Quy trình công nghệ sản xuất nước cam

Khi quả chín trên cây , nó chuyển sang màu cam sáng nhưng khi nhiệt độ nóng lên làm cho da hấp thụ lại chlorophyl từ lá nên cam chín có màu xanh nhạt _ Muà vụ : Từ tháng 2 đến tháng 10 _

MỤC LỤC

I KHÁI QUÁT VỀ CAM 2

* Trên Thế giới 2

1 Cam tròn 2

2 Cam Navel 2

3 Cam Blood 3

4 Cam ngọt 3

* Việt Nam 3

1 Cam Xã Đoài 3

2 Cam Bố Hạ 3

*Thành phần dinh dưỡng của cam ngọt 3

II Quy trình công nghệ 4

1 Nguyên liệu 6

2 Lựa chọn 6

3 Rửa 6

4 Chần 7

5 Bóc vỏ, bỏ cùi 8

6 Nghiền xé 8

7 Ép 8

8 Lọc 8

9 Phối trộn 8

10 Gia nhiệt 9

11 Rót nóng 9

12 Làm nguội 9

13 Bảo quản lạnh 9

III Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng sản phẩm 10

IV Thành tựu của công nghệ 12

1 Hệ thống ép 12

2 Hệ thống lọc 16

3 Kỹ thuật cô đặc nước cam 17

4 Các phương pháp thanh trùng mới 17

5 Đổi mới trong việc tổ chức sản xuất 18

TÀI LIỆU THAM KHẢO 20

I KHÁI QUÁT VỀ CAM :

_ Cam chia làm 2 loại : Sweet orange và Sour orange Trong sản xuất nước cam ép thường sử dụng cam ngọt Cam chua thường dùng trong sản xuất mứt cam

_ Các loại cam ngọt thường gặp :

 Trên thế giới:

1 Cam tròn : phổ biến là Valencia

_ Nguồn gốc : Có ở đảo Azores và Bồ Đào Nha _ Đặc điểm :

 Có khả năng thích ứng với những vùng trong nội địa , nơi có sự chênh lệch sâu sắc giữa ngày và đêm và làm họat hóa hệ sắc tố ở vỏ tạo cho nó màu sắùc hấp dẫn

 Quả có cỡ nhỏ tới trung bình thích hợp cho sản xuất công nghiệp ,

 Vỏ mỏng , da cam nhẵn Quả có hạt , bên trong màu cam sáng

 Quả có mùi vị đặc sắc ngay khi tươi hay sau chế biến nước ép

 Có hiện tượng “ regreen “ trong thời tiết ấm Khi quả chín trên cây , nó chuyển sang màu cam sáng nhưng khi nhiệt độ nóng lên làm cho da hấp thụ lại chlorophyl từ lá nên cam chín có màu xanh nhạt

_ Muà vụ : Từ tháng 2 đến tháng 10 _ Thành phần dinh dưỡng : trong 1 quả cỡ trung bình (154 g)

_ Ứng dụng : Chủ yếu dùng làm nước quả và cho chất lượng nước ép tốt

nhất do chứa nhiều dịch quả có màu sậm và bền , ít hạt nên không tạo vị đắng Valencia cũng có thể dùng ăn tươi

2 Cam navel :như Cara cara orange , Washington orange

_ Nguồn gốc : Được trồng ở Florida trước năm1835 nhưng bị phá huỷ trong

chiến tranh thế giới thứ nhất ,ở Brazil 1870 , ở Trung Quốc

_ Đặc điểm :

 Quả to hơn Valencia và các cam ngọt khác

 Màu vàng đậm sáng cho tới cam , có da hồ đào dày và dễ lột vỏ

protein

_ Nhược : Phát sinh vị đắng trong chế biến nên không dùng sản xuất nước

quả

_ Mùa vụ : từ tháng 11 – 1 Thường người ta gây giống vài loại navel để

thúc đẩy tăng trưởng sớm cho kịp cuối năm

3 Cam Blood ( cam múi đỏ ) : quả được xem là ngon và hấp dẫn nhất trong các

quả có múi được tìm thấy đầu tiên ở Địa Trung Hải

_ Đặc điểm : Quả cỡ trung bình với vỏ mỏng có ít hoặc không hạt Có màu

đỏ sậm sáng đẹp Nhược điểm lớn nhất là hàm lượng anthocyanins tạo màu đỏ đậm có

khuynh hướng bị nhạt trong quá trình chế biến và bảo quản Anthocyanins còn là chất chống oxyhóa mạnh tạo nhiều gốc tự do gây ung thư , lão hóa , bệnh nhẹ

_ Ứng dụng : ăn tươi , an kèm salad , dùng rôti hoặc nướng thịt.

4 Cam ngọt (acidless orange): Loại này trồng chủ yếu ở Địa Trung Hải, cho

nước quả có hàm lượng acid thấp không đủ khả năng ức chế vi sinh vật Độ ngọt quá cao Vì vậy không thích hợp sản xuất nước ép

 Việt Nam:

1 Cam Xã Đoài ( Nghệ An ) : có vỏ mỏng và bóng , vị ngọt đậm , hương thơm ít

xơ Dùng chủ yếu trong sản xuất nước cam và mứt cam

2 Cam Bố hạ ( Hà Bắc ) : Là loại lai giữa quýt và cam chua Vỏ quả sần sùi ,

cùi trắng dày , ruột nhỏ màu vàng đậm , hương vị ngon như quýt Ôn Chân ( Nhật Bản ) Thíchhợp làm đồ hộp quả nước đường

 Thành phần dinh dưỡng của cam ngọt :

 Acid hữu cơ : Chủ yếu acid citric tan trong nước tạo pH cỡ 3 – 4

 Tanin ( 0,1 – 0,2 % ) : tạo vị chát cho quả

 Narinhin : (C27H32O14) có trong cùi và trong thịt quả tạo vị đắng

 Tinh dầu : những chất bay hơi có hương đặc trưng tập trung ở vỏ

 Muối khoáng , vit C , B1

_ Qui trình sản xuất nước cam đục:

4

Rót nóng

Bảo quản lạnh

Bao bì vô trùng

RửaNướ

Ép

Bã Lọc thô

bã Gia nhiệt

1 Nguyên liệu :

_ Cam dùng sản xuất nước ép nguyên chất loại đục phải có độ ngọt , ít hạthoặc không có hạt Chỉ dùng cam vừa chín tới, vỏ quả có màu vàng đỏ từ 2/3 diện tíchquả trở lên không dùng cam quá chín sản phẩm dễ bị lên men và hương vị kém

2 Lựa chọn:

a Mục đích :

_ Loại bỏ rác, lá, cuống.

_ Chọn quả đạt yêu cầu độ chín , không hoặc ít hư

b Cách thực hiện :

_ Thực hiện bằng thủ công Người công nhân sẽ loại bỏ những quả bị thối

rữa Đối với quả chỉ hư hỏng từng phần thì có thể cắt bỏ phần hỏng , giữ lại phần chưahỏng Nếu biết chắc phần hỏng chỉ mới xuất hiện chưa ảnh hưởng nhiều thì có thể đưavào chế biến

c Thiết bị:

_ Khâu này thường thực hiện bằng cách quan sát kĩ từng quả hoặc chọn trênbăng tải con lăn có khả năng lật mọi phía của quả , nhờ đó có thể dễ dàng phát hiện vết

hư hỏng Công nhân làm việc hai bên

d Thông số kỹ thuật:

_ Băng tải có vận tốc 0,12 – 0,15 m/s (vận tốc lớn hơn thì sẽ nhặt sót).Chiều rộng băng 60 – 80 cm

3 Rửa :

a Mục đích :

_ Loại bỏ bụi bặm , đất cát, vi sinh vật bám ngoài vỏ , tẩy sạch một số chất hoá học như thuốc tăng trưởng , thuốc trừ sâu

 Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa : Nguyên liệu sau khi rửa phải sạch , không

dập nát , các chất dinh dưỡng ít tổn thất , thời gian rửa ngắn tránh các chất khoángtrong quả bị hòa tan trong nước , tốn ít nước

 Nước rửa : đảm bảo chỉ tiêu do Viện vệ sinh bộ Y tế quy định Tiêu chuẩn

nước dùng trong công nghiệp thực phẩm :

Màu sắc ( thang màu coban ) 5o

Chỉ tiêu hóa học

Độ cặn cố định ( đốt ở 600oC) 75 – 150 mg/l

Độ cứùng toàn phần ( độ Đức ) < 15o

b Các biến đổi :

_ Khối lượng nguyên liệu giảm

c Thiết bị :

_ Máy rửa bàn chải : bộ phận cọ rửa là các bàn chải gắn trên các trục quay

Nguyên liệu được rửa lại bằng tia nước phun có chứa clo

d Thông số kĩ thuật :

_ Áp suất phun : 2- 3 at

_ Lượng clo trong nước : 3 – 5mg/l

Hình II.1 Máy rửa bàn chải.

4 Chần :

a Mục đích :

_ Làm cho quá trình bóc vỏ tách cùi , tước xơ dính ở dễ dàng hơn (tốc độbóc vỏ , tách múi , tách xơ tăng 4 lần so với không chần)

_ Tiêu diệt vi sinh vật bám ngoài vỏ

b Các biến đổi :

_ Vật lý : khối lượng quả giảm (hao hụt chần : 2 – 3 % khối lượng qua)û._ Hóa học : có sự phá hủy các liên kết giữa vỏ và thịt quả

_ Hóa lý : có sự trích ly một số chất từ vỏ quả

_ Sinh học : vi sinh vật bị tiêu diệt

c Thông số kĩ thuật :

_ Chế độ chần : 90 – 100oC trong 20 –60s hay 80 – 90oC trong 60 – 90s Sau đó để nguội tự nhiên trong không khí trong lúc chờ bóc vỏ

d Thiết bị: gia nhiệt bằng hơi.

Hình II.2 Nồi vỏ áo.

5 Bóc vỏ - bỏ cùi :

a Mục đích :

_ Loại bỏ các chất đắng (narinhin…) có trong vỏ và cùi

_ Tăng hiệu quả quá trình ép

b Các biến đổi :

_ Vật lý : có sự hao hụt về khối lượng

c Phương pháp :

_ Chủ yếu làm bằng thủ công Cam chần xong không nên để lâu quá , quảnguội trở lại sẽ khó bóc vỏ Dùng dao nhỏ khía 4 rãnh theo chiều dọc quả cam rồi lấytay bóc sạch vỏ và lớp cùi trắng Sau đó tách riêng từng múi và tước sạch những xơtrắng còn dính ở múi

_ Tỉ lệ phế liệu khi bóc vỏ là 33 – 36 %

_ Vỏ có thể sử dụng để sản xuất tinh dầu

6 Nghiền xé:

a Mục đích:

_ Xé nhỏ nguyên liệu làm tăng hiệu suất quá trình ép

b Biến đổi:

_ Vật lý: thay đổi hình dạng và kích thước nguyên liệu

_ Hóa học : mất mát một phần vitamin

c Thiết bị : máy xé kiểu răng đĩa.

Hình II.3 Máy nghiền xé kiểu răng dĩa.

7 Ép :

a Mục đích :

_ Thu nhận dịch quả

b Biến đổi:

_ Vật lý: dưới tác dụng của lực ép, màng tế bào bị vỡ, dịch bào thoát ra

_ Hóa học : tổn thất vitamin C, xảy ra một số phản ứng oxy hoá

_ Hoá sinh : xảy ra một số phản ứng thủy phân do các enzym được giải phóng rakhỏi tế bào

_ Không có sự thay đổi về thành phần hóa học như ng có sự thay đổi về nồng độ

chất khô do đã tách bã và phần thịt quả có kích thước lớn Ngoài ra còn có thể tổn thất một sốcấu tử dinh dưỡng như protein, vitamin (đi theo bã) và thay đổi chút ít về màu sắc

c Thông số kỹ thuật : áp suất lọc 2,7 – 4,9 x 104 N/m2

d Thiết bị :

_ Thiết bị lọc khung bản hoặc sử dụng vải lọc (10 – 12 lớp).

_ Nguyên lý hoạt động : thiết bị hoạt động gián đoạn, dựa trên sự chênh lệch ápsuất Dịch quả bao gồm cả bã sau khi ép sẽ được nhập vào liên tục, nước quả đã lọc chảy raliên tục còn bã được tháo ra theo chu kỳ

Hình II.5 Thiết bị lọc khung bản.

9 Phối trộn:

a Mục đích:

_ Bổ sung thêm syrup đường, acid citric, tinh dầu cam để đạt nồng độ chất khôyêu cầu, tăng giá trĩ cảm quan cho sản phẩm

b Thiết bị: hình trụ, có cánh khuấy.

Hình II.6 Thiết bị phối trộn

10 Gia nhiệt :

a Mục đích :

_ Bài khí : loại bỏ oxy hòa tan vào nước quả trong quá trình ép, lọc nhằm ổn địnhmùi, các cấu tử dinh dưỡng, tăng hiệu quả truyền nhiệt và tránh sự xuất hiện bọt khí trongthiết bị rót

_ Vô hoạt enzym pectinase để nước quả không bị tách lớp trong quá trình bảoquản

_ Tiêu diệt vi sinh vật có hại trong nước quả

M

b Biến đổi :

_ Sinh học : hệ vi sinh vật làm hư hỏng sản phẩm bị tiêu diệt , ở nhiệt độ trên

54oC thì vi khuẩn lactic và vi khuẩn acetic không thể phát triển được và ở nhiệt độ trên 71oCrất hiệu quả để tiêu diệt hầu hết các vi sinh vật lên men

_ Hóa học : có sự đông tụ protein như ng cũng không cần phải lọc bỏ do đây làsản phẩm nước quả đục, protein đóng vai trò là cấu tử dinh dưỡng

_ Hóa sinh : vô hoạt enzym pectinase, enzym thủy phân pectin làm giảm độ nhớtcủa dung dịch làm cho dung dịch bị tách thành 2 lớp : lớp thịt quả và phần dịch trong

c Thông số kỹ thuật :

_ Nhiệt độ : 92oC

_ Thời gian giữ nhiệt : 40 giây

_ Chú ý : pH dung dịch có ảnh hưởng đến nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt

_ Hoàn thiện và bảo quản sản phẩm

b Thông số kỹ thuật :

_ Dung dịch được giữ trong ống rót trong thời gian ngắn nhất có thể, khoảng 1

đến 2 phút để hạn chế tới mức thấp nhất sự thay đổi mùi

c.Bao bì: giấy, thủy tinh.

PLC

Hình II.8.Thiết bị rót

12 Làm nguội :

a Mục đích :

_ Chuẩn bị cho bảo quản lạnh.

b Thông số kỹ thuật :

_ Tác nhân làm nguội: không khí nguội Làm nguội đến nhiệt độ thường.

13 Bảo quản lạnh :

a Mục đích :

_ Hạn chế sự thay đổi hương vị sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm

b Thông số kỹ thuật : nhiệt độ 0 – 5oC

c Thời gian bảo quản: 4 – 6 tháng.

 Nước cam cô đặc:

_ Để giảm chi phí vận chuyển khi chuyên chở xa, người ta cô đặc nước cam lên nồngđộ cao để làm giảm thể tích chuyên chở Ta có thể cô đặc bằng phương pháp kết tinh hoặcbằng phương pháp cô đặc chân không có bộ phận thu hồi các cấu tử hương để đưa nồng độnước cam lên 60 – 65o Brix (hiện nay, người ta có thể cô đặc đến 70oBrix) Đồng thời, nồng độcao cũng có tác dụng ức chế sự phát triển của vi sinh vật, kéo dài thời gian bảo quản nướccam

_ Thông thường các sản phẩm nước cam có nồng độ cao này ít đến tay người tiêudùng Nó thường được bán cho các nhà sản xuất khác Nước cam này sẽ được pha loãng trở lại(còn khoảng 11 – 12 o Brix), bổ sung thịt quả và một số tinh dầu cam, thanh trùng, đóng hộpvà sẽ trở thành sản phẩm nước cam tươi

III CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG SẢN PHẨM:

_ Chỉ tiêu hóa lý:

nồng độ chất khô (oBrix): tùy loại sản phẩm

pH: thường < 4

tỉ lệ đường/acid

tỉ lệ thịt quả: thường từ 8 – 12%

hàm lượng limonene 0.01 – 0.025%

hàm lượng Vit C

hàm lượng diacetyl (< 0.8 ppm): diacetyl do nhóm vi khuẩn lactic gây ra làm chonước cam có mùi bơ Hàm lượng này cho ta biết mức độ bị nhiễm vi sinh vật của nước cam _ Chỉ tiêu cảm quan: màu sắc, mùi vị, độ trong,

_ Chỉ tiêu vi sinh: vi khuẩn, nấm men, nấm mốc

_ Một số tiêu chuẩn về nước cam của Mĩ:

BảngIII.1 Nước cam tươi đóng hộp

BảngIII.2 Nước cam cô đặc đóng hộp

BảngIII.3 Nước cam sản xuất từ nước cam cô đặc.

IV THÀNH TỰU CÔNG NGHỆ:

_ Qui trình sản xuất nước cam trên còn khá đơn sơ, phế phẩm của sản xuất chủ yếudùng làm thức ăn gia súc Với tiến bộ của khoa học kĩ thuật, các nước phát triển trên thếgiới (dẫn đầu là Mĩ) đã đưa ra những cải tiến về máy móc, làm cho qui trình sản xuất trởnên đơn giản hơn, mang tính tự động hóa cao, tận dụng được tất cả các bộ phận của tráicam Hai công ty nổi tiếng trên thế giới về công nghệ sản xuất nước cam ép trên thế giớilà FMC ( Florida Machine Cooperation) và Brown của Mĩ

1 Hệ thống ép tự động:

 Máy ép của FMC:

Hình V.1 Máy ép của FMC

_ Cấu tạo của máy ( Hình V.2)

 Máy có từ 3 đến 8 cặp chén ép (tùy năng suất của máy Vd: máy có 5cặp chén ép có thể ép 350 – 500 trái/ phút) Chén dưới cố định, chén trên có thể chuyển độnglên xuống

 Ở giữa chén trên và dưới có lỗ tròn, cạnh sắc để tạo nên lỗ cắt đườngkính 1 inch ở phần giữa trái cam Dịch quả ở bên trong sẽ thoát ra ngoài qua lỗ này trong quátrình ép

 Ống lọc thô ( Prefinisher tube): tách các phần thịt quả có kích thước lớn

ra khỏi dịch quả

 Ống góp (Juice manifold): thu nhận dịch quả

 Piston (Orifice tube): tạo áp suất bên trong ống lọc để đẩy dịch quả rangoài, đầu ống có thể đóng mở được có tác dụng thu nhận và thải bỏ các phần tử lớn còn ởbên trong ống lọc

Hình V.2 Cấu tạo và chức năng của các bộ phận ép

_ Nguyên lý hoạt động:

 Giai đoạn cắt: đầu tiên, chén phía trên di chuyển xuống, tạo một lực néncắt hai đầu của quả cam Nhờ có bộ khung đỡ của hai chén mà trái cam không bị vỡ

trên

 Giai đoạn kết thúc:

orifice tube chuyển động lên phía trên, tạo một áp lực bên trong ống lọc thô, dịch quả và phầnthịt quả có kích thước nhỏ hơn các lỗ lọc trên ống lọc thô sẽ được đẩy ra và chảy vào ống góp

ở phía dưới Từ đây, nước quả sẽ được dẫn qua thiết bị kế tiếp Phần bã còn nằm ở bên trongống lọc sẽ được hút ra ngoài thông qua một lỗ (đóng mở được) ở orifice tube

_ Phần lõi và vỏ quả có chứa nhiều tinh dầu cam Trong quá trình ép vàthoát ra ngoài chén ép, phần vỏ quả bị tổn thương, các tinh dầu sẽ tập trung trên bề mặtvỏ Ở gần cuối máy có một bộ phận phun nước có tác dụng rửa trôi các tinh dầu, tạothành hệ nhũ tương và chảy ra ngoài Phần nhũ tương này sẽ đi qua thiết bị lọc để táchcặn, sau đó sẽ được li tâm để tách dầu ra khỏi nước Phần dầu sẽ tiếp tục được tinh chếcòn phần nước sẽ được tiếp tục sử dụng làm nước rửa tinh dầu

 Máy ép của Brown: (Hình V.3)

_ Nguyên lý hoạt động: cam sẽ được cắt làm đôi, sau đó các trục quay sẽ épphần dịch quả chảy ra ngoài Phần nước quả (có lẫn thịt quả) sẽ được dẫn qua các thiết

bị lọc ở giai đoạn sau

Hình V.3 Máy ép của Brown (Model 400)

 So sánh hai máy: máy ép của FMC có nhiều ưu điểm hơn của Brown

_ Trong quá trình ép sử dụng máy FMC, từ quả cam ở đầu vào ta thu đượcdịch quả và phần nhũ tương có chứa tinh dầu cam Với máy của Brown, việc tách tinh dầuđược thực hiện sau quá trình ép => tính liên tục không cao

_ Khi sử dụng máy ép Brown, phần vỏ quả dễ bị rơi vào phần dịch ép Điềuđó có nghĩa là máy ép FMC hạn chế được sự nhiễm vi sinh vật từ vỏ vào phần dịch ép nhiềuhơn máy Brown do nó hạn chế được sự tiếp xúc giữa phần dịch ép với vỏ quả

 Ưu – Nhược điểm của việc dùng hệ thống ép mới:

_ Ưu:

 Rút ngắn qui trình sản xuất, giảm bớt lao động thủ công trong nhà máy

 Tận thu được lượng tinh dầu của cam

 Hoạt động liên tục

_ Nhược:

 Đòi hỏi phải có khâu phân loại kỹ cam theo kích thước để phù hợp vớitừng loại máy ép (hệ thống ép ở nhà máy gồm nhiều máy phù hợp với các kích thước camkhác nhau, được xếp thành từng dãy)

 Do không có khâu bóc vỏ nên qú trình rửa phải thực hiện cẩn thận đểhạn chế sự nhiễm VSV từ vỏ vào dịch quả