Đề tài Quy trình sản xuất nước ép cà chua

dầy càng ít hạt và thịt quả càng nhiều. Lượng hạt trong quả ít buồng có nhiều hơn trong quả nhiều buồng. Thành quả nhất là thành trong có hàm lượng chất khô cao. Quả cà chua và phần cắt dọc Quả cà chua thuộc trái mọng nhiều nước. Dạng trái có thể dẹp, tròn dẹp, hình tròn, hình elip, bầu dục dài và dạng quả mận quả lê. Những quả có dạng bầu dục và dài có chỉ số hình dạng lớn hơn 1 ( chỉ số hình dạng = với H là đường cao và D là đường kính ) quả dạng tròn có chỉ số từ 0.80-1.00 , những quả dẹp có chỉ số nhỏ hơn 0.80. Trọng lượng quả cà chua khác nhau tùy theo giống, loại quả nhỏ có trọng lượng quả nhỏ hơn 50g, quả trung bình có trọng lượng quả từ 50-100g và loại quả lớn có trọng lượng quả lớn hơn 100g. Màu sắc quả cà chua phụ thuộc vào màu sắc của vỏ quả. Màu sắc của quả thay đổi trong quá trình chín: từ xanh đến chín rồi tái vàng và đỏ. Bảng 3 Bảng phân biệt màu sắc Thịt quả Vỏ quả Quả Đỏ Vàng Đỏ Đỏ Không màu Hồng Vàng Vàng Vàng da cam Vàng Không màu Vàng nhạt Màu sắc của trái chín có màu đỏ thẫm đến hồng nhạt hay màu vàng tùy theo giống. 1.5 Thời kì chín của quả cà chua Trong quá trình chín, nhiệt độ tốt nhất cho quả cà chua chín trong quá trình phát dục 220C , nhiệt độ ban đêm lớn hơn 13oC, ban ngày 24- 30oC, độ ẩm thích hợp 80-85%. Quả trình chín của quả cà chua qua nhiều thời kì, nếu nắm được các thời kì chín có thể sử dụng đúng yêu cầu. Có thể chia quá trình chín của cà chua làm 5 thời kì: Thời kì quả xanh: quả và hạt phát triển chưa hoàn toàn, quả có màu xanh sáng, nếu đem dấm quả chín không tốt, quả không có mùi vị, màu sắc đặc trưng của quả cà chua. Thời kì quả chín xanh: quả và hạt đang phát triển dần, quả có màu xanh áng, keo xung quanh hạt được hình thành, quả chưa có màu hồng hoặc vàng, đem dấm quả thể hiện màu sắc vốn có của quả. Thời kì quả chín vàng: phần đỉnh của quả dần dần xuất hiện màu hồng, xung quanh cuống quả vẫn có màu xanh, trái cứng, chịu đựng chuyên chở đi xa. Thời kì qủa chín: quả xuất hiện màu sắc vốn có của giống, màu sắc thể hiện hoàn toàn, quả còn cứng. Thời kì quả chín hoàn toàn: màu sắc càng thẫm, quả mềm. 2. Phân loại, thu hoạch và bảo quản cà chua: 2.1.Phân loại: theo hình dáng của cà chua người ta phân làm 3 loại: A. Cà chua bi: là loại cà chua có quả nhỏ nhưng sai, hạt nhiều hàm lượng acid cao, dễ trồng nhưng kém giá trị kinh tế. Do thị trường tiêu thụ còn kém nên việc chọn tạo giống cà chua này còn hạn chế. Cà chua bi là nguyên liệu để lai tạo giống rất tốt. B. Cà chua múi: phần lớn có thân sinh trưởng vô hạn, thời gian sinh trưởng dài, năng suất và khả năng chống chịu bệnh khá. Cà chua múi là loại quả to, có nhiều ngăn rõ rệt tạo thành múi sâu và nông, loại quả này hơi chua, kém ngọt, hạt nhiều-nổi tiếng nhất là cà chua múi Hải Phòng. C. Cà chua hồng: là loại cà chua được trồng phổ biến hiện nay, quả có dạng như quả hồng, không có múi hoặc múi không rõ. Chất lượng ăn tươi cũng như chế biến cao do quả thịt đặc, nhiều bột và lượng đường cao. Phần lớn cà chua hồng là các loại giống được lai tạo, chọn lọc trong nước và một số giống ngoại nhập. 2.2 Thu hoạch: Thời gian thu hoạch trái tùy giống và mùa vụ. Ở vùng lạnh, 70-90 ngày sau khi trồng; ở đồng bằng 60-70 ngày sau khi trồng Ngày 0 15-20 35-50 80-100 120-150 Gieo cấy nở hoa trái chín cây tàn Trái phát triển Thời gian thu hoạch Thu hoạch cà chua vào buổi sáng sớm khi chưa có nắng gắt của mặt trời, khi đó hàm lượng các chất dinh dưỡng là cao nhất, các giá trị khác như hương vị, màu sắc… đều đạt giá trị tối ưu. Tránh thu hoạch cà chua vào những lúc mưa, lúc nắng gắt hay chiều sương vì nhiệt ẩm cao sẽ ảnh hưởng xấu đến chất lượng cũng như bảo quản. Cà chua ăn tươi thường thu hoạch vào giai đoạn chín vàng để trái chín dần trongquá trình chuyên chở hay dự trữ trước khi đến tay người tiêu dùng. Cà chua trước khi chín có hàm lượng chất khô hòa tan, vitamin và lượng đường thấp hơn trái chín trên cây. Cà chua tùy mục đích chế biến mà thu hoạch và những thời điểm khác nhau, ví dụ cà chua muối chua thu hoạch khi trái còn non; cà chua làm sauce, juice… được thu hoạch khi trái chín hoàn toàn, thông thường cà chua được thu hoạch bằng máy một lần khi 85% trái trên cây đã chín. Sau khi thu hoạch cà chua cần được chuyển vào nơi mát để phân loại trước khi chuyển đi chế biến hay tiêu thụ. 2.3 Bảo quản: Nói chung nguyên liệu rau quả cần được đưa vào chế biến nhanh chóng sau khi thu nhận. Tuy nhiên để đảm bảo nhịp độ điều hòa sản xuất trong nhà máy, thường cần có một khối lượng nguyên liệu dự trữ nhất định. Thông thường hàm lượng chất khô , propectin, xenlulo cao thì thời gian bảo quản sẽ dài, điều cơ bản là phải laọi bỏ nhũgn quả dập hay quá chín . 3. Thành phần hóa học của quả cà chua: Quả cà chua tươi chứa các loại đường dễ tiêu như glucose, fructose, 1 ít saccharose, tinh bột, cellulose, hemicellulose, các hợp chất pectin, acid hữu cơ (chủ yếu là acid citric), muối khoáng, vitamin, đặc biệt là vitaminC. Thành phần hóa học của quả phụ thuộc nhiều vào độ chín, loài giống, điều kiện ngoại cảnh, biện pháp kỹ thuật, thời kì thu hoạch và bảo quản. Thành phần hóa học của quả cà chua thay đổi ngay trong một quả. Ở giữa quả chất khô và đường nhiều, còn xung quanh thì acid nhiều và đường ít. Nước : trong quả cà chua nước chiếm khoảng 94%. Glucid: trong quả cà chua glucid chiếm khoảng 3-4%. Trong glucid thì glucose và fructose chiếm hàm lượng lớn , còn saccharose không vượt quá 0.5%. Tinh bột trong cà chua chỉ ở dạng vết, có khi đạt 0,25%. Ngoài ra cenllulose tương đối nhiều trong quả còn xanh nhưng theo độ chín hàm lượng của nó giảm dần. Đối với các quả chín hàm lượng của cenllulose khoảng 0.3-0.7%, còn hemicellulose khoảng 0.1-0.2%. Các chất pectin chiếm khoảng 2,5% trọng lượng chất khô. Các quả xanh chứa nhiều protopectin, khi quả chín nó chuyển qua dạng pectin hòa tan dưới tác dụng của acid hữu cơ và enzym protopectinase trong quả. Trong quả cà chua có 0.25- 0.5% acid, chủ yếu là acid malic và acid citric, ngoài ra còn có acid lactic, acetic, succinic… Hàm lượng chất chứa nitơ trong cà chua chiếm khoảng 1%. Độ tro trong cà chua chiếm khoảng 0.8%. Trong thành phần tro có trung bình 10mg% canxi, 25mg% phospho, và 1mg% sắt, ngoài ra con có một số thành phần khoáng khác