2.4.1/ Quy trình.
Hình 2.2: Quy trình sản xuất nƣớc uống từ măng tây dự kiến
Axit citric, màu
Axit ascosbic
Măng tây
Phân loại Rửa
Tiền xử lý nguyên liệu
Sấy Nghiền Nấu dịch Lọc Phối chế Gia nhiệt Rót chai - Ghép mí Thanh trùng – Làm nguội ffffffffs43jllamfmfklmmmmm Bảo ôn Thành phẩm Bã Đƣờng Hƣơng
2.4.2/ Thuyết minh sơ đồ quy trình dự kiến.
1/ Măng tây:
Măng tây đƣợc mua ở Ninh Thuận, không bị dập nát, còn tƣơi, có mùi thơm đặc trƣng của măng tây.
Phần lấy để sử dụng từ phần thân già tới gốc.
2/ Phân loại
Nguyên liệu sau khi lấy về cần lựa chọn phân loại nhằm mục đích loại bỏ những phần bị dập nát, hƣ hỏng do quá trình vận chuyển. Đồng thời cắt bỏ những phần bị úng do sự đổ mồ hôi của nguyên liệu, tránh làm ảnh hƣởng đến những phần khác. Đồng thời lựa chọn ra những phần kém chất lƣợng hơn sử dụng trƣớc để tiết kiệm nguyên liệu.
3/ Rửa.
Mục đích: nhằm loại bỏ tạp chất thƣờng là đất cát bám ở phần gốc măng tây và một phần vi sinh vật, giúp thuận lợi cho các công đoạn sau.
Cách thực hiện: rửa măng tây trong nƣớc sạch, loại bỏ lớp đất bùn bám ở phía gốc thân măng tây. Rửa đến khi nào sạch thì vớt măng tây để ráo nƣớc trƣớc khi xử lý.
4/ Tiền xử lý nguyên liệu.
Tiền xử lý nguyên liệu là phƣơng pháp xử lý nguyên liệu hợp lý trƣớc khi đƣa vào sấy nhằm mục đích giữ lại nhiều nhất giá trị dinh dƣỡng cũng nhƣ giá trị sinh học của măng tây, làm sao để sau quá trình sấy thì giá trị thất thoát thấp nhất có thể. Dựa vào hình thái của măng tây thì có ba cách xử lý măng tây:
Xử lý 1: Chẻ dọc thân măng tây thành những lát có độ mỏng vừa phải, chiều dài khoảng 3 – 4cm. Đối với phần thân thì có độ mỏng hơn vì hàm lƣợng nƣớc ở phần này nhiều hơn phần gốc.
Xử lý 2: Từ cây măng tây cắt thành các khoanh tròn có chiều dày 0,2 – 0,3cm Xử lý 3: Cắt cây măng tây thành các khúc có chiều dài 4 – 4,5cm.
5/ Sấy.
Mục đích: thu hàm lƣợng chất khô, tăng hiệu quả chiết dịch trong quá trình nấu. Ngoài ra quá trình sấy còn làm tăng hƣơng vị, cũng nhƣ mùi thơm của măng tây hơn.
Có các phƣơng pháp sấy: sấy hồng ngoại, sấy nóng, sấy nóng kết hợp sấy lạnh. Sấy bức xạ hồng ngoại: Sấy bức xạ là quá trình sử dụng năng lƣợng của các tia bức xạ phát ra từ vật bức xạ để làm nóng vật sấy đến nhiệt độ bay hơi ẩm khỏi vật sấy.Trong hệ thống sấy bức xạ, vật liệu sấy nhận nhiệt từ nguồn bức xạ để ẩm dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và từ bề mặt khuếch tán ra môi trƣờng. Quá trình làm nóng vật sấy đƣợc thực hiện bằng cách chiếu các tia hồng ngoại lên sản phẩm. Nguồn phát tia hồng ngoại là các đèn đặc biệt có trang bị các
Hình 2.3: Các cách xử lý măng tây trƣớc khi sấy (a: cắt khoanh tròn, b: chẻ dọc thân và c: cắt khúc)
a
c
bộ phận phản xạ để định hƣớng các tia vào sản phẩm sấy. Phƣơng pháp này có hiện tƣợng quá nhiệt của sản phẩm vì thế lớp bề mặt nóng nhanh hơn bên trong nên không dùng để sấy các vật liệu có bề dày.
