quy trinh cong nghe san xuat bot cam hoa tan

Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Nguyên liệu Caây cam biết đến từ lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên Trung Quốc số người lại cho cam có nguồn gốc từ dãy Himalayas (Ấn Độ) Cam trồng phổ biến Ấn Độ, sau lan rộng phía đông, đến vùng Đông Nam Á Vào khoảng kỉ thứ trước công nguyên, cam đưa đến Châu Âu lan tới vùng Địa Trung Hải Sau đó, cam Columbus mang đến Châu Mỹ Những năm sau đó, người làm vườn Châu Mỹ Châu Âu đem cam đến Châu Úc Châu Phi Ngày cam trồng phổ biến nhiều nơi giới Trong thương mại, cam chia thành loại: Cam (sweet orange) cam chua (sour orange) Trong đó, cam chua thường dùng sản xuất mứt cam Một số loại cam thường gặp: Cam tròn Cam tròn phổ biến loại Valencia, có nguồn gốc từ đảo Azores Bồ Đào Nha Giống cam có khả thích ứng vùng nội địa, nơi có chênh lệch sâu sắc ngày đêm làm hoạt hóa hệ sắc tố vỏ tạo cho màu sắc hấp dẫn Quả có cỡ nhỏ tới trung bình thích hợp cho sản xuất công nghiệp Vỏ mỏng, da cam nhẵn, màu cam sáng Quả có mùi vị đặc sắc tươi hay sau chế biến nước ép Khi chín cây, chuyển sang màu cam sáng nhiệt độ nóng lên làm cho da hấp thụ lại chlorophyl từ nên cam chín có màu xanh nhạt Loại cam chủ yếu dùng làm nước với chất lượng nước ép tốt chứa nhiều dịch có màu sậm bền, hạt nên không tạo vị đắng Valencia dùng ăn tươi Cam navel Trước năm1835, Cam navel trồng nhiều Florida bị phá huỷ chiến tranh giới thứ Giống cam trồng nhiều Brazil, Trung Quốc Cam navel có to giống Valencia loại cam khác Quả có màu vàng đậm sáng cam, da hồ đào dày dễ lột vỏ, không hạt Quả cho chất lượng tốt đạt độ khối lượng định, cho nhiều nước Thời tiết lạnh làm màu vàng sáng chín màu xanh nhạt da Giống cam dùng chế biến nước trình chế biến dễ phát sinh vị đắng Cam Blood ( Cam đỏ ) Đây loại xem ngon hấp dẫn loại có múi tìm thấy Địa Trung Hải Quả cỡ trung bình với vỏ mỏng có không hạt Có màu đỏ sậm sáng đẹp Nhược điểm lớn hàm lượng anthocyanin tạo màu đỏ đậm có khuynh hướng bị nhạt trình chế biến bảo quản Anthocyanin chất chống oxy hóa mạnh hạn chế sinh gốc tự hạn chế ung thư, lão hóa, bệnh nhẹ… Loại cam thường dùng để ăn tươi, ăn kèm salad, dùng rôti nướng thịt Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Cam (acidless orange) Loại trồng chủ yếu Địa Trung Hải Do nước có độ cao hàm lượng acid thấp không đủ khả ức chế vi sinh vật nên loại cam không thích hợp cho sản xuất nước ép Valencia Orange Navel orange Blood orange Acidless orange Hình Các loại cam phổ biến thương mại Ở Việt Nam, cam chia làm loại: cam chanh, cam sành cam đắng Một số giống cam phổ biến nước ta cam Xã Đoài (Nghệ An), cam Động Đình, cam đường,… Cam Xã Đoài (Nghệ An): Cây tương đối cao, cành (cành quả), trồng Xã Đoài, xã Nghi Diên, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An Quả ngon, thơm có vỏ mỏng bóng, vị đậm, xơ Dùng chủ yếu sản xuất nước cam mứt cam Cam đường: Quả trung bình 100g, vỏ mỏng, màu vàng đỏ hay đỏ sẫm, dễ bóc, múi dễ chia Có ba loại Cam giấy với giống Cam Canh (Hà Nội), Cam Đồng dụ (Hải Phòng), Cam Ngọc cục Cam Hành Thiện (Nam Hà); Cam Bù, Cam Chua Hương Sơn (Hà Tónh); Cam voi Tuyên Hoá (Quảng Bình) Cam sành: Cây cao 2-3m, phân cành thấp, có tai nhỏ, dạng trái dẹt, khối lượng từ 200-400g/trái, đường kính trái 88mm, độ khơ 11.5%, pH= 3.2 Có vỏ sần sùi mịn, vỏ dày, chin có màu vàng hay đỏ sẫm, dày dễ bóc vỏ, ruột đỏ, hạt có màu nâu lục, vị ngọt, chua, hương vị thơm ngon Vùng chuyên canh Tam Bình (Vĩnh Long), Tiền Giang 1.1 Thành phần hóa học a Nước: - Chiếm 80 – 90%, nằm chủ yếu dạng tự dịch bào, phần lại nằm chất nguyên sinh gian bào - Lượng nước vỏ múi phân bố tép cam b Glucid: - Chủ yếu đường saccharose, ngồi có glucose fructose - Hàm lượng cellulose, hemicellulose, pectin, không đáng kể, từ 0.5 – 1% chủ yếu nằm vỏ c Acid - Cam chứa lượng đáng kể lượng acid hữu nằm dạng tự do, chiếm chủ yếu dịch nước acid citric, acid malic, a succinic, acid oxalic acid adipic - Vị chua cam không phụ thuộc vào hàm lượng loại acid mà phụ thuộc vào Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn hàm lượng đường tức số đường/ acid Hàm lượng tối thiểu đường acid để tạo vị chua nhẹ cam khoảng 10 – 20 + Acid citric hay gọi acid limonic có công thức hóa học C H O • Các tính chất vật lý acid citric • • Nhiệt độ nóng chảy: 153 C Chỉ số khúc xạ: nD = 1.493 • • Sức căng bề mặt/không khí (ở 30 C): 69,5 dynes/cm pK=3.14 (pK =3.09 ; pK =4.74,pK =5.41 o 20 o d Vitamin - Hàm lượng vitamin C vitamin A cam cao Chúng chứa hợp chất carotenoid β – carotene, xathophyll, cryptoxanthin violaxanthin tạo màu vàng cam cho vỏ dịch nước - β-carotene tiền tố vitamin A chuyển thành vitamin A thể người Nhiều loại cam khác có màu đỏ dịch vỏ có chứa sắc tố anthocyanin - Hàm lượng vitamin C phân bố không đều, nhiều vỏ lớp trắng gần vỏ ,có cao gấp 3-4 lần dịch e Các chất màu – mùi: - Chất màu: cam chín vỏ có màu xanh hàm lượng chlorophyll vỏ cao.Thịt có màu vàng da cam hay màu da gấc nhóm carotenoid với khoảng 50 chất với chất điển Phytoene, β− carotene, Cryptoxanthin, Luteoxanthin, Auroxanthin, Mutatoxanthin Ngồi cịn có lượng nhỏ flavanoid - Chất thơm: hỗn hợp 200 chất thuộc nhóm alcohol, aldehyde, ester, hydrrocacbon, keton, hợp chất khác Trong ester andehyde đóng vai trị chính, theo sau alcohol, keton hydrrocacbon f Tinh dầu cam: - Tinh dầu vỏ cam có thành phần là: D-limonene (90%), decyclicaldehyd tạo mùi thơm, alcol như: linalool; D,L terpieol; alcol nonylic; acid butyric; authranilat methyl ester caprylic Ngồi cịn có hợp chất đắng tập trung vỏ lõi cam Bảng Hàm lượng chất hóa học vỏ múi trái cam 100g nguyên liệu Chất Nước Tinh dầu Protein Saccharose Glucose Fructose Acid hữu Cellulose Pectin Múi 88.06 Vết 0.9 3.59 1.25 1.45 1.41 0.47 1.41 Vỏ 75.95 2.4 1.22 3.49 3.24 0.22 3.49 0.22 Đơn vị % % % % % % % % % Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hòa tan Ca P Fe Vitamin A β carotene Vitamin B1 Vitamin B2 Vitamin PP Vitamin C 42 23 0.4 0.09 0.4 0.04 0.06 0.75 65 GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 0.09 0.02 1.27 170 mg% mg% mg% mg% mg% mg% mg% mg% mg% Bảng Đặc điểm kỹ thuật cam Điểm đông đặc oC Nhiệt độ nóng chảy Kj/kg Hàm lượng nước g/100g pH -0.8 275 86.8 3.0 – 4.0 Bảng Hàm lượng acid amin có 100g thực phẩm ăn (nguồn: Viện dinh dưỡng Việt Nam) Loại acid amin Lysin Methyonin Tryptophan Phenylalanine Threonin Valin Leucin Isoleusin Histidin Cystin Tyrosin Alanin Serin Aspartic acid Glutamic acid Glycin Prolin Hàm lượng ( mg) 43 12 30 12 31 22 23 12 10 17 51 23 114 99 83 46 Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng Hàm lượng vitamin có cam (xét cho 100g phần ăn được) Loại vitamin Retinolequivalent Total-Carotenoids α−Carotene β−Carotene cryptoxanthin Vitamin E activity Total tocopherols α-tocopherol Vitamin K Vitamin B1 Vitamin B2 Nicotinamide Pantothenic acid Vitamin B6 Biotin Folic acid Vitamin C Hàm lượng 10.99 µg 87.6 µg 19.83 µg 44.22 µg 23.56 µg 320 µg 320 µg 320 µg 3.75 µg 79 µg 42 µg 300 µg 240 µg 104 µg 2.3 µg 42 µg 49.35 mg 1.2.Nguyên liệu phụ • Mantodextrin: - Các dextrin sản phẩm trình thủy phân tinh bột tác dụng tác nhân khác Qúa trình thủy phân tiến hành qua hàng loạt sản phẩm trung gian có phân tử lượng khác - Mantodextrin sản phẩm có phân tử lượng thấp dextrin (sản phẩm trung gian) Mantodextrin không cho màu hay cho màu nhạt với iod - Chỉ số DE (chỉ số đặc trưng cho khoảng khử sản phẩm thủy phân tinh bột, mô tả số g đường D- glucose 100g chất khô sản phẩm đường D-glucose (dextrose) theo định nghĩa có số DE 100 Mantodextrin sản phẩm thủy phân tinh bột có DE 85% tổng chất màu • Đường tinh luyện Đường chất phụ gia tạo vị dùng để bổ sung vào sản phẩm Đường làm tăng giá trị dinh dưỡng sản phẩm kích thích dịch vị Đường có tác dụng tạo độ nhằm điều chỉnh hài hoà độ ngọt, vị chua cam Bổ sung đường làm tăng nồng độ chất tan Ngồi đường cịn có tác dụng cung cấp lượng cho thể (4,1 kcal/1g đường) Đường sử dụng thực phẩm đường tinh luyện RE Đường tinh luyện đường saccharrose tinh chế kết tinh có độ Pol 99.8% (trên 99,8% đường saccharose) TCVN 6958-2001 Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Bảng Chỉ tiêu cảm quan đường tinh luyện Chỉ tiêu Yêu cầu Tổng Tinh thể màu trắng, kích thước tương quan đối đồng đều, tơi khơ khơng vón cục Mùi vị Tinh thể đường dung dịch đường nước có vị ngọt, khơng có mùi vị lạ Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh Khi pha vào nước cất cho dung dịch suốt Bảng Chỉ tiêu hoá lý đường tinh luyện Tên tiêu Độ Pol, (oZ) Hàm lượng đường khử, % khối lượng Tro dẫn điện, % khối lượng Sự giảm khối lượng sấy 105oC 3h, % khối lượng Độ màu, đơn vị ICUMSA Mức ≥ 99.8 ≤ 0.03 ≤ 0.03 ≤ 0.05 ≤ 30 Bảng Chỉ tiêu dư lượng SO2 kim loại nặng đường tinh luyện Tên tiêu Dư lượng SO2 (mg/kg) As(mg/kg) Cu(mg/kg) Pd(mg/kg) Mức ≤ 70 ≤1 ≤2 ≤ 0.5 Bảng 10 Chỉ tiêu vi sinh vật đường tinh luyện Tổng số VSV hiếu khí, CFU/10g Nấm men, CFU/10g Nấm mốc, CFU/10g ≤ 200 ≤ 10 ≤ 10 Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan Quy trình cơng nghệ 1: Cam ngyên liệu Phân loại Quả hư Rửa Ép Lọc thô Bã lọc Maltodextrin vỏ Hạt , bã Lọc tinh Phối trộn Sấy Phối trộn Đường, Tartrazin Đóng gói Bột cam Trong quy trình ta xử dụng hệ thống thiết bị sấy phun kết hợp sấy băng tải Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Quy trình công nghệ 2: Cam ngyên liệu Phân loại Quả hư Rửa Ép Lọc thô Bã lọc Maltodextrin vỏ Hạt , bã Lọc tinh Phối trộn Sấy Nghiền Phối trộn Đường, Tartrazin Đóng gói Bột cam Trong quy trình ta xử dụng hệ thống thiết bị sấy thăng hoa Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hịa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Giải thích quy trình cơng nghệ 3.1 Q trình phân loại Chất lượng nguyên liệu yếu tố định chất lượng sản phẩm Vì trước hết ta cần chọn nguyên liệu đầu vào chất lượng tốt, đạt chuẩn nhằm ổn định chất lượng nguyên liệu đầu vào Mục đích cơng nghệ: - Chuẩn bị: Chọn đạt độ chín kỹ thuật, vỏ vàng ,không bị sâu bệnh, dập nát, mốc, thối hỏng, nguyên liệu tương đối đồng kích thước, hình dáng, màu sắc, độ chín, loại bỏ không đủ tiêu chuẩn, rác, lá, cọng,… nhằm chuẩn bị cho trình Biến đổi nguyên liệu: - Vật lý: giảm khối lượng nguyên liệu loại bỏ trái hỏng ,vật lạ (đất ,lá ,cọng, ) - Các biến đổi khác không đáng kể Thiết bị : Máy phân loại băng tải trục lăn: Cấu tạo nguyên tắc hoạt động thiết bị: Thiết bị lăn hình trụ có cưa kép hai đầu gắn liền với theo cặp nhờ dây xích truyền động (hình vẽ) Con lăn động làm xoay tròn ,nhờ dây xích truyền động làm xoay lăn thứ hai ,con lăn xoay tròn làm chuyển động dây xích làm xoay lăn thứ ba Tương tự lăn cuối Các lăn cố định nên cho chuyển động xoay tròn Con lăn xoay làm xoay tròn nên người cơng nhân dễ dàng phát vết hư hỏng Các lăn cách khoảng cách cho nhỏ đường kính trung bình cam,khoảng cách làm rơi đất ,bụi ,lá cây, xuống bên Hình Con lăn Hình Con lăn nối nhaubằng xích truyền động 10 Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Thông số nhiệt độ quan trọng, nhiệt độ cao trình khuấy trộn dễ dàng độ nhớt tỷ trọng giảm Tuy nhiên cần lưu ý nhiệt độ không cao, làm bay cấu tử dễ bay hơi, vitamin làm biến tính protein, khuấy nhiệt độ cao phải tốn chi phí lượng Đối với trường hợp dịch cam ta độ nhớt khơng cao ta thực khuấy trộn nhiệt độ thường Các thông số khác cần quan tâm thời gian khuấy, thời gian khuấy lâu dẫn tới tách pha lực ly tâm cần xác định thời gian khuấy thích hợp Q trình phối trộn thứ hai Mục đích cơng nghệ: - Hồn thiện: Trong q trình ta phối trộn nguyên liệu phụ đường tinh luyện, chất màu tartrazin vào bột sau sấy để hoàn thiện số tiêu cảm quan màu sắc, vị Biến đổi nguyên liệu: trình phối trộn bột với phụ gia khơ thiết bị kín, vệ sinh khơng có biến đổi đáng kể Thiết bị nguyên tắc hoạt động: Thiết bị sử dụng thiết bị phối trộn trục vis nằm ngang Thiết bị cấu tạo gồm máng trụ nằm ngang, bên có chứa cấu quay trộn cấu trục quay gắn hai ribbon so le ngược chiều Khi trục quay ribbon làm cho nguyên liệu chuyển động tới lại làm cho nguyên liệu theo chiều ngược lại, giúp nguyên liệu trộn lẫn vào Thông số công nghệ: Thông số công nghệ quan trọng vận tốc quay trục nguyên liệu dạng bột vận tốc quay thường nhỏ khoảng vài chục vòng phút Thời gian phối trộn khoảng 1- phút, thời gian phối trộn không kéo dài lâu không hiệu phối trộn khơng cao có tượng phân tách trở lại nguyên liệu q trình quay có xuất lực ly tâm Thiết bị phối trộn hoạt động nhiệt độ thường để tránh tổn thương cấu tử nhạy nhiệt Hình 16 Thiết bị phối trộn bột 21 Quy trình cơng nghệ sản xuất bột cam hòa tan GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn Hình 17 Trục ribbon thiết bị phối trộn bột 3.6 Quá trình sấy a) Sấy phun Mục đích cơng nghệ: chế biến Cung cấp nhiệt làm bốc nhanh nước dịch sau phối trộn tạo sản phẩm dạng bột, nâng cao hàm lượng chất dinh dưỡng sản phẩm, làm giảm khối lượng thể tích sản phẩm từ giúp giảm thiểu chi phí vận chuyển, bao gói bảo quản Q trình sấy làm giảm độ ẩm vật liệu từ góp phần ức chế vi sinh vật, hoạt động enzyme để tăng thời gian bảo quản sản phẩm Kết hợp sấy phun sấy băng tải tạo sản phẩm bột đạt độ ẩm mong muốn (