Công nghệ chế biến rau trái - Mứt đông

82 trang vanle 2770

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Công nghệ chế biến rau trái - Mứt đông", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

cong_nghe_che_bien_rau_trai_mut_dong.pdf

Nội dung text: Công nghệ chế biến rau trái - Mứt đông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC Bộ mơn cơng nghệ hĩa thực phẩm GVHD: Ths. Tơn Nữ Minh Nguyệt Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Dương Lâm Võ Ngọc Trường
A/ GIỚI THIỆU CHUNG: I. MỨT ĐƠNG: 1/ Định nghĩa: - Mứt đơng là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc từ quả bán chế phẩm (puree quả, nước quả, quả sunfit hố) nấu với đường đến độ khơ 60- 65%, cĩ bổ sung pectin hay agar để tạo gel đơng. Sản phẩm mứt nổi bật là vị ngọt, thơm đặc trưng của quả. Ngồi hàm lượng đường khá lớn của quả, người ta cịn bổ sung thêm một lượng khá lớn đường tinh khiết. 2/ Phân loại: a) Mứt đơng jelly: - Mứt được chế biến từ nước quả trong suốt. - Nếu nước quả sunfit hố, trước khi nấu mứt phải khử SO2 bằng cách đun nĩng để hàm lượng SO2 trong sản phẩm khơng quá 0,025%. Tùy theo độ nhớt của nước quả và độ đơng của sản phẩm mà người ta pha hoặc khơng pha thêm pectin. b) Mứt đơng jam: - Mứt đơng chế biến từ puree quả, cĩ thể dùng riêng một chủng loại hoặc hỗn hợp nhiều loại quả, cĩ thể dùng puree quả tươi hay puree quả bán chế phẩm. c) Mứt miếng đơng marmalade: - Mứt miếng đơng chế biến từ quả (tươi, sunfit hố hay lạnh đơng) để nguyên hay cắt miếng, nấu với đường, cĩ pha hoặc khơng pha thêm acid thực phẩm và pectin. II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT MỨT ĐƠNG: 1/ Nguyên liệu chính: a) Trái cây: Hầu hết các chủng loại trái cây đều cĩ thể được sử dụng để chế biên mứt đơng. Nguyên liệu trái cây dùng trong sản xuất mứt đơng thường ở các dạng sau: - Trái cây tươi. - Trái cây được trữ lạnh hoặc lạnh đơng. - Trái cây hoặc bột trái cây được bảo quản bằng nhiệt. - Trái cây hoặc bột trái cây đã được sunfite hĩa (bảo quản bằng SO2). - Trái cây đã được sấy khơ. Trong đĩ trái cây tươi được xem là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất mứt đơng Đối với trái cây nguyên liệu, ngồi các chỉ tiêu về khối lượng riêng, hàm lượng chất khơ, chất thơm, chất màu, thì chỉ số pectin và acid cĩ thể được xem là quan trọng nhất để sản xuất ra sản phẩm đạt tiêu chuẩn vì khả
năng tạo gel của chúng trong nguyên liệu. Vì vậy, dựa vào hàm lượng acid và pecin, trái cây cĩ thể được chia thành bốn nhĩm chính ( NIIR Board, 2002 ): - Các loại trái nhiều pectin, nhiều acid: nho, cam, chanh, - Các loại trái nhiều pectin, ít acid: chuối xanh, cherry, ổi, - Các loại trái ít pecin, nhiều acid: dứa, dâu, mơ, - Các loại trái ít pectin, ít acid: đào, mâm xơi, Ngồi ra, trái cây dùng để chế biến mứt đơng cũng phải tuân theo các tiêu chuẩn chung đối với nguyên liệu trái cây dùng cho sản xuất cơng nghiệp như phải tươi tốt, khơng bầm dập, sâu thối, ở độ chín kĩ thuật. Kích thước và hình dáng của quả cũng khơng ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất mứt đơng nên yêu cầu về kích thước, hình dạng qủa cũng khơng nghiêm ngặt. b) Đường: - Mục đích: o Cùng với pectin và acid, đường là một trong ba thành phần quan trọng nhất trong việc tạo nên cấu trúc gel của sản phẩm. o Cung cấp năng lượng. o Điều chỉnh hài hịa giữa độ chua, độ ngọt và mùi thơm. o Tăng hàm lượng chất khơ, tăng thời gian bảo quản sản phẩm nhờ tăng áp lực thẩm thấu. - Dạng sử dụng: Thường sử hỗn hợp syrup sucrose – đường nghịch đảo. Trong sản xuất mứt đơng, thành phần đường nghịch đảo là cần thiết cho việc ngăn chặn sự kết tinh sucrose của sản phẩm mứt cĩ nồng độ chất khơ cao trong suốt quá trình bảo quản. Nhờ sự cĩ mặt của syrup đường nghịch đảo, sự kết tinh là khĩ cĩ khả năng xảy ra trong các sản phẩm cĩ nồng độ chất khơ dưới 68%. Tuy nhiên, nếu nồng độ đường qúa cao, sự thẩm thấu các phân tử nước ra ngồi là đáng kể làm sản phẩm cĩ cấu trúc cứng (Giridhari Lal và cộng sự, 1986). Tỷ lệ tối ưu của đường nghịch đảo là từ 35%-40% tổng lượng đường sử dụng. Ngồi ra cĩ thể thay thế sucrose bằng các loại đường khác như: maltose, syrup glucose, syrup fructose, để tăng hàm lượng chất khơ, giảm hiện tượng kết tinh đường, hiệu chỉnh mùi vị hay đơn giản chỉ là để giảm chi phí cho sản phẩm ( Ahmed, 1981). Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng, việc thay thế sucrose bằng các loại đường khác cĩ thể làm thay đổi thời gian tạo gel cũng như một số tính chất nào đĩ của loại gel ban đầu (May và Stainsby, 1986). Chẳng hạn, việc thêm maltose sẽ làm giảm thời gian tạo gel và kéo dài khoảng pH tạo gel; ngược lại, việc thêm vào fructose lại làm tăng thời gian tạo gel. Hơn nữa, qúa trình thay thế một phần hay tồn bộ lượng đường
sucrose bằng các loại đường khác làm thay đổi hoạt độ của nước trong hỗn hợp, cĩ thể dẫn tới thay đổi các tương tác kị nước trong quá trình tạo gel. Bảng 1: Chỉ tiêu chất lượng của đường Chỉ tiêu Đường Đường cát trắng tinh luyện Thượng Hạng I Hạng II hạng HL saccarose, %CK 99.8 99.75 99.62 99.48 ≥ Độ ẩm, %KL 0.05 0.05 0.07 0.08 ≤ Hl đường khử, %KL 0.03 0.05 0.1 0.18 ≤ HL tro, %KL 0.03 0.05 0.07 0.1 ≤ Độ màu, (độ Stame 1.2 1.4 2.5 0.5 oST) ≤ Hình dạng Tinh thể đồng dều tơi khơ, khơng vĩn cục Mùi vị Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất cĩ vị ngọt, khơng cĩ vị lạ Màu sắc Ĩng ánh Trắng sáng Trắng Trắng ngà 2/ Phụ gia: a) Phụ gia tạo gel: Trong rau quả đã cĩ sẵn chất tạo đơng là pectin nhưng với hàm lượng rất thấp, vì vậy người ta pha thêm pectin bột, pectin cơ đặc, tinh bột biến tính, agar-agar (thạch) hoặc các loại quả giàu pectin (như táo).  Pectin: - Cấu tạo: pectin là các polysaccharide, mạch thẳng, gồm các phân tử acid D-galacturonic C6H10O7, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucoside. Trong đĩ một số gốc acid cĩ chứa nhĩm thế methoxyl (- OCH3). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic cĩ thể biến đổi từ vài đơn vị tới hàng trăm đơn vị acid galacturonic. Phân tử lượng của các loại pectin tách từ các nguồn nguyên liệu khác nhau thay đổi trong giới hạn rộng tùy theo số phân tử acid galacturonic, thường vào khoảng 10.000 – 100.000 Da. Trong các hợp chất dạng glucid, so về chiều dài phân tử thì pectin cao hơn tinh bột nhưng thấp hơn cellulose. Ví dụ từ
nguyên liệu là táo, mận thu được pectin cĩ phân tử lượng từ 25.000 – 35.000 Da, trong khi đĩ pectin lấy từ cam lại cĩ phân tử lượng đạt tới 50.000 Da. Hình 1: Cấu tạo của pectin - Tính chất: Pectin thuộc nhĩm các chất làm đơng tụ. Pectin được xem là một trong những phụ gia thực phẩm an tồn và được chấp nhận nhiều nhất, điều này được chứng minh bởi hàm lượmg ADI cho phép là “khơng xác định” được ban hành bởi các tổ chức JECFA (Joint Food Experts Committee), SCF (Scientific Committee for Food) ở châu Âu, và GRAS (Generally Regarded).  Mã hiệu quốc tế của pectin là E440.  Pectin tinh chế cĩ dạng chất bột trắng màu xám nhạt.  Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, khơng tan trong ethanol.  Đặc tính quan trọng của pectin là khi cĩ mặt của acid và đường nĩ cĩ khả năng tạo đơng (tạo gel). - Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:  Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện tỉ lệ methyl hố, là phần trăm khối lượng nhĩm methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử. Sự methyl hĩa hồn tồn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3%, các pectin tách ra từ thực vật thường cĩ chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%.  Chỉ số ester hĩa (DE): thể hiện mức độ ester hĩa của pectin, là phần trăm về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hố trên tổng số lượng gốc acid galacturonic cĩ trong phân tử - Phân loại:  Theo % nhĩm methoxyl cĩ trong phân tử:
o HMP (High Methoxyl Pectin): Nhĩm cĩ chỉ số methoxyl cao (HMP): MI >7%, trong phân tử pectin cĩ trên 50% các nhĩm acid bị ester hĩa (DE > 50%). Hình 2: Cơng thức HMP o LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhĩm cĩ chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%, khoảng từ 3 – 5%, trong phân tử pectin cĩ dưới 50% các nhĩm acid bị ester hĩa (DE ≤ 50%). Hình 3: Cơng thức LMP  Theo khả năng hịa tan trong nước: o Pectin hịa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hịa tan là polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đĩ một số gốc acid cĩ chứa nhĩm thế methoxyl. o Pectin khơng hịa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban (polysaccharide ở thành tế bào).  Theo thời gian tạo đơng: o Pectin tạo đơng nhanh: thời gian tạo gel là 20 – 70 giây. o Pectin tạo đơng trung bình: thời gian tạo gel là 100 – 150 giây. o Pectin tạo đơng chậm: thời gian tạo gel là 180 – 250 giây. - Cơ chế tạo gel của pectin: Tùy loại pectin cĩ mức độ methoxyl hĩa khác nhau mà cĩ cơ chế tạo gel khác nhau:  HMP : Tạo gel bằng liên kết hydro
Hình 4: Cơ chế tạo gel bằng liên kết hydro o Điều kiện tạo gel: [Đường] > 50%, pH = 3 - 3,5 ; [Pectin] = 0,5 - 1% o Đường cĩ khả năng hút ẩm, vì vậy nĩ làm giảm mức độ hydrat hĩa của phân tử pectin trong dung dịch. Ion H+ được thêm vào hoặc đơi khi chính nhờ độ acid của nguyên liệu trái cây làm giảm bớt sự phân ly tạo thành các gốc COO- nên làm giảm độ tích điện của các phân tử. Vì vậy các phân tử cĩ thể tiến lại gần nhau để tạo thành liên kết nội phân tử và qúa trình tạo gel xảy ra. o Trong trong trường hợp này liên kết giữa các phân tử pectin với nhau chủ yếu nhờ các cầu hydro giữa các nhĩm hydroxyl. Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử pectin cĩ thể là hydroxyl – hydroxyl, carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl –carboxyl. Kiểu liên kết này khơng bền do đĩ các gel tạo thành sẽ mềm dẻo do tính di động của các phân tử trong khối gel. o Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào hàm lượng đường, hàm lượng acid, hàm lượng pectin, loại pectin và nhiệt độ. 30 – 50% đường thêm vào pectin là saccharose. Do đĩ cần duy trì pH acid để khi đun nấu sẽ xảy ra quá trình nghịch đảo đường saccharose, ngăn cản sự kết tinh của đường saccharose. Tuy nhiên cũng khơng nên dùng quá nhiều acid vì pH quá thấp sẽ gây ra nghịch đảo một lượng lớn saccharose gây kết tinh
glucose. Hơn nữa, ở pH thấp, qúa trình tạo gel xảy ra nhanh tạo nên hiện tượng vĩn cục trong sản phẩm. Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp thì cấu trúc gel tạo thành rất cứng. Do đĩ trong trường hợp sử dụng nguyên liệu cĩ chứa nhiều pectin cần tiến hành phân giải bớt chúng bằng cách đun lâu hơn. Cần chú ý rằng, khi sử dụng một lượng cố định bất cứ một loại pectin nào thì pH, nhiệt độ càng giảm, hàm lượng đường càng cao thì qúa trình tạo gel diễn ra càng nhanh.  LMP : Tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+ Hình 5: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca2+ o Điều kiện tạo gel: khi cĩ mặt Ca2+, ngay cả ở nồng độ dưới 0,1% sao cho chiều dài phân tử pectin phải đạt mức độ nhất định. Khi đĩ gel được tạo thành ngay cả khi khơng cĩ sự cĩ mặt của đường và acid.
o Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, nghĩa là tỷ lệ các nhĩm – COO- cao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion thơng qua các ion hĩa trị hai, đặc biệt là Ca2+. o Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca2+ và chỉ số methoxyl. Gel pectin cĩ chỉ số methoxyl thấp thường cĩ tính chất đàn hồi giống như gel agar – agar. Mạch phân tử của pectin là nhân tố chính của qúa trình tạo gel. Vì thế, lượng pectin cĩ trong dịch đường phải đạt một hàm lượng tối thiểu nào đĩ mới tạo được sự keo tụ. Nồng độ pectin trong dung dịch càng lớn thì sự liên hợp giữa các phân tử xảy ra càng nhanh, hệ keo đơng tụ càng bền. Thường lượng pectin sử dụng khoảng từ 0,5-1%. Tương tự như trong qúa trình tạo gel bằng HMP, khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp sẽ thu được gel quá cứng. Do đĩ, giải pháp ở đây vẫn là đun lâu hơn đối với nguồn nguyên liệu chứa nhiều pectin. Tuy nhiên, chất lượng của hệ keo pectin lại phụ thuộc rất lớn vào tính chất của pectin chứ khơng đơn thuần ở hàm lượng pectin được sử dụng. Hai yếu tố quan trọng hàng đầu là chiều dài mạch phân tử pectin và mức độ methoxyl hĩa trong phân tử của chúng.  Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel: Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nĩ sẽ khơng tạo được gel mặc dù sử dụng với liều lượng cao. Ngược lại, nếu phân tử pectin quá dài thì gel tạo thành rất cứng.  Mức độ methoxyl hố quy định cơ chế tạo gel: Khả năng keo hĩa của pectin phụ thuộc tương đối vào mức độ hiện diện của các nhĩm methoxyl. Tùy thuộc vào chỉ số methoxyl cao (>7%) hoặc thấp (3 – 5%) ở phân tử pectin mà các kiểu kết hợp giữa chúng sẽ khác nhau trong việc tạo gel như đã trình bày ở trên. Bảng 2: Ảnh hưởng của DE ở pectin lên sự tạo gel Điều kiện tạo gel DE (%) pH Đường (%) Ion hĩa trị II Tốc độ tạo gel > 70 2,8 – 3,4 65 Khơng Nhanh 50 – 70 2,8 – 3,4 65 Khơng Chậm < 50 2,5 – 6,5 0 Cĩ Nhanh
 Ảnh hưởng của đường và acid lên khả năng tạo gel của pectin Đường và acid là hai tác nhân đồng tạo gel của HMP, sự cĩ mặt và nồng độ của chúng cĩ ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tạo gel của HMP. Trong khi đĩ, cả hai nhân tố này (đường và acid) lại ít cĩ ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của LMP. Tuy nhiên, cũng cĩ ý kiến cho rằng, ngay cả trong qúa trình tạo gel của LMP thì việc bổ sung thêm đường sẽ làm tăng độ bền của cấu trúc gel cũng như tạo sự đồng nhất cho sản phẩm (Axelos và Thibault, 1991). Sau đây là những ảnh hưởng của đường và acid đến quá trình tạo gel của HMP. - Đường:  Trong dung dịch nước, pectin ở trạng thái hịa tan là do cĩ sự tạo thành liên kết hydro giữa nhĩm OH- của mạch phân tử pectin và H+ của phân tử nước. Khi cĩ sự cĩ mặt của đường, đường đĩng vai trị của chất hydrate hĩa, ngậm mất phần nước đang liên kết với pectin. Khi đĩ pectin trở nên khơng hịa tan. Cộng với tác động của ion H+ từ lượng acid sử dụng để tạo đơng, H+ làm trung hịa điện tích của các gốc COO- trên mạch phân tử pectin, tạo gốc -COOH. Vì thế sợi pectin khơng cịn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau từ đĩ hình thành nên cấu trúc khung mạng.  Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid thường phải lớn hơn 50% thì mới cĩ khả năng tạo gel. Thơng thường người ta tạo hỗn hợp cĩ 65% đường để tiến hành tạo đơng. Nếu hàm lượng đường dùng cao hơn, sự kết tinh đường cĩ thể xảy ra trên bề mặt hạt keo, hoặc ngay trong hệ keo. Để cĩ thể khắc phục hiện tượng này, như đã trình bày ở trên, ta cĩ thể thay thế một phần đường saccharose bằng các loại đường khác nhằm tránh hiện tượng kết tinh đường. Với pectin chất lượng càng tốt thì thì lượng pectin dùng để gel hĩa cùng một lượng đường càng ít. - Acid:  Pectin chỉ cĩ thể tạo gel trong mơi trường acid cĩ pH < 4.  Trong mơi trường cĩ ion H+, các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hịa và khi ở dạng trung hịa điện thì dễ đơng tụ hơn. Hơn nữa, ion H+ sẽ thay thế các ion kim loại (nếu cĩ) trong nhĩm cacboxyl của phân tử pectin và chuyển dạng muối pectat (khơng tạo đơng) thành dạng pectin (cĩ tạo đơng).  Acid sử dụng để tạo đơng cần cĩ mức độ phân ly cao hơn acid pectic để acid này cĩ thể ngăn cản sự phân ly của acid pectic, và giữ cho chúng ở dạng trung hịa điện tích.  Nồng độ ion H+ càng lớn thì khả năng tạo gel của dung dịch pectin sẽ càng cao. Cần duy trì độ pH thấp để khi đun nấu sẽ gây ra quá trình nghịch đảo đường saccharose (30 – 50% đường thêm vào pectin) để ngăn cản sự kết tinh của đường saccharose.
