Đề tài Công nghê chế biến nước bưởi đóng hộp

g nhƣ kéo dài thời gian bảo quản cho sản phẩm nƣớc bƣởi ép, đồng thời cũng tìm cách hạ giá thành cho sản phẩm. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 5 CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG 1. Sơ lƣợc về đồ hộp nƣớc quả 2. Yêu cầu nguyên liệu trong sản xuất nƣớc quả 3. Bảo quản nƣớc quả 4. Các dạng hƣ hỏng trong đồ hộp nƣớc quả Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 6 1. SƠ LƢỢC VỀ ĐỒ HỘP NƢỚC QUẢ: Nƣớc quả là nƣớc đƣợc chiết từ dịch quả, có giá trị dinh dƣỡng cao do đây là nơi tập trung các thành phần nhƣ glucid, acid hữu cơ, vitamin. Ngƣời ta có thể phân loại nƣớc quả theo nhiều cách:  Dựa vào quy mô chế biến  Nƣớc uống trái cây quy mô gia đình: nƣớc uống trái cây ở quy mô gia đình là thức uống nhằm cung cấp một nguồn các chất dinh dƣỡng cần thiết cho cơ thể nhƣ vitamin, khoáng, đƣờng…Ngoài mục đích dinh dƣỡng, nƣớc trái cây còn có tác dụng thanh nhiệt, giải khát, tiêu hoá thức ăn, khai vị, lợi tiểu. Chủ yếu dùng cho giải khát mùa hè, tiêu hoá không tốt……. Hình 1: Một số loại nƣớc quả từ cà chua, cam, ổi, nho. Hình 2: Một số loại nƣớc quả từ carrot, táo, kiwi, lựu. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 7 Hình 3: Một số thiết bị chế biến nƣớc quả gia đình.  Nƣớc uống trái cây quy mô công nghiệp : Cũng nhƣ nƣớc trái cây quy mô gia đình, sản xuất nƣớc trái cây quy mô công nghiệp với mục đích giải khát, dinh dƣỡng và chữa bệnh. Tuy nhiên về mặt dinh dƣỡng thì thấp hơn do trong quá trình chế biến, một số chất dinh dƣỡng đã mất đi nên nó đƣợc dùng chủ yếu với mục đích giải khát. Nƣớc trái cây đóng hộp rất tiện lợi, thích hợp cho cuộc sống bận rộn ngày nay. Ƣu điểm:  Thuận tiện, tiết kiệm thời gian cho ngƣời sử dụng.  Thích hợp cho nhiều đối tƣợng.  Giá thành tƣơng đối rẻ.  Hình thức đa dạng, sinh động hấp dẫn.  Tùy theo hƣớng đối tƣợng khách hàng.  Màu sắc, hƣơng vị lôi cuốn. Hình 4: Các loại nƣớc quả quy mô công nghiệp  Dựa vào phương pháp chế biến:  Nƣớc quả tự nhiên: là sản phẩm đƣợc chế biến từ một loại quả không pha thêm đƣờng hoặc bất cứ phụ gia nào.  Nƣớc quả hỗn hợp: là sản phẩm đƣợc chế biến từ 2 hay nhiều loại quả pha trộn với nhau. Lƣợng nƣớc quả pha thêm không quá 35% so với nƣớc quả chính.  Nƣớc quả pha đƣờng: là sản phẩm đƣợc chế biến bằng cách pha thêm đƣờng để tăng độ ngọt cho sản phẩm. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 8 TRAÙI CAÂY CHUAÅN BÒ NGHIEÀN, CHAØ GOÏT SÖÛA RÖÛA, PHAÂN LOAÏI NGHIEÀN, CHAØ THANH TRUØNG BAO GOÙI BAÛO QUAÛN PUREE AXIT HÖÕU CÔ BAØI KHÍ PHOÁI CHEÁ THANH TRUØNG ÑOÀNG HOÙA BAO GOÙI BAÛO QUAÛN NECTAR NÖÔÙC ÑÖÔØNG AXIT HÖÕU CÔ LOÏC THOÂ BAØI KHÍ THANH TRUØNG ÑOÀNG HOÙA BAO GOÙI BAÛO QUAÛN NÖÔÙC EÙP ÑUÏC XIROÂ ÑÖÔØNG XÖÛ LYÙ ENZYM LOÏC TRIEÄT ÑEÅ THANH TRUØNG BAO GOÙI BAÛO QUAÛN THANH TRUØNG BAO GOÙI BAÛO QUAÛN COÂ ÑAËC NÖÔÙC COÂÑAËC PHOÁI CHEÁ THANH TRUØNG BAO GOÙI BAÛO QUAÛN XIROÂ QUAÛ NÖÔÙC EÙP TRONG  Nƣớc quả cô đặc: Chế biến bằng cách cô đặc nƣớc ép quả tự nhiên theo phƣơng pháp đun nóng (bốc hơi) hay phƣơng pháp lạnh đông (tách nƣớc đá). Nƣớc quả cô đặc có lợi đỡ tốn bao bì, kho hàng, vận chuyển và ít bị sinh vật làm hỏng.  Theo phương pháp bảo quản:  Nƣớc quả thanh trùng: là dạng sản phẩm đƣợc đóng vào bao bì kín và đƣợc thanh trùng bằng nhiệt (có thể thanh trùng trƣớc hoặc sau khi rót vào bao bì).  Nƣớc quả làm lạnh: nƣớc quả dạng này đƣợc bảo quản lạnh hoặc lạnh đông.  Nƣớc quả nạp khí CO2: là dạng nƣớc quả đƣợc nạp khí CO2 để ức chế hoạt động của vi sinh vật.  Theo trạng thái sản phẩm:  Nƣớc quả dịch trong: loại này đƣợc chế biến bằng cách tách dịch bào ra khỏi mô quả bằng phƣơng pháp ép, sau đó đƣợc lắng lọc triệt để.  Nƣớc quả dạng đục: loại này cũng đƣợc chế biến bằng cách tách dịch bào ra khỏi mô quả bằng phƣơng pháp ép, sau đó đƣợc lắng lọc 1 phần.  Nƣớc quả nghiền: dạng sản phẩm này đƣợc chế biến bằng cách nghiền mịn mô quả cùng dịch bào rồi pha thêm đƣờng, acid thực phẩm cùng 1 số phụ gia khác. Hình 5: Sơ đồ chế biến nƣớc quả Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 9 2. YÊU CẦU NGUYÊN LIỆU TRONG SẢN XUẤT NƢỚC QUẢ: Ngƣời ta thƣờng dùng nhiều chủng loại hoa quả khác nhau để chế biến nƣớc quả. Nguyên liệu cần có đủ các chất đƣờng, acid, tannin, chất thơm, chất màu và dịch quả. Các chỉ tiêu quan trọng nhất, đặc trƣng cho phẩm chất dịch quả là hàm lƣợng chất khô và độ acid. Quả dùng để chế biến nƣớc quả phải tƣơi tốt, không bầm dập, sâu thối, có độ chín thích hợp. Nếu quả chƣa đủ chín thì màng tế bào cứng, dịch bào ít, hàm lƣợng đƣờng thấp, acid cao nên chua nhiều. Quả quá chín thì mô quả mềm và bở, khi ép thịt quả kết lại không cho dịch quả thoát ra, dịch quả có nhiều bọt và khó lắng lọc. Những quả có vết rám ở ngoài vỏ không có ảnh hƣởng nhiều đến hƣơng vị của dịch quả. Kích thƣớc và hình dáng của quả cũng không ảnh hƣởng nhiều đến phẩm chất nƣớc quả. Trong cùng 1 loại rau quả, các giống khác nhau sẽ cho chất lƣợng khác nhau. Nƣớc rau quả phải đƣợc sản xuất từ giống có chất lƣợng cao nhất, tức là có hƣơng, vị, màu sắc hài hoà, đặc trƣng nhất cho loại quả. Ví dụ trong các giống cam thƣờng chọn giống Valensia là loại ngon, ít đắng để sản xuất nƣớc cam… 3. BẢO QUẢN NƢỚC QUẢ:  Thanh trùng: Thƣờng đối với các loại nƣớc quả thì yêu cầu nhiệt độ thanh trùng thƣờng không quá cao(<100oC), thời gian thanh trùng thƣờng khoảng 10-25 phút tùy loại quả.  Rót nóng: Nƣớc quả có độ acid cao nên là môi trƣờng hoạt động của nấm mốc và nấm men, do đó có thể bảo quản bằng cách rót nóng do nấm men và nấm mốc kém chịu nhiệt. Đun nóng nƣớc quả lên 90-95oC trong 30-40 giây rồi rót vào chai lọ thủy tinh lớn đã sát trùng rồi đem đóng nắp ngay. Nƣớc quả với dung tích lớn sẽ nguội chậm nên đủ để sát trùng. Nếu đóng nƣớc quả trong bao bì nhỏ thì phƣơng pháp này không hiệu quả.  