Đề tài Công nghệ sản xuất bột trái cây

/l 700 Pb µg/l 50 Se µg/l 10 Hg µg/l 1 Tổng chất khô mg/l 1500 Oxy hòa tan % Oxy bão hòa >75% CHỈ TIÊU THỂ TÍCH MẪU PHÂN TÍCH (ml) MỨC KHUYẾN CÁO MỨC CAO NHẤT CHO PHÉP Phương pháp đổ hộp(sử dụng membrane vi lọc) Phương pháp MPN+ Tổng số vi khuẩn hiếu khí 1000 10 cfu (ở 37oC) 100 cfu (ở 27oC) Coliforms tổng số 100 0 MPN<1 Coliform phân 100 0 MPN<1 Faecal streptococci 100 0 MPN<1 Sulphite reducing clostridia 20 0 MPN<1 2.6 Maltodextrin Sản phẩm của Nhật, dạng bột mịn, màu trắng, không mùi, tan hoàn toàn trong nước Chỉ số D.E ( Dextrose Equivalent) : 15.6 – 19.5 Độ ẩm : < 6% pH dung dịch : 4.5 Khối lựơng riêng : 0.59 g/ml Hàm lượng đường khử : 1.6 % Hàm lượng đường maltose : 5.7 %. Hàm lượng trisaccharide : 8 % Hàm lượng tetrasaccharide : 5.8 %. Hàm lương polysaccharide : 78.9 %. Tổng số tế bào nấm mốc : < 50 tế bào / g Tổng số tế bào nấm men : < 50 tế bào / g 2.7 Enzyme: Enzyme chúng ta sử dụng để sàn xuất bột trái cây là hỗn hợp gồm 3 enzyme pectinase, cellulase, protease. Tùy theo nhà sản xuất mà có công thức phối trộn 3 enzyme khác nhau, tạo nên sự khác biệt của sản phẩm. 2.7.1 Pectinase Theo quan điểm hiện đại,trong phức hệ enzyme pectinaza có những enzyme sau: Pectinesteraza phân cắt liên kết este giữa methanol và nhóm carboxyl của axit galacturonic theo sơ đồ: Pectin + nH2O à metanol + axit pectinic Polygalacturonaza thủy phân liên kết α-1,4-D-galactozit giữa các phần tử axit galacturonic trong pectin và trong các axit polygalacturonic khác Protopectinaza tách araban và galactan khỏi protopectin để tạo thành dẫn xuất metyl của axit polygalacturonic(tức là pectin hòa tan) Transeliminaza phân hủy protein bằng con đường phi thủy phân Trong sản xuất thực phẩm,người ta thường sử dụng các chế phẩm pectinase dưới dang tinh khiết,không dùng chế phẩm dạng canh trường nấm mốc sấy khô. Tỷ lượng chế phẩm pectinase cô đặc trên lượng nguyên liệu đem chế biến vào khỏang 0,03-0,05 đến 0,10% Trong sản xuất nước quả, nhờ tác dụng enzim pectinaza mà các quá trình ép, làm trong và lọc dịch quả rất dễ dàng. Ví dụ đưa pectinaza vào khâu nghiền quả sẽ làm tăng hiệu suất nước quả sau khi ép lên 15-25%. Bởi khi có pectin thì khối quả nghiền sẽ có trạng thái keo, do đó khi ép không thoát ra hòan tòan được. Nhờ enzim pectinza phân giải các chất pectin đi mà dịch quả trong suốt, không bị vẩn đục và lọc rất dễ dàng. Ngòai ra, enzyme pectinaza còn góp phần chiết rút các chất màu, tannin và những chất hòa tan khác, do đó làm tăng thêm chất lượng sản phẩm. Dạng lỏng màu nâu, tên thương mại là PECTINEX 120L. (tên chung chỉ các loại enzyme phân hủy pectin). Điều kiện nhiệt độ 40oCm thời gian 2-4 giờ, pH = 4,5 2.7.2 Protease Nhóm enzyme protease (peptit – hidrolase 3.4) xúc tác quá trình thuỷ phân liên kết liên kết peptit (-CO-NH-)n trong phân tử protein, polypeptit đến sản phẩm cuối cùng là các axit amin. Ngoài ra, nhiều protease cũng có khả năng thuỷ phân liên kết este và vận chuyển axit amin. Protease được phân chia thành hai loại: endopeptidase và exopeptidase.  * Dựa vào vị trí tác động trên mạch polypeptide, exopeptidase được chia thành hai nhóm + Aminopeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu N tự do của chuỗi polypeptide để giải phóng ra một amino acid, một dipeptide hoặc một tripeptide. + Carboxypeptidase: xúc tác thủy phân liên kết peptide ở đầu C của chuỗi polypeptide và giải phóng ra một amino acid hoặc một dipeptide.  * Dựa vào động học của cơ chế xúc tác, endopeptidase được chia thành bốn nhóm + Serin proteinase: là những proteinase chứa nhóm –OH của gốc serine trong trung tâm hoạt động và có vai trò đặc biệt quan trọng đối với hoạt động xúc tác của enzyme. Nhóm này bao gồm hai nhóm nhỏ: chymotrypsin và subtilisin. Nhóm chymotrypsin bao gồm các enzyme động vật như chymotrypsin, trypsin, elastase. Nhóm subtilisin bao gồm hai loại enzyme vi khuẩn như subtilisin Carlsberg, subtilisin BPN. Các serine proteinase thường hoạt động mạnh ở vùng kiềm tính và thể hiện tính đặc hiệu cơ chất tương đối rộng. + Cysteine proteinase: Các proteinase chứa nhóm –SH trong trung tâm hoạt động. Cystein proteinase bao gồm các proteinase thực vật như papayin, bromelin, một vài protein động vật và proteinase ký sinh trùng. Các cystein proteinase thường hoạt động ở vùng pH trung tính, có tính đặc hiệu cơ chất rộng.  + Aspartic proteinase: Hầu hết các aspartic proteinase thuộc nhóm pepsin. Nhóm pepsin bao gồm các enzyme tiêu hóa như: pepsin, chymosin, cathepsin, renin. Các aspartic proteinase có chứa nhóm carboxyl trong trung tâm hoạt động và thường hoạt động mạnh ở pH trung tính.  + Metallo proteinase: Metallo proteinase là nhóm proteinase được tìm thấy ở vi khuẩn, nấm mốc cũng như các vi sinh vật bậc cao hơn. Các metallo proteinase thường hoạt động vùng pH trung tính và hoạt độ giảm mạnh dưới tác dụng của EDTA.  Ngoài ra, protease được phân loại một cách đơn giản hơn thành ba nhóm- Protease acid : pH 2-4 - Protease trung tính : pH 7-8 - Protease kiềm : pH 9-11 Ở đây chúng ta sẽ sử dụng enzyme protease acid pHotp = 4.5. Totp= 40oC. 2.7.3 Cellulase: Là một phức hợp gồm nhiều enzyme, sẽ phân hủy lần lượt cellulase thành sản phẩm cuối cùng là glucose. 2.8 Đường Chủ yếu sử dụng đường tinh luyện và syrup Hàm lương saccarose, % CK:99,8% Độ ẩm, %KL: 0,05 % Hàm lượng đường khử, %KL: 0,03 HL tro, %KL: 0,03 Độ màu, độ stame: 1,2 Hình dạng: tinh thể đồng đều tơi khô, không vón cục. Mùi vị: tinh thể đường và dung dịch trong nước cất có vị ngọt, không có mùi vị lạ. Màu sắc: óng ánh. 2.8.1 Giới thiệu về syrup đường Syrup là một dung dịch đường có nồng độ chất khô cao và thường dao động trong khoảng 63 65% (khối lượng). Trong ngành công nghiệp thức uống, syrup được xem là bán thành phẩm. Từ syrup, người ta sẽ pha chế và tạo ra những loại thức uống khác nhau. Chuẩn bị syrup là công đoạn rất quan trọng trong quy trình công nghệ sản xuất thức uống dạng pha chế. Syrup có thể sản xuất từ đường saccharose hoặc từ tinh bột. Tại Việt Nam hiện nay, chúng ta sản xuất syrup từ đường saccharose. Quy trình sản xuất syrup từ nguyên liệu saccharose đơn giản hơn nhiều so với quy trình sản xuất từ nguyên liệu tinh bột. Tuy nhiên, giá thành syrup từ saccharose sẽ cao hơn. 2.8.2 Syrup đường nghịch đảo Đường nghịch đảo ( invert sugar ) là hỗn hợp glucose và fructose với tỉ lệ mol 1:1. Tiến hành thủy phân đường saccharose với xúc tác là acid hoặc enzyme, sản phẩm tạo thành là hỗn hợp glucose và fructose. Các nhà sản xuất rất quan tâm đến đại lượng “hiệu suất thủy phân”. Đây là tỉ lệ % giữa hàm lượng đường saccharose đã bị thủy phân so với hàm lượng saccharose ban đầu trong dung dịch phản ứng. Giả sử hiệu suất thủy phân là 100%, khi đó ta sẽ thu được sản phẩm là đường nghịch đảo. Xúc tác C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6 (*) Ở 20oC và bước sóng 546.1 nm, góc quay cực của dung dịch saccharose là +66.5o (góc quay phải) và của D-fructose là -92.4o (góc quay trái). Như vậy, khi phản ứng thủy phân saccharose diễn ra hoàn toàn, dung dịch đường thu được sẽ có góc quay cực là -19.8oC (góc quay trái). Do có sự thay đổi góc quay cực của dung dịch saccharose trước và sau phản ứng nên quá trình này còn được gọi là quá trình nghịch đảo đường (sugar inversion). 2.8.3 Ưu điểm của quá trình nghịch đảo đường Tăng độ ngọt cho syrup:theo Moll và cộng sự(1990) thì độ ngọt của saccharose là 1.0, độ ngọt của glucose và fructose lần lượt là 0.7 và 1.7. Hỗn hợp glucose và fructose tỉ lệ mol 1:1 sẽ có độ ngọt là 1.3. Như vậy, với cùng một nồng độ đường như nhau thì syrup đường nghịch đảo sẽ có độ ngọt cao hơn syrup saccharose. Tăng hàm lượng chất khô cho syrup: theo phương trình phản ứng (*) nếu sự thủy phân xảy ra hoàn toàn thì từ 342g saccharose ban đầu sẽ cho ra 180g glucose và 180 glucose fructose – tức thu được 360g đường nghịch đảo. Như vậy, lượng tổng chất khô trong syrup sau phản ứng sẽ tăng xấp xỉ 1.053 lần. Điều này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế không nhỏ cho các nhà sản xuất. Ổn định chất lượng syrup, ngăn ngừa hiện tượng tái kết tinh đường:như đã đề cập ở phần trên, nồng độ đường cao trong syrup dễ dẫn đến hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ đồng nhất của syrup. Khả năng hoà tan trong nước của saccharose cao hơn đội chút so với glucose (100 ml nước ở 15oC có thể hoà tan được 197g saccharose hoặc 154g glucose ). Tuy nhiên, khả năng hoà tan trong nước của fructose lại cao hơn rất nhiều (100 ml nước ở 20oC có thể hoà tan được 375g fructose). Thực tế cho thấy quá trình kết tinh đường glucose và fructose khó thực hiện hơn so với saccharose. Do đó, phản ứng nghịch đảo saccharose sẽ tăng cường sự hoà tan của đường syrup nồng độ cao và tránh được thực hiện tượng tái kết tinh của đường. Tăng cường khả năng ức chế vi sinh vật có trong syrup: áp lực thẩm thấu của syrup phụ thuộc vào nồng độ các chất hòa tan trong syrup và phân tử lượng của chúng. Theo lý thuyết, nếu hai dung dịch có cùng thể tích và hàm lượng chất tan thì dung dịch chức chất hoà tan phân tử lượng nhỏ hơn sẽ có áp lực thẩm thấu lớn hơn. Giá trị áp lực thẩm thấu càng cao sẽ càng ức chế quá trình trao đổi chất và sinh trưởng của các tế bào vi sinh vật có trong dung dịch. Quá trình nghịch đảo đường làm tăng lượng chất tan có trong syrup đồng thời tạo ra các sản phẩm hexose có phân tử lượng nhỏ hơn nhiều so với cơ chất saccharose ban