với hàm lượng nhỏ. Hàm lượng các sinh tố trong cà chua bao gồm: - vitamin A: 1.2-1.6mg% - vitamin B1: 0.08-0.15mg% - vitamin B2: 0.05-0.07 mg% - vitamin C: 20-40 mg% - vitamin PP: 0.5-16.5 mg% - acid pantotenic : 100-165mg% Cà chua có enzyme pectinase , đặc biệt khi quả chín enzyme pectinase hoạt động càng hiệu quả. Trong quả cà chua xanh có chứa chất glucoalkanoid tomatin có tác dụng độc với vi sinh vật, lượng chất này giảm dần theo mức độ chín của quả và biến mất hoàn toàn khi quả chín đỏ. Do đó không nên sử dụng quả xanh để ăn tươi vì có thể gây nhức đầu,chóng mặt buồn nôn. Khi chế biến cà chua xanh làm đồ hộp, chất tomatin tan theo nước muối do đó có thể ăn quả xanh khi chế biên mà không gây hại. Quả cà chua thay đổi màu sắc trong quá trình chín từ xanh đến trắng rồi tái vàng rồi đỏ. Trong quá trình chín nhiệt độ và ánh sáng có ảnh hưởng đến sự hình thành các sắc tố của quả. Sắc tố của quả cà chua bao gồm có : lycopene, carotene, xanthophyll, chlorophyll. Màu sắc quả chín tùy thuộc vào hàm lượng sắc tố lycopene và carotene chứa trong quả. Tỉ lệ hàm lượng hai sắc tố này tùy thuộc vào giống và điều kiện môi trường. Lycopene có trong thịt và vỏ quả, tạo màu đỏ, hình thành ở nhiệt độ tốt nhất là 20oC. Lycopene là một chất thuộc họ carotenoid được cấu tạo bởi khung cacbon 8 đơn vị isoprene, có công thức phân tử là C40H56, dạng hình kim dài., công thức cấu tạo : Cấu tạo không gian 3d của lycopene Lycopene tạo nên màu đỏ của cà chua, màu hồng của bưởi, màu đỏ của ổi và nước dưa…lycopene là một chất chống oxi hóa mạnh, chống các căn bệnh thoái hóa như bệnh tim chẳng hạn. Có thể thấy rằng nếu tăng hàm lượng lycopene trong thực phẩm, như trong nước cà chua đặc hay nước sốt cà chua, mang lại tác dụng bảo vệ chống lại một số căn bệnh. Một điều quan trọng là cơ thể con người không thể sản sinh ra lycopene vì vậy cần bổ sung nó từ cà chua trong bữa ăn. Lycopene có tác dụng chống lại các căn bệnh suy thoái nhờ cơ chế cho electron cho gốc tự do oxi, vì vậy nó sẽ phản ứng với gốc tự do này trước khi chúng phá hủy tế bào.lycopene còn được sử dụng như một tác nhân chống ung thư. Theo nghiên cứu của đại học Harvard trên 47000 nam giới trong vòng 6 năm, nếu sử dụng các sản phẩm cà chua hơn 2lần/tuần có thể giảm từ 21-34% tỉ lệ ung thư tuyến tiền liệt. Carotene là sắc tố màu da cam, có liên quan đến hàm lượng vitamin a rong quả và được tổng hợp trong điều kiện rộng hơn so với sắc tố lycopene, hình thành tốt nhất là ở 24oc. Màu xanh của cà chua là do xanthophyll tạo nên. Khi quả chín xảy ra quả trình thủy phân chlorophyll, là sắc tố xanh ở trái sống làm lộ ra làu đỏ hồng. Khi trái chín, cà chua sẽ trở nên mềm do quá trình thủy phân tinh bột, đặc biệt là các hợp chất pectin và hemixenluloza làm cho tế bào trở nên mềm hơn và làm yếu các lực liên kết khi tế bào chín. Bảng so sánh thành phần hóa học cảu cà chua: Thành phần Việt nam Mĩ Nước(%) 94 93 Protein(%) 0.6 1.1 Cacbonhydrat(%) 4.2 4-6 Vitaminb1(mg%) 0.06 0.06 Vitaminb2(mg%) 0.04 0.027 Vitamin pp(mg%) 0.47 0.78 Vitamin c(mg%) 38 15-25 Canxi (mg%) 11.4 5-7 Photpho (mg%) 24.7 18 Sắt (mg%) 1.3 0.4-0.9 ( theo institute of food reseach and product development, kasetsart university) Ta có thể thấy ràng thành phần cà chua không khác mấy giữa các vùng. 4. Vị trí và giá trị dinh dưỡng của cà chua: Cà chua là loại cây phổ biến ở nhiều nước chỉ sau cây khoai tây, được trồng để lấy quả ăn tươi, nấu canh làm mứt, sốt cà chua, tương cà chua, sản xuất nước giải khát… Cà chua là một loại rau có giá trị dinh dưỡng cao, chứa nhiều nước, glucid, protid, nhiều acid hữu cơ(malic, citric…), nhiều loại vitamin(a, b1, b2, b6, c, pp…), các muối khoáng (Ca, P, Mg, K, S) và nhiều nguyên tố vi lượng (Zn, Cu, Fe,I) cần thiết cho cơ thể. Hàng ngày ăn khoảng 100g cà chua tươi có thể cung cấp 13% vitamin A,5% acid Folic, 8%vitaminb1, 33% vitamin C cần thiết cho người trưởng thành và cung cấp cho cơ thể 22kcal. Một số tác dụng của cà chua: cung cấp năng lượng, khoáng, giải nhiệt, chống hoại tử, dung môi để thải ure, giúp tiêu hóa tinh bột dễ dàng hơn, trong cà chua có lycopene là chất chống quá trình lão hóa và chống ung thư… 5. Tiêu chí lựa chọn cà chua để chế biến: - cà chua dùng để sản xuất phải chín vừa phải, không cần phân loại theo kích thước: nếu cà chua chưa đủ chín thì sản phẩm sẽ bị chua, còn nếu cà chua quá chín thì sản phẩm sẽ có hương vị nhạt nhẽo. Loại cà chua Pounds Cà chua ép nhỏ Cà chua nguyên hay cắt nửa Nuớc cà chua Nước sốt cà chua 2 3/4 3 31/4 5 – 61/2 Chọn quả cà chua vào thời điểm mà hàm lượng thịt quả và chất khô cao, thích hợp để sản xuất. chẳng hạn: ta có thành phần của cà chua hồng qua các thời kì chín Stt Thành phần hóa học Còn xanh Chín tới Chín rục 1 2 3 4 5 6 7 Hàm lượng nước(%) Tỷ lệ thịt quả(%) Độ acid(% a.citric) Tổng glucid(%) Đường khử(%) Vitaminc(%) Ph 92.85 84.8 0.47 4.0 2.37 34.97 4.0 93.17 91.12 0.35 4.83 2.5234.02 4.1 93.8 71.05 0.28 5.20 2.55 30.68 4.1 Qua bảng trên ta thấy cà chua hồng ở thời điểm chín hồng có hàm lượng chất thịt quả cao nhất, hàm lượng đường, glucid cũng cao nên ta có thể thu hoạch cà chua hồng vào thời kì chín tới để chế biến. 6- CÁC CHẤT KHÁC ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP CÀ CHUA: 6.1. Ñöôøng : Ñöôøng coù vai troø : Cung caáp naêng löôïng Ñieàu chænh haøi hoaø giöõa ñoä chua, ñoä ngoït, vaø muøi vò Taïo caáu truùc, traïng thaùi saûn phaåm Ñeå boå sung ñöôøng vaøo nöôùc quaû theo nguyeân taéc coù theå duøng taát caû caùc loaïi ñöôøng, nhöng trong thöïc teá ta phaûi choïn ñöôøng kính traéng laø toát nhaát vì ñöôøng naøy seõ khoâng laøm xaáu maøu nöôùc quaû. Ta duøng ñöôøng RE (refined extra) , yeâu caàu phaûi coù ñoä tinh khieát cao, khoâng laãn taïp chaát . Chæ tieâu hoaù lyù cuûa ñöôøng saccharose Chæ tieâu Ñöôøng tinh luyeän Ñöôøng caùt traéng Thöôïng haïng Haïng I Haïng II Hlöôïng Saccharose ,% CK ≥ 99,8 99,75 99,62 99,48 Ñoä aåm ,% KL ≤ 0,05 0,05 0,07 0,08 Hlöôïng ñöôøng khöû , % KL ≤ 0,03 0,05 0,10 0,18 Haøm löôïng tro ,% KL ≤ 0,03 0,05 0,07 0,10 Ñoä maøu ,ñoä ( oST ) ≤ 1,2 1,4 2,5 5,0 Hình daïng Tinh theå ñoàng ñeàu, tôi khoâ, khoâng voùn cuïc Muøi vò Tinh theå ñöôøng vaø dung dòch ñöôøng trong nöôùc caát coù vò ngoït, khoâng coù vò laï Maøu saéc Traéng oùng aùnh Traéng saùng