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh 1837) là loài rong biển mới được PGS.TS. Nguyễn Hữu Đại di nhập từ Nhật Bản về trồng tại vùng biển Khánh Hòa, Việt Nam trong thời gian gần đây. Hiện rong nho đang được phát triển và nuôi trồng tại các địa phương như Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận và Phú Yên. Rong có giá trị kinh tế cao, do trong rong nho có chứa nhiều vitamin nhóm A, nhóm B, nhóm C, polyphenol, chlorophyll, các khoáng vi lượng (như sắt, iod, calcium...) cần thiết cho cơ thể con người [6]. Đặc biệt, trong rong nho có caulerpin (dimethhy 6, 13 - dihydrodibenzo phenazine - 5, 12- dicarboxylate, C24H8N2O4), một chất có tác dụng kích thích vị giác làm ngon miệng và tăng cường tiêu hóa cũng như có khả năng chữa bệnh, giúp điều hòa huyết áp, kháng ung thư, chống đông tụ máu, kháng virus, chống oxy hóa [30], [61]. Vì vậy rong nho được nhiều nước trên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc, Philipin và một số nước khác ở Đông Nam Á rất ưa chuộng và coi như là món “rau” cao cấp. Do vậy, nhu cầu tiêu thụ rong nho trên thế giới, ngày nay càng tăng. Giá cả của chúng tại thị trường Nhật Bản vào khoảng 65 USD/kg rong nho tươi. Tuy thế việc nuôi trồng rong nho tại Nhật Bản không đủ cho tiêu thụ trong nước. Vì thế, người Nhật Bản có xu thế nhập khẩu rong nho từ một số nước Đông Nam Á trong đó có Việt Nam. Rong nho cũng giống như các loại rong khác đó là trong rong có chứa nhiều nước và hàm lượng nước trong rong nho có khi tới 95%. Mặt khác, rong nho lại có cấu trúc mô lỏng lẻo nên dễ bị hư hỏng, dập nát trong quá trình vận chuyển và bảo quản. Hiện ở Việt Nam, rong nho chủ yếu được sử dụng dưới dạng rong tươi với giá bán trong khoảng từ 100.000đ -160.000đ/kg. Tuy nhiên thời gian sử dụng rong nho rất ngắn chỉ từ 1-2 ngày. Do đó việc lưu thông phân phối rong trên thị trường bị hạn chế. Mặt khác, về mùa mưa, lạnh rong nho thường bị hư hỏng và chậm phát triển nên việc phát triển thương mại rong bị hạn chế. Rong nho là loại rong giàu chlorophyll và các chất có hoạt tính sinh học nhưng các chất này lại kém bền và dễ bị hư hỏng khi làm khô ở điều kiện nhiệt độ cao hoặc khi phơi dưới ánh nắng mặt trời. Do vậy, việc nghiên cứu tìm kiếm một giải pháp sấy khô rong nhưng vẫn đảm bảo rong giữ được màu xanh tự nhiên và ít bị giảm hoạt tính sinh học, cũng như có khả năng hoàn nguyên cao sau sấy là một yêu cầu bức thiết và đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Việc tạo được sản phẩm rong nho khô có những đặc tính như trên sẽ giúp tăng 1
thời gian phân phối lưu thông rong trên thị trường và đa dạng hóa sản phẩm từ rong nho tạo công ăn việc làm cho người dân và giúp nghề nuôi trồng rong nho một cách bền vững. Một trong những công nghệ mới có nhiều ưu điểm hiện nay là công nghệ sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại, công nghệ này cho phép giảm thời gian và nhiệt độ sấy nên sản phẩm sấy có chất lượng được đảm bảo. Vì thế, Luận án tiến hành: “Nghiên cứu sấy khô rong nho (Caulerpa lentillifera J. Agardh) bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại”. Mục tiêu Luận án Xác định được thời gian thu hoạch và sản xuất được sản phẩm rong nho sấy đạt tiêu chuẩn dùng trong thực phẩm ở quy mô phòng thí nghiệm. Nội dung nghiên cứu của luận án 1) Xác định thời gian thu hoạch rong nho. 2) Nghiên cứu sơ chế rong nho trước khi sấy. 3) Nghiên cứu xác định điều kiện thích hợp cho quá trình sấy rong nho bằng phương pháp sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại. 4) Đánh giá chất lượng rong nho sau khi sấy. Ý nghĩa khoa học Luận án lần đầu tiên tiến hành nghiên cứu một cách toàn diện từ công đoạn thu hoạch rong nho cho tới nghiên cứu sấy khô rong nho bằng kỹ thuật sấy lạnh kết hợp bức xạ hồng ngoại. Do vậy đề tài có ý nghĩa về khoa học thể hiện ở chỗ Luận án đã chứng minh hoàn toàn có thể sấy rong nho tạo thành sản phẩm rong nho khô - một sản phẩm hoàn toàn mới trước đây chưa có ai nghiên cứu. Mặt khác các số liệu nghiên cứu của luận án là thông tin khoa học có giá trị và tài liệu tham khảo phục vụ cho việc giảng dạy, các học viên cao học và nghiên cứu sinh quan tâm tới lĩnh vực này. Ý nghĩa thực tiễn Luận án lần đầu tiên tạo ra sản phẩm rong nho khô- sản phẩm mới, tiện lợi khi sử dụng. Đặc biệt sản phẩm rong nho khô dễ bảo quản và vận chuyển, cũng như có thể lưu giữ trong thời gian dài tới một năm trong khi rong tươi chỉ từ 2-3 ngày đã bị hư hỏng. Do vậy, luận án có ý nghĩa thực tiễn cao ở chỗ sẽ giúp mở rộng đầu ra cho sản phẩm rong nho, góp phần tạo công ăn việc làm ổn định cho nghề nuôi trồng rong nho. 2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHẾ BIẾN RONG NHO TRÊN THẾ GIỚI 1.1.1. Giới thiệu về rong nho Rong nho biển (Caulerpa lentillifera J. Agardh, 1873) “Sea Grapes” lần đầu tiên được J. Agardh, 1873 mô tả, là một loài rong thuộc chi Cầu lục Caulerpa, một chi rong phổ biến và đa dạng loài, sống ở vùng nhiệt đới và ôn đới. Chi rong này được Lamouroux mô tả năm 1809 và có màu xanh đậm, gồm có phần thân bò chia nhánh có hình trụ tròn, đường kính 1-2mm, trên thân bò mọc ra nhiều thân đứng, trên thân đứng mọc ra nhiều nhánh nhỏ, tận cùng là các khối hình cầu (ramuli), giống quả nho, đường kính 1,5-3 mm, mọc dày kín xung quanh các thân đứng. Đây là phần có giá trị sử dụng, trên thân bò có nhiều “rễ giả” phân nhánh thành chùm như lông tơ, bám sâu vào đáy bùn. Đặc điểm rong nho là có dạng mọc bò gồm phần thân bò mọc dài, phân nhánh vào vật bám nhờ hệ thống rễ. Từ phần thân bò sẽ mọc ra các thân đứng. Phần này rất đa dạng và nhờ đó phân biệt các loài với nhau. Chúng có thể có dạng phiến, có răng cưa hay không, hình lông chim hoặc có dạng những quả cầu nhỏ. Các nhánh đứng này có thể phân nhánh. Hiện nay, có hơn 30 taxon (loài và dưới loài) của chi rong này được tìm thấy ở Philipin, 20 taxon được tìm thấy ở Nhật Bản, 14 taxon tìm thấy ở Việt Nam, 11 taxon tìm thấy ở Thái Lan và 9 taxon tìm thấy ở Hawaii…[2], [3], [4], [6], [12], [13]. Về mặt phân loại, rong nho là chi rong cầu lục Caulerpa thuộc họ Caulerpaceae, bộ Caulerpales, lớp Chlorophyceae, ngành rong lục Chlorophyta. Chi rong nho cầu lục là chi rong biển rất phổ biến ở vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới, thành phần loài của chúng rất đa dạng, nhưng trong hơn 10 loài được tìm thấy thì rong nho là loài có giá trị nhất. Theo phân loại của Yoshida [84], hệ thống phân loại rong nho như sau: Ngành Chlorophyta; Lớp Chlorophyceae [84]; Bộ Caulerpales [84]; Họ Caulerpaceae [84]; Chi Caulerpa [84]; Loài Caulerpa lentillifera [84]. Theo J. Agardh, 1873, Caulerpa lentillifera là một loài thực vật thân bò có thể phát triển chiều cao lên đến 10cm. Phân nhánh bò lan, cắt ngang phần thân bò đo được đường kính là 1-1,5mm, rong nho có một thân bò, các thân đứng mọc từ thân bò, thân đứng được bao phủ bởi mật độ tiểu cầu (rumali) xung quanh, đường kính tiểu cầu đo được từ 1-3mm, rong nho thường được tìm thấy trên bãi cát lẫn bùn, nơi có dòng chảy yên tĩnh. 3