Đề tài Qui trình sản xuất nước cam

QUI TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC CAM TỔNG QUAN VỀ CAM Nguồn gốc Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở Trung Quốc nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ dãy Himalayas (Ấn Độ). Cam được trồng rất phổ biến ở Ấn Độ, sau đó lan rộng về phía đông, và đến cả vùng Đông Nam Á. Vào khoảng thế kỉ thứ 3 trước công nguyên, cây cam được đưa đến Châu Âu và nó lan ra tới cả vùng Địa Trung Hải. Sau đó, cây cam được Columbus mang đến Châu Mỹ. Những năm sau đó, những người làm vườn ở Châu Mỹ và Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc và Châu Phi. Ngày nay cây cam được trồng rất phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới. Phân loại Có nhiều cách phân loại cam khác nhau, tùy thuộc vào từng quốc gia và địa phương. Trong thương mại, cam được chia thành 2 loại: Cam ngọt (sweet orange) và cam chua (sour orange). Trong đó, cam chua thường dùng trong sản xuất mứt cam. Một số loại cam ngọt thường gặp: Cam tròn Cam tròn phổ biền nhất là loại Valencia, có nguồn gốc từ đảo Azores và Bồ Đào Nha. Giống cam này có khả năng thích ứng trong những vùng nội địa, nơi có sự chênh lệch sâu sắc giữa ngày và đêm và làm hoạt hóa hệ sắc tố của vỏ tạo cho nó màu sắc hấp dẫn. Quả có cỡ nhỏ tới trung bình thích hợp cho sản xuất công nghiệp. Vỏ mỏng, da cam nhẵn, màu cam sáng. Quả có mùi vị đặc sắc ngay khi còn tươi hay sau khi đã được chế biến nước ép. Khi quả chín trên cây, nó chuyển sang màu cam sáng nhưng khi nhiệt độ nóng lên làm cho da hấp thụ lại chlorophyl từ lá nên cam chín có màu xanh nhạt. Loại cam này chủ yếu dùng làm nước quả với chất lượng nước ép tốt nhất do chứa nhiều dịch quả có màu sậm và bền , ít hạt nên không tạo vị đắng. Valencia cũng có thể dùng ăn tươi. Cam navel Trước năm1835, Cam navel được trồng nhiều ở Florida nhưng bị phá huỷ trong chiến tranh thế giới thứ nhất. Giống cam này cũng được trồng nhiều ở Brazil, Trung Quốc ... Cam navel có quả to hơn giống Valencia và các loại cam ngọt khác. Quả có màu vàng đậm sáng cho tới cam, da hồ đào dày và dễ lột vỏ, không hạt. Quả cho chất lượng tốt khi đạt độ chắc và khối lượng nhất định, cho nhiều nước quả. Thời tiết lạnh làm màu quả càng vàng sáng vì thế quả có thể chín và vẫn còn màu xanh nhạt trên da. Giống cam này ít được dùng trong chế biến nước quả vì trong quá trình chế biến dễ phát sinh vị đắng. Cam Blood ( Cam đỏ ) Đây là loại quả được xem là ngon và hấp dẫn nhất trong các loại quả có múi được tìm thấy đầu tiên ở Địa Trung Hải. Quả cỡ trung bình với vỏ mỏng có ít hoặc không hạt. Có màu đỏ sậm sáng đẹp. Nhược điểm lớn nhất là hàm lượng anthocyanin tạo màu đỏ đậm có khuynh hướng bị nhạt trong quá trình chế biến và bảo quản. Anthocyanin còn là chất chống oxy hóa mạnh tạo nhiều gốc tự do gây ung thư, lão hóa, bệnh nhẹ … Loại cam này thường được dùng để ăn tươi, ăn kèm salad, dùng rôti hoặc nướng thịt. Cam ngọt (acidless orange) Loại này được trồng chủ yếu ở Địa Trung Hải. Do nước quả có độ ngọt quá cao và hàm lượng acid thấp không đủ khả năng ức chế vi sinh vật nên loại cam này không thích hợp cho sản xuất nước ép. Acidless orange Valencia Orange Navel orange Blood orange Hình 1 – Các loại cam phổ biến trong thương mại Ở Việt Nam, cam được chia làm 3 loại : cam chanh, cam sành và cam đắng. Một số giống cam phổ biến ở nước ta như cam Xã Đoài ( Nghệ An ), cam Động Đình, cam đường,… Cam Xã Đoài ( Nghệ An ) : Cây tương đối cao, ít cành lá (cành quả), trồng ở Xã Đoài, xã Nghi Diên, huyện Nghi Lộc, tỉnh Nghệ An. Quả ngon, thơm có vỏ mỏng và bóng, vị ngọt đậm, ít xơ . Dùng chủ yếu trong sản xuất nước cam và mứt cam. Cam đường : Quả trung bình 100g, vỏ mỏng, màu vàng đỏ hay đỏ sẫm, dễ bóc, múi dễ chia. Có ba loại chính là Cam giấy với các giống Cam Canh (Hà Nội), Cam Đồng dụ (Hải Phòng), Cam Ngọc cục và Cam Hành Thiện (Nam Hà); Cam Bù, Cam Chua ở Hương Sơn (Hà Tĩnh); Cam voi ở Tuyên Hoá (Quảng Bình). Cam sành : quả có vỏ sần sùi và mịn; vỏ dày, khi chín có màu vàng hay đỏ sẫm, tuy dày nhưng dễ bóc, ruột đỏ, hạt có màu nâu lục, vị ngọt, hơi chua, hương vị ngon như quýt Ôn Chân (Nhật Bản). Thích hợp làm đồ hộp quả nước đường. Giống phổ biến là cam Bố Hạ, trồng ở bãi phù sa Hà Bắc trên đất thoát nước; quả dẹt, nặng trung bình 200-250g, màu vàng đỏ đẹp chín vào tháng 11-12-1 năm sau, dịp Tết Nguyên đán. Cam sành còn có tên là Citrus nobilis Lour. Quýt trước đây cũng được xem là một thứ trong Cam sành. Cấu tạo của quả cam Cấu tạo của quả cam gồm có những phần sau : Lớp vỏ ngoài (flavedo) : có màu cam hoặc màu xanh tùy theo giống. Lớp vỏ ngoài có chứa rất nhiều các túi tinh dầu. Lớp cùi trắng (albedo) : có chứa pectin và cellulose. Múi cam : bên trong có chứa những tép cam, trong có chứa dịch bào. Hạt cam : chứa mầm cây. Lõi : là phần nằm ở trung tâm của quả cam, thành phần tương tự lớp cùi trắng. Thành phần hóa học của cam Thành phần hóa học của cam được trình bày trong bảng 2. Bảng 1 – Thành phần dinh dưỡng của cam tươi (tính trên 100g) Thành phần Hàm lượng Đơn vị Múi Vỏ Thành phần chính Nước 88,06 75,95 % Protein 0.9 - % Tinh dầu vết 2,4 % Sacharose Glucose Frutose 3.59 1.25 1.45 1,22 3,49 3,24 % Acid hữu cơ 1,41 0,22 % Cellulose 0,47 3,49 % Pectin 1,41 0,22 % Muối khoáng Ca 34 - mg% P 23 - mg% Fe 0.4 - mg% Vitamine A 0.09 - mg% -Carotene 0.4 0,09 mg% B1 0.04 0,02 mg% B2 0.06 - mg% PP 0.75 1,27 mg% C 65 170 mg% Bảng 2 – Đặc điểm kỹ thuật của cam, quýt, chanh Việt Nam ([13],244) Chỉ tiêu Cam sành (Bố Hạ) Cam chanh (Xã Đoài) Quýt (Lí Nhân) Chanh (Hoà Bình) Khối lượng quả, g 260 240 40 64 Đường kính quả, mm 88 80 45 5,1 Hàm lượng chất khô, % 11,5 11,5 10 7,0 Độ acid  - -  0,75 -  pH 3,2 3,2 - 3,8 - 2,5 - 2,6 Thu hoạch và bảo quản Ở nước ta, cam được trồng rộng rãi trên khắp cả nước. Cây ra hoa quanh năm, thường có hoa vào tháng 1-2, có quả vào tháng 11-12. Cam cũng như các loại quả có múi khác thường được thu hái khi mới bắt đầu chín. Có thể dùng kéo cắt cuống sát mặt quả. Sau khi thu hái nên để quả ở điều kiện bình thường trong 12-14 giờ để ổn định hô hấp. Trong thời gian đó, tiến hành lựa chọn theo độ chín, kích thước, loại bỏ những quả bầm giập, sây sát. Trong trường hợp quả nhiễm bẩn nhiều thì phải rửa rồi để khô ráo. Để chống nhiễm trùng có thể bôi vôi vào cuống. Để bảo quản cam trong thời gian dài, người ta thường sử dụng một số phương pháp như: bảo quản trong cát, bằng hóa chất, nhiệt độ thấp,… GIỚI THIỆU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC CAM CÔ ĐẶC 1. Sơ đồ quy trình công nghệ Hình 2 – Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước cam cô đặc . Thuyết minh Chọn lựa phân loại Nguyên liệu cam được lựa chọn nhằm loại trừ những quả không đạt tiêu chuẩn như sâu bệnh, men mốc, thối hỏng… cho chế biến nước cam cô đặc. Sau khi chọn lựa chọn, ta tiến hành phân loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc và độ chín… Rửa Rửa có thể tiến hành trước hoặc sau khi phân loại nhằm loại trừ tạp chất cơ học như đất, cát bụi và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngoài vỏ nguyên liệu. Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là sau khi rửa sạch không bị dập nát, các chất dinh dưỡng không bị tổn thất, thời gian rửa ngắn và ít tốn nước. Nước rửa cũng như nước dùng trong công nghệ chế biến (chần, nấu, pha chế…) phải là nước ăn, đảm bảo chỉ tiêu Vệ sinh dịch tễ (Bộ Y tế) quy định. Nước rửa được sử dụng ở đây có thể tận dụng từ lượng nước sau khi rửa tinh thể nước đá cuối quá trình cô đặc. Ép Nguyên lý : ép là phương pháp chủ yếu để tách dịch bào ra khỏi nguyên liệu. Trong quá trình ép thì hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất. Hiệu suất ép phụ thuộc vào nhiều yếu tố : phẩm chất nguyên liệu, phương pháp sơ chế, cấu tạo, chiều dày, độ chắc của lớp nguyên liệu ép và áp suất ép. Dịch bào chứa trong không bào bị bao bọc bới chất nguyên sinh. Chất nguyên sinh của quả có tính bán thấm, ngăn cản sự tiết dịch bào. Vì vậy, muốn năng cao hiệu suất ép phải làm giảm tính bán thấm của chất nguyên sinh bằng cách làm biến tính chất nguyên sinh hay làm chết tế bào. Thông thường người ta sử dụng các phương pháp như sau : đun nóng, sử dụng nấm men chứa hỗn hợp pectinase, protease hoặc dùng dòng điện… Thiết bị ép : sử dụng thiết bị ép liên tục của hãng FMC Hình 3 – Máy ép cam của hãng FMC Food Tech Cấu tạo của máy Máy có từ 3 đến 8 cặp chén ép (tùy năng suất của máy). Vd: máy có 5 cặp chén ép có thể ép 350 – 500 trái/ phút). Chén dưới cố định, chén trên có thể chuyển động lên xuống. Ở giữa chén trên và dưới có lỗ tròn, cạnh sắc để tạo nên lỗ cắt đường kính 1 inch ở phần giữa trái cam. Dịch quả ở bên trong sẽ thoát ra ngoài qua lỗ này trong quá trình ép. Ống lọc thô (Prefinisher tube): tách các phần thịt quả có kích thước lớn ra khỏi dịch quả. Ống góp (Juice manifold): thu nhận dịch quả. Piston (Orifice tube): tạo áp suất bên trong ống lọc để đẩy dịch quả ra ngoài, đầu ống có thể đóng mở được có tác dụng thu nhận và thải bỏ các phần tử lớn còn ở bên trong ống lọc. Nguyên lý hoạt động Giai đoạn cắt : chén phía trên di chuyển xuống, tạo một lực nén cắt hai đầu của quả cam. Giai đoạn ép : phần trục của chén trên tiếp tục di chuyển xuống phía dưới, áp lực tăng, đẩy phần dịch quả ở bên trong quả ra, đi vào ống lọc thô. Phần vỏ thoát ra khỏi chén thông qua khe hở giữa dao cắt và khung của chén trên. Giai đoạn kết thúc : orifice tube chuyển động lên phía trên tạo một áp lực bên trong ống lọc thô, dịch quả và phần thịt quả sẽ được ép ra ngoài. Loc thô Sau khi ép, phần dịch quả và thịt quả có kích thước nhỏ hơn các lỗ lọc trên ống lọc thô sẽ được đẩy ra và chảy vào ống góp ở phía dưới. Nước quả sẽ được dẫn qua thiết bị kế tiếp. Phần bã còn nằm ở bên trong ống lọc sẽ được hút ra ngoài thông qua một lỗ (đóng mở được) ở orifice tube. Phần lõi và vỏ quả có chứa nhiều tinh dầu cam. Trong quá trình ép và thoát ra ngoài chén ép, phần vỏ quả bị tổn thương, các tinh dầu sẽ tập trung trên bề mặt vỏ. Ở gần cuối máy có một bộ phận phun nước có tác dụng rửa trôi các tinh dầu, tạo thành hệ nhũ tương và chảy ra ngoài. Phần nhũ tương này sẽ đi qua thiết bị lọc để tách cặn, sau đó sẽ được li tâm để tách dầu ra khỏi