Đề tài Công nghệ sản xuất mứt đông xoài

o mứt nói riêng. Theo TCVN 5516-1991 (ST SEV 5230 85), các chỉ tiêu cảm quan của acid phải phù hợp với các yêu cầu quy định trong bảng sau : Tên chỉ tiêu Yêu cầu 1.Dạng bên ngoài và màu sắc 2. Vị 3. Mùi 4. Cấu trúc 5. Tạp chất cơ học -Các tinh thể không màu hay bột trắng, không vón cục. Đối với acid citric hạng I cho phép hơi có ánh vàng, dung dịch acid citric trong nước cất nồng độ khối lượng 20g/dm3 phải trong suốt. - Chua, không có vị lạ - Dung dịch acid trong nước cất nồng độ 20g/dm3, không có mùi - Rời và khô - Cho phép : Độ tro không quá 0,5% Acid sulfuric tự do không quá 0,05% Chất tạo đông : Trong sản xuất mứt đông, người ta có thể dùng các tác nhân tạo gel như sau Alginat : Natri Alginat có bản chất polyme, là một trong những sản phẩm trích từ tảo biển, có tính háo nước mạnh và có khả năng tạo gel. Natri Alginat có dạng bột thô hay mịn, màu trắng hơi ngả vàng, gần như không mùi không vị. Khi tan trong nước tạo thành dung dịch keo có độ nhớt cao, trong suốt, không màu hay hơi ngả vàng và sẽ chuyển thành acid Alginit kết tủa nếu pH < 3 Natri Alginat bị depolyme hóa ở nhiệt độ T > 70oC, khi kết hợp với ion canxi tạo thành canxi Alginat không tan. Natri Alginat có công thức phân tử : (C6H8O6)n.Na và có phân tử lượng biến thiên từ 20.000 đến 200.000 đvC tùy nguồn gốc rong nguyên liệu và tùy qui trình sản xuất. Vì vậy mà độ nhớt của dung dịch Natri Alginat 1% ở 27% biến thiên 20 ÷420 (Cp) và độ nhớt là chỉ số chất lượng quan trọng nhất của chế phẩm này. Độ nhớt của dung dịch càng cao chứng tỏ phân tử lượng của polyme càng lớn, tức mạch polyme dài. Trong chế biến thực phẩm, Alginat Natri được sử dụng rộng rãi : ổn định cấu trúc của kẽm, tạo đông cho kem sữa, cho mứt quả… Theo tài liệu NF12 và BF68 của Trung Tâm kiểm nghiệm Dược Phẩm của Bộ Y Tế (200 Cô Bắc Tp.HCM), những chỉ tiêu của Alginat được quy định như sau : Chỉ tiêu Yêu cầu Độ hòa tan Định tính Giảm khối lượng sấy khô Tro Chất không tan trong nước Arsenic Kim loại nặng Tinh bột Độ nhớt - Phải đạt yêu cầu qui định - Phải có phản ứng của Natri và Alginat - Khối lượng mất đi không quá 15p - Không ít hơn 18p, không nhiều hơn 24p - Phải đạt yêu cầu quy định - Không quá 2 ppm - Không quá 10ppm - Không được có - Phải đạt yêu cầu quy định Alginat cho gel “dễ gẫy” Arga – Agar: Agar là 1 trong 3 loài keo tảo được biết đến nhiều nhất. Agar là những phức polysacchant mạch thẳng chứa < 1000 gốc đường trong mỗi phân tử. Các gốc đường cơ bản là β.D-galactopyranose và 3.6-arhydro-α-L galactopyranose. Agar được dùng trong phạm vi pH rất rộng (pH = 5÷8), bền vững trong xử lý nhiệt, thậm chí trên 100oC vì thế các sản phẩm chứa agar cho phép được thanh trùng. Cũng có tài liệu cho rằng khả năng gel hóa của agar giảm khi đun nấu lâu trong môi trường acid. Dung dịch nước/agar 15% đóng thạch ở nhiệt độ 32÷43oC và không hóa lỏng dưới 80oC. Agar hòa tan dễ dàng trong nước ở nhiệt độ 95÷100oC, cho dung dịch trong, hơi nhớt. Agar có các đặc tính trễ nhiệt, do đó nhiệt độ gel hóa của Agar xảy ra ở điểm bình thường thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng chảy của gel. Agar có cấu trúc gel thuận nghịch ở xấp xỉ 32oC, và sẽ nóng chảy trở lại ở trên 85oC. Thạch agar rất bền, không có mùi vị, nó đồng hóa và có vị của sản phẩm hỗn hợp với nó Một ứng dụng quan trọng nhất của agar là tạo đông cho nước quả nấu đông cùng với liều lượng 0.75÷1% theo khối lượng. Trong sản xuất bánh kẹo, agar được đưa vào như là một tác nhân chống lão hóa cấu trúc. Ở một số nước, agar được xem như là một tác nhân tạo tính ổn định hay là chất nhũ hóa cho kem, gel phết bánh kẹo. Theo TCVN và 3590-81 agar được phân cấp theo 4 loại. Các chỉ tiêu cảm quan và lý hóa của agar theo quy định trong bảng sau : Tên chỉ tiêu Loại Đặc biệt 1 2 3 1.Màu sắc Trắng ngà đến vàng Vàng nhạt Vàng đến trắng Vàng nâu đến trắng 2. Hàm lượng tạo chất theo khối lượng không lớn Không cho phép Không cho phép Không cho phép C5 3. Độ ẩm (tính theo% khối lượng) không lớn hơn 22.0 22.0 22.0 22.0 4. Hàm lượng tro (tính theo khối lượng ) không lớn hơn 4.0 4.0 4.0 5.0 5.Hàm lượng chất không tan trong nước nóng (tính theo %khối lượng)không lớn hơn 1 2 3 4 6.Sức đông tính theo g/cm3 không nhỏ hơn 380 220 150 100 Agar cho gel “cứng, dễ gẫy” Pectin : Cấu tạo : Polysaccharide dị thể, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic Acid pectic là 1 polymer của acid D-galcturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside. Một chuỗi gồm khoảng 10000 phân tử galactoronic tạo thành một phân tử pectin. M= 10000-100000. Cấu tạo 1 đơn vị của chuỗi pectin : Các chỉ số đặc trưng của pectin: Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện tỉ lệ methyl hoá, là phần trăm khối lượng nhóm methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử. MI max = 16,3% MI của pectin thực vật = 10 – 12% Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là phần trăm về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hoá trên tổng số lượng gốc acid galacturonic có trong phân tử. Phân loại: Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử: HMP (High Methoxyl Pectin): DE > 50% hay MI >7%. LMP (Low Methoxyl Pectin) : DE ≤ 50% hay MI ≤ 7%. Theo khả năng hòa tan trong nước: Pectin hòa tan: methoxyl polygalacturonic. Pectin không hòa tan: protopectin – là dạng kết hợp của pectin với araban (polysaccharide ở thành tế bào). Tính chất của pectin: Dạng bột màu trắng hoặc hơi vàng, hơi xám, hơi nâu Tan trong nước, không tan trong ethanol. Có khả năng tạo gel bền. Khả năng tạo gel: Các pectin và acid pectinic có các nhóm hydroxyl (-OH) nên có khả năng hydrat hóa cao. Các phân tử pectin mang điện tích âm nên chúng có khả năng đẩy lẫn nhau, do đó làm giãn mạch và làm tăng độ nhớt của dung dịch. Vì vậy khi làm giảm độ tích điện và độ hydrat hóa sẽ làm cho các phân tử pectin xích lại gần nhau và tương tác với nhau tạo nên một mạng lưới 3 chiều rắn chứa pha lỏng ở bên trong. Khả năng tạo gel phụ thuộc chủ yếu vào 2 yếu tố: chiều dài của chuỗi pectin và mức độ methoxyl hóa. Ứng dụng: - Pectin là tác nhân tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm,chủ yếu là những thực phẩm có nguồn gốc từ rau quả. Vai trò của pectin là