Quy trình sản xuất nước nho ép trong là một quy trình tương đối đơn giản tuy nhiên do nguồn nguyên liệu nho rất dễ bị hư hỏng và dập úng khi nhập liệu nên ở khâu nguyên liệu cần kiểm soát chặt để không bị hao tổn cả về chất lượng và kinh phí. Về các thiết bị là hệ thống dây chuyền liên tục và đảm bảo được vệ sinh từng công đoạn để đạt được hiệu suất thành phẩm cao hơn. Đặc biệt là đối với loại nước ép từ trái cây thì yếu tố ảnh hưởng như nhiệt độ rất cần được lưu ý, vì có thể làm biến đổi các hợp chất dinh dưỡng trong nguyên liệu gây giảm chất lượng sản phẩm đầu ra.
TỔNG QUAN
KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC QUẢ DẠNG TRONG
Nước quả dạng trong là dịch quả được chế biến bằng cách tách các dịch bào ra khỏi mô bằng phương pháp ép, sau đó được lắng lọc triệt để [1].
GIỚI THIỆU VỀ NƯỚC NHO ÉP
1.2.1 Lợi ích của nước nho ép
Giá trị dinh dưỡng trung bình trong 100 ml nước nho ép
Nho và nước nho ép luôn được yêu thích bởi hương vị thơm ngon Nó còn được biết đến là nguồn cung cấp các chất dinh dưỡng quý giá và những báo cáo về tác dụng tốt đối với sức khỏe con người đã vang vọng qua nhiều thời đại:
+ Nước nho ép là thức uống dinh dưỡng giàu vitamin C và chất xơ
+ Nước ép nho chứa hàm lượng cao anthocyanin, tannin, resveratrol và các hợp chất phenolic khác, tất cả đều hoạt động như chất chống oxy hóa trong cơ thể.
+ Theo nghiên cứu của các chuyên gia Pháp, nước ép nho lên men còn hữu hiệu hơn cả aspirin trong việc ngăn chặn hình thành cục máu đông Bên cạnh đó, nó còn giúp hạn chế ngưng tụ tiểu cầu và nhiều bệnh lý tim mạch khác. [2]
1.2.2 Các chỉ tiêu của nước nho ép thành phẩm
Chỉ tiêu về cảm quan: Sản phẩm có hương vị, màu sắc đặc trưng của nho:
Màu sắc Đặc trưng cho nước nho
Mùi Thơm đặc trưng của nguyên liệu, không có mùi lạ
Vị Có hoặc không có vị ngọt, không có vị lạ
Trạng thái Trong, không vẩn đục
Giới hạn các chất nhiễm bẩn đối với đồ uống không cồn:
Chỉ tiêu Giới hạn tối đa
Thiếc (đối với sản phẩm đóng hộp tráng thiếc), mg/l 150
Các chỉ tiêu vi sinh vật của đồ uống không cồn:
Chỉ tiêu Giới hạn tối đa
Tổng số vi sinh vật hiếu khí, CFU/ml sản phẩm 100
E coli, CFU/ml Không được có
Streptococci faecal, CFU/ml Không được có
Pseudomonas aeruginosa, CFU/ml Không được có
Staphylococcus aureus, CFU/ml Không được có
Clostridium perfringens, CFU/ml Không được có
Tổng số nấm men và nấm mốc, CFU/ml 10
NGUYÊN LIỆU CHÍNH TRONG SẢN XUẤT NƯỚC NHO ÉP
Nho là một trong những cây có nguồn gốc sớm nhất ở Trái Đất Cây nho dại được tìm thấy có nguồn gốc ở vùng Châu Âu, Bắc Mỹ, Trung Mỹ và Tây Bắc của Nam Mỹ thuộc dãy Andes Cho đến nay thì cây nho được trồng trên cả 5 Châu lục, ở vùng ôn đới thì nho thu hoạch mỗi năm một vụ, vùng khí hậu nhiệt đới và bán nhiệt đới cây nho có khả năng sinh trưởng liên tục và cho từ 2,5 – 3 vụ mỗi năm.
Tại Việt Nam, thông qua Trung tâm khảo cứu Nông nghiệp Ninh Thuận (trước 1975), cây nho đã được du nhập vào từ Thái Lan, Nam Triều Tiên, Mỹ năm 1971 và trên 70 giống có nguồn gốc là nhiệt đới và ôn đới Sau năm 1975, định hướng phát triển cây nho chưa được chú trọng nên gần như các giống nho đã bị chặt phá Vài năm trở lại đây thì cây nho đã được chú trọng nhiều hơn và lợi dụng được điều kiện tự nhiên tại nước ta, chỉ vài vùng có điều kiện thuận lợi cho việc trồng nho là: Thuận Hải (Ninh Thuận và Bình Thuận bây giờ) và PhúKhánh (Phú Yên và Khánh Hòa bây giờ) do đặc tính của cây nho là ưa khí hậu khô và nhiều nắng, ưa đất ít chua.
