L ỜI MỞ ĐẦU
2.2.Nội dung nghiên cứu
2.2.1. Quy trình công nghệ dự kiến sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo
và Cỏ ngọt
Hình 2.2. Sơ đồ quy trình công nghệ dự kiến sản xuất trà hòa tan từ Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt Maltodextrin Lọc Thành phẩm Bảo quản Sấy phun Bao gói Trích li Phối trộn Nước Cô đặc Xử lý, làm sạch Làm héo Mã đề Chần Sao khô Làm nhỏ Làm nhỏ
Kim tiền thảo
Sao
Làm nhỏ Cỏ ngọt
2.2.1.2. Thuyết minh quy trình
- Nguyên liệu: Lựa chọn nguyên liệu đạt tiêu chuẩn như sau:
+ Mã đề: Chọn nguyên liệu tươi, còn nguyên cây, không bị dập nát quá nhiều, nguyên liệu đã có bông chứa hạt, không có sâu bệnh, có nguồn gốc rõ ràng, đảm bảo không chứa dư lượng các hóa chất và thuốc bảo vệ thực vật, không có kháng sinh cấm.
+ Kim tiền thảo: Nguyên liệu ở dạng khô, không bị ẩm mốc, không lẫn tạp chất hoặc chứa mùi lạ.
+ Cỏ ngọt: Nguyên liệu ở dạng khô, không bị ẩm mốc, không lẫn tạp chất hoặc chứa mùi lạ.
Khi sản xuất, Mã đề được xử lý bằng cách loại bỏ lá héo, lá hỏng, phần bị dập, cắt bỏ rễ, tách bẹ rồi rửa thật sạch. Sau khi để ráo nước, Mã đề được cắt thành đoạn dài khoảng 4 - 5cm. Đối với Kim tiền thảo và Cỏ ngọt, nếu nguyên liệu có dạng nguyên cành thì phải cắt thành đoạn 4 - 5cm để thuận lợi cho các công đoạn tiếp theo.
- Chần Mã đề:
Mục đích: Chần để diệt men, giúp cố định màu sắc, làm màu sắc nguyên liệu ít bị biến đổi trong quá trình làm héo và sao khô và màu sắc dịch trích li được sáng màu hơn. Ngoài ra chần còn giúp tiêu diệt bớt một phần vi sinh vật trên bề mặt nguyên liệu.
Mã đề sau chần phải loại bỏ tối đa mùi hăng tươi, không bị mềm, nhũn, màu xanh sáng bóng đặc trưng.
- Làm héo Mã đề:
Mục đích: Làm giảm độ ẩm nguyên liệu đến 60 - 62%, giúp rút ngắn thời gian sao khô.
Sử dụng thiết bị sấy nóng kết hợp sấy lạnh để làm héo Mã đề, chọn chế độ sấy 45oC, tốc độ gió 0,5 - 1,0m/s. Mã đề được rải đều trên tấm lưới (độ dày lớp nguyên liệu Mã đề đem sấy là 1cm) rồi được bỏ vào thiết bị sấy đã cài đặt chế độ sấy như trên để sấy về độ ẩm 60 - 62%. Trong quá trình sấy làm héo, thường xuyên đảo trộn Mã đề, cứ 15 phút thì lấy Mã đề ra cân để xác định độ ẩm Mã đề và dừng quá trình sấy thích hợp.
- Sao Mã đề, Kim tiền thảo, Cỏ ngọt:
Mục đích: Sao giúp chuyển hóa các chất trong nguyên liệu Mã đề, Kim tiền thảo, Cỏ ngọt, tạo ra hương vị đặc trưng cho nguyên liệu và dịch trích, góp phần tăng chất lượng cảm quan sản phẩm. Sao còn làm giảm hàm ẩm của nguyên liệu < 10%, giúp kéo dài thời gian bảo quản.
Thực hiện sao thủ công với chảo sao có hệ số truyền nhiệt cao. Trong quá trình sao phải tiến hành khuấy đảo liên tục để khối nguyên liệu được tiếp xúc với nguồn nhiệt, tạo điều kiện để ẩm bốc hơi dễ dàng. Nguyên liệu sau sao phải có độ ẩm thấp < 10%, mùi thơm đặc trưng không bị cháy khét.
- Làm nhỏ:
Mục đích: Làm tăng hiệu quả trích li vì kích thước nguyên liệu ảnh hưởng đến quá trình trích li.
Sử dụng máy xay sinh tố xay nhỏ nguyên liệu về kích thước 1 - 2mm. - Phối trộn:
Các nguyên liệu được phối trộn với tỉ lệ thích hợp để tạo ra sản phẩm có chất lượng cảm quan tốt.
- Trích li:
Mục đích: Trích li nhằm tách chiết các chất hòa tan và các chất tạo hương trong nguyên liệu.
Công đoạn trích li chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố: nhiệt độ, thời gian, kích thước nguyên liệu, loại dung môi, tỉ lệ dung môi/nguyên liệu sử dụng cũng như số lần trích li và phương pháp trích li.
Chọn dung môi trích li là nước và tiến hành nấu trích li một lần. Trích li ở điều kiện thường bằng phương pháp trích li gián đoạn, không khuấy đảo.
Để giữ cho lượng nước trích li không bị bay hơi trong quá trình nấu, tiến hành nấu cách thủy, dùng giấy bạc bịt kín miệng cốc.
- Lọc: Sau khi trích li cần lọc để loại bỏ bã nguyên liệu cũng như cặn nguyên liệu để thu được dịch trong suốt. Vật liệu dùng để lọc là vải lọc.
- Cô đặc:
Mục đích: làm tăng nồng độ chất tan có trong dung dịch. Thực hiện cô đặc dịch trích li ở 70oC
- Sấy phun:
Dịch sau cô đặc được phối trộn với maltodextrin để tăng nồng độ chất tan dịch phù hợp với yêu cầu dịch cung cấp cho thiết bị sấy phun, cố định thông số cho tất cả các thí nghiệm của công đoạn sấy là: áp suất nén 1,0 bar, lưu lượng dòng nhập liệu 16 ml/phút.
Sau khi sấy phun, sản phẩm thu được ở dạng bột mịn, độ ẩm bột trà đạt yêu cầu < 5%.
- Bao gói và bảo quản:
Bao gói để bảo vệ và giữ được hương vị đặc trưng của sản phẩm trong quá trình bảo quản, tránh tác động từ môi trường bên ngoài như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, vi sinh vật.
Bột trà tạo thành được bao gói hút chân không 37,5%, sử dụng bao bì PA. Khối lượng mỗi gói trà là 2g.
Bảo quản: điều kiện thường, nơi thoáng mát.
2.2.2. Nội dung các thí nghiệm cần nghiên cứu trong đề tài
Hình 2.3. Sơ đồ tổng quát thể hiện các thí nghiệm cần nghiên cứu trong đề tài Sấy phun Trích li Cô đặc Phối trộn Nguyên liệu - Xác định các thành phần lý - hóa: hàm lượng
ẩm và tro toàn phần trong Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt.
- Xác định nhiệt độ và thời gian chần, sao Mã đề - Xác định thời gian sao Kim tiền thảo - Xác định thời gian sao Cỏ ngọt
- Xác định tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt
- Xác định tỉ lệ nước/hỗn hợp Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt dùng trong trích li
- Xác định nhiệt độ và thời gian nấu trích li
- Xác định nồng độ chất tan dịch sau cô đặc
- Xác định tỉ lệ maltodextrin phối trộn - Xác định nhiệt độ sấy phun
2.2.3. Bố trí thí nghiệm
2.2.3.1. Xác định thành phần lý- hóa của Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt
Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt là những nguyên liệu chưa có những quy định cụ thể và rõ ràng về các chỉ tiêu lý - hóa. Vì điều kiện không cho phép nên chỉ tiến hành thí nghiệm xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng tro toàn phần trong mỗi nguyên liệu.
Cách tiến hành: trình bày ở phụ lục 1 và phụ lục 2.
Mỗi thí nghiệm được tiến hành với 3 mẫu, kết quả là trung bình chung kết quả của 3 mẫu.
Sơ đồ bố trí thí nghiệm:
Hình 2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định hàm lượng ẩm và hàm lượng tro toàn
phần trong Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt
2.2.3.2. Xác định nhiệt độ và thời gian chần Mã đề
a. Mục đích
Quá trình chần giúp diệt men và cố định màu sắc cho nguyên liệu, góp phần làm cho màu sắc dịch trích li Mã đề được sáng hơn. Ngoài ra, chần còn giúp tiêu diệt một phần vi sinh vật bề mặt.
Chần ở nhiệt độ cao thì thời gian chần sẽ được rút ngắn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ chần quá cao thì các thành phần dinh dưỡng nhạy cảm với nhiệt dễ bị tổn thất, cấu trúc nguyên liệu trở nên mềm hơn. Nếu nhiệt độ chần quá thấp thì hiệu quả quá trình chần không đạt. Chọn nhiệt độ chần 80 - 90oC, với thời gian chần từ 10 - 30 giây.
Xác định hàm lượng ẩm
Nguyên liệu
(Mã đề, Kim tiền thảo, Cỏ ngọt)
b. Cách tiến hành
- Chuẩn bị 9 mẫu Mã đề đã được xử lí và cắt thành đoạn 4 - 5cm, mỗi mẫu 100g. - Các mẫu được chần với nhiệt độ lần lượt là 80, 85 và 90 (oC). Ứng với mỗi nhiệt độ, thời gian chần thay đổi từ 10 giây đến 30 giây (bước nhảy 10 giây). Tỉ lệ nước chần/Mã đề là 10/1 (ml/g).
- Sau khi chần với nhiệt độ và thời gian quy định, mẫu Mã đề cần được nhanh chóng vớt ra, làm nguội ngay. Sau đó, mẫu được đưa đi làm héo, sao khô và nấu trích li để thu được dịch trích Mã đề.
- Tiến hành đánh giá cảm quan dịch trích, chọn nhiệt độ và thời gian chần Mã đề thích hợp.
Hình 2.5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian chần Mã đề
Đánh giá cảm quan dịch trích li về màu sắc, mùi, vị, trạng thái Chọn nhiệt độ và thời gian chần Mã đề thích hợp Sao khô (125oC/20 phút) Trích li (100oC/20 phút) Lọc Làm héo đến độ ẩm 60 - 62% Mã đề Chần 80oC 10 giây 85oC 90oC 20 giây 30 giây 10 giây 20 giây 30 giây 10 giây 20 giây 30 giây Không chần
2.2.3.3. Xác định nhiệt độ và thời gian sao Mã đề
a. Mục đích
Dùng nhiệt độ cao để tách ẩm trong Mã đề, chuyển thành nguyên liệu khô tạo thuận lợi cho quá trình bảo quản. Chế độ sao còn ảnh hưởng đến sự biến đổi và chuyển hóa các chất có trong Mã đề để tạo nên những tính chất đặc trưng cho sản phẩm.
Qua tham khảo tài liệu [3], nguyên liệu chè tươi được sao khô ở nhiều khoảng nhiệt độ khác nhau tùy vào mục đích quá trình sao. Nếu sao chè tươi trong quy trình sản xuất chè xanh thì giai đoạn đầu sử dụng nhiệt độ sao ≥ 220oC nhằm diệt men chè, giai đoạn sau sao khô và định hình lá chè sử dụng nhiệt độ < 100oC. Nếu sao bóng cánh chè, tạo màu bạc cho cánh chè xanh thì sử dụng nhiệt độ sao 60 - 70oC. Như vậy đối với Mã đề, công đoạn chần đã diệt men nguyên liệu. Do đó công đoạn sao này nhằm mục đích sao khô nguyên liệu, chọn nhiệt độ sao khô Mã đề trong khoảng 105 - 135oC, thời gian sao từ 25 - 40 phút.
b. Cách tiến hành
- Chuẩn bị 16 mẫu Mã đề đã được chần và làm héo đến độ ẩm 60 - 62%, mỗi mẫu 100g.
- Các mẫu được sao với các nhiệt độ 105, 115, 125 và 135 (oC). Ứng với mỗi nhiệt độ, thời gian từ 25 - 40 phút (bước nhảy 5 phút).
- Thực hiện sao khô bằng chảo gang nhằm ổn định nhiệt độ sao suốt quá trình sao. Dùng thiết bị đo nhiệt độ bề mặt để theo dõi nhiệt độ chảo gang trong suốt quá trình sao.
- Mẫu sau khi sao được xay nhỏ về kích thước 1 - 2mm rồi đem nấu trích li ở 100oC trong 20 phút với tỉ lệ nước/Mã đề là 20/1 (ml/g).
- Đánh giá cảm quan mẫu sau khi sao và dịch sau khi trích li để chọn chế độ sao Mã đề thích hợp.
Hình 2.6. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian sao Mã đề
Trích li (100oC/20 phút) Lọc Mã đề Sao Làm héo đến độ ẩm 60 - 62% Chần 105oC 25phút 30phút 35phút 40phút
Đánh giá chất lượng cảm quan dịch trích li Mã đề
Chọn nhiệt độ và thời gian sao Mã đề thích hợp 115oC 25phút 30phút 35phút 40phút 125oC 25phút 30phút 35phút 40phút 135oC 25phút 30phút 35phút 40phút
2.2.3.4. Xác định thời gian sao Kim tiền thảo và Cỏ ngọt
a. Mục đích
Với nhiệt độ sao cố định, thời gian sao thay đổi sẽ ảnh hưởng đến sự biến đổi và chuyển hóa các chất có trong nguyên liệu, tạo nên những tính chất đặc trưng cho nguyên liệu. Những chuyển hóa trên nguyên liệu trong quá trình sao sẽ ảnh hưởng đến giá trị cảm quan của dịch trích li vì vậy cần xác định thời gian sao Kim tiền thảo và Cỏ ngọt thích hợp.
Kim tiền thảo và Cỏ Ngọt được mua về ở dạng khô nên quá trình sao nhằm mục đích tăng thêm mùi vị cho dịch trích, góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm sau này. Qua tham khảo tài liệu [3], chọn nhiệt độ sao là 70oC để khảo sát thời gian sao.
Nếu thời gian sao ngắn thì chưa đủ điều kiện để các chuyển hóa xảy ra. Nếu thời gian dài thì nguyên liệu dễ bị cháy khét, ảnh hưởng xấu đến chất lượng cảm quan dịch trích, chọn khoảng thời gian sao Kim tiền thảo và Cỏ ngọt là 5 - 20 phút.
b. Cách tiến hành
Đối với Kim tiền thảo:
- Chuẩn bị 4 mẫu Kim tiền thảo, mỗi mẫu 100g.
- Các mẫu được sao với nhiệt độ 70oC, thời gian sao là 5, 10, 15 và 20 (phút). - Thực hiện sao bằng chảo gang nhằm ổn định nhiệt độ sao suốt quá trình sao. Dùng thiết bị đo nhiệt độ bề mặt để theo dõi nhiệt độ chảo gang trong suốt quá trình sao.
- Mẫu sau khi sao được xay nhỏ về kích thước 1 - 2mm rồi đem nấu trích li ở 100oC trong 20 phút với tỉ lệ nước/Kim tiền thảo là 20/1 (ml/g).
- Đánh giá cảm quan dịch trích li để chọn thời gian sao Kim tiền thảo thích hợp.
Đối với Cỏ ngọt:
- Chuẩn bị 4 mẫu Cỏ ngọt, mỗi mẫu 100g.
- Thực hiện sao bằng chảo gang nhằm ổn định nhiệt độ sao suốt quá trình sao. Dùng thiết bị đo nhiệt độ bề mặt để theo dõi nhiệt độ chảo gang trong suốt quá trình sao.
- Mẫu sau khi sao được xay nhỏ về kích thước 1 - 2mm rồi đem nấu trích li ở 100oC trong 20 phút với tỉ lệ nước/Cỏ ngọt là 20/1 (ml/g).
- Đánh giá cảm quan dịch trích li để chọn thời gian sao Cỏ ngọt thích hợp. c. Sơ đồ bố trí thí nghiệm
-Đối với Kim tiền thảo:
Hình 2.7. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian sao Kim tiền thảo
Đánh giá chất lượng cảm quan dịch trích li
Chọn thời gian sao Kim tiền thảo thích hợp
Kim tiền thảo
Sao (nhiệt độ sao 70oC)
5 phút
Trích li (100oC/20 phút)
Lọc
10 phút 15 phút 20 phút
- Đối với Cỏ ngọt
Hình 2.8. Sơ đồ bố trí thí nghiệm xác định thời gian sao Cỏ ngọt
Đánh giá chất lượng cảm quan dịch trích li
Chọn thời gian sao Cỏ ngọt thích hợp
Cỏ ngọt
Sao (nhiệt sao 70oC)
5 phút
Trích li (100oC/20 phút)
Lọc
10 phút 15 phút 20 phút
2.2.3.5. Xác định tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt
a. Mục đích
Xác định tỉ lệ phối trộn Mã đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt thích hợp để tạo sự hài hòa về các chỉ tiêu cảm quan đồng thời tạo nên đặc trưng riêng cho sản phẩm.
Dịch trích Mã đề có màu vàng nâu, vị ngọt lợ và mùi thơm mạnh, hấp dẫn. Dịch trích Kim tiền thảo có màu vàng - nâu đỏ sáng, vị ngọt nhạt và thơm khá mạnh. Dịch trích li Cỏ ngọt màu vàng hơi nâu, thơm ít hấp dẫn. Cảm quan về trạng thái, màu sắc sản phẩm ở dạng dịch hòa tan sẽ thay đổi phụ thuộc chủ yếu vào tỉ lệ Mã đề và Kim tiền thảo. Sử dụng tỉ lệ hai nguyên liệu này lớn hơn so với tỉ lệ Cỏ ngọt vì một tỉ lệ nhỏ Cỏ ngọt đã tạo nên vị ngọt và hậu ngọt cho sản phẩm. Do đó, chọn cố định tỉ lệ Mã đề là 6 và thay đổi tỉ lệ Kim tiền thảo 3 - 6, và tỉ lệ Cỏ ngọt là 0,8 - 1,2. để tìm ra tỉ lệ phối trộn đề/Kim tiền thảo/Cỏ ngọt thích hợp nhất
b. Cách tiến hành
- Chuẩn bị nguyên liệu Mã đề, Kim tiền thảo và Cỏ ngọt với các thông số chần