nhằm tạo ra một cấu trúc cho mứt đông và mứt trái cây để những sản phẩm này khi được vận chuyển vẫn không thay đổi cấu trúc, và giảm đến tối đa sự phân rã. Quá trình sản xuất mứt đông và mứt trái cây phải đảm bảo tạo ra sự phân bố đồng đều của các phân tử trong pha liên tục ngay từ khi quá trình khuấy trộn ngừng lại. Hàm lượng pectin sử dụng trong mứt và mứt đông thường trong khoảng từ 0,1 – 0,4%.. Pectin có khả năng tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt trong sản xuất mứt vì yêu cầu của sản phẩm phải được tạo gel, tạo đặc trước khi đóng hộp. Còn mứt đông trái cây tốt nhất khi chúng không bị tác động trong suốt quá trình tạo gel. Đó là lý do pectin tạo gel chậm được sử dụng, và các khâu vào hộp, đóng nắp, dán nhãn, xếp chồng phải được thực hiện trước khi quá trình tạo gel diễn ra. Quá trình tạo gel của pectin có thể được tạo ra trong một quy trình lạnh bằng 2 cách: Trộn syrup đường pectin có hàm lượng chất khô hòa tan từ 60 – 65%, pH = 3,8 -4,2 với dịch acid trái cây để đạt được pH = 3,0. Trộn dung dịch pectin có pH = 2,9 và lượng chất khô hòa tan là 25% với syrup đường để thu được hỗn hợp mới có hàm lượng chất khô 23%. Nước dùng trong công nghệ thực phẩm : Chỉ tiêu vật lí Mùi vị Độ trong (ống Dienert) Màu sắc (thang màu Coban) Tiêu chuẩn Không mùi 100 ml 50 Chỉ tiêu hoá học pH Độ cặn cố định (đốt ở 6000C) Độ cứng toàn phần (độ Đức) Độ cứng vĩnh viễn CaO MgO Fe2O3 MnO BO4-3 SO4-2 NH4+ NO2- NO3- Pb As Fe Zn 6 ÷ 8,5 75 ÷ 150 mg/lít Dưới 150 70 50 ÷ 100 mg/lít 50 mg/lít 0.3 mg/lít 0.2 mg/lít 1.2 – 2.5 mg/lít 0.5 mg/lít 0.1 – 0.3 mg/lít Không có Không có 0.1 mg/lít 0,05 mg/lít 0,3 ÷ 0,5 mg/lít 5.00 mg/lít Chỉ tiêu vi sinh vật Tổng số vi sinh vật hiếu khí Chỉ số Coli Vi sinh vật gây bệnh Dưới 100 cfu/ml Dưới 20 cfu/ml Không có Các phụ gia trong sản xuất mứt đông : Các chất bảo quản thường được dùng là : Acid benzoic và muối benzoat: Acid benzoic có công thức phân tử C6H5COOH. Có dạng tinh thể hình kim không màu, khối lượng riêng 266g/cm3, nóng chảy ở 122.4oC Acid benzoic ít hòa tan trong nước, hòa tan tốt trong rượu và ethee trong nước, ở 17.5oC nó hòa tan 0.21%. Vì vậy người ta thường dùng Natri benzoat có tính hòa tan trong nước cao hơn. Độ hòa tan của Natri benzoat trong nước ở 25oC là 61%, ở 100oC là 77% Trong môi trường acid cao, tổng acid không nhỏ hơn 0.4% và pH = 2.5÷3.5, acid benzoic và natri benzoat có tính sát trùng mạnh. Tính sát trùng thể hiện mạnh đối với nấm men và nấm mốc còn đối với vi khuẩn thì yếu hơn Acid benzoic và natri benzoat có nồng độ thấp thường dùng bảo quản thực phẩm (≤ 0.1%) không gây tác hại đối với sức khỏe con người. Vào thận acid benzoic tác dụng với Glycin tạo acid Alipuric và thải ra ngoài theo nước tiểu. Trong sản xuất thường pha Natri benzoat thành dung dịch 5% rồi mới pha vào sản phẩm cần bảo quản với liều lượng quy định. Nồng độ acid benzoic cho phép sử dụng trong bảo quản mứt là 0.07÷0.075% Mặc dù Natri benzoat đã được cho phép làm chất bảo quản thực phẩm nhưng việc sử dụng chúng còn hạn chế vì các hóa chất này có thể làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm. Acid sorbic: So với acid benzoic và muối natri benzoat người ta thích dùng acid sorbic và muối sorbat để bảo quản sản phẩm rau quả vì chúng không gây mùi, vị lạ vì acid sorbic và các muối sorbat được sử dụng với nồng độ cho phép là 0.05%÷0.1% Acid sorbic (acid 2,4-hexadunie) có công thức phân tử C5H7COOH, có dạng tinh thể, nóng chảy ở 134.5 oC, hòa tan ít trong nước lạnh (0.16%), trong nước nóng hòa tan tốt hơn nhiều Aicd sorbic có vị chua nhẹ, mùi nhẹ khi vào cơ thể cùng với sản phẩm, acid sorbic bị oxy hóa tạo thành các chất không độc đối với cơ thể. Sản phẩm mứt quả sử dụng chất bảo quản này có màu sắc, hương vị và độ đông tốt và có thể không cần qua các quá trình thanh trùng Acid sorbic và muối sorbat ức chế mạnh sự phát triển của nấm men và nấm mốc nhưng yếu đối với vi khuẩn, nên chúng thường được dùng cho các loại sản phẩm có môi trường acid. QUY TRÌNH SẢN XUẤT : Acid citric Natri benzoate Hòa tan Hòa tan Đường RE Jam xoài Pectin Nước Phối trộn lần 2 Rót nóng Làm nguội, tạo đông Xoài Phân loại Rửa Chần Chà Phối trộn lần 1 Cô đặc chân không Bã Bổ quả, tách hạt Quy trình 1 : Acid citric Natri benzoate Hòa tan Hòa tan Đường RE Jam xoài Pectin Nước Phối trộn lần 2 Rót nóng Làm nguội, tạo đông Xoài Phân loại Rửa Nghiền xé Gia nhiệt Phối trộn lần 1 Cô đặc nhiều nồi Bã Đốt vỏ, tách hạt Chà Quy trình 2 : GIẢI THÍCH QUY TRÌNH SẢN XUẤT : QUY TRÌNH 1 Phân loại : Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình bổ quả, tách hạt Phân loại, loại trừ những quả không đủ quy cách, sâu bệnh, men mốc, thối hỏng. Phân chia nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dạng, màu sắc, độ chín. Yêu cầu: Mức độ nguyên vẹn: chọn xoài chín hoàn toàn, có màu vàng hấp dẫn, dày quả, có vị chua ngọt, mùi thơm ngon, không nát, không thối hỏng. 1.2. Phương pháp thực hiện: Xoài được đưa qua băng chuyền và công nhân sẽ tiến hành kiểm tra, lựa chọn ra trái thối, sâu, trái bị côn trùng phá hoại, loại bỏ những vật lạ như lá, rác và các vật khác … Có thể thực hiện rửa sơ bộ trước khi phân loại đối với những trái quá bẩn. Những quả không đủ độ chín có thể lưu lại cho đến khi đạt độ chín mới sử dụng. Còn những quả chín quá cũng có thể được sử dụng nếu chưa có biểu hiện hư hỏng. Nhất thiết phải loại bỏ những quả đã thối rửa hoàn toàn vì những vết dập nát thối rửa là cửa ngõ để vi sinh vật xâm nhập và phát triển. 1.3. Thiết bị: Thực hiện phân loại thủ công trên băng tải con lăn. Nguyên tắc thực hiện của thiết bị: Thiết bị gồm hệ thống con lăn hình tròn gắn liền với hệ thống dây xích chuyển động. Băng tải chuyển động mang theo xoài, công nhân đứng dọc theo băng tải và lựa chọn theo kinh nghiệm và các chỉ tiêu đã đặt ra. Băng tải con lăn có khả năng lật mọi phía của quả nhờ đó có thể dễ dàng phát hiện những vết hư. Băng tải có vận tốc 0.12 ÷ 0.15 m/s, nếu vận tốc lớn hơn thì sẽ nhặt sót. Chiều rộng băng tải không quá lớn, nếu bố trí làm việc hai bên thì rộng 60 ÷ 80 cm là vừa. Nguyên liệu phải dàn mỏng đều trên băng tải thì việc chọn lựa mới không bỏ sót. Cơ giới hoá phân loại quả theo kích thước bằng các kiểu băng tải Rửa : Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình bổ quả và tách hạt Nhằm loại trừ tạp chất cơ học như đất, cát, bụi và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngoài vỏ nguyên liệu. Rửa còn nhằm mục đích tẩy sạch một số chất hoá học gây độc hại được dùng trong kỹ thuật nông nghiệp như phân trừ sâu,thuốc bảo vệ thực vật … Đối với những nguyên liệu quá bẩn, người ta thường thực hiện khâu rửa trước khâu phân loại để làm lộ ra những chỗ hư hỏng, để dễ lựa chọn và phân loại hơn. Các biến đổi : Trong quá trình rửa không có sự biến đổi về mặt hóa học, hóa sinh và hóa lý. Quá trình ngâm rửa giảm khối lượng nguyên liệu từ 0,5 ÷ 1% Biến đổi sinh học: giảm lượng vi sinh vật. Phương pháp thực hiện: Yêu cầu: Thời gian ngâm rửa không được kéo dài. Nguyên liệu sau khi rửa sạch, không dập nát, chất dinh dưỡng trong trái bị tổn thất ít nhất. Nước rửa phải tốn ít nhất và đạt chỉ tiêu do Bộ Y tế quy định: độ cứng không quá 2mg đương lượng/lít, lượng clo còn lại trong nước tráng là 3-5 mg/l. Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối. Đầu tiên quả sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, làm chất bẩn mềm, bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng. Dung dịch ngâm có thể là nước thường, nước nóng hay dung dịch kiềm. Có thể ngâm tĩnh hay ngâm động. Thời gian ngâm được rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng. 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 (p = 2 ÷ 3atm) hay vòi hoa sen để xối. Nước ra lại phải là nước sạch, lượng Cl2 còn lại trong nước tráng là 3 ÷ 5 mg/L. Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà ta có thể rửa một hoặc nhiều lần, với nhiều phương pháp rửa tương ứng. Thiết bị : Sử dụng thiết bị ngâm rửa xối tưới Máy ngâm rửa xối tưới. Bổ quả, tách hạt : Mục đích công nghệ : chuẩn bị Bổ quả, tách hạt nhằm loại bỏ các phần không sử dụng được, giá trị dinh dưỡng thấp, có thể ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. Đồng thời giúp cho quá trình chà được dễ hơn. Yêu cầu: - Đảm bảo vệ sinh, tránh thất thoát và bị dập nguyên liệu, làm giảm giá trị sản phẩm. - Vết cắt ngọt, không bị dập, ít phần bỏ. Vì vậy yêu cầu dao phải bén, công nhân lành nghề. Các biến đổi nguyên liệu : - Không có sự biến đổi về mặt hóa học, hóa sinh và hóa lý. - Biến đổi vật lý: giảm khối lượng Phương pháp thực hiện : Dùng lực cơ học để cắt xoài và tách hạt Xoài được nhập liệu vào phễu 1, được cắt bởi dao 2 thành 3 phần (2 má xoài và hạt xoài). Phần hạt xoài sẽ theo ống 4 ra ngoài, còn hai má xoài sẽ đi theo băng tải 5. Thiết bị : 1 – Phễu nhập liệu 2 – Dao tròn phẳng 3 - Trục quay 4 - Ống tháo hột xoài 5 – Băng tải Chần: Chần là quá trình nhúng nguyên liệu vào nước nóng hay vào dung dịch muối ăn, đường, acid nóng. Mục đích công nghệ : Chuẩn bị: Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxi gây ra phồng hộp, ăn mòn vỏ hộp sắt, oxi hóa vitamin. Chần còn loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp. Làm cho protein trong xoài hấp thu nhiệt ngưng kết lại, thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào. Vì vậy khi chế biến xoài nước đường thì đường dể dàng thấm sâu vào trong thịt quả. Sau khi luộc thể tích của xoài thu nhỏ lại, có tính đàn hồi ở mức độ nhất định, vì thế khi đóng hộp thao tác bỏ vào dể dàng, có lợi cho việc đóng hộp một số lượng trái cây chính xác. Bảo quản Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật kém chịu nhiệt bám trên bề mặt nguyên liệu. Đình chỉ quá trình sinh hoá của nguyên liệu , làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi hoặc chỉ biến đổi rất ít. Dưới tác dụng của enzym peroxydase, polyphenoloxydase trong quả thường xảy ra các quá trình oxy hoá các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen. Chần làm cho hệ thống men đó bị phá huỷ nên không bị thâm đen. Các biến đổi nguyên liệu : Vật lý: Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi. Giảm cấu trúc cứng giòn, tạo mùi nấu, mất chất khô. Hóa học: Làm cho quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu. Làm thất thoát vitamin C và các chất hòa tan khác, sự bay hơi của một số chất hương. Loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp. Hóa lý: Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng. Hóa sinh : Các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ, tránh sự oxy hóa các hợp chất hóa học làm đen sản phẩm. Đình chỉ các quá trình sinh hóa của tế bào quả xoài. Sinh học: Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. Phương pháp thực hiện Quá trình chần được thực hiện trong thiết bị chần băng tải. Quá trình chần được thực hiện qua 3 giai đoạn: Gia nhiệt sơ bộ ở 55 – 650C trong 1÷ 2 phút. Chần ở 950C trong 3 phút. Làm nguội trong 2 phút bằng cách đưa qua bồn ngâm có hệ thống xối tưới. Các thông số kỹ thuật : Lượng nước tiêu hao: 1 m3/10 tấn sản phẩm. Lượng nhiệt tái sử dụng: 70%. Lượng hơi tiêu hao cho gia nhiệt: 0,05 ÷ 0,06 kg hơi/kg sản phẩm. Nhiệt độ nước chần : 75 ÷ 1000C Thời gian chần : 3 ÷ 15 phút Các yếu tố ảnh hưởng : Dung dịch chần : ảnh hưởng đến sự hòa tan của chất tan từ trong nguyên liệu và nước chần. Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần, diện tích tiếp xúc càng lớn thì tổn thất chất tan càng nhiều. Thiết bị Băng tải vận chuyển nguyên liệu. Hệ thống vòi phun để phân phối nước trong 3 giai đoạn xử lý nhiệt. Thiết bị gia nhiệt cho nước chần. Bộ phận trao đổi nhiệt: gia nhiệt cho nước trong giai đoạn gia nhiệt sơ bộ. Nguyên tắc hoạt động: Sau khi vào cửa nhập liệu, xoài được gia nhiệt sơ bộ bằng nước nóng (700C) phun qua vòi từ trên xuống. Sau đó, xoài được chần bằng nước nóng 950C từ trên xuống. Nước chần được gia nhiệt bằng hơi. Để tiết kiệm năng lượng, lượng nước sau khi chần sẽ thu hồi và tiếp tục được gia nhiệt, bơm tuần hoàn trở lại thiết bị chần Sau khi chần, xoài qua giai đoạn làm nguội bằng cách được dẫn qua bồn nước lạnh có hệ thống phun nước để hạ nhiệt độ nhanh. Do nước thu được trong quá trình làm nguội có nhiệt độ cao nên được tái sử dụng cho giai đoạn gia nhiệt sơ bộ ban đầu. Chà : Chà là việc phân chia các nguyên liệu thành bột chà (puree) chứa dịch và thịt quả mịn, tách bỏ bã chà (chất xơ) Mục đích công nghệ: Xoài được đem đi chà để lấy dịch puree chuẩn bị đem nấu. Loại