Traéng Traéng ngaø, haït ñöôøng saãm hôn Một số chất làm ngọt khác, tự nhiên hoặc tổng hợp với điều kiện là lượng các chất thêm vào không được quá lượng cần thiết cho độ ngọt thông thường của nước ép ngoài ra các chất thêm vào nhóm này chủ yếu là điều kiện liên quan tới sự cân bằng của các thành phần cấu thành sản phẩm được nêu ra trong phần 4 dưới đây. 6.2. Chất bảo quản:Natri benzoat (E221), vitamin C,… 6.3. Chất ổn định: Các sản phẩm để nhằm đảm bảo tính đồng đều của chất lượng (theo từng loại) như ac, để phục hồi lại cho nước ép các thành phần đã bị phá huỷ hoặc hư hại trong quá trình chế biến (thí dụ: vitamin, các chất tạo màu...) hoặc để cố định hương (thí dụ: cho thêm sorbitol vào các loại nước ép quả dạng bột hoặc tinh thể). .Acid Citric : Ñieàu chænh pH cuûa saûn phaåm. Taïo ñöôøng nghòch ñaûo, taêng vò cho saûn phaåm CTCT C6H8O7 Khối lượng phân tử 192.123 g/mol Khối lượng riêng 1.665 g/cm³ Nhiệt độ nóng chảy 153 °C Nhiệt độ sôi 175 °C Độ tan 133 g/100 ml (20°C) Chaát löôïng acid citric söû duïng trong thöïc phaåm ñöôïc qui ñònh theo TCVN 5516 - 1991 STT Teân chæ tieâu Ñaëc ñieåm 1 Hình daïng beân ngoaøi vaø maøu saéc - Caùc daïng tinh theå khoâng maøu, khoâng voùn cuïc, ñoái vôùi Acid haïng 1 cho pheùp hôi coù maøu vaøng. - Dung dòch Acid Citric trong nöôùc caát noàng ñoä khoái löôïng 20 g/dm3 phaûi trong suoát. 2 Vò Chua, khoâng coù vò laï 3 Muøi Dung dòch Acid Citric trong nöôùc caát noàng ñoä khoái löôïng 20 g/dm3 khoâng coù muøi 4 Caáu truùc Rôøi vaø khoâ 5 Taïp chaát cô hoïc Khoâng cho pheùp Acid Ascorbic : - Ở điều kiện bình thường, nó tồn tại ở dạng tinh thể trắng, mùi đắng, rất nhẹ, tan trong nước với tỷ lệ 0,25% ở 30 0C, tỷ lệ 12,8% trong cồn tuyệt đối. - Kết hợp với Oxi làm giảm lượng Oxi, khử ion kim loại có hoá trị cao làm giảm bớt việc sinh ra Oxit không tốt. Ngăn chặn sự phai màu, biến màu, giảm mùi vị và các vấn đề chất lượng khác do sự Oxi hoá gây nên. - Với liều lượng 0,05 – 0,06% cho thêm vào nước quả sẽ giúp bảo quản được sản phẩm trong thời gian dài. Ngoài ra, các loại nước ép rau của nhóm này có thể có thêm muối (Natri clorua) gia vụ hoặc một số hương liệu. Carboxymethylcellulose (CMC) Nguồn gốc: Carbonxymethylcellulose (CMC) có nguồn gốc từ cellulose bằng cách cho cellulose tác dụng với kiềm và acid chloroacetic. Cấu trúc: CMC có cấu trúc là một polimer gồm các monome là các β-(14)-D-glucopyranose. Với các phản ứng ở những điều kiện khác nhau, sự phân nhánh của polime là không giống nhau. Chức năng: Hầu hết các chất CMC có khả năng hoà tan mạnh trong nước lạnh, và được dùng chủ yếu để điều chỉnh độ nhớt của dung dịch mà không cần tạo gel (CMC, ở một nồng độ nhất định, không có khả năng tạo gel bền trong môi trường có ion Ca2+). Bởi vì độ nhớt của nó giảm trong suốt quá trình gia nhiệt, nên có thể dùng để cải thiện thể tích sản xuất trong một mẻ bằng tăng lượng bọt khí tạo thành. Do có khả năng điều khiển độ nhớt của dung dịch nên CMC được dùng như là một chất cô đặc, chất làm bền pha cũng như chất ổn định hệ nhũ tương, và hệ huyền phù. CMC cũng có thể được dùng để làm giảm sự ôi thiu và giảm sự hấp thu chất béo lên trên bề mặt thực phẩm chiên. 6.4. Nước: Tieâu chuaån nöôùc duøng trong coâng nghieäp thöïc phaåm [I] a .Chæ tieâu vaät lyù Tieâu chuaån Muøi vò khoâng Ñoä trong (oáng Dienert) 100 ml Maøu saéc (thang maøu coban) 5o b .Chæ tieâu hoùa hoïc pH 6 – 7,8 Ñoä caën coá ñònh (ñoát ôû 600o C ) 75 – 150 mg/l Ñoä cöùng toaøn phaàn (ñoä Ñöùc ) döôùi 15o Ñoä cöùng vónh vieãn 7o CaO 50 – 100 mg/l MgO 50 – Fe2O3 0,3 – MnO 0,2 – BO4-3 1,2 – 2,5 – SO4-2 0,5 – NH4+ 0,1 – 0,3 – NO2- khoâng coù NO3- khoâng coù Pb 0,1 mg/l As 0,05 – Cu 2,00 – Zn 5,00 – F 0,3 – 0,5 – c .Chæ tieâu vi sinh vaät Toång soá vi sinh vaät hieáu khí döôùi 100 cfu /ml Chæ soá Coli döôùi 20 cfu/l Vi sinh vaät gaây beänh khoâng Tiêu chuẩn nước được thu hồi để tái sử dụng trong tưới nước ở Mĩ. Các thông số Mức độ xử lý Giới hạn nhỏ nhất Giới hạn lớn nhất có thể chấp nhận Vết kim loại nặng ppm ppm Nhôm Asen Beryllium Bo Cadimi Crom Coban Đồng Xyanua Fluoride Sắt Chì Liti Mangan Thuỷ tinh Molipden Niken Nitrat Selen Thiếc, vomfam, titan Vanadi Kẽm Các thông số khác TDS (mg/l) SS (mg/l) BOD (mg/l) COD (mg/l) Chloride (mg/l) Muối chlorine kết tủa (mg/l) Sau 12 giờ, 200C pH Coliform (count/ml) Độ đục (NTU) SAR (mỗi giây) Dầu và chất bôi trơn (ppm) Phenol Độ dẫn điện (US/cm) Dẫn xuất halogen của Hidrocarbon Giun tròn đường ruột 5.0 0.10 0.10 0.75 0.01 0.1 0.05 0.2 1.0 5.0 5.0 2.5 0.2 0.01 0.2 0.02 0.1 2.0 Giới hạn đề nghị 500 – 2000 <1 5.0 20.0 2.0 0.5 2.0 0.05 1.0 5.0 5.0 15.0 20.0 10.0 2.5 10.0 0.05 2.0 0.02 1.0 10.0 Phần B QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC ÉP CÀ CHUA Sơ đồ quy trình: I - Sơ đồ 1: Cà chua tươi Chọn phân loại Rửa Nghiền xé Đường, phụ gia,… Gia nhiệt Ép Ép Lọc sơ bộ Lọc tinh Phối chế bã Bài khí Thanh trùng Gia nhiệt trước bài khí Rót hộp Làm nguội Bảo ôn Nước cà chua ép trong Dán nhãn Bao gói • Thuyết minh quy trình: 1. Lựa chọn và phân loại: 1.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình chà Chất lượng nguyên liệu để sản xuất các loại nước rau quả là yếu tố đầu tiên quyết định chất lượng sản phẩm. Bởi vậy trước hết cần chọn loại rau quả có giá trị dinh dưỡng cao. Cà chua tươi được vận chuyển từ nơi trồng đến thẳng phân xưởng sản xuất nhằm thu được nguyên liệu cà chua có chất lượng tốt nhất. Nguyên liệu được đưa vào thùng chứa nguyên liệu, sau đó được đưa lên một băng chuyền, hai bên băng chuyền là các công nhân làm nhiệm vụ phân loại quả, ở đây là loại bỏ những quả có nghi ngờ bị hư hỏng (dập, nát, thối,…), trên băng chuyền này cũng loại ra những quả có kích thước không phù hợp cho quá trình sản xuất nước ép quả (quá lớn hay quá nhỏ). Ngay từ khi thu nhận vào cơ sở chế biến, nguyên liệu đã phải được lựa chọn phân loại theo những yêu cầu nhất định. - Nhằm thu được nguyên liệu đạt được những chỉ tiêu chất lượng như : độ chín, hàm lượng chất khô, mức độ hư hỏng, kích thước, độ lớn, … - Phân loại nguyên liệu có cùng chất lượng thành từng lô • Yêu cầu kỹ thuật về nguyên liệu đầu vào: Kích thước và dộ lớn: những quả quá bé hoặc quá lớn đều phải loại bỏ, chỉ thu nhận những quả có kích thước trung bình. Độ chín: thường là lúc quả đã chín