đầu. Do đó, áp lực thẩm thấu của syrup đường nghịch đảo luôn cao hơn syrup saccharose có cùng một nồng độ. Điều này góp phần ức chế hệ vi sinh vật có trong syrup và kéo dài thời gian bảo quản dịch đường. Ngoài những ưu điểm kể trên, một số nhà sản xuất còn cho rằng đường fructose sẽ tạo syrup và thành phẩm 1 vị ngọt tương tự như các loại nước ép trái cây. Do đó, quá trình nghịch đảo đường không chỉ làm tăng độ ngọt mà còn cải thiện cả vị ngọt của syrup. Để thực hiện quá trình nghịch đảo đường, chúng ta có 2 loại xúc tác là acid hoặc enzyme invertase. Cần lưu ý là hiệu suất thủy phân saccharose trong thực tế sản xuất không thể đạt đến giá trị 100%. Như vậy, sản phẩm của phản ứng thủy phân, ngoài glucose và fructose, còn chứa một lượng saccharose chưa bị thủy phân. Tuy nhiên, các nhà sản xuất thức uống vẫn quen gọi dung dịch thu được sau phản ứng thủy phân là đường nghịch đảo. 2.8.4 Chuẩn bị syrup đường nghịch đảo 2.8.4.1 Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác acid Để chuẩn bị syrup đường nghịch đảo, người ta sử dụng thiết bị nấu syrup Hình 15: Thiết bị nấu syrup Quy trình nấu syrup đường nghịch đảo cũng tương tự như syrup saccharose. Đầu tiên, cho nước vào thiết bị và gia nhiệt nước lên đến 55-60oC. Cho cánh khuấy hoạt động với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đường và acid vào. Hàm lượng acid sử dụng tại mỗi nhà máy sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Ví dụ như khi dùng acid citric làm chất xúc tác, liều lương khi sử dụng thường xấp xỉ 750g/100 kg saccharose. Khi đường và acid đã hoà tan vào nước, gia nhiệt hỗn hợp lên đến 70-80oC để thực hiện phản ứng nghịch đảo đường. Thời gian phản ứng sẽ thay đổi và phụ thuộc vào giá trị hiệu suất thủy phân mà nhà sản xuất mong muốn. Trong thực tế sản xuất, thời gian phản ứng không kéo dài quá 2 giờ. Sau cùng, người ta gia nhiệt nhanh hỗn hợp đến sôi rồi tiến hành lọc nóng và làm nguội syrup trong điều kiện kín để hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào syrup. Trong trường hợp đường saccharose nguyên liệu có độ màu cao, để thu được syrup không màu và trong suốt, người ta sẽ thực hiện đồng thời quá trình nghịch đảo đường và quá trình tẩy màu trong thiết bị nấu. Các nhà máy sản xuất thức uống tại Việt Nam hiện nay thường sử dụng phương pháp này. Khi đó người ta bổ sung cả than hoạt tính và bột trợ lọc vào nồi nấu syrup. Với diện tích bề mặt lớn và cấu trúc xốp, nhiều lỗ mao quản; than hoạt tính có khả năng hấp phụ các tạp chất hữu cơ trong syrup, đặc biệt là các hợp chất màu. Quá trình tẩy màu thường được thực hiện ở nhiệt độ 70oC trong thời gian 20-30 phút. Xử lý syrup bằng than hoạt tính là một phương pháp đơn giản, ít tốn kém và đạt hiệu quả tẩy màu cao. Thông thường, hàm lượng than hoạt tính sử dụng dao động trong khoảng 0,1-0,2%, tối đa là 0,6%. Diatomit (kizelghur) là sản phẩm công nghiệp được sản xuất từ một loài tảo đơn bào. Diatomit ở dạng bột mịn, màu vàng hoặc vàng nhạt. Thành phần hóa học của bột diatomit như sau: Độ ẩm :0,1-5,0% SiO2 :90-99% Al2O3 :0,1-3,0% Fe2O3 :1,1-1,6% K2O :0,5-3,0% Na2O :0,5-3,0% CaO :0,5% MgO :0,5% Khối