nghiên cứu quy trình chế biến mứt táo tách hạt

Tiếp tục ngâm táo trong dung dịch đường 70% khối lượng trong thời gian 180 phút, táo được vớt ra để ráo, tỷ lệ táo: dung dịch đường là 1:1,5 để tiến hành quá trình nấu mứt lần 1 trong 20

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

MSSV: 2101932

Lớp: CNTP K36

Cần Thơ, 2013

LỜI CẢM TẠ

Em kính gởi lòng biết ơn chân thành đến:

Cô Hồ Khánh Vân đã hướng dẫn tận tâm và nhiệt tình trong suốt quá trình em thực

hiện luận văn tốt nghiệp

Toàn thể quý thầy cô và cán bộ phòng thí nghiệm bộ môn Công nghệ thực phẩm đã

tạo điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành tốt luận văn này

Các bạn cùng khóa đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thí nghiệm và đóng góp ý

kiến để luận văn tốt nghiệp này được hoàn chỉnh hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Cần thơ, ngày tháng năm 2013

Sinh viên Đặng Thị Kim Kha

TÓM LƯỢC

Đề tài được thực hiện với mục đích tìm ra các thông số quy trình chế biến sản phẩm mứt táo không hạt nhằm tạo ra sản phẩm mứt táo đạt chất lượng cao được thực hiện tại Bộ môn Công nghệ Thực phẩm Trường Đại học Cần Thơ Tiến hành xử lý táo nguyên liệu được gọt vỏ, đục lấy hạt và ngâm trong dung dịch CaCl2 3% với thời gian ngâm 60 phút thì sản phẩm có cấu trúc tốt nhất Tiếp tục ngâm táo trong dung dịch đường 70% khối lượng trong thời gian 180 phút, táo được vớt ra để ráo, tỷ lệ táo: dung dịch đường là 1:1,5 để tiến hành quá trình nấu mứt lần 1 trong 20 phút; sau đó tiếp tục ngâm lần 2 nấu trong thời gian 20 phút cho sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt nhất Sản phẩm sau khi nấu sẽ được làm nguội, phơi ráo, cho vào bao

bì, bảo quản ở nhiệt độ thường nơi thoáng mát

MỤC LỤC

LỜI CẢM TẠ i

TÓM LƯỢC ii

MỤC LỤC iii

DANH SÁCH HÌNH v

DANH SÁCH BẢNG vi

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU 3

2.1.1 Táo ta 3

2.1.2 Đường saccharose 4

2.1.3 Acid citric 6

2.1.4 Pectin 7

2.1.5 Canxi Clorua 8

2.1.6 Phèn chua (kali alum) 9

2.2 TÁC DỤNG CỦA ĐƯỜNG TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN MỨT 10 2.2.1 Cơ sở khoa học 10

2.2.2 Các loại đường và một số tính chất của đường 11

2.3 CƠ SỞ KHOA HỌC MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN MỨT TÁO KHÔNG HẠT 14

2.3.1 Quá trình chần 14

2.3.2 Quá trình thẩm thấu 15

2.3.3 Quá trình nấu (cô đặc) 16

2.4 CÁC SẢN PHẨM MỨT TRÊN THỊ TRƯỜNG 17

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU 20

3.1.1 Địa điểm thời gian 20

3.1.2 Nguyên vật liệu và hóa chất 20

3.1.3 Thiết bị và dụng cụ thí nghiệm 20

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21

3.2.1 Quy trình thí nghiệm 21

3.2.2 Phương pháp phân tích 21

3.3 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 22

3.3.1 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 và thời gian ngâm đến cấu trúc sản phẩm 22

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường và thời gian ngâm trong dung dịch đường lần 1 đến mùi vị, cấu trúc sản phẩm 23

3.3.3 Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nấu lần 2 đến cấu trúc, màu sắc sản phẩm 24

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

4.1 KẾT QUẢ PHÂN TÍCH THÀNH PHẦN NGUYÊN LIỆU 25

4.2 KHẢO SÁT THỜI GIAN NGÂM VÀ NỒNG ĐỘ CANXI CLORUA ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC SẢN PHẨM 26

4.3 KHẢO SÁT THỜI GIAN NGÂM LẦN 1 VÀ NỒNG ĐỘ ĐƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC, MÙI VỊ VÀ HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG CỦA SẢN PHẨM 27

4.4 KHẢO SÁT THỜI GIAN NẤU LẦN 2 ẢNH HƯỞNG ĐẾN CẤU TRÚC, MÀU SẮC, MÙI VỊ, HÀM LƯỢNG ĐƯỜNG VÀ HÀM LƯỢNG ẨM CỦA SẢN PHẨM 30

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 35

5.1 KẾT LUẬN 35

5.2 ĐỀ NGHỊ 35

5.3 QUY TRÌNH ĐỀ NGHỊ 36

TÀI LIỆU THAM KHẢO 37

DANH SÁCH HÌNH

Hình 2.1: Nguyên liệu táo ta 3

Hình 2.2: Một đoạn phân tử pectin và các nhóm chức 7

Hình 2.3: Pectate Calcium 9

Hình 2.4: Cơ chế của quá trình thẩm thấu 15

Hình 2.5: Quá trình caramel hóa của đường saccharose 17

Hình 3.1: Quy trình chế biến mứt táo ta không hạt 21

Hình 4.1: Đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của thời gian ngâm CaCl2 đến độ cứng sản phẩm (đo bằng máy Rheo-tex) 26

Hình 4.2: Đồ thị biểu hiện sừ ảnh hưởng của thời gian ngâm lần 1 và nồng độ đường đến độ cứng sản phẩm (đo bằng máy Rheo-tex) 27

Hình 4.3: Đồ thị biểu hiện sự ảnh hưởng của thời gian ngâm lần 1 và nồng độ đường đến hàm lượng đường của sản phẩm 29

Hình 4.4: Đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của quá trình nấu đến độ cứng sản phẩm (đo bằng máy Rheo-tex) 31

Hình 4.5: Đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của quá trình nấu đến hàm lượng đường của sản phẩm 32

Hình 4.6: Đồ thị biểu thị sự ảnh hưởng của quá trình nấu đến hàm lượng ẩm của sản phẩm 32

Hình 4.7: Sản phẩm mứt táo không hạt 34

Hình 5.1: Quy trình chế biến mứt táo ta không hạt đề nghị 36

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1: Thành phần dinh dưỡng của táo ta trong 100 g phần ăn được 4

Bảng 2.2: Hoạt độ nước của một số thực phẩm 5

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu cảm quan của đường thô 5

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu lý – hóa của đường thô 6

Bảng 2.5: Mức sử dụng acid citric của một số loại thực phẩm, sản phẩm 7

Bảng 2.6: Một số ứng dụng và nồng độ sử dụng CaCl2 9

Bảng 2.7: Các loại mứt và nồng độ đường 10

Bảng 2.8: Tỷ lệ hút ẩm của vài loại đường, % 11

Bảng 2.9: Độ tan của đường thực phẩm dưới các điều kiện nhiệt độ khác nhau, %

12

Bảng 2.10: Độ ngọt của các loại đường 13

Bảng 2.11: Nhiệt độ điểm sôi của dung dịch đường mía 13

Bảng 3.1: Phương pháp phân tích thí nghiệm 21

Bảng 3.2: Bố trí các nhân tố thí nghiệm 1 22

Bảng 3.3: Bố trí các nhân tố thí nghiệm 2 23

Bảng 4.1: Kết quả phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu 25

Bảng 4.2: Kết quả phân tích thành phần hóa học của sản phẩm mứt táo ta không hạt 25

Bảng 4.3: Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nồng độ CaCl2 đến giá trị cảm quan về cấu trúc sản phẩm 26

Bảng 4.4: Ảnh hưởng của thời gian ngâm lần 1 và nồng độ đường đến giá trị cảm quan về cấu trúc sản phẩm 28

Bảng 4.5: Ảnh hưởng của thời gian ngâm và nồng độ đường đến giá trị cảm quan về mùi vị sản phẩm 29

Bảng 4.6: Ảnh hưởng của thời gian nấu lần 2 đến giá trị cảm quan về cấu trúc, mùi vị, màu sắc sản phẩm 30

Bảng 4.7: Ảnh hưởng của thời gian nấu lần 2 đến màu sắc (giá trị L, a, b) sản phẩm 33

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trên thị trường hiện nay, các sản phẩm chế biến từ trái cây đang có bước phát triển nhanh, cơ cấu chủng loại cây ăn trái đã có bước cải tiến hơn những giai đoạn trước Tuy sản lượng trái cây ước tính trên đầu người ở nước ta vẫn còn thấp, nhưng mức

độ cung ứng cho thị trường có xu hướng cao hơn nhu cầu sử dụng của con người

Vì thế, để cân bằng lại mối quan hệ cung – cầu đó, thì việc đầu tư và phát triển các sản phẩm từ trái cây là điều thật sự cần thiết nhằm tạo điều kiện cho thị trường Việt Nam cạnh tranh ra nước ngoài

Trái cây ăn tươi có màu sắc, hương vị, giá trị dinh dưỡng ở mức tối đa được ưa thích nhất nhưng dễ bị dập, khó vận chuyển và bảo quản Trái cây có mùa vụ nhưng yêu cầu tiêu thụ thì liên tục Chế biến trái cây là phương cách bảo quản lâu hơn, dễ tiêu thụ ở xa Vì vậy, chế biến trái cây trở thành một nhu cầu bức thiết, giúp mở rộng thị trường cho người trồng quả, góp phần cho nghề làm vườn phát triển và ổn định

Táo là loại trái cây phổ biến ở vùng Đồng bằng Sông Cửu Long, có giá trị sử dụng rất lớn Táo tươi hoặc các sản phẩm chế biến từ táo đều được người tiêu dùng ưa chuộng vì chúng cung cấp nhiều vitamin và chất khoáng cho quá trình sinh hóa, sinh lý trong cơ thể con người, có thể sử dụng nó như một vị thuốc quí Các dạng sản phẩm từ táo tương đối phong phú như: nước quả, siro, mứt đông, táo cắt lát đông lạnh, táo đóng hộp, táo sấy… Đặc biệt, mứt táo không hạt là sản phẩm khá mới mẻ và hiện sản phẩm vẫn chưa có trên thị trường

Vấn đề đặt ra là chế biến mứt táo không hạt từ nguyên liệu có sẵn với giá thành rẻ nhưng sản phẩm đạt chất lượng tốt, giá thành được mọi người chấp nhận Do đó, đề tài này nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng mứt táo để cho ra sản phẩm mới, với mong muốn sản phẩm đạt chất lượng cao, đồng thời góp phần làm phong phú thêm các mặt hàng từ nguyên liệu táo, đáp ứng nhu cầu đa dạng hóa sản phẩm cho người tiêu dùng

1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Trên cơ sở tiền xử lý nguyên liệu trong hóa chất kết hợp với quá trình xử lý nhiệt để xác định sự thay đổi cấu trúc và màu sắc của mứt táo nhằm tạo ra sản phẩm mới –

mứt táo ta không hạt - đáp ứng được yêu cầu về mặt chất lượng cũng như giá trị

cảm quan tốt

1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

Với mục tiêu đề đưa ra và dựa vào những kết quả đã được nghiên cứu, đề tài sẽ tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và màu sắc của mứt táo trong suốt quá trình chế biến Cụ thể như sau:

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ CaCl2 và thời gian ngâm đến cấu trúc sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường và thời gian ngâm nước đường lần 1 đến mùi vị, cấu trúc và hàm lượng đường của sản phẩm

- Khảo sát ảnh hưởng của thời gian nấu lần 2 đến cấu trúc, màu sắc, hàm lượng đường của sản phẩm và hàm lượng ẩm của sản phẩm

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

2.1 GIỚI THIỆU NGUYÊN LIỆU

2.1.1 Táo ta

Táo được trồng rất nhiều ở các nước thuộc Châu Á

như: Ấn Độ, Trung Quốc, Philippine, Việt Nam

Táo có tên khoa học là Ziziphus mauritiana Từ khi

ra hoa đến khi thu hoạch mất khoảng 4 tháng Ở

đồng bằng sông Cửu Long, táo có thể được thu

hoạch quanh năm

 Phân loại khoa học:

 Một số giống táo cho năng suất cao như:

- Táo Gia Lộc: Là giống nhập nội không rõ nguồn gốc, giống cây chịu sâu bệnh tốt Trái có dạng trái xoan, có màu da cam khi chín, vị chua ngọt Nặng trung bình 40–

- Táo đào tiên: Cây mộc khỏe, sinh trưởng tốt, tán gọn, trái có dạng tròn Khi chín

có màu vàng nhạt, vị ngọt, giòn, có mùi đào Nặng trung bình 40–45 trái/kg

- Táo Thái Lan: Cây phát triển nhanh, tán gọn, trái có hình tròn hoặc hình bầu dục Nặng trung bình 40–45 trái/kg

Hình 2.1: Nguyên liệu táo ta

(Ziziphus mauritiana)

Bảng 2.1: Thành phần hóa học của táo ta tươi

Thành phần Đơn vị Hàm lượng tính trên 100 gam

nhờ vậy mà pectin tách ra khỏi dung dịch để liên kết với nhau và tạo thành gel trong quá trình làm nguội

Đường có tác dụng như là chất bảo quản, nó liên kết chặc chẽ với nước vì thế làm

aw của sản phẩm giảm đáng kể và vi sinh vật không phát triển được (Oakenfull D, Scott A, 1984; Timasheff, 1990)

Bảng 2.2: Hoạt độ nước của một số thực phẩm

Loại thực phẩm Hoạt độ nước, aw Loại thực phẩm Hoạt độ nước, aw

(Nguyễn Thị Thu Thủy, 2011)

Trong môi trường acid, khi đường sucrose được gia nhiệt thì chúng sẽ chuyển hóa thành đường khử dextrose hay fructose Lượng đường khử được hình thành gia tăng trong suốt quá trình chế biến mứt, nó lệ thuộc vào nồng độ H+

và thời gian chế biến Hỗn hợp 3 dạng đường này giữ cho sản phẩm mứt không bị lại đường Trong môi trường nồng độ acid càng cao và thời gian chế biến càng dài thì lượng đường khử sinh ra càng nhiều

Bảng 2.3: Các chỉ tiêu cảm quan của đường thô

Ngoại hình Tinh thể màu vàng nâu đến nâu, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô

không vón cục

Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường trong nước có vị ngọt tự nhiên, có

vị mật mía và không có mùi lạ

Màu sắc Tinh thể màu vàng nâu đến nâu

Khi pha trong nước cất dung dịch tương đối trong

Tinh thể màu nâu Khi pha trong nước cất dung dịch tương đối trong

(TCVN_6961_2001)

Bảng 2.4: Các chỉ tiêu lý – hóa của đường thô

4 Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105

oC trong 3 giờ, % khối lượng (m/m),

Ở nhiệt độ phòng thì acid citric ở dạng tinh thể màu trắng, dạng bột hoặc dạng khan

là dạng monohydrate có chứa một phân tử nước trong mỗi phân tử acid Dạng khan thu được khi acid citric kết tinh trong nước nóng, trái lại dạng monohydrate lại kết tinh trong nước lạnh, ở nhiệt độ trên 74 oC dạng monohydrate chuyển sang dạng khan

Về mặt hóa học thì acid citric cũng có tính chất tương tự như các acid carboxylic khác Khi nhiệt độ trên 175 oC thì nó phân hủy thành CO2 và nước

Acid citric và muối của nó có rất nhiều ứng dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm như đồ uống (sữa, rượu, bia), bánh ngọt, kẹo, jellies, jams, mứt…

Bảng 2.5: Mức sử dụng acid citric của một số loại thực phẩm, sản phẩm

(http://www.indigo.com/documents/File/Natural Acids of Fruits and Vegetables.pdf)

Mục đích của việc bổ sung acid citric làm giảm độ ngọt của đường, điều vị cho sản phẩm, làm tăng hương vị cho sản phẩm Bên cạnh đó, acid citric còn là tác nhân chống oxy hóa tự nhiên, chống hóa nâu (A Larry Branen et al., 2001)

2.1.4 Pectin

Pectin thương phẩm là một hỗn hợp gồm các hợp chất polysaccharide cao phân tử

có đơn phân tử trong đó polygalacturonic acid chiếm khoảng 70-75%, trọng lượng phân tử 20.000 đến 200.000 đvC (Lý Nguyễn Bình, Phan Thị Anh Đào, 2010)

Hình 2.2: Một đoạn phân tử pectin và các nhóm chức

(Lý Nguyễn Bình, Phan Thị Anh Đào, 2010)

Pectin có mặt trong quả, củ, thân cây đóng vai trò vận chuyển nước và lưu chất cho các trái cây trưởng thành, duy trì hình dáng và sự vững chắc của trái cây Đặc biệt trong các loại vỏ thuộc họ citrus chứa nhiều pectin như: ở vỏ cam chiếm tỷ lệ 20-40%, quýt 10-20% (Hoàng Kim Anh, 2005)

Theo Frederick J Francis (1999), pectin tan trong nước tạo thành dung dịch có độ nhớt cao, dễ hòa tan trong nước nóng Nếu bổ sung vào 60% đường và điều chỉnh

pH môi trường từ 3,1-3,4 thì sản phẩm sẽ tạo đông (Võ Tấn Thành, 2000)

Một tính chất quan trọng của pectin là khả năng tạo đông ở nồng độ thấp (1-1,5%) với dịch đường (khoảng 60%) và acid hữu cơ (khoảng 1%) Khả năng tạo đông của pectin phụ thuộc vào nguồn gốc, mức độ methoxyl hóa và khối lượng phân tử của pectin Khả năng tạo đông của pectin càng cao thì càng giảm yếu tố khác (đường, acid) Đây là tính chất quan trọng của pectin được ứng dụng trong sản xuất các loại mứt (Nguyễn Xuân Phương, 2005)

Pectin được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghệ thực phẩm nhưng chủ yếu là trong sản xuất jam và jellies (Frederick J Francis, 1999) Theo những nghiên cứu gần đây thì hàm lượng pectin sử dụng cho mứt trái cây thường trong khoảng 0,1-0,4% Pectin có khả năng tạo gel nhanh có giá trị đặc biệt trong sản xuất mứt

Ngoài ra, trong các loại đồ uống pectin cũng dùng để cải thiện cấu trúc của sản phẩm nhằm tránh hiện tượng tách pha hoặc nó còn dùng trong sản xuất kem (Hoàng Kim Anh, 2005)

Theo Nguyễn Xuân Phương (2005), pectin là thành phần có giá trị sinh học cao đối với cơ thể con người, đóng vai trò quan trọng trong trao đổi chất, giúp cơ thể thải bỏ nhanh cholesterol ra ngoài Bên cạnh đó, pectin còn có tác dụng chữa các bệnh thuộc đường tiêu hóa, chống nhiễm xạ và nhiễm độc chì

2.1.5 Canxi Clorua

Canxi clorua (CaCl2) là một chất rắn màu trắng, rất háo nước, tồn tại dưới dạng tinh thể Canxi clorua thương mại có 2 dạng chủ yếu: dạng ngậm nước CaCl2.6H2O và dạng khối xốp trắng CaCl2.2H2O

Canxi clorua tan nhiều trong nước và tỏa nhiệt, ít tan trong rượu và axeton

Bảng 2.6: Một số ứng dụng và nồng độ sử dụng CaCl 2

Đồ hộp vải, nhãn nước đường 0,5% Lê Mỹ Hồng, 2006

Phun canxi clorua trước khi thu

hoạch trái quýt đường

1% Nguyễn Thị Tuyết Mai, Nguyễn

Thị Mỹ An, Nguyễn Bảo Vệ, 2010

Trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm, đặc biệt là sản xuất đồ hộp rau quả, dung dịch muối canxi thường được dùng để ngâm một số loại rau quả nhằm cải thiện cấu trúc cho sản phẩm rau, quả đóng hộp Ngoài ra, canxi clorua còn được phun lên bề mặt của một số loại trái cây trước khi thu hoạch để duy trì phẩm chất của trái trong quá trình bảo quản và sau thu hoạch Canxi liên kết với acid pectic trong tế bào của quả

để hình thành muối canxi pectate cần thiết cho sự vững chắc của vách tế bào Nhờ

đó, cấu trúc của quả không bị mềm nhũn (Nguyễn Trọng Cẩn, 2001)

2.1.6 Phèn chua (kali alum)

Phèn chua (KAl(SO4)2) là muối sulfat kép của kali và nhôm, thông thường được tìm thấy ở dạng ngậm nước là KAl(SO4)2.12H2O Phèn chua là loại muối có tinh thể to nhỏ không đều, không màu hoặc trắng, cũng có thể trong hay hơi đục Phèn chua tan trong nước và không tan trong cồn

Trong công nghiệp thực phẩm, phèn chua được ngâm với rau, củ, trái cây để làm tăng độ trắng, giòn cho sản phẩm Phèn chua còn dùng trong chế biến mứt dừa, mứt

Hình 2.3: Pectate Calcium

(Lý Ngyuễn Bình, Phan Thị Anh Đào, 2010)

bí,… để tạo độ dẻo dai, trong suốt Đây cũng là chất được nhà máy nước dùng như chất keo tụ để làm trong nguồn nước

khong-a20110126030934140c309.htm)

(http://alobacsi.vn/dinh-duong/an-toan-thuc-pham/dung-voi-phen-chua-ngam-mut-co-hai-gi-2.2 TÁC DỤNG CỦA ĐƯỜNG TRONG BẢO QUẢN VÀ CHẾ BIẾN MỨT 2.2.1 Cơ sở khoa học

2.2.1.1 Ngăn cản sự phát triển của vi sinh vật

Tác dụng bảo quản đường được thể hiện ở áp suất thẩm thấu rất mạnh của dung dịch đường có nồng độ cao, khiến cho vi sinh vật bám trên bề mặt thực phẩm không

có cách nào hấp thu chất dinh dưỡng trên thực phẩm chế biến, từ đó mà không thể sống và sinh sôi nảy nở, thậm chí làm cho thành phần nước trong tế bào của vi sinh vật thẩm thấu trở ra ngoài, khiến cho chất nguyên sinh của tế bào bị mất nước sẽ cô đặc lại, phát sinh tình trạng khô hanh sinh lý, buộc nó phải rơi vào trạng thái chết giá hoặc ngủ đông, điều đó làm cho chế phẩm có thể lưu giữ được Vì vậy đường thực phẩm cũng là một chất bảo quản thực phẩm, nó có tác dụng ức chế mà không

có tác dụng tiêu diệt vi sinh vật

Do đó, đường cho vào mứt quả không chỉ để tăng vị ngọt mà còn để bảo quản sản phẩm, nồng độ đường trong mứt cần đạt gần nồng độ khoảng 55-60% (Lê Mỹ Hồng, 2006)

C chỉ bằng 1/6 lượng oxy trong nước đơn thuần Nguyên liệu trái cây khi ngâm ướp hoặc nấu mứt dưới tác dụng

oxy hóa rất yếu nên có lợi đối với việc giữ gìn mùi vị và màu sắc của sản phẩm đồng thời có thể giảm thiểu sự tổn thất vitamin C (Nguyễn Ngộ, 1984; Lewiki & Lenart, 2006)

2.2.2 Các loại đường và một số tính chất của đường

Đường thực phẩm thường dùng có đường mía, đường củ cải, đường mật, đường tinh bột và mật ong

Theo thành phần hóa học thì đường mía và đường củ cải có độ tinh khiết cao, mùi

vị ngon, tác dụng bảo quản mạnh và sử dụng tiện lợi nên được dùng rộng rãi trong sản phẩm đường

Một số tính chất của đường:

2.2.2.1 Tính hút ẩm của đường

Tính hút ẩm của đường bất luận là bảo quản tồn trữ đường và chế phẩm của nó hay

là sản xuất mứt đều có ảnh hưởng rất lớn Chế phẩm đường sau khi hút ẩm đã giảm

đi áp suất thẩm thấu của đường, vì thế mà làm yếu tác dụng bảo quản của đường, dẫn đến sự biến chất và hư thối sản phẩm Nguyên liệu đường sau khi hút ẩm sẽ chảy rửa và kết cục, không những sử dụng bất tiện mà còn bị tổn hao

Tính hút ẩm của các loại đường (bảng 2.8), trong đó đường glucose là mạnh nhất, vì thế, sản phẩm có hàm lượng đường chuyển hóa nhất định, nếu như đóng gói không thích hợp thì sẽ bị ẩm ướt biến chất Đường kết tinh sau khi hút nước đến 15% thì bắt đầu mất đi dạng kết tinh mà chuyển thành trạng thái dung dịch kết tinh đường mía thuần khiết có tính hút ẩm rất yếu, khi độ ẩm tương đối không vượt quá 60% thì

nó là một loại thực phẩm khó bị chảy rửa Vì vậy bảo quản đường mía trong môi trường độ ẩm tương đối khoảng 40–60% là tốt

Bảng 2.8: Tỷ lệ hút ẩm của vài loại đường, %

2.2.2.2 Độ tan và chiết xuất tinh thể đường

Độ tan của đường tỷ lệ thuận với sự gia tăng nhiệt độ (bảng 2.9) Khi nhiệt độ ở 10

o

C thì độ tan của đường mía là 65,6%, nhiệt độ tăng đến 90 o

C thì độ tan là 80,6% Trong quá trình nấu mứt muốn làm cho đường tan hoàn toàn, giúp sản phẩm hấp thu đường càng nhiều thì nhiệt độ cần phải tăng đến 105–113 oC Mặt khác, dung dịch đường nấu mứt không khô nếu ở điều kiện nhiệt độ 10 oC thì nước đường sẽ trở nên quá no và dung dịch sẽ chiết xuất kết tinh, do đó hàm lượng đường trong sản phẩm sẽ giảm xuống, làm yếu đi tác dụng bảo quản và ảnh hưởng đến chất lượng cùng với vẻ đẹp bên ngoài của sản phẩm, làm cho giá trị thương phẩm bị giảm xuống

Bảng 2.9: Độ tan của đường thực phẩm dưới các điều kiện nhiệt độ khác nhau, %

oC)

áo đường cho một số sản phẩm mứt khô như: mứt tắc, mứt bí Trái lại khi sản xuất mứt ướt (như mứt tắc, mứt me, mứt táo) để tránh chiết xuất tinh thể đường saccharose, trong chế phẩm thường cho thêm vào một ít mạch nha hoặc mật ong Vì những loại đường này chứa nhiều hàm lượng đường chuyển hóa, đường mạch nha

và dextrin, các chất này có tác dụng ức chế sự hình thành và tăng chiết xuất kết tinh, giảm tốc độ kết tinh và tăng cao độ bão hòa của dung dịch đường Ngoài ra, khi dùng đường chế biến có thể cho thêm vào một ít các chất không phải đường như:

acid citric, pectin, lòng trắng trứng vì các chất này có thể làm tăng độ kết dính của dung dịch đường, ức chế sự kết tinh của đường saccharose

2.2.2.3 Độ ngọt của đường

Độ ngọt của đường ảnh hưởng đến mùi và vị ngọt của chế phẩm Vì hiện nay chưa

có dụng cụ chuyên dùng để đo độ ngọt của đường cho nên vị giác của miệng có tính chủ quan nhất định trong giám định bình thường thường lấy độ ngọt tương đối của đường saccharose làm tiêu chuẩn để biểu thị

2.2.2.4 Điểm sôi của đường

Điểm sôi của dung dịch đường tăng lên khi nồng độ dung dịch đường tăng như bảng dưới:

Bảng 2.11: Nhiệt độ điểm sôi của dung dịch đường mía

Khi sản xuất mứt và trong công đoạn nấu mía thường sử dụng đo đạc và xác định nhiệt độ điểm sôi của dung dịch đường mía để nắm bắt điểm sôi cuối và tổng lượng chất khô hòa tan có trong sản phẩm

2.2.2.5 Sự chuyển hóa đường saccharose

Saccharose có đặc tính dễ bị thủy phân thành glucose và fructose với sự hiện diện của enzyme invertase hoặc acid (HCl ở nhiệt độ cao) Đây là phản ứng rất quan trọng trong sản xuất mứt trái cây Do đường mía bị thủy phân tạo thành đường chuyển hóa đã ức chế sự sinh ra kết tinh dung dịch đường, nâng cao độ bão hòa của dung dịch đường, tăng áp suất thẩm thấu, từ đó nâng cao tính bảo quản của sản phẩm, đồng thời làm cho sản phẩm chắc mịn, tăng thêm chất lượng và mùi vị cho sản phẩm Mặt khác, do tính hút ẩm của đường chuyển hóa mạnh, nên khi sản xuất mứt khô có lớp áo đường, khi thêm lượng đường chuyển hóa sẽ làm cho sản phẩm hút ẩm nên ẩm ướt trở lại, gây khó khăn cho việc lưu trữ từ đó mà làm cho sản phẩm bị biến chất

Đường mía trong điều kiện pH thấp và nhiệt độ tương đối cao thì chuyển hóa khá nhanh, khi hàm lượng đường chuyển hóa trong dung dịch đạt 30–40% thì đường sẽ không kết tinh Đối với những loại trái cây thiếu thành phần acid có thể bổ sung thêm một ít acid tartric hoặc acid citric để có lợi cho sự chuyển hóa, còn đối với loại trái cây có thành phần acid khi xử lý nhiệt độ tránh xử lý quá độ, để tránh sinh ra quá trình nhiều đường chuyển hóa mà làm giảm độ hòa tan của đường, từ đó sinh ra kết tinh đường glucose

2.3 CƠ SỞ KHOA HỌC MỘT SỐ QUÁ TRÌNH CHẾ BIẾN MỨT TÁO KHÔNG HẠT

Quá trình chần có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau Tùy theo tính chất nguyên liệu và yêu cầu chế biến, ta có thể nhúng nguyên liệu vào trong nước hay dung dịch, hay xử lý nguyên liệu bằng hơi nước, thường thì chần nguyên liệu ở nhiệt độ 75-100 o

C trong gian 3-15 phút (Lê Mỹ Hồng, 2006)

Do chần là một quá trình xử lý nhiệt, nên các thay đổi trong sản phẩm liên quan đến các quá trình gia nhiệt nhẹ có thể xảy ra như mất sức trương của tế bào, phá hủy

một phần các polymer của vách tế bào, phá hủy chất dinh dưỡng gây ra do nhiệt (Bahceci et al., 2004)

2.3.2 Quá trình thẩm thấu

Thẩm thấu là sự chuyển dịch của dung môi từ dung dịch có nồng độ thấp sang dung dịch có nồng độ cao hơn qua màng Động lực của thẩm thấu là gradient nồng độ của dung dịch và tế bào Hầu hết quá trình truyền khối xảy ra xuyên qua màng tế bào (Rodriges & Mauro, 2004)

Theo cơ chế của quá trình thẩm thấu ở hình 2.4 thì khi ngâm sản phẩm vào dung dịch, hai luồng vật chất di chuyển ngược dòng xuất hiện đồng thời:

 Nước từ sản phẩm đi qua màng tế bào đến dung dịch

 Chất tan từ dung dịch thấm vào sản phẩm

 Một lượng ít các chất (đường tự nhiên, acid hữu cơ, vitamin và khoáng chất )

từ nguyên liệu di chuyển vào dung dịch Dòng di chuyển này có lưu lượng không đáng kể so với hai dòng di chuyển trên

Ba giai đoạn của quá trình thẩm thấu:

 Giai đoạn 1: Đặc trưng bởi tốc độ truyền khối cao, tương ứng nước thoát ra từ bề mặt tế bào tiếp xúc với dung dịch thẩm thấu

 Giai đoạn 2: Các tế bào ở ngay cạnh các tế bào bề mặt, bắt đầu chuyển nước với mức độ khác giai đoạn đầu

Hình 2.4: Cơ chế của quá trình thẩm thấu

(Justina Warczok, 2005)

Chất tan từ dung dịch thẩm thấu

Nước

Chất tan và khí trong trái

Mô còn nguyên vẹn Vùng thẩm thấu

 Giai đoạn 3: Sự di chuyển được phát sinh ở các tế bào nội bộ của thực phẩm với mức độ di chuyển thấp hơn hai giai đoạn đã quan sát

(Nguyễn Văn Mười, 2009)

Trong hầu hết các nghiên cứu của Biswal et al., 1991; Conway et al., 1983; Hawkes

và Flink, 1978 đều có báo cáo rằng giai đoạn đầu tiên là giai đoạn quan trọng nhất của quá trình thẩm thấu Khi đó các hiện tượng truyền khối diễn ra nhanh, nên chúng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến tiến trình thẩm thấu (Tortoe, 2009)

Theo kết quả nghiên cứu của Lazarides (1994), trong 1 giờ đầu của quá trịnh thẩm thấu trên táo cắt lát, tỷ lệ mất nước giảm khoảng 50% so với lượng nước ban đầu;

và trong 3 giờ, sản phẩm mất đi 50% độ ẩm ban đầu trong khi toàn bộ lượng chất tan trong sản phẩm đã tăng hơn gấp đôi so với ban đầu Vì vây, cách hiệu quả để hạn chế hấp thu chất tan và đạt được những tỷ lệ mất nước / hấp thu chất tan cao là giai đoạn thẩm thấu ban đầu (Tortoe, 2009)

Môi trường có áp suất thẩm thấu càng cao sẽ hút nước vào càng mạnh Quá trình thẩm thấu có thể được sử dụng nhằm tăng thời gian bảo quản, đặc biệt là các sản phẩm rau quả như sản xuất các loại mứt rau quả Thường hàm lượng ẩm trong rau quả rất lớn khoảng 90%, vì vậy sau khi chế biến thành dạng sản phẩm như mứt thì hàm lượng ẩm sẽ giảm xuống giúp cho quá trình bản quản dễ dàng hơn và tăng giá trị cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm mứt

2.3.3 Quá trình nấu (cô đặc)

Cô đặc là làm bốc hơi nước của sản phẩm bằng cách đun sôi

Quá trình cô đặc thường sử dụng nhiều trong công nghiệp sản xuất đồ hộp như cà chua cô đặc, mứt, nước quả cô đặc, sữa đặc,…

Mục đích:

 Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm

 Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao)

 Giảm được khối lượng vận chuyển

 Quá trình cô đặc phụ thuộc vào 3 thông số cơ bản: nhiệt độ sôi, thời gian sản phẩm lưu lại trong thiết bị (thời gian cô đặc) và cường độ bốc hơi

Biến đổi của nguyên liệu trong quá trình nấu (cô đặc):

 Biến đổi vật lý: Thực phẩm cô đặc là một hệ của nhiều chất hòa tan như đường, acid, muối, còn chứa cả các chất không hòa tan như: tinh bột, cellulose, ở trạng thái huyền phù Khi cô đặc dung môi, dung môi bay hơi, nồng độ chất tan tăng dần,

nhiệt độ sôi, độ nhớt, khối lượng riêng tăng, nhưng hệ số truyền nhiệt giảm, hàm lượng khí trong gian bào và trong sản phẩm cũng giảm

 Biến đổi hóa học:

- Các loại đường trong rau quả do chịu tác dụng của nhiệt độ cao ở bề mặt truyền nhiệt nên bị caramel hóa Ở nhiệt độ 160 o

C quá trình caramel hóa xảy ra mạnh Ở

160 oC, saccharose loại một phân tử nước tạo ra glucosan và fructose Ở 185–190

o

C, glucosan kết hợp với fructosan tạo thành isosaccharosan Tiếp tục hai phân tử isosaccharose kết hợp với nhau, loại hai phân tử nước tạo thành caramelan Caramelan lại tiếp tục kết hợp với isosaccharosan, loại 3 phân tử nước tạo thành caramelen Khi nhiệt độ tăng trên 200 oC tạo thành caramelin (mất tính hòa tan) Sơ

đồ phản ứng caramel hóa như sau:

- Hiện tượng xẫm màu còn do phản ứng giữa protein (nhóm –NH2) và đường khử (nhóm –CHO) tạo các melanoidin

- Tinh bột sẽ bị hồ hóa Protein bị phân hủy nên giảm tính tạo đông trong nấu mứt

- Các chất thơm và các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ bốc theo hơi nước làm giảm

160 oC, -H2O C6H10O5

Glucosan +

C6H10O5 Fructose

180–190 oC

C24H36O18 Caramelan

190 oC, -H2O

C12H10O10 Isosaccharosan -3H2O

C36H50O25 Caramelen

phẩm mứt nổi bật với vị ngọt, thơm tự nhiên tinh khiết của quả Ngoài hàm lượng đường cõ sẵn trong quả, người ta còn bổ sung thêm một lượng khá lớn đường Đường cho vào mứt quả không chỉ để tăng độ ngọt mà còn để bảo quản sản phẩm Hầu hết màng tế bào của quả và vi sinh vật có tính thẩm thấu chọn lọc, nghĩa là có thể cho một số dung môi hay chất tan nhất định đi qua, tùy thuộc nồng độ chất tan cao hay thấp trong môi trường bên ngoài tế bào mà có hiện tượng co hay trương nguyên sinh Như vây, trong mứt quả, hàm lượng đường trong môi trường bên ngoài cao sẽ làm vi sinh vật có trạng thái co nguyên sinh và ngừng hoạt động Vì vậy, có nhiều loại mứt nấu xong không cần thanh trùng Một số loại mứt có hàm lượng đường tương đối thấp nấu xong cần phải thanh trùng với thời gian ngắn, chủ yếu là để diệt nấm men, mấm mốc trên bề mặt mứt Mứt quả có hàm lượng acid cao cũng ức chế hoạt động của vi sinh vật

Phần lớn mứt quả cần có độ hoạt động nhất định Chất tạo đông có sẵn trong quả là pectin Trường hợp cần tăng độ đông của mứt quả, người ta có thể thêm pectin dạng bột, pectin cô đặc, aga – aga (thạch) hoặc các loại quả giàu pectin (như táo)

Trong quá trình tồn trữ, mứt dần dần bị vữa, thoạt đầu ở trên mặt rồi lan dần ra Nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp, sản phẩm có độ pH dưới 2,8 và có nhiều tạp chất, hoặc bị tác động cơ học, mứt càng chống bị vữa hơn

Phân loại mứt dựa trên trạng thái cấu trúc sản phẩm:

 Mứt đông

- Chế biến từ nước ép hay purê trái cây

- Tạo gel đông bằng pectin hay agar

- Có 3 dạng: Jelly, Jam, Marmalade

- Dạng miếng hay nguyên trái

- Mềm, hơi ướt, không còn siro đường bao quanh miếng mứt (mứt tắc, mứt me)

- Hàm lượng chất khô 70–75%

 Mứt khô

- Dạng miếng hay nguyên trái

- Bên ngoài có một lớp vỏ áo đường

- Hàm lượng chất khô khoảng 75–80%

(Lê Mỹ Hồng, 2006)

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 PHƯƠNG TIỆN NGHIÊN CỨU

3.1.1 Địa điểm thời gian

Địa điểm: phòng thí nghiệm Bộ môn Công nghệ thực phẩm – Khoa Nông Nghiệp & Sinh Học Ứng Dụng – Trường Đại Học Cần Thơ

Thời gian: 3 tháng (từ tháng 8 đến tháng 11 năm 2013)

3.1.2 Nguyên vật liệu và hóa chất

Máy đo cấu trúc

Nồi nấu ở điều kiện bình thường

Bếp gas hoặc bếp điện

3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.2.1 Quy trình thí nghiệm

3.2.2 Phương pháp phân tích

Bảng 3.1: Phương pháp phân tích thí nghiệm

1 Đo cấu trúc sản phẩm Sử dụng máy đo cấu trúc Rheotex

2 Đo màu sản phẩm Sử dụng phần mềm đo màu Color

Express

3 Xác định hàm lượng đường tổng số Sử dụng phương pháp Lane & Eynon

4 Xác định độ ẩm Sử dụng phương pháp sấy khô đến khối

Thẩm thấu

Nấu

Sản phẩm

Ngâm trong CaCl2

Hình 3.1: Quy trình chế biến mứt táo ta không hạt

3.3 NỘI DUNG VÀ BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM

sản phẩm

Mục đích: Tìm ra nồng độ CaCl2 và thời gian ngâm thích hợp để sản phẩm có cấu trúc tốt

Bố trí thí nghiệm:

- Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 2 nhân tố:

Nhân tố A: Nồng độ CaCl2 với3 mức độ, %

Tiến hành chần trong phèn chua (30g phèn chua/2000 ml nước) 4 phút, sau đó ngâm nước đường tỷ lệ táo:nước đường là 1:1,5 (thời gian ngâm nước đường lần 1, tđ1) và

đi nấu với tỷ lệ táo sau khi ngâm:nước đường là 1:1,5 (thời gian nấu lần 1, tn1=20 phút), bổ sung 0,1% pectin và 0,05% acid citric

Tiếp tục ngâm nước đường (thời gian ngâm nước đường lần 2, tđ2=120 phút) và nấu đến thành phẩm Đánh giá kết quả

Kết quả ghi nhận:

- Đo cấu trúc sản phẩm

- Đánh giá cảm quan về cấu trúc sản phẩm

3.3.2 Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ đường và thời gian ngâm trong dung dịch đường lần 1 đến mùi vị, cấu trúc sản phẩm

Mục đích: Tìm ra nồng độ đường và thời gian ngâm trong dung dịch đường lần 1 thích hợp cho sản phẩm có vị và cấu trúc tốt

Tiếp tục ngâm nước đường 120 phút và nấu đến thành phẩm Đánh giá kết quả Kết quả ghi nhận:

- Đo cấu trúc sản phẩm

- Đánh giá cảm quan về mùi vị, cấu trúc sản phẩm

- Thí nghiệm được bố trí ngẫu nhiên với 1 nhân tố:

Nhân tố E: Thời gian nấu lần 2 với 3 mức độ, phút

Tiến hành chần trong phèn chua (30g phèn chua/2000 ml nước) 4 phút, sau đó ngâm nước đường tỷ lệ táo:nước đường là 1:1,5 (mức độ được chọn ở thí nghiệm 2) và đi nấu với tỷ lệ táo sau khi ngâm:nước đường là 1:1,5 (tn1=20 phút), bổ sung 0,1% pectin và 0,05% acid citric

Tiếp tục ngâm nước đường 120 phút và nấu đến thành phẩm (khảo sát thời gian nấu lần 2 tn2) Đánh giá kết quả