bỏ phần xơ trong thành phần quả - các phần tử có kích thước lớn là nguyên nhân làm cho sản phẩm bị tách lớp. Do đó quá trình chà cũng làm cho nguyên liệu đồng nhất về trạng thái và thành phần để quá trình chế biến được thuận lợi và nâng cao chất lượng cũng như giá trị cảm quan của sản phẩm. Puree sau khi chà chứa khoảng 10 ÷ 15% hàm lượng chất khô. Ø Khai thác : làm nhỏ và đồng nhất nguyên liệu, thu nhận bột chà chứa dịch quả và thịt quả mịn trên rây, loại bỏ những phần không có hoặc có giá trị dinh dưỡng kém ra khỏi khối nguyên liệu như xơ, thạch bào. Các biến đổi chính: Vật lý: Giảm khối lượng khoảng 5%, tăng độ mịn. Thịt quả bị giảm kích thước đến khoảng 0.5 ÷ 0.75 mm, tế bào bị phá vỡ triệt để mất tính thẩm thấu làm cho dịch bào còn sót lại thoát ra ngoài tế bào nguyên liệu. Nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. Hóa lý: chuyển từ dạng rắn sang dạng paste. Hóa học: Không có biến đổi nào sâu sắc. Trong quá trình chà, thịt quả tiếp xúc nhiều với không khí, có thể xảy ra các phản ứng oxy hóa làm biển màu nguyên liệu, nhưng nhờ nguyên liệu đã được qua chần, nên các enzyme xúc tác phản ứng oxy hóa khử bị vô hoạt, do đó biến đổi hóa học là không đáng kể Hóa sinh: giải phóng các enzyme oxy hóa khử (catalase, dehydrogenase, …), enzyme thủy phân ( pectinesterase, polymethylgalacturonase,…), enzyme ascorbinoxydase xúc tác quá trình oxy hóa acid ascorbic thành dạng khử hidro. Phương pháp thực hiện : Nguyên tắc của quá trình chà làm cho xoài bị ép mạnh vào mặt rây có đục lỗ nhỏ. Phần qua lưới rây là dịch puree còn lại thải ra là bã chà. Đối với xoài là quả mềm mọng nước lượng bã thải ra không đáng kể. Vận tốc của trục quay là khoảng 700 rpm. Đường kính lỗ rây 0,5 ÷ 0,75 mm. Thiết bị chà làm việc tốt thì bã ra khỏi máy chà vắt không còn nước. Sau quá trình chà, dịch puree thu được sẽ được chuyển vào nồi phối trộn. Các yếu tố ảnh hưởng : - Kích thước và nhiệt độ của khối nguyên liệu sau khi chần : đồng đều, ổn định - Vận tốc quay của trục quay : tăng số vòng quay thì năng suất và hiệu suất chà tăng. Các máy chà thường có số vòng quay cố định nên ta ít khi chỉnh thông số này để thay đổi năng suất - Góc nghiêng của cánh chà : bã khô quá thì tăng góc nghiêng để bã chà ra nhanh hơn, bã ướt quá thì giảm góc nghiêng. - Khe hở giữa cánh chà và mặt rây : bã khô quá thì tăng khoảng cách khe hở, bã ướt quá thì giảm khoảng cách khe hở; thông thường ta chỉnh ở 0,5 ÷ 3 mm. - Trạng thái bề mặt rây : tỷ lệ lỗ rây bị tắc thấp sẽ cho hiệu quả chà cao Dựa vào các yếu tố ảnh hưởng trên, ta có thể điều chỉnh máy chà để đảm bảo năng suất và chất lượng puree theo mong muốn. Thiết bị Ø Ta sử dụng máy chà cánh đập 1 tầng lưới, năng suất 2 tấn/giờ. Gồm hai bộ phận chính Bộ phận chà gồm có trục quay làm bằng thép không gỉ, gắn các cánh đập bằng gỗ có nẹp cao su, hoặc cánh đập thép. Cánh đập lắp nghiêng so với đường sinh của trục quay một góc 1 ÷ 30 để cánh chà vừa đập vừa dịch chuyển khối nguyên liệu ra khỏi máy, nguyên liệu dịch chuyển theo đường xoắn ốc và bã chà được đung ra ngoài ở cuối máy. Vận tốc của trục quay khoảng 700 vòng/phút. Rây tròn cố định bằng thép không gỉ có đục nhiều lỗ nhỏ có kích thước từ 0,5 ÷ 0,75 mm. Khoảng cách giữa lưới chà và cánh đập là : ø = 0,5 ÷ 3 mm. Ø Năng suất và hiệu quả chà phụ thuộc không chỉ vào kích thước lỗ chà mà còn vào tốc độ, vị trí, khoảng cách giữa lưới chà và cánh đập. Khi chà cần thường xuyên kiểm tra bã chà, bã còn ướt chứa nhiều thịt quả làm giảm hiệu suất chà, ngược lại bã khô quá sẽ làm giảm chất lượng của puree do bột chả có lẫn nhiều chất xơ. Máy chà cánh đập 1. Máng xoắn tải nguyên liệu 4. Cánh đập 2. Phễu nhận 5. Trục quay 3. Bơi chèo 6. Mặt rây 7. Cửa tháo bã. Phối trộn lần 1 (phối chế và đảo trộn): Phối chế là quá trình pha trộn giữa hai hay nhiều cấu tử (thành phần) khác nhau để thu được một hỗn hơp (sản phẩm) đáp ứng yêu cầu đã định. Còn đảo trộn là quá trình cơ học nhằm khuấy trộn các thành phần trong hỗn hợp để chúng phân bố đều nhau. Hai quá trình thường đi song song với nhau. Mục đích: - Mục đích công nghệ: + Hoàn thiện: tạo sự đồng nhất cho hỗn hợp, thay đổi chỉ tiêu cảm quan. Các biến đổi: Ø Biển đổi vật lý: Thay đổi về khối lượng riêng, phụ thuộc vào khối lượng riêng của những thành phần. Độ trong, độ khúc xạ ánh sáng thay đổi. Thay đổi các chỉ tiêu nhiệt lý. Ø Hóa lý: Thay đổi nồng độ chất khô Trạng thái của nguyên liệu: Đường ở thể rắn khi cho vào puree xoài ® hỗn hợp ở dạng paste. Ø Hóa học: thay đổi thành phần hóa học của hỗn hợp, không xảy ra những phản ứng hóc học. Ø Thay đổi chỉ tiêu cảm quan Ø Tăng độ đồng nhất của hỗn hợp. Phương pháp thực hiện: Chọn nguyên liệu phối chế: acid citric, đường kính trắng. Xác định tỷ lệ phối chế: trước tiên phải biết rõ các chỉ tiêu có liên quan đến mục đích phối chế nằm trong từng cấu tử tham gia phối chế. Tính toán khối lượng (hoặc thể tích) các cấu tử cho một mẻ sản xuất hoặc cho một đơn vị sản phẩm. Tùy vào chất lượng của xoài, độ ngọt, độ chua mà lượng đường và acid citric cho vào có thể thay đổi. Chuẩn bị acid citric: phối trộn acid citric và nước trong nồi phối trộn ® dung dịch acid citric 30%. Dùng bơm để vận chuyển dung dịch acid citric 30% và đường vào nồi phối trộn có cánh khuấy để thực hiện quá trình phối trộn. Thiết bị và thông số: Ø Yêu cầu thiết bị: Quá trình phối trộn có thể được thực hiện trong thiết bị dùng riêng hoặc trong các thiết bị không chuyên dùng. Về yêu cầu giống như các thiết bị khác. Vật liệu không gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm, không gây vị lạ, không làm đổi màu và không làm giảm các thành phần dinh dưỡng, vitamin v.v... Trong thực tế dùng các thiết bị thép không rỉ. Cơ cấu đảo trộn được sử dụng tùy theo trạng thái độ nhớt và trạng thái sản phẩm đặc biệt khi khấy trộn chất rắn hoặc sệt. * Nồi chuẩn bị dung dịch acid citric. Nồi chuẩn bị dung dịch acid citric * Nồi phối trộn có cánh khuấy. Nồi phối trộn có cánh khuấy Thông số: Tốc độ quay: 132 r/min Thời gian trộn: ~ 4 min Cô đặc : Cô đặc là quá trình nâng cao nồng độ chất khô các sản phẩm bằng phương pháp bay hơi nước. Đối với sản phẩm thực phẩm là quá trình làm đậm đặc dung dịch nhờ đun sôi, đó là quá trình vật lý và hóa lý. Mục đích: Mục đích công