 Cũng khơng nên dùng quá nhiều acid, vì pH quá thấp sẽ gây ra sự nghịch đảo một lượng lớn saccharose từ đĩ gây kết tinh glucose và hĩa gel nhanh tạo nên các vĩn cục. Thường dùng độ pH từ 3 đến 3,5.  Mức độ tạo gel chỉ tăng đến một giới hạn nào đĩ của nồng độ acid rồi sẽ ngừng lại bởi vì ở ngưỡng nồng độ đĩ tồn bộ gốc COO- của phân tử pectin đã được trung hịa điện tích. Nên dù cĩ tăng thêm ion H+ cũng khơng thể tăng thêm khả năng tạo gel. Nồng độ acid để tạo gel dung dịch pectin phụ thuộc mức độ methoxyl của pectin cũng như hàm lượng pectin trong dung dịch. Khi hàm lượng pectin sử dụng tăng khoảng 0,05 – 0,1% thì pH của dung dịch cĩ thể tăng lên 1 đơn vị.  Nếu phải sử dụng pectin cĩ khả năng đơng tụ yếu thì nên tăng nồng độ acid lên. Nhưng việc tăng nồng độ này lại dễ làm tăng lượng đường nghịch đảo và làm tăng tính háo nước của sản phẩm. Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến: Bảng 3: Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến Tiêu chuẩn FAO FCC EEC Chất dễ bay hơi max. 12% max. 12% max. 12% Tro khơng tan trong acid max. 1% max. 1% max. 1% Sulfur dioxide max. 50 max. 50 max. 50 mg/kg mg/kg mg/kg Sodium methyl sulfate max. 0,1% Methanol, ethanol and max. 1% max. 1% max. 1% isopropanol. Hàm lượng Nitrogen max. 2.5% max. 0.5% Galacturonic acid min. 65% min.65% Tổng Anhydrogalacturonides Mức độ amin hĩa max. 25% max. 25% max. 25% Asen, ppm max. 3 max. 3 max. 3 Chì, ppm max. 5 max. 5 max. 10 Đồng, ppm max. 50 Kẽm, ppm max. 25 max. 25 Đồng và kẽm, ppm max. 50 Kim loại nặng (như Pb), max. 20 ppm (FAO: Food and Nutrition Paper, 1992; FCC: Food Chemical Codex; EEC: Eropean Economic Community)
Bột pectin đạt đăng ký chất lượng của đơn vị, cụ thể là: • Độ ẩm: 12% • Hàm lượng pectin: 60% • Cảm quan: bột màu vàng sáng, cĩ mùi thơm của vỏ hoa quả  Phương pháp sản xuất pectin: - Nguyên liệu quan trọng nhất được dùng để chế tạo pectin là các phế liệu thu được trong sản xuất một số loại sản phẩm rau quả, thường là táo hay quả có múi, ví dụ như vỏ cam quýt, bã táo còn lại sau khi sản xuất nước táo . Các phụ phẩm này được sấy khô bảo quản để sử dụng trong thời gian dài. Với 1g bã táo khô, bậc tạo gel ứng với 25 – 35, còn với cùng lượng vỏ cam quýt khô thì bậc tạo gel đạt ít ra là 6 lần cao hơn bậc tạo gel của bã táo khô. Trong thực tế người ta biểu thị khả năng tạo gel của các loại pectin bằng các chỉ số hay bậc tạo gel. - Trong các loại quả họ cam quýt thì chanh và bưởi được ưa thích hơn cam. Lượng pectin ở vỏ cam quýt chiếm từ 20 – 50% trọng lượng khô, còn ở bã táo từ 10 –20%. Sản phẩm pectin từ vỏ trái cây có múi : Được chiết xuất từ vỏ chanh, vỏ cam và vỏ bưởi. Vỏ của các loại trái cây này là sản phẩm phụ của quá trình ép nước quả và có chứa hàm lượng pectin cao với những tính chất mong muốn. Sau đây là 2 quy trình sản xuất pectin cơ đặc và bột pectin từ vỏ trái cây cĩ múi
Người ta thường chế pectin ở dạng dung dịch, cũng có một số chế phẩm pectin ở dạng bột. - Cùi và bã citrus được rửa sạch, tách hạt, cắt nhỏ rồi rửa nước ấm (50 – 60oC) để loại bỏ các glucoside còn sót lại. Sau đó đưa nhiệt độ lên tới 95 – 98oC để làm mất hoạt tính của enzyme phân giải pectin. - Sau đó là giai đoạn chiết rút pectin bằng cách đun nóng trong nước chứa acid (chlohydride, sulfuric, sulfurơ) thường người ta dùng lượng nước gấp ba lần lượng vỏ khô, pH =1,3 – 1,4; nhiệt độ 90 – 100oC và thời gian đun là khoảng 1 giờ. - Quá trình thủy phân kết thúc khi độ khô dung dịch đạt 2% (pectin 0,7 – 1,0%; đường 1,0 – 1,3%). Một ít tạp chất như tinh bột và protein lẫn với pectin sẽ được loại bỏ nhờ các enzyme phân giải protein. Việc xử lý này
được thực hiện ở pH = 4,5 – 5 (điều chỉnh bằng dung dịch natri cacbonate) và ở nhiệt độ 40 – 50oC. - Khi đã loại bỏ hết tinh bột (kiểm tra bằng iod), điều chỉnh pH dung dịch tới 3 bằng cách thêm acid citric rồi đưa nhiệt độ lên 80oC để làm mất hoạt tính của enzyme. Dung dịch có thể được làm mất màu nhờ anhydride sulfurơ, rồi cho lọc ép bằng máy ép thuỷ lực sau đó dung dịch pectin được làm sạch và lắng gạn, thu dung dịch pectin trong suốt. - Sau khi lọc lấy dung dịch rồi cô đặc đến độ khô 10% thu được chế phẩm pectin với hàm lượng 4 – 5% đem bảo quản để nấu mứt. Cô đặc trong chân không ở nhiệt độ 55 – 60oC và độ chân không từ 600mmHg trở lên. - Sau khi cô đặc thì nâng nhiệt lên 75 – 79�C, rót vào bao bì và thanh trùng. Pectin cô đặc có thể bảo quản bằng SO2 không qua thanh trùng. - Trung bình 100kg cùi quả cho 50 – 70l dung dịch pectin độ khô 10%. - Để thu pectin ở dạng bột người ta đông tụ pectin lỏng bằng cồn ethylic 95o rồi lọc để tách pectin khỏi hỗn hợp rượu – nước. Kết tủa pectin được rửa lại bằng cồn 90o, đem sấy ở máy sấy chân không trục rỗng ở 60 –70oC đến khi độ ẩm còn 3 – 4%, nghiền nhỏ và đóng bao. Sản phẩm pectin từ táo : Bã táo, phần thu nhận được từ quá trình ép nước táo, là nguyên liệu thô cho sản phẩm pectin từ táo. Những sản phẩm này có màu sắc tối hơn (màu nâu) so với pectin từ các loại trái cây có múi nhưng khác nhau về chức năng. Sau đây là quy trình sản xuất bột pectin đi từ bã táo tươi
- Bã táo tươi đem nghiền nhỏ đến kích thước vụn không quá 5mm, rồi sấy đến độ ẩm 8 – 10% (nhiệt độ sấy 80 – 100oC) bã khô sau đó đem nghiền nhỏ đến kích thước vụn 2 – 3 mm và để làm tơi cục. Tiếp theo bã được cho vào nồi trích ly bằng nước đã được acid hóa bằng H2SO3 đến pH = 2,5 – 3,5 với tỷ lệ bã táo:nước = 1:2,6. Nhiệt độ trích ly là 85 – 92oC trong thời gian 1 giờ. Lọc ép lấy dịch trích ly. - Dịch trích ly có chứa pectin, đường và các polysaccharide, vì vậy dịch trích ly phải đem thủy phân bằng men trong một thiết bị khác có pH = 4,5 – 5 (kiềm hóa bằng Na2CO3) thời gian 30 – 60 phút ở nhiệt độ 45 – 60oC
(để đường hóa tinh bột, người ta cho 0,5% canh trường nấm mốc Aspergillus Oryzae nuôi cấy trên cám mì). Như vậy, các polysaccharide sẽ chuyển thành đường và sau khi chế biến có thể dễ dàng cùng với đường tách ra khỏi pectin. - Dịch trích ly đã đường hóa được đem lọc và cô đặc trong thiết bị cô chân không ở nhiệt độ 55 – 60oC đến độ khô 15% theo khúc xạ kế, trong đó chứa khoảng 3% pectin. - Dịch cô đặc đem xử lý bằng rượu ethylic 95% theo tỷ lệ thể tích rượu:dịch trích ly = 1,2:1, cho thêm vào 0,3% acid HCl theo thể tích của toàn hỗn hợp, khuấy trong thời gian 8 – 10 phút. Lọc, tách tủa pectin ra khỏi dung dịch bằng máy lọc ép hay lọc rửa, sau đó rửa lại bằng C2H5OH 95% với lượng 60 – 70% so với pectin. Tủa sau đó được sấy chân không ở 60 – 70oC. Pectin khô đem nghiền nhỏ bằng máy nghiền bi. Bột khô đóng thùng, có màng polymer không thấm nước. - Người ta thu hồi rượu trong dịch trích ly đã kết tủa pectin bằng phương pháp chưng cất thường, trong dung dịch sau khi chưng cất rượu còn chừng 7 – 9% đường có thể cho lên men để lấy rượu Sau đây là quy trình sản xuất dịch pectin đi từ bã táo tươi:
- Đầu tiên ngâm bã táo nghiền vào nước lạnh (10 – 15oC) để chiết đường, acid, các chất thơm, chất màu và các chất khác. Cho bã vào thùng trích ly cùng với nước, trộn đều và để lắng 15 phút. Xả nước ra và cho nước mới vào, cứ tiếp tục cho đến khi hàm lượng chất khô trong nước rửa giảm tới 0,2%. - Sau khi được tách hầu hết các chất trên thì đem trích ly pectin. Quá trình thực hiện trong nước (tỉ lệ H2O:bã khô = 16/1–16/2) ở nhiệt độ 88 – 92oC trong một giờ, với pH = 3,0 – 3,4 (acid hóa bằng acid sulfuric, citric, hay các acid khác).
- Kết thúc quá trình trích ly, ta lọc ép thu dịch trích. Dịch này, ngoài pectin còn có một ít tinh bột và protit cần phải trích ly để có thành phần tinh khiết. Muốn vậy, phải cho thủy phân men dịch chiết bằng chế phẩm men của Aspergillus Oryzae tỉ lệ 5% so với dịch chiết đã trung hòa sơ bộ đến pH = 4,5 và đun nóng đến 45 – 50oC. Dịch chiết có chế phẩm men tiếp tục giữ trong 30 phút, sau đó đem tẩy màu bằng than hoạt tính (cho thêm than vào dịch với tỉ lệ 0,5 – 1% và lọc qua máy lọc ép). - Cuối cùng dịch chiết chỉ còn pectin với nồng độ thấp 0,3 – 0,7%. Do đó phải đem cô đặc chân không (nhiệt độ sôi không quá 60oC) để làm giảm thể tích từ 6 – 10 lần, chứa 8 – 10% chất khô. Đun nóng thành phẩm đến 75 – 77oC, rót chai thủy tinh hay hộp sắt, ghép kín và thanh trùng 80oC trong 40 – 60 phút. - Pectin khô dạng bột cũng như dịch đặc pectin được dùng trong sản xuất mứt đông từ nước quả và các mứt dẻo khác từ các loại quả kém tạo đông. - Thực tế để sản xuất có thể sử dụng tất cả các loại nước quả chế biến công nghiệp. Độ acid của nước quả không quá 1%. - Dịch pectin nồng độ thường chừng 5%, dung dịch này cần chuẩn bị trước. Khi nấu, người ta trộn nước quả với đường và cô đặc thành sirô 65% chất khô, sau đó thêm dung dịch pectin trong nước 5% và tiếp tục nấu cho tới hàm lượng chất khô 65%, đem lọc dịch, rót vào cốc, làm lạnh và được sản phẩm.  Tinh bột biến tính - Cấu trúc của tinh bột: Tinh bột là một carbohydrate cao phân tử bao gồm các đơn vị D-glucose nối với nhau bởi liên kết α-glucoside. Cơng thức phân tử gần đúng là (C6H10O5)n trong đĩ n cĩ giá trị từ vài trăm đến khoảng mười nghìn. Tinh bột cĩ dạng hạt màu trắng tạo bởi hai loại polymerr là amilose và amilopectin. Amilose là polymer mạch thẳng gồm các đơn vị D- glucose liên kết với nhau bởi liên kết α-1,4- glucoside .
Hình 6: Một phần cấu trúc amilose Amilopectin là polymer mạch nhánh, ngồi chuỗi glucose thơng thường cịn cĩ những chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α- 1,6-glucoside Hình 7: Một phần cấu trúc amilopectin Các hạt tinh bột là những tinh thể đa hình phụ thuộc vào nguồn gốc xuất xứ trong đĩ hai loại polymer được sắp xếp đối xứng xuyên tâm. Bên trong hạt tinh bột cĩ phần kết tinh do amilose và phần phân nhánh của amilopectin tạo thành làm cho chúng khơng tan trong nước lạnh và tương đối trơ với các enzym thuỷ phân.
