1.3.2.1 Carrageenan
Carrageenan là một lọai polysaccaride tìm thấy trong các lịai rong đỏ như là: Chondrus, Gigartina, Eucheuma, Furcellaria, Phyllophora,… từ những năm 1837. Stanford (1862) đã đặt tên lọai polysaccaride được chiết bằng nước từ lồi
Chondrus crispus là “Carrageenin”. Việc tinh sạch chúng bằng phương pháp kết tủa cồn đã được thực hiện vào năm 1871. Tên gọi “Carrageenan” được đề nghị và được Ủy Ban Danh pháp thuật ngữ carbohydrate của Hội Hĩa học Mỹ thơng qua.
Định nghĩa carrageenan: là một polyme mạch thẳng, chứa khoảng 25.000 phân tử galactose, với liên kết luân phiên của β -D-galactose pyranose qua liên kết 1,3 và α -D-galactose pyranose qua liên kết 1,4 [11].
Trong hai thập niên 60 và 70, đã cĩ các cơng trình nghiên cứu cho thấy carrageenan cĩ nhiều dạng cấu trúc khác nhau. Các loại này chỉ khác nhau ở mức độ sulphate hĩa, vị trí sulphate hĩa, mức độ hydrate hĩa. Ngày nay người ta đã phát hiện ra hơn 18 loại và cấu trúc khác nhau của carrageenan. Tuy nhiên kappa -, iota -, lamda – carrageenan được nghiên cứu nhiều nhất [9].
Một số tính chất carrageenan [5]
Tính chất hĩa học của carrageenan trước tiên là do các nhĩm sulphate tạo nên, đây là các anion mạnh, cĩ thể so sánh với sulfuric acid về độ phân ly. Các carrageenan chứa gốc acid tự do thường khơng bền và do vậy các carrageenan thương mại thường ở dạng muối của K+, Ca2+ hoặc là hỗn hợp của cả hai muối này. Các cation gắn vào các nhĩm sulfate trong mạch polyme, cĩ ảnh hưởng rất lớn đến tính chất vật lý của carrageenan.
Tất cả các loại carrageenan đều cĩ khả năng tương tác với protein. Hầu hết chúng đều cĩ tương tác ion – ion giữa nhĩm sulphate của carrageenan và nhĩm mang điện của protein. Mặt khác, carrageenan cịn cĩ thể liên kết từ đĩ làm kết tủa các đại phân tử mang điện tích dương như: xanh metylen, safranine, mauvine, các loại phẩm màu azo và thiazo khác, tính chất này giống như một vài alkaloid và protein.
Hình 1.14 Liên kết giữa carrageenan và protein
Carrageenan hút nước mạnh, sự hút nước kèm theo sự trương phồng đáng kể tạo thành gel theo thời gian khi nĩ tiếp xúc với dung mơi. Carrageenan là cao phân tử (polysaccharide) cĩ cực nên trương nở trong dung mơi cĩ cực (nước) đặc biệt là nước nĩng, khơng tan trong dầu và dung mơi hữu cơ. Tính tan cịn phụ thuộc vào loại carrageenan.
Nhiệt độ nĩng chảy của gel carrageenan thấp hơn nhiều so với gel Agar. Khả năng keo hĩa của carrageenan nằm trung gian giữa Agar, Alginate và gần giống với Alginate hơn Carrageenan cĩ tương tác với polyols do hình thành các liên kết giữa nhĩm OH của polysaccarit và polyoys và nhờ giảm hoạt độ của nước [10].
Carrageenan cĩ tính chất tạo gel đơng giống như agar nhưng sức đơng kém hơn vì ảnh hưởng bởi lực tĩnh điện của các nhĩm –SO3. Tuy nhiên trong mơi trường cĩ canxi thì sức đơng tăng lên rất lớn (1000g/cm2) do cĩ sự tạo thành cầu nối liên kết canxisulphate giữa các phân tử Carrageenan trong dung dịch.
Carrageenan được ứng dụng nhiều trong cơng nghệ thực phẩm và phi thực phẩm, cũng tương tự như agar, được dùng trong sản xuất bánh mì, bơ sữa, đồ hộp nước uống, nước sốt mạ băng cho sản phẩm đơng lạnh. Carrageenan cĩ một số ứng dụng trong thực phẩm, y học, dược phẩm và nghiên cứu [5].
