2.2.1. Đường [4]
Đường là chất phụ gia tạo vị dùng để bổ sung vào sản phẩm. Đường làm tăng giá trị dinh dưỡng của sản phẩm và kích thích dịch vị. Đường có tác dụng tạo độ ngọt nhằm điều chỉnh hài hoà độ ngọt, vị chua của chanh dây. Ngoài ra đường còn có tác dụng cung cấp năng lượng cho cơ thể (4,1 kcal/1g đường).
Đường sử dụng trong thực phẩm là đường tinh luyện RE. Đường tinh luyện là đường saccharrose được tinh chế và kết tinh có độ Pol trên 99.8% (trên 99,8% là đường saccharose).
TCVN 6958-2001
Bảng 2.11: Chỉ tiêu cảm quan của đƣờng tinh luyện
Chỉ tiêu Yêu cầu Ngoại
hình
Tinh thể màu trắng, kích thước tương đối đồng đều, tơi khô không vón cục. Mùi vị Tinh thể đường hoặc dung dịch đường
trong nước có vị ngọt, không có mùi vị lạ. Màu sắc Tinh thể trắng óng ánh. Khi pha vào
nước cất cho dung dịch trong suốt.
Bảng 2.12: Chỉ tiêu hoá lý của đƣờng tinh luyện
Tên chỉ tiêu Mức
Độ Pol, (o
Z) ≥ 99.8
Hàm lượng đường khử, % khối lượng ≤ 0.03
Tro dẫn điện, % khối lượng ≤ 0.03
Sự giảm khối lượng khi sấy ở 105oC trong 3h, % khối lượng ≤ 0.05
Độ màu, đơn vị ICUMSA ≤ 30
Bảng 2.13: Chỉ tiêu về dƣ lƣợng SO2 và kim loại nặng trong đƣờng tinh luyện
Tên chỉ tiêu Mức
Dư lượng SO2 (mg/kg) ≤ 70
As(mg/kg) ≤ 1
Cu(mg/kg) ≤ 2
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 26
Bảng 2.14: Chỉ tiêu vi sinh vật của đƣờng tinh luyện
Tổng số VSV hiếu khí, CFU/10g ≤ 200
Nấm men, CFU/10g ≤ 10
Nấm mốc, CFU/10g ≤ 10
Syrup đƣờng :
Đường có vai trò : - Cung cấp năng lượng.
- Điều chỉnh hài hoà giữa độ chua, độ ngọt, và mùi vị. - Tạo cấu trúc, trạng thái sản phẩm.
Để bổ sung đường vào nước quả theo nguyên tắc có thể dùng tất cả các loại đường, nhưng trong thực tế ta phải chọn đường kính trắng là tốt nhất vì đường này sẽ không làm xấu màu nước quả. Ta dùng đường RE , yêu cầu phải có độ tinh khiết cao, không lẫn tạp chất .
Chuẩn bị syrup: đường saccharose được đưa vào thiết bị nấu syrup đã gia nhiệt nước lên 55 – 600C, tốc độ cánh khuấy trong bồn syrup khoảng 30 – 50 rpm. Thời gian đun sôi khoảng 30 phút, sau đó dung dịch đường được đưa qua thiết bị phối trộn.
2.2.2. Nƣớc [3,4]:
- Chỉ tiêu cảm quan: trong suốt, không màu, không mùi vị lạ.
