Nghiên cứu sản xuất nước sắn dây đóng lon bằng phương pháp chiết xuất nguội trong môi trường alcol

Và trong thời gian gần đây, các nghiên cứu khoa học đã tìm thấy trong củ sắn dây có những chất mang hoạt tính sinh học cao có thể dùng để phòng và chữa được nhiều bệnh, trong đó có những

LỜI CẢM ƠN

Sau hơn 3 tháng nghiên cứu và thực tập, đề tài của em đã hoàn tất đúng thời hạn và đạt mục tiêu đề ra Trong suốt thời gian đó, bên cạnh sự nỗ lực và cố gắng của bản thân, em còn nhận được rất nhiều sự giúp đỡ từ phía Nhà trường, các thầy

cô, gia đình và bạn bè Tất cả những điều đó đã giúp em hoàn thành đề tài có kết quả

Chính vì thế, trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Nhà trường và Ban chủ nhiệm Khoa đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, phòng thí nghiệm để chúng em có thể nghiên cứu, thực tập tốt Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong Khoa và các cán bộ quản lý Phòng thí nghiệm đã rất nhiệt tình giúp đỡ và chỉ bảo em khi có thắc mắc để trong quá trình thực hiện tránh những sai sót

Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS-TS.Trần Thị Luyến –

người đã rất tận tình dạy bảo, hướng dẫn, góp ý cũng như thường xuyên quan tâm, động viên để em có thể hoàn thành tốt đề tài của mình

Ngoài ra, em còn muốn gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè – những người đã luôn hỗ trợ và giúp đỡ em cả về vật chất lẫn tinh thần trong suốt thời gian qua

Em xin chân thành cảm ơn!

Nha Trang, tháng 06 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Bùi Trường Bích Ngân

Bảng 3.8 Bảng mô tả độ ngọt của nước sắn dây bán thành phẩm ở các tỷ

Bảng 3.12 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của mẫu sản phẩm nước sắn

dây đóng lon có thời gian giữ nhiệt thanh trùng là 70 phút 83 Bảng 3.13 Điểm cảm quan sản phẩm nước sắn dây đóng lon 92 Bảng 3.14 Kết quả kiểm tra chỉ tiêu vi sinh của sản phẩm nước sắn dây

Bảng 3.9 Điểm đánh giá cảm quan sản phẩm đối với các tỷ lệ acid citric

Bảng 3.10 Điểm đánh giá cảm quan sản phẩm cho các tỷ lệ hương liệu bổ

Bảng 3.11 Điểm đánh giá cảm quan sản phẩm ở các chế độ thanh trùng

Hình 2.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định độ ẩm nguyên liệu phù hợp cho

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian chiết xuất thích hợp 49 Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chất trợ lắng và tỷ lệ chất trợ

Hình 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lắng

Hình 2.8 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung phù

Hình 3.2 Biểu đồ biểu diễn nồng độ chất khô của dịch chiết ở các độ ẩm

Hình 3.3 Biểu đồ biểu diễn nồng độ chất khô của dịch chiết ở các kích

thước nguyên liệu (thông qua đường kính lỗ rây) khác nhau 67

Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn biến đổi nồng độ chất khô của dịch chiết theo

Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan về trạng thái của dịch sau lắng khi sử dụng các chất trợ lắng với các tỷ lệ khác nhau 72 Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan chung có trọng lượng của sản

Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan của sản phẩm với các tỷ lệ

Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn điểm cảm quan của sản phẩm với thời gian giữ

PHỤ LỤC

1.1.4 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về công dụng của củ

1.1.5 Một số sản phẩm sắn dây hiện có trên thị trường 8

1.2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước giải khát trên thị trường

1.3.2 Lựa chọn dung môi cho quá trình chiết xuất 27

1.3.2.2 Các dung môi thường dùng trong sản xuất thực phẩm 27 1.3.3 Những định luật chi phối quá trình chiết xuất 28

1.3.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chiết xuất 30

1.3.4.1 Ảnh hưởng của trọng lượng phân tử chất cần chiết đến

1.3.4.2 Ảnh hưởng của các chất keo đến khả năng chiết xuất 30

1.3.4.3 Ảnh hưởng của các chất nguyên sinh 30

1.3.4.4 Ảnh hưởng của cấu tạo nguyên liệu 30

1.3.4.5 Ảnh hưởng của dung môi 30

1.3.4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ chiết xuất 32

1.3.4.7 Ảnh hưởng của thời gian chiết xuất 33

1.3.4.8 Ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu 33

2.2.2 Xác định hàm lượng nước của nguyên liệu sắn dây tươi 43

2.2.4 Xác định các thông số cho quá trình chiết xuất 45

2.2.4.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm sắn dây nguyên liệu

2.2.4.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến

2.2.4.3 Nghiên cứu xác định thời gian chiết xuất phù hợp 48 2.2.5 Xác định các thông số cho quá trình lắng 49

2.2.5.1 Nghiên cứu xác định chất trợ lắng và tỷ lệ chất trợ lắng

phù hợp cho công đoạn làm trong dịch chiết 49

2.2.5.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lắng khác nhau đến

hiệu quả làm trong dịch bán thành phẩm 52 2.2.6 Nghiên cứu xác định tỷ lệ phối chế các phụ gia 53

2.2.6.1 Nghiên cứu xác định tỷ lệ syrup cơ bản bổ sung phù hợp 53

2.2.6.2 Nghiên cứu xác định tỷ lệ acid citric phối chế phù hợp 54

2.2.6.3 Nghiên cứu xác định tỷ lệ hương liệu phối chế phù hợp 55 2.2.7 Nghiên cứu xác định chế độ thanh trùng phù hợp 56 2.2.8 Phương pháp phân tích cảm quan sản phẩm 58 2.3 CÁC MÁY MÓC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH

3.1.1 Kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng nước của sắn dây tươi

3.1.2 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của độ ẩm sắn dây nguyên liệu

3.1.3 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của kích thước nguyên liệu đến

3.1.4 Kết quả nghiên cứu xác định thời gian chiết xuất phù hợp 69 3.1.5 Kết quả nghiên cứu xác định chất trợ lắng và tỷ lệ chất trợ lắng

3.1.6 Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian lắng khác nhau

đến hiệu quả làm trong dịch bán thành phẩm 76 3.1.7 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ syrup cơ bản phù hợp 77 3.1.8 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ acid citric phối chế phù hợp 78 3.1.9 Kết quả nghiên cứu xác định tỷ lệ hương liệu phối chế phù hợp 79 3.1.10 Kết quả nghiên cứu chọn chế độ thanh trùng phù hợp 81

3.2 HOÀN THIỆN QUY TRÌNH SẢN XUẤT 83

3.3.1 Đánh giá chất lượng cảm quan sản phẩm nước sắn dây đóng

PHỤ LỤC I: MỘT SỐ HÌNH ẢNH VỀ QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 2

1 Biến đổi của nguyên liệu qua các công đoạn của quá trình nghiên

2 Một số máy móc thiết bị sử dụng trong quá trình nghiên cứu 4

3 Hình ảnh về sản phẩm nước giải khát Sắn dây 5

PHỤ LỤC III: ĐÁNH GIÁ CẢM QUAN THEO PHƯƠNG PHÁP

LỜI NÓI ĐẦU

Nước Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên thiên nhiên đã ban tặng cho thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng, trong đó, đặc biệt là sự phong phú của các loại rau củ quả Mỗi mùa đều có những loại rau củ quả đặc trưng của từng vùng miền – đây là đặc điểm mà không phải quốc gia nào trên thế giới cũng có được Với những đặc điểm ấy, cộng với 70% dân số làm nghề nông và diện tích canh tác rau củ quả khoảng 1.500.000 ha, phát triển sản xuất rau củ quả là một trong những vấn đề mang tầm chiến lược quốc gia Hầu hết rau củ quả không những cung cấp chất bổ dưỡng cho cơ thể mà còn cung cấp các chất có hoạt tính sinh học cao, giúp con người phòng và chữa bệnh Trong đó, có thể kể đến một loại củ mà

nhân dân ta quen dùng làm thực phẩm, đó là củ sắn dây

Theo kinh nghiệm dân gian truyền thống, cũng như từ những nghiên cứu khoa học đã chứng minh rằng củ sắn dây, ngoài việc dùng làm thực phẩm còn có tác dụng chữa bệnh rất tốt Và trong thời gian gần đây, các nghiên cứu khoa học đã tìm thấy trong củ sắn dây có những chất mang hoạt tính sinh học cao có thể dùng để phòng và chữa được nhiều bệnh, trong đó có những bệnh mà hiện nay số người mắc phải ngày càng tăng như: huyết áp, tim mạch, tiểu đường…

Tuy có những tác dụng tốt như vậy nhưng hiện nay số người tiêu dùng tiếp cận với sắn dây và sử dụng chúng để làm thực phẩm vẫn còn hạn chế Một trong những nguyên nhân chính là các sản phẩm chế biến từ sắn dây hiện có trên thị trường chưa được phong phú và đa dạng mà mới chỉ dừng lại ở dạng bột hay lát mỏng đơn giản, do đó có những hạn chế về mặt cảm quan, khẩu vị và tính tiện dụng Chính vì lẽ đó, với mong muốn đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của người

tiêu dùng, một sản phẩm mới: nước sắn dây đóng lon – chiết xuất nguội bằng alcol, cho ra thành phẩm nước trong suốt – hy vọng sẽ khắc phục được những mặt

hạn chế của những sản phẩm hiện có, khuyến khích người tiêu dùng đến với sắn dây, một loại thực phẩm có giá trị dược dụng cao mà hiện nay rất nhiều người biết đến, từ đó góp phần làm phong phú thêm thị trường nước giải khát Việt Nam Bên

cạnh đó, một khi đầu ra của cây sắn dây được tốt, việc trồng cây sắn dây sẽ giúp nông dân nâng cao hiệu quả kinh tế cây trồng (nhất là ở những vùng đất bạc màu), tăng thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo và tiến đến làm giàu

Từ những thực tế và suy nghĩ như vậy, trên cơ sở những kiến thức đã học và

được sự hướng dẫn của GS-TS.Trần Thị Luyến, em đã quyết định chọn và thực hiện

đề tài: “Nghiên cứu sản xuất nước sắn dây đóng lon bằng phương pháp chiết xuất nguội trong môi trường alcol”, với nội dung thực hiện:

1 Xác định các thông số cho quá trình chiết xuất

2 Xác định các thông số cho quá trình lắng (Chất trợ lắng, tỷ lệ chất trợ lắng và thời gian lắng phù hợp)

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện Bùi Trường Bích Ngân

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1 TỔNG QUAN VỀ SẮN DÂY

SẮN DÂY (PHẤN CÁT)

Tên gọi khác : Phấn cát căn, cát căn, cam cát, hoàng căn

Tên khoa học: Pueraria pseudo – hirsute Tang et Wang

có khi nứt thành ba chẽ sóng, dài độ 20 cm, rộng 7 – 22 cm, đầu lá nhọn, gần cuống hình tròn, hai mặt đều có lông mềm, ngắn màu trắng, mặt sau mọc dày hơn, phần lá hai bên nhỏ hơn, hình bầu dục dẹt hay hình bầu dục củ ấu dẹt, dài 7 – 18 cm, rộng 5 – 13 cm, có lúc chẻ nông hình sóng 1 – 3 Hoa mọc chùm, mọc ở nách lá, cuống chùm hoa có lông nhung màu trắng vàng; hoa mọc dày; bao hoa hẹp thường rụng sớm, bao hoa đơn hình kim phình giữa; tràng hoa hình bướm, màu tím lam hay màu tím, dài 17 – 20 cm; đài có 5 cánh, cánh đài hình kim phình giữa, bên trên hai chiếc mọc chụm, bên dưới một hình dài; cánh cờ gần như hình tròn hay hình tròn đứng, đuôi hơi lõm, có hai tai ngắn; cánh hình bầu dục hẹp; ngắn hơn cánh cờ, thông thường chỉ một bên có tai; có 10 nhị đực; vòi hoa cong, bầu nhỏ Quả bế hình dài, dẹt, dài độ 7 – 10 cm, ngang 7 – 10 mm, đuôi quả nhọn, có mọc lông cứng dài màu nâu vàng dày đậm Hạt hình trứng dẹt, vỏ màu nâu tươi, nhẵn bóng láng Thời kỳ cây có hoa từ tháng 4 – 8, thời kỳ cây có quả từ tháng 8 – 10

Loài Pueraria trong gia đình Đậu có khoảng 20 giống được cho là phát xuất

từ Trung Hoa Sắn dây hoang mọc tại những vùng núi râm mát và đồng quê dọc theo đường lộ, rừng thưa tại khắp Trung Hoa Phần lớn bột sắn dây được dùng cho

nhu cầu địa phương, riêng Hồ Nam, Quảng Châu và Tứ Xuyên cung cấp nhiều thành phẩm dùng cho thương mại và xuất cảng Từ năm 1910 đến 1953, sắn dây phát triển rất mạnh tại miền Nam Hoa Kỳ (Bộ Canh Nông Hoa Kỳ đã xem sắn dây như một cây lương thực mới) Từ năm 1933, sắn dây được trồng để chống lại sự xói mòn đất; nhờ khí hậu ấm và ẩm ướt, sắn dây đã bao phủ đến 7 triệu acres (1 acre = 0,4 ha) tại những bang Alabama, Mississippi, Georgia và Carolina…Sắn dây cũng mọc khá nhiều tại Triều Tiên, Nhật

Tại Trung Hoa, rễ Sắn dây được thu hoạch trong khoảng thời gian từ tháng

10 đến tháng 4 năm kế tiếp (đây là lúc chất nhựa nuôi cây nhiều nhất trong rễ) Rễ

củ được luộc chín để ăn như khoai, vừa bổ dưỡng vừa có tác dụng trị bệnh Rễ cát căn thể hiện hình viên trụ không đều, vỏ ngoài màu tím nâu hoặc đỏ nâu có vết nhăn dọc thành, thường phiến dầy hay mỏng hình khối vuông, màu xám trắng, hoặc màu vàng trắng có nhiều chất xơ rất dễ tước ra thành dạng sợi, phần nhiều là màu trắng Dùng sắc màu trắng phấn mịn là thứ tốt Xơ nhiều, bột ít là loại thứ phẩm

Sau khi được đào lên, rễ củ được rửa sạch, cạo bỏ lớp vỏ bên ngoài và cắt lát chéo dày từ 0,6 - 1 cm hoặc những khoanh tròn dài từ 10 – 15cm, phơi sấy khô ta có

vị Cát căn Rễ củ rửa sạch, giã nát, ngâm nước, khuấy đảo và thay nước mỗi ngày, lọc lấy tinh bột, phơi khô, ta có vị Cát phấn hay bột Sắn dây Bã và các phần còn lại của củ sau khi loại tinh bột được gọi là Càn cát

1.1.2 Thành phần hóa học của Sắn dây

Cát căn hay rễ củ Sắn dây chứa:

- Flavonoid: daidzein, daidzin, puerarin, puerarin-7-xylosid, genistein, formonetin, puerarol, kakkonein

- Tinh bột (10 - 15%) có D-mannitol

- Acid hữu cơ: succinic acid, arachidic acid

- Các chất: miroestrol, allantoin, acetylcholin

Hoa Sắn dây chứa:

- Tinh dầu bay hơi có ethyl acetat, isoamyl alcohol, octyl alcohol, lanalool, eugenol

- Acid hữu cơ: benzoic acid, propionic acid, isovaleric acid, capronic acid; p-coumaric acid

- Irisolidon

- Flavonoid: genistein, daidzein, quercetin

Trong dây và lá khô có chứa các chất protein 16,3%; lipid 1,8%; glucid 31,1%; cellulose 31,3%; các acid amin (asparaginic, glutamic, adenin, prolin, leucin…)

là thu hoạch được Do đó, sắn dây được trồng tương đối nhiều ở nước ta, đặc biệt là các tỉnh thành miền Bắc

Điển hình có thể kể đến là vùng Thượng Quận – Hải Dương Đến nay, diện tích trồng sắn dây ở Thượng Quận chiếm gần 40 ha, bình quân mỗi gia đình trồng

từ 2 đến 3 sào sắn dây; có những gia đình chuyên làm bột thì trồng tới 5 sào

Tương tự như Hải Dương, nhận thấy giá trị dinh dưỡng và hiệu quả kinh tế của cây sắn dây, từ nhiều năm qua, ngoài việc chuyên canh cây chè, mía, lúa, ngô

vv, người dân xóm 1 thôn Măng Ngọt thị trấn Sơn Dương, huyện Sơn Dương, tỉnh Thái Nguyên đã chủ động đưa cây sắn dây vào trồng trong vườn hộ gia đình với diện tích hàng năm từ 5-7 ha, sản lượng đạt 3 – 4 tấn bột khô / năm; trung bình mỗi gia đình trồng từ 20 đến 30 gốc, có nhiều hộ trồng được từ 40 đến 50 gốc, mỗi năm thu được từ 150 – 200 kg bột sắn Hiện nay cả thôn có trên 30 hộ gia đình trồng cây sắn dây, mỗi năm cho thu nhập từ 10-13 triệu đồng / hộ, trồng sắn dây đã trở thành phong trào của bà con nông dân thôn Măng Ngọt

1.1.4 Một số nghiên cứu trong và ngoài nước về công dụng của củ sắn dây (Cát căn) đối với sức khỏe con người

1.1.4.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Ở phương Đông, từ 2000 năm trước sắn dây đã có một vị trí quan trọng trong y học dưỡng sinh Trung Quốc, Nhật Bản Sự đông đặc của bột sắn dây làm cho các phân tử bột sắn dây đi vào thành ruột và trung hòa axit ở đây, chống lại vi trùng, ngăn cản các bệnh tiêu chảy Nó làm thuyên giảm ngay các chứng đau họng

và đầy hơi trong ruột Theo giáo sư Dhamananda, viện trưởng Viện nghiên cứu y học cổ truyền bang Oregan, thì bột sắn dây chứa hàm lượng cao flavonoid, là một loại hoạt chất tăng cường sự hoạt động hệ tiêu hóa và tuần hoàn Flavonoid là một chất nổi tiếng chống lại oxi hóa cơ thể Sắn dây có tác dụng ngăn chặn sự co rút của các tế bào ruột, do đó làm máu chảy tốt hơn và giảm chứng co ruột, xoắn ruột

Những nghiên cứu về sắn dây theo quan niệm y học hiện đại được thực hiện phần lớn tại Trung Hoa, Nhật, Đức Tác dụng y học của sắn dây được nghiên cứu cẩn thận ở Trung Quốc từ những năm 70 Các kết quả công bố cho rằng sắn dây

có tác dụng giảm huyết áp, giảm đau đầu, giảm các chứng đau nhức vai và cổ Ở Trung Quốc, bột sắn dây chữa được các chứng bệnh điếc tai do sự suy giảm hệ tuần hoàn Nó có tác dụng làm giảm cholesterol, các khối mỡ máu, máu đông và chống

bệnh đau tim Trong cuốn “Tự bảo vệ sức khỏe”, xuất bản năm 1973, Muramoto đề

nghị uống trà bột sắn dây trong các trường hợp cảm lạnh, làm giảm các cơn đau nói chung, các chứng chuột rút, co cơ và tiêu chảy Dược điển Cộng hòa nhân dân Trung Hoa (1985) chính thức ghi Cát căn là vị thuốc hạ nhiệt dùng trong các trường hợp cảm sốt kèm theo cảm giác khó chịu hoặc đau nhức nơi cổ, bả vai; giải khát khi sốt nóng

Viện nghiên cứu dược thuộc Viện Y học Khoa học Trung Quốc đã làm thí nghiệm trên chuột bạch thấy rằng tiêm dưới da hoặc vào xoang bụng của chuột bạch hoạt chất cát căn trong cồn etylic với liều 10g/kg thể trọng chuột bạch đã được gây thiếu máu cơ tim cấp tính Theo dõi bằng điện tâm đồ cho thấy hoạt chất cát căn

có tác dụng bảo vệ thiếu máu cấp tính cơ tim rõ rệt

Bột sắn dây thường được dùng với tác dụng điều hòa thân nhiệt: thử nghiệm tại Nhật đã chứng minh các chế phẩm từ Cát căn có tác dụng hạ nhiệt nơi thỏ đã bị gây sốt

Các nghiên cứu tại Nhật cho thấy Cát căn có những tác động trên những bệnh nhân bị đau thắt ngực (angina pectoris): 38% bệnh nhân thuyên giảm, 42% có những chuyển biến tốt sau 1 tháng thử nghiệm Cát căn cũng có những tác dụng hạ huyết áp, hạ đường huyết Trong một thử nghiệm tại Trung Hoa: 52 người cao huyết áp được cho uống mỗi ngày 8 muỗng cà phê bột Cát căn dưới dạng trà, sau 8 tuần: 17 người đạt kết quả tốt, 30 người thuyên giảm rõ rệt

Sắn dây trong chữa bệnh tai - mũi - họng: khi thử nghiệm trên 33 người

bị mất thính lực bất ngờ, sắn dây được cho dùng chung với vitamin B hỗn hợp: 9 trường hợp khỏi hẳn và 6 trường hợp thuyên giảm

Isoflavon trong sắn dây như daidzein, daidzin và puerarin có những tác động như những chất ức chế, có tính nghịch chuyển, các phân hóa tố alcohol và aldehyd dehydrogenase (Alcohol Clin Exp Res No 18-1994) Daidzein, trích tinh Cát căn làm giảm sự tiêu thụ alcohol, giảm cao điểm của nồng độ alcohol trong máu, và rút ngắn thời gian gây ngủ của alcohol nơi thú vật Sự giảm cao điểm nồng

độ alcohol có thể do ở sự kéo dài thêm thời gian của thực phẩm trong bao tử (Am J Clin Nutr No 68-1998) Các thí nghiệm của Yujiro Niiho tại Viện bào chế Isan, dùng trích tinh hoa Sắn dây bằng methanol cho thấy khi cho uống trích tinh, nồng

độ alcohol và aldehyd trong máu người uống rượu giảm xuống rất nhanh (Herbal Gram No 23-1990) Cát căn là thuốc giải độc rượu

Một nhà nghiên cứu y học Trung Quốc tên là Vĩnh Minh Cường phỏng vấn 300 người Trung Quốc dùng bột sắn dây đều cho thấy bột sắn dây có tác dụng giải say rượu, trung hòa các chất độc và giải nhiễm độc do rượu cho các cơ quan nội tạng mà không để lại hiệu ứng phụ nào cho cơ thể Khi ông Vĩnh Minh Cường quay trở lại trường đại học Havard, ông đã tổng kết các kinh nghiệm y học đó và kết luận rằng: củ sắn dây không biết vì lý do gì còn có tác dụng làm giảm ham muốn uống rượu ở người nghiện rượu và giảm sự tàn phá của rượu lên cơ thể con người

Các nghiên cứu về tác dụng của sắn dây sẽ còn tiếp tục ở cả Mỹ và ở Châu Á

Có lẽ khả năng quý giá của sắn dây còn vượt qua cả các tuyên bố nghiên cứu hiện

có ở nước này Các tài liệu đông y cổ của Trung Quốc đều cho rằng các loại thuốc

có chứa sắn dây còn dùng để chữa cả bệnh hiểm nghèo

1.1.4.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Sắn dây là một loài cây thuốc lâu đời ở Việt Nam và được trồng khá phổ biến từ vùng miền núi đến đồng bằng Từ lâu, y học dân gian đã coi sắn dây như một loại thuốc có thể chữa được nhiều chứng bệnh như cảm sốt phong nhiệt, kiết lị kèm theo sốt, giải nhiệt,

Từ năm 2001, PGS.TS Đỗ Thị Hoa Viên và TS Phan Quốc Kinh đã nghiên cứu chiết xuất bằng cồn và xác định các isoflavonoid từ các nguyên liệu: Củ sắn dây tròn và Củ sắn dây mọc hoang ở rừng Hòa Bình Từ đó đã xác định được cấu tạo hóa học và hàm lượng của daidzein, genistein trong các nguyên liệu trên và

so sánh với daidzein, genistein chuẩn

Phan Quốc Kinh, Đỗ Hoa Viên và Lê Minh Châu đã công bố kết quả nghiên cứu chiết xuất và tinh chế isoflavonoid có hoạt tính estrogen trong củ sắn dây (Tạp chí Khoa học và Công nghệ 2003,2,10-15) Một trong số các nhóm chất được chứng minh là có tác dụng chữa bệnh của sắn dây là các dẫn chất thuộc nhóm isoflavonoid có hoạt tính oestrogen, hay còn gọi là các phytoestrogen Đây là một nhóm hoạt chất đa dạng có nguồn gốc từ thực vật mà những chất này có cấu trúc và chức năng tương tự như hoocmon estrogen của động vật có vú, có khả năng thay thế estrogen trong cơ thể phụ nữ Các phytoestrogen có tác dụng ngăn ngừa các biểu hiện rối loạn hoocmon cũng như làm giảm nguy cơ mắc các bệnh về tim mạch, loãng xương, ung thư vú, ở phụ nữ thời kì tiền mãn kinh và còn có tác dụng

phòng chống ung thư tiền liệt tuyến ở nam giới Đề tài “Nghiên cứu in vivo tác dụng nội tiết kiểu oestrogen của Isoflavones chiết xuất từ sắn dây, Pueraria thomsoni Benth” của tác giả Đỗ Thị Hoa Viên (Tạp chí Khoa học và công nghệ - Tập 44 Số

