Xem mẫu
- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT SƠ BỘ PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH HÌNH NGUYÊN
LIỆU CỦ NGHỆ LÊN HÀM LƯỢNG CÁC HỢP CHẤT
PHENOL CÓ CHỨA CURCUMINE TRONG BỘT NGHỆ
THÀNH PHẨM
Họ và tên sinh viên: TRẦN NGUYỄN HỒNG BẢO
Ngành: BẢO QUẢN CHẾ BIẾN NÔNG SẢNTHỰC PHẨM
VÀ DINH DƯỠNG NGƯỜI
Niên khóa: 2005-2010
- MỤC LỤC
Chương 1: MỞ ĐẦU ...................................................................................................2
Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU............................................................................4
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................17
Chương 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN .................................................................22
Tài Liệu Tham Khảo..................................................................................................23
Chương 1: MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Nghệ vàng ( Curcuma Longa L) là nguồn cung cấp curcumin và tinh dầu nghệ, là
những thành phần có giá trị cao trong công nghệ sản xuất dược phẩm, thực phẩm và
mỹ phẩm. Cây nghệ được trồng và sử dụng rộng rãi ở nước ta để làm gia vị và thuốc.
Ngày nay, với rất nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới cho thấy rằng nghệ
mang lại rất nhiều tác dụng hữu ích, đặc biệt là đối với sức khỏe con người. Nghệ có
tính năng chống ôxy hóa, kháng viêm cực mạnh, có khả năng ức chế các tế bào ung
thư và rất nhiều tác dụng quí báu khác.
Ngày nay, sản phẩm bột nghệ ngoài được sử dụng rất phổ biến như chất phụ gia
còn được sử dụng trong dược phẩm. Có rất nhiều phương pháp để chế biến bột nghệ,
và chắc chắn rằng các phương pháp chế biến khác nhau sẽ ảnh hưởng khác nhau đến
chất lượng của bột nghệ.
- Nhiều công trình nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy hoạt chất curcumine có
trong củ nghệ có tác dụng vô cùng hữu ích trong việc phòng chống và điều trị được
nhiều căn bệnh nhưng vô cùng an toàn cho sức khỏe. Chính vì thế, curcumine ở nhiều
nước trên thế giới được coi như vừa là thuốc vừa là thực phẩm điều trị gần 20 loại ung
thư khác nhau.
Việc định hình cho củ nghệ trong quá trình chế biến bột nghệ thì rất phong phú.
Nhất định các phương pháp định hình khác nhau sẽ để lại kết quả khác nhau lên hàm
lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine.
Với nhận định trên, cùng với sự hướng dẫn của cô Lương Thị Hồng, Chúng tôi
tiến hành thực hiện đề tài: “ Khảo sát sơ bộ phương pháp định hình nguyên liệu củ
nghệ lên hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine trong bột nghệ thành
phẩm”.
1.2 Mục đích đề tài
Bước đầu xác định phương pháp định hình nguyên liệu củ nghệ cho bột
nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất.
Khảo xác phương pháp chế biến cho hàm lượng các hợp chất phenol có
chứa curcumine cao nhất theo 2 phương pháp luộc và không luộc trước
khi tiến hành định hình và làm mất nước cho nghệ.
1.3 Yêu cầu
Xây dựng được quy trình chế biến bột nghệ từ củ nghệ nguyên liệu.
Tiến hành xác định các thông số tốt nhất để chế biến bột nghệ có hàm
lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất.
- Chương 2:TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1 Cây nghệ
2.1.1 Phân loại khoa học
Hình 2.1: cây nghệ
(Nguồn:http://www.greenculturesg.com/forum/index.php?showtopic=5743&vie
w=new
- http://www.theepochtimes.com/n2/content/view/18512/ )
Giới: Plantae
Bộ: Zingiberales
Họ: Zingiberaceae (họ gừng)
Chi: Curcuma
Loài: C. longa
Nghệ còn có tên là uất kim, khương hoàng, safran des Indes.
Tên khoa học Curcuma longa L. (Curcuma somestica Lour.).
Ta dùng thân rễ cây nghệ gọi là khương hoàng (Rhizomae longae) và rễ củ gọi là
uất kim (Radix Curcumae longae).
2.1.2 Đặc điểm hình thái
Nghệ là một loại cây cỏ cao 0.60m đến 1m.
Thân rễ thành củ hình trụ hoặc hơi dẹt, khi bẻ hoặc cắt ngang có màu vàng cam
sẫm.
Lá hình trái xoan thon nhọn ở hai đầu, hai mặt đều nhẵn dài tới 45cm, rộng tới
18cm.
