ĐA DẠNG HÓA CÁC SẢN PHẨM CHẾ BIẾN TỪ GẤC
Nguyễn Minh Thủy
Bộ môn Công nghệ thực phẩm - Khoa NN&SHUD - Trường Đại học Cần thơ
ABSTRACT
“Gac” fruit could be a new and potentially valuable source of lycopene. The concentration of
lycopene in the “Gac” seed membrane is about ten-fold higher than that in known lycopene-
rich fruits and vegetables. Food processing could have an impact on the stability and
eventually the functionality of health related components in food products. The current article
gives an overview on the effects of extrinsic factors (temperature, time, food additives…)
during processing of “Gac” fruit products (dehydrated, jelly, gummy candy, juice, oil, cake )
on health related components and total carotenoid are chosen as main component of a case
study.
The obtained results showed that the ripened “Gac” fruit had higher carotenoid content.
Temperature degradation of total carotenoid could be adequately described by first order
reaction and fraction conversion model. In the whole temperature area studied, the
degradation rate constants of total carotenoid were enhanced by increasing temperature.
Significant reductions in total concentration were noticed. The minimum loss of carotenoid
was found after pre-treatment of gac at 60
o
C and 10 minutes by using oven dryers.
Tittle: Development of new food product from “GAC” fruit
Keywords: Defydrated “gac” aril, Jelly, Gummy candy, Juice, Oil, Cake, Total carotenoid
TÓM TẮT
Gấc được xem là nguồn giàu lycopene với hàm lượng khoảng gấp 10 lần so với các loại rau
quả giàu lycopene khác. Các sản phẩm đa dạng từ gấc có thể sử dụng như thực phẩm chức
năng giúp giảm thiểu sự thiếu hụt vitamin A ở trẻ em và người lớn tuổi. Các nghiên cứu được
tiến hành trên cơ sở chọn lựa các thông số và điều ki
ện tối ưu trong quá trình chế biến các
sản phẩm từ gấc với khả năng duy trì hàm lượng carotenoid trong sản phẩm ở mức độ cao
nhất. Ảnh hưởng của các điều kiện chế biến (nhiệt độ, thời gian, phụ gia ) được khảo sát
từ gấc, điều này không chỉ cung cấp chất dinh dưỡng quan trọng cho quá trình tăng trưởng
của trẻ mà còn cải thiện giá trị dinh dưỡng của bữa ăn gia đình. Nếu được sử dụng hợp lý thì
trái gấc sẽ xứng đáng với tên g
ọi của nó "fruit from heaven"-quả đến từ thiên đường.
2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP
Nguyên liệu: Thu hoạch gấc có màu cam từ 1/3 trái trở lên, tách hạt gấc và sấy nhẹ ở các
nhiệt độ và thời gian khác nhau. Sau khi sấy, màng gấc được tách khỏi hạt và xác định hiệu
suất tách và tổng carotenoid (bao gồm β-carotene và lycopene). Kết quả thu được sẽ làm tiền
đề cho việc chọn nguồn nguyên liệu cho tất cả các quá trình chế biến sản ph
ẩm từ gấc (jelly
gấc, nước ép, kẹo gum gấc, bánh gấc, dầu gấc, màng gấc sấy, chả cá )
Phân tích số liệu: Sự phá hủy chất lượng có thể được mô tả theo phương trình 1.
n
kC
dt
dC
(1)
Trong đó: C là hàm lượng vitamin của mẫu tại thời điểm t (g),
t là thời gian xử lý nhiệt
(phút),
k là hằng số tốc độ phản ứng, n là bậc phản ứng.
Mô hình chuyển đổi một phần là một trường hợp đặc biệt của phản ứng bậc một, được ứng
dụng trong trường hợp hàm lượng của chất nghiên cứu không giảm đến giá trị bằng không và
hàm lượng của chất này sau khi giảm đến một mức nào đó sẽ không đổi khi kéo dài thời gian
xử lý nhiệt (
A
∞
) và có thể được biểu diễn toán học thể hiện ở phương trình 2.
1lnln
0
(4)
Để tính toán hàm lượng còn lại (A
) sau quá trình xử lý nhiệt kéo dài, sử dụng phương trình
5.
kt
AA
AA
f
TTR
E
Tref
a
11
(
7)
Trong đó: k là hằng số tốc độ phản ứng (phút
-1
) ở nhiệt độ T; k
ref
là hằng số tốc độ phản ứng
ở nhiệt độ tham chiếu T
n là số lần lặp lại,
i
X là lần phân tích thứ i và
X
là giá trị trung bình.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1 Hàm lượng carotenoid tổng số theo độ chín của gấc
Hình 1
cho thấy màu sắc quả chuyển từ xanh sang cam và sáng dần theo mức độ chín, sự
phân hủy nhanh chlorophyll đồng thời với carotenoid thể hiện màu sớm. Quả chuyển sang màu
cam rõ và giai đoạn này được xem là quả chín hoàn toàn, hàm lượng tổng carotenoid tăng cùng với sự
tăng màu sắc rõ ở các giai đoạn (
bảng 1).
(a) (b) (c) (d)
Hình 1. Thay đổi màu sắc của trái gấc sau thu hoạch
Bảng 1
. Hàm lượng carotenoid tổng (β-carotene và lycopene) (g/g)
(a) Thu hoạch (b) 2 ngày sau thu
hoạch
(c) 4 ngày sau thu
hoạch
(d) 6 ngày sau thu
hoạch
1919,74 ± 432,06* 2209,95 ± 505,97 2035,11 ± 284,41 2635,15 ± 385,50
*Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình
3.2 Ảnh hưởng của phương pháp xử lý nguyên liệu gấc đến hiệu suất tách thu màng gấc,
màu sắc và hàm lượng carotenoid
Khí hậu nóng và ẩm ướt ở các nước nhiệt đới là một trong những nguyên nhân làm giảm sản
bước (Two-step approach)
Tốc độ phá hủy carotenoid được xác định việc phân tích hồi quy không tuyến tính khi áp dụng
phương trình (2) cho các số liệu thực nghiệm. Hằng số tốc độ
k và hàm lượng carotenoid còn
lại (
A
∞
)
sau quá trình xử lý nhiệt kéo dài A
∞
được trình bày ở bảng 2.
Nhiệt độ làm tăng nhanh sự phá hủy carotenoid. Kết quả thể hiện ở bảng cho thấy tốc độ của
sự phá hủy carotenoid tăng theo nhiệt độ. Nhiệt độ càng cao thì giá trị
k càng lớn. Tuy nhiên,
nhiệt không phá hủy hoàn toàn carotenoid trong màng gấc mà vẫn còn một lượng carotenoid
bền nhiệt.
Bảng 2. Các thông số động học phân hủy nhiệt trong quá trình sấy gấc theo mô hình biến đổi
một phần
Nhiệt độ(◦C)
k (phút
-1
) A
∞
(%)
Corrected r
2
này cũng cho rằng khi chế biến dầu gấc nên tiền xử lý nhiệt bằng cách sấy ở 60
o
C để bề mặt khô ráo tạo
điều kiện thuận lợi hơn trong quá trình loại bỏ hạt.
3.3 Chế biến các sản phẩm từ gấc
Từ kết quả thu được từ các nghiên cứu cơ bản, quá trình chế biến đa dạng các sản phẩm từ
gấc được thể hiện ở các nội dung sau:
3.3.1 Chế biến sản phẩm jelly gấc (bổ sung dừa nước)
a. Quy trình chế biến: sản phẩm jelly gấc được chế biến theo quy trình:
Gấc Rửa, bổ đôi Tách hạt Sấy Tách màng gấc Xay mịn
Dừa nước Rửa, cắt đôi Xử lý Tách cùi dừa Ngâm Định hình
Phối chế dung dịch tạo gel (nước, carrageenan, đường sacharose, aspartame, acid
citric )
Gia nhiệt - Nấu jelly (Bổ sung gấc và cơm dừa nước đã được chuẩn bị) Cho vào
bao bì, ghép mí
Làm mát, tạo gel Thành phẩm jelly gấc-dừa nước.
b. Ảnh hưởng của hàm lượng carrageenan và tỷ lệ (gấc:cơm dừa nước) đến cấu trúc và giá
trị dinh dưỡng của jelly
Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng carrageenan và tỷ lệ (gấc:cơm dừa nước) đến
cấu trúc và giá trị dinh dưỡng của jelly thể hiện ở
hình 4 và hình 5. Tỷ lệ 1,75% carrageenan
sử dụng cho sản phẩm jelly có độ dai tốt và 2,0% gấc:dừa nước được bổ sung thì sản phẩm có
giá trị dinh dưỡng cao.
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
1,65 1,7 1,75
Khả năng phân bố cơm
dừa trong dịch jelly
10 209,50 ± 1,50
*
1,031 ± 0,001
*
Hơi chìm
12 256,50 ± 4,50 1,048 ± 0,002 Đồng đều
14 269,00 ± 3,00 1,056 ± 0,002 Hơi nổi
16 302,00 ± 7,00 1,065 ± 0,003 Nổi nhiều
18 354,00 ± 12,00 1,083 ± 0,003 Đa số nổi
Ghi chú: * Độ lệch chuẩn của giá trị trung bình.
Đường saccharose có ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng phân bố của cơm dừa nước trong sản
phẩm jelly. Khi nồng độ đường cao hay thấp thì cơm dừa nước sẽ nổi hoặc chìm xuống đáy
làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm do độ nhớt dịch jelly thay đổi và làm thay đổi tỷ
trọng của jelly, tạo ra sự chênh lệch tỷ trọng giữa jelly với cơm d
ừa nước nên khả năng phân
bố của dừa nước trong jelly khác nhau. Sự phân bố tốt và đồng đều của dừa nước trong jelly
khi nồng độ đường trong jelly đạt 12%.
d. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến chất lượng của sản phẩm
Khi nhiệt độ nấu tăng và thời gian nấu kéo dài, hàm lượng carotenoid trong sản phẩm giảm.
Sự biến đổi carotenoid theo nhiệt độ và thời gian nấu jelly được biểu diễn bằng mô hình động
học bậc 1. Hằng số tốc độ phân hủy carotenoid
k tăng khi nhiệt độ nấu tăng (bảng 4). Ở nhiệt
độ nấu cao (90-100
o
C) hằng số k lớn hơn trong trường hợp sấy gấc (45-65
o
C). Điều này cho
thấy tốc độ phân hủy carotenoid bị ảnh hưởng bởi quá trình xử lý nhiệt. Trong điều kiện này,
51,17±5,14
*
r
2
= 0,99
Ghi chú:
*
Sai số chuẩn của phân tích hồi quy
e. Ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian bảo quản đến màu sắc và giá trị dinh dưỡng cho sản
phẩm
Tốc độ phân hủy carotenoid gia tăng theo thời gian bảo quản do sản phẩm tiếp xúc trực tiếp
với ánh sáng và nhiệt độ môi trường cao (khoảng 30
o
C). Tuy nhiên tốc độ phân hủy ở pH = 4
và nhiệt độ mát (10
o
C) (hình 6) tương đối chậm hơn so với các điều kiện khác.
0
10
20
30
40
50
02468
Thời gian bảo quản (tuần)
Carotenoid (μg/gsp
)
Nhiệt độ phòng (khoảng 30oC) 10oC
y = 0,1525x
2
= 0.99) cho
phép sử dụng phương trình này dự đoán hàm lượng carotenoid theo màu sắc (giá trị a).
3.3.2 Chế biến sản phẩm nước ép gấc-cà rốt
a. Quy trình chế biến sản phẩm được thực hiện theo các công đoạn:
Gấc Rửa, bổ đôi Tách hạt Sấy Tách màng gấc Xay mịn
Cà rốt Gọt vỏ, xắt lát, chần Nghiền, ép
Gấc và cà rốt được phối trộn Pha loãng với nước Lọc Phối chế với đường
Đồng hoá
Bài khí, rót chai Thanh trùng Thành phẩm.
Nước ép gấc được chế biến trên cơ sở phối chế với cà rốt nhằm tạo ra sản phẩm nước uống
giàu dinh dưỡng. Quá trình chế biến sản phẩm chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố để đảm bảo
sản phẩm có chất lượng và giá trị cảm quan cao.
b. Ảnh hưởng của các tỷ lệ phối chế gấc, cà rốt và nước đến màu sắc, độ nhớt (cP) và hàm
lượng carotenoid (µg/ml)
Cà rốt có nhiều acylated anthocyanin nên độ ổn định về màu sắc tốt (Bolivar A.Cevallos-
Casals và cộng sự, 2003). Hàm lượng carotenoid trong gấc cao gấp nhiều lần hơn so với cà
rốt (Ishida, 2004). Do đó, trong quá trình pha loãng với nước tỷ lệ khối lượng gấc:cà rốt càng
cao thì hàm lượng carotenoid trong dịch quả càng cao. Sự thay đổi hàm lượng carotenoid theo
tỷ lệ phối chế được thể hiện ở
bảng 5.
Bảng 5. Sự thay đổi hàm lượng carotenoid (g/ml) của dịch quả trong quá trình phối chế
Tỷ lệ hỗn hợp gấc và cà rốt : nước
Tỷ lệ gấc:cà rốt
1:18 1:20 1:22
Trung bình
1:1 80,93
*
72,66 66,48 73,34
c
∞
được
trình bày ở
bảng 6.
Bảng 6. Các thông số động học phân hủy nhiệt trong quá trình thanh trùng nước ép gấc theo
mô hình biến đổi một phần
Nhiệt độ (
o
C) k (phút
-1
) A
∞
(%) Corrected r
2
90 0,0992 ± 0,0376
**
97,58 0,99
95 0,1025 ± 0,0206 97,23 0,99
100 0,1044 ± 0,0172 96,70 0,99
E
a
= 5,76 ± 0,89 kJ/mol 0,98
Ghi chú: ** là sai số chuẩn của phương trình hồi quy.
Hằng số tốc độ phản ứng cho sự phân hủy hàm lượng carotenoid tăng dần theo nhiệt độ thanh
trùng. Giá trị năng lượng hoạt hoá
E
a
được tính là 5,76 kJ/mol.
d. Sự thay đổi hàm lượng carotenoid và màu sắc sản phẩm trong quá trình bảo quản
dưỡng cao cần thanh trùng ở 100
o
C trong 5 phút nhằm bảo vệ các phân tử lycopene, vô hoạt
enzyme chống lại các tác nhân phá hủy nó như các phản ứng pectolytic, ánh sáng, quá trình oxy
hóa (Wim Jongen, 2002). Trong điều kiện này, thành phẩm có hàm lượng carotenoid tổng số
khoảng 112,23 µg/ml.
3.3.3 Chế biến sản phẩm kẹo gum gấc
Gấc còn được chế biến thành dạng kẹo gum gấc theo quy trình:
Màng gấc, nước Xay nhuyễn Phối trộn (Gelatin 8%, acid citric 0,25%, sucrose
55%, sorbitol 0,2%)
Gia nhiệt Đổ khuôn Ổn định, làm mát Tách khuôn Cho
vào bao bì
Thành phẩm kẹo gum gấc.
Trong quá trình chế biến kẹo gum gấc, các thành phần phụ gia như acid citric, đường
saccharose, sorbitol, gelatin được sử dụng để tăng độ bền gel, độ bóng cho sản phẩm
3.3.4 Quy trình chế biến sản phẩm bánh gấc
Quy trình chế biến bánh gấc bước đầu được xây dựng trên cơ sở thử nghiệm và hoàn chỉnh
từng bước theo kết quả của các thí nghiệm đạt được:
Gấc (25%), bột mì, bột nếp với tỷ lệ thích hợp Phối trộn Tạo vỏ bao ngoài
bánh
Thịt xay nhuyễn Phối trộn với xúc xích, nấm mèo, gia vị Phân phối viên có
trọng lượng đồng nhất
tạo nhân bánh hấp Viên nhân.
Kết hợp vỏ và viên nhân bánh thành tạo dạng tròn cho vào hộp Bảo quản lạnh
hoặc chế biến thành dạng chiên (hoặc hấp) sử dụng ngay (hoặc bảo quản lạnh).
3.3.5 Các dạng sản phẩm khác được chế biến có bổ sung gấc gồm:
Bánh bao gấc
Chả cá gấc
Màng gấc sấy
Trích ly dầu gấc.
food Composition and Analysis.
Vuong, L. T.; Franke A. A; Custer L. J. and Murphy S. P. 2005. Momordica cochinchinensis
Spengh (Gac) fruit contains high -carotene and lycopene levels.
Journal of Food
Composition and Analysis.