2/2006 Tr.61-64) đã đi đến kết luận là cao chiết isoflavone từ củ sắn dây Pueraria thomsonii Benth có hoạt tính nội tiết kiểu estrogen trên 51,5% chuột nhắt trắng cái

với liều uống 150 mg / con / ngày Điều này cho thấy hoạt tính estrogen của hỗn hợp isoflavone chiết xuất từ củ sắn dây là khá rõ rệt

Thạc sỹ Trần Thị Xuân, 2005 Nghiên cứu isoflavon từ sắn dây trồng và sắn dây mọc hoang

Năm 2009, Nhóm nghiên cứu gồm hai sinh viên Hoàng Ngọc Tú và Nguyễn Thị Minh Trang, khoa Công nghệ thực phẩm, Đại học Công nghệ Sài Gòn

đã nghiên cứu sản xuất thử nghiệm thành công rượu vang từ sắn dây Phân tích cho thấy, rượu sắn dây chứa chất puerarin có thể ngừa ung thư, tốt cho tim mạch, giúp

vi khuẩn đường ruột có lợi phát triển

1.1.5 Một số sản phẩm sắn dây hiện có trên thị trường

Sản phẩm từ sắn dây trên thị trường hiện nay vẫn còn ít và khá đơn điệu, chủ yếu ở hai dạng:

Dạng bột: được đóng trong các vật liệu khác nhau như: túi PE, thẩu

thủy tinh 1/2kg hay đóng trong các gói nhỏ trọng lượng 5g / gói… Sắn dây loại này

có cách dùng chung là hòa bột vào nước, thêm đường và uống ngay Nước sắn dây loại này có trạng thái cảm quan không tốt (đục, vị không ngon) và dễ bị phân lớp

Do đó, tuy có tác dụng tốt nhưng bột sắn dây không được ưa chuộng lắm trên thị trường hiện nay

Hình 1.2 Một số sản phẩm bột sắn dây trên thị trường

Dạng lát mỏng: thường được dùng như một vị thuốc ở các hiệu thuốc

Đông y cổ truyền

Hình 1.3 Sản phẩm sắn dây dạng lát mỏng

Điều đáng chú ý là cho đến nay trên thị trường vẫn chưa xuất hiện loại nước sắn dây đóng chai hoặc lon có trạng thái cảm quan tốt đáp ứng nhu cầu người tiêu dùng

1.2 TỔNG QUAN VỀ NƯỚC GIẢI KHÁT

1.2.1 Khái niệm chung

Nước giải khát là đồ uống ngoài nước còn chứa các dưỡng chất, chất màu, mùi, vị đặc trưng khác với bia và rượu Thường được chế biến bằng phương pháp lên men chưa hoàn toàn hoặc bằng phương pháp pha chế

Nguyên liệu sản xuất nước giải khát thông thường là từ củ, quả qua quá trình trích ly, hoặc từ nước đường, syrup và các phụ gia tạo hương vị, màu sắc đặc trưng

Vì vậy, ngoài nước ra, trong thành phần của nước giải khát còn chứa khoảng 10 – 12% chất hòa tan khác, bao gồm đường, acid thực phẩm, khí cacbonic, chất thơm, chất màu và một số chất khác được đưa vào cùng với nước quả như acid amin, vitamin và muối khoáng…Nhờ các chất hòa tan này mà nước giải khát có giá trị dinh dưỡng, cung cấp cho cơ thể một lượng calo xác định, đồng thời gây cho người uống cảm giác khoan khoái và thú vị

1.2.2 Phân loại nước giải khát

Tùy theo nguồn nguyên liệu và phương pháp sản xuất, người ta chia nước giải khát thành nhiều loại khác nhau nhưng nói chung có thể phân thành 4 nhóm chính:

Nước chứa khí CO 2 hay còn gọi là nước bão hòa CO 2 : Loại nước này

chỉ là nước uống thông thường được làm lạnh đến 12 – 150C rồi đem sục khí để hòa tan CO2

Nước giải khát pha chế: ngoài nước bão hòa CO2 còn chứa các thành phần khác như đường, nước quả, axit thực phẩm, chất thơm và chất màu Các chất này được pha lẫn theo số lượng nhất định

Nước giải khát lên men: được chia thành 2 nhóm nhỏ: lên men từ nước

quả và lên men từ dịch đường, tinh bột Chúng khác nhau về thành phần và quá trình chuẩn bị dịch lên men nhưng giống nhau ở chỗ khí CO2 chứa trong nước giải khát đều được tạo ra trong quá trình lên men dịch đường

Nước giải khát chữa bệnh: bao gồm nước muối khoáng tự nhiên hay

pha chế từ các chất hóa học với tỷ lệ xác định nên có tác dụng chữa khỏi một số bệnh Vào những năm gần đây, nước giải khát chữa bệnh còn được sản xuất bằng cách trích ly những hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học mạnh để phòng ngừa

và hỗ trợ chữa một số bệnh

1.2.3 Tình hình sản xuất và tiêu thụ nước giải khát trên thị trường hiện nay

“Việt Nam là một trong những thị trường tiêu thụ nước giải khát không cồn

có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất thế giới” Đó là nhận định của Giáo sư Phạm

Song, Chủ tịch Tổng hội Y học Việt Nam tại hội thảo “Phát triển, nâng cao vị thế của trà xanh và thảo mộc đối với ngành đồ uống Việt Nam”, diễn ra ngày 15/10, tại Bình Dương

Giáo sư Song cho biết thêm, trung bình mỗi năm, một người Việt Nam mới chỉ uống khoảng 3 lít nước giải khát đóng chai không cồn, trong khi mức bình quân của người Philippines là 50 lít/năm Theo dự báo, đến năm 2012, tổng lượng đồ uống bán lẻ ở Việt Nam sẽ tăng gần 50% so với năm 2007

Theo nghiên cứu của Indochina, dù kinh tế Việt Nam năm 2008 suy thoái nhưng người tiêu dùng vẫn không cắt giảm chi tiêu nhiều cho nước giải khát Số người tăng hoặc giữ nguyên chi tiêu cho nước giải khát là 65%, cắt giảm chi tiêu là

23% Và trên thị trường nước giải khát, phân khúc có mức độ tăng trưởng mạnh mẽ nhất chính là các loại nước uống đóng chai được cho là có lợi cho sức khỏe

Trong thời gian gần đây, nhu cầu của người tiêu dùng đối với các mặt hàng nước giải khát đang có sự thay đổi đáng kể - theo chiều hướng quan tâm hơn đến các sản phẩm (được cho là) có lợi hơn cho sức khỏe

Theo một khảo sát trên các hộ gia đình ở thành thị thì có tới 70% người tiêu dùng quan tâm hơn đến sức khỏe của mình so với trước đây; 74% người được hỏi muốn sử dụng các loại vitamin và khoáng chất và 80% thích mua các sản phẩm có chứa chất có lợi cho sức khỏe như nhân sâm, calcium….Theo bác sỹ Nguyễn Xuân Hướng, Chủ tịch Hội Đông y Việt Nam, hiện nay, đa số người tiêu dùng đều hướng tới nhu cầu sử dụng những thực phẩm từ tự nhiên Những sản phẩm này không chỉ

có lợi cho sức khỏe mà còn thân thiện với môi trường, kết hợp được cả hai nhu cầu

cơ bản của người tiêu dùng hiện đại là bổ dưỡng (dù chỉ ở một mức độ nhất định)

và tiện lợi (dễ mua, dễ sử dụng và giá cả cũng hợp lý) Do đó, xu hướng tiêu dùng đối với mặt hàng nước giải khát đang có sự chuyển dịch rõ ràng sang các sản phẩm được chiết xuất từ thiên nhiên như trái cây, trà xanh, trà bí đao…