Dựa trên bản chất những biến đổi xảy ra trong phân tử tinh bột, Kovalxkaia chia tinh bột biến tính bằng hố chất thành 2 loại: tinh bột cắt và tinh bột bị thay thế .  Nhĩm tinh bột cắt: trong phân tử tinh bột xảy ra hiện tượng phân cắt liên kết C-O giữa các monomer và những liên kết khác, giảm khối lượng phân tử, xuất hiện một số liên kết mới bên trong và giữa các phân tử. Cấu trúc hạt của tinh bột cĩ thể bị phá vỡ ít nhiều. Nhĩm tinh bột này cĩ rất nhiều ứng dụng như tinh bột biến tính bằng acid được dùng để phủ giấy, tăng độ bền của giấy, cải thiện chất lượng in Trong cơng nghiệp thực phẩm, tinh bột loại này dùng để tạo cấu trúc gel trong sản xuất bánh kẹo.  Tinh bột oxi hố cũng được xếp và nhĩm này. Một số loại tinh bột được oxi hố bởi KMnO4 trong mơi trường acid được sử dụng thay thế agar, pectin trong sản xuất bánh kẹo, kem, các sản phẩm sữa cũng như trong đồ hộp. Các sản phẩm tinh bột oxi hố yếu cũng được dùng trong bánh mì để làm tăng thời gian giữ khí của bột nhào, giảm thời gian lên men và tăng chất lượng của bánh. Tinh bột oxi hố bởi hypochloride, H2O2, HI và muối của nĩ được sử dụng rộng rãi trong cơng nghiệp giấy.  Nhĩm tinh bột thay thế: là nhĩm tinh bột mà tính chất của chúng thay đổi do các nhĩm hydroxyl ở carbon 2, 3 và 6 liên kết với các gốc hố học hay đồng trùng hợp với một hợp chất cao phân tử khác, hoặc 2 mạch polisaccharide cĩ thể bị gắn vào nhau do các liên kết dạng cầu nối. - Mức độ biến tính tinh bột được đặc trưng bởi độ thế (Degree of substitution – DS). DS là số nhĩm hydroxyl bị thế trên một AGU (Anhydrous Glucose Unit). Như vậy, độ thế cĩ giá trị trong khoảng 0-3. Trong trường hợp này tính chất của tinh bột bị thay đổi rõ rệt. Thơng thường tinh bột loại này cĩ độ nhớt và độ bền kết dính cao (được sử dụng để sản xuất các sản phẩm cần bảo quản) như tinh bột acetate, tinh bột phosphate, tinh bột oxi hố - Các phương pháp biến tính tinh bột:
Các phương pháp biến tính tinh bột và sản phẩm Phương pháp Phương pháp Phương pháp vật lí hĩa học thủy phân Các sản phẩm Các sản phẩm Tinh bột hồ Tinh bột xử lí acid, Các sản phẩm hĩa trước, Tinh bột dextrin hĩa, Maltodextrin Tinh bột xử lí Tinh bột ete hĩa: Đường: glucose, nhiệt ẩm, hydroxylpropyl, fructose Tinh bột dạng Tinh bột este hĩa: octenyl Polyol: sorbitol, hạt (sago) succinate, acetylate mannitol Tinh bột phosphate Acid amin: MSG, monoester lyzin Tinh bột liên kết ngang Acid hữu cơ: acid Tinh bột biến tính kép citric Rượu: ethanol, acetol, butenol Hình 8: Các phương pháp biến tính tinh bột và các sản phẩm chuyển hố từ tinh bột - Cơ chế tạo gel của tinh bột biến tính: Tinh bột cĩ khả năng tạo gel do sự tạo thành và sắp xếp lại các phân tử tinh bột tạo thành cấu trúc mạng 3 chiều do các liên kết hydro giữa các mạch polyglucoside hay gián tiếp qua cầu phân tử nước. Tinh bột cũng cĩ khả năng đồng tạo gel với protein nhờ vào liên kết hydro và lực Van Der Waals. Trong trường hợp này cả protein và tinh bột đều sắp xếp lại phân tử để tạo gel. - Khả năng tạo gel phụ thuộc vào:  Liên kết giữa các phân tử: Độ bền gel phụ thuộc chủ yếu vào lực liên kết giữa các phân tử. Nếu chiều dài của vùng liên kết dài, lực liên kết giữa các chuỗi sẽ đủ lớn để chống lại áp lực và chống lại chuyển động nhiệt của các phân tử, gel tạo thành sẽ chắc bền. Nếu chiều dài của vùng liên kết ngắn và các chuỗi khơng được liên kết với nhau mạnh, các phân tử sẽ tách rời dưới tác dụng của áp lực hay sự tăng nhiệt độ (làm cho các chuỗi polymer chuyển động nhiệt), gel sẽ yếu và khơng ổn định
 Cấu trúc các phân tử: Những phân tử cĩ nhánh khơng liên kết với nhau chặt chẽ, vì vậy khơng tạo những vùng liên kết cĩ kích thước và sức mạnh đủ lớn để tạo thành gel. Chúng chỉ tạo cho dung dịch cĩ độ nhớt và độ ổn định. Những phân tử mạch thẳng tạo gel chắc bền hơn.  Điện tích phân tử: Đối với các polymer tích điện, lực đẩy tĩnh điện giữa các nhĩm tích điện cùng dấu sẽ ngăn cản sự tạo thành liên kết. Ngồi ra cịn phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và sự cĩ mặt của các yếu tố khác trong dung dịch.  Agar: - Agar là một polisaccharide hầu như chỉ cĩ trong rong đỏ, dạng bột ánh hay những sợi mảnh màu đục - Cấu tạo cơ bản của agar gồm các đơn vị D-galactose và L-galactose. Chúng liên kết với nhau theo kiểu beta- 1.3 D-galactose và beta-1.4 L- galactose, cứ khoảng 10 đơn vị galactose thì cĩ một nhĩm sunfat ở đơn vị galactose cuối. trong mạch polisaccharit của agar cĩ dạng liên kết ester ở carbon thứ 6 của acid sunfurit (Jones, Peat 1942). Hình 9: cơng thức cấu tạo của agar-agar. - Agar bao gồm 2 phần polysaccharides là agarose và agaropectin - Agarose cĩ cấu tạo mạch thẳng, trung tính, từ các gốc beta D- galactopyranose và 3-6- alhidro-L- galactose. Cả hai gốc cĩ sự xấp xếp xen kẻ. độ bền các liên kết khác nhau. Liên kết alpha 1-3 dễ phân hủy bằng enzim tạo thành neoagarobiose. Liên kết beta 1-4 dễ thủy phân với xúc tác của acid và tạo thành gốc agar- agarobiose. Agar- agarobiose làm cho agar-agar trong mơi trường nước cĩ khả năng tạo gel. - Agaropectin cĩ khả năng tạo gel thấp trong nước. cấu trúc của nĩ đến nay vẫn chưa xác định rõ. Chỉ biết rằng nĩ được tạo nên bởi sự xấp xếp
xen kẻ giữa D-galactose và L-galactose và chúng chứa tất cả các nhĩm phân cực trong agar - Agar cĩ tính chất gels sau khi làm mát ở nhiệt độ khoảng 30 - 40°C và dạng sols khi dung nĩng đến 90 - 95°C. - Trong agar sự hiện diện của các sulfate C6 tại các liên kết 1,4-L- galactose cịn lại chẳng hạn như trong tiền thân của agarose, trên thực tế như là một 'Kink' để ngăn ngừa việc hình thành từ hai helix. Kết thúc của vành đai để tạo thành 3, 6-anhydrode, và loại bỏ C-6 sulfate nhĩm làm cho các chuỗi thẳng và dẫn đến những trạng thái đều đặn trong polymer, dẫn đến tăng cường sức mạnh gel do tăng khả năng hình thành một đơi helix (Rees, 1969). Hình 10: cơ chế gelling của agar Nĩi chung, những thế mạnh của gel agar là điều được chứa đựng trong agarose - Năm 1961, Rees thừa nhận rằng Alkali (chất kiềm) cĩ thể loại bỏ chỗ xoắn (sulfation tại C-6 của 1, 4-liên kết-L-galactose cịn lại) hiện cĩ trong phân tử agar, và 3, 6-anhydro vịng được hình thành. Sau đĩ, tăng 3, 6-AG và giảm sulfate sẽ cho ra dạng agar cĩ tính gel mạnh
Hình 11: Chuyển đổi các tiền thân của agarose vào agaropectin - Gel và nhiệt độ nĩng chảy: Agar từ các loại tảo khác nhau thì tính chất gel và sol chịu ảnh hưởng bởi những nhiệt độ khác nhau. Chẳng hạn, agar từ Gelidium spp (tảo thạch) đơng đặc khoảng từ 28 đến 31°C và nhiệt độ nĩng chảy từ 80°C đến 90°C, agar từ Gracilaria spp (rau câu) đơng đặc ở nhiệt độ khoảng từ 29 - 42°C và và nĩng chảy ở nhiệt độ từ 76-92°C. - Tính dẻo và trọng lượng phân tử: Các tính dẻo agar trạng thái hịa tan khơng đổi ở một nhiệt độ và tập trung là một chức năng trực tiếp của trọng lượng phân tử. Tính dẻo hiếm khi vượt quá 10-15 cp tại 1% tập trung ở 60-90°C. Trung bình phân tử agar trọng lượng khoảng từ 8000 đến lớn hơn 100000. - Tính tương thích: Agar thường là tương thích với hầu hết các polysaccharide khác và với protein mà khơng dẫn đến hiện tượng kết tủa hay dẫn đến sự thối hĩa. - Đặc điểm của gel: agar tạo gel cĩ cấu trúc cứng, giịn, khơng bền nhiệt.  Carrageenan: - Tên gọi khác: Irish moss gelose (từ Chondrus spp.); Eucheuman (từ Eucheuma spp.); Iridophycan (từ Iridaea spp.); Hypnean (từ Hypnea spp.); Furcellaran or Danish agar (từ Furcellaria fastigiata); INS No. 407. - Nguồn gốc: được chiết xuất từ loại tảo đỏ cĩ nguồn gốc từ Ireland, mọc dọc theo bờ biển Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Island. Chiết xuất Carrageenan bằng nước nĩng dưới điều kiện khá kiềm, sau đĩ cho kết tủa hay cơ đặc.
- Cấu tạo:  Carrageenan là một hỗn hợp phức tạp của ít nhất 5 loại polymer, cấu tạo từ các gốc D-galactose và 3,6-anhydro D-galctose. Các gốc này kết hợp với nhau bằng liên kết -1,4 và -1,3 luân phiên nhau. Các gốc D-galactose được sulfate hĩa với tỉ lệ cao. Các loại carrageenan khác nhau về mức độ sulfate hĩa.  Mạch polysaccharide của các carrageenan cĩ cấu trúc xoắn kép. Mỗi vịng xoắn do 3 đơn gốc disaccharide tạo nên.  Các polysaccharide phổ biến của carrageenan là kappa-, iota- và lambda- carrageenan: Kappa-carrageenan là một loại polymer của D-galactose- 4-sulfate và 3,6-anhydro D-galctose. Iota-carrageenan cũng cĩ cấu tạo tương tự Kappa-carrageenan, ngoại trừ 3,6-anhydro-galactose bị sulfate hĩa ở C số 2. Lambda-carrageenan cĩ monomer hầu hết là các D-galactose- 2- sulfate (liên kết 1,3) và D-galactose-2,6-disulfate (liên kết 1,4).  Mu và nu carrageenan khi được xử lý bằng kiềm sẽ chuyển thành kappa và iota- carrageenan Hình 12 : Cơng thức cấu tạo của carrageenan i) Phương pháp sản xuất carrageenan trong cơng nghiệp:
- Carrageenan được thu nhận bằng cách chiết từ tảo biển bằng nước hay bằng dung dịch kiềm lỗng. Carrageenan được thu lại bằng sự kết tủa bởi cồn, sấy thùng quay, hay kết tủa trong dung dịch KCl và sau đĩ làm lạnh. Cồn được sử dụng trong suốt quá trình thu nhận và tinh sạch là methanol, ethanol và isopropanol. - Sản phẩm cĩ thể chứa đường nhằm mục đích chuẩn hĩa, chứa muối để thu được cấu trúc gel đặc trưng hay tính năng tạo đặc. ii) Tính chất của carrageenan: - Màu hơi vàng, màu nâu vàng nhạt hay màu trắng. - Dạng bột thơ, bột mịn và gần như khơng mùi. - Khơng tan trong ethanol, tan trong nước ở nhiệt độ khoảng 80oC tạo thành một dung dịch sệt hay dung dịch màu trắng đục cĩ tính chảy; phân tán dễ dàng trong nước hơn nếu ban đầu được làm ẩm với cồn, glycerol, hay dung dịch bão hịa glucose và sucrose trong nước. - Độ nhớt của dung dịch tùy thuộc vào loại carrageenan, khối lượng phân tử, nhiệt độ, các ion cĩ mặt và hàm lượng carrageenan. - Cũng như những polymer mạch thẳng cĩ mang điện tích khác, độ nhớt tỉ lệ thuận với hàm lượng. - Carrageenan cĩ khả năng tương tác với nhiều loại gum đặc biệt là locust bean gum, trong đĩ tùy thuộc vào hàm lượng nĩ sẽ cĩ tác dụng làm tăng độ nhớt, độ bền gel và độ đàn hồi của gel. Ở hàm lượng cao carrageenan làm tăng độ bền gel của guar gum nhưng ở hàm lượng thấp, nĩ chỉ cĩ thể làm tăng độ nhớt. - Khi carrageenan được cho vào những dung dịch của gum ghatti, alginate và pectin nĩ sẽ làm giảm độ nhớt của các dung dịch này. - Ổn định ở pH >7, phân hủy ở pH = 5-7; phân hủy nhanh ở pH < 5. iii) Khả năng tạo gel: - Phụ thuộc rất lớn vào sự cĩ mặt của các cation. Ví dụ: Khi liên kết với K+, NH4+, dung dịch carageenan tạo thành gel thuận nghịch về nhiệt. Khi liên kết với Na+ thì carrageenan hịa tan trong nước lạnh và khơng cĩ khả năng tạo gel. Muối K+ của carrageenan cĩ khả năng tạo gel tốt nhất nhưng gel giịn và dễ bị phân rã. Chúng ta cĩ thể giảm độ giịn của gel bằng cách thêm vào locust bean gum. Carrageenan cĩ ít liên kết ion hơn nhưng khi tăng lực liên kết cĩ thể tạo gel đàn hồi. Carrageenan khơng cĩ khả năng tạo gel. Muối K+ của nĩ tan trong nước. iv) Tính chất của gel:
- Dung dịch nĩng của kappa và iota carrageenan sẽ tạo gel khi được làm nguội xuống từ 40 – 60oC dựa vào sự cĩ mặt của các cation. Gel carrageenan cĩ tính thuận nghịch về nhiệt và cĩ tính trễ nhiệt, cĩ nghĩa là nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nĩng chảy của gel khác nhau. Gel này ổn định ở nhiệt độ phịng nhưng khi gia nhiệt cao hơn nhiệt độ tạo gel từ 5 – 12oC thì gel cĩ thể chảy ra. Khi làm lạnh sẽ tạo gel lại. Thành phần ion trong một hệ thực phẩm rất quan trọng đến hiệu quả sử dụng carrageenan. Ví dụ: kappa-carrageenan chọn ion K+ để làm ổn định vùng tạo liên kết, tạo trạng thái gel chắc, giịn. Iota carrageenan chọn Ca2+ nối giữa các chuỗi tạo cấu trú gel mềm và đàn hồi. - Sự cĩ mặt của các ion cũng cĩ ảnh hưởng lên nhiệt độ hydrat hĩa của carrageenan, nhiệt độ tạo gel và nhiệt độ nĩng chảy. Ví dụ: iota carrageenan sẽ hydrat hĩa ở nhiệt độ mơi trường trong nước nhưng khi cho muối vào sẽ tăng nhiệt độ tạo gel nên được ứng dụng trong sản xuất salad- dressing lạnh. Muối Na+ của kappa carrageenan sẽ hydrat hĩa ở 40oC nhưng carrageenan cùng loại trong thịt muối sẽ chỉ hydrat hĩa hồn tồn ở nhiệt độ 55oC hoặc hơn. v) Quy định sử dụng: - Nguyên liệu được chiết từ các lồi Furcellaria, furcellaran, cũng được gọi là agar Đan Mạch, và được mã hĩa riêng với số thứ tự là E408 trong danh mục các loại thực phẩm của Liên minh Châu Au. Tuy nhiên, một nghiên cứu sau này về carrageenan và furcellaran đã nhận thấy sự giống nhau về cấu trúc và chức năng của cả 2 loại nguyên liệu này nên ghép chúng lại thành E407. Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của carrageenan từ thực phẩm gần đây đã được cải thiện bởi Council Directive 98/86/ EC, trong đĩ sửa lại phạm vi cho phép của các kim loai nặng và định rõ giới hạn của các acid hịa tan trong các loại carrageenan từ thực phẩm. Các nghiên cứu độc học đã xem xét các mối liên quan giữa các nguyên liệu cĩ khối lượng phân tử thấp trong tất cả các loại carrageenan, kể cả carrageenan tự nhiên, với sự thối hĩa của carrageenan trong suốt quá trình chế biến và tiêu hĩa. Quan điểm sau này cho thấy sự cĩ mặt của các cation phụ trợ đã ngăn cản sự thủy phân của carrageena trong dạ dày (Marrs, 1998), và gần đây tiêu chuẩn của châu Au khơng cịn định rõ bất kì giới hạn nào cho các nguyên liệu dưới 100kDa (Anon., 1998). - Một nghiên cứu về carrageenan ở một loạt điều kiện cho thấy trong những quy trình thực phẩm bình thường về căn bản khơng làm tăng tỉ lệ của các chất cĩ phân tử lượng thấp (Marrs, 1998). Tỉ lệ của các chất này chỉ tăng đáng kể khi chế biến kết hợp với ảnh hưởng của nhiệt độ cao và pH thấp và thời gian chế biến dài. Ví dụ, gia nhiệt dung dịch kappa
carrageenan ở pH=4 và 120oC khơng làm tăng đáng kể chất cĩ phân tử lượng nhỏ nhưng độ bền gel giảm hơn 25% khi gia nhiệt dung dịch này ở 135 – 140oC trong 10 giây. Thật ra vì các chất cĩ phân tử lượng <100kDa cĩ tính năng tạo gel và tạo đặc thấp và khơng cĩ giá trị trong chế biến thực phẩm được tạo ra để giảm sự thối hĩa của carrageenan. b) Acid: Mục đích: o Kết hợp với đường và pectin để tạo cấu trúc gel cho sản phẩm. o Tạo mơi trường pH thấp ức chế vi sinh vật, giảm điều kiện thanh trùng. o Tạo vị hài hịa cho sản phẩm khi kết hợp với đường o Tạo hỗn hợp đường nghịch đảo, giảm hiện tượng lại đường - Acid citric: Danh pháp IUPAC Acid 2-hydroxypropan-1,2,3-tricacboxylic Cơng thức phân tử C6H8O7 Acid citric là một acid hữu cơ yếu cĩ mặt trong hầu hết các loại quả, đặc biệt là các loại quả của chi Citrus Các lồi chanh cĩ hàm lượng cao acid citric; cĩ thể tới 8% khối lượng khơ trong quả. Hình 13: Cấu tạo acid citric Ở nhiệt độ phịng, acid citric là chất bột kết tinh màu trắng. Nĩ cĩ thể tồn tại dưới dạng khan (khơng chứa nước) hay dưới dạng ngậm một phân tử nước (monohydrate). Dạng khan kết tinh từ nước nĩng, trong khi dạng monohydrate hình thành khi acid citric kết tinh từ nước lạnh. Dạng monohydrate cĩ thể chuyển hĩa thành dạng khan khi nung nĩng tới trên 74 °C. Acid citric cũng hịa tan trong etanol khan tuyệt đối (76 phần acid citric trên mỗi 100 phần etanol) ở 15 °C. Về cấu trúc hĩa học, acid citric
chia sẻ các tính chất của các acid cacboxylic khác. Khi bị nung nĩng trên 175 °C, nĩ bị phân hủy để giải phĩng điơxít carbon và nước. Tác dụng : trong mứt đơng, acid citric đĩng vai trị : o Tạo vị. o Chống một số nấm mốc và vi khuẩn. o Điều chỉnh pH. Acid citric được kí hiệu là E330 và khơng cĩ giới hạn sử dụng (ADI) - Acid tartaric: Danh pháp IUPAC : Acid 2,3-Dihydroxyl Butanedioic Cơng thức phân tử: C4H6O6 Acid tartaric là một thành phần trong quả nho, thường chiếm 0.3 – 1.7%, và cịn được gọi là acid nho. Acid tartaric tồn tại trong tự nhiên ở dạng acid L(+) tartaric Acid tartaric trong mứt đơng cĩ thể sử dụng một mình hoặc kết hợp với các loại acid khác như acid fumaric, tỉ lệ sử dụng thường là 1% ADI : 0 – 30 ppm Hình 14: Cấu tạo phân tử acid tartaric - Acid lactic: Danh pháp IUPAC : 2-hydroxypropanoic acid Cơng thức phân tử C3H6O3 Acid lactic là hợp chất hữu cơ thu được bằng phương pháp lên men do tác nhân lên men chủ yếu là vi sinh vật. Acid lactic là hỗn hợp của 2 dạng đồng phân D-acid lactic và L-acid lactic. Nếu D-acid lactic và L-acid lactic cĩ trong một hỗn hợp theo tỉ lệ 50:50 người ta gọi là hỗn hợp racemic. Hỗn hợp này được kí hiệu là DL-acid lactic.Trong quá trình lên men khơng cĩ một hỗn hợp lý tưởng này mà chỉ cĩ được khi tiến hành tổng hợp hữu cơ D-L acid lactic là dịch lỏng dạng tinh thể, tan trong nước, cồn, khơng tan o o trong CHCl3, nhiệt độ nĩng chảy 16,8 C, nhiệt độ sơi 122 C. Acid lactic cĩ khối lượng phân tử là 98,08,là chất hữu cơ khơng màu, mùi nhẹ.
