II. SỬ DỤNG PHẾ LIỆU TRONG CHẾ BIẾN RAU QUẢ
5. Các hướng sử dụng phế liệu trong chế biến đu đủ
a. Sản xuất chế phẩm papain:
Papain được sản xuất từ nhựa đu đủ. Nhựa cây đu đủ nằm trong các ống dẫn nhựa trải rộng khắp toàn bộ cây, ngoại trừ rễ. Nhựa là hỗn hợp enzyme chứa các protease sau: papain, chymopapain A (gốc amino acid cuối là glutamic acid), chymopapain B (gốc amino acid cuối là tyrosine), proteinase III, proteinase IV, thiolprotease, trong đó papain chiếm tới 95%.
Trong vỏ đu đủ, đặc biệt là đu đủ xanh có nhiều nhựa. Nên phế liệu vỏ đu đủ được tận thu để sản xuất papain.
Quy trình công nghệ:
GVHD: TÔN NỮ NGUYỆT MINH Page42
Kết tinh
Tái kết tinh
Sấy chân không
Papain Dd NaCl bão hòa Kết tủa lần 2 Ly tâm 1 Kết tủa lần 1 Lọc Ly tâm 2 NaCl rắn (NH4)2SO 4 Dịch lỏng Tủa xám Dịch lỏng Cysteine NaOH Vỏ đu đủ Nghiền Trích ly Lọc Chỉnh pH Bã NaOH Bã
Giải thích quy trình:
Trích ly:
Vỏ đu đủ đã nghiền được hòa tan trong dung dịch cysteine 0,04M, dùng dung dịch NaOH 0,054M để đưa pH dịch chiết tới 5,7.
Khi hỗn hợp tạo thành thể huyền phù thì gạn bỏ lớp nổi ở trên. Dịch huyền phù sau cùng được lọc lạnh, thời gian lọc có thể rất dài. Nước lọc có màu trắng sữa hoặc vàng xanh, pH gần 5,7.
Các bước còn lại của quá trình tinh sạch enzyme được tiến hành trong điều kiện lạnh.
Loại bỏ các chất không tan ở pH 9:
Thêm từ từ và khuấy đều dung dịch NaOH 1M để điều chỉnh pH của dịch chiết thu được ở trên lên pH 9. Lọc hoặc ly tâm ở 2600 vòng/phút trong 1 giờ để loại bỏ tủa xám tạo thành (tủa gây biến tính protein), thu dịch trích trong.
Quá trình phân đoạn bằng (NH4)2SO4:
Cho (NH4)2SO4 vào dịch enzyme đến 40% độ bão hòa, sau 1 - 2 giờ, ly tâm ở 2500 vòng/phút. Thu nhận tủa, bỏ dịch lỏng hoặc có thể giữ lại để lấy chymopapain. Tủa được rửa lại một lần nữa với dung dịch (NH4)2SO4 40% độ bão hòa.
Quá trình phân đoạn bằng NaCl:
Hòa tan tủa trong dung dịch cysteine 0,02M, dung dịch thu được có pH 7-7,5, sau đó thêm NaCl rắn. Sau một giờ, ly tâm ở 2500 vòng/phút trong 1 giờ để thu tủa, bỏ dịch lỏng.
Kết tinh:
Hoà tan tủa với dung dịch cysteine 0,002M ở nhiệt độ phòng thu được một dung dịch huyền phù có pH = 6,5. Giữ ở nhiệt độ phòng trong 30 phút để tinh thể tạo thành, duy trì ở 4oC qua đêm, sau đó ly tâm lạnh ở 2500 vòng/phút trong 4-5 giờ để thu nhận tinh thể.
Tái kết tinh:
Hòa tan tinh thể thu được ở bước trên trong nước cất ở nhiệt độ phòng tạo dung dịch có nồng độ protein khoảng 1%. Sau đó cho dung dịch NaCl bão hòa vào, tỉ lệ thể tích dung dịch NaCl : dung dịch protein là 1:30. Khi 75% thể tích dung dịch NaCl đã cho vào, papain bắt đầu kết tinh ở nhiệt độ phòng. Hoạt độ riêng của enzyme có thể tăng nhẹ nếu tiến hành tái kết tinh thêm một lần nữa như trên.
Để tăng hoạt tính enzyme, trước khi tái kết tinh có thể hòa tan tinh thể papain trong dung dịch đệm phosphate chứa cysteine, sau đó tiến hành siêu lọc với màng lọc 4000Ao và đem kết tinh dịch lỏng thu được sau siêu lọc.
Sấy chân không:
Sấy chân không ở nhiệt độ 40oC thu nhận papain tinh chế.
Sản phẩm:
Trong công nghệ thực phẩm:
Hình 30: Chế phẩm papain
Bảng 9: Mức độ phân giải (%) một số protein thực phẩm phụ thuộc trạng thái cơ chất (sống – chín) của papain:
Tên cơ chất Trạng thái cơ chất
Sống Chín Casein 40,31 51,15 Lòng trắng trứng 0 35,42 Albumin bò 22,33 41,86 Protid cá 28,59 50,02 Protid tôm 38,22 50
Ngoài ra, papain còn ngăn ngừa sự làm đục bia và các loại nước giải khát khi ướp lạnh do nó phân huỷ các vết protein hoà tan trong bia và các loại nước giải khát khác.
b. Sản xuất dầu từ hạt đu đủ:
Hạt đu đủ dùng để ép dầu.
Sau khi làm sạch màng nhầy, phơi sấy khô, hạt được tán nhỏ và trích ly bằng ete dầu lửa (40-60o).
Hiệu suất thu hồi là 25% so với hat khô. Dầu đu đủ màu vàng.
Bảng 10: Thành phần acid béo trong dầu hạt đu đủ
Protease, trong đó có papain được sử dụng rất rộng rãi trong chế biến thịt, cá và đã mang lại hiệu quả kinh tế cao. Với phương pháp này, người ta có thể biến đổi những loại thịt cá rẻ tiền, khô cứng, những phần không ngon thành các chế phẩm có tính chất tốt hơn.
Trong quy trình sản xuất bột cá cổ điển, người ta lợi dụng hệ enzyme VSV thuỷ phân protease có sẵn trong trong cá để phân giải các protein trong thời gian dài và ở nhiệt độ thích hợp. Ngày nay, việc bổ sung chế phẩm enzyme, đặc biệt là papain không những rút ngắn thời gian thuỷ phân mà còn ngăn ngừa được các vi khuẩn gây thối, do nhiệt độ hoạt động tối ưu của nó là 70oC.
Thành phần Phần trăm (%) Acid oleic 76,50 Acid panmitic 11,38 Acid stearic 5.25 Acid linoleic 2,13 Acid arachidonic 0,31
Khô dầu hạt đu đủ chứa nhiều chất dinh dưỡng nên được dùng làm thức ăn gia súc.
Bảng 11: Thành phần acid béo trong khô dầu hạt đu đủ Thành phần Phần trăm (%) Glucide 32,18 Protein 27,26 Lipid 4,30 Tro 7,85 Nước 7,47
6. Các hướng sử dụng phế liệu trong chế biến cà chua:a. Sản xuất dầu hạt cà chua: a. Sản xuất dầu hạt cà chua:
Qui trình công nghệ:
GVHD: TÔN NỮ NGUYỆT MINH Page46
Khuấy Tinh dầu Ép Tách hạt Bã Phơi – Sấy Nước Rây tách hạt Nghiền Sấy khô Bã cà chua
Giải thích quy trình:
Bã ép từ cà chua chứa 6% dầu. Bã tươi chứa lượng lớn nước khó vận chuyển và khó bảo quản được lâu. Do vậy cần phải làm khô hoặc xử lý bằng nước để tách hạt ra.
Khi dùng phương pháp khô người ta thường sấy khô bã trong loại thiết bị chuyên dùng, sau khi bã đã khô đem nghiền kỹ, rồi cho qua rây tách riêng bột hạt khỏi vỏ quả. Theo cách này thu được hạt cà chua tách hoàn toàn khỏi các chất hữu cơ khác của khối bã ép.
Xử lý bã bằng nước để tách hạt là dựa vào sự khác nhau về trọng lượng riêng của hạt và vỏ quả cà chua. Trong thùng có cánh khuấy, người ta tiến hành rửa bã bằng nước hai lần, hạt sẽ chìm xuống đáy, còn vỏ thì nổi lên trên. Phơi các hạt tách được dưới ánh sáng mặt trời (lớp dầy 2 – 3cm và thỉnh thoảng đảo trộn) hoặc ép bớt nước trên máy ép vít rồi đưa vào máy sấy khô (có thể sử dụng máy sấy vòi phun). Hiện nay phương pháp này được dùng phổ biến trong các nhà máy đồ hộp rau quả hiện đại.
Hạt cà chua có kích thước rất nhỏ, có lượng vỏ dầy và cứng khá lớn, lượng vỏ chiếm trên 50%.
Mặc dù lượng vỏ cao, hạt cà chua vẫn được chế biến cùng với vỏ, vì hiện nay chưa có máy đặc biệt nào có thể tách vỏ khỏi nhân hạt một cách có kết quả cả.
Việc chế biến hạt cà chua chủ yếu là đem ép trên máy ép. Bã sau khi ép được dùng làm thức ăn gia súc.
Hình 31: Tinh dầu cà chua
Bảng 12: Thành phần dinh dưỡng và chỉ tiêu chất lượng sản phẩm Thành phần acid béo 1.Oleic acid C18:1： 12-33% 2.Linoleic acid C18:2： 58-78 % 3.Linolenic acid C18:3： 0.25-0.5 % 4.Palmitic Acid C14:0： 5-7.5 % 5.Stearic acid C18:0： 4-6.5 %
Chỉ tiêu Tiêu chuẩn
Màu sắc (25.4mm ) Vàng 35；Đỏ≤5
Mùi vị Mùi đặc trưng của dầu hạt cà chua, không có mùi vị lạ
FFA（%） ≤0.2 Ẩm (%) ≤0.1 Độ đục (%) ≤0.1 Chỉ số Peroxide（mmol/kg） ≤5 Chỉ số Iode（gl/100g） 112-124 Chỉ số xà phòng hóa（mgKOH/g） 186-194
Độ khúc xạ (20℃) 1.470-1.474
Tỷ trọng so với nước (20℃) 0.920.0.925
b. Sản xuất chất màu thực phẩm:
Màu đỏ của cà chua là do licopin tạo ra. Licopin có công thức C40H56 là đồng phân của beta-carotin, có cấu trúc hình lăng trụ hoặc hình kim, có trong cà chua với hàm lượng 1,3-13,2mg %. Licopin tan trong chất béo nên trong công nghệ người ta dùng dầu thực vật làm dung môi.
Bã cà chua sau khi tách hạt được trộn với dầu thực vật và trích ly trong thiết bị ở 95-98oC trong 2h. Người ta lọc lấy dịch trích ly gồm có nước, dầu và chất màu. Bã sau trích ly lần thứ nhất được đem trích ly lần hai, lần ba để chiết rút triệt để licopin. Quy trình sản xuất chất màu cà chua đã được cơ khí hóa và bố trí theo sơ đồ ngược chiều. Dầu sạch đưa vào nồi trích ly thứ ba đi ngược chiều đến nồi trích ly thứ hai rồi mới đến nồi trích ly thứ nhất, dần dần được bão hòa licopin. Trộn hỗn hợp nước – dầu của ba lần trích ly rồi làm bốc hơi trong chân không 550-560 mmHg.
Dầu bão hòa licopin được đóng vào bao bì kín bằng kim loại hay thủy tinh. Sản phẩm có màu da cam sẫm hấp dẫn, dùng chủ yếu trong sản xuất magarin.
7. Sản xuất thức ăn gia súc từ phế liệu rau:
Có ba qui trình công nghệ ứng với ba dạng thức ăn gia súc phổ biến hiện nay với nguồn nguyên liệu cho quá trình sản xuất đi từ phế liệu của qui trình sản xuất tinh bột từ khoai tây.
a. Sản xuất thức ăn gia súc dạng tươi:
GVHD: TÔN NỮ NGUYỆT MINH Page49
Phế liệu giàu protein, lipid Tách nước Bổ sung vôi Vôi bột Phối trộn Bã khoai tây Nước
Sản phẩm thức ăn gia súc dạng tươi rất dễ sản xuất, không đòi hỏi quá trình chế biến quá phức tạp tuy nhiên thời gian bảo quản chúng lại rất ngắn. Theo nghiên cứu, ở dạng tươi thức ăn gia súc cần phải được tiêu thụ ngay vì chỉ một lượng nhỏ thức ăn bảo quản không kín trong thời tiết nóng sau 24 giờ là đã không có lợi cho làm thức ăn.
Trong qui trình công nghệ, ta cần chú ý đến một vài công đoạn sau:
Phối trộn với các loại phế liệu khác: Đối với bã khoai tây thải ra trong quá trình sản xuất tinh bột, do chủ yếu chứa thành phần dinh dưỡng là glucide nên cần có thêm khâu bổ sung các loại phế phẩm khác giàu protein và lipid để cân đối thành phần dinh dưỡng trong thức ăn thành phẩm. Thông thường người ta bổ sung thêm nguồn phế liệu giàu protein là nước dịch lấy được trong quá trình thu sữa tinh bột và nguồn phế liệu giàu lipid là bã thu được trong một số quá trình sản xuất dầu ăn.
Tuy nhiên, đối với một số loại bã (như bã của quá trình sản xuất dầu ăn từ hạt đậu phộng) do chúng đã có đủ các thành phần dinh dưỡng chủ yếu nên không cần khâu phối trộn.
Bổ sung vôi: Sau khi phối trộn các loại nguyên liệu xong ta tiếp tục tiến hành khâu bổ sung vôi với khối lượng 0,5 – 2 kg vôi bột cho mỗi 1000 kg bã thô trong qui trình công nghệ. Mục đích chính của qúa trình này là để tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình ép và làm tăng chất lượng cho bã ép. Nhờ có vôi mà bã ép sẽ kéo dài khả năng chống lại những hư hỏng do vi sinh vật gây ra.
Tách nước: Đây là một công đoạn hiện diện trong tất cả ba qui trình sản xuất thức ăn gia súc bởi nó đóng vai trò rất quan trọng.
- Đầu tiên tách nước giúp qúa trình vận chuyển thức ăn gia súc được hiệu quả hơn, tiết kiệm chi phí hơn.
- Tiếp theo tách nước sẽ làm tăng giá trị dinh dưỡng của thức ăn do hàm lượng chất dinh dưỡng trên một đơn vị khối lượng sản phẩm tăng lên.
- Cuối cùng, khi tách nước ta cũng đã hạn chế một phần nào sự phát triển của vi sinh vật trên thức ăn.
Đa số loại thức ăn tươi được cho gia súc, gia cầm,… sử dụng ngay mà không cần thêm một khâu chế biến nào khác. Tuy nhiên đối với một số loại thức ăn, để đề phòng khả năng gây độc cho động vật, trước khi cho chúng ăn ta phải nấu chín.
Lợn là loài chỉ ăn thức ăn đã được nấu chín do đó dù không có độc thì mọi loại thức ăn tươi dùng cho lợn đều phải được nấu chín.
b. Sản xuất thức ăn gia súc dạng lên men:
Quy trình sản xuất này là sự kết hợp của hai phương pháp là phương pháp cơ học và phương pháp vi sinh vật.
Sản phẩm thức ăn gia súc dạng lên men có qui trình sản xuất không khác mấy so với qui trình sản xuất thức ăn dạng tươi tuy nhiên có bổ sung thêm khâu lên men. Điều này giúp cho:
- Kéo dài thời gian sử dụng của thức ăn. Mặc dù thời gian sử dụng được kéo dài hơn so với thức ăn dạng tươi nhưng nói chung vẫn rất ngắn.
Phế liệu giàu protein, lipid Ép sơ bộ Bổ sung vôi Vôi bột Phối trộn Bã khoai tây Ù bã TAGS lên men Nước
- Nâng cao khả năng hấp thu của gia súc. Do quá trình lên men góp phần phân giải một lượng chất dinh dưỡng có trong thức ăn thành các sản phẩm dễ tiêu hóa hơn vì thế động vật sẽ hấp thu nhiều hơn.
Đây có thể coi là phương pháp bảo quản thức ăn đơn giản và rẻ tiền nhất hiện nay.
Thông thường người ta ủ bã đã được ép sơ bộ trong các hố hoặc hầm ủ có thành không thấm nước và không khí (thành hầm thường được xây bằng gạch hoặc dùng các loại bao nhựa plastic. Bã trước khi ủ phải ép sơ bộ vừa góp phần tăng khối lượng bã ép hữu ích, giảm chi phí vừa hạn chế các quá trình gây hư hỏng do các loại vi sinh vật khác.
Nguyên liệu bã ủ phải có thành phần hóa học thích hợp cho quá trình lên men và bã khoai tây là loại phế liệu đáp ứng được yêu cầu này. Trong bã khoai tây, ngoài thành phần chính là các loại hydrocacbon còn có rất nhiều thành phần dinh dưỡng khác cần thiết cho quá trình sinh trưởng và phát triển của nấm men như protein, các loại khoáng và một số vitamin… với một tỷ lệ khá cân đối.
Kỹ thuật ủ không khác các phương pháp ủ thông thường khác về độ chặt, sự đồng đều của khối nguyên liệu, về sự chống thấm nước và không khí…
Tổn thất chất dinh dưỡng trong điều kiện ủ thông thường không vượt quá 10 – 15% tổng lượng chất khô. Mặc dù có xảy ra tổn thất hàm lượng chất khô nhưng quá trình ủ lại làm tăng khả năng sử dụng chất dinh dưỡng trong thức ăn dẫn đến tăng khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của gia súc.
c. Sản xuất thức ăn gia súc dạng khô:
GVHD: TÔN NỮ NGUYỆT MINH Page52
Phế liệu giàu protein, lipid Ép sơ bộ Bổ sung vôi Vôi bột Phối trộn Sấy khô TAGS khô Nước Bã khoai tây
Sấy khô được coi là phương pháp bảo quản tốt nhất hiện nay. Thức ăn gia súc dạng khô là loại thức ăn tốt, bã là sản phẩm dạng bền, dễ vận chuyển và sau khi sấy khô thì bã hầu như không bị tổn thất nữa.
Người ta sấy khô bã tươi đã ép nước sơ bộ trên các máy sấy thùng quay cũng như khi sấy ép. Tuy nhiên các máy sấy thùng quay hiện nay được sử dụng đều cồng kềnh và ít hiệu quả. Do đó ở các nhà máy tinh bột lớn, người ta tổ chức sấy bã đã ép trong những máy sấy khí động có kích thước nhỏ nhưng hiệu quả cao.
Bã thường được sấy đến độ ẩm 14 – 15%. Trước khi sấy phải ép nước sơ bộ để tiết kiệm năng lượng, chi phí vận hành thiết bị đồng thời giảm thời gian quá trình sấy.