Nho có tên khoa học là Vitis vinifera L., thuộc chi Vitis, họ Vitaceae là một loại quả mọc trên các cây dạng dây leo, thân gỗ Quả nho mọc thành chùm từ 6 đến 300 quả, chúng có màu đen, vàng, lục, đỏ-tía hay trắng.
Vùng trồng nho nổi tiếng và chủ yếu ở nước ta là Ninh Thuận Đặc trưng của nho Ninh thuận là vỏ dày, vị rôn rốt (hơi chua) và có hạt Nho Ninh Thuận có rất nhiều loại khác nhau, trong đó có hai giống nho ăn tươi chính là nho đỏ và nho xanh.
+ Nho đỏ có dạng hình cầu, vỏ quả bóng, rất mỏng, quả chín có màu đỏ tươi đến đỏ đậm, có vị ngọt hài hoà với vị chua nhẹ Trọng lượng quả từ 4,57 - 5,92g/quả, dài từ 18,23 - 21,21mm, rộng từ 17,27 - 19,44mm, trọng lượng chùm từ 166,84 - 254,13g/chum [3]
+ Nho xanh có dạng hình oval, vỏ quả có màu xanh vàng nhạt, thịt quả trong, hơi mềm, có vị ngọt đậm đà, chua rất nhẹ, ít chát Trọng lượng quả từ 5,53
- 6,91g/quả, dài từ 21,64 - 27,21, rộng từ 16,22 - 19,4mm, trọng lượng chùm từ 206,86-400,85g/chùm [3].
Nho xanh Ninh Thuận NH01-48
1.3.1.3 Cấu tạo của quả nho
Cuống nho: chiếm từ 2-5% quả, có dạng phân nhánh Các hợp chất hóa học quan trọng trong cuống nho là tannin, cellulose và khoáng Các hợp chất tannin trong cuống không có lợi cho chất lượng sản phẩm, tannin ảnh hưởng không tốt đến mùi vị sản phẩm
Vỏ nho: chiếm từ 2-6% quả, là phần bao bọc xung quanh quả nho Các thành phần hóa học trong vỏ nho là pectin, chất chát, chất màu (anthocyances, flavones) Vỏ nho gồm các lớp: lớp vỏ cutin, lớp biểu bì, lớp dưới vỏ
Thịt nho: chiếm 80 – 85% quả Thịt nho là thành phần quan trọng để tạo nên dịch nho Thịt nho được chia làm các phần: phần bên ngoài bao gồm các mô nằm giữa hypodermis và bộ phận ngoại biên, phần bên trong là các mô giới hạn giữa bộ phận ngoại biên và bộ phận quanh trục Hầu hết các tế bào của phần thịt có hình tròn hay dạng trứng chứa không bào lớn và các hợp chất phenol.
Hạt nho: chiếm 7-11% quả Hạt gồm có 3 phần chính: vỏ hạt, nội nhũ và phôi Cũng như hầu hết các hạt khác, nội nhũ chiếm phần lớn các hạt nho và phục vụ để nuôi dưỡng phôi thai trong thời gian đầu phát triển Vô hạt chứa một lượng tannin tương đối cao Ngoài ra trong hạt nho còn có dầu, nếu bị lẫn vào nước dịch quả thì sẽ giảm đi giá trị cảm quan của sản phẩm.
1.3.1.4 Giá trị dinh dưỡng của quả nho
Từ lâu nho đã được các nhà nghiên cứu chứng minh là một loại quả chứa nhiều hợp chất có lợi cho sức khỏe như: chống oxy hóa, chống viêm, làm đẹp da, cải thiện sức khỏe tim mạch, tiềm năng chống ung thư, [2] Quả nho chứa khoảng 65 - 85% nước, 10 - 33% đường (glucose và fructose),
Bảng thành phần hóa học của nho
Nước 75.0 Đường (fructose, glucose và một ít saccharose) 22.0 Alcohols (ethanol với hàm lượng vết của terpenes, glycerols và rượu bậc cao)
Acid hữu cơ (tartaric, malic, và một ít lactic, succinic, oxalic, ) 0.9 Khoáng (potassium, calcium và một ít sodium, magnesium, iron, )
Phenols (các flavonoid như là các chất màu cùng các nonflavonoid như connamic acid vanillin)
Các hợp chất chứa nitơ (protein, amino acid, humin, amide, ammonia, )
Các hợp chất hương (các ester như ethyl caproate, ethyl butyrate, )
Giá trị dinh dưỡng của quả nho [4].
Thành phần dinh dưỡng (Nutrients) Hàm lượng
Tro (Ash) 0.4 g 1 Đường tổng số (Sugar)
3 mg 0.06 mg 0.04 mg 0.2 mg 0.05 mg 0.086 mg
Thành phần đường chủ yếu của nho là glucose và fructose Chúng thường chiếm tỷ lệ bằng nhau khi nho chín Các đường khác glucose và fructose cũng hiện diện trong nho nhưng hàm lượng không đáng kể
Các loại đường trong dịch nho được chia làm 2 nhóm: đường lên men và đường không lên men Nhóm đường lên men chủ yếu gồm có glucose, fructose và saccharose Nhóm đường không lên men là đường pentose: L-arabinose, D- xylose, D- ribose.
Trong quả nho, hai acid hữu cơ chiếm thành phần chính là acid tartaric và acid malic Hàm lượng hai acid này chiếm hơn 90% tổng lượng trái nho Ngoài ra, còn có các acid khác như: acid citric, acid acetic, acid gluconic … Trong đó, acid acetic là acid dễ bay hơi còn các acid khác thì không.
Pectin, gum, và các polysaccharide:
Pectin, gum, và các polysaccharide có liên quan là các polymer có nhiệm vụ liên kết các tế bào thực vật với nhau Hợp chất pectin thuộc nhóm carbonhydrate và là hỗn hợp phức tạp của polysaccharide và dẫn xuất của chúng. Phần lớn các chất pectin là những chất keo và trong những điều kiện nhất định thì chúng đông tụ lại.
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT NƯỚC NHO ÉP DẠNG TRONG
QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC NHO ÉP DẠNG TRONG
Bảo ôn Thanh trùng Rót nóng Phối trộn Lọc tinh Gia nhiệt 80-85 o C/2p Lọc thô Ép
Gia nhiệt, Xử lý enzyme SO2
THUYẾT MINH QUY TRÌNH
Mục đích công nghệ: Chuẩn bị
Quá trình lựa chọn và phân loại nhằm loại bỏ những trái hư dập, ảnh hưởng đến chất lượng cảm quan của sản phẩm, chọn nguyên liệu có độ chín phù hợp.
Các biến đổi của nguyên liệu
Chất lượng nguyên liệu được kiểm soát, nguyên liệu trở nên đồng đều hơn về kích thước và độ chín.
Tiến hành phân loại bằng phương pháp thủ công trên thiết bị băng tải. Nguyên liệu qua phễu nạp đổ lên bề mặt băng tải và được dàn mỏng trên băng tải có chiều rộng khoảng 60 – 80 cm Tốc độ chuyển động của băng tải khá chậm khoảng 0.1 – 0.15 m/s.
Mục đích công nghệ: Chuẩn bị
Quá trình rửa sẽ làm sạch đất cát, bụi bẩn, giảm lượng vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ quả nho Tẩy sạch một số chất hóa học độc hại dùng trong nông nghiệp như thuốc trừ sâu, thuốc bảo vệ thực vật
Các biến đổi của nguyên liệu:
Bề mặt vỏ quả nho được làm sạch, giảm bớt lượng vi sinh và các chất hóa học.
Nho nguyên liệu sau khi rửa phải sạch và không bị dập nát đảm bảo không làm mất các chất dinh dưỡng Lượng nước rửa sử dụng: 0.7-1 l nước/Kg nho. Thời gian rửa không được kéo dài.
Sử dụng máy rửa băng chuyền:
Nguyên lý hoạt động: Nho nguyên liệu qua máng dẫn 1 đổ vào băng tải và chuyển động cùng băng tải Nguyên liệu được ngập trong nước, các cặn bẩn bị làm ướt, bở tơi ra tạo điều kiện thuận lợi để làm sạch Đồng thời, ống thổi khí giúp gây xáo trộn nhẹ làm chất bong ra một phần Khi băng tải chuyển động lên cao, dưới tác dụng của vòi phun nước áp lực cao, các cặn bẩn bám trên bề mặt vỏ nho được làm sạch hoàn toàn.
Mục đích công nghệ: Khai thác
Quá trình này sẽ làm phá vỡ mô và tế bào nho để giải phóng dịch bào và các chất chiết, đồng thời tách bỏ một phần cuống nho ra khỏi hỗn hợp nguyên liệu sau khi nghiền xé.
Các biến đổi của nguyên liệu:
- Vật lý: các biến đổi vật lý giữ vai trò quan trọng nhất.
+ Nguyên liệu bị giảm kích thước, màng tế bào thịt nho bị phá vỡ và tạo điều kiện cho dịch bào thoát ra ngoài.
+ Nhiệt độ của nguyên liệu tăng nhẹ do ma sát.
- Hóa lý: có sự hòa tan của oxy từ môi trường không khí vào trong dịch nho.
- Hóa học và hóa sinh: một số hợp chất polyphenol sẽ bị oxy hóa.
- Sinh học: khi dịch bào được giải phóng, hệ vi sinh vật trên nguyên liệu sẽ dễ hấp thu cơ chất và phát triển Tuy nhiên, nếu thời gian nghiền xảy ra nhanh thì những biến đổi sinh học là không đáng kể.
Có nhiều thiết bị được sử dụng để nghiền xé và tách cuống nho Phổ biến nhất hiện nay là thiết bị nghiền xé dạng thùng quay.
Thiết bị nghiền xé dạng thùng quay
Nguyên lý hoạt động: Nguyên liệu được cho vào máng nhập liệu số 5, qua các con lăn được nghiền và theo máng trượt 4 vào thùng 1 Thanh gạt 2 quay làm loại cuống nho ra ngoài theo cửa tháo cuống nho 7, phần dịch và xác quả rơi xuống các lỗ trên thân thùng và đi xuống đáy thiết bị được trục vis 3 vận chuyển ra ngoài.
2.2.4 Gia nhiệt và xử lý enzyme:
2.2.4.1 Quá trình gia nhiệt lên 60-63°C
Tạo điều kiện cho enzym pectinase hoạt động tốt nhất ở quá trình sau (vì gia nhiệt lên tới khoảng nhiệt độ tối ưu của enzym pectinase), ngoài ra còn làm tăng nhiệt độ trích ly trong dịch sau nghiền.
- Bồn khuấy gia nhiệt có cấu tạo 3 lớp Lớp trong cùng chứa liệu, lớp giữa chứa dầu (nước) gia nhiệt, lớp ngoài cùng là lớp bảo ôn cách nhiệt.
- Bên trong bồn có gắn cánh khuấy để khuấy trộn đều nguyên liệu Tùy vào từng dung dịch mà ta chọn cánh khuấy sao cho phù hợp Hiện nay trên thị trường có các loại cánh khuấy như cánh khuấy chong chóng, cánh khuấy phân tán, cánh khuấy thủy lực, cánh khuấy tự bung, cánh khuấy đảo,
Dịch sau khi nghiền được gia nhiệt đến 60-63°C trong thiết bị gia nhiệt chân không, rồi chuyển vào bồn giữ nhiệt Phải dùng thiết bị chân không vì dịch sau nghiền rất dễ biến đổi tính chất, bị oxy hóa (do dịch quả đã được giải phóng một phần, hàm lượng các chất dinh dưỡng trong dịch nghiền cũng gia tăng).
Bồn giữ nhiệt có cánh khuấy, khuấy nhẹ để trộn enzyme pectinases vào dịch nho Thời gian xử lý bằng enzyme kéo dài từ 30-60 phút Bổ sung SO2 với tác dụng làm trong dịch nho, làm chậm sự oxy hóa hơn cũng như ức chế, tiêu diệt một phần vi sinh vật.
2.2.4.2 Quá trình xử lý bằng enzym
Trong nho có nhiều xơ, hemicelluose gây đục sản phẩm, vì vậy sử dụng enzym nhằm cắt những khối lượng phân tử lớn thành khối lượng phân tử nhỏ. Như vậy hàm lượng cặn sẽ giảm đi, quá trình làm trong sẽ đơn giản hơn nhiều.
Các biến đổi của nguyên liệu:
Enzyme pectinase đóng vai trò chuyển hóa protopectin thành pectin hòa tan, sử dụng vỏ nho làm cơ chất Nhờ đó tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chiết thu dịch nho, dịch nho thu được sẽ nhiều hơn, chất lượng tốt hơn Phương pháp này cũng thu được nhiều chất có lợi cho công nghệ như: chất màu, tannin
Mục đích công nghệ: Khai thác
Quá trình ép giúp tách tối đa dịch bào ra khỏi nguyên liệu Hiệu suất ép phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép.
Các biến đổi của nguyên liệu: