Quy trình công nghệ sản xuất Nectar – Nectar Ổi

QUY TRÌNH NECTAR – NECTAR ỔI 

Sản phẩm tiêu biểu cho nectar trái cây  : NECTAR ỔI

Có nhiều loại trái cây đủ tiêu chuẩn chế biến Nectar như : chuối, xoài, mãng cầu, đu đủ, mơ, mận, ổi …. Do ổi là một loại trái cây được trồng nhiều khắp các vùng trên đất nước ta, lại có nhiều thành phần dinh dưỡng có lợi cho sức khỏe, đồng thời 1 số hợp chất trong ổi có những tính chất nhất định, nên trong khuôn khổ bài báo cáo này, xin giới thiệu Nectar Ổi, đại diện cho các sản phẩm Nectar trong chuối sản phẩm giải khát trái cây.

Ổi nguyên liệu : 

Ổi là một nguồn acid ascorbic ( vitamin C ) tuyệt vời, khoảng trên 100mg/100g thịt trái cây. Nó cũng có mùi dễ chịu nên ổi được nghiên cứu và phát triển khắp nơi trên thế giới. Về các nguyên tốt khoáng, người ta tìm thấy trong ổi các nguyên tố Ca, Fe, P…. với hàm lượng đáng kể. Thu hoạch vào các mùa khác nhau, lượng vitamin C trong trái ổi cũng khác nhau : vào mùa đông có khoảng 268mg% và vào mùa mưa là 250mg%. Trong trái ổi, lượng vitamin C trung nhiều nhất là ở lớp vỏ tiếp đến mới đến phần ruột mềm.

Bảng thành phần dinh dưỡng của Ổi

Thành phần	Hàm lượng
Năng lượng	34 kcal
Nước (g)	85
Protein (g)	0.6
Lipid (g)	–
Glucid (g)	7.7
Chất xơ (g)	6.0
Tro (g)	0.7
Ca (mg)	10
P (mg)	16
Fe (mg)	–
Na (mg)	4
K (mg)	291
Vitamin A (β – carotene) (mcg)	75
Vitamin B1 (mg)	0,05
Vitamin B2 (mg)	0,04
Vitamin B6 (mg)	0.14
Vitamin C (mg)	62
Vitamin D (mcg)	6.8
Vitamin F (acid folic) (mg)	0.17
Vitamin PP (niacin) (mg)	1.1

Ngoài là một loại trái cây thơm ra Ổi còn có công dụng chữa bệnh sau :

– Lá ổi có tác dụng trị tiêu chảy

– Tác dụng trị bệnh đường ruột của các flavonoid  loại quercetin trong lá ổi có hoạt tính đến sự bài tiết acetlylcholin trong ruột, khích thích cơ trơn ruột làm giảm những cơn đau bụng do ruột co thắt.

– Tác dụng kháng sinh, kháng siêu vi và diệt nấm gây bệnh.

– Tác dụng lên hệ tim mạch

Trái ổi được dùng để ăn sống và chế biến thành nhiều dạng thực phẩm như : ổi ướp, lạnh, ổi trộn, jelly, nectar, ổi đóng hộp… Trong đó nectar ổi là một sản phẩm được ưa chuộng nhiều nơi trên thế giới như các nước châu Á, Thái Lan, Đài Loan…

Quy trình công nghệ sản xuất Nectar ổi :

 Thuyết minh công nghệ 

Phần quy trình tổng quát đã nêu trên, do vậy chỉ bàn những quy trình đặc trưng của nectar ổi.

a) CHẦN 

Chần là quá trình nhúng nguyên liệu vào nước nóng hay dung dịch muối ăn, đường, acid nóng.

Mục đích :

– Do ổi là một nguyên liệu có cấu trúc cứng giòn, nên ta sử dụng quá trình chần nhằm làm giảm cấu trúc cứng, giòn của nguyên liệu, giúp quả ổi mềm hơn.

– Đuổi bới chất khí trong giai đoạn bào của nguyên liệu, tăng dần độ thẩm thấu giúp dịch bào thoát ra dễ dàng, hỗ trợ cho quá trình nghiền, chà, đồng hóa.

– Bảo quản tiêu diệt một một số vi sinh vật bám trên bề mặt nguyên liệu. Đình chỉ các quá trình sinh hóa, phá hủy hệ thống ezym peroxiadase, poliphenoxidase của nguyên liệu, ngăn cản quá trình oxy hóa chất tạo flobaphen có màu đen, ngăn màu sắc nguyên liệu xấu đi.