Acid lactic là một chất cĩ độ hút ẩm cao là chất lỏng sánh đặc cĩ sẵn trên thị trường ở những dạng khác nhau về chất lượng; và phụ thuộc vào độ tinh sạch cĩ nhiều tiêu chuẩn khác nhau Ngồi tác dụng điều vị, chỉnh pH, acid lactic cịn cĩ khả năng chơng vi sinh vật cao, đặc biệt là nấm mốc Bacillus coagulan. Acid lactic khơng cĩ giới hạn sử dụng. Hình15: Cấu tạo acid lactic Bảng 4: Các chất điều chỉnh độ acid thường sử dụng trong mứt đơng : (Bộ Y Tế Số: 867/1998/QĐ-BYT) Chỉ số Tên phụ gia Giới hạn tối đa cho phép trong thực phẩm Quốc tế 330 Citric acid Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 297 Fumaric acid 3g/kg, dùng một mình hay kết hợp với acid tartaric và muối đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 296 Malic acid Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 270 Lactic acid Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 334 Tartaric acid 3g/kg, dùng một mình hay kết hợp với acid fumaric và muối fumarat, đủ giữ pH trong khoảng 2.8 - 3.5 333 Cancium citrat Đủ giữ pH giữa 2,8 - 3.5 327 Calcium lactate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3.5 325ii Cacium malat DL(-) Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 501i postassium carbonate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 336ii Potassium tartarate 3g/kg, dùng một mình hay kết hợp với acid L(+) tactric, fumaric và muối, đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,
326 Potassium lactate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 351ii Potassium malate DL(- Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 ) 500i Sodium carbonate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 331i Sodium citrate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 monobazic 365 Sodium fumarate 3g/kg dùng một mình hay kết hợp với acid tartaric và muối, Đủ giữ pH trong khoảng 2,8-3,5 500 Sodium bicarbonate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 332ii Potassium citrate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 331ii Trisodium citrate Đủ giữ pH trong khoảng 2,8 - 3,5 c) Phụ gia tạo màu - Mục đích: khơi phục lại màu sắc ban đầu của nguyên liệu, tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. - Phụ gia tạo màu thường được bổ sung vào sau quá trình chế biến, trước quá trình trữ đơng để đạt được hiệu quả tốt nhất - Phụ gia tạo màu cĩ thể được chia làm 3 loại dựa trên nguồn gốc của chúng:  Tự nhiên: phụ gia được tách từ nguyên liệu tự nhiên, tạo màu tự nhiên, giá cao, cường độ kém, chất lượng khơng ổn định, nhưng độ an tồn cao và một số rất cĩ lợi cho sức khỏe. Vì vậy xu hướng của nhiều nước phát triển hiện nay là thay thế phụ gia tạo màu tổng hợp bằng các phụ gia tạo màu từ thiên nhiên, bởi ngồi các thành phần chất màu riêng biệt cho từng loại màu sắc, chúng cịn chứa các thành phần cĩ hoạt tính sinh học khác như vitamin, acid hữu cơ, glycoside, các chất thơm và các nguyên tố vi lượng Các chất màu tự nhiên phổ biến thường gặp như màu vàng cam của gấc, màu vàng của nghệ, màu tím của lá cẩm, màu nâu của cà phê, cacao, màu xanh của lá dứa hay màu đen của lá gai Về thực chất, chúng đều là những thành phần dễ trích ly, tạo được màu sắc và mùi thơm cho thực phẩm theo yêu cầu của người chế biến. Các chất màu vàng cam hoặc màu đỏ lấy từ quả gấc là các hợp chất carotenoid như beta-carotene, lutein và lycopene là những phân tử mà cơ thể chuyển thành vitamin A. Đây là các chất kích thích mạnh mẽ tế bào miễn dịch, giúp bảo vệ cơ thể chống nhiễm khuẩn và ung thư; lutein cĩ thể làm giảm nguy cơ thối hĩa võng mạc, lycopene cĩ thể giúp ngăn ngừa ung thư tuyến tiền liệt. Carotenoid cịn làm giảm
nguy cơ bệnh tim mạch, giảm nồng độ cholesterol máu và tác hại của ánh nắng mặt trời trên da Màu vàng của nghệ là chất màu thiên nhiên được ngành dược cơng nhận với mã số E.100 để nhuộm màu dược phẩm thay thế chất màu tổng hợp như tartrazine E.102. Nghệ cĩ tác dụng chống viêm loét dạ dày, thơng mật, kích thích tế bào gan và co bĩp túi mật, làm giảm hàm lượng cholesterol trong máu. Nghệ cịn cĩ vai trị trong việc làm giảm tỉ lệ ung thư vú, tuyến tiền liệt, phổi và ruột kết nhờ đặc tính chống oxy hĩa của curcumin trong nghệ. Bên cạnh màu cam hấp dẫn của gấc, màu vàng tươi của nghệ, các chất cĩ màu tím cĩ thể lấy từ củ dền, lá cẩm để làm bánh hoặc nấu xơi. Lá cẩm cĩ vị ngọt nhạt, màu thực phẩm đẹp và khơng độc, tính mát, cĩ tác dụng giảm ho và cầm máu. Các chất màu tím antoxyanin (E163) cĩ được từ các nguyên liệu trên sẽ giữ màu tốt nhất ở pH 3,5 - 4.  Ngồi ra, nước lá dứa vừa tạo màu xanh, vừa tạo mùi thơm cho thực phẩm chế biến. Sử dụng những chất màu thiên nhiên khơng độc, đáp ứng tiêu chuẩn y tế trong việc nhuộm màu thực phẩm đĩng vai trị quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe người tiêu dùng. Vì vậy lựa chọn nguyên liệu thực phẩm để lấy màu tự nhiên khi chế biến trong gia đình vừa đảm bảo được an tồn thực phẩm mà cịn giúp tăng cường sức khỏe. Bảng 5: Một số chất màu thường sử dụng trong mứt đơng Chất màu Nguồn Antocyanin Vỏ quả nho Betalain Củ cải đường, củ cải, xương rồng, hoa giấy Annatto (bixin) Hat của cây bixa orellana Canthanxanthin Nấm, các lồi giáp xác, cá, tảo biển Β-apocarotenal Cam, rau xanh Chlorophyll Rau xanh Riboflavin Sữa Carmine Coccus cacti insect Turmeric Củ nghệ  Bán tổng hợp: tổng hợp chất màu chủ yếu trong tổ hợp màu tự nhiên. Tạo màu giống 90% so với loại tự nhiên, khá an tồn.
Bảng 6: Các chất màu bán tổng hợp thường sử dụng trong mứt đơng Tên phụ gia Chỉ số Quốc Giới hạn tối đa cho tế phép trong thực phẩm Β-apo- 160e 200 mg/kg 8’carotenal Chlorophyll 140 200 mg/kg  Tổng hợp : được tổng hợp bằng các phương pháp hĩa học. Các chất màu tổng hợp cĩ ưu điểm là : cường độ tạo màu mạnh, chất lượng ổn định, nhưng lại kém an tồn, cĩ thể gây hại đến sức khỏe người tiêu dùng. Bảng 7: Các chất màu tổng hợp thường sử dụng trong mứt đơng Chỉ số Quốc Tên phụ gia Giới hạn tối đa cho phép tế trong thực phẩm 123 Amaranth (đỏ) 200 mg/kg 127 Erythrosine (đỏ) 200 mg/kg 132 Indigotine (xanh) 200 mg/kg 124 Ponccau 4R (đỏ) 200 mg/kg 102 Tartrazine (vàng 100 mg/kg chanh) d) Phụ gia tạo mùi Mục đích: cải thiện mùi vị theo hướng cĩ lợi cho sản phẩm Cũng như phụ gia tạo màu, phụ gia tạo mùi thường được bổ sung sau quá trình chế biến để giảm tổn thất trong quá trình tiếp xúc nhiệt. Phụ gia tạo màu đươc chia làm 2 loại dựa vào nguồn gốc của chúng: - Tự nhiên: Bảng 8: Các phụ gia tạo mùi tự nhiên thường được sử dụng trong sản phẩm mứt đơng Tên phụ gia ML Tinh dầu tự Giới hạn bởi nhiên GMP Dịch chiết vani Giới hạn bởi GMP
Tinh dầu chanh Giới hạn bởi GMP Tinh dầu quả Giới hạn bởi GMP Hương quế Giới hạn bởi GMP - Tổng hợp: Bảng 9: Các phụ gia tạo mùi tổng hợp sử dụng trong mứt đơng Tên phụ Đặc tính mùi gia Eugenol Giống mùi đinh hương Anethole Mùi đại hồi, thảo mộc Maltol Mùi trái cây ngọt Acetal Mùi quả tươi e) Phụ gia bảo quản  Acid benzoic và muối benzoate - Acid benzoic (C6H5COOH) cĩ dạng tinh thể kim hoặc miếng vẩy sáng bĩng, màu trắng. Acid benzoic là phụ gia khơng mùi hoặc cĩ mùi cánh kiến trắng nhẹ, dễ tan trong nước, ether, ít tan trong nước hơn natri benzoat - Natri benzoate (C6H5COONa) cĩ dạng hạt trắng hay ở dạng bột tinh thể, khơng mùi, cĩ vị ngọt, tan nhiều trong nước và ít tan trong ethanol. - Acid benzoic và muối Na benzoate là chất sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc và cĩ tác dụng yếu hơn đối với vi khuẩn. Tuy nhiên, acid benzoic và muối Na benzoate cĩ nhược điểm là tạo mùi kim loại dễ bị phát hiện, làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. - Acid benzoic cĩ tác dụng chống nấm men và nấm mốc ở mơi trường acid cĩ pH = 2.5 - 3.5 với nồng độ tác dụng là 0.05 – 0.1%. Cịn các muối benzoate cĩ tác dụng ở nồng độ 0.07 – 0.1% trong mơi trường acid pH = 2.5 – 3.4
- Acid benzoic và muối Na benzoate được cơng nhận là GRAS (generally recognized as safe), hàm lượng tối đa cho phép sử dụng của chúng là 0.15 – 0.25%. Hình 16: Cấu tạo acid benzoic và muối benzoate Bảng 10: Phổ tác động của sodium benzoate và acid benzoic đối với một số lồi vi sinh vật Vi sinh vật pH M.I.C. (Nồng độ cho phép) (PPM) Vi khuẩn Bacillus cereus 6.3 500 Esherichia coli 5.2-5.6 50-120 Lactobacillus sp. 4.3-6.0 300-1800 Listeria 5.6 3000 Monocytogenes (21'C) 5.6 (4'C) 2000 Micrococcus sp. 5.5-5.6 50-100 Pseudomonas sp. 6.0 200-480 Streptococcus sp. 5.2 - 5.6 200-400 Nấm men Sporogenicyeasts 2.6-4.5 20-200 Asporogenic yeasts 4.0-5.0 70-150
Candida krusei 300-700 Debaryomyces 4.8 500 hansenii Hansenula sp. 4.0 180 Hansenula 200-300 subpelliculosa Oospora lactis 300 Pichia 700 membrabefaciens Pichia pastori 300 Rhodotorula sp. 100-200 Saccharomyces 4.0 330 bayanus Torulopsis Sp. 200-500 Zygosaccharomyces 4.8 4500 ballili Zygosaccharomyces 4.8 1000 rouxii Nấm mốc Alternaria solani 5.0 1500 Aspergillus sp. 3.0-5.0 20-300 Aspergillus parasiticus 5.5 >= 4000 Aspergillus niger 5.0 2000 Byssochlamys nivea 3.3 500 Chaetomonium 5.0 1000 globosum Cladosporium 5.1 100
herbarum Mucor racemosus 5.0 30-120 Penicillium Sp. 2.6-5.0 30-280 Penicillium citrinum 5.0 2000 Penicillium glaucum 5.0 400=500 Rhizopus nigricans 5.0 30-120 Nồng độ cho phép của acid benzoic đối với nấm men Yeast Minimum Inhibitory concentration of Benzoic Acid (PPM) Kluveomyces fragilis 173 Kloeckera apiculata 188 Pichica ohmeri 200 Hansenula anomala 223 Saccharomyces 170-450 cerevisiae Zygosaccharomyces 242-330 rouxii Zygosaccharomyces 200-350 bisporus Candida krusei 440 Saccharomycodes 500-600 Iudwigii Schizosaccharomyces 500-567 pombe Zygosaccharomyces 600-1300 bailii
 Acid sorbic và muối sorbate: - Acid sorbic hay acid 2,4-hexadienic (C5H7COOH) là chất kết tinh cĩ vị chua nhẹ và mùi nhẹ, khĩ tan trong nước lạnh (0.16%), dễ tan trong nước nĩng (ở 100oC tan 3.9%). - Kali sorbate (C5H7COOK) là chất bột trắng kết tinh, dễ tan trong nước (58.2% ở 20oC) - Acid sorbic và Kali sorbate cĩ tác dụng sát trùng mạnh đối với nấm men và nấm mốc, tác dụng rất yếu đối với các loại vi khuẩn khác nhau. - Các chất này khơng độc đối với cơ thể người, được cơng nhận là GRAS, khi cho vào sản phẩm thực phẩm khơng gây ra mùi vị lạ hay làm mất mùi tự nhiên của thực phẩm. Đây là một ưu điểm nổi bậc của acid sorbic và Kali sorbate. Hàm lượng tối đa cho phép của chúng trong các sản phẩm mứt đơng là 0.1%. Hình 17: Cấu tạo acid sorbic f) Phụ gia tạo mùi: Trong qúa trình sản xuất mứt đơng, các chế phẩm hương được sử dụng với mục đích làm tăng hương vị cho sản phẩm. Trong sản xuất thực phẩm nĩi chung người ta cĩ thể sản xuất ra các chế phẩm hương từ: - Nguyên liệu tự nhiên: tinh dầu thơ (essential oil), dịch trích, dịch cất và hương vi sinh vật (chủ yếu dùng cho các sản phẩm lên men) - Nguyên liệu tổng hơp: được chia thành hai nhĩm: + Các hợp chất được thu nhận từ qúa trình tổng hợp hĩa học nhưng chúng ta cĩ thể tìm thấy chúng trong tự nhiên; + Các hợp chất được thu nhận từ qúa trình tổng hợp hĩa học và khơng thể tìm thấy chúng trong tự nhiên. i. Tinh dầu thơ (essential oil) Tinh dầu thơ thường được chiết tách từ rau qủa hoặc thảo mộc bởi phương pháp chưng cất bằng hơi nước. Trong sản xuất, để hạn chế sự oxi hĩa, thủy phân hay phân hủy các cấu tử hương (chẳng hạn như nhĩm trái cây cĩ múi cĩ chứa hợp chất terpene hydrocarbon gĩp phần tạo nên mùi đặc trưng cho tinh dầu nhưng chúng dễ bị oxi hĩa và polimer hĩa tạo resin), nhà sản xuất cần chọn các thơng số cơng nghệ thích hợp.