Cuống lá có bẹ. Cụm hoa mọc từ giữa các lá lên, thành hình nón thưa, lá bắc hữu
thụ khum hình máng rộng, đầu tròn màu xanh lục nhạt, lá bắc bất thụ hẹp hơn, màu
hơi tím nhạt.Tràng có phiến, cánh hoa ngoài màu xanh lục vàng, chia thành ba thùy,
thùy trên to hơn, phiến cánh hoa trong cũng chia ba thùy, 2 thùy hai bên đứng và
phẳng, thùy dưới hõm thành máng sâu. Quả nang 3 ngăn, mở bằng 3 van.
Hình 2.2: một vài hình ảnh về nghệ
- (Nguồn: http://www.eshop-vietnam.com/667;5868)
2.1.3 Đặc tính sinh học của cây nghệ
Được trồng ở khắp trong nước ta để làm gia vị và làm thuốc. Còn mọc và được
trồng ở các nước Ấn Độ, Inđônêxya, Cămpuchia, Lào, Trung Quốc và các nước nhiệt
đới.
Thu hoạch vào mùa thu. Cắt bỏ hết rễ để riêng, thân để riêng. Muốn để được lâu
phải đồ hoặc hấp trong 6 – 12 giờ, sau đó đợi ráo nước, đem phơi nắng hoặc sấy khô.
Thân rễ gọi là khương hoàng, rễ gọi là uất kim.
2.1.3 Thành phần hóa học trong nghệ
2.1.3.1 Các thành phần trong nghệ
Trong nghệ, người ta đã phân tích được:
a) Chất màu curcumin 0.3%, tinh thể nâu đỏ, ánh tím, không tan trong nước, tan
trong rượu, ête, clorofoc.
Tan trong axit (màu đỏ tươi), trong kiềm (màu đỏ rồi ngả tím), trong chất béo (dùng để
nhuộm các chất béo).
Công thức curcumin được xác định như sau:
Hình 2.3: Công thức cấu tạo curcumin
(Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin)
Hình 2.4: công thức cấu tạo dạng keto của curcumin
(Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin)
- Hình 2.5: công thức cấu tạo dạng enol của curcumin
(Nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Curcumin)
b) Tinh dầu 1-5% màu vàng nhạt, thơm. Trong tinh dầu có chứa curcumen (C15H24)
một carbon không no, 5% paratolymetyl cacbinol và 1% long não hữu tuyến. Hai chất
sau chỉ thấy có tinh dầu Curcuma xanthorriza Roxb.
c) Tinh bột, canxi oxalat, chất béo.
Củ nghệ chứa 8-10% nước, 6-8% chất vô cơ, 40-50% tinh bột nhựa.( Theo R. R. Paris
và H. Moyse, 1967).
2.1.3.2 Hoạt chất củ nghệ
a) Tinh dầu 3-5% gồm 25% cacbua tecpenic, chủ yếu là zingiberen và 65% xeton
sespuitecpenic, các chất turmeron (do tiếng anh củ nghệ là tumeric).
b) Các chất màu vàng(gọi chung là curcumin). Vào đầu thế kỷ XIX người ta chiết
được curcumin tinh thể không tan trong nước, tan trong cồn, ête, dầu béo. Nhưng năm
1953 – Srinivasan K. R. (J. Pharm. Pharmacol. 19953) đã chứng minh rằng đó là một
hỗn hợp (Đỗ Tất Lợi, 2004):
Curcumin chính thức ( còn gọi là curcumin I) chiếm 60% đây là một
dixeton đối xứng không no có thể coi như là diferuloyl – metan ( axit
ferulic là axit hydroxy – 4 – metoxy – 3 – xinamic).
Curcumin II hay monodesmetoxy – curcumin chiếm 24% và curcumin III
hay didesmetoxy – curcumin chiếm 14% trong đó 1 hay 2 axit
hydroxycinamic thay cho axit ferulic.
Nếu dùng sắc ký trên giấy sẽ thấy các chất curcumin khác nữa nhưng với lượng
nhỏ.
Từ vỏ củ nghệ ( vẫn cạo bỏ đi) đã cất được từ 1,5 đến 2,1% tinh dầu có thành
phần tương tự tinh dầu cất từ củ nghệ, do phần vỏ dày từ 0.5-1mm trong đó trọng
lượng lớp vỏ mỏng không đáng kể, còn phần củ dính vào chiếm chủ yếu.
2.1.3.3 Tác dụng dược lý của nghệ
Nghệ có rất nhiều tác dụng như là: ( Đỗ Tất Lợi, 2004).
Nghệ có công dụng kích thích sự bài tiết mật của tế bào gan là do chất paratoly
metylcacbinol, còn chất curcumin có tính chất thông mật nghĩa là gây co bóp túi mật.
Chất curcumen có tác dụng phá cholesterol trong máu. Toàn tinh dầu pha loãng cũng
- có tác dụng diệt nấm và sát trùng đối với bệnh nấm, với Staphylococ và vi trùng khác.
Những chất lấy ra ở nghệ bằng ête etylic có tác dụng tăng sự bài tiết mật và chất
curcumin có tính chất co bóp túi mật.
Theo Vũ Điền tân dược lập, bản thứ 4 một số tác dụng dược lý của củ nghệ đã
được nghiên cứu như sau:
Tác dụng tăng cơ năng giải độc của gan.
Đối với bệnh nhân bị bệnh galactoza niệu sau khi uống thuốc có nghệ 10
ngày, thấy lượng galactoza giảm xuống.
Dùng nghệ trong những bệnh về gan và đường thì thấy chóng hết đau.
Nhưng trong những trường hợp sỏi mật cấp tính thì kết quả chậm, chỉ có
tác dụng từ từ.
Tác dụng kháng sinh M. M. Semiakin và cộng sự ( Khimia antibiotikop, xuất bản
lần, 1, 278, Nga Văn) đã chứng minh curcumin I có tác dụng ngăn cản sự phát triển
của vi trùng lao Mycobacterium, ngoài ra curcumin I còn có hiệu lực đối với
Salmonella paratyphi, Staphyllococus aureus, nấm Trychophyton gypcum.
Ngoài ra, các xeton α-β etylenic trong hệ thống vòng có khả năng khóa nhóm –
SH của men, làm rối loạn chuyển hóa của men trong cơ thể vi trùng nói chung và vi
trùng lao Mycobacterium tuberculosis nói riêng. Các xeton loại này có nhiều trong
nghệ. (J. Pharm. Soc. Japan 1956, 76, 154-157).
Độc tính của tinh dầu nghệ DL50 của tinh dầu nghệ lên chuột nhắt trắng là 9,2
ml/kg thể trọng (Bộ môn dược lý – Đại học Quân y Hà Nội 1977).
2.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng lên chất lượng củ nghệ nguyên liệu
2.1.4.1 Cách trồng và chăm sóc nghệ
Nghệ là cây trồng chủ yếu để lấy củ vì vậy khi trồng nghệ công đoạn làm đất rất
quan trọng, đất cần làm tơi xốp, làm luống để củ có thể phát triển tốt.
Ngoài ra việc chọn giống và bón phân cho cây cũng ảnh hưởng lên phẩm chất
của củ nghệ.
2.1.4.2 Thu hoạch, bảo quản.
Thường nghệ trồng vào vụ Đông - Xuân, tháng 11 - 12 (miền Nam), ở miền Bắc
có thể trồng muộn hơn, và sẽ thu hoạch rải rác từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, tuỳ
nhu cầu sử dụng đất mà quyết định. Khi cây nghệ ngừng phát triển lá non, lá già đã bắt
- đầu khô ở mép, ngả vàng nhạt, đào gốc nghệ thấy vỏ củ có màu vàng sẫm (da bóng,
đầu củ cũng có màu vàng sẫm) là đến lúc thu hoạch.
Thường dùng cuốc (nếu thu hoạch ít). Nếu nhiều, dùng cày cày chếch bên hàng
nghệ cho bật gốc lên, nhổ lấy cả cây, rũ đất mang cả cây về, cắt lấy gốc, bỏ thân lá đi.
Để nghệ vào chỗ khô ráo, mát mẻ có thể bảo quản được lâu. Chọn củ nghệ kém tiêu
chuẩn bán trước. Chọn củ nghệ giá đều để làm giống.
(http://www.vietnamgateway.org/vanhoaxa/faq/index.php?action=article&cat_id=001
006&id=987)
2.1.5 Các sản phẩm của nghệ
Củ nghệ được con người biết đến và sử dụng từ lâu. Ngày nay, với tính chất ưu
việt của mình nghệ nên được con người chế biến thành rất nhiều dạng sản phẩm:
Dược phẩm: thuốc dạng viên, dạng bột
Mỹ phẩm
Phụ gia thực phẩm
Chất màu….
Ngoài ra, Nghệ cũng được chế biến và xuất khẩu ở nhiều dạng thành phẩm khác
nhau như là bột nghệ, nghệ khô, nghệ tươi…
Bảng 2.1 : Xuất khẩu nghệ ở Ấn Độ từ năm 1994 – 1996
Item 1994–95 Quantity (t) 1995–96 Quantity (t)
Turmeric dry 16,727.9 19,189.5
Turmeric fresh bulk 5964.1 800.9
Turmeric powder 6093.7 7385.9
Turmeric oil 0.3 0.1
Turmeric oleoresin 159.0 149.1
(Nguồn: Handbook of herbs and spices, Tập 1 Bởi K. V. Peter).
2.1.6 Bột nghệ
Bảng 2.2 : Tiêu chuẩn của bột nghệ
- 1
2
Với tiêu chuẩn 1: loại bột nghệ với độ mịn của nó đi qua một cái rây 300 micron.
Với tiêu chuẩn 2: loại bột nghệ với độ mịn của nó đi qua một cái rây 500 micron.
(Nguồn: http://www.fao.org/inpho/content/compend/text/ch29/ch29_02.htm)
2.2 Curcumin
2.2.1 Tổng quan về curcumin
Tên IUPAC: (1E, 6E) – 1,7 – bis (4 – hydroxyl – 3 – metoxyphenyl) –
1,6- heptadien – 3,5 – dion.
Công thức phân tử: C21H20O6.
Phân tử khối: 368,38 g/ mol.
Nhiệt độ nóng chảy: 183 oC (361K).
Curcumin là tinh thể màu nâu đỏ, là hoạt chất được chiết ra từ củ nghệ vàng
thuộc họ gừng. Hiện tại người ta tìm thấy curcumin tồn tại ở 4 dạng hợp chất:
+ Curcumin là hợp chất chính chiếm 60%:
Hình 2.6: Curcumin
+ Demetoxy – curcumin chiếm 24% có công thức cấu tạo sau:
Hình 2.7: Demetoxy – curcumin
+ Bis – demetoxy – curcumin chiếm 14%:
- Hình 2.8: Bis – demetoxy – curcumin
+ Và một hợp chất mới phát hiện xiclocurcumin chiếm khoảng 1%:
Hình 2.9: xiclocurcumin
Curcumin là một hợp chất polyphonol và là sắc tố tạo nên màu vàng đặc trưng
của củ nghệ.
Curcumin có thể phản ứng được với axit boric tạo nên hợp chất có màu đỏ cam
nên dang để nhận biết muối của nguyên tử Bo.
Chính vì curcumin là sắc tố tạo nên màu vàng sáng nên curcumin làm chất phụ
gia trong thực phẩm. Trong chất phụ gia thực phẩm curcumin đươc5 kí hiệu là E100.
Curcumin là hợp chất chính thuộc curcuminoid, là hợp chất chính có trong họ
cây nghệ.
Curcumin là một hợp chất thứ cấp có màu vàng. Curcumin có thể tồn tại ở hai
dạng chuyển đổi là keton và enol. Dạng enol thì ổn định hơn ở pha rắn và pha lỏng.
Curcumin là một sắc tố hòa tan được dầu, trên thực tế không hòa tan được trong
nước ở pH trung tính hay acid, hòa tan trong dung dịch kiềm. Nó ổn định ở nhiệt độ
cao và trong dung dịch acid, nhưng không ổn định trong những hợp chất kiềm và sự có
mặt của ánh sáng.
Trạng thái tự nhiên của curcumin là bột kết tinh màu vàng cam. Curcumin có thể
được sử dụng như là một màu thực phẩm. Là một chất phụ gia thực phẩm, nó được kí
hiệu là E100. Nó có mặt trong bột và nước sốt càri (Ivan, 2004).
Dược tính
Curcumin là chất hủy diệt ung thư vào loại mạnh nhất theo cơ chế hủy diệt từng
bước các tế bào ác tính. Chúng làm vô hiệu hóa tế bào ung thư và ngăn chặn không
cho hình thành các tế bào ung thư mới. Trong khi đó, các tế bào lành tính không bị ảnh
hưởng. Curcumin được coi là chất tiêu biểu nhất cho thế hệ mới các chất chống ung
- thư vừa hiệu lực an toàn, không gây tác dụng phụ. Curcumin có khả năng loại bỏ các
loại men gây ung thư COX-1, COX-2 có trong thức ăn, nước uống vô hiệu hóa các gốc
tự do hình thành trong quá trình tự vệ của cơ thể, do bức xạ độc hại cũng như do các
loại sốc thần kinh, thể lực…, các độc tố hóa học ( dioxin, furan…)
Curcumin có khả năng mạnh mẽ giải độc và bảo vệ gan, loại bỏ cholesterol xấu,
điều hòa huyết áp, hạ mỡ máu, ngăn chặn béo phì, xóa bỏ tàn nhang, đồi mồi, mụn,
chống rụng tóc, làm cho da dẻ hồng hào…
Curcumin là một trong những chất chống viêm. Nó không chỉ điều trị đắc lực
cho các bệnh ung thư, loét dạ dày, hành tá tràng, đại tràng, yếu gan mật, viêm gan B,
C, sơ gan cổ chướng, bệnh cứng bì, đau hệ tiêu hóa, u máu, suy giảm trí nhớ,… hỗ trợ
điều trị bệnh Parkison, nhũn não.
Curcumin có khả năng kháng nấm, kháng khuẩn như virut HP, viêm gan B, C…
rất cao.
Curcumin ở nhiều nước trên thế giới được coi như vừa là thuốc vừa là thực phẩm
điều trị gần 20 loại ung thư khác nhau.
Curcumin có tác dụng trên nhiều bệnh ở người. Curcumin hoạt động như một
gốc tự do và chống oxy hóa, ngăn chặn quá trình oxy hóa lipid và oxy hóa gây hư hại
DNA. Curcumin cảm ứng cho sự hoạt động của enzyme glutathone S-transferase và là
những chất ức chế mạnh mẽ cytochrome P450. Năm 2008, nhiều thử nghiệm lâm sàng
trên con người đã tiến hành, nghiên cứu hiệu quả của curcumin trên nhiều bệnh bao
gồm bệnh ung thư máu, ung thư tụy, hội chứng rối loạn sự hình thành tế bào tủy
xương, ung thư ruột kết, bệnh vảy nến, bệnh Alzheimer (Hatcher và ctv, 2008).Có bốn
loại curcuminoid là curcumin, tetrahydrodesmethoxycurcumin, dihydrocurcumin và
tetrahydrobisdesmethoxycurcumin.
2.2.2 Ly trích và xác định thành phần curcumin
2.2.2.1 Ly trích curcumin
a) Phương pháp dung môi
Curcumin được ly trích từ nguyên liệu củ nghệ khô. Quá trình ly trích đòi hỏi
nguyên liệu thô dạng bột, dung môi phải được chọn lọc kĩ để có thể hòa tan hết
curcumin. Hỗn hợp dung môi và nguyên liệu được ngâm liên tục trong nhiều giờ (6
- giờ trở lên) trên hệ thống lắc. Có khoảng 90% curcumin trong dung dịch chiết nếu sử
dụng phương pháp này, 10% còn lại là tinh dầu và nhựa tự nhiên (Ivan, 2004).
Các dung môi có thể hòa tan được curcumin là aceton, carbon dioxide, ethyl
acetate, dichloromethane, n-butanol, methanol, ethanol, và hexane.
b) Phương pháp Soxhlet
Hình 2.6: Hệ thống Soxhlet
Phương pháp này sử dụng hệ thống Soxhlet, hệ thống này bao gồm bình Soxhlet
( hình 2.6), ống ngưng tụ hơi dung môi, bình cầu đựng dung môi và chất cần ly trích,
bếp để làm sôi dung môi. Nguyên liệu sấy khô và xay thành bột. Cho nguyên liệu khô
vào khoang chứa nguyên liệu rồi đổ dung môi vào sao cho ngập được nguyên liệu,
ngâm khoảng 30 phút trước khi cung cấp nhiệt độ. Dung môi sẽ sôi, bay hơi rồi ngưng
tụ lại nhờ vào hệ thống làm lạnh phía trên. Hơi dung môi nóng ngưng tụ lại thành dang
lỏng rồi chạy ngược lại vào khoang chứa nguyên liệu. Ở đây dung môi hòa tan hòa tan
chất cần trích ly sau đó chạy ngược lại vào bình cầu (theo nguyên tắc bình thông
nhau). Hệ thống được lặp đi lặp lại nhưng chỉ có dung môi bay hơi, chất cần ly trích
vẫn ở trong bình cầu. Sau khi hết thời gian ly trích (tùy thuộc vào nguyên liệu và chất
cần ly trích mà thời gian sẽ dài hay ngắn), ta đem bình cầu có chứa dung môi và chất
cần ly trích cô cạn ở nhiệt độ mà dung môi bay hơi, thu được chất cần ly trích.
2.2.2.2 Xác định thành phần curcumin
- Curcumin được xác định thành phần bằng phương pháp HPLC. HPLC là phương
pháp sắc ký được phát triển dựa trên sắc ký cột. Thay vì để dung môi nhỏ giọt qua một
cột ghi sắc ký dưới tác dụng của trọng lực, người ta đặt lên dung môi áp suất khoảng
400 at để sự dịch chuyển xảy ra nhanh hơn. Phương pháp này cho phép chúng ta sử
dụng các hạt có kích thướt nhỏ trong cột hấp phụ và làm tăng bề mặt tiếp xúc giữa pha
tĩnh và các phân tử đi qua nó. Điều này sẽ tăng cường khả năng phân tích các chất có
trong hỗn hợp. Có nhiều phương pháp để nhận biết các thành phần trong hỗn hợp khi
đưa qua cột. Phương pháp hay được áp dụng là phương pháp hấp thụ tia cực tím (tia
UV). Các hợp chất hữu cơ thường hấp thụ tia UV, mỗi chất hấp thụ mạnh nhất đối với
một bước sóng nhất định. Chiếu tia UV xuyên qua dòng hỗn hợp ở đầu ra, ở phía đối
diện đặt một máy dò có thể đo mức độ hấp thụ tia UV. Từ đó có thể tính toán nồng độ
các chất. Dung môi cũng hấp thụ tia UV, vì vậy nên lựa chọn các bước sóng sao cho
thích hợp.
Kết quả ra thường gồm một dãy peak, mỗi peak đại diện cho một hợp chất trong
hỗn hợp đi qua cột hấp phụ và hấp thụ tia UV. Ta có thể điều khiển điều kiện của cột
hấp phụ và thời gian lưu để xác định sự có mặt của các hợp chất. Những tham số điều
khiển này đã được đo trước với các mẫu thử. Tuy nhiên, từ các peak này còn có thể
định lượng được các hợp chất. Từ đó có thể xác định được thời gian lưu cũng như
tương ứng giữa khối và hình ảnh của peak. Diện tích bên dưới peak ứng với số lượng
chất đi qua máy dò và diện tích có thể được nhờ máy tính nối với màn hình ( Anh
Quân, 2008).
2.3 Quá trình sấy
2.3.1 Bản chất của quá trình sấy
Sấy là sự bốc hơi nước của sản phẩm ở nhiệt độ bất kỳ, là quá trình khuyếch tán do
chênh lệch ẩm ở bề mặt và bên trong vật liệu, hay nói cách khác do chênh lệch áp suất
hơi riêng phần ở bề mặt vật liệu và môi trừong xung quanh (Trương Vĩnh – Phạm
Tuấn Anh, 1999).
2.3.2 Phân loại
Theo phương pháp truyền nhiệt từ tác nhân vào vật liệu ẩm thì có 3 cách sau:
Đối lưu: Tác nhân truyền nhiệt thường là không khí hoặc hơi đốt từ lò tiếp xúc trực
tiếp với vật liệu ẩm.
- Dẫn nhiệt: Vật liệu tiếp xúc với bề mặt nóng và nhiệt truyền từ bề mặt nóng đến vật
liệu ẩm.
Bức xạ: Sự truyền bức xạ nhiệt từ vật nóng đến vật liệu ẩm.
Quá trình sấy có thể duy nhất một trong ba cách truyền nhiệt trên hoặc phối hợp chúng
lại. Sấy hồng ngoại là một trường hợp truyền nhiệt bức xạ duy nhất trong máy sấy và
rất hạn chế trong thực tế ứng dụng. Thông dụng nhất trong công nghệ sấy vẫn là dạng
sấy đối lưu và dẫn nhiệt.
Phân loại theo tính chất xử lý vật liệu ẩm qua buồng sấy thì có dạng sấy mẽ và liên
tục. Ở sấy mẽ, vật liệu đứng yên hoặc chuyển động qua buồng sấy nhiều lần cho đến
khi hoàn tất quá trình sấy và được tháo ra. Ở sấy liên tục, việc cung cấp vật liệu và sự
chuyển động của vật liệu ẩm qua buồng sấy xảy ra liên tục.
Phân loại theo sự chuyển động tương đối giữa dòng khí sấy và vật liệu ẩm thì có loại
thổi qua bề mặt, loại thổi xuyên vuông góc lớp vật liệu, đồng thời lớp vật liệu đó có
thể đứng yên, chuyển động cùng hoặc ngược chiều với dòng khí. Vận tốc dòng khí sấy
nếu đủ lớn làm co hạt lơ lửng trong không khí được gọi là nguyên lý sấy tầng sôi. Nếu
dòng khí lớn hơn đủ vận chuyển vật liệu đi theo gọi là sấy khí động.
2.3.3 Những biển của vật liệu trong quá trình sấy
2.3.3.1 Biến đổi vật lý
Có hiện tượng co thể tích, khối lượng riêng tăng lên, giảm khối lượng do lượng nước
bay hơi.
Có sự biến đổi nhiệt (tạo gradient nhiệt bên ngoài và bên trong vật liệu).
Biến đổi tính chất cơ lý: Sự biến dạng, hiện tượng co, hiện tượng tăng độ giòn hoặc bị
nứt nẻ.
Có hiện tượng nóng chảy và tụ tập các chất hòa tan lên bề mặt làm ảnh hưởng đến bề
mặt sản phẩm vì chúng làm tắc nghẽn các mao quản thoát nước. Kèm theo đó là hiện
tượng đóng rắn trên bề mặt.
