Đề tài Sản xuất mứt jam sầu riêng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM KHOA KỸ THUẬT HĨA HỌC BỘ MƠN CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM  BÁO CÁO MƠN CƠNG NGHỆ CHẾ BIẾN THỰC PHẨM SẢN XUẤT MỨT JAM SẦU RIÊNG GVHD: PGS. TS. Lê Văn Việt Mẫn SVTH: Lê Anh Dũng 60700417 Lê Thị Mỹ Hiền 60700785 Bùi Phương Lan 60701224 Nguyễn Phan Duy Nguyên 60701633 Đặng Hải Thành 60702198 TP. HCM, tháng 5 năm 2010 MỤC LỤC MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................... 4 1. NGUYÊN LIỆU ................................................................................................................. 4 1.1. Sầu riêng .......................................................................................................................... 4 1.1.1. Phân loại thực vật ..................................................................................................... 4 1.1.2. Tính chất vật lý ......................................................................................................... 7 1.1.3. Thành phần hĩa học ................................................................................................. 8 1.1.4. Tiêu chuẩn lựa chọn ............................................................................................... 10 1.2. Pectin ............................................................................................................................. 11 1.3. Acid citric ...................................................................................................................... 12 1.4. Nước .............................................................................................................................. 13 1.5. Đường ............................................................................................................................ 14 1.6. Acid sorbic và muối sorbate .......................................................................................... 15 2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ............................................................................................ 16 2.1. Quy trình cơng nghệ 1 ................................................................................................... 16 2.2. Quy trình cơng nghệ 2 ................................................................................................... 17 3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ ..................................................................... 18 3.1. Quy trình cơng nghệ 1 ................................................................................................... 18 3.1.1. Lựa chọn ................................................................................................................. 18 3.1.2. Rửa .......................................................................................................................... 18 3.1.3. Tách thịt quả ........................................................................................................... 18 3.1.4. Chần ........................................................................................................................ 19 3.1.5. Chà .......................................................................................................................... 20 3.1.6. Phối trộn ................................................................................................................. 21 3.1.7. Cơ đặc ..................................................................................................................... 22 3.1.8. Phối trộn ................................................................................................................. 23 3.1.9. Rĩt ........................................................................................................................... 24 3.1.10. Tạo đơng ............................................................................................................... 25 3.1.11. Chuẩn bị syrup ...................................................................................................... 26 3.1.11.1.1. Nấu syrup ..................................................................................................... 26 3.1.11.1.2. Lọc syrup ..................................................................................................... 26 3.2. Quy trình cơng nghệ 2 ................................................................................................... 27 3.2.1. Phối trộn ................................................................................................................. 27 4. SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ .................................................................. 27 5. SẢN PHẨM ...................................................................................................................... 28 5.1. Mơ tả .............................................................................................................................. 28 5.2. Chỉ tiêu chất lượng ......................................................................................................... 28 6. THÀNH TỰU CƠNG NGHỆ: ẢNH HƯỞNG CỦA CALCIUM PIDOLATE ĐẾN ĐỘ BỀN GEL CỦA JAM ............................................................................................................... 30 6.1. Giới thiệu ....................................................................................................................... 30 6.2. Chuẩn bị mẫu ................................................................................................................. 31 6.3. Kết quả và thảo luận ...................................................................................................... 32 6.4. Kết luận .......................................................................................................................... 35 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 35 DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Thành phần hĩa học của sầu riêng (Durio zibethinus) tính trên 100g phần ăn được (bỏ 68%: vỏ và hạt) ........................................................................................................................... 9 Bảng 2: Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến thực phẩm ................. 11 Bảng 3: Chất lượng acid citric sử dụng trong thực phẩm được qui định theo TCVN 5516 – 1991 .......................................................................................................................................... 13 Bảng 4: Các tiêu chuẩn của nước dùng trong sản xuất thực phẩm ........................................... 13 Bảng 5: Yêu cầu kỹ thuật của đường theo TCVN 1696 - 87 .................................................... 