Báo cáo dự án phát triển sản phẩm dự án 4 sản xuất và bao gói sản phẩm đề tài trà kombucha hồng xiêm Báo cáo dự án phát triển sản phẩm dự án 4 sản xuất và bao gói sản phẩm đề tài trà kombucha hồng xiêm Báo cáo dự án phát triển sản phẩm dự án 4 sản xuất và bao gói sản phẩm đề tài trà kombucha hồng xiêm
TỔNG QUAN
Tìm hiểu tổng quan về nguyên liệu và sản phẩm
1.1.1 Tổng quan về hồng xiêm:
Nguồn gốc và phân bố:
Cây hồng xiêm có nguồn gốc ở Mehico và Trung Mỹ, hiện nay được trồng ở nhiều nước thuộc vùng nhiệt đới Trong thời kỳ thực dân, cây được đưa sang Philipin và sau đó đến vùng nhiệt đới Á Châu và đến Sri Lanka vào 1802 Hồng xiêm được trồng sớm nhất ở Tây Ấn vào khoảng năm 1513 – 1525
Cây được trồng rất nhiều tại vùng ven biển Ấn Độ (Maharastra, Madras, Bengal…), có những đồn điền rộng đến 2000 hecta Diện tích trồng hồng xiêm ở Ấn Độ khoảng 5000 ha và đƣợc xem là nước trồng nhiều hồng xiêm ở châu Á Ở châu Á, ngoài Ấn Độ ra còn có một số nước khác trồng hồng xiêm như Malaysia, Indonesia, Thái Lan, Việt Nam, Philipin, Trung Quốc Ở châu Mỹ có Mehico, Hoa Kỳ (trồng ở bang Floria, Hawai…)
Tại Mehico, có đến 4000 hecta dành riêng để trồng hồng xiêm chỉ để lấy nhựa chicle Cây được khai thác thương mại tại Sri Lanka, Philipin, vùng Palestine
Tại Đông Nam Á, Thái Lan là nơi trồng nhiều hồng xiêm nhất (gần 20 ngàn hecta, thu hoạch trên 55 ngàn tấn/năm)
- Ở nước ta hồng xiêm được trồng từ bao giờ cho đến nay chưa có ai nghiên cứu Nguyễn Đình Khang trong Tạp chí Người làm vườn, số 1 năm 1992 có ghi “Trái Sabôchê, do cha Gernet đưa từ Mỹ đến năm 1890”
- Ở phía Bắc, hai vùng trồng hồng xiêm nhiều và ngon nổi tiếng là Xuân Đỉnh, Từ Liêm (hơn 13.500 cây) và Thanh Sơn – Thanh Hà – Hải Dương ( khoảng 18.700 cây)
- Ở đồng bằng sông Cửu Long hồng xiêm là loại quả có tính hàng hóa và thị trường tiêu thụ mạnh, có những nơi trồng khá tập trung như ở cù lao Mỹ Phước, huyện Kế Sách, tỉnh Sóc Trăng Theo tài liệu của Viện Nghiên cứu cây ăn quả miền Nam, năm 2000 ở đồng bằng sông Cửu Long có 5.134 ha hồng xiêm, chiếm 2.15% tổng diện tích cây ăn quả toàn vùng Trong đó nhiều nhất là tỉnh Tiền Giang 2.300 ha, Sóc Trăng 1400 ha, Trà Vinh 668 ha, Cần Thơ 500 ha Đặc tính thực vật:
Cây thuộc loại thân mộc, lớn chậm, sống lâu năm, tại vùng nhiệt đới có thể cao đến
30 - 40m, tuy nhiên các cây ghép thường thấp hơn (10 - 15m) Cây chịu được gió mạnh, thân phân cành nhiều Vỏ thân có chứa một chất nhựa dính gọi là chicle Lá dầy, dài 7.5 -
15 cm rộng 2.5 - 3.5 cm, mọc so le, lá hình thuôn trái xoan hay hình trứng, gốc lá thuôn, đầu lá tù hay hơi nhọn; mặt trên màu xanh lục bóng, mặt dưới nhạt hơn
Hoa nhỏ, đường kính chừng 1 cm, dạng hình chuông, mọc đơn độc ở nách lá, màu trắng hay vàng nhạt Cây trổ hoa và kết quả mỗi năm hai đợt
Quả mọng, hình trứng, có khi gần như tròn, đường kính 4 - 8 cm; vỏ mỏng màu nâu Phần thịt phía trong màu thay đổi từ vàng nhạt đến nâu đất, khi chín có mùi thơm và vị ngọt khá ngon Quả chứa từ 2 đến 10 hạt Hạt dẹt, cứng, màu đen hay nâu có viền màu trắng, bóng, dài chừng 1.5 - 2 cm, có móc nhọn ở một đầu, rất dễ tách ra khỏi phần thịt của quả Quả hồng xiêm lúc chưa chín chứa nhiều tanin (loại proanthocyanidins) nên rất chát Khi quả chín, tannin được chuyển đổi hầu như hoàn toàn, chỉ trừ trong phần vỏ Lượng tannin trong quả thay đổi từ 3.16% đến 6.45%
Hồng xiêm là loại cây đòi hỏi thời tiết của vùng nhiệt đới: Cây trưởng thành có thể chịu nhiệt độ lạnh đến -3ºC, cây non sẽ chết khi nhiệt độ xuống dưới -1ºC
Tại nhiều vùng trên thế giới, các nhà trồng cây ăn trái đã lai tạo được nhiều chủng hồng xiêm khác nhau Các chủng này được phân biệt theo hình dạng của quả như quả
- Hạt chứa axit xyanhhydric và dầu béo 23%
- 100g quả hồng xiêm chứa chất đạm 0.44g, chất béo 1.10g, sắt 0.8mg, beta-carotene 60IU, phốt pho 12mg, canxi 21mg, riboflavin (vitamin B2) 0.02mg, pyridoxine (vitamin B6) 0.037mg, pantothenic acid (vitamin B5) 0.252mg, potassium 193mg, vitamin C 14.7mg,…
- Quả xanh và nhựa chứa gôm nhựa, trong gôm nhựa chứa 1.7% hydrat cacbon, 40% nhựa, 35% nước và một số chất khác
Tiêu chuẩn: hồng xiêm sau khi thu hoạch được chọn lọc ra những trái tốt nhất, không bị bầm dập, độ chín thích hợp và đảm bảo được bảo quản bằng cá phương pháp hiện đại
Một số sản phẩm chế biến từ hồng xiêm:
Quả hồng xiêm khi chín thường được sử dụng để ăn tươi, hay tốt hơn ướp lạnh Hồng xiêm được xem là món ăn tráng miệng lý tưởng, tuy nhiên cẩn thận đừng nuốt hột, vì hột có móc có thể gây tổn thương họng Thịt của quả có thể xay chung với một số trái cây khác để làm nước uống giải khát Tại Indonesia, quả hồng xiêm còn được xắt lát mỏng để xào, tại Malaysia quả được hầm chung với nước cốt chanh hay gừng
Một sản phẩm phụ của cây là chất nhựa dẻo (gummy latex), gọi là chicle, chứa 15% cao su và 38% nhựa Nhựa cây ăn được, được sử dụng làm một thành phần trong kẹo chewing gum
Gỗ thân cây hồng xiêm thuốc loại gỗ cứng, bền, được dùng làm ván lót sàn nhà, cán dụng cụ và trước đây đã được thổ dân Maya dùng để xây cất đền thờ
1.1.2 Tổng quan về trà đen:
Trà đen hay còn gọi là Hồng Trà là kết quả của phản ứng lên men từ trà xanh Phản ứng này mang đến một loại trà mới có vị thơm ngon rất đặc biệt và cho ra một màu khác với nước trà xanh Loại trà này khi pha ra sẽ có màu đỏ, độ đậm nhạt của màu còn phụ thuộc vào mức độ oxy hóa trong quá trình ủ men Cũng chính vì màu sắc này mà người ta đặt tên cho trà đen là hồng trà Đặc điểm:
- Ngoại hình: xoăn chặt, màu nâu đen
- Màu nước pha: nâu đỏ, có viền vàng
- Hương: hương thơm nhẹ, đặc trưng
- Vị: chát dịu, có hậu vị
- Tạo vị, tăng chất lượng cảm quan cho sản phẩm
- Là nguồn cơ chất cho vi sinh vật sử dụng trong quá trình lên men
- Các loại đường thường được sử dụng trong sản xuất nước giải khát:
- RE: là chữ viết tắt của Refined Extra - Đường tinh luyện thượng hạng
- RS: là chữ viết tắt của Refined Standar - Đường tinh luyện tiêu chuẩn
Tiêu chuẩn chất lượng của sản phẩm
1 Hàm lượng acid bay hơi, tính theo acid acetic, g/l, không lớn hơn
2 Hàm lượng SO2, mg/l, không lớn hơn 350
3 Xianua và phức xianua, mg/l, không lớn hơn
4 Hàm lượng CO2 Theo tiêu chuẩn được công bố của nhà sản xuất Bảng 1.1 Chỉ tiêu hoá học
• Chỉ tiêu vi sinh: TCVN 5042:1994 NƯỚC GIẢI KHÁT
1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số khuẩn lạc/ml, không lớn hơn
3 Cl Perfringens Không được có
4 Vi sinh vật gây đục (quan sát bằng mắt) Không được có
5 Nấm men-mốc, số khóm nấm/ml, không lớn hơn Không được có
6 St aureus/vi khuẩn gây bệnh đường ruột Không được có
Bảng 1.2 Chỉ tiêu vi sinh
• Chỉ tiêu vật lý: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với đồ uống có cồn theo QCVN 6-3:2010/BYT
STT Chỉ tiêu Mức công bố
1 Trạng thái Trong, không vẫn đục, không có cặn
2 Mùi Thơm, đặc trung của nguyên liệu và sản phẩm lên men
3 Vị Không có vị lạ, êm dịu
Bảng 1.3 Chỉ tiêu Vật lý
THUYẾT MINH QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
Quy mô thủ công
2.1.1 Sơ đồ quy trình quy mô thủ công:
2.1.2 Thuyết minh quy trình công nghệ
2.1.2.1 Gia nhiệt nước - Trích ly:
Mục đích: Trích ly các chất hòa tan chứa trong trà khô ra khỏi khối bã trà để thu được dịch trà và tiêu diệt vi sinh vật
Cách tiến hành: Đun nước, sau đó Ngâm lá trà vào nước mới đun sôi Với tỉ lệ: 5g trà/1L nước
Yêu cầu: Nhiệt độ nước trích ly phải thích hợp để hiệu suất trích ly tối ưu, nhưng vẫn giữ được chất lượng cảm quan trà tốt nhất Thông thường tỉ lệ trích ly trà sẽ từ 5 – 10g/l Thời gian trích ly thường sẽ dao động khoảng 5 – 10 phút Nhiệt độ nước >75oC
Biến đổi: sự khuếch tán là biến dổi vật lý quan trọng trong quá trình trích ly Các phân tử chất tan sẽ dịch chuyển từ tâm của nguyên liệu đến vùng bề mặt và dịch chuyển từ vùng bề mặt nguyên liệu vào dung môi
Mục đích: Nhằm tách bã chè ra khỏi dịch trà, làm cho dịch trà trong không bị vẩn đục do đó làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình lên men
Cách tiến hành: Với quy mô công nghiệp, thường trà sẽ được cho vào các lồng đựng hoặc túi vải có kích thước phù hợp (để cặn trà không lọt được ra ngoài nhưng vẫn giữ được hiệu suất trích ly) để trích ly nhằm tối ưu cho công đoạn lọc này
Tùy vào từng quy mô, từng nơi sản xuất sẽ lựa chọn các thiết bị lọc phù hợp nhằm tách hầu như hoàn toàn bã chè ra khỏi dịch
Biến đổi: khi lọc huyền phù, chúng ta sẽ thu được dịch lọc và bã lọc Một số chỉ tiêu vật lý của dịch lọc sẽ thay đổi so với huyền phù ban đầu như tỉ trọng, độ trong
Mục đích: Là hạ thấp nhiệt độ của dịch trà, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật và thuận tiện cho quá trình phối trộn, tránh làm mất hương vị đặc trưng của sản phẩm
Yêu cầu: Nhiệt độ làm lạnh dịch trà khoảng 8 – 10°C Việc sốc nhiệt này là một quy trình quan trọng để giúp trà bảo quản được lâu
Biến đổi: trong quá trình làm lạnh, tốc độ các biến đổi hóa học sẽ chậm dần các biến đổi sinh học như sự trao đổi chất của tế bào, sự sinh trưởng của vi sinh vật sẽ giảm dần
Mục đích: quá trình đun sôi syrup là khi đun sôi sẽ tiêu diệt được các vi sinh vật có trong đường và trong nước, mặt khác tạo điều kiện tốt để biến saccharose thành glucose và fructose, và làm giảm độ nhớt của dung dịch đường giúp cho việc lọc dễ dàng
Yêu cầu: đường trước khi đưa vào phối trộn với dịch trà phải nấu thành dạng syrup có nồng độ 60 – 70% Syrup nhất thiết phải được đun sôi, lọc và làm lạnh
Cách tiến hành: Quá trình nấu syrup gồm 3 giai đoạn: Hòa tan đường trong nước, đun sôi và chuyển hóa đường thành syrup Với tỉ lệ: 100g đường/300ml nước
Sau khi hòa tan đường ta ngừng khuấy, vớt bọt và các tạp chất trên bề mặt dung dịch Tiếp đó đun tới sôi và cho sôi khoảng 15 – 20 phút để diệt hết tạp khuẩn Không nên đun sôi lâu vì sẽ làm cho đường bị caramen hóa, dẫn tới giảm chất lượng syrup
Mục đích: Tạo môi trường đồng nhất cho con giống Scoby phát triển
Cách tiến hành: Dịch syrup sau khi làm lạnh được phối trộn cùng với dịch trà để tạo thành một dung dịch đồng nhất
Yêu cầu: Sau khi phối trộn, dịch trà cần được điều chỉnh về nhiệt độ phòng (28 –
32°C) để chỉnh pH và chuẩn bị cho quá trình lên men Tỷ lệ chuẩn cho công thức nuôi Scoby là: 5g trà: 70g đường : 1 lít nước
− Tiêu diệt nấm men, vi khuẩn, đình chỉ hoàn toàn quá trình lên men
− Tiêu diệt các vi sinh gây hại
− Tăng thời gian bảo quản sản phẩm
− Vật lý: do nhiệt độ của sản phẩm thay đổi trong suốt quá trình tiệt trùng UHT nên các chỉ tiêu vật lý của sữa như độ nhớt, tỉ trọng sê thay đổi theo
− Hoá học: nhiệt độ tăng nên sẽ thúc đẩy một số phản ứng hóa học trong sản phẩm như phản ứng Maillarđ giữa đường khử và các acid amin tạo ra nhóm sản phẩm melanoidine Tuy nhiên, do quá trình tiệt trùng ƯHT xảy ra trong thời gian ngắn nên mức độ chuyển hóa của hợp chất nói trên là không đáng kể
− Sinh học và hóa sinh: các tế bào vi sinh vật và enzyme trong sản phẩm sẽ bi vô hoat
Cách tiến hành: Quá trình tiệt trùng gồm có ba giai đoạn: gia nhiệt, giữ nhiệt và làm nguội
Mục đích: làm tăng sinh khối lượng của con giống Scoby được cấy trực tiếp vào thực phẩm Nhờ đó thúc đẩy quá trình trao đổi chất bên trong sản phẩm
Cách tiến hành: Cho dịch trà vào bình chứa, thả nấm Kombucha, bắt đầu quá trình lên men
− Nấm Kombucha trước khi cho lên men phải rửa sạch bằng nước, để loại bỏ tạp chất bám trên Kombucha
− Tỉ lệ nấm Kombucha so với dịch trà thường dao động trong khoảng 2 – 10%
− Quá trình lên men được thực hiện trong điều kiện hiếu khí, ở nhiệt độ thường (28 – 32°C)
− Điều kiện không gian lên men phải thoáng mát, sạch sẽ, tránh tạp nhiễm
− Trong dây chuyền sản xuất trà kombucha, thiết bị lên men có nắp thoáng khí vì SCOBY cần “thở” khi nó “ăn” đường trong trà ngọt đồng thời ngăn không cho bất kỳ vật lạ nào xâm nhập vào Thùng đựng trà Đóng nắp và ủ sản phẩm ở nhiệt độ phòng 7-10 ngày
− Việc kết thúc lên men sẽ dựa trên các thông số pH và Brix cuối Các thông số này được thiết lập dựa trên yêu cầu của nhà sản xuất về vị của trà Kombucha thành phẩm Thông thường người ta chọn thông số kết thúc lên men đến khi đạt pH cuối là 2,5 – 3,7 và
Bx cuối là 10 – 10,4 để có mùi vị hài hòa
Quy mô công nghiệp
2.2.1 Sơ đồ quy trình công nghệ:
2.2.2 Thuyết minh quy trình công nghệ:
2.2.2.1 Gia nhiệt nước - Trích ly:
Trích ly các chất hòa tan chứa trong trà khô ra khỏi khối bã trà để thu được dịch trà và tiêu diệt vi sinh vật
Cách tiến hành: Đun nước, sau đó Ngâm lá trà vào nước mới đun sôi Với tỉ lệ: 5g trà/1L nước
Sử dụng thiết bị trích ly một bậc Nồi hình trụ có cánh khuấy, đáy nồi có điện trở để gia nhiệt cho nước và ổn định nhiệt trong suốt quá trình trích ly
Nước được gia nhiệt lên đến 60 oC, được bơm vào thiết bị trích ly, đồng thời trà đen cũng được định lượng và cho vào
Dòng nguyên liệu và dòng dung môi chuyển động ngược chiều nhau, cụ thể là trà được đưa vào từ cửa phía trên, nước được bơm vào ở cửa dưới của nồi, tiến hành trích ly trong vòng 10-15 phút ở 80-100 oC [7]
Sau khi đạt được nồng độ trích ly thích hợp thì bơm dịch trà qua thiết bị lọc, còn bã sẽ được tháo ra theo cửa dưới của nồi
Tỉ lệ nguyên liệu:dung môi = 1:10 [7]
Nồng độ dịch trích ly 4-6% [8]
Nhiệt độ nước trích ly phải thích hợp để hiệu suất trích ly tối ưu, nhưng vẫn giữ được chất lượng cảm quan trà tốt nhất Thông thường tỉ lệ trích ly trà sẽ từ 5 – 10g/l Thời gian trích ly thường sẽ dao động khoảng 10 – 15 phút Nhiệt độ nước >75oC
Sự khuếch tán là biến dổi vật lý quan trọng trong quá trình trích ly Các phân tử chất tan sẽ dịch chuyển từ tâm của nguyên liệu đến vùng bề mặt và dịch chuyển từ vùng bề mặt nguyên liệu vào dung môi
Biến đổi hóa học: Oxy hóa đồng thời epigallocatechin (L – EGC) và epigallocatechin gallat (L – EGCG) tạo teaflavin Oxy hóa một mình L – EGCG tạo teaflavingallat Cả hai chất trên đều tạo màu vàng cho sản phẩm Trong điều kiện nhiệt độ cao, tương tác của acid amin và polyphenol tạo ra các aldehyde dễ bay hơi, tạo hương thơm cho trà Các acid amin như alanin, valin, leucinne, isoleucine bị giảm đi, trong khi đó hàm lượng các aldehyde như aldehyde butyric, aldehyde valeric tăng lên tương ứng Phản ứng Maillard: acid amin phản ứng với các đường khử tạo ra màu, mùi của nước trà trích ly
Biến đổi hóa lý: Sự bay hơi của một số hợp chất mùi Sự hòa tan các chất
Biến đổi sinh học: Dưới tác dụng của nhiệt độ, phần lớn vi sinh vật bị ức chế hoặc tiêu diệt
Biến đổi hóa sinh: Nhiệt độ cao làm vô hoạt hóa các enzyme oxy hóa và enzyme thủy phân
Biến đổi về mặt cảm quan: Nước trích ly có màu đậm hơn và mùi đặc trưng hơn
Làm sạch và loại bỏ các chất lơ lững, các tạp chất không tan còn sót lại sau quá trình trích ly để nâng cao chất lượng của sản phẩm Thông thường, dịch sau trích ly còn sót bã trà, bụi bẩn đã không được giữ lại hoàn toàn khi dòng dịch trích ra khỏi thiết bị trích ly Quá trình lọc sẽ loại bỏ các tạp chất này
Với quy mô công nghiệp, thường trà sẽ được cho vào các lồng đựng hoặc túi vải có kích thước phù hợp (để cặn trà không lọt được ra ngoài nhưng vẫn giữ được hiệu suất trích ly) để trích ly nhằm tối ưu cho công đoạn lọc này
Tùy vào từng quy mô, từng nơi sản xuất sẽ lựa chọn các thiết bị lọc phù hợp nhằm tách hầu như hoàn toàn bã chè ra khỏi dịch
Sử dụng thiết bị lọc ống, kích thước lỗ lọc là 10μm Thiết bị lọc dạng ống có thể tháo rời để vệ sinh hoặc bảo dưỡng
Trong quá trình lọc, nguyên liệu được bơm vào thiết bị lọc, dịch trà sau trích ly sẽ đi bên trong ống xuyên qua các lỗ lọc rồi được bơm vào công đoạn phối trộn tiếp theo, cặn thì được giữ lại trong ống và được tháo ra ngoài, loại bỏ theo chu kì
Biến đổi vật lý: Khối lượng riêng hỗn hợp giảm, nhiệt độ giảm
Biến đổi hóa lý: Chỉ còn một pha đồng nhất
Biến đổi về mặt cảm quan: Tăng độ trong [9]
Mục đích: Là hạ thấp nhiệt độ của dịch trà, hạn chế sự xâm nhập của vi sinh vật và thuận tiện cho quá trình phối trộn, tránh làm mất hương vị đặc trưng của sản phẩm
Yêu cầu: Nhiệt độ làm lạnh dịch trà khoảng 8 – 10°C Việc sốc nhiệt này là một quy trình quan trọng để giúp trà bảo quản được lâu
Biến đổi: trong quá trình làm lạnh, tốc độ các biến đổi hóa học sẽ chậm dần các biến đổi sinh học như sự trao đổi chất của tế bào, sự sinh trưởng của vi sinh vật sẽ giảm dần
Tạo ra một sản phẩm syrup có độ đồng nhất cao tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình phối trộn, hòa tan các tinh thể đường vào trong nước nhằm làm tiền chất cho quá trình sinh trưởng và phát triển của SCOBY, nhiệt độ cao trong quá trình nấu cũng ức chế một số vi sinh vật tạp nhiễm quá trình đun sôi syrup là khi đun sôi sẽ tiêu diệt được các vi sinh vật có trong đường và trong nước, mặt khác tạo điều kiện tốt để biến saccharose thành glucose và fructose, và làm giảm độ nhớt của dung dịch đường giúp cho việc lọc dễ dàng
Yêu cầu: Đường trước khi đưa vào phối trộn với dịch trà phải nấu thành dạng syrup có nồng độ 60 – 70% Syrup nhất thiết phải được đun sôi, lọc và làm lạnh
Quá trình nấu syrup gồm 3 giai đoạn: Hòa tan đường trong nước, đun sôi và chuyển hóa đường thành syrup Với tỉ lệ: 100g đường/300ml nước Sau khi hòa tan đường ta ngừng khuấy, vớt bọt và các tạp chất trên bề mặt dung dịch Tiếp đó đun tới sôi và cho sôi khoảng
15 – 20 phút để diệt hết tạp khuẩn Không nên đun sôi lâu vì sẽ làm cho đường bị caramen hóa, dẫn tới giảm chất lượng syrup
Thiết bị nấu là thiết bị hình trụ đáy cầu bằng thép không rỉ, xung quanh phần thân dưới và đáy là lớp vỏ áo để gia nhiệt Bên trong thiết bị có cánh khấy để đảo trộn hỗn hợp Nước được gia nhiệt đến 60oC cho cánh khuấy hoạt động 40 vòng/phút, cho đường vào, cho đường tan hoàn toàn, gia nhiệt đến sôi 30 phút, nhiệt độ nấu 100oC Trong quá trình nấu cánh khuấy hoạt động liên tục
Nồng độ syrup sau khi nấu khoảng 67 oBx [10]
Biến đối vật lý: Nhiệt độ tăng, tăng áp lực thẩm thấu, tăng độ nhớt, sự thay đổi khối lượng riêng, tỉ trọng
Biến đổi hóa học: Tăng hàm lượng chất khô Phản ứng thủy phân đường saccharose tạo thành hỗn hợp đường glucose và fructose Phản ứng caramel hóa đường tạo các hợp chất sậm màu
So sánh quy trình quy mô công nghiệp và thủ công
Giai đoạn Quy mô công nghiệp Quy mô thủ công
Gia Nhiệt Dùng bể trộn đun sôi nước => thiết bị cỡ lớn
Chỉ dùng ấm đun cỡ nhỏ
Trích ly Sử dụng thùng chứa lớn Dung ấm đun nước để thực hiện trích ly Lọc trà sẽ được cho vào các lồng đựng hoặc túi vải có kích thước phù hợp trà sẽ được cho vào túi vải có kích thước phù hợp
Chuẩn bị dịch đường Đường trước khi đưa vào phối trộn với dịch trà phải nấu thành dạng syrup có nồng độ 60 – 70% Đường được đưa trực tiếp vào phối trộn với dịch trà theo đúng tỷ lệ
Phối trộn Sự dụng thùng chứa lớn Sử dụng bình thuỷ tinh 5L
Lên men lần 1 Dùng thiết bị bồn chứa Sử dụng bình thuỷ tinh 5L
Chuẩn bị dịch hồng xiêm sử dụng ethanol tinh luyện để trích ly các chất chiết từ nguyên liệu hồng xiêm
Dùng các thiết bị nghiền xé, thiết bị trích ly sử dụng dao để loại bỏ vỏ sau đó cho nguyên liệu và nước vào máy sinh tố để thực hiện quá trình ép, tiếp tục dùng túi lọc để thu hồi dịch hồng xiêm loại bỏ bã đi
Lên men lần 2 Dùng thiết bị bồn chứa Sử dụng bình thuỷ tinh 5L
Bao gói Sản phẩm được vào máy đóng chai tự động Được thực hiện thủ công bằng tay
Thanh trùng Thanh trùng sau khi phối trộn, trước lên men lần 1
Thanh trùng sau khi rót chai
Bảo ôn Bão ôn thời gian dài nhằm phát hiện những sản phẩm lỗi
Bão ôn ở thời gian ngắn
Dán nhãn Sản phẩm được vào máy dán nhãn tự động Được thực hiện thủ công bằng tay
Bảng 2.1 So sánh quy trình quy mô thủ công và quy mô công nghiệp
Nguyên nhân: Có sự khác biệt về máy móc, thiết bị và cách thức tiến hành do sự khác biệt về quy mô và điều kiện thực tế Ở quy mô công nghiệp, do yêu cầu sản xuất số lượng sản phẩm lớn, ồ ạt trong thời gian ngắn và để tiết kiệm chi phí nhân công, đồng bộ hóa quá trình sản xuất nên máy móc thường hiện đại, tự động hóa theo dây chuyền và công suất lớn Các thông số kiểm soát quá trình được thiết lập trước để tạo ra sản phẩm đồng nhất Ở quy mô thủ công, do yêu cầu sản xuất số lượng không quá lớn so với quy mô công nghiệp trong thời gian ngắn Do công suất nhỏ, chủ yếu sử dụng sức người nên đa số làm thủ công Các thông số điều khiển chủ yếu làm thủ công, sản phẩm không đồng nhất.
THỰC NGHIỆM
Xác định một số thông số quan trọng của quy trình sản xuất
3.1.1 Xác định thông số tối ưu cho sản phẩm trong quá trình lên men:
3.1.1.1 Thực hiện quá trình lên men kombucha F1:
Thực hiện với 5 g trà, sau đó tiến hành đun 1 lít nước sôi để pha trà ủ trong vòng 10 phút Tiếp theo bổ sung đường vào dung dịch nước trà đang ủ, hòa tan 100g lượng đường, để nguội và điều chỉnh ph về mức 3,5-4 Sau đó bổ sung 2,5% SCOBY Tiến hành lên men ở nhiệt độ phòng trong thời gian 7 ngày
3.1.1.2 Khảo sát quá trình lên men Kombucha F2:
Lấy dịch trà lên men Kombucha F1 đã chuẩn bị tiến hành đổ vào 18 chai thuỷ tinh, mỗi chai 100ml sau đó bổ sung lượng hồng xiêm (5; 10; 15 %) tương ứng với ( 5; 10; 15), ở nhiệt độ phòng, trong thời gian lên men F2 (12, 24 giờ) Tiến hành xác định nồng độ chất khô hòa tan %Bx, pH dịch lên men và đánh giá cảm quan sản phẩm để chọn được điều kiện lên men phù hợp nhất Điều tra tỷ lệ dich hồng xiêm thêm vào và thời gian lên men lần 2 Với tỷ lệ từ 5-15% dịch hồng xiêm thêm vào và thời gian từ 12-24 giờ là những tỷ lệ phù hợp để tạo ra sản phẩm có hương vị hài hoà về cả ph và Bx
Việc kết thúc lên men sẽ dựa trên các thông số pH và Brix cuối Các thông số này được thiết lập dựa trên yêu cầu của nhà sản xuất về vị của trà Kombucha thành phẩm Thông thường người ta chọn thông số kết thúc lên men đến khi đạt pH cuối là 2,5 – 4 và
Bx cuối là 9 – 10,4 để có mùi vị hài hòa Độ pH của Kombucha lên men phải được theo dõi bằng máy đo pH kỹ thuật số đã hiệu chuẩn Ngưỡng an toàn thực phẩm đối với độ pH là 4,3, tiếp tục lên men và đo lại Nếu độ pH không đạt đến pH ≤4,2 trong 7 ngày Hãy loại bỏ tất cả kombucha và bắt đầu lại Vì nếu tiếp tục sau 10 ngày, độ chua có thể tăng lên mức và gây hại cho người dùng
3.1.2 Xác định thông số tối ưu cho sản phẩm trong quá trình thanh trùng
Tiệt trùng bằng hơi nước là phương pháp sử dụng nhiệt độ cao tại áp suất bão hòa để tiêu diệt vi sinh vật và bảo tử của chúng
Thiết bị được dùng cho quá trình tiệt trùng hơi nước được gọi là “ Nồi Hấp Tiệt Trùng” Điều tra thời gian thanh trùng Thời gian tốt nhất để thanh trùng trong nồi hấp là 10-
15 phút ở 80-85 °C, với khoảng thời gian và nhiệt độ này phù hợp để tiêu diệt các vi sinh vật gây hại
Nhiệt ẩm tiêu diệt vi khuẩn do sự biến tính không thể đảo ngược của các enzym và các protein cấu trúc Nhiệt độ mà tại đó sự biến tính xảy ra thay đổi nghịch đảo với lượng nước Sự khử trùng xảy ra trong hơi bão hòa do đó đòi hỏi phải kiểm soát chính xác thời gian, nhiệt độ và áp suất Áp suất đóng vai trò là một phương tiện để đạt được nhiệt độ cao cần thiết, nhanh chóng tiêu diệt vi sinh vật Phải thu được một nhiệt độ cụ thể để đảm bảo loại bỏ hoàn toàn vi sinh vật Thời gian khử trùng tối thiểu cần được đo từ thời điểm khi tất cả các vật liệu cần khử trùng đã đạt đến nhiệt độ cần thiết Ưu điểm:
- An toàn, hiệu quả, chi phí rẻ
- Dễ vận hành và kiểm soát
- Mức độ tin tưởng vào kết quả cao
- Kén sử dụng cho loại mẫu nhạy về nhiệt
- Dụng cụ vi phẫu bị hư hỏng do tiếp xúc nhiều lần
- Có thể để dụng cụ bị ướt, khiến chúng bị rỉ sét
Thiết kế thí nghiệm
Số thí nghiệm Tỷ lệ dịch hồng xiêm
Thời gian Thanh trùng (min)
Bảng 3.1 Thiết kế thí nghiệm
Tổng kết thông số tối ưu và thực nghiệm sản xuất
Từ quá trình khảo sát lên men sản phẩm, thu được 18 mẻ với những kết quả khác nhau về độ ph và độ Bx
Tỷ lệ dịch hồng xiêm ( ml )
Thời gian lên men kỵ khí (h )
Thời gian thanh trùng (min) Độ Ph sau lên men 7 ngày Độ Bx sau lên men 7 ngày
Bảng 3.2 Bảng kết quả thí nghiệm
- Một số hình ảnh về khảo sát pH và Bx của 18 mẫu lên men:
Từ những kết quả thu được ở các bảng trên, nhóm dự án đã lựa chọn ra 2 mẫu đảm bảo về pH và Bx đạt trong giá trị yêu cầu và có cảm quan tốt hơn so với những mẫu còn lại
Mẫu 17: với tỉ lệ dịch hồng xiêm trong 100ml là 15ml, thời gian lên men kỵ khí là 24h, thời gian thanh trùng là 10 phút
Mẫu 18: với tỉ lệ dịch hồng xiêm trong 100ml là 15ml, thời gian lên men kỵ khí là 36h, thời gian thanh trùng là 15 phút
Hai mẫu gồm mẫu a và b tiếp tục được sử dụng để đánh giá cảm quan và để chọn ra mẫu cuối cùng có mức yêu thích cao hơn mẫu còn lại
Sử dụng phép thử cặp đôi thị hiếu để so sánh 2 mẫu trên
Phiếu chuẩn bị thí nghiệm:
PHIẾU CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM Phép thử cặp đôi thị hiếu
STT Tên dụng cụ Số lượng Ghi chú
4 Bút 20 cái Bút chì, bút mực
Bảng 3.3 Dụng cụ sử dụng cho thí nghiệm
STT Tên dụng cụ Số lượng Ghi chú
3 Nước thanh vị 400 ml 20ml/ 20 người
Bảng 3.4 Nguyên liệu sử dụng cho thí nghiệm
- Chuẩn bị mẫu, phục vụ thí nghiệm: 2 người
- Mã hóa mẫu và rót mẫu: 1 người
- Phát và thu phiếu: 1 người
- Với A là mẫu 17, B là mẫu 18
- Phiếu chuẩn bị thí nghiệm:
STT Trật tự Mã hóa Trả lời STT Trật tự Mã hóa Trả lời
Bảng 3.7 Bảng mã hóa và trật tự bộ mã hóa
Kết quả số liệu thô:
PHÒNG THÍ NGHIỆM CẢM QUAN Tên phép thử: phép thử cặp đôi thị hiếu
Họ và tên:……… Ngày thử: …/…/…
Trước mặt bạn là hai mẫu sản phẩm đã được mã hóa Bạn hãy nếm thử theo thứ tự từ trái sang phải và xác định mẫu nào bạn thích hơn bằng cách ghi mã số mẫu đó vào chỗ trống dưới đây:
+ Xin vui lòng thanh vị bằng nước lọc trước khi bắt đầu nếm mỗi mẫu
+ Ngay cả khi không chắc chắn bạn cũng phải đưa ra lựa chọn của mình
Cám ơn bạn đã tham gia đánh giá!
