2.3.1 Quy trình sản xuất dự kiến
Hình 2.1 Quy trình sản xuất dự kiến
Rửa 3 Thẩm thấu Xăm Sấy Nấu Đường Chần Rửa 2 Đóng gói Sản phẩm Dâu tây Lựa chọn Rửa 1 Bỏ cuống Ngâm CaCl2
2.3.2 Thuyết minh quy trình:
Lựa chọn:
Nhằm mục đích loại bỏ những quả dập nát, hư hỏng, những quả còn xanh cũng được loại. Chọn những quả dâu tây chính mọng, đều, căng, còn nguyên cuống xanh.
Rửa:
Ngâm dâu tây vào chậu nước khoảng 5 – 10 phút sau đó rửa lại thật nhẹ nhàng. Bỏ cuống:
Bỏ cuống xanh nhằm loại bỏ phần không ăn được. Ngâm CaCl2:
Quá trình ngâm CaCl2 có tác dụng làm chắc cấu trúc của dâu tây qua các công đoạn chế biến. Sau khi nghiên cứu tài liệu và làm một số thí nghiệm thăm dò em chọn chế độ ngâm dâu tây trong dung dịch CaCl2 nồng độ 0.5% – 1.5% , với thời gian 20 phút – 30 phút.
Rửa
CaCl2 còn sót lại quá nhiều trong sản phẩm sẻ gây ảnh hưởng đến giá trị dinh dưỡng của sản phẩm, mục đích công đoạn này nhằm loại bớt lượng CaCl2 trong sản phẩm.
Chần:
Mục đích của công đoạn này là tiêu diệt một số vi sinh vật, làm bất hoạt enzyme giúp giữ màu của sản phẩm được đẹp hơn, làm mất một phần nước tự do trong nguyên liệu … Sau khi đọc tài liệu và làm một số thí nghiệm thăm dò em chọn nhiệt độ chần từ 80oC – 100oC, thời gian 1phút – 3 phút.
Xăm:
Với phạm vi đề tài để nghiên cứu ta chọn tiến hành dùng tăm để xăm từng quả dâu tây đã chần. Mục đích là tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu.
Thẩm thấu.
Bán thành phẩm sau khi xăm xong ta tiến hành ngâm trong dung dịch đường sacharose nhằm mục đích:
- Làm giảm hoạt độ nước và nước tự do của bán thành phẩm xuống do tác dụng thẩm thấu.
- Tạo vị hài hòa cho sản phẩm….
Theo một số tài liệu đã tham khỏa cùng với làm một số thí nghiệm để thăm dò, em chọn nồng độ đường đem ngâm từ 55-75oBrix, thời gian thích hợp để khảo sát sự thay đổi nồng độ đường trong thời gian ngâm từ 10-18 giờ.
Rửa:
Rửa nhằm loại bớt lượng đường trong sản phẩm, tránh được hiện tượng lại đường khi bảo quản.
Nước dùng để rửa trong công đoạn này phải là nước sạch ( đạt tiêu chuẩn là nước uống được)
Sấy:
Sau khi rửa xong bán thành phẩm được đem đi sấy đến độ ẩm cho phép, giúp sản phẩm bảo quản được lâu hơn. Sau khi đọc tài liệu và làm một số thí nghiệm thăm dò em chọn nhiệt độ sấy 40oC – 50oC, vận tốc gió từ 1 – 2 m/s. Chọn chế độ sấy lạnh kết hợp đèn hồng ngoại và chế độ sấy nóng (so sánh hai chế độ sấy).
Đóng gói:
Sản phẩm sau khi sấy xong, để nguội ở nhiệt độ thường sau đó đựng trong bao bì PA, hút chân không và bảo quản ở nhiệt độ lạnh (5oC)
2.3.3 Nghiên cứu các thông số của công đoạn ngâm CaCl2. ……… ………
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ và thời gian ngâm CaCl2
_ Dâu tây sau khi xử lý ta tiến hành ngâm trong dung dịch CaCl2 với thời gian là 20 phút, 25 phút, 30 phút, với các nồng độ khác nhau là 0.5%, 1.0%, 1.5%.
