Đồ án Sản xuất nước táo đóng hộp giấy

96 (ISO 5961 - 1994) hoặc SMEWW 3500 Cd C 14. Hàm lượng Clorua(*) mg/l 250 300(**) TCVN6194 - 1996 (ISO 9297 - 1989) hoặc SMEWW 4500 - Cl- D A 15. Hàm lượng Crom tổng số mg/l 0,05 TCVN 6222 - 1996 (ISO 9174 - 1990) hoặc SMEWW 3500 - Cr - C 16. Hàm lượng Đồng tổng số(*) mg/l 1 TCVN 6193 - 1996 (ISO 8288 - 1986) hoặc SMEWW 3500 - Cu C 17. Hàm lượng Xianua mg/l 0,07 TCVN 6181 - 1996 (ISO 6703/1 - 1984) hoặc SMEWW 4500 - CN- C 18. Hàm lượng Florua mg/l 1,5 TCVN 6195 - 1996 (ISO10359 - 1 - 1992) hoặc SMEWW 4500 - F- B 19. Hàm lượng Hydro sunfur(*) mg/l 0,05 SMEWW 4500 - S 2- B 20. Hàm lượng Sắt tổng số (Fe2+ + Fe3+)(*) mg/l 0,3 TCVN 6177 - 1996 (ISO 6332 - 1988) hoặc SMEWW 3500 - Fe A 21. Hàm lượng Chì mg/l 0,01 TCVN 6193 - 1996 (ISO 8286 - 1986) SMEWW 3500 - Pb A B 22. Hàm lượng Mangan tổng mg/l 0,3 TCVN 6002 - 1995 CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 23 số (ISO 6333 - 1986) A 23. Hàm lượng Thuỷ ngân tổng số mg/l 0,001 TCVN 5991 - 1995 (ISO 5666/1-1983 - ISO 5666/3 -1983) B 24. Hàm lượng Molybden mg/l 0,07 US EPA 200.7 C 25. Hàm lượng Niken mg/l 0,02 TCVN 6180 -1996 (ISO8288 -1986) SMEWW 3500 - Ni C 26. Hàm lượng Nitrat mg/l 50 TCVN 6180 - 1996 (ISO 7890 -1988) A 27. Hàm lượng Nitrit mg/l 3 TCVN 6178 - 1996 (ISO 6777-1984) A 28. Hàm lượng Selen mg/l 0,01 TCVN 6183-1996 (ISO 9964-1-1993) C 29. Hàm lượng Natri mg/l 200 TCVN 6196 - 1996 (ISO 9964/1 - 1993) B 30. Hàm lượng Sunphát (*) mg/l 250 TCVN 6200 - 1996 (ISO9280 - 1990) A 31. Hàm lượng Kẽm(*) mg/l 3 TCVN 6193 - 1996 (ISO8288 - 1989) C 32. Chỉ số Pecmanganat mg/l 2 TCVN 6186:1996 hoặc ISO 8467:1993 (E) A II. Hàm lượng của các chất hữu cơ a. Nhóm Alkan clo hoá 33. Cacbontetraclorua µg/l 2 US EPA 524.2 C 34. Diclorometan µg/l 20 US EPA 524.2 C 35. 1,2 Dicloroetan µg/l 30 US EPA 524.2 C 36. 1,1,1 - Tricloroetan µg/l 2000 US EPA 524.2 C 37. Vinyl clorua µg/l 5 US EPA 524.2 C 38. 1,2 Dicloroeten µg/l 50 US EPA 524.2 C 39. Tricloroeten µg/l 70 US EPA 524.2 C 40. Tetracloroeten µg/l 40 US EPA 524.2 C b. Hydrocacbua Thơm CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 24 41. Phenol và dẫn xuất của Phenol µg/l 1 SMEWW 6420 B B 42. Benzen µg/l 10 US EPA 524.2 B 43. Toluen µg/l 700 US EPA 524.2 C 44. Xylen µg/l 500 US EPA 524.2 C 45. Etylbenzen µg/l 300 US EPA 524.2 C 46. Styren µg/l 20 US EPA 524.2 C 47. Benzo(a)pyren µg/l 0,7 US EPA 524.2 B c. Nhóm Benzen Clo hoá 48. Monoclorobenzen µg/l 300 US EPA 524.2 B 49. 1,2 - Diclorobenzen µg/l 1000 US EPA 524.2 C 50. 1,4 - Diclorobenzen µg/l 300 US EPA 524.2 C 51. Triclorobenzen µg/l 20 US EPA 524.2 C d. Nhóm các chất hữu cơ phức tạp 52. Di (2 - etylhexyl) adipate µg/l 80 US EPA 525.2 C 53. Di (2 - etylhexyl) phtalat µg/l 8 US EPA 525.2 C 54. Acrylamide µg/l 0,5 US EPA 8032A C 55. Epiclohydrin µg/l 0,4 US EPA 8260A C 56. Hexacloro butadien µg/l 0,6 US EPA 524.2 C III. Hoá chất bảo vệ thực vật 57. Alachlor µg/l 20 US EPA 525.2 C 58. Aldicarb µg/l 10 US EPA 531.2 C 59. Aldrin/Dieldrin µg/l 0,03 US EPA 525.2 C 60. Atrazine µg/l 2 US EPA 525.2 C 61. Bentazone µg/l 30 US EPA 515.4 C 62. Carbofuran µg/l 5 US EPA 531.2 C 63. Clodane µg/l 0,2 US EPA 525.2 C 64. Clorotoluron µg/l 30 US EPA 525.2 C 65. DDT µg/l 2 SMEWW 6410B, hoặc SMEWW 6630 C C CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 25 66. 1,2 - Dibromo - 3 Cloropropan µg/l 1 US EPA 524.2 C 67. 2,4 - D µg/l 30 US EPA 515.4 C 68. 1,2 - Dicloropropan µg/l 20 US EPA 524.2 C 69. 1,3 - Dichloropropen µg/l 20 US EPA 524.2 C 70. Heptaclo và heptaclo epoxit µg/l 0,03 SMEWW 6440C C 71. Hexaclorobenzen µg/l 1 US EPA 8270 - D C 72. Isoproturon µg/l 9 US EPA 525.2 C 73. Lindane µg/l 2 US EPA 8270 - D C 74. MCPA µg/l 2 US EPA 555 C 75. Methoxychlor µg/l 20 US EPA 525.2 C 76. Methachlor µg/l 10 US EPA 524.2 C 77. Molinate µg/l 6 US EPA 525.2 C 78. Pendimetalin µg/l 20 US EPA 507, US EPA 8091 C 79. Pentaclorophenol µg/l 9 US EPA 525.2 C 80. Permethrin µg/l 20 US EPA 1699 C 81. Propanil µg/l 20 US EPA 532 C 82. Simazine µg/l 20 US EPA 525.2 C 83. Trifuralin µg/l 20 US EPA 525.2 C 84. 2,4 DB µg/l 90 US EPA 515.4 C 85. Dichloprop µg/l 100 US EPA 515.4 C 86. Fenoprop µg/l 9 US EPA 515.4 C 87. Mecoprop µg/l 10 US EPA 555 C 88. 2,4,5 - T µg/l 9 US EPA 555 C IV. Hoá chất khử trùng và sản phẩm phụ 89. Monocloramin µg/l 3 SMEWW 4500 - Cl G B 90. Clo dư mg/l Trong khoảng 0,3 - 0,5 SMEWW 4500Cl hoặc US EPA 300.1 A CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 26 91. Bromat µg/l 25 US EPA 300.1 C 92. Clorit µg/l 200 SMEWW 4500 Cl hoặc US EPA 300.1 C 93. 2,4,6 Triclorophenol µg/l 200 SMEWW 6200 hoặc US EPA 8270 - D C 94. Focmaldehyt µg/l 900 SMEWW 6252 hoặc US EPA 556 C 95. Bromofoc µg/l 100 SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2 C 96. Dibromoclorometan µg/l 100 SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2 C 97. Bromodiclorometan µg/l 60 SMEWW 6200 hoặc US EPA 524.2 C 98. Clorofoc µg/l 200 SMEWW 6200 C 99. Axit dicloroaxetic µg/l 50 SMEWW 6251 hoặc US EPA 552.2 C 100. Axit tricloroaxetic µg/l 100 SMEWW 6251 hoặc US EPA 552.2 C 101. Cloral hydrat (tricloroaxetaldehyt) µg/l 10 SMEWW 6252 hoặc US EPA 8260 - B C 102. Dicloroaxetonitril µg/l 90 SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1 C 103. Dibromoaxetonitril µg/l 100 SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1 C 104. Tricloroaxetonitril µg/l 1 SMEWW 6251 hoặc US EPA 551.1 C 105. Xyano clorit (tính theo CN-) µg/l 70 SMEWW 4500J C V. Mức nhiễm xạ 106. Tổng hoạt độ α pCi/l 3 SMEWW 7110 B B 107. Tổng hoạt độ β pCi/l 30 SMEWW 7110 B B VI. Vi sinh vật 108. Coliform tổng số Vi khuẩn/ 100ml 0 TCVN 6187 - 1,2 :1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222 A CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 27 109. E.coli hoặc Coliform chịu nhiệt Vi khuẩn/ 100ml 0 TCVN6187 - 1,2 : 1996 (ISO 9308 - 1,2 - 1990) hoặc SMEWW 9222 A (Quy chuẩn này quy định mức giới hạn các chỉ tiêu chất lượng đối với nước dùng để ăn uống, nước dùng cho các cơ sở để chế biến thực phẩm (sau đây gọi tắt là nước ăn uống).) Để kiểm tra và đánh giá chất lượng nguồn nước nguyên liệu trong công nghệ sản xuất thức uống, người ta phải dựa vào đồng thời cả ba nhóm chỉ tiêu: cảm quan, hóa lý và vi sinh. Thông thường, mỗi nhà máy phải tự đề ra mức quy định cụ thể cho từng chỉ tiêu để phù hợp với thực tiễn sản xuất. Tuy nhiên, những quy định này phải nằm trong khoảng cho phép theo quy định chung của từng quốc gia. Nếu chất lượng nước không đạt theo yêu cầu, ta cần lựa chọn phương pháp phù hợp để xử lý nước trước khi đưa vào sản xuất. 2.3. Syrup: 2.3.1. Giới thiệu về syrup đường: Syrup là một dung dịch đường có nồng độ chất khô cao và thường dao động trong khoảng 63 65% (khối lượng). Trong ngành công nghiệp thức uống, syrup được xem là bán thành phẩm. Từ syrup, người ta sẽ pha chế và tạo ra những loại thức uống khác nhau. Chuẩn bị syrup là công đoạn rất quan trọng trong quy trình công nghệ sản xuất thức uống dạng pha chế. Syrup có thể sản xuất từ đường saccharose hoặc từ tinh bột. Tại Việt Nam hiện nay, chúng ta sản xuất syrup từ đường saccharose. Quy trình sản xuất syrup từ nguyên liệu saccharose đơn giản hơn nhiều so với quy trình sản xuất từ nguyên liệu tinh bột. Tuy nhiên, giá thành syrup từ saccharose sẽ cao hơn. Từ saccharose ta có hai loại syrup là syrup đường saccharose và syrup đường nghịch đảo. Do có một số ưu điểm mà ta dùng syrup đường nghịch đảo. Chẳng hạn, nếu pha ở nồng độ cao thì saccharose sẽ bị kết tinh mà trong khi đó sản phẩm là nước trái cây dung dịch lỏng nên khó sử dụng. Ngoài ra, dùng syrup đường nghịch đảo thì tăng độ đường, tăng độ hòa tan và cải thiện vị ngọt cho sản phẩm. 2.3.2. Syrup đường nghịch đảo: Đường nghịch đảo ( invert sugar ) là hỗn hợp glucose và fructose với tỉ lệ mol 1:1. Tiến hành thủy phân đường saccharose với xúc tác là acid hoặc enzyme, sản phẩm tạo thành là hỗn hợp glucose và fructose. Ưu điểm của quá trình nghịch đảo đường trong công nghiệp sản xuất thức uống:  Tăng độ ngọt cho syrup: Theo Moll và cộng sự (1990) thì độ ngọt của saccharose là 1.0, độ ngọt của glucose và fructose lần lượt là 0.7 và 1.7. Hỗn hợp glucose và fructose tỉ lệ mol 1:1 sẽ có độ ngọt là 1.3. Như vậy, với CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 28 cùng một nồng độ đường như nhau thì syrup đường nghịch đảo sẽ có độ ngọt cao hơn syrup saccharose.  Tăng hàm lượng chất khô cho syrup: Lượng tổng chất khô trong syrup đường nghịch đảo sau phản ứng sẽ tăng xấp xỉ 1.053 lần. Do đó, điều này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cho nhà sản xuất.  Ổn định chất lượng syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường: Như đã nói ở trên, nồng độ đường cao trong syrup dễ dẫn đến hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ đồng nhất của syrup. Khả năng hoà tan trong nước của saccharose cao hơn đôi chút so với glucose (100 ml nước ở 15oC có thể hoà tan được 197g saccharose hoặc 154g glucose ). Tuy nhiên, khả năng hoà tan trong nước của fructose lại cao hơn rất nhiều (100 ml nước ở 20oC có thể hoà tan được 375g fructose). Thực tế cho thấy quá trình kết tinh đường glucose và fructose khó thực hiện hơn so với saccharose. Do đó, phản ứng nghịch đảo saccharose sẽ tăng cường sự hoà tan của đường syrup nồng độ cao và tránh được thực hiện tượng tái kết tinh của đường.  Tăng cường khả năng ức chế vi sinh vật có trong syrup: Áp lực thẩm thấu của syrup phụ thuộc vào nồng độ các chất hòa tan trong syrup và phân tử lượng của chúng. Theo lý thuyết, nếu hai dung dịch có cùng thể tích và hàm lượng chất tan thì dung dịch chứa chất hoà tan phân tử lượng nhỏ hơn sẽ có áp lực thẩm thấu lớn hơn. Giá trị áp lực thẩm thấu càng cao sẽ càng ức chế quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của các tế bào vi sinh vật có trong dung dịch. Quá trình nghịch đảo đường làm tăng lượng chất tan có trong syrup đồng thời tạo ra các sản phẩm hexose có phân tử lượng nhỏ hơn nhiều so với cơ chất saccharose ban đầu. Do đó, áp lực thẩm thấu của syrup đường nghịch đảo luôn cao hơn syrup saccharose có cùng một nồng độ. Điều này góp phần ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup và kéo dài thời gian bảo quản dịch đường. Để thực hiện quá trình nghịch đảo đường, chúng ta có 2 loại xúc tác là acid hoặc enzyme invertase. Cần lưu ý là hiệu suất thủy phân saccharose trong thực tế sản xuất không thể đạt đến giá trị 100%. Như vậy, sản phẩm của phản ứng thủy phân, ngoài glucose và fructose, còn chứa một lượng saccharose chưa bị thủy phân. Tuy nhiên, các nhà sản xuất thức uống vẫn quen gọi dung dịch thu được sau phản ứng thủy phân là đường nghịch đảo. 2.3.3. Chuẩn bị syrup đường nghịch đảo: Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác acid: Trong công nghệ sản xuất thức uống thì loại acid thường được sử dụng là các acid hữu cơ như acid citric, acid malic… và thường được sử dụng nhất là acid citric vì đây là loại acid được tìm thấy ở nhiều loại trái cây. Ngoài ra người ta cũng có thể dùng acid phosphoric để thủy phân. Tuy nhiên nó chỉ được dùng trong sản xuất nước ngọt có gas vì nó che lấp được vị chua gắt của sản phẩm. Phương pháp thực hiện:  Chuẩn bị thiết bị nấu syrup.  Quy trình nấu syrup đường nghịch đảo cũng tương tự như syrup saccharose: − Đầu tiên, cho nước vào thiết bị và gia nhiệt nước lên đến 55-600C. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 29 − Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đường và acid vào. − Hàm lượng acid sử dụng tại mỗi nhà máy sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Ví dụ như khi dùng acid citric làm chất xúc tác, liều lượng khi sử dụng thường xấp xỉ 750g/100 kg saccharose. − Khi đường và acid đã hoà tan vào nước, gia nhiệt hỗn hợp lên đến 70-800C để thực hiện phản ứng nghịch đảo đường. − Thời gian phản ứng sẽ thay đổi và phụ thuộc vào giá trị hiệu suất thủy phân mà nhà sản xuất mong muốn. Trong thực tế sản xuất, thời gian phản ứng không kéo dài quá 2 giờ. − Sau cùng, người ta gia nhiệt nhanh hỗn hợp đến sôi rồi tiến hành lọc nóng và làm nguội syrup trong điều kiện kín để hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào syrup.  Trong trường hợp đường saccharose nguyên liệu có độ màu cao, để thu được syrup không màu và trong suốt, người ta sẽ thực hiện đồng thời quá trình nghịch đảo đường và quá trình tẩy màu trong thiết bị nấu. Các nhà máy sản xuất thức uống tại Việt Nam hiện nay thường sử dụng phương pháp này. Khi đó người ta bổ sung cả than hoạt tính và bột trợ lọc vào nồi nấu syrup. Với diện tích bề mặt lớn và cấu trúc xốp, nhiều lỗ mao quản; than hoạt tính có khả năng hấp phụ các tạp chất hữu cơ trong syrup, đặc biệt là các hợp chất màu. Quá trình tẩy màu thường được thực hiện ở nhiệt độ 700C trong thời gian 20-30 phút. Xử lý syrup bằng than hoạt tính là một phương pháp đơn giản, ít tốn kém và đạt hiệu quả tẩy màu cao. Thông thường, hàm lượng than hoạt tính sử dụng dao động trong khoảng 0,1-0,2%, tối đa là 0,6%.  Khi chúng ta thực hiện đồng thời quá trình nghịch đảo đường và tẩy màu syrup trong thiết bị nấu, cần lưu ý là phải tiến hành hồi lưu dịch lọc từ thiết bị lọc khung bản về nồi nấu cho đến khi dịch lọc trong suốt thì mới bắt đầu thu nhận sản phẩm. Tại 1 số nhà máy, khi quá trình lọc kết thúc người ta đưa khí nén sạch vào thiết bị lọc khung bản để tận thu phần syrup còn sót lại trong bã lọc, nhằm hạn chế tổn thất trong quá trình lọc. Hình 3: Thiết bị nấu syrup CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 30 Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác invertase: Sản xuất bằng phương pháp này so với nghịch đảo đường dùng acid thì có những ưu điểm: - Điều kiện phản ứng ôn hòa hơn: các chế phẩm enzyme thương mại thường có nhiệt độ tối thích dao động trong khoảng 50 – 60 0C, pH tối thích trong vùng acid yếu. - Chất lượng syrup tốt hơn: sản phẩm không có nguy cơ nhiễm kim loại nặng. Thường dùng xúc tác cho quá trình này là chế phẩm enzyme invertase hòa tan hoặc enzyme invertase cố định. Ở đây chúng tôi chỉ xin được trình bày cho phương pháp dùng chế phẩm enzyme hòa tan. Chế phẩm enzyme invertase hòa tan thương mại thường có dạng bột màu từ trắng đến vàng, được thu nhận từ bã thải nấm men bia. Phương pháp thực hiện nghịch đảo đường bằng enzyme invertase hòa tan: Bình phản ứng enzyme có cấu tạo tương tự thiết bị nấu syrup sử dụng xúc tác acid. − Đầu tiên, người ta sẽ cho nước vào thiết bị và gia nhiệt đến 50-550C. − Mở cánh khuấy với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đường vào thiết bị. − Sau khi đường đã hòa tan, người ta chỉnh pH dung dịch trong bình phản ứng và nhiệt độ về các giá trị tối ưu của chế phẩm enzyme sử dụng rồi bổ sung enzyme vào. − Giữ nhiệt độ ổn định trong suốt thời gian phản ứng. Khi phản ứng kết thúc, người ta sẽ gia nhiệt nhanh hỗn hợp trong bình phản ứng đến sôi để vô hoạt enzyme, đồng thời ức chế hệ vi sinh vật tạp nhiễm trong syrup. − Cuối cùng, tiến hành lọc nóng syrup để loại bỏ tạp chất không tan rồi làm lạnh syrup về nhiệt độ bảo quản. Syrup bán thành phẩm được bảo quản trong các thiết bị hình trụ đứng bằng thép không gỉ. Các thiết bị này được đặt trong phòng cách ly nhằm hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào syrup. Thực tế cho thấy nồng độ đường trong syrup càng cao thì thời gian bảo quản syrup càng dài do giá trị áp lực thẩm thấu của dung dịch đường càng lớn nên có thể ức chế hệ vi sinh vật trong syrup. Tuy nhiên, nếu giá trị nồng độ đường trong syrup quá cao sẽ làm xuất hiện hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ đồng nhất của syrup. 2.4. Phụ gia: Acid citric: chất điều chỉnh vị chua Có nhiều trong các loại trái cây có múi. Phân tử lượng của acid citric là 192 Da. Đây là một loại acid tạo vị chua vừa phải, phù hợp với nhiều loại thức uống. Ngoài chức năng tạo vị acid citric còn có tác dụng ức chế vi khuẩn, nấm men và nấm sợi. Đối với nhóm vi khuẩn gây bệnh trong thực phẩm, thí nghiệm của Minor và Marth (1970) cho thấy dung dịch chỉnh về pH bằng 4.7 và 4.5 bằng acid citric có thể ức chế 90% và 99% sự sinh trưởng của tụ cầu CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 31 khuẩn Staphylococcus aureus. Theo Subramanian và Marth (1968), nó cũng có tác dụng kìm hãm sự phát triển của Salmonella typhimurium. Acid citric còn ức chế sự sinh trưởng của nấm sợi cũng như quá trình sinh tổng hợp toxin của nấm sợi. Chẳng hạn, đối với loài Aspergillus versicolor nồng độ acid citric 0.25% cũng đủ để khống chế toàn bộ quá trình sinh tổng hợp toxin của nó.Cũng cần nói thêm, acid citric có khả năng tạo phức với các ion kim loại. Các muối citrate kali, calci và natri đều hòa tan tốt trong nước và chúng cũng có khả năng ức chế vi sinh vật. Ngày nay, acid citric được sản xuất bằng phương pháp lên men vi sinh vật, sử dụng loài Aspergillus niger. Hàm lượng acid citric thu được có thể lên đến 130 kg/m3. Bảng 12: Chỉ tiêu của acid citric dùng trong thực phẩm (Rehm và các cộng sự, 1996) Chỉ tiêu Đơn vị đo Mức qui định Hàm lượng acid citric % Không thấp hơn 99.5 Tro % Không vượt quá 0.05 Chì mg/kg Không vượt quá 10 Arsen mg/kg Không vượt quá 3 Sulphate % Không có Bảng 13 : Chất lượng acid citric sử dụng trong thực phẩm theo tiêu chuẩn TCVN 5516-1991 STT Tên chỉ tiêu Đặc điểm 1 Hình dạng bên ngoài và màu sắc Các dạng tinh thể không màu, không vón cục, đối với acid hạng 1 cho phép hơi có màu vàng. Dung dịch acid citric trong nước cất nồng độ khối lượng 20g/dm3 phải trong suốt. 2 Vị Chua, không có vị lạ. 3 Mùi Dung dịch acid citric trong nước cất nồng độ khối lượng 20g/dm3 không có mùi. 4 Cấu trúc Rời và khô. 5 Tạp chất Không cho phép. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 32 Bảng 14: Các enzym thương phẩm sử dụng trong quá trình chế biến nước táo Tên enzyme Hoạt tính Nguồn gốc Trạng thái pHopt Topt Cellulase 13L Cellulase 1,5U/g Trichodema sp. Lỏng 3.5-6 50-70oC Depol 40L Cellulase 1200U/g Aspergillus sp., Trichodema sp. Lỏng, nâu nhạt 4-6 50-65oC Depol 220L α-amylase 25U/g Aspergillus oryzae Lỏng, nâu 3-6 35-55oC Depol 670L Cellulase 1200U/g Có thành phần từ hỗn hợp enzyme nấm sợi Lỏng, nâu 4-6 50-65oC Macer 8TM FJ PG 1,5U/g Aspergillus sp. Lỏng, nâu 3-5 40-60oC Pectinase 62L PG 2200U/g Aspergillus sp. Lỏng, nâu 3-5 10-55oC CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 33 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Sơ đồ khối Táo nguyên liệu Rửa, phân loại Chần Nghiền Lọc membrane Tiệt trùng UHT Rót hộp Ổn định Ủ Enzyme pectinase & cellulase Phối chế Ép Lọc thô Lọc tinh Tách tanin Ly tâm Sản phẩm Gelatine Bài khí Enzyme pectinase bã bã bã bã CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 34 3.2. Sơ đồ thiết bị 3.2.1. Qui trình 1 3.2.2. Qui trình 2 CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 35 4. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Hầu hết ở các nhà máy sản xuất nước táo ép và các nông trại thường đã quy định trước chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu đầu vào, nên khâu phân loại cũng không quan trọng lắm. 4.1. Rửa: Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình nghiền, loại bỏ đất, cát, tạp chất, vi sinh vật. Các biến đổi chính: Hầu như không đáng kể, bề mặt nguyên liệu được làm sạch, giảm hàm lượng vi sinh vật Yêu cầu: táo phải không hư, không bị dính quá nhiều cát, bụi, lượng nước phải vừa đủ nhiều, tránh bị làm dập táo, kích thước đồng đều. Phương thức thực hiện: Táo từ xe chứa sau khi đã được kiểm tra một số mẫu đã đạt tiêu chuẩn sẽ được cho vào buồng rửa nhờ băng tải. Sau đó, táo sẽ trải qua 2 giai đoạn ngâm và rửa xối. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu. Thời gian ngâm tùy thuộc vào mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tác dụng của dung dịch rửa, có thể từ vài phút đến vài chục phút. Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun (áp suất 2 – 3 at). Nước rửa phải là nước sạch, lạnh. Thời gian rửa càng nhanh càng tốt. Để nước rửa ít bị nhiễm bẩn người ta dùng nước chảy liên tục trên các bể. Thông số công nghệ: Thời gian ngâm: từ vài phút đến vài chục phút Áp suất tia nước: 2 – 3 at. 4.2. Chần Mục đích: Chuẩn bị cho quá trình nghiền vì nó sẽ làm mềm sản phẩm. Bảo quản: tiêu diệt một phần vi sinh vật trên bề mặt vỏ táo, vô hoạt các enzyme trong nguyên liệu. Hoàn thiện: hạn chế sự xuất hiện màu mùi không thích hợp cho sản phẩm Chần là một quá trình xử lý nguyên liệu ở nhiệt độ cao sử dụng nước nóng hoặc hơi nước. Quá trình này thường chia làm ba giai đoạn: gia nhiệt nguyên liệu đến nhiệt độ chần, giữ nguyên liệu ở nhiệt độ chần trong một khoảng thời gian xác định, làm nguội nhanh nguyên liệu hoặc chuyển sang quá trình kế tiếp. Trong táo đối tượng mình cần quan tâm chính là enzyme polyphenoloxidase và peroxydase sẽ ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu. Các biến đổi chính: Vật lý: hình dạng nguyên liệu thay đổi, giảm khối lượng và thể tích. Hóa sinh: nhiệt độ tăng làm thúc đẩy các phản ứng hóa học, làm tổn thất vitamin C. Hóa lý: sự bốc hơi nước, chất màu, tinh bột bị hồ hóa, các phân tử protein hòa tan sẽ đông tụ, đuổi bớt khí ra khỏi gian bào thuận lợi cho quá trình ép. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 36 Sinh học: nhiệt độ của quá trình chần có thể ức chế hoặc tiêu diệt một phần vi sinh vật. Hóa sinh: vô hoạt hệ enzyme trong táo. Cách thực hiện: Sử dụng thiết bị chần sử dụng hơi nước theo giải pháp IQB (Individual Quick Blaching). Đầu tiên, táo sẽ được nạp vào thiết bị nâng rồi đưa vào vùng gia nhiệt. Thiết bị nâng được thiết kế gắn liền với đường hầm đường hầm gia nhiệt nhằm giảm tổn thất nhiệt. Trong đường hầm gia nhiệt, nguyên liệu sẽ được xếp thành một lớp trên băng lưới tải và đi vào thiết bị nâng kế tiếp. Thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị nâng chính là thời gian chần. Sau cùng, nguyên liệu được vận chuyển vào đường hầm làm nguội. Người ta phun nước vào không khí lạnh tạo sương mù đề làm nguội sản phẩm. Điều đó sẽ hạn chế sự mất nước của trong nguyên liệu táo sau khi chần, đồng thời giảm lượng nước thải. Sử dụng thiết bị này sẽ cho phép tiêu diệt toàn bộ hệ enzyme trong táo nguyên liệu, đồng thời hạn chế sự tổn thất dinh dưỡng cao nhất. Theo Fellows (2000) cho rằng hàm lượng vitamin C trong nguyên liệu sau khi chần có thể còn 76 – 85 % so với ban đầu. Thiết bị: Hình 4: Thiết bị chần IQB Thông số: Nhiệt độ hơi chần: 100 0C Thời gian: 5 – 10 phút. 4.3. Nghiền : Mục đích: Làm giảm kích thước của táo, phá vỡ tế bào làm cho dịch chiết tiết ra nhiều hơn, tăng hiệu suất của quá trình, chuẩn bị cho quá trình ép. Càng nhiều tế bào bị tác động thì hiệu quả quá trình nghiền càng cao. Các biến đổi chính: Vật lý: kích thước của nguyên liệu giảm, diện tích bề mặt riêng tăng. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 37 Hóa học: khi nghiền nguyên liệu sẽ giải phóng vitamin, nên sẽ xảy ra các phản ứng hóa học do tiếp xúc với oxy. Hóa lý: do diện tích bề mặt riêng tăng lên nên tốc độ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi của các cấu tử dễ bay hơi tăng lên đặc biệt là là có sinh ra nhiệt trong quá trình nghiền, nên mùi của sản phẩm sẽ bị giảm đi. Hóa sinh: phản ứng oxy hóa được xúc tác bởi enzyme diễn ra nhanh hơn do tiếp xúc với oxy nhiều hơn. Sinh học: khi nghiền có thể tiêu diệt vi sinh vật nhưng không đáng kể. Tuy nhiên sau khi nghiền thì diện tích bề mặt riêng tăng lên, chất dinh dưỡng được chiết ra nhiều, nên đây là điều kiện để vi sinh vật phát triển. Yêu cầu: nghiền càng nhỏ thì càng tốt, vì thuận tiện cho việc thu được nhiều dịch ép, tuy nhiên nếu nghiền quá nhỏ hay quá lớn cũng sẽ ảnh hưởng không tốt đến quá trình ép. Nếu kích thước quá lớn thì hiệu suất sẽ không cao, còn quá mịn sẽ làm cho quá trình ép khó hơn do mất đi tính xốp của vật liệu, không tạo thành rãnh để thoát nước nên cũng làm giảm hiệu suất quá trình ép. Phương thức thực hiện: Để nghiền táo nói riêng và các sản phẩm khác nói chung, ta vẫn dùng các tác động cơ học để làm nhỏ kích thước của táo. Và thường sử dụng lưỡi dao hoặc búa ( máy nghiền búa) để thực hiện quá trình. Thiết bị nghiền sử dụng là thiết bị nghiền đĩa. Thông số công nghệ: Kích thước nguyên liệu sau khi nghiền < 0.8 mm. 4.4. Ủ Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép tạo điều kiện thuận lợi cho enzyme hoạt động. Các biến đổi chính Hóa sinh: các phản ứng xúc tác bởi bởi enzyme diễn ra như phản ứng thủy phân pectin và cellulose để tạo có thể thu được dịch ép nhiều hơn. Hóa học: nhiệt độ tăng có thể làm mất mát một phần các chất dinh dưỡng nhưng không đáng kể. Các phản ứng khác không đáng kể. Yêu cầu: nhiệt độ phải vừa phải, đủ để hoạt hóa cho enyme hoạt động, nhưng không làm thay đổi thành phần cũng như là tính chất của các chất trong táo chẳng hạn như không làm mất vitamin, bay hơi nước. Phương thức thực hiện: Cho nguyên liệu sau khi nghiền vào bồn ủ. Bồn ủ là một bình hình trụ đứng, có vỏ áo bên trong có các cánh khấy, do sản phẩm sau khi nghiền thì rất nhớt, do đó muốn gia nhiệt ta cần sử dụng hơi nước sục khí vào bình kết hợp với lượng nước đi bên ngoài vỏ áo để điều chỉnh nhiệt độ dao động từ 45 – 55 0C. Tốt nhất là giữ ở 50 0C, đây nhiệt độ tối thích cho chế phẩm enzyme cần bổ sung này. Thông số công nghệ Nhiệt độ 500C. Thời gian: 1 h. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 38 Hàm lượng enzyme bổ sung từ 2-8% dịch ép. Dịch sau khi đã được ủ ta đưa qua thiết bị ép. 4.5. Ép Mục đích: khai thác thu dịch ép từ quả táo Các biến đổi chính: Vật lý: các chất hòa tan sẽ đi vào trong dịch chiết làm tăng nồng độ, nguyên liệu sẽ giảm thể tích. Kích thước hạt nguyên liệu giảm, nhiệt độ tăng. Các biến đổi khác hầu như không đáng kể. Yêu cầu: thu càng nhiều dịch quả càng tốt, sản phẩm dịch có thể có lẫn với thịt quả. Tuy nhiên sản phẩm nước táo là sản phẩm nước trong ,do dó, dịch ép sẽ được xử lý để làm trong nước táo ở các công đoạn sau. Quá trình ép phụ thuộc vào nhiều yếu tố như bản chất nguyên liệu như cấu trúc, khả năng đàn hồi, kích thước, độ xốp, độ nhớt của dịch ép, khả năng liên kết với các thành phần trong nguyên liệu với nhau. Phương thức thực hiện: Sử dụng thiết bị ép trục vis. Thiết bị sử dụng là thiết bị ép trục vis. Hình 5 Máy ép trục vis Cấu tạo thiết bị: Một trục vít có đường kính tăng dần và có thể quay nhờ một động cơ. Bên trong trục có cấu tạo rỗng để nước vào làm nguội. Một đầu nguyên liệu vào và một đầu bã đi ra. Bao quanh trục vít là một tấm thép có đục lỗ để dịch bào thoát ra. Bên dưới trục vít có máng hứng dịch bào. Nguyên tắc hoạt động: CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 39 Hình 6 Thiết bị ép trục vis Nguyên liệu theo máng hứng được đưa vào trong lòng ép tại đây trục vít vừa đẩy nguyên liệu đi tới đồng thời cũng tạo ra một lực ép làm dịch bào thoát ra. Nhờ tấm thép đục lỗ mà bã được giữ lại, dịch bào thoát ra có kèm theo thịt quả. Đến cuối trục vis thì bả được đẩy ra ngoài. Thông số công nghệ: Vận tốc trục vis: 200 - 250 vòng/ phút. Áp lực 150 - 200 MN/m2. Quy trình 1 4.6. Ly tâm Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc tinh được diễn ra dễ hơn vì quá trình này giúp loại bỏ những phân tử có kích thước lớn hơn, tách các chất tạo nhớt trong sản phẩm. Các biến đổi chính: Hóa lý: sự tách pha của các cấu tử trong nước quả dẫn đến độ nhớt giảm, độ đục giảm… Các biến đổi khác hầu như không đáng kể. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ly tâm: độ nhớt của pha lỏng, độ chênh lệch khối lượng riêng, nhiệt độ, vận tốc ly tâm, bán kính ly tâm, thời gian lưu. Cách thực hiện: Thiết bị sử dụng là thiết bị ly tâm có chén xoay dạng côn: Cấu tạo thiết bị gồm một chén xoay dạng côn quay quanh một trục thẳng đứng. Tất cả được đặt trong vỏ cố định. Nguyên liệu đi vào đáy của chén xoay. Dưới tác dụng của lực ly tâm, các huyền phù sẽ di chuyển vào trong chén xoay và bám trên đó. Phần dung dịch sẽ di chuyển lên phía trên và chảy ra ngoài. Khi bã dày, thiết bị được ngừng hoạt động, lớp bã được tách ra bằng dao và thả CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 40 ra ngoài bằng cửa xả đáy của chén xoay. Để tháo bã liên tục, chén xoay được khoét lỗ ( từ 2 – 24 lỗ) với đường kính từ 0.75 – 2 mm. Tốc độ:6000-6500 vòng/ phút. 4.7. Tách tanin Trước khi tách tanin ta tiến hành xử lý enzyme. Để xử lý enzyme có hay cách là bằng phương pháp giữ nóng ở nhiệt đôk 54 0C, trong từ 1 đến 2 giờ. Nếu xử lý bằng phương pháp lạnh thì giữ ở 20 0C trong 6 – 8 giờ. Sau đó mới tiến hành quá trình xử lý tanin. Mục đích: hoàn thiện sản phẩm vì nó giúp tách tanin một trong những chất nếu như bị oxy hóa sẽ ảnh hưởng đến màu của sản phẩm. Các biến đổi: Hóa lý: hợp chất tanin bị keo tụ bởi gelatin tách ra khỏi sản phẩm. Các biến đổi khác hầu như không đáng kể Cách thực hiện: Bổ sung gelatin và dịch ép táo sau khi ly tâm vào thiết bị bình trung gian làm bằng thép không rỉ. Sau đó để yên để quá trình keo tụ diễn ra. Các thông số 35 g tanin và 126g gelatin vào 380 L dịch ép táo trong 10 phút. 4.8. Lọc tinh Mục đích: hoàn thiện sản phẩm vì các cấu tử lơ lửng sẽ bị hấp phụ Các biến đổi: Vật lý: độ trong sản phẩm tăng lên đáng kể và độ tinh sạch cao. Các biến đổi khác không đáng kể. Cách thực hiện: Ta sẽ bổ sung bentonite vào cùng với quá trình lọc. Với diện tích bề mặt rất lớn, bentonite có thể hấp phụ tanin và protein-tanin trong dịch quả mà không tách được bằng các phương pháp thường khác. Ta sẽ cho lượng bentonite hòa tan vào dịch quả, sau đó cho đi qua thiết bị lọc. dịch lọc sẽ được hoàn lưu đến khi nào thu được dịch quả trong thì được. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 41 Thaïch baøo Thiết bị sử dụng: Hình7: thiết bị lọc Quy trình 2 4.9. Ổn định Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc được diễn ra tốt, tách pectin ra khỏi sản phẩm làm giảm độ nhớt cho sản phẩm. Các biến đổi: Vật lý: độ nhớt dung dịch giảm do pectin đã được thủy phân. Cách thực hiện: cho toàn bộ dịch ép vào bình ổn định là một thùng hình trụ làm bằng thép không rỉ, có vỏ áo và các cảm biến nhiệt độ. Sau đó, ta bổ sung chế phẩm enzyme pectinase 62L hoặc pectinase 444L. Thiết bị: bồn ổn định Thông số nhiệt độ: 50 0C 4.10. Lọc thô Mục đích: chuẩn bị cho quá trình lọc membrane diễn ra dễ dàng hơn. Khai thác vì nó giữ lại những tạp chất và cho những cấu tử cần thiết để tạo nên sản phẩm. Các biến đổi: Vật lý: độ trong tăng dần. Hóa lý: một số cấu tử dễ bay hơi như chất mùi sẽ bị bay hơi. Các quá trình khác không đáng kể. Yêu cầu: − Nước quả ép có chứa các thành phần cặn từ thịt quả và các kết tủa thô. Phần cặn này có thể lọc bỏ bằng cách lọc sơ bộ qua lớp vải lọc. Lớp vải lọc càng dày, lượng cặn bị loại càng nhiều. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 42 Thaïch baøo Cách thực hiện: nước quả thường lọc ở áp suất không đổi và thấp (2.7 - 4.9x105 N/m2). Nếu áp suất trên 4.9x104 N/m2 (0.5at) thì các cặn hữu cơ sẽ bị kết lại làm tắc bản lọc. Để tạo ra áp suất, người ta bơm nước quả vào máy lọc hay đặt thùng chứa nước quả cao hơn máy lọc 3-4 m. Hình 8: Thiết bị lọc 4.11. Lọc membrane Phân riêng bằng membrane là quá trình tách các cấu tử có phân lượng khác nhau nhưng cùng hòa tan trong cùng một pha lỏng hoặc tách các cấu tử rắn có kích thước rất nhỏ ra khỏi pha lỏng hoặc pha khí. Khi ta bơm dung dịch nguyên liệu vào thiết bị membrane, một số cấu tử có phân tử lượng nhỏ sẽ đi qua membrane còn các cấu tử có phân tử lượng lớn sẽ bị giữ lại trên bề mặt membrane. Quá trình phân riêng bằng membrane sẽ cho 2 dòng sản phẩm: Dòng sản phẩm đi qua membrane được gọi là permeate Dòng sản phẩm không qua membrane được gọi là retentate Mục đích: hòan thiện: làm trong sản phẩm vì các cấu tử protein, cải thiện độ trong dòng sản phẩm permeate. Các biến đổi chính: Vật lý: dòng permeate sau khi qua màn sẽ giảm độ nhớt, độ đục… Hóa sinh và sinh học: vi sinh vật bị giữ lại trên màng. Thiết bị sử dụng: màng lọc UF Phương thức thực hiện: Cơ chế của quá trình phân riêng bằng membrane là dưới tác động của các yếu tố như áp lực, CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 43 điện trường thì các cấu tử có đường kính nhỏ hơn đường kính mao quản của membrane sẽ đi qua membrane và được gọi là dòng permeate, còn các cấu tử không đi quan membrane được gọi là dòng retentate. 4.12. Phối trộn: Mục đích công nghệ: chế biến. quá trình phối trộn sẽ điều chỉnh thành phần hóa học của sản phẩm Các biến đổi: Nguyên liệu chính sẽ được phối trọn với nguyên liệu phụ, phụ gia; do đó thành phần hóa học của hỗn hợp sau khi phối trộn sẽ thay đổi so với nguyên liệu ban đầu. Thiết bị: nồi 2 vỏ, gia nhiệt bằng hơi nước có cánh khuấy, xả liệu ở đáy nồi. Nguyên liệu nước táo được phối trộn với syrup đường. Các phụ gia khác cũng được hòa tan thành dung dịch rồi bơm định lượng vào thiết bị phối trộn. Thành phần: Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thường bị oxi hóa thành flobafen có màu đen. Để tránh hiện tượng này, người ta pha chế thêm chất chống oxi hóa mà thƣờng dùng nhất là acid ascorbic (vit C). Vit C vừa có tác dụng ổn định màu sắc, vừa tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. Acid citric đạt pH = 3.7, bổ Ngoài ra còn bổ sung thêm màu thực phẩm để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, đồng thời giúp sản phẩm không bị nhạt màu trong quá trình bảo quản. Đối với chất màu, hương liệu, chất ức chế vi sinh vật… chúng ta cũng thực hiện tương tự như trên. Mỗi thành phần nguyên liệu sẽ đuợc chuẩn bị trong một thiết bị riêng. Cần lưu ý là khi sử dụng chất màu dạng bột, người ta sẽ hòa tan vào nước để tạo thành dung dịch màu có nồng độ dao động trong khoảng 20 – 50%. Thông thường, tổng thể tích các dung dịch acid, chất màu, hƣơng liệu, chất ức chế vi sinh vật chiếm xấp xỉ 8% tổng thể tích của syrup thành phẩm. Các bước thực hiện: Quá trình pha chế đƣợc bắt đầu bằng việc bơm syrup nguyên liệu vào thiết bị. Tiếp theo, cho cánh khuấy hoạt động, người ta lần lượt bổ sung thêm nước, các dung dịch acid, chất màu, chất ức chế vi sinh vật và hương liệu vào. Sự khuấy trộn được thực hiện cho đến khi thu được một hỗn hợp đồng nhất. Sau cùng, người ta sẽ lấy mẫu syrup thành phẩm để tiến hành kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng. Trong nhóm chỉ tiêu hóa lý, quan trọng nhất là nồng độ chất khô, giá trị pH hoặc độ chua. Thông thường, nồng độ chất khô của syrup thành phẩm dao động trong khoảng 32 - 45% (W/W). Về cảm quan, người ta đánh giá sơ bộ độ trong, màu sắc, mùi của syrup thành phẩm. 4.13. Bài khí Mục đích: hòan thiện Loại hết khí bao gồm khí hoà tan trong quá trình chế biến, trong tế bào rau quả, trong khoảng trống của bao bì. Để giữ hương vị, màu sắc và các vitamin, nước quả cần được bài khí, bằng cách nhiệt hoặc bằng cách hút chân không. Người ta chỉ có thể bài khí nhiệt đối với nước quả thanh trùng, vì nếu đun nóng nhiều lần quá thì nước quả bị biến màu và có vị nấu do xảy ra phản ứng melanoidin. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 44 Tác dụng: Tăng hệ số truyền nhiệt, giúp tiệt trùng UHT tốt hơn. Loại bỏ mùi lạ trong sản phẩm. Hạn chế quá trình oxi hoá. Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ hỗn hợp: nhiệt độ càng cao, các chất khí ở dạng phân tán hoà tan và các cấu tử dễ bay hơi càng dễ thoát ra khỏi hỗn hợp. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra 1 biến đổi không có lợi ảnh hưởng xấu đến chất lƣợng sản phẩm như 1 số vitamin bị phân hủy, đặc biệt là vitamin C có trong nguyên liệu… Áp lực chân không: nếu áp lực chân không quá lớn, một phần hơi nước ngƣng tụ sẽ bị tách theo các khí, là chi phí năng lượng tăng. Cách thực hiện: Dùng nhiệt, kết hợp hút chân không bằng bơm chân không. Còn khí và các cấu tử không ngưng tụ sẽ được bơm chân không hút thải ra ngoài. Hình 9: Sơ đồ thiết bị bài khí APV 1. thùng chứa 2. bình bài khí 3. vòi phun 4. thiết bị trao đổi nhiệt 5. ống ruột gà CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 45 4.14. Tiệt trùng UHT Mục đích: tiêu diệt toàn bộ vi sinh vật (ở dạng tế bào sinh dưỡng hoặc bào tử) và ức chế không thuận nghịch các enzyme trong thực phẩm. phương thức tiệt trùng nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn đảm bảo cho sản phẩm không bị biến đổi màu, mùi (sẫm màu, cò mùi nấu) Các biến đổi chính: - Sinh học: tiêu diệt vi sinh vật Yêu cầu: xác suất tối đa cho phép của số vsv torng mẫu sau qua trình xử lý nhiệt là 10-3 - Hóa lý: sự bốc hơi nước, các chất dễ bay hơi - Vật lý: sự thay đổi thể tích, tỉ trọng. - Hóa sinh: emzym mất hoạt tính Phương thức thực hiện: Sử dụng thiết bị tiệt trùng dạng bảng mỏng Thiết bị sử dụng là Thiết bị truyền nhiệt bản mỏng có tấm lót APV Nhiệt độ tiệt trùng: 143oC, thời gian: 6 giây Cấu tạo thiết bị: Hình 10 Thiết bị tiệt trùng UHT bằng bản mỏng có tấm lót APV Vật liệu: Tấm bản mỏng: AISI 316, AISI 304, Titanium và hầu hết các hợp kim. Các tấm đệm: NBR per, EPDM, FKM và những loại khác. Khung: thép không gỉ hoặc thép cacbon. Các ưu điểm: CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 46 *Các thiết kế bền và chắc. *Chống sốc nhiệt. *Kết dính các tấm đệm rời. *Có khả năng kết hợp các loại chất liệu đệm khác nhau cho các giải pháp hiệu quả về chi phí. *Dễ dàng vệ sinh. 4.15. Rót và bao gói Mục đích công nghệ: hoàn thiện sản phẩm, phân chia vào các hộp, tạo ra các đơn vị sản phẩm Cách thực hiện: Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của xí nghiệp sản xuất, sau đó được ghép cùng với vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phải có hàn ghép mí thân) Trước khi chiết rót, cuộn nguyên liệu bao bì được tiệt trùng bằng H2O2, loại H2O2 và được sấy khô trong phòng kín vô trùng, sau đó được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy. Sau đó dịch thực phẩm được rót định lượng vào hộp, bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc. Hộp sản phẩm được dòng nước phun làm sạch chất lỏng dính ở các đầu mối hàn và đáy, sau được thổi không khí nóng để khô hộp. Hình 11: Các loại mối ghép mí thân của hộp giấy tetrabrik và phương pháp đóng thức uống vào bao bì CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 47 4.16. So sánh hai qui trình: Bảng 15: So sánh 2 quy trình công nghệ sản xuất nước táo Chỉ tiêu so sánh Quy trình 1 Qui trình 2 Thời gian sản xuất (tính trên 1 đơn vị sản phẩm) Ngắn hơn Dài hơn Năng lượng Tùy theo trường hợp mới đưa ra so sánh cụ thể Khả năng tự động hóa Thấp hơn cao Chi phí thiết bị Ít đắt hơn Đắt tiền hơn Lượng sản phẩm thu hồi Ít hơn Nhiều hơn Độ ổn định của sản phẩm Thấp hơn Cao hơn Tổn thất dinh dưỡng Nhiều hơn Ít hơn CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 48 5. SẢN PHẨM Hình 12 Các sản phẩm nước táo đóng hộp giấy CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 49 Thành phần dinh dưỡng: Các chỉ tiêu chất lượng • Chỉ tiêu về cảm quan: sản phẩm có hương vị màu sắc đặc trưng của táo. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 50 Bảng 16: Các chỉ tiêu cảm quan của nước táo Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1. Màu sắc Đặc trưng cho nước táo 2. Mùi Thơm đặc trưng của nguyên liệu, không có mùi lạ 3. Vị có hoặc không có vị ngọt, không có vị lạ 4. Trạng thái Trong, không vẩn đục • Chỉ tiêu về hóa lí: Độ Brix: 10-14 pH: 4-5 Bảng 17: Giới hạn tối đa hàm lượng kim loại nặng của đồ uống pha chế sẵn không cồn Tên kim loại Giới hạn tối đa (mg/l) 1. Asen (As) 0,1 2. Chì (Pb) 0,2 3. Thuỷ ngân (Hg) 0,05 4. Cadimi (Cd) 1,0 • Chỉ tiêu vi sinh vật : tổng số vi khuẩn hiếu khí, tổng số nấm men - nấm mốc, E.coli….(quan trọng nhất là E.coli) không được chứa vi sinh vật gây thối hỏng trong điều kiện bảo quản thông thường. Các chỉ tiêu vi sinh vật của đồ uống pha chế sẵn không cồn được quy định trong bảng 4. Bảng 18: Các chỉ tiêu vi sinh vật của đồ uống pha chế sẵn không cồn Chỉ tiêu Giới hạn tối đa 1. Tổng số vi sinh vật hiếu khí, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 10 2 2. E.Coli, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 3. Coliforms, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 10 4. Cl. perfringens, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 5. Streptococci faecal, số vi khuẩn trong 1 ml sản phẩm 0 6. Tổng số nấm men - nấm mốc, số khuẩn lạc trong 1 ml sản phẩm 10 CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 51 6. THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ 6.1. Tăng hiệu suất ép bằng vi sóng Dịch ép táo được gia nhiệt ở 40,50,60,70oC tại bướs sóng 2450MhZ VÀ 1500W. Hiệu suất ép tăng khi dịch táo đưọc gia nhiệt trước khi ép. Trái táo có hàm lượng phenolic cao,có lợi cho việc chống lạo bệnh ung thư và tim mạch. Tuy nhiên nồng độ cách chất phenolic và flavonoid taị giảm đáng kể sau quá trình sản xuất nước ép.Ví dụ sau dich ép chỉ có 9.9-12.7mg/100mg flavonol có mặt trong táo xuất hiện trong dịch ép. Xử lý bằng nhiệt và enzyme để tăng hiệu suất, nồng độ chất phenolic và chất lượng nuớc ép. Ủ nước táo ép ở 40oC trong 4h tăng hàm lượng phenolic lên 50mg/100mg. Tuy nhiên, muì dịch ép lại trở nên đắng hơn. Gia nhiệt bẳng hơi cho táo đã đưọc nghiền ở 70oC trong15-20 giây kiểm soát enyme hoá nâu và ổn định “cloudiness”và giảm nồng độ chất khô cuả dịch ép, nhưng thiết bị mằc tiền và chỉ dùng cho sản xuất nước táo cô đặc và sản phẩm đáng hơn. Dùng enzyme trong sản xuát dịch ép làm tăng hiệu suất và tăng chất lượng sản phẩm nhưng dùng chế phẩm enzyme không tăng hàm lương phenolic Để tăng hàm lượng phenolic có lợi cho sức khoẻ thì dùng năng lượg vi sóng. Ưu điểm cuả vi sóng là tăng nhiệt độ chất rắn lên từ từ và vô hoật enzyme nhanh hơn và hạn chế hóa nâu. Một nghiên cưú sản xuất nước táo dùng 2450MhZ và công suất 1500W trong 4 phút ,7.1 phút ,10.9 phút, 16.2 phút là thông số tối ưu cho nhiệt độ khối ở 10,50,60,70oC. Dịch ép sau khi thanh trùng đưọc đóng chai và làm lạnh về 4oC cho đến khi phân tích. Phân tích tổng phenolic và flavonoid : cả nước ép tươi và nước ép đã thanh trùng đem lạnh đông ở -10oC và sau đó làm tan đông để sử dụng toàn bộ lưộng phenolic và flavonoid. Tổng lượng phenolic đưọc xác định: 1ml cider loảng(3ml cider/25 ml nước cất) cho vào bình 25 ml. Thêm nước cất để thể tích tổng 5ml. Thêm 1ml thuốc thử Folin-coicalteau. Sau 6 phút ,10ml Na2CO3 (7g/100ml nước cất )và dung dịch được pha loãng với nước cất sao cho tổng thể tích là 25ml. Sau 1.5h,đo bức xạ ở 750nm dùng 2 chùm hạt quyang phổ kế UV. Tổng lượng Flavonoid đưọc xác định: 1ml cuả cider loãng (5ml cider/25ml nước cấ) cho vào bình 10ml. Nước cất đưọc thêm vào để tăng thể tích lên 5ml.sai đó thêm o.3 ml NaNO2(5G/10O ml nước cất). Sau 5 phút,0.3 ml ALCL3(10g/100ml nước cất) thêm vào. Sau 6 phút,2ml dung dịch NaOH 1N thêm vào và dung dịc đưọc pha loãng với tổng thể tích là 10ml.sau đó đo bức xạ ở 510nm dùng quang phổ UV. Kết quả: tổng hàm lượng phenolic và flavanoid đều tăng với xử lý nhiệt.(lượg phenolic trong tao FUJI và McIntosh tăng 41 và 65mg/100ml).hiệu suất cuả quá trình ép cũng tăng CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 52 6.2. Thanh trùng bằng vi sóng Dùng vi sóng để thanh trùng và tăng thời hạn sử dụng. Kỹ thuật này cho phép giảm thời gian làm ấm và bảo quản tính chất cảm quan tự nhiên cuả nước ép. Phuơng pháp: Chuẩn bị nước ép thô: 5kg táo nghiền trong 30 phút,thêm 0.45g RAPIDADSE PRESS thêm vào và để ở nhiệt độ phòng (18oC)trong 20 phút. Sau đó được ép, gia nhiệt ở 85oC trong 2 phút.Dịch ép được làm trong với 0.102ml/l pectinase và 0.036mL/l amylase trong 1h ở 530C và khuấy 270v/phut. Sau đó thêm 3 chất trợ lọc: 0.195 than hoạt tính/l,0.115 gelatin/l, 0.018g bentonie/l, lắc trong 1 h với 270v/ph. Sau khi lắng cặn, đem lọc và đo độ Brix, pH, lượng acid(% acid malic ). Xác định bởi chuẩn độ bằng NaOH 0.1N, đo độ trong suốt. Dùng 2450 Mhz Samsung đưọc dùng trong các thí nghiệm. Mẫu đưọc xử lý ở 900,720,450,270 W trong khoảng thời gain 40-90s. Dùng ANOVA để đánh giá kết quả Kết quả: Số lượng E.coli giảm nhiều ở 900w và 720W trong 60và 90s.ở 900W : D-value=0.42+-0.03 phút,ở 720W: 0.48+-20.1 phút(vo91i nhiệt độ nhiệt độ tương ứng là 70.3+-2.10C và 76.2+-1.9. CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 53 CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 54 6.3. Thanh trùng nước ép trái cây bằng điện trường cao áp PEF(pulsed electric field)đây là một phương pháp khác trong bảo quản nước ép trái cây. Mục đích của công nghệ này là vô hoạt vi sinh vật và hoạt tính enzyme và làm tăng thời gian sử dụng của thực phẩm và không có những ảnh hưởng không mong muốn khi dùng nhiệt và hóa chất. Kĩ thuật PEFdựa trên lí thuyết sử dụng điện trường ngoài để phá vỡ ổn định màng tế bào CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 55 Kĩ thuật PEF dùng điện thế cao từ 20-80kv/cm trong thời gian ngắn ms. Cơ chế vô hoạt bởi PEF dựa trên đánh thủng điện môi của màng tế bào điện trường ngoài có một điện thế rất lớn so với điện thế của tế bào ,khi vượt qua gía trị giới hạn tế bào sẽ bị “gãy”(giá trị tới hạn điện thế của nhiều màng tế bào :0.7-1.1. Màng tế bào được ví như tụ điện fill vật liệu cách điện Điện tích tự do có thể tích điện ở hai bên bề mặt màng. Những điện tích có thể xuất hiện bằng cách dùng điện trường ngoài và tăng các điện thế khác nhau qua màng. Điện tích ở hai bên màng tế bào được tích trái dấu và hút lẫn nhau dẫn đền ép màng làm giảm bề dày của màng. Tế bào bị gãy khi lực ép lớn hơn lực đàn hồi và nó xảy ra khi điện áp đánh thủng tới hạn bằng tăng độ lớn điện trường ngoài ảnh hưởng của PEF với vi sinh vật CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 56 Nấm men thì nhạy cảm hơn vi khuẩn .Vi khuẩn Gram Âm nhạy cảm hơn Ảnh hưởng của PEF đối vơí enzyme: ít có thông tin CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 57 Ảnh hưởng của PEF đối với chất lượng thực phẩm: gây ra ít biến đổi chất lượng hơn so với quá trình thanh trùng bằng nhiệt thông thường. Lưư ý thực phẩm phải bài khí trước khi dùng PEF bởi điện môi đánh thủng thường gây ra bởi bong bong1 khí (do diện trường được tặng thêm trong bong bong. Phương pháp PEF làm tổn thất protein và vitamin C ít hơn qúa trình nhiệt. Và nước ép có màu tự nhiện hơn.ví dụ trong quá trình sản xuất nước cam ép thì hợp chât1 màu bị mất ở 30kv/cm trong 240-480 s là 3-9% so với qúa trình nhiệt là 22%. ` CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 58 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Lê Văn Việt Mẫn, Lại Quốc Đạt, Nguyễn Thị Hiền, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Trần Thị Thu Trà, Công Nghệ Chế Biến Thực Phẩm, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2010, 1019tr. [2.] Tôn Nữ Minh Nguyệt, Lê Văn Việt Mẫn, Trần Thị Thu Trà, Công Nghệ Chế Biến Rau Trái, Tập 1, Nguyên Liệu Và Công Nghệ Bảo Quản Sau Thu Hoạch, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2008, 580tr. [3]. Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Ngô Mỹ Văn, Kỹ thuật sản xuất rau quả, NXB Thanh Niên, 2000, 423tr. [4]. Nguyễn Thị Hiền, Lại Quốc Đạt, Lê Văn Việt Mẫn, Nguyễn Thị Nguyên, Trần Thị Thu Trà, Tôn Nữ Minh Nguyệt, Thí Nghiệm Công Nghệ Thực Phẩm- Bài 5: Công Nghệ Sản Xuất Nước Quả Trong, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2007. [5]. Đống Thị Anh Đào, Kĩ Thuật Bao Bì Thực Phẩm, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2008. [6]. Diane M. Barrett, Laszlo Somogyi, Hosahalli Ramaswamy, Processing Fruit-Science And Technology, 2nd edition, CRC Press, USA, 2005, 841p. [7]. Fellows P.J, Food Processing Technology- Principles And Practice, 2nd Edition, CRC Press, USA, 2000, 575p. [8]. George D.Saravacos, Athanasios E.Kostaropoutos, Handbook Of Food Processing Equipment, Kluwer Academic Plenum Publishers, NY, 2002, 698p. [9]. R.C. Chandan, S.Clark, N.Cross, J. Dobbs, W.J. Hurst, L.M.L. Nollet, E. Shimoni, N.Sinha, E.B. Smith, S.Surapat, A.Titchenal And F.Toldrá, Handbook of food manufacturing, vol. 1, John Wiley and Sons, Inc, Canada, 2007. [10]. Jorge E. Lozano, FRUIT MANUFACTURING- Scientific Basis, Engineering Properties, and Deteriorative Reactions of Technological ImportanceSpringer Science-Business Media, LLC, , 2006 [11].Các website 1. www.biocatalysts.com/pdf/datasheets/Fruit_and.../Depol_670L.pdf\ 2. www.biocatalysts.com/pdf/datasheets/Fruit_and.../Depol_44.pdf\ 3. www.biocatalysts.com/pdf/datasheets/Fruit_and.../Cellulase_13L.pdf 4. ww.biocatalysts.com/pdf/datasheets/Fruit_and.../Pectinase_62L.pdf 5. www.biocatalysts.com/pdf/datasheets/Fruit.../Pectinase_444L.pdf 6. www.fao.org/.../y2515e03.htm - 7. www.fao.org/.../y1390e0n.htm 8. www.or-tec.com/belt_press.htm CN CHẾ BIẾN THỰC PHẪM- NƯỚC TÁO ĐÓNG HỘP GIẤY GVHD: PGS.TS LÊ VĂN VIỆT MẪN Trang 59 9. www.satake.com.au/pdf/FHMA%20Hammermill-017.pdf 10. www.anhydro.com/media(94,1033)/Vetter_Screw_Press.pdf