Nghiên cứu sử dụng phụ phẩm măng tây để chế biến nước măng tây đóng chai và bột măng tây hòa tan báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường

IUH1819

BỘ CƠNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KHOA HỌC
KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG

Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng phụ phẩm măng tây để chế biến nước măng
tây đóng chai và bột măng tây hịa tan.
Mã số đề tài: 171.4251
Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Ngọc Thuần
Đơn vị thực hiện: Viện Công nghệ Sinh học và Thực phẩm

Tp. Hồ Chí Minh, 2018


LỜI CÁM ƠN
Lời đầu tiên chúng tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công Nghiệp
TP Hồ Chí Minh, Phịng Quản lý Khoa học và Hợp tác Quốc tế và Viện Công nghệ Sinh
học - Thực phẩm, trường Đại học Cơng Nghiệp thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện để
cho chúng tơi có cơ hội để thực hiện và hoàn thành tốt đề tài này.
Tôi xin trân trọng cám ơn Ban giám hiệu, Ban lãnh đạo của đơn vị, cùng các bạn sinh viên
giúp đỡ tơi trong q trình nghiên cứu.
Một lần nữa tơi xin chân thành cám ơn!
Tp.HCM, tháng 6 năm 2018
Tác giả

1

PHẦN I. THƠNG TIN CHUNG
I. Thơng tin tổng qt
1.1. Tên đề tài: Nghiên cứu sử dụng phụ phẩm măng tây để chế biến nước măng tây đóng
chai và bột măng tây hịa tan.
1.2. Mã số: 171.4251
1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài
TT

Họ và tên
(học hàm, học vị)

1

Đơn vị cơng tác

Vai trị thực hiện đề tài

ThS Nguyễn Ngọc Thuần

Viện Công nghệ Sinh
học và Thực phẩm

Chủ nhiệm

2

Trần Đình Thương

Sinh viên Viện Cơng

nghệ Sinh học và Thực
phẩm

Tham gia

3

Trần Thảo Vi

Sinh viên Viện Công
nghệ Sinh học và Thực
phẩm

Tham gia

1.4. Đơn vị chủ trì:
1.5. Thời gian thực hiện:
1.5.1. Theo hợp đồng: từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 3 năm 2018
1.5.2. Gia hạn (nếu có): đến tháng 9 năm 2018
1.5.3. Thực hiện thực tế:
từ tháng 4 năm 2017 đến tháng 7 năm 2018
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có):
(Về mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tổ chức thực hiện; Nguyên
nhân; Ý kiến của Cơ quan quản lý)
1.7. Tổng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 50 triệu đồng.
II. Kết quả nghiên cứu
1. Đặt vấn đề
Cây măng tây có tên khoa học là Asparagus officinalis L, là cây trồng đa niên, dạng
bụi, thân thảo, lá kim. Chúng được trồng trong các vùng có nhiệt độ trung bình khoảng 15250C. Tuy nhiên, hiện nay nhờ áp dụng những tiến bộ về cơng nghệ giống đã tạo ra được
những dịng măng tây sinh trưởng phát triển tốt trong những vùng nhiệt đới, có nhiệt độ

trung bình trong năm cao (măng tây xanh). Chính vì thế mà măng tây được trồng ở nhiều
tỉnh thành trong cả nước.
Măng tây có hàm lượng dinh dưỡng khá cao gồm: 83% là nước và 17% còn lại là chất
khô (2,2 % đạm protein, 1,2% glucid, 2,3% cellulose, 0,6% tro, 21% chất khoáng như: K,
Mg, Ca, Fe, Zn, Se, Cu, P…, ngồi ra chúng cịn chứa nhiều loại vitamin quan trọng như
vitamin K, C, A, B6, B2, B1 và các chất khác...Hiện nay, trong nước măng tây chỉ sử dụng
với mục đích ăn như rau. Các sản phẩm chế biến từ măng tây chưa thấy trên thị trường.
Măng tây được trồng với mục đích thu hoạch: lấy chồi măng non làm rau cao cấp (ăn
tươi, hấp, luộc, trụng sơ, chiên sào, lẩu, nước ép, sinh tố…), lấy măng thân rễ làm dược
liệu, mỹ phẩm, trà thanh nhiệt, lấy phế liệu làm thức ăn gia súc.v.v… Tại Việt Nam, hiện
2


nay măng tây được trồng với mục đích chính là làm rau cao cấp. Với giá bán bỏ mối trong
khoảng 65.000-70.000 đồng /kg chồi măng non.
Trên thị trường trong nước rất ít sản phẩm chế biến từ măng tây mà chỉ có một số sản
phẩm măng tây tươi được sơ chế với mục đích sử dụng làm rau. Do đó phần lớn phụ phẩm
măng tây còn rất nhiều và được sử dụng trong ngành dược và chăn ni. Cịn phần nhỏ
dùng trong thực phẩm là chế biến trà.
Trong sản xuất nước măng tây và bột măng tây hịa tan thì thơng thường sử dụng dịch
trích ly từ măng tây. Do đó tơi đề xuất đề tài ‘nghiên cứu sử dụng phụ phẩm măng tây để
chế biến nước măng tây đóng chai và bột măng tây hòa tan’ nhằm để tận dụng sản phẩm
phụ từ măng tây trong lĩnh vực sản xuất thức uống.
Một số nghiên cứu về măng tây trong nước và nước ngoài thường quan tâm về kỹ thuật
bảo quản măng tây tươi và một số chất có hoạt tính sinh học như polyphenol, saponin...do
đó chưa thấy có quy trình sản xuất sản phẩm nào từ măng tây trong lĩnh vực đồ uống.
2. Mục tiêu
Xây dựng quy trình cơng nghệ trong sản xuất nước uống măng tây dạng lỏng và dạng bột
hòa tan.
3. Phương pháp nghiên cứu

3.1 Phương pháp phân tích








Xác định hàm lượng polyphenol theo TCVN 9745-1:2013
Xác định hàm lượng protein tổng theo TCVN 7598 : 2007
Xác định hàm lượng đường tổng theo TCVN 4074-2009
Xác định hàm lượng đường khử theo TCVN 4075-2009
Xác định hàm lượng khoáng TCVN 9588:2013
Xác định hàm lượng ẩm thông qua máy sấy hồng ngoại hiệu Satorius của Đức
Xác định hàm lượng chất khô dùng thiết bị khúc xạ kế cầm tay hiệu Atago của Nhật

3.2 Phương pháp xử lý số liệu
 Dùng phần mềm Microsoft excel để vẽ biểu đồ.
 Dùng phần mềm Modd5 để tối ưu hóa.
4. Tổng kết về kết quả nghiên cứu
 Xác định được một số thành phần của ngun liệu như hàm lượng khống, polyphenol,
đường khử có trong nguyên liệu.
 Xác định được thông số tỷ lệ nguyên liệu với nước, nhiệt độ, thời gian trích ly trong
cơng đoạn trích ly đến hàm lượng khống, polyphenol, đường khử.
 Xác định được thông số nhiệt độ sấy, hàm lượng maltodextrin.
 Xác định được công thức phối chế nước uống đóng chai măng tây.
 Xác định được cơng thức phối chế bột hòa tan.
5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận
Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được quy trình cơng nghệ sản xuất thức uống đóng chai từ

măng tây và quy trình sản xuất bột hịa tan từ măng tây. Bên cạnh đó đã tìm được các thông
số tối ưu cho một số công đoạn chính trong 2 quy trình như cơng đoạn trích ly và cơng đoạn
sấy phun. Kết quả có thể sử dụng trong sản xuất quy mô công nghiệp.
3


6. Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)
Nghiên cứu này nhằm xây dựng quy trình chế biến nước măng tây tươi và khơ đóng
chai, quy trình chế biến bột măng tây tươi và măng tây khơ hịa tan. Ở quy trình chế nước
măng tây đóng chai. Qua kết quả khảo sát, đã chọn ra được tỷ lệ trích ly giữa nguyên liệu
măng tây tươi và nước là 1:5 cịn đối với măng tây khơ là 1:4. Thời gian trích ly cho hai loại
măng tây tươi và khơ là 30 phút. Công thức pha chế nước măng tây tươi và khô (Saccharine
0.009%, Aspartame 0.0064%, Isomalt 0.25%, D-Glucose 0.5%). Thời gian thanh trùng 20
phút ở nhiệt độ 900C. Ở quy trình chế biến bột măng tây hịa tan. Kết quả khảo sát cơng
đoạn trích ly để tạo dịch sấy phun: Nhiệt độ trích ly cố định 97.20C, thời gian trích ly 40
phút, tỷ lệ nguyên liệu với nước là 1:3. Ở măng tây khơ nhiệt độ trích ly là 94.10C, thời gian
trích ly 40 phút, tỷ lệ nguyên liệu với nước là 1:3. Trong công đoạn sấy phun đối với măng
tây tươi nhiệt độ sấy 1750C, lưu lượng nạp liệu 25ml/phút, hàm lượng maltodextrin 17%.
Đối với măng tây khô nhiệt độ sấy phun 1730C, lưu lượng nạp liệu 20ml/phút.
Abstract
This study aimed to find the optimum parameters for extraction and spray drying in
the asparagus instant powder producing technique. The results showed that at the extraction
temperatures 1000C, extraction time 30 minutes, the extracted ratio of fresh asparagus and
water was 1: 5, the ratio of water and dried asparagus 4: 1, formulated fresh and dried
asparagus (Saccharine 0.009%, Aspartame 0.0064%, Isomalt 0.25%, D-Glucose 0.5%).
Pasteurization time 20 minutes at a temperature 900C. In the processing process of
asparagus powder. Results of extraction for spray drying: Fixed extraction temperature
97.20C, extraction time 40 minutes, the ratio of raw materials to water is 1: 3. In dried
asparagus, the extract temperature was 94.1°C, extraction time 40 minutes, the ratio of raw
materials to water is 1: 3. In the spray drying phase for fresh asparagus 1750C drying

temperature, feed rate 25ml / min, content of maltodextrin 17%. For dried asparagus spray
drying temperature 1730C, feed rate 20ml / min.
III. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo
3.1. Kết quả nghiên cứu ( sản phẩm dạng 1,2,3)

TT

Tên sản phẩm

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu
kinh tế - kỹ thuật
Đăng ký
Đạt được

1

Nước uống măng tây
đóng lon (50 lon
220ml).

50 chai 220ml

50 lon 220ml
Đạt tiêu chuẩn của nước giải khát
QCVN 6-2:2010/BYT

2

Bột măng tây hòa tan
(50 gói 10g).

50 gói 10 g

50 gói 10 g

4


3

1 quy trình sản xuất
nước măng tây đóng
chai.

Có đầy đủ thơng số kỹ
thuật:
- Nhiệt độ trích ly
- Thời gian trích ly
- Tỷ lệ trích ly

Thơng số kỹ thuật:
Tỷ lệ măng tây tươi và nước là
1:5 còn đối với măng tây khơ là
1:4. Thời gian trích ly cho hai
loại măng tây tươi và khô là 30
phút. Công thức pha chế nước
măng tây tươi và khô (Saccharine
0.009%, Aspartame 0.0064%,
Isomalt 0.25%, D-Glucose 0.5%).
Thời gian thanh trùng 20 phút ở

nhiệt độ 900C.

4

1 quy trình sản xuất bột
măng tây hịa tan.

Có đầy đủ thơng số kỹ
thuật:
- Nhiệt độ sấy
- Hàm
lượng
maltodextrin

Nhiệt độ trích ly cố định 97.20C,
thời gian trích ly 40 phút, tỷ lệ
nguyên liệu với nước là 1:3. Ở
măng tây khơ nhiệt độ trích ly là
94.10C, thời gian trích ly 40 phút,
tỷ lệ nguyên liệu với nước là 1:3.
Trong công đoạn sấy phun đối
với măng tây tươi nhiệt độ sấy
1750C, lưu lượng nạp liệu
25ml/phút,
hàm
lượng
maltodextrin 17%. Đối với măng
tây khô nhiệt độ sấy phun 1730C,
lưu lượng nạp liệu 20ml/phút.

5

02 bài báo khoa học
đăng trên Tạp chí
ĐHCN Tp HCM

Đăng trên TCKH của
Trường Đại học Công
nghiệp Tp Hồ Chí Minh

2 bài trên tập chí Khoa học Cơng
nghệ ĐHCN Tp HCM

Ghi chú:
- Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo…) chỉ được chấp
nhận nếu có ghi nhận địa chỉ và cảm ơn trường ĐH Cơng Nghiệp Tp. HCM đã cấp kính phí
thực hiện nghiên cứu theo đúng quy định.
- Các ấn phẩm ( bản photo) đính kèm trong phần phụ lục minh chứng ở cuối báo cáo.
(đối với ấn phẩm là sách, giáo trình cần có bản photo trang bìa, trang chính và trang cuối
kèm thông tin quyết định và số hiệu xuất bản)
3.2. Kết quả đào tạo
Thời gian
Tên đề tài
Tên chuyên đề nếu là NCS
TT Họ và tên
thực hiện đề tài
Đã bảo vệ
Tên luận văn nếu là Cao học
Sinh viên Đại học
Đồ án tốt nghiệp

7-2017 đến 4-2018
Khảo sát sản xuất bột hòa tan từ
Đã bảo vệ
phế liệu măng tây
5


Ghi chú:
- Kèm bản photo trang bìa chuyên đề nghiên cứu sinh/ luận văn/ khóa luận và bằng/giấy
chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ nếu học viên đã bảo vệ thành công luận án/ luận
văn;( thể hiện tại phần cuối trong báo cáo khoa học)
IV. Tình hình sử dụng kinh phí
T
T
A
1
2
3
4
5
6
7
8
B
1
2

Nội dung chi
Chi phí trực tiếp
Th khốn chun mơn

Ngun, nhiên vật liệu, cây con…
Thiết bị, dụng cụ
Cơng tác phí
Dịch vụ th ngoài
Hội nghị, hội thảo,thù lao nghiệm thu giữa kỳ
In ấn, Văn phịng phẩm
Chi phí khác
Chi phí gián tiếp
Quản lý phí
Chi phí điện, nước
Tổng số

Kinh phí
được duyệt
(triệu đồng)
50

Kinh phí
thực hiện
(triệu đồng)
50

37

37

3

3

10

10

Ghi
chú

V. Kiến nghị ( về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)
 Trong cơng đoạn trích ly được thực hiện với lượng nguyên liệu nhỏ vì vậy trong sản
xuất nấu trích ly với lượng lớn thì chất lượng cũng sẽ bị thay đổi.
 Nghiên cứu được thực hiện ở quy mơ pilot do đó khi triển khai trong sản xuất phải
thực hiện lại tính ổn định của các thơng số. Ví dụ như đối với quy trình sản xuất bột
hòa tan. Kết quả được thực hiện trên thiết bị sấy phun của nước Anh sản xuất, thơng
số chính xác và tính ổn định cao. Do đó, kết quả đo được có tính chính xác và bột có
chất lượng tốt.
 Tóm lại kết quả nghiên cứu có thể triển khai sản xuất bởi vì chất lượng của sản phẩm
cũng như hiệu quả về mặt kinh tê.
VI. Phụ lục ( liệt kê minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III)

Chủ nhiệm đề tài

Tp. HCM, ngày ........ tháng........ năm .......
Phòng QLKH&HTQT
(ĐƠN VỊ)
Trưởng (đơn vị)
(Họ tên, chữ ký)

6

PHẦN II. BÁO CÁO CHI TIẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
(báo cáo tổng kết sau khi nghiệm thu, đã bao gồm nội dung góp ý của hội đồng nghiệm thu)
MỤC LỤC
1. TỔNG QUAN .......................................................................................................................... 12
1.1.

Giới thiệu măng tây ....................................................................................................................12

1.2.

Đặc điểm và phân loại ...............................................................................................................12

1.3.

Thành phần dinh dưỡng .............................................................................................................13

1.4.

Các nghiên cứu măng tây trong và ngoài nước ...................................................................16

1.4.1. Nghiên cứu trong nước ...................................................................................... 16
1.4.2. Nghiên cứu ngoài nước ..................................................................................... 16
1.5.

Chất tạo ngọt ................................................................................................................................17

1.6.

Trích ly ...........................................................................................................................................19

1.6.1. Nguyên tắc trích ly lỏng ....................................................................................... 19
1.6.2. Ưu điểm của phương pháp trích ly ....................................................................... 20
1.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình trích ly ........................................................ 20
1.7.

Sấy phun ........................................................................................................................................21

1.7.1. Giới thiệu ........................................................................................................... 21
1.7.2. Nguyên lý .......................................................................................................... 22
1.7.3. Ưu và nhược điểm ............................................................................................. 22
1.7.4. Thiết bị sấy phun ............................................................................................... 22
1.8.

Thanh trùng ...................................................................................................................................26

1.8.1. Mục tiêu ............................................................................................................. 26
1.8.2. Chỉ tiêu vi sinh vật đối với đồ uống không cồn ................................................ 26
1.8.3. Lựa chọn chế độ thanh trùng ............................................................................. 27
1.8.3.1. Lựa chọn nhiệt độ .............................................................................................. 27
7


CHƯƠNG 2 VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................... 29
2.1.

Nguyên liệu ...................................................................................................................................29

2.2.

Phương pháp nghiên cứu...........................................................................................................29

2.3.1. Sơ đồ quy trình sản xuất dự kiến ....................................................................... 29
2.3.2. Sơ đồ nghiên cứu trích ly................................................................................... 33
2.3.3. Xác định tỷ lệ pha lỗng với nước..................................................................... 35
2.3.4. Xác định công thức phối chế ............................................................................. 36
2.3.5. Phương pháp sấy phun....................................................................................... 37
2.3.6. Phương pháp phân tích ...................................................................................... 38
2.3.7. Phương pháp xác định hàm lượng Polyphenol tổng (TCVN 9745-1:2013) ..... 40
2.3.

Phương pháp xử lý số liệu ........................................................................................................44

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................................. 45
3.1. Phương trình đường chuẩn xác định hàm lượng đường khử bằng DNS..........................45
3.2. Phương trình đường chuẩn xác định hàm lượng Polyphenol tổng ....................................45
3.3. Kết quả thực nghiệm khảo sát của các quá trình ....................................................................45
3.3.1. Khảo sát nguyên liệu ban đầu trong (10 gram nguyên liệu) ................................ 45
3.3.2. Kết quả thực nghiệm của trích ly mẫu măng tây tươi .......................................... 45
3.3.3. Kết quả thực nghiệm của trích ly mẫu măng tây khơ ........................................... 50
3.3.4. Kết quả khảo sát tỷ lệ nước pha loãng và chất tạo ngọt ....................................... 56
3.3.5. Kết quả thực nghiệm khảo sát q trình sấy phun mẫu dịch măng tây khơ ......... 62
3.4.

Kết quả khảo sát giá trị cảm quan cho điểm ........................................................................68

3.4.1. Mẫu tươi ............................................................................................................ 68
3.4.2. Mẫu khô ............................................................................................................. 70
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 72
4.1. Xác định các chỉ tiêu nguyên liệu...............................................................................................72
4.2. Xác định các chỉ tiêu sản phẩm ...................................................................................................72

8


4.3. Các thơng số khảo sát của quy trình sản xuất nước uống măng tây ..................................72
4.4.

Các thông số khảo sát trong quá trình sản xuất bột măng tây hoa tan ..........................73

4.5.

Các chỉ tiêu khảo sát ...................................................................................................................74

4.5.1. Kết quả chỉ tiêu nguyên liệu ban đầu ................................................................ 74
4.5.2. Kết quả chỉ tiêu của q trình trích ly ............................................................... 74
4.5.3. Kết quả chỉ tiêu của quá trình sấy phun ............................................................ 74
4.6.

Kiến nghị .......................................................................................................................................75

TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 76

9


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1. 1. Bảng chỉ tiêu vi sinh vật đối với đồ uống không cồn ........................................... 26
Bảng 2.1. Bảng tối ưu hóa thực nghiệm trích ly mẫu phụ phẩm măng tây tươi và khô ....... 35
Bảng 2. 1. Tỉ lệ phối trộn chất tạo ngọt ................................................................................. 36
Bảng 2.3 Bảng tối ưu hóa thực nghiệm sấy phun mẫu dịch măng tây tươi và khô .............. 37
Bảng 2.4. Cách xây dựng đường chuẩn đường khử............................................................... 39

Bảng 2.5. Cách tiến hành xác định hàm lượng đường khử ................................................... 39
Bảng 2.6. Bảng xây dựng đường chuẩn polyphenol .............................................................. 40
Bảng 2.7. Bảng phối hợp tỷ lệ chất tạo ngọt ......................................................................... 42
Bảng 3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn đường khử .......................................................... 45
Bảng 3.2. Kết quả xây dựng đường chuẩn Polyphenol tổng ................................................. 45
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát thành phần trong nguyên liệu ban đầu trong ............................. 45
Bảng 3.4. Kết quả các yếu tố của 17 thí nghiệm mẫu măng tây tươi .................................... 45
Bảng 3.5. Kết quả giá trị ở thông số tối ưu dự đốn của trích ly mẫu tươi ........................... 47
Bảng 3.6. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm trong quá trình trích ly mẫu tươi ..................... 49
Bảng 3.7. Kết quả các yếu tố của 17 thí nghiệm mẫu măng tây khơ ..................................... 51
Bảng 3.8. Kết quả giá trị ở thông số dự đốn tối ưu của trích ly mẫu khơ ............................ 52
Bảng 3.9. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm trong quá trình trích ly mẫu khơ ..................... 54
Bảng 3.11. Kết quả giá trị ở thơng số tối ưu dự đốn của sấy phun mẫu tươi ...................... 58
Bảng 3.12. Kết quả kiểm chứng thực nghiệm trong quá trình sấy phun mẫu tươi ................ 60

10


DANH MỤC HÌNH
Hình 1. 1. Măng tây mọc dại ............................................................................................. 12
Hình 1. 2. Thành phần dinh dưỡng trong ........................................................................... 14
Hình 1. 3. Sự thay đổi hàm lượng Acid ascorbic của 3 phần măng tây ............................ 15
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình dự kiến sản xuất bột măng tây hịa tan và nước măng tây đóng lon
từ măng tây. ................................................................................................................ 29
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thơng số trích ly thích hợp của phụ phẩm măng
tây tươi ........................................................................................................................ 34
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thơng số trích ly thích hợp của phụ phẩm măng
tây khơ ........................................................................................................................ 34
Hình 2. 1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm tỷ lệ pha lỗng ............................................................. 35
Hình 2. 2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm để xác định tỷ lệ bổ sung đường thích hợp ................. 36

Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khảo sát thơng số sấy phun thích hợp của phụ phẩm măng
tây tươi và khơ ............................................................................................................ 37
Hình 2.8. Phản ứng tạo màu giữa đường khử với DNS acid ............................................. 39
Hình 2.9. Sơ đồ bố trí thí nghiệm để xác định tỷ lệ bổ sung chất tạo ngọt thích hợp ....... 42
Hình 3.1. Biểu đồ thể hiện giá trị tương thích giữa R2 và Q2 trong trích ly mẫu tươi ....... 47
Hình 3.2. Biểu đồ giá trị tối ưu dự đoán của các yếu tố trong trích ly mẫu tươi ............... 48
Hình 3.3. Biểu đồ kết quả kiểm chứng giữa mẫu thực nghiệm với mẫu dự đốn tối ưu về
Polyphenol, đường khử và khống có trong dịch chiết đối với mẫu tươi .................. 50
Hình 3.4. Biểu đồ thể hiện giá trị tương thích giữa R2 và Q2 trong trích ly mẫu khơ ....... 52
Hình 3.5. Biểu đồ thể hiện giá trị dự đoán tối ưu của các yếu tố trong trích ly mẫu khơ.. 53
Hình 3.6. Biểu đồ kết quả kiểm chứng giữa mẫu thực nghiệm với mẫu dự đoán tối ưu về
Polyphenol, đường khử và khống có trong dịch chiết đối với mẫu khơ................... 55
Hình 3.7. Biểu đồ thể hiện giá trị tương thích giữa R2 và Q2 trong sấy phun mẫu tươi ... 58
Hình 3.8. Biểu đồ thể hiện giá trị tối ưu dự đốn của các yếu tố trong sấy phun mẫu tươi59
Hình 3.9. Biểu đồ kết quả kiểm chứng giữa mẫu thực nghiệm với mẫu dự đoán tối ưu về
Polyphenol, đường khử, độ ẩm và khối lượng trong bột sấy phun đối với mẫu tươi 62
Hình 3.11. Biểu đồ thể hiện giá trị tối ưu dự đoán của các yếu tố trong sấy phun mẫu khơ65
Hình 3.12. Biểu đồ kết quả kiểm chứng giữa mẫu thực nghiệm với mẫu dự đoán tối ưu về
Polyphenol, đường khử, độ ẩm và khối lượng trong bột sấy phun đối với mẫu khô . 68

11


1. TỔNG QUAN
1.1.

Giới thiệu măng tây

Tên tiếng Anh: Asparagus
Tên khoa học: Asparagus ofcinalis L.

Thuộc họ măng tây: Asparagaceae [1]
Măng tây là loại rau có giá trị kinh tế, cũng như
thành phần dinh dưỡng cao, chúng rất được ưu chuộng
ở phương Đơng và phương Tây. Có nguồn gốc Châu
Âu, Bắc Phi, Tây Á và được trồng như giống cây trồng
thực vật.

Hình 1. 1. Măng tây mọc dại

Ở các nước Tây Âu nơi có nhu cầu dùng măng
tây nhiều nhưng do điều kiện khí hậu lạnh, mỗi năm chỉ trồng được vào mùa xuân và năng
suất không cao. Riêng ở Việt Nam, đặc biệt là Lâm Đồng, Đà Lạt nơi có khí hậu ơn đới
quanh năm thích hợp cho việc trồng và thu hái măng tây quanh năm đem lại nguồn kinh tế
cho người trồng. Ở Việt Nam, cây măng tây đã du nhập vào từ những năm 1960 nhưng đến
năm 2005 thì diện tích trồng măng tây nước ta mới phát triển. Mặc dù là loại cây trồng mới
nhưng cây măng tây đã được trồng phổ biến tại các tỉnh Ninh Thuận, Bình Thuận, Bà Rịa
Vũng Tàu, Đồng Nai, Củ Chi, Bình Phước, Vĩnh Long, An Giang… để phục vụ cho nhu cầu
tiêu thụ nội địa và xuất khẩu.[2]
1.2.

Đặc điểm và phân loại
Đặc điểm thực vật và sinh học cây măng tây:
Măng tây thuộc cây trồng lâu năm, dạng bụi, thân thảo, có tuổi thọ từ 25-30 năm.

Măng được thu hoạch trong nhiều năm (8-10 năm) nhưng sản lượng lớn thường tập trung ở
các năm thứ 3 đến thứ 5. Sang năm thứ 7-8, khi năng suất và chất lượng giảm thì cần phá đi
để trồng mới. Cây có hoa đơn tính khác gốc. Có khoảng một nửa số cây mang hoa đực, một
nửa mang hoa cái. Hoa có màu vàng hoặc lục nhạt. Quả mọng, ba ngăn, khi chín có màu đỏ.
Mỗi ngăn có 1-2 hạt màu đen, vỏ hạt rất cứng.
Hạt măng tây có thể nảy mầm ở nhiệt độ 200C nhưng thích hợp là 250C và đây cũng

là nhiệt độ trung bình cần thiết cho cây phát triển. Ngay sau khi hạt nảy mầm, rễ chính rất
ngắn bị chết. Thay vào đó là một rễ trụ thẳng đứng được tạo thành và các rễ khác mọc
ngang từ rễ trụ này. Sau đó ở khoảng cách gần mặt đất, trên các đốt của rễ trụ hình thành
12


các thân mầm mới được gọi là măng. Măng là nơi tập trung các chất dinh dưỡng của cây khi
còn non. Các cây hoa đực hình thành rất nhiều mầm và sống lâu hơn, cho sản lượng măng
cao hơn cây hoa cái khoảng 25% nhưng chất lượng kém hơn. Trước khi nhú khỏi mặt đất,
măng có màu trắng, mềm, khi mọc cao khỏi mặt đất chúng ngả màu xanh và phát sinh cành
có thể dài tới 2 mét.
Măng tây là cây ưa ánh sáng. Vì vậy, nếu trồng măng tây ở nơi bị che lợp thì hiệu
suất quang hợp sẽ thấp, cây sinh sản kém, năng suất măng sẽ giảm. Ngoài ra, măng tây rất
mẫn cảm với đất trồng. Đất trồng măng tây phải có độ phì cao, tơi xốp, giàu mùn. Măng tây
không chịu được đất chua, độ pH 6-7. Để có măng mềm, ngọt, cần phải giữ ẩm đều. Độ ẩm
đất khoảng 65-70%. [2]
Phân loại măng tây:
Có 2 nhóm măng tây được trồng hiện nay:
Măng tây xanh: Đại diện là giống F1 California 500. Loại này cho năng suất cao, dễ
trồng, dễ thu hoạch, song giá trị thương phẩm không cao.
Măng tây trắng: Đại diện là giống F1 Mary Washington. Đây là giống trồng phổ biến,
cho năng suất và chất lượng cao. Măng tây trắng thực ra là một dạng của măng tây xanh
được trồng ở Úc. Sự khác nhau là măng tây trắng được trồng trong bóng tối. Khi măng tiếp
xúc với ánh sáng mặt trời đầu tiên chúng sẽ chuyển sang hồng và sau đó là màu xanh. Lý do
chính làm giá trị của măng tây trắng cao hơn nhiều so với măng tây xanh là nguồn cung hạn
chế và các chi phí sản xuất măng tây trắng cao. Măng tây trắng có chất lượng cao nên được
người tiêu dùng ưa chuộng, ngoài ra măng tây trắng cũng cho năng suất thu hoạch cao hơn
so với măng tây xanh, nên được các nhà sản xuất đầu tư ưu ái hơn. Tuy nhiên kỹ thuật trồng
đòi hỏi cao vì thế nên ở Việt Nam việc trồng chưa được phổ biến.
Ngồi ra cịn Măng tây tím: Là một dạng khác của măng tây xanh và măng tây trắng.

màu tím của nó xuất phát từ mức độ của anthocyanin (chất chống oxy hố mạnh) trong các
đọt. Nó có hàm lượng chất xơ thấp hơn so với măng tây xanh và măng tây trắng, làm cho nó
mềm hơn và tồn bộ đọt có thể ăn được từ gốc cho đến ngọn. Măng tây tím ngọt, đọt dày
hơn hai loại măng tây trên. Măng tây tím thường có ở Úc vào tháng 10 và giữa tháng 12.
[2]
1.3.

Thành phần dinh dưỡng
Thành phần dinh dưỡng của măng tây:
13


Măng tây có hàm lượng dinh dưỡng cao. Ngồi chất xơ, đạm, glucid, các vitammin K,
C, A, pyridoxine (B6), riboflavin (B2), thiamin (B1), acid folid, gần ¼ khối lượng trong
100g măng tây là các chất khoáng cần thiết cho cơ thể con người như: kali, magiê, canxi,
sắt, kẽm...
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới, trong 180g măng tây có chứa các
thành phần dinh dưỡng như biểu đồ dưới đây [10]

Hình 1. 2. Thành phần dinh dưỡng trong
Măng tây chứa flavonoids (chủ yếu là rutin) và các hợp chất phenolic khác có đặc
tính chống oxy hóa mạnh (Makris & Rossiter, 2001). Vinson, Hao, Su, and Zubik (1998) đã
phân tích 23 loại rau thường được tiêu thụ tại Hoa Kỳ và nhìn thấy rằng măng tây đứng đầu
về mặt chất lượng và lượng chất chống oxy hoá. Họ cũng xếp hạng măng tây đứng thứ tư về
tổng hàm lượng phenol. Mặc dù măng tây có nhiều lợi ích cho sức khỏe, kết quả do Vinson
et al. (1998) cho thấy khả năng tiêu thụ măng tây vẫn còn nhỏ so với các loại rau khác.
Ascorbic acid (Vitamin C) là một chất dinh dưỡng quan trọng trong măng tây. Nó
nhạy cảm với nhiệt độ, oxy và ánh sáng. Hơn hầu hết các thành phần khác trong măng tây
như Vitamin A, E hoặc một số hợp chất phenolic. Ascorbic acid cũng hoạt động như một
chất tăng cường tác dụng với tocopherols để tái tạo hoặc khơi phục các đặc tính chống oxy

hóa (Yanishlieva-Maslarova, 2001). Tùy thuộc vào loại quy trình, tính chất vật lý của sản

14


phẩm và thời gian sử dụng chế độ nhiệt độ, năng lượng nhiệt có thể gây ra mức độ tổn thất
vitamin C khác nhau. [13]

Hình 1. 3. Sự thay đổi hàm lượng Acid ascorbic của 3 phần măng tây
RW: sấy khô măng tây bằng nước sưởi ấm nhiệt độ 950C.
TD: sấy ở nhiệt độ 600C
MWSB: sấy bằng lị vi sóng, mức công suất cho MWSB là 2 W/g.
FD: bảo quản khơ lanh (Freeze-drying) nhiệt độ tấm gia nhiệt 200C, bình
ngưng 640C, áp suất 3.3. kPa
SB: phơi khô ở nhiệt độ 600C [13]
Măng tây và những lợi ích sức khỏe:
Lồi cây này rất giàu dược tính: Các nhà khoa học đã chiết xuất được 141 hợp chất
hoá học quý hiếm từ cây măng tây, trong đó có tới 31 chất trực tiếp có tác dụng phịng
chống và điều trị bệnh ung thư.
Do có chứa nhiều chất xơ nên rất tốt khi sử dụng để phòng và điều trị cho các bệnh
về đường tiêu hóa như chứng táo bón. Chất Asparagine trong măng tây giúp lợi tiểu, phòng
và điều trị các bệnh ung thư, suy gan, tiểu đường type 2 và đau bàng quang.
Măng tây còn giúp cung cấp chất đạm Homocystein giúp giảm stress, tăng cường trí
nhớ, chống mệt mỏi khi làm việc nhất là những người lao động trí óc.
15


Theo Viện Ung Thư Quốc Gia Hoa Kỳ, Măng tây cũng có chứa nhiều Folate và
Glutathione là những chất chống ung thư và chống lão hóa rất hữu hiệu, đặc biệt rất tốt cho
phụ nữ mang thai giúp hạn chế những tổn thương trong hệ thần kinh của thai nhi.

Chất Beta-Carotene giúp phịng tránh bệnh đục thủy tinh thế.
Ngồi ra, măng tây cịn có tác dụng khác như chống lão hóa da, chống béo phì, làm
giảm cholesterol, điều trị bệnh goutte và bệnh tim mạch, tăng cường khả năng sinh lý, ngăn
ngừa loãng xương… [11]
1.4.

Các nghiên cứu măng tây trong và ngồi nước

1.4.1. Nghiên cứu trong nước
Măng tây khơng phải là loại rau truyền thống nên ít được quan tâm hay khuyến cáo
sử dụng. Nhưng những năm gần đây, măng tây đã được các nhà nghiên cứu quan tâm hơn
đến các giá trị dinh dưỡng và sinh học của nó, đặc biệt là hoạt tính chống oxy hóa, trong đó
có chuỗi đề tài nghiên cứu về măng tây của tiến sĩ Vũ Ngọc Bội tại trường Đại học Nha
Trang và sự ra đời sản phẩm trà túi lọc măng tây, và hiện nay vẫn đang tiếp tục nghiên cứu
chuyên sâu
1.4.2. Nghiên cứu ngồi nước
Măng tây có nguồn gốc ở nước ngoài và là loại rau phổ biến nên từ lâu măng tây đã được
nghiên cứu nhiều và rõ ràng.
 Về măng tây
Theo Arash Khorasani và cộng sự đã nghiên cứu về hoạt tính chống oxy hóa và
kháng khuẩn của dịch chiết ethanolic từ măng tây và phát hiện ra rằng dịch chiết ethanolic
có khả năng hoạt tính kháng lại Bacillus cereus. Hoạt tính chống oxy hóa của methanol,
acetone và chiết xuất nước măng tây đã được xác định bởi Sun và cộng sự đã cho thấy chiết
xuất acetone cho thấy khả năng chống oxy hóa cao nhất, trong khi chiết xuất nước măng tây
có hoạt tính thấp nhất. [14]
Nghiên cứu kết quả so sánh hoạt tính chống oxy hóa măng tây và súp lơ xanh thì hoạt
tính chống oxy hóa của măng tây cao hơn nhiều so với súp lơ xanh [15]. Ngồi ra nghiên
cứu cịn cho thấy dịch chiết acetone và ethanol của măng tây cao hơn nhiều so với dịch chiết
nước măng tây. Nghiên cứu còn cho thấy khơng có sự khác nhau đáng kể giữa hàm lượng
phenolic tổng giữa hai loại rau này, tuy nhiên về hàm lượng flavonoid thì măng tây lại cao

hơn súp lơ xanh.
16


 Gốc măng tây
Theo Long Chen và cộng sự, dịch chiết từ thân già măng tây có tác dụng hiệu quả
như một loại thuốc an thần được thí nghiệm trên chuột. Theo kết quả nghiên cứu dịch chiết
phần thân già của măng tây giàu saponin (17,8%), axit aspartic (chiếm 1/3 tổng số axit
amin, và axit butyric gamma-amino (1,0%)). Aspartic acid là một acid amin tham gia vào
sản xuất hormone và hệ thần kinh chức năng. Cụ thể, acid aspartic góp phần chống mệt mỏi
và các triệu chứng liên quan đến tình trạng thiếu khả năng chịu đựng. Bộ não chuyển đổi
glutamine thành axit glutamic và làm tăng lượng acid gamma-aminobutyric (GABA), điều
này cần thiết để duy trì chức năng của bộ não và hoạt động tinh thần. Kết quả này cho thấy
thành phần GABA tự nhiên có trong dịch chiết phần thân măng tây cũng tham gia quan
trọng trong việc làm giảm căng thẳng và làm giảm sự lo âu. [16]
Nelson Loyola và cộng sự đã ứng dụng phần thân còn lại của măng tây sau khi đã thu
lấy ngọn để sản xuất ra nghiên cứu sản phẩm măng tây muối chua. [17]
1.5.

Chất tạo ngọt
Vị ngọt là một trong những vị quan trọng nhất đối với một sản phẩm thực phẩm. Các

hợp chất tạo ngọt thường làm tăng mức độ ưa thích cảm quan của người tiêu dùng đối với
một sản phẩm nào đó.
Ngày nay, nhằm hướng tới những sản phẩm có lợi cho sức khỏe, người ta thường sử
dụng các loại chất tạo ngọt ít hoặc khơng sinh năng lượng để dùng trong thực phẩm. Các
chất tạo ngọt không sinh năng lượng có vị gần giống với đường mía nhưng chúng có những
mặt lợi hơn như: khơng gây sâu răng, giúp chống béo phì và tiểu đường.
Chất tạo ngọt không sinh năng lượng thường được sử dụng như chất thay thế đường
bởi vì chúng có độ ngọt cao hơn gấp nhiều lần so với đường nhưng chỉ chứa một ít hoặc

không chứa calo khi được bổ sung vào thực phẩm. Chất tạo ngọt cường độ cao, giống như
các thành phần khác được bổ sung vào thực phẩm tại Hoa Kỳ, phải đảm bảo an toàn khi tiêu
thụ.
Một số chất tạo ngọt thường sử dụng trong đồ uống:
 Saccharin:
Saccharin được cấp phép sử dụng trong thực phẩm như một chất tạo ngọt khơng có
dinh dưỡng hay chất tạo ngọt khơng sinh năng lượng. Saccharin có độ ngọt cao gấp 200 đến
700 lần so với đường ăn (đường sucrose hay đường mía) và khơng chứa calo.
17


Saccharin ổn định trong môi trường axit, nhưng lại không có phản ứng gì với các
thành phần trong thực phẩm nên nó thường được dùng nhiều trong đồ uống, nước ngọt. Ở
nhiệt độ cao saccharin vẫn giữ được độ ngọt vốn có.
Saccharin được cấp phép sử dụng trong các loại đồ uống, nước ép trái cây, là một
chất thay thế đường dùng để chế biến hoặc sử dụng tại bàn ăn, và trong các thực phẩm chế
biến.
 Aspartame:
Aspartame được cấp phép sử dụng trong thực phẩm như một chất tạo ngọt có dinh
dưỡng hay chất tạo ngọt sinh năng lượng. Aspartame chứa calo và có độ ngọt cao gấp 200
lần so với đường sucrose, do đó người tiêu dùng có thể sử dụng một lượng nhỏ.
Aspartame được sử dụng như một chất tạo ngọt trong kẹo cao su (chewing gum), ngũ
cốc ăn sáng lạnh và là thành phần chất khô cơ bản trong một số loại thực phẩm chẳng hạn
như các loại đồ uống, cà phê và trà hòa tan, gelatin, bánh pudding, chất kết dính, các sản
phẩm từ sữa và phủ lên bề mặt của bánh, các loại đồ uống có ga và sirơ dùng cho đồ uống
có ga. Aspartame không bền nhiệt và giảm độ ngọt khi gia nhiệt.
Aspartame là một trong những loại đường được nghiên cứu nhiều nhất trong việc
cung cấp thực phẩm cho con người, với hơn 100 nghiên cứu chứng minh sự an toàn của
aspartame.
 Isomalt

Isomalt còn được gọi là hydrogenated isomaltulose hay hydrogenated palatinose, là
hỗn hợp của 6-O-β-D-glucopyranosyl-D-glucitol và 1-O-β-D-glucopyranosyl-D-mannitol.
Isomalt được sản xuất nhờ glucose hóa sucrose dạng trans để tạo ra isomaltulose sau đó đi
dehydrogen. Isomalt ngọt gấp 0.5 lần sucrose, ổn định trong acid và alkaline thường xuất
hiện trong thực phẩm.
Ứng dụng: Isomalt có thể được sử dụng trong cơng nghệ sản xuất bánh kẹo, chewing
gum, nước ngọt giải khát và tráng miệng. Ít gây sâu răng hơn sucrose và ít gây tiêu chảy
như sorbitol và xylitol.
 D-Glucose
D-Glucose là một dạng đồng phân của Glucose, nên nó mang các tính chất căn bản
của Glucose.

18


Là một loại đường đơn giản (monosaccharide) và cũng là một gluxit (cacbonhydrat)
tiêu biểu. Nó là đường hexose do cấu trúc phân tử mang 6 cacbon. Có cấu tạo phân tử:
C6H12O6 có 2 dạng là mạch vịng và mạch hở.
Glucose có trong hầu hết các bộ phận của cây như hoa, lá, rễ...và nhất là trong quả
chín. Đặc biệt có nhiều trong quả nho chín nên cũng có thể gọi là đường nho. Trong mật
ong có nhiều glucose (khoảng 30%). Glucose cũng có trong cơ thể người và động vật.
Trong máu người có một lượng nhỏ glucose với nồng độ hầu như không đổi khoảng 0,1%.
Glucose là chất rắn, tinh thể khơng màu, dễ tan trong nước, có vị ngọt nhưng khơng
ngọt bằng đường mía (sucrose).
Đơn vị cấu tạo nhiều polysaccharide (tinh bột, glycogen, cellulose…); khó kết tinh
hơn đường mía và dễ bị lên men.
 Đường thốt nốt
Đường thốt nốt là một loại đường được làm từ cây thốt nốt, loại đường này thường có màu
nâu. Đây có thể được coi là loại đường đặc trưng, đặc sản của Campuchia và tỉnh An Giang
nước ta. Đường thốt nốt thường có vị ngọt mát khá đặc biệt cùng với mùi thơm của thốt nốt

khá dễ chịu, đơi khi có lẫn một chút vị chua thanh nhẹ. Loại đường này rất giàu vitamin và
khoáng chất nên được sử dụng khá nhiều trong nấu ăn và làm bánh.
Ngoài việc được sử dụng như một nguyên liệu tạo ngọt, đường thốt nốt cũng mang lại
nhiều lợi ích cho sức khỏe như: là một vị thuốc chữa các triệu chứng đau cổ họng, họng khô
rát, cung cấp năng lượng cho cơ thể, giúp khôi phục sức khỏe cho hệ tiêu hóa,….
1.6.

Trích ly
Trích ly là q trình tách một hoặc một số chất tan trong chất lỏng hay trong chất rắn

bằng một chất lỏng khác – gọi là dung mơi. Nếu q trình tách chất hịa tan trong chất lỏng
bằng một chất lỏng khác thì gọi là trích ly lỏng – lỏng. Nếu q trình tách chất hịa tan trong
chất rắn bằng một chất lỏng thì gọi là trích ly rắn – lỏng. (GS. TSKH. Nguyễn Bin)
Mục đích của q trình trích ly
- Tách các cấu tử quý
- Thu được dung dịch có nồng độ đậm đặc (đối với trích ly lỏng – lỏng)
- Cũng như chưng luyện nó là một trong những phương pháp chủ yếu để phân tách
một hỗn hợp đồng nhất thành các cấu tử thành phần.
1.6.1. Ngun tắc trích ly lỏng
Q trình trích ly chất lỏng gồm ba giai đoạn:
19


- Giai đoạn trộn lẫn dung dịch đầu (gồm dung môi đầu L và cấu tử cần tách M) với
dung môi thứ G. Cấu tử phân bố (cấu tử cần tách) M sẽ di chuyển từ dung dịch vào dung
môi thứ cho đến khi đạt được cân bằng giữa hai pha.
- Giai đoạn tách hai pha. Hai pha này phân thành lớp nên tách ra rất dễ dàng, một pha
gồm dung môi thứ G và cấu tử phân bố M, gọi là pha trích. Một pha gồm dung mơi đầu L
và một ít cấu tử phân bố cịn lại, gọi là pha raphinat. Thường thì các cấu tử trong dung dịch
đầu và trong dung mơi thứ có hịa tan một phần vào nhau nên mỗi pha gồm ba cấu tử.

- Giai đoạn hồn ngun dung mơi: tách cấu tử ra khỏi dung mơi
1.6.2. Ưu điểm của phương pháp trích ly
Như vậy để tách một hỗn hợp lỏng đồng nhất bằng phương pháp trích ly thì phức tạp
hơn chưng luyện, nhưng trong nhiều trường hợp thì trích ly có nhiều ưu điểm hơn như
- Trích ly được tiến hành ở nhiệt độ thường nên thích hợp với những chất dễ phân hủy
ở nhiệt độ cao.
- Có thể tách được những dung dịch đẳng phí và những dung dịch có độ bay hơi tương
đối rất gần nhau.
- Với những dung dịch quá lỗng thì dùng trích ly sẽ tiết kiệm hơn.
1.6.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến q trình trích ly
 Hệ dung mơi
Dung mơi dùng để trích ly phải hịa tan các chất cần trích ly. Các loại dung mơi khác
nhau có khả năng trích ly khác nhau. Hiệu suất trích ly cịn tùy thuộc vào tỷ lệ hàm lượng
dung mơi so với nguyên liệu. Tỷ lệ này càng cao thì dung dịch trích càng nhiều. Hệ dung
mơi là yếu tố quan trọng nhất quyết định hiệu suất trích ly.
Yêu cầu dung mơi trích ly:
 Phải có tính hịa tan chọn lọc, nghĩa là chỉ hòa tan các cấu tử cần trích ly, khả năng
hịa tan càng lớn càng tốt, nhưng ít hòa tan các cấu tử khác.
 Khối lượng riêng phải khác xa khối lượng riêng của hỗn hợp nguyên liệu ban đầu.
 Có hệ số khuếch tán lớn đảm bảo cho tốc độ chuyển khối lớn.
 Độ bay hơi càng lớn càng tốt.
 Nhiệt dung riêng và ẩn nhiệt hóa hơi càng bé càng tốt.
 Dung mơi cần có tính bền về hóa học.
 Độ nhớt, áp suất hơi và điểm đông đặc phải thấp.
 Không độc, không gây cháy và giá thành thấp.
20


 Nồng độ
Thực chất q trình trích ly là q trình khuếch tán, vì vậy sự chênh lệch nồng độ hai

pha chính là động lực của q trình. Khi khuếch tán nồng độ lớn, lượng chất trích ly tăng,
thời gian trích ly giảm ta thực hiện bằng cách tăng tỷ lệ dung mơi so với ngun liệu.
 Diện tích tiếp xúc giữa ngun liệu với dung mơi
Cần tăng diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu với dung môi bằng cách nghiền nhỏ. Nó
cịn làm vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy q trình tiếp xúc triệt để giữa dung mơi và vật liệu.
Tuy nhiên, kích thước và hình dạng của vật liệu sau khi làm nhỏ cũng có giới hạn vì
chúng quá mịn sẽ bị lắng động lên lớp nguyên liệu, tắt các ống mao dẫn khó trích ly.
Tính chất của vật liệu cũng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất trích ly như độ ẩm của
nguyên liệu.
 Nhiệt độ
Nhiệt độ có tác dụng tăng tốc độ khuếch tán và giảm độ nhớt, phần tử chất hòa tan
chuyển động dễ dàng khi khuếch tán giữa các phần tử dung môi, tuy nhiên nhiệt độ là yếu tố
giới hạn, vì khi nhiệt độ cao quá có thể xảy ra các phản ứng khác khơng cần thiết gây khó
khăn cho các q trình cơng nghệ…
Khi tăng nhiệt độ trích ly, các phân tử dung môi và chất tan xảy ra sự chuyển động hỗn
độn làm tăng vận tốc khuếch tán từ nguyên liệu vào dung mơi. Nhờ vậy mà khả năng trích
ly đạt hiệu quả cao.
 Thời gian
Thời gian trích ly cũng ảnh hưởng đến hiệu suất trích ly. Khi thời gian tăng lên lượng
chất khuếch tán tăng nhưng thời gian phải có giới hạn, khi đã đạt được mức độ trích ly cao
nhất nếu kéo dài thời gian sẽ không mang lại hiệu quả kinh tế.
Thời gian tiếp xúc với dung môi và ngun liệu càng dài thì khả năng trích ly càng cao
khi đó nồng độ chất tan đạt giá trị cân bằng. Tuy nhiên nếu thời gian quá dài sẽ hịa tan các
chất trong ngun liệu vào dung mơi trích ly, sản phẩm thu được không tinh khiết.
 Phương pháp trích ly
Tùy thuộc vào phương pháp trích ly mà hiệu suất trích ly khác nhau. Trong các
phương pháp trên phương pháp trích ly một lần cho hiệu suất thấp nhất. Để tăng hiệu suất
trích li ta thực hiện phương pháp trích ly nhiều lần.
1.7.

Sấy phun

1.7.1. Giới thiệu
21


Sấy phun là quá trình chuyển đổi chất lỏng ( dung dịch, nhũ tương, chất dẻo, bột nhão)
thành sản phẩm dạng bột (rắn). (Li, X., Anton, N., Arpagaus, C., Belleteix, F., & Vandamme,
T. F. , (2010). )
1.7.2. Nguyên lý
Một hệ phân tán mịn của nguyên liệu từ chất lỏng hòa tan, nhũ tương, huyền phù đã
được cô đặc trước (40 – 60 % ẩm) sẽ được phun để hình thành những gọt mịn, rơi vào trong
dịng khí nóng cùng chiều hoặc ngược chiều ở nhiệt độ khoảng 150oC đến 300oC trong
buồng sấy lớn. Kết quả là hơi nước được bốc đi nhanh chóng. Các hạt sản phẩm được tách
ra khỏi tác nhân sấy nhờ một hệ thống thu hồi riêng.
1.7.3. Ưu và nhược điểm
Ưu điểm:
Sản phẩm của quá trình sấy có khả năng kết hợp với nhiều chất mang (chất trợ sấy) để
tạo thành những hạt khơ có hình dạng và kích thước tương đối đồng nhất. Trong đó tỷ lệ
khối lượng giữa các cấu tử không bay hơi trong hạt sản phẩm tương tự trong mẫu lỏng ban
đầu. (Seville, P. C., Li, H. Y., & Learoyd, 2007)
Thời gian tiếp xúc các hạt lỏng và tác nhân sấy trong thiết bị rất ngắn, nhiệt độ của
mẫu đem đi sấy không bị tăng q cao, do đó đặc tính, tính chất của sản phẩm có thể bị thay
đổi rất ít hoặc tính ổn định của sản phẩm vẫn có thể được đảm bảo. Nhờ vào sự ổn định như
vậy dẫn tới sự tổn thất các chất dinh dưỡng dễ bị chịu tác động của nhiệt độ có trong mẫu
đem sấy sẽ bị ảnh hưởng rất ít và sự ảnh hưởng này không đáng kể. (Seville, P. C., Li, H. Y.,
& Learoyd, 2007)
Thiết bị sấy phun có hệ thống sản xuất thường có năng suất cao, làm việc theo nguyên
tắc liên tục. Vì thế nó thích hợp cho hệ thống sản xuất theo quy mô công nghiệp.
Nhược điểm:

Đối với những nguyên liệu có độ nhớt quá cao hoặc sản phẩm thu được sau q trình
sấy phun địi hỏi có tỷ trọng cao thì phương pháp sấy phun khơng thể áp dụng được. (Vi, Bùi
Thị Tường,Nhan Minh Trí, 2008)
Mỗi thiết bị sấy phun thì thường được thiết kế riêng biệt cho sản xuất ra cho các sản
phẩm với những tính chất và đặc thù riêng. (Vi, Bùi Thị Tường,Nhan Minh Trí, 2008)
Chi phí cao cho việc đầu tư. (Vi, Bùi Thị Tường,Nhan Minh Trí, 2008)
Việc vệ sinh thiết bị tương đối lâu ( cần khoảng thời gian để vệ sinh).
1.7.4. Thiết bị sấy phun
22


Hệ thống sấy phun gồm các bộ phận chính sau đây: buồng sấy, caloriphe, thiết bị chứa
nguyên liệu cần sấy, bơm nhập liệu, cơ cấu phun mẫu, cylon thu hồi sản phẩm, hệ thống
quạt hút và màng lọc.
1.7.4.1. Nguyên lý hoạt động chung của quá trình sấy phun: tác nhân dùng sấy là khơng
khí nóng.
Khơng khí nóng sẽ được đưa qua bộ phận caloriphe để nâng nhiệt độ đến nhiệt độ sấy.
Dung dịch sấy (dịch măng tây) nhờ vào hệ thống bơm cao áp đưa vào vòi phun đặt trên đỉnh
của tháp sấy. Dưới tác dụng của sáp suất cao dung dịch được tán thành các giọt li ti. Chùm
tia phun được dịng tác nhân nóng ( khơng khí nóng) phân tán đều khắp thể tích tháp, rồi
cùng chuyển động xuống đáy tháp, sản phẩm khơ được tích tụ tại đáy tháp và nhờ bộ hận
tháo liệu đưa ra ngoài, cịn khơng khí ẩm theo đường ống vào cylon tách bụi. sau đó khí thải
được thải ra ngồi nhờ vào quạt, còn bụi sản phẩm sẽ được lấy từ cửa.
Trong tháp sấy phun có thể có các kiểu sấy như : sấy cùng chiều, ngược chiều, sấy hỗn
hợp. Vì vậy vịi phun có thể đặt ở phía trên , phía dưới hoặc bên hơng.
Sấy phun có thể dùng để sấy các dung dịch thành bột như sữa, trứng, muối hòa tan, bột
hòa tan, trà hòa tan,….
Buồng sấy
Buồng sấy là nơi hòa trộn mẫu sấy ( dạng sương mù) và tác nhân sấy( khơng khí
nóng). Kích thước buồng sấy ( chiều cao, đường kính,…) được thiết kế phụ thuộc vào kích

thước hạt lỏng, quỹ đạo chuyển động của chúng, và cơ cấu phun sương được sử dụng.
Buồng sấy có nhiều hình dạng khác nhau, nhưng phổ biến nhất vẫn là hình trụ, đáy
cơn.
Tại buồng sấy có sự trao đổi nhiệt cùng chiều hoặc ngược chiều, hoặc sự sao trao đổi
nhiệt hỗn hợp dựa vào việc cho hướng chuyển động của dòng nhập liệu và tác nhân sấy
trong buồng sấy. Nên sẽ được chia thành 3 trường hợp sau:
+ Dòng nhập liệu và tác nhân sấy chuyển động cùng chiều:
Đầu phun và cửa vào của tác nhân sấy ( khơng khí nóng) được bố trí trên đỉnh của
buồng sấy. Dịng ngun liệu sẽ được đi qua bộ phận phun tạo sương mù cùng hòa trộn với
tác nhân sấy và di chuyển xuống phía dưới của buồng sấy. Bộ phận phun có kiểu là áp lực,
ly tâm, khí động có thể áp dụng cho trường hợp này.

23


Nhiệt độ sấy của bột (sản phẩm) thu được có nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ của tác
nhân sấy. Trường hợp trao đổi này được ứng dụng phổ bến trong ngành cơng nghệ thực
phẩm.
+ Dịng nhập liệu và tác nhân sấy chuyển động ngược chiều:
Đầu phun nguyên liệu được bố trí trên đỉnh sấy , cửa vào tác nhân sấy được bố trí ở
phần phí dưới ( đáy) của thiết bị, nguyên liệu và tác nhân sấy được trao đổi nhiệt ngược
chiều với nhau. Sau quá trình sấy, bột (sản phẩm) thu hồi qua cửa thoát dưới đáy thiết bị.
Đầu phun được sử dụng là đầu phun bằng khơng khí động hoặc đầu phun bằng áp lực.
+ Dịng nhập liệu và tác nhân sấy chuyển động hỗn hợp:
Đầu phun nguyên liệu được bố trí gần trung tâm buồng sấy, cửa vào tác nhân sấy trên
đỉnh thiết bị, vì vậy tác nhân sấy sẽ chuyển động theo chiều từ trên xuống và thoát ra bên
dưới thiết bị. Nguyên liệu sẽ chuyển động theo chiều từ dưới lên trên. Giai đoạn trao đổi
nhiệt thì nguyên liệu và tác nhân sấy chuyển động ngược chiều nhau.
Sau quá trình bay hơi ẩm, nguyên liệu chuyển động theo chiều từ trên xuống đáy thiết
bị và thốt ra ngồi ở đáy buồng sấy. Ở giai đoạn này thì nguyên liệu va tác nhân sấy

chuyển động cùng chiều. Trường hợp này sử dụng cho các sản phẩm dạng bột thơ và kích
thước buồng sấy bị giới hạn. (Vi, Bùi Thị Tường,Nhan Minh Trí, 2008)
Tác nhân sấy
Tác nhân sấy sử dụng trong sấy phun có thể sử dụng được nhiều tác nhân sấy khác
nhau như : hơi, dầu, gas, điện…. Tuy nhiên thường sử dụng nhất ( phổ biến) dược sử dụng
là khơng khí nóng. Tùy vào phạm vi sử dụng hoặc dùng nghiên cứu ta có thể sử dụng
phương pháp gia nhiệt trực tiếp hoặc gián tiếp. Nhưng trong cơng nghệ thực phẩm thì tác
nhân hơi được xem là tác nhân gia nhiệt phổ biến nhất. Việc sử dụng hơi thường từ 150oC –
250○C. Thường thì nhiệt độ trung bình của khơng khí nóng thấp hơn nhiệt độ của hơi sử
dụng là 10○C. (Vi, Bùi Thị Tường,Nhan Minh Trí, 2008).
Cơ cấu vịi phun
Bộ phận này có chức năng đưa nguyên liệu vào trong buồng sấy dưới dạng bột mịn
(sương mù). Kích thước các giọt sương phụ thuộc vào các giọt chất lỏng và sự phân bố của
chúng trong buồng sấy, vì vậy nó sẽ làm ảnh hưởng đến bề mặt truyền nhiệt và tốc độ sấy.
Quá trình quan trọng nhất tạo nên kỹ thuật sấy phun là tại công đoạn này.
Các dạng cơ bản trong cơ cấu sấy phun gồm : vòi phun cơ học, thủy lực, cơ cấu đĩa
văng ly tâm.
24