Nước sử dụng phải thỏa mãn yêu cầu chất lượng nước dùng để chế biến thực phẩm. Cụ thể là các chỉ tiêu chất lượng sau :
Bảng 2.15: Các chỉ tiêu chất lƣợng nƣớc Tên chỉ tiêu Mức chất lƣợng 1.Chỉ tiêu hóa học Độ trong >100 cm Độ đục <1.5 g/l Độ màu (độ Coban) <5 Mùi vị xác định bằng cảm quan ở 20o
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 27
Hàm lượng cặn không tan < 10 mg/l
Hàm lượng cặn hòa tan < 500 mg/l
Độ pH 6-8.5
Độ cứng toàn phần < 300 mgCaCO3
Hàm lượng Clorua < 0.1 mg/l
Hàm lượng Nitrit < 0.3 mg/l
Hàm lượng sắt tổng số < 0.01 mg/l
Hàm lượng thủy ngân không được có
2.Chỉ tiêu sinh học
Tổng số vi khuẩn hiếu khí < 200 khuẩn lạc/1ml
Tổng số Coliforms, khuẩn lạc/100ml không được có
Coliforms phân, khuẩn lạc/100ml không được có
2.2.3. Enzym Pectinase: [ 2,3]
Enzyme pectinase là enzyme xúc tác sự phân hủy của các polymer pectin. Sự
phân hủy pectin trong tự nhiên thường xảy ra khi trái cây chín. Những enzyme này vì vậy có một vai trò hết sức quan trọng trong quá trình bảo quản trái cây và rau quả
2.2.3.1. Phân loại :
Enzyme pectinase có thể được phân loại theo cơ chế tác dụng của chúng. Pectinesterase (PE): xúc tác sự thủy phân của các nhóm methyl ester.
Enzyme thường tấn công vào các nhóm ester methyl của đơn vị galaturonate nằm kề đơn vị không bị ester hoá, phân cắt các nhóm methoxy (COOCH3) đứng cạnh các nhóm –COOH tự do, tạo thành acid pectinic hoặc acid pectic và methanol. Pectinesterase thu được từ các nguồn khác nhau có giá trị pH tối ưu khác nhau. Nếu thu từ nguồn VSV thì PH tối ưu từ 4,5-5,5, còn nếu từ nguồn thực vật thì có pH tối ưu từ 5,0-8,5. Pectinesterase từ nấm mốc có nhiệt độ tối ưu là 30-40oC và bị vô hoạt ở 55-62oC. Pectinesterase thường được hoạt hoá bởi các ion Ca2+
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 28 Nhóm enzym thủy phân liên kết α-1,4 glycoside trong các hợp chất pectin
Polygalacturonase còn có tên gọi là poly -1,4- galacturoniglucanohydrolase, xúc tác sự phân cắt các mối liên kết – 1,4-glycoside.
Endo-PG : thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tại những vị trí ở giữa mạch của phân tử acid pectic hay acid pectinic.
Exo-PG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử acid pectic hay acid pectinic và tạo ra sản phẩm là D- galacturonase.
Exo-PG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử acid pectic hay acid pectinic và tạo ra sản phẩm là digalacturonase.
Polymethylgalacturonase (PMG) gồm 2 enzym:
Endo-PMG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside tại những vị trí ở giữa mạch của phân tử pectin.
Exo-PG: thủy phân liên kết α-1,4 glycoside từ đầu không khử của phân tử pectin và tạo ra sản phẩm là galacturonase.
Pectin-transeliminase : những enzym này xúc tác sự thủy phân liên kết α-
1,4 glycoside trong các hợp chất pectin nhưng không có sự tham gia của phân tử nước.
Polygalacturonaselyase(PGL): gồm:
Endo PLG : xúc tác trên cơ chất là acid pectic hay acid pectinic , liên kết bị phân hủy nằm ở giữa mạch phân tử cơ chất.
Exo PLG: xúc tác trên cơ chất là acid pectic hay acid pectinic , liên kết bị phân hủy nằm ở đầu không khử phân tử cơ chất. Polymethylgalacturonaselyase (PMLG) :
Endo PMLG: xúc tác trên cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở giữa mạch phân tử cơ chất.
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 29
Exo PLG: xúc tác trên cơ chất là pectin, liên kết bị phân hủy nằm ở đầu không khử phân tử cơ chất.
Ngoài ra hệ pectinase còn có những enzym thủy phân hoặc phân hủy liên kết α-1,4 glycoside trong các Oligo-D- galacturonate.
2.2.3.2. Vai trò:
- Làm tăng hiêu suất thu hồi chất chiết. - Giảm độ nhớt.
- Tăng độ bền keo của sản phẩm nước quả.