Nắm bắt được xu hướng này, bắt đầu từ cuối năm 2006, và đặc biệt là trong 2 năm 2007 - 2008, các hãng nước giải khát đã nhanh chóng tung ra hàng loạt các sản phẩm mới với các thành phần (được giới thiệu là) chiết xuất từ thiên nhiên, đánh thẳng vào tâm lý muốn khỏe hơn của người tiêu dùng Ông Nguyễn Thanh Phong - Cục phó Cục An toàn Vệ sinh Thực phẩm (Bộ Y tế), cho biết, miếng bánh của thị trường nước giải khát Việt Nam còn khá nhiều đối với doanh nghiệp trong nước

Nhiều doanh nghiệp Việt Nam sản xuất nước giải khát đang triển khai những sản phẩm với thành phần tự nhiên, đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm, đáp ứng nhu cầu thực tế của người dân trong nước

Các công ty sản xuất nước uống đã đầu tư dây chuyền sản xuất ngày càng hiện đại, đồng thời nghiên cứu và cho ra đời những sản phẩm mới như trà xanh, trà thảo mộc không đường dành cho người mắc bệnh tiểu đường hay không thích thức uống có đường…

Theo thống kê tại một số siêu thị lớn, doanh số bán ra của các sản phẩm nước trà xanh đóng chai (đứng đầu trong nhóm nước uống bổ dưỡng) có mức tăng trưởng từ 30 - 40% / năm Và trên thị trường này, các công ty nội địa lại đang gặt hái được những thành công ban đầu, cả về giá bán lẫn sản lượng Thị trường nước uống bổ dưỡng dường như đã qua giai đoạn thăm dò và đang chiếm lĩnh niềm tin

của người tiêu dùng Trong những phản hồi về chuyên mục “Tiếng nói Tin & Dùng”, nhiều người tiêu dùng cho rằng: nước uống bổ dưỡng chế biến sẵn là sản

phẩm rất phù hợp với nhu cầu và nhịp sống hiện đại

1.2.4 Một số quá trình cơ bản trong công nghệ sản xuất nước giải khát từ rau quả

Nước giải khát từ rau quả được sản xuất theo các công đoạn tổng quát được

1.2.4.2 Vận chuyển

Vận chuyển nguyên liệu có ảnh hưởng trực tiếp đến phẩm chất nguyên liệu, đến chất lượng và giá thành của sản phẩm

Trong khi bốc dỡ và vận chuyển, nguyên liệu rau quả cần đựng trong bao

bì, thùng chứa để tránh cho nguyên liệu bị xây xát, dập nát Sau mỗi lần chuyên chở, các phương tiện vận tải phải được quét dọn sạch sẽ và định kỳ sát trùng Trên đường vận chuyển phải che phủ để tránh bụi, nắng, mưa nhưng phải khô thoáng để nguyên liệu khỏi bị hư hỏng nhất là về mùa hè

Nguyên liệu

Tiếp nhận – Phân loại

Xử lý cơ học Rửa

Acid thực phẩm

Chất màu

Hương liệu

Chuẩn bị hộp Vận chuyển

Dán nhãn – Hoàn thiện

Hình 1.4 Sơ đồ quy trình tổng quát sản xuất nước giải khát từ rau quả

1.2.4.3 Lựa chọn – Phân loại

Ngay từ khi thu nhận vào cơ sở chế biến, nguyên liệu đã phải được lựa chọn, phân loại theo những yêu cầu nhất định nhằm loại trừ các nguyên liệu bị hư hỏng, không đạt chất lượng trước khi đưa vào chế biến Để được thu nhận và chế biến, nguyên liệu cần đạt tới mức quy định các chỉ tiêu chất lượng như: độ chín, hàm lượng chất khô, mức độ hư hỏng, kích thước, độ lớn…Sau đó được phân theo phẩm cấp và được xếp riêng theo từng lô

1.2.4.4 Rửa

Trong công nghệ chế biến thực phẩm, rửa là một công đoạn không kém phần quan trọng Rửa nhằm mục đích loại bỏ các tạp chất như bụi, đất, cát…và làm giảm lượng vi sinh vật bám trên bề mặt của nguyên liệu Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là: nguyên liệu sau khi rửa phải sạch, không bị dập nát, các chất dinh

dưỡng ít bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và tốn ít nước

1.2.4.5 Xử lý cơ học

Các quá trình xử lý cơ học là các quá trình sử dụng phương pháp cơ học

để chế biến sơ bộ nguyên liệu, nhưng trong quá trình này nguyên liệu chưa bị biến đổi về thành phần hóa học mà chỉ thay đổi về tính chất vật lý

- Làm sạch: nhằm loại bỏ những phần không ăn được hoặc có giá trị dinh dưỡng thấp của nguyên liệu

- Cắt nhỏ, xay, nghiền: có tác dụng thay đổi hình dạng, kích thước của nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được dễ dàng và tạo hình dạng cho sản phẩm

1.2.4.6 Xử lý nhiệt sơ bộ

Chần, hấp: là quá trình dùng tác nhân truyền nhiệt là nước nóng và hơi nước để làm thay đổi một số tính chất của nguyên liệu theo hướng có lợi cho quá trình chế biến và cho sản phẩm Quá trình chần thường ở trong nước nóng hay trong dung dịch muối ăn, dung dịch đường, acid…Tùy thuộc vào yêu cầu chế biến

mà có chế độ chần thích hợp, quá trình chần làm tổn thất chất dinh dưỡng nhiều hơn

so với quá trình hấp

Cô đặc: là quá trình làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi, được ứng dụng nhiều trong một số sản phẩm như cà chua cô đặc, sữa cô đặc…

1.2.4.7 Ép và chiết xuất

Các thành phần dinh dưỡng của thực phẩm phần lớn chứa trong chất chiết xuất của tế bào hay còn gọi là dịch bào Để tách chúng ra khỏi nguyên liệu phải dùng cách ép hoặc chiết xuất Tùy theo tính chất của mỗi loại nguyên liệu mà dùng phương pháp ép hay chiết xuất

Ép: Trong quá trình ép, áp suất lên lớp nguyên liệu tăng dần, tế bào bị

phá vỡ và chất chiết xuất được giải phóng ra ngoài tế bào Cũng do tác dụng của áp suất ép, chất chiết xuất tiếp tục được đẩy ra khỏi các mao quản chứa chúng trong khối nguyên liệu ép ra ngoài Bã còn lại thường có giá trị thực phẩm kém hơn được dùng vào mục đích khác có tính chất tận dụng như thức ăn cho gia súc…Để thực hiện quá trình ép, trong công nghiệp sử dụng các loại máy ép theo các nguyên tắc làm việc khác nhau

Chiết xuất: Phương pháp này sẽ được trình bày chi tiết ở Mục 1.3

1.2.4.8 Làm trong

Tất cả các phương pháp tách chất chiết xuất hiện hành trong sản xuất thực phẩm: ép, trích ly, ly tâm đều mang theo trong dung dịch tách ra, ngoài các thành phần hòa tan trong đó, các phần tử không hòa tan làm cho dung dịch không trong, làm ảnh hưởng đến chất lượng của thành phẩm Những thành phần không hòa tan làm cho dung dịch đục, ngoài những phần vụn của các xác bã nguyên liệu và tạp chất còn có các mảnh của các tế bào bị xé nhỏ Những phần tử lớn có thể tách chúng một cách dễ dàng bằng các lưới sàng, vải màn, ly tâm hay tự lắng Các dịch chiết xuất thực phẩm và đặc biệt là dịch rau quả là một hệ keo phức tạp và bền vững

do có chứa các hợp chất cao phân tử như protein, pectin, tanin, một số sắc tố, chất nhựa, một số hợp chất hữu cơ của ion kim loại Hệ keo này không những ảnh hưởng nhiều đến quá trình sản xuất mà trong nhiều trường hợp còn làm giảm chất lượng sản phẩm

Để tách các chất khuếch tán trong hệ keo và có thể thu được dung dịch trong suốt cần phải có biện pháp phá hủy hệ keo và làm cho các chất tạo keo kết tủa Quá trình đó gọi là quá trình làm trong

Các phương pháp làm trong thường sử dụng là:

−Các phương pháp vật lý: không làm thay đổi thành phần hóa học và

tính chất của hệ keo Đó là phương pháp lọc sơ bộ (lọc thô) lắng, ly tâm, điện phân…

−Các phương pháp enzyme: Do tác dụng của enzyme tự nhiên sẵn có

trong sản phẩm hoặc nhân tạo cho thêm vào để gây ra các biến đổi sinh hóa và lý hóa phá vỡ hệ keo làm cho keo kết tủa Phương pháp tự trong và phương pháp dùng chế phẩm enzyme để làm trong nước quả, rượu quả đã được áp dụng nhiều trong sản xuất

−Phương pháp hóa - keo: Dùng các biện pháp hóa học để phá hủy hệ

keo bằng cách dùng một hệ keo khác mang điện tích trái dấu hoặc pha trộn các sản phẩm khác nhau (2 loại nước quả khác nhau) có những thành phần hóa học khác nhau có khả năng khử keo nhau (tanin và protein), hoặc bằng phương pháp gia nhiệt (đun nóng đột ngột, làm lạnh đông rồi tan giá), hoặc dùng các chất có khả năng làm kết tủa keo (rượu)

Phương pháp chọn một hệ keo khác mang điện tích trái dấu để phá hủy

hệ keo được gọi là phương pháp dùng keo khử keo Đó là, người ta thường chọn

các chất keo có điện tích ngược với keo sẵn có trong dung dịch, đồng thời ít gây màu sắc, mùi vị lạ cho thực phẩm, chẳng hạn như gelatin, keo bóng cá, agar – agar, natri anginat để cho vào dịch cần làm trong Ví dụ: pectin trong dung dịch nước quả mang điện tích âm và gelatin cho vào dung dịch nước quả mang điện tích dương Chúng sẽ sinh ra một sự trung hòa về điện tích các keo và tạo kết tủa Để kích thích quá trình kết tủa đôi khi người ta còn cho thêm vào các chất khác tạo với các chất keo của dung dịch những kết tủa không hòa tan hay chuyển các keo đó từ dạng háo nước sang dạng ghét nước Ví dụ: gelatin (là một protein) cho vào còn có khả năng

liên kết với tanin (thường có sẵn ít nhiều trong nước quả) để tạo kết tủa, hấp phụ theo các phần tử khác

Quá trình dùng keo khử keo trong công nghiệp tiến hành tốt nhất ở nhiệt

độ 10 – 120

C trong 6 – 10h Phải dùng với lượng vừa đủ vì nếu thừa ra sẽ làm cho dung dịch bị đục Mỗi dung dịch làm trong có thành phần không giống nhau nên phải có thử nghiệm liều lượng đối với từng loại dung dịch

Tuy nhiên các phương pháp làm trong thường là thể hiện một sự tác dụng phối hợp của các yếu tố làm trong

1.2.4.9 Chuẩn bị syrup nước đường (syrup cơ bản)

a Nấu nước đường

Đường là một trong những thành phần chủ yếu nhất của nước giải khát

Nó điều chỉnh và làm hài hòa giữa vị chua, độ ngọt và mùi thơm của nước uống Tùy thuộc loại nước giải khát, lượng đường cho vào có thể rất khác nhau, từ 70 đến 100g trong 1 lít đối với các loại nước quả pha chế và 25 – 60 gam/lít đối với các loại nước giải khát lên men Đường trước khi pha vào nước giải khát cần nấu thành dạng syrup có nồng độ 50 – 70%

Quá trình nấu syrup gồm 3 giai đoạn: hòa tan đường trong nước, đun sôi và chuyển hóa đường thành syrup

b Lọc nước đường

Lọc syrup phải thực hiện ở trạng thái nóng Lọc nhằm mục đích tách hết các tạp chất cơ học như rác, đất, cát lẫn vào đường trong quá trình vận chuyển và bảo quản

Lọc có thể tiến hành theo phương pháp thủ công bằng cách lọc qua những lớp vải và rổ rá Nhưng lọc thủ công chỉ dùng với phân xưởng có năng suất

Đường

đường

Acid thực phẩm

nhỏ hay ở các cửa hàng, quán giải khát,… Trong công nghiệp ta phải dùng thiết bị lọc

1.2.4.10 Phối chế

Đó là quá trình hòa tan tất cả các cấu tử có trong thành phần của nước giải khát Sau khi phối chế, ta được nước giải khát bán thành phẩm Tính chất cảm quan và các chỉ số lý, hóa học của bán thành phẩm quyết định phần không nhỏ chất lượng của nước giải khát

Phối chế có thể thực hiện theo các phương pháp sau:

- Hòa lẫn syrup cơ bản (nước đường) với dịch trích ly của rau quả và các cấu tử khác ở nhiệt độ phòng

- Đun nước quả với acid và đường, tiếp đó đem lọc, làm lạnh rồi cho thêm chất màu và hương liệu

Với các loại nước giải khát pha từ những hương liệu chanh, cam, quýt… hay trích ly từ rễ cây, lá thơm, người ta chỉ pha chế theo phương pháp lạnh Với các loại nước giải khát chứa nước rau quả có thể pha chế theo phương pháp nóng hay lạnh đều được

1.2.4.11 Chuẩn bị bao bì

Bao bì dùng trong sản xuất nước giải khát thường là bao bì thủy tinh và bao bì kim loại Mỗi loại bao bì đều có những ưu điểm và nhược điểm nhất định khi

sử dụng

Bao bì thủy tinh

- Ưu điểm: chịu ăn mòn rất tốt, khá trơ về mặt hóa học, hầu như không

có tương tác với các thành phần của thực phẩm Do đó, an toàn khi sử dụng để đựng thực phẩm, đặc biệt là các thực phẩm có pH thấp, vệ sinh, dễ rửa, hầu như không thấm khí và hơi, có thể sử dụng được nhiều lần (tái sử dụng), vòng quay cao, giá thành hạ, có thể đóng kín nắp lại sau khi đã mở ra, trong suốt, cho ánh sáng đi qua, tăng sức lôi cuốn đối với người tiêu dùng…

- Nhược điểm: các thực phẩm kém bền với ánh sáng bị ảnh hưởng: độ

bền cơ học rất thấp, khối lượng riêng lớn, khả năng dẫn nhiệt kém…

Bao bì kim loại

- Ưu điểm: nhẹ, dẫn nhiệt tốt, có độ bền cơ lý tốt…

- Nhược điểm: giá thành cao, độ bền cơ học yếu, hay bị gỉ và ăn mòn

Trước khi sử dụng, các loại bao bì phải được kiểm tra lại phẩm chất và rửa sạch Bao bì kim loại đủ tiêu chuẩn được rửa sạch bằng nước lã, nước nóng, khi cần thiết có thể dùng dung dịch kiềm loãng hay nước xà phòng loãng, xô – đa để làm sạch tạp chất bụi cát, dầu khoáng còn dính ở vỏ hộp khi gia công, sau đó sấy khô

Các loại bao bì thủy tinh thường nhiễm bẩn và khó rửa sạch hơn bao bì kim loại, người ta phải rửa kỹ bằng hóa chất

Sau khi làm sạch bao bì, tiến hành sấy khô bao bì

1.2.4.12 Vào hộp

Khi cho sản phẩm vào hộp phải đạt được các yêu cầu sau:

1 Đảm bảo khối lượng tịnh và các thành phần của hộp theo tỷ lệ quy định

2 Đảm bảo chừa đủ khoảng không đỉnh hộp yêu cầu từ 8 – 10mm

- Tạo độ chân không cho đồ hộp thành phẩm

- Hạn chế quá trình oxy hóa các chất dinh dưỡng của thực phẩm (các vitamin, các hợp chất màu, lipid) tránh giảm giá trị dinh dưỡng và giá trị cảm quan

- Hạn chế quá trình hư hỏng đồ hộp do hoạt động của vi sinh vật hiếu khí

- Hạn chế hiện tượng ăn mòn và han gỉ của bao bì kim loại

Các phương pháp bài khí thường được sử dụng là: bài khí bằng nhiệt, bài khí bằng hút chân không, bài khí kết hợp nhiệt – hút chân không

Phương pháp thanh trùng bằng nhiệt có những ưu điểm hơn hẳn các phương pháp khác, đó là vì nhiệt độ ít có tác dụng xấu đến chất lượng sản phẩm và sức khỏe người tiêu dùng Ngoài ra, thanh trùng bằng nhiệt còn dễ kiểm soát được các thông số theo từng loại nguyên liệu hay yêu cầu nhiệt độ thanh trùng của từng loại sản phẩm

- Các loại đồ hộp có pH = 4,5 – 5,0: thường có các loại vi sinh vật

ưa nóng kị khí như Clostridium Thermosaccharolyticum, Bac stearothermophilus

Muốn tiêu diệt các vi sinh vật này cần nhiệt độ 1000C – 1120C

- Các loại đồ hộp có pH > 5,0: vi sinh vật phát triển trong môi trường này đều là vi sinh vật ưa nóng, do đó cần thanh trùng ở nhiệt độ cao 100 –

1210C

b Chọn thời gian thanh trùng

Muốn chọn, hay nói đúng hơn là xác định thời gian thanh trùng, cần phải xét đến các yếu tố:

Yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật: có 3 yếu tố ảnh hưởng đến thời gian tiêu diệt vi sinh vật

- Nhiệt độ thanh trùng:

Nhiệt độ thanh trùng càng cao thì thời gian tiêu diệt vi sinh vật càng ngắn, ngược lại nếu nhiệt độ thanh trùng càng thấp thì thời gian thanh trùng càng dài Khi kéo dài thời gian tiêu diệt và hạ nhiệt độ thanh trùng hoặc rút ngắn thời gian tiêu diệt và nâng nhiệt độ thanh trùng với mức độ tương ứng thì hiệu quả thanh trùng như nhau; nhưng về mặt chất lượng sản phẩm nên giảm thời gian và nâng nhiệt độ thanh trùng vừa phải thì tốt hơn là kéo dài thời gian thanh trùng ở nhiệt độ thấp

- Thành phần hóa học của sản phẩm:

Nồng độ ion H+hay chỉ số pH của sản phẩm là yếu tố quan trọng làm giảm độ bền nhiệt của vi sinh vật Chỉ số pH càng thấp thì thời gian tiêu diệt vi sinh vật càng ngắn

Fitonxit: các fitonxit có tác dụng rút ngắn thời gian tiêu diệt vi sinh vật

Đường, muối: nồng độ của đường, muối trong đồ hộp làm tăng

độ chịu nhiệt của vi sinh vật đến mức độ nhất định Khi nồng độ đó cao thì lại có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật nhanh hơn

- Loại và số lượng vi sinh vật:

Khả năng chịu nhiệt của từng loại vi sinh vật rất khác nhau Trong cùng môi trường, ở cùng nhiệt độ thanh trùng, vi khuẩn có nha bào bền hơn loại không có nha bào, và bền hơn cả là loại vi khuẩn ưa nhiệt

Thời gian tiêu diệt còn phụ thuộc vào số lượng vi sinh vật nhiễm vào, lượng vi sinh vật nhiễm nhiều thì thời gian tiêu diệt dài

Yếu tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt vào giữa hộp: có 4 yếu

tố ảnh hưởng đến thời gian truyền nhiệt vào tâm hộp:

- Tính chất vật lý của sản phẩm,

- Tính chất của bao bì,

- Nhiệt độ của đồ hộp trước khi thanh trùng,

- Trạng thái chuyển động của đồ hộp khi thanh trùng

c Chọn áp suất đối kháng

Trong quá trình thanh trùng, sự giãn nở của hơi nước, không khí và sản phẩm trong hộp đã ghép kín tạo ra áp suất khá lớn bên trong hộp

Sự chênh lệch áp suất giữa áp suất bên trong hộp và áp suất trong thiết

bị thanh trùng, nếu vượt quá giới hạn cho phép (gọi là hiệu số áp suất giới hạn) sẽ gây ra phồng hộp, biến dạng quá mức, làm bật nắp và các mối hàn

Áp suất đối kháng là áp suất cần tạo ra trong quá trình thanh trùng để chống lại sự tăng áp suất trong hộp do giãn nở khi thanh trùng.Do vậy, áp suất đối kháng về độ lớn chính bằng áp suất trong hộp khi thanh trùng

d Cách biểu diễn công thức thanh trùng

Công thức thanh trùng trong sản xuất đồ hộp thường được biểu diễn như sau:

P t

C B A a

B: Thời gian giữ nhiệt hay là thời gian tiêu diệt vi sinh vật (phút); C: Thời gian hạ nhiệt độ sản phẩm từ nhiệt độ thanh trùng đến nhiệt

độ nhiễm vi sinh vật của nước quả Sau khi thanh trùng xong phải làm nguội nhanh

Ngoài phương pháp thanh trùng, còn một số phương pháp bảo quản nước quả như sau:

Bảo quản bằng cách rót nóng: Nước quả có độ acid cao nên là môi

trường hoạt động của nấm mốc và nấm men, mà nấm mốc và nấm men lại kém chịu nhiệt Do đó, có thể bảo quản nước quả bằng cách rót nóng Đun nóng nước quả lên

90 – 950C trong 30 – 40s rồi rót ngay vào lọ thủy tinh lớn đã sát trùng và ghép nắp ngay Nếu đóng trong bao bì nhỏ thì phương pháp này không đảm bảo

Bảo quản bằng CO 2 : nạp khí CO2 với tỷ lệ 1,5% (theo khối lượng nước quả) để bảo quản nước quả dự trữ trong thùng chứa lớn

Bảo quản bằng cách lọc thanh trùng: Có thể thanh trùng nước quả

bằng cách lọc qua amiăng ép và xenluloza có lỗ đủ nhỏ để giữ lại vi sinh vật Nước quả qua lọc cần đóng hộp ngay trong điều kiện vô trùng

Bảo quản bằng hóa chất: Người ta còn bảo quản nước quả bán chế

phẩm bằng rượu etylic, khí SO2, natri benzoat và acid sobic

1.2.4.16 Làm nguội

Là quá trình đưa nhiệt độ của sản phẩm về điều kiện nhiệt độ phòng nhằm chấm dứt tác động xấu của nhiệt độ cao đến chất lượng của sản phẩm Sau khi thanh trùng, sản phẩm được làm nguội ngay đến nhiệt độ 35 – 450C Có thể làm nguội ngay trong thiết bị thanh trùng hoặc làm nguội trong bể lạnh Thời gian làm nguội được quy định trong công thức thanh trùng

1.2.4.17 Bảo ôn

Nhiệt lượng còn lại trong sản phẩm sau khi làm nguội có tác dụng tiếp tục làm bay hơi nước trên bề mặt bao bì Bao bì khô sẽ tránh được quá trình han gỉ thân hoặc nắp bao bì Khi hộp đã khô hết hoặc khô gần hết, ta xếp sản phẩm vào nơi quy định trong kho bảo ôn theo từng lô hàng, từng ca, từng mẻ sản xuất Sau thời gian 7 – 10 ngày vào mùa hè hoặc 10 – 15 ngày vào mùa đông, sản phẩm được kiểm tra nhằm loại bỏ những hộp không đạt tiêu chuẩn (phồng hộp, méo…) do nguyên nhân vật lý, hóa học, sinh học Sau đó, tiến hành lau chùi, dán nhãn và bao gói theo quy định cụ thể và cuối cùng sản phẩm được xuất xưởng

1.2.5 Các phụ gia thường sử dụng trong công nghệ sản xuất nước giải khát

1.2.5.1 Các acid thực phẩm

Để tạo cho nước giải khát vị chua dịu, trong sản xuất người ta thường dùng một số acid thực phẩm như acid citric, acid tartric, acid lactic…Độ chua của acid phụ thuộc vào các phân tử không phân ly và các anion

a Acid citric C 6 H 8 O 7 H 2 O

Acid citric chứa nhiều trong quả chanh, vì thế còn gọi là acid chanh Acid citric là tinh thể không màu, ngậm một phân tử nước Hàm lượng acid trong sản phẩm thường trên 99%

Các tạp chất cho phép:

+ Độ tro không quá 0,5%

+ Lượng H2SO4 tự do không được quá 0,05%

+ Hàm lượng Asen không quá 0,00014%

Khi hòa tan acid citric trong nước cất, dung dịch phải trong suốt, vị chua tinh khiết và không có vị lạ

Acid citric làm cho nước giải khát có mùi vị ngon hơn so với các acid thực phẩm khác

b Acid tartric C 6 H 12 O 6

Acid tartric có nhiều trong quả nho, được dùng nhiều trong sản xuất nước giải khát và rượu mùi nhưng vị kém hơn so với acid chanh Acid tartric nhận được từ nguồn phế thải của rượu nho

Nhìn bên ngoài, acid tartric là tinh thể không màu Hàm lượng acid trong sản phẩm thường trên 99%

Yêu cầu:

+ Không được chứa muối chì + Hàm lượng kim loại nặng không được quá 0,0005%, trong đó asen không được quá 0,00014%

+ H2SO4 không quá 0,05%

+ HCl không quá 0,02%

Acid tartric hòa tan tốt trong nước

c Acid lactic CH 3 – CHOH – COOH

Ngoài hai acid kể trên, trong sản xuất nước giải khát, người ta còn dùng acid lactic loại I và loại II Đây là acid lỏng trong suốt, màu hơi vàng hoặc vàng đậm Acid lactic bán ra gồm hai loại, chứa 40 và 70% acid lactic (còn gọi là acid sữa) và chứa hàng loạt các tạp chất (tro, CaSO4, muối sắt và hợp chất chứa nitơ)

1.2.5.2 Các chất thơm (Hương liệu)

Chất thơm là một trong những nguyên liệu quan trọng trong thành phần của nước giải khát Tuy chỉ chiếm số lượng rất ít nhưng nó tạo cho nước giải khát mùi thơm đặc trưng và hương ngát dịu Hương vị của một số nước giải khát như chanh, cam, quýt, mơ, mận, táo, xoài…là do tinh dầu chứa trong vỏ hoặc vị của thịt quả gây nên, các chất này được đưa vào nước giải khát ở hai dạng: hương liệu hoặc nước chiết từ quả bằng cách ngâm đường, cồn…

Khi mua và nhận hương liệu, ta cần kiểm tra tính chất cảm quan của từng lô hàng sao cho phù hợp với tên gọi và cường độ thơm cũng như định lượng tiêu hao cho từng loại nước giải khát Một mililit hương liệu phải hòa tan hoàn toàn trong 1 lít nước và không được vẩn đục

1.2.5.3 Các chất màu

Muốn cho nước giải khát có màu đẹp, hấp dẫn, người ta dùng các chất màu tự nhiên hay tổng hợp Chất màu tự nhiên phần nhiều trích ly từ rễ cây, vỏ quả hoặc dùng đường cháy – cole

Chất màu thực phẩm ta phải nhập của nước ngoài Nếu cần với số lượng ít, ta có thể trích từ quả mận, sim…Trong pha chế một số nước giải khát và rượu mùi, ta có thể dùng đường cháy – cole Đó là sản phẩm nhận được từ saccarose khi đun tới 180 – 1900C, là chất lỏng màu sẫm tối, hơi đắng nên còn gọi

là kẹo đắng

Đường cháy hòa tan tốt trong nước, dùng để pha chế nước giải khát có

độ màu khác nhau Kết hợp với các màu khác nhau bằng cách thay đổi tỷ lệ các chất màu trong hỗn hợp ta có thể tạo ra nhiều màu khác nhau phù hợp với từng loại quả dùng pha chế nước giải khát

1.2.5.4 Chất bảo quản

Các chất bảo quản thường được sử dụng trong sản xuất nước giải khát

là Kali sobat và Natri benzoat Việc bổ sung chất bảo quản nhằm làm ức chế hoạt động của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm mốc giúp kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm và giảm nhẹ chế độ thanh trùng

Natri benzoat dễ tan trong nước , là chất sát trùng mạnh đối với nấm men, nấm mốc và có tác dụng yếu hơn đối với vi khuẩn Mặc dù natri benzoat được cho phép sử dụng làm chất bảo quản thực phẩm, nhưng việc sử dụng chúng còn hạn chế vì chúng làm giảm chỉ tiêu cảm quan của sản phẩm

Kali sobat được sử dụng phổ biến hơn vì có tác dụng sát trùng mạnh với nấm men, nấm mốc; không độc đối với cơ thể người, cũng như khi cho vào sản phẩm thực phẩm sẽ không gây ra mùi hay vị lạ và không làm mất mùi vị tự nhiên của thực phẩm

1.3 LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT

1.3.1 Bản chất

Chiết xuất là phương pháp tách một hoặc một số chất hòa tan ra khỏi nguyên liệu bằng một chất hòa tan khác (gọi là dung môi) nhờ quá trình khuếch tán giữa các chất có nồng độ khác nhau; là quá trình phân bố các chất giữa hai pha không trộn lẫn vào nhau: một pha lỏng và một pha rắn tạo cân bằng lỏng – rắn hoặc hai pha lỏng, tạo cân bằng lỏng – lỏng

1.3.2 Lựa chọn dung môi cho quá trình chiết xuất

1.3.2.1 Yêu cầu của dung môi

- Phải có tính hòa tan chọn lọc, tức là hòa tan tốt các chất cần tách mà không được hòa tan hoặc hòa tan rất ít các chất khác Đây là tính chất rất cơ bản không thể thiếu được

- Không có tác dụng hóa học với các cấu tử của dung dịch

- Nếu trích ly lỏng yêu cầu khối lượng riêng (ρ) của dung môi khác xa với ρ dung dịch

- Không phá hủy thiết bị

- Không bị biến đổi thành phần khi bảo quản

- Không độc khi thao tác, không tạo hỗn hợp nổ với không khí và khó cháy

- Rẻ tiền, dễ kiếm

- Dung môi phải được tách ra sau quá trình trích ly bằng phương pháp đun nóng, chưng cất hoặc sấy Sau khi tách không để mùi vị lạ và không gây độc cho sản phẩm

- Sức căng bề mặt không được tạo nên các nhũ dịch bền vững gây khó cho việc tách riêng 2 pha

1.3.2.2 Các dung môi thường dùng trong sản xuất thực phẩm

- Nước: là dung môi phổ biến nhất trong công nghệ thực phẩm vì nó có

khả năng hòa tan trích ly nhiều chất tan và không gây độc: như trích ly mía, củ cải đường, cà phê, trích ly các loại chất tan trong chế biến tinh bột…

- Cồn etylic: là chất lỏng không màu, mùi đặc biệt, vị nóng bỏng, rất dễ

hút nước, dễ bay hơi, có tính chất hòa tan chọn lọc hơn nước Cồn etylic có thể hòa tan các acid, kiềm hữu cơ, các alcaloid, một số glucozit, nhựa, tinh dầu…Trong một

số trường hợp, hỗn hợp dung môi cồn – nước có khả năng hòa tan các chất trong nguyên liệu tốt hơn khi dùng dung môi cồn, nước riêng rẽ Thông thường dùng cồn 70% để thực hiện các quá trình chiết xuất

- Đường: khi ngâm đường với các loại trái cây, nhờ có sự chệnh lệch

nồng độ giữa đường và các dịch trái cây mà dịch trái cây sẽ đi ra môi trường và hòa tan lẫn với đường

Ngoài ra người ta còn dùng một số dung môi khác như: xăng, propan và butan, benzene, eter etylic và eter petron…

1.3.3 Những định luật chi phối quá trình chiết xuất

1.3.3.1 Khuếch tán

Là quá trình chuyển động phân tử, làm cho các phân tử chuyển từ pha nọ sang pha kia và phân bố đều trong hai pha Quá trình khuếch tán xảy ra từ nơi có nồng độ chất cao đến nơi có nồng độ thấp hơn Động năng của quá trình chính là gradient nồng độ dC/dx

Hiện tượng khuếch tán đã được Danton nghiên cứu từ thế kỷ 19, nhưng mãi đến năm 1955 mới được Fick đưa ra học thuyết về khuếch tán khối lượng Theo Fick, lượng chất tan được khuếch tán trong các lớp dung môi G phụ thuộc vào chênh lệch nồng độ (C1 – C2), thời gian T, diện tích bề mặt F và tỷ lệ nghịch với độ dày của lớp dung môi, hay quãng đường phải đi dx của chất khuếch tán

T dx

dC F D

G = Trong đó D là hệ số khuếch tán phụ thuộc bản chất của khuếch tán, độ nhớt của môi trường và nhiệt độ

Khi tiến hành chiết xuất, hiện tượng khuếch tán xảy ra chủ yếu ở hai khu vực:

- Bên trong nguyên liệu, qua các lỗ thông của màng tế bào