Sấy nóng (trao đổi nhiệt đối lƣu): Phƣơng pháp này dùng không khí nóng để làm khô sản phẩm. Không khí sau khi đƣợc đốt nóng, đƣợc đƣa vào buồng sấy đốt nóng sản phẩm và đến lúc nào đó sản phẩm sẽ bốc hơi. Khi vào buồng sấy không khí nóng có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp, khi hơi nƣớc của sản phẩm bốc ra có độ ẩm cao và nhiệt độ thấp sẽ bị không khí nóng hút đƣa ra ngoài làm cho nhiệt độ của không khí nóng giảm xuống và độ ẩm tăng lên làm khả năng hút ẩm của không khí nóng giảm xuống. Để cho quá trình sấy tiếp tục ta phải cung cấp không khí nóng mới có nhiệt độ cao và độ ẩm thấp vào đồng thời cho không khí nóng có độ ẩm cao và nhiệt độ thấp thoát ra ngoài.
Sấy nóng kết hợp sấy lạnh: cũng giống nhƣ phƣơng pháp sấy nóng, dùng không khí nóng để làm bay hơi nƣớc trong nguyên liệu. Tuy nhiên, trong phƣơng pháp sấy nóng kết hợp sấy lạnh còn xảy ra quá trình tác nhân sấy đƣợc xử lý tách ẩm trƣớc khi đƣa vào vùng sấy bằng cách dùng dàn lạnh của máy lạnh để giảm nhiệt độ của tác nhân sấy dƣới nhiệt độ điểm sƣơng để hơi nƣớc trong không khí ẩm ngƣng tụ thành nƣớc và lấy ra ngoài. Sau đó, phần tác nhân sấy sau khi tách ẩm đƣợc gia nhiệt lại bởi giàn nóng của máy lạnh rồi tiếp tục đƣa vào buồng sấy thực hiện quá trình sấy.
Cách thực hiện: nguyên liệu sau công đoạn xử lý đƣợc đem đi sấy ở chế độ sấy thich hợp.
6/ Nghiền.
Mục đích: đƣa nguyên liệu sấy ở kích thƣớc lớn về kích thƣớng nhỏ hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho công đoạn nấu. Mặc khác khi kích thƣớc nhỏ tăng diện tích tiếp xúc với dung môi (nƣớc) là quá trình hòa tan các chất tan từ trong gian bào ra ngoài đƣợc tối đa.
Cách thực hiện: nguyên liệu sấy đến khi đạt yêu cầu ở độ ẩm ≤ 13% đƣợc đƣa đi nghiền bằng máy nghiền cắt với đƣờng kính 1mm.
7/ Nấu dịch.
Mục đích: nhằm để chiết thu các chất hòa tan ra môi trƣờng nƣớc để tăng giá trị dinh dƣỡng của nƣớc chiết.
Cách thực hiện: đem măng tây sấy đã đƣợc nghiền hòa vào nƣớc sạch với tỷ lệ xác định trong nồi inox rồi đem nấu đến nhiệt độ 90oC thời gian đã đƣợc xác định trƣớc.
8/ Lọc.
Sau quá trình nấu ta thu đƣợc hỗn hợp dịch vừa măng tây, vừa nƣớc, do đó cần tiến hành lọc để tác bã.
Mục đích: để loại bỏ xác của măng tây ra khỏi dịch chiết, tránh các hiện tƣợng cặn, vẩn đục làm ảnh hƣởng đến giá trị cảm quan của nƣớc sau này.
Cách thực hiện: ở đây do quy mô phòng thí nghiệm nên dịch nƣớc sau quá trình nấu đƣợc lọc qua vải siêu lọc để tách bã. Còn nếu sử dụng ở quy mô công nghiệp thì đƣợc lọc qua thiết bị lọc khung bản hoặc một số thiết bị lọc khác để có đƣợc hiệu suất thu hồi triệt để hơn.
9/ Phối chế.
Mục đích: Tạo hƣơng vị hài hòa, đặc trƣng; ổn định màu sắc và pH đồng thời có tác dụng bảo quản cho sản phẩm.