ii. Dịch trích (extract): Dịch trích được thu từ qúa trình trích li các cấu tử hương trong nguyên liệu thực vật bằng cách sử dụng hệ dung mơi thích hợp. Trong qúa trình sản xuất mứt đơng cĩ sử dụng dịch trích làm phụ gia tạo mùi cho sản phẩm, cần chú ý rằng trong thành phần dịch trích cĩ thể bị lẫn các hợp chất khác như: lipid, sáp, chất màu và các chất chiết khác. Do đĩ, nhà sản xuất cần phải sử dụng các biện pháp làm tăng độ tinh sạch của dịch trích (như phương pháp sắc kí phân đoạn, ) iii. Dịch cất (distillate): Dịch cất thường được thu nhận từ các loại trái cây cĩ mùi đặc trưng bằng cách cơ đặc dịch trái cây thu được rồi thu phần hơi ngưng tụ chính là dịch cất giàu các cấu tử hương. iv. Các chất hương tổng hợp nhưng được tìm thấy trong tự nhiên: Hình 18: Cơng thức cấu tạo của citral Hình 19: Cơng thức cấu tạo của vanillin v. Các hợp chất hương tổng hợp khơng tìm thấy trong tự nhiên: Ethyl vanillin: mùi tương tự như vanillin nhưng cường độ mùi cao hơn 2- 4 lần. Allyl phenoxyacetate: mùi trái thơm. Piperonyl isobutyrate: mùi quả mọng. Ngồi ra, trong thực tế sản xuất, người ta cịn phối trộn các thành phần trên theo một tỉ lệ thích hợp để tạo ra một chế phẩm hương phù hợp. Sau đấy là một số ví dụ về thành phần và tì lệ phối trộn.
Tinh dầu thơm (Belitz và cộng sự, 1999) Sử dụng nguyên liệu cĩ nguồn gốc thiên nhiên - 586g dịch thơm cơ đặc - 2g tinh dầu nấm men vang - 300g dịch cất từ thơm - 2g tinh dầu hoa cúc La Mã - 10g tinh dầu cam 1000g chế phẩm Sử dụng nguyên liệu tổng hợp - 376g ethyl acetate - 13g ehyl heptanoate - 112g amyl butyrate - 8g butyric acid - 105g ethyl acetate - 5.6g vanillin - 45g ethyl butyrate - 4g citro nellyl butylate - 36g ethyl isovalerate - 2.5g methyl allyl aproate - 28.6g amyl acetate - 2g methyl-beta-methyl - 22.5g tinh dầu cam thiopropionate - 21.4g allyl caproate - 1g methyl caprylate - 20g diethyl sebacate - 0.6g citral - 16.4g allyl cychohexyl - 0.3g cinnamyl acetate propionate - 0.1g bornyl acetate - 16g ethyl propionate - 162g dung mơi 1000g chế phẩm Tinh dầu dâu (Ashurst, 1999) Sử dụng nguyên liệu cĩ nguồn gốc từ thiên nhiên - 500g alcohol 95% - 0.5g tinh dầu thảo mộc lovage - 2g tinh dầu hoa hồng - 2.5g tinh dầu nữ lang - 2.8g tinh dầu hoa nhài - 0.02g tinh dầu cần tây - 1g tinh dầu cassle - 0.1g tinh dầu rau mùi - 1g tinh dầu lộc đề - 520g nước cất 1029.92g chế phẩm Sử dụng nguyên liệu tổng hơp 0.8g ethyl heptylate 5g m1 amyl ketone 0.8g tinh dầu sweet birch 6g diacetyl 2.1g aldehyde C14 21.2g ethyl valerate 2.4g cinnamyl isobutyrate 23.15g aldehyde C16 2.6g ethyl vanillin 43.2g ethyl lactate 3g chế phẩm crops praline 100g alcohol 95% 3.2g cinnamyl isovalerate 783.15g propylene glycol 3.4g dipropyl ketone 1000g chế phẩm
g) Phụ gia chống oxy hĩa - Mục đích : ức chế các phản ứng chống oxy hĩa, hạn chế sự thay đổi giá trị cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm Bảng 11: Các chất chống oxy hĩa cho phép sử dụng trong mứt đơng Chỉ số Tên phụ gia ADI Giới hạn tối đa cho Quốc tế phép trong thực phẩm 300 Acid Ascorbic 301 Natri ascorbat 302 Canxi ascorbat 304 Kali ascorbat Khơng giới 500mg/kg 305 Acid diacetyl 5,6-L- hạn ascorbic 304 Acid palmityl 6-L- ascorbic 337 Natri tactrat 0 – 30 1300 mg/kg 224 Natri metabisunfit 0 – 0.7 3000 mg/kg - Trong đĩ acid ascorbic thường được sử dụng nhiều nhất bởi tính an tồn của chúng: Tên theo IUPAC: 2-oxo-L-threo-hexono-1,4- lactone-2,3-enediol Tên thơng thường: acid ascorbic, vitamin C Cơng thức phân tử: C6H8O6 Cơng thức cấu tạo: Hình 20: Cơng thức cấu tạo acid ascorbic Acid ascorbic cĩ nhiều trong các loại rau quả tươi như nước cam, chanh,
quít, và cĩ hàm lượng cao trong rau xanh, đặc biệt là bơng cải xanh, tiêu, khoai tây, cải brussel,rau cải, cà chua, cam, quýt, chanh, bưởi Khối lượng phân tử: 176,13 g/mol Cĩ dạng: bột màu trắng đến vàng nhạt (khan) Số CAS: [50-81-7] Nhiệt độ nĩng chảy: 193oC (phân hủy) pKa : pKa1 = 4,17 pKa2 = 11,56 Khả năng hịa tan trong nước: Cao - Tính chất: Dù trong cơng thức cấu tạo khơng cĩ nhĩm –COOH nhưng vitamin C vẫn cĩ tính acid. Đĩ là do trong phân tử cĩ hệ liên hợp p- π, π- π từ O của nhĩm – OH đến O của C=O làm cho H của nhĩm –OH gắn trên C cĩ nối đơi trở nên rất linh động, cĩ khả năng tách ra, vì thế cĩ tính acid. Mặt khác, khi hịa tan vào nước, 1 lượng nhỏ sẽ bị thủy phân tạo thành acid. Ở nhiệt độ phịng, acid ascorbic ở dạng khan cĩ màu trắng cho đến vàng nhạt. Nĩ cĩ tính chất hĩa học chung của các acid thơng thường, cĩ khả năng o bị oxi hĩa và bị phân hủy thành CO2 và nước ở 193 C. B/ Phương pháp sản xuất mứt đơng: 1/ Phương pháp chung sản xuất mứt đơng: - Nguyên liệu chính trái cây phải qua quá trình phân loại, lựa chọn để chọn ra các trái cây cĩ chất lượng tốt. Sau đĩ trái cây đã qua phân loại sẽ được rửa, và tiến hành xử lý cơ nhiệt trước khi đưa vào sản xuất mứt đơng. - Phối trộn tất cả các loại nguyên liệu với một tỷ lệ phối trộn phù hợp với từng loại sản phẩm. Tỷ lệ phối trộn đĩng một vai trị hết sức quan trọng trong việc hình thành nên cấu trúc đặc trưng cho sản phẩm, tạo nên các mùi vị cho sản phẩm. - Cơ đặc đến nồng độ chất khơ mong muốn. - Xử lý nhiệt để thanh trùng sản phẩm (nếu cần). Do sản phẩm cĩ nồng độ chất khơ cao nên, đồng thời trong quá trình phối trộn cĩ kết hợp với gia nhiệt nên quá trình thanh trùng cĩ thể bỏ qua. Nếu cĩ quá trình thanh trùng thì sản phẩm khơng cần sử dụng chất bảo quản chống vi sinh vật. - Rĩt chai và tiến hành đĩng nắp. Quá trình này phải được thực hiện trong điều kiện vơ trùng và phải thực hiện nhanh ngay sau quá trình cơ đặc. Rĩt trong điều kiện vơ trùng để tránh nhiễm vi sinh vật lạ vào bên trong sản phẩm. Rĩt nhanh ngay khi sản phẩm cịn nĩng vì khi để nguội thì do hàm lượng chất khơ cao nên độ nhớt của sản phẩm tăng gây khĩ khăn cho quá trình rĩt.
- Quá trình tạo đơng: là quá trình hình thành nên cấu trúc của sản phẩm. Quá trình tạo đơng xảy ra càng nhanh khi nhiệt độ phịng bảo quản càng thấp. Người ta nhận thấy quá trình tạo đơng vẫn xảy ra ở nhiệt độ phịng. Trong quá trình tạo đơng tránh lắc đảo sản phẩm giúp cho cấu trúc gel bên trong của sản phẩm được ổn định. Các chất tạo đơng cĩ thể sử dụng trong sản phẩm mứt đơng là: * Chất tạo đơng cĩ sẵn trong quả là pectin. * Để tăng độ đơng của sản phẩm, người ta pha thêm pectin cơ đặc, pectin bột, tinh bột biến tính hoặc các loại quả giàu pectin (như táo), agar- agar, carageenan * Trong quá trình sản xuất mứt đơng, cịn phải xác định được phụ gia nào là phụ gia tạo gel chính, phụ gia nào là phụ gia tạo gel phụ. Khi đĩ tiến hành tính tốn hàm lượng của mỗi loại bổ sung thêm vào để đạt được chất lượng như mong muốn. Hàm lượng phụ gia tạo gel phụ bổ sung vào trong sản phẩm khơng được vượt quá 20% hàm lượng phụ gia tạo gel chính. Do trong các loại trái cây cĩ sẵn hàm lượng pectin cao, nên pectin thường được dùng như là một phụ gia tạo gel chính của sản phẩm mứt đơng. 2/ Các quá trình sản xuất cơ bản trong quy trình sản xuất mứt đơng: 2.1/ Lựa chọn và phân loại nguyên liệu: a/ Mục đích cơng nghệ: - Chuẩn bị: loại trừ các trái cây nguyên liệu khơng đủ quy cách, làm cho nguyên liệu đạt độ đồng nhất về kích thước và độ chín, giúp cho các quá trình cơ, nhiệt được thực hiện dễ dàng và kích thước nguyên liệu sau xử lý đồng nhất, nâng cao độ đồng nhất của sản phẩm. b/ Nguyên tắc thực hiện: - Phân loại nguyên liệu theo các chỉ tiêu sau: * Kích thước và độ lớn: nguyên liệu cần đạt được kích thước trung bình của giống loại phát triển bình thường. Những cá thể cĩ kích thước quá nhỏ hoặc quá to đều phải loại ra. * Độ chín: độ chín kỹ thuật mà nguyên liệu cần đạt thơng thường là giai đoạn chín tồn phần. Ở độ chín này lượng dịch bào trong quả là nhiều nhất và các thành phần hĩa học trong quả cũng nhiều nhất. Dùng phương pháp quang điện để phân loại. - Trái cây nguyên liệu được đưa qua băng chuyền và cơng nhân sẽ tiến hành kiểm tra, lựa chọn loại bỏ các trái thối, sâu do vi sinh vật hoặc tổn thương cơ học, trái bị cơn trùng phá hoại, những vật lạ như rác, và các vật lạ khác - Những quả cĩ kích thước quá lớn hoặc quá nhỏ sẽ được tách riêng và được xử lý riêng theo chế độ khác với những quả cĩ kích thước chuẩn.
- Với những quả chỉ hư hỏng một phần thì cĩ thể cắt phần hỏng và sử dụng phần cịn lại. Nhất thiết phải loại bỏ những quả đã thối rửa vì những vết dập nát thối rữa là cửa ngỏ để vi sinh vật xâm nhập và phát triển trong sản phẩm. c/ Phương pháp thực hiện: thực hiện phân loại thủ cơng trên băng tải con lăn. - Thiết bị gồm hệ thống con lăn hình trịn gắn liền với hệ thống dây xích chuyển động. Băng tải chuyển động mang theo trái cây, cơng nhân đứng dọc theo băng tải và lựa chọn theo kinh nghiệm. - Nhờ ma sát với thanh đỡ mà con lăn tự quay quanh mình nĩ, băng tải con lăn cĩ khả năng lật mọi phía của trái cây nhờ đĩ người cơng nhân cĩ thể dễ dàng phát hiện những vết hư hỏng, loại bỏ những quả khơng đủ quy cách. - Cơng nhân làm việc ở hai bên băng tải loại ra các nguyên liệu khơng hợp quy cách. Băng tải cĩ vận tốc 0.12 - 0.15 m/s. Chiều dài băng tải khơng lớn quá, nếu bố trí làm việc hai bên thì rộng 60 – 80cm là vừa, để cơng nhân cĩ thể nhặt các quả ở giữa băng tải. Nguyên liệu phải dàn mỏng đều trên băng tải thì việc chọn lựa mới khơng bỏ sĩt. Hình 21: Thiết bị băng tải 2.2/ Rửa: a/ Mục đích cơng nghệ: - Chuẩn bị: cho các quá trình chế biến tiếp theo chần, nghiền, chà Loại trừ những tạp chất cơ học như đất, cát, bụi, và giảm lượng vi sinh vật bám trên vỏ nguyên liệu.
