TÓM TẮT
Hạt tiêu xanh sấy khô là một sản phẩm đặc biệt từ quả tiêu, hạt tiêu xanh có hương vị rất đặc trưng và khác với các sản phẩm hạt tiêu khác (tiêu đen, tiêu trắng): thơm mùi tiêu xanh, vị cay nồng, hậu vị rất tốt. Trên thế giới có sản phẩm hạt tiêu xanh đông khô, sản phẩm hạt tiêu xanh ngâm giấm, sản phẩm hạt tiêu xanh sấy khô, các sản phẩm này đều có giá trị kinh tế cao và được sử dụng nhiều ở các nước Châu Á và một số nước Châu Âu. Hiện chưa có nghiên cứu hoặc ứng dụng nào để tạo ra sản phẩm tiêu xanh ở Việt Nam. Phương pháp sấy bơm nhiệt (sấy lạnh) là một trong những phương pháp làm khô tiên tiến đang được nghiên cứu ứng dụng để chế biến nhiều loại nông sản và thực phẩm có chất lượng cao, cần duy trì màu sắc, các thành phần dinh dưỡng dễ bị bay hơi bởi nhiệt, các vitamin dễ bị phân hủy. Hạt tiêu xanh là sản phẩm rất khó để giữ được màu sắc của hạt trong quá trình chế biến, các chất chlorophyll trong quả tiêu dễ dàng biến đổi màu xanh thành màu nâu hoặc đen khi ở nhiệt độ cao, ánh sáng mặt trời và không khí. Do vậy sử dụng phương pháp sấy bơm nhiệt (sấy lạnh) là một trong những phương pháp khả thi để giữ được màu sắc của hạt tiêu. Đây cũng là nội dung nghiên cứu của đề tài cấp Nhà nước “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo thiết bị chế biến tiêu xanh, tiêu đỏ và tiêu trắng ứng dụng công nghệ enzyme” được thực hiện trong 2 năm 2017-2018. Kết quả nghiên cứu đã xác định được chế độ sấy khi sử dụng máy sấy bơm nhiệt là: nhiệt độ sấy 300C, ẩm độ không khí 40%, tốc độ gió 3m/s, thời gian sấy khoảng 40h thì cho sản phẩm hạt tiêu xanh có tỉ lệ hạt giữ màu cao nhất, tỉ lệ hạt bị màu đen thấp nhất. Hương vị và chất lượng sản phẩm của hạt tiêu xanh khô đặc trưng, sạch.
Từ khóa: Chế biến tiêu, tiêu xanh, sấy bơm nhiệt, chế độ sấy hạt tiêu
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay, hạt tiêu là một trong những mặt hàng nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt Nam, năm 2017 hạt tiêu Việt Nam đạt sản lượng 215.000 tấn, kim ngạch xuất khẩu 1,12 tỷ USD (Bộ Công Thương 2018). Tuy nhiên 95% sản lượng hồ tiêu Việt Nam được chế biến thành Hạt tiêu đen (black pepper), đây là sản phẩm xuất khẩu chủ yếu của Việt Nam, giá xuất khẩu thường thấp hơn so với một số sản phẩm khác như: tiêu trắng, tiêu đỏ từ 30% – 40% giá trị (ITPC, 2017). Sản phẩm hạt tiêu xanh đã sấy khô là sản phẩm được ưa chuộng ở nhiều nước Châu Á, Châu Âu và Trung Đông do hương vị đặc trưng của chúng tương tự như hương vị của hạt tiêu tươi còn xanh, cay nồng. Tại thị trường Việt Nam sản phẩm tiêu xanh sấy khô chủ yếu ở dạng hạt tiêu đông khô và được nhập khẩu từ Ấn Độ. Hiện chưa có nghiên cứu hoặc ứng dụng nào để tạo ra sản phẩm tiêu xanh ở Việt Nam.
Phương pháp sấy bơm nhiệt (sấy lạnh) có ưu điểm là có thể thực hiện quá trình làm khô sản phẩm ở nhiệt độ thấp và độ ẩm thấp nên làm giảm được sự tác động của nhiệt, của độ ẩm không khí đến quá trình biến đổi màu sắc, sinh hóa của sản phẩm trong quá trình. Hệ thống bơm nhiệt là sấy kín tuần hoàn ở nhiệt độ thấp nên đảm bảo an toàn vệ sinh thực phẩm, cải thiện mùi, vị và giữ nguyên các chất dinh dưỡng, giúp hạn chế tổn thất trong quá trình chế biến, điều này góp phần làm nâng cao chất lượng và giá trị của sản phẩm sau sấy. Vì vậy, phương pháp sấy bơm nhiệt đang rất được quan tâm và áp dụng cho rất nhiều sản phẩm sấy như: trái cây, rau củ, hải sản, gia vị. Nghiên cứu sử dụng phương pháp sấy bơm nhiệt đối với hạt tiêu xanh là một hướng đi khả thi nhằm mục đích làm tăng giá trị sản phẩm, ổn định chất lượng và giữ được màu sắc của sản phẩm.
- VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Vật liệu, thiết bị và địa điểm nghiên cứu
– Vật liệu nghiên cứu: Quả tiêu xanh được thu hoạch tại tỉnh Đăk Lăk. Nguyên liệu tiêu được làm sạch và phân loại trước khi làm thí nghiệm.
– Thiết bị sử dụng: Thiết bị sấy bơm nhiệt được chế tạo tại Việt Nam. Thiết bị có công suất 150kg/mẻ sấy, gồm 20 giàn sấy, có bộ điều khiển nhiệt độ, ẩm độ và thời gian sấy.
– Địa điểm nghiên cứu: Viện KHKT Nông Lâm nghiệp Tây Nguyên (WASI)
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Thí nghiệm được bố trí hoàn toàn ngẫu nhiên, 1 yếu tố, 4 công thức, mỗi công thức 30kg nguyên liệu quả tiêu xanh, 3 lần lặp lại. Sử dụng 2 loại nguyên liệu tiêu xanh là tiêu quả và tiêu chùm để sấy khô. Nguyên liệu được sấy ở các nhiệt độ khác nhau với độ ẩm không khí đầu vào 40%, tốc độ gió 3m/s, biên độ nhiệt 20C và biên độ ẩm độ 3%.
CT1: Sấy ở nhiệt độ 200C
CT2: Sấy ở nhiệt độ 250C
CT3: Sấy ở nhiệt độ 300C
CT4: Sấy ở nhiệt độ 350C
2.3. Chỉ tiêu và phương pháp theo dõi
– Chất lượng nguyên liệu: Xác định tỷ lệ màu sắc các loại hạt bằng cảm quan
– Ẩm độ hạt: Xác định bằng phương pháp sấy đến khối lượng không đổi.
– Màu sắc hạt và hương vị sản phẩm: Đánh giá bằng phương pháp cảm quan
– Hàm lượng piperine (%): Xác định theo TCVN 9683:2013.
– Hàm lượng tinh dầu bay hơi (ml/100g): Xác định theo TCVN 7039-2013
2.4. Phương pháp xử lý số liệu
Xử lý số liệu bằng exel và phần mềm sas 9.1.3 portable
III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hạt tiêu được sấy ở các nhiệt độ khác nhau, độ ẩm không khí đầu vào buồng sấy 40%, tốc độ gió 3m/s, độ ẩm không khí trong phòng biến thiên theo mức độ khô của hạt tiêu. Các chỉ tiêu nguyên liệu đầu vào, tốc độ giảm ẩm, chất lượng sản phẩm đầu ra đã được xác định để đánh giá tác động của phương pháp sấy bơm nhiệt trên hạt tiêu xanh.
3.1. Kết quả xác định biến đổi ẩm độ hạt trong quá trình sấy
Độ ẩm để bảo quản đối với hạt tiêu theo TCVN7036-2008 là 12-13%wb. Đối với hạt tiêu xanh sấy khô độ ẩm tốt nhất cho việc bảo quản là <12%wb. Vì vậy hạt tiêu cần phải làm khô tới độ ẩm yêu cầu. Tốc độ giảm ẩm của hạt cho thấy tác động của phương pháp sấy tới từng loại nguyên liệu sấy là khác nhau, điều này có tác động tới khả năng giữ màu sắc của hạt tiêu xanh trong quá trình sấy. Đây là kết quả làm cơ sở điều chỉnh nhiệt độ sấy phù hợp để sản xuất được sản phẩm hạt tiêu xanh.
2 dạng nguyên liệu là tiêu quả (sau khi tách quả ra khỏi chùm) và tiêu chùm (để nguyên chùm) được thử nghiệm để xác định ưu thế thuộc về dạng nguyên liệu nào, từ đó có các đề xuất phù hợp để tạo ra sản phẩm có chất lượng.
Đồ thị 3.1: Biến thiên ẩm độ hạt trong quá trình sấy đối với tiêu quả (%wb)
Đối với tiêu quả cho thấy: tốc độ giảm ẩm hạt tiêu ở nhiệt độ sấy càng cao thì càng nhanh và thời gian làm khô sản phẩm càng ngắn. Công thức sấy ở nhiệt độ 200C cần khoảng 48 giờ sấy mới đạt được độ ẩm 11,64%, nhưng công thức sấy ở nhiệt độ 350C chỉ cần 36 giờ sấy để đạt độ ẩm 10,74%, như vậy thời gian sấy đã chênh lệch nhau tới 12 giờ sấy giữa 2 công thức là rất lớn, điều này làm ảnh hưởng tới quá trình biến đổi màu sắc, chất lượng của sản phẩm hạt tiêu khô. Nhiệt độ sấy 300C cũng cần tới hớn 40 giờ để đạt độ ẩm 11,45%. Nhiệt độ quá cao có thể tác động biến đổi bởi nhiệt làm biến màu sản phẩm, nhiệt độ thấp có thể tác động sự biến đổi màu sắc và chất lượng bởi ẩm độ và thời gian sấy kéo dài.
Đồ thị 3.2: Biến thiên ẩm độ hạt trong quá trình sấy đối với tiêu chùm (%wb)
Đối với tiêu chùm do độ thông thoáng giữa các hạt trên chùm tiêu là tốt hơn so với sấy tiêu hạt nên tốc độ giảm ẩm của các công thức là nhanh hơn so với sấy tiêu hạt (mặc dù không nhiều). Sấy ở nhiệt độ 200C và 250C thì cần tới từ 44-48 giờ sấy để đạt được độ khô yêu cầu của sản phẩm (12-13%), Khi sử dụng nhiệt độ 300C chỉ cần 40h để đạt 10,45% và khi sử dụng nhiệt độ 350C cần 32h để đạt độ ẩm yêu cầu của sản phẩm đạt 12,38%. Chênh lệch thời gian sấy giữa công thức có nhiệt độ thấp nhất và cao nhất lên tới 16 giờ sấy, đây là một trong những yếu tố làm tăng giá thành của sản phẩm và làm biến đổi màu sắc của sản phẩm.
3.2. Kết quả biến đổi về màu sắc sau khi sấy khô
Mặc dù nhiệt độ càng cao thì thời gian sấy càng ngắn, tuy nhiên màu sắc hạt tiêu sẽ được biến đổi khác nhau phụ thuộc vào sự tác động của nhiệt độ sấy và thời gian sấy. Sự biến màu của hạt còn chịu chi phối bởi nhiệt độ, ẩm độ, lượng không khí và thời gian làm khô của mỗi phương pháp. Trong quá trình phơi/sấy màu sắc hạt tiêu biến đổi từ màu xanh sang màu xanh vàng (ô liu), màu vàng nhạt và cuối cùng là màu đen. Mức độ biến đổi màu sắc phụ thuộc vào các yếu tố tác động đến trong quá trình sấy (bảng 3.1).
Bảng 3.1: Tỷ lệ màu sắc hạt tiêu sau khi sấy đối với tiêu quả và tiêu chùm
|
Công thức |
Tiêu quả (%) |
|
Tiêu chùm (%) |
|||||
|
Màu xanh |
Màu ô liu |
Màu vàng |
Màu đen |
Màu xanh |
Màu ô liu |
Màu vàng |
Màu đen |
|
|
Nguyên liệu ban đầu |
91,4 |
0 |
7,5 |
1,1 |
90,2 |
0 |
7,1 |
2,7 |
|
CT1 (200C) |
24,8a |
49,2ab |
11,3 |
14,7 |
26,3a |
47,9ab |
12,9 |
12,9 |
|
CT2 (250C) |
23,7ab |
50,7ab |
12,7 |
12,9 |
25,8ab |
49,4ab |
14,5 |
10,3 |
|
CT3 (300C) |
23,4ab |
52,3a |
13,8 |
10,5 |
25,5ab |
51 a |
15,3 |
8,2 |
|
CT4 (350C) |
17,6b |
41,9b |
26,2 |
14,3 |
18,3b |
39,6b |
28,6 |
13,5 |
|
Phơi tự nhiên |
0 |
0 |
0 |
100 |
0 |
0 |
0 |
100 |
Như vậy chúng ta thấy các công thức sử dụng máy sấy bơm nhiệt đều cho kết quả các loại màu sắc khác nhau so với phơi tự nhiên chỉ cho kết quả là hạt tiêu đen. Kết quả cũng cho thấy việc sấy ở nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao đều cho tỉ lệ hạt màu vàng và màu đen tăng lên, điều này là do tác động của thời gian sấy ở ẩm độ cao hoặc nhiệt độ sấy cao. Nhiệt độ thấp thời gian sấy dài ở ẩm độ hạt đang cao làm cho hạt biến màu, nhiệt độ cao cũng tác động tới sự chuyển biến của chlorophyl làm hạt chuyển sang màu vàng hoặc xanh ô liu. Công thức cho kết quả cao nhất là CT3 (300C) với tỷ lệ hạt xanh 23,4%, hạt màu xanh ô liu 52,3% khi sấy tiêu hạt và 25,5% hạt màu xanh, 51% xanh ô liu khi sấy tiêu chùm. Tuy nhiên kết quả này chỉ khác biệt có ý nghĩa với CT4 mà không có ý nghĩa thống kê với CT1 và CT2 (bảng 3.1). Như vậy nhiệt độ có tác động nhiều hơn tới sự biến đổi màu sắc của hạt so với thời gian sấy ở ẩm độ cao và nhiệt độ thấp. Các công thức đều khác biệt rõ so với đối chứng là phơi tự nhiên dưới ánh nắng mặt trời (tất cả hạt tiêu sau khi phơi đều chuyển sang màu đen).
3.3. Kết quả xác định chất lượng sản phẩm cuối cùng
Chất lượng sản phẩm cuối cùng là yếu tố quyết định sự thành công của quá trình sản xuất. Việc đánh giá các chỉ tiêu cơ bản về chất lượng sản phẩm hạt tiêu nhằm đánh giá được sự tác động của phương pháp sản xuất có làm ảnh hưởng đến chất lượng sau cùng
Bảng 3.2: Chất lượng sản phẩm hạt tiêu sau khi sấy khô tiêu quả và tiêu chùm
|
Công thức |
Tiêu quả |
Tiêu chùm |
Hương vị sản phẩm |
||
|
Piperine (%) |
Dầu bay hơi (ml/100g) |
Piperine (%) |
Dầu bay hơi (ml/100g) |
||
|
CT1 (200C) |
5,12a |
2,15 |
5,03a |
2,15 |
Mùi vị cay nồng, hương thơm đặc trưng tiêu xanh |
|
CT2 (250C) |
5,14a |
2,21 |
5,10a |
2,24 |
Mùi vị cay nồng, hương thơm đặc trưng tiêu xanh |
|
CT3 (300C) |
5,17a |
2,19 |
5,07a |
2,2 |
Mùi vị cay nồng, hương thơm đặc trưng tiêu xanh |
|
CT4 (350C) |
5,09a |
2,26 |
5,01a |
2,17 |
Mùi vị cay nồng, hương thơm đặc trưng tiêu xanh |
|
Phơi tự nhiên |
5,05a |
2,17 |
4,96a |
2,12 |
Mùi vị cay nồng, hương thơm tiêu đen |
Kết quả đánh giá về hàm lượng peperine từ 5,05 – 5,17% đối với tiêu quả và 4,96-5,10% đối với tiêu chùm. Hàm lượng dầu bay hơi từ 2,15 – 2,26 ml/100g chất khô đối với tiêu quả và 2,12-2,24 ml/100g chất khô cho thấy không có sự khác biệt giữa các công thức sấy và không có sự khác biệt nhiều so với đối chứng. Điều này cho thấy các tác động của phương pháp sấy không làm ảnh hưởng tới chất lượng của hạt tiêu. Các kết quả này tương đương với kết quả của Krishnapura Srinivasan (Krishnapura Srinivasan, 2009; K. C. Saha 2013; S. Morshed 2017). Sản phẩm hạt tiêu xanh sau sấy đều có mùi vị cay nồng và hương thơm đặc trưng của hạt tiêu xanh (khác với hương vị của hạt tiêu đen), hậu vị khá tốt, sạch.
IV. KẾT LUẬN
Sản xuất sản phẩm tiêu xanh bằng phương pháp sấy bơm nhiệt ở nhiệt độ sấy 300C, độ ẩm không khí 40%, tốc độ gió 3m/s, thời gian sấy 40h cho kết quả tốt nhất về chất lượng sản phẩm: Độ ẩm hạt <12%, tỉ lệ các hạt tiêu màu xanh + màu ô liu + màu vàng đạt 89,5% trong khi đó tỉ lệ hạt tiêu màu đen chỉ đạt 10,5% (màu sắc sản phẩm tốt hơn nhiều so với phương pháp phơi tự nhiên). Sản phẩm cuối cùng cho chất lượng sản phẩm khá tốt, sạch và hương vị đặc trưng của hạt tiêu xanh.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Bộ Công Thương 2018, Báo cáo xuất nhập khẩu Việt Nam 2017, Nhà xuất bản Công thương, Hà Nội 2018.
- Trung tâm xúc tiến Thương mại và đầu tư TP Hồ Chí Minh (ITPC) 2017, Sơ lược về sản phẩm gia vị – hạt tiêu, 2017
- Trung tâm thông tin và thống kê KH&CN 2016. Báo cáo phân tích xu hướng và công nghệ. Sở KH và CN TPHCM.
- TCVN 9683:2013. Hạt tiêu đen và hạt tiêu trắng nguyên hạt hoặc dạng bột – Xác định hàm lượng peperine – phương pháp đo quang phổ
- TCVN 7039-2013: Gia vị và mộc thảo- Xác định hàm lượng dầu dễ bay hơi (phương pháp chưng cất bằng hơi nước).
- Krishnapura Srinivasan 2009, Black Pepper (Piper nigrum) and Its Bioactive Compound, Piperine, Researchgate may, 2009.
- K. C. Saha, H. P. Seal and M. A. Noor 2013, Isolation and characterization of piperine from the fruits of black pepper (Piper nigrum), J. Bangladesh Agril. Univ. 11(1): 11–16, 2013.
- S. Morshed, M.D. Hossain, M. Ahmad, M. Junayed 2017, Physicochemical Characteristics of Essential Oil of Black Pepper (Piper nigrum) Cultivated in Chittagong, Bangladesh, Journal of Food Quality and Hazards Control 4 (2017) 66-69
MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ SẢN XUẤT TIÊU XANH
Hạt tiêu trước, trong và sau khi sấy bằng công nghệ sấy bơm nhiệt