Cách thực hiện: Bổ sung trực tiếp vào dịch măng tây sau khi lọc các thành phần đƣờng, axit citric theo tỉ lệ cân đối để tạo vị hài hòa, dễ uống. Đối với vitamin C vì có độ chua nên cần phải phối chế theo tỉ lệ thích hợp cân bằng với axit citric.
10/ Gia nhiệt – Rót chai.
Mục đích: gia nhiệt giúp quá trình bài khí đƣợc tối ƣu, tạo thuận lợi cho công đoạn thanh trùng. Đồng thời trong quá trình gia nhiệt bổ sung vitamin C, có tác dụng làm nâng cao giá trị dinh dƣỡng cho sản phẩm.
Cách thực hiện: gia nhiệt dịch chiết trong nồi inox lên nhiệt độ khoảng 70oC – 75o
C, cuối quá trình gia nhiệt bổ sung vitamin C và hƣơng, rót chai liền sau đó để hạn chế sự thất thoát vitamin và hƣơng do nhiệt độ, hạn chế sự giảm nhiệt độ.
Rót chai: bao bì đƣợc sử dụng trong thí nghiệm này là bao bì thủy tinh, tạo giá trị cảm quan tốt cho ngƣời sử dụng.
11/ Thanh trùng – Làm nguội.
Thanh trùng
Mục đích thanh trùng: tiêu diệt vi sinh vật, vô hoạt enzyme, kéo dài thời gian bảo quản, đảm bảo an toàn cho ngƣời tiêu dùng. Ngoài ra còn làm tăng hƣơng vị đặc trƣng cho sản phẩm, làm nhừ kết cấu của thực phẩm.
Đồ hộp thực phẩm có thể phân làm 2 nhóm:
Nhóm có pH >4.2 : nhiệt độ thanh trùng từ 100oC trở lên. Nhóm có pH ≤ 4,2 : nhiệt độ thanh trùng là 100oC hay thấp hơn.
Vì điều kiện ở phòng thí nghiệm và nƣớc giải khát có pH < 4,2 nên chọn chế độ thanh trùng bằng nhiệt ≤ 100o
C.
Cách thực hiện: thanh trùng hở trong nồi inox ở nhiệt độ ≤ 100oC .
Làm nguội: Mục đích làm nguội: gây sốc nhiệt nhằm tiêu diệt các vi sinh vật còn sống sót; ổn định mùi vị và chất lƣợng của sản phẩm.
Cách thực hiện: làm nguội ở nhiệt độ thƣờng, ở nơi thoáng mát.
12/ Bảo ôn.
Mục đích: ổn định chất lƣợng sản phẩm, đồng nhất thành phần nƣớc giải khát. Đồng thời theo dõi chất lƣợng sản phẩm sau thanh trùng để có phƣơng pháp xử lý kịp thời đối với các sản phẩm không đảm bảo trƣớc khi đƣa ra tiêu thụ.
Cách thực hiện: sản phẩm đƣợc để ở nơi thoáng mát, tránh ánh nắng trực tiếp mặt trời trong vòng 5 – 7 ngày.
2.5/ Sơ đồ bố trí thí nghiệm.
2.5.1/Nghiên cứu chế độ tiền xử lý măng tây trƣớc khi sấy:
2.5.1.1/ Sơ đồ thí nghiệm:
2.5.1.2/ Cách thực hiện.
Lấy măng tây đem cân ở mỗi mẫu đem đi rửa rồi xử lý thành 3 mẫu nhƣ trên hình 2.4:
Xử lý 1: Chẻ dọc thân măng tây thành những lát có độ mỏng vừa phải, chiều dài khoảng 3 – 4cm. Đối với phần thân thì có độ mỏng hơn vì hàm lƣợng nƣớc ở phần này nhiều hơn phần gốc.
Xử lý 2: Từ cây măng tây cắt thành các khoanh tròn có chiều dày 0,2 – 0,3cm Xử lý 3: Cắt cây măng tây thành các khúc có chiều dài 4 – 4,5cm.