2.3.3.2 Biến đổi hóa lý
Khuyếch tán ẩm: Trong giai đoạn đầu của quá trình sấy, ẩm khuyếch tán từ lớp ngoài
vào trong vật liệu do giãn nở vì nhiệt. Đây là thời gian ẩm gây nên độ chênh lệch các
phần khác nhau của vật liệu sấy (gradient nhiệt độ). Quá trình này được thực hiện dưới
tác dụng của nhiệt khuyếch tán và do kết quả co giãn của không khí trong các mao
- quản, nhiệt chuyển dời theo hướng có nhiệt độ thấp hơn, tức là bề mặt nóng nhất bên
ngoài vào sâu trong vật liệu và kèm theo ẩm. Hiện tượng dẫn nhiệt làm cản trở chuyển
động của ẩm trong vật liệu ra ngoài bề mặt, tức là cản trở quá trình sấy.
Sau khi có hiên tượng bay hơi nước ở bề mặt, ẩm chuyển dời từ bề mặt vật liệu đến tác
nhân sấy, luợng ẩm chuyển dời đó được bù vào bằng lượng ẩm bên trong vật liệu ra
đến bề mặt, nếu không trên bề mặt vật liệu nóng quá sẽ phủ kín bằng lớp vỏ cứng,
ngăn cản quá trình thoát ẩm dẫn đến sấy khô không đều, vật liệu bị nứt.
Việc bốc hơi từ bề mặt tạo ra sự chênh lệch ẩm giữa lớp bề mặt và các lớp bên trong
vật liệu, kết quả làm ẩm chuyển từ lớp bên trong ra đến bề mặt.
Ngoài ra còn có hiện tượng chuyển pha từ lỏng sang hơi của ẩm và ảnh hưởng của hệ
keo trong quá trình sấy, tùy theo tính chất của vật liệu có chứa keo háo nước hoặc kỵ
nước. Nếu kỵ nước liên kết lỏng lẻo, dễ khuyếch tán.
Trong quá trình sấy còn có thể tạo ra lớp màng ngoài vật liệu có tính chất keo, hạn chế
sự khuyếch tán ẩm.
2.3.3.3 Biến đổi hóa học
Trong quá trình sấy, các biến đổi hóa học xảy ra theo 2 khuynh hướng:
- Tốc độ phản ứng hóa học tăng lên do nhiệt độ vật liệu tăng như phản ứng oxy hóa,
phản ứng maillard hay phản ứng melanoid là phản ứng tạo tạo màu phi enzyme của
protein giảm khả năng thích nghi với sự tách nước. Do đó người ta dùng các biện pháp
ức chế hoạt động của những phản ứng này như chần, hấp…
- Tốc độ phản ứng chậm đi do môi trường nước bị giảm dần như 1 số phản ứng thủy
phân.
Hàm ẩm giảm dần trong quá trình sấy. Thường ẩm phân bố không đều trong vật liệu
nhất là các vật liệu có kích thước lớn. Vì vậy cần làm giảm kích thước vật liệu trước
khi sấy và vật liệu đem sấy cùng chế độ nên có sự đồng đều về kích thước.
2.3.3.4 Biến đổi sinh hóa
2.3.3.5 Biến đổi cảm quan
2.3.3.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ sấy
2.4 Quá trình nghiền
2.4.1 Khái niệm
2.4.2 Cơ sở vật lý của quá trình nghiền
- 2.4.3 Các yếu tố ảnh của quá trình nghiền
Chương 3: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Thời gian và địa điểm tiến hành thí nghiệm
Quá trình tiến hành làm thí nghiệm:
Bắt đầu từ ngày 15 tháng 3 năm 2010
Kết thúc ngày 15 tháng 5 năm 2010.
Địa điểm tiến hành:
Thí nghiệm được tiến hành tại phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm, tại Trung Tâm Rau Quả,
Phòng Hóa Sinh thuộc khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường ĐH. Nông Lâm Tp. HCM.
Và Viện Nghiên Cứu Công Nghệ Sinh Học Và Môi Trường trường ĐH. Nông Lâm
Tp. HCM
3.2 Nguyên vật liệu và yêu cầu về chất lượng
3.2.1 Nguyên liệu củ nghệ và yêu cầu chất lượng
- Giống : Loại nghệ xà cừ hay còn gọi là nghệ đỏ.
Độ chín sinh lý: Chọn nghệ già, thân lá vàng, khô rụi, thu mua trên địa bàn xã Hiếu
Liêm, huyện Vĩnh Cữu tỉnh Đồng Nai.
Trạng thái vệ sinh củ nghệ nguyên liệu: Nghệ sau khi mua về được vận chuyển đến
phòng Kỹ Thuật Thực Phẩm Khoa Công Nghệ Thực Phẩm trường ĐH. Nông Lâm Tp.