2.2.3.3. Chế phẩm enzym:
Trong quá trình sản xuất, ta sử dụng enzym thương phẩm: Pectinex Ultra SP – L của công ty Novo Nordisk Đan Mạch, thu nhận từ Aspergillus aculeatus. Chế phẩm ở dạng
dung dịch lỏng, màu hơi nâu, có mùi nhẹ đặc trưng của sản phẩm lên men.
Enzym có khả năng hoạt động tối ưu ở nhiệt độ 40-45oC và pH khoảng 3.5-4.5. Đây không phải loại chế phẩm enzyme pectinase tinh khiết mà là hỗn hợp của nhiều loại enzyme chủ yếu là pectintranseliminase, polygalactorunase, pectinesterase và 1 ít hemicellulase, cellulose.
Chế phẩm Pectinase nếu bảo quản ở 0-10oC thì hoạt tính có thể duy trì ít nhất 1 năm., nếu bảo quản ở 20oC thì có thể duy trì được 3 tháng. Nếu thời gian bảo quản lâu hơn thì hoạt tính enzyme sẽ mất đi từ 1-2% mỗi tháng. Enzym được cho trực tiếp vào nguyên liệu ban đầu theo phần trăm khối lượng xác định.
2.2.4. Acid sorbic và muối sorbate:[4]
Acid sorbic la trans-trans acid béo monocacborcylic không no và chúng có công thức: CH3-CH=CH-CH=CH-COOH.
Acid sorbic là chất bột kết tinh màu trắng , ít tan trong nước (0.16g/100ml nước ở 200C). Tuy nhiên, sorbat Kali ở dạng hạt lại tan tốt trong nước (58,2g/100ml nước ở 200C) , chúng ít tan trong dầu.
Hoạt tính chống khuẩn
Acid sorbic và muối sorbate có tác dụng chống nấm men, vi khuẩn, nấm mốc, đặc biệt chúng có tác dụng tốt đối với nấm mốc ở pH = 6. Chúng hoạt động
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 30 tốt hơn benzoate ở pH = 4,0 – 6,0. Ở pH = 3 chúng hoạt động kém hơn propionate cũng như benzoate.
Cơ chế tác dụng
Sự ức chế của sorbate đối với nấm mốc do chúng làm enzym của vi sinh vật mất hoạt tính, đặc biệt là enzym dehydrogenate. Sorbate ngăn cản sự phát triển của tế bào sinh dưỡng và ngăn cản sự tạo thành bào tử. Sorbate ức chế sự phát triển của tế bào theo cơ chế lực vận chuyển ion. Theo đó acid sorbic làm giảm gradient proton ở màng tế bào , giảm lực vận chuyển ion (PMF) kéo theo ngăn cản sự vận chuyển acid amin. Kết quả là sẽ gây ra sự ức chế trên nhiều hệ thống enzym của tế bào chất (Ronning and Frank , 1987).
Độc tính
Acid sorbic được xem là chất bảo quản kém độc tính nhất , ngay cả khi ở mức vượt trội so với mức thường sử dụng.(Lueck,1980, Sofos and Busia,1981). Mức LD50 là 7,4 – 10,5g/kg thể trọng.
2.2.5. CMC (carboxymethyl cellulose):[2]
- CMC là dẫn xuất của cellulose với chloroacetic. Tính chất của CMC phụ thuộc vào mức độ thay thế và mức độ polymer hóa . CMC có mức độ thay thế thấp (DS<0,3) không tan trong nước nhưng tan trong kiềm , trong khi CMC có mức độ polymer háo cao (DS>0,4) lại tan trong nước . Độ hòa tan và độ nhớt của CMC phụ thuộc vào pH.
- Cấu tạo CMC (trên một gốc glucose)
Trong lĩnh vực thực phẩm, CMC được sử dụng do có các tính chất: Không màu, không mùi, không vị, không độc hại.
Hoà tan trong nước. Giữ độ ẩm tốt. Chịu được pH thấp
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 31 Thường sử dụng muối Na của CMC (sodium carboxymethyl cellulose) vì đây mới là sản phẩm sinh ra trong phản ứng điều chế CMC. Natri carboxymethyl cellulose có tính tan tốt và có các tính chất như CMC.