Sau khi khảo sát các phƣơng pháp sấy: sấy nóng, sấy hồng ngoại, sấy nóng kết hợp sấy lạnh thì kết quả cho thấy sấy nóng kết hợp với sấy lạnh với tốc độ 1 –
Hình 2.4: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm xác định chế độ tiền xử lý măng tây
Nghiền Xác định hoạt tính chống oxy hóa tổng Xác định hàm lƣợng vitamin C Xác định hàm lƣợng tro Măng tây Phân loại Cân Rửa Chẻ dọc thân
Để nguyên thân Cắt khoanh tròn
1,5m/s cho hiệu quả sản phẩm măng tây sấy tốt. Lần lƣợt đem 3 mẫu đi sấy ở 50oC với cùng một vận tốc 1-1,5m/s đến khi độ ẩm còn 12 -13% .
2.5.1.3/ Mục đích và cách đánh giá chỉ tiêu chất lượng của bố trí thí nghiệm.
Mục đích bố trí thí nghiệm này nhằm tìm ra phƣơng pháp xử lý nguyên liệu để kết quả cuối cùng là đem lại giá trị dinh dƣỡng tối đa cho sản phẩm. Các chỉ tiêu đánh giá nhƣ trên sơ đồ hình 2.4. Tiến hành đánh giá, so sánh kết quả giữa các mẫu ở 3 chế độ xử lý để chọn ra chế độ xử lý nguyên liệu nào có kết quả tối ƣu nhất. Kết quả đƣợc quy về trên 1 gram chất khô.
2.5.2/ Bố trí thí nghiệm xác định ảnh hƣởng của nhiệt độ sấy đến các chỉ tiêu chất lƣợng bán thành phẩm.
2.5.2.1/ Sơ đồ thí nghiệm.
Hình 2.5: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm xác định nhiệt độ sấy măng tây.
Măng tây tƣơi
Phân loại Cân Rửa
Chế độ tiền xử lý măng tây Sấy nóng & lạnh, v =1 – 1,5 m/s To = 40oC To = 45oC To = 50oC To = 55oC Nghiền Xác định hoạt chất chống oxy hóa tổng Xác định lƣợng tro Xác định vitamin C
2.5.2.2/ Cách thực hiện.
Sau khi xác định đƣợc chế độ tiền xử lý măng tây trƣớc khi sấy thì măng tây đƣợc đƣa vào tủ sấy và sấy ở các nhiệt độ 40o
C, 45oC, 50oC, 55oC.
Nguyên liệu đƣợc trải dàn đều trên khung lƣới. Cần phải đảm bảo các điều kiện sấy nhƣ nhau nhƣ: khối lƣợng sấy, vị trí sấy, độ dày và thời gian sấy.
2.5.2.3/ Mục đích và cách đánh giá chỉ tiêu chất lượng của bố trí thí nghiệm.
Mục đích bố trí thí nghiệm này nhằm tìm ra nhiệt độ sấy nguyên liệu tối ƣu để kết quả cuối cùng là đem lại giá trị dinh dƣỡng cao, sao cho lƣợng tỉ lệ thất thoát các giá trị dinh dƣỡng thấp nhất cho sản phẩm. Các chỉ tiêu dựa vào để xác định nhƣ trên sơ đồ hình 2.5 đƣợc quy về tính trên 1g chất khô. Tiến hành đánh giá, so sánh kết quả ở các nhiệt độ sấy để chọn ra nhiệt độ có kết quả tối ƣu nhất.
2.5.3./ Xác định tỉ lệ nguyên liệu/dung môi chiết (nƣớc).
2.5.3.1/ Sơ đồ thí nghiệm
Hình 2.6: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm xác định tỉ lệ măng tây/nƣớc chiết.
Xác định hoạt chất chống oxy hóa tổng
Xác định gluxit, nitơ tổng số Măng tây sấy khô
Nghiền
Nấu (To = 100oC); T = 10 phút; Tỉ lệ măng tây sấy (g)/nƣớc (ml)
1/50 1/75 1/100 1/125
Lọc
2.5.3.2/ Cách thực hiện.