HCM. Được làm sạch và loại bỏ toàn bộ đất cát, hư thối… nguyên liệu sử dụng để tiến
hành cho thí nghiệm không để quá 24 giờ.
Chế biến: củ nghệ để nguyên vỏ khi chế biến.
Bảng 3.1: Bảng nguyên liệu khô ứng với nguyên liệu tươi.
3.2.2 Các nguyên vật liệu khác và yêu cầu về chất lượng
Các hóa chất sử dụng trong nghiên cứu : tinh khiết.
Các trang thiết bị: các trang thiết bị cần dùng trong quá trình làm thí nghiệm.
3.3 Nội dung thí nghiệm
3.3.1 Quy trình khảo nghiệm chế biến bột nghệ
3.3.1.1 Qui trình
Củ nghệ nguyên liệu
Làm Sạch
Định hình nguyên liệu
Luộc nghệ
Để khô bề mặt
Sấy khô
- Hình 3.1: Qui trình khảo nghiệm chế biến bột nghệ
3.3.1.2 Mô tả qui trình kỹ thuật khảo nghiệm
- Nguyên liệu: chọn củ nghệ có chất lượng tốt
- Làm sạch: Củ nghệ được ngâm và rửa kỷ, loại sạch đất cát và tạp chất. Rửa
xong nghệ được tráng lại bằng nước sạch. Loại bỏ những phần bị tổn thương.
Ở đây củ nghệ được giữ nguyên vỏ.
- Định hình nguyên liệu: Củ nghệ được định hình ở nhiều dạng khác nhau như
để nguyên trạng hoặc cắt thành từng khoanh tròn có bề dày cần cho việc khảo nghiệm.
- Luộc nghệ: Củ nghệ đựợc đặt vào nồi và đổ vừa ngập nước. Nghệ được luộc
với mục đích:
Biến tính các enzyme gây ra những phản ứng không mong muốn như
ezyme nâu hóa và oxy hóa trong quá trình chế biến và tồn trữ.
Làm sạch bề mặt sản phẩm.
Loại bỏ không khí trong tế bào.
Làm cho củ nghệ có cấu trúc lỏng lẻo hơn, cắt đứt các liên kết hóa học
trong các thành phần của nghệ, giúp hấp thụ dễ dàng hơn khi sử dụng.
Giúp tốc độ sấy khô diễn ra nhanh hơn.
Giữ màu sắc cho sản phẩm.
- Để khô bề mặt: nghệ sau khi luộc được trải đều ra trên khay để cho tới khi khô hết bề
mặt.
- Sấy khô: Sau khi khi làm khô bề mặt nghệ được xếp vào khay và đem sấy.
Mục tiêu của công đoạn này để thu được nghệ khô mà chất lượng của nó vẫn
đảm bảo phục vụ cho công đoạn tiếp theo.
Nghệ sau sấy được để nguội và chuyển qua máy nghiền.
- Nghiền: Nghệ được nghiền thành dạng bột mịn.
- Đóng gói: Bột nghệ thu được sau khi nghiền được đem đóng gói.
Mục đích của công đoạn này giúp thuận tiện cho bảo quản và vận chuyển.
3.3.2 Nội dung thí nghiệm
Để đạt được mục đích đã đích đề ra của đề tài nội dung thí nghiệm được triển
khai thông qua việc thực hiện các thí nghiệm sau:
Thí nghiệm khảo sát ảnh hưởng của kích thước định hình nguyên liệu củ nghệ
lên chất lượng bột nghệ sản phẩm theo 2 phương pháp luộc và không luộc trước khi
tiến hành làm mất nước cho nghệ (sấy).
Các chỉ tiêu khảo sát thành phẩm bột nghệ:
Ẩm độ bột.
Hàm lượng curcumin.
Các thí nghiệm bố trí ngẫu nhiên với 03 lần lặp lại.
Sau đây là nội dung cụ thể của từng thí nghiệm:
3.3.2.1 Thí nghiệm 1: Khảo sát ảnh hưởng thời gian luộc lên hàm lượng các hợp
chất phenol có chứa curcumine có trong bột nghệ.
Mục đích: xác định được thời gian luộc trước khi tiến hành công đoạn làm mất nước
để bột nghệ có hàm lượng các hợp chất phenol có chứa curcumine cao nhất.
Bố trí thí nghiệm:
Thí nghiệm bố trí theo kiểu hoàn toàn ngẫu nhiên một yếu tố:
Yếu tố thí nghiệm: thời gian luộc nghệ.
Thời gian A: không luộc.
Thời gian B: 40 phút.
Thời gian C: 45 phút.
Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, mỗi đơn vị thí nghiệm là 0.5 kg
nguon tai.lieu . vn