nghệ: khai thác, bảo quản + Khai thác: nhằm làm tăng độ khô dịch quả theo mong muốn. + Bảo quản: tăng nồng độ dung dịch nên hạn chế sự phát triển của vi sinh vật và kéo dài thời gian bảo quản. Biến đổi nguyên liệu và sản phẩm trong quá trình cô đặc: Trong quá trình cô đặc tính chất chất cơ bản của nguyên liệu và sản phẩm thay đổi không ngừng. Tính chất vật lý và hóa lý: Khi nồng độ tăng: tính chất dung dịch thay đổi phụ thuộc vào thời gian cô đặc đó là. Giảm: Hệ số dẫn nhiệt l Nhiệt dung C Hệ số cấp nhiệt a Hệ số truyền nhiệt K Tăng: Khối lượng riêng r Độ nhớt h Tổn thất do nồng độ D Nhiệt độ sôi T Keo tụ protein, phân hủy chất pectin. Các biến đổi hóa lý khác. Các phản ứng hóa học: Thay đổi pH môi trường: + Thường giảm độ kiềm do tiếp tục các phản ứng phân hủy amit. + Và do phân hủy đường: đường khử, và các chất khác tạo thành các acid. Đóng cặn do: + Trong dung dịch còn chứa một số muối caxi vô cơ và hữu cơ ít hòa tan. + Một số muối canxi hòa tan rất chậm trong dung dịch có nồng độ cao. + Phân hủy các muối của một số acid hữu cơ tạo thành kết tủa. Phân hủy chất cô đặc làm tăng tổn thất. Ảnh hưởng tới màu của sản phẩm: do phân hủy các sản phẩm cô đặc dưới điều kiện nhiệt độ và pH. + Do kết quả của phản ứng Maillard là phản ứng ngưng tụ giữa đường khử và amino acid, tạo thành các chất màu dạng keo có chứa Nitơ. + Do sự tác dụng tương hỗ giữa sản phẩm phân hủy đường với các aminoacid. Một số vitamin có thể bị phân hủy (ví dụ vitamin C). Về sinh học: Hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật ở nồng độ cao. Tiêu diệt vi sinh vật (khi nhiệt độ sôi trong nồi cao). Chất lượng sản phẩm và giá trị sinh hóa tăng: Yêu cầu của quá trình cô đặc là phải thực hiện với một chế độ nghiêm ngặt để: Bảo đảm các cấu tử quí của sản phẩm, vị và mùi đặc trưng được giữ nguyên đồng thời. Đạt được nồng độ yêu cầu. Các thành phần hóa học chủ yếu không thay đổi. Phương pháp thực hiện quá trình: Phụ thuộc trước hết vào Yêu cầu công nghệ như nhiệt độ sôi của dung dịch, % chất khô đầu và cuối, tính chất hóa lý của sản phẩm. Đồng thời phụ thuộc vào các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đặc trưng như quy mô sản xuất, tình hình thiết bị, năng lượng, hơi, lực lượng công nhân, trình độ thao tác, dẫn đến nhiều phương pháp thực hiện quá trình cô đặc khác nhau Þ Sử dụng thiết bị cô đặc một nồi dưới chân không.        Cô đặc một nồi thường dùng khi năng suất nhỏ và khi nhiệt năng không có giá trị kinh tế lớn. Quá trình cô đặc có 3 thông số cơ bản là: nhiệt độ, thời gian, cường độ bốc hơi. + Nhiệt độ: Lúc mới cô đặc sản phẩm có độ khô thấp (5 – 15%) nên nhiêt độ sôi của nó xấp xỉ với nhiệt độ sôi của nước. Sau đó, độ khô tăng lên nên nhiệt độ sôi cũng tăng, khi độ khô đạt tới 70 – 75% thì nhiệt độ sôi đạt 105 – 110oC. + Thời gian: Cường độ bốc hơi của sản phẩm và vận hành của thiết bị ảnh hưởng đến thời gian cô đặc. Thời gian cô đặc kéo dài làm cho chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng thiết bị thấp. + Cường độ bốc hơi: phụ thuộc chủ yếu vào hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt càng lớn khi nồng độ chất khô và độ nhớt thấp, nhiệt độ sôi cao, tốc độ tuần hoàn của sản phẩm lớn, bề mặt truyền nhiệt sạch, lượng không khí và khí trơ trong nước ít, lượng nước ngưng tụ trong buồng đốt được thải ra tuần hoàn và nhanh chóng. Để cô đặc nước quả thường tiến hành cô đặc ở nhiệt độ thấp trong chân không, nhằm tránh các phản ứng nhiệt của các thành phần hóa học có trong dịch quả (trước hết là phản ứng giữa đường khử và acid amin, tổn thất ít các chất thơm, vitamin). Dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100oC, áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển. Phương án này đơn giản: nạp liệu bằng bơm hoặc nhờ chân không liên tục đến ngập bề mặt truyền nhiệt. Sản phẩm được xả gián đoạn hoặc liên tục. Ưu điểm: tuần hoàn tốt, giảm khả năng tạo cặn, sự bay hơi nước xảy ra liên tục. Khi quá trình cô đặc kết thúc nguyên liệu được vận chuyển bằng bơm đến nồi chứa trung gian cùng với pectin và natri benzoate. Thiết bị và thông số: § Yêu cầu thiết bị: - Sử dụng hệ thống cô đặc chân không một nồi. - Vật liệu không ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm (dùng đồng thau, tráng men hoặc thép không rỉ). - Cường độ truyền nhiệt cao nhất trong giới hạn chênh lệch nhiệt độ nhất định. - Tiêu hao nguyên liệu trên một đơn vị bề mặt truyền nhiệt nhỏ nhất. - Cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa, dễ lắp ráp dễ tháo dở. - Phân bố hơi đều trong buồng bốc. - Dễ làm sạch bề mặt truyền nhiệt. - Xả liên tục và ổn định nước ngưng tụ và khí không ngưng. - Thu hồi bọt do hơi thứ mang theo. - Tổn thất năng lượng nhỏ nhất. Thiết bị: nồi cô đặc chân không (một nồi). Nồi cô đặc § Thông số: Áp suất hơi đốt 1.25 at Độ chân không buồng bốc 600 – 700 mmHg Nhiệt độ cô đặc: <100oC Độ khô: 68 – 70 % Phối trộn lần 2: Mục đích: Mục đích công nghệ: hoàn thiện. + Hoàn thiện: tạo sự đồng nhất trong hỗn hợp, hỗn hợp có cấu trúc như mong muốn. Các biến đổi: Thay đổi thành phần hóa học của sản phẩm (chất tạo đông, chất bảo quản, các chất phụ gia). Tăng thể tích, khối lượng của hỗn hợp. Tăng độ đồng nhất. Phương pháp thực hiện: Natri bezoat: Tiến hành phối trộn natri benzoat trong nồi phối trộn với nước để có được dung dịch benzoat 30%. Pectin: Pectin, đường, nước đem ngâm với với 1:1:50 trong vòng 2 phút ® pectin ở dạng paste. Sau khi chuẩn bị natri benzoat và pectin dùng bơm để bơm cả 2 hỗn hợp trên vào nồi chứa trung gian khi quá trình cô đặc kết thúc. Có thể bổ sung các hợp chất màu, chất thơm để tăng giá trị cảm quan. Thiết bị và thông số: Nồi phối trộn chuẩn bị natri benzoat tương tự như phối trộn dung dịch acid citric. Pectin sẽ được gia nhiệt và khuấy trộn trong nồi hai vỏ. Nồi hai vỏ 1 - Cửa nhập liệu; 2- Cửa cấp hơi; 3 - Cửa tháo bã 4 – Van xả hơi; 5 – Cánh khuấy; 6 - Trục khuấy 7 - Đồng hồ đo áp suất Rót bao bì: § Sử dụng phương pháp rót nóng Mục đích: Mục đích công nghệ: bảo quản và hoàn thiện. + Bảo quản: tránh nhiễm vi sinh vật nhờ nhiệt độ cao, tạo độ chân không trong bao bì giảm lượng không khí còn lại trong khoảng không của bao bì. + Hoàn thiện: tăng giá trị thương mại cho sản phẩm. Các biến đổi: Tăng tính