Sau khi khảo sát thăm dò tỉ lệ nƣớc để bổ sung cho phù hợp trong quá trình nấu bằng cách cố định tỷ lệ cái là măng tây sấy 1 gram, kết quả cho thấy với tỷ lệ nƣớc dƣới 50ml thì dung dịch nấu rất đặc làm cho hiệu suất trích ly không cao, còn trên 125ml thì dung dịch nấu rất lỏng nên chất lƣợng trích ly thấp. Vậy nên em chọn khảo sát ở 4 tỷ lệ măng tây sấy/nƣớc nhƣ hình 2.6.
Măng tây sau khi đem nghiền, đƣợc nấu ở 100oC trong 10 phút với các tỉ lệ măng tây/nƣớc là 1/50, 1/75, 1/100, 1/125
2.5.3.3/ Mục đích và cách đánh giá chỉ tiêu chất lượng của bố trí thí nghiệm.
Mục đích bố trí thí nghiệm này nhằm tìm ra tỉ lệ giữa nguyên liệu : nƣớc thích hợp để tiết kiệm nguyên liệu nhƣng vẫn đảm bảo hiệu suất trích ly dịch trong măng tây. Các chỉ tiêu dựa vào để xác định thể hiện trên hình 2.6. Sau khi có số liệu đối với 4 chỉ tiêu này, tiến hành đánh giá, so sánh kết quả giữa ở các tỉ lệ để chọn ra tỉ lệ nấu liệu nào có kết quả tối ƣu nhất.
2.5.4/ Xác định nhiệt độ nấu chiết thích hợp cho sản phẩm.
2.5.4.1/ Sơ đồ thí nghiệm.
Măng tây sấy khô
Nghiền (d = 1mm)
Nấu cùng thời gian 10 phút, ở các nhiệt độ sau:
To = 85oC To = 90oC To = 95oC To = 100oC Lọc
Tỉ lệ nguyên liệu/nƣớc
Hình 2.7: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm xác định nhiệt độ nấu chiết.
Xác định hoạt chất chống oxy hóa tổng Xác định gluxit, nitơ tổng số Xác định vitamin C
2.5.4.2/ Cách thực hiện.
Măng tây nghiền đƣớc xác định tỉ lệ đem nấu ở các nhiệt độ: 85o
C, 90oC, 95oC, 100oC trong 10 phút, sau đó đem lọc rồi xác định các chỉ tiêu nhƣ trên hình 2.7.
2.5.4.3/ Mục đích và cách đánh giá chỉ tiêu chất lượng của thí nghiệm.
Mục đích bố trí thí nghiệm này nhằm tìm ra nhiệt độ nấu thích hợp để đem lại giá trị dinh dƣỡng cao, giảm giá trị thất thoát các chất dinh dƣỡng nhƣng vẫn đảm bảo hiệu suất trích ly cho sản phẩm. Các chỉ tiêu dựa vào để xác định là: hoạt tính chống oxy hóa, hàm lƣợng vitamin C, gluxit, nitơ tổng số trong dịch nƣớc măng tây sau quá trình nấu ở cùng chế độ nhƣ nhau. Chọn ra nhiệt độ nấu phù hợp cho sản phẩm dựa trên các chỉ tiêu xác định.
2.5.5/ Xác định thời gian nấu chiết thích hợp cho sản phẩm.
2.5.5.1/ Sơ đồ thí nghiệm.
Măng tây sấy khô
Nghiền
Nấu (To = 90oC) với các thời gian khảo sát nhƣ sau:
T = 5 phút T = 10 phút T = 15 phút T = 20 phút
Lọc
Tỉ lệ nguyên liệu/nƣớc
Hình 2.8: Sơ đồ thiết kế thí nghiệm xác định thời gian nấu chiết.
Xác định hoạt chất chống oxy hóa tổng
Xác định gluxit, nitơ tổng số
2.5.5.2/ Cách thực hiện.
Măng tây nghiền đƣợc nấu với các thông số đã xác định ở 90o
C với các thời gian: 5 phút, 10 phút, 15 phút và 20 phút.
2.5.5.3/ Mục đích và cách đánh giá chỉ tiêu chất lượng của thí nghiệm.
Mục đích bố trí thí nghiệm này nhằm tìm ra thời gian nấu thích hợp để đem lại giá trị dinh dƣỡng cao, giảm giá trị thất thoát các chất dinh dƣỡng nhƣng vẫn