Tẩy sạch một số các hợp chất hĩa học gây độc hại sử dụng trong kỹ thuật nơng nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật b/ Nguyên tắc thực hiện: - Quá trình rửa gồm 2 giai đoạn: ngâm và rửa xối. * Ngâm: để nước thấm ướt nguyên liệu, làm cho chất bẩn mềm và bong ra, tạo điều kiện cho quá trình rửa dễ dàng. Dung dịch ngâm cĩ thể là nước thường, nước nĩng hay dung dịch kiềm. Cĩ thể ngâm tĩnh hay ngâm động. Quá trình này được tăng cường bằng tác dụng cơ học (cánh khuấy, cĩ bàn chải, thổi khí). Ngâm khoảng vài phút. * Rửa xối: dùng tác dụng của dịng nước chảy để kéo các chất bẩn cịn lại trên bề mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun áp suất 1,96 – 2,94.105N/m2. c/ Các biến đổi của nguyên liệu: - Vật lý: * Cĩ thể gây dập 1 bộ phận nhỏ của nguyên liệu do tác động cơ học của quá trình cọ rửa. * Cĩ thể tổn thất một lượng nhỏ chất dinh dưỡng hịa tan trong nước ngâm rửa. * Giảm nhẹ khối lượng. - Trong quá trình rửa khơng cĩ sự biến đổi về mặt hĩa học, hĩa sinh và hĩa lý. - Biến đổi sinh học: giảm lượng vi sinh vật. d) Thiết bị: - Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa: * Thời gian ngâm rửa ngắn, tốn ít nước. * Nguyên liệu sau khi ngâm rửa phải sạch, khơng dập nát. * Nước rửa phải đạt yêu cầu nước dùng trong chế biến thực phẩm, đảm bảo các chỉ tiêu do Bộ Y tế quy định. Nĩi chung độ cứng của nước rửa khơng quá 2mg/l. Ta sát trùng bằng clorua vơi (3CaOCl2.Ca(OH)2.3H2O). Tỉ lệ lí thuyết của clo trong vơi clorua theo cơng thức trên là 42%, nhưng thực tế chỉ đạt được khơng quá 35%. Nồng độ clo cĩ tác dụng sát trùng trong nước là 100mg/L nên nếu dùng vơi clorua cịn tốt thì cần phải pha theo nồng độ 0,03%. Bảng 12: Yêu cầu của nước rửa trái cây nguyên liệu Chỉ tiêu vật lí Tiêu chuẩn Mùi vị Khơng mùi
Độ trong 100 ml Màu sắc (thang màu Coban) 50 Chỉ tiêu hố học pH 6- 8,5 Độ cặn cố định (đốt ở 6000C) 75- 150 mg/lít Độ cứng tồn phần (độ Đức) Dưới 150 Độ cứng vĩnh viễn 70 CaO 50- 100 mg/lít MgO 50 mg/lít As 0,05 mg/lít Fe 0,3- 0,5 mg/lít Chỉ tiêu vi sinh vật Tổng số vi sinh vật hiếu khí Dưới 100 Chỉ số Coli con/ml Vi sinh vật gây bệnh Dưới 20 con/ml Khơng cĩ - Thiết bị: sử dụng máy rửa bơi chèo. * Máy gồm 1 thùng đựng nước, bên trong cĩ gắn cánh khuấy dạng bơi chèo. Khi máy làm việc trục cĩ gắn cánh bơi chèo quay làm cho nguyên liệu di chuyển cùng với nước và được làm sạch, sau đĩ hệ thống vịi sen sẽ tráng sạch đất cát. * Máy này cĩ hiệu quả rửa cao, sử dụng thích hợp cho các loại quả cứng, việc loại bỏ những phần khơng sử dụng ít nên ta cĩ thể tận dụng lực của cánh khuấy để làm rụng cuống, nhờ đĩ cĩ thể bỏ qua giai đoạn làm sạch nguyên liệu sau rửa.
3 2 1 Hình 22: Máy rửa bơi chèo 1 - Thùng ngâm 2 - Bơi chèo 3 - Hệ thống phun nước 2.3/ Làm sạch: a/ Mục đích cơng nghệ: - Chuẩn bị: làm giảm khối lượng chế biến khơng cần thiết tránh ảnh hưởng xấu của những phần tử khơng sử dụng đến chất lượng sản phẩm và loại bỏ những phần tử khơng ăn được, cĩ giá trị dinh dưỡng thấp của nguyên liệu như: núm, vỏ, hạt, rễ, lá cần phải làm sạch những phần tử đĩ trước khi nghiền. b/ Phương pháp thực hiện: - Phương pháp làm sạch vỏ bằng hố chất: đối với một số quả cĩ vỏ mỏng như mận, ổi, cam, quít người ta cĩ thể dùng dung dịch kiềm để bĩc vỏ, chất kiềm thường dùng là NaOH 95%, Na2CO3 - Phương pháp bĩc vỏ bằng nhiệt: để bĩc vỏ loại quả cĩ múi như cam, quít, chanh, bưởi người ta nhúng quả vào nước sơi hoặc dùng lị đốt điện. - Phương pháp cạo vỏ bằng cơ học: gọt vỏ các loại quả như dứa, dừa ngồi tác dụng gọt vỏ cịn cĩ thể đột lỏi, bỏ hạt. c/ Các biến đổi của nguyên liệu: - Vật lý: * Cĩ thể gây dập 1 bộ phận nhỏ của nguyên liệu do tác động cơ học * Cĩ thể tổn thất một lượng nhỏ chất dinh dưỡng, giảm khối lượng - Hĩa học: * Cĩ thể lẫn vào một số hợp chất hĩa học trong quá trình xử lý. Ví dụ: dùng kiềm: tác dụng bĩc vỏ của kiềm là thủy phân protopectin thành pectin hịa tan để làm yếu liên kết giữa lớp vỏ và lớp thịt quả ở dưới vỏ.
2.4/ Chần: a/ Mục đích cơng nghệ: - Chuẩn bị * Đình chỉ quá trình sinh hố của nguyên liệu , làm cho màu sắc của nguyên liệu khơng bị xấu đi. Dưới tác dụng của enzym peroxydaza, polyphenoloxydaza trong quả thường xảy ra các quá trình oxy hố các chất chát, tạo thành flobafen cĩ màu đen. Chần làm cho hệ thống men đĩ bị phá huỷ nên khơng bị thâm đen. * Thuỷ phân protopectin thành pectin, thuận lợi cho quá trình chế biến tiếp theo. * Đuổi bớt khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxi gây oxi hố vitamin, phồng hộp Đặc biệt với các loại trái cây rất giàu vitamin C dễ bị oxi hĩa và biến màu thì quá trình chần rất quan trọng. * Làm cho protein trong trái cây hấp thu nhiệt ngưng kết lại, thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào. Vì vậy khi chế biến trái cây nước đường thì đường dể dàng thấm sâu vào trong thịt quả. Sau khi luộc thể tích của trái cây thu nhỏ lại, cĩ tính đàn hồi ở mức độ nhất định, vì thế khi đĩng hộp thao tác bỏ vào dể dàng, cĩ lợi cho việc đĩng hợp một số lượng trái cây chính xác. - Bảo quản: Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật bám trên bề mặt. b/ Nguyên tắc 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 – 65C trong 1 – 2 phút. * Chần ở 95C trong 3 phút. * Làm nguội trong 2 phút. - 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 - Các yếu tố ảnh hưởng: * Nhiệt độ nước chần. * Thời gian chần. * Dung dịch chần: ảnh hưởng đến sự hịa 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, tổn thất chất tan càng nhiều. c/ Các biến đổi: - Vật lý:
* Làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi. * Đuổi bớt chất khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxi gây ra phồng hộp, ăn mịn vỏ hộp sắt, oxi hĩa vitamin Chần cịn loại trừ các chất cĩ mùi vị khơng thích hợp. * Giảm cấu trúc cứng giịn, tạo mùi nấu, mất chất khơ. - Hĩa lý: Làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thốt ra dễ dàng. - Hĩa học: Làm cho quả cĩ màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu. - Sinh học:Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. d/ Thiết bị: thiết bị chần băng tải hoặc thiết bị chần trục xoắn d1. Thiết bị chần băng tải: - Băng tải vận chuyển nguyên liệu. - Hệ thống vịi 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. Hình 23: Thiết bị chần băng tải - Nguyên tắc hoạt động: Sau khi vào cửa nhập liệu, trái cây được gia nhiệt sơ bộ bằng nước nĩng (70C) phun qua vịi từ trên xuống. Sau đĩ, trái cây được chần bằng nước nĩng 95C 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 hồn trở lại thiết bị chần. Sau khi chần, trái cây qua giai đoạn làm nguội. Do nước thu được trong quá trình làm nguội cĩ nhiệt độ cao nên được tái sử dụng cho giai đoạn gia nhiệt sơ bộ ban đầu.
d2. Máy chần liên tục dạng trục xoắn: - Cấu tạo gồm một phễu nhập liệu, bồn nước nĩng và vis tải, nguyên liệu được nhúng trong bồn. - Tác nhân gia nhiệt là hơi nước, đun nĩng trực tiếp dung dịch nước chần. Hơi nước theo ống phun hơi vào thùng thiết bị, nguyên liệu di chuyển nhờ băng tải, băng tải sẽ chuyển động với tốc độ sao cho sau khi đi qua thiết bị nguyên liệu chần đã đạt yêu cầu. Sau đĩ nguyên liệu được dẫn qua bồn nước lạnh cĩ hệ thống phun nước để hạ nhiệt độ nhanh. NƯỚC HƠI 1 2 Hình 24: Máy chần trục xoắn 1. Phễu nhập liệu 2. Tháo liệu 2.5/ Quá trình phối trộn và gia nhiệt: a/ Mục đích cơng nghệ: - Chuẩn bị cho quá trình cơ đặc tiếp theo. - Chế biến: trộn lẫn hai hay nhiều thành phần riêng biệt vào với nhau để nhận được sản phẩm cuối cùng cĩ hương vị, màu sắc đáp ứng thị hiếu của người tiêu dùng, tạo sự đồng nhất cho hỗn hợp phối trộn. - Bảo quản: tiêu diệt hay ức chế một phần vi sinh vật b/ Nguyên tắc thực hiện: - Từng nguyên liệu sẽ được chuẩn bị theo quy trình riêng, các nguyên liệu dạng rắn, dạng bột sẽ được hịa tan thành các dung dịch thành phần (pectin sẽ được hịa tan từ trước trong nước nĩng để trương nở trước khi phối trộn, đường cĩ thể bổ sung dạng tinh thể hoặc dung dịch suryp đường nghịch đảo). - Cơng thức phối trộn là một bí quyết riêng của từng nhà sản xuất, mỗi loại sản phẩm sẽ cĩ những cơng thức phối trộn đặc trưng, thường phải được xác định bằng thực nghiệm. c/ Các biến đổi: - Hĩa học: bổ sung các chất màu, chất mùi cho sản phẩm
- Hĩa lý: tăng hàm lượng chất khơ, độ nhớt tăng, pH giảm - Sinh học: giảm số lượng vi sinh vật trong sản phẩm d/ Các yếu tố ảnh hưởng: - Nhiệt độ phối trộn: nhiệt độ thấp thì độ hịa tan giảm. Nhiệt độ càng cao thì độ hịa tan càng tăng tuy nhiên nếu nhiệt độ quá cao thì sẽ làm ảnh hưởng xấu đến giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan của sản phẩm. - Thời gian phối trộn: thời gian phối trộn càng lâu thì thời gian gia nhiệt càng lâu và khả năng hịa tan và đồng đều của sản phẩm càng tăng. Tuy nhiên thời gian quá lâu dẫn đến làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm. - Tỷ lệ phối trộn: hàm lượng chất khơ càng cao thì khả năng hịa tan của các cấu tử càng giảm, đồng thời tỷ lệ giảm các thành phần cũng quyết định đến cấu trúc, mùi vị và chất lượng của sản phẩm, - Tốc độ khuấy trộn: tốc độ càng nhanh thì độ đồng đều của sản phẩm càng tăng. e/ Thiết bị: nồi hai vỏ, cĩ cánh khuấy hoạt động liện tục để tránh xảy ra hiện tượng vĩn cục Hình 25: Thiết bị phối trộn 2.6/ Cơ đặc: a/ Mục đích cơng nghệ: - Khai thác - Chế biến: tạo sản phẩm cĩ nồng độ chất khơ cao , đạt yêu cầu dinh dưỡng và bảo quản. - Bảo quản: tăng nồng độ chất khơ, tăng áp suất thẩm thấu và nhiệt độ cao giúp tiêu diệt hầu hết vi sinh vật.
b/ Nguyên tắc thực hiện: Quá trình cơ đặc cĩ 3 thơng số cơ bản là nhiệt độ sơi, thời gian cơ đặc và cường độ bốc hơi. - Nhiệt độ sơi : Nhiệt độ sơi của sản phẩm phụ thuộc vào áp suất hơi trên bề mặt sản phẩm, nồng độ chất khơ và tính chất lí hố của sản phẩm. Khi áp suất hơi trên bề mặt sản phẩm thấp thì nhiệt độ sơi của sản phẩm giảm, người ta tạo chân khơng trong thiết bị cơ đặc để hạ nhiệt độ sơi của sản phẩm. Nồng độ chất khơ trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sơi càng cao. Lúc mới cơ đặc , sản phẩm cĩ độ khơ thấp ( chỉ 5 – 15% ) nên nhiệt độ sơi của nĩ xấp xỉ với nhiệt độ sơi của nước. Sau đĩ, độ khơ tăng lên nên nhiệt độ sơi cũng tăng, khi độ khơ đạt 70 – 75% thì nhiệt độ sơi đạt 105 - 110C. Ở nhiệt độ sơi thấp, sản phẩm ít bị biến đổi cĩ thể sử dụng chất tải nhiệt cĩ nhiệt độ thấp như hơi thứ và thiết bị ít bị ăn mịn. Tuy nhiên, nhiệt độ sơi thấp làm giảm tốc độ trao đổi nhiệt và cĩ thể chỉ xảy ra hiện tượng bốc hơi bề mặt giống như trong quá trình sấy. -Thời gian cơ đặc : Cường độ bốc hơi của sản phẩm và vận hành của thiết bị ảnh hưởng đến thời gian cơ đặc. Thời gian cơ đặc kéo dài làm giảm chất lượng sản phẩm và hiệu suất sử dụng thiết bị thấp. - Cường độ bốc hơi : Cường độ bốc hơi phụ thuộc chủ yếu vào hệ số truyền nhiệt. Hệ số truyền nhiệt càng lớn khi nồng độ chất khơ và độ nhớt thấp, nhiệt độ sơi cao, tốc độ tuần hồn của sản phẩm lớn, bề mặt truyền nhiệt sạch, lượng khơng khí và khí trơ trong nước ít, lượng nước ngưng tụ trong buồng đốt được thải ra tuần hồn và nhanh chĩng. c/ Các biến đổi: - Vật lý: * Giảm :hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt. * Tăng: khối lượng riêng, độ nhớt, nhiệt độ sơi, tổn thất do nồng độ. - Hĩa lý: * Một phần protein bị kết tủa do biến tính bất thuận nghịch * Phân hủy chất pectin. - Hĩa học: * Do trong quả và trong bản thân sản phẩm cĩ acid nên dưới tác dụng của nhiệt độ saccharose bị thuỷ phân thành glucose và fructose, màu sắc của trái cây ít bị phá huỷ, pectin bị phân huỷ nên giảm tính đơng trong mơi trường acid và nhiệt độ cao kéo dài. * Các chất thơm, các acid và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm hương vị của sản phẩm. * Hàm lượng vitamin trong sản phẩm giảm dần do tác dụng của nhiệt độ cao và của thời gian kéo dài. * Caramen hĩa đường, phản ứng Mailard và hàng loạt các biến đổi hĩa học khác
- Sinh học: * Hạn chế khả năng hoạt động của vi sinh vật ở nồng độ cao. * Tiêu diệt vi sinh vật (khi nhiệt độ sơi trong nồi cao) d/ Thiết bị: Thiết bị cơ đặc chân khơng Nồi cơ đặc RPB- 100 của cơng ty Wenzhou City Chengdong Machine, Ltd của Trung Quốc. Quá trình cơ đặc được thực hiện ở độ chân khơng 600-700 mmHg. Trước khi cơ đặc hỗn hợp cần được nung nĩng đến nhiệt độ sơi trong áp suất khí quyển. Hình 26: Thiết bị cơ đặc Thơng số kĩ thuật: Model RPB- 100 Diện tích truyền nhiệt: 3m2 Lượng hơi cần dùng: 110 Kg/h Năng suất: 1,5 tấn /giờ Cơng suất: 10 Kw 2.7/ Rĩt bao bì: a/ Mục đích cơng nghệ: - Bảo quản tránh hiện tượng nhiễm vi sinh vật khi rĩt nguội.