_ Sau khi ngâm CaCl2 xong rửa lại với nước rồi bước sang công đoạn chần,Tỉ lệ nguyên liệu/nước chần là 1/4. Chần xong đem dây tây đi xăm để tạo điều kiện cho quá trình thẩm thấu. Tiếp theo ta cho lượng dâu tây đó vào dung dịch đường 700Brix trong thời gian16 giờ rồi đem rửa và sấy ở 45oC đến độ ẩm đạt yêu cầu.
Ngâm CaCl2
Mẫu TN 1 2 3 4 5 6 7 8 9
[CaCl2] 0.5% 1.0% 1.5%
Thời gian ngâm (phút) 20 25 30 20 25 30 20 25 30 Dâu tây
Chọn nồng độ thích hợp
Đánh giá cảm quan Sản phẩm
Đánh giá cảm quan để xác định được nồng độ và thời gian ngâm CaCl2 tối ưu .
2.3.4 Xác định tỷ lệ nước chần so với nguyên liệu.
_ Sau khi xác định được nồng độ và thời gian ngâm CaCl2 tối ưu ta tiến hành xác định chế độ chần tối ưu cho sản phẩm.
_ Dâu tây được lựa chọn những quả đạt yêu cầu, đem ngâm trong dung dịch CaCl2 (1%) trong 25 phút. Các bước tiếp theo được thực hiên như đã nói ở phần (2.3.3), tỷ lệ nguyên liệu so với nước chần cần nghiên cứu là 1/5, 1/4, 1/3. Sản phẩm cuối cùng đem đánh giá cảm quan để chọ ra tỷ lệ tối ưu.
…….. ……….
Hình 2.3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỉ lệ nước chần.
Tỷ lệ nguyên liệu/nước chần 1/5 1/4 1/3 Dâu tây Chần Sản phẩm Đánh giá cảm quan chọn tỷ lệ tối ưu
2.3.5 Xác định nhiệt độ và thời gian chần thích hợp nhất ……… ……… ………
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian chần.
2.3.6 Xác định hàm lượng acid ascorbit bổ sung.
Sau khi thí nghiệm chon được nồng độ ngâm CaCl2 là 1% trong 25 phút, chần dâu tây trong 2 phút với nhiệt độ nước 90oC (kết quả nghiên cứu và thảo luận). Ta cố định các thông số khác như phần (2.3.3) với lượng acid ascorbit bổ sung như sau:
Chần với nhiệt độ ( 0C ) và thời gian ( phút) 1 phút 2 phút 3 phút 80 85 90 95 100 80 85 90 95 100 80 85 90 95 100 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 M12 M13 M14 M15 Dâu tây Sản phẩm Đánh giá cảm quan để chọn giá trị tối ưu
………..
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định tỷ lệ acid ascorbit bổ sung. 2.3.7 Khảo sát thời gian thẩm thấu.
Sự thẩm thấu đường vào bên trong quả dâu tây: quá trình thẩm thấu có thể chia làm 3 giai đoạn.
Hàm lượng acid ascorbit bổ sung
0,1% 0,15% 0,2% 0,25%
Dâu tây đã qua công đoạn chần.
Đường, nước
Nấu
Dịch syrup 70oBrix
Sản phẩm
Đánh giá cảm quan, chọn tỷ lệ tối ưu Bảo quản 12 ngày
Khi nồng độ đường cao, các phân tử đường ngấm vào bên trong quả dâu tây nhanh, nước trong quả dâu tây bắt đầu thoát ra nhanh dần. Trong giai đoạn này ít có mùi thơm đặc trưng của dâu tây.
Do sự thẩm thấu dung dịch đường vào bên trong quả dâu tây nên nồng độ đường giảm dần làm cho nước thoát ra ngoài chậm hơn, protein bị biến tính, cấu trúc quả chắc.