Sodium carboxymethyl cellulose
2.3. Yêu cầu kỹ thuật về nguyên liệu:
Chanh dây được vận chuyển từ nơi trồng đến thẳng phân xưởng sản xuất nhằm thu được nguyên liệu có chất lượng tốt nhất.Ngay từ khi thu nhận vào cơ sở chế biến, nguyên liệu đã phải được lựa chọn phân loại theo những yêu cầu nhất định.
Nhằm thu được nguyên liệu đạt được những chỉ tiêu chất lượng như : độ chín, hàm lượng chất khô, mức độ hư hỏng, kích thước, độ lớn, …
Phân loại nguyên liệu có cùng chất lượng thành từng lô
Kích thước và độ lớn: những quả quá bé hoặc quá lớn đều phải loại bỏ, chỉ thu nhận những quả có kích thước trung bình. Kích thước quả dài từ 6-8 cm. Khối lượng mỗi quả nằm trong khoảng 80-95g.
Sử dụng chanh dây đỏ tía, chọn trái chín, không dập nát, không thối hỏng, chọn những quả to, nặng. Để chọn được trái chanh dây có vị chua thanh, ngọt dịu ta thường chọn chanh dây có vỏ ngoài hơi nhăn, bề mặt sần sùi, màu da hơi sạm vì khi đó quả có mùi thơm và độ chín, ngọt vừa phải phù hợp cho sản xuất.. Nếu chọn trái quá tươi dịch quả và sản phẩm chế biến sẽ có vị chua gắt, không tốt cho cảm quan của người tiêu dùng.
Chọn mua trái cùng lứa, tương đối đồng đều về kích thước và thành phần hóa học để tính chất sản phẩm ổn định hơn.
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 32
CHƢƠNG 3: QUI TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ:
Vỏ Pectinase Ủ enzym
Chọn lựa- Phân loại Rửa Tách ruột quả Chà Phối trộn Rót lon Syrup đường , phụ gia Chanh dây Thanh trùng 900C Đồng hóa Ghép mí Hạt Sản phẩm Lon Nắp
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 33
3.2. Thuyết minh quy trình công nghệ:[3] 3.2.1. Chọn lựa – phân loại: 3.2.1. Chọn lựa – phân loại:
Mục đích: chuẩn bị
Lựa chọn: loại trừ những nguyên liệu không đủ qui cách, sâu bệnh, men mốc, thối hỏng.
Phân loại: phân chia nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc, độ chín Biến đổi: Nguyên liệu đồng nhất về kích thước, màu sắc, độ chín. Loại bỏ được
trái hư hỏng, không đồng đều về kích thước. Thực hiện: thủ công
Nguyên liệu được đưa vào thùng chứa nguyên liệu, sau đó được đưa lên một băng chuyền, nguyên liệu được dàn mỏng để không lựa chọn sót, hai bên băng chuyền là các công nhân làm nhiệm vụ phân loại quả, ở đây là loại bỏ những quả có nghi ngờ bị hư hỏng (dập, nát, thối,…), trên băng chuyền này cũng loại ra những quả có kích thước không phù hợp cho quá trình sản xuất.
3.2.2. Rửa:
Mục đích: chuẩn bị
Biến đổi: sạch đất cát, bụi bẩn, loại bớt 1 số vi sinh vật ngoài vỏ quả
Phương pháp thực hiện: Quá trình rửa gồm hai giai đoạn: ngâm và rửa xối.
Đầu tiên quả sẽ được đưa vào bồn ngâm sau đó được băng chuyền chuyển vào hệ thống xối tưới của máy ngâm rửa xối tưới.
Dung dịch ngâm có thể là nước thường, nước nóng hay dung dịch kiềm. Có thể ngâm tĩnh hay ngâm động. Thời gian ngâm được rút ngắn để giảm tổn thất chất dinh dưỡng.
Rửa xối là dùng tác dụng chảy của dòng nước để kéo chất bẩn còn lại trên mặt nguyên liệu sau khi ngâm. Thường dùng tia nước phun (p = 2 ÷ 3atm) hay vòi hoa sen để xối. Tùy nguyên liệu và độ nhiễm bẩn của nguyên liệu mà ta có thể rửa một hoặc nhiều lần, với nhiều phương pháp rửa tương ứng.
3.2.3. Tách ruột quả:
Mục đích: chuẩn bị cho quá trình ủ enzyme, loại bỏ những phần quả không sử
dụng được như cuống, vỏ. Biến đổi:
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 34 - Hóa học: phần dịch ruột thoát ra, tổn thất vitamin C do bị oxy hóa, tổn thất các thành phần dinh dưỡng khác trong ruột quả.
Thực hiện: nguyên liệu được đưa vào thiết bị cắt. Sau đó vào thiết bị tách ruột quả.
3.2.4. Ủ enzyme:
Mục đích: Phân cắt chuỗi pectin trong thịt quả thành những đoạn có độ dài ngắn
hơn nhằm làm giảm độ nhớt, làm trong dịch quả, giúp tách hạt được dễ dàng, tăng năng suất thu nhận dịch quả trong quá trình chà.
Biến đổi: chủ yếu xảy ra các biến đổi về mặt hóa sinh
Enzym pectinase sẽ cắt đứt các liên kết -1.4-glycoside (giữa các acid galacturonic) và các liên kết este (giữa acid galacturonic và nhóm methyl), mạch pectin bị phân cắt thành các phân tử tự do như acid galacturonic, methanol và các mạch tương đối ngắn.
Biến đổi khối dịch quả sau khi thủy phân: khối dịch quả có sự phân lớp rõ ràng, phía dưới đáy là lớp hạt màu nâu đen, phía trên là lớp thịt quả màu vàng cam, trên cùng là lớp dịch trong màu vàng nhạt.
Phương pháp thực hiện:
Đầu tiên, dịch quả sẽ được nâng nhiệt độ lên nhiệt độ tối ưu cho enzyme hoạt động 40 – 45oC. Sau đó dịch quả được ủ trong 3 giờ.
Trong quá trình ủ thỉnh thoảng tiến hành khuấy trộn đều khối ruột quả để tăng khả năng tiếp xúc giữa enzym và cơ chất, để thúc đẩy quá trình tách hạt.
Các thông số:
Nồng độ chế phẩm enzyme pectinase sử dụng: 0.3% Thời gian ủ enzyme: 3h
Sau khi ủ được 3h, ta tiến hành gia nhiệt để vô hoạt enzyme ở 80o
C trong 15 phút. Thiết bị: sử dụng thiết bị hình trụ đáy nón, có lớp vỏ áo để gia nhiệt, ổn định nhiệt, bên trong thiết bị có gắn cánh khuấy.
3.2.5. Chà:
Mục đích:
+ Chuẩn bị: làm nhỏ và đồng nhất nguyên liệu chuẩn bị cho quá trình phối chế,
SVTH: Hồ Hồng Tuyết Trang 35
+ Khai thác: thu nhận bột chà chứa dịch quả và thịt quả mịn trên rây, loại bỏ những phần không có hoặc có giá trị dinh dưỡng kém ra khỏi khối nguyên liệu như hạt, xơ, thạch bào.
Các biến đổi của nguyên liệu: - Vật lý:
Thịt quả bị giảm kích thước đến khoảng 0.5-0.75mm, tế bào bị phá vỡ làm cho dịch bào thoát ra ngoài tế bào nguyên liệu.
Nhiệt độ tăng nhẹ do ma sát. - Hóa học:
Trong quá trình chà, thịt quả tiếp xúc nhiều với oxy không khí, có thể xảy ra các phản ứng oxy hóa hóa học làm biến màu nguyên liệu
Phƣơng pháp thực hiện:
Thiết bị: sử dụng máy chà cánh đập 1 tầng lưới. Bộ phận chà gồm có: - Trục quay với vận tốc 700 rpm.