Nguyên tắc thực hiện :

– Nhúng nguyên liệu vào nước nóng khoảng 75-100ºC trong thời gian 3-15 phút, không nên chần quá lâu, nguyên liệu dễ bị nhũn và tổn thất nhiều chất khô. Sau khi chần cần làm nguội nhanh.

– Phương pháp hấp ổi ít tổn thất chất dinh dưỡng hơn, nhưng phương pháp chần thao tác thuận tiện, thiết bị đơn giản và truyền nhiệt tốt hơn.

Các yếu tố ảnh hưởng :

– Nhiệt độ nước chần

– Thời gian chần

– Dung dịch chần : ảnh hưởng đến sự hòa tan của chất tan từ trong nguyên liệu và nước chần.

– Diện tích tiếp xúc giữa nguyên liệu và nước chần, diện tích tiếp xúc càng lớn, tổn thất chất tan càng nhiều.

Phương pháp thực hiện :

– Thiết bị : sử dụng máy chần liên tục dạng trục xoắn.

– Cấu tạo bao gồm một phễu nhập liệu, bồn nước nóng và vít tải, nguyên liệu được nhúng vào trong bồn.

– Tác nhân gia nhiệt là hơi nước, đun nóng trực tiếp dung dịch nước chần. Hơi nước theo ống phun hơi vào thùng thiết bị, nguyên liệu di chuyển nhờ băng tải, băng tải sẽ chuyển động với tốc độ sao cho khi qua thiết bị nguyên liệu chần đạt yêu cầu.

b) CHÀ

Chà là việc phân chia các nguyên liệu thành bột chà ( Puree ) chứa dịch và thịt quả mịn, tách bỏ bã chà.

Mục đích :

– Chuẩn bị : làm nhỏ và đồng nhất nguyên liệu chuẩn bị cho quá trình phối chế, đồng hóa thuận lợi hơn.

– Khai thác : thu nhận bột chà chứa dịch quả và thịt quả mịn trên rây, loại bỏ những phần không có hoặc có giá trị dinh dưỡng kém ra khỏi khối nguyên liệu như hạt xơ, thạch bào.

– Chế biến : biến đổi nguyên liệu đã được xé nhỏ thành puree ổi dạng bộn mịn.

Nguyên tắc thực hiện :

– Nguyên tác của máy chà là tạo ra cho nguyên liệu một lực cơ học cần thiết cho nó văng ra rồi ép mạnh vào mặt rây có đục lỗ nhỏ. Phần qua lưới rây là bột chà, phần còn lại trên rây là bã chà.

Các yếu tố ảnh hưởng :

– Kích thước và nhiệt độ của khối nguyên liệu sau khi nghiền

– Vận tốc quay của trục quay

– Góc ngiêng của cánh chà

– Khe hở giữa cánh chà và mặt rây.

– Trạng thái bề mặt rây.

Phương pháp thực hiện :

– Thiết bị : sử dụng máy chà cánh đập 1 tầng lưới, Bộ phận gồm có :  Trục quay vít vận tốc 700 rpm, thanh đỡ, cánh chà được làm bằng nguyên liệu thép không gỉ, lắp nghiêng với đường sinh của trục chà 1 góc 1,5-2%, nhờ đó nguyên liệu được di chuyển theo đường xoắn ốc và bã được đưa ra ngoài ở cuối máy.

– Rây cố định được làm bằng đồng hoặc thép không gỉ để đảm bảo nguyên liệu chà không bị thâm đen. Rây có đục nhiều lỗ nhỏ, kích thước rỗ lây cho sản xuất nectar ổi là 0.5-0.75mm.

– Đối với nguyên liệu cứng như ổi, cần có các quá trình xử lý sơ bộ như chần, nghiền để làm mềm và làm nhỏ thịt quả hỗ trợ cho quá trình chà thuận lợi và đạt hiệu quả cao.

– Khi chà cần thường xuyên kiểm tra bã chà, bã còn ướt, chứa nhiều thịt quả làm giảm hiệu suất chà, ngược lại bã khô quá sẽ giảm chất lượng puree ổi do bột chà có lẫn nhiều chất xơ.

– Có thể điều chỉnh máy để đảm bảo rằng năng suất và chất lượng puree có nhiều cách :

+ Điều chỉnh số vòng quay của bộ phận chà : tăng tần số vòng quay thì năng suất và hiệu suất chà tăng. Các máy chà thường có số vòng quay cố định nên ta ít khi chỉnh thông số này để thay đổi năng suất.

+ Điều chỉnh góc nghiêng của cánh chà : tăng góc nghiêng thì bã chà thoát ra nhanh hơn và bớt khô.

+ Điều chỉnh khe hở giữa cánh chà và mặt rây : bã quá khô thì tăng khoảng cahs khe hở, bã quá ướt thì giảm khoảng cách đó lại, thông thường ta chỉnh ở 0.5-3mm.

– Để máy chà hoạt động tốt nhập liệu cần tiến hành liên tục và đồng điều, nhiệt độ nguyên liệu cố định và nhiệt độ mặt rây tốt, không bị tắc nghẽn.

c) PHỐI TRỘN – PHỐI CHẾ

Mục đích :

+) Chế biến : phối trộn puree ổi sau khi chà với nước, syrup đường phụ gia, để nhận được sản phẩm cuối cùng là nectar ổi.

+) Hoàn thiện : tăng chất lượng và tăng giá trị cảm quan cho sản phẩm, sản phẩm sau khi phối trộn có hương vị, màu sặc, độ đặc, độ chưa…. mong muốn, đáp ứng được thị yếu người tiêu dùng.

+) Bảo quản : kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.

Nguyên tắc thực hiện :

– Từng nguyên liệu sẽ được chuẩn bị theo quy trình riêng, các nguyên liệu dạng rắn, dang bột sẽ được hòa tan thành các dịch thành phần.

– Công thức phối trộn là một bí quyết riêng của từng nhà sản xuất, mỗi loại sản phẩm sẽ có những công thức phối trộn đặc trưng, thường được xác định bằng thực nghiệm. Đơn cử công thức phối trộn của sản phẩm nectar ổi Đài loan như sau : 25% dịch ép trái cây, pH 3.8 syrup đường Brix và 0,18g/100ml acid ( theo Chen 1994 ).

– Thứ tự phối trộn các thành phần rất quan trọng, nếu thực hiện theo trật tự khác có thể gây sự kết tủa các hợp chất keo.

Thành phần phối trộn

+) Puree ổi

+) Syrup đường nồng độ 15%, tạo vị ngọt

+) Nước

+) Acid citric lượng dùng 0,1-0,3% khối lượng, giúp hoàn thiện vị chua cho sản phẩm.

+) Acid ascorbic hàm lượng khoảng 0,0,5-0,1% khối lượng sản phẩm, giúp cải thiện vị chua, ổn định màu sắc cho sản phẩm, chống lại các sự oxy hóa gây biến màu, ngoài ra nó còn làm tăng phần nào giá trị dinh dưỡng cho sản phẩm nectar. Lượng dư còn lại sản phẩm khoảng 100mg/l dung dịch nếu dư nhiều hơn sẽ tạo chua gắt cho sản phẩm.

+) CMC 0,05% khối lượng sản xuất, tạo độ sệt cần thiết đối với nectar.

+) Hướng ổi tổng hợp và chất ổn định màu giúp hoàn thiện trị giá cảm quan cho sản phẩm nectar ổi.

Phương pháp thực hiện

– Chuẩn bị các dung dịch thành phần : syrup đường, acid, chất hương…. Đối với acid citric và acid ascorbic dang tinh thể, hòa tan trong nước để tạo thành dung dịch acid nồng độ xấp xỉ 50% lưu ý để acid hòa tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch đồng nhất.

– Sử dụng thiết bị phối trộn hình trụ đứng làm bằng thép không gỉ, tầng 2 có cánh khuấy turbine để tăng hiệu quả khuấy trộn. Trục cánh khuấy một đầu gắn với động cơ, đầu còn lại được gắn với một ổ bi tránh cánh khuấy bị lăng khi quay với vận tốc lớn. Bồn khuấy có gắn tấm chặn để giảm xoáy phễu, chống trào, tăng diện tích sử dụng. Vận tốc cánh khuấy 10,000-15,000 rpm.

– Nhiệt độ khuấy trộn là 80ºC

– Quá trình khấu trộn bắt đầu bằng bơm ‘puree quả và syrup đường vào thiết bị, đối với sản phẩm nectar ổi, tỷ lệ giữa puree quả và syrup đường là 1:2 . Tiếp theo cho cánh khuấy hoạt động, sau đó bổ sung thêm nước, rồi lần lượt cho các nguyên liệu phụ acid citric, vitamin C , CMC, hương ổi tổng hợp … vào thiết bị, sự khuấy trộn được thực hiện đến thu được hỗn hợp nectar đồng nhất.

d) ĐỒNG HÓA

– Quá trình đồng hóa là kỹ thuật xử lý một hỗn hợp để làm cho hỗn hợp trở nên đồng nhất và tính đồng nhất ở đây chỉ mang tính tướng đối, nghĩa là đồng đều, dù cho lấy mẫu ở vị trí nào cũng như nhau. Đối tượng đồng hóa trong công nghệ thực phẩm là hệ nhũ tương hay huyền phù. Sản phẩm nectar ổi là hệ huyền phù. Khi tách dịch quả bằng máy chà, các sản phẩm phần tử thịt quả có kích thước tương đối lớn (500µm ) trong quá trình tồn trữ sản phẩm, các phần tử này sẽ lắng xuống làm sản phẩm bị phân lớp.

– Mục đích :

+ Bảo quản : tiến hành đồng hóa để khắc phục hạn chế hiện tương phân lớp, kéo dài thời gian pha tách.

+Hoàn thiện : Tăng giá trị cảm quan, độ min, độ đồng nhất cấu trúc, mùi vị, màu sắc, của nectar ổi.

– Nguyên tắc thực hiện :

Có nhiều phương pháp đồng hóa được sử dụng trong ngành công nghệ thực phẩm như :

– Phương pháp đồng hóa sử dụng áp lực cao : là phương pháp phổ biến nhất dựa trên 3 cơ chế thuyết vi xoáy, thuyết xâm thực khí và tác động cơ học.

– Phương pháp sử dụng sóng siêu âm với tần số 18-30 KHz, dựa trên cơ thế thuyêt xâm thực khí và nguyên lý kéo và nén.

– Phương pháp sử dụng nghiền keo : nghiền sản phẩm thành dạng keo dựa tác động cơ học và chảy rối.

Các yếu tố ảnh hưởng :

– Tỷ lệ thể tích giữa 2 pha : pha phân tán là các phần tử thịt quả có kích thước lớn hơn pha liên tục là dung dịch nước ổi qua phối trộn. Nếu tỷ lệ pha phân tán thấp thì đồng hóa sản phẩm nectar ổi sẽ dễ dàng và triệt để hơn.

– Nhiệt độ : Nhiệt độ càng cao thì giảm độ nhớt, tăng vận tốc khuếch tán của các hạt phân tán, tăng sức căng của bề mặt. Nhưng nếu nhiệt độ tăng quá cao cũng sẽ gây phân hủy một số chất dinh dưỡng như vitamin C…. và ảnh hưởng không tốt đến các tính chất cảm quan khác. Thông thường nhiệt độ quá trình đồng hóa khoảng 50-60ºC .

– Áp lực : nếu áp lực thấp thì sự va đập và các tác động cơ học không đủ mạnh dẫn đến đồng hóa không hiệu quả, các phần tử thịt quả phân tán trong quá trình nectar không bị chia nhỏ đến kích thước mong muốn. Nếu áp lực cao , thì chi phí năng lượng lớn, tác động cơ học, xâm thực và chảy cối sẽ dễ xảy ra, đồng hóa hiệu quả và ức chế một số enzyme không chịu được áp lực cao.

Phương pháp thực hiện 

– Dùng áp lực lớn ép sản phẩm qua một khe hở rất nhỏ (0,1 mm). Trước khi qua khe hở, sản phẩm bị ép đến áp suất 250-300 atm, sau đó khi qua khe hở chỉ còn lại nhỏ hơn. Do sự thay đổi áp suất rất lớn và đột ngột của sản phẩm có tốc độ dịch chuyển lớn (150-200 m/s ) và bị nghiền rất mịn.

– Thiết bị : thực hiện đồng hóa bằng thiết bị đồng hóa áp lực cao.

– Nguyên tắc hoạt động của thiết bị : Dùng bơm piston bơm mẫu nguyên liệu vào thiết bị đồng hóa. Bơm sẽ tăng áp lực cho dung dịch nước ổi tại đầu của khe hẹp. Người ta sẽ tạo ra một đối áp lên dung dịch nước ổi bằng cách hiệu chỉnh khe hẹp trong thiết bị giữa bộ phận sinh lực và bộ phận tạo khe hẹp. Đối áp này được duy trì bởi một bơm thủy lực sử dụng dầu. Khi đó áp suất đồng hóa sẽ được cân bằng với áp suất tác động lên piston thủy lực.

Vòng đập được gắn với bộ phận tạo khe hẹp sao cho mặt trong của vòng đập vuông góc với lối thoát ra của dung dịch khi rời khe hẹp. Như vậy, một số hạt của pha phân tán sẽ tiếp tục va vào vòng đập bị vỡ ra và giảm kích thước .