Áp suất thẩm thấu giảm dần tới 0, nồng độ đường trong dâu tây dần dần cân bằng với nồng độ của dung dịch bên ngoài. Cấu trúc quả rắn chắc, mùi thơm đậm đà.
Vậy đối với đề tài này thời gian thẩm thấu tối ưu là thời gian đạt được sự cân bằng về nồng độ đường bên trong quả dâu tây và dung dịch đường. Hay nồng độ đường trong dung dịch không thể giảm hoặc giảm rất ít trong 2 khoảng thời gian xác định.
Để khảo sát thời gian thẩm thấu tối ưu với đề tài này ta tiến hành như sau: Dâu tây được xử lý như ở phần trên ta đem ngâm trong CaCl21% trong 25 phút rồi chần ở 90oC trong 2 phút, sau đó đem xăm rồi chia thành 5 phần bằng nhau để cho vào các dung dịch đường có nồng độ là 55oBrix, 60oBrix, 65oBrix, 70oBrix, 75oBrix. Sau 10, 12, 14,16,18 giờ ta tiến hành đo lại độ Brix. (vì điều kiện phòng thí nghiệm nên chỉ khảo sát được trong khoảng thời gian này)
………
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian thẩm thấu.
Ghi chú; a: 10 giờ b: 12 giờ e: 18 giời c: 14 giờ d: 16 giờ
2.3.8 Nghiên cứu xác định nồng độ đường ngâm.
Ta biết sau một thời gian thẩm thấu thì lượng đường trong dung dịch giảm do nước trong quả đi ra, một lượng đường đi vào trong quả. Làm cho độ ẩm của quả dâu tây giảm. Trên cở sở đó ta đi xác định nồng độ đường như sau:
Ngâm dâu tây 25 phút trong dung dịch CaCl21%, chần ở 90oC trong 2 phút, các bước còn lại thực hiện như phần thuyết minh của quy trình dự kiến. Sau 16 giờ thẩm thấu ta rửa dâu tây đã thẩm thấu rồi để ráo, lấy một ít đi xác định độ lại độ ẩm của bán thành phẩm sau thẩm thấu. Phần còn lại đem sấy ở 45oC đến lúc sản phẩm đạt độ ẩm yêu cầu là được. Tiến hành đánh giá cảm quan sản phẩm sau khi sấy.
55oBrix 60oBrix 65oBrix 70oBrix 75oBrix a b c d e a b c d e a b c d e a b c d e a b c d e
Dâu tây
Thẩm thấu
Đo độ Brix của dịch sirô sau thời gian xác
……… ………
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nồng độ đường.
Thẩm thấu (16 giờ)
55oBrix 60oBrix 65oBrix 70oBrix 75oBrix Dâu tây
Sản phẩm
Đo độ brix của dung dịch Đánh giá cảm quan Xác định độ ẩm sản phẩm Nồng độ đường tối ưu
2.3.9 Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định chế độ sấy.
Sau khi nghiên cứu bố trí thí nghiệm xác định được các thông số tối ưu cho công đoạn ngâm CaCl2, chần, thẩm thấu, ta tiến hành thí nghiệm để chọn chế độ tối ưu cho giai đoạn sấy.
Dâu tây được lựa chọn những quả đạt yêu cầu, đem xử lý rồi ngâm CaCl2 1% trong 25 phút, tiến hành chần với nước nhiệt độ 90oC, trong 2 phút, sau đó đem ngâm đường, các bước tiến hành theo thông số tối ưu đã xác định được ở phần trên
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chế độ sấy như: đặc điểm, kích thước, hình dáng của nguyên liệu, tốc độ gió, độ ẩm không khí, nhiệt độ sấy, khoảng cách từ nguyên liệu đến đèn…. Sau khi tham khảo một số tài liệu và cân nhắc thời gian thực hiện đề tài em chọn hai thông số để tiến hành nghiên cứu là vận tốc gió và nhiệt độ không khí.