lượng riêng của bột diatomit không thấp hơn 250g/dm3. Diatomit có chức năng chủ yếu là hỗ trợ cho quá trình lọc syrup trên thiết bị lọc khung bản,gíup tách các hạt than hoạt tính và các tạp chất khác ra khỏi syrup. Hàm lượng diatomit sử dụng sẽ phụ thuộc vào diện tích bề mặt lọc của thiết bị lọc khung bản và sẽ được xác định bằng phương pháp thực nghiệm. Khi chúng ta thực hiện đồng thời quá trình nghịch đảo đường và tẩy màu syrup trong thiết bị nấu, cần lưu ý là phải tiến hành hồi lưu dịch lọc từ thiết bị lọc khung bản về nồi nấu cho đến khi dịch lọc trong suốt thì mới bắt đầu thu nhận sản phẩm.Tại 1 số nhà máy,khi quá trình lọc kết thúc người ta đưa khí nén sạch vào thiết bị lọc khung bản để tận thu phần syrup còn sót lại trong bã lọc,nhăm hạn chế tổn thất trong quá trình lọc 2.8.4.2 Nghịch đảo saccharose bằng xúc tác invertase: Bình phản ứng enzyme có cấu tạo tương tự thiết bị nấu syrup sử dụng xúc tác acid. Đầu tiên, người ta sẽ cho nước vào thiết bị và gia nhiệt đến 50-55oC. Mở cánh khuấy với tốc độ 30-50 vòng/phút rồi cho đường vào thiết bị. Sau khi đường đã hòa tan, người ta chỉnh pH dung dịch trong bình phản ứng và nhiệt độ về các giá trị tối ưu của chế phẩm enzyme sử dụng rồi bổ sung enzyme vào. Giữ nhiệt độ ổn định trong suốt thời gian phản ứng. Khi phản ứng kết thúc, người ta sẽ gia nhiệt nhanh hỗn hợp trong bình phản ứng đến sôi để vô hoạt enzyme, đồng thời ức chế hệ vi sinh vật tạp nhiễm trong syrup. Cuối cùng, tiến hành lọc nóng syrup để loại bỏ tạp chất không tan rồi làm lạnh syrup về nhiệt độ bảo quản. Bảng 7: Chỉ tiêu chất lượng syrup Tên chỉ tiêu Yêu cầu Màu sắc Trắng Mùi Không có mùi lạ Vị Ngọt thuần khiết Hàm lượng chất khô Lớn hơn 99.7% SO2 Không vượt quá 15 mg/kg Hàm lượng các ion kim loại Không tồn tại Syrup bán thành phẩm được bảo quản trong các thiết bị hình trụ đứng bằng thép không gỉ. Các thiết bị này được đặt trong phòng cách ly nhằm hạn chế sự tái nhiễm vi sinh vật vào syrup. Thực tế cho thấy nồng độ đường trong syrup càng cao thì thời gian bảo quản syrup càng dài do giá trị áp lực thẩm thấu của dung dịch đường càng lớn nên có thể ức chế hệ vi sinh vật trong syrup. Tuy nhiên, nếu giá trị nồng độ đường trong syrup quá cao sẽ làm xuất hiện hiện tượng tái kết tinh đường và làm giảm độ đồng nhất của syrup. 3. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1 Sơ đồ khối Sấy Cô đặc Đồng hóa Hoàn thiện Bao gói Bột cam bã Xử lý cơ nhiệt Rửa Lựa chọn, phân loại Cam Ép Phối trộn Chất mang, PG Lọc thô 3.2 Giải thích quy trình công nghệ Nguyên liệu Phải đảm bảo được các chỉ tiêu như trong phần nguyên liệu đã trình bày. Lựa chọn và phân loại Mục đích Chọn lựa nhằm loại trừ các nguyên liệu đưa vào chế biến không đủ qui cách như sâu bệnh, men mốc, thối hỏng … Phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc hoặc độ chín. Nguyên liệu đồng đều thì phẩm chất đồ hộp mới tốt, các quá trình chế biến tiếp sau mới thuận lợi và dễ cơ khí hóa. Yêu cầu Cam không sâu bệnh, thối hỏng và đồng đều về kích thước. Cách thực hiện Quá trình chọn lựa và phân loại có thể tiến hành trước khi bảo quản nguyên liệu, hay trong khi chế biến trong phân xưởng sản xuất. Việc phân loại bằng thủ công tốn nhiều công sức, và do thị giác hoạt động căng thẳng và liên tục nên công nhân chóng mệt mỏi, thường ảnh hưởng không tốt tới chất lượng phân loại. Người ta có thể cơ giới hóa việc lựa chọn và phân loại dựa trên sự khác nhau về kích thước và khối lượng riêng của nguyên liệu. Ở đây chúng ta sẽ sử dụng máy phân cỡ kiểu dây cáp: bộ phận phân loại là hệ thống dây cáp căng giữa hai trục quay, chuyển động theo chiều dọc của dây. Khe hở giữa hai dây cáp (quả đi giữa hai dây cáp) to dần và quả sẽ rơi dần theo thứ tự từ nhỏ đến lớn. Hình 16: Dây cáp phân loại Rửa Mục đích Loại trừ tạp chất cơ học (đất, cát, bụi...) Làm giảm lượng vi sinh vật ở ngoài vỏ nguyên liệu. Yêu cầu Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát, các chất dinh dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước. Nước rửa cũng như nước dung trong khi chế biến (như chần, nấu, pha chế) phải là nước ăn, đảm bảo các chỉ tiêu do Viện vệ sinh dịch y tế (Bộ y tế) quy định. Cách thực hiện Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối. Ngâm làm cho nước thấm ướt nguyên liệu, quá trình này được tăng cường bằng tác dụng cơ học (cánh khuấy, cọ bàn chải, thổi khí), bằng tác dụng tẩy rửa của dung dịch kiềm hoặc tăng nhiệt độ của nước. Nhưng tăng nhiệt độ và dung chất tẩy rửa thì lượng chất dinh dưỡng bị tổn thất nhiều hơn. Thời gian ngâm tùy thuộc mức độ bám bẩn của nguyên liệu và tác dụng của dung dịch rửa, có thể từ vài phút đến vài chục phút. 1 2 Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo các chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun (áp suất 1.96-2.94x105 N/m2 tức là 2-3at) hay hoa sen để xối. Nước rửa lại phải là nước sạch, lạnh. Thời gian rửa lại càng nhanh càng tốt. Để nước rửa ít bị nhiễm bẩn, người ta dùng nước rửa chảy liên tục trong các bể. Ở đây sử dụng máy rửa bơi chèo: máy này là một thùng đựng nước, trong có gắn máy khuấy loại bơi chèo. Khi máy khuấy quay nguyên liệu di chuyển cùng với nước và được làm sạch. Sau đó hệ thống hoa sen sẽ tráng sạch. Máy này có hiệu quả rửa cao. Hình 17: Máy rửa bơi chèo Thùng ngâm 2. Bơi chèo Bóc vỏ bằng nhiệt Cách thực hiện Loại bỏ các phần không có lợi của quả đối với quá trình sản xuất (vỏ xanh chứa tinh dầu, vỏ trắng, hạt...) Góp phần làm giảm chi phí về thiết bị cho quá trình tiếp theo. Chuẩn bị cho quá trình chần và ép. Yêu cầu Tách lớp hết vỏ dày đến mức có thể. Cách thực hiện Nhúng vào nước sôi T = 90 – 100 0C t = 20 – 60 s Chần Mục đích Chuẩn bị cho quá trình ép. Đình chỉ các quá trình sinh hoá của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi. Chần làm phá hủy hệ thống men peroxidase, poliphenoloxydase ngăn cản quá trình oxy hoá tạo thành flobaphen có màu đen. Làm thay đổi thể tích khối lượng nguyên liệu để 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, oxi hóa vitamin. Làm tăng tốc độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng. Tiêu diệt 1 phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. Các biến đổi xảy ra Giảm khối lượng, thể tích. Tổn thất vitamin C, chất khô, bốc hơi nước, màu: tùy thuộc lượng hơi nước chần, thời gian và nhiệt độ chần. Vô hoạt enzyme, đình chỉ hoạt động vi sinh vật. Cách thực hiện Hình 18: Thiết bị chần trục xoắn Xay Mục đích Chuẩn bị, giúp tăng hiệu suất cho quá trình ép. Trước khi ép, quả được xử lí cơ học (cắt, xé tơi, nghiền thô). Hiệu quả nghiền đạt được khi phần lớn tế bào bị tác dụng, song vì kích thước tế bào khá nhỏ nên chỉ một số nhỏ tế bào bị phá hủy. Yêu cầu Kích thước miếng xé : càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép. < 0.3 cm3 hiệu suất ép giảm do khối nguyên liệu mất độ xốp. > 1 cm3 hiệu suất ép cũng không cao do tỷ lệ tế bào bị phá vỡ thấp. Tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu (tăng hệ số truyền nhiệt). Tuy vậy nếu nghiền quá nhỏ, thì khi ép sẽ không tạo thành rãnh thoát nước quả, cũng làm giảm hiệu suất ép. Cách thực hiện Cắt nhỏ hay xay nghiền đều tác dụng cơ học để thay đổi hình dạng và kích thước của nguyên liệu, mục đích là để chuẩn bị cho quá trình ép được dễ dàng. Lưỡi dao là bộ phận hoạt động chủ yếu của thiết bị xay. Cấu tạo lưỡi dao gồm có hai loại: lưỡi phẳng để cắt nguyên liệu mềm, lưỡi răng để cắt nguyên liệu cứng. Để tăng hiệu suất cho quá trình ép, người ta thường dùng máy nghiền dao cong. Hình 19 : Máy nghiền dao cong phễu nhận nguyên liệu; 2. trục đĩa quay; 3. lưỡi dao cong Ép chà Mục đích Khai thác, thu dịch quả còn lại. Yêu cầu Trong quá trình ép, hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất. Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố: phẩm chất nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép. Nguyên liệu có nhiều dịch bào thì hiệu suất ép cao. Quả chín có nhiều dịch bào hơn quả xanh. Dịch bào chứa trong không bào bị bao bọc bởi chất nguyên sinh. Chất nguyên sinh của cam có tính bán thấm ngăn cản sự tiết dịch bào. Muốn nâng cao hiệu suất ép phải làm giảm tính bán thấm của chất nguyên sinh bằng cách làm biến tính chất nguyên sinh hay làm chết tế bào bằng các phương pháp phá vỡ cấu trúc tế bào, đun nóng, sử dụng chế phẩm enzyme pectinase. Trong khối nguyên liệu ép, các thành tế vào tạo ra bộ khung mà giữa bộ khung là những ống mao dẫn chưa đầy dịch bào. Khi ép, dịch bào sẽ theo ống mao dẫn mà chảy ra. Nếu cam quá mềm, khi ép sẽ thành một khối đặc, các ống mao dẫn bị phá hủy và dịch bào không chảy ra được. Chiều dày lớp nguyên liệu ép lớn thì ống mao dẫn cũng dễ bị tắc. Cách thực hiện Ở đây sử dụng thiết bị ép với trục ép nằm ngang. Áp suất ép Ban đầu là 4.9 – 5.9*106 N/m2 (50 – 60 at). Tăng lên 1.96 – 2.45*107 N/m2 (200 – 250 at). Khi đó áp suất ở nguyên liệu là 8.8 – 11.7x106 N/m2 (9 – 12 at). Hình 20: Thiết bị ép trục ngang 1. Bản ép 2. Lưới 3. Thanh chặn 3.2.8 Lọc thô Mục đích Hoàn thiện dịch nước ép. Yêu cầu: Nước quả ép có chứa các thành phần cặn từ thịt quả và các kết tủa thô. Phần cặn này có thể lọc bỏ bằng cách lọc sơ bộ qua lớp vải lọc. Lớp vải lọc càng dày, lượng cặn bị loại càng nhiều. Cách thực hiện: Nước quả thường lọc ở áp suất không đổi và thấp (2.7 - 4.9*105 N/m2). Nếu áp suất trên 4.9*104 N/m2 (0.5at) thì các cặn hữu cơ sẽ bị kết lại làm tắc bản lọc. Để tạo ra áp suất, người ta bơm nước quả vào máy lọc hay đặt thùng chứa nước quả cao hơn máy lọc 3-4 m. Hình 21: Thiết bị lọc Phối trộn Thành phần Trong quá trình chế biến, tanin trong quả thường bị oxi hóa thành flobafen có màu đen. Để tránh hiện tượng này, người ta pha chế thêm chất chống oxi hóa mà thường dùng nhất là acid ascorbic (vit C). Vit C vừa có tác dụng ổn định màu sắc, vừa tăng giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm. . Chất mang Maltodextrin : + bảo vệ màu mùi. + Làm chất độn. Protein : tạo vi bao. Ngoài ra còn bổ sung thêm màu thực phẩm để tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, đồng thời giúp sản phẩm không bị nhạt màu trong quá trình bảo quản. Cách thực hiện: quá trình phối chế được thực hiện trong các thùng phối chế chuyên dùng có cánh khuấy để trộn đều. Hình 22: Thiết bị phối trộn Từng nguyên liệu phụ sẽ được chuẩn bị theo quy trình riêng. Đối với chất màu, hương liệu, chất ức chế vi sinh vật… chúng ta cũng thực hiện tương tự như trên. Mỗi thành phần nguyên liệu sẽ được chuẩn bị trong một thiết bị riêng. Cần lưu ý là khi sử dụng chất màu dạng bột, người ta sẽ hòa tan vào nước để tạo thành dung dịch màu có nồng độ dao động trong khoảng 20 – 50%. Thông thường, tổng thể tích các dung dịch acid, chất màu, hương liệu, chất ức chế vi sinh vật chiếm xấp xỉ 8% tổng thể tích của thành phẩm. Cô đặc Mục đích: Tách bớt nước ra khỏi dịch phối trộn để tiết kiệm chi phí năng lượng cho quá trình sấy tiếp sau. Tác dụng: Loại bỏ mùi lạ trong sản phẩm. Hạn chế quá trình oxi hoá. Hạn chế sự phát triển của vi sinh vật hiếu khí. Hạn chế hiện tượng ăn mòn hộp sắt. Các yếu tố ảnh hưởng: Nhiệt độ hỗn hợp: nhiệt độ càng cao, các chất khí ở dạng phân tán hoà tan và các cấu tử dễ bay hơi càng dễ thoát ra khỏi hỗn hợp. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao sẽ xảy ra 1 biến đổi không có lợi ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm như 1 số vitamin bị phân hủy, đặc biệt là vitamin C có trong nguyên liệu… Áp lực chân không: nếu áp lực chân không quá lớn, một phần hơi nước ngưng tụ sẽ bị tách theo các khí, là chi phí năng lượng tăng. Yêu cầu: Hàm lượng chất khô sau quá trình cô đặc khoảng 45 – 55% Cách thực hiện: Hình 23 : Thiết bị cô đặc chân không một cấp dạng màng rơi Đồng hóa Là phương pháp làm cho sản phẩm lỏng hoặc đặc được đồng nhất bằng cách làm cho phần tử của sản phẩm có kích thước rất nhỏ (phần lớn là tới vài chục micromet). Sản phẩm đã qua đồng hóa thì tăng giá trị mùi vị, độ mịn, độ tiêu hóa, và làm giảm sự phân lớp sau này. Mục đích: Phá vỡ, làm giảm kích thước hạt, phân bố đều các pha trong hạt. Giúp cho hỗn hợp trở nên đồng nhất hơn. Nguyên tắc đồng hóa: Đồng hoá bằng phương pháp sử dụng áp lực cao, dựa vào 3 nguyên lý: Thuyết vi xoáy. Thuyết xâm thực khí. Sự va đập. Các biến đổi xảy ra: Vật lý: Sự thay đổi kích thước thịt quả: Thịt quả bị chia nhỏ, giảm kích thước. Sự thay đổi nhiệt độ: nhiệt độ tăng lên do ma sát. Hoá lý: Sự phân bố phần thịt quả trong dịch hỗn hợp đồng nhất hơn. Làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc pha, làm bền hệ nhũ tương. Các yếu tố ảnh hưởng: Nồng độ chất của thịt quả trong h