Bảo quản bằng CO2: Ngƣời ta nạp khí CO2 với tỉ lệ 1.5%(so với khối lƣợng nƣớc quả) để bảo quản nƣớc quả trong thùng dự trữ lớn. Độ hòa tan của CO2 trong nƣớc quả phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nhiệt độ nƣớc quả. Nhiệt độ càng thấp, áp suất càng lớn thì độ hòa tan của CO2 càng nhiều. Nếu bảo quản nƣớc quả ở 15-20oC cần có áp suất cao thì gặp khó khăn khi thực hiện. Nếu bảo quản ở nhiệt độ quá thấp thì nƣớc quả bị đóng băng.Vì thế, tốt nhất là bảo quản nƣớc quả bằng CO2 ở 0-5 oC.  Bảo quản bằng cách lọc thanh trùng: Có thể thanh trùng nƣớc quả bằng cách lọc qua amiant - cellulose có lỗ đủ nhỏ để giữ lại vi sinh vật. Nƣớc quả qua lọc cần đóng hộp ngay trong điều kiện vô trùng.  Bảo quản bằng hóa chất:  Ngƣời ta còn bảo quản nƣớc quả bán phế phẩm bằng rƣợu etylic, natri benzoate và acid sorbic.  Sau khi pha rƣợu với tỉ lệ 25-30% (so với thể tích nƣớc quả), sau 15-25 ngày, đem gạn cặn. Lƣợng cặn còn lại trong nƣớc quả không quá 0.1%.  Natri benzoate cho vào nƣớc quả với tỉ lệ 0.1% tính theo khối lƣợng nƣớc quả còn acid sorbic chỉ cần tỉ lệ 0.05-0.1%. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 10 4. CÁC DẠNG HƢ HỎNG ĐỒ HỘP NƢỚC QUẢ: a. Hư hỏng do vi sinh vật: Các loại đồ hộp có thể bị hƣ hỏng do vi sinh vật sinh ra các chất khí, có thể gây ra phồng nắp hoặc không sinh khí, không phồng nắp nhƣng có những dấu hiệu thực phẩm bị hƣ hỏng nhƣ nƣớc vẫn đục, vữa nát, có bọt, có mùi lạ. Nguyên nhân:  Thanh trùng không đúng chế độ: Tức là thanh trùng ở nhiệt độ và thời gian chƣa đủ yêu cầu. Mỗi loại đồ hộp khi đƣa vào sản xuất đều đƣợc nghiên cứu, sử dụng một chế độ thanh trùng thích hợp.Trong điều kiện vệ sinh kém, mức độ nhiễm trùng trong sản phẩm chế biến và trong dây chuyền sản xuất cao, nếu không thay đổi chế độ thanh trùng thì coi nhƣ thanh trùng không đủ chế độ. Vì vậy, giữ vệ sinh trong sản xuất đồ hộp là 1 yêu cầu quan trọng hàng đầu.  Phương pháp làm nguội không thích hợp: Các nha bào của vi sinh vật ƣa nóng còn lại phát triển mạnh trong khoảng 50-70oC. Do đó, cần làm nguội nhanh xuống dƣới 45oC. Làm nguội nhanh còn làm sản phẩm không bị mềm nhũn vì quá nhiệt.  Mối ghép bị hở: Do cơ cấu ghép làm việc không đúng qui tắc, hoặc do mối hàn dọc bị hở hoặc do áp suất dƣ quá cao khi thanh trùng. Khi bị hở, nƣớc làm nguội là nguồn nhiễm vi sinh vật chủ yếu, còn không khí chỉ là nguồn phụ. Trong hộp hở ít thấy có nấm mốc, còn nấm men chỉ thấy khi hộp hở nhiều, mà thƣờng gặp là cầu khuẩn, vi khuẩn có nha bào hay không có nha bào. Ngƣời ta còn thấy ở đồ hộp hở có độ acid cao thì một phần lớn vi sinh vật xâm nhập vào đã bị tiêu diệt ngay.  Vi sinh vật phát triển nhiều trước khi thanh trùng: Nếu không đƣợc thực hiện đúng quy trình công nghệ, chế độ vệ sinh công nghiệp, thì sản phẩm chế biến bị nhiễm trùng nhiều. Mặc khác sau khi ghép kín, đồ hộp phải chờ đi thanh trùng quá lâu, ở nhiệt độ nóng không cao, các vi sinh vật đã phát triển làm hỏng đồ hộp trƣớc khi thanh trùng.  Bảo quản ở nhiệt độ cao: Đa số vi sinh vật phát triển ở nhiệt độ xung quanh 37oC, loại ƣa ấm lại phát triển mạnh ở nhiệt độ 23oC-38oC. Vì thế ở nhiệt độ bảo quản thƣờng dƣới 20oC. Nếu nhiệt độ trong kho bảo quản trên 21oC, đặc biệt từ 30oC trở lên sẽ kích thích sự phát triển của vi sinh vật sống sót sau khi thanh trùng dễ làm hỏng đồ hộp. b. Đồ hộp bị hư hỏng do hiện tượng hóa học: Hiện tƣợng ăn mòn lớp mạ của bao bì hộp sắt sinh ra khí hidro có thể làm cho hộp bị phồng. Hiện tƣợng phồng đó tuy không mạnh bằng do vi sinh vật nhƣng kim loại đã nhiễm khá nhiều vào sản phẩm. Các phản ứng hóa học giữa các thành phần thực phẩm, giữa thực phẩm với bao bì tạo thành các chất làm giảm phẩm chất của đồ hộp về giá trị dinh dƣỡng và cảm quan, có trƣờng hợp làm cho đồ hộp bị hƣ hỏng. c. Đồ hộp bị hư hỏng do tác dụng cơ lý: Trong các giai đoạn ghép mí, thanh trùng, bảo quản và vận chuyển, đồ hộp có thể bị hƣ hỏng do phồng, bẹp, méo và gỉ. Đồ hộp có thể bị phồng do xếp sản phẩm nguội quá dày, do bài khí không đầy đủ, do chuyên chở từ xứ lạnh sang xứ nóng, từ vùng thấp lên vùng cao. Đồ hộp bị biến dạng bẹp, méo, gỉ do thực hiện không đúng các thao tác kỹ thuật trong quá trình chế biến thanh trùng, vận chuyển, bảo quản hay sử dụng nguyên vật liệu không đúng qui cách. Đồ hộp bị hƣ hỏng do tác dụng cơ lý chỉ mất giá trị về mặt thƣơng phẩm, mà không mất giá trị dinh dƣỡng, thực phẩm không bị biến đổi, có thể chế biến lại hoặc dùng để chế biến các sản phẩm khác. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 11 CHƢƠNG 2: NGUYÊN LIỆU 1. Bƣởi 2. Nƣớc 3. Syrup 4. Khóm 5. Các chất phụ gia Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 12 1. BƢỞI: Tên khoa học: Citrus grandis Obseck Tên tiếng Anh: Pomelo Thuộc họ cam quýt Hình 6: Trái bƣởi  Nguồn gốc, phân bố: Bƣởi đƣợc trồng ở nhiều nơi trên thế giới nhƣ Trung Quốc, Ấn Độ, Tây Ban Nha, Hungari, Việt Nam…  Thành phần dinh dưỡng trong 100g bưởi: Trong bƣởi, chủ yếu là nƣớc, nƣớc chiếm tỉ lệ cao trong múi bƣởi. Do đó, bƣởi có tính chất giải khát rất tốt. Bên cạnh đó, trong phần dịch quả bƣởi còn chứa 1 lƣợng đƣờng và chất khoáng khá lớn. Bảng 1: Thành phần dinh dƣỡng trong 100g bƣởi Thành phần dinh dƣỡng Đơn vị tính Hàm lƣợng Năng lƣợng kJ 159.0 Nƣớc g 89.7 Protein g 0.2 Glucid g 7.3 Na mg 1.0 K mg 235.0 Ca mg 23.0 P mg 18.0 Fe mg 0.5 Zn mg 0.32 Beta carotene mcg 30.0 Vitamin B1 mg 0.04 Vitamin B2 mg 0.02 Vitamin PP mg 0.3 Vitamin B6 mg 0.04 Vitamin C mg 95.0  Bảo quản chế biến: Bƣởi là loại quả dễ bảo quản nên hầu nhƣ từ trƣớc nay chỉ sử dụng bƣởi ở dạng tƣơi ít qua chế biến. Tuy nhiên cũng có một số dạng chế biến từ nguyên liệu bƣởi nhƣ nƣớc giải khát từ bƣởi, bƣởi rót nƣớc đƣờng…. Chế biến các sản phẩm từ bƣởi góp phần tích cực vào việc gia tăng giá trị thƣơng phẩm cho quả bƣởi.  