nước. Phần dầu sẽ tiếp tục được tinh chế còn phần nước sẽ được tiếp tục sử dụng làm nước rửa tinh dầu. Gia nhiệt Tiến hành gia nhiệt dịch ép bằng thiết bị gia nhiệt dạng ống chùm hay ống lồng ống. Mục đích của quá trình gia nhiệt là làm kết tủa các thành phần không tan trong dịch quả làm ảnh hưởng đến tính chất cảm quan của sản phẩm. Các thành phần này bao gồm protid, chất đắng… Nhiệt độ có thể làm protid bị biến tính và tạo tủa. Kết tủa sẽ được lắng xuống đáy bồn và kéo theo các hợp chất gây vị đắng. Quá trình này góp phần làm cho dung dịch có độ đồng nhất cao và trong hơn. Có thể bổ sung chất trợ lắng để tăng hiệu quả của quá trình. Lưu ý cần gia nhiệt thật nhanh ớ nhiệt độ 70-75oC từ 5-10 phút để tránh tổn thất chất khô. Ly tâm Quá trình ly tâm nhằm mục đích tách bã và các chất chất keo đã kết tủa sau quá trình gia nhiệt làm cho dịch quả đem cô đặc có độ đồng nhất cao và loại bỏ những ảnh hưởng xấu của sản phẩm cô đặc sau này. Cô đặc Nguyên tắc : khi giảm nhiệt độ của dung dịch nước cam chưa bão hoà xuống dưới nhiệt độ đóng băng của nó thì dung môi (nước) sẽ đóng băng trước, còn chất hoà tan (đường, acid, cấu tử hương…) vẫn còn ở dạng dung dịch. Tách pha rắn khỏi pha lỏng bằng cách ly tâm kết hợp với dao cạo nước đá, dịch quả thu được chính là nước cam cô đặc. Nhiệt độ cô đặc được đưa xuống khoảng -10oC -15oC. Để đảm bảo hiệu suất cô đặc cao ta có thể tiến hành cô đặc nhiều cấp. So với phương pháp bốc hơi thì phương pháp lạnh đông tuy có tổn thất chất hoà tan nhiều hơn nhưng sản phẩm có chất lượng cao, giữ được nhiều chất dinh dưỡng hơn và đặc biệt là những tính chất cảm quan đặc trưng của nước quả mà phương pháp bốc hơi không có được. Mặt khác để sản phẩm đạt nồng độ cao bằng cách kết hợp hai phương pháp : lúc đầu cô đặc bằng chân không, sau đó làm lạnh đông tiếp tục đến nồng độ chất khô cần thiết. Rót chai, ghép nắp Nước cam trong quá trình bảo quản và tồn trữ thì hương vị giảm sút rõ rệt. Để hạn chế tình trạng này, người ta dùng chai thủy tinh màu và bảo quản ở nhiệt độ 0-5oC. Sau khi rót xong cần phải ghép nắp, quá trình ghép kín nhằm cách li hoàn toàn với môi trường không khí và vi sinh vật gây hư hỏng, làm giảm phẩm chất của sản phẩm. Mặt khác nắp chai phải được ghép thật kín và thật chắc còn nhằm mục đích đảm bảo quá trình thanh trùng không bị bật nắp hay hở mối ghép. Thanh trùng Thanh trùng là một quá trình quan trọng có tính chất quyết định tới khả năng bảo quản chất lượng của sản phẩm. Quá trình thanh trùng nhằm tiêu diệt hoàn toàn hay ức chế các vi sinh vật gây hư hỏng và các nha bào của chúng. Yêu cầu của kỹ thuật thanh trùng là vừa đảm bảo tiêu diệt vi sinh vật có hại còn lại ít đến mức độ không thể phát triển để làm hỏng đồ hộp và làm hại sức khoẻ người tiêu dùng, lại vừa đảm bảo cho đồ hộp có chất lượng tốt nhất về giá trị cảm quan và dinh dưỡng. Bảo quản Mục đích của quá trình bảo quản là nhằm theo dõi sự ổn định của sản phẩm, sớm phát hiện các đồ hộp bị hư hỏng. Thời gian ổn định của nước quả ít nhất là 15 ngày. Tiến hành bảo quản bằng cách lấy riêng 1% số lượng đóng chai, bảo quản tại phong kiểm tra ở nhiệt độ 37oC để phát hiện sự hoạt động của một số vi sinh vật có hại (phương pháp bảo ôn sản phẩm). Hoàn thiện sản phẩm Đây là khâu cuối cùng của quy trình sản xuất. Các chai được đóng gói, dán nhãn và xuất xưởng. Sản phẩm được phân phối ra thị trường và đến tay người tiêu dùng.