hoàn toàn (lượng dịch bào và các thành phần hóa học trong dịch nhiều nhất) Mức độ nguyên vẹn: trong khí thu hoạch, vận chuyển và bảo quản, quả có thể bị xây xát, dập nát thối rữa dẫn tới giảm chất lượng. Mặt khác, những chỗ dập nát chính là nơi phát triển của vi sinh vật, những chỗ này sẽ gây khó khăn cho quá trình thanh trùng, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau này, vì thế, cần phải loại bỏ những quả không đạt yêu cầu như trên. 1.2. Thiết bị: Để loại bỏ những quả không đủ tiêu chuẩn về độ nguyên vẹn ta có thể quan sát kỹ từng quả hoặc chọn trên băng tải con lăn có khả năng lật mọi phía của quả, nhờ đó có thể dễ dàng phát hiện các vết hư hỏng. Thường sử dụng lao động thủ công là chính, người ta cho nguyên liệu lên một băng chuyền, các nhân viên phân loại sẽ quan sát để loại ra các quả chưa đạt yêu cầu. Thông số kỹ thuật Model TW1B5 TW1B10 TW1B15 Năng suất (tấn/h) 5 10 15 Vật liệu chế tạo SUS304 S.S SUS304 S.S SUS304 S.S Công suất (kW) 0.55 0.6 1.1 Kích thước (mm) 4200x1480x1200 4200x1480x1200 5800x1480x1200 2. Rửa: 2.1. Mục đích: bảo quản, chuẩn bị cho quá trình chà - Loại bỏ bụi bặm, đất cát, rác rưởi dính hoặc theo nguyên liệu vào dây chuyền - Loại bỏ được phần lớn lượng vi sinh vật bám trên bề mặt quả - Tẩy sạch một số hóa chất độc hại được dùng trong nông nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật, … • Yêu cầu kỹ thuật: nước rửa là yếu tố quan trọng nhất quyết định hiệu quả của quá trình, độ sạch của nguyên liệu. Nước rửa phải đủ tiêu chuẩn nước sạch Số lần rửa phụ thuộc vào độ bẩn của nguyên liệu Có thể tăng hiệu quả của việc rửa bằng cách cho thêm vào các chất tẩy rửa tổng hợp, xà phòng, … hay ngâm trong nước ấm Khi rửa phải luôn giữ cho nước sạch, nước phải được thay liên tục hoặc cho chảy luôn lưu. 2.2. Biến đổi: -Vật lý: không đáng kể. -Hóa học: không đáng kể. -Hóa lý: không đáng kể. -Hóa sinh: không đáng kể. -Sinh học: loại bỏ phần lớn lượng vi sinh vật bám trên bề mặt quả -Cảm quan: chất lượng khối quả đồng đều hơn, sạch hơn. 2.3. Thiết bị: • Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là : - Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát, các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn, ít tốn nước. - Nước rửa phải đảm bảo chỉ tiêu do Bộ Y tế quy định, độ cứng không quá 20 mgЭ /l, lượng Cl2 còn lại trong nước tráng là 3 – 5 mg/l. • Phương pháp thực hiện, thông số kỹ thuật : Quá trình rửa gồm hai giai đoạn : ngâm và xối tưới. - Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, quá trình này được tăng cường bằng tác dụng cơ học (cánh khuấy, cọ bàn chải, thổi khí). Ngâm khoảng vài phút. - Rửa xối là dùng tác dụng của dòng chảy của dòng nước để kéo các chất bẩn còn lại trên bề mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun áp suất 1,96 – 2,94.105 N/m2. • Thiết bị : Dùng máy rửa bơi chèo. • Nguyên tắc hoạt động của thiết bị : Gồm một thùng đựng nước trong có gắn một cánh khuấy loại bơi chèo. Khi cánh khuấy quay nguyên liệu di chuyển cùng với nước và được làm sạch. Sau đó hệ thống hoa sen sẽ tráng sạch đất cát. Máy này có hiệu quả rửa cao, hay dùng cho các loại quả cứng, đồng thời với cà chua việc loại bỏ những phần không sử dụng ít nên ta dùng phương pháp rửa này có thể tận dụng lực cánh khuấy làm rụng núm, cuống…và nhờ đó ta có thể bỏ qua giai đoạn làm sạch . 3.Nghiền, xé: 3.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép - Xé nhỏ nguyên liệu ra thành nhiều mảnh nhỏ nhằm tăng hiệu suất ép, giảm thời gian ép, giảm chi phí năng lượng, thiết bị. - Phá vỡ cấu trúc tế bào của nguyên liệu, làm dịch bào thoát ra ngoài, tăng hiệu quả cho quá trình ép. - Chú ý: kích thước miếng xé càng nhỏ thì càng thu được nhiều dịch ép. Nhưng nếu thể tích miếng xé nhỏ hơn 0.3 m3 thì hiệu suất ép sẽ giảm do khối nguyên liệu mất độ xốp. Ngược lại, nếu thể tích miếng xé lớn hơn 1 m3 thì hiệu suất ép cũng không cao do tỷ lệ tế bào bị phá vỡ thấp. - Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu làm cho tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn, enzyme chóng bị tiêu diệt, quả nhanh mềm hơn, …. 3.2. Biến đổi: - Vật lý: cấu trúc của quả bị phá hủy, diện tích bề mặt của quả tăng. - Hóa học: trong quá trình nghiền có thể làm vỡ hạt làm một số chất đắng trong hạt tan lẫn vào trong dịch quả, quá trình nghiền có thể gây ra biến tính protein, làm mất một số hợp chất mùi, màu do diện tích bề mặt tăng, nên khả năng tiếp xúc với O2 và bị oxy hóa là cao hơn. - Sinh học: cấu trúc tế bào bị phá hủy, quả sau khi nghiền có thể bị nhiễm vi sinh vật nếu điều kiện vệ sinh không tốt. - Hóa sinh: do tác động cơ học có thể làm vỡ tế bào, do đó một số enzyme có thể bị kích hoạt. 3.3. Thiết bị: Thông số kỹ thuật: Model TW4AS TW4A10 Năng suất (t/h) 5 10 Công suất (kW) 3.7 5.5 Kích thước (mm) 1100x750x1200 1350x1100x1450 4. Gia nhiệt: 4.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép - Tránh xảy ra các hiện tượng biển đổi chất lượng - Làm mất hoạt tính của các loại enzyme, đặc biệt là các loại enzyme gây biến màu và phân hủy một số thành phần hóa học. - Làm mềm nguyên liệu để dễ nghiền hơn - Chống biến màu và chống phân hủy thành phần hóa học - Gây kết tủa một số chât keo như protein, tạo điều kiện cho quá trình lọc trong. 4.2. Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ của nguyên liệu sẽ tăng lên, độ nhớt giảm, lực liên kết giữa các thành phần trong quả giảm. - Hóa học: thành phần pectin giảm, có thể tổn thất một số hợp chất hóa học mẫn cảm với nhiệt độ như vitamin, các hợp chất thơm, các chất màu,… hay tạo ra một số hợp chất hóa học khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. - Sinh học: một số loài vi sinh vật bị ức chế. - Hóa sinh: hệ enzyme của quả bị vô hoạt - Hóa lý: có sự tách pha giữa protein kết tủa và dịch quả - Cảm quan: tăng giá trị cảm quan của sản phẩm, giảm vị đắng, tăng màu tự nhiên của sản phẩm,… 4.3. Thiết bị: Trong sản xuất công nghiệp, gia nhiệt được thực hiện trên các thiết bị truyền nhiệt gián tiếp như nồi 2 vỏ, thiết bị gia nhiệt ống xoắn, thiết bị gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước,…Ở đây ta sử dụng Thông số công nghệ: - Nhiệt độ: 65 – 80 0C - Tốc độ truyền nhiệt: 4 0C/sec - Để vô hoạt lượng enzyme còn lại trong quả, người ta có thể gia nhiệt đến 85 0C 5. Ép: 5.1. Mục đích: khai thác - Thu nhận dịch quả trong sản xuất nước quả ép 5.2. Biến đổi: - Vật lý: một số liên kết trong quả bị phá vỡ do tác động của lực cơ học. - Hóa học: tăng hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong dịch quả. - Hóa lý: khuếch tán dịch quả ra khỏi thịt quả. - Hóa sinh: một số enzyme được giải phóng . - Sinh học: phá vỡ cấu trúc tế bào. 5.3. Thiết bị: Sử dụng thiết bị ép với trục ép nằm ngang. Thiết bị này vừa có công dụng ép lấy dịch quả mà còn có khả năng tách ra một phần bã (xác quả, hạt). Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu quả (đã được nghiền, xé nhỏ) được nhập liệu vào trong buồng chứa (trên thành buồng chứa có các lỗ nhỏ để dịch quả và một phần thịt quả đi qua(. 2 đầu trục vít bố trí 2 dĩa nén có khả năng trượt trên trục vít. Bắt đầu quá trình ép, 2 dĩa nén tiến lại gần nhau tạo ra áp lực nén khối nguyên liệu, dịch quả sẽ thoát xuống dưới và được tháo ra ngoài. Để tăng hiệu quả của quá trình ép, việc đánh tơi bã là rất quan trọng để hình thành nên cấu trúc xốp (có nhiều mao quản) bên trong khối nguyên liệu, thì 2 dĩa nén có khả năng trượt ra khỏi nhau để làm tơi bã, sau đó quá trình ép tiếp tục được tiến hành, như vậy hiệu suất thu được dịch quả sẽ cao hơn. Đồng thời, hạt và một lượng lớn bã sẽ bị giữ lại trong buồng ép, nhờ đó dịch quả sẽ có chất lượng tốt hơn. Thông số công nghệ: - Tốc độ tăng áp lực: tăng từ từ và đều từ 30 kPa → 130 – 145 kPa → 1600 – 2000kPa 6. Lọc: 6.1. Lọc sơ bộ: a) Mục đích: chuẩn bị,hoàn thiện - Tách bỏ phần cặn từ thịt quả và các chất kết tủa thô - Chuẩn bị cho quá trình lọc tinh b) Biển đổi: - Vật lý: giảm nồng độ chất khô trong dịch quả - Hóa học: giảm hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong dịch quả, hàm lượng đường, những chất hấp thụ trên bề mặt thịt quả, giảm hàm lượng chất xơ,… - Hóa lý: giảm thành phần pha phân tán trong dịch quả c) Thiết bị: Thường sử dụng thiết bị lọc khung bản. Màng lọc được làm bằng các chất có khả năng hấp phụ các phần tử cặn, có độ xốp nhất định ( cellulose, amiang, bông, bột sứ xốp, …). Có thể sử dụng thêm đất sét như là chất trợ lọc để tăng cường hiệu quả lọc. 6.2. Lọc tinh: a). Mục đích: hoàn thiện - Khâu cuối cùng nhằm làm trong nước quả b) Biến đổi: - Vật lý: nồng độ chất khô trong dịch quả giảm, diện tích tiếp xúc giữa pha phân tán và pha liên tục giảm. - Hóa học: giảm hàm lượng một số chất dinh dưỡng trong dịch quả, hàm lượng đường, những chất hấp thụ trên bề mặt thịt quả, giảm hàm lượng chất xơ,… - Hóa lý: giảm thành phần pha phân tán trong dung dịch, giảm lực liên kết giữa 2 pha. c) Thiết bị: Sử dụng thiết bị lọc khung bản nhưng kích thước lỗ lọc nhỏ hơn so với kích thước lỗ lọc trong quá trình lọc thô. 7. Phối chế: 7.1. Mục đích: hoàn thiện - Tăng hương vị của nước ép quả - Tạo màu sắc thích hợp cho nước ép quả - Đạt được độ khô, độ chua thường phối chế 7.2. Biến đổi: - Vật lý: thay đổi hàm lượng chất khô, độ chua của sản phẩm. - Hóa học: sự xuất hiện của những hợp chất mới trong dung dịch nước ép quả. - Sinh học: giá trị năng lượng, dinh dưỡng của nước ép quả tăng lên (do có bổ sung thêm syrup đường). - Hóa lý: đối với nước ép quả đục, việc thêm vào các chất làm bền huyền phù, tạo liên kết bền vững cho pha phân tán và pha liên tục. Cho thêm chất bảo quản có tác dụng kéo dài thời gian bảo quản của sản phẩm. pH của sản phẩm thay đổi, thường được đưa về pH thích hợp,… - Cảm quan: tăng mùi, vị của sản phẩm. Có thể dịch quả sẽ bị mất đi hương vị tự nhiên của dịch quả. 7.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị: Thường phối trộn thêm dung dịch đường 70% và dung dịch acid citric với tỷ lệ không lớn. Dung dịch đường và dung dịch acid được đun nóng để diệt trùng và lọc trong. Khối lượng của các thành phần pha chế được tính toán theo các phương pháp đã biết ( phương pháp đồ thị, phương pháp tính toán, …). Quá trình phối chế thường được thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có trang bị cánh khuấy để trộn đều. Thông số kỹ thuật: Ký hiệu Năng suất(Kg/mẻ) Công suất động cơ (Kw) TĐ 0,5A 500 4,5 TVL 0.2 200 3 TN 0.5 500 7 TN 1.0 1000 15 8. Gia nhiệt trước bài khí: 8.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình bài khí 8.2. Biển đổi: - Vật lý: nhiệt độ của dịch quả tăng 8.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị: Sử dụng thiết bị kết hợp với quá trình thanh trùng bản mỏng để tiết kiệm năng lượng. Sản phẩm đi từ thùng phối chế đi qua thiết bị gia nhiệt bản mỏng và trao đổi nhiệt với dòng hơi và sản phẩm đã trao đổi nhiệt với nhau. 9. Bài khí: 9.1. Mục đích: hoàn thiện, bảo quản, chuẩn bị cho quá trình thanh trùng - Loại bỏ không khí hòa tan trong dịch quả (O2, CO2,…), hạn chế quá trình oxy hóa, sự phát triển của một các vi sinh vật hiếu khí trong dịch quả. - Giúp quá trình thanh trùng diễn ra hiệu quả hơn 9.2. Biến đổi: - Vật lý: giảm áp suất nội tại trong dịch quả do nồng độ khí cao gây nên, giảm khả năng nứt vỡ bao bì,…Giảm diện tích tiếp xúc giữa pha khí và pha lỏng, pha khí và pha rắn. Phá vỡ liên kết giữa pha khí và pha lỏng, pha khí và pha rắn, nhờ đó loại bỏ được khí trong pha lỏng. - Hóa học: giảm nồng độ khí trong sản phẩm, giảm khả năng bị oxy hóa của sản phẩm, nhờ đó tăng được thời gian bảo quản của sản phẩm. - Sinh học: giảm khả năng sinh trưởng và phát triển của một số loài vi sinh vật. 9.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị: Có thể bài khí bằng nhiệt, bằng hút chân không trong thiết bị bài khí chân không liên tục hoặc trong nhiều thiết bị khác. Ta sử dụng thiết bị bài khí APV. • Nguyên tắc hoạt động của thiết bị : Nước quả từ thùng chứa được hút lên bình bài khí. Bình bài khí có vỏ thép không gỉ hình trụ, đáy hình nón, bên trong là một thùng trụ có đục lỗ. Nước quả đi vào phía cửa nhập liệu, chuyển động theo đường xoắn ốc rồi thoát ra ngoài qua cửa thoát liệu phía đáy thiết bị. Trong bình độ chân không rất cao (700 – 730 mmHg). O2 sẽ phản ứng với vitamin C làm giảm lượng vitamin C trong sản phẩm. 1 mg oxygen phản ứng với 11 mg vitamin C. Nếu lượng O2 trong nước là 9 mg/l, thì 1 lit nước sẽ làm mất 99 mg vitamin C! Hàm lượng O2 cho phép có trong nước quả là 0.5 - 1.0 mg/l. Doøng khí Nước quả Nöôùc laøm nguoäi Thông số công nghệ: Nhiệt độ quá trình: 50 – 60 0C Hàm lượng O2 sau bài khí: < 0.5 mg/l Thời gian bài khí : 1 – 3 phút 10.Thanh trùng: 10.1. Mục đích: bảo quản - Nâng nhiệt độ sản phẩm khi rót hộp - Thanh trùng sản phẩm: ức chế hoạt động của vi sinh vật trong thời gian bảo quản để sản phẩm được lâu, không bị hư hỏng. 10.2. Biển đổi: - Hóa học: một số chất nhạy cảm với nhiệt độ có thể bị biến đổi - Sinh học: hệ vi sinh vật trong sản phẩm bị vô hoạt hoặc tiêu diệt. - Hóa sinh: vô hoạt enzyme còn tồn tại trong dịch quả 10.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị: Thông số công nghệ cho quá trình thanh trùng: - Nhiệt độ: 98 0C - Thời gian: 120 giây Sử dụng thiết bị truyền nhiệt dạng bản mỏng Nước cà chua ép trong Nöôùc noùng Hôi nöôùc 11. Rót hộp & ghép kín: 11.1. Rót hộp: a). Mục đích: hoàn thiện - Bảo quản sản phẩm: hạn chế sự phát triểu và tái nhiễm của vi sinh vật. - Rút ngắn thời gian thanh trùng - Khi đóng hộp có thể tạo ra độ chân không trong hộp. Sự giảm áp suất nội tại của bao bì trong khi thanh trùng, nhờ đó tránh được hiện tượng nứt, hở bao bì, bật nắp. b) Biến đổi: - Vật lý: giảm áp suất nội tại của bao bì. 11.2. Ghép kín: • Mục đích: hoàn thiện - Bảo quản sản phẩm : hạn chế sự phát triểu và tái nhiễm của vi sinh vật. - Hoàn thiện bao bì bên ngoài sản phẩm 11.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị: a) Rót hộp: Nước rau quả có thể đóng trong các loại bao bì khác nhau: hộp kim loại (sắt tây, nhôm), chai nhựa, chai thủy tinh, v.v…. với nhiều kích cỡ, thể tích khác nhau. Trước lúc rót hộp, bao bì cần được rửa sạch, vô trùng bằng hơi nước và rót sản phẩm ngay để tránh nhiễm bẩn lại. b) Ghép kín: Ngay sau khi rót xong, bao bì phải được ghép kín. Trước khi ghép kín, các loại nắp hộp, nút chai cần được rửa sạch vô trùng và dùng ngay. Nếu không có quá trình thanh trùng bổ sung, bao bì sau khí ghép kín cần lưu lại ở trạng thái nóng với tư thế lộn ngược trong khoảng thời gian từ 10 – 15 phút nhằm tiêu diệt nốt lượng vi sinh vật xâm nhập vào sản phẩm trong khi rót hộp ghép nắp. Sau đó mới làm nguội đến nhiệt độ yêu cầu ( 35 – 45 0C). Nếu có quá trình thanh trùng bổ sung, bao bì sau khi ghép kín cần đưa đi thanh trùng ngay. Thời gian chờ thanh trùng không quá 30 phút, nếu không nhiệt sản phẩm sẽ giảm gây ảnh hưởng đến chế độ thanh trùng. c) Thiết bị: Thông số kỹ thuật Kích thước bao bì Chiều rộng (mm) 110 - 180 Chiều dài (mm) 140 Chiều cao (mm) 60 – 300 Năng suất Thời gian Năng suất (lít/giờ) 1/4 bao bì/ 40 phút -1 600 ½ bao bì/35 phút -1 1050 1 bao bì/30 phút -1 1800 12. Làm nguội & bảo ôn: 12.1. Làm nguội Mục đích: hoàn thiện. Tăng tính ổn định của sản phẩm Biển đổi: nhiệt độ của sản phẩm hạ xuống dần đến nhiệt độ bảo quản (do người sản xuất lựa chọn). 12.2. Bảo ôn: Mục đích: hoàn thiện - Làm bay hơi nước trên bề mặt bao bì - Tránh han rỉ thân hoặc nắp bao bì II- Sơ đồ 2: Cà chua tươi Chọn phân loại Rửa Chần Đường, phụ gia,… Ép Gia nhiệt (80 0C) Lọc sơ bộ Lọc tinh Phối chế bã Bài khí Làm nguội (35 – 400C) Gia nhiệt (60 – 70 0C) Thanh trùng membrane Rót hộp Bảo ôn Nước cà chua ép trong Dán nhãn Bao gói Chà Thuyết minh quy trình: 1. Chần: 1.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình chà. - Kích hoạt enzyme pectinase ở trong quả thủy phân pectin bên trong quả làm tăng hiệu quả cho quá trình ép. - Giúp rút ngắn thời gian cho quá trình gia nhiệt sau đó. 1.2. Biến đổi: Vật lí: Chần làm mềm các tế bào đồng thời loại nước ra khỏi gian bào, do đó làm tăng tỉ trọng của sản phẩm. Hóa học: vitamin có thể bị tổn thất… Sinh học: làm mềm tế bào, loài nước ra khỏi gian bào do đó trái cà chua sẽ mềm hơn. Hóa sinh: Hóa lí: Cảm quan: làm cho trái có màu sáng hơn do đã loại bỏ bụi và các chất bẩn trên bề mặt 1.3. Thiết bị: Sử dụng thiết bị chần bằng hơi nước Các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian chần: Loại rau quả Kích thướt rau quả Nhiệt độ chần Phương thức truyền nhiệt Nguyên tắc hoạt động: Nguyên liệu được nhập vào cửa nhập liệu ( in-feed Flume) cùng với hơi nóng bão hòa. Sau đó nguyên liều được giữ lại một khoảng thời gian . Hơi đi vào qua nhiều ống khác nhau và tiếp xúc với nguyên liệu , sau đó cà chua sẽ đi ra ngoài qua cửa thoát. Thông số kỹ thuật: Thông số công nghệ: - Nhiệt độ bề mặt quả: 85 0C. - Thời gian: khoảng 2 phút. - pH : 4.7 – 5.1 Ban đầu gia nhiệt bề mặt quả lên đến 85 0C, sau thời gian 2 phút gia nhiệt lên đến 90 0C để vô hoạt hệ enzyme, cuối quá trình hạ nhiệt độ xuống dưới 45 0C. 2. Chà: 2.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ép. - Loại bỏ các bộ phận kém dinh dưỡng của quả như vỏ, lõi, hột, … - Giảm bớt khối lượng chế biến không cần thiết và để tránh ảnh hưởng của xấu của những phần không sử dụng trên đến chất lượng sản phẩm 2.2. Biến đổi của nguyên liệu: - Vật lý: cấu trúc của quả bị phá hủy, diện tích bề mặt của quả tăng. - Hóa học: trong quá trình nghiền có thể làm vỡ hạt làm một số chất đắng trong hạt tan lẫn vào trong dịch quả, quá trình nghiền có thể gây ra biến tính protein, làm mất một số hợp chất mùi, màu do diện tích bề mặt tăng, nên khả năng tiếp xúc với O2 và bị oxy hóa là cao hơn. - Hóa lý: có sự khuếch tán dịch quả từ trong thịt quả ra ngoài. - Sinh học: cấu trúc tế bào bị phá hủy, quả sau khi nghiền có thể bị nhiễm vi sinh vật nếu điều kiện vệ sinh không tốt. - Hóa sinh: do tác động cơ học có thể làm vỡ tế bào, do đó một số enzyme có thể bị kích hoạt 2.3. Thiết bị: 1 - Màng xoắn tải nguyên liệu 2 - Phễu nhận 3 - Bơi chèo chuyền nguyên liệu 4 - Cánh đập 5 - Trục quay 6 - Mặt rây 7 - Cửa tháo bã chà Nguyên tắc hoạt động của thiết bị : - Máy chà có hai bộ phận chủ yếu : + 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, hoặc các roi thép. Cánh đập lắp nghiêng so với đường sinh của trục quay một góc 1,5 – 20. Do có góc nghiêng này mà nguyên liệu di chuyển theo đường xoắn ốc và bã được đun ra ngoài ở cuối máy. Vận tốc của trục quay là khoảng 700 rpm. + Rây tròn cố định bằng thép không gỉ (để đảm bảo chất lượng nguyên liệu chà không bị đen, ít ổn thất vitamin C), có đục nhiều lỗ nhỏ. Với nước quả đục, thường dùng lỗ rây 0,5 – 0,75 mm. - Trong khi chà phải kiểm tra bã chà, nếu bã quá ướt tức còn lại nhiều thịt quả, nếu bã quá khô tức là có phần xơ lẫn theo bột chà. Vì vậy phải điều chỉnh máy chà để đảm bảo năng suất chà bằng cách : điều chỉnh số vòng quay của máy chà (ít thực hiện), điều chỉnh góc nghiêng của cánh chà (bã quá khô thì tăng góc nghiêng, bã quá ướt thì giảm góc nghiêng), điều chỉnh khe hở giữa cánh chà và mặt rây (bã quá khô thì tăng khoảng cách khe hở, bã quá ướt thì giảm khoảng cách khe hở, thường khoảng cách này là 0,5 – 3 mm). - Để máy hoạt động tốt phải đưa nguyên liệu vào máy liên tục và đồng đều, nhiệt độ nguyên liệu cố định và trạng thái mặt rây tốt (tỷ lệ lỗ rây bị tắt thấp). 3. Gia nhiệt trước bài khí: 3.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình bài khí - Gia tăng nhiệt độ dịch quả để làm tăng độ bay hơi của khí, tăng hiệu quả bài khí 3.2. Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ của nguyên liệu sẽ tăng lên, độ nhớt giảm, lực liên kết giữa các thành phần trong dịch quả giảm. - Hóa học: có thể tổn thất một số hợp chất hóa học mẫn cảm với nhiệt độ như vitamin, các hợp chất thơm, các chất màu,… hay tạo ra một số hợp chất hóa học khác ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm do thời gian gia nhiệt ngắn. - Sinh học: một số loài vi sinh vật bị ức chế. - Hóa sinh: có thể ức chế một số enzyme nhạy cảm với nhiệt độ - Hóa lý: không. - Cảm quan: không. 3.3. Thiết bị: Trong sản xuất công nghiệp, gia nhiệt được thực hiện trên các thiết bị truyền nhiệt gián tiếp như nồi 2 vỏ, thiết bị gia nhiệt ống xoắn, thiết bị gia nhiệt trực tiếp bằng hơi nước,…Ở đây ta sử dụng Thông số công nghệ: - Nhiệt độ: 60 – 70 0C - Tốc độ truyền nhiệt: 4 0C/sec 4. Thiết bị làm nguội ống lồng ống: 4.1. Mục đích: chuẩn bị cho quá trình thanh trùng Hạ nhiệt độ nước ép cà chua sau bài khí để tránh ảnh hưởng đến cấu trúc của màng membrane. 4.2. Biến đổi: - Vật lý: nhiệt độ của nước ép cà chua giảm. - Các biến đổi khác không đáng kể. 4.3. Thiết bị: Thông số công nghệ: - Nhiệt độ vào: 50 – 60 0C - Nhiệt độ ra : 35 – 40 0C 5.Thanh trùng membrane: 5.1. Mục đích: bảo quản - Tăng thời gian bảo quản. - Thanh trùng sản phẩm: làm giảm hàm lượng vi sinh vật có trong dịch quả. 5.2. Biển đổi: - Vật lý: không - Hóa học: không. - Hóa lý: không. - Sinh học: hệ vi sinh vật trong sản phẩm giảm. - Hóa sinh: không. - Cảm quan: không. 5.3. Phương pháp thực hiện và thiết bị: dùng phương pháp siêu lọc (ultrafiltration) membrane. Động lực của quá trình: chênh lệch áp suất. Màng lọc UF được làm thành những ống nhỏ, đường kính ngoài 1.6mm. Một bộ lọc là một bó hàng ngàn ống nhỏ nên diện tích lọc rất lớn, giúp tăng lưu lượng nước lên nhiều lần. Màng lọc này cũng có thể rửa ngược được và có tuổi thọ khá cao, từ 3 đến 5 năm. Một đoạn màng UF dày 0,2 mm UF là một công nghệ lọc dùng màng áp suất thấp để loại bỏ những phân tử có kích thuớc lớn ra khỏi nguồn nước. Dưới một áp suất không quá 2,5 bar, nước, muối khoáng và các phân tử / ion nhỏ hơn lỗ lọc (0.1- 0.005 micron) sẽ “chui” qua màng dễ dàng. Các phân tử có lớn hơn, các loại virus, vi khuẩn sẽ bị giữ lại và thải xả ra ngoài. Màng membrane có đặc điểm là độ tự thấm và giữ lại thuộc tính của các chất. Độ tự thấm của màng được quyết định bởi sự sắp xếp kích thước lỗ chân lông và độ dày của lớp hoạt động, thường được dùng ở điều kiện chuẩn P = 3.43 bar, T = 25oC. Những màng mới có thể tự thấm khoảng 0.1 – 1mm/s, nhưng bị giảm đáng kể trong suốt tiến trình hoạt động. Thông số công nghệ: Áp suất lọc: P = 3.43 bar Nhiệt độ: 5 – 45oC Tốc độ chảy qua UF dao động trong khoảng lớn 5 – 500 L/m2h Năng lượng bơm qua màng khoảng 0.5 – 5 kWh/m3 III- So sánh hai quy trình: Quy trình 1 Quy trình 2 Thiết bị Dùng thiết bị nghiền xé, gia nhiệt trước bài khí bằng thiết bị vỏ áo, membrane thanh trùng bản mỏng. Dùng thiết bị chần, chà, gia nhiệt trước bài khí bằng thiết bị trao đổi nhiệt dạng bản mỏng, thanh trùng bằng phương pháp siêu lọc Năng lượng Nhìn chung, có nhiều quá trình sử dụng nhiệt nên năng lượng tiêu tốn nhiều hơn. Nhìn chung, ít tiêu tốn năng lượng hơn do ít quá trình sử dụng nhiệt. Hiệu suất quá trình Dùng quá trình nghiền xé, không gia nhiệt trước khi ép nên hiệu suất ép và trích ly thấp hơn. Hiệu suất của quá trình ép lấy dịch quả và trích ly chất chiết cao hơn do có quá trình chần làm kích hoạt enzyme pectinase thủy phân pectin và protopectin, giảm độ nhớt,… Chất lượng sản phẩm Do quá trình thanh trùng bằng bản mỏng sử dụng nhiệt độ cao trong thời gian đáng kể làm thất thoát các cấu tử nhạy cảm với nhiệt độ (vitamin, màu, mùi,…). Quá trình thanh trùng bằng phương pháp siêu lọc membrane nên chất lượng sản phẩm tốt hơn do không sử dụng nhiệt. Phaàn C SAÛN PHAÅM NÖÔÙC EÙP CAØ CHUA .I- CHÆ TIEÂU CHAÁT LÖÔÏNG SAÛN PHAÅM : Döïa vaøo tieâu chuaån Vieät Nam (TCVN 6096-2004,TCVN 6297-1997) veà chæ tieâu chaát löôïng saûn phaåm nöôùc giaûi khaùt, nöôùc döùa…, ta xaây döïng chæ tieâu chaát löôïng cho saûn phaåm nöôùc eùp caø chua nhö sau : Chæ tieâu vi sinh vaät : Teân chæ tieâu Möùc Toång soá VSV hieáu khí (soá khuaån laïc/ml), khoâng lôùn hôn 102 E.Coli (soá con/l), khoâng lôùn hôn Khoâng ñöôïc coù Cl.perfringens Khoâng ñöôïc coù VK gaây nhaøy (Leuconostoc) Khoâng ñöôïc coù Naám men – moác (soá khoùm naám/ml), khoâng lôùn hôn Khoâng ñöôïc coù St. aureus Khoâng ñöôïc coù Chæ tieâu caûm quan : Coù höông vò, maøu saéc ñaëc tröng cuûa nöôùc caø chua. Cho pheùp söï laéng nheï cuûa thòt quaû ôû ñaùy bao bì nhöng khi laéc nheï hoaëc khuaáy troän phaûi phaân taùn ñeàu. Chæ tieâu hoùa hoïc : Ñoä ñaày cuûa hoäp: möùc toái thieåu cuûa nöôùc caø chua phaûi chieám ít nhaát 90% dung tích cuûa nöôùc caát chöùa ñaày trong hoäp ñoùng kín ôû 200C. Haøm löôïng chaát khoâ hoøa tan : Haøm löôïng chaát khoâ hoøa tan cuûa nöôùc caø chua töï nhieân khoâng nhoû hôn 10% (ño baèng chieát quang keá ôû 200C), khoâng keå löôïng ñöôøng cho theâm vaøo, khoâng chænh acid vaø ñoïc laø “ñoä Brix”. Haøm löôïng ñöôøng : khoâng neân quaù 25g/kg theâm vaøo. Haøm löôïng acid : theo thoûa thuaän khaùch haøng. Chaát choáng taïo boät : neáu söû duïng thì löôïng toái ña cho pheùp laø 10 mg/kg. Kim loaïi naëng : theo qui ñònh cuûa boä Y teá. Nước ép cà chua đóng hộp có bổ sung muối theo tiêu chuẩn Italy: Đánh giá chất lượng sản phẩm: Sản phẩm Nước ép cà chua Thùng chứa Bề mặt Hộp thủy tinh 125 -500 ml hộp giấy 125 to 500 ml (nhưTetrapak) Hoàn toàn không có chất bẩn và các