Báo cáo công nghệ chế biến rau trái mứt đông ths tôn nữ minh nguyệt

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM KHOA KỸ THUẬT HÓA HỌC Bộ môn công nghệ hóa thực phẩm GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Dương Lâm Võ Ngọc Trường A/ GIỚI THIỆU CHUNG: I. MỨT ĐÔNG: 1/ Định nghĩa: - Mứt đông là các sản phẩm chế biến từ quả tươi hoặc từ quả bán chế phẩm (puree quả, nước quả, quả sunfit hoá) nấu với đường đến độ khô 60- 65%, có bổ sung pectin hay agar để tạo gel đông. Sản phẩm mứt nổi bật là vị ngọt, thơm đặc trưng của quả. Ngoài hàm lượng đường khá lớn của quả, người ta còn bổ sung thêm một lượng khá lớn đường tinh khiết. 2/ Phân loại: a) Mứt đông jelly: - Mứt được chế biến từ nước quả trong suốt. - Nếu nước quả sunfit hoá, trước khi nấu mứt phải khử SO 2 bằng cách đun nóng để hàm lượng SO 2 trong sản phẩm không quá 0,025%. Tùy theo độ nhớt của nước quả và độ đông của sản phẩm mà người ta pha hoặc không pha thêm pectin. b) Mứt đông jam: - Mứt đông chế biến từ puree quả, có thể dùng riêng một chủng loại hoặc hỗn hợp nhiều loại quả, có thể dùng puree quả tươi hay puree quả bán chế phẩm. c) Mứt miếng đông marmalade: - Mứt miếng đông chế biến từ quả (tươi, sunfit hoá hay lạnh đông) để nguyên hay cắt miếng, nấu với đường, có pha hoặc không pha thêm acid thực phẩm và pectin. II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT MỨT ĐÔNG: 1/ Nguyên liệu chính: a) Trái cây: Hầu hết các chủng loại trái cây đều có thể được sử dụng để chế biên mứt đông. Nguyên liệu trái cây dùng trong sản xuất mứt đông thường ở các dạng sau: - Trái cây tươi. - Trái cây được trữ lạnh hoặc lạnh đông. - Trái cây hoặc bột trái cây được bảo quản bằng nhiệt. - Trái cây hoặc bột trái cây đã được sunfite hóa (bảo quản bằng SO 2 ). - Trái cây đã được sấy khô. Trong đó trái cây tươi được xem là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất mứt đông Đối với trái cây nguyên liệu, ngoài các chỉ tiêu về khối lượng riêng, hàm lượng chất khô, chất thơm, chất màu,… thì chỉ số pectin và acid có 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 có thể được chia thành bốn nhóm 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 xôi, Ngoài ra, trái cây dùng để chế biến mứt đông cũng phải tuân theo các tiêu chuẩn chung đối với nguyên liệu trái cây dùng cho sản xuất công nghiệp như phải tươi tốt, không bầm dập, sâu thối, ở độ chín kĩ thuật. Kích thước và hình dáng của quả cũng không ảnh hưởng nhiều đến phẩm chất mứt đông nên yêu cầu về kích thước, hình dạng qủa cũng không 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 hòa giữa độ chua, độ ngọt và mùi thơm. o Tăng hàm lượng chất khô, 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 đông, thành phần đường nghịch đảo là cần thiết cho việc ngăn chặn sự kết tinh sucrose của sản phẩm mứt có nồng độ chất khô cao trong suốt quá trình bảo quản. Nhờ sự có mặt của syrup đường nghịch đảo, sự kết tinh là khó có khả năng xảy ra trong các sản phẩm có nồng độ chất khô dưới 68%. Tuy nhiên, nếu nồng độ đường qúa cao, sự thẩm thấu các phân tử nước ra ngoài là đáng kể làm sản phẩm có 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. Ngoài ra có thể thay thế sucrose bằng các loại đường khác như: maltose, syrup glucose, syrup fructose,… để tăng hàm lượng chất khô, 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 có thể làm thay đổi thời gian tạo gel cũng như một số tính chất nào đó 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 toàn bộ lượng đường sucrose bằng các loại đường khác làm thay đổi hoạt độ của nước trong hỗn hợp, có 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 tinh luyện Đường cát trắng Thượng hạng Hạng I Hạng II 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 o ST) ≤ 1.2 1.4 2.5 0.5 Hình dạng Tinh thể đồng dều tơi khô, không vón cục Mùi vị Tinh thể đường và dung dịch đường trong nước cất có vị ngọt, không có vị lạ Màu sắc Óng ánh Trắng sáng Trắng Trắng ngà 2/ Phụ gia: a) Phụ gia tạo gel: Trong rau quả đã có sẵn chất tạo đông là pectin nhưng với hàm lượng rất thấp, vì vậy người ta pha thêm pectin bột, pectin cô 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 C 6 H 10 O 7 , liên kết với nhau bằng liên kết 1,4- glucoside. Trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl (- OCH 3 ). Chiều dài của chuỗi acid polygalacturonic có 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 có phân tử lượng từ 25.000 – 35.000 Da, trong khi đó pectin lấy từ cam lại có phân tử lượng đạt tới 50.000 Da. Hình 1: Cấu tạo của pectin - Tính chất: Pectin thuộc nhóm các chất làm đông tụ. Pectin được xem là một trong những phụ gia thực phẩm an toàn và được chấp nhận nhiều nhất, điều này được chứng minh bởi hàm lượmg ADI cho phép là “không 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 có dạng chất bột trắng màu xám nhạt.  Là một chất keo hút nước và rất dễ tan trong nước, không tan trong ethanol.  Đặc tính quan trọng của pectin là khi có mặt của acid và đường nó có khả năng tạo đông (tạo gel). - Pectin được đặc trưng bởi các chỉ số sau:  Chỉ số methoxyl (MI): biểu hiện tỉ lệ methyl hoá, là phần trăm khối lượng nhóm methoxyl (-OCH3) trên tổng khối lượng phân tử. Sự methyl hóa hoàn toàn tương ứng với chỉ số methoxyl bằng 16,3%, các pectin tách ra từ thực vật thường có chỉ số methoxyl từ 10% đến 12%.  Chỉ số ester hóa (DE): thể hiện mức độ ester hóa của pectin, là phần trăm về số lượng của các gốc acid galactoronic được ester hoá trên tổng số lượng gốc acid galacturonic có trong phân tử - Phân loại:  Theo % nhóm methoxyl có trong phân tử: o HMP (High Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl cao (HMP): MI >7%, trong phân tử pectin có trên 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE > 50%). Hình 2: Công thức HMP o LMP (Low Methoxyl Pectin): Nhóm có chỉ số methoxyl thấp: MI < 7%, khoảng từ 3 – 5%, trong phân tử pectin có dưới 50% các nhóm acid bị ester hóa (DE ≤ 50%). Hình 3: Công thức LMP  Theo khả năng hòa tan trong nước: o Pectin hòa tan (methoxyl polygalacturonic): Pectin hòa tan là polysaccharide cấu tạo bởi các gốc acid galacturonic trong đó một số gốc acid có chứa nhóm thế methoxyl. o Pectin không hòa tan (protopectin): là dạng kết hợp của pectin với araban (polysaccharide ở thành tế bào).  Theo thời gian tạo đông: o Pectin tạo đông nhanh: thời gian tạo gel là 20 – 70 giây. o Pectin tạo đông trung bình: thời gian tạo gel là 100 – 150 giây. o Pectin tạo đông chậm: thời gian tạo gel là 180 – 250 giây. - Cơ chế tạo gel của pectin: Tùy loại pectin có mức độ methoxyl hóa khác nhau mà có 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 có khả năng hút ẩm, vì vậy nó làm giảm mức độ hydrat hóa của phân tử pectin trong dung dịch. Ion H + được thêm vào hoặc đôi 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 có 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 nhóm hydroxyl. Liên kết hydro được hình thành giữa các phân tử pectin có thể là hydroxyl – hydroxyl, carboxyl – carboxyl, hoặc hydroxyl –carboxyl. Kiểu liên kết này không bền do đó 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 đó 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 không 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 vón cục trong sản phẩm. Khi dùng lượng pectin vượt quá lượng thích hợp thì cấu trúc gel tạo thành rất cứng. Do đó trong trường hợp sử dụng nguyên liệu có 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 Ca 2+ Hình 5: Cơ chế tạo gel bằng liên kết với ion Ca 2+ o Điều kiện tạo gel: khi có mặt Ca 2+ , ngay cả ở nồng độ dưới 0,1% sao cho chiều dài phân tử pectin phải đạt mức độ nhất định. Khi đó gel được tạo thành ngay cả khi không có sự có mặt của đường và acid. o Khi chỉ số methoxyl của pectin thấp, nghĩa là tỷ lệ các nhóm – COO - cao thì các liên kết giữa những phân tử pectin sẽ là liên kết ion thông qua các ion hóa trị hai, đặc biệt là Ca 2+ . o Cấu trúc của gel: phụ thuộc vào nồng độ Ca 2+ và chỉ số methoxyl. Gel pectin có chỉ số methoxyl thấp thường có 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 có trong dịch đường phải đạt một hàm lượng tối thiểu nào đó 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 đông 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 đó, 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 không 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 hóa trong phân tử của chúng.  Chiều dài của phân tử quyết định độ cứng của gel: Nếu phân tử pectin quá ngắn thì nó sẽ không 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 hoá quy định cơ chế tạo gel: Khả năng keo hóa của pectin phụ thuộc tương đối vào mức độ hiện diện của các nhóm 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 DE (%) Điều kiện tạo gel pH Đường (%) Ion hóa trị II Tốc độ tạo gel > 70 2,8 – 3,4 65 Không Nhanh 50 – 70 2,8 – 3,4 65 Không Chậm < 50 2,5 – 6,5 0 Có 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 có mặt và nồng độ của chúng có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng tạo gel của HMP. Trong khi đó, cả hai nhân tố này (đường và acid) lại ít có ảnh hưởng đến khả năng tạo gel của LMP. Tuy nhiên, cũng có 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 hòa tan là do có sự tạo thành liên kết hydro giữa nhóm OH - của mạch phân tử pectin và H + của phân tử nước. Khi có sự có mặt của đường, đường đóng vai trò của chất hydrate hóa, ngậm mất phần nước đang liên kết với pectin. Khi đó pectin trở nên không hòa tan. Cộng với tác động của ion H + từ lượng acid sử dụng để tạo đông, H + làm trung hòa điện tích của các gốc COO- trên mạch phân tử pectin, tạo gốc -COOH. Vì thế sợi pectin không còn đẩy nhau mà tiến lại gần nhau từ đó hình thành nên cấu trúc khung mạng.  Lượng đường trong hỗn hợp pectin – đường – acid thường phải lớn hơn 50% thì mới có khả năng tạo gel. Thông thường người ta tạo hỗn hợp có 65% đường để tiến hành tạo đông. Nếu hàm lượng đường dùng cao hơn, sự kết tinh đường có thể xảy ra trên bề mặt hạt keo, hoặc ngay trong hệ keo. Để có thể khắc phục hiện tượng này, như đã trình bày ở trên, ta có 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 hóa cùng một lượng đường càng ít. - Acid:  Pectin chỉ có thể tạo gel trong môi trường acid có pH < 4.  Trong môi trường có ion H + , các phân tử pectin tích điện âm sẽ bị trung hòa và khi ở dạng trung hòa điện thì dễ đông tụ hơn. Hơn nữa, ion H + sẽ thay thế các ion kim loại (nếu có) trong nhóm cacboxyl của phân tử pectin và chuyển dạng muối pectat (không tạo đông) thành dạng pectin (có tạo đông).  Acid sử dụng để tạo đông cần có mức độ phân ly cao hơn acid pectic để acid này có thể ngăn cản sự phân ly của acid pectic, và giữ cho chúng ở dạng trung hòa 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. [...]... hay hộp sắt, ghép kín và thanh trùng 80oC trong 40 – 60 phút - Pectin khô dạng bột cũng như dòch 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% - Dòch pectin nồng độ thường chừng 5%, dung dòch này cần chuẩn bò trước Khi nấu, người... 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 có 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 có phân tử lượng . môn công nghệ hóa thực phẩm GVHD: Ths. Tôn Nữ Minh Nguyệt Sinh viên thực hiện: Phạm Văn Dương Lâm Võ Ngọc Trường A/ GIỚI THIỆU CHUNG: I. MỨT ĐÔNG: 1/ Định nghĩa: - Mứt đông. SẢN XUẤT MỨT ĐÔNG: 1/ Nguyên liệu chính: a) Trái cây: Hầu hết các chủng loại trái cây đều có thể được sử dụng để chế biên mứt đông. Nguyên liệu trái cây dùng trong sản xuất mứt đông thường. có thể dùng puree quả tươi hay puree quả bán chế phẩm. c) Mứt miếng đông marmalade: - Mứt miếng đông chế biến từ quả (tươi, sunfit hoá hay lạnh đông) để nguyên hay cắt miếng, nấu với đường,