bộ giáo dục và đào tạo
tr-ờng đại học bách khoa hà nội
..............................0.O.0..............................

Nguyễn Thị Lan H-ơng

Cô Đặc n-ớc dứa bằng ph-ơng
pháp kết tinh dung môi

Chuyên ngành: Công nghệ thực phẩm

Luận văn thạc sĩ Công nghệ thực phẩm

H-ớng dẫn khoa học: TS.Nguyễn Xuân Ph-ơng

Hà Nội - 2004


Lời cảm ơn
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Xuân Ph-ơng đã trực tiếp
h-ớng dẫn và chỉ bảo tận tình giúp em hoàn thành bản luận án này.
Em cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong Viện CNSH và CNTP
đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho em trong quá trình nghiên cứu cũng
nh- giảng dạy tận tình để em có đ-ợc kiến thức nh- ngày hôm nay.
Em rất mong đ-ợc sự góp ý của thầy cô để rút ra kinh nghiệm nâng cao
hiểu biết và hoàn thiện bản thân.
Hà Nội, Ngày 24 tháng 11 năm 2004
Học viên

Nguyễn Thị Lan H-ơng


1

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

II.2.1. Giai đoạn kết tinh ............................................................... ... 38
II.2.1.a. Kết tinh khối.................................................................. ....39
II.2.1.b Kết tinh bề mặt ............................................................... ....39
II.2.2. Giai đoạn phân riêng .......................................................... ... 40
Phần III. Ph-ơng pháp nghiên cứu .............................................................. ... 43
III.1. Chuẩn bị nguyên liệu ................................................................. ... 43
III.2. Trình tự cô đặc n-ớc dứa ............................................................ ... 44
Phần IV: Kết quả và thảo luận..................................................................... ... 46
IV.1. Xác định nhiệt độ cô đặc ........................................................... ....47
I.V.2. Xác định ph-ơng pháp cô đặc hợp lý ........................................ ....76
IV.3. Xác định nhiệt độ cạo đá thích hợp ........................................... ... 82
IV.4. Xác dịnh nhiệt độ ly tâm hợp lý ................................................. ....90
IV.5. Xác định ph-ơng pháp tách dịch sau cô đặc .............................. ... 98
IV.6. Xác định sơ đồ cô đặc n-ớc dứa ................................................ ....102
Phần V. Kết luận ......................................................................................... ... 104
Tài liệu tham khảo ....................................................................................... ... 106

Nguyễn Thị Lan H-ơng

2

Lớp CH - CNTP - 2002




Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

những n-ớc nông nghiệp, những n-ớc nằm ở vùng cận nhiệt đới trong đó có Việt
Nam. Đ-ợc thiên nhiên -u đãi nên nguồn rau quả của n-ớc ta rất phong phú,
quanh năm với chất l-ợng cao sẽ tạo ra tiềm năng to lớn trong việc phát triển một
nền nông nghiệp hiện đại, trong đó trồng trọt đi đôi với chế biến và xuất khẩu.
Việc chế biến các sản phẩm nông sản tạo điều kiện thuận lợi cho việc phân phối
và giải quyết các vấn đề khan hiếm rau quả trong những ngày giáp hạt. Tuy nhiên
ngành chế biến rau quả ở n-ớc ta còn ch-a phát triển, ch-a đáp ứng đ-ợc nhu cầu
thị tr-ờng cả về chủng loại và xuất khẩu.
Các loại rau quả ở n-ớc ta rất phong phú và đa dạng nh-: chuối, na, dứa,
cam, xoài trong đó 3 loại quả đ-ợc sử dụng để chế biến các loại sản phẩm có khả
năng xuất khẩu với hiệu quả kinh tế cao phải kể đến là: chuối, dứa, cam. Trên thị
tr-ờng thế giới, dứa và các loại sản phẩm chế biến từ dứa có vị trí cao do có
những -u điểm nổi bật về giá trị dinh d-ỡng, màu sắc và h-ơng thơm. Dứa là loại
rau quả chỉ phù hợp với khí hậu và thổ nh-ỡng các vùng nhiệt đới nên nó đã sớm
trở thành đặc sản của vùng. Xuất khẩu dứa sang thị tr-ờng các n-ớc (Liên Xô,
Nhật) đã đ-ợc n-ớc ta tiến hành từ lâu (năm1954) nh-ng các sản phẩm từ dứa
chủ yếu là n-ớc dứa ép, dứa ngâm đ-ờng, mứt dứa và n-ớc dứa cô đặc bằng
ph-ơng pháp bốc hơi. N-ớc dứa có hàm l-ợng n-ớc cao nếu xuất khẩu ở trạng
thái n-ớc quả sau ép thì vừa tốn công vận chuyển vừa tạo điều kiện thuận lợi cho
vi sinh vật phát triển vì vậy cô đặc n-ớc dứa để nâng cao nồng độ chất khô
(khoảng 40-60%) có nghĩa là làm giảm hàm l-ợng n-ớc để tăng thời hạn bảo
quản sản phẩm cũng nh- giảm đ-ợc chi phí vận chuyển là một vấn đề rất đ-ợc
quan tâm.
ở n-ớc ta dứa là mặt hàng có gía trị về dinh d-ỡng, mùi vị hấp dẫn, màu
sắc đẹp. Hiện nay ta sản xuất và xuất khẩu dứa chủ yếu d-ới dạng n-ớc quả ép,
n-ớc dứa cô đặc bằng ph-ơng pháp bốc hơi. Ta biết rằng n-ớc quả cô đặc bằng

30 của thế kỷ XIX ở các n-ớc Châu Âu ( Anh, Pháp, Mỹ) và những năm gần đây
lạnh đông thực phẩm lại giành vị trí cao nhất. Lạnh đông sẽ tạo ra không chỉ
những sản phẩm có nguyên vẹn giá trị dinh d-ỡng vốn có của nó mà còn giảm
thiểu sự phức tạp khi sử dụng cho khách hàng (ng-ời tiêu dùng). Có thể kết luận
rằng sản phẩm lạnh đông có khả năng thoả mãn tất cả những nhu cầu hiện tại và
t-ơng lai của thế giới con ng-ời chúng ta.

Nguyễn Thị Lan H-ơng

5

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

Việt Nam ta cô đặc bằng ph-ơng pháp kết tinh dung môi vẫn còn trong
giai đoạn nghiên cứu nên vẫn còn nhiều hạn chế. Để tạo ra sản phẩm có chất
l-ợng cao có khả năng cạnh tranh và thu hút khách hàng trong và ngoài n-ớc cần
phải tiếp tục tiến hành nghiên cứu để tìm ra các chế độ tối -u đối với các sản
phẩm sử dụng nhiệt độ thấp.
Với mục đích nâng cao chất l-ợng và giảm giá thành của sản phẩm em đã
tiến hành nghiên cứu đề tài: Cô đặc n-ớc dứa cô đặc bằng ph-ơng pháp kết
tinh dung môi từ đó đưa ra những kết quả sơ bộ cho việc nghiên cứu tiếp theo
góp phần tạo ra sản phẩm rau quả có chất l-ợng cao, đ-a ngành xuất khẩu rau
quả Việt Nam nói chung và xuất khẩu dứa cô đặc nói riêng có sức cạnh trạnh tốt
hơn trên thị tr-ờng thế giới.

Nguyễn Thị Lan H-ơng


Queen và nhỏ hơn nhóm Cayen. Khối l-ợng trung bình của quả m TB xấp xỉ 1 kg.

Nguyễn Thị Lan H-ơng

7

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

Quả có hình dạng cân đối, hơi hình trụ. Nhóm này có phẩm chất kém, khó thao
tác, ít đ-ợc sử dụng để sản xuất đồ hộp.
+ Nhóm 3:Nhóm dứa Cayen:
Quả có dạng hình trụ cân đối, mắt to, nông, thịt quả có màu vàng nhạt,
nhiều n-ớc, ít thơm và ít ngọt hơn so với nhóm dứa Queen. Đây là nhóm dứa có
khối l-ợng, kích th-ớc lớn nhất trong ba loại chính. Khối l-ợng trung bình của
quả là 1.5- 2kg. Quả dứa Cayen chứa nhiều n-ớc và vỏ mỏng nên rất dễ thối khi
vận chuyển xa.
Nhóm này có phẩm chất kém hơn nhóm dứa Queen nh-ng hay đ-ợc sử
dụng trong sản xuất, chế biến đồ hộp do có khả năng cho năng xuất cao.
I.2 Các giống dứa phổ biến ở n-ớc ta
+ Dứa hoa Phú Thọ:
Thuộc giống dứa Queen, quả nhỏ, mắt nhỏ và lồi, thịt quả vàng, thơm.
Giống dứa này là giống chịu đ-ợc đất xấu, đất chua, dễ ra hoa trái vụ. Giống này
có nh-ợc điểm quả nhỏ, năng suất thấp, khó chế biến đồ hộp nên hiệu quả kinh tế
không cao.
+ Dứa hoa Na Hoa:
Thuộc nhóm dứa Queen. Mắt nhỏ, lồi, khi chín vỏ quả và thịt quả đều có
màu vàng, có mùi thơm hấp dẫn. So với dứa hoa Phú Thọ thì quả to và ngắn hơn,

tr-ởng quanh năm
Dứa là loại cây ăn quả không kén đất. Vùng gò, đồi đất dốc 200 trở xuống,
những loại đất nghèo dinh d-ỡng nh- đất có đến 70% sỏi đều có thể trồng đ-ợc
dứa. Dứa là cây tiên phong đi mở đ-ờng cho các loại hoa màu khác. Trồng dứa
nhanh cho thu hoạch, sau 1-2 năm có thể đạt 10-20 tấn /ha và có thể đạt đến 35
tấn/ha nếu đ-ợc thâm canh tốt. Để kéo dài thời vụ thu hoạch và cung cấp sản
phẩm nhiều nơi đã xử lý cho dứa ra hoa trái vụ. Đến nay đã có thể xử lý để thu
hoạch dứa quanh năm
I.3.2 Thành phần hoá học của dứa
Quả dứa được xem là hoàng hậu của các loại quả vì h-ơng vị thơm ngon
và giàu chất dinh d-ỡng. Tuỳ theo giống dứa, mùa vụ cũng nh- điều kiện canh

Nguyễn Thị Lan H-ơng

9

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

tác mà thành phần hoá học cũng nh- hàm l-ợng của chúng khác nhau. Thành
phần chủ yếu là n-ớc chiếm 72-88% trọng l-ợng quả, ngoài ra còn có các chất có
giá trị dinh d-ỡng và cảm quan nh-: gluxit, proxit, axit hữu cơ, vitamin, các chất
khoáng. Ngoài ra trong quả dứa còn chứa enzim Bromelin là loại enzim giúp tiêu
hoá rất tốt.
BảngI.1: Thành phần hoá học dứa.
Thành phần hoá học

Số l-ợng


4,2

Ca(mg/100g)

16

Cu(mg/100g)

0,07

Fe(mg/100g)

0,3

P(mg/100g)

11

Pr (%)

0,4

Lipit (%)

0,2

Gluxit (%)

13,7

Axetandehit
Axit axetic
Etil axetat
Etylic
Etil izovalerat
Etil acrilic
Etil n-caproat
Estemetylic của 1 hydroxi axit có 5
phân tử C
Este etylic của 1 axit không no C5
Este metylic của 1 axit không no C5
Este etylic của 1 axit xetonic C5
Metil izocaproat
Metil izo valerat
Metil n- valerat
Metil caprilat
Metil n propiaxeton
Metil b metilthiopropionat

Nguyễn Thị Lan H-ơng

11

Quả mùa đông
0.61
Vết
29.1
Vết
Vết
Vết

Vết
0.88

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

H-ơng thơm của dứa đ-ợc tạo thành bởi những chất dễ bay hơi, khuếch tán
ngoài không khí, hàm l-ợng của chúng tăng dần theo độ chín của quả. Khi quả
bắt đầu ngả vàng thịt quả chứa vài mg/kg este bay hơi, đến khi đạt đ-ợc độ chín
tự nhiên cao nhất thì hàm l-ợng các chất thơm cũng đạt đ-ợc cực đại 214 mg/kg.
Độ chín của quả đ-ợc xác định bằng độ trong của thịt quả. Khi dứa chín quá các
chất bay hơi tăng nhanh và bị thay đổi đặc tính, mùi trở lên khó chịu hơn.
Biến thiên các chất bay hơi và mùi vị theo mức độ chín của quả:
Chất bay hơi
(phần triệu)

Độ chín của quả

HìnhI.1 Sự biến thiên hàm l-ợng các chất bay
hơi phụ thuộc độ chín của quả
Chỉ số mùi vị

Độ chín của quả

Hình I.2. Chỉ số mùi phụ thuộc độ chín của quả

Nguyễn Thị Lan H-ơng


- Các chất cacbonyl: Focmaldehyt, axetandehit, axeton
- Các este: Metil axetat, etil axetat, metil 2 -propenoat

Nguyễn Thị Lan H-ơng

13

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

- Và các chất khác: metil-metilthiopropionat, Etil-metilthiopropionat,
Caprolacton,
Công thức cấu tạo của một số chất:
1. Các chất allifalic
Ch3 ch2 ch2 ch ch2 co ch3
Oh

Ch3 ch2 ch2 ch ch2 ch2 ch3
O
CH3
c
o
2. Các chất furanic:
- 2.5 dimetil 4 hidroxi 3 furanon.

Ho

o


o

cho

+ Chất thơm: - allil fenol

OH

ch2 ch = ch2

I.3.4. Giá trị chế biến công nghiệp của dứa.
Rau quả là nguồn thức ăn thiết yếu của con ng-ời. Rau quả cung cấp cho
con ng-ời các chất kích thích, các chất khoáng, các chất dinh d-ỡng và vitamin...
và mỗi loại rau quả sẽ có giá trị dinh d-ỡng khác nhau. Trong đó dứa là loại quả

Nguyễn Thị Lan H-ơng

15

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

nổi bật về giá trị dinh d-ỡng, dứa không chỉ cung cấp các khoáng chất, các
vitamin, các chất giầu năng l-ợng mà còn chứa hàm l-ợng enzim Bromelin thuỷ
phân Protein có tác dụng tiêu hoá, Bromelin còn sử dụng để sản xuất nhiều biệt
d-ợc: Extranase, Anasase điều trị các bệnh viêm loét, ung nhọt và các ung th-.
Trong n-ớc dứa còn chứa hoocmon có tác dụng kích thích mạnh sinh tr-ởng.

Dứa quả

Thịt quả

Dứa miếng

Thịt quả

Axit
citric

Mứt nhuyễn

Mứt dứa

Vỏ xanh hai
đầu quả

Vỏ trắng
mắt lồi

Dứa -ớp
đông

Nguyễn Thị Lan H-ơng

N-ớc dứa
nguyên chất

Dấm



Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

I.3.5 Các dạng n-ớc quả và sản phẩm từ dứa
I.3.5.a Các dạng n-ớc quả
N-ớc qua có đầy đủ và cân đối các chất có gía trị dinh d-ỡng cao nh-:
gluxit, axit hữu cơ, vitamin.... N-ớc quả dùng để uống trực tiếp là chính, ngoài ra
còn dùng để chế biến các sản phẩm khác nh-: xiro quả, r-ợu vang...
Tuỳ theo mức độ tự nhiên của sản phẩm ng-ời ta chia n-ớc quả thành các
dạng sau:
+ N-ớc quả tự nhiên: chế biến từ một loại quả, không pha thêm đ-ờng
hoặc bất cứ phụ gia nào.
+ N-ớc quả hỗn hợp: chế biến bằng cách pha trộn hai hay nhiều n-ớc quả
với nhau, có thể thêm axit thực phẩm để tăng độ chua..
+ N-ớc quả cô dặc: chế biến bằng cách cô đặc n-ớc quả tự nhiên. Tuỳ theo
trạng thái sản phẩm n-ớc quả, chia thành các loại sau:
- N-ớc quả ép dạng trong: Chế biến bằng cách tách dịch bào khỏi mô
bằng ph-ơng pháp ép, sau đó lắng, lọc loại bỏ hết thịt quả. Sản phẩm ở dạng
trong suốt.
- N-ớc quả ép dạng đục: chế biến t-ơng tự n-ớc quả trong, chỉ khác là
không lắng lọc triệt để nh- n-ớc quả trong, vẫn chứa một l-ợng thịt quả nhất
định trong sản phẩm.
- N-ớc quả nghiền: chế biến bằng cách nghiền mịn mô quả cùng với
dịch bào rồi pha thêm đ-ờng, axit thực phẩm cùng các chất phụ gia khác.
I.3.5.b ý nghĩa của ph-ơng pháp cô đặc n-ớc dứa bằng kết tinh dung môi
ở n-ớc ta dứa là mặt hàng có giá trị và phổ biến, nổi bật do h-ơng thơm tự
nhiên và màu sắc đẹp. Nếu đ-ợc khai thác tốt dứa sẽ đem lại kim ngạch xuất
khẩu lớn cho đất n-ớc, nh-ng cho đến nay dứa vẫn ch-a đ-ợc phát triển đúng


n-ớc quả mà th-ờng kết hợp cùng với ph-ơng pháp khác.
Cô đặc bằng ph-ơng pháp kết tinh dung môi là ph-ơng pháp mới đ-ợc
nghiên cứu khá rộng rãi trên thế giới nh- Mỹ, Braxin, Malaixia...đã đạt đ-ợc kết
quả tốt. ở Việt Nam mới chỉ đ-ợc nghiên cứu b-ớc đầu, kết quả còn nhiều hạn
chế.

Nguyễn Thị Lan H-ơng

19

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

Ph-ơng pháp cô đặc bằng kết tinh dung môi có -u điểm nổi bật so với các
ph-ơng pháp khác đó là:
+ Nhiệt độ cô đặc thấp (-6 - -120C) nên các chất bay hơi mất đi không
đáng kể đồng thời các chất màu và các chất có hoạt tính sinh học đ-ợc giữ gần
nh- nguyên vẹn.
+ Cô đặc đ-ợc tới nồng độ cao (40 - 50%) nên tạo đ-ợc áp suất thẩm thấu
lớn vì vậy khả năng tự bảo quản, kháng vi sinh vật cao, giảm đ-ợc chi phí bảo
quản.
+ Mất mát chất khô, h-ơng vị, màu rất ít nên sản phẩm có thể phục hồi
nh- cũ khi thêm thành phần n-ớc nên dễ dàng cạnh tranh với sản phẩm của các
n-ớc khác.
+ Cô đặc bằng kết tinh dung môi còn là bán sản phẩm sử dụng cho ph-ơng
pháp cô đặc chân không và sấy thăng hoa hay sấy phun.
+ Giá thành chấp nhận đ-ợc so với các ph-ơng pháp khác.



Hình I.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ dứa trên thế giới những năm gần
đây (Theo số liệu FAO )
Biểu đồ thể hiện rõ sự tăng sản l-ợng dứa trên thế giới, từ năm 1960 đến
năm 1980 sản l-ợng dứa tăng từ 2665 nghìn tấn lên đến 9219 nghìn tấn, tăng gấp
3.5 lần. Từ năm 1980 trở lại đây sản l-ợng dứa vẫn còn tăng lên.
Trong những năm gần đây sản l-ợng dứa trên thế giới dao động trong
khoảng từ 12.151-13.436 triệu tấn / năm.
Sản l-ợng dứa Châu á đạt 6.6 triệu tấn/năm. Trong đó Thái Lan là n-ớc sản
xuất dứa lớn nhất, chiếm gần 31% tổng sản l-ợng, kế đó là Philippince với sản
l-ợng chiếm 22.2%, Trung Quốc đứng vị trí thứ ba với tổng sản l-ợng 13.5%, ấn
Độ 12.5%, Indonesia với tổng sản l-ợng chiếm 10.9%, cuối cùng là Việt Nam
với sản l-ợng chiếm một phần khiêm tốn 2.8%.

Nguyễn Thị Lan H-ơng

21

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

Sản l-ợng dứa Châu Mĩ đạt xấp xỉ 4 triệu tấn, trong đó Brazil là n-ớc sản
xuất dứa lớn nhất chiếm 46% tổng sản l-ợng toàn Châu Mĩ, các n-ớc sản xuất
dứa đáng kể ở Châu Mĩ là Colombia chiếm 9.8% tổng sản l-ợng, Mĩ với 8% tổng
sản l-ợng rồi đến Mexico 7.8% và cuối cùng là Costaria 6.6%.
Theo số liệu của FAO. 1997.
Thái Lan là n-ớc đứng đầu về sản l-ợng dứa: 1,7ữ2,3 triệu tấn, Philippin
đứng vị trí thứ hai với sản l-ợng 1,4ữ1,55 triệu tấn, n-ớc đứng thứ ba là Brazil có


Nguyễn Thị Lan H-ơng

22

Lớp CH - CNTP - 2002


Viện CN sinh học - CN Thực phẩm

Do điều kiện địa lý nên một số vùng không có khả năng trồng dứa, hoặc
những n-ớc có sản l-ợng dứa thấp. Để đáp ứng nhu cầu trong n-ớc các n-ớc đó
đã nhập khẩu một số mặt hàng dứa mà nhân dân họ -a chuộng.
Tình hình nhập khẩu dứa hộp trên thế giới:
Mĩ

30.6%

Tây Ban Nha

3.1%

Đức

11.9%

Italia

3.1%



: 35%

Mĩ

: 35.3%

Nhật Bản

: 10%

Thị tr-ờng khác

: 19.7%

Thị tr-ờng nhập khẩu dứa mở rộng, nhu cầu nhập khẩu tăng là điều kiện
thuận lợi để các n-ớc xuất khẩu tăng sản l-ợng dứa.
I.4.2. Tình hình chế biến và tiêu thụ dứa ở Việt Nam.
Mặc dù dứa là cây trồng có khả năng thích hợp với mọi loại đất ở điều kiện
khí hậu Việt Nam. Song sự phân bổ diện tích và sản l-ợng dứa vẫn ch-a đ-ợc
đồng đều.
Tính đến 5/2002 diện tích trồng dứa của cả n-ớc đạt 37800 ha, trong đó diện
tích trồng dứa Cayen 3600 ha, nhiều nhất là Ninh Bình, Nghệ An, Hà Tĩnh, Bắc
Giang, Thanh Hoá.

Nguyễn Thị Lan H-ơng

23

Lớp CH - CNTP - 2002