Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình rang trong quy trình sản xuất trà Cascara

Đề tài "Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình rang trong quy trình sản xuất trà Cascara" được thực hiện nhằm tối ưu hóa quá trình rang nhằm tận dụng tối đa được lượng dinh dưỡng mà vỏ cà phê mang lại hướng đến sức khỏe của người tiêu dùng và ngoài ra còn nâng cao giá trị của loại phế phẩm này. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu tối ưu hóa quá trình rang trong quy trình sản xuất trà Cascara NGHIÊN CỨU TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH RANG TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT TRÀ CASCARA Dương Anh Tân* Viện Khoa học Ứng dụng HUTECH, Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh GVHD: TS. Trần Thị Ngọc Mai TÓM TẮT Vỏ cà phê, nguồn phụ phẩm thu được sau khi đã tách hạt cà phê, có hàm lượng chất dinh dưỡng cao với tiềm năng được sử dụng làm nguyên liệu thô trong ngành công nghiệp thực phẩm. Tuy nhiên, vỏ cà phê lại thường bị vứt đi hoặc sử dụng dưới dạng phế phẩm nông nghiệp. Nghiên cứu này tối ưu hóa quá trình rang nhằm tận dụng tối đa được lượng dinh dưỡng mà vỏ cà phê mang lại hướng đến sức khỏe của người tiêu dùng và ngoài ra còn nâng cao giá trị của loại phế phẩm này. Từ khóa: Cascara, phụ phẩm từ cà phê, tối ưu hóa, vỏ cà phê. 1. GIỚI THIỆU Theo Cục Trồng Trọt, Việt Nam là quốc gia xuất khẩu cà phê đứng thứ hai trên Thế Giới, sau Brazil; đồng thời là nước sản xuất và xuất khẩu cà phê Robusta lớn nhất toàn cầu (2018). Lượng vỏ cà phê từ ngành công nghiệp cà phê nhân thải ra rất lớn nhưng chỉ một lượng nhỏ vỏ được sử dụng trong nông nghiệp, công nghiệp mỹ phẩm và sử dụng làm nhiên liệu. Phần còn lại được thải ra môi trường và điều này gây ảnh hưởng xấu đến môi trường tự nhiên (Navia P et al., 2011). Mặt khác, trong vỏ cà phê chứa rất nhiều chất có lợi cho sức khỏe như caffein, acid chlorogenic, tannin, anthocyanin,… (Esquivel et al., 2012). Nhiều nghiên cứu áp dụng vỏ cà phê để làm bánh cookie giàu xơ và hoạt tính kháng oxy hóa (Damat et al., 2019). Ngoài ra, nhiều nhóm nghiên cứu khác cũng cho thấy chiết xuất vỏ cà phê trong nước có nhiều hoạt tính sinh học như trà Cascara theo công thức của La Semeuse S.A ghi nhận chứa 226 mg caffein/ L và 283 mgGAE/ L (Heeger et al., 2017). Chiết xuất từ vỏ cà phê cũng có tác dụng bảo vệ gan, chống lại gan nhiễm mỡ (Atcharaporn Ontawong et al., 2019). Do đó, đề tài “Nghiên Cứu Tối Ưu Hóa Quá Trình Rang Trong Quy Trình Sản Xuất Trà Cascara” được thực hiện để tìm ra thông số tối ưu cho quá trình rang nhằm tạo ra được loại thức uống có giá trị cao mang đến nhiều lợi ích cho sức khỏe và ngoài ra nghiên cứu còn là tiền đề cho sự phát triển của vỏ cà phê cho các ứng dụng trong thực phẩm khác. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu Vỏ cà phê sử dụng trong nghiên cứu là phế liệu của quá trình chế biến khô cà phê nhân Robusta tại nông trại cà phê ở Thạnh Mỹ - Lâm Đồng. 533 Hóa chất được sử dụng trong nghiên cứu: thuốc thử Folin, Na2CO3, Acid Gallic, Ethanol. 2.2. Phương pháp nghiên cứu Xác định hàm lượng polyphenol tổng: Lấy 0,5 mL mẫu đã pha loãng 100 lần vào ống nghiệm. Cho 2,5 mL thuốc thử Folin-Ciocalteu vào lắc đều. Sau 4 phút, cho thêm 2 mL dung dịch Na2CO3 7,5% vào lắc đều. Giữ ống nghiệm trong bóng tối 60 phút. Sau đó mang đi đo độ hấp thụ ở bước sóng 765 nm (Agbor et al., 2014) 2.3. Thiết kế mô hình cho quá trình rang Quá trình rang được bố trí thí nghiệm theo Central Composite Design (CCD) và có 2 yếu tố tác động chính (nhiệt độ rang, thời gian rang) được thể hiện ở bảng 1. Bảng 10: Bố trí thí nghiệm quá trình rang Yếu tố Đơn vị Kí hiệu Phạm vi Mức độ -1 0 +1 - + Nhiệt độ rang ℃ X1 100 - 180 83 100 140 180 197 Thời gian rang Giây X2 150 - 270 125 150 210 270 295 Để tối ưu hóa cho quá trình rang thì nhiệt độ rang, thời gian rang là các biến quan trọng và được chỉ định lần lượt là X1 và X2. Mô hình hồi quy là phương trình bậc hai được thể hiện trong phương trình (*). Y= + .X1 + .X2 + .X1.X2 + .X12 + .X22 + (*) Trong đó: : Hệ số tự do. , , : Hệ số tuyến tính. , , : Hệ số tương tác. , , : Hệ số bậc hai. : Sai số thống kê. Y: Hàm lượng polyphenol tổng. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hai yếu tố tác động chính đến quá trình rang trà Cascara là nhiệt độ rang (X1) và thời gian rang (X2) được chọn làm biến quan trọng và được chỉ định ở 5 cấp độ khác nhau: cộng alpha và trừ alpha, cộng một và trừ một, điểm trung tâm. 534 Bảng 2: Ảnh hưởng của nhiệt độ rang và thời gian rang đến hàm lượng Polyphenol tổng Nhiệt độ Thời gian TPC (Y1) STT X1 X2 rang rang (mg GAE/g chất khô) 1 0 140 125 - 33,51 2 -1 1 100 270 39,82 3 0 0 140 210 39,26 4 0 0 140 210 38,85 5 -1 -1 100 150 31,87 6 0 140 295 + 29,36 7 1 -1 180 150 33,67 8 0 0 140 210 39,26 9 0 ...