14 Bảng 6: Danh mục các phụ gia được sử dụng trong sản xuất mứt jam sầu riêng (theo CODEX STAN 296-2009) ...................................................................................................................... 29 Bảng 7: Tính chất chính của lồi quả được sử dụng ................................................................. 31 Bảng 8: Thành phần của jam chuối .......................................................................................... 32 Bảng 9: Độ nhớt của jam đào theo Herschel–Bulkley (Mức ý nghĩa α = 0,05) ....................... 34 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Một cây sầu riêng chưa trưởng thành, so với chiều cao của con người. Cây trưởng thành cĩ thể phát triển lên đến 50 mét. ....................................................................................... 7 Hình 2: Hoa sầu riêng thường đĩng vào ban ngày ..................................................................... 7 Hình 3: Giống cây trồng khác nhau của sầu riêng thường cĩ màu sắc riêng biệt....................... 8 Hình 4: Cơng thức cấu tạo của pectin ....................................................................................... 11 Hình 5: Acid citric (C6H8O7.H2O) ............................................................................................ 12 Hình 6: Thiết bị chần bằng hơi nước ........................................................................................ 20 Hình 7: Máy chà cánh đập ........................................................................................................ 21 Hình 8: Thiết bị phối trộn cĩ cánh khuấy ................................................................................. 22 Hình 9: Nồi cơ đặc chân khơng ................................................................................................ 23 Hình 10: Nồi hai vỏ dùng để phối trộn ..................................................................................... 24 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý thiết bị rĩt ....................................................................................... 25 Hình 12: Sản phẩm mứt jam sầu riêng ..................................................................................... 28 Hình 13: Độ bền gel của jam chuối .......................................................................................... 32 Hình 14: Độ bền gel của jam đào với 10 % đường và 0,0 ÷ 0,3 % calcium pidolate ............... 33 Hình 15: Độ nhớt biếu kiến tại 50 s-1 của jam đào thí nghiệm và jam đào thương mại với nồng độ đường khác nhau. ................................................................................................................. 34 Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 4 MỞ ĐẦU Sầu riêng, cĩ nguồn gốc từ Brunei, Indonesia và Malaysia, được biết dến rộng rãi và tơn kính ở Đơng Nam Á như là “vua trái cây”. Sầu riêng đặc biệt với kích thước lớn, mùi độc đáo và lớp gai trên vỏ của nĩ. Dù cịn nhiều ý kiến khác nhau về mùi vị của sầu riêng nhưng sầu riêng và các sản phẩm từ sầu riêng vẫn đang ngày càng phổ biến, đặc biệt là ở khu vực châu Á. 1. NGUYÊN LIỆU 1.1. Sầu riêng Sầu riêng cĩ nguồn gốc từ Brunei, Indonesia và Malaysia, đã được biết đến với thế giới phương Tây trong khoảng 600 năm. Thế kỷ 19, nhà tự nhiên học người Anh Alfred Russel Wallace mơ tả thịt của nĩ như là “mĩn sữa trứng với hương vị hạnh nhân”. Thịt quả cĩ thể được sử dụng ở các độ chín khác nhau, và nĩ được sử dụng để làm rất nhiều loại mĩn ăn ở Đơng Nam Á. Hạt cũng cĩ thể ăn được khi nấu chín. Sầu riêng là trái cây theo mùa, khơng giống như một số trái cây nhiệt đới khơng theo mùa khác như đu đủ, sẵn cĩ trong suốt cả năm. Ở bán đảo Malaysia và Singapore, mùa sầu riêng thường từ tháng sáu đến tháng tám, trùng với của măng cụt. Giá của sầu riêng là tương đối cao so với các loại trái cây khác. Tên sầu riêng đến từ tiếng Malaysia từ duri (gai) cùng với hậu tố -an (để xây dựng một danh từ trong tiếng Mã Lai). Tên chi Durio (chi sầu riêng) cĩ nguồn gốc từ ngữ hệ Nam Á: người Việt gọi là sầu riêng, người Khmer gọi là turen và người Malysia – Indonesia gọi là Djoerian (về sau viết là Doerian). Ngày nay hầu hết các quốc gia trên thế giới gọi lồi cây / trái này là Durian hoặc cĩ ký ngữ khác nhưng phát âm tương tự như chữ Durian. 1.1.1. Phân loại thực vật • Giới (regnum): Thực vật (Plantae) • (khơng phân hạng): Thực vật cĩ hoa (Angiospermae) • (khơng phân hạng): Thực vật hai lá mầm thật sự (Eudicots) • Bộ (ordo): Cẩm quỳ (Malvales) • Họ (familia): Cẩm quỳ (Malvaceae) • Phân họ (subfamilia): Dĩ (Helicteroideae) • Chi (genus): Sầu riêng (Durio L.) Trong số ba mươi lồi được biết đến của sầu riêng, cho đến nay chín lồi đã được xác định để sản xuất quả ăn được. Tuy nhiên, cĩ nhiều lồi hoa quả mà chưa bao giờ được thu thập Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 5 hoặc mơ tả đúng và cĩ khả năng là lồi khác với quả ăn được vẫn tồn tại. Chín lồi sầu riêng ăn được hiện đang được biết đến là: • Durio zibethinus • Durio dulcis • Durio grandiflorus • Durio graveolens, cịn gọi là durian burung, durian kuning, durian merah, durian otak udang galah, tabelak hay red-fleshed durian. Là cây lớn cao đến 50 m. Vỏ màu vàng cam, bao phủ bởi gai dài khoảng 1 cm. Quả ngọt, thịt màu đỏ thẫm và cĩ mùi thơm của hạnh nhân rang. D. graveolens giống như D. dulcis nhưng quả của nĩ sẽ mở ra trong khi nĩ vẫn cịn nằm trên cây và thịt cĩ màu đỏ sẫm, trong khi các quả D. dulcis khơng mở và thịt cĩ màu vàng sẫm. Durian suluk, cũng gọi là durian siunggong, là một giống lai tự nhiên giữa D. zibethinus và D. graveolens, và vẫn giữ được hương vị và kết cấu của D. zibethinus với vị caramel cháy của D. graveolens. Durian simpor cĩ hương vị nhẹ, gai màu vàng là một lồi khác của D. graveolens. • Durio kutejensis • Durio lowianus, cịn gọi là durian duan. Là cây lớn cao 50 m, hoa màu đỏ và thon dài. Trái hình oval cĩ gai màu vàng. • Durio macrantha • Durio oxleyanus cịn gọi là durian sukang, durian beludu, isu hay kerontangan. Là cây lớn cao 40 m. Nĩ tạo quả nhỏ, trịn, màu xám xanh với gai lớn, cứng, hình chĩp, hơi cong. Thịt cĩ màu vàng, mịn và ngọt. • Durio testudinarum cịn gọi là tortoise hay kura-kura durian. Là cây trung bình cao khoảng 25 m. Là một lồi tự thụ phấn, nĩ ít biến đổi, và cĩ một mùa hoa kéo dài. Thịt quả của nĩ màu vàng nhạt và cĩ mùi thơm mạnh hơn các lồi khác của sầu riêng. Phần cịn lại của lồi, khơng được xác định để sản xuất quả ăn được là: • Durio acutifolius (Mast. & Kosterm.) : sống ở Kalimantan và Sabah. • Durio affinis (Becc.): sống ở West Kalimantan và Sabah. • Durio beccarianus (Kosterm. & Soegeng.): sống ở West Kalimantan. • Durio bukitrayaensis (Kosterm.) • Durio burmanicus (Soegeng.) • Durio carinatus (Mast.): sống ở bán đảo Malaysia, Borneo. • Durio crassipes (Kosterm.): sống ở Tenom và vùng Sipitang của Sabah. • Durio excelsus (Korth. & Bakh.): sống ở Kalimantan. • Durio griffithii (Mast. & Bakh.): sống ở bán đảo Malaysia, Sumatra, Borneo. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 6 • Durio kinabaluensis (Kosterm. & Soegeng.): sống ở Sabah. • Durio lanceolatus (Mast.): sống ở Borneo. • Durio lissocarpus (Mast.): sống ở Borneo. • Durio macrolepis (Kosterm.): sống ở bán đảo Malaysia. • Durio macrophyllus (Ridl.): sống ở bán đảo Malaysia. • Durio malaccensis (Planch.): sống ở bán đảo Malaysia, Sumatra. Nĩ thường cĩ hoa màu trắng, nhưng một số D. malaccensis với hoa đỏ đã được phát hiện tại Johor, cĩ lẽ do sự thụ phấn bằng hoa màu hồng hoặc đỏ D. lowianus và D. pinangianus. • Durio mansoni (Gamble Bakh.): sống ở Myanmar. • Durio oblongus (Mast.): sống ở Sarawak. • Durio pinangianus (Ridl.): sống ở bán đảo Malaysia (Perak, Penang). • Durio purpureus (Kosterm. & Soegeng.): sống ở West Kalimantan. • Durio singaporensis (Ridl.): sống ở bán đảo Malaysia. • Durio wyatt-Smithii (Kosterm.): sống ở bán đảo Malaysia (Trengganu). Hầu hết các giống cây trồng cĩ một tên chung và một số mã bắt đầu với “D”. Ví dụ, một số loại phổ biến là Kop (D99); Chanee (D123); Berserah hoặc Green Durian hay Tuan Mek Hijau (D145); Kan Yao (D158); Mon Thong (D159); Kradum Thong; khơng cĩ tên chung: D24 và D169. Mỗi giống cĩ một hương vị và mùi khác biệt. Hơn 200 giống cây trồng của D. zibethinus tồn tại ở Thái Lan. Chanee là lồi được ưa thích nhất do sức đề kháng của nĩ với lây nhiễm do Phytophthora palmivora. Trong số tất cả các giống cây trồng ở Thái Lan, chỉ cĩ bốn hiện đang ở quy mơ lớn canh tác thương mại: Chanee, Kradum Thong, Mon Thong và Kan Yao. Hiện cĩ hơn 100 giống cây trồng đăng ký tại Malaysia và nhiều giống cây trồng cấp trên đã được xác định thơng qua các cuộc thi Nơng nghiệp tổ chức tại Malaysia hàng năm. Ở Việt Nam, quá trình tương tự đã được thực hiện thơng qua các cuộc thi được tổ chức bởi Viện nghiên cứu trái cây Nam Bộ. Trong thời gian gần đây, Songpol Somsri, một nhà khoa học Thái Lan, lai hơn chín mươi giống sầu riêng để tạo ra Chantaburi số 1, một giống cây trồng khơng cĩ mùi đặc trưng, đang chờ phê duyệt cuối cùng từ Bộ Nơng nghiệp địa phương. Một giống lai khác, Chantaburi số 3, cĩ mùi khoảng ba ngày sau khi quả bị cắt, cho phép vận tải dễ dàng do khơng cĩ mùi. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 7 1.1.2. Tính chất vật lý Hình 1: Một cây sầu riêng chưa trưởng thành, so với chiều cao của con người. Cây trưởng thành cĩ thể phát triển lên đến 50 mét. Hình 2: Hoa sầu riêng thường đĩng vào ban ngày Sầu riêng cây lớn, phát triển đến 25 ÷ 50 m chiều cao phụ thuộc vào lồi. Lá thường xanh, hình elip dài 10 ÷ 18 cm. Các hoa thường mọc thành cụm 3 ÷ 30 hoa với nhau trên các nhánh lớn và trực tiếp trên thân cây với mỗi hoa cĩ một đài hoa (lá đài) và năm (ít khi bốn hay sáu) cánh hoa. Cây sầu riêng cĩ một hoặc hai kỳ ra hoa và đậu quả / năm, mặc dù thời gian khác nhau tùy thuộc vào lồi, giống cây trồng, và các địa phương. Một cây sầu riêng điển hình cĩ thể cĩ quả sau bốn hoặc năm năm. Quả sầu riêng cĩ thể treo ở nhánh cây bất kỳ và chín khoảng ba tháng sau khi thụ phấn. Quả cĩ thể phát triển lên đến 30 cm chiều dài và đường kính 15 cm, và thường nặng 1 ÷ 3 kg. Hình dạng của quả từ dài đến trịn, màu sắc của vỏ từ xanh đến nâu, cĩ lớp gai nhọn bao phủ. Thịt quả cĩ màu vàng nhạt đến màu đỏ, tùy thuộc vào lồi. Trong số các lồi được biết đến của chi Durio, chín lồi đã được xác định là loại quả ăn được: D. zibethinus, D. dulcis, D. grandiflorus, D. graveolens, D. kutejensis, D. lowianus, D. macrantha, D. oxleyanus và D. testudinarum. Tuy nhiên, cĩ nhiều lồi hoa quả mà chưa bao giờ được thu thập hoặc đúng kiểm tra, các lồi khác như vậy với quả ăn được cĩ thể tồn tại. Hình dạng sầu riêng cũng tương tự như mít, một lồi khơng liên quan. Quả sầu riêng cĩ nhiều “múi”, mỗi múi cĩ 1 đến 3 hạt. Phần ăn được là phần thịt (cơm) bao quanh hạt cứng. Hạt cĩ kích cỡ như hạt mít, cĩ thể ăn được nếu được nướng, chiên hay luộc. Một đặc điểm nữa của sầu riêng là quả chín chỉ rơi (rụng) vào một thời điểm nhất định trong ngày: quả rơi (rụng) nhiều nhất vào lúc giữa đêm (từ 0 tới 1 giờ) và một số ít vào giữa trưa (12 tới 13 giờ), những giờ khác khơng cĩ trái rơi (rụng). Nhờ đĩ con người tránh được tai nạn. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 8 Thịt ăn được và phát ra một mùi thơm đặc trưng, mạnh mẽ ngay cả khi vỏ cịn nguyên vẹn. Một số người xem mùi của sầu riêng như mùi thơm; những người khác thấy rằng hương thơm này quá mạnh và gây khĩ chịu. Mùi này đã dẫn đến lệnh cấm sầu riêng từ một số khách sạn và các phương tiện giao thơng vận tải cơng cộng ở phía đơng nam châu Á. Hoa sầu riêng lớn với nhiều mật hoa; tỏa ra một mùi nặng, chua và giống mùi bơ. Các tính năng này là điển hình của hoa thụ phấn bởi lồi dơi ăn mật hoa và phấn hoa. Theo nghiên cứu tiến hành tại Malaysia vào những năm 1970, sầu riêng đã được thụ phấn hầu như chỉ bằng dơi Eonycteris spelaea. Tuy nhiên, một nghiên cứu vào năm 1996 chỉ ra hai lồi, D. grandiflorus và D. oblongus, đã được thụ phấn bởi chim spiderhunters (Nectariniidae) và các lồi khác, D. kutejensis, được thụ phấn bởi ong và chim cũng như dơi. Hình 3: Giống cây trồng khác nhau của sầu riêng thường cĩ màu sắc riêng biệt. (D101 bên phải) cĩ thịt màu vàng, khác biệt rõ ràng từ một loại khơng liên quan (trái). 1.1.3. Thành phần hĩa học Sầu riêng là một loại trái cây cĩ giá trị calorie, tỷ lệ cacbohydrate, protein, lipid, chất khống đều rất cao so với các trái cây khác tuy hàm lượng vitamin chỉ trung bình. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 9 Bảng 1: Thành phần hĩa học của sầu riêng (Durio zibethinus) tính trên 100g phần ăn được (bỏ 68%: vỏ và hạt) Thành phần Hàm lượng Thành phần cơ bản Nước 64,99 g Năng lượng 147 kcal Protein 1,47 g Tổng lipid 5,33 g Glucid 27,09 g Chất xơ 3,8 g Khống chất Ca 6 mg Sắt 0,43 mg Mg 30 mg P 38 mg K 436 mg Na 1 mg Zn 0,28 mg Cu 0,207 mg Mn 0,324 mg Vitamin Vitamin C, ascorbic acid 19,7 mg Thiamin 0,374 mg Riboflavin 0,2 mg Niacin 1,074 mg Pantothenic acid 0,23 mg Vitamin B6 0,316mg Vitamin A, IU 45 000 IU Vitamin A, retinol 5 000 µg Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 10 Tổ hợp mùi hương sầu riêng: • Các este chiếm tỉ số lớn nhất trong các hợp chất dễ bay hơi (49 - 58%) trong đĩ phần lớn là ethylpropanoat và ethylputanoat là những chất nặng mùi nhất trong số những chất khơng chứa lưu huỳnh. Cĩ 7 ester khơng bão hịa là ethyl (E)-but-2-enoat, ethyl (E)-2-methylbut-2-enoat và những chất hiếm thấy : ethyl(Z, Z)-, (E, Z)-, (E, E)-deca-2, 4 dienoat, ethyl(3Z, 6Z)-decadienoat và ethyl (E, E, Z)-decatrionat. Mùi hương đậm đà ngào ngạt của sầu riêng chủ yếu tạo thành từ các loại ester này. Chiếm hàm lượng ít hơn là các hợp chất thuộc loại hydroxy ceton, nhiều nhất là 3-hydroxy butan-2-on. • Hai hợp chất 2-hydroxy pentan -3-on và 2-hydroxy pentan -2-on, chiếm tỷ lệ nhỏ nhất, là chất của hương thơm cà phê, yaourt, phơ mai và gan heo nấu chín. Những hợp chất làm cho mùi sầu riêng khĩ ngửi: • 4 ester cĩ chứa lưu