1/ Nguyên liệu trái cây:
Nhiều nghiên cứu phân tích về thành phần hóa học có trong táo với các số liệu sau: trong một quả táo tươi chứa từ 80 – 85% nước, 5% protein và các hợp chất nitơ, 10-15% hợp chất carbohydrat chiếm 6% gồm đường và tinh bột, 1-1.5% acid hữu cơ và thành phần muối khoáng. Mặc dù hàm lượng nước rất cao có trong táo nhưng lại rất giàu các vitamin, các acid hữu cơ như malic acid và gallic acid, thành phần khoáng đa dạng như K+, Na+, Ca2+, Mg2+và Fe2+, Fe3+…
Ước tính trong 100g táo khô, trong đó có đến 1.7mg sắt trong các loại táo ngọt và khoảng 2.1mg trong các loại táo chua. Trong một quả táo bình thường hàm lượng các chất phosphate cao hơn nhiều so với các loại rau quả khác.
Trong thành phần vỏ quả táo chứa tinh dầu, chất thơm, axit hữu cơ, tannin, chất màu, và muối khoáng…
Thành phần vỏ cây táo có vị đắng, đặc biệt ở vùng vỏ dưới gốc rễ, dư vị đắng này là chất Phloridzin và một chất có màu đỏ là Quercetin, cả hai chất này đều có thể trích ly bằng nước sôi. Còn thành phần trong hạt táo là một chất Amygdaline và một loại tinh dầu ăn được.
Tinh dầu táo là một loại Amyl Valerate hoặc là loại ester Amylvalerate.
Và một loại tinh dầu táo nữa có thể dùng làm hương liệu ở dạng lỏng.
Hình 28: Táo được đem vào sản xuất jam
Bảng 13: Thành phần hoá học và dinh dưỡng của táo.
Dinh dưỡng trong 100g táo (3.5 oz) Năng lượng 218 kJ (52 kcal)
Carbohydrates 13.81 g
Sugars 10.39 g
Dietary fiber 2.4 g
Fat 0.17 g
Protein 0.26 g
Vitamin A equiv. 3 μg (0%) Thiamine (Vit. B1) 0.017 mg (1%) Riboflavin (Vit. B2) 0.026 mg (2%) Niacin (Vit. B3) 0.091 mg (1%)
Pantothenic acid (B5) 0.061 mg (1%) Vitamin B6 0.041 mg (3%) Folate (Vit. B9) 3 μg (1%)
Vitamin C 4.6 mg (8%)
Calcium 6 mg (1%)
Iron 0.12 mg (1%)
Magnesium 5 mg (1%
Phosphorus 11 mg (2%)
Potassium 107 mg (2%)
Zinc 0.04 mg (0%)
Phần trăm trong ngoặc là so với lượng cần thiết mà một người lớn cần trong 1 ngày
Nguồn : USDA Nutrient database
Bảng 14: Phân loại táo dựa vào hàm lượng axit hữu cơ và tannin
Loại Hàm lượng axit
malic (g/100mL)
Hàm lượng tannin (g/100mL)
Táo ngọt (Sweets) 0,45 0,2
Táo đắng ngọt
(Bittersweets) 0,45 0,2
Táo có vị cay gắt (Sharps) 0,45 0,2 Táo có vị đắng, cay gắt
(Bittersharps) 0,45 0,2
Bảng 15: Thành phần hóa học của nước táo (%theo khối lượng)
Thành phần Loại Bramley Loại Cox
Loại táo ngọt
Nguyên liệu táo lý tưởng sản xuất cider
Đường 10 12 15 15
Acid malic > 1 0.5 < 0.2 0.4
Tannin < 0.05 0.1 > 0.2 0.2
Hợp chất Nitơ
amin 0 - 300 ppm
Tinh bột 0 - 2%, phụ thuộc vào độ chín của táo Pectin 0 - 1%, phụ thuộc thời gian tàng trữ.
Trong sản xuất mứt đông, táo được xếp vào loại nguyên liệu chứa nhiều pectin nhưng ít acid. Do đó, trong qúa trình xử lí cần chú ý tận dụng nguồn pectin tự nhiên sẵn có này.
2/ Quy trình công nghệ:
Táo
Lựa chọn, phân loại Rửa
Chần Nghiền xé
Ép Lọc Phối trộn
Cô đặc Rót nóng Làm nguội, tạo đông
Jelly táo Hòa tan
Nước
A. citric Đường
Nước
Ngâm Nước
Pectin
Enzym
Tạp chất
Bã
Bao bì
Xử lí enzym (nếu cần)
Giải thích một số quátrình trong quy trình công nghệ:
a) Xử lí enzyme: - Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị: giảm độ nhớt, làm tăng hiệu qủa của qúa trình ép.
- Các biến đổi:
Các hợp chất pectin tham gia tạo nên cấu trúc mô thực vật, liên kết các tế bào thực vật lại với nhau. Khi pecitn bị phân giải trong qúa trình nghiền xé nguyên liệu, một phần sẽ hòa tan vào trong dịch qủa. Do đó, khi bổ sung chế phẩm pectinase vào khối nguyên liệu trái cây đã qua nghiền xé, nhờ tác dụng xúc tác của endopolygalacturonase, phân tử pectin bị giảm kích thước, dịch bào giảm độ nhớt, giúp cho qúa trình ép đạt hiệu qủa cao hơn.
Ngoài chế phẩm pectinase, gần đây các nhà khoa học đã đề xuất sử dụng thêm các chế phẩm cellulase và hemicellulase. Cellulose và hemicellulose là những thành phần cấu tạo nên thành tế bào và lớp kết dính các tế bào trong cấu trúc mô thực vật. Sử dụng chế phẩm cellulase và hemicellulase sẽ giúp cho sự phá hủy cấu trúc màng tế bào thực vật triệt để hơn. Nhờ thế, dịch bào bên trong sẽ thoát ra ngoài dễ dàng hơn trong qúa trình ép. Ngoài ra, việc thủy phân các carbohydrate cao phân tử sẽ tạo thành một số hợp chất thấp phân tử dễ hòa tan. Đây cũng là nguyên nhân góp phần làm tăng lượng chất chiết thu được từ nguyên liệu
- Các yếu tố ảnh hưởng:
Lượng pectinase có sẵn trong nguyên liệu. Tuy nhiên, hoạt tính pectinase trong qủa thường không ổn định, dễ bị vô hoạt trong các qúa trình xử lí trước đó.
Lượng pectin trong nguyên liệu:
Pectin là thành phần quan trọng trong qúatrình tạo cấu trúc gel cho sản phẩm mứt đông. Do đó, đối với nguồn nguyên liệu giàu pectin như táo, người ta chỉ sử dụng một lượng vừa đủ enzym để thủy phân mội phần pectin nhằm tăng hiệu suất ép hoặc có thể bỏ qua qúa trình này trong quy trình sản xuất.
- Thông số công nghệ:
Chính vì họat tính pectinase trong nguyên liệu kém ổn định nên người ta thường bổ sung chế phẩm pectinse từ vi sinh vật để hỗ trợ qúa trình thủy phân pectin trong nguyên liệu diễn ra nhanh hơn. Nhiệt độ tối thích cho enzyme xúc tác vào khoảng 45-50oC, pH tự nhiên của nguyên liệu.
b) Ép:
- Mục đích công nghệ:
Khai thác: thu nhận tối đa các chất chiết từ nguyên liệu.
- Các biến đổi:
Bản chất của qúa trình ép là tác động một áp lực lên khối nguyên liệu đã được qua nghiền xé. Nhờ đó, dịch bào với các chất chiết hòa tan sẽ được thoát ra bên ngoài tạo thành dịch qủa.
Dịch qủa thoát ra ngoài tiếp xúc trực tiếp với không khí dẫn tới nguy cơ dịch ép bị oxy hóa làm mất giá trị dinh dưỡng cũng như cảm quan của dịch ép.
- Các yếu tố ảnh hưởng:
Áp lựclà một thông số quan trọng trong qúa trình ép để thu nhận dịch bào.
Khi giá trị áp lực ép càng lớn thì tốc độ thoát dịch bào sẽ càng cao. Tuy nhiên, thực tế cho thấy nếu tăng cao giá trị dịch ép trong một khoảng thời gian qúa ngắn thì các mao quản trong nguyên liệu nhanh chóng bị tắc nghẽn.
Do đó, tốc độ thóat dịch bào chỉ tăng nhanh trong một khoảng thời gian ngắn và sau đó giảm đi đáng kể. Vì vậy, ta cần tăng lực ép lên từ từ trong suốt quá trình ép để tránh hiện tượng nới trên.
- Thiết bị:
Làm việc liên tục: cho nguyên liệu vào, bã thải và dịch ép ra liên tục.
Gồm có máy ép xoắn ốc. máy ép tang trống, máy ép trục vis với bước vis có thể thay đổi hoặc không (hiệu suất cao 80-90%).
Làm việc gián đoạn: thiết bị với trục ép thẳng đứng hoặc nằm ngang như: máy ép giỏ (hiệu suất 40-50%), máy ép khung bản, máy ép khí nén, máy ép thủy lực…
Hình 29: thiết bị ép lọc (filter-press)
c) Lọc:
- Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị: làm trong dịch ép trái cây, chuẩn bị cho qúa trình công nghệ tiếp theo.
- Các biến đổi:
Phần thịt qủa có trong dịch ép được tách ra, giảm thành phần pha phân tán trong pha liên tục.
Một số hợp chất keo cũng được tách ra trong qúa trình lọc để tránh hiện tượng chúng bị kết tủa trong các qúa trình tiếp theo.
- Các yếu tố ảnh hưởng:
Lượng thịt qủa và kích thườc của chúng là các nhân tố ảnh hưởng đến hiệu suất và thời gian của qúa trình lọc. Nếu kích thước thịt qủa qúa nhỏ sẽ dễ gây tắc mao quản trong khi lọc làm tăng thời gian lọc trong khi nếu kích thước của phần thịt qủa lớn thì hiệu suất thu hồi dịch qủa trong qúa trình ép trước đó không cao.
Nhiệt độ và áp lực dùng trong qúa trình lọc cũng là các yếu tố ảnh hưởng đến thời gian lọc. Nhiệt độ cao sẽ làm giảm độ nhớt nên qúa trình lọc diễn ra nhanh hơn nhưng vấn đề ở đâylà chi phí về năng lượng và nhiệt độ cao có thể gây ra những ảnh hưởng không mong muốn lên sản phẩm về cả dinh dưỡng và cảm quan. Do đó, nhà sản xuất phải lựa chọn nhiệt độ lọc thích hợp. Việc sử dụng áp suất cao cũng rút ngắn thời gian lọc.
- Thiết bị:
Người ta thường chia ra hai giai đoạn lọc thô và lọc tinh trong qúa trình lọc.
Trong giai đoạn lọc thô chủ yếu là tách phần thịt qủa còn lọc tinh là để tách các hợp chất keo trong dịch qủa thu được. Thiết bị sử dụng là thiết bị lọc khung bản.
Thiết bị lọc khung bản gồm một dãy khung và bản lọc ghép lai với nhau, ở giữa khung và bản là lớp vải lọc
Hình 30: Thiết bị lọc khung bản II /Sản xuất Jam từ ổi:
1/ Nguyên liệu trái ổi:
- Cây ổi có nguồn gốc từ vùng nhiệt đới châu Mỹ. Hiện nay được trồng và mọc hoang ở các vùng xứ nóng của các nước. Ổi không chỉ phát triển ở các nước nhiệt đới mà còn được trồng nhiều ở các vùng á nhiệt đới. Ỏi phát triển nhanh, nhân giống dễ.
- Ởnước ta, trừ những vùng núi cao quá lạnh còn lại vùng nào cũng trồng được ổi. Ở miền Nam, ổi được trồng thành vườn lớn. Chất lượng ổi phụ thuộc nhiều vào thời tiết. Ổi chín vào mùa mưa chất lượng rất kém. Ổi Ninh Thuận chín vào tháng 9, quả to, ăn ngon, thơm, hương vị không kém lê hay táo tây.
- Ổi thuộc loại cây nhỡ, cao khoảng 3 - 10m, đường kính thân tối đa 10cm, các giống mới cây nhỏ và thấp hơn. Thân nhẵn nhụi, vỏ già tróc ra từng mảng, cành non 4 cạnh, khi già mới tròn dần, lá đối xứng. Hoa ổi màu trắng, thơm dịu. Quả nặng từ 30 - 40g đến 500 - 600g, tuỳ theo giống mà ổi nhiều hay ít hạt, ruột quả mầu trắng hoặc hồng, đỏ hoặc vàng. Cây ổi xanh quanh năm. ổi không chịu được rét, cây lớn cũng chết ở -2 độ C. Nhiệt độ dưới 18 - 20oC, cây phát triển chậm, quả bé, chất lượng kém. ổi thích nghi với nhiều loại đất, ổi chịu hạn úng giỏi nhưng muốn ổi đạt năng suất cao, chất lượng tốt phải chọn đất tốt, sâu mầu, không bị hạn, úng và phải bón nhiều phân.
Hình 31:Quả ổi được đưa vào sản xuất jam ổi - Ởnước ta, hiện có nhiều giống ổi ngon như:
* Ổi Bo Thái Bình: Cây cao 3 - 4m, quả to 100 - 200g cùi dày, ruột nhỏ, ít hạt, ăn giòn, ngon.
* Ổi đào: Gọi chung các giống đỏ ruột. ổi đào ngon là giống quả hình cầu, cùi dày, ruột nhỏ, ít hạt, quả nặng 200 - 250g, ăn giòn, ngon, chín có mùi thơm đặc biệt.
* Ổi mỡ:Quả tròn, nhỏ, chỉ nặng khoảng 40 - 50g, cùi dày, ruột bé, ít hạt, vỏ màu vàng trắng, thơm, ngon.
* Ổi xá lỵ: Cây mọc khoẻ nhưng không cao, lá to, tán thưa, quả to, hình quả lê, cùi dày, ít hạt, ăn quả còn ương thì giòn, quả chín thì mềm. Giống ổi này có nguồn gốc từ Indonesia di thực vào nước ta từ lâu và là một trong những giống ổi quý.
- Ổi là quả có nhiều dinh dưỡng: trong 100g ổi có 50 calo, 0,7 - 1,9g protein, 0,26 - 0,6g lipít, hàm lượng vitamin C trong ổi gấp 5 - 6 lần trong cam, hàm lượng vitamin B1 khá cao, muối khoáng có Fe, K, P, S, Ca. Trong lá và búp non chứa 7 - 10% tanin pyrogalic, axit psiditanic, 3% nhựa và 0,36% tinh dầu. Trong thân và lá có chất tritecpenic, trong hạt có 14% dầu đặc sánh, mùi thơm, 15% protein và 13% tinh bột.
- Ở các nước đang phát triển, ổi để ăn tươi là chính, một phần nhỏ sản lượng dùng để chế biến nước ổi, mứt ổi, đông ổi, ổi nước đường, đặc biệt là ổi đông màu trong, mùi thơm thanh khiết, rất được ưa chuộng trên thị trường thế giới.
Các nước phương Tây rất ưa chuộng các sản phẩm chế từ ổi nhất là nước ổi và ổi đông. Mấy năm gần đây họ mới bắt đầu ăn ổi tươi.
Bảng 16: Thành phần hóa học của ổi Thành phần Trong 100g thịt quả
Năng lượng 51.0 calories
Nước 86.1 g
Protein 0.82 g
Lipid tổng 0.6 g
Glucid tổng 11.88 g
Pectin 5.4 g
Tro 0.6 g
Calcium 20.0 mg
Phosphorous 25.0 mg
Fe 0.31 mg
Na 3.0 mg
K 284.0 mg
VitaminC 183.5 mg
Vitamin B1 0.05 mg
Vitamin B2 0.05 mg
Niacin 1.2 mg
b-carotene 60.0 mg
VitaminE 1.12 mg
2/ Quy trình công nghệ:
Phân loại
Chà
Phối trộn Cô đặc
Chần
Rót bao bì Rửa
Ổi
Đường,nước
Bã
Pectin PGBQ
Bảo ôn
Jam ổi Nghiền xé
Giải thích một số quá trình trong quy trình công nghệ:
Chần:
Chần là quá trình nhúng nguyên liệu vào nước nóng hay vào dung dịch muối ăn, đường, acid nóng.
- Muùc ủớch coõng ngheọ:
Chuaồn bũ:
o Thủy phân protopectin thành pectin, thuận lợi cho quá trình chế biến tieáp theo.
o Dưới tác dụng của nhiệt độ cao làm cho cấu trúc sản phẩm bị mềm =>
thuận lợi quá trình chà.
o Đuổi bớt khí trong gian bào của nguyên liệu nhằm hạn chế tác dụng của oxi gây oxi hoávitamin … đặc biệt với sơ ri rất giàu vitamin C dễ bị oxi hóa và biến màu thì quá trình chần rất quan trọng.
Bảo quản:
o Đình chỉ quá trình sinh hoá của nguyên liệu, làm cho màu sắc của nguyên liệu không bị xấu đi (dưới tác dụng của enzym peroxydase, polyphenoloxydase trong quả thường xảy ra các quá trình oxy hoá các chất chát, tạo thành flobafen có màu đen. Chần làm cho hệ thống men đó bị phá huỷ nên không bị thâm đen).
o Tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là những vi sinh vật bám trên bề mặt.
- Biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý: làm thay đổi thể tích, khối lượng nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo được thuận lợi, giảm cấu trúc cứng giòn, tạo mùi nấu, mất chất khô.
Hóa học: làm cho quả có màu sáng hơn do phá hủy một số chất màu, loại trừ các chất có mùi vị không thích hợp. Khoáng, vitamin tan trong nước và một số hợp chất tan trong nước khác dễ mất mát khi chần. Tổn thất khoảng 40% khoáng và vitamin (đặc biệt là vitamin C và thiamin), phần lớn vitamin mất mát do nước chần, nhiệt độ chần và phần nhỏ do quá trình oxy hóa.
Đường, protein và acid amin tổn thất khoảng 35%.
Bảng 17: Sự biến đổi hàm lượng acid ascorbic (vitamin C) theo điều kiện chần khác nhau (%)
Điều kiện xử lý Trước khi xử
lý Sau khi xử
Nước ở nhiệt độ 90oC 10,9 6,9 lý Nước ở nhiệt độ 100o C 11,2 6,7
Hơi nước ở nhiệt độ 100oC
12,8 10,8
Hơi nước ở nhiệt độ 110o C
17,9 9,0
Hình 32: Ảnh hưởng của quá trình chần đối với dịch bào
Hóa lý: làm tăng độ thẩm thấu của chất nguyên sinh, làm cho dịch bào thoát ra dễ dàng.
Hóa sinh: các enzyme peroxydase, polyphenoloxydase bị vô hoạt dưới tác dụng của nhiệt độ, tránh sự oxy hóa các hợp chất hóa học làm đen sản phẩm.đình chỉ các quá trình sinh hóa của tế bào trái ổi.
Sinh học : tiêu diệt một phần vi sinh vật, chủ yếu là vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu.
- Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình:
Dung dịch chần: ảnh hưởng đến sự hòa tan của chất tan từ trong nguyên liệu ra nước chần.
Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần, diện tích tiếp xúc càng lớn thì tổn thất chất tan càng nhiều.
Thời gian chần:không nên chần quá lâu vì nguyên liệu dễ bị nhũn (mất cấu trúc cứng giòn),tạo mùi nấu và tổn thất nhiều chất khô.
- Phương pháp thực hiện:
Quá trình chần được thực hiện trong thiết bị chần băng tải. Quá trình chần được thực hiện qua 3 giai đoạn:
Gia nhiệt sơ bộ ở 55 –650C trong 1÷ 2 phút.
Chần ở 90oC trong 3 phút.
Làm nguội trong 2 phút bằng cách đưa qua bồn ngâm có hệ thống xối tưới.
- Thiết bị - thông số công nghệ: Thiết bị chần IQB:
Hình 33: Thiết bị chần nước nóng IQB
- Băng tải sẽ đưa nguyên liệu qua các vùng: gia nhiệt sợ bộ, chần và làm nguội. Rau, trái được giữ trên băng tải không bị xáo trộn tránh các mối nguy do va chạm cơ học.
- Ở thiết bị này, có sự trao đổi nhiệt giữa các vùng gia nhiệt sơ bộ và vùng làm nguội sơ bộ. Cụ thể, nước ở vùng làm nguội đầu tiên có thể đem đi gia nhiệt sơ bộ nguyên liệu để tiết kiệm và tăng hiệu quả sử dụng năng lượng.
- Thông số công nghệ:
o Lượng nước tiêu hao: 1 m3/10 tấn sản phẩm.
o Lượng nhiệt tái sử dụng: 70%.
O Lượng hơi tiêu hao cho gia nhiệt: 0,05 ÷ 0,06 kg hơi/kg sản phẩm.
o Nhiệt độ nước chần : 75 ÷ 950C o Thời gian chần : 3 ÷ 6 phút
Quá trình nghiền xé: - Mục đích công nghệ:
Chuẩn bị: Thay đổi hình dạng và kích thước của nguyên liệu để các quá trình chế biến tiếp theo sau được thực hiện dễ dàng.
- Các biến đổi của nguyên liệu:
Vật lý: kích thước nguyên liệu thay đổi, tế bào quả bị dập nát, bị phá vỡ, mất tính thẩm thấu làm cho dịch tế bào dễ thoát khỏi tế bào nguyên liệu.
Hóa học: trong quá trình nghiền có thể xảy ra các phản ứng oxi hóa khử.
Hiệu quả ép phụ thuộc vào mức độ nghiền xé, kích thước miếng xé càng nhỏ càng thu được nhiều dịch ép nhưng nếu thể tích miếng xé nhỏ hơn 0.3 cm3 thì hiệu suất ép sẽ giảm do khối nguyên liệu giảm độ xốp. Ngược lại nếu thể tích miếng xé lớn hơn 1 cm3 thì hiệu suất ép cũng không cao do tỉ lệ tế bào bị phá vỡ thấp.
Nghiền xé còn tạo điều kiện tốt cho quá trình truyền nhiệt vào nguyên liệu làm cho tốc độ tăng nhiệt nhanh hơn, enzim chống bị tiêu diệt, quả chóng mềm.
- Các yếu tố ảnh hưởng:
Cấu tạo, lực tác dụng của thiết bị nghiền.
Tính chất cơ lý của vật liệu đem nghiền. - Phương pháp thực hiện:
Quá trình nghiền và cắt nhỏ nhỏ vật liệu là do va đập của các lưỡi dao với vật liệu, sự chà xát của vật liệu với 2 trục .