- Loại bỏ khí cĩ trong sản phẩm cĩ thể gây hư hỏng sản phẩm b/ Phương pháp thực hiện: - Mứt đơng được đựng trong lọ thuỷ tinh ta cần rĩt nĩng nhằm kết hợp với quá trình bài khí, giúp sản phẩm cĩ cấu trúc tốt hơn, đuổi khơng khí trong lọ và giảm lượng vi sinh vật trong lọ. Sau khi phối trộn với pectin để tạo đơng thì hỗn hợp được rĩt nĩng vào lọ thuỷ tinh. Nhiệt độ rĩt nĩng ở nhiệt độ 800C – 850C, sản phẩm được đưa vào quá trình dán nhãn tự động tiếp theo. Lọ thuỷ tinh phải được rửa sạch trước khi rĩt nĩng. Sau thời gian đĩ ta làm nguội sản phẩm ngay - Các loại bao bì và cách chuẩn bị: * Bao bì kim loại trước khi sử dụng phải kiểm tra, rửa sạch bằng nước lạnh hay nĩng (cĩ thể dùng cả kiềm lỗng hay soda khi cần thiết) và sấy khơ. * Các loại bao bì thuỷ tinh thường nhiễm bẩn và khĩ rửa sạch hơn bao bì kim loại. Các dung dịch NaOH, KOH, Na2CO3 thường làm cho thuỷ tinh bị mờ sau khi rửa do tạo ra các muối MgCO3, CaCO3 trên bề mặt của bao bì. Người ta thường dùng hỗn hợp NaOH 3%, Na3PO4 1%, Na2SiO3 2% trong nước để rửa bao bì thuỷ tinh. Các dung dịch này khơng những khơng làm mờ thủy tinh mà cịn làm giảm độ cứng của nước rửa. Để sát trùng, người ta ngâm bao bì trong nước vơi clorua CaOCl2 khoảng 10 phút. Trong nước, CaOCl2 sẽ giải phĩng Cl2 hoạt động cĩ tác dụng diệt khuẩn. Sau đĩ, bao bì được rửa lại bằng nước nĩng và sấy khơ. * Ngồi ra, người ta cịn dùng bao bì bằng gỗ (thùng gỗ, khay gỗ, ) trong các trường hợp khối lượng lớn và vận chuyển xa. - Cho sản phẩm vào bao bì : * Các sản phẩm đặc như mứt quả, sốt cà chua, rau nghiền được rĩt vào bao bì khi cịn nĩng nhằm hạn chế nhiễm vi sinh vật và bài khí. Mặt khác, sản phẩm cịn nĩng ở thể lỏng, dễ chiết rĩt. * Các yêu cầu khi rĩt sản phẩm: Đảm bảo khối lượng tịnh, sai số cho phép là 3-5% Hình thức đẹp Đảm bảo hệ số truyền nhiệt, cĩ điều kiện thuận lợi để thanh trùng Khơng lẫn các tạp chất c/ Thiết bị: Sử dụng thiết bị rĩt lọ thuỷ tinh – dán nhãn tự động
Hình 27: Thiết bị rĩt và dán nhãn 2.8/ Tạo đơng: a/ Mục đích cơng nghệ: quá trình này nhằm mục đích hồn thiện cho sản phẩm cĩ điều kiện thuận lợi (t= 200C) để sản phẩm cĩ độ đơng mong muốn. Tránh lắc đảo sản phẩm. b/ Phương pháp thực hiện: - Những lọ mứt đơng được trữ trong phịng tạo đơng ở nhiệt độ 200C trong 2 ngày. - Sau đĩ là tiến hành dán nhãn, bao gĩi và đem bảo quản ở nơi khơ ráo. Ta đã cĩ được sản phẩm mứt đơng hồn thiện. C/ SẢN XUẤT CÁC SẢN PHẨM MỨT ĐƠNG CƠNG NGHIỆP: I. SẢN PHẨM JELLY TÁO: 1/ Nguyên liệu trái cây: Nhiều nghiên cứu phân tích về thành phần hĩa học cĩ trong táo với các số liệu sau: trong một quả táo tươi chứa từ 80 – 85% nước, 5% protein và các hợp chất nitơ, 10-15% hợp chất carbohydrat chiếm 6% gồm đường và tinh bột, 1-1.5% acid hữu cơ và thành phần muối khống. Mặc dù hàm lượng nước rất cao cĩ trong táo nhưng lại rất giàu các vitamin, các acid hữu cơ như malic acid và gallic acid, thành phần khống đa dạng như K+, Na+, Ca2+, Mg2+ và Fe2+, Fe3+ Ước tính trong 100g táo khơ, trong đĩ cĩ đến 1.7mg sắt trong các loại táo ngọt và khoảng 2.1mg trong các loại táo chua. Trong một quả táo bình thường hàm lượng các chất phosphate cao hơn nhiều so với các loại rau quả khác.
Trong thành phần vỏ quả táo chứa tinh dầu, chất thơm, axit hữu cơ, tannin, chất màu, và muối khống Thành phần vỏ cây táo cĩ vị đắng, đặc biệt ở vùng vỏ dưới gốc rễ, dư vị đắng này là chất Phloridzin và một chất cĩ màu đỏ là Quercetin, cả hai chất này đều cĩ thể trích ly bằng nước sơi. Cịn thành phần trong hạt táo là một chất Amygdaline và một loại tinh dầu ăn được. Tinh dầu táo là một loại Amyl Valerate hoặc là loại ester Amylvalerate. Và một loại tinh dầu táo nữa cĩ thể dùng làm hương liệu ở dạng lỏng. Hình 28: Táo được đem vào sản xuất jam Bảng 13: Thành phần hố học và dinh dưỡng của táo. Dinh dưỡng trong 100g táo (3.5 oz) Năng lượng 218 kJ (52 kcal) Carbohydrates 13.81 g Sugars 10.39 g Dietary fiber 2.4 g Fat 0.17 g Protein 0.26 g Vitamin A equiv. 3 μg (0%) Thiamine (Vit. B1) 0.017 mg (1%) Riboflavin (Vit. B2) 0.026 mg (2%) Niacin (Vit. B3) 0.091 mg (1%)
Pantothenic acid (B5) 0.061 mg (1%) Vitamin B6 0.041 mg (3%) Folate (Vit. B9) 3 μg (1%) Vitamin C 4.6 mg (8%) Calcium 6 mg (1%) Iron 0.12 mg (1%) Magnesium 5 mg (1% Phosphorus 11 mg (2%) Potassium 107 mg (2%) Zinc 0.04 mg (0%) Phần trăm trong ngoặc là so với lượng cần thiết mà một người lớn cần trong 1 ngày Nguồn : USDA Nutrient database Bảng 14: Phân loại táo dựa vào hàm lượng axit hữu cơ và tannin Hàm lượng axit Hàm lượng Loại malic (g/100mL) tannin (g/100mL) Táo ngọt (Sweets) 0,45 0,2 Táo đắng ngọt 0,45 0,2 (Bittersweets) Táo cĩ vị cay gắt (Sharps) 0,45 0,2 Táo cĩ vị đắng, cay gắt 0,45 0,2 (Bittersharps) Bảng 15: Thành phần hĩa học của nước táo (%theo khối lượng) Nguyên liệu Loại Loại táo Thành phần Loại Bramley táo lý tưởng Cox ngọt sản xuất cider Đường 10 12 15 15
Acid malic > 1 0.5 0.2 0.2 Hợp chất Nitơ 0 - 300 ppm amin Tinh bột 0 - 2%, phụ thuộc vào độ chín của táo Pectin 0 - 1%, phụ thuộc thời gian tàng trữ. Trong sản xuất mứt đơng, táo được xếp vào loại nguyên liệu chứa nhiều pectin nhưng ít acid. Do đĩ, trong qúa trình xử lí cần chú ý tận dụng nguồn pectin tự nhiên sẵn cĩ này. 2/ Quy trình cơng nghệ:
Táo Lựa chọn, phân loại ước Rửa N Tạp chất Chần Nghiền xé Enzym Xử lí enzym (nếu cần) m Ép A. citric Nước Đường Bã Lọc Hịa tan Phối trộn Pectin Ngâm Cơ đặc Nước Bao bì Rĩt nĩng Làm nguội, tạo đơng Jelly táo
Giải thích một số quá trình trong quy trình cơng nghệ: a) Xử lí enzyme: - Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị: giảm độ nhớt, làm tăng hiệu qủa của qúa trình ép. - Các biến đổi: Các hợp chất pectin tham gia tạo nên cấu trúc mơ thực vật, liên kết các tế bào thực vật lại với nhau. Khi pecitn bị phân giải trong qúa trình nghiền xé nguyên liệu, một phần sẽ hịa tan vào trong dịch qủa. Do đĩ, khi bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu trái cây đã qua nghiền xé, nhờ tác dụng xúc tác của endopolygalacturonase, phân tử pectin bị giảm kích thước, dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho qúa trình ép đạt hiệu qủa cao hơn. Ngồi chế phẩm pectinase, gần đây các nhà khoa học đã đề xuất sử dụng thêm các chế phẩm cellulase và hemicellulase. Cellulose và hemicellulose là những thành phần cấu tạo nên thành tế bào và lớp kết dính các tế bào trong cấu trúc mơ thực vật. Sử dụng chế phẩm cellulase và hemicellulase sẽ giúp cho sự phá hủy cấu trúc màng tế bào thực vật triệt để hơn. Nhờ thế, dịch bào bên trong sẽ thốt ra ngồi dễ dàng hơn trong qúa trình ép. Ngồi ra, việc thủy phân các carbohydrate cao phân tử sẽ tạo thành một số hợp chất thấp phân tử dễ hịa tan. Đây cũng là nguyên nhân gĩp phần làm tăng lượng chất chiết thu được từ nguyên liệu - Các yếu tố ảnh hưởng: Lượng pectinase cĩ sẵn trong nguyên liệu. Tuy nhiên, hoạt tính pectinase trong qủa thường khơng ổn định, dễ bị vơ hoạt trong các qúa trình xử lí trước đĩ. Lượng pectin trong nguyên liệu: Pectin là thành phần quan trọng trong qúa trình tạo cấu trúc gel cho sản phẩm mứt đơng. Do đĩ, đối với nguồn nguyên liệu giàu pectin như táo, người ta chỉ sử dụng một lượng vừa đủ enzym để thủy phân mội phần pectin nhằm tăng hiệu suất ép hoặc cĩ thể bỏ qua qúa trình này trong quy trình sản xuất. - Thơng số cơng nghệ: Chính vì họat tính pectinase trong nguyên liệu kém ổn định nên người ta thường bổ sung chế phẩm pectinse từ vi sinh vật để hỗ trợ qúa trình thủy phân pectin trong nguyên liệu diễn ra nhanh hơn. Nhiệt độ tối thích cho enzyme xúc tác vào khoảng 45-50oC, pH tự nhiên của nguyên liệu. b) Ép: - Mục đích cơng nghệ: Khai thác: thu nhận tối đa các chất chiết từ nguyên liệu. - Các biến đổi:
Bản chất của qúa trình ép là tác động một áp lực lên khối nguyên liệu đã được qua nghiền xé. Nhờ đĩ, dịch bào với các chất chiết hịa tan sẽ được thốt ra bên ngồi tạo thành dịch qủa. Dịch qủa thốt ra ngồi tiếp xúc trực tiếp với khơng khí dẫn tới nguy cơ dịch ép bị oxy hĩa làm mất giá trị dinh dưỡng cũng như cảm quan của dịch ép. - Các yếu tố ảnh hưởng: Áp lực là một thơng số quan trọng trong qúa trình ép để thu nhận dịch bào. Khi giá trị áp lực ép càng lớn thì tốc độ thốt dịch bào sẽ càng cao. Tuy nhiên, thực tế cho thấy nếu tăng cao giá trị dịch ép trong một khoảng thời gian qúa ngắn thì các mao quản trong nguyên liệu nhanh chĩng bị tắc nghẽn. Do đĩ, tốc độ thĩat dịch bào chỉ tăng nhanh trong một khoảng thời gian ngắn và sau đĩ giảm đi đáng kể. Vì vậy, ta cần tăng lực ép lên từ từ trong suốt quá trình ép để tránh hiện tượng nới trên. - Thiết bị: Làm việc liên tục: cho nguyên liệu vào, bã thải và dịch ép ra liên tục. Gồm cĩ máy ép xoắn ốc. máy ép tang trống, máy ép trục vis với bước vis cĩ thể thay đổi hoặc khơng (hiệu suất cao 80-90%). Làm việc gián đoạn: thiết bị với trục ép thẳng đứng hoặc nằm ngang như: máy ép giỏ (hiệu suất 40-50%), máy ép khung bản, máy ép khí nén, máy ép thủy lực Hình 29: thiết bị ép lọc (filter-press)
c) Lọc: - Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị: làm trong dịch ép trái cây, chuẩn bị cho qúa trình cơng nghệ tiếp theo. - Các biến đổi: Phần thịt qủa cĩ trong dịch ép được tách ra, giảm thành phần pha phân tán trong pha liên tục. Một số hợp chất keo cũng được tách ra trong qúa trình lọc để tránh hiện tượng chúng bị kết tủa trong các qúa trình tiếp theo. - Các yếu tố ảnh hưởng: Lượng thịt qủa và kích thườc của chúng là các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất và thời gian của qúa trình lọc. Nếu kích thước thịt qủa qúa nhỏ sẽ dễ gây tắc mao quản trong khi lọc làm tăng thời gian lọc trong khi nếu kích thước của phần thịt qủa lớn thì hiệu suất thu hồi dịch qủa trong qúa trình ép trước đĩ khơng cao. Nhiệt độ và áp lực dùng trong qúa trình lọc cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc. Nhiệt độ cao sẽ làm giảm độ nhớt nên qúa trình lọc diễn ra nhanh hơn nhưng vấn đề ở đây là chi phí về năng lượng và nhiệt độ cao cĩ thể gây ra những ảnh hưởng khơng mong muốn lên sản phẩm về cả dinh dưỡng và cảm quan. Do đĩ, nhà sản xuất phải lựa chọn nhiệt độ lọc thích hợp. Việc sử dụng áp suất cao cũng rút ngắn thời gian lọc. - Thiết bị: Người ta thường chia ra hai giai đoạn lọc thơ và lọc tinh trong qúa trình lọc. Trong giai đoạn lọc thơ chủ yếu là tách phần thịt qủa cịn lọc tinh là để tách các hợp chất keo trong dịch qủa thu được. Thiết bị sử dụng là thiết bị lọc khung bản. Thiết bị lọc khung bản gồm một dãy khung và bản lọc ghép lai với nhau, ở giữa khung và bản là lớp vải lọc
Hình 30: Thiết bị lọc khung bản II /Sản xuất Jam từ ổi: 1/ Nguyên liệu trái ổi: - Cây ổi cĩ nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ. Hiện nay được trồng và mọc hoang ở các vùng xứ nĩng của các nước. Ổi khơng chỉ phát triển ở các nước nhiệt đới mà cịn được trồng nhiều ở các vùng á nhiệt đới. Ỏi phát triển nhanh, nhân giống dễ. - Ở nước ta, trừ những vùng núi cao quá lạnh cịn lại vùng nào cũng trồng được ổi. Ở miền Nam, ổi được trồng thành vườn lớn. Chất lượng ổi phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Ổi chín vào mùa mưa chất lượng rất kém. Ổi Ninh Thuận chín vào tháng 9, quả to, ăn ngon, thơm, hương vị khơng kém lê hay táo tây. - Ổi thuộc loại cây nhỡ, cao khoảng 3 - 10m, đường kính thân tối đa 10cm, các giống mới cây nhỏ và thấp hơn. Thân nhẵn nhụi, vỏ già trĩc ra từng mảng, cành non 4 cạnh, khi già mới trịn dần, lá đối xứng. Hoa ổi màu trắng, thơm dịu. Quả nặng từ 30 - 40g đến 500 - 600g, tuỳ theo giống mà ổi nhiều hay ít hạt, ruột quả mầu trắng hoặc hồng, đỏ hoặc vàng. Cây ổi xanh quanh năm. ổi khơng chịu được rét, cây lớn cũng chết ở -2 độ C. Nhiệt độ dưới 18 - 20oC, cây phát triển chậm, quả bé, chất lượng kém. ổi thích nghi với nhiều loại đất, ổi chịu hạn úng giỏi nhưng muốn ổi đạt năng suất cao, chất lượng tốt phải chọn đất tốt, sâu mầu, khơng bị hạn, úng và phải bĩn nhiều phân.