huỳnh: S-ethyl thioacatate, S-propyl thioacatate, S-propyl thiopropionate và ethyl methyl thio acetate • 4 thiol ancol: methan thiol, methan thiol, propan thiol và 1-(ethylthiol) ethan thiol • 3 hydrocacbon: cis và trans-3, 5-dimethyl-1, 2, 4 trithiolan và 2, 4, 6 trimethyl-1, 3, 5- trithian • 10 sulfite: diethyl, dimethyl, ethyl propyl sulfite, methylethyl, methylpropyl, ethyl hydro disulfite, diethyl, methylethyl, ethylpropyl trisulfite và diethyltetrasulfite. Từ hạt sầu riêng chiết được khoảng 65,4% dầu, dầu này chứa một số các acid béo cĩ vịng cyclopropan cĩ khả năng ngăn gây vơ sinh khi liên kết với protein tạo nên. Dầu sầu riêng cĩ chứa nhiều nhất là steraric 45,84%, palmitic 26,75%, oleic 14,95%, linoleic 12,46%. Đặc biệt acia arachidie cĩ nhiều trong vỏ quả mùa hè. Quả sầu riêng cịn chứa vitamin, flavanol, acid caffeic cùng với những chất antihistamin bền nhiệt. Từ vỏ quả người ta đã chiết xuất được một số polysacharide cĩ khả năng ức chế hoạt động của hai chủng vi khuẩn Staphylococcus aureus, Eacherichia coli và 2 chủng nấm men Candida albacans, Saccharomyces cerevisiae. 1.1.4. Tiêu chuẩn lựa chọn Đối với quy mơ cơng nghiệp, sầu riêng sau khi thu gom được đem về nhà máy lưu trữ để chuẩn bị cho việc phân loại. Quả sầu riêng đủ tiêu chuẩn cần cĩ cuống quả cịn tươi, vỏ quả chưa nứt, cĩ mùi thơm đặc trưng và cĩ độ chín thích hợp. Nếu quả chưa đủ độ chín cho dịch quả cĩ hàm lượng đường thấp, hương thơm khơng đầy đủ, quả chưa chín cĩ độ cứng cao vì mơ và thành tế bào chứa nhiều protopectin. Loại quả này cĩ thể được bảo quản vài ngày trước khi đưa vào chế biến để quả đạt độ chín cần thiết. Khơng chọn những quả quá chín (vỏ đã lộ rõ khe nứt) vì thịt quả cĩ thể nhiễm tạp chất và vi sinh vật. Quả quá chín thì mơ quả quá mềm, protopectin chuyển thành pectin cĩ thể cĩ mùi ủng. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 11 1.2. Pectin Hình 4: Cơng thức cấu tạo của pectin Pectin là một loại polysacchride, mạch thẳng, là dẫn xuất methyl của acid pectic. Acid pectic là 1 polymer của acid D-galcturonic, liên kết với nhau bằng liên kết 1,4-glucoside. Một chuỗi gồm khoảng 10000 phân tử galactoronic tạo thành một phân tử pectin. M = 10000- 100000. Trong phân tử của polygalacturonic acid, một tỉ lệ nhĩm chức acid –COOH đã bị methoxyl hĩa thành –COOCH3. Tùy theo tỉ lệ nhĩm methoxyl nhiều hay ít mà pectin được chia làm hai loại: Low Methoxyl Pectin (LMP) với tỉ lệ nhĩm methoxyl nhỏ hơn hoặc bằng 50% và High Methoxyl Pectin (HMP) với tỉ lệ nhĩm methoxyl lớn hơn 50%. Tùy theo độ dài và độ methoxyl hĩa mà pectin chỉ cĩ thể tạo sệt hoặc tạo gel. LMP cĩ thể tạo gel khi cĩ mặt đường saccharose và acid citric, và cịn cĩ thể tạo gel với ion Ca nhưng khơng mềm bằng gel được hình thành bởi đường và acid. Bảng 2: Tiêu chuẩn về độ tinh sạch của pectin sử dụng trong chế biến thực phẩm Tiêu chuẩn FAO FCC EEC Chất dễ bay hơi max 12% max 12% max 12% Tro khơng tan trong acid max 1% max 1% max 1% Sulfur dioxide max 50mg/kg max 50mg/kg max 50mg/kg Sodium methyl sulfate max 0,1% Methanol, ethanol và isopropanol max 1% max 1% max 1% Hàm lượng Nitrogen max 2,5% max 0,5% Galacturonic acid min 65% min 65% Tổng Anhydrogalacturonides min 65% Mức độ amin hĩa max 25% max 25% max 25% Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 12 Asen, ppm max 3 max 3 max 3 Chì, ppm max 5 max 5 max 10 Đồng, ppm max 50 Kẽm, ppm max 25 max 25 Đồng và kẽm, ppm max 50 Kim loại nặng (như Pb), ppm max 20 Bột pectin đạt đăng kí chất lượng cĩ: • Độ ẩm: 12% • Hàm lượng pectin: 60% • Cảm quan: bột màu vàng sáng, cĩ mùi thơm của vỏ hoa quả. 1.3. Acid citric Acid citric là một acid hữu cơ yếu được sử dụng trong sản xuất mứt jam cĩ tác dụng điều chỉnh pH về phía acid để tạo điều kiện cho pectin gel hĩa, điều chỉnh vị cho sản phẩm: tạo cho sản phẩm cĩ vị chua dễ chịu, tăng cường khả năng tiệt trùng. Acid citric tồn tại nhiều trong các loại trái cây và rau, đặc biệt là quả cĩ múi như cam và chanh với hàm lượng khoảng 0,005 mol/L trong cam và 0,3 mol/L trong chanh. Ở nhiệt độ phịng, acid citric tồn tại dưới dạng bột trắng. Khi gia nhiệt lên trên 175oC, nĩ bị phân hủy thành carbon dioxide và nước. Hình 5: Acid citric (C6H8O7.H2O) Acid citric cĩ vị chua dịu hơn nhiều so với các acid thực phẩm khác nên thường được dùng làm chất điều vị cho thực phẩm nĩi chung, cho mứt nĩi riêng. Tính chất hĩa lý của acid citric: • Tỉ trọng: 1,665 g/cm3 • Nhiệt độ nóng chảy: 153oC • Nhiệt độ sôi: 175oC • Độ tan (trong nước ở 22oC): 133g/100ml Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 13 Bảng 3: Chất lượng acid citric sử dụng trong thực phẩm được qui định theo TCVN 5516 – 1991 Tên chỉ tiêu Yêu cầu Dạng bên ngồi và màu sắc Các tinh thể khơng màu hay bột trắng, khơng vĩn cục, đối với acid citric hạng I cho phép hơi cĩ ánh vàng. Dung dịch acid citric trong nước cất nồng độ khối lượng 20g/dm3 phải trong suốt. Vị Chua, khơng cĩ vị lạ Mùi Khơng cĩ mùi Cấu trúc Rời và khơ Tạp chất cơ học Khơng cho phép 1.4. Nước Bảng 4: Các tiêu chuẩn của nước dùng trong sản xuất thực phẩm Chỉ tiêu Yêu cầu Chỉ tiêu vật lí Mùi vị Khơng mùi Độ trong (ống Dienert) 100 ml Màu sắc (thang màu Cobalt) 50 Chỉ tiêu hố học pH 6 - 8,5 Độ cặn cố định (đốt ở 6000C) 75 - 150 mg/lít Độ cứng tồn phần (độ Đức) Dưới 150 Độ cứng vĩnh viễn 70 CaO 50 - 100 mg/lít Mgo 50 mg/lít Fe2O3 0,3 mg/lít MnO 0,2 mg/lít Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 14 BO4 -3 1,2 – 2,5 mg/lít SO4 2- 0,5 mg/lít NH4 + 0,1 – 0,3 mg/lít NO2 - Khơng cĩ NO3 - Khơng cĩ Pb 0,1 mg/lít As 0,05 mg/lít Cu 2 mg/lít Zn 5 mg/lít F 0,3 – 0,5 mg/lít Chỉ tiêu vi sinh vật Tổng số vi sinh vật hiếu khí Dưới 100 cfu/ml Chỉ số Coli Dưới 20 cfu/l Chuẩn số Coli Trên 50ml Vi sinh vật gây bệnh Khơng cĩ 1.5. Đường Trong quá trình chế biến sản phẩm mứt quả, người ta thường bổ sung đường với mục đích là điều chỉnh vị tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm. Saccharose là một loại disaccharide cĩ cơng thức phân tử C12H22O11, gồm một gốc glucose kết hợp với một gốc fructose, dạng tinh thể, trong suốt khơng màu, dễ hồ tan trong nước, cĩ vị ngọt và khơng cĩ vị gì khác, độ tan tăng theo nhiệt độ. Đường saccharose dùng trong sản xuất mứt phải là loại RE (Refined extra). Bảng 5: Yêu cầu kỹ thuật của đường theo TCVN 1696 - 87 Chỉ tiêu Yêu cầu Thượng hạng Hạng 1 Hạng 2 Hình dạng Tinh thể tương đối đồng đều, tơi, khơ, khơng vĩn cục Mùi vị Tinh thể đường cũng như dung dịch đường trong nước cất cĩ vị ngọt, khơng cĩ mùi vị lạ Màu sắc Tất cả tinh thể đều Tất cả tinh thể đều Tinh thể cĩ màu Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 15 1.6. Acid sorbic và muối sorbate Người ta thích dùng acid sorbic và muối sorbat để bảo quản sản phẩm rau quả vì chúng khơng gây mùi, vị lạ , acid sorbic và các muối sorbat được sử dụng với nồng độ cho phép là 0,05% ÷ 0,1%. Acid sorbic (acid 2,4-hexadunie) cĩ cơng thức phân tử C5H7COOH, cĩ dạng tinh thể, nĩng chảy ở 134,5oC, hịa tan ít trong nước lạnh (0,16%), trong nước nĩng hịa tan tốt hơn nhiều. Aicd sorbic cĩ vị chua nhẹ, mùi nhẹ khi vào cơ thể cùng với sản phẩm, acid sorbic bị oxy hĩa tạo thành các chất khơng độc đối với cơ thể. Sản phẩm mứt quả sử dụng chất bảo quản này cĩ màu sắc, hương vị và độ đơng tốt và cĩ thể khơng cần qua các quá trình thanh trùng. Acid sorbic và muối sorbat ức chế mạnh sự phát triển của nấm men và nấm mốc nhưng yếu đối với vi khuẩn, nên chúng thường được dùng cho các loại sản phẩm cĩ mơi trường acid. trắng và sáng, khi pha trong nước cất dung dịch đường trong trắng khi pha trong nước cất dung dịch khá trong trắng ngà nhưng khơng được lẫn hạt cĩ màu sẫm hơn dung dịch tương đối trong Hĩa lý Độ ẩm tối đa 0,25% Tạp chất Độ tro sulfate tối đa 0,14% Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 16 2. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 2.1. Quy trình cơng nghệ 1 Lựa chọn Rửa Tách thịt quả Chần Chà Phối trộn Cơ đặc Rĩt Tạo đơng Jam Sầu riêng Acid citric Phụ gia bảo quản Bao bì Phần khơng đạt tiêu chuẩn Bã chà HMP H2O Ngâm Phối trộn Nấu Lọc Nước Acid citric Đường saccharose Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 17 2.2. Quy trình cơng nghệ 2 Lựa chọn Nước Rửa Tách thịt quả Chà Phối trộn (cĩ gia nhiệt) Cơ đặc Rĩt Tạo đơng Jam Sầu riêng Acid citric Phụ gia bảo quản Bao bì Phần khơng đạt tiêu chuẩn Bã chà HMP H2O Ngâm Phối trộn Nấu Lọc Acid citric Đường saccharose Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 18 3. GIẢI THÍCH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ 3.1. Quy trình cơng nghệ 1 3.1.1. Lựa chọn Mục đích cơng nghệ Chuẩn bị: lựa chọn trái cĩ độ chín phù hợp, bỏ đi những trái hư hỏng nặng. Quá trình này giúp chuẩn hĩa nguồn nguyên liệu, chuẩn bị cho các quá trình gia cơng tiếp theo. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: Nguyên liệu sẽ đồng đều về độ chín, những trái hư hỏng được loại bỏ. Thiết bị Thơng thường, các nhà sản xuất sử dụng phương pháp thủ cơng để lựa chọn nguyên liệu đạt yêu cầu. Tốc độ chuyển động của băng tải phải chậm để cơng nhân dễ dàng lựa chọn. 3.1.2. Rửa Mục đích cơng nghệ Chuẩn bị: Quá trình rửa sẽ làm sạch đất cát, bụi bẩn, vi sinh vật bám bên ngồi vỏ sầu riêng để chuẩn bị cho quá trình tách thịt quả ít bị nhiễm vi sinh vật và đất cát từ vỏ. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: Nguyên liệu được làm sạch và giảm bớt lượng vi sinh vật bám trên bề mặt vỏ. Thiết bị Sử dụng thiết bị rửa xối dạng băng tải. Nguyên liệu đuợc vận chuyển nhờ băng tải chuyển động với vận tốc 0,2 – 0,3 m/s. Nước được phun lên nguyên liệu với áp lực cao (p = 2 – 3 atm). Dưới tác dụng của áp lực nước, chất bẩn sẽ được tách ra và đi theo dịng nước. Thơng số cơng nghệ Vận tốc chuyển động của băng tải: 0,2 - 0,3m/s Áp lực nước phun: 2 – 3 atm 3.1.3. Tách thịt quả Mục đích cơng nghệ Khai thác: Quá trình này trước tiên là loại bỏ vỏ của sầu riêng, sau đĩ là tách hạt của sầu riêng. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: Nguyên liệu thay đổi hình dạng và kích thước. Lớp vỏ bảo vệ đã được loại bỏ. Thịt quả sẽ nhanh bị nhũn, khối lượng nguyên liệu giảm. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 19 Hĩa sinh – Sinh học: Dịch bào tiết ra trên bề mặt là nguyên nhân tăng cường các phản ứng oxy hĩa làm thâm bề mặt miếng sầu riêng và cũng là mơi trường tốt cho vi sinh vật hoạt động. Vì vậy sau khi loại bỏ vỏ, nguyên liệu phải được nhanh chĩng đưa qua quá trình xử lý tiếp theo tránh hư hỏng sản phẩm. Thiết bị Quá trình này khĩ cơ giới hĩa vì hình dáng của sầu riêng rất khác nhau nên quá trình này được thực hiện thủ cơng. Yêu cầu của quá trình tách vỏ, hạt phải làm cho nguyên liệu khơng bị dập, ít phần thải bỏ. Vì vậy, bộ phận dao cắt là quan trọng nhất. Dao phải bén, làm bằng inox khơng gỉ sét. Thịt quả sau khi được tách sẽ được đưa lên băng tải vận chuyển vào thiết bị chần. 3.1.4. Chần Mục đích cơng nghệ Bảo quản: Chần sẻ giảm bớt mật độ vi sinh vật trên nguyên liệu, gĩp phần kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Hồn thiện: Chần sẽ vơ hoạt nhĩm enzyme oxy hố, giữ màu sắc tự nhiên cho nguyên liệu. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: khối lượng nguyên liệu sẽ tăng. Hĩa lý: Khí từ các gian bào sẽ thốt ra, nước từ dung dịch chần sẽ đi vào nguyên liệu. Do đĩ sau quá trình chần, độ ẩm của nguyên liệu sẽ tăng lên. Một số chất mùi bị bay hơi. Hĩa học: Một số chất màu, hợp chất mẫn cảm với nhiệt độ bị phân huỷ. Hĩa sinh: Các loại enzyme oxy hố khử như polyphenoloxidase, peroxydase bị vơ hoạt (ở nhiệt độ trên 50oC) nên sản phẩm ít bị hố đen bề mặt, chấm dứt các phản ứng sinh hố. Sinh học: Tiêu diệt một phần vi sinh vật. Thơng số cơng nghệ Nhiệt độ chần: 70 ÷ 80oC. Thời gian chần 3 ÷ 5 phút. Thiết bị Thiết bị chần bằng hơi nước Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 20 Hình 6: Thiết bị chần bằng hơi nước Nguyên liệu sẽ được nạp vào thiết bị nâng rồi được đưa vào vùng gia nhiệt. Thiết bị nâng được gắn liền với đường hầm gia nhiệt nhằm mục đích giảm tổn thất nhiệt trong quá trình hoạt động. Trong đường hầm gia nhiệt, nguyên liệu sẽ được xếp thành một lớp trên băng tải lưới và đi vào thiết bị nâng. Thời gian lưu của nguyên liệu trong thiết bị nâng là thời gian chần. Sau cùng nguyên liệu được vận chuyển vào đường hầm làm nguội. Người ta phun nước vào khơng khí lạnh tạo sương mù để làm nguội sản phẩm. Điều đĩ sẽ hạn chế sự mất nước trong nguyên liệu sau khi chần. 3.1.5. Chà Mục đích cơng nghệ Khai thác: Quá trình chà sẽ phân chia nguyên liệu thành hai phần: bột chà (hay puree) chứa dịch cùng với thịt quả mịn và bã chà chứa xơ. Chuẩn bị: Thịt quả sầu riêng sẽ được chà nhuyễn thành dạng paste giúp quá trình phối trộn dễ dàng hơn. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: Nguyên liệu giảm khối lượng do đã tách phần bã chà, puree thu được mịn và cĩ kích thước đồng đều. Hĩa lý: nguyên liệu chuyển sang dạng paste. Hĩa học: khơng đáng kể. Thơng số cơng nghệ Trục quay với tộc độ khoảng 700 rpm. Dùng lưới rây cĩ lỗ 1 ÷ 1,5 mm để bán thành phẩm cĩ thể được dùng làm jam. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 21 Thiết bị Hình 7: Máy chà cánh đập 1. Máng xoắn tải nguyên liệu 5. Trục quay 2. Phễu nhận 6. Mặt rây 3. Bơi chèo 7. Cửa tháo bã 4. Cánh đập Thiết bị chà sử dụng cả lực ma sát lẫn lực ly tâm. Bộ phận chính của thiết bị là một trục (cĩ thể là trục vít hay trục cĩ gắn cánh đập) và roi đập trong một buồng chà nằm ngang. Bao quanh trục cĩ một lưới rây cĩ kích thước lỗ theo yêu cầu. Khi hoạt động trục quay tạo lực ly tâm, quả sẽ văng ra ngồi đập vào lưới rây, trục vít vừa đẩy vừa chà sát giúp phần thịt quả dễ lọt qua rây. Do sầu riêng cĩ cấu trúc mềm nên cĩ thể đưa vào chà ngay khơng cần xay trước. Bã chà là phần bỏ đi, thường qua lần chà đầu tiên bã cịn chứa một lượng dịch trái đáng kể cần phải hồi lưu lại để tách hết dịch. Hiệu suất quá trình chà là tỷ lệ giữa khối lượng puree và khối lượng nguyên liệu ban đầu đưa vào thiết bị chà. 3.1.6. Phối trộn Mục đích cơng nghệ Hồn thiện: tạo sự đồng nhất cho sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu Hĩa học: Sầu riêng sẽ được phối trộn với đường, acid. Do đĩ thành phần hĩa học của nguyên liệu sẽ thay đổi so với ban đầu. Hĩa lý: hàm lượng chất khơ tăng. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 22 Thơng số cơng nghệ Nhiệt độ phối trộn: 50 ÷ 60oC để làm giảm độ nhớt, tăng khả năng trộn lẫn, hịa tan giữa các thành phần phối trộn. Tốc độ quay: 110 ÷ 120 rpm Thời gian trộn: 5 ÷ 10 phút Tỷ lệ phối trộn: 30 ÷ 35 % sầu riêng, 60 ÷ 65 % syrup đường, bổ sung acid citric để pH đạt 3,2 ÷ 3,4 Thiết bị Thiết bị phối trộn hình trụ đứng, bên trong cĩ cánh khuấy. Vật liệu là thép khơng gỉ với syrup đường, khơng sử dụng đường hạt. Các phụ gia phối trộn khác cũng được hịa tan thành dung dịch rồi bơm định lượng vào thiết bị phối trộn. Hình 8: Thiết bị phối trộn cĩ cánh khuấy 3.1.7. Cơ đặc Mục đích cơng nghệ Khai thác: Quá trình cơ đặc làm tăng hàm lượng chất khơ trong sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: Nguyên liệu giảm khối lượng. Hĩa học: Tăng độ khơ do bay hơi nước. Màu bán thành phẩm cĩ thể bị sẫm dần, cĩ thêm mùi của các sản phẩm tạo thành do phản ứng Maillard. Hĩa sinh: Các phản ứng hĩa sinh bị đình chỉ hồn tồn. Sinh học: Vi sinh vật bị ức chế do nhiệt độ và do hàm lượng chất khơ cao. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 23 Thơng số cơng nghệ Hàm lượng chất khơ của puree (sau khi trộn với syrup đường) đạt 50 ÷ 60oBx, nhiệt độ phối trộn khoảng 50 ÷ 60oC. Khi đĩ, thời gian cơ đặc sẽ rút ngắn. Nhiệt độ cơ đặc dao động trong khoảng 70 ÷ 80 oC, hàm lượng chất khơ của puree cuối quá trình cơ đặc thường là 68 ÷ 72oBx. Thiết bị Sử dụng thiết bị cơ đặc chân khơng. Việc hạ thấp nhiệt độ là để tránh biến đổi nhiều về mặt cảm quan cho sản phẩm. Kiểu thiết bị được sử dụng là nồi cơ đặc, quá trình được thực hiện dưới áp suất chân khơng. Bồn cơ đặc cĩ cấu trúc hai lớp, bình ngưng sử dụng cấu trúc ống. Các bộ phận tiếp xúc được làm bằng inox, do đĩ cĩ thể chống được sự ăn mịn. Máy được sử dụng dao cạo PTFE nguyên liệu khơng bị dính vào thành bồn, tránh bị cháy. Hình 9: Nồi cơ đặc chân khơng 3.1.8. Phối trộn Mục đích cơng nghệ Chuẩn bị: bổ sung pectin chuẩn bị cho quá trình tạo đơng. Hồn thiện: tạo sự đồng nhất trong hỗn hợp, hỗn hợp cĩ cấu trúc như mong muốn. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: Sầu riêng sẽ được phối trộn với dịch pectin dạng HMP (High Methoxyl Pectin) và phụ gia bảo quản. Hĩa lý: độ nhớt tăng. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 24 Thơng số cơng nghệ Phụ gia tạo sệt (pectin) trước khi phối trộn cần phải ngâm với nước theo tỉ lệ 1:19 để chúng hút nước, trương nở và phân tán đều thành dung dịch rồi mới bơm vào thiết bị phối trộn. Phụ gia bảo quản cũng được trộn với nước trước khi cho vào nồi phối trộn. Nhiệt độ phối trộn: 50 ÷ 60oC Thời gian phối trộn: 3 – 5 phút Tốc độ khuấy: 120 - 130 rpm Thiết bị Thiết bị phối trộn dạng nồi cĩ cánh khuấy và lớp vỏ áo để bảo ơn nhiệt độ. Hình 10: Nồi hai vỏ dùng để phối trộn 1 – Cửa nhập liệu; 2 – Cửa cấp hơi; 3 – Cửa tháo bã; 4 – Van xả hơi; 5 – Cánh khuấy; 6 – Trục khuấy; 7 – Đồng hồ đo áp suất. 3.1.9. Rĩt Mục đích cơng nghệ Hồn thiện: phân chia sản phẩm vào các lọ tạo ra các đơn vị sản phẩm. Bảo quản: rĩt nĩng sẽ tránh tạp nhiễm vi sinh vật. Thơng số cơng nghệ Để cĩ thể rĩt sản phẩm cĩ độ sệt cao này, thường nhiệt độ rĩt khoảng 80 ÷ 90oC. Thiết bị Sản phẩm jam cĩ độ sệt cao nên chỉ cĩ thể được chiết rĩt vào các loại bao bì như hộp, lọ thủy tinh. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 25 Hình 11: Sơ đồ nguyên lý thiết bị rĩt Khi lọ vào bàn (7) chạm vào tay gạt, qua hệ thống lị xo địn bẩy, làm cho bánh xe (10) di chuyển theo đường ray (11). Khi ấy xilanh (4) sẽ thơng với ống rĩt (8) và sản phẩm được pittơng (5) đẩy vào lọ. Nếu khơng cĩ hộp, bánh xe lăn theo đường ray (12), pittơng (9) khơng nâng lên, và sản phẩm bị pittơng (5) ép sẽ theo lỗ (6) mà trở lại thùng chứa (1). Cả hệ thống quay quanh trục (2), trừ đáy (3) của thùng chứa. 3.1.10. Tạo đơng Mục đích cơng nghệ Hồn thiện: tạo cấu trúc gel cho sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu Hĩa lý: Hình thành cấu trúc gel bằng cách tạo thành các liên kết ngang giữa các sợi polysaccharide, các thành phần khác được nhốt trong mạng gel. Thơng số cơng nghệ Nhiệt độ tạo đơng: 15 ÷ 20oC. Thời gian: 36 ÷ 48 h. Thiết bị Sản phẩm sau khi được rĩt vào bao bì sẽ được vận chuyển trên băng chuyền và được tưới nước để làm nguội, sau đĩ chuyển vào phịng tạo đơng. Đây là phịng cĩ nhiệt độ thấp. Sản phẩm được giữ yên khơng dịch chuyển trong thời gian cần thiết. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 26 3.1.11. Chuẩn bị syrup 3.1.11.1.1. Nấu syrup Mục đích cơng nghệ Chế biến: quá trình nếu syrup sẽ làm thay đổi thành phần hĩa học của syrup, làm tăng hàm lượng chất khơ, tăng độ ngọt và cải thiện độ trong. Bảo quản: các vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt, nhờ đĩ mà hời gian bảo quản syrup tăng lên. Các biến đổi của nguyên liệu Vật lý: cĩ sự thay đổi về tỷ trọng của syrup sau quá trình nấu. Hĩa học: xảy ra phản ứng nghịch đảo đường Hĩa lý: cĩ sự hịa tan những tinh thể saccharose vào nước, sự bay hơi nước, sự hấp thụ một số chất màu lên than hoạt tính Sinh học và hĩa sinh: hệ vi sinh vật và enzyme bị lẫn vào nguyên liệu bị ức chế hoặc tiêu diệt. Thơng số cơng nghệ Nhiệt độ: 70 - 800C (phản ứng nghịch đảo đường), 700C (tẩy màu syrup) Thời gian: thời gian nghịch đảo đường thường kéo dài 2 giờ, thời gian tẩy màu syrup 20 – 30 phút. Lượng acid citric sử dụng: 750g/100kg cơ chất Lượng than hoạt tính sử dụng: 0,1 – 0,2% Kết thúc quá trình nấu, người ta bổ sung bột trợ lọc (diatomite) vào thiết bị và khuấy đều để chuẩn bị cho quá trình lọc. Thiết bị Thiết bị hình trụ đứng, bên trong cĩ cánh khuấy, bên ngồi cĩ vỏ áo để chứa tác nhân gia nhiệt. 3.1.11.1.2. Lọc syrup Mục đích cơng nghệ Hồn thiện: quá trình lọc tách bỏ các tạp chất và than hoạt tính, làm tăng độ trong của syrup. Các biến đổi của nguyên liệu Các tạp chất sẽ được giữ lại trên bề mặt màng lọc. Phần bột trợ lọc bám trên bề mặt của màng lọc giúp loại bỏ các tạp chất mịn lẫn trong syrup. Thơng số cơng nghệ Tiến hành hồi lưu dịch lọc cho đến khi dịch lọc trở nên trong suốt thì bắt đầu thu nhận sản phẩm. Thiết bị: Thiết bị lọc khung bản Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 27 3.2. Quy trình cơng nghệ 2 3.2.1. Phối trộn Mục đích cơng nghệ Chế biến: Phối trộn để điều chỉnh thành phần hĩa học của sản phẩm. Hồn thiện: tạo sự đồng nhất cho sản phẩm. Các biến đổi của nguyên liệu Hĩa học: Sầu riêng sẽ được phối trộn với syrup đường, acid. Do đĩ thành phần hĩa học của nguyên liệu sẽ thay đổi so với ban đầu. Hĩa sinh: Các loại enzyme oxy hố khử như polyphenoloxidase, peroxydase bị vơ hoạt (ở nhiệt độ trên 50oC) nên sản phẩm ít bị hố đen bề mặt, chấm dứt các phản ứng sinh hố. Sinh học: Tiêu diệt một phần vi sinh vật. Thơng số cơng nghệ Nhiệt độ: 70 ÷ 80oC để làm giảm độ nhớt, tăng khả năng trộn lẫn, hịa tan giữa các thành phần phối trộn. Tốc độ quay cánh khuấy: 110 ÷ 120 rpm Thời gian: 5 ÷ 10 phút Thiết bị Thiết bị phối trộn thường là nồi 2 vỏ, gia nhiệt bằng hơi nước cĩ cánh khuấy, xả liệu ở đáy nồi. Vì nguyên liệu đưa vào dưới dạng paste cĩ hàm lượng chất khơ cao nên thường được phối liệu với syrup đường, khơng sử dụng đường hạt. Các phụ gia phối trộn khác cũng được hịa tan thành dung dịch rồi bơm định lượng vào thiết bị phối trộn. 4. SO SÁNH HAI QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Quy trình 1 Quy trình 2 • Thực hiện quá trình chần làm hạn chế sự oxy hĩa do enzyme trong quá trình chà → Ít làm biến đổi màu nguyên liệu làm giảm giá trị cảm quan của sản phẩm. • Khơng thực hiện quá trình chần → Ít làm tổn thất các cấu tử màu mùi, chất dinh dưỡng trong nguyên liệu. • Khơng cĩ quá trình chần → Khơng tốn năng lượng, nước và thiết bị cho quá trình chần. Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 28 5. SẢN PHẨM 5.1. Mơ tả Hình 12: Sản phẩm mứt jam sầu riêng 5.2. Chỉ tiêu chất lượng Nồng độ chất khơ: 68 ÷ 72oBx pH: 3,5 ÷ 4,5 Tỉ lệ thành phần là sầu riêng trong sản phẩm khơng được ít hơn 20 %. Sản phẩm cuối cùng là một hệ gel đồng nhất, cĩ màu sắc và hương vị bình thường của sầu riêng. Sản phẩm cĩ thể chứa hương liệu tổng hợp, nhưng phải nêu rõ trên bao bì. Sản phẩm khơng được chứa vỏ, hạt, đá, sỏi hoặc kim loại. Chỉ sử dụng những phụ gia thực phẩm được cho phép: phụ gia điều chỉnh độ acid, chất phá bọt, màu, chất bảo quản. Những phụ gia thực phẩm được liệt kê dưới đây được cơng nhận hợp lý và cĩ thể được sử dụng trong các sản phẩm: Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 29 Bảng 6: Danh mục các phụ gia được sử dụng trong sản xuất mứt jam sầu riêng (theo CODEX STAN 296-2009) Số INS Tên phụ gia Nồng độ tối đa Phụ gia điều chỉnh độ acid 334; 335(i), (ii); 336(i), (ii); 337 Tartrates 3 000 mg/kg Chất phá bọt 900a Polydimethylsiloxane 10 mg/kg Màu 100(i) Curcumin 500 mg/kg 101(i), (ii) Riboflavins 200 mg/kg 104 Quinoline Yellow 100 mg/kg 110 Sunset Yellow 300 mg/kg 120 Carmines 200 mg/kg 124 Ponceau 4R (Cochineal Red A) 100 mg/kg 129 Allura Red AC 100 mg/kg 133 Brilliant Blue FCF 100 mg/kg 140 Chlorophyll GMP 141(i), (ii) Chlorophylls và Chlorophyllins, Copper Complexes 200 mg/kg 143 Fast Green FCF 400 mg/kg 150a Caramel I – Plain GMP 150b Caramel II Caustic Sulfite Process 80 000 mg/kg 150c Caramel III – Ammonia Process 80 000 mg/kg 150d Caramel IV – Sulfite Ammonia Process 1 500 mg/kg 160a(i) Carotenes, beta-, (synthetic) 500 mg/kg đơn chất hoặc kết hợp 160a(iii) Carotenes, beta- (Blakeslea trispora) 160e Carotenal, beta-apo-8’- Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 30 160f Beta-apo-8’-Carotenoic acid, ethyl esters 160a(ii) Carotenes, beta- (vegetable) 1 000 mg/kg 160d(i), 160d(iii) Lycopenes 100 mg/kg 161b(i) Lutein from Tagetes erecta 100 mg/kg 162 Beet Red GMP 163(ii) Grape Skin Extract 500 mg/kg 172(i)-(iii) Iron Oxides 200 mg/kg Chất bảo quản 200-203 Sorbates 1 000 mg/kg 210-213 Benzoates 1 000 mg/kg 220-225, 227, 228, 539 Sulfites 50 mg/kg SO2 trong sản phẩm 6. THÀNH TỰU CƠNG NGHỆ: ẢNH HƯỞNG CỦA CALCIUM PIDOLATE ĐẾN ĐỘ BỀN GEL CỦA JAM 6.1. Giới thiệu Calcium pidolate là một phân tử cĩ chứa canxi. Hợp chất này cĩ ưu điểm là cơ thể hấp thu canxi dễ dàng và với một tỷ lệ lớn hơn bất kỳ hợp chất canxi khác. Canxi kết hợp với low methoxyl pectin tạo gel trong thực phẩm với một lượng đường nhỏ. Nghiên cứu này khảo sát việc sử dụng calcium pidolate trong sản xuất jam. Nghiên cứu đã tìm ra lượng calcium pidolate tối ưu cho các sản phẩm ứng với tỷ lệ đường khác nhau. Kết quả thu được khi thí nghiệm với calcium pidolate tốt hơn so với calcium chloride. Canxi được tìm thấy bên trong sinh vật ở dạng ion Ca2+ hoặc kết tủa trong bộ xương. Một số chức năng chính của nĩ là cofactor trong các phản ứng enzyme, tham gia vào quá trình chuyển hĩa glucogen, quá trình tổng hợp protein và axit béo, trong kích hoạt vitamin B, trong sự hình thành ATP và gĩp phần quy định sự co cơ cùng với natri và kali. Hơn nữa, nĩ đĩng một vai trị cơ bản trong sự hình thành cấu trúc xương. Lỗng xương được định nghĩa là sự rối loạn hệ thống của xương, xương khơng cịn cấu trúc vững chắc, khống chất trong xương giảm, nguyên nhân chính khiến người ta dễ bị gãy xương hơn (NIH – National Institute of Health Consensus Statement, 2000). Lỗng xương được xem là vấn đề sức khỏe nghiêm trọng trên tồn thế giới, do tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ tử Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 31 vong ngày càng cao, đặc biệt là các trường hợp gãy xương cổ xương đùi cĩ nguy cơ cao (De Souza & Arẳjo, 2008). Nhiều nghiên cứu (EC, 1998; FNB 1997; WHO, 1998) tiết lộ rằng việc bổ sung thêm canxi trong chế độ ăn uống giúp giảm thiểu nguy cơ thối hĩa xương và gãy xương (Dawson – Hughes, năm 1991; Heaney, 2000; Reid, Ames, Evans, Gamble, & Sharpe, 2005). Trong số tất cả các hợp chất cĩ thể được sử dụng để bổ sung canxi, calcium pidolate cĩ các ưu điểm quan trọng: khả năng hấp thu dễ dàng hơn và với tỷ lệ lớn hơn bất kỳ chất nào khác. Calcium pidolate là một muối hịa tan cao, dễ dàng hấp thu ngay cả ở pH dạ dày và sự cĩ mặt của các yếu tố khác như vitamin D… làm cho calcium pidolate cĩ tất cả các đặc điểm của một chất bổ sung canxi lý tưởng. Trong thực tế, 500 mg calcium pidolate cĩ tác dụng tương đương 1000 mg glucono-lactate-cacbonat, một hợp chất phổ biến nhất được sử dụng trong điều trị chứng lỗng xương (Farrerons và cộng sự, 1989; Rico, Revilla, Villa, Alvarez de Buergo và Arribas, 1994). Ngồi ra, các anion pidolic cĩ liên quan đến sinh tổng hợp protein và dẫn đến sự hình thành các chất chuyển hĩa dưới dạng các aminoacid trung hịa (proline và hydroxyproline) trong collagen, protein phi collagen và trong cấu trúc xương (Marchandise và cộng sự, 1987). Mặt khác, calcium pidolate khơng độc, và chỉ là nguyên nhân của một số tác dụng phụ nhẹ và thống qua ở liều rất cao. Một trong những ứng dụng tiềm năng trong ngành cơng nghiệp sản xuất các sản phẩm từ trái cây là việc sử dụng kết hợp calcium pidolate và low methoxyl pectin với đường để tạo gel (Fusté, Ibarz và Garza, 2002; Picout, Richardson và Morris, 2000). Lợi ích của sự kết hợp này là khả năng tạo gel trái cây cĩ hàm lượng đường thấp (do đĩ chứa ít năng lượng) và bổ sung canxi dễ tiêu hĩa. Mục đích của nghiên cứu này là khảo sát tác dụng của calcium pidolate đến độ bền gel của jam, so sánh kết quả với việc dùng calcium chloride và với một số mẫu thương mại. 6.2. Chuẩn bị mẫu Puree chuối và puree đào được cung cấp cho ngành cơng nghiệp chế biến nằm trong khu vực Lleida. Đường đã được mua từ một nhà sản xuất cơng nghiệp địa phương, trong khi low methoxyl pectin từ CPKelco (Atlanta, Mỹ), và acid citric từ Probus (Badalona, Tây Ban Nha). Calcium pidolate được cung cấp bởi Industrias GMB (Castellbisbal, Tây Ban Nha). Bảng 7: Tính chất chính của lồi quả được sử dụng Tính chất Puree đào Puree chuối Nồng độ chất tan (oBrix) 12,9 20,1 pH 3,89 4,53 Pectin (g/kg acid galacturonic) 1,76 2,56 Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 32 Thí nghiệm đầu tiên kiểm tra sự kết hợp của bốn mẫu jam chuối với pectin – calcium pidolate cĩ tác động lên độ bền gel của jam hay khơng. Bảng 8 cho thấy thành phần của 4 mẫu jam chuối. Bảng 8: Thành phần của jam chuối Mẫu Đường (%) Acid citric (%) Pectin (%) Calcium pidolate (%) 0 40 0,2 0,0 0,0 A 40 0,2 0,0 0,1 B 40 0,2 0,4 0,0 C 40 0,2 0,4 0,1 Trong bước thứ hai, người ta làm thí nghiệm tương tự với các mẫu jam đào xem xét tác động này. Trong trường hợp này, các mẫu puree đào đã được chuẩn bị với hàm lượng đường tăng từ 10 % đến 30 %, kết hợp với calcium pidolate nồng độ từ 0,0 % đến 0,3 %. Tất cả các mẫu đều bổ sung 0,4 % pectin. Trong sản xuất mứt jam, puree trái cây được đun sơi trong 15 phút trước khi thêm một nửa đường và acid citric để đạt được pH = 3,4 ± 0,1. Hỗn hợp được đun sơi và đơng hĩa trong 5 phút và sau đĩ được pha trộn với lượng đường, pectin và calcium pidolate cịn lại. Mẫu được đun sơi thêm 10 phút nữa và sau đĩ được đặt ở nhiệt độ phịng trong 1 giờ, trước khi được bảo quản ở 4 oC trong 24 h cho đến khi phân tích. 6.3. Kết quả và thảo luận Như mơ tả trong phần trước, trong bước đầu tiên, bốn mẫu jam chuối đã được khảo nghiệm xem sự kết hợp pectin – calcium pidolate cĩ bất kỳ ảnh hưởng nào đến đặc tính của sản phẩm khơng. Hình 13 cho thấy kết quả thu được. Hình 13: Độ bền gel của jam chuối Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 33 0: khơng bổ sung pectin và calcium pidolate. A: bổ sung calcium pidolate. B: bổ sung low methoxyl pectin. C: bổ sung cả calcium pidolate và low methoxyl pectin. Shear rate: Tốc độ kéo (s-1). Shear stress: Lực kéo (Pa). Biểu đồ này cho thấy nếu khơng bổ sung low methoxyl pectin thì việc bổ sung calcium pidolate vào jam khơng ảnh hưởng đến độ bền gel. Rõ ràng độ nhớt tính được ở 50 s-1 là 1,52 Pa.s cho mẫu 0 (khơng bổ sung pectin và calcium pidolate) và 1,57 Pa.s cho mẫu A (khơng bổ sung pectin nhưng bổ sung calcium pidolate) gần như tương đương nhau. Điều này rất cĩ giá trị vì hầu hết pectin tự nhiên trong trái cây cĩ nhiều gốc ester nên tạo cấu trúc gel với đường mà khơng cần ion canxi. Ngược lại, việc bổ sung low methoxyl pectin mà khơng thêm calcium pidolate dẫn đến một sự cải tiến trong việc hình thành gel, cĩ thể thấy sự gia tăng độ nhớt biểu kiến 30%, từ 1,52 Pa.s (mẫu 0) đến 1,98 Pa s (mẫu B). Tuy nhiên, khi low methoxyl pectin và calcium pidolate được bổ sung cùng một lúc, cải tiến này là đáng kể, tăng rõ ràng độ nhớt ở 50 s-1 lên đến 2,76 Pa.s (mẫu C), tăng 82%. Các thí nghiệm đã chỉ ra rằng với cơng thức bổ sung 10 % đường cĩ thể đạt được hình dạng và kết cấu tốt, như đã thấy trong đồ thị của mứt jam đào với 10 % saccharose (Hình 14). Hình 14: Độ bền gel của jam đào với 10 % đường và 0,0 ÷ 0,3 % calcium pidolate Shear rate: Tốc độ kéo (s-1). Shear stress: Lực kéo (Pa). Bảng 9 cho thấy rõ ràng độ nhớt ở 50 s-1 thu được với mẫu mứt jam đào với một nồng độ đường từ 10 % đến 30 %. Hơn nữa, hình 15 cho thấy độ nhớt thu được với từng nồng độ calcium pidolate và với hai mẫu thương mại: S1, một loại jam đào tiêu chuẩn với 48 g đường cho mỗi 100 g mứt (ηapp tại 50 s-1 là 3,56 Pa.s) và S2, một loại jam đào dùng cho ăn kiêng với 35 g đường cho mỗi 100 g mứt (ηapp tại 50 s-1 là 2,84 Pa.s). Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 34 Bảng 9: Độ nhớt của jam đào theo Herschel–Bulkley (Mức ý nghĩa α = 0,05) Sugar (%) Calcium pidolate (%) Herschel–Bulkley parameters ηap 50 s -1 (Pa s) σ0 k n 10 0,0 1,3 ± 1,2 21 ± 3 0,323 ± 0,019 1,51 ± 0,15 0,1 16,6 ± 1,7 29,2 ± 1,1 0,330 ± 0,005 2,45 ± 0,05 0,2 2,3 ± 2,1 50,9 ± 1,5 0,285 ± 0,004 3,15 ± 0,08 0,3 1,4 ± 1,3 49,9 ± 2,2 0,249 ± 0,006 2,67 ± 0,09 20 0,0 9,4 ± 2,2 43,0 ± 1,3 0,329 ± 0,004 3,31 ± 0,18 0,1 3,5 ± 2,4 73 ± 5 0,310 ± 0,008 5,0 ± 0,5 0,2 1,6 ± 1,2 38,8 ± 2,1 0,324 ± 0,007 2,80 ± 0,24 0,3 3,8 ± 3,1 32,8 ± 1,7 0,361 ± 0,007 2,8 ± 0,3 30 0,0 18 ± 5 42 ± 5 0,401 ± 0,017 4,4 ± 0,5 0,1 48 ± 4 44 ± 6 0,48 ± 0,03 6,8 ± 0,9 0,2 12 ± 3 25 ± 4 0,430 ± 0,024 3,0 ± 0,3 0,3 9 ± 3 26 ± 4 0,412 ± 0,019 2,8 ± 0,3 Hình 15: Độ nhớt biếu kiến tại 50 s-1 của jam đào thí nghiệm và jam đào thương mại với nồng độ đường khác nhau. Trong mọi trường hợp, bổ sung calcium pidolate là nguyên nhân làm gia tăng độ nhớt đến một mức độ nhất định, từ đĩ nếu một lượng cao hơn được thêm vào lại gây ra tác động ngược lại. Các kết quả này cho thấy với mỗi nồng độ đường của mứt jam thì cĩ một lượng calcium pidolate tối ưu. Với tỷ lệ calcium pidolate tối ưu sẽ tạo ra độ nhớt biểu kiến cao nhất, là 0,2 % trong mứt jam với 10 % saccharose và 0,1 % cho mẫu với 20% đến 30% saccharose. Hơn nữa, nồng độ calcium pidolate càng lớn, lượng đường càng cĩ ít ảnh hưởng trong độ nhớt biểu kiến của mứt jam. Lượng calcium cần thiết để tạo thành gel cũng cĩ thể được cung cấp bởi các phân tử khác như calcium chloride. Trong thí nghiệm này, người ta so sánh kết quả giữa mẫu cĩ độ nhớt Mứt jam sầu riêng GVHD: PGS.TS Lê Văn Việt Mẫn 35 biểu kiến cao nhất (30 % đường và 0,1% pidolate) với một mẫu calcium chloride cung cấp cùng một lượng cation Ca2+ cĩ nồng độ 0,053 %. Kết quả cho thấy các mẫu bổ sung calcium chloride cho độ nhớt biểu kiến ở 50 s-1 là 5,28 Pa.s, thấp hơn 22% so với sử dụng calcium pidolate. 6.4. Kết luận Sự kết hợp low methoxyl pectin và calcium pidolate cải thiện đáng kể độ bền gel của thực phẩm dạng gel như jam và gelatin. Trong jam đào, độ nhớt biểu kiến 6,78 Pa.s thu được tại 50s-1 với mẫu cĩ chứa 30 % đường và 0,1 % calcium pidolate, cao hơn so với các mẫu thử nghiệm thương mại, nhưng lại dùng lượng đường ít hơn. Cả trong jam và gelatin, calcium pidolate đã cải thiện kết quả thu được so với calcium chloride. Tĩm lại, calcium pidolate là một lựa chọn rất thú vị, khơng chỉ thực hiện chức năng cơng nghệ, ảnh hưởng đến cấu trúc gel của jam và gelatin (thậm chí tốt hơn so với các sản phẩm khác được sử dụng trong phổ biến trong ngành cơng nghiệp), nĩ cũng cĩ những lợi ích dinh dưỡng như được cơ thể đồng hĩa ở tỷ lệ cao hơn các muối calcium khác và cĩ thể dùng để sản xuất jam ăn kiêng. 7. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Tơn Nữ Minh Nguyệt, Cơng nghệ chế biến rau trái. Tập 1, Nguyên liệu và cơng nghệ bảo quản sau thu hoạch, NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2008. 2. Lê Văn Việt Mẫn (chủ biên), Cơng nghệ chế biến thực phẩm, NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM, 2010. 3. Victor Falguera, Anabel Mengual, Manuel Vicente, Albert Ibarz, Effect of calcium pidolate on the rheological characteristics of jams and gelatins, Food Research International 43 (2010) 882–885. 4. Codex standard for jams, jellies and marmalades (CODEX STAN 296-2009) 5. 6. 7.