- Số người chọn mẫu A thích hơn: 13
- Số người chọn mẫu B thích hơn: 7
Xử lý số liệu và tra Bảng 2- Số câu trả lời đúng tối thiểu cần thiết để kết luận hai sản phẩm khác nhau đối với phép thử so sánh cặp 2 phía để đưa ra kết luận
Với mức ý nghĩa a= 0.05 và số câu trả lời: n= 20, tra bảng ta có: Số câu trả lời đúng tối thiểu cần thiết = 15
Theo kết quả thu được ta thấy số câu trả lời là 13 < số câu trả lời đúng tối thiểu cần thiết
Suy ra, không có sự khác biệt có ý nghĩa giữa hai sản phẩm A và B với mức ý nghĩa a=0.05
Kết luận: Vậy có thể thấy người thử yêu thích sản phẩm mẫu 17 hơn so với sản phẩm mẫu 18 của nhóm
3.4 Đánh giá chất lượng sản phẩm mẫu tối ưu
3.4.1 Đánh giá chỉ tiêu vi sinh:
3.4.1.1 Tổng số vi sinh vật hiếu khí:
Chuẩn bị các đĩa rót sử dụng môi trường cấy quy định và một lượng dung dịch pha loãng thập phân của mẫu thử Ủ các đĩa trong điều kiện hiếu khí ở 35 °C ± 1 °C trong 48 h Tính số lượng vi sinh vật trong một gam mẫu từ số lượng khuẩn lạc thu được trên các đĩa đã chọn
3.4.1.1.2 Tiến hành a) Mẫu sản phẩm: mẫu 17
Hình 3.1 Các đĩa không thể đếm số khuẩn lạc
- Các đĩa không thể đếm được số khuẩn lạc: Độ pha loãng 10 −8 , 10 −9 , 10 −10
Không thể sử dụng để tính toán
Hình 3.2 Số khuẩn lạc đĩa có độ pha loãng 10 −2
Hình 3.3 Số khuẩn lạc đĩa có độ pha loãng 10 −3
- Các đĩa có thể đếm được số khuẩn lạc:
+ Độ pha loãng 10 −2 có 109, 97 khuẩn lạc
+ Độ pha loãng 10 −3 có 89, 74 khuẩn lạc
- Cả 2 đĩa đều nằm trong khoảng từ 25-250 khuẩn lạc, có thể đếm được và được sử dụng để tính toán tổng số vi khuẩn hiếu khí cho sản phẩm b) Tính toán kết quả:
Tổng số khuẩn lạc đếm đĩa trên 1 gam:
+ A: số đơn vị hình thành khuẩn lạc trong 1g mẫu
+ N: tổng số khuẩn lạc đếm được trên các đĩa đã chọn
+ n1, n2: lần lượt là số lượng đĩa cấy tại độ pha loãng 1,2
+ V: thể tích dung dịch mẫu cấy vào trong mỗi đĩa (ml)
+ f1, f2: lần lượt là độ pha loãng thứ 1, thứ 2 tương ứng
+ Độ pha loãng 1(10 −2 ): Đĩa 1 có 109 khuẩn lạc, đĩa 2 có 97 khuẩn lạc
+ Độ pha loãng 2(10 −3 ): Đĩa 1 có 89 khuẩn lạc, đĩa 2 có 74 khuẩn lạc
Tổng số khuẩn lạc đếm đĩa trên 1 gam:
1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí, số khuẩn lạc/ml, không lớn hơn
3 Cl Perfringens Không được có
4 Vi sinh vật gây đục (quan sát bằng mắt) Không được có
5 Nấm men-mốc, không lớn hơn Không được có
6 St aureus/vi khuẩn gây bệnh đường ruột Không được có
Bảng 3.8 Chỉ tiêu vi sinh cho sản phẩm theo TCVN 5042:1994
So sánh giữa giá trị thực nghiệm và giá trị tiêu chuẩn ta có: 16772 < 5 x 10 4 (CFU/g)
- Thông qua thí nghiệm đánh giá có thể thấy rằng sản phẩm đạt yêu cầu về Tổng số vi sinh vật hiếu khí
- Lượng khuẩn lạc thu được trong mẫu sản phẩm ít hơn rất nhiều so với TCVN bởi vì một số nguyên nhân:
+ Sản phẩm sau khi lên men là môi trường yếm khí: chỉ chứa lượng ít các vi sinh vật hiếu khí, chủ yếu là các vi sinh yếm khí và vi khuẩn lên men chiếm ưu thế
- Những đĩa không đếm được vi sinh vật hiếu khí có thể gây ra bởi những nguyên nhân sau:
+ Thao tác làm thí nghiệm chưa chính xác hoàn toàn, một số thao tác như quá trình đổ đĩa cấy không chuẩn xác lượng môi trường, hay lắc không đều các đĩa sau khi đổ đĩa, …
3.4.1.2 Xác đinh tổng số E.coli:
- Cấy phần mẫu thử vào ống nghiệm chứa môi trường tăng sinh chọn lọc và ủ 48 h ở 35°C Các ống thu được cho thấy có sinh khí là ống chứa coliform giả định
- Để khẳng định E coli, cấy tiếp vào ống đựng môi trường EC và ủ ở 45 °C trong 48 h rồi tiếp tục cấy vào thạch L-EMB, ủ ở 45 °C trong thời gian từ 18 h đến 24 h và thực hiện phép thử hình thái học và các phép thử sinh hóa
3.4.1.2.2.Các bước tiến hành a) Phép thử E Coli giả định:
- Mẫu sản phẩm tối ưu (mẫu 17)
Hình 2.2.1.2.2.1 Các ống nghiệm với độ pha loãng khác nhau chứa ống Durham
Hình 2.2.1.2.2.2 và Hình 2.2.1.2.2.3 Ống nghiệm với độ pha loãng 1/10 sau khi ủ
Hình 2.2.1.2.2.4 Ống nghiệm với độ pha loãng 1/100 sau khi ủ
Hình 2.2.1.2.2.5 và Hình 2.2.1.2.2.6 Ống nghiệm với độ pha loãng 1/1000 sau khi ủ
- Nhận xét và kết luận:
Có thể thấy với 3 độ pha loãng đều không có bọt khí bên trong ống Durham
Vì vậy có thể kết luận rằng không có sự thay đổi môi trường trong ống Durham và các ống không có sự có mặt của E Coli
Vậy nên phép thử định lượng E Coli sẽ dừng ở bước phép thử E Coli giả định và sản phẩm không chứa E Coli với thời gian và điều kiện bảo quản đã nêu trên
4.5.2 Đánh giá chỉ tiêu hoá sinh:
