Báo cáo Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC VÀ THỰC PHẨM
Bài bo co:
GVHD: ĐẶNG THỊ NGỌC DUNG
SVTH : Trần Thị Thu Hiền 11116026
Vũ Thị Thu Hiền 11116027
Nguyễn Thị Anh Thư 11116066
Phan Văn Luật 11116036
Tp.HCM, tháng 5 năm 2013







Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua


Laboratory of Food Process Engineering, Department of Chemical Engineering, School of
Engineering, Aristotle University of Thessaloniki,University Campus, 541 24 Thessaloniki, Greece
Received 4 March 2004; received in revised form 28 June 2004; accepted 20 July 2004
Mục Lục

Lycopen là sắc tố chủ yếu tìm thấy trong cà chua và quan trọng không chỉ vì
màu sắc mà còn vì những lợi ích sức khỏe mà nó mang lại.Vì vậy, sự suy thoái
lycopen trong quá trình chế biến không chỉ ảnh hưởng đến màu sắc cuối cùng của
sản phẩm mà còn ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng. Mục tiêu của các quá trình
nghiên cứu này là để xác định việc lưu giữ lycopen trong quá trình sấy phun cà chua
và nghiên cứu ảnh hưởng của sấy phun đến hàm lượng lycopen trong bột cà chua.

Thực hiện 64 thí nghiệm khác nhau giữ nguyên mức nguyên liệu, nhiệt độ nguyên
liệu, áp suất sấy phun và thay đổi tốc độ dòng chảy không khí, tốc độ dòng chảy của
không khí sấy và nhiệt độ phòng. Bột cà chua được phân tích hàm lượng lycopen.
Hàm lượng lycopen thay đổi từ 1016.05 đến 1181.30µg trên gam tổng khối lượng
chất khô. Lượng lycopen hao hụt dao động trong khoảng 8.07 đến 20.93%. Phân
tích thực nghiệm cho thấy mối tương quan giữa các điều kiện sấy phun và việc lưu
giữ lycopen. Sự mất lycopen tăng lên cùng với việc tăng nhiệt độ phòng và cả tốc độ
dòng không khí nén và sấy. Nhiều phân tích được thực hiện lặp lại để dự đoán các
Trang 2
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
yếu tố, để duy trì lượng lycopen cuối cùng trong quá trình sấy phun. Qua kết quả
báo cáo thì sự giảm lycopen là do một sự suy thoái thực tế của lycopen, đúng hơn là
sự tăng dần đảo ngược từ các dạng đồng phân trans-lycopen sang dạng cis kém hấp
dẫn, màu sắc kém hơn.
® 2004 Hội Khoa học và Công nghệ Thực phẩm Thụy Sĩ. Xuất bản bởi Elsevier Ltd
Tất cả các quyền.
Từ khóa: suy thoái, đồng phân hóa; Lycopene; khô phun, bột cà chua, cà chua
nghiền.
1. !"#"$"%"&'
Lycopen là một trong 600 caroten tìm thấy trong tự nhiên. Nó tích lũy trong
các mô tương đối ít, và dễ dàng tìm thấy trong cà chua chín, ớt đỏ, dưa hấu, và bưởi
ruột đỏ, lycopen tạo sắc tố đỏ cho chúng ( Hakala và Hienonen, 1994; Be- Amotz vá
Fishler, 1998; Thompson và các cộng sự., 2000). Lycopen quan trọng không chỉ vì
màu sắc mà còn vì lợi ích sức khỏe nó mang lại. Về phương diện của khoa nghiên
cứu bệnh dịch, nghiên cứu cho thấy nồng độ lycopen và chế độ ăn uống thiếu
lycopen liên quan đến nguy cơ mắc một số loại ung thư, như: ung thư tuyến tiền liệt,
ung thư đường tiêu hóa và ung thư phổi ( Le Marchand, Yoshizawa, Kolonel,
Hankin, và Khachik, 1990; Franceschi và các cộng sự., 1995; Bramley, 2000;
Southon, 2000). Mặc dù không có hoạt động của một số tiền vitamin A, lycopen có
thể hoạt động như một chất chống oxi hóa,. Sự giảm liên tục của lycopene được tìm

thấy là nhiều hơn gấp đôi so với β-carotene và hơn 10 lần so với α-tocopherol (Shi,
Le Maguer, Kakuda, Liptay, & Niekamp, 1999).
Cà chua và các sản phẩm từ cà chua là nguồn chính cung cấp lycopen và
được coi là đóng góp quan trọng caroten trong chế độ ăn của con người. Tuy nhiên,
xem xét bởi Nguyen và Schwartz thì con người chế biến và bảo quản các sản phẩm
từ cà chua làm suy thoái lycopen(1999). Nguyên nhân chính gây suy thoái lycopen
Trang 3
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
là do đồng phân hóa và oxi hóa. Điều đó cho thấy, giai đoạn đầu của sự suy thoái
các đồng phân trans- lycopene bị đảo ngược làm giảm màu sắc, các đồng phân cis-
lycopene bị oxy hóa nhiều hơn ( Boskovic, 1979). Sự oxi hóa của tất cả các trans-
lycopene và đồng phân cis xảy ra song song với đồng phân hóa chuyển transcis,
nguyên nhân là do sự phân hóa các phân tử lycopen thành nhỏ hơn, như andehit và
xeton không ổn định phát triển. (Lovric, Sablek, & Boskovic, 1970;Schierle và các
cộng sự., 1997). Các nhân tố môi trường như không khí, ánh sáng, nhiệt độ có thể có
ảnh hưởng rất quan trọng đến đồng phân hóa và oxy hóa lycopen trong quá trình sản
xuất cà chua ( Anguelova và Warthesen, 2000).
Sự ổn định lycopen trong các sản phẩm từ cà chua trong suốt quá trình xử lý
nhiệt ( bao gồm nấu, cô đặc, mất nước…) để sản xuất nước sốt cà chua, xốt cà chua,
nước ép cà chua đã được nghiên cứu rộng rãi ( Kalaui và Bauernfeind, 1981). Sự
suy thoái lycopen trong suốt quá trình chế biến thường xuyên được theo dõi và mức
độ thiệt hại phụ thuộc vào cách xử lý, nhiệt độ, thời gian, sự hiện diện của oxy và
ánh sáng. Ngoài ra, theo nghiên cứu sự ổn định lycopen trong các sản phẩm cà chua
được lưu trữ khác nhau thì khác nhau, tốc độ suy thoái lycopen phụ thuộc vào điều
kiện lưu trữ và ( đặc biệt là ánh sáng, nhiệt độ, hoạt độ của nước và oxy) các đặc
điểm của sản phẩm ( trạng thái rắn hoặc lỏng ).
Cole và Kapur ( 1957) và Sharma và Maguer ( 1996 ) báo cáo lycopen trong
mẫu cà chua sấy phun mất đáng kểsau khi làm nóng ở 100 có sự tham gia của oxy,
với ánh sáng hoặc không có ánh sáng. Miki và Akatsu (1970) quan sát thấy mất
khoảng 1-2% lycopene khi đun nóng nước ép cà chua ở 100 trong 7 phút. Noble

( 1975 ) phá hiện ra rằng kết quả cô đặc bột cà chua có thể làm mất đến 57%
lycopen. Boskovic ( 1979 ) quan sát thấy rằng dưới sự chế biến và lưu trữ hàm
lượng lycopen giảm 20% cùng với sự mất nước của sản phẩm cà chua.Theo Zanoni,
Peri, Nani và Lavelli ( 1999) trong suốt quá trình sấy cà chua nửa tại 80 không xảy
ra mất lycopene đáng kể. Trong khi đó tại nhiệt độ 110mất một lượng lycopene nhỏ
( 12%). Đồng phân hóa lycopen trong các sản phẩm cà chua là kết quả của phương
pháp xử lý nhiệt cũng đã được báo cáo bởi nhiều nhà nghiên cứu ( Stahl và Sies,
Trang 4
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
1992; Schierle và các cộng sự., 1997; Shi và các cộng sự ., 1999). Tuy nhiên, những
nghiên cứu khác gần đây đã chỉ ra các cách xử lý nhiệt phổ biến để lượng lycopen
mất đi trong các sản phẩm cà chua là không đáng kể hoặc chỉ là sự thay đổi phân bố
đồng phân cis- lycopen ( Khachik và các cộng sự., 1992; Nguyen và Schwartz,
1999; Nicoli, Anese, và Parpinel, 1999). Một số lượng lớn thông tin còn được thu
thập dựa trên hoạt động nhiệt của lycopen trước câu trảlời vềđiều kiện ảnh hưởng
đến nó. Trớ trêu thay, trường hợp của lycopen, trong thực tế các bước chế biến thức
ăn nhằm tăng thêm giá trị, sau khi xử lý nhiệt lycopen trở nên kém hoạt động hơn
do thành tế bào bị vỡ ra ( Stahl và Sies, 1992; Gartner, Stahl, và Sies, 1997;
Thompson và các cộng sự., 2000).
Mục đích của việc này là nghiên cứu sự mất mát của lycpen trong suốt quá
trình sấy phun bột cà chua và chỉ cho chúng ta thấy sự ảnh hưởng các điều kiện sấy
hàm lượng lycopen trong bột cà chua .
2. #'()*+"&',-./0*#.%1.
2.1. #'()*+"&'
Môi trường cô đặc bột cà chua với một lượng chất rắn cố định có nồng độ
khoảng 14 0.05%, thu nhận từ nhà máy địa phương, đã được sử dụng làm nguyên
liệu sấy phun cho tất cả các thí nghiệm.
2.2. 2(.%'*
Máy sấy phun nhỏ Buchi ( Model 191, Buchi Laboratorium- Technik, Flawil,
Switzerland) đã được sử dụng trong quá trình sấy phun. Bột cà chua được bơm bằng

máy bơm nhu động để phun và một vòi phun hai chất lỏng đã được sử dụng trong quá
trình phun,với sử dụng khí nén.Tốc độ dòng chảy khí nén được điều khiển bởi đồng hồ
đo lưu lượng và nước làm mát được lưu thông qua lớp vỏ áo của vòi phun. Báo cáothí
nghiệm được kiểm soát với 4 nhiệt độ phòng, 4 tốc độ dòng chảy không khí sấy, 4 tốc
độ đòng chảy không khí nén. Bột cà chua sấy phun ở nhiệt độ phòng 110, 120, 130 và
140
o
C ( 1), tốc độ dòng chảy không khí sấy 17.50, 19.25, 21.00, 22.75m³/h (0.18m/h)
và mức độ tốc độ dòng chảy tác nhân phun 500, 600, 700 và 800l/h (20l/h). Phạm vi
các giá trị được xác định trước trên cơ sở thí nghiệm tối ưu hóa trước đó, giảm thiểu
lượng ẩm trong bột với phần tích lũy còn lại nhỏ ( Goula, Adamopoulos, và Kazakis,
Trang 5
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
2004).Thực hiện lặp lại ba lần. Áp lực phun, tỉ lệ nguyên liệu, nhiệt độ nguyên liệu
tương ứng giữ ở 5 0,1par, 1,750.05 g/ phút, và 320.5. Nhiệt độ không khí đầu ra được
kiểm tra liên tục. Kết quả bột được lấy ngay vào bình.
2.3. 31456*%4%27*
Tổng số chất rắn trong cà chua được xác định bằng cách sấy mẫu ở nhiệt độ
70
o
C (AOAC, 1980) đến khối lượng không đổi và xác định ba lần để lấy kết quả trung
bình của nó.
2.4. %8*94%(4:.;*;
Hàm lượng lycopene (mg/g tổng chất rắn) được xác định dựa trên máy phân tích
quang phổ trong ether dầu mỏ, dùng máy quang phổ UV-Visible để phân tích ( tia sáng
không nhìn thấy, tia gamma, Thermo Spectronic, Madison, Hoa Kỳ) ba lần ở bước
sóng 505nm(Gould & Gould, 1988). Cân một lượng bột hoặc chất dạng bột có tổng
chất rắn là 0,5-1 g (ví dụ: 0,5±0.01 g) trộn với 75ml acetone và 60ml xăng dầu ete (65-
100
o

C) trong vòng 5 phút rồi chuyền vào bình 500ml và lọc bằng phểu và ở phía dưới
thêm acetone, lọc ba lần để loại bỏ chất rắn. Tiếp theo là loại bỏ acetone để ngăn cản
sự tạo thành nhũ tương hóa. Trộn thêm 20ml 90% methanol trong 30 giây và các
hypophase bị loại bỏ. Và hỗn hợp này được tiếp tục được trộn với 20 ml dung dịch
KOH 20% trong methanol ở 30 giây, khi trộn sẽ xảy ra phản ứng xà phòng hóa và
acetone sẽ được loại bỏ. Việc bổ sung 90% methanol được lặp đi lặp lại nhiều lần và
cuối cùng được chiết ra rửa với nước trong ba lần. Hỗn hợp này được pha loãng với
ether dầu khí đến 100 ml. Mẫu được phân tích ngay hoặc được giữ trong tủ lạnh tối ở
1
o
C tối đa 72 giờ.
Lycopene được định lượng bằng cách sử dụng tiêu chuẩn đường cong của tinh
khiết lycopene hòa tan trong ether dầu khí ở nồng độ khác nhau từ 0,2 tới 56,25 µg/ ml.
các lycopene được sử dụng đạt nguyên chất là 95% (Sigma Chemical Công ty St Louis,
MO).
Để ước tính xem lycopene được suy thoái thành dạng không màu hoặc được
đồng hóa thành dạng hợp chất lycopene thì chất lycopene chiết xuất được ờ bước sóng
Trang 6
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
từ 250 đến 550 nm. Xác định các đồng phân cis được dựa trên xuất hiện cực đại các
hợp chất lycopen giữa 320 và 360 nm (Sharma & Maguer, 1996).
2.5. %8*94%%<*#=)
Các dữ liệu được phân tích bằng phần mềm thống kê có tên là Minitab (Release
13.32, Minitab Inc, State College,PA, Hoa Kỳ). Phần mềm này là một nổ lực lớn qua
các thực nghiệm và nó đã được chế tạo thành công. Thể hiện sự mất mát lycopene
trong phun khô như một hàm phi tuyến tính của các biến độc lập bằng cách áp dụng
phân tích hồi quy.
3. >?@'A,-%A:+'B*
3.1. C2+(4:.;*;7:*#D2(.%'*
Hàm lượng lycopene trong bột cà chua là 1285,00 µg / g tổng chất rắn (có nghĩa

là thí nghiệm được làm 64 mẫu mỗi mẫu được làm ba lần với độ lệch chuẩn 4,76 µg/g
tổng chất rắn), trong khi trong bột cà chua dao động từ 1016,05 đến 1181,30 mg / g
chất rắn. Đối với lycopene độ lệch chuẩn trung bình là 0,22 µg/g chất rắn. Giá trị này
tương ứng với lượng lycopene mất đi do nhiệt độ và tốc độ dòng chảy của không khí
khô cho mỗi cấp độ ở các tốc độ dòng chảy khí nén được thể hiện trong hình 1-4. mỗi
điểm nhiệt độ của các con số đại diện cho giá trị trung bình được lặp lại ba lần.
Mức độ suy thoái của thực phẩm trong thời gian làm khô chủ yếu là kiểm soát
bởi nhiệt độ của nó. Đối với tất cả các loại phản ứng, hằng số tốc độ là một chức năng
của nhiệt độ như kiểm soát năng lượng rõ ràng của sự hoạt hóa. Tỷ lệ suy thoái không
chỉ bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ mà còn bởi độ ẩm và hoạt độ nước trong thực phẩm, do
ánh sáng và oxy hòa tan. Nói chung, giá trị hằng số tỷ lệ của một phản ứng suy thoái
thấp nhất trong chân không và bóng tối, cao nhất trong không khí và ánh sáng, xác
nhận khả năng ảnh hưởng của oxy và ánh sáng (Sharma &Maguer, 1996). Ảnh hưởng
của các hoạt độ nước quan trọng nhưng chưa được hiểu đầy đủ. Nhìn chung, khi hoạt
độ nước giảm thì phản ứng hóa học chậm hơn (Karel, 1979). Như trong quá trình sấy
sản phẩm nhiệt độ tăng cao trong khi hoạt độ nước giảm, hằng số tốc độ có thể tăng khi
Trang 7
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
hiệu ứng nhiệt độ đang có ảnh hưởng lớn, hằng số tốc độ có thể làm giảm khi ảnh
hưởng của hoạt độ nước thấp hơn và trở thành nhân tố chủ yếu (Downey, 1977).
Hình. 1. Thử nghiệm (biểu tượng màu đen, ) và dự đoán bằng phương trình. (1)
(biểu tượng màu trắng, ) giá trị lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu
vào và tốc độ dòng không khí khô ( 17.50 m
3
/ h, 19.25m
3
/ h, 21,00 m
3
/
h, 22.75 m

3
/ h), cho tốc độ dòng chảy khí nén là 500 l / h.
Trang 8
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Hình. 2. Thử nghiệm (biểu tượng màu đen, ) và dự đoán bằng phương trình. (1)
(biểu tượng màu trắng, ) giá trị lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu
vào và tốc độ dòng không khí khô ( 17.50 m
3
/ h, 19.25m
3
/ h, 21,00 m
3
/
h, 22.75 m
3
/ h), cho tốc độ dòng chảy khí nén là 600 l/h.
Trang 9
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Hình. 3. Thử nghiệm (biểu tượng màu đen, ) và dự đoán bằng phương trình. (1)
(biểu tượng màu trắng, ) giá trị lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu
vào và tốc độ dòng không khí khô ( 17.50 m
3
/ h, 19.25m
3
/ h, 21,00 m
3
/
h, 22.75 m
3
/ h), cho tốc độ dòng chảy khí nén là 700 l/h.

Hình. 4. Thử nghiệm (biểu tượng màu đen, ) và dự đoán bằng phương trình. (1)
(biểu tượng màu trắng, ) giá trị lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu
vào và tốc độ dòng không khí khô ( 17.50 m
3
/ h, 19.25m
3
/ h, 21,00 m
3
/
h, 22.75 m
3
/ h), cho tốc độ dòng chảy khí nén là 800 l/h.
Trong quá trình sấy phun, giai đoạn mà tốc độ không đổi là nhiệt độ giọt vẫn
tương đối ổn định ở mức nhiệt độ bốc hơi của không khí khô. Trong giai đoạn nước rơi
xuống, bay hơi làm mát làm tăng dần nhiệt độ sản phẩm và cuối cùng đo nhiệt độ các
giọt ra để xác định nhiệt độ. Các giá trị nhiệt độ của không khí ra cho mỗi thí nghiệm
được liệt kê trong hình 5.Giá trị T
o
đại diện cho các giá trị trung bình của ba lần thí
nghiệm. T
o
diễn tả như độ lệch chuẩn trung bình của ba lần thí nghiệm là 0,29
o
C.
Trang 10
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến sự suy thoái (hoạt độ nước của thức ăn,
oxy và ánh sang tiếp xúc) , trong một quá trình sấy phun nó bị ảnh hưởng bởi các điều
kiện sấy khô. Theo Hawkes và Villota (năm 1989), mức độ oxy và ánh sáng tiếp xúc
trong một hệ thống sấy phun là chủ yếu ảnh hưởng bởi giọt / hạt kích thước và mức độ

hình thành chất dính kết, điều này được kiểm soát bởi điều kiện chế biến. Kích thước
giọt nước càng lớn thì mức độ tích tụ càng lớn.
Hình. 5. Nhiệt độ không khí đầu ra (có nghĩa là ba lần lặp lại) so với nhiệt độ không
khí đầu vào và tốc độ dòng không khí khô ( 17,50 m
3
/ h, 19,25 m
3
/ h, 21,00 m
3
/
h, 22,75 m
3
/ h) cho mỗi cấp độ của tốc độ dòng khí nén.
Trang 11
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Độ ẩm của việc bay hơi (giọt nhỏ) cũng điều khiển bởi điều kiện của phun khô. Trong
công việc trước đó, công việc trước có thể kết luận việc phun sấy bột cà chua, độ ẩm
của giọt giảm với sự gia tăng của cấp độ phun, nhưng trái lại trong những tác động của
nhựa dẻo và hút ẩm của bản thân sản phẩm (Goula et al 2004). Như thế, việc tăng
không khí dẫn vào làm giảm độ ẩm bên trong, ngoại trừ việc tăng nhiệt độ từ 130
o
C lên
140
o
C với không khí khô thổi vào với tốc độ 21.0 và 22.75 m
3
/h. Ngoài ra, việc một
lượng không khí khô thấp hơn thổi làm cho làm tăng thời gian ở trong sản phẩm giúp
cho việc lưu thông hiệu quả, có thể dẫn đến độ ẩm thấp, cũng như trong trường hợp
không khí thổi giảm từ 19.25 xuống 17.50 m

3
/h. Tuy nhiên, khi ta giảm cấp độ thổi từ
27.5 xuống 19.25 m
3
/h không tạo nên một sự giảm độ ẩm khi ở nhiệt độ không khí cao,
có thể trường nhiệt độ dẻo kết tụ.
Điều đó có thể rút ra từ biểu đồ 1-4, lượng lycopene mất đi tăng lên với lượng
nhiệt độ không khí đầu vào tăng. Tổng quát, với sự gia tăng nhiệt độ không khí từ từ
làm cho độ ẩm và kích thước giọt tăng (Goula et al 2004), tác động đó làm giảm sự mất
lycopene. Bằng cách nào đó, nhiệt độ đầu vào cao gây ra sự gia tăng nhiệt độ giọt dẫn
đến lượng lycopene mất tăng cao hơn. Như thế, ảnh hưởng của nhiệt độ cao hơn là
nhân tố chính.
Giảm cấp độ nén của không khí làm giảm lượng lycopene mất đi. Điều đó có
thể làm kích thướt giọt tăng với tỷ lệ lưu lượng không khí - chất lỏng thấp thổi vào
trong hai vòi phun chất lỏng (Barbosa-Canovas & Vega-Mercado, 1996). Các giọt chất
lớn có bề mặt nhỏ hơn tỷ lệ khối lượng, giảm lượng oxy tiếp xúc với các khối giọt và
do đó làm giảm đi sự mất lycopene. Hơn nữa, tốc độ thổi của dòng khí nén thấp làm
cho lượng lycopene mất đi giảm do ảnh hưởng tác động của không khí lên nhiệt độ,
việc giảm đó ảnh hưởng trực tiếp bởi dòng khí nén (hình 5). Ngoài ra, ảnh hưởng của
tốc độ dòng khí nén lên sự mất lycopene cũng chịu ảnh hưởng của các giọt độ ẩm. Nói
chung phản ứng ngược xảy ra chậm hơn khi giảm hoạt động của nước và do đó giảm
tốc độ dòng chảy của khí nén làm tăng độ ẩm, làm lượng lycopene mất đi tăng. Tuy
nhiên, do bản chất dính tự nhiên của sản phẩm nên việc tăng độ ẩm làm cho độ dính
Trang 12
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
kết tăng lên (Al-Kahtani & Hassan, 1990; Goula et al., 2004). Và trong sự tác động của
oxy thấp thì lượng lycopene suy thoái thấp.
Việc mất lycopene tăng lên khi gia tăng lượng không khí khô. Việc mất mát đó
cũng tăng lên do nhiệt độ của lượng không khí ngoài tăng cao hơn vì nhiệt độ sấy cao
hơn bình thường. 

 !"#$%&'(!)*+*+
&,-%.+%/0!.!"
123.456678'39:!+45667;<=<
->?*+4./>!*+&@A%'
3.2. CE%F*%:1*%G4
Mô hình toán học đã được phát triển để mô tả mối quan hệ giữa các biến hoạt
động trong quá trình phun khô và mất lycopene. Ban đầu, mô hình đã được xây dựng
từ các biến Ti, To, Tito; Ti
2
và To
2
Phương trình sau đây đã được phát triển:
Loss = -103 + 1,75Ti - 0,00549Ti
2
- 0,117T+ 0,0131To
2
- 0,0087TiTo.(1)
Phương trình (1) có hệ số xác định R
2
là 0.850. Hình 1-4 hiển thị các dữ liệu
thực nghiệm so với các giá trị dự đoán cho mô hình thực nghiệm đặc biệt này, nó cho
thấy rõ mối tương quan trực tiếp giữa lycopene mất mát và nhiệt độ riêng biệt không
đủ để dự đoán độ bền Lycopene .
Ngoài nhiệt độ không khí đầu vào và đầu ra, biến lớn liên quan đến độ bền lycopene
bao gồm độ ẩm được chứa đựng, oxy và ánh sáng có được khi tác động bởi các yếu tố
như kích thước hạt, mức độ kết hợp, tỷ lệ lưu lượng khí đến thức ăn và độ ẩm không
khí,mà lần lượt được điều khiển bởi các điều kiện xử lý chẳng hạn như tỷ lệ thức ăn,
nồng độ chất rắn, nguồn cấp dữ liệu ban đầu, sấy khô và nén tốc độ dòng chảy không
khí. Kể từ khi thức ăn rắn ban đầu, nồng độ và tỷ lệ thức ăn được giữ ổn định ở tương
ứng 14 ± 0.05% và 1.75± 0.05 g/min, chỉ các biến thể có thể được kiểm soát là tỉ lệ

sấy khô và tốc độ dòng chảy khí nén. Bổ sung thêm thuật ngữ Qa,Qa
2
, Qc và Qc
2
, thu
được phương trình:
Trang 13
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Loss = 4,21 - 0:095Ti + 0,00043Ti
2
- 0,041T- 0:00098To
2
+ 0,00159TiTo -
0,829Qa

+0,0360Qa
2
+0,0148Qc +0,000002Qc
2
Mộ hệ số xác định 0.996 được sử dụng cho phương trình (2). Hình 6- 9 cho thấy
sự so sánh giữa dữ liệu thực nghiệm và giá trị dự đoán cho mô hình thực nghiệm cuối
cùng. Sự hợp lý giữa giá trị dự đoán về sự mất mát lycopene và thử nghiệm dữ liệu
cũng như cải thiện đáng kể trong sự phù hợp của các mô hình thực nghiệm đã được
quan sát.
Hình. 6. Thử nghiệm (biểu tượng) và dự đoán bằng phương trình. (2) giá trị (dòng)
lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu vào và tốc độ dòng không khí khô (
17,50 m
3
/h, 19,25 m
3

/h, 21,00 m
3
/h, 22,75 m
3
/h) cho tốc độ dòng chảy khí nén
là 500 lít /h.
Trang 14
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
.
Hình 7. Thử nghiệm (biểu tượng) và dự đoán bằng phương trình. (2) giá trị (dòng)
lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu vào và tốc độ dòng không khí khô (
17,50 m
3
/h, 19,25 m
3
/h, 21,00 m
3
/h, 22,75 m
3
/h) cho tốc độ dòng chảy khí nén
là 600 lít /h.
Như vậy, có thể kết luận rằng đối với mục đích của sử dụng thực tế, một mô
hình thực nghiệm sẽ cung cấp một phương tiện dự đoán việc lưu giữ lycopene cuối
cùng trong một hệ thống sấy phun. Các hạn chế lớn của mô hình này là có hàng loạt
các điều kiện có thể được áp dụng. Từ đó nhận ra rằng bất kì mô hình thực nghiệm như
vậy đều đưa ra được kết luận cuối cùng về điều kiện phát triển của nó. Theo Hawkes &
Villota (1989), các mô hình thực nghiệm này cần phải được kiểm tra trong các loại
máy sấy phun khác nhau ở quy mô lớn, một vài thí nghiệm đơn giản vận hành các điều
chỉnh bất kì được cho phép thực hiện.
Xây dựng mô hình cơ học, mặt khác,

Trang 15
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Hình 8. Thử nghiệm (biểu tượng) và dự đoán bằng phương trình. (2) giá trị (dòng)
lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu vào và tốc độ dòng không khí khô (
17,50 m
3
/ h, 19,25 m
3
/ h, 21,00 m
3
/ h, 22,75 m
3
/ h), cho tốc độ của dòng khí
nén là 700 lít / giờ.
Hình. 9. Thử nghiệm (biểu tượng) và dự đoán bằng phương trình. (2) giá trị (dòng)
lycopene mất đi, tốc độ của nhiệt độ không khí đầu vào và tốc độ của dòng không khí
khô ( 17,50 m
3
/ h, 19,25 m
3
/ h, 21,00 m
3
/ h, 22,75 m
3
/ h), cho tốc độ của dòng
khí nén là 800 l / h.
Dựa trên các dữ liệu động thu thập từ thí nghiệm ban đầu sẽ cung cấp một ứng
dụng tổng quát hơn. Mô hình như vậy sẽ hữu ích hơn, ngoài ra còn áp dụng các điều
Trang 16
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua

kiện phun khô và máy sấy khác, và sẽ không có những hạn chế và những giới hạn
thường liên quan với các mô hình thực nghiệm. Tuy nhiên, sự phức tạp cao của mô
hình cơ học do số lượng biến số ảnh hưởng động học làm giảm đi giá trị dinh dưỡng,
chẳng hạn như ôxy có sẵn, kích thước hạt, sự phân bố kích thước hạt và hàm lượng
chất rắn, những hạn chế đối với sự phát triển của mô hình như vậy, đặc biệt đối với
ứng dụng thực tế.
3.3. 04%?4HIDJ%I(5K"+(4:.;*;
Để đánh giá có lycopene hay không, dựa vào màu của lycopene giảm dần đến
hình thái không màu, hoặc được đồng phân hóa thành một dạng khác của lycopene,
chiết xuất lycopene được kiểm tra ở bước sóng từ 250 đến 550 nm. Lycopene hấp thụ
tối đa ở 3 bước sóng chính là 445, 470 và 505 nm, gần với giá trị báo cáo trong các tài
liệu (Anguelova & Warthesen, 2000; Arias, Lee, Logendra, & Janes, 2000). Kiểm tra
các nhóm mẫu bột cà chua và cho thấy bột cà chua không có sự khác biệt trong 3 bước
sóng hấp thụ chính trên . Không vượt quá bước sóng tối đa trong bột cà chua. Tuy
nhiên, phạm vi cao nhất của bột thì nhỏ hơn so với các mẫu bột cà chua, cho thấy có sự
tổn thất lycopene. Bước sóng tối đa của cis-lycopene được quan sát ở 362 nm, tương
tự như bước sóng được báo cáo trong các tài liệu (Zechmeister, 1962; Sharma &
Maguer, 1996). Phạm vi hấp thu của cis-lycopene cũng nhỏ hơn trong các mẫu bột, hơn
là trong những mẫu bột giấy và một dải hấp thụ có thể nhìn thấy thì không thay đổi
trong các mẫu đã kiểm tra, cho thấy sấy phun bột cà chua không gây ra bất kỳ sự đồng
phân hóa nào. Được mô tả bởi Lovric cùng các cộng sự. (1970), Noble (1975) và
O'Neil, Schwartz và Catignani (1991), sự gia tăng hấp thụ ở bước sóng 360 nm, kết quả
đường cong hấp thụ không giống nhau, có thể đã chỉ ra đồng phân cis-trans của
lycopene. Vì vậy, việc giảm hàm lượng lycopene báo cáo ở đây là do sự suy giảm thực
tế của lycopene, chứ không phải là sự chuyển đổi một tiến trình từ tất cả trans-lycopene
ít màu, dưới dạng cis thì ít hấp thụ mạnh.
Điều này là trái ngược rõ rệt với sự gia tăng mức độ của đồng phân cis trong
một loạt các phương pháp xử lý nhiệt của sản phẩm cà chua. Đồng phân trans-cis đã
được tìm thấy bị hạn chế hoàn toàn và do đó, xảy ra trước hoặc xảy ra đồng thời với sự
oxi hóa tự nhiên. Đồng phân cis có thể đã được hình thành trong quá trình sấy phun,

nhưng vì chúng không bền và dễ bị oxy hóa (Lovric và cộng sự, 1970;. Anguelova &
Warthesen, 2000), nên chúng bị phá hủy ngay lập tức. Quan sát các đồng phân cis đã bị
phá hủy đó là kết quả của sấy phun, thay vì được hình thành bởi đồng phân hóa trans-
cis, thường thấy trong quá trình chế biến các sản phẩm cà chua, có liên quan đến thực
tế là đồng phân cis có mặt trong thức ăn trước khi sấy phun. Theo Chandler và
Schwartz (1987), trong trường hợp khi đồng phân cis có mặt trong vật chất chưa qua
Trang 17
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
chế biến, sự hình thành của đồng phân cis như một kết quả của phương pháp chế biến
khác nhau không được báo cáo.
4. =?+'B*
Sự ổn định của lycopene trong sấy phun bột cà chua ở điều kiện hoạt động khác
nhau đã được nghiên cứu. Lycopene mất đi dao động trong khoảng 8,07 và
20,93%. Mức độ thiệt hại được tìm thấy bị ảnh hưởng không chỉ bởi nhiệt độ không
khí đầu vào và đầu ra mà còn bởi các yếu tố như độ ẩm giọt, oxy và tiếp xúc với ánh
sáng. Những yếu tố này, phụ thuộc vào kích thước hạt, mức độ kết hợp, tỷ lệ ống dẫn
dòng khí đốt và độ ẩm không khí, được điều khiển bởi các điều kiện xử lý như tỷ lệ
thức ăn, nguồn cấp chất rắn ban đầu, làm khô và tốc độ dòng khí nén. Phân tích ngược
trở lại, được sử dụng để phát triển một phương trình dự đoán để duy trì lycopene cuối
cùng trong quá trình sấy phun. Rõ ràng là tương quan trực tiếp giữa lượng lycopene
mất đi và nhiệt độ riêng là không đủ để dự đoán sự ổn định lycopene. Bao gồm khô và
dòng khí nén, trong phân tích ngược lại thu được ước tính tốt hơn về lượng lycopene bị
mất.
Ngoài ra, hình dạng tương tự như máy đo tốc độ hấp thụ so với đường cong
bước sóng cho việc phân lập lycopene từ bột cà chua và bột cho thấy rằng việc giảm
hàm lượng lycopene trong quá trình sấy phun bột cà chua là do sự suy giảm thực tế của
lycopene ở dạng không màu, chứ không phải là sự chuyển đổi một tiến trình từ tất cả
trans-lycopene ít màu, dưới dạng cis thì ít hấp thụ mạnh.
-"+"&'%I=%A:
Al-Kahtani, H. A., & Hassan, B. H. (1990). Spray drying of Roselle (Hibiscus

sabdariffa L.) extract. Journal of Food Science, 55(4), 1073–1076.
Anguelova, T., & Warthesen, J. (2000). Lycopene stability in tomato powders. Journal
of Food Science: Food Chemistry and Toxicology, 65(1), 67–70.
AOAC. (1980). Official methods of analysis of the association of official analytical
chemists (13th ed.) (p. 538). Washington: Association of Official Analytical Chemists.
Arias, R., Lee, T., Logendra, L., & Janes, H. (2000). Correlation of lycopene measured
by HPLC with the L*, a*, b* color readingsof a hydroponic tomato and the relationship
of maturity with color and lycopene content. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 48, 1697–1702.
Trang 18
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Baloch, W. A., Khan, S., & Baloch, A. K. (1997). Influence of chemical additiveson
the stability of dried tomato powder. International Journal of Food Science and
Technology,
32, 117–120.
Barbosa-Canovas, G. V., & Vega-Mercado, H. (1996). Spray drying. In: Dehydration
of foods (pp. 185–227). New York: Chapman & Hall.
Ben-Amotz, A., & Fishler, R. (1998). Analysis of carotenoids with emphasis on 9-cis b
-carotene in vegetablesand fruitscommonly consumed in Israel. Food Chemistry, 62(4),
515–520.
Boskovic, M. (1979). Fate of lycopene in dehydrated tomato products: carotenoids
isomerization in food systems. Journal of Food Science, 44, 84–86.
Bramley, P. M. (2000). Islycopene beneficial to human health? Phytochemistry, 54,
233–236.
Chandler, L. A., & Schwartz, S. J. (1987). HPLC separation of cis–trans carotene
isomers in fresh and processed fruits and vegetables. Journal of Food Science, 52, 669.
Cole, E. R., & Kapur, N. S. (1957). The stability of lycopene. II. Oxidation during
heating of tomato pulps. Journal of the Science of Food and Agriculture, 8, 366–368.
Downey, W. K. (1977). Food quality and nutrition, London: Applied Science
Publishers. pp. 281–295.

Franceschi, S., Bidoli, E., Vecchia, C., Talamini, R., D’Avanzo, B., & Negri, E.
(1994). Tomatoes and risk of digestive-tract cancers. International Journal of Cancer,
59, 181–184.
Gartner, C., Stahl, W., & Sies, H. (1997). Lycopene is more bioavailable from tomato
paste than from fresh tomatoes. American Journal of Clinic Nutrition, 66, 116–122.
Goula, A. M., & Adamopoulos, K. G. (2004). Influence of spray conditions on residue
accumulation–simulation using CFD. Drying Technology, 22(5), 1107–1128.
Goula, A. M., Adamopoulos, K. G., & Kazakis, N. A. (2004). Influence of spray
conditions on tomato powder properties. Drying Technology, 22(5), 1129–1151.
Gould, W. A., & Gould, R. W. (1988). Physical evaluation of color. In: Total quality
assurance for the food industries (pp. 231–233).
Trang 19
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Baltimore, MD: CTI Publications. Hakala, S. H., & Heinonen, I. M. (1994).
Chromatographic purifica-tion of natural lycopene. Journal of Agricultural and Food
Chemistry, 42, 1314–1316.
Hawkes, J. G., & Villota, R. (1989). Prediction of folic acid retention during spray
dehydration. Journal of Food Engineering, 10(4), 287–317.
Karel, M. (1979). Prediction of nutrient losses and optimization of processing
conditions. In S. R. Tannenbaum (Ed.), Nutritional and safety aspects of food
processing (pp. 234–263). New York: Marcel Dekker.
Khachik, F., Goli, M. B., Beecher, G. R., Holden, J., Lusby, W. R., Tenorio, M. D., &
Barrera, M. R. (1992). Effect of food preparation on qualitative and quantitative
distribution of major carotenoid constituents of tomatoes and several green vegetables.
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 40, 390–398.
Klaui, H., & Bauernfeind, J. C. (1981). Carotenoids as colorants and vitamin A
precursors, London: Academic Press. pp. 47–105.
Le Marchand, L., Yoshizawa, C. N., Kolonel, L. N., Hankin, J. H., & Goodman, M. T.
(1989). Vegetable consumption and lung cancer risk: a population-based case-control
study in Hawaii. Journal of National Cancer Institute, 81, 1158–1164.

Levy, J., Bisin, E., Feldman, B., Giat, Y., Miinster, A., Danilenko, M., & Sharoni, Y.
(1995). Lycopene isa more inhibitor of human cancer cell proliferation than either a-
carotene or b-carotene. Nutrition and Cancer, 24(3), 257–266.
Lovric, T., Sablek, Z., & Boskovic, M. (1970). Cis–trans isomerization of lycopene and
colour stability of foam-mat dried tomato powder during storage. Journal of the
Science of Food and Agriculture, 21, 641–647.
Micozzi, M. S., Beecher, G. R., Taylor, P. R., & Khachik, F. (1990). Carotenoid
analyses of selected raw and cooked foods associated with a lower risk for cancer.
Journal of National Cancer Institute, 82, 282–288.
Miki, N., & Akatsu, K. (1970). Effect of heat sterilization on the color of tomato juice.
Nihon Shokuhin Kogyo Gakkai, 17, 175–181.
Nguyen, M. L., & Schwartz, S. J. (1999). Lycopene: chemical and biological
properties. Food Technology, 53(2), 38–45.
Trang 20
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Nicoli, M. C., Anese, M., & Parpinel, M. (1999). Influence of processing on the
antioxidant properties of fruit and vegetables. Trends in Food Science and Technology,
10, 94–100.
Noble, A. C. (1975). Investigation of the color changes in heat concentrated tomato
pulp. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 23, 48–49.
O’Neil, C. A., Schwartz, S. J., & Catignani, G. L. (1991). Comparison of liquid
chromatographic methodsfor determination of cis–trans isomers of b-carotene. Journal
of the Association of Official Agricultural Chemists, 74, 36–42.
Schierle, J., Bretzel, W., Buhler, J., Faccin, N., Hess, D., Steiner, K., & Schuep, W.
(1997). Content and isomeric ratio of lycopene in food and human blood plasma. Food
Chemistry, 59, 459–465.
Sharma, S. K., & Maguer, M. L. (1996). Kineticsof lycopene degradation in tomato
pulp solids under different processing and storage conditions. Food Research
International, 29(3-4), 309–315.
Shi, J., Le Maguer, M., Kakuda, Y., Liptay, A., & Niekamp, F. (1999). Lycopene

degradation and isomerization in tomato dehydration. Food Research International,
32(1), 15–21.
Southon, S. (2000). Increases fruit and vegetable consumption within the EU: potential
health benefits. Food Research International, 33, 211–217.
Stahl, W., & Sies, H. (1992). Uptake of lycopene and its geo-metrical isomers is
greater from heat-processed than from unprocessed tomato juice in humans. Journal of
Nutrition, 122, 2161–2166.
Thompson, K. A., Marshall, M. R., Sims, C. A., Wei, C. I., Sargent, S. A., & Scott, J.
W. (2000). Cultivar, maturity, and heat treatment on lycopene content in tomatoes.
Journal of Food Science: Food Chemistry and Toxicology, 65(5), 791–795.
Zanoni, B., Peri, C., Nani, R., & Lavelli, V. (1999). Oxidative heat damage of tomato
halvesasaffected by drying. Food Research International, 31(5), 395–401.
Zechmeister, L. (1962). Cis–trans isomeric carotenoids, vitamins A and arylpolyenes,
New York: Academic Press. pp. 25–37.
Trang 21
Sự ổn định của lycopen trong suốt quá trình sấy phun cà chua
Trang 22