Hình 31:Quả ổi được đưa vào sản xuất jam ổi - Ở nước ta, hiện cĩ nhiều giống ổi ngon như: * Ổi Bo Thái Bình: Cây cao 3 - 4m, quả to 100 - 200g cùi dày, ruột nhỏ, ít hạt, ăn giịn, ngon. * Ổi đào: Gọi chung các giống đỏ ruột. ổi đào ngon là giống quả hình cầu, cùi dày, ruột nhỏ, ít hạt, quả nặng 200 - 250g, ăn giịn, ngon, chín cĩ mùi thơm đặc biệt. * Ổi mỡ: Quả trịn, nhỏ, chỉ nặng khoảng 40 - 50g, cùi dày, ruột bé, ít hạt, vỏ màu vàng trắng, thơm, ngon. * Ổi xá lỵ: Cây mọc khoẻ nhưng khơng cao, lá to, tán thưa, quả to, hình quả lê, cùi dày, ít hạt, ăn quả cịn ương thì giịn, quả chín thì mềm. Giống ổi này cĩ nguồn gốc từ Indonesia di thực vào nước ta từ lâu và là một trong những giống ổi quý. - Ổi là quả cĩ nhiều dinh dưỡng: trong 100g ổi cĩ 50 calo, 0,7 - 1,9g protein, 0,26 - 0,6g lipít, hàm lượng vitamin C trong ổi gấp 5 - 6 lần trong cam, hàm lượng vitamin B1 khá cao, muối khống cĩ Fe, K, P, S, Ca. Trong lá và búp non chứa 7 - 10% tanin pyrogalic, axit psiditanic, 3% nhựa và 0,36% tinh dầu. Trong thân và lá cĩ chất tritecpenic, trong hạt cĩ 14% dầu đặc sánh, mùi thơm, 15% protein và 13% tinh bột. - Ở các nước đang phát triển, ổi để ăn tươi là chính, một phần nhỏ sản lượng dùng để chế biến nước ổi, mứt ổi, đơng ổi, ổi nước đường, đặc biệt là ổi đơng màu trong, mùi thơm thanh khiết, rất được ưa chuộng trên thị trường thế giới. Các nước phương Tây rất ưa chuộng các sản phẩm chế từ ổi nhất là nước ổi và ổi đơng. Mấy năm gần đây họ mới bắt đầu ăn ổi tươi.
Bảng 16: Thành phần hĩa học của ổi Thành phần Trong 100g thịt quả Năng lượng 51.0 calories Nước 86.1 g Protein 0.82 g Lipid tổng 0.6 g Glucid tổng 11.88 g Pectin 5.4 g Tro 0.6 g Calcium 20.0 mg Phosphorous 25.0 mg Fe 0.31 mg Na 3.0 mg K 284.0 mg VitaminC 183.5 mg Vitamin B1 0.05 mg Vitamin B2 0.05 mg Niacin 1.2 mg b-carotene 60.0 mg VitaminE 1.12 mg 2/ Quy trình cơng nghệ:
Ổi Phân loại Rửa Chần Nghiền xé Chà Bã Đường,nước Phối trộn Pectin Cơ đặc PGBQ Rĩt bao bì Bảo ơn Jam ổi
Giải thích một số quá trình trong quy trình cơng nghệ:  Chần: Chần là quá trình nhúng nguyên liệu vào nước nĩng hay vào dung dịch muối ăn, đường, acid nĩng. - Mục đích công nghệ: Chuẩn bị: o Thủy phân protopectin thành pectin, thuận lợi cho quá trình chế biến tiếp theo. o Dưới tác dụng của nhiệt độ cao làm cho cấu trúc sản phẩm bị mềm => thuận lợi quá trình chà. o Đuổi bớt khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxi gây oxi hoávitamin đặc biệt với sơ ri rất giàu vitamin C dễ bị oxi hóa và biến màu thì quá trình chần rất quan trọng. Bảo quản: o Đình chỉ quá trình sinh hoá của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi (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). o Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật bám trên bề mặt. - Biến đổi của 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 giịn, tạo mùi nấu, mất chất khơ. Hĩa học: làm cho quả cĩ màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu, loại trừ các chất cĩ mùi vị khơng thích hợp. Khống, vitamin tan trong nước và một số hợp chất tan trong nước khác dễ mất mát khi chần. Tổn thất khoảng 40% khống và vitamin (đặc biệt là vitamin C và thiamin), phần lớn vitamin mất mát do nước chần, nhiệt độ chần và phần nhỏ do quá trình oxy hĩa. Đường, protein và acid amin tổn thất khoảng 35%.
Bảng 17: Sự biến đổi hàm lượng acid ascorbic (vitamin C) theo điều kiện chần khác nhau (%) Điều kiện xử lý Trước khi xử Sau khi xử lý lý Nước ở nhiệt độ 90oC 10,9 6,9 Nước ở nhiệt độ 100o C 11,2 6,7 Hơi nước ở nhiệt độ 12,8 10,8 100oC Hơi nước ở nhiệt độ 110o 17,9 9,0 C Hình 32: Ảnh hưởng của quá trình chần đối với dịch bào Hĩa lý: làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thốt ra dễ dàng. Hĩa sinh: các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vơ hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ, tránh sự oxy hĩa các hợp chất hĩa học làm đen sản phẩm.đình chỉ các quá trình sinh hĩa của tế bào trái ổi. Sinh học : tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình: Dung dịch chần: ảnh hưởng đến sự hịa tan của chất tan từ trong nguyên liệu ra 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. Thời gian chần:khơng nên chần quá lâu vì nguyên liệu dễ bị nhũn (mất cấu trúc cứng giịn),tạo mùi nấu và tổn thất nhiều chất khơ.
- 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 90oC trong 3 phút. Làm nguội trong 2 phút bằng cách đưa qua bồn ngâm cĩ hệ thống xối tưới. - Thiết bị - thơng số cơng nghệ: Thiết bị chần IQB: Hình 33: Thiết bị chần nước nĩng IQB
- Băng tải sẽ đưa nguyên liệu qua các vùng: gia nhiệt sợ bộ, chần và làm nguội. Rau, trái được giữ trên băng tải khơng bị xáo trộn tránh các mối nguy do va chạm cơ học. - Ở thiết bị này, cĩ sự trao đổi nhiệt giữa các vùng gia nhiệt sơ bộ và vùng làm nguội sơ bộ. Cụ thể, nước ở vùng làm nguội đầu tiên cĩ thể đem đi gia nhiệt sơ bộ nguyên liệu để tiết kiệm và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng. - Thơng số cơng nghệ: o Lượng nước tiêu hao: 1 m3/10 tấn sản phẩm. o Lượng nhiệt tái sử dụng: 70%. O Lượng hơi tiêu hao cho gia nhiệt: 0,05 ÷ 0,06 kg hơi/kg sản phẩm. o Nhiệt độ nước chần : 75 ÷ 950C o Thời gian chần : 3 ÷ 6 phút  Quá trình nghiền xé: - Mục đích cơng nghệ: Chuẩn bị: Thay đổi hình dạng và kích thước của nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo sau được thực hiện dễ dàng. - Các biến đổi của nguyên liệu: Vật lý: kích thước nguyên liệu thay đổi, tế bào quả bị dập nát, bị phá vỡ, mất tính thẩm thấu làm cho dịch tế bào dễ thốt khỏi tế bào nguyên liệu. Hĩa học: trong quá trình nghiền cĩ thể xảy ra các phản ứng oxi hĩa khử. Hiệu quả ép phụ thuộc vào mức độ nghiền xé, kích thước miếng xé càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép nhưng nếu thể tích miếng xé nhỏ hơn 0.3 cm3 thì hiệu suất ép sẽ giảm do khối nguyên liệu giảm độ xốp. Ngược lại nếu thể tích miếng xé lớn hơn 1 cm3 thì hiệu suất ép cũng khơng cao do tỉ lệ tế bào bị phá vỡ thấp. Nghiền xé cịn tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu làm cho tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn, enzim chống bị tiêu diệt, quả chĩng mềm. - Các yếu tố ảnh hưởng: Cấu tạo, lực tác dụng của thiết bị nghiền. Tính chất cơ lý của vật liệu đem nghiền. - Phương pháp thực hiện: Quá trình nghiền và cắt nhỏ nhỏ vật liệu là do va đập của các lưỡi dao với vật liệu, sự chà xát của vật liệu với 2 trục .
- Thiết bị: Sử dụng máy nghiền 2 trục với lưỡi dao răng cưa Hình 34: Máy nghiền ép 2 trục  Chà: - Mục đích cơng nghệ: 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 khơng cĩ hoặc cĩ giá trị dinh dưỡng kém ra khỏi khối nguyên liệu như xơ, thạch bào. - Các biến đổi: Vật lý: o Giảm khối lượng khoảng 5%, tăng độ mịn. o 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 cịn sĩt lại thốt ra ngồi tế bào nguyên liệu. o Nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. Hĩa lý: chuyển từ dạng rắn sang dạng paste. Hĩa học: khơng cĩ biến đổi nào sâu sắc. o Trong quá trình chà, thịt quả tiếp xúc nhiều với khơng khí, cĩ thể xảy ra các phản ứng oxy hĩa làm biển màu nguyên liệu, nhưng nhờ nguyên liệu đã được qua chần, nên các enzyme xúc tác phản ứng oxy hĩa khử bị vơ hoạt, do đĩ biến đổi hĩa học là khơng đáng kể Hĩa sinh: giải phĩng các enzyme oxy hĩa khử (catalase, dehydrogenase, ), enzyme thủy phân ( pectinesterase, polymethylgalacturonase, ),
enzyme ascorbinoxydase xúc tác quá trình oxy hĩa acid ascorbic thành dạng khử hidro. - Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình: Độ cứng của nguyên liệu, số vịng quay của bộ phận chà, gĩc nghiêng của cánh chà, khe hở giữa cánh chà và mặt rây, trạng thái mặt rây, nhiệt độ nguyên liệu. Trong quá trình chà phải điều chỉnh máy chà để đảm bảo năng suất và hiệu suất và chất lượng bột chà bằng cách: o Điều chỉnh số vịng quay của bộ phận chà: khi tăng số vịng quay thì năng suất chà tăng và hiệu suất chà cũng tăng. Tuy nhiên các mấy chà thường cĩ số vịng quay cố định, ít cĩ máy hiệu chỉnh được số vịng quay o Điều chỉnh gĩc nghiêng của cánh chà:bã khơ quá thì tăng gĩc nghiêng, để bã chà ra nhanh hơn. Bã chà ướt quá thì giảm gĩc nghiêng o Điều chỉnh khe hở giữa cánh chà và mặt rây:bã khơ quá thì tăng khoảng cách khe hở, bã ướt quá thì giảm khoảng cách khe hở,thường khoảng cách này là 0,5-3mm 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. - Phương pháp thực hiện: Tạo ra một lực cơ học cần thiết (lực ma sát, lực ly tâm) lên nguyên liệu, làm cho nguyên liệu văng ra rồi ép mạnh vào mặt rây cĩ đục lỗ nhỏ (lỗ rây cĩ thể cĩ nhiều kích cỡ). Như vậy sẽ phân chia nguyên liệu thành 2 phần: phần qua lưới rây là bột chà - puree chứa dịch và thịt trái mịn, phần cịn lại thải ra là bã chà. Cĩ thể hồi lưu hoặc tách bỏ bã chà. Trong khi chà phải kiểm tra bã chà, bã chà nếu ướt quá sẽ làm giảm hiệu suất chà, vì trong bã chà cịn lại nhiều thịt quả; nhưng bã chà khơ quá tức là cĩ phần xơ lẫn bột chà, như vậy chất lượng puree sẽ khơng đạt. Quá trình chà tạo sự tiếp xúc nhiều giữa sản phẩm và khơng khí, vì vậy khả năng sản phẩm bị oxy hĩa làm biến màu là rất cao, để hạn chế cĩ thể sử dụng các chất chống oxy hĩa như vitamin C hoặc chà trong mơi trường khí trơ. - Thiết bị - thơng số cơng nghệ:
Hình 35: Máy chà cánh đập 1. Máng xoắn tải nguyên liệu; 2. Phễu nhận; 3. Bơi chèo; 4. Cánh đập; 5. Trục quay; 6. Mặt rây; 7. Cửa tháo bã. - Thường dùng máy chà cánh đập loại 1, 2 hay 3 tầng lưới tùy theo yêu cầu về độ mịn. - Năng suất và hiệu suất chà không chỉ phụ thuộc vào kích thước lỗ chà mà còn phụ thuộc vào tốc độ, vị trí, khoảng cách giữa lưới chà và cánh đập. - Máy chà có hai bộ phận chủ yếu : o 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 đưa ra ngoài ở cuối máy. Vận tốc của trục quay là khoảng 700 rpm. o Rây tròn cố định bằng thép không gỉ (để đảm bảo chất lượng nguyên liệu chà không bị đen, ít tổn thất vitamin C), có đục nhiều lỗ nhỏ. Với nước quả đục, thường dùng lỗ rây 0.5 – 0.75 mm. III/ Sản phẩm Marmalade từ cam: 1) Nguyên liệu trái cây: - Cam là một trong những loại trái cây cĩ chứa tinh dầu mang mùi thơm và chứa nhiều vitamin C, rất mát và bổ dưỡng cho cơ thể. Theo các nhà khoa
học nghiên cứu: “Bình quân trong một trái cam cĩ chứa khoảng 170 mg phytochemicals bao gồm các chất dưỡng da và chống lão hĩa’’. Bên cạnh đĩ, cam cĩ chất Limonoid hoạt động một cách đặc biệt trong việc ngăn ngừa bệnh ung thư và cĩ tác dụng giải độc, lợi tiểu. Trong lá và vỏ quả xanh cĩ 1- stachydrin, hesperdin, aurantin, acid aurantinic, tinh dầu cam rụng (petitgrain). Hoa chứa tinh dầu cam (nerol) cĩ limonen, linalol, geraniol. Vỏ quả chứa tinh dầu mà thành phần chính là d-limonen (90%), decyclicoldehyd tạo nên mùi thơm, các acol nhu linalol, dl-terpineol, acol nonylic, cịn cĩ aicd butyric, authranilat metyl và este caprylic. - Ngồi ra, nước cam cịn là nguồn cung cấp phong phú kali, folate, vitamin B1, niacin, riboflavin và magiê. Vitamin B1 tham gia vào quá trình sản xuất năng lượng và giúp các dây thần kinh hoạt động tốt. Folate cĩ cơng dụng cải thiện máu và thiết thực cho thai phụ vì giúp ngừa các khiếm khuyết ở thai nhi. - Nước ép trái cam cĩ độ pH hơi axit nên nếu những người bị viêm hay loét dạ dày nếu dùng cam vào lúc đĩi thì sẽ làm tăng thêm cảm giác cồn cào và nĩng rát. Cùi cam chứa nhiều chất xenlulơ hay cịn gọi là chất xơ rất cĩ giá trị trong việc nhuận tràng, kích thích sự co bĩp của ruột nên cĩ tác dụng chống táo bĩn và hình thành khuơn phân. Chất xơ trong cam cĩ tác dụng hấp thụ lượng chất cholesterol hay chất béo cĩ hại cĩ trong ruột và đĩng vai trị như một chiếc chổi quét chất độc hại này theo phân đào thải ra khỏi cơ thể. Một thơng tin gần đây nhất cho biết, chỉ cần một trái cam trong một ngày (dùng theo cách gọt vỏ và ăn cả cùi) là đã cĩ khả năng phịng chống được bệnh ung thư ruột già và các bệnh tim mạch. - Những người thường ăn cam cĩ tỉ lệ nhiễm các bệnh ung thư như: ung thư phổi và dạ dày khá thấp. Tuy nhiên những người hay bị rối loạn tiêu hĩa khơng nên ăn nhiều cam. Ngồi vitamin C cĩ tác dụng gia tăng đề kháng và tăng tính hấp thu chất sắt, thực vật Nước cam cịn chứa nhiều canxi hơn là các sản phẩm từ sữa. Đặc biệt, chất canxi cịn tập trung nhiều hơn trong các vỏ cam. Khơng những thế, vỏ cam cịn cĩ tác dụng chữa bệnh ho cĩ đàm và giã rượu rất hiệu quả.