Nhiệt độ không khí trong buồng sấy là: T= 40 – 50oC. Vận tốc gió chuyển động trong buồng sấy là V= 1 – 2 m/s.
Đối với mỗi chế độ sấy ta tiến hành xác định sự ảnh hưởng của nhiệt độ, vận tốc gió đến hàm lượng ẩm, thời gian sấy, khả năng hút nước phục hồi và đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm. Quá trình sấy sẽ kết thúc khi độ ẩm của sản phẩm đạt 22 – 25%.
_ Chọn thông số nghiên cứu:
T(U1) Thời gian sấy (Y1)
V(U2) Điểm cảm quan sản phẩm Các yếu tố ảnh hưởng đến thông số tối ưu là:
U1: nhiệt độ không khí trong buồng sấy.
U2: vận tốc chuyển động của không khí trong buồng sấy. _ Xác định miền thí nghiệm: T = [40 – 50] (oC)
V = [1 – 2] (m/s)
_ Bố trí thí nghiêm: Bố trí thí nghiệm theo quy hoạch thực nghiệm theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm toàn phần.
Sấy lạnh kết hợp đèn hồng ngoại
Số thí nghiệm tương ứng: N = nk = 22 =4 Trong đó: N: số thí nghiệm
n: số mức
k: yếu tố ảnh hưởng
Bảng 2.1 Các mức của các yếu tố ảnh hưởng
Các mức U1(oC) U2(m/s)
Mức cơ sở 45 1.5
Khoảng biến thiên 5 0.5
Mức trên (+) 50 2
Mức dưới (-) 40 1
Mô hình tuyến tính có dạng: Ŷ = b0 + b1 X1+ b2X2
Hai hàm mục tiêu cần tìm là: Y1( thời gian sấy), Y2( điểm cảm quan sản phẩm)
N U1(oC) U2(m/s) Y1(h) Y2(điểm)
1 40 1
2 50 1
3 40 2
4 50 2
Bảng 2.2 Ma trận biến mã ( thí nghiệm tại tâm phương án)
No U1(oC) U2(m/s) Y1( h) Y2(điểm)
1 45 1.5
2 45 1.5
Sơ đồ thí nghiệm ………. Hình 2.8. Sơ đồ xác định chế độ sấy Dâu tây Sấy Sấy lạnh kết hợp hồng ngoại. To = 40-50oC V= 1-2m/s Đánh giá các chỉ tiêu Thời gian sấy Độ ẩm sản phẩm Chất lượng cảm quan Khả năng hút nước phục hồi
2.3.10 So sánh chế độ sấy tối ưu của phương pháp sấy lạnh kết hợp hồng ngoại với phương pháp sấy bằng không khí nóng. với phương pháp sấy bằng không khí nóng.
………..
Hình 2.9. Sơ đồ thí nghiệm so sánh hai chế độ sấy khác nhau.
Dâu tây Sấy Sấy lạnh kết hợp với bức xạ hồng ngoại: t =43oC,v= 1,7m/s d= 40cm Sấy bằng không khí nóng t=43oC,v= 1,7m/s d=40cm.
- Thời gian sấy - Độ ẩm
CHƯƠNG III.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1 Kết quả xác định thành phần hóa học của nguyên liệu. 3.1.1 Kết quả xác định hàm lượng ẩm ban đầu của nguyên liệu. 3.1.1 Kết quả xác định hàm lượng ẩm ban đầu của nguyên liệu.
Hàm lượng ẩm ban đầu của nguyên liệu :85,77% Nhận xét:
Từ kết quả trên ta thấy hàm lượng nước trong dâu tây khá cao, do đó để sản xuất quả dâu tây khô vấn đề quan trọng đặt ra ở đây là việc lấy nước ra khỏi nguyên liệu, để thuận lợi cho việc bảo quản. Sấy nguyên liệu trong thời gian dài sẻ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan cũng như giá trị dinh dưỡng của sản phẩm. Do đó quá trình thẩm thấu là rất cần thiết đối với loại sản phẩm này.