chất lạ nhiễm vào Bao bì Dễ dàng sử dụng, tiện lợi. Khối lượng tịnh Tùy theo nhu cầu người mua. Bao gói Bảo quản trong môi trường khô ráo, ngăn nhiễm cát và bụi, tránh tác động của ánh sáng trực tiếp, nhiệt độ cao hay thấp. Phân phối Thường sau khi rót hộp , sản phẩm được vận chuyển trong các hộp carton để tránh va đập Lượng đường tổng (°Brix) 5-7 Acid dễ biến đổi (%) 0.4 khối lượng khô, nhỏ hơn sau khi bổ sung muối pH ở 20°C < 4.5 Đường tổng Tối thiểu là 42% khối lượng khô, nhỏ hơn sau khi bổ sung muối Khoáng < 0.1% khối lượng khô, nhỏ hơn sau khi bổ sung muối Thời gian bảo quản 27 tháng, hộp thiếc    16 – 18 tháng, hợp tetra, hộp nhôm. Có thể tới 2.5 năm, hộp thủy tinh   Mã vạch và thông tin  Nhãn phải rõ ràng, chính xác: tên sản phẩm, ngày sản xuất, khối lượng tịnh, khối lượng tổng thành phần giá trị dinh dưỡng… Các sản phẩm trên thị trường Sản phẩm RED SETTER RIO FUEGO Độ đường tổng( (°Brix) 5.0 / 5.5   5.2 / 5.5   Tỉ lệ đường  42 %  45  % Độ chua tối đa 8.5   8.0   Lượng muối bổ sung (%) max  0.6 / 0.7   0.3 / 0.5   Giá trị pH trung bình 4.2 / 4.4   4.2 / 4.4   mùi Đặc trưng   Đặc trưng   Gardner colour (A/b) > 2.1 > 2.1 Vị Không có vị đắng Không có vị đắng Vi sinh vật Sản phẩm vẫn ổn định sau 14 ngày nếu bảo quản ở 300C và sau 7 ngày nếu giữ ở 430C Sản phẩm vẫn ổn định sau 14 ngày nếu bảo quản ở 300C và sau 7 ngày nếu giữ ở 430C II- SẢN PHẨM HIỆN CÓ TRÊN THỊ TRƯỜNG: Giá trị dinh dưỡng trên 100 g Năng lượng 14 kcal   Năng lượng 14 kcal Carbonhydrate 3.0 g Protein 0.5 g Chất béo 0.0 g Thành phần: nước cà chua ép (90%), nước, muối ăn Nước cà Don Simon Thành phần: nước ép cà chua cô đặc, nước, syrup glucose, đường Phụ gia: chất điều chỉnh độ chua (acid citric), chất chống oxy hóa (acid ascobic). Chỉ tiêu chất lượng: chủ yếu là hàm lượng chất khô theo 0Brix ở 20 0C là 13 ± 0.5 0Brix Xuất xứ: Tây Ban Nha Hạn dùng: 1 năm Phần D THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ Lọc và thanh trùng bằng màng lọc membrane: Sản phẩm cà chua thông thường được thanh trùng bằng nhiệt, nhưng bằng cách này có thể gây ra những ảnh hưởng không tốt như làm tổn thất vitamin, các chất mùi, làm giảm mùi các các chất nhạy cảm với nhiệt độ khác. Các sản phẩm nước ép trái cây có giá trị dinh dưỡng cao vì nó chứa nhiều vitamin, khoáng và các chất chống oxi hóa. Nhưng khi được thanh trùng bằng nhiệt để bảo quản, thì dưới tác dụng của nhiệt độ sẽ phá hủy và oxi hóa các yếu tố nhạy cảm làm cảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm sau cùng. Quá trùng thanh trùng cũng làm biến đổi mùi vị của nước ép. Màng lọc membrane sẽ giữ lại vi sinh vật trong khi các phân tử nhỏ hơn như vitamin, đường và các chất chống oxi hóa đi qua cùng với nước. Vì vậy, xác định đúng màng membrane để khi cho nước trái cây chảy qua có thể giảm thiểu sự tổn thất các chất nhạy cảm kể cả các cấu tử hương. Ngày nay người ta đang kết hợp quá trình sử dụng các thành tựu của màng membrane trong công nghiệp sản xuất nước ép trái cây như trong quá trình lọc, thanh trùng để cải thiện chất lượng sản phẩm và làm giảm yêu cầu về năng lượng. Những sản phẩm nước trái cây như nước ép cà chua. Nếu lọc bàng màng mebrane làm cho sản phẩm cuối cùng chứa các tinh thể thích hợp cho sản phẩm thương mại ngày nay. Vì ngày nay người tiêu dùng thích dùng nước ép trái cây, cà chua chẳng hạn, dùng sản phẩm vẫn còn lẫn bột cà chua trong sản phẩm. Khi nước ép cà chua được thanh trùng bằng màng siêu lọc ( ultrafiltration) hay màng microfitration không chỉ giữ lại các vi sinh vật mà còn giữ lại bột cà chua và một phần các cấu tử màu. Để giải quyết vấn đề này phải có sự kết hợp các chất mang lại. Các chất này sẽ kết hợp lại sau quá trình lọc membrane trong các chất mang ( retentate), và cần thiết phải thanh trùng nhiệt chất mang này trước khi trộn với phần nước lọc. Bằng cách này quá trình nhiệt độ chỉ ảnh hưởng lên một phần nhỏ các chất trong nước ép trái cây vì phần chủ yếu của sản phẩm, nước lọc, không bị tác động bởi các quá trình có liên quan tới nhiệt độ. Bằng phương pháp này, sản phẩm nước ép cà chua gần với trạng thái tự nhiên hơn. So với phương pháp lọc và thanh trùng nhiệt thì chất lượng sản phẩm cũng sẽ cao hơn, ổn định hơn.Sơ đồ hoạt động của thiết bị lọc membrane Chúng ta thiết kế quá trình sử dụng membrane để thay thế quá trình lọc và thanh trùng theo truyền thống bằng cách tối ưu hóa dòng lọc được quyết định bởi kính thước thiết bị và thời gian của quá trình. Có 4 thông số quan trọng ảnh hưởng đến bất kì quá trình liên quan tới membrane là áp suất màng PT. sự chảy của nguyên liệu, nhiệt độ và sự tập trung của nguyên liệu. Một màng membrane lí tưởng là có sự phân bố đồng đều các lỗ, không gây tắc nghẽn và sự tập trung phân cực không đáng kể T theo Hagen-Poiseuille Trong ñoù K laø haèng soá dp,J laø toác ñoä chaûy (l/hm), PT aùp suaát maøng kPa, μ là độ nhớt nước ép (kg/hm), λ độ dày màng, dp đường kính lỗ. Ngoài ra trạng thái của dòng lưu chất( nước ép) được mô tả theo công thức sau: RMS sự chống hòa tan vào bên trong, RF chống kết dích, gây ngẽn; RG chống phân cực tập trung (concentration polarization). Như vậy ngày nay trên thế giới bắt đầu đưa màng membrane vào sử dụng trong công nghiệp sản xuất cà chua và nước ép trái cây nhằm làm tăng chất lượng sản phẩm đồng thời cũng tiết kiêm năng lượng hơn. Phần E TÀI LIỆU THAM KHẢO Lê Bạch Tuyết – Các quá trình công nghệ cơ bản trong sản xuất thực phẩm, khoa hóa thực phẩm và công nghệ sinh học trường ĐH Bách Khoa Hà Nội. Quách Đĩnh, Nguyễn Văn Tiếp, Nguyễn Văn Thoa – Công nghệ sau thu hoạch và chế biến rau quả, NXB KHKT, 1996. Nguyễn Văn Uyển – Những phương pháp công nghệ sinh học thực vật, NXB Nông Nghiệp (tập 2), 1996. Lê Văn Việt Mẫn – Công nghệ sản xuất các sản phẩm từ sữa và thức uống, NXB ĐHQG Tp. Hồ Chí Minh, 2004. Food processing technology – principles and practices, second edition. P. Fellows, Food processing technology – Cambrige England, 1996. P. J. Brennan J.G, butter S J.R, Lowell N. D, Lilley A.E, Food Engineering operation 3rd edition, Elsevier applied science, London & New York, 1990. Fishhoff, D.A Et Al. Insect Tolerant Transgenic Tomato Plants. Biotechnology. Dennis R. Heldman, Richard W. Hartel - Principles of food processing – Aspend publishers, Inc, 1998.