1.3.2.1. Đường saccaroza
Saccaroza là đường được sản xuất từ mía, được dùng trong sản xuất kẹo. Saccaroza là một cacbon hydrat, cơng thức phân tử là C12H22O11, là disaccarit do 2 mono saccarit là D-glucoza và D-fructoza tạo thành.
Với sự cĩ mặt của ion H+ hoặc một số enzym đặc hiệu, dung dịch đường saccaroza sẽ phân giải tạo thành các hợp chất (đường chuyển hĩa) gồm 1 phân tử
-D-glucoza (C6H12O6) và một phân tử β-D-fructoza (C6H12O6). Nếu tiếp tục phân giải sẽ tạo thành hợp chất hữu cơ sẫm màu như: andehyd, Hydroxyl mety l fucfuron…
Đường chuyển hĩa và các sản phẩm phân giải của nĩ cĩ tính hút ẩm mạnh làm kẹo dễ chảy. Tính hút ẩm của saccaroza chưa phân giải rất yếu, khi độ ẩm khơng khí trên 90% thì saccaroza mới bắt đầu hút ẩm trong khơng khí.
Khi gia nhiệt trên 135oC saccaroza hầu như khơng hút ẩm, nhưng gia nhiệt trong thời gian dài hoặc trong thời gian ngắn với nhiệt độ cao hơn sẽ làm tăng tính ẩm của saccaroza. Nhiệt độ nĩng chảy của saccaroza là 185 ÷ 186oC. Dưới nhiệt độ nĩng chảy, saccaroza phân giải rất chậm, trên nhiệt độ nĩng chảy saccaroza phân giải rất nhanh. Ở 200oC tạo thành hợp chất màu đen.
Gia nhiệt với sự cĩ mặt của OH-, saccaroza sẽ phân giải thành fucfuron, aceton, acid lactic, acid fomic, acid acetic và các hợp chất cĩ màu tương đối sẫm.
Saccaroza ở dạng tinh thể màu trắng cỡ hạt khơng đều. Loại đường thơ chưa tẩy màu, chưa tách mật, khơng sản xuất kẹo được, vì trong quá trình nấu kẹo thường tạo ra nhiều bọt, dễ bị cháy gây khĩ khăn cho quá trình gia cơng chế biến.
Dung dịch saccaroza bão hịa, khi làm lạnh hoặc khi nước trong dung dịch bốc hơi sẽ biến thành dung dịch quá bão hịa. Dung dịch quá bão hịa khơng ổn định, khi thay đổi một số điều kiện như khuấy trộn cơ học, hạ nhiệt độ đột ngột… saccaroza sẽ tách ra từ dung dịch và kết tinh trở lại, hiện tượng này gọi là sự hồi đường.
Saccaroza rất dễ tan trong nước. Ở nhiệt độ thường cĩ thể hịa tan với tỷ lệ nước : đường là 1 : 2, độ hịa tan tăng theo nhiệt độ. Vì vậy trong quá trình nấu kẹo, khi
hịa tan đường ta phải cấp nhiệt. Ở nhiệt độ khác nhau độ hịa tan cũng khác nhau (bảng 1.6).
Bảng 1.6: Nhiệt độ sơi của dung dịch saccaroza phụ thuộc vào nồng độ [2]
Nồng độ saccaroza, %
Nhiệt độ sơi, oC Nồng độ saccaroza, % Nhiệt độ sơi, oC 0 10 20 30 40 50 100 100.4 100.6 101 101.5 102 60 70 80 90 99 103 106.5 112 130 160
Saccaroza khơng hịa tan trong đa số các dung mơi hữu cơ mà hịa tan trong các dung mơi cĩ cực như NH3 lỏng, hợp chất của rượu và nước.
Chỉ tiêu chất lượng của saccaroza dùng để sản xuất kẹo như sau: Saccaroza 99.7% Nước 0.15% Tro 0.15% Đường khử 0.15% Độ PH 7 Màu sắc Trắng tinh 1.3.2.2. Mạch nha
Mạch nha là sản phẩm thủy phân tinh bột chưa triệt để bằng enzym hay H+, là nguyên liệu quan trọng trong sản xuất kẹo. Thành phần chính của mạch nha là dextrin, maltoza, glucoza, fructoza. Tỷ lệ glucoza : fructoza : dextrin trong nha tùy t huộc mức độ thủy phân tinh bột. Trong sản xu ất kẹo sử dụng mạch nha nhằm mục đích sau:
Chất chống kết tinh đường saccaroza (chống hồi đường). Làm chất độn lý tưởng cho kẹo.
Quy trình sản xuất mạch nha
Hình 1.9: Quy trình sản xuất mạch nha
Bột gạo nếp Dịch hĩa Đường hĩa Lọc Cơ đặc Mạch nha Enzyme Bã lọc (15 – 160Bx) (32oC, 48 giờ) 800Bx
CHƯƠNG 2
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu2.1.1. Nguyên liệu chính 2.1.1. Nguyên liệu chính
2.1.1.1. Hạt điều nhân
Nhân điều là sản phẩm thu được sau khi tách vỏ hạt điều và bĩc vỏ lụa, chiếm 25% trọng lượng hạt, hình hạt đậu màu trắng.
Nhân điều được thu mua tại tỉnh Bình Phước, đã được sấy khơ, khơng dính dầu vỏ hạt, khơng cĩ mùi ơi dầu hoặc các mùi lạ. Nhân điều được sử dụng là nhân điều vỡ dọc và vỡ nhỏ.
Các chỉ tiêu chất lượng đối với nhân điều
Màu sắc: theo hạng chất lượng.
Mùi: cĩ mùi thơm đặc trưng, khơng cĩ mùi hơi, mốc và mùi lạ. Vị: cĩ vị béo, bùi ngậy đặc trưng.
Độ ẩm: 8%
Độ giịn: giịn, khơng bị ơi.
Tạp chất: khơng lẫn tạp chất vơ cơ, hoặc hữu cơ.
2.1.1.2. Đường RE
Do nhà máy đường Biên Hịa sản xuất. Đường cĩ độ tinh luyện cao cấp, màu trắng tinh khiết đĩng trong bao bì polyme.
Trạng thái cảm quan: khơng vĩn cục, màu trắng tinh, khơng mùi, vị ngọt khơng cĩ vị khác, khơng ẩm và khơng cĩ tạp chất.
2.1.1.3. Mạch nha
Sử dụng mạch nha Thiên Bút một đặc sản của tỉnh Quảng Ngãi, cĩ dạng lỏng, sánh, màu vàng nhạt, cĩ vị ngọt dịu và mùi thơm đặc biệt.
Được sử dụng nhằm mục đích làm tăng hàm lượng chất khơ của kẹo lên đến 80% mà khơng làm kết tinh đường, giúp cho kẹo khơng bị thay đổi các tính chất vật lý, tạo vị ngọt dịu cho kẹo thành phẩm.
Thành phần hĩa học của mạch nha: PH = 5.2, độ khơ 80oBx, Đường khử (DE) = 45.
2.1.2. Nguyên liệu phụ
2.1.2.1. Vani
Vani được mua ở chợ Vĩnh Hải. Vani cĩ dạng tinh thể hình kim hoặc dạng bột, khơng màu cĩ mùi thơm đặc trưng, tan trong rượu etylic.
Chỉ tiêu chất lượng của vani dùng để sản xuất kẹo như sau Nhiệt độ nĩng chảy 81 83 oC
Nước 0.5% Tro 0.05% Kim loại nặng 10 ppm
2.1.2.2. Nước
Sử dụng nguồn nước máy do thành phố Nha Trang cung cấp
2.1.2.3. Bao bì
Sử dụng bao PPđể bao gĩi từng thanh kẹo
2.1.2.4. Các nguyên liệu khác
Vừng.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu xác định nhiệt độ và thời gian để sấy nhân điều
Nghiên cứu xác định tỷ lệ đường cần phối trộn trong sản phẩm kẹo
Nghiên cứu xác định tỷ lệ mạch nha cần phối trộn trong sản phẩm kẹo
Nghiên cứu xác định nhiệt độ và thời gian nấu kẹo
Nghiên cứuxác định độ ẩm của kẹo hat điều
Đề xuất qui trình sản xuất kẹo hạt điều
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Sơ đồ quy trình dự kiến
Hình 2.1: Sơ đồ quy trình sản xuất kẹo hạt điều dự kiến
Giải thích quy trình
Phối trộn
Nguyên tắc: Phối trộn nước, đường và mạch nha hịa thành siro được hổn hợp đồng nhất. Khi hịa siro phải đạt yêu cầu là đường hịa tan triệt để thì sẽ xuất hiện mầm tinh thể và đường saccaroza sẽ kết tinh trở lại làm kẹo nhanh hút ẩm làm kẹo chảy và hồi ẩm. Khi hịa tan nồng độ siro đạt cao nhất [CK] = 80 ÷ 81%.
Đường Nước Phối trộn Lọc Mạch nha Hạt điều nhân Sấy Nạp nhân Ủ Phụ gia Làm nguội 1 Tạo hình Làm nguội 2 Chọn kẹo Bao gĩi Sản phẩm Nấu
Phương pháp: ta hịa tan nước và đường, với tỷ lệ nước chiếm khoảng 25 ÷ 30% đường Saccaroza sau đĩ gia nhiệt đến nhiệt độ (to = 105 ÷ 110oC), rồi bổ sung mạch nha đến nồng độ chất khơ [CK] = 80 ÷ 81%.
Lọc
Mục đích là loại bỏ tạp chất (chất rắn, khơng tan, mầm tinh thể đường…). Sử dụng vật liệu lọc là vải.
Nấu kẹo
Quá trình nấu kẹo là quá trình cơ đặc, bốc hơi nước khối siro thành khối kẹo thành phẩm.
Phương pháp: nấu ở áp suất thường, nguồn nhiệt cung cấp là khí gas. Nhiệt độ nấu kết thúc khi nồng độ chất khơ của kẹo 3%. Trong quá trình nấu dùng nhiệt kế để xác định nhiệt độ, khi nhiệt độ đạt mức qui định thì ngừng quá trình nấu.
Nạp nhân
Hạt điều nhân sau khi sấy và ủ được đưa vào nạp nhân cùng với phụ gia (vani, vừng) theo cơng thức dự kiến ở bảng 2.1.
Làm nguội
Kẹo sau khi nấu thì nhiệt độ khối kẹo cịn rất cao vì vậy phải làm nguội đến nhiệt độ 80 ÷ 90oC, các phân tử cĩ trong kẹo rất linh động, độ nhớt cịn cao khi làm nguội thì đường trong khối kẹo cĩ thể kết tinh lại.
Yêu cầu của quá trình làm nguội là tốc độ làm nguội phải nhanh để hạn chế chuyển động của các tinh thể. Nếu thời gian giữ nhiệt dài thì các phân tử saccaroza dễ dàng chuyển động sẽ làm kẹo dễ bị kết tinh lại. Nhiệt độ làm nguội là 8090oC, nếu làm nguội mà nhiệt độ vẫn cao thì khối kẹo bán thành phẩm sẽ bị dính sẽ ảnh hưởng đến quá trình lăn, vuốt, thúc đẩy quá trình bay hơi, làm phân hủy các chất màu, vị, cịn nếu quá nguội thì kẹo bán thành phẩm cứng sẽ ảnh hưởng đến quá trình tạo hình kẹo như dễ vỡ.
Tạo hình
Khối kẹo được tạo hình để thành các thanh kẹo đạt theo yêu cầu. Khối kẹo được đổ vào các khay sau đĩ cắt thành các kích cỡ đều đặn, hình dạng hoàn chỉnh, đẹp.
Làm nguội 2
Sau khi làm nguội lần thứ nhất, khối kẹo vẫn cịn dính chưa đạt được trạng thái cứng, giịn, kẹo dễ biến dạng, ta tiếp tục làm nguội khối kẹo xuống nhiệt độ đến 25 ÷ 30oC kẹo sẽ trở lên cứng, giịn.
Chọn kẹo
Mục đích: loại bỏ những thanh kẹo lồi, lõm, nứt, vỡ … Phương pháp: chọn kẹo bằng phương pháp thủ cơng.
Bao gĩi
Mục đích: để kẹo khơng tiếp xúc với oxi trong khơng khí, hạn chế vi sinh vật, giữ được hương vị của kẹo. Ngoài ra việc bao gĩi cịn làm tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm kẹo.
Bao bì: dùng bao PP để bao gĩi.
2.3.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian sấy nhân điều2.3.2.1. Sơ đồ bố trí 2.3.2.1. Sơ đồ bố trí
Hình 2.2: Sơ đồ thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian sấy nhân điều
Hat điều nhân
Sấy với nhiệt độ với thời gian (theo bảng 2.1) Ủ (Thời gian 60 phút)
Đánh giá cảm quan
Chọn thời gian và nhiệt độ sấy tối ưu
Bảng 2.1: Thời gian và nhiệt độ sấy nhân điều
Mẫu Thời gian
(phút)
Nhiệt độ
(oC)
Mẫu Thời gian
(phút) Nhiệt độ (oC) 1 8 120 7 12 130 2 10 120 8 14 130 3 12 120 9 8 140 4 14 120 10 10 140 5 8 130 11 12 140 6 10 130 12 14 140 2.3.2.2 Giải thích
Hạt điều khi thu mua về cĩ dạng hình hạt đậu màu trắng, nhân điều phải được sấy với mục đích là làm nhân chín, giịn, cĩ mùi thơm đặc trưng vị béo ngậy, chống ơi mốc. Nhân điều được sấy chín gĩp phần làm kẹo hạt điều giịn, mùi vị hài hịa đặc trưng.
Nhân điều được sấy trong tủ sấy cĩ nhiệt độ (0 ÷ 300oC) với chế độ sấy và thời gian sấy theo bảng 2.1. Nhân điều được trãi thành một lớp trên khay rồi đưa vào tủ sấy, nguồn nhiệt trong tủ sấy được cung cấp từ dịng điện cao tần, khơng khí trong tủ sấy đối lưu tự nhiên, nhờ nguồn nhiệt này nhân điều nhanh chĩng được đốt nĩng và được sấy khơ.
Sau khi sấy với các chế độ và thời gian sấy theo bảng 2.1 ta sẽ thu được nhân điều sau khi sấy, hội đồng cảm quan sẽ đánh giá chất lượng cảm quan các mẩu. Từ kết quả đánh giá chất lượng cảm quan phụ thuộc vào nhiệt độ và thời gian sấy sẽ chọn được nhiệt độ và thời gian sấy tối ưu.
2.3.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ đường so với hạt điều 2.3.3.1. Sơ đồ bố trí
Hình 2.3: Sơ đồ quy trình thí nghiệm xác định tỷ lệ đường
2.3.3.2. Giải thích
Trong quá trình tiến hành thí nghiệm, khi tiến hành xác định một chế độ trong cơng đoạn nào (hoặc xác định thơng số trong cơng đoạn nào) thì ta khống chế các chế độ khác của các mẫu hoàn tồn giống nhau, sau đĩ ta xê dịch các chế độ cần
Phối liệu Lọc Nạp nhân Mạch nha Hạt điều nhân Ủ Sấy Vani, vừng Làm nguội 1 Tạo hình Làm nguội 2 Đánh giá chất lượng Tỷ lệ đường tối ưu Khấy đảo với tỷ lệ đường so với nhân điều (%): 70, 80, 90, 100, 110, 120.
Nước
Nấu Đường
xác định trong một khoảng thời gian nào đĩ đã được dự kiến trước rồi thực hiện các cơng đoạn cho đến sản phẩm cuối cùng và chọn ra quy trình tối ưu.
Đường là thành phần quan trọng quyết định đến chất lượng của kẹo thành phẩm. Nếu tỷ lệ đường đường ít sẽ làm kẹo cĩ cấu trúc rời rạc, màu sắc và mùi vị khơng hài hịa, kẹo nhiều vị điều, nếu tỷ lệ đường cao quá sẽ làm kẹo quá ngọt, quá cứng, ít vị của nhân điều.
Trong thí nghiệm này tơi cố định khối lượng nhân điều rồi thay đổi khối lượng đường lần lượt là: 70%, 80%, 90%, 100%, 110%, 120% so với nhân điều.
Bảng 2.2: Tỷ lệ nguyên liệu dự kiến trong các thí nghiệm ở sơ đồ 2.3.3 [2]
Nhân điều (gam)
Mạch nha (% so với nhân điều)
Đường (% so với nhân điều) Vừng (% so với nhân điều) Vani (% so với nhân điều) 200 50 100 2 0.1
Trong các thí nghiệm tỷ lệ nước được tính theo tỷ lệ đường, do tỷ lệ đường tăng thì nước phải tăng nếu khơng sẽ khơng hịa tan hết đường. Tỷ lệ nước để hịa tan đường là 30% so với đường [1].
Các thành phần khác dự kiến theo bảng 2.2. Nhiệt độ kết thúc quá trình nấu dự kiến là 150oC, các bước thí nghiệm được thực hiện theo quy trình dự kiến. Sau khi thu được sản phẩm, hội đồng cảm quan sẽ đánh giá chất lượng các mẫu. Căn cứ kết quả cảm quan sẽ chọn được tỷ lệ đường thích hợp.
2.3.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ mạch nha so với hạt điều 2.3.4.1. Sơ đồ bố trí
. . .
Hình 2.4: Sơ đồ quy trình thí nghiệm xác định tỷ lệ mạch nha
2.3.3.2. Giải thích
Mạch nha được sử dụng để chế biến kẹo sẽ làm cho kẹo cĩ vị ngọt dịu, mùi thơm hài hịa. Mạch nha cũng cĩ tác dụng nâng cao độ hịa tan của dung dịch saccaroza do cĩ chứa các loại đường khử như: glucoza, maltoza…Ngồi ra mạch nha cịn chứa các phân tử dextrin mạch dài, làm cho mạch nha cĩ độ nhớt cao. Khi cho mạch nha vào ngồi việc nâng cao độ hịa tan của dung dịch đường, cịn làm tăng độ nhớt. Độ nhớt cao sẽ làm cho các phân tử trong dung dịch đường chuyển động chậm chạp, thậm chí cản trở việc hình thành tinh thể, ngăn chặn khơng cho
Đường Nước Phối trộn Mạch nha với tỷ lệ so với hạt điều (%): 20, 30, 40, 50, 60 Đánh giá cảm quan
Chọn tỷ lệ mạch nha tối ưu Phối trộn
đường saccaroza kết tinh trở lại. Mặt khác khi sử dụng mạch nha để nấu kẹo, kẹo thành phẩm sẽ ít hút ẩm. Ngoài ra mạch nha là một chất độn lý tưởng để sản xuất kẹo.
Trong thí nghiệm này tơi cố định khối lượng nhân điều rồi thay đổi khối lượng mạch nha lần lượt là: 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70% so với nhân điều.
Đường đã được tối ưu hĩa ở thí nghiệm xác định đường, các thành phần khác dự kiến theo bảng 2.2. Các trình tự làm được thực hiện như ở thí nghiệm xác định tỷ lệ đường. Sau khi thu được sản phẩm, hội đồng cảm quan sẽ đánh giá chất lượng các mẫu. Căn cứ kết quả cảm quan sẽ chọn được tỷ lệ mạch nha thích hợp.
2.3.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ kết thúc của quá trình nấu kẹo.2.3.5.1. Sơ đồ bố trí 2.3.5.1. Sơ đồ bố trí . . . 145 oC 150 oC 155 oC 160 oC 165 oC Đường Nước Phối liệu Mạch nha
Nấu với nhiệt độ kết thúc
Làm nguội 2 Đánh giá chất lượng Nhiệt độ kết thúc quá trình
nấu tối ưu
2.3.5.2. Giải thích
Nấu kẹo là cơng đoạn quyết định đến chất lượng của kẹo thành phẩm vì vậy cần phải xác định chính xác. Quá trình nấu làm khối siro bốc hơi nước trở thành khối