1.3.2.1 Pectin
Pectin là một polysaccharide tồn tại phổ biến trong thực vật, là thành phần tham gia xây dựng cấu trúc tế bào thực vật. Ở thực vật pectin tồn tại chủ yếu ở 2 dạng là pectin hịa tan và protopectin khơng hịa tan:
• Protopectin: khơng tan trong nước, cĩ trong thực phẩm, cĩ nguồn gốc thực vật như: rau quả, củ tạo thành lớp trung gian giữa tế bào và là chất liệu liên kết củng cố thành tế bào.
• Pectin: hịa tan trong nước, đồng háo được trong cơ thể.
Pectin là hợp chất cao phân tử polygalactoronic cĩ đơn phân tử là galactoronic và rượu metylic. Trọng lượng phân tử từ 20.000 - 200.000 đvC. Hàm lượng pectin 1% trong dung dịch cĩ độ nhớt cao, nếu bổ sung 60% đường và điều chỉnh pH mơi trường từ 3,1 - 3,4 sản phẩm sẽ tạo đơng. Chất này cĩ thể làm tăng độ nhớt cho sản phẩm. Muốn tạo đơng cần phải cĩ điều kiện pH = 3,1 – 3,4 và nồng độ đường trên 60%.
Ứng dụng pectin là chất tạo gel quan trọng nhất được sử dụng để tạo ra cấu trúc gel cho thực phẩm. Khả năng tạo gel của nĩ được sử dụng trong những thực phẩm cần cĩ sự ổn định của nhiều pha. Tác dụng tạo gel của pectin được sử dụng chủ yếu trong các sản phẩm mứt trái cây và mứt đơng. Trong một số trường hợp, pectin cịn được sử dụng với carageenan để tăng hiệu quả tạo gel.
1.3.2.2Bột nưa [16]
Bột nưa, loại bột được chế biến từ củ nưa – giống như mĩn bột sắn dây của người miền Bắc – tuy chưa phổ biến rộng rãi nhưng từ lâu đã được người Nam bộ. Bột Konjac được chiết xuất từ bột nưa hay củ khoai nưa, là nguồn cung cấp lượng glucomanan và các amino axit và nhiều loại nguyên tố vi lượng khác.
Cĩ đặc tính ít chất đạm, hút nước mạnh, tỷ lệ trương nở cao. Glucomanan lien kết tốt carrageenan tăng độ dẻo dai của carrageenan.
1.3.3 Nước
Nuớc cũng đĩng vai trị quan trọng trong sản xuất kẹo. Nếu nước nhiễm axit thì sẽ khơng kiểm sốt được tỉ lệ đường khử và sự đổi màu trong suốt quá trình chế biến. Nếu sử dụng nước cứng sẽ làm giảm tác dụng ổn định của pectin (chất tạo đơng). Ngồi ra, nước cứng cũng làm giảm năng suất và hiệu quả của máy mĩc.
1.3.4 Màu thực phẩm
Để cĩ màu sắc bên ngồi hấp dẫn, đa dạng thì trong sản xuất kẹo dẻo phải bổ sung màu. Chất màu được chia làm 2 phần: chất màu tự nhiên và chất màu nhân tạo. Phần lớn sử dụng chất màu nhân tạo.
Khi chọn màu phải đảm bảo khơng cĩ hại cho sức khỏe và màu phải bền. Các chất màu tự nhiên được chiết xuất từ thực vật hoặc động vật như: cacmin (C22H10O13, màu đỏ son), indigocacmin (C16H8N2O2(SO3Na)2, màu xanh sáng)… Việc sử dụng các nguyên liệu là rau quả để cĩ màu tươi sáng tự nhiên là hồn tồn thích hợp vì nĩ cho phép sản xuất những sản phẩm nhuộm màu cĩ giá trị cao nhờ các thành phần cĩ trong rau quả như gluxit, axit thực phẩm, chất khống, vitamin… Các chất màu nhân tạo cĩ khả năng nhuộm màu lớn nhưng phần lớn cĩ hại nên thường chỉ sử dụng với tỷ lệ rất nhỏ [22].
Ngồi ra, chất màu trong thực phẩm cịn cĩ thể chia thành các loại như sau: chất màu tan trong nước, chất màu tan trong dầu mỡ, chất màu tan trong cồn và sáp. Phần lớn kẹo dung chất màu tan trong nước. Theo quy định, chất màu đưa vào trong kẹo khơng vượt quá 0,01% khối lượng kẹo [7]. Các tiêu chuẩn của chất lượng màu thực phẩm dung trong sản xuất kẹo: Chất bay hơi 10%, chất khơng tan trong nước Arsen 1,4 ppm, Chì 10 ppm.
1.3.5 Chất thơm
Chất thơm dùng trong sản xuất kẹo là cho sản phẩm cĩ mùi thơm ngon, dễ chịu, hấp dẫn đối với người tiêu thụ. Chất thơm là những hợp chất dạng lỏng,
dạng bột, dạng tinh thể. Chất thơm thiên nhiên là các loại tinh dầu lấy từ thực vật bằng phương pháp trích ly.
Các loại tinh dầu tự nhiên thường dùng là tinh dầu cam, tinh dầu quýt, tinh dầu chanh, tinh dầu dứa, tinh dầu dừa, tinh dầu cà phê, tinh dầu ca cao, tinh dầu hoa hồng… Các chất thơm tổng hợp là các loại tinh dầu lấy từ bán thành phẩm bằng phương pháp hĩa học hoặc bằng phương pháp tổng hợp.
Tinh dầu thơm là những chất thơm tự nhiên được cho trực tiếp vào kẹo. Ví dụ: tinh dầu cam, chanh, bạc hà…Tinh dầu được rút ra từ quả, hạt, thân, lá, hoa của các loại cây khác nhau bằng phương pháp chưng cất với hơi nước và các phương pháp khác. Một số chất thơm nhân tạo khác được dùng trong sản xuất bánh kẹo nĩi chung và sản xuất kẹo dẻo nĩi riêng là benzaldehyt (C6H5CHO), mùi hạnh nhân đắng), metol (mùi bạc hà), citrat (C9H15CHO, mùi chanh)… Tất cả các chất thơm cần được bảo quản kín, để chỗ tối và mát [22].
1.4 CƠNG NGHỆ SẢN XUẤT KẸO DẺO Qui trình chung sản xuất kẹo dẻo [4]
Hình 1.15 Qui trình sản xuất kẹo dẻo [22]
Thuyết minh qui trình
• Hịa tan đường : Mục đích là hịa tan hồn tồn đường. Biến đổi
đường chuyển từ tinh thể sang thể lỏng.
Yêu cầu kỹ thuật của dịch sirơ : nhiệt độ sơi của dịch đường ~ 1100C, chất khơ 80 -82%, hàm lượng Rs 20 – 22%, sirơ trong suốt.
• Hồ tan đường, pectin :
Pectin tan tốt trong nước lạnh tạo thành dung dịch tương đối nhớt. Việc hồ tan pectin trong nước cần được tiến hành cẩn thận bởi khối bột dễ dàng đĩng vĩn tạo thành một lớp gel ngăn cản quá trình hồ tan.
Thơng thường trong sản xuất, người ta thường dùng máy khuấy cĩ tốc độ cao để hồ tan pectin hoặc hồ tan pectin cùng với một chất khác dễ tan trong nước như đường. Trộn pectin và đường ở trạng thái khơ, cho nước vào hịa tan hỗn hợp trên ở nhiệt độ 70 – 75 0C, khuấy trộn đều để tránh hiện tượng pectin vĩn cục. Khi pectin hịa tan hết thì cho phần đường cịn lại vào để tiếp tục hịa tan đường.
Thời gian hịa tan là 8 – 10 phút. Nếu kéo dài thời gian hịa đường, lượng nước bốc hơi nhiều, dung dịch ở trạng thái bão hịa cĩ khả năng kết tinh trở lại gây nên sự hồi đường. Dung dịch đường sau khi hịa tan hồn thành thì chon pectin vào.
• Hồ tan đường, nha:
Mục đích chính của quá trình là hồ tan các nguyên liệu vào nước. Nếu quá trình hịa tan đường saccharose khơng triệt để sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho đường tái kết tinh trong kẹo thành phẩm (do các tinh thể đường hịa tan chưa hết sẽ đĩng vai trị là các mầm tinh thể của quá trình kết tinh).
Yêu cầu của quá trình hịa tan là: đảm bảo thời gian hịa tan đường ngắn nhất, lượng nước cần ít nhất, đường saccharose khĩ bị kết tinh trở lại.
• Lọc:
Quá trình lọc nhằm loại bỏ tất cả các tạp chất cĩ trong dung dịch, nhất là cá tạp chất keo cĩ trong nguyên liệu. Khi dung dịch đường sơi phải kịp thời đem lọc, nếu khơng nước bốc hơi nhiều, dung dịch đặc lại sẽ khĩ khăn. Lưới lọc bằng kim loại khơng rỉ (thép, inox…), ít bị ăn mịn.
• Nấu kẹo:
Các quá trình xảy ra trong nấu kẹo: bốc hơi nước, đường chuyển hĩa, caramen hĩa, nhiệt độ khối kẹo sau khi nấu : 110 - 115 0C, thời gian nấu dài hơn so với kẹo cứng (5 - 10 phút), độ ẩm kẹo sau nấu (1 - 6%).
Đây là quá trình dùng nước nĩng để hồ tan đường, mạch nha, dịch pectin rồi tiếp tục cơ đặc đến hàm lượng chất khơ mong muốn. Sau đĩ, đánh trộn hỗn hợp này với dịch gelatin để tạo thành khối kẹo trắng, sáng.
Nấu kẹo cĩ thể được cơ đặc bằng hai cách: áp suất thừơng và áp suất chân khơng. Thường thì sử dụng phương pháp cơ đặc chân khơng vì nhiệt độ cơ đặc thấp, thời gian nhanh và chất lượng sản phẩm tốt. Hỗn hợp trên được cơ đặc trong nồi nấu chân khơng Pck = 500 mmHg, phần lớn nước được bốc hơi trong giai đoạn này để dung dịch cĩ nồng độ chất khơ như mong muốn. Khi khối kẹo đạt nhiệt độ yêu cầu, hệ thống cảm biến nhiệt độ sẽ tự động tắt hơi và xả kẹo ra ngồi, quá trình nấu kết thúc.
Quá trình cơ đặc phụ thuộc vào 3 thơng số chủ yếu: nhiệt độ sơi, thời gian cơ đặc và cường độ bốc hơi nước.
• Làm nguội và trộn gelatin:
Dung dịch sau khi nấu được làm nguội xuống nhiệt độ 900C. Sau đĩ cho dung dịch gelatin vào khuấy trộn đều.
• Phối trộn:
Dung dịch kẹo được xả ra từng mẻ nhỏ, cho hương, màu, dung dịch axit citric vào, khuấy trộn nhẹ để các phụ gia được trộn đều và tránh tạo bọt.
Phối trộn nguyên liệu phụ: tiến hành ở nhiệt độ thấp, chỉ cĩ biến đổi cơ học, sau phối trộn hỗn hợp phải đồng nhất.
Phối trộn nguyên liệu chính: sau phối trộn dung dịch đặc dần, thể tích khối kẹo nở ra, khối kẹo mềm, đàn hồi và cĩ nhiều lỗ hỏng.
Mục đích của quá trình phối trộn là chế biến, phối trộn nguyên liệu thành một hỗn hợp đồng nhất để chuẩn bị cho giai đoạn đổ khuơn và định hình. Ngay khi khối kẹo được xả ra khỏi nồi cơ đặc thì sẽ được bơm vào thiết bị trộn.
• Rĩt khuơn và ổn định:
Hồn thiện: tạo hình cho sản phẩm, làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm. Khuơn kẹo: được vệ sinh và gia nhiệt sơ bộ trước khi rĩt khuơn.
Hỗn hợp sau khi phối trộn phải hạ nhiệt độ xuống rồi mới rĩt khuơn. Nhiệt độ khơng được hạ quá thấp vì hỗn hợp sẽ đặc lại rất khĩ rĩt khuơn.
Nhiệt độ thích hợp để rĩt khuơn là 80 – 85 0C. Làm nguội và giữ ổn định ở phịng lạnh ở nhiệt độ 20 – 25 0C trong thời gian 18 – 20h.
• Tạo hình, áo đường (hoặc áo dầu):
Mục đích: tăng giá trị dinh dưỡng và cảm quan cho sản phẩm, giữ cho kẹo khỏi dính vào nhau.
Kẹo sau khi để ổn định và tách khuơn sẽ được vận chuyển đến bộ phận áo kẹo. Kẹo sau khi được áo sẽ qua bộ phận làm khơ (hoặc để ráo) để đường hay dầu dính vào sản phẩm, sản phẩm khơng bị ẩm ướt.
• Ổn định:
Hồn thiện: cố định hình dạng cho sản phẩm. Sau khi áo dầu hay áo đừơng, sản phẩm rất mềm. Cần phải ổn định ở nhiệt độ 25 – 280C, trong thời gian 12 – 24 giờ.
• Đĩng gĩi:
Kẹo được đĩng túi để cách ly với mơi trường bên ngồi, kéo dài thời gian bảo quản. việc đĩng túi kẹo phải đạt các tiêu chuẩn về khối lượng kẹo, an tồn sử dụng và bảo quản, kể cả đạt yếu tố cảm quan.
Sau đĩ là giai đoạn đĩng thùng, trong thùng phải đảm bảo số túi kẹo, khối lượng kẹo ghi trên thùng, phải cĩ bìa lĩt ở đáy và nắp thùng…
1.4.1 Kẹo Gummy
Cách làm kẹo Gummy nguyên liệu gồm: tinh bột ngơ trộn, Si-rơ bắp, đường, gelatin, màu sắc và hương vị.
Các cơng đoạn chính:
− Những thành phần này được cân, trộn và bơm vào một nồi nấu kẹo. − Hơi nước chảy bên ngồi của cuộn dây, nấu ăn kẹo bên trong. − Kẹo chảy vào một buồng chân khơng để loại bỏ độ ẩm quá mức.
Màu sắc, hương vị, axit, và trái cây được cơ đặc thêm vào kẹo và được đưa vào nồi trộn: tiếp theo, kẹo nấu chảy để đưa vào máy tinh bột. Máy này sử dụng một loạt các khuơn đầy tinh bột để làm cho kẹo cĩ hình dạng khác nhau. Bản khuơn sẽ đi theo một máy ép dán để tạo hình dạng của kẹo thành tinh bột.
Bản khuơn sau đĩ đi theo các phễu làm tràn đầy kẹo và kẹo được nấu chín. Ở đây, kẹo được bơm vào trong để làm đầy các khuơn và đĩ là kẹo thành phẩm. Khi đổ đầy, bản khuơn được xếp chồng lên nhau và cho phép để khơ.
Sau 24 giờ những bản khuơn được đưa lại vào máy, và sau đĩ đưa vào sàng quay. Ở đây, kẹo được tách ra từ tinh bột đúc. Kẹo được đưa vào một băng tải kẹo được đưa vào trong máng để giữ cho nĩ khỏi dính vào nhau.
1.4.2 Kẹo dẻo tinh bột
Thành phần: đường, glucose, mật tinh bột, đường khử, gelatin, axit citric, hương, mùi và màu (tùy từng sản phẩm: kẹo dẻo tinh bột bắp, kẻo dẻo tinh bột gạo…)
Quá trình thực hiện : hịa tan đường, mạch tinh bột, đường khử và ½ nước đem đi nấu, chuẩn bị dịch tinh bột (để nhiệt độ thấp), trộn hai loại trên và nấu đến nồng độ chất khơ đạt 76 – 8 độ Brix.
1.4.3 Kẹo dẻo agar
Thành phần gồm cĩ: đường, glucose, agar, nước, natri citrate, axit citric, tinh dầu, màu và mùi (tùy từng sản phẩm, vd: kẻo dẻo agar dứa, kẹo dẻo agar nho, kẹo dẻo agar dừa, kẹo dẻo agar sữa,…).
Quá trình thực hiện : ngâm agar trong nước 2 - 4 giờ, bổ sung natri citrate vào và nấu sơi, duy trì nhiệt độ này trong vịng từ 5 - 10 phút để agar chuyển thành dịch. Bổ sung đường khi hịa tan sirơ glucose. Đun sơi đến 1070C sau đĩ rĩt sang một thùng khác, làm nguội đến 750C và vớt bọt. Sau cùng trộn với các