Bƣởi thích hợp để làm nƣớc ép đóng hộp vì:  Bƣởi là loại quả có hàm lƣợng nƣớc khá cao, khoảng 89.5%, nƣớc trong bƣởi chủ yếu là nƣớc ở dạng tự do (hơn 95%) chứa hầu hết các chất dinh dƣỡng  Đƣờng trong bƣởi chủ yếu là đƣờng fructose với một hàm lƣợng tƣơng đối cao.  Bƣởi là loại quả thuộc nhóm chua có pH < 3.5. Acid trong bƣởi cũng nhƣ các họ quả Citrus khác, chủ yếu là acid citric. Độ acid cao trong bƣởi có tác dụng tăng cƣờng khả năng diệt trùng trong sản xuất đồ hộp. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 13 Tuy nhiên trên thực tế trong bƣởi có chứa naringin và hesperidin tạo vị đắng cho nƣớc bƣởi, tập trung nhiều ở vỏ bƣởi, tuy nhiên ở các tép bƣởi và cùi bƣởi vẫn chứa naringin gây đắng cho nƣớc bƣởi nên hiện nay nƣớc bƣởi đóng hộp vẫn chƣa đƣợc sản xuất rộng rãi.  Chọn nguyên liệu:  Nguyên vẹn  Lành lặn, ko hƣ hỏng hay thối rữa  Sạch sẽ, ko thấy sự xâm nhập của vật lạ  Không bị hƣ hỏng do sinh vật gây ra  Không bị ẩm ƣớt (trừ sản phẩm đƣợc lƣu trữ trong kho lạnh)  Không có mùi hay vị lạ  Cứng, chắc  Không bị hƣ hỏng do áp suất thấp  Không có vết thâm tím. 2. NƢỚC Tiêu chuẩn nƣớc dùng trong công nghiệp thực phẩm Bảng 2: Các chỉ tiêu hóa lý của nƣớc uống ở Châu Âu (trích từ bảng quy định số 80/778/EEC) CHỈ TIÊU ĐƠN VỊ ĐO MỨC KHUYẾN CÁO MỨC CHO PHÉP Màu sắc mg/lít thang Pt-Co 1 20 Độ đục mg SiO2/lít 1 10 Mùi Độ pha loãng 0 2 (ở 12oC) 3 (ở 25oC) Vị Độ pha loãng 0 2 (ở 12oC) 3 (ở 25oC) Độ cứng tổng mg Ca2+/lít 60 Nồng độ ion H+ pH 6.5 8.5 Độ dẫn điện µs/cm (20oC) 400 Cl- mg/l 25 200 SO4 2- mg/l 25 250 NO3 - mg/l 25 50 NO2 - mg/l 0.1 NH4 + mg/l 0.05 0.5 K mg/l 20 Al mg/l 0.05 0.2 Ca mg/l 100 Mg mg/l 30 50 Na mg/l 20 150 Fe µg/l 50 200 Mn µg/l 20 50 Cu µg/l 3000 Zn µg/l 3000 F µg/l 700 Pb µg/l 50 Se µg/l 10 Hg µg/l 1 Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 14 Tổng chất khô mg/l 1500 Oxy hòa tan % Oxy bão hòa >75% Bảng 3: Chỉ tiêu vi sinh của nƣớc uống (quy định số 80/778/EEC) CHỈ TIÊU THỂ TÍCH MẪU PHÂN TÍCH (ml) MỨC KHUYẾN CÁO MỨC CAO NHẤT CHO PHÉP Phƣơng pháp đổ hộp(sử dụng membrane vi lọc) Phƣơng pháp MPN+ Tổng số vi khuẩn hiếu khí 1000 10 cfu (ở 37oC) 100 cfu (ở 27oC) Coliforms tổng số 100 0 MPN<1 Coliform phân 100 0 MPN<1 Faecal streptococci 100 0 MPN<1 Sulphite reducing clostridia 20 0 MPN<1 3. SYRUP: a. Giới thiệu về syrup đƣờng: Syrup là một dung dịch đƣờng có nồng độ chất khô cao và thƣờng dao động trong khoảng 63 65% (khối lƣợng). Trong ngành công nghiệp thức uống, syrup đƣợc xem là bán thành phẩm. Từ syrup, ngƣời 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 đƣờng saccharose hoặc từ tinh bột. Tại Việt Nam hiện nay, chúng ta sản xuất syrup từ đƣờng 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. b. Syrup đƣờng nghịch đảo: Đƣờng nghịch đảo ( invert sugar ) là hỗn hợp glucose và fructose với tỉ lệ mol 1:1. Tiến hành thủy phân đƣờng saccharose với xúc tác là acid hoặc enzyme, sản phẩm tạo thành là hỗn hợp glucose và fructose. Ƣu điểm của quá trình nghịch đảo đƣờng 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 lƣợt là 0.7 và 1.7. Hỗn hợp glucose và fructose tỉ lệ mol 1:1 sẽ có độ ngọt là 1.3. Nhƣ vậy, với cùng một nồng độ đƣờng nhƣ nhau thì syrup đƣờng nghịch đảo sẽ có độ ngọt cao hơn syrup saccharose.  Tăng hàm lượng chất khô cho syrup : Tổng lƣợng chất khô trong syrup đƣờng nghịch đảo sẽ tăng xấp xỉ 1.053 lần, điều này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế.  Ổn định chất lượng syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường: Nhƣ đã đề cập ở phần trên, nồng độ đƣờng cao trong syrup dễ dẫn đến hiện tƣợng tái kết tinh đƣờng và làm giảm độ đồng nhất của syrup. Khả năng hoà tan trong nƣớc của saccharose cao hơn đội chút so với glucose (100 ml nƣớc ở 15oC có thể hoà tan đƣợc 197g saccharose hoặc 154g glucose ). Tuy nhiên, khả năng hoà tan trong nƣớc của fructose lại cao hơn rất nhiều (100 ml nƣớc ở 20oC có thể hoà tan đƣợc 375g fructose). Thực tế cho thấy quá trình kết tinh đƣờng glucose và fructose khó thực hiện hơn so với saccharose. Do đó, phản Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 15 ứng nghịch đảo saccharose sẽ tăng cƣờng sự hoà tan của đƣờng syrup nồng độ cao và tránh đƣợc thực hiện tƣợng tái kết tinh của đƣờng.  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 lƣợng của chúng. Theo lý thuyết, nếu hai dung dịch có cùng thể tích và hàm lƣợng chất tan thì dung dịch chứa chất hoà tan phân tử lƣợng 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 trƣởng của các tế bào vi sinh vật có trong dung dịch. Quá trình nghịch đảo đƣờng làm tăng lƣợng chất tan có trong syrup đồng thời tạo ra các sản phẩm hexose có phân tử lƣợng nhỏ hơn nhiều so với cơ chất saccharose ban đầu. Do đó, áp lực thẩm thấu của syrup đƣờng 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 đƣờng. Để thực hiện quá trình nghịch đảo đƣờng, chúng ta có 2 loại xúc tác là acid hoặc enzyme invertase. Cần lƣu ý là hiệu suất thủy phân saccharose trong thực tế sản xuất không thể đạt đến giá trị 100%. Nhƣ vậy, sản phẩm của phản ứng thủy phân, ngoài glucose và fructose, còn chứa một lƣợng saccharose chƣa bị thủy phân. Tuy nhiên, các nhà sản xuất thức uống vẫn quen gọi dung dịch thu đƣợc sau phản ứng thủy phân là đƣờng nghịch đảo. c. Chuẩn bị syrup đƣờng nghịch đảo: Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác acid:  Để chuẩn bị syrup đƣờng nghịch đảo, ngƣời ta sử dụng thiết bị nấu syrup đƣợc trình bày ở hình.  Quy trình nấu syrup đƣờng nghịch đảo cũng tƣơng tự nhƣ syrup saccharose:  Đầu tiên, cho nƣớc vào thiết bị và gia nhiệt nƣớc lên đến 55-600C.  Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đƣờng và acid vào.  Hàm lƣợng acid sử dụng tại mỗi nhà máy sẽ đƣợc xác định bằng phƣơng pháp thực nghiệm. Ví dụ nhƣ khi dùng acid citric làm chất xúc tác, liều lƣợng khi sử dụng thƣờng xấp xỉ 750g/100 kg saccharose.  Khi đƣờng và acid đã hoà tan vào nƣớc, gia nhiệt hỗn hợp lên đến 70-800C để thực hiện phản ứng nghịch đảo đƣờng.  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, ngƣời 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 trƣờng hợp đƣờng saccharose nguyên liệu có độ màu cao, để thu đƣợc syrup không màu và trong suốt, ngƣời ta sẽ thực hiện đồng thời quá trình nghịch đảo đƣờng và quá trình tẩy màu trong thiết bị nấu. Các nhà máy sản xuất thức uống tại Việt Nam hiện nay thƣờng sử dụng phƣơng pháp này. Khi đó ngƣời 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 thƣờng đƣợc thực hiện ở nhiệt độ 700C trong thời gian 20- 30 phút. Xử lý syrup bằng than hoạt tính là một phƣơng pháp đơn giản, ít tốn kém và đạt hiệu quả tẩy màu cao. Thông thƣờng, hàm lƣợng 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 đƣờng và tẩy màu syrup trong thiết bị nấu, cần lƣu ý là phải tiến hành hồi lƣu 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, Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 16 khi quá trình lọc kết thúc ngƣời ta đƣa 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 7: Thiết bị nấu syrup Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác invertase: Bình phản ứng enzyme có cấu tạo tƣơng tự thiết bị nấu syrup sử dụng xúc tác acid.  Đầu tiên, ngƣời ta sẽ cho nƣớc vào thiết bị và gia nhiệt đến 50-550C.  Mở cánh khuấy với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đƣờng vào thiết bị.  Sau khi đƣờng đã hòa tan, ngƣời ta chỉnh pH dung dịch trong bình phản ứng và nhiệt độ về các giá trị tối ƣu 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, ngƣời 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 đƣợc bảo quản trong các thiết bị hình trụ đứng bằng thép không gỉ. Các thiết bị này đƣợc đặt trong phòng cách ly nhằm hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào syrup. Thực tế cho thấy nồng độ đƣờng trong syrup càng cao thì thời gian bảo quản syrup càng dài do giá trị áp lực thẩm thấu của dung dịch đƣờng càng lớn nên có thể ức chế hệ vi sinh vật trong syrup. Tuy nhiên, nếu giá trị nồng độ đƣờng trong syrup quá cao sẽ làm xuất hiện hiện tƣợng tái kết tinh đƣờng và làm giảm độ đồng nhất của syrup. 4. KHÓM: Tên khoa học:Ananas comosus Tên tiếng Anh:Pineapple Hình 8: Trái khóm Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 17  Nguồn gốc, phân bố: Khóm thƣờng đƣợc trồng nhiều ở các nƣớc nhiệt đới. Có nguồn gốc ở các nƣớc Nam Mỹ, sau đó du nhập vào châu Âu rồi đƣợc đƣa về trồng rộng rãi ở vùng Thái Bình Dƣơng.  Thành phần dinh dưỡng trong 100g khóm: Bảng 4: Thành phần dinh dƣỡng trong 100g khóm Thành phần dinh dƣỡng Hàm lƣợng Đơn vị tính Năng lƣợng 142.0 kJ Nƣớc 90.5 g Protein 0.8 g Gluxit 6.5 g Na 26.7 mg K 166.9 mg Ca 15.0 mg P 17.0 mg Fe 0.5 mg Zn 0.26 mg Beta carotene 40.0 mcg Vitamin B1 0.08 mg Vitamin B2 0.02 mg Vitamin PP 0.2 mg Vitamin B6 0.09 mg Vitamin C 24.0 mg  Nếu chỉ sử dụng nguyên liệu là bƣởi nƣớc bƣởi sau khi thanh trùng không còn giữ đƣợc mùi vị thích hợp đôi khi có mùi lạ, do bƣởi là loại quả có mùi rất nhẹ. Việc phối chế thêm khóm với mục đích lợi dụng mùi thơm mạnh của khóm để lấn át mùi nấu khó chịu của nƣớc bƣởi sau khi thanh trùng và tạo cho sản phẩm có màu vàng sáng hơn bƣởi nguyên chất. Việc bổ sung khóm phải ở tỉ lệ vừa để không ảnh hƣởng đến phẩm chất của nƣớc bƣởi.  Ở các tỉ lệ khóm từ 0 ÷ 7 % so với nƣớc bƣởi, không có sự thay đổi đáng kể nào về cả màu, mùi, lẫn vị của sản phẩm so với sản phẩm nƣớc bƣởi nguyên chất. Còn ở các tỉ lệ cao hơn 9% thì làm thay đổi đáng kể, những tính chất đặc trƣng tự nhiên của bƣởi dần bị thay thế bởi những đặc trƣng của khóm.  Với tỉ lệ 9% của nƣớc khóm so với nƣớc bƣởi ta có thể tạo đƣợc cho sản phẩm có mùi vị dễ chấp nhận hơn so với nƣớc bƣởi nguyên chất, đồng thời vẫn giữ đƣợc những đặc tính riêng của nƣớc bƣởi. Bên cạnh tạo đƣợc hƣơng vị mới cho nƣớc bƣởi còn tạo cho sản phẩm có màu vàng sáng hơn bƣởi nguyên chất. 5. PHỤ GIA:  Chất ổn định: Sodium Carboxymethyl Cellulose (466)  Chất điều chỉnh độ chua: Acid citric Acid citric thƣờng có nhiều trong rau quả với hàm lƣợng khá cao, đặc biệt là trong các loại quả có múi. Acid citric có vị chua dịu nên thƣờng đƣợc sử dụng trong điều chỉnh vị của sản phẩm. Quá trình bổ sung acid citric nhằm làm giảm vị ngọt gắt của đƣờng, đồng thời làm tăng vị chua hài hòa cho sản phẩm, kích thích tiêu hóa, hạn chế sự phát triển của 1 số loài vi sinh vật, góp phần hạn chế sự oxi hóa, làm tăng thêm mùi vị cho sản phẩm. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 18 Bảng 5: Chỉ tiêu của acid citric dùng trong thực phẩm (Rehm và cộng sự,1996) Chỉ tiêu Đơn vị đo Mức qui định Hàm lƣợng acid citric % Không thấp hơn 99.5 Tro % Không vƣợt quá 0.05 Chì mg/kg Không vƣợt quá 10 Arsen mg/kg Không vƣợt quá 3 Sulphate % Không có Bảng 6 : Chất lƣợng 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 nƣớc cất nồng độ khối lƣợng 20g/dm3 phải trong suốt. 2 Vị Chua, không có vị lạ. 3 Mùi Dung dịch acid citric trong nƣớc cất nồng độ khối lƣợng 20g/dm3 không có mùi. 4 Cấu trúc Rời và khô. 5 Tạp chất Không cho phép.  Chất chống oxy hóa: Acid ascorbic  Hương tổng hợp: Hợp chất mùi điển hình của bƣởi là 1-p-menthene-8-thiol và nootkatone Hình 9: Công thức cấu tạo của 1-p-menthene-8-thiol Hình 10: Công thức cấu tạo của Nootkatone Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 19 CHƢƠNG 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ A - SƠ ĐỒ KHỐI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ B - GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ C - SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 20 A - SƠ ĐỒ KHỐI QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Chần Gọt vỏ Phân loại Nguyên liệu Giữ nhiệt Đóng nắp Phối chế Lọc Ép Xay Rửa bã Bài khí Thanh trùng Rót hộp Gia nhiệt Bài khí Nguyên liệu phụ Đồng hóa Làm nguội nhanh R t nóng Sản phẩm m Bảo ôn Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 21 B - GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 1. Nguyên liệu Phải đảm bảo đƣợc các chỉ tiêu nhƣ trong phần nguyên liệu đã trình bày. 2. Lựa chọn và phân loại  Mục đích:  Chọn lựa nhằm loại trừ các nguyên liệu đƣa vào chế biến không đủ qui cách nhƣ sâu bệnh, men mốc, thối hỏng …  Phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thƣớc, hình dáng, màu sắc hoặc độ chín. Nguyên liệu đồng đều thì phẩm chất đồ hộp mới tốt, các quá trình chế biến tiếp sau mới thuận lợi và dễ cơ khí hóa.  Yêu cầu: Bƣởi không sâu bệnh, thối hỏng và đồng đều về kích thƣớc.  Cách thực hiện:  Quá trình chọn lựa và phân loại có thể tiến hành trƣớc khi bảo quản nguyên liệu, hay trong khi chế biến trong phân xƣởng sản xuất.  Việc phân loại bằng thủ công tốn nhiều công sức, và do thị giác hoạt động căng thẳng và liên tục nên công nhân chóng mệt mỏi, thƣờng ảnh hƣởng không tốt tới chất lƣợng phân loại. Ngƣời ta có thể cơ giới hóa việc lựa chọn và phân loại dựa trên sự khác nhau về kích thƣớc và khối lƣợng riêng của nguyên liệu.  Ở đây chúng ta sẽ sử dụng máy phân cỡ kiểu dây cáp: bộ phận phân loại là hệ thống dây cáp căng giữa hai trục quay, chuyển động theo chiều dọc của dây. Khe hở giữa hai dây cáp (quả đi giữa hai dây cáp) to dần và quả sẽ rơi dần theo thứ tự từ nhỏ đến lớn. Hình 11: Dây cáp phân loại 3. Gọt vỏ trên băng tải  Mục đích: chuẩn bị cho quá trình chần và ép  Yêu cầu: vì vỏ bƣởi quá dày và chứa nhiều chất có vị đắng nên tách lớp vỏ trắng đến mức có thể.  Cách thực hiện:  Chủ yếu phải gọt vỏ bằng tay. Ngƣời ta có thể gọt vỏ bƣởi bằng tay ngay trên băng tải nguyên liệu. Công nhân làm việc ở hai bên băng tải.  Băng tải có vận tốc 0.1m/s, nếu vận tốc lớn hơn thì khó làm việc.  Chiều rộng băng tải không quá lớn, nếu bố trí công nhân có thể chọn lựa nguyên liệu hai bên thì băng tải rộng 60-80cm là vừa, để công nhân có thể gọt vỏ đƣợc các trái bƣởi ở giữa băng tải. Bƣởi phải dàn mỏng đều trên băng tải thì việc chọn lựa gọt vỏ mới không bỏ sót. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 22 Hình 12: Băng tải vận chuyển bƣởi 4. Chần  Mục đích:  Chuẩn bị cho quá trình ép.  Đình chỉ các quá trình sinh hoá của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi. Chần làm phá hủy hệ thống men peroxidase, poliphenoloxydase ngăn cản quá trình oxy hoá tạo thành flobaphen có màu đen.  Làm thay đổi thể tích khối lƣợng nguyên liệu để quá trình chế biến tiếp theo đƣợc thuận lợi.  Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu. Làm tăng tốc độ thẩm thấu của chất nguyên sinh.  Tiêu diệt 1 phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu.  Các biến đổi xảy ra  Giảm khối lƣợng, thể tích.  Tổn thất vitamin C, chất khô, bốc hơi nƣớc, màu: tùy thuộc lƣợng hơi nƣớc chần, thời gian và nhiệt độ chần.  Vô hoạt enzyme, đình chỉ hoạt động vi sinh vật.  Cách thực hiện: Ở đây chúng ta sẽ sử dụng thiết bị chần trục xoắn. Hình 13: Thiết bị chần trục xoắn Hôi Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 23 5. Rửa  Mục đích: làm nguội,tách lớp vỏ trắng sau khi chần, chuẩn bị cho quá trình nghiền.  Yêu cầu:  Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát, các chất dinh dƣỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nƣớc.  Nƣớc rửa cũng nhƣ nƣớc dung trong khi chế biến (nhƣ chần, nấu, pha chế) phải là nƣớc ăn, đảm bảo các chỉ tiêu do Viện vệ sinh dịch y tế (Bộ y tế) quy định.  Cách thực hiện: Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối.  Ngâm làm cho nƣớc thấm ƣớt nguyên liệu, quá trình này đƣợc tăng cƣờng bằng tác dụng cơ học (cánh khuấy, cọ bàn chải, thổi khí), bằng tác dụng tẩy rửa của dung dịch kiềm hoặc tăng nhiệt độ của nƣớc. Nhƣng tăng nhiệt độ và dung chất tẩy rửa thì lƣợng chất dinh dƣỡng bị tổn thất nhiều hơn. Thời gian ngâm tùy thuộc 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 nƣớc để kéo các chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thƣờng dùng tia nƣớc phun (áp suất 1.96-2.94x105 N/m2 tức là 2-3at) hay hoa sen để xối. Nƣớc rửa lại phải là nƣớc sạch, lạnh. Thời gian rửa lại càng nhanh càng tốt. Để nƣớc rửa ít bị nhiễm bẩn, ngƣời ta dùng nƣớc rửa chảy liên tục trong các bể.  Ở đây sử dụng máy rửa bơi chèo: máy này là một thùng đựng nƣớc, trong có gắn máy khuấy loại bơi chèo. Khi máy khuấy quay nguyên liệu di chuyển cùng với nƣớc và đƣợc làm sạch. Sau đó hệ thống hoa sen sẽ tráng sạch. Máy này có hiệu quả rửa cao. Hình 14: Máy rửa bơi chèo 1. Thùng ngâm 2. Bơi chèo 6. Xay  Mục đích  Chuẩn bị, giúp tăng hiệu suất cho quá trình ép. Trƣớc khi ép, quả đƣợc xử lí cơ học (cắt, xé tơi, nghiền thô).  Hiệu quả nghiền đạt đƣợc khi phần lớn tế bào bị tác dụng, song vì kích thƣớc tế bào khá nhỏ nên chỉ một số nhỏ tế bào bị phá hủy.  Yêu cầu  Kích thƣớc miếng xé : càng nhỏ càng thu đƣợc nhiều dịch ép. < 0.3 cm3 hiệu suất ép giảm do khối nguyên liệu mất độ xốp. > 1 cm3 hiệu suất ép cũng không cao do tỷ lệ tế bào bị phá vỡ thấp. 1 2 Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 24  Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu (tăng hệ số truyền nhiệt). Tuy vậy nếu nghiền quá nhỏ, thì khi ép sẽ không tạo thành rãnh thoát nƣớc quả, cũng làm giảm hiệu suất ép.  Cách thực hiện:  Cắt nhỏ hay xay nghiền đều tác dụng cơ học để thay đổi hình dạng và kích thƣớc của nguyên liệu, mục đích là để chuẩn bị cho quá trình ép đƣợc dễ dàng.  Lƣỡi dao là bộ phận hoạt động chủ yếu của thiết bị xay. Cấu tạo lƣỡi dao gồm có hai loại: lƣỡi phẳng để cắt nguyên liệu mềm, lƣỡi răng để cắt nguyên liệu cứng.  Để tăng hiệu suất cho quá trình ép, ngƣời ta thƣờng dùng máy nghiền dao cong. Hình 15 : Máy nghiền dao cong 1. phễu nhận nguyên liệu; 2. trục đĩa quay; 3. lƣỡi dao cong 7. Ép chà  Mục đích: khai thác, thu dịch quả còn lại.  Yêu cầu:  Trong quá trình ép, hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất.  Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: phẩm chất nguyên liệu, phƣơng pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép.  Nguyên liệu có nhiều dịch bào thì hiệu suất ép cao. Quả chín có nhiều dịch bào hơn quả xanh. Dịch bào chứa trong không bào bị bao bọc bởi chất nguyên sinh. Chất nguyên sinh của bƣởi có tính bán thấm ngăn cản sự tiết dịch bào. Muốn nâng cao hiệu suất ép phải làm giảm tính bán thấm của chất nguyên sinh bằng cách làm biến tính chất nguyên sinh hay làm chết tế bào bằng các phƣơng pháp phá vỡ cấu trúc tế bào, đun nóng, sử dụng chế phẩm enzyme pectinase.  Trong khối nguyên liệu ép, các thành tế vào tạo ra bộ khung mà giữa bộ khung là những ống mao dẫn chƣa đầy dịch bào.  Khi ép, dịch bào sẽ theo ống mao dẫn mà chảy ra. Nếu bƣởi quá mềm, khi ép sẽ thành một khối đặc, các ống mao dẫn bị phá hủy và dịch bào không chảy ra đƣợc. Chiều dày lớp nguyên liệu ép lớn thì ống mao dẫn cũng dễ bị tắc.  Cách thực hiện:  Ở đây sử dụng thiết bị ép với trục ép nằm ngang.  Áp suất ép Ban đầu là 4.9 – 5.9x106 N/m2 (50 – 60 at). Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 25 Thaïch baøo Tăng lên 1.96 – 2.45x107 N/m2 (200 – 250 at).  Khi đó áp suất ở nguyên liệu là 8.8 – 11.7x106 N/m2 (9 – 12 at). Hình 16: Thiết bị với trục ép nằm ngang 1. bản ép 2. lƣới 3. thanh chặn 8. Lọc thô  Mục đích: hoàn thiện dịch nƣớc ép  Yêu cầu:  Nƣớc 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, lƣợng cặn bị loại càng nhiều.  Đối với nƣớc quả ép dạng đục cho phép còn lại các phần tử cặn – có thể chỉ cần lọc sơ bộ bằng nhiều lớp vải.  Cách thực hiện: nƣớc quả thƣờng 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, ngƣời ta bơm nƣớc quả vào máy lọc hay đặt thùng chứa nƣớc quả cao hơn máy lọc 3-4 m. Hình 17: Thiết bị lọc Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 26 9. Phối trộn  Thành phần:  Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thƣờng bị oxi hóa thành flobafen có màu đen. Để tránh hiện tƣợng này, ngƣời 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 dƣỡng cho sản phẩm.  Khóm (9% so với nƣớc bƣởi) Cải thiện đƣợc hƣơng vị sản phẩm do bƣởi có mùi rất nhẹ. Tạo sản phẩm có màu vàng sáng hơn so với bƣởi nguyên chất.  Đƣờng đạt 180 Bx Cho vị ngọt dịu. Giảm bớt vị the.  Acid citric đạt pH = 3.7 Giảm vị ngọt gắt của đƣờng. Sản phẩm có vị chua ngọt hài hoà. Kích thích tiêu hoá, góp phần hạn chế sƣ phát triển của VSV. Góp phần hạn chế sự oxi hoá…  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.  Yêu cầu:  Sản phẩm phải có hƣơng rõ rệt của nguyên liệu, vị chua thích hợp. Sản phẩm thƣờng có nồng độ chất khô vào khoảng 15-20%.  Độ acid tƣơng đƣơng với độ acid của nguyên liệu (0.2-0.5%).  Cách thực hiện: quá trình phối chế đƣợc thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có cánh khuấy để trộn đều. Hình 18: Thiết bị phối trộn  Từng nguyên liệu phụ sẽ đƣợc chuẩn bị theo quy trình riêng. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 27  Đối với chất màu, hƣơng liệu, chất ức chế vi sinh vật… chúng ta cũng thực hiện tƣơng tự nhƣ trên. Mỗi thành phần nguyên liệu sẽ đƣợc chuẩn bị trong một thiết bị riêng. Cần lƣu ý là khi sử dụng chất màu dạng bột, ngƣời ta sẽ hòa tan vào nƣớc để tạo thành dung dịch màu có nồng độ dao động trong khoảng 20 – 50%.  Thông thƣờng, 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 bƣớc 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, ngƣời ta lần lƣợt bổ sung thêm nƣớc, các dung dịch acid, chất màu, chất ức chế vi sinh vật và hƣơng liệu vào. Sự khuấy trộn đƣợc thực hiện cho đến khi thu đƣợc một hỗn hợp đồng nhất.  Sau cùng, ngƣời ta sẽ lấy mẫu syrup thành phẩm để tiến hành kiểm tra đánh giá một số chỉ tiêu chất lƣợng. Trong nhóm chỉ tiêu hóa lý, quan trọng nhất là nồng độ chất khô, giá trị pH hoặc độ chua. Thông thƣờng, nồng độ chất khô của syrup thành phẩm dao động trong khoảng 32 - 45% (W/W). Về cảm quan, ngƣời ta đánh giá sơ bộ độ trong, màu sắc, mùi của syrup thành phẩm. 10. Đồng hóa: Là phƣơng pháp làm cho sản phẩm lỏng hoặc đặc đƣợc đồng nhất bằng cách làm cho phần tử của sản phẩm có kích thƣớc rất nhỏ (phần lớn là tới vài chục micromet). Sản phẩm đã qua đồng hóa thì tăng giá trị mùi vị, độ mịn, độ tiêu hóa, và làm giảm sự phân lớp sau này.  Mục đích:  Phá vỡ, làm giảm kích thƣớc hạt, phân bố đều các pha trong hạt.  Giúp cho hỗn hợp trở nên đồng nhất hơn.  Nguyên tắc đồng hóa: Đồng hoá bằng phƣơng pháp sử dụng áp lực cao, dựa vào 3 nguyên lý: Thuyết vi xoáy. Thuyết xâm thực khí. Sự va đập.  Các biến đổi xảy ra:  Vật lý: Sự thay đổi kích thƣớc thịt quả: Thịt quả bị chia nhỏ, giảm kích thƣớc. Sự thay đổi nhiệt độ: nhiệt độ tăng lên do ma sát.  Hoá lý: Sự phân bố phần thịt quả trong dịch hỗn hợp đồng nhất hơn. Làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc pha, làm bền hệ nhũ tƣơng.  Các yếu tố ảnh hưởng:  Nồng độ chất của thịt quả trong hỗn hợp: Nếu hệ huyền phù có tỉ lệ phần thịt quả thấp thì hệ bền hơn.  Nhiệt độ: nhiệt độ cao quá trình đồng hoá càng hiệu quả hơn, tuy nhiên nhiệt độ cao chi phí năng lƣợng lớn. Đồng thời xảy ra các phản ứng hoá học không mong muốn.  Áp suất: Áp suất đồng hoá càng lớn, hiện tƣợng chảy rối và xâm thực khí sẽ càng dễ xuất hiện, do đó kích thƣớc hạt phân tán sẽ bị chia nhỏ và hệ huyền phù thu đƣợc có độ bền cao.  Cách thực hiện:  Đồng hoá tiến hành sau khi chà hoặc nghiền.  Phƣơng pháp sử dụng áp suất cao: đồng hóa 1 giai đoạn. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 28  Thiết bị: Dùng thiết bị đồng hoá sử dụng áp lực cao: gồm bơm cao áp và hệ thống tạo đối áp. Hình 19: Máy đồng hoá 1 cấp. 1-bộ phận sinh lực thuộc hệ thống tạo đối áp. 2-vòng đập. 3-bộ phận tạo khe hẹp. 4-hệ thống thủy lực tạo đối áp. 5-khe hẹp. Bơm cao áp: vận hành bởi động cơ điện thông qua 1 trục quay và bộ truyền động để chuyển đổi chuyển động quay của động cơ thành chuyển động tịnh tiến của piston. Các piston chuyển động trong xylanh ở áp suất cao, bên trong thiết bị còn có hệ thống dẫn nƣớc vào nhằm mục đích làm mát piston trong suốt quá trình làm việc.  Đầu tiên, hỗn hợp sẽ đƣợc đƣa vào thiết bị đồng hoá nhờ bơm piston, bơm tăng áp lực cho hệ lên 100-250 bar hoặc cao hơn tại đầu khe hẹp, tạo ra 1 đối áp lên hệ huyền phù bằng cách hiệu chỉnh khoảng cách khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực và bộ phận tạo khe hẹp. Đối áp này đƣợc duy trì bởi 1 bơm thủy lực sử dụng dầu, khi đó, áp suất đồng hoá sẽ cân bằng với áp suất dầu tác dụng lên piston thủy lực.  Vòng đập đƣợc gắn với bộ phận tạo khe hẹp, sao cho mặt trong của vòng đập vuông góc với lối thoát của hệ khi rời khe hẹp. Nhƣ vậy, 1 số hạt pha phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập bị vỡ ra và giảm kích thƣớc.  Bộ phận tạo khe hẹp đƣợc chế tạo với góc nghiêng trung bình 5o trên bề mặt để gia tốc hệ huyền phù theo hƣớng vào khe hẹp và tránh sự ăn mòn các chi tiết liên quan. Thông thƣờng, ngƣời ta chọn khe hẹp có chiều rộng khoảng 100 lần lớn hơn đƣờng kính hạt của pha phân tán.  Quá trình đồng hoá chỉ diễn ra trong vòng 10-15s. QUY TRÌNH 1 11. Bài khí Để giữ hƣơng vị, màu sắc và các vitamin, nƣớc quả cần đƣợc bài khí, bằng cách nhiệt hoặc bằng cách hút chân không. Ngƣời ta chỉ có thể bài khí nhiệt đối với nƣớc quả thanh trùng, vì nếu đun nóng nhiều lần quá thì nƣớc quả bị biến màu và có vị nấu do xảy ra phản ứng melanoidin.  Mục đích: Loại hết khí trong hộp trƣớc khi ghép kín: bao gồm khí hoà tan trong quá trình chế biến, trong tế bào rau quả, trong khoảng trống của bao bì.  Tác dụng:  Tăng hệ số truyền nhiệt, giúp thanh trùng tốt hơn.  Loại bỏ mùi lạ trong sản phẩm.  Hạn chế quá trình oxi hoá. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 29  Giảm áp suất trong hộp khi thanh trùng, tránh biến dạng, bật nắp, nứt mối hàn.  Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí.  Hạn chế hiện tƣợng ăn mòn hộp sắt.  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 hƣởng xấu đến chất lƣợng sản phẩm nhƣ 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 nƣớc ngƣng tụ sẽ bị tách theo các khí, là chi phí năng lƣợng tăng.  Cách thực hiện: Dùng nhiệt, kết hợp hút chân không bằng bơm chân không. Hình 20 : 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 12. Thanh trùng  Mục đích  Yêu cầu: Do sản phẩm có pH thấp nên chỉ cần thanh trùng cũng có thể tiêu diệt các vi sinh vật trong sản phẩm.  Cách thực hiện:  Chế độ thanh trùng có thể thực hiện : Nhiệt độ 85oC thời gian gia nhiệt 16 phút, thời gian giữ nhiệt 7 phút, thời gian làm nguội 21 phút.  Quá trình bài khí và thanh trùng ở dây sử dụng cùng một thiết bị bài khí APV.  Nguyên tắc làm việc của thiết bị nhƣ sau:  Nƣớc quả từ thùng 1 đƣợc hút lên bình bài khí 2. Bình bài khí có vỏ thép không gỉ hình trụ, đáy hình nón, bên trong là một thùng hình trụ có đục lỗ. IIII II Hôi Nöôùc laïnh Tuaàn hoaøn Tuaàn hoaøn Nöôùc noùng Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 30  Nƣớc quả đi vào phía trên của bình, đƣợc phun đều rồi chảy theo thành thùng xuống đáy và vào bơm 5. Trong bình độ chân không rất cao (700-730 mmHg) đƣợc tạo ra do vòi phun 3 với áp suất làm việc 8.82 - 9.80x105 N/m2.  Bơm đẩy nƣớc quả đi qua thiết bị truyền nhiệt có ba ngăn làm việc độc lập vừa đun nóng vừa làm nguội.  Nƣớc quả qua ngăn thứ 2 và 3, đƣợc đun nóng lến 85oC gia nhiệt trong 16 phút, sau đó chuyển sang ống ruột gà 5.  Ở ống ruột gà 5, nƣớc quả không đƣợc cấp thêm nhiệt, mà chỉ đƣợc duy trì trong một thời gian 7 phút để tiêu diệt vi sinh vật trƣớc khi chảy qua ngăn thứ nhất của thiết bị truyền nhiệt để làm nguội trong 21 phút.  Nƣớc đã qua xử lý chảy sang máy rót để rót vào hộp. QUY TRÌNH 2 11. Gia nhiệt: Hình 21: Thiết bị gia nhiệt bản mỏng 12. Bài khí:  Cách thực hiện:  Dùng thiết bị bài khí chân không với bộ phận ngƣng tụ đƣợc bố trí bên trong thiết bị.  Cơ sở khoa học của quá trình bài khí:  Đầu tiên nƣớc quả sẽ đƣợc nâng nhiệt độ trong thiết bị trao đổi nhiệt rồi đi vào thiết bị bài khí.  Ngƣời ta sẽ tạo ra một áp lực chân không thích hợp trong thiết bị bài khí sao cho nhiệt độ của nƣớc quả bị giảm đi khoảng 7-8oC. Khi đó, các khí ở dạng phân tán, hòa tan và một phần hơi nƣớc cùng các hợp chất dễ bay hơi khác thoát ra khỏi thiết bị.  Toàn bộ hỗn hợp này sẽ đƣợc đi vào bộ phận ngƣng tụ đƣợc đặt ở trên đỉnh thiết bị bài khí. Khi đó, nƣớc và một số cấu tử sẽ đƣợc chuyển sang dạng lỏng rồi tự chảy xuống phía Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 31 đáy thiết bị bài khí. Còn khí và các cấu tử không ngƣng tụ sẽ đƣợc bơm chân không hút thải ra ngoài.  Việc sử dụng kết hợp hai yếu tố: nhiệt độ và áp lực chân không sẽ giúp cho quá trình bài khí diễn ra nhanh và đạt hiệu quả cao. N Ö Ô ÙC Ñ A Ù N Ö Ô ÙC Ñ A Ù MAÙY TAÙCH KHÍ 1000L Hình 22: Thiết bị bài khí chân không a. Thiết bị thực tế - b.Sơ đồ thiết bị 13. Rót nóng Đối với sản phẩm nƣớc quả nói chung, các quá trình xử lý nhiệt đều có tác động không tốt đến chất lƣợng của sản phẩm (làm biến đổi màu sắc sản phẩm, mất vitamin, gây ra mùi nấu,…). Do đó để giảm thiểu các ảnh hƣởng không tốt của quá trình sử lý nhiệt lên sản phẩm, thay vì dùng quá trình thanh trùng, ta sử dụng quá trình rót. Quá trình rót nóng có thời gian gia nhiệt trong quá trình thanh trùng  hạn chế tối đa đƣợc những tác động không tốt của quá trình xử lý nhiệt lên sản phẩm. Nƣớc quả có độ acid cao  nấm men, nấm mốc phát triển nhƣng kém chịu nhiệt  có thể đƣợc bảo quản nƣớc quả. Đun nóng nƣớc quả lên nhiệt độ 90-950C trong 30-40s  rót nóng. Hình 23: Thiết bị rót nóng Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 32 14. Làm nguội nhanh: Sau thời gian lƣu nhiệt, tiến hành làm nguội nhanh  tránh cho sản phẩm có mùi nấu quá nặng. Tuy nhiên vẫn có thể gây kết tủa một số loại protein trong sản phẩm tạo hiện tƣợng phân lớp. Hình 24: Thiết bị làm nguội nhanh C - SO SÁNH CÁC QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ Quy trình 1 Quy trình 2 Thiết bị đơn giản Thiết bị phức tạp Chi phí năng lƣợng cao Chi phí năng lƣợng thấp Thời gian giữ nhiệt lâu Thời gian giữ nhiệt thấp … Làm nguội nhanh  kết tủa protein Chất lƣợng sản phẩm không tốt Chất lƣợng sản phẩm tốt Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 33 CHƢƠNG 4: SẢN PHẨM Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 34 Nƣớc bƣởi chứa nhiều vitamin (B1, B2, C), trong đó hàm lƣợng vitamin C khá cao, gấp khoảng 10 lần so với quả lê. Các thành phần dinh dƣỡng khác thì tƣơng tự với các loại cây cùng thuộc họ cam, quýt. Bên cạnh đó bƣởi còn là loại quả chứa nhiều vị thuốc, nên nƣớc bƣởi ép còn có tác dụng chữa một số bệnh, có tác dụng tốt trong việc chuyển hóa cholesterol, hỗ trợ tốt cho việc giảm cân. Hình 25 : Một số sản phẩm nƣớc bƣởi đóng hộp  Thành phần dinh dưỡng Bảng 7: Thành phần dinh dƣỡng trong nƣớc bƣởi Nƣớc (%) Protein (%) Lipid (%) Glucid (%) Cellulose (%) Acid hữu cơ(%) Tro (%) Năng lƣợng (kcal/100g) 90.1 0.4 0.1 6.65 0.1 1.42 0.4 38 Các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng nƣớc bƣởi ép nhƣ: ảnh hƣởng của quá trình bóc vỏ, ảnh hƣởng của hàm lƣợng đƣờng, acid thực phẩm, ảnh hƣởng của chế độ thanh trùng đến chất lƣợng của sản phẩm  Các chỉ tiêu chất lượng:  Chỉ tiêu về cảm quan: sản phẩm có hƣơng vị màu sắc đặc trƣng của bƣởi (ngọt dịu, không the)  Chỉ tiêu về hóa lí:  Hàm lƣợng chất khô hòa tan: hàm lƣợng chất khô phải lớn hơn hoặc bằng 15%  pH: khoảng 3.7  Chỉ tiêu vi sinh: tổng số vi khuẩn hiếu khí, tổng số nấm men - nấm mốc, E.coli….không đƣợc chứa vi sinh vật gây thối hỏng trong điều kiện bảo quản thông thƣờng.  Bảo quản sản phẩm: Nƣớc bƣởi sau khi thanh trùng đóng hộp có thể bảo quản đƣợc vài tháng Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 35 CHƢƠNG 5: THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 36 PHƢƠNG PHÁP FLASH DETENTE (PHƢƠNG PHÁP NỔ NHANH) 1. Giới thiệu về phương pháp Flash Dentente Flash detente hay còn gọi là phƣơng pháp nổ nhanh lần đầu đƣợc P.O.Cogat thử nghiệm năm 1998. Năm 2002, thạc sĩ Hoàng Đình Tùng (Trƣờng ĐH Nông nghiệp I Hà Nội) đã cùng với các giáo sƣ ngƣời Pháp M.Reynes, J.M.Brillouet, M.Dornier thuộc Trung tâm Hợp tác quốc tế về nghiên cứu nông nghiệp tại miền Nam nƣớc Pháp đã hoàn chỉnh những nghiên cứu cuối cùng của phƣơng pháp này. Cho đến nay, việc áp dụng phƣơng pháp nổ nhanh đã đƣa vào sản xuất và mang lại nhiều lợi ích cho các doanh nghiệp. 2. Phương pháp thực hiện: Phƣơng pháp nổ nhanh là sự phá huỷ các mô thực vật thông qua hai tác dụng chính của quá trình xử lý: gia nhiệt để làm mềm mô quả, sau đó cho nổ nhanh trong môi trƣờng áp suất thấp làm vỡ các tế bào chứa dịch quả. Nhờ các tác dụng nhiệt và nổ chân không dẫn đến sự phá huỷ tối đa cấu trúc tế bào, vô hoạt các enzym oxy hóa vốn có trong quả (peroxydase, polyphenol oxydase...) dẫn đến làm tăng hiệu suất thu hồi sản phẩm, các hiện tƣợng nâu hóa khi thịt quả tiếp xúc với ôxy không khí cũng nhƣ các phản ứng ôxy hóa đã đƣợc hạn chế. Quá trình nổ nhanh đƣợc thực hiện trong một thiết bị tên gọi là thiết bị nổ nhanh. Thiết bị này thực chất là một buồng xử lý, có khả năng gia nhiệt và điều chỉnh áp suất trong buồng. Quả sau khi đƣợc rửa sạch loại bỏ đất cát, đƣợc đƣa vào buồng xử lý. Đầu tiên, nhiệt độ đƣợc duy trì 85-88oC trong từ 10-20 phút tùy theo từng loại quả, sau đó áp suất buồng xử lý sôi rất mạnh. Kết quả thịt quả nghiền thu đƣợc có độ nhuyễn tối đa, màu sắc sản phẩm tƣơi, mùi thơm, hiệu suất thu hồi tăng 28% so với phƣơng pháp sản xuất truyền thống. Với một nhà máy quy mô cỡ trung bình, sản xuất 100 tấn thịt quả/ngày sẽ thu đƣợc 59 tấn thịt quả nhuyễn, trong khi bằng phƣơng pháp cũ chỉ nhận đƣợc 46 tấn, tăng 13 tấn thịt quả. Con số này mang lại giá trị không phải là nhỏ cho các nhà sản xuất. Công nghệ chế biến – Nƣớc bƣởi đóng hộp GVHD: PGSTS. Lê Văn Việt Mẫn Trang 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Việt Mẫn, Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa - NXB ĐHQG TPHCM, 2004 2. Đống Thị Anh Đào, Kỹ thuật bao bì thực phẩm - NXB ĐHQG TPHCM, 2004 3. Quách Đĩnh – Nguyễn Văn Tiếp – Nguyễn Văn Thoa, Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả, NXB KHKT, 1996 4. Quách Đĩnh – Nguyễn Văn Tiếp – Ngô Mỹ Văn, Kỹ thuật sản xuất rau quả- NXB Thanh Niên 5. Tài liệu trên internet