3.1.2 Kết quả xác định hàm lượng ẩm của nguyên liệu sau thẩm thấu (nồng độ
đường ngâm 70oBrix)
Hàm lượng ẩm của dâu tây sau thời gian thẩm thấu: 71,1% Nhận xét:
Ta thấy hàm lượng ẩm của dâu tây sau khi thẩm thấu giảm đi khá nhiều 17,1% , quá trình thẩm thấu đã tách đi một lượng nước nhất định tạo điều kiện cho công đoạn sấy (giảm được thời gian sấy)
Thảo luận:
Cmt > Ctb đây là môi trường ưu trương, khi ta ngâm quả dâu tây vào môi trường ưu trương, nước từ trong tế bào ra ngoài và dịch tế bào nhỏ đi, theo thời gian nước từ trong không bào tiếp tục đi ra ngoài làm cho không bào co, kéo nguyên sinh chất tách rời khỏi màng tế bào. Chính vì vậy sau giai đoạn thẩm thấu quả dâu tây có kích thước nhỏ hơn và giảm được một lượng nước đáng kể.
3.1.3Xác định hàm lượng tro ban đầu của nguyên liệu - sản phẩm. - Theo kết quả phụ lục 2:
- Theo kết quả phụ lục 2, hàm lượng tro trong sản phẩm 0,73%
3.2. Kết quả nghiên cứu xác định thời gian và nồng độ ngâm CaCl2.
Hình 3.1: Điểm cảm quan của sản phẩm phụ thuộc vào thời gian ngâm và nồng độ CaCl2.
• Kết quả:
Dựa vào biểu đồ hình 3.1, Ta thấy đối với mẫu ngâm có nồng độ CaCl21,0% cho sản phẩm có điểm cảm quan cao hơn 2 mẫu còn lại, sản phẩm có cấu trúc giòn nhưng dẻo, màu sắc của sản phẩm dễ chấp nhận. Với các mẫu ở 2 nồng độ còn lại cấu trúc sản phẩm mềm, một số mẫu bị cứng và không dẻo. Và ta thấy mẫu 5 ứng với nồng độ 1% ngâm trong 25 phút cho điểm cảm quan cao nhất.
• Thảo luận:
Muối CaCl2 là một phụ gia có tác dụng làm chắc cấu trúc thực phẩm. Khi ngâm dâu tây vào dung dịch muối CaCl2 thì sẽ xảy ra các hiện tượng thẩm thấu và khuếch tán nước, các chất tan trong và ngoài tế bào. Khi tan trong nước, muối CaCl2 phân ly, ion Ca2+ sẽ khuếch tán vào bên trong dâu tây và liên kết với pectin, hemixenluloza trong tế bào, làm cho kết cấu tổ chức của dâu tây tăng độ cứng và chặt chẽ nên dâu tây có thể giữ được độ giòn chắc gần giống với ban đầu qua các công đoạn chế biến.
Mặt khác, khi ngâm dâu tây trong dung dịch nhượng trương này thì nước từ môi trường đi vào không bào và làm tăng thể tích của không bào. Áp suất làm cho không bào to ra ép vào thành tế bào gọi là áp suất trương nước (P). Áp suất này làm màng tế bào căng ra. Màng tế bào sinh ra một sức chống lại gọi là sức căng trương nước (T). Khi hai áp suất này bằng nhau thì sự thẩm thấu dừng lại. Tế bào ở trạng thái bão hòa và thể tích tế bào lúc này cực đại. Chính nhờ sức căng (T) này làm cho quả dâu tây sau khi ngâm nhìn tươi hơn.
Từ biểu đồ hình 3.1 ta thấy ứng với nồng độ CaCl21% là nồng độ thích hợp để tạo dung dịch nhược trương (Cmt < Ctb), lượng Ca2+ vừa đủ. Thời gian ngâm 25 phút có thể đủ để hai áp suất này đạt đến trạng thái cân bằng, các ion Ca2+ khuếch