an toàn vệ sinh thực phẩm. Không ảnh hưởng nhiều đến các tính chất khác của sản phẩm. Phương pháp thực hiện: Có thể sử dụng các loại bao bì khác nhau: lọ thủy tinh hoặc nhựa. Trước lúc rót bao bì, bao bì cần được rửa sạch, khử trùng bằng hơi nước và đưa ngay đến bộ phận chiết rót để rót sản phẩm ngay, tránh nhiễm bẩn lại. Sau khi rót sản phẩm sẽ tiến hành đóng nắp và dán nhãn. Nhiệt độ chiết rót trên 90oC. Nếu sản phẩm sau khi phối trộn lần hai không đạt đến nhiệt độ yêu cầu thì phải tiến hành gia nhiệt. Thiết bị và thông số: * Máy chiết rót: Máy chiết rót Nguyên lý hoạt động : Khi hộp vào bàn (7) chạm vào tay gạt, qua hệ thống lò xo đòn bẩy, làm cho bánh xe (10) di chuyển theo đường ray (11). Khi ấy xilanh (4) sẽ thông với ống rót (8) và sản phẩm được pittông (5) đẩy vào hộp. Nếu không có hộp, bánh xe lăn theo đường ray (12), pittông (9) không nâng lên, và sản phẩm bị pittông (5) ép sẽ theo lỗ (6) mà trở lại thùng chứa (1). Cả hệ thống quay quanh trục (2), trừ đáy (3) của thùng chứa. * Hệ thống rửa bao bì: Phương pháp rửa: - Chai, lọ được cung cấp vào hệ thống rửa qua bàn máy nối với một băng tải rộng. - Qua hệ thống tạo ra sóng siêu âm. - Bộ phận rửa và xử lý được phân ra thành từng khu vực riêng, gồm nhiều ống phun tia nước cho bên trong và bên ngoài. - Nếu chai, lọ qua hệ thống rửa mà không bị vỡ thì sẽ tiếp tục đưa qua hệ thống làm khô và khử trùng. - Nhiệt độ thông thường trong thiết bị khử trùng là 260oC, có thể vận hành tối đa ở 320oC. - Quá trình làm khô và khử trùng phụ thuộc vào nguyên lý bức xạ, lợi ích lớn nhất về chức năng an toàn và kinh tế khi vận hành. (A) Máy rửa lọ (B) Hệ thống làm khô và khử trùng * Máy siết nắp: Thông số: Nhiêt độ rót: >90oC Áp suất rót: Nhiệt độ khử trùng chai: 260oC Làm nguội, tạo đông: Mục đích: - Mục đích công nghệ: hoàn thiện. Hạ nhiệt độ sản phẩm để tạo điều khiện cho quá trình tạo đông ® sản phẩm có độ đông mong muốn. Các biến đổi: - Nhiệt độ sản phẩm giảm. - Cấu trúc gel hình thành và ổn định. - Thay đổi về khối lượng, tỷ trọng. - Thay đổi tính chất cảm quan của sản phẩm. Phương pháp thực hiện: - Sản phẩm sẽ được vận chuyển đi trên những băng chuyền, được tưới nước để làm nguội đến 35 – 45oC - Sau đó sản phẩm sẽ được trữ trong phòng tạo đông ở nhiệt độ 20oC trong khoảng 2 – 3 ngày. - Khi quá trình tạo đông kết thúc, những lọ mứt xoài đông sẽ được chuyển đến kho bảo quản. Þ sản phẩm hoàn thiện. QUY TRÌNH 2 Phân loại : Rửa : Đốt vỏ, tách hạt : Đốt vỏ: Mục đích công nghệ : chuẩn bị Các biến đổi nguyên liệu : Vật lý: giảm khối lượng nguyên liệu, nhiệt độ tăng. Sinh học: Giảm lượng vi sinh vật trên vỏ. Phương pháp thực hiện : Dùng lò đốt điện để bóc lớp vỏ quả, vỏ bị cháy và bong ra khi rửa lại bằng nước lã, còn cấu tạo của lớp thịt quả dưới vỏ chưa bị hư hại gì. Thiết bị và thông số: Lò đốt điện gồm có thân lò hình hộp, mặt trong ốp gạch chịu lửa, mặt ngoài là thép lá. Nguyên liệu được đưa vào nhờ máng, qua băng tải kim loại chuyển nguyên liệu qua hệ thống đốt điện. Thời gian đốt điều chỉnh bằng tốc độ băng tải. Sau đó nguyên liệu theo máng vào máy rửa. Máy rửa gồm một hệ thống băng chuyền chạy dưới hệ thống vòi phun nước. Nước xối ra nhờ vòi phun từ trên xuống sẽ mang theo lớp vỏ và rửa sạch nguyên liệu. Thông số: Nhiệt độ: 1000oC. Thời gian: 0.5 - 3 phút. Tách hạt: theo phương pháp của quy trình 1 Nghiền xé: Mục đích công nghệ : chuẩn bị Dùng lực cơ học để cắt nhỏ nguyên liệu giúp tăng hiệu suất quá trình chà Các biến đổi nguyên liệu : Vật lý: giảm kích thước nguyên liệu, có thể tăng nhiệt độ do ma sát Hóa sinh: tế bào nguyên liệu sẽ bị dập nát bị phá vỡ, mất tính bán thẩm thấu làm cho dịch bào dễ thoát ra khỏi tế bào. Phương pháp thực hiện : Dùng lực cơ học để thay đổi hình dạng và kích thước nguyên liệu. Kích thước miếng xé càng nhỏ càng tốt nhưng không nhỏ hơn 0.3 cm3, và không lớn hơn 1 cm3. Nếu kích thước quá nhỏ sẽ làm hiệu suất chà giảm do khối nguyên liệu mất độ xốp, các mao quản bị bịt kín, dịch bào sẽ khó thoát ra ngoài trong quá trình chà, khi đó phần dịch quả còn sót lại trong bã nhiều, làm giảm hiệu suất thu hồi dịch quả. Nếu kích thước quá lớn cũng gây cản trở cho quá trình chà do tỷ lệ tế bào bị phá vỡ thấp, đoạn đường đi của dịch ép từ tế bào nguyên liệu ra ngoài dài hơn, dịch quả còn sót lại trong tế bào sau khi chà tăng. Yêu cầu: - Đảm bảo vệ sinh, tránh thất thoát và bị dập nguyên liệu, làm giảm giá trị sản phẩm. - Vết cắt ngọt, không bị dập, ít phần bỏ. Vì vậy yêu cầu dao phải bén, công nhân lành nghề. Thiết bị và thông số: Thiết bị: sử dụng máy nghiền 2 trục nghiền với lưỡi dao răng cưa để tăng hiệu quả lực cắt. Nguyên liệu được đưa vào phễu nhập liệu 1 qua khoảng cách giữa hai lưỡi dao sẽ bị cắt nhỏ và theo đáy thiết bị ra ngoài. Thông số: Tốc độ nhập liệu: 18 tấn / h. Tốc độ quay của dao: 750 rpm. Kích thước xé nhỏ: ~ 1 cm3 Máy xe dao cong 1 – Phễu nhập liệu 2 – Trục đĩa quay 3 – Lưỡi dao cong Gia nhiệt : Mục đích công nghệ : chuẩn bị Các biến đổi nguyên liệu : Vật lý: Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi, tăng tỷ trọng. Thay đổi cấu trúc nguyên liệu, tạo mùi nấu, mất chất khô. Hóa học: Làm cho quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu. Làm thất thoát vitamin C và các chất hòa tan khác, sự bay hơi của một số chất hương. Loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp. Hóa lý: Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng. Nước bay hơi Hóa sinh : Các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ, tránh sự oxy hóa các hợp chất hóa học làm đen sản phẩm. Đình chỉ các quá trình sinh hóa của tế bào quả xoài. Sinh học: Ức chế, tiêu diệt một số vi sinh vật. Phương pháp thực hiện : Nguyên liệu sau khi nghiền xé sẽ được cho vào nồi 2 vỏ, gia nhiệt bằng hơi, có cánh khuấy qua cửa số 1, hơi sẽ được cấp vào khoảng không gian của hai vỏ qua cửa 2 để gia nhiệt gián tiếp nguyên liệu. Nguyên liệu sẽ được tháo qua cửa số 3. Thiết bị và thông số: Thiết bị: Nồi 2 vỏ có cánh khuấy Nồi hai vỏ 1 - Cửa nhập liệu; 2- Cửa cấp hơi; 3 - Cửa tháo bã 4 – Van xả hơi; 5 – Cánh khuấy; 6 - Trục khuấy 7 - Đồng hồ đo áp suất Thông số: Nhiệt độ: 80 – 100oC. Thời gian: 2 – 10 phút. Chà: Phối trộn lần 1 (phối chế và đảo trộn): Cô đặc : Cô đặc liên tục trong nhiều nồi. Khi cô đặc một nồi thì tốn nhiều hơi đốt, như vậy là không kinh tế. Do đó cần sử dụng cô đặc nhiều nồi để lợi dụng hơi thứ làm hơi đốt. Phương pháp này có ý nghĩa kinh tế cao về mặt sử dụng nhiệt. Trong thực tế sản xuất khi cần cô đặc một dung dịch từ nồng độ thấp lên nồng độ cao thì người ta thường dùng các hệ cô đặc nhiều nồi công nghiệp thông dụng: hệ xuôi chiều và ngược chiều. Dung dịch được vận chuyển từ nồi sau đến nồi trước bằng bơm. Quá trình cô đặc kết thúc khi dung dịch ra khỏi nồi cuối. * Nguyên tắc cô đặc nhiều nồi có thể tóm tắt như sau: + Nồi thứ 1: dung dịch được đun bằng hơi đốt. Hơi thứ nồi 1 bốc lên lấy làm hơi đốt để đun nóng nồi thứ 2. Ở nồi 2 nhờ áp suất thấp mà nhiệt độ sôi của dung dịch thấp hơn nồi 1. + Kết quả của cô đặc nhiều nồi là: nếu dùng 1 kg hơi đốt thì ta có thể thu được từ 3-5 kg hơi thứ. Như vậy lượng hơi đốt giảm đi theo tỷ lệ với việc tăng số nồi. (Bởi vì ta dùng hơi thứ của nồi trước làm hơi đốt cho nồi sau, không phải dùng hơi sống từ lò hơi đưa sang). + Hơi thứ ở nồi cuối cùng vào thiết bị ngưng tụ. Còn dung dịch đi vào nồi 1 được bốc hơi một phần, sau đó đi sang nồi sau và tiếp tục bốc hơi. * Điều kiện cơ bản để cô đặc nhiều nồi là: nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nhiệt độ sôi của nồi sau, nghĩa là áp suất hơi thứ của nồi trước lớn hơn áp suất hơi thứ nồi sau. Do đó áp suất trong các nồi của hệ thống cô đặc sẽ giảm dần từ nồi đầu đến nồi cuối. Thường thì nồi đầu làm việc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển, còn nồi cuối thì áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển (chân không).       Để tạo được chân không ở các nồi cuối, người ta đặt ở cuối hệ thống 1 bơm chân không để hút chân không. Þ Sử dụng hệ cô đặc nhiều nồi ngược chiều, hệ thống gồm 3 nồi Dung dịch đi từ nồi I  ® II ®  III nhờ chênh lệch áp suất trong các nồi. Còn hơi đốt đi từ nồi I ® II ®  III nhờ ngưng tụ tạo chân không và hút chân không bằng bơm chân không. Thiết bị và thông số: § Thiết bị: Hệ cô đặc 3 nồi Thông số: P1 > P2 > P3 T1 > T2 > T3 W2 = 1.25W3 W1 = 1.25W2 = 1.252 W3 WS = S Wi = 3.8125W3. Với W - Lượng hơi thứ tạo thành Phối trộn lần 2: Rót bao bì: Làm nguội, tạo đông: * SO SÁNH HAI QUY TRÌNH: Ø Quá trình cô dặc: a) Cô đặc chân không (một nồi): · Ưu điểm: - Hiệu số nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch sẽ tăng, do đó có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt. - Cô đặc chân không cho phép ta cô đặc những dung dịch có nhiệt độ cao hay dung dịch khi sôi ở áp suất thường có thể sinh ra những phản ứng phụ không cần thiết (oxy hóa, keo hoá, đường hoá…) và cần phải có hơi đốt ở nhiệt độ cao. - Thực hiện theo phương pháp gián đoạn hoặc liên tục. - Giữ được màu sắc và mùi vị tự nhiên của quả. - Giảm việc tiêu tốn nguyên liệu. - Phương án này đơn giản: nạp liệu bằng bơm hoặc nhờ chân không liên tục đến ngập bề mặt truyền nhiệt. - Giảm khả năng tạo cặn. - Sự bay hơi nước xảy ra liên tục. - Chi phí thiết bị thấp hơn. · Nhược điểm: - Không làm bất hoạt vi sinh vật. - Tiêu tốn năng lượng cho hơi đốt nhiều hơn. - Hiệu quả cô đặc thấp hơn b) Hệ cô đặc 3 nồi ngược chiều: · Ưu điểm: - Dung dịch tự di chuyển từ nồi trước sang nồi sau nhờ chênh lệch áp suất giữa các nồi. - Do nhiệt độ sôi của nồi trước lớn hơn nhiệt độ sôi của nồi sau, nên dung dịch đi vào mỗi nồi đều có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ sôi ở nồi đó, kết quả là ta có một lượng nhiệt thừa và lượng nhiệt này sẽ làm bốc hơi một lượng nước gọi là quá trình tự bốc hơi. Đối với dung dịch đi vào nồi đầu có nhiệt độ nhỏ hơn nhiệt độ sôi, thì cần tốn thêm một lượng hơi đốt để đun nóng dung dịch. Vì vậy, dung dịch trước khi vào nồi một, thường được đun nóng sơ bộ bằng hơi phụ hoặc nước ngưng tụ ® giảm lượng hơi đốt tiêu tốn ® tiết kiệm năng lượng. - Cô đặc qua nhiều nồi nên hiệu quả cô đặc cao hơn một nồi. - Nồi cuối ở áp suất chân không nên nhiệt độ sôi thấp, · Nhược điểm: - Khuyết điểm của cô đặc xuôi chiều là nhiệt độ ở các nồi sau thấp dần,  nhưng nồng độ của dung dịch lại tăng dần làm cho độ nhớt của dung dịch tăng nhanh kết quả là hệ số truyền nhiệt sẽ giảm đi từ nồi đầu đến nồi cuối. - Tiêu tốn nhiều thiết bị hơn ® chi phí cho thiết bị tăng - Diện tích chiếm chỗ trong nhà xưởng tăng. - Tổ chức sản xuất phức tạp hơn Ø Quá trình chần và nghiền xé, gia nhiệt: a) Chần: · Ưu điểm: - Việc tách xơ trong xoài dễ hơn do không làm thay đổi cấu trúc của nó. - Chỉ qua một quá trình trước khi chà nên tiêu tốn thiết bị ít hơn. - Thiết bị đơn giản (chỉ gồm hệ thống vòi phun, bơm, băng chuyền) - Tổ chức sản xuất đơn giản hơn. · Nhược điểm: - Quá trình chần có thể làm mất một số cấu tử hoà tan do chần bằng phương pháp sử dụng vòi phun. - Hiệu quả của quá trình chà thấp hơn do kích thước nguyên liệu lớn. - Tốn chi phí cho lượng nước sử dụng. - Chất lượng dịch puree sau quá trình chà kém hơn. b) Nghiền xé, gia nhiệt: · Ưu điểm: - Quá trình chà dễ thực hiện hơn do nguyên liệu đã được nghiền nhỏ. - Không bị mất những cấu tử hoà tan. - Không tốn chi phí sử dụng nước (cả hai quá trình trên không sử dụng nước). - Chất lượng dịch puree sau quá trình chà tốt hơn. · Nhược điểm: - Khả năng tách xơ kém hơn do nguyên liệu đã bị nghiền nhỏ làm giảm kích thước xơ. - Tiêu tốn chi phí thiết bị cao hơn (thiết bị phức tạp, đắt tiền) - Chiếm diện tích nhà xưởng hơn. - Tổ chức sản xuất phức tạp hơn. Ø Quá trình đốt vỏ, tách hạt và quá trình bổ quả, tách hạt: Ưu và nhược điểm của việc đốt vỏ so với không đốt vỏ: · Ưu điểm: - Trong vỏ xoài có nhựa ảnh hưởng không tốt đến chất lượng dịch puree. Do đó, đốt vỏ sẽ giúp làm tăng chất lượng của dịch puree. - Đốt vỏ giúp cho quá trình nghiền xé, chà thuận lợi hơn. -Loại bỏ vỏ cũng giúp loại bỏ một lượng lớn VSV bám trên vỏ. · Nhược điểm: - Tiêu tốn chi phí thiết bị cao hơn, tiêu tốn chi phí cho nước rửa. - Vận hành phức tạp, đòi hỏi phải chính xác về các thông số kỹ thuật ( nhiệt độ, thời gian), nếu không có thể làm tổn hại đến thịt quả. Mô tả: Chỉ tiêu chất lượng: Chỉ tiêu hóa học: Nồng độ chất khô: 68%-70% Hàm lượng acid: 6% pH: 3.5-4.5 Chỉ tiêu hóa lý: Độ đồng nhất >95% Sản phẩm phải có độ sệt cao. Có thể thử bằng cách lật ngược lọ đựng, nếu sản phẩm bị chảy hoặc nhỏ giọt là không đạt yêu cầu. Chỉ tiêu cảm quan: Cấu trúc: bề mặt phẳng, bóng mềm, hình khối đồng nhất, cấu trúc gel mềm, độ đông tốt, không bọt. Màu vàng tự nhiên của dịch quả, đồng nhất trong toàn khối sản phẩm. ngọt chua tự nhiên đặc trưng của quả. Mùi: mùi thơm tự nhiên của dịch quả, không có mùi lạ. Chỉ tiêu vi sinh: Tổng VSV hiếu khí, số khuẩn lạc Nhỏ hơn 100CFU/g Nấm men và nấm mốc Nhỏ hơn 10CFU/g E.Coliform Không được có Salmonella Không được có Staphylococcus Không được có Thành phần dinh dưỡng: Mỗi 100g mứt đông xoài cung cấp 71.1 cal (298kJ) Bảng: Thành phần dinh dưỡng trong 100g mứt. Protein: 0.5g Vit.A: 1077IU Carbohydrat: 16.6g Vit.C: 10.3mg Chất béo: 0.3g Chất béo không bão hòa: 0.2g Na: 8.6mg Chất xơ:0.5g Fe: 0.1mg Cholesterol:1.1g Ca: 16.2mg Thành tựu: sản xuất mứt đông theo phương pháp tách nước thẩm thấu Giới thiệu Theo định nghĩa bởi quy định của UNE, mứt đông là sản phẩm được chế biến từ hàm lượng dịch quả tối thiểu là 40% và hàm lượng chất khô sau cùng đạt 450 Brix. Ngoài ra, một số chất phụ gia như acid citric, chất tạo đông, pectin cũng được thêm vào. Trong sản xuất mứt đông truyền thống, tất cả các thành phần được trộn ở tỷ lệ thích hợp và được cô đặc bởi chế độ xử lý nhiệt ở áp suất thường hoặc áp suất thấp để đạt được hàm lượng chất khô cuối cần thiết. Quy trình này đưa đến độ đặc cần thiết, phá huỷ các enzim, chiết pectin trong quả và đưa đến điểm đông đặc để tạo nên vị chua và làm giảm hoạt độ nước nên sản phẩm có khả năng tự bảo quản. Tuy nhiên, nó cũng gây ra những thay đổi không mong muốn về màu sắc, cấu trúc, giá trị dinh dưỡng, mùi vị do ảnh hưởng của nhiệt độ. Một sự thay đổi trong công thức chế biến mứt đông là dùng trái cây đã được tách nước, theo cách đó sẽ giảm sự cô đặc.Trong trường hợp này, sự tách nước thẩm thấu cho phép ta thu được sản phẩm trái cây có hương vị tốt hơn, chất dinh dưỡng, khoáng chất, vitamin cũng ít bị mất hơn. Trong quá trình, nước được chuyển từ trái cây sang dạng đường cô đặc (thường là sucrose) ở nhiệt độ ôn hoà và không phải trải qua sự chuyển pha. Sucrose ngăn ngừa sự mất màu của trái cây bởi những phản ứng làm sậm màu do enzym hoặc không do enym, trái cây sẽ giữ được vẻ tươi và tự nhiên hơn Hơn nữa, sự hoà tan thẩm thấu sử dụng để tách nước cho trái cây thích hợp để đưa vào công thức giúp cho các chất tan mất trong quá trình tách nước có thể được khôi phục, khi trái cây đưa vào quy trình ở nhiệt độ thấp (35 – 40oC) với thời gian ngắn trong quá trình tách nước thẩm thấu, sản phẩm mứt đông sẽ có màu sắc tự nhiên hơn, hương vị tốt hơn và đạt chất lượng toàn diện. Mục tiêu của bài báo này là so sánh những thông số chất lượng về mặt hoá lý, vật lý, của sản phẩm mứt đông kiwi sử dụng phương pháp mới với sản phẩm hiện có trên thị trường. Điều được chú ý đặc biệt ở đây là về màu sắc - yếu tố chịu ảnh hưởng từ quá trình xử lý nhiệt rất lớn. Nguyên liệu và phương pháp Nguyên liệu: Sản phẩm mứt đông trên thị trường và trái cây tươi: CTKJ: Commercial traditional kiwifruit jam. CDKJ: Commercial dietetic kiwifruit jam. (sử dụng fructose) Lượng hoà tan thẩm thấu: Lượng hoà tan thẩm thấu được chuẩn bị bằng cách pha đường sucrose với nước chưng cất (được đun nóng nhẹ) cho đến khi hòa tan hoàn toàn và hình thành dịch đường 550Brix. Sự cô đặc của hoà tan thẩm thấu được thiết lập dựa vào nghiên cứu động học và thành phần của sản phẩm sau này. Chất tạo đông: high methoxil pectin. 2.2 Phương pháp: Mứt đông kiwi được chế biến từ kiwi đã được tách nước thẩm thấu, tránh xử lý nhiệt: ODKJ (osmodehydrated kiwifruit jam) Cách tách nước thẩm thấu: Kiwi được cắt lát dày 1 cm, và được tách nước thẩm thấu trong 1h ở 30oC trong bình có cánh khuấy tương ứng với lượng hoà tan thẩm thấu. Một thành phần thiết lập của lượng hoà tan thẩm thấu được trộn với chất tạo đông và đun nóng lên 80oC để hoà tan chúng. Những lát kiwi được xé nhỏ và trộn với tỷ lệ thích hợp với lượng hòa tan thẩm thấu. Đây được gọi là phương pháp tách nước thẩm thấu. 2.3 Phân tích: a) Đặc tính hóa lý: Độ ẩm. Chất khô hòa tan: đo bằng độ Brix ở 20oC Hoạt độ aw pH Mỗi phép đó được tiến hành 3 lần. b) Đo màu: đo bằng máy quang phổ, sử dụng trục L*a*b* (D65, 10o) c) Độ sệt: Kiểm tra độ chảy ngược: mẫu được đặt trong 1 ly đường kính 6mm, và lật ngược lại với plunger đường kính 4.95 với tốc độ 1mm/s. Kiểm tra độ cô đặc. Kết quả: Bảng 1: Thành phần và các thông số hoá lý của mứt đông Mẫu Phần ghi trên nhãn Dịch quả (%) Đường (%) Pectin (%) Acid (%) CTKJ CDKJ ODKJ 56 70 44 29.3 0.6 0.1 Mẫu Kết quả đo oBrix aW XW pH Acid CTKJ CDKJ ODKJ 68.4±0.1 32.1±0.1 47.4±0.1 0.763±0.001 0.955±0.002 0.935±0.001 26.8±0.2 61.1±0.2 44.9±0.3 3.04±0.01 3.19±0.01 3.09±0.01 0.465±0.006 0.444±0.016 0.225±0.010 Ghi chú: XW: g nước/ 100g mẫu Acid: acid citric / 100g mẫu Bảng 2: Tỷ lệ và thành phần trong công thức chế biến mứt từ trái cây tách nước thẩm thấu Thành phần ODKJ Trái cây tươi Khối lượng (g) oBrix Độ ẩm (g/ 100g) Chất khô hòa tan (g/100g) 37.8 15.2 84.0 15.1 Trái cây tách nước thẩm thấu Khối lượng (g) oBrix Độ ẩm (g/ 100g) Chất khô hòa tan (g/100g) 30.3 25.9 72.0 25.2 Lượng hoà tan thẩm thấu Khối lượng (g) oBrix 69.7 54.2 Bảng 3: Các thông số màu sắc. L* a* b* h*ab C*ab CTKJ CDKJ ODKJ 9.5±0.2 24.5±0.1 21.5±0.4 2.3±0.1 1.6±0.0 1.2±0.1 6.3±0.3 14.2±0.1 8.3±0.2 69.7±1.3 83.8±0.0 82.0±0.6 6.7±0.2 14.3±0.1 8.4±0.2 Màu của ODKJ xanh hơn và sáng hơn so với 2 mẫu còn lại. Hình 4: Đường cong khi lật ngược. Kết luận: Qua khảo sát các đặc tính chất lượng, ta thấy mứt đông làm từ trái cây tách nước thẩm thấu, tránh xử lý nhiệt có chất lượng tốt hơn so với mứr đông làm theo phương pháp truyền thống. Độ bền của sản phẩm và những sự thay đổi động học cần được đánh giá để xác định điều kiện lưu giữ. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Mỹ Hồng –Kỹ thuật chế biên đồ hộp [2] Lê Bạch Tuyết cà các cộng sự, Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, NXB GD Hà Nội, 1996 [3] Quách Đình, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa, Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả - NXB KHKT, 1996 [4] Nguyễn Văn Tiếp, Quách Đình, Ngô Mỹ Văn, Kỹ thuật sản xuất đồ hộp, rau quả [5] [6] http:// www.sciencedirect.com [7] 1 